光応用の知識

赤外線加熱

Ⅰ．赤外線の概要

3．赤外線加熱

(1) 加熱の原理

物質を構成する分子は、物質自体が持っている温度に応じた分子運動(熱運動)を行います。この運動(振動)に一致した電磁波を投入すると、電磁波のエネルギーが分子の運動を増幅させ、物質の温度が上昇します。

電磁波の一種である赤外線は、それ自身は熱のエネルギーではなく、ある波長を特った光のエネルギーです。
光源から赤外線が放射されると、被加熱物において反射・吸収・透過という三つのエネルギーに分けられます。その中で、被加熱物に共振吸収されたエネルギーが分子の運動(振動)を誘発させて、振動させられた物質間ではその摩擦より熱が発生します。この一連の動作が赤外線加熱の原理です。

(2) 赤外線加熱の特長

1. 高効率
   電気エネルギーを電磁波の形で加熱材料に直接投入し、熱エネルギーに変換されるため、投入エネルギーに対する加熱に利用されるエネルギー比率が非常に高くなります。
2. 急速加熱
   短時間加熱ができるので、放熱損失を小さく抑えることができます。また炉長を短く抑え省スペース化が可能なため、炉自体の熱容量を小さくできます。
3. クリーン加熱
   燃焼による生成物がなく、また非接触加熱なので、被加熱物を汚すこともない、安全でクリーンな加熱方式です。
4. 省電力
   必要時のみ通電して加熱ができます。不要な時は通電する必要が無いので電力費の削減につながります。
5. 簡易制御
   電力制御が簡単なため、温度調節が容易です。また、必要以上の加熱によるエネルギー損失やワークヘの悪影響を抑えることができます。