ガラスが割れるのを防ぐために：なぜ高速の赤外線ヒーターが最適なのか
もしガラス製品の加工に携わったことがあるなら、熱衝撃という問題がいかに厄介かご存知でしょう。成形されたガラスをアニーリング用の炉に移す際、温度が急激に変化すると、ガラスは割れてしまいます。内部の応力が勝ってしまい、製品が破壊されてしまうのです。 これは通常、表面が急速に冷却されたり、均一に加熱されないために起こります。これを防ぐために、私たちは短波長の赤外線ランプを使用します。重要なのは単に熱そのものではなく、その熱をいかに迅速にオン・オフできるかという点です。
即時に熱を供給する魔法
ほとんどの加熱素子は反応が遅く、温まるのに時間がかかります。しかし、赤外線ランプはほぼ瞬時に熱を供給できます。 SCRコントローラーを使って電圧を調整することで、数ミリ秒以内に熱出力を変えることができます。これにより、システムはガラスの温度をリアルタイムで把握できます。そうすることで、ガラスが変形し始める前に、安全な温度を維持することができます。
考慮すべきデメリット
すべての熱が同じわけではありません。私たちは短波長の赤外線を使用します。なぜなら、それはガラスの内部深くまで届くからです。 一方、長波長の熱は表面にしか当たらず、いわゆる「スキン効果」が発生し、外側は焦げてしまいますが、内部は冷たいままになります。短波長の赤外線はこの問題を避けます。 しかし、高速に熱を供給するためには、小さな空間に大量のエネルギーが必要です。その結果、装置内に莫大な量の熱が発生します。もし冷却ファンや通気口が十分でなければ、配線やコネクタが壊れてしまいます。通気性には十分注意してください。
地面での使用方法
実際の配線に関しては、フィードバックループが重要です。 赤外線アレイとピロメーターを組み合わせて使用します。これは非常にシンプルな構成です。センサーが温度の低下を検知すると、ランプが即座に反応します。遅延も推測も不要です。これにより、ガラスが割れるのを防ぐことができます。