İnfared Isıtıcılar Ne İşe Yarar ve Görevleri Nelerdir?

[Güven Ş.]

İNFRARED ISITICILAR

Görevi

Yaydığı kızılötesi ışınımın çarptığı nesnelerin yüzeyindeki molekülleri harekete  geçirerek ısı ortaya çıkaran ısıtıcılara infrared ısıtıcılar denir. Kızılötesi (Kızılaltı, IR veya İnfrared) ışınım, dalga boyu görünür ışıktan uzun ve mikrodalgalardan daha kısa olan elektromanyetik ışınımdır. İnfrared ısıtıcılar ışıma yoluyla ısıtma yaparlar. Otomotiv alanında, infrared ısıtma çoğunlukla oto boyalarının kurutulmasında kullanılmaktadır. İnfrared ile ısıtmanın hava şartlarından çok etkilenmemesi sayesinde kolayca ve maliyeti çok düşük boya kurutma fırınları hazırlanabilmektedir. Bu fırınlar araçların boyanan kısımlarını kısa sürede kurutmakta ve boyanan kısmın orijinal boyalı niteliğinde olmasını sağlayabilmektedir.

Çeşitleri

İnfrared ısıtıcılar ışımanın dalga boyuna göre sınıflandırılırlar.

Dalga boyu:

• 0-2 mikrona kadar kısa dalga,
• 2-4 mikrona kadar orta dalga
• 4-6 mikrona kadar olanlar da uzun dalga olarak cihazlar sınıflandırılır.

Oto boyama kurutma işlemlerinde orta dalga infrared daha güvenli olmasına rağmen çoğunlukla kısa dalga infrared cihazları tercih edilmektedir. Çünkü kısa dalgada kurutma zamanı daha kısadır. Ancak hızlı kurutmanın oluşturabileceği boya kabarması risklerine dikkat etmek gerekir. Otomotiv boya kurutma sisteminde kullanılan infrared ısıtıcılar, kullanım amacına göre sabit bağlantılı veya seyyar bağlantılı olarak yapılırlar.

• Sabit bağlantılı infrared ısıtıcılar

Son yıllarda otomotiv boyama ve kurutma kabinlerinde infrared ısıtıcılar yoğun olarak kullanılmaya başlanmıştır. İnfrared ısıtıcıların boyama ve kurutma kabinlerinde kullanılmaya başlanması sayesinde daha ekonomik ve daha verimli sonuçlar alınmaktadır. Sabit montajlı infrared ısıtıcılar daha çok konveyörlü seri kurutma fırınlarında ve oto boyama ve kurutma kabinlerinde kullanılmaktadır. Bölgesel kurutma yapabilme özelliği de sabit bağlantılı infrared kurutucularla da sağlanabilir.

• Seyyar infrared ısıtıcılar

İnfrared ısıtıcılar havadan etkilenmedikleri için açık havada da kullanılabilirler. Bu sebeple kapalı alan veya açık alanda da kullanılabilen ve teleskopik ayakları sayesinde farklı açılarda kurutma yapabilen infrared ısıtıcılar geliştirilmiştir.

Yapısal Özellikleri

• Filament

İnfrared Isıtıcıları normal bir elektrik devresini tamamlayan filament adındaki tüp camın içine sarmal yapıdaki telden oluşmaktadır. Filamentten yüksek akımlı elektrik geçtiğinde akıma direnç göstereceğinden bu bölgede bir ısınma gerçekleşir. Filamentin telleri akımın normal geçebileceği kalınlığın altında olduğundan bu ısınma çok fazla olur ve bunun sonucunda bu tel üzerinde bir ışıma gerçekleşir. Bu ışımanın belirli bir miktarı görünür ışık olsa da büyük bir miktarı kızılötesi ışından oluşur. Ayrıca filamentin boyca uzunluğu ne kadar artarsa direnci de o oranda artacağından ısıtıcının gücünü belirleyecektir. Yani ısıtıcının gücü filamentin içindeki tel uzunluğuyla doğru orantılıdır.

• Reflektör (yansıtıcı ayna)

Malzemelerin en verimli şekilde absorbe edeceği dalga boyunda ışıma yapan filamentlerin yaydığı ışınlar alüminyum veya seramik reflektörler yardımı ile düzgün biçimde yansıtılır. Özel yüzeyli bu alüminyum veya seramik reflektör toza ve temizlik esnasında çizilmeye karsı dayanıklı ve uzun ömürlüdürler. Reflektörün toplam yansıtma özelliği %92' nin üzerindedir. Reflektörler tek filamen olan ısıtıcılarda kullanılır.

• Gövde (modüler sistemler için)

Endüstriyel uygulamalarda birden çok filament, modüler olarak kullanıldığı için genelde reflektör yerine korozyondan etkilenmeyen ve paslanmayan uzun ömürlü alüminyum şaseler kullanılır. Modüler sistemler, alüminyum şase üzerine monte edilmiş, kullanılacağı uygulamaya göre en ideal infrared dalga boyunu sağlayacak filamentlerden meydana gelen bir ya da daha fazla panelin bir araya gelmeleri ile oluşurlar. Filamentleri taşıyan alüminyum şaseler bağımsız olarak taşıyıcı ünite ya da profillere tutturulabildikleri gibi alüminyum çerçeveli bir gövde içersine sıralanarak üniteler halinde de üretilebilmektedirler.

Modüler sistemler, sanayide harcanan enerjiyi daha verimli kullanırlar ve mevcut sistemlere çoğunlukla ön kurutucu, ara kurutucu ve son kurutucu olarak monte edilirler. Kullanım alanına göre fan ilavesi de yapılabilmektedir.

• Isıya dayanıklı kablo

İnfrared ısıtıcılarda ısıya ve zorlanmaya karşı dayanıklı yüksek güçlerde güvenle kullanılabilen kauçuktan yapılmış fişli güç kablosu kullanılmaktadır. Isıtıcı eleman bağlantılarında kullanılan ve cihazın yüksek sıcaklıklarda güvenle çalışmasını sağlayan iç donanım kablosu özellikli kablolardan döşenirler.

• Güç kontrol düğmesi

Isıtıcının kullanım amacına göre farklı güçlerde çalışmasını sağlar. Endüstriyel Infrared ısıtıcılarda kullanım amacına bağlı olarak yaklaşık olarak 1200w ile 3000w arasında güç seçenekleri kullanılır.

• Termostat

Isı düzeyini ayarlama da kullanılır. İnfrared ısıtıcıların endüstriyel kullanımlarında istenen ısı aralıkları rahatlıkla sağlanabilmektedir. Cihaz termostatı ortam ısısını ayarlamaktadır. Işınımın temas ettiği yüzeydeki ısı değeri farklı olduğu için boya kurutma işlemlerinde dikkat edilmelidir. İnfrared ısıtıcı ışığının temas ettiği yüzeyde yaklaşık 30 saniye içerisinde ısıyı ortaya çıkarmaktadır.

Kullanımında Dikkat Edilecek Hususlar

• Kurutma mesafesi

İnfrared ısıtıcılar gücüne ve ısıtılacak malzemenin uzaklığına göre farklı değerlerde ısı oluştururlar. Bu sebeple oto boyacılığında kullanılacak infrared ısıtıcıların son derece dikkatli kullanılması gerekir.

• Kurutma süresi

İnfrared ısıtıcıların kurutma süreleri diğer ısıtma yöntemlerinden farklıdır. İnfrared ısıtıcılar havayı ısıtmadıkları ve sadece ışınımın temas ettiği yüzeylerde ısı ortaya çıkardıkları için son derece ekonomik ve hızlı kurutma sağlarlar. Aşağıdaki tabloda otomotiv boyacılığında kullanılan kimyasalların kurutma süreleri karşılaştırmalı olarak verilmiştir. Bu süreler kimyasalların üretim özelliklerine göre değişebilir, üretici firmaların kataloglarından kesin süreler alınmalıdır.

KURUTMA SÜRELERİ

Ortam Sıcaklığında

Kurutma Fırında Kurutma İnfrared Isıtıcı ile Kurutma

• Macun 20 dakika 10 dakika 4 dakika
• Astar 3 saat 30 dakika 12 dakika
• Sonkat/Vernik 10 saat 30 dakika 12 dakika
• Toplam 13 saat 20 dakika 1 saat 10 dakika 28 dakika

Isıtıcının yönü ve ısıtma pozisyonu

İnfrared ısıtıcı filamentleri yüksek değerde ısıya maruz kalmakta olduklarından üretici firma aksini belirmedikçe dik olarak kullanılmamalıdır. Isıtıcı filament yüksek ısı altında kor haline gelip eriyerek yer çekiminden dolayı aşağıya doğru akabilir. Isıtıcı kurtulacak yüzeye uygun pozisyonda sabitlenmeli ve kurutulacak alanı tam olarak görebilmelidir. Aksi takdirde farklı alanlarda farklı kuruma gerçekleşir ki bu boya kalitesinin bozuk olmasına yol açar.

• Devrilme ve düşme tehlikesi

İnfrared ısıtıcı sabit bağlantı ile kullanılacaksa bağlantılarının sağlam yapılması gerekir. Zayıf bağlantı ısıtıcının yerinden kopması gibi bir durum ortaya çıkarır ki yangında dahil bir çok tehlikeli olaya sebebiyet verebilir. Seyyar ısıtıcılar genellikle teleskopik ayaklar vasıtası ile kullanılmaktadır. Isıtıcı ayaklarının ve bağlantılarının son derece sağlam olması gerekir. Herhangi bir düşme tehlikesine karşı gerekli güvenlik tedbirleri mutlaka alınmalıdır.

• Cilt yanıkları ve insan sağlığı

İnfrared ısıtıcıların insan sağlığına zararlı bir durumu olmamasına rağmen, yakın mesafeden ışınıma maruz kalmaktan kaçınılmalıdır. Yakın mesafeden ve uzun süreli ışınımın deri yanıklarına sebebiyet verebileceği unutulmamalıdır. İnfraraed ısıtıcıya 1m’den fazla yaklaşılmamalıdır.

• Yangın tehlikesi

Özellikle boya ve kurutma ortamlarındaki yanıcı maddelerin infrared ışınımına uzun süreli maruz kalması yangın ve patlama tehlikesi yaratır. Bu sebeple yanıcı maddelerin ısıtıcının görüş alanı dışında bulundurulması gerekir.

• Ortam ısısı ile ışınımın değdiği yüzey arasındaki ısı farkı

İnfrared ısıtıcılar ışınımın değdiği yüzeyde yaklaşık 30 saniye içerisinde ısı ortaya çıkarırlar. Isıtıcı üzerindeki ısı termostatı ortam havasının ısısını ölçecektir. Oysa infrared ısıtıcılar önce değdiği yüzeyi daha sonra yüzeyden çıkan ısı ortamı ısıtır. Bu sebeple ısıtıcı ile boya kurutması yaparken ısıtıcının çalıştırıldığı andan itibaren boyayı kurutmaya başladığı göz önüne alınarak kurutma işlemi yapılmalıdır.

Arızaları ve Giderilmesi

İnfrared ısıtıcılarda kullanılan filamentlerin belli kullanım süreleri vardır ve saatle ifade edilirler. Kullanım süresini dolduran filamentlerde ışınım kayıpları yaşanacağından ısı kaybı ortaya çıkacaktır. Bu sebeple kullanım ömrü dolmuş olan filamentler yenisi ile  değiştirilmelidir. Filamentlerin kullanım ömürleri için üretici firma katalogundan yararlanılmalıdır. Filamentlerin ışınımını yansıtan alüminyum veya seramik reflektörlerin kirlenmesi, eğilme veya çatlaması ışınımın tam yansımasına engel olacak ve ısı kaybı ortaya çıkacaktır. Belli periyotlarda reflektörün kirliliği kontrol edilerek temizliği yapılmalıdır. İnfrared ısıtıcılarda kullanılan kablolar zamanla zayıflama gösterirler. Elektrik akımına karşı gösterdikleri direnç kablolarda ısı olarak ortaya çıktıkları için uzun süreli kullanımlarda erime meydana gelir ki bu son derece tehlikeli durumlar oluşturabilir. Bu sebeple kablolar belli periyotlarda kontrol edilerek yanma, kopma veya gevşeme durumu varsa hemen gerekli tedbirler alınmalıdır. Deforme olmuş kablo kesinlikle tekrar kullanılmamalıdır.

Periyodik Bakımı

Isıtıcıların uzun süre verimli kullanılabilmeleri için dikkatli ve düzenli bakımı önemlidir. Bakım ve kontrollerde cihazın elektrik düğmesinin kapalı olduğu mutlaka kontrol edilmelidir.

• Reflektör en az ayda bir kez kontrol edilerek temizliği yapılmalıdır. Ortam kirliliğine göre bu kontrol daha sık olarak yapılmalıdır. Reflektör, yumuşak bir pamuklu bez, yumuşak bir fırça ya da kuru hava ile temizlenmelidir. Pamuklu bez ıslak olabilir ve yumuşak bir temizleyici madde ile kullanılabilir.
• Filament en az ayda bir defa reflektör ile birlikte temizlenir. Filament temizliği son derece dikkatli yapılmalı filamente zarar vermeden yumuşak bir pamuklu bez veya yumuşak bir fırça veya kuru hava ile temizliği yapılmalıdır.
• Filamentin kullanım ömrünün dolup dolmadığı kontrol edilmelidir. Kullanım saati dolmuş filament yenisi ile değiştirilmelidir.
• Güç kablosu ve fişi görsel olarak kontrol edilmeli, deformasyon var ise orijinal kablo ve fiş ile değiştirilmelidir.
• Isıtıcının bağlantıları en az ayda bir defa kontrol edilmeli gevşeme sarkma varsa uygun şekilde sıkılığı sağlanmalıdır.
• Seyyar ısıtıcıların taşındığı ayaklar ve ısıtıcı bağlantı cıvataları kontrol edilmeli gevşeme, eğilme gibi durumlar var ise onarımları yapılmalıdır.