유리 터널 가마에서 사용되는 짧은 길이의 램프가 갖는 문제점
대부분의 적외선 램프는 약 1미터 정도의 길이만 지닙니다. 만약 유리 튜브 형태의 터널 가마를 사용한다면 이는 큰 문제가 됩니다.
왜냐하면 램프들 사이에 생기는 공간들로 인해 온도가 낮아지는 ‘차가운 부분’이 생기기 때문입니다. 유리가 그러한 저온 구역을 지나갈 때, 유리는 고르지 않게 팽창하게 됩니다. 그 결과 균열이 생기거나 유리가 비틀리게 되며, 많은 양의 재료가 낭비됩니다. 정말 성가신 일입니다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 2미터 이상의 길이를 가진 맞춤형 가열 장치를 만듭니다.
적절한 전력 공급이 필요합니다
단순히 필라멘트의 길이를 늘린다고 해서 문제가 해결되는 것은 아닙니다. 그렇게 하면 제대로 작동하지 않습니다.
튜브의 길이가 길어질수록 전기 저항도 커집니다. 따라서 양쪽 끝에서 온도가 일정하게 유지되도록 전압과 와트수를 조절하는 데 많은 시간이 필요합니다.
전압이 너무 낮으면 튜브의 중간 부분이 충분히 뜨거워지지 않아 유리가 녹지 않습니다. 반대로 전압이 너무 높으면 필라멘트가 손상됩니다. 이는 균형을 맞추는 복잡한 과정이지만, 2미터에 달하는 긴 구간에서 일정한 온도를 유지하기 위한 유일한 방법입니다.
내구성을 고려하여 설계됨
이러한 가열 장치들은 서로 나란히 배열될 수 있도록 설계되었습니다. 열 충격에도 견딜 수 있는 고품질의 석영 유리를 사용합니다. 또한 배선도 유연하게 설계되어 있어, 전력 공급 방식에 상관없이 잘 작동합니다. 또한 연결부는 파손되기 쉬운 부품들을 피하여 설계됩니다. 터널 가마에서는 지속적인 진동과 열 변화가 발생하기 때문에, 연결부는 충분히 튼튼해야 합니다.
설치 시 주의할 점
가장 큰 장점은 ‘제브라 효과’가 사라진다는 것입니다. 짧은 길이의 램프를 사용할 때 나타나는 번갈아 가는 뜨거운 부분과 차가운 부분이 없어집니다. 대신, 균일한 온도 분포를 얻을 수 있습니다.
다만, 이러한 긴 길이의 가열 장치는 관성이 크기 때문에, 가열되는 데 시간이 좀 더 걸리고, 식는 데도 시간이 오래 걸립니다. 따라서 PID 컨트롤러와 냉각팬을 조정하여 이러한 느린 반응 시간을 극복해야 합니다. 이는 짧은 파장의 모듈식 램프를 사용할 때와는 다른 방식이지만, 그만한 가치가 있습니다.