உலைக்களம்

உலைக்களம் (furnace) என்பது ஒரு பொருளுக்கு வெப்ப ஆற்றலைச் செலுத்தி அதனை உயர் வெப்பநிலைக்கு எடுத்துச் செல்கின்ற கட்டமைப்பு அல்லது சாதனம் ஆகும். இதற்குத் தேவையான வெப்ப ஆற்றல் எரிவளி, எரிநெய், அல்லது விறகு போன்ற எரிபொருள்களை நேரடியாக எரிப்பதன் மூலமோ, மின்னாற்றல் போன்றவற்றின் வழியாகவோ கொடுக்கப்படும். உலைக்களம் பலவகையான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. இது தாது உருக்கவும், எண்ணெய் சுத்திகரிக்கவும், கொதிகலன்களிலும் பயன்படுகிறது.

தொழில்துறை சூளை 1907

உலைக்கள வகைகள்

பயன்பாட்டு வகைகள்

வீட்டு உலைக்களம்

குளிர் பிரதேசங்களில் வீட்டினுள்ளே நிரந்தரமாக அமைக்கப்பட்டிருக்கும் உலையின் வழியாக, காற்று, ஆவி, வெந்நீர் என்று ஏதேனும் ஒரு பாய்மத்தைச் சூடேற்றிக் குழாய்களின் வழியாகச் சுற்றுக்கு விடுவதன் மூலம் வீட்டினுள்ளே வெப்பம் ஏற்றப்படும். இவ்வுலைகளின் எரிபொருளாகப் பெரும்பாலும் இயற்கை எரிவளி அமைந்திருக்கும். சில இடங்களில் நீர்மப் பெட்ரோலிய எரிவளி அல்லது எரிநெய் பயன்படுத்தப்படும். மின்னாற்றல் விலை குறைவாக இருக்கும் பகுதிகளில் மின்வழி வெப்பேற்றமும் கைக்கொள்ளப்படுவதுண்டு.

பொதுவாக வீட்டு உலைகள் 80% செயல்திறம் கொண்டவையாக இருக்கும் என்றாலும், அண்மைய உயர்திறன் உலைகள் 98% செயல்திறம் கொண்டவையாகவும் இருக்கின்றன. இவை புகைபோக்கி இல்லாமலே செயல்படும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டிருக்கும். வெப்ப ஆற்றலும், கழிவுவளியும் பிவிசி குழாய்கள் வழியாக வீடு முழுக்கச் சுற்றவிட்டுப் பிறகு வீட்டின் ஒரு பக்கத்திலோ கூரை மீதோ வெளியேற்றப்படும்.

தொழிலக உலைக்களம்

ஒரு தொழிலக உலைக்களத்தின் வரைபடம்

தொழிற்சாலைகளில் உலைக்களங்கள் ஒரு செயல்முறைக்குத் தேவையான வெப்பத்தைத் தரவல்லன. அல்லது அவை நேரடியாக ஒரு வேதி வினைகலனாகச் செயலாற்றி வேதிவினைக்குத் தேவையான வெப்பத்தை அளிக்கவல்லன. இத்தகு உலைகள் அவற்றின் செயல்பாடு, வெப்ப அளவு, எரிபொருள் தெரிவு, எரிதலுக்கான காற்றினை அனுப்பும் முறை இவற்றைப் பொருத்து வெவ்வேறு வகையில் வடிவமைக்கப்படும்.

எரிவாயினுள் செலுத்தப்படும் எரிபொருள், அதனுடன் செலுத்தப்படும் காற்றினோடு சேர்த்து எரிக்கப்படும். ஒன்றிற்கும் மேற்பட்ட எரிவாய்கள் அடுத்தடுத்து அமைந்திருக்கலாம். அவை தரையிலோ, பக்கச்சுவரிலோ, மேற்கூரையிலோ அமைக்கப்பட்டிருக்கலாம். உலையில் எரிகின்ற தழல் அதனூடே அமைக்கப்பட்டிருக்கும் குழாய்களைச் சூடாக்க, அக்குழாய்களின் உள்ளே வெப்பமேற்றப்பட வேண்டிய பாய்மங்கள் செலுத்தப்படும். இப்பாய்மங்களுக்குச் சில எடுத்துக்காட்டுகள்: நீர், பாறை எண்ணெய், வெப்பப் பாய்மம், முதலியன.

உலோகவியல் உலைக்களம்

உருக்காலையில் பயன்படுத்தப்படும் உலைகள், கீழே:

• பன்றி இரும்பு, இரும்புத்தாது போன்றவற்றை உருவாக்கும், ஊதுலை.
• எஃகு இரும்பு தயாரிக்கும் உலைகள் கீழே:

• மீ உலை
• ஒலி அதிர்வு உலை
• பெசிமர் மாற்றி உலை
• திறந்த அடுப்பு உலை
• அடிப்படை ஆக்சிஜன் உலை
• மின்வில் உலை
• மின் தூண்டு மின் உலை

வடிவமைப்பு வகைகள்

எரிதலுக்கான காற்று உட்செலுத்தும் முறையை ஒட்டி உலைக்கள வடிவமைப்பைக் கீழ்க்காணும் சில வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.

இயல்புநிலைக் காற்றிழுப்பு உலைக்களம்

இருபதாம் நூற்றாண்டின் தொடக்க கால எரிவளி உலை - இயல்புநிலைக் காற்றிழுப்பு வகை.

முதல் வகையான இயல்புநிலைக் காற்றிழுப்பு உலைகள் வெளிப்புறத்தில் செங்கல், காரை, அல்லது இரும்பினால் கட்டப்பட்ட ஒரு அமைப்பைக் கொண்டிருக்கும். மேலே செங்கல் அல்லது காரையால் கட்டப்பட்ட புகைபோக்கி வழியாகக் காற்று, புகை போன்றவை வெளியேறுமாறு அமைக்கப்பட்டிருக்கும். இயற்கையாக நிகழும் வெப்பச் சலனம் முறையில் சூடான காற்று மேலே எழும்பிச் செல்லும்; அதனால் உண்டாகும் வெற்றிடத்தை நிரப்பக் காற்று உள்ளே இழுக்கப்படும். அதனால் இது இயல்புநிலைக் காற்றிழுப்பு உலை என்று பெயர் பெற்றது.

இது மிகவும் எளிய ஒரு கட்டமைப்பாகும். ஒரு தன்னியக்க எரிவளி மடக்கிதழ் மட்டும் இருக்கும். காற்றை உட்செலுத்த காற்றாடியோ, காற்றிறைப்பியோ இருக்காது. எரிவாய் அமைப்பைச் சிறிது மாற்றியமைப்பதின் மூலம் பல்வேறுவகையான எரிபொருள்களைப் பயன்படுத்தலாம். கரி, விறகு, குப்பை, தாள், இயற்கை எரிவளி, எரிநெய் போன்ற பல எரிபொருள்களைப் பயன்படுத்த முடியும். ஆனால் திடவகை எரிபொருள்களைப் பயன்படுத்தினால், குவியும் சாம்பல் முதலானவற்றை நீக்கிச் சுத்தம் செய்யும் வேலையைத் தினமும் செய்யவேண்டியிருக்கும்.

வலிந்த காற்றிறைப்பு உலைக்களம்

1950, 1960-களில் வலிந்த காற்றிறைப்பு உலைகள் பெயர்பெற்றிருந்தன. இவை அளவில் பெரியதாக இருந்த இயல்புநிலைக் காற்றிழுப்பு உலைகளுக்கு மாற்றாகத் திகழ்ந்தன. இவற்றின் ஆற்றல் செயல்திறன் 50% முதல் 65% வரை இருந்தன. இவற்றிலும் செங்கல்லாலோ காரையாலோ கட்டப்பட்ட கட்டிடங்கள் வழியாகப் புகை மற்றும் கழிவுவளிகள் வெளியேற்றப்பட்டன.

வலிந்த காற்றிழுப்பு உலைக்களம்

மூன்றாவது வகை உலையான வலிந்த காற்றிழுப்பு உலை பிறவற்றைக் காட்டிலும் சற்று அளவு குறைந்தவை. இவ்வகை உலைகளில் ஒரு இறைப்பி அல்லது காற்றாடி கொண்டு எரிதலுக்கான காற்று உள்ளிழுக்கப்படும். இதனால் அளவில் சற்றுச் சிறியதாகவும், ஆனால் செயல்திறம் கூடியதாகவும் இவ்வுலைகள் அமைகின்றன.

உறைவகை உலைக்களம்

நான்காவது வகையான உறைவகை உலைக்களமானது சற்றே உயர்ந்த செயல்திறம் கொண்டது. அது ஏறத்தாழ 89% - 98% அளவில் இருக்கும். இவ்வகை உலையில் எரிதல்பெட்டி முற்றிலும் அடைக்கப்பட்டிருக்கும். அதோடு இரண்டாவதாக இன்னொரு வெப்பப் பரிமாற்றியும் அமைந்திருக்கும். இதன்மூலம் கழிவுவளியில் இருந்து பெரும்பான்மையான வெப்பத்தை நீக்கிவிடுவதால், அவற்றில் இருக்கும் நீராவியும், சில வேதிப்பொருள்களும் உறைந்து நீராகவோ, மிதமான அமிலமாகவோ மாறிவிடும். உலோக புகைபோக்கியின்றி பி.வி.சி குழாய்களை வைத்துப் புகைபோக்கி வடிவமைக்கப் பட்டிருக்கவேண்டும்.

இயக்கநிலை வகைகள்

உலைக்களத்தை இயக்கத்தின் அடிப்படையில் மூன்று வகையாகப் பிரிக்கலாம். அவையாவன:

• ஒருநிலை உலைக்களம் (single stage)
• இருநிலை உலைக்களம் (the 2-stage) மற்றும்
• பண்படுத்தும் உலைக்களம் (modulating furnace) என்பவையாகும்.

முதலாவதும் மிகவும் முக்கியமானதுமான உலைக்களம் ஒருநிலை உலைக்களமாகும். உலைக்களம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டதிலிருந்து இன்று வரை இது பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றது. முடக்கம்-இயக்கம் என்னும் நிலைகளை மட்டுமே கொண்டு, இயக்கத்தில் ஒரு நிலையை மட்டுமே கொண்டிருப்பதால் இது ஒருநிலை உலைக்களம் எனப்படும். ஒரே நிலை இயக்கம் என்பதால் இது ஒரே வேகத்தில் இயங்குவதும், ஒரே வெப்பநிலைகொண்ட காற்றை வெளித்தள்ளுவதுமாய் சற்று அதிகரித்த சத்தத்தோடு இயங்கும்.

இருநிலை உலைக்களம் சிறிதளவு வேறுபாட்டையே கொண்டுள்ளது. இதில் முடக்கம் தவிர்த்த இயக்கநிலையில் இரண்டு நிலைகள் இருக்கும். அவை, அரைவேகம், முழுவேகம் என்பனவாம். வெப்பத்தின் தேவைக்கேற்ப இது குறைந்த வேகத்தில் செயல்பட இயலும் என்பதால் சற்றே குறைந்த சத்தத்தோடு இயங்கவல்லது.

உலைக்களங்களில் விரும்பத்தக்க உலைக்களம் பண்படுத்தும் உலைக்களம் (modulating furnace) ஆகும். இது ஓரிரு நிலைகளை மட்டும் கொண்டிராமல், தேவைக்கேற்பப் பல தொடர்நிலைகளில் இயங்கும் என்பதால் இதன்வழியே ஆற்றலைச் சேமிக்கலாம்.