複雑な形状をしたガラス製品の「冷却されがちな部分」を解消する方法
もしアニーリング炉を使った経験があるなら、「冷却されがちな部分」という問題がどれほど厄介かご存知でしょう。この問題は、細い首の部分や広がった縁の部分など、扱いにくい部分でよく起こります。従来の対流式加熱では、そうした狭い場所まで熱を届けることができません。炉から出てきてみると、容器の内部に不均一な応力が生じていたり、最悪の場合は中央部分にひび割れが入っていることもあります。
だからこそ、私たちは迅速に反応する赤外線ランプを使用するようになりました。これにより、空気では届かない場所にも熱を届けることができます。
熱が実際にどのように作用するか
空気を利用したシステムは遅いです。一方、赤外線ランプは放射エネルギーを利用するため、速いのです。特に短波長の放射エネルギーを選ぶ理由は、それが表面で反射するのではなく、ガラスの内部に染み込むからです。
複数の角度からこれらのランプを配置することで、通常は冷却されがちな「影の部分」にも熱を届けることができます。そして速度はほぼ瞬時です。PLCが温度上昇を指示してから、わずか数ミリ秒でランプが最大出力に達します。空気が温まるのを待つ必要はありません。
具体的な仕組み
私たちは、多量の熱に耐えられるようにこれらの装置を設計しています。炉のスペースに応じて、特殊なコーティングが施されたクォーツ製のケースを使用し、放射スペクトルを調整します。重要なのは、ランプの波長が使用しているガラスの種類に合っているかどうかです。もし合っていなければ、電力を無駄にしてしまいます。
配線も非常にシンプルです。標準的なR7やSk15コネクタを使用しています。これらは丈夫で、コンベヤが動いても緩むことはありません。また、急激な温度上昇を実現するために、より高いワット数のランプを使用します。
デメリット（完璧なものはない）
高密度の赤外線も万能ではありません。冷却されがちな部分を解消できる一方で、効果が強すぎることもあります。もし部品が長時間そのまま放置されていると、表面が焼けてしまいます。そのため、ベルトの速度とランプの出力を完璧に同期させる必要があります。
もう一つの注意点は、高ワット数のランプは大量の熱を発生させるということです。もしキャビネットの冷却機能を適切に設定しなければ、制御用のリレーが壊れてしまいます。これは些細なことかもしれませんが、火曜日の午後に工場全体の運転を止めてしまうような事態にもなり得ます。