ハロゲンヒーター ご使用上の注意

概要
ハロゲンランプを使った光加熱装置はハロゲンランプそのものです。
使用方法も注意事項もハロゲンランプ及びその装着器具に対するものと同じです。
一般のハロゲンランプ照明器具と同じで電圧のコントロールのみで簡単に0~100%の調光ができます。
器具のサイズの割に出力(電力)が大きいので、冷却が必要になります。
大出力の光加熱装置では水冷又は強制空冷を採用しています。

突入電流に対する対策

ハロゲンランプはいきなり高い電圧を加えると、定格の5倍以上に達する突入電流が流れ、寿命を縮める悪影響を与えます。
この影響は電流値の大きなランプほど顕著になります。
10A以上のランプの場合は必ず! それ以下の電流値のランプの場合でもできるだけ1秒間以上のソフトスタート付電源を御使用ください。
また、出来る限り突入電流対策機器を取り付けて下さい。
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突入電流に対する対策

各突入電流倍率はピーク値比較
突入電流補正値は、電源抵抗を0Ω時と仮定した場合の計算値。

スローアップ0秒における、突入電流の最初の1サイクルはぼSIN波。その後、電力調整器の電流制限が作動し初め、3サイクル目後半から電流制限状態に入る。
スローアップ時の突入電流は、位相制御された波形であるので、突入電流の実効値比は上記の約40%(三角波形と仮定して)

結論
電力調整器に許容される突入電流は、定格の約3倍×約2秒。
定格電流30Aの場合
スローアップ0秒ピーク電流値で計算→30×3/7=12.9A迄のヒータが使用可能です
スローアップ0.5秒、ピーク電流値で計算→30×3/5.4=16.6A迄のヒータが使用可能です
スローアップ1.0秒、ピーク電流値で計算→30×3/5.2=17.3A迄のヒータが使用可能です

実効値で計算→30×3/(5.2*04)=43.2A迄のヒータが使用可能です

突入電流を実効値で考えても良いかは、ヒューズおよびサイリスタプロテクタの遮断特性から考えると微妙です。
実験機で、ヒューズおよびサイリスタプロテクタが作動しないか実験が必要。

電力調整器に許容される突入電流1

電力調整器に許容される突入電流2

電源によってはこの突入電流によりブレーカが働き、通電出来ない場合もあります。
直流電源の保護回路で時々見かける「フの字型特性」による過電流保護を行っている機種はハロゲンランプ用電源としては使えません。
「垂下特性」による保護であれば大丈夫です。ただし正確には電源メーカーに問い合わせてください。
300w以上のハロゲンランプはほとんど交流電源を使いますので、供給電力のコントロールは位相制御(サイリスタ制御)で行うのが普通です。
サイリスタ制御器はソフトスタート機能を組み込む事も容易なので、簡便な機種以外には標準で付属している場合が多いです。

寿命を縮めないための注意事項
定格電圧を超える電圧はできるだけ加えないでください。
断線や黒化,破裂などの原因になります。
必要加熱条件を満足する範囲で出来るだけ低い電圧で御使用いただくのがランプ寿命の点で非常に有利になります。 
10%の電圧低下で寿命は約3倍になります。

電源は交流が安全です。ただし24v程度以下の品種は直流でもかまいません。交流で使用される場合ですが、定格電圧よりも高い電圧から位相制御(サイリスタ制御)で適切な電圧を得ようとするのは危険です。この場合、実効値が定格電圧以下でも瞬間的には高い電圧が加わるので、ランプ内で絶縁破壊を起こし、断線や破裂をする場合があります。

電源に定格電圧の交流を使い、それを位相制御(サイリスタ制御)で電圧を下げる方向にコントロールするのが正しい使い方です。

本体及びハロゲンランプにはできるだけ振動や衝撃を加えないようにして下さい。衝撃が強い場合はその場でガラスが割れたりフィラメントが断線します。しかしこれらの異常が明確には見られなくてもフィラメントにダメージが残っている場合があり、寿命の低下につながります。
                                         
ポイントヒーターは点灯方向の制限はありません。しかしラインヒーターは基本的には水平で御使用ください。これはこのヒータに使うハロゲンランプの構造的特徴によります。しかし垂直点灯に対応したハロゲンランプを設計製作することも可能ですので、ご相談ください。

ヒーターの冷却について

冷却水が必要な機種では、ランプ電力1kw当たり0.5L/min.以上の冷却水を流して下さい。2kwのヒータの場合は1L/min.以上です。この時の水温上昇は約10℃になります。できれば最低流量の2倍程度流してください。また水が止まった場合にはランプの電源も切れるようなインターロックを付ける事が望ましいです。

水冷タイプは200kPa(約2kg f/c㎡)程度以下の水圧で使われる事を想定して設計,製作しております。もし300kPaをこえるような水圧で使われる場合にはご相談ください。

多くの光加熱装置はミラー部で発生する熱エネルギーは供給電力の約1/3です。つまり供給電力の約1/3を放熱してやらねばならず、小電力のヒータならば自然冷却でも可能なのですが、大電力でコンパクトな装置となると水冷又は強制空冷が必要になります。

冷却水として地下水を使われている場合などで、外気温より水温がかなり低い場合には結露が問題になります。結露かひどい場合には漏電の危険があったり、またミラーの反射率にも影響する場合があります。このような場合には長い銅管を通すなどして外気温との差を少なくした上でヒーターに供給するとか、通電していないときには冷却水も停止し、通電中も流れる量を必要最低限にする、などの対策を講じてください。

冷却水の水質によっては冷却水路に異物が蓄積します。アルミの腐食が起こり、そのアルミ化合物が蓄積することもあります。適時清掃して水の通りを良く保ってください。

ミラーの清掃について

反射鏡面はこの加熱装置の最も重要で、最もメンテナンスを要するところです。「ハロゲンヒーターの特徴」項でも触れましたが被加熱物から蒸発や燃焼などで発生する煙などがミラー面に付着すると大幅に性能が低下します。このような加熱対象物を加熱する場合には保護ガラスを光加熱装置の前面に設置し、これを適時清掃,交換してください。ミラー内空間に清浄な空気を吹き込み、内部をプラス圧にしておけば煙の進入をより完璧に防げます。

ランプ交換について

ランプ交換の際はランプを汚さないようにご注意ください。もし汚れた場合はアルコールを含ませた布などできれいに拭き取ってください。そしてミラー本体側のランプ装着部もきれいに拭いてください。この部分が汚れているとランプ装着時にランプを汚すおそれがあります。

ランプ交換は簡単な操作で再現性よく高精度に取り付けることができるような設計にしております。ただし加熱装置本体部などを分解されますと簡単には復元できない場合があります。通常ならば本体部の分解などは必要ないはずですので、このような事は避けてください。どうしても必要な時にはご相談ください。

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