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光加熱スポットヒータ HSH-60タイプ
ハロゲンランプの光を凹面鏡により集光し、加熱するヒータ
このヒータは150wランプの場合、通常の開放的な雰囲気でならば連続点灯が可能ですが、閉鎖的な雰囲気での使用とか150wよりも大きなランプを使用する場合には後記する様な水冷ユニット(WCU-60)またはエアー冷却式又はファン冷却式にする必要があります。
ほぼ瞬間的に光出力が立ち上がり、電圧コントロールで簡単に精密な出力制御が可能です。
光で加熱するので熱媒体が不要であり、完全クリーンな加熱が可能で低価格です。また真空中での加熱も可能です。
集光径:約φ6mm(短焦点ミラーと150wランプの組合せ)
加熱温度:*高約1400℃(短焦点ミラーの場合)
← HSHで耐火レ
ンガを溶かし
たもの。
**
HSH-60/36v-450w/水冷ユニット付
ヒータ外径 OD
φ60mm
ヒータ高さ Height
75mm
組合わせる標準ランプ
(4種類の標準品あり)
12v-110w
24v-150w
24v-300w
36v-450w
組合わせる標準ミラー
(5種類の焦点距離あり)
f=15
f=30
f=60
f=105
f=∞
質量(水冷ユニット無)
約350g
水冷ユニット質量
約200g
確実に高温加熱を成功させるには、ヒータの選定とともにちょっとした工夫が必要です。「空洞加熱法」も検討してください。
各種ランプとミラー焦点距離の組合せ特性
電圧
電力
焦点距離
集光径
パワー密度
ランプ特性,その他
12v
110w
f15
φ3.0
170w/cm^2
*小スポット径が得られ、安価な5v~15v
可変の一般電源が使用できる
12v-110w±8%色温度3050K-寿命800h
11v点灯では約2000h 通常は冷却不要
f30
φ3.8
135w/cm^2
f60
φ6.3
50w/cm^2
f105
φ9.6
18w/cm^2
24v
150w
f15
φ4.2
150w/cm^2
標準的なランプ。安価な10v~30v可変の
一般電源が使用できる
24v-150w±8%色温度3150K-寿命500h
22v点灯では約1400h 通常は冷却不要
f30
φ5.2
115w/cm^2
f60
φ9.3
42w/cm^2
f105
φ14
15w/cm^2
300w
f15
φ5.4
170w/cm^2
大出力品。安価な10v~30v可変の一般
電源が使用できる
24v-300w±8%色温度3050K-寿命800h
22v点灯では約2000h通常は要強制冷却
f30
φ7.2
135w/cm^2
f60
φ11
50w/cm^2
f105
φ18
18w/cm^2
36v
450w
f15
φ6.6
180w/cm^2
*大出力品。特殊電圧
36v-450w±8%色温度3250K-寿命150h
32v点灯では約500h 通常は要強制冷却
f30
φ8.0
140w/cm^2
f60
φ14
52w/cm^2
f105
φ21
19w/cm^2
集光径は中心より20%減光する範囲。パワー密度は中心での値。いずれも当社ミラー設計ソフトによる計算値
*近の品物には写真の様なフィンがありません。 Price 印刷用PDFファイル
型名指定方法
HSH-60/f□/□v-□w/+オプション
オプション記号 /+WCU:水冷ユニット付 /+VAC:真空対応 /+QFG:石英前面ガラス付
HSH-60はミラー部に放熱フィンを設けていましたが、在庫が無くなり次第、順次これを廃止します。→放熱フィンがなくても150wランプならば十分に温度上昇は**域にあります。また強制風冷しなければフィンの効果がほとんど確認できませんが、強制風冷は現実には適用が困難です。過熱に対しては水冷ユニット(WCU-60)も準備できたので、放熱フィンを廃止しました。
HSH-60以上のサイズのスポットヒータはランプベース(下図参照。ランプをプリフォーカスして固定しているアルミ部品)の中にマグネシア粉末を充填しています。これは主に放熱効果を期待してのものです。マグネシア粉末充填によりランプ封止部の温度が約20℃低下します。→温度データ
代表特性例 HSH-60/f30/36v-450w
*
照射距離と照射径
下の写真はHSH-60/f30/24v-150w(焦点距離30mmの機種)で、照射距離を変えて照射した状態です。
当然の事ながら、照射距離=焦点距離の時が*も小さく集光します。*も小さく集光したときの径は、図面上には約φ5 と記載していますが実際にはf=15mmの機種とf=30mmの機種ではf=30mmの方が20%ほど大きくなり、約φ6です。またランプによっても集光径は変化し、電力を小さくするほど集光径も一般的に小さくなります。(ほぼ電力の平方根に比例)→参考「光加熱の物理」
なにをもって「集光径」と呼ぶかなのですが、照明の分野では中心照度の半分になる範囲を照射範囲と呼ぶのが一般的です。
しかし光加熱の分野では「中心の半分のパワー密度になる所」というのはあまり意味がありません。そのため当社では「中心とほぼ同じ程度に加熱できる範囲」を「集光径」と呼んでいます。測定方法は光学的に測定するのはややむずかしいので、実用的な測定方法として紙に焦げ目をつけさせ、中心部とほぼ同程度に焦げる範囲を「照射径」としています。この方法は厳密さには欠けますが、実用的です。
参考のための熱電対による焦点部の温度分布の測定データです。生データですので、見にくいとは思います。温度は照度(放射エネルギー密度)のほぼ三乗根に比例ですので、分布の山がダレて広がっています。
下の写真で分かるように照射距離が焦点距離より近くても遠くても集光径は大きくなっていきます。この性質を利用すれば、比較的広い範囲を照射する事も可能です。ただ、さほど均一な照射にはなりません。厳密に均等な配光が求められる場合には単純な楕円ミラーではなく、配光を特別にコントロールしたミラーが必要です。しかしフィラメントの不均一さや焦点合わせの精度などから、完全に平坦な配光分布を得るというのは非常に困難な事です。→参考「光加熱の光学」
f=30の機種を15㎜の距離で照射
f=30の機種を30㎜の距離で照射
f=30の機種を45㎜の距離で照射
f=30の機種を60㎜の距離で照射
左写真の様に焦点距離15mmのものは焦点距離30mmのものに比べ少し収束がよく、より小さなスポットになります。
焦点距離60mmと105mmのものも準標準品として準備しておりますが、下表の用に、焦点距離が長くなるほど集光径は大きくなります。そのため、照射パワー密度は照射径の二乗にほぼ逆比例で弱くなります。
焦点距離
集光径
15mm
約φ4
30mm
約φ5
60mm
約φ9
105mm
約φ14
f=15の機種を15㎜の距離で照射
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