ガラス器具の焼成時に発生する「デッドゾーン」を解消する方法
もし、容量の大きなフラスコや細い首のついた試験管を扱ったことがあるなら、その苦労はよくわかるでしょう。これらの容器を通常のオーブンに入れても、熱が隅々まで行き渡りません。つまり、「デッドゾーン」という場所が存在し、そこでは熱風が届かないのです。
その結果、温度分布が不均一になります。そして、冷却段階でガラス器具が割れてしまうことがあります。本当に厄介です。
この問題を解決するために、私たちは空気を利用するのではなく、短波赤外線ヒーターを使います。対流に頼る代わりに、これらのヒーターは直接ガラスに熱エネルギーを与えます。
ヒーターの仕組み
太陽光のように考えればわかりやすいです。短波赤外線は部屋全体を温めるだけでなく、ガラスの表面に直接当たります。
私たちは、これらのヒーターを複数の角度から配置することで、空気が届かない場所も加熱できるようにします。石英ハロゲン素子を使用するのは、反応速度が非常に速いからです。数秒で目標温度に到達するので、ガラスがコンベヤー上を移動している間でも、熱の分布を調整できます。これにより、より精密な制御が可能になります。
装備の詳細
厚壁のガラスの場合、狭い範囲に多くの熱が必要になります。つまり、高出力のヒーターが必要です。
しかし、ヒーターを使う前に、電圧を確認してください。400Vの電源を使用している場合、各ヒーターにより多くの電力を供給できます。ただし、コントローラーが急激な電力変化に対応できるかどうかを確認してください。そうしないと、リレーが壊れてしまう可能性があります。
また、熱を集中させるために反射器も使用します。放物面反射器は、容器の側面を加熱するのに適しています。一方、広角の反射器は、容器の底面を加熱するのに適しています。ただし、注意が必要です。あまりにも多くの熱を一箇所に集中させると、ガラスが歪んでしまいます。
デメリット
完璧な方法というものはありません。赤外線ヒーターはデッドゾーンの問題を解決してくれますが、電気代が上がってしまいます。すべてのヒーターが同時に動作したときの電力負荷に、電力供給システムが対応できるかどうかを確認する必要があります。
また、メンテナンスも大変です。石英管は壊れやすいのです。ほこりがたまった工場では、わずかな汚れでもホットスポットを作り出し、結果として管が割れてしまいます。
ですから、常に清潔に保つ必要があります。面倒な作業ですが、安定した熱出力を維持するためには不可欠です。