ハロゲンランプについて

ハロゲンランプをヒーターとして使用した場合に「ランプヒーター」と呼ばれています。
基本的に照明用ハロゲンランプとの差はございません。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ハロゲンランプはタングステン製フィラメントに通電してそれを高温にし、そこから放射される光（波長は近赤外域～可視域の電磁波）を利用するものです。　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
可視域の光に変換する効率は１０％以下と非常に効率が悪いのですが、赤外域の光を含めた全電磁波に変換する効率は９０％前後となり、非常に効率の良い加熱手段となります。　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
ただし総合的な熱効率を考える場合にはランプから放射された光を目的の加熱対象にいかに集中させるか、という効率に加え、その加熱対象が照射された光の内の何％を吸収するか（吸収率）が重要です。

• ランプが電力を光にする効率：約85%
• 凹面鏡を使って加熱対象に集中させる効率：約50%
• 加熱対象の吸収率（ステンレス光沢面）：約30%
• 加熱対象の吸収率（ステンレス酸化面）：約80%
• 加熱対象の吸収率（白い紙）：約10%
• 加熱対象の吸収率（黒い紙）：約90%

つまり、ハロゲンランプに供給された電力（エネルギー）を加熱対象に与える効率は40%程度となります。

さらに、そこから加熱対象物は吸収率分しか吸収してくれない為、総合的な熱効率はステンレス酸化面などでも30%前後，ステンレスの光沢面なら10%程度の総合熱効率にしかなりません。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
しかし、これでもオープンな系としては良好な熱効率です。

さらにハロゲンランプはそれ自身の立ち上がり時間がほとんどゼロで瞬時に立ち上がる為、非常に熱効率の良い加熱方法として定着しています。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
凹面鏡を使った加熱に使うランプとしては「点加熱」と「線加熱」でランプの形が異なります。

点加熱にはフイラメントもできるだけ点に近いものが好ましく、縦横比が1～2の短いフィラメントを球形または短い円柱形の石英管に封入したものが使われます。　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
線加熱用には細長いフィラメントを細長い石英管に封入したものです。　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
点加熱用は大電力のものが作りにくく、最大２ｋｗ程度です。線加熱用は長さ1m～2mで10Kw以上のものも作れます。ただしランプは電流容量に限界があり、太いサイズを使っても25A程度が限界なので、5kwを大きく超える様なランプの場合、定格電圧を400Vとかにする必要があります。　

点加熱用ランプには点灯方向の制限が無いものが多いですが、線加熱用の長いランプは水平点灯が基本です。垂直や斜め点灯には特別仕様品での対応となります。しかし対策を行ったとしても斜め点灯や垂直点灯は各種トラブルを起こしやすいので、できるだけ避けて下さい。

ハロゲンランプは電圧を変化させると各種の特性が変化します。最も大きく変化するのは寿命であり、電圧を10％下げると寿命は約３倍になります。

ランプ寿命はフィラメントの温度（色温度）でほぼ決定されます。3000Ｋで約1000時間であり、3200Ｋで100～300時間となります。温度が3000Ｋより大幅に低い時の寿命は計算上極端に長くなりますが、フィラメントの計算寿命が長くなっても各種の要因でランプとしての寿命は計算通りにはなりません。一応の目安として2600Ｋで5000時間、2200Ｋで2万時間程度の値が採用されています。

ランプの寿命を制限するものはフィラメント温度だけではありません。シール部温度が高い場合にはこれがランプ寿命を決定する要因になります（下図参照）。ランプ寿命が2000時間程度の場合、シール部温度が350℃以下であれば、この部分の耐熱が寿命を制限する要因にはなりません。350℃以上の場合、2000時間以内でシール部が破損して使用不能となります。

電圧変化と諸特性変化

シール部温度とシール部寿命の関係