動物の赤外線加熱用の照射器および設備

農業では、動物を加熱するための赤外線源として、汎用白熱灯、白熱灯、チューブエミッター、チューブ電気ヒーター (TEN) が使用されます。

白熱灯。

白熱灯は電圧、電力、設計が異なります。白熱灯の設計はその目的によって異なります。ガラス球の直径はランプの出力によって決まり、その根元は特殊なマスチックで強化されています。ベースにはソケットに固定するためのネジ山があり、それを使ってランプがネットワークに接続されます。ランプのフィラメントにはタングステンが使用されています。タングステンの飛散を減らすために、ランプには不活性ガス（アルゴン、窒素など）が充填されています。

白熱灯の主なパラメータ:

• 公称電圧、

• 電気エネルギー、

• 光束、

• 平均書き込み持続時間。

汎用白熱灯は 127 V と 220 V で使用できます。

白熱灯の電気ワット数は、ランプが設計された定格電圧の平均値として指定されます。農業では、出力範囲が 40 ～ 1500 W の白熱灯が主に使用されます。

白熱灯の光束は、ランプの電力とフィラメントの温度に直接比例します。公称耐用年数の 75% が切れたランプの場合、初期値の 15 ～ 20% の光束の減少が許容されます。

照明ランプを使用して動物を温める場合は、高レベルの光が動物を刺激する可能性があることに注意してください。

白熱灯の平均燃焼時間は、主にタングステンのスパッタリングによって決まります。ほとんどの汎用白熱ランプの平均点灯時間は 1000 時間です。

公称値と比較して主電源電圧が変化すると、ランプから発せられる光束が変化するだけでなく、出力や耐用年数も変化します。電圧が±1%変化すると、ランプの光束は±2.7%変化し、平均点灯時間は±13%変化します。

反射層を備えた白熱電球。放射線の流れを特定の領域に向けるために、ランプはミラーと、電球の内側から上部に適用される拡散反射層とともに使用されます。

熱を発するランプ。

これらの放射線源は、タングステンモノコイルと特別なプロファイルを備えたバルブのアルミニウム処理された内面である反射板で構成される「光」エミッターです。 IKZ タイプのランプのスペクトルに沿った放射束 Ф (λ) の分布曲線を図に示します。 1.

米。 1.IKZ 220-500 および IKZ 127-500 ランプのスペクトルに沿った放射束の分布。

米。 2. ランプ IKZK 220-250 および IKZK 127-250 のスペクトルに沿った放射束の分布。

図では。図２は、タイプＩＫＺＫ２２０〜２５０およびＩＫＺＫ１２７〜２５０のランプのスペクトルに沿った放射束分布曲線を示す。

ランプの種類の指定では、文字は以下を意味します。 IKZ — 赤外線ミラー、IKZK 220-250 — 塗装された電球を備えた赤外線ミラー。文字の後の数字は、主電源電圧と放射線源の電力を示します。ランプは放物面ガラス電球です。ランプの表面の一部は、放射束を特定の方向に集中させるために、薄い銀の反射層で内側から覆われています。

ランプの寿命に影響を与えるガラス電球の非常に重要なパラメータは、耐熱性、つまり急激な温度変化に耐える能力です。ガラス溶解時の原料組成を変えて耐熱性を高めるには、熱容量や線膨張温度係数を小さくし、熱伝導率を高める必要があります。

電球の形状に応じて、ランプの放射流の分布は異なります。軸に沿って集中する（放物線電球の場合）か、約 45 °の立体角で広くなる（球形電球の場合）かのいずれかです。農業生産において球形の電球を備えたランプを使用することの利点は、これらのランプが加熱ゾーンにおいてより均一な放射の分布を提供することに留意すべきである。

タングステンフィラメント本体はバルブ内に固定されています。フィラメント本体のフィラメント材料は真空中で蒸発し、バルブの内面に沈降して黒色のコーティングを形成します。これにより、ガラスによる光束の吸収がより強くなり、光束が減少します。

ランプの耐用年数を延ばし、フィラメント本体の蒸発速度を下げるために、フラスコには不活性ガス (アルゴンと窒素) の混合物が充填されています。

ガスが存在すると、熱伝導と対流により熱損失が発生します。ガス充填ランプでは、電球はフィラメントからの放射だけでなく、充填ガスからの対流と伝導によっても加熱されます。したがって、500 W のランプでガスを加熱すると、供給されるエネルギーの 9% が消費されます。

巨大なフィラメント本体を備えた強力なランプでは、ガスによる熱損失の増加はフィラメントの分散の急激な減少によって完全に補償されるため、ランプは常にガスとともに放出されます。

真空ランプとは異なり、不活性ガスフラスコの個々のセクションの温度は、その動作位置によって異なります。たとえば、フラスコを逆さにすると、金属とガラスの接合部の加熱を 383 ～ 403 K から 323 ～ 343 K に下げることができます。

放射束はフィラメントの体温に依存します。温度が上昇するとタングステンの蒸発が促進され、放射束に含まれる可視光の割合が増加します。したがって、赤外線放射が有効なIKZタイプのランプでは、フィラメントの使用温度が白熱灯の2973Kから2473Kに低下し、発光効率が60%低下します。これにより、消費電力の最大 70% を赤外線に変換できます。

フィラメントの温度を下げることにより、赤外線ランプの寿命を 1000 時間から 5000 時間に延ばすことができました。3.5 ミクロンを超える波長の白熱体の放射 (全光束の 7 ～ 8%) は電球のガラスに吸収され、これが温度サージによるランプの早期故障の原因です。

50〜400 mmの距離にあるIKZタイプのランプから加熱面への照射は2〜0.2 W / cm2の範囲で変化します。

サスペンション高さ: 1 - 10 cm、2 - 20 cm、3 - 30 cm、4 - 40 cm、5 - 50 cm、6 - における出力 250 W の赤外線ミラー ランプ IKZ によって生成されるエネルギー放射の図60cm、7〜80cm…

放射による熱伝達には、タングステンコイルとボール型電球を備えた通常の白熱電球を使用できます。放射効率の増加は、公称値より 5 ～ 10% 低い値の電圧を供給することによって実現されます。さらに、研磨されたアルミニウム製リフレクターをデバイスに取り付ける必要があります。

チューブ型赤外線エミッター。

設計上、赤外線放射のチューブ源は、金属抵抗合金とタングステンで作られた発熱体を持つ 2 つのグループに分類されます。 1 つ目は、直径 10 ～ 20 mm の普通または耐火ガラスの管です。チューブの内側には、中心軸に沿って、螺旋状の糸を備えた本体があり、その端には電源電圧が印加されます。このようなエミッタは広く使用されていません。通常、暖房に使用されます。

タングステン フィラメント エミッタは、白熱管ランプと設計が似ています。タングステンスパイラルの形をした加熱体はチューブの軸に沿って配置され、ガラス棒にはんだ付けされたモリブデンホルダーに固定されています。チューブラジエーターは、真空中で銀またはアルミニウムを蒸着することによって形成された外部または内部の反射鏡を使用して作成できます。図では。図３は、そのようなＩＲエミッタの構造を示す。

チューブエミッターからの放射線のスペクトル分布はチューブエミッターのスペクトル分布に似ています。加熱温度は2100〜2450Kです。

米。 3. 従来のチューブ IR 源の構築。 1 - 塩基; 2 - ロッド。 3 — ロッドを支えるスプリング。 4 — モリブデン用ホルダー。 5 - ガラス棒。 6 - 電極。 7 - タングステン糸。 8 — ガラス管。

低電力 (100 W) の管状ラジエーターは、若い動物や家禽を加熱するために農業で広く使用できます。そのため、フランスでは、ケージ内の若い家禽を加熱するために使用されています。ラジエーターはケージの天井の高さ 45 cm に直接設置されており、40 羽の鶏に均一な暖房を提供します。

チューブランプは、特に UV ランプや紅斑照明用のランプもチューブ状のデザインであることを考慮すると、若い家畜や家禽のための照射と照明を組み合わせた設備の作成にうまく使用できます。

石英製 IR エミッタ。

石英 IR エミッタは、石英ガラス管が使用されることを除いて、上で説明したものと同様です。ここでは、タングステン発熱体を備えた石英 IR エミッタを検討することに限定します。

米。 4. フィラメントタイプ KI 220-1000 を備えた赤外線ランプ用の装置。

図 4 は、石英管エミッタ、つまり KI (KG) タイプのランプのデバイスを示しています。直径１０ｍｍの円筒形フラスコ１は、ＩＲスペクトル領域で最大の透過率を有する石英ガラスで作られている。 1 ～ 2 mg のヨウ素をフラスコに入れ、アルゴンで満たします。モノコイルの形で作られたライトボディ2は、タングステンサポート3上のチューブの軸に沿って取り付けられています。

ランプへの入力は、石英脚 4 にはんだ付けされたモリブデン電極を使用して行われます。フィラメントのスパイラルの端はスリーブ 5 の内側部分にねじ止めされています。円筒形のベース 6 は、継ぎ目のあるニッケル ストリップで作られています。外側のモリブデン線は溶接されています。 7. 石英エミッターのベースの温度は 573 K を超えてはなりません。この点で、照射設備での動作中にラジエーターを冷却することが必須です。

石英ランプは、楕円柱の形をした反射鏡と組み合わせることで、非常に高い放射照度を生み出します。ミラーランプが最大2〜3 W / cm2の放射を提供する場合、反射板を備えた石英ランプからは最大100 W / cm2の放射を得ることができます。

タングステン発熱体を備えた石英エミッターは、オスラム、フィリップス、ゼネラル・エレクトリックなどの企業によって製造されています。電圧 110/130 および 220/250 V の場合は W。これらのランプの寿命は 5000 時間です。

KI-220-1000 ランプのスペクトル上の放射エネルギーの分布を図に示します。 5. 石英ランプによって生成される放射線のスペクトル組成は、2.5 ミクロンを超える波長の領域に、加熱された管からの放射線によって引き起こされる 2 番目の最大値があるという事実によって特徴付けられます。電球にヨウ素を添加するとタングステンのスパッタリングが減少し、ランプの寿命が延びます。赤外線石英ランプでは、公称電圧以上に電圧を上げても寿命が急激に低下することはなく、印加電圧を変化させることで放射束をスムーズに調整することが可能です。

米。 5. 異なるランプ電圧における KI 220-1000 タイプのランプの放射エネルギー スペクトルの分布。

ヨウ素サイクル赤外線石英ランプには次の利点があります。

• 高い比放射線密度。

• 動作寿命中の放射線の流れの安定性。寿命末期の放射線束は初期の 98% です。

• 寸法が小さい。

• 長期にわたる大きな過負荷に耐える能力。

• 供給電圧を変更することにより、放射流量を広範囲でスムーズに調整する機能。

これらのランプの主な欠点は次のとおりです。

• スリーブ温度が 623 K を超えると、石英は熱膨張によって破壊されます。

• ランプは水平位置でのみ使用できます。水平位置で使用しない場合、白熱本体が自重で変形し、管の下部にヨウ素が集中することによりヨウ素サイクルが乱される可能性があります。

ヨウ素サイクルを備えた赤外線ランプは、さまざまな農業現場で塗料やワニスを乾燥させるために使用されます。家畜（子牛、子豚など）の加熱用。

赤外線ランプを備えた照射器。

赤外線ランプを機械的損傷や水滴から保護し、空間内の放射線の流れを再分配するために、特別なフィッティングが使用されます。放射線源と器具は電源と呼ばれます。

さまざまな赤外線ランプを備えた照射器は、若い家畜や家禽の局部加熱のために畜産業で広く使用されています。