基本原理
箱に小さな穴を開けて、外部から加熱します。
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。
照射光から投入された光エネルギーは、箱内の内面が反射率100％とすると、照射孔以外の場所では全ての光エネルギーを反射します。
この光エネルギーを吸収する物体は、箱の中に入った加熱対象物のみですので、全ての光を吸収して熱エネルギーに変換できるとすれば、加熱上限である約1800℃に達する可能性があります。
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反射の箱の製作が全てです。
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す。
または、赤外線の吸収率が高いセラミック素材を利用する方法もあります。照射した光をセラミック素材に吸収させて、熱に変換し、その熱放射を利用します。
但し、熱放射による熱の移動は、高温体から低温物体の方向でしか起こらないので、セラミック素材を充分に加熱する必要があります。連続作業では炉内が昇温しているので、タイムロスは立上がりだけです。高温になればなるほど、温度差がある場合、加熱する物体への熱放射のエネルギー強度は増加しますが、そうなると、セラミック素材の耐熱性を考慮する必要が出てきます。
真空チャンバー内での加熱
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、発熱体から発生するコンタミネーションもなくなり、内部が汚れません。
