KR830000056B1

KR830000056B1 - Heater

Info

Publication number: KR830000056B1
Application number: KR1019790003309A
Authority: KR
Inventors: 히로시 니시무라; 시마 간지 나가
Original assignee: 하야시 데루오; 니찌덴 기까이 가부시기 가이샤
Priority date: 1979-09-25
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1983-02-03

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Heater

제1도는 종래의 가열장치의 회전 타원면경 단면도.1 is a cross-sectional view of an ellipsoidal mirror of a conventional heating apparatus.

제2도는 그 촛점(F₂) 근처에 있어서의 빛의 강도 분포도.2 is a light intensity distribution near the focal point F ₂ .

제3도는 본 발명에 관한 가열장치의 실시예를 표시하는 단면도.3 is a cross-sectional view showing an embodiment of a heating apparatus according to the present invention.

제4도 내지 제7도는 본 발명에 의한 가열장치의 회전타원면경의 빛 반사동작원리 설명도.4 to 7 is a view illustrating the principle of light reflection of the rotating ellipsoidal mirror of the heating apparatus according to the present invention.

본 발명은 할로겐 램프등의 광원의 빛을 회전 타원면경(面鏡)으로서 집중시키는 가열처리에 관한 것이다. 예컨대 융점이 높은 산화물들의 단결정(單結晶) 제조에 있어서는 회전 타원면경의 한쪽의 촛점에 할로겐 램프를 놓고, 다른 촛점에 결정의 종류로 되는 단결정과 다(多) 결정의 피가열물을 놓고서 할로겐 램프로 부터의 빚(적외선)을 회전 타원면경으로서 반사시켜 피가열물에 집중시켜서 가열하고 있다. 그런데 회전 타원면경을 사용한 가열장치의 광원(할로겐 램프등)은 현실로는 점광원(點光源)이 아니고, 어느 길이를 보유하는 선광원(線光源)이며, 그 때문에 종래에서는 다음의 문제점이 있었다. 즉 제1도에 표시하는 종래의 회전 타원면경(1)의 2개의 촛점(F₁), (F₂)에 있어서, 한쪽의 촛점(F₁)의 위치에 이 촛점(F₁)을 대략 중앙부로 하는 길이(ℓ)의 광원(2)을 (X)-(X') 축방향으로 배치하고, 다른쪽의 촛점(F₂)에 피가열물(3)을 배치한 경우 광원(2)으로 부터의 빛은 회전 타원면경(1)에 반사되어 촛점(F₂) 쪽으로 향한다.TECHNICAL FIELD This invention relates to the heat processing which concentrates the light of a light source, such as a halogen lamp, as a rotary ellipsoidal mirror. For example, in the production of single crystals of high-melting oxides, a halogen lamp is placed at one focal point of the spheroidal mirror, and a single crystal and a multi-crystal heated object which are kinds of crystals are placed at the other focal point. The ingot (infrared ray) from the light is reflected as a spherical ellipsoidal mirror and concentrated on the object to be heated. By the way, a light source (halogen lamp, etc.) of a heating apparatus using a rotary ellipsoidal mirror is not a point light source in reality, but a line light source having a certain length. . I.e., substantially in the center of the two focus (F _1), (F _2), the focus (F ₁₎ the method, the position of the focus (F ₁₎ on one side in the conventional rotary ellipsoidal path (1) shown in the first FIG. When the light source 2 having a length (l) to be disposed in the (X)-(X ') axial direction and the heated object 3 is arranged at the other focus F ₂ , the light source 2 is used as the light source 2. The light from is reflected by the rotary ellipsoid 1 and directed towards the focal point F ₂ .

그리고 촛점(F₂) 근처에서의 빛의 강도(K)는 제2도에 표시하는 바와 같이 촛점 (F₂)를 정점으로 하여 좌우로 저하한다. 즉 이것은 촛점(F₁)으로 부터의 빛은 촛점 (F₂)에 집광(集光)하는바, 촛점(F₁)에서 조금 떨어진 점(A), 혹은 점(B)으로 부터의 빛은 촛점(F₂)에 집광하지 않고, 점(A')나 점(B')에 분포하는 까닭이다.And the strength (K) of the light in the vicinity of the focus (F ₂₎ goes down to right and left by the focus (F ₂₎ to the apex, as shown in FIG. 2. This means that light from the focus F ₁ focuses on the focus F ₂ , so that the light from the focus F ₁ is slightly away from the focus F ₁ , or the focus B is focused. This is because the light is not condensed at (F ₂ ) but distributed at the point A 'or B'.

그 때문에 촛점(F₂)에 배치한 피가열물(3)을 가열하는 빛은 제2도 사선부분만인 것으로되며, 다른 빛은 반사를 되풀이하여 일부분은 가열에 이용되는 바, 대부분은 이용되지 않은 채로 회전 타원면경(1) 내에서 흡수되어 광원(2)의 빛의 유효 이용률이 나쁘다. 본 발명은 상기한 종래의 문제점에 비추어 이것을 해결한 것으로서, 종래의 가열에 이용되고 있지 않는 부분의 빛을 가열하는데 이용할 수 있도록 한 가열장치를 제공한다. 이하 본 발명을 도면을 참조하여 설명한다.Therefore, the light for heating the heated object 3 placed at the focal point F ₂ is only the second diagonal line portion, and the other light is reflected repeatedly so that part of the light is used for heating. Absorbed in the rotary ellipsoidal mirror 1, the effective utilization rate of light of the light source 2 is poor. This invention solves this in view of the above-mentioned conventional problem, and provides the heating apparatus which can be used for heating the light of the part which is not used for the conventional heating. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

본 발명은 제3도에 표시하는 바와 같이 촛점(F₁)과 (F₂)의 부분회전 타원면경(4)과, 촛점을 F₂와 F₃로 하는 부분 회전 타원면경(5)을 결합한 회전 타원면경(6)으로서 구성한다. 이하 각 촛점(F₁),(F₂),(F₃)의 설정방법에 대하여 차례로 설명한다.The present invention rotates a combination of the focus (F ₁₎ and (F ₂₎ partial spheroid diameter (4), a part of spheroid diameter (5) for the focus to the F ₂ and F ₃ of, as shown in FIG. 3 It is configured as an ellipsoidal mirror 6. Hereinafter, setting methods of each of the focal points F ₁ , F ₂ , and F ₃ will be described in order.

또한 (7)은 촛점(F₁)에 배치한 광원, (8)은 촛점(F₂)에 배치한 피가열물로서, 광원(7)의 중심점(O₁)은 촛점(F₁)에서 X방향(도면 왼쪽방향)으로 변위시켜 설치하고, 이 광원(7)의 중심점(O₁)에서 왼쪽부분의 끝점 즉 램프의 필라멘트의 왼쪽 끝점을 A점으로 한다.In addition, (7) is a light source arranged at the focus (F ₁ ), (8) is a heated object arranged at the focus (F ₂ ), the center point (O ₁ ) of the light source 7 is X at the focus (F ₁ ) installation by displacement in a direction (left diagram), and the left end point of the filament of the lamp that is on the left end portion of the center point (O ₁₎ of the light source 7 in the a point.

지금 광원(7)이 할로겐 램프의 경우, 이 램프의 필라멘트는 기다란 원통 모양으로서, 그 배광(配光) 특성은 제4도에 표시하는 바와 같이 90% 이상의 빛은 각(角) NO₁L 및 각 PO₁M의 각도 범위내로 방사하고 각 NO₁P 및 각 LO₁M의 각도내에는 거의 충분한 광속을 방사하고 있지 않다. 그러므로 본 발명은 촛점(F₁),(F₂)의 부분 회전 타원면경(4)중에서 광원(7)에서 직접 빚이 거의 방사되지 않는 부분의 호(弧)(LM)사이를 뒤에서 설명하는 촛점(F₂),(F₃)을 보유하는 부분 회전 타원면경(5)으로 바꾸어 놓는다. 전기한 촛점(F₂),(F₃)은 촛점(F₁)과 A점에 대응하는 것이며, 다음의 요령으로서 설치한다.Now, if the light source (7) is a halogen lamp, a filament of the lamp has a long cylindrical shape, and the light distribution (配光) characteristic is at least 90% of light, as shown in FIG. 4 are each (角) NO ₁ L and It radiates within the angle range of each PO ₁ M and hardly emits a sufficient luminous flux within each NO ₁ P and each LO ₁ M angle. Therefore, the present invention focuses later on between the arcs LM of the partial rotation ellipsoids 4 of the focal points F ₁ and F ₂ , which are hardly radiated directly by the light source 7. (F ₂ ) and (F ₃ ) are replaced by a partial rotary ellipsoidal mirror (5). The focal points F ₂ and F _{3 described above} correspond to the focal points F ₁ and A and are provided as the following tips.

즉 광원(7)의 촛점(F₁)부분으로부터의 빛은 회전 타원면경(4)에서 1회의 반사로서 촛점(F₂)에 집광하여 피가열물(8)을 가열한다. 또 촛점(F₁)에서 벗어난 점(A)으로부터의 빛은 부분 회전 타원면경(4)에서 1회의 반사로서 촛점(F₂)에 집광하지 않고, 촛점 (F₂)에서 조금 벗어난 점 근처에 집증한다. 그러므로 이 점(A)에서 출발한 빛의 집중하는 점의 중심점을 제5도에 표시하는 바와 같이, 근사적인 촛점으로 간주하는 것이 가능하므로, 앞에서 설명한 촛점(F₃)으로 한다.In other words, the light from the focus F ₁ portion of the light source 7 is focused on the focus F ₂ as one reflection from the rotary ellipsoidal mirror 4 to heat the heated object 8. Also, light from the point A outside the focal point F ₁ does not focus on the focal point F ₂ as a single reflection from the partial ellipsoidal mirror 4, but collects near the point slightly off the focal point F ₂ . do. Therefore, as shown in FIG. 5, the center point of the focusing point of the light starting from this point A can be regarded as an approximate focus, and therefore, the focus F ₃ described above is assumed.

그리고 이 촛점(F₃)과 촛점(F₂)을 촛점으로한 부분 회전 타원면경(5)을 호(LM)사이에 결합하여 넣는다. 그러면 종래에 피가열물(8)의 가열에 이용될 수 없었던 A점 근처로부터의 빛은 다음의 요령으로서 촛점(F₂)에 집광하여 가열에 이용된다.Then, the partial rotation ellipsoidal mirror 5 focusing on the focal point F ₃ and the focal point F ₂ is combined between the arcs LM. Then, the light from near the point A, which could not be conventionally used for heating the heated object 8, is focused on the focus F ₂ and used for heating as the next point.

먼저 A점에서 방사되는 빛중에서 제4도에 표시한 각 NO₁L 범위 내의 것에 대하여 생각하면, 제6도 및 제7도의 빛반사 형태가 있다. 제6도는 점(A)으로 부터의 빛이 각 NAQ 사이에 있는 경우로서, 이 빛은 부분 회전 타원면경(4)의 호(NQ) 사이에 반사하여 촛점(F₃)의 근처에 집중하고, 그리고 부분회전 타원면경(5)의 호(MR)사이에 산광(散光)한다.First, when the light emitted from point A is considered to be within each NO ₁ L range shown in Fig. 4, there are light reflection forms of Figs. 6 shows a case where the light from point A is between each NAQ, which is reflected between the arcs NQ of the partially-rotated ellipsoidal mirror 4 and concentrates near the focal point F ₃ . And it scatters between the arcs MR of the partial rotation ellipsoidal mirror 5.

부분 회전 타원면경(5)은 그 촛점이 F₂, F₃로 되도록 설정하기 위하여 촛점(F₃)으로부터의 빛은 다른 촛점(F2)에 집광하므로, 결국 호(MR) 사이에 산광한 A점으로부터의 빛은 호(MR) 사이에서 반사되어 촛점(F₂)에 집광하여 피가열물(8)을 가열한다.The partial rotation ellipsoid 5 condenses the light from the focal point F ₃ to another focal point F2 in order to set its focal point to be F ₂ , F ₃ , thus eventually scattering A points between the arcs MR. The light from the light is reflected between the arcs MR and condenses at the focal point F ₂ to heat the heated object 8.

제7도는 점(A)로부터의 빛이 각 QAL 사이에 있는 경우로서, 먼저 회전 타원면경(4)의 호(QL) 사이에서 반사하여 촛점(F₃)의 근처에 집중하고, 그리고 동일한 부분 회전 타원면경(4)의 호(MS) 사이에 산광한다. 이 호(MS)사이에 산광한 빛은 여기에서 반사하여 점(A)에 집광하고, 또다시 호(NT) 사이에 산광한다. 그 다음은 제6도의 경우와 동일하며, 호(NT) 사이에서 반사하여 촛점(F₃)의 근처에 집중하고, 부분 회전 타원면경 (5)에서 또다시 반사하여 최종적으로 촛점(F₂)에 집광하여 피가열물(8)을 가열한다.FIG. 7 is a case where the light from point A is between each QAL, first reflecting between arcs QL of the rotating ellipsoid 4, concentrating near the focal point F ₃ , and rotating the same partial The light is diffused between the arcs MS of the ellipsoidal mirror 4. The light scattered between the arcs MS is reflected here, is focused on the point A, and is further scattered between the arcs NT. Next, the same as in the case of FIG. 6, is reflected between the arc (NT) and concentrated near the focal point (F ₃ ), and reflected again from the partial spheroidal mirror (5) and finally at the focal point (F ₂ ) It collects and heats the to-be-heated object 8.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 한쪽의 촛점에 광원을 배치하고, 다른쪽의 촛점에 피가열물을 배치하며, 또한 광원의 배광 특성에 의하여 결정되는 충분한 광속의 반사에 기여하지 않는 경면을 제거한 부분 회전타원면경과, 전기한 다른쪽의 촛점과, 전기한 광원으로 부터의 빛이 집중하는 근처위의 소정된점을 촛점으로 하는 부분 회전 타원면경을 접속하여 회전 타원면경을 구비한 것이므로, 피가열물에의 빛의 집광률이 현저하게 항상하고, 따라서 종래와 동일한 광원의 것과 비교하면 가열온도가 상승하며, 또 종래와 공일한 온도로 가열하는 경우는 빛의 강도가 적은 광원을 사용하는 것이 가능하게 된다.As described above, according to the present invention, a light source is disposed at one focus point, a heated object is placed at the other focus point, and a mirror surface which does not contribute to the reflection of sufficient light flux determined by the light distribution characteristics of the light source is removed. It is equipped with a rotating ellipsoid mirror by connecting the partial ellipsoid mirror, the other focus point of the previous one, and the partial rotation ellipsoid mirror focusing on a predetermined point near the area where the light from the electric light source concentrates. The condensation rate of light to water is always remarkably constant, so that the heating temperature is increased compared to that of the same light source as in the prior art, and when heating to the same temperature as the conventional art, it is possible to use a light source having low light intensity. Done.

또 집광률의 향상에 의하여 피가열물은 종래보다도 충분히 지름이 굵은 것이 적용된다.In addition, the object to be heated has a sufficiently larger diameter than the conventional one due to the improvement of the light collection rate.

Claims

Placing a light source 7 in the focus (F ₁₎ on one side and, and place the heated water (8) blood on the other side of the focus (F _2), also contribute to the reflection of sufficient light flux which is determined by the light distribution characteristics of the light source Partial rotation ellipsoid (5) with the partial revolving ellipsoid (4) removed from the mirror surface which is not mirrored, and the focal point (F ₃ ) as the focal point (F ₃ ) near the focus on the other side of the electric light source. Heating ellipsoidal mirror (6) connected thereto.