再反射加熱法 – 6.箱加熱

箱に小さな穴を開けて、外部から加熱します。
箱に開けた小さな照射孔は赤外線吸収率が高い、という性質を利用します。
この加熱法の有効性は「シュテファン=ボルツマンの法則」によって証明されています。
この加熱方法を使えば簡単な構造で高温電気炉も製作できます。

再反射加熱法 - 6.箱加熱

照射孔から投入されたエネルギーは箱の断熱性能が理想的であれば、照射孔以外からは逃げる事ができないので内部にエネルギーが蓄積していきます。
壁面の断熱性能さえ良ければ、この箱の理論上の内部温度はハロゲンポイントヒーターの加熱上限である約1800℃に達する可能性が有ります。
箱の利用は「窯」「炉」「オーブン」として昔から使われていますが、、赤外線吸収率の悪い加熱対象物や、比較的大きな物体の加熱や、分散分布した加熱対象物などを高効率で高温度に均一加熱できる方法です。
この加熱方法の成功の鍵は高断熱の箱の製作が全てです。

再反射加熱法 - 6.箱加熱

一般的な「炉」と異なり、熱源と箱が分離できるので、ベルトコンベア上のインラインで使用できます。
箱加熱は、加熱対象物を出し入れできる2つ割り型の構造にもできます。
尚、箱の形状は図のような四角形だけでなく、三角形や球体や円筒状など任意の形状もできます。

箱の内壁は金メッキの様な高反射率の鏡面が理想的ですが、加熱対象物から煙が発生する場合が有り、高度な鏡面は維持が困難であす。
その点、セラミックボードやシリカボードなどは断熱作用により高温になると自浄作用で高反射率を保つため、メンテナンスフリーに近くなります。
一般的には断熱性能さえよければ、素材は選びません。
(温度が上がると壁面から再放射されるため、高反射率と結果的に同じです)。

セラミックボードやシリカボードなどは、壁面の温度上昇時間が必要なので、加熱対象物の温度上昇時間も多少長くなります。
タイムロスは立上がりだけで、連続作業では炉内が昇温しているので、タイムロスは無くなります。

再反射加熱法 - 6.箱加熱

照射孔に石英ガラスを使い真空チャンバーの中で加熱する方法もあります。
内部を非酸化性雰囲気にできるので、非酸化加熱加工が可能になります。
あるいは特殊なガス中で何らかの化学反応をさせることもできます。
特にクリーンさが要求される電気炉には好都合です。
炉内に発熱体が存在しないので、内部が汚れません。
 

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