‘콜드 스팟’ 문제와 그 해결 방법 (그리고 긴 유리 터널형 가마를 어떻게 고칠 것인가)
대부분의 적외선 램프는 약 1미터 정도의 거리까지만 열을 발산합니다. 이 정도라면 소규모 작업에는 충분하지만, 대형 유리 터널형 가마를 사용할 때는 큰 문제가 됩니다. 그 결과, 여러 개의 짧은 구간들이 생기고, 각 연결 부위가 ‘콜드 스팟’이 되어버립니다. 이로 인해 가열의 균일성이 저하됩니다.
이 문제를 해결하기 위해, 우리는 2미터 이상의 거리까지 열을 발산할 수 있는 맞춤형 단파 석영 가열 장치를 만듭니다. 이렇게 하면 틈새나 콜드 스팟이 전혀 없으며, 일정한 온도를 유지할 수 있습니다.
전력과 전압의 문제
석영관을 그냥 늘려서 사용할 수는 없습니다. 물리 법칙이 방해가 됩니다. 관의 길이가 길수록 전기 저항도 커집니다.
만약 표준적인 낮은 전압으로 2미터 길이의 램프를 사용한다면, 관의 중심부는 양쪽 끝부분과 비교해 열이 제대로 전달되지 않습니다. 그 결과, 가열이 불균일해지는데, 이는 우리가 피하고자 하는 상황입니다. 우리는 필라멘트의 직경을 조절하고 전압을 높여서 중간 부분도 가장자리와 같은 강도로 열이 전달되도록 합니다.
열應力 문제
단파 복사가 작동 온도에 도달하는 시간이 매우 짧기 때문에, 고순도의 융합 석영을 사용합니다. 하지만 2미터 길이의 관은 상당히 많이 팽창합니다. 만약 고정 장치가 너무 단단하게 고정된다면, 관이 처음 가열될 때 바로 부러질 수 있습니다. 이는 매우 위험하고 비용이 많이 드는 실수입니다. 그래서 우리는 석영관이 움직일 수 있도록 설계합니다.
알아두어야 할 Trade-offs
전력 공급 장치의 성능에 따라 이 램프들을 직렬로나 병렬로 연결할 수 있습니다. 상당히 유연합니다.
하지만 솔직히 말해서, 한 가지 단점이 있습니다. 2미터 길이의 램프는 완벽한 가열 프로파일을 제공하지만, 500mm 길이의 램프에 비해 훨씬 취약합니다. 약간의 충격이나 실수만으로도 램프의 일부가 파손될 수 있습니다.
따라서 견고한 지지 구조가 필요합니다. 관이 조금이라도 아래로 처진다면, 필라멘트가 움직여서 램프가 너무 빨리 손상될 수 있습니다. 또한, 냉각 팬도 반드시 확인해야 합니다. 지속적으로 많은 전력이 공급되므로, 전기 단자가 녹아버리는 것을 방지해야 합니다.