ガラスが割れるのを防ぐために：実際に使われているIRランプについて
もし、ガラス製品が加熱処理中に割れるのを見たことがあるなら、その不安な気持ちはよくわかるでしょう。これは主に熱衝撃が原因です。つまり、冷たいガラスに強力な熱が加わると、そのストレスに耐えられずに割れてしまうのです。
そうしたことを防ぐために、私たちはバッチ型の炉に短波長の赤外線ランプを使用しています。重要なのは、出力をどのように制御するかという点です。
なぜIRランプが従来のヒーターより優れているのか
従来の抵抗体式ヒーターの問題点は、熱容量が非常に大きいことです。一度熱くなると、その状態が続きます。スイッチを切っても、依然として熱が放出され続けるため、正確な温度制御が難しくなります。
一方、短波長のIRランプは異なります。フィラメントはほんの数ミリ秒で目的の温度に到達します。つまり、ほぼ瞬時に温度調節が可能です。
このように迅速に反応するため、出力をパルス状に調整したり、SCRコントローラーを使ってゆっくりと温度を上げることができます。また、ガラスの加熱段階に合わせて出力を微調整することもできます。もう推測する必要はありません。
実際に効果的な装置
私たちは、高密度の石英ケースやハロゲンガスを使用しています。ハロゲンガスを使用することで、フィラメントが蒸発するのを防ぎ、何千時間にもわたって安定した出力を維持できます。
多くの人が見落としがちなのはコネクタの部分です。R7sを使うかSK15を使うかは、炉がどれだけ振動するかによります。加熱中にランプが緩んでしまうのは避けたいですからね。
また、これらのランプは高出力なので、必要な場所、つまりガラスの表面に直接熱が届きます。炉内の空気全体が温まるのを待つ時間も省けます。
コストとのトレードオフ（完璧なものはない）
このような高速性には代償が伴います。これらのランプは集中した熱を放出するため、反射板が少しでもずれていたり、冷却ファンが停止してしまったりすると、状況が悪化しやすくなります。ランプホルダーが溶けたり、炉の枠が歪んだりする可能性もあります。したがって、冷却システムがこのような高温環境に対応できるかを確認する必要があります。
私のアドバイスは、ランプを常に100％の出力で使わないことです。段階的に出力を調整することで、加熱時間を短縮しつつ、ガラスが割れないようにできます。