유리 가열 과정에서 발생하는 그 성가신 ‘차가운 부분’을 해결하는 방법
만약 플라스크나 좁은 목을 가진 용기, 혹은 나사형 관을 다룬 적이 있다면, “차가운 부분”이 얼마나 골칫거리인지 잘 알 것입니다. 표준적인 오븐에서 제품을 꺼내왔다고 생각했는데, 오히려 그 제품이 갑자기 깨져버리는 경우가 있습니다. 정말 짜증나는 일이죠.
문제는 표준적인 대류식 또는 저항식 가열 방식으로는 그런 좁은 곳까지 열을 전달할 수 없다는 점입니다. 열이 제대로 전달되지 않아 내부에 응력이 생기는 것입니다. 이 문제를 해결하기 위해 우리는 더 이상 공기를 이용한 가열 방식을 사용하지 않고, 고밀도의 적외선 난방기를 사용하기 시작했습니다.
적외선이 효과적인 이유
공기를 이용한 가열 방식은 마치 선풍기로 방을 따뜻하게 하는 것과 같습니다. 반면 적외선은 마치 햇볕 아래에 서 있는 것과 같습니다. 적외선은 직선으로 전파되어 유리 표면에 직접 닿습니다.
여러 각도로 적외선 램프를 배치함으로써, 우리는 용기의 어두운 부분까지도 열을 전달할 수 있습니다. 단파 적외선을 사용하기 때문에 공기가 필요하지 않습니다. 열이 즉시 표면에 전달됩니다. 공기가 순환하기를 기다릴 필요가 없습니다.
우리가 사용하는 장비
우리는 고순도의 석영관을 사용합니다. 이 석영관들은 가열 과정에서 발생하는 극심한 열을 견딜 수 있습니다. 오븐의 크기에 따라 램프의 길이와 와트수를 조절하여 적절한 열밀도를 얻을 수 있습니다.
그리고 누구도 오후 시간을 들여서 램프를 교체하고 싶어 하지 않으므로, 우리는 표준적인 R7나 Sk15 커넥터를 사용합니다. 램프가 고장나면 그냥 꺼내고 새 것을 넣으면 됩니다. 몇 분밖에 걸리지 않습니다.
단점들
물론 완벽한 것은 없습니다. 이러한 고출력 램프들은 열을 매우 빠르게 전달해주므로 정밀도가 높습니다. 하지만 동시에 엄청난 양의 에너지가 방출됩니다.
모든 차가운 부분을 해결하기 위해 너무 많은 램프를 사용하면, 오븐 자체가 과열될 수도 있습니다. 그러므로 단열 처리와 냉각 팬이 제대로 작동하는지 확인해야 합니다.
우리는 램프들을 번갈아 가며 배치하는 것이 가장 좋은 방법이라는 것을 알아냈습니다. 이렇게 하면 복사열이 유리의 윗부분과 아랫부분에 동시에 닿게 되어, 전체적으로 균일한 온도가 유지됩니다. 그러면 더 이상 유리 제품이 폭발할까 봐 걱정할 필요가 없습니다.