Yüksek Sıcaklık Fanı Motoru: Fırın ve Proses Fanlarında Mil Isısı ve Motor Koruması

Yüksek sıcaklık fanı motoru, sıcak gazın içinde değil dışında çalışan, standart bir trifaze asenkron motordur; motoru sıcaklıktan koruyan şey motorun kendisi değil fan tarafındaki düzenektir: motor gaz akımının dışında durur, çark ile motor arasına uzun bir mil, mil üzerine ısı savurucu (soğutma diski) ve motor flanşının önüne ısı kalkanı konur. Motor gücü ise sıcak işletmeye göre değil, fırın soğukken yapılan ilk kalkışa göre kontrol edilir: 300 °C için hesaplanmış bir fan, 20 °C havada aynı devirde yaklaşık 1,96 kat güç ister.

Bu yazı fırın sirkülasyonu, ısıl işlem, kurutma ve proses gazı fanlarında motora ısının nereden geldiğini, motorun nasıl korunacağını ve soğuk kalkış yükünün motor seçimini nasıl değiştirdiğini anlatır. Motor bağlantısını, termik ve invertör ayarlarını yetkili elektrikçi yapmalıdır. Uygun 4 ve 6 kutuplu pik döküm modelleri Elektrik Motoru Online Satın Al sayfasındaki 120 model arasında bulabilirsiniz; genel fan motoru bilgileri Fan Motorları sayfamızdadır.

Yüksek sıcaklık fanı nedir, duman tahliye fanından farkı ne?

"Yüksek sıcaklık fanı" bir çalışma prensibi değil, bir kullanım şartıdır. İçindeki fan çoğunlukla santrifüj (radyal) fandır; büyük fırınlarda aksiyel ya da karışık akışlı sirkülasyon fanları da kullanılır. Ortak noktaları, sürekli sıcak gaz taşımalarıdır: fırın içi hava sirkülasyonu, ısıl işlem ve tavlama fırınları, boya kurutma kabinleri, sıcak proses gazı emişi, sıcak hava jeneratörleri.

Duman tahliye fanı ise başka bir konudur. O fan normalde soğuk havada çalışır; yangın anında belirli bir sıcaklıkta belirli bir süre ayakta kalması gerekir ve fan+motor setinin EN 12101-3'e göre belgeli olması şarttır. DRG'nin standart motorları bu belgeyle satılmaz; duman modu için belgeli set fan üreticisinden alınır. Konunun ayrıntısı Duman Tahliye Elektrik Motorları yazımızdadır. Bu yazı yalnız işletme sırasında sürekli sıcak gaz taşıyan proses fanlarını kapsar.

Sorumluluk ayrımı da baştan net olmalı: fanın seçimi, fan eğrisi, çark malzemesi, mil ve yatak düzeni, kasa yalıtımı fan üreticisinin ya da proses mühendisinin işidir. Motor tedarikçisinin işi, verilen mil gücü, devir, montaj ve motorun bulunduğu yerin ortam şartına uygun motoru sağlamaktır.

Isı motora nereden gelir? Mil, ışınım ve ortam

Doğru kurulmuş bir yüksek sıcaklık fanında motor sıcak gazla temas etmez. Isı motora üç yoldan ulaşır:

• Mil boyunca iletim: Çark sıcak gazın içindedir; mil, ısıyı kasadan dışarı, yataklara ve kaplin ya da motor miline taşır. En çok etkilenen parça motorun ön (tahrik tarafı) rulmanı ve gresidir.
• Kasa ışınımı: Yalıtımsız fan kasası ya da fırın duvarı, karşısındaki motor gövdesini ısıtır.
• Motorun soğutma havası: Motor kendi fanıyla çevresindeki havayı emer. Motor fırın üstündeki sıcak bir bölmede duruyorsa sıcak hava ile soğutulur ve sargı aynı yükte daha sıcak çalışır.

Bir fan üreticisinin mühendislik notunda, rulmanların 54 °C'den (130 °F) sıcak hava akımı içinde çalışmaması gerektiği yazılır [1]. Bu yüzden çark motor miline doğrudan takılı ve motoru gaz akımına yakın olan düzen, yalnız düşük sıcaklıklarda kullanılır. Aynı kaynağa göre standart bir aksiyel fan 93 °C'ye kadar uygundur; yatak gövdesine soğutma çarkı eklenince bu sınır 149 °C'ye çıkar [1].

Motoru sıcaktan koruyan düzenekler nelerdir?

Koruma motorun içinde değil, fan ile motor arasındadır. Bir üreticinin kataloğunda ısı savurucu, iç rulman ile fan kasası arasında mile takılan, milden gelen ısıyı dağıtan alüminyum bir soğutma diski olarak tanımlanır [2]. Başka bir üretici 149–204 °C aralığında ısı savurucu ve koruyucusunu standart yapar [3]; bir diğeri mil soğutucuyu 149 °C üzerindeki tüm uygulamalar için önerir [1].

Mil soğutucu için yer açmak çarkın rulmandan uzaklığını (çıkıntı mesafesini) artırır; bu mesafe büyüdükçe milin güvenli devri düşer ve bakım sırasında bu ölçü asla büyütülmemelidir [1]. Pratikte bunun motor değişimine etkisi şudur: yeni motor eski motorun yerine aynı mil ucu ve aynı eksen yüksekliğiyle oturmalı; kaplin ya da kasnak konumunu kaydırarak "sığdırmaya" çalışmayın.

Isıl genleşme ayrı bir konudur. Sıcak işletmede fan mili uzar ve kasa genleşir; yataklardan biri sabit, diğeri kayar tip olmalıdır [1]. Kaplinli düzende soğukta yapılan hizalama ısınınca bozulabilir; ilk sıcak çalışmadan sonra hizayı kontrol edin.

Elektrik motorlarının güncel fiyatlarını görmek ve hemen sipariş vermek için tıklayınFİYATLARI GÖR →

Soğuk kalkışta motor neden zorlanır? Yoğunluk oranıyla hesap

Fan aynı devirde dönerken çektiği güç, taşıdığı gazın yoğunluğuyla orantılıdır; gaz yoğunluğu da mutlak sıcaklıkla ters orantılıdır. Fan üreticisinin verdiği güç hangi sıcaklık içinse, soğuk hava için şu oranla büyütülür: P_soğuk = P_sıcak × (273,15 + T_sıcak) / (273,15 + T_soğuk).

Örnek (varsayımlar açık): ısıl işlem fırınında 10.800 m³/h (3 m³/s) sirkülasyon, 300 °C gazda 1.200 Pa toplam basınç, fan verimi 0,70 varsayılırsa mil gücü P_mil = Q·Δp / η_fan ≈ 5,1 kW olur. Kayış tahriki için 0,95 payla motor milinde yaklaşık 5,4 kW gerekir. Fırın 20 °C'deyken oran (273,15 + 300) / (273,15 + 20) ≈ 1,96 olduğundan aynı fan yaklaşık 10,6 kW ister. 1465 d/d'de bu, sıcakta yaklaşık 35 Nm, soğukta yaklaşık 69 Nm moment demektir.

7,5 kW motor, gaz yaklaşık 141 °C'ye ısınana kadar nominalin üzerinde yüklenir; bu süre boyunca damperi kısmak ya da invertörle devri sınırlamak gerekir. Bu sınırlama bir süreç ayarına bağlıdır ve unutulursa motor termik atar. Doğrudan 11 kW seçmek kumanda gerektirmez ama sıcak işletmede motor yaklaşık yarı yükte çalışır. Hangi yolun seçileceği, fırının kaç kez soğuk devreye alındığına ve otomasyonun güvenilirliğine bağlıdır. Hesabı kendi değerlerinizle Pompa & Fan Motor Gücü hesaplama aracında tekrarlayabilirsiniz; devirle güç ilişkisi için affinity yasaları yazımıza bakın.

Yüksek sıcaklık fanı motoru kaç kW olur?

Bu fanlar için güvenilir bir genel güç aralığı vermek doğru değildir; güç uygulama verisine göre belirlenir. Gücü belirleyenler: çark çapı ve kanat tipi, debi, gazın sıcaklığındaki statik basınç, devir, sistem direnci (fırın içi yük, ısıtıcı batarya, ızgaralar), gazın yoğunluğu ve sıcaklığı, kayış ya da kaplin kaybı ve soğuk kalkış payı. Fan üreticisinden şunları isteyin: tasarım sıcaklığındaki mil gücü, aynı fanın 20 °C'deki mil gücü ve izin verilen en yüksek çark devri.

DRG gamı: alüminyum gövde 0,25–11 kW, pik döküm 0,55–355 kW; 1000, 1500 ve 3000 d/d; 3 faz, 230/400 V ya da 400/690 V; montaj B3, B5, B14 ve B35 (sipariş notuyla). Sıcak bölmelerde pik döküm gövde tercih edilir. Aşağıdaki fiyat tablosu, sirkülasyon ve proses fanlarında sık görülen 3–18,5 kW arasındaki 4 ve 6 kutuplu modelleri içerir.

Devir ve kutup: sıcak çarkta neden yavaş motor?

Çark malzemesinin dayanımı sıcaklıkla düşer; bu yüzden üreticiler yüksek sıcaklıkta çarkın izin verilen en yüksek devrini azaltır [1]. Motor kutup sayısı bu sınıra göre seçilir. Örnek: 800 mm çaplı bir çark (varsayım) 4 kutuplu motorla (1465 d/d) yaklaşık 61 m/s, 6 kutuplu motorla (970 d/d) yaklaşık 41 m/s çevresel hızla döner. Sıcakta dayanım payı az olan büyük çarklarda 6 kutuplu motor, örneğin DRG-160L-6 (11 kW, 970 d/d, 400 V'ta 22,0 A), ya da kayışla devir düşürme kullanılır. 2 kutuplu motor yüksek sıcaklık fanlarında ancak küçük çaplı çarklarda ve üreticinin açık onayıyla düşünülmelidir.

Kutup sayısını "aynı kW" diye değiştirmeyin: 4 kutuplu bir fana 6 kutuplu motor takılırsa debi yaklaşık devir oranında, güç devir oranının küpüyle düşer ve fırın ısıyı dağıtamaz; tersinde çark aşırı hıza çıkar.

Montaj, bağlantı ve motor seçimi için kontrol listesi

Fanın fırına montajı (tavan, yan duvar, arka duvar) ile motorun IEC montaj tipi ayrıdır. Fırın tavanından dikey inen sirkülasyon fanlarında motor çoğunlukla dikey flanşlı (V1) bağlanır; ayrı yatak gövdeli ve kayışlı düzenlerde motor bir kaide üstünde ayaklıdır (B3). Kesin tip fan üreticisinin çiziminden alınır. 11 kW DRG-160M-4'te mil 42 × 110 mm, rulman 6309-C3'tür; 400 V'ta 20,4 A, 380 V'ta 21,5 A çeker.

• Fan plakasındaki güç hangi gaz sıcaklığı için? 20 °C değeri ayrıca istendi mi?
• Çarkın izin verilen en yüksek devri ve tasarım devri.
• Tahrik: çark motor milinde mi, ayrı yataklı mil ve kaplin mi, kayış mı?
• Isı savurucu, ısı kalkanı ve mil sızdırmazlığı yerinde ve sağlam mı?
• Motor bölmesinin hava sıcaklığı ölçüldü mü; motor fanı temiz hava alıyor mu?
• Eski motorun gövdesi, mil D × E, montaj tipi ve eksen yüksekliği.
• Soğuk kalkış yöntemi: büyük motor, damper ya da invertör.
• Termik röle plaka akımına ayarlandı mı (termik, sigorta ve kontaktör seçimi)?
• Fırın kapandığında fan, çark ve mil soğuyana kadar çalışmaya devam ediyor mu? Fanı sıcakken durdurmak mili ve rulmanı ısıtır.

Kurutma fırınına özel uygulama ve invertör ayarları için Kurutma Fırını Sirkülasyon Fanı İçin Elektrik Motoru Seçimi yazımıza bakabilirsiniz.

Yüksek sıcaklık fanları için DRG motorları

• DRG-132S-4 – 5,5 kW – 1460 d/d – IEC 132S pik döküm
• DRG-132M-4 – 7,5 kW – 1460 d/d – IEC 132M pik döküm
• DRG-160M-4 – 11 kW – 1465 d/d – IEC 160M pik döküm
• DRG-160L-6 – 11 kW – 970 d/d – IEC 160L pik döküm
• DRG-160L-4 – 15 kW – 1465 d/d – IEC 160L pik döküm
• DRG-180L-6 – 15 kW – 978 d/d – IEC 180L pik döküm

Bu motorların güncel fiyatlarını görmek ve hemen sipariş vermek için tıklayınFİYATLARI GÖR →

Yüksek sıcaklık fanı motoru: sık sorulan sorular

Yüksek sıcaklık fanı için özel yüksek sıcaklık motoru gerekir mi?

Genellikle hayır. Motor gaz akımının dışında durur ve ısıyı ısı savurucu, uzun mil ve ısı kalkanı keser. Asıl kontrol, motorun bulunduğu bölmenin hava sıcaklığıdır.

Fırın fanı motoru neden sabah ilk çalıştırmada termik atar?

Soğuk hava sıcak gazdan yoğundur; 300 °C için hesaplanmış fan 20 °C'de yaklaşık 1,96 kat güç çeker. Damper, invertör ya da daha büyük motor gerekir; termik ayarını yükseltmek çözüm değildir.

Fırın fanı motoru kaç devir olmalı?

Çark üreticisinin izin verdiği devre göre; sirkülasyon fanlarında çoğunlukla 4 kutuplu, büyük çaplı sıcak çarklarda 6 kutuplu motor ya da kayışla düşürülmüş devir kullanılır.

11 kW 1500 devir motor kaç amper çeker?

DRG-160M-4 400 V'ta 20,4 A, 380 V'ta 21,5 A çeker; nominal devri 1465 d/d, nominal momenti 71,7 Nm'dir.

Fan etiketini, tasarım sıcaklığını ve eski motorun plakasını bize iletin, uygun DRG modelini birlikte netleştirelim: telefon +90 (542) 666 11 11, e-posta [email protected], iletişim sayfası. Tüm modeller ve güncel fiyatlar için Elektrik Motoru Online Satın Al.

Kaynaklar

1. Clarage – Fan Engineering FE-3200: High Temperature Fans (PDF) – mil soğutucu 149 °C (300 °F) üstünde önerilir; rulman 54 °C (130 °F) üstü hava akımında çalışmamalı; standart aksiyel 93 °C, soğutma çarkıyla 149 °C
2. Greenheck – Industrial Process Fans, Model IP (katalog, PDF) – ısı savurucu: mil üzerinde, iç rulman ile fan kasası arasında alüminyum soğutma diski; düzene göre 260 / 427 / 537 °C paketleri
3. Cincinnati Fan – PB Series (teknik katalog, PDF) – 149–204 °C (301–400 °F) aralığında ısı savurucu ve koruyucusu standart