【多翼・ラジアル・後ろ向き】ファン・ブロアーの羽根形状と特徴

ポンプ化学機械

NEONEEETです。

多翼とかラジアルとかちょっと分かんない。

暗記だけだと辛いですよね。

この記事では、ファン・ブロアーの羽根形状と特徴を解説します。

ファン・ブロアーの羽根形状と特徴

ファン・ブロアーの羽根形状は教科書的には以下の3種類があります。

多翼・ラジアル・後ろ向き

形状のイメージは以下のとおり。

ファンが多翼で、ブロアーがラジアルや後ろ向きというパターンが多いですよね。

教科書的には形状の種類と特徴が箇条書きしてあるだけで終わりというパターンが多く、暗記に頼る人もいるでしょう。

これってエンジニア的には辛い発想です。覚えることばかりでしんどいです。

そうではない原理的な部分をちょっと深掘りして、暗記に頼らない理解をしたいと思います。

多翼

多翼形状の特徴は以下のとおりです。

  • 風圧が低い。0.1~2kPa
  • 小型軽量
  • 効率が低い

多翼形状の特徴は、「小さな羽根を数多く重ね合わせた」という点にあります。

1枚1枚の羽根が小さいので強度が弱く、高い風圧を出すことはできません。

物理的には、羽根車は羽根径が大きいほど、角運動量の伝達量が大きく、高い風圧を生みますからね。

1枚1枚の羽根を小さくすると、羽根車全体を小さくすることが可能です。

小型軽量であることを重視したタイプが多翼型という位置づけになります。

多翼・ラジアル・後ろ向きの3種の中でも一番弱いのが多翼です。

ファンとブロアーが風圧(静圧)のクラスで決まることから、風圧が低いファンが多翼型とリンクしやすいですよね。

「羽根の大きさが小さい」という点から角運動量というワードで風圧に繋げられると、理解しやすいと思います。

ラジアル

ラジアル形状の特徴は以下のとおりです。

  • 風圧はやや高い。0.5~5kPa
  • 強度が高い
  • 構造がシンプル

ラジアル形状は多翼形状の真逆ですね。

1枚の羽根を大きくすることで、高い風圧を生み出します。

ブロアーにラジアル型が多いのもこの辺が理由の1つ。

化学工場では後ろ向きよりもラジアルの方がメンテ的には好まれます。

というのは形状がシンプルで清掃しやすいから。

除害装置のガス吸引に使用するブロアーは、塩やダストや中間層などの異物が羽根車に付着します。

これがブロアーの性能劣化に繋がります。

清掃しようとすると、温水の掛け洗いをするのが一般的。

それでも取れなければ、人力で書き落とします。

ラジアル型は形状がシンプルだから工具が届きやすくて清掃しやすいですね。

とはいえ、効率を最大化していないため、ランニングコストが上がります。

これは工場としては好ましくありません。

メンテをする人はラジアル型の方が好みですが、コストの問題でラジアル型は採用されない悲しい運命にありがちです。

後ろ向き

後ろ向き形状の特徴は以下のとおりです。

  • 風圧が高い。2~8kPa
  • 効率が高い

後ろ向きはラジアル型の効率を最大化する方向で発展させたものと考えればいいでしょう。

羽根車の回転方向と空気が遠心方向に押されることを考えて、空気抵抗を減らすために羽根をカーブさせています。

カーブの度合いは回転数や風圧などの性能に直結します。

本当の最適解は流体力学のシミュレーションをして決めることになりますが、そこまでしなくてもある程度の効率化は図れます。

渦巻ポンプの羽根車もこの発想で作っていますよね。

最近の渦巻ポンプはそれこそシミュレーションで形状を決めていますが^^

最後に

ファン・ブロアーの羽根形状と特徴を解説しました。

多翼・ラジアル・後ろ向き

強度や流体力学のイメージからある程度の特徴を類推することが可能です。

丸暗記は疲れるので避けたいですね^^

この記事が皆さんのお役に立てれば嬉しいです。

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