ヒューム抽出用遠心ファンの選択: 圧力、材料、システム設計

板金工場では、3 つの作業台から 12 メートルのダクトとカートリッジ フィルターを通して溶接ヒュームを吸引するために軸流ファンが取り付けられました。ベンチフードでは、捕集速度が毎秒 0.3 メートルを下回り、煙が溶接機に向かってカールして戻り、メンテナンスが追いつかないほど早くフィルターが装填されました。軸流ファンはオープンスペースに大量の空気を移動させましたが、ダクトの摩擦とフィルターの圧力降下を合わせると、インペラが生成できるすべてを超えていました。

結論は直接的です。ダクト、フィルター、フード、または洗浄装置を備えたヒューム抽出システムは、遠心ファンを中心に構築する必要があります。 遠心ファンは、実際のヒューム システムが消費する静圧を生成し、フィルターに負荷がかかりダクトに残留物が蓄積しても、その気流は安定した状態を保ちます。

遠心ファンがヒューム抽出の主力製品である理由

遠心ファンは空気を軸方向にインペラに引き込み、半径方向にスクロール ハウジングに排出します。この方向の変化により、インペラは流れに速度だけでなく静圧を加えます。軸流ファンは流れに沿って速度を追加しますが、これはシステム抵抗が低い場合にのみ効率的です。ヒューム抽出では、抵抗は決して低くなりません。フード入口、エルボ、ダンパー、フィルター媒体、スクラバーパッキンはすべて静圧を消費します。

プラント エンジニアにとって重要な 3 つの実際的な利点:

• 圧力の安定性。 遠心ファンは、その圧力曲線が軸流ファンの曲線よりもゆっくりと低下するため、フィルタ媒体に負荷がかかっても空気流をよりよく保持します。
• モーターの分離。 モーターは汚染された流れの外側に取り付けることができます。これは、ヒュームが腐食性、可燃性、または高温である場合に不可欠です。
• コンパクトなトランジション。 放射状の出口により、ファンのところで直接 90 度回転できるため、床面積が節約され、ダクトのレイアウトが簡素化されます。

インペラの設計により、選択肢がさらに追加されます。前方に湾曲したインペラは、中程度の圧力で高い空気流を提供し、一般的な換気に適しています。後方に湾曲したインペラはより効率的で、中程度の粒子負荷に対処できるため、ヒュームサービスの一般的な開始点となります。ラジアルブレードのインペラは浸食や蓄積に耐性があり、研磨粉塵や高温の排ガスに適しています。正しい選択は、空気流量の数値だけではなく、汚染物質に従うものです。

ヒューム抽出遠心ファンが登場する場所

産業用ヒューム発生源は、温度、湿度、化学負荷が大きく異なるため、空気流だけからファンを選択することはほとんどできません。主要なアプリケーション グループは、仕様を作成する前にマッピングする価値があります。

この表は簡略化していますが、設計者が最初に決定しなければならないこと、つまりファンが周囲温度の空気を動かすのか、熱い空気を動かすのか、または化学的に攻撃的な空気を動かすのかを示しています。それぞれの答えは、異なるファン シリーズと異なるコンポーネント仕様につながります。

溶接ヒュームと微細プロセス煙

溶接ヒュームは微粒子です。ファンはそれを濾過しません。捕獲フード、ダクト、フィルターユニットが同様です。ファンは、局所排気レイアウトでフードでの面速度を約 0.5 メートル/秒以上に保ちます。これには、メディアの負荷に応じてフィルター抵抗を克服するのに十分な静圧が必要です。軸流ファンから始めたショップでは、フィルターが設計上のダスト容量に達すると圧力が低下することがわかります。

塗装ブースとVOCを含んだ排気

塗料スプレーブースは通常、クロスドラフトまたはダウンドラフト設計です。排気ファンは、溶剤を含んだ空気をブースのフィルターとダクトを通して除害装置に引き込む必要があります。除害対象が活性炭吸着剤または触媒酸化剤である場合、各要素により圧力損失が増加します。フィルターの下流に配置された誘引通風ファンによりブースが負圧に保たれるため、溶剤蒸気が作業エリアに漏れることはありません。塗装ライン専用 ペイントスプレーブースブロワー オーバースプレーや断続的な溶剤の負荷を停止することなく処理できるように構築されています。

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ヒューム抽出用遠心ファンのサイズを決める方法

選択はカタログではなくシステム曲線から始まります。必要なエアフローは、各フードの捕捉速度によって設定されます。必要な静圧は、空気経路に沿ったすべての損失の合計です。

1. フード入口損失、フードの形状に応じて通常 20 ～ 80 Pa。
2. ダクトの摩擦。ダクトの長さおよび空気速度の 2 乗に応じて増加します。
3. エルボ、ティー、トランジション。それぞれが局所損失係数に寄与します。
4. フィルター、カーボンベッド、またはスクラバーの圧力が低下し、媒体がロードされると圧力が上昇します。
5. スタックロスとウェザーキャップを出口で排出します。

これらの損失が追加されて初めて、設計ポイントは意味を持ちます。よくある間違いは、空気流量だけを重視してファンを選択し、静圧が過小評価されていたために実際の流量が目標より 20 ～ 30% 低いことが起動時に判明することです。通常、設計者は圧力に 10% のマージンを追加し、エアフローに安全係数を追加しますが、マージンは正直に宣言する必要があります。サイズを大きくしすぎると、モーターの出力、運転コスト、騒音が増加します。実際的な方法は、ダクト システムをモデル化し、システム曲線を描き、設計点で曲線が交差するファンを選択することです。あ 能力、圧力、材質を網羅した遠心ファン選定ガイド は、このステップの参考になります。

静圧が決定的な数値です

「ヒューム抽出用遠心ファン」というフレーズは、経験豊富な購入者に 1 つのことを伝えます。ファンは容積だけでなく静圧も評価する必要があるということです。ファン曲線の静圧軸は、設備が実際に装填されたフィルターを通して煙を吸引するかどうかを示します。

温度とモーターデューティ

80 °C を超える気流の場合、モーターは通常、気流の外側に取り付けられるか、放射熱から保護されます。高温での動作は、ベアリングの潤滑、シャフト シールの選択、インペラの熱膨張に影響を与えます。これらの詳細を確認せずに、標準ファンがプロセス温度で動作すると想定しないでください。

腐食性および高温ヒュームに対する材料の選択

煙の流れがきれいな空気であることはほとんどありません。メッキタンクからの塩化物、セラミック窯からのフッ化物、廃棄物焼却からの硫黄酸化物、凝縮性タールはすべてファンのコンポーネントを攻撃します。材料の選択はコストを考慮するものではなく、信頼性を決定するものです。

炭素鋼は、溶接煙などの乾燥した非腐食性のヒュームに使用できます。気流に酸性ガス、湿気、または溶剤混合物が含まれる場合、インペラ、ハウジング、およびインレットコーンは耐食グレードで指定する必要があります。オプションは、ステンレス鋼から繊維強化プラスチック、PTFE で裏打ちされた構造まで多岐にわたります。化学物質の排気については、 FRP防食遠心ファン 回転重量を低く抑えながら、幅広い酸やアルカリに耐えます。温度が非常に高い場合、または塩素への曝露により複合材料が使用できない場合、合金の構造が解決策となります。の 半導体スクラバー用のカスタマイズされた遠心ファン合金の選択 合金グレードが特定の汚染物質にどのように適合するかを説明します。

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いくつかの実践的な経験則:

• 塩素または強力な酸化剤を含む雰囲気では、アルミニウム製インペラを使用しないでください。
• 洗浄が頻繁に行われる場合や、ヒュームがハウジング内の液体に凝縮する可能性がある場合は、ステンレス鋼を使用してください。
• 流れがおよそ 500 ミリグラム/立方メートルを超える研磨粉塵を運ぶ場合は、摩耗ライナーまたは耐浸食性インペラを追加します。
• 結露の可能性がある場合は、ボリュートの低点を排出して、滞留した液体がシャフト シールに接触することがないようにしてください。

排煙処理列車内のファン

ヒューム抽出システムは、捕集フード、ダクト、プレフィルター、吸着剤または酸化剤、ファン、煙突の順序で構成されます。そのシーケンスにおけるファンの位置が重要です。

プッシュスルー配置では、ファンが処理ユニットの上流に設置され、汚染された空気を処理ユニットに吹き込みます。プルスルーまたは誘導通風配置では、ファンが下流に設置され、フィルターを通して空気を引き込み、治療ユニット全体を負圧に保ちます。溶剤蒸気や酸性ガスがフィルターハウジングやダクト接合部から漏れてはいけない場合には、誘導通風レイアウトが推奨されます。

VOC を含むヒュームが活性炭で処理される場合、再生と触媒酸化により列車のファンが増加します。吸着ファン、脱着ファン、燃焼補助ブロワーはそれぞれ異なる流量と温度で動作します。このようなシステムでは、 触媒燃焼ファン 予熱された空気に耐え、酸化剤の循環空気流を通じて安定性を維持する必要があるため、圧力曲線と熱定格は性能と同じくらい安全性の問題です。

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列車の総圧力は、単にクリーンなコンポーネントの損失の合計ではありません。フィルターの負荷、カーボンベッドの劣化、スクラバーノズルの詰まり。安定した圧力曲線を持つ遠心ファンにより、空気流が最小捕捉速度を下回る前にオペレーターが反応する時間が与えられます。

ファンシリーズを業務に合わせて

ヒュームの抽出は幅広い圧力範囲にわたるため、メーカーはそれに応じて遠心ファンを分類しています。圧力クラスによって、ファンが機能できるシステムの種類が決まります。

• 低圧シリーズ 一般的な実験室の排気など、濾過を最小限に抑えた短いダクトの配管に適しています。
• 中圧シリーズ ほとんどの塗装ブースと活性炭システムをカバーします。
• 高圧シリーズ 長いダクト経路、パックされたスクラバー、または高密度のフィルター媒体を処理します。

より大きなインペラを備えた低圧ファン、またはより小型で高速なインペラを備えた高圧ファンによって、同じ気流を供給できます。選択は、動作点がファン曲線上のどこに位置するか、およびシステム圧力が時間の経過とともにどの程度変化するかによって決まります。

騒音制限が厳しい場合は、高効率、低騒音シリーズを評価する価値があります。ヒューム排出の基本は変わりませんが、2 シフトまたは 3 シフトで稼働するファンの周囲で必要な音響処理を減らすことができます。

結論

適切なヒューム抽出用遠心ファンは、その曲線、材質、温度定格がシステムの実際の動作条件と一致するものです。フード捕捉速度から始めて、すべての圧力損失を追加し、温度と化学組成を正直に宣言してから、適合するシリーズと材料を選択します。軸流ファンは開放換気に適していますが、ダクトヒューム抽出の場合は遠心ファンがエンジニアリングのベースラインです。ダクトのレイアウト、ヒュームの化学的性質、または動作温度が標準カタログの範囲外である場合、 カスタマイズされた遠心ファン 多くの場合、標準ユニットに不適切な任務を強制するよりも信頼性が高くなります。