유리 가열 과정에서 발생하는 성가신 ‘차가운 부분’을 해결하는 방법
만약 가열로를 사용해본 경험이 있다면, “차가운 부분”이 생기는 문제가 얼마나 짜증나는지 알 것입니다. 유리 제품을 꺼내보면 겉보기에는 괜찮아 보이지만, 나중에 금이 가곤 합니다. 이는 대개 유리 자체의 형태 때문입니다. 복잡한 곡선이나 좁은 부분들이 마치 장벽처럼 작용하여 뜨거운 공기가 원하는 곳으로 가는 것을 막습니다.
일반적인 대류식 가열 방식으로는 이 문제를 해결할 수 없습니다. 공기는 게으르기 때문에 좁은 곳으로 들어가는 것을 싫어합니다.
그래서 우리는 중파 석영 히터를 사용합니다. 뜨거운 공기를 밀어넣는 대신, 직접적인 적외선 방사를 이용합니다. 이는 전혀 다른 방식입니다.
왜 중파인가?
중파는 마치 “적당한 온도”와 같습니다. 단파 램프는 너무 강력해서 유리 표면을 과도하게 가열시켜 내부가 따뜻해지기 전에 표면이 손상될 수 있습니다. 반면 중파는 유리의 실리카 구조 속으로 깊이 침투합니다. 따라서 두꺼운 용기나 형태가 복잡한 용기의 경우에도 유리의 중심부와 표면이 동시에 적절한 온도에 도달합니다. 열충격이나 급격한 균열이 발생하지 않습니다.
설치 방법
그냥 히터 하나를 넣고 끝난 것으로 생각해서는 안 됩니다. 그림자 문제도 고려해야 합니다. 용기의 형태가 복잡하다면 열이 제대로 전달되지 않을 수 있습니다.
해결책은 여러 방향에서 각도를 달리한 석영 튜브를 사용하는 것입니다. 이렇게 하면 유리 전체가 열에 둘러싸이게 됩니다. 용기의 형태가 아무리 복잡해도 차가운 부분이 생길 곳이 없습니다.
이 튜브들은 고순도 석영으로 만들어져 있어서 높은 온도를 견딜 수 있습니다. 전력 공급 상황에 따라 직렬 또는 병렬로 연결할 수 있습니다. 하지만 주의할 점은, 전력이 너무 많으면 컨트롤 변압기에 부담이 간다는 것입니다.
장단점
적외선 가열의 장점은 매우 빠르다는 것입니다. 하지만 공기보다 훨씬 강력한 열을 발산하기 때문에 PID 컨트롤러를 신중하게 조절해야 합니다. 온도를 너무 높이면 표면이 변형되거나 가스가 발생할 수 있습니다.
마지막으로, 석영은 깨지기 쉬운 재료입니다. 튜브를 가열로 프레임에 직접 고정하면 금속이 팽창하거나 수축할 때 튜브가 부서질 수 있습니다. 따라서 튜브를 기계적으로 분리해두는 것이 중요합니다. 그렇게 하면 많은 문제를 피할 수 있습니다.