대형 유리 가마에서 발생하는 ‘차가운 부분’을 해결하는 방법
거대한 크기의 유리 판을 예열할 때면, “차가운 부분”이라는 문제가 생깁니다. 이러한 현상은 보통 한 개의 램프가 끝나고 다음 램프가 시작되는 지점에서 발생합니다. 그런 작은 온도 차이들은 별것 아닌 것처럼 보일 수 있지만, 결국 유리의 균일한 가열을 방해합니다. 그리고 균일하지 않은 가열은 유리가 깨지는 결과를 초래합니다. 전혀 좋은 상황이 아닙니다.
이 문제를 해결하기 위해, 우리는 2미터 이상 길이의 연속적인 적외선 가열 장치를 사용합니다.
길이와 출력의 문제
단순히 필라멘트의 길이를 늘린다고 해서 해결될 문제가 아닙니다. 튜브의 길이가 길어지면 내부 저항도 변합니다. 따라서 첫 번째 밀리미터부터 2,000번째 밀리미터까지 일정한 온도를 유지하기 위해 전압과 와트수를 조절하는 데 많은 시간이 소요됩니다.
하지만 문제는, 빠른 속도로 유리를 가열하려면 엄청난 양의 전력이 필요하다는 것입니다. 그러므로 일반적인 전력 공급 시스템을 사용해서는 안 됩니다. 전력 공급 시스템은 그러한 큰 부하를 견딜 수 있을 만큼 강력해야 합니다. 그렇지 않으면 매우 비싼 문제가 발생할 수 있습니다.
중력과의 싸움
광물 튜브가 뜨거워지고 길어지면 아래로 처지게 됩니다. 램프가 아래로 처지면 열원과 유리 사이의 거리가 변합니다. 이로 인해 온도 분포가 망가집니다.
이를 막기 위해 우리는 두꺼운 벽의 광물 튜브를 사용합니다. 이렇게 하면 튜브가 곧게 유지됩니다. 또한, 열이 일정한 방향으로 흐르도록 하기 위해 특수한 연결 장치를 사용합니다.
실제적인 딜레마
이 방식의 큰 장점은 전기 연결点가 적다는 것입니다. 연결점이 적으니 고장날 가능성도 줄어들고, 문제를 해결하는 데 걸리는 시간도 줄어듭니다.
하지만 주의해야 할 점도 있습니다. 2미터 길이의 광물 튜브는 500mm 길이의 튜브보다 훨씬 취약합니다. 충격이나 진동에도 쉽게 손상됩니다. 만약 가마의 고정 장치가 진동을 제어하지 못한다면 문제가 생길 수 있습니다.
또한, 연속적인 배열로 구성된 튜브 중 하나가 고장 나면, 모듈식 시스템보다 훨씬 비싼 부품을 교체해야 합니다. 효율성과 위험성 사이의 균형을 고려해야 하지만, 유리의 품질을 위해서는 이러한 희생이 필요합니다.