遠心ファンはどのように動作するのですか?インペラ、ボリュート、モーターの説明

小型の冷風機やキッチンのレンジフードの内部を見ると、同じパターンが見られます。空気はモーターのシャフトに沿って入り、90 度回転し、ハウジングから直角に排出されます。この直角の吐出しが遠心ファンの特徴です。羽根面に空気をまっすぐに通す軸流ファンとは異なり、遠心羽根車が空気を半径方向外側に放射し、渦巻きケーシングが高速の空気流を静圧に変換します。

実際のポイントは簡単です。アプリケーションにダクト、フィルター、またはダンパーがある場合、遠心ファンは同じサイズの軸流ファンよりもはるかに優れた気流保持力を発揮します。また、インペラは適切な速度でのみ圧力を発生させるため、モーターは後付けではなく、紙上のファン曲線がマシン内の実際の空気流になるかどうかを決定します。

遠心ファンとは何ですか? 90 度の法則

遠心ファンを最も簡単に見分ける方法は、吸気口と排気口を見ることです。空気は、モーターシャフトと平行に軸方向にインペラアイに入り、全方向に外側に吐き出されます。スパイラルまたはスクロール ハウジングは、放射状の流れを収集し、1 つの出口に導​​きます。そのため、遠心ファンは放射状ファンまたはブロワーとも呼ばれます。

この 90 度の回転はパッケージングの選択ではありません。静圧を発生させる仕組みです。空気は運動エネルギーとともにインペラから出ます。ハウジングが速度を落とし、そのエネルギーを圧力に変換します。軸流ファンにはそのような変換段階がないため、低圧力で大量の風量を生成しますが、抵抗が現れるとすぐに送風能力を失います。

コンパクトな設置面積とオフセットされた吸気口により、遠心ファンは HVAC 機器、空冷装置、排気システム内に簡単にパッケージ化できます。新しいモーター構成を計画している場合は、 モーター製品ライン に、このファン ファミリで利用可能なメイン フレーム サイズを示します。

遠心ファン内の空気の動き: インレット、インペラ、ボリュート

遠心ファンは 3 段階のエネルギー マシンです。空気を導入し、高速で回転させ、次に低速にして圧力を生成します。各ステージには専用のコンポーネントがあります。

入口と流入空気

注入口、つまりインペラの穴は、インペラの直径と一致する必要があります。入口が制限されると、ブレードの先端が枯渇し、部分的な真空が発生し、流量と効率の両方が低下します。ベルマウスの前で少なくとも 1 つのインペラ直径の間、入口ダクトを真っ直ぐに保ちます。

回転羽根車

インペラは遠心力が実際に作用する場所です。回転すると、ブレードが空気を外側に押し出し、半径方向と接線方向の速度を加えます。モーターの速度だけではなく、先端の速度によって、空気が受け取るエネルギーの量が決まります。

ボリュートケーシング

ボリュートは、断面が徐々に大きくなるらせん状のチャネルです。空気は渦巻きの中を通過する際に膨張して減速し、その減速によって速度が静圧に変換されます。出口付近のカットオフクリアランスは騒音と効率に影響を与えるため、ハウジングの形状はブレードの形状と同じくらい注意が必要です。風量が低いがモーター電流が正常である場合は、モーターを交換する前に吸気経路とボリュートカットオフを検査してください。

3 つのインペラブレードのタイプとそれが重要な場合

ブレードの曲率は、ファンの曲線、効率、騒音を定義します。間違ったブレード タイプの選択は、最も一般的な OEM 仕様エラーの 1 つです。

コンパクトな家庭用電化製品の場合、前方に湾曲したブレードは、より低い先端速度とより低い騒音で適切な圧力を提供します。産業用エアシステムは、効率と圧力を高めるために後方に湾曲したブレードを使用しています。空気中にほこりや粘着性の粒子が含まれている場合は、物質をより簡単に排出できる放射状ブレードが最も安全な選択肢です。

遠心ファンと軸流ファン: パフォーマンスのトレードオフ

軸流ファンと遠心ファンが同じ仕事をめぐって競合することはほとんどありません。軸流ファンはほとんど抵抗なく大量の運動を行います。遠心ファンは、大きな抵抗に対して適度な量を動かします。フィルター、コイル、長いダクト、排気筒はすべて、軸流ファンが効率的に克服できない抵抗を生み出します。

グラフは典型的な相対曲線を示しています。遠心ファンはより高い遮断圧力で開始し、空気流が増加するにつれてより平坦な吐出を維持します。軸流ファンはすぐに圧力を失います。圧力と静かな動作を実現するには、インペラのサイズを控えめにして、モーターを定格点近くで動作させます。モーターのサイズを大きくしすぎても、インペラの不一致は解決されません。コストとノイズが増えるだけです。

モーターが実際のファンの性能を決定する仕組み

インペラとハウジングが固定されると、モーターは、始動トルク、速度の安定性、騒音、消費電力、寿命など、顧客が感じるものを制御します。最も直接的なモーターパラメータは速度であり、極数と AC ライン周波数によって設定されます。

50 Hz グリッドでは、2 極誘導モーターの同期速度は約 3000 rpm、4 極では約 1500 rpm、6 極では約 1000 rpm になります。スリップにより実際の速度は若干低下します。 60 Hz では、これらの値に 1.2 を掛けます。

ファンに関する法律は容赦のないものであるため、これは重要です。風量は速度に応じて直接変化し、静圧は二乗で変化し、シャフト出力は立方体で変化します。ファンの動作が 10% 遅くなると、空気流量は約 10% 低下し、圧力は約 20% 低下し、吸収される電力は約 30% 低下します。出力を変化させる最もクリーンな方法は、周波数コンバータとインバータ定格モータを組み合わせることです。 可変周波数小型ブロワーモーター 。同じハウジングで、機械式ダンパーなしで複数の流量設定値に対応できます。実際の失敗例については、次のようになります。 ブロアモーターの技術概要 プロトタイプを作成する前に確認する価値のある一般的な落とし穴について説明します。

可変周波数速度小型ブロワーモーター YYK-60 サプライヤー、卸売会社 Cixi Xinhao Motor Co., Ltd.は、中国可変周波数速度小型ブロワー モーター YYK-60 サプライヤーおよび卸売可変周波数速度モーターです。 製品を見る→

遠心ファンが日常の機器に登場する場所

遠心ファンが単独で棚に置かれることはほとんどありません。空気を何かに押し込むために圧力が必要な機器の中に埋め込まれています。以下のグラフは、当社が取り組んでいる業界全体のアプリケーションの一般的な比重を示しています。

HVAC 機器では、ファンはコイルとダクトの抵抗を克服する必要があります。蒸発式空気冷却器では、インペラが湿ったパッドを通して空気を引き込むため、モーターは湿った空気流の中で動作し、耐湿性の断熱材とより長いベアリング寿命が必要です。これが、 蒸発冷却エアクーラーモーター そのデューティサイクルを中心に設計されています。

気化冷却式エアクーラーモーター YYK-200 サプライヤー、卸売会社 Cixi Xinhao Motor Co., Ltd.は、中国の蒸発冷却空気冷却器モーター YYK-200 のサプライヤーおよび卸売蒸発冷却空気冷却器モーターです。 製品を見る→

産業用空気清浄機はフィルターに負荷がかかると抵抗が蓄積します。特大アルミホイールを備えたダイレクトドライブモーターは、長期にわたって動作点をより良く保持します。ある 大型アルミファン工業用空気清浄機モーター はその堅牢性の代表例です。

効率的な大型アルミファン産業用空気清浄機モーター YYK-120 サプライヤー、誰 Cixi Xinhao Motor Co., Ltd.は、中国の効率的な大型アルミニウムファン工業用空気清浄機モーターYYK-120のサプライヤーおよび卸売効率的な空気清浄機モーターです。 製品を見る→

購入前に: すべてを変える 5 つの仕様の詳細

データシートを読むことは、実際の動作点と一致させるよりも簡単です。これら 5 つの詳細は、OEM 調達に関する会話で最も頻繁に不一致を引き起こします。

1. 静圧と全圧の関係。 静圧はダクト抵抗を克服するものです。全圧力には速度圧力が含まれており、常に高くなります。この 2 つを混合すると、ファンのサイズが小さくなってしまいます。
2. モーターの速度許容差。 数パーセントの速度変化は圧力の二乗変化になります。アプリケーションが厳しい場合は、より厳しい速度クラスを指定します。
3. ノイズはスペクトルです。 dBAが同じだからといって音も同じというわけではありません。前方に湾曲したブレードは低周波でうなり音を立てます。ラジアルブレードは広帯域ノイズを生成します。
4. デューティサイクルと絶縁。 連続数時間の動作には、クラス F または H の絶縁と定格のボール ベアリングが必要です。 10 分サイクルのモーターは、連続使用すると過熱する可能性があります。
5. バッチの一貫性。 供給元のバランスグレードを確認してください。インペラの不均衡は、他のどの要因よりも早くモーター ベアリングの寿命を縮めます。

これらはどれも魅力的なものではありませんが、ファンがフィールドで半年後もパフォーマンスを発揮できるかどうかは、それぞれが決定します。

よくある質問

遠心ファンにはスクロールハウジングが必要ですか?

事実上そうです。渦巻きがないと、空気が急激に膨張し、ファンは圧力出力が不十分な高速プロペラのように動作します。

エアフローがデータシートより低いのはなぜですか?

最初に入口制限、モーター速度、システム抵抗を確認してください。また、インペラが逆向きに取り付けられていないことも確認してください。このようなことは、サプライヤーが認めるよりも頻繁に発生します。

遠心ファンは軸流ファンより効率的ですか?

低圧フリーエアデューティでは、効率とコストの点でアキシャルが優れています。現実的なシステム抵抗では、優れた後方に湾曲した遠心ファンが前に出てくることがよくあります。

1 つのモーターで固定速度と可変速度を両立できますか?

標準の AC モーターは、インバーター動作用に設計されていない場合、低速で過熱する可能性があります。速度制御を計画する場合は、プロジェクトの早い段階でインバータ定格モータを指定してください。

前方湾曲と後方湾曲のどちらを選択すればよいですか?

コンパクトで静かな家電製品には前方湾曲を使用します。高圧、高効率、継続的な産業用途には、後方に湾曲した形状を使用します。汚れた空気や粘着性のある空気にはラジアルを使用します。