テストベンチ上で 1,200 m3/h で移動するダクト付き空気清浄機は、搭載された HEPA フィルター、サイレンサー、および 2 つのエルボが空気経路に追加されると、およそ 700 m3/h に低下する可能性があります。このギャップがファンに関するほとんどの苦情の始まりです。ファンは部屋に対して小さすぎるのではなく、抵抗に対して小さすぎるのです。
まず結論として、空気経路にフィルター、コイル、ダンパー、長いダクト経路、またはタイトなグリルが含まれている場合、通常、遠心ファンは、同様の直径の軸流ファンよりも、騒音が少なく、より有効な気流を供給します。この利点はブレード面積ではなく、圧力によってもたらされます。設置面積、重量、コスト、清掃などの面でも、トレードオフは現実的です。以下に、これらの利点が仕様書上で何を意味するのか、また、その数値が実際の設置に耐えられるかどうかをインペラの後ろのモーターがどのように決定するのかを説明します。
最大の利点: 抵抗を克服する静圧
遠心ファンは空気をインペラの中心に引き込み、半径方向外側に吐き出します。次に、ボリュートはその高速で動く空気を減速させ、速度を静圧に変換します。軸流ファンはその逆です。軸に平行に空気を押し込みます。これは自由空気ではうまく機能しますが、経路が狭くなるとすぐに機能しなくなります。
このたった 1 つの違いで、実際的な利点のほとんどが説明されます。遠心ユニットは定容積装置に近い動作をするため、フィルターに負荷がかかると、気流は急激ではなく緩やかに低下します。また、これらは、軸流ファンを停止させる可能性のある高密度フィルター、湿った蒸発パッド、長いダクトなどの制限要素の背後にもあります。
| 変数 | 軸流ファン | 遠心ファン |
|---|---|---|
| 空気の通り道 | シャフトと平行 | 目から入ってハウジングから外へ |
| 静圧能力 | 低から中程度 | 高く、羽根車の速度に応じて上昇 |
| フィルターのロード時の動作 | 風量が急激に低下する | より広い抵抗範囲にわたってエアフローを維持 |
| 高抵抗時のノイズ | 上昇、しばしば荒い音 | 比較的コントロールされたまま |
| 設置面積と重量 | コンパクトかつ軽量 | 同じ任務でもより大きくて重い |
| 典型的な義務 | 自由空冷、壁掛けファン、コンデンサー | ダクト付き空調設備、濾過装置、乾燥機、レンジフード |
商業的には 2 つの結果が重要です。まず、抵抗が上昇してもファンは設計値に近い空気流量を供給し続けるため、フィルターを交換してもプロセス空気が黙って半分になるわけではありません。第二に、圧力を生み出すハウジングは、設計者に騒音に取り組む場所を与えます。滑らかな吸気口と適切な形状の渦巻きは、追加のサイレンサーよりも音に効果的であることがよくあります。
メリットは無料ではありません。すべてのファンは曲線上で動作するため、システム抵抗が 2 倍になっても、流量は依然として低下します。高圧は、実際に必要なデューティポイント付近でファン曲線とシステム曲線が交差する場合にのみ役立ちます。
空気の経路が意図的に制限されている場合は、インペラとモーターがペアとして選択されます。産業用空気清浄機設計用に構築された YYK120 ユニットなど、その負荷での連続使用に耐えられる定格のモーターで駆動される大型のアルミニウム製インペラが典型的な答えです。
YYK-120 大型アルミハウジング付き産業用空気清浄機モーター このモーターは、産業用の空気経路が制限されている場合、放熱のための全アルミニウム構造の大型アルミニウム インペラと組み合わせるように設計されています。 製品を見る→ 実際の効率、安定した気流、騒音
遠心ファンをその羽根車とモーターに適合させると、ゲインは次の 4 つの場所に現れます。
- エネルギー効率。最高効率点にある後方に湾曲したインペラは、シャフト動力の大部分を静圧に変換することができ、適切に設計されたユニットの静効率は 84% に達すると見積もられており、これは空気移動機器としては高い値です。
- 安定した風量。乾燥トンネル、塗装ブース、工業用清浄機は再現可能な空気量に依存しており、フィルターが古くなっても一定容積動作によりプロセスが許容範囲内に保たれます。
- 高抵抗でのノイズが低減されます。失速方向に押される軸流ファンは騒音が大きくなり、騒音が荒くなりますが、遠心ファンは同じ負荷でもよりスムーズな流路とより予測可能な騒音レベルを維持します。
- より広い動作範囲。インペラとベアリングは幅広い速度範囲に合わせて構築されており、インペラのタイプと材料を選択すれば、同じ基本設計できれいな空気、熱風、または軽い粉塵を移動させることができます。
信頼性も同じ形状から得られます。ブレード先端がシュラウド リングの近くを走ることはなく、ダイレクト ドライブ ユニットではインペラからベアリングまでの負荷経路が短く、部品にアクセスできる状態が保たれます。年間 8,000 時間稼働する機器の場合、そのシンプルさは振動に関する苦情が少なく、定期的なメンテナンスが容易になることを意味します。
遠心ファンがスペースを確保できる場所
遠心ファンを選択するアプリケーションには、通常、空気の邪魔になるものがあるという 1 つの特徴があります。
- 産業用空気清浄機と集塵。ファンが容積を失うことなくフィルターやダクトを通して空気を引き込みます。
- 気化式空気冷却器では、ウォーターポンプでパッドを飽和状態に保ちながら、濡れたパッドに空気を押し込む必要があります。
- レンジフード。グリースフィルターと長い垂直ダクトにより、小型軸流ファンでは勝てない抵抗が追加されます。
- ジェットが規定の距離と圧力に達する必要がある、冷却および乾燥用の生産ラインのブロワー。
- ダクト付き HVAC および熱交換装置。ファンがコイル、ダンパー、バランス装置に対して作用します。
これらの役割においてインペラ、ハウジング、モーターがどのように適合しているかを確認したい場合は、この概要を参照してください。 ブロアモーターの構造と選択 は有用な出発点です。たとえば、冷却および乾燥ラインでは、YYK60 などの中型ブロワー モーターは、自由空気移動用ではなく、遠心インペラの後ろで連続使用できるサイズに設計されています。
YYK-60 冷却乾燥用中型ブロワーモーター 遠心羽根車の背後での連続使用に適したこの中型ブロワー モーターは、冷却および乾燥ライン モーターの選択が重要な場合に確認する価値があります。 製品を見る→ インペラの背後にあるモーターが結果の半分を決定します
同じインペラを備えた 2 つのファンは、モーターが変更されると別の製品のように動作する可能性があります。これら 4 つの変数については、注文前に書面で確認する価値があります。
速度と極数
インペラの速度により、空気流量と圧力の両方が設定されます。 50 Hz の 4 極モーターは公称 1,450 rpm で動作しますが、2 極ユニットは約 2 倍の速度で動作し、騒音とベアリング負荷を犠牲にして圧力をほぼ 2 倍にすることができます。
周波数と速度の制御
可変周波数または EC 制御により、ファンは完全に動作するのではなく、プロセスに従うことができます。空気冷却器、清浄機、乾燥機では、ファンの電力は速度とともに急激に低下するため、通常、ここで実際の節約が行われます。可変周波数の空冷モーターにより、試運転時に空気の流れをトリミングし、後でフィルターの負荷に応じて調整できます。
YYK-250 可変周波数エアクーラーモーター 可変速度によって空気の流れを整えてエネルギーを節約する空気冷却器の場合、この周波数変換モーターはインテリジェントな調整と静かな動作を提供します。 製品を見る→ インペラの種類
前方に湾曲したインペラはより低い圧力で高流量を実現し、後方に湾曲したインペラはクリーンな高抵抗負荷でより効率的であり、ストレートラジアルインペラは粉塵や摩耗に耐えます。間違ったものを選択すると、通常、ノイズやモーターの発熱が発生します。
ベアリング、デューティ、エンクロージャ
スリーブベアリングは静かな軽作業に適しています。ボールベアリングは高速化と長寿命化に適しています。価格を決定する前に、周囲温度、連続稼働時間、必要な侵入保護を確認してください。
トレードオフと選択のリスク
正直な仕様には、何を放棄するかも記載されています。
- 設置面積と重量。同じ自由空気の気流の場合、遠心ユニットはより大きく、より重くなります。これは、壁掛けまたは手持ち式の装置では重要です。
- 初期費用が高くなります。インペラ、ボリュート、モーターを使用すると、単純な軸流ファンに比べて材料費や工具費が追加されます。
- より複雑なインストール。ベルト駆動バージョンでは位置合わせと張力のチェックが必要です。ダイレクトドライブバージョンでは、振動の伝達を避けるために密閉された入口としっかりとした取り付けが必要です。
- ほこりの蓄積。汚染物質が羽根車のブレードに付着すると、徐々にホイールのバランスが崩れ、振動やベアリングの摩耗が増加するため、フィルターだけでなくファンの清掃間隔も必要になります。
実際のルール: 抵抗が実際で連続している場合は遠心力を選択し、空気の通り道が開いていて空間が狭い場合は軸方向を選択します。
よくある質問
遠心ファンは常に軸流ファンより効率的ですか?
いいえ、自由空気では、大型の軸流ファンは小型の遠心ユニットに匹敵するか、それを上回ることができます。この利点は、システムに克服すべき静圧がある場合に現れます。これは、遠心インペラが失速せずに最適点近くで動作し続けるためです。
実際にどれくらいの静圧が必要ですか?
きれいなフィルタではなく、装填されたフィルタの圧力降下にダクトの摩擦、コイル、ダンパー、グリルを加え、汚れた状態や取り付けの違いに対して 10 ～ 20% のマージンを考慮します。クリーンなフィルターのフィギュアに基づいてサイズを決定することは、最も一般的で最も高価な間違いです。
エネルギーを節約するために遠心ファンの速度を下げることはできますか?
はい。ファンの電力は速度とともに急激に低下するため、通常はこれが最も安価な節約になります。モータが最低速度で冷却できること、羽根車が不安定領域に入らないこと、供給に適した制御方法であることを確認してください。
これらの利点はいずれも、モーターが一致していない場合には存続しません。モーターが小さすぎると発熱してベアリングの寿命が短くなり、大きすぎると空気の流れは増えずにコストと騒音が増加します。有用な手順は、必要な空気流量、システム抵抗、周囲温度、供給タイプ、予想運転時間などのデューティポイントを書き留め、それに対してインペラ、速度、ベアリングシステムを確認することです。
当社は、遠心羽根車の後ろで使用される YYK シリーズユニットを含む、空気冷却器、工業用清浄機、レンジフード、送風機、タワーファン、洗濯機用のモーターを製造しています。目の前に任務があるなら、 エアフロー、圧力、電源の詳細をお送りください。 カタログ番号ではなく、一致するオプションで回答します。
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