なぜバスルーム用ヒーターには「防爆性のある」クォーツが使われるのか
もし、バスルーム用の赤外線ヒーターを設計したことがあるなら、最も厄介な問題が熱衝撃だということをご存知でしょう。
想像してみてください：ランプが高温になり、極端な温度差が生じます。その時、たった一滴の冷水がガラスに当たるだけです。通常のクォーツでは、このような状況で破損してしまいます。ガラスは急激な温度変化に耐えられず、簡単に割れてしまうのです。
だからこそ、私たちは警戒しています。このような用途には、防爆性のあるクォーツガラスを使用するのです。
「爆発」の科学
クォーツは一般的に熱に強いですが、限界もあります。シャワーの場合、ヒーターの温度は約800℃に達しますが、水滴の温度は25℃程度です。これらが接触すると、莫大な応力が発生します。
もしガラスに何の処理も施されていなければ、それはすぐに割れてしまいます。それを防ぐために、強化処理を施したクォーツや補強コーティングを使用します。これにより、応力が一点に集中するのではなく、全体に分散されるのです。
万が一の際の安全性
「防爆性」とは、ガラスが完全に壊れないという意味ではありません。つまり、何らかの原因で亀裂が生じた場合でも、ランプが安全に故障するということです。
ガラスの破片が四方に飛び散る代わりに、強化素材によってハロゲンガスやフィラメントが閉じ込められます。また、端部分もしっかりと密封されているため、湿気がフィラメント室に入るのを防ぎます。これにより、ランプが早期に故障するのを防げます。
トレードオフ
工学においては、何事も無料ではありません。このような安全対策を施すと、熱の伝わり方が変わってしまいます。
また、原始的な薄壁のクォーツほど、赤外線を通過させる能力はありません。より安全な製品にはなりますが、熱の効率が少し低下します。これを解決するために、通常は出力を上げたり、ランプをユーザーにもっと近づけたりします。
最後に、換気にも注意しましょう。もし、換気の悪い場所に設置すると、周囲の熱がプラスチックケースを劣化させてしまいます。必ず、装置が十分に換気できるようにしてください。そうしないと、別の問題が起こってしまいます。