産業用または商業用の FRP 軸流ファンを調達したことがある方なら、性能テストが単なるチェックボックスではないことをご存知でしょう。性能テストは、10 年以上スムーズに動作するユニットと、コストのかかるダウンタイム、エネルギーの無駄、または安全上の問題を引き起こすユニットとの違いです。これらの耐食性の主力製品のサプライヤーとして、私は何年もかけてテストプロセスを改良し、施設を離れるすべてのファンが理論上の仕様だけでなく現実のニーズを満たしていることを確認してきました。 FRP (繊維強化ポリマー) 軸流ファンは、その複合構造が過酷な環境 (湿気や腐食性ガスが多い化学処理工場、廃水処理施設、地下駐車場などを考えてください) に最適であるという点で独特ですが、同じ構造であるということは、標準的な金属ファンの試験方法が適用されないことが多いことを意味します。
お客様が FRP 軸流ファンを必要としているときに、最初に尋ねる質問は通常、「このファンは仕事を完了するのに十分な空気を移動させることができますか?」というものです。 and “Will it hold up when things get tough?”これら 2 つの質問はパフォーマンス テストの中心であり、ここでの手順をスキップすると、あなたとエンド ユーザーの両方を傷つける間違いになります。 FRP 軸流ファンの性能をテストする方法、各ステップがなぜ重要なのか、そしてこのプロセスがどのようにしてお客様の運用と同じくらい強力に機能するファンに変換されるのかを詳しく説明します。
まず、認証のためだけでなく、お客様にとって最も重要なテストパラメータを定義することから始めます。あまりにも多くのサプライヤーが一般的な ISO 規格に依存していますが、当社ではファンの対象となる特定の用途に合わせてテストを調整しています。たとえば、工業用ボイラー室で使用されるダクト付き排ガス排気ファンには、地下駐車場の換気ファンとは異なる要件があります。そのため、テストをセットアップする前に、必要な風量 (CFM または m3/s 単位)、静圧 (ダクト、フィルター、システム設計からファンが受ける抵抗の大きさ)、動作温度範囲、ファンが受ける腐食環境や湿気を多く含む環境の種類など、重要な詳細情報をお客様と協力して収集します。特殊な使用例を 1 つ挙げると、当社のチームは、排ガス排気用途にファンを必要とする顧客をサポートすることがよくあります。まさにそのニーズに合わせて構築された当社の防食軸流ファンの詳細については、次の URL でご覧いただけます。。これらの詳細により、一般的なパフォーマンス テストが、実際のセットアップでファンが動作するかどうかの検証に変わります。
FRP 軸流ファンの性能テストの中核は、広く認められた業界標準に準拠しながら、その標準を FRP の固有の特性に適応させることです。当社が従う 2 つの主な規格は、気流および性能テストに関する AMCA 210 (Air Movement and Control Association International) と産業用ファンに関する ISO 5801 ですが、一般的な金属ファンのテストでは省略される FRP 固有のチェックも追加しています。正しくキャリブレーションされたセットアップがなければ正確なデータを取得できないため、最初にテストのセットアップを詳しく見てみましょう。
当社のテストラボには AMCA 認定のエアトンネルが装備されており、交渉の余地はありません。このトンネルは、気流、静圧、消費電力を高精度で測定するように設計されており、データの正確性を確保するために 6 か月ごとに校正されます。ここで手を抜くと、役に立たない数値が得られます。 FRP ファンの場合、テストセットアップ中に細心の注意を払います。FRP の剛性により取り付けがパフォーマンスに影響を与える可能性があるため、実際のシステムで使用されるものと同じフランジと取り付け金具を使用してファンを取り付けます。また、ブレードピッチが 1 度変化しただけでも空気流が 10% 以上変化する可能性があるため、注文時に指定された正確なブレードピッチ、モーターサイズ、ホイール直径でファンをテストします。
Next, we run the key performance curve tests.すべての FRP 軸流ファンには、特定の入力電力における静圧に対する風量をプロットした性能曲線があり、これは顧客にとって最も重要なデータ ポイントです。この曲線を生成するには、ファンの自由空気供給 (FAD) テストから開始します。これは、ダクト抵抗がなく、単に外気があるときにファンが移動する空気の量です。 FAD は、ファンを定格 RPM で動作させ、吸気ダクトや排気ダクトを取り付けずにファンの排気口での気流を測定することによってテストします。 FRP ファンの場合、FRP の熱膨張は金属とは異なるため、このテスト中にモーターの温度も監視します。 FAD での連続動作中にモーターが過熱しないようにする必要があります。過熱するとモーターの寿命が短くなります。
FAD を取得したら、さまざまな静圧でのファンのパフォーマンスの測定に移ります。空気トンネルの出口にあるダンパーを調整して、制御されたレベルの背圧を生成し (お客様のシステム内のダクト、フィルター、または機器からの抵抗を模倣)、各圧力点での気流を測定します。たとえば、お客様のシステムの静圧が 10,000 CFM で 0.5 インチ WG (水位計) である場合、当社はその正確な圧力とエアフローでファンを動作させ、消費電力が定格範囲内にあるかどうかを確認します。ここで、テストされていないファンでは多くの問題が発生します。ファンは FAD で 15,000 CFM に達する可能性がありますが、0.5 インチ WG では 8,000 CFM しか動かず、これはニーズと不一致です。当社の FRP 軸流ファンについては、モーターの消費電力が曲線上のどの点でも定格容量の 110% を超えないことも確認しています。これにより、産業用ファンの一般的な故障点である過負荷が防止されます。
しかし、特に過酷な環境の FRP ファンにとって重要な性能指標は、エアフローと圧力だけではありません。また、空気を動かすことができる FRP ファンは 6 か月で故障してしまうため、機械的性能やエアフロー性能に加えて耐食性もテストします。ここで、FRP ファンのサプライヤーとしての私たちの経験が活かされます。私たちは、単にファンに食塩水をスプレーしてそれで終わりというわけではありません (ただし、私たちもそうしていますが)。当社では、現実世界の暴露を模倣した周期腐食テストを実行しています。塩水噴霧 (海岸または氷結防止塩への暴露をシミュレート)、高湿度、高温を 1,000 時間にわたって交互に繰り返します。このテストでは、ファンの振動、空気の流れ、材料の完全性を監視します。また、お客様が取り扱う特定の化学薬品に対するファンの FRP ホイールとハウジングの耐薬品性もテストします。たとえば、肥料工場で使用されるファンは、一部の FRP 樹脂を劣化させる可能性があるアンモニアにさらされるため、その化学薬品に対して使用する正確な樹脂配合でファンをテストし、劣化がないことを確認します。
振動試験も見逃されがちな譲れないステップですが、長期的なパフォーマンスにとっては重要です。過度の振動はモーターの寿命を縮め、ダクトを損傷し、規制上の罰金につながる騒音問題を引き起こします。 FRP 軸流ファンの振動を、静止時 (ホイールの不均衡をチェックするため) と動作中の両方で、性能曲線上のすべての点でテストします。 FRP ホイールは製造中に小さなアンバランスが発生する可能性があるため、100% RPM および 120% RPM (ピーク動作速度を模倣するため) でダイナミック バランシングを実行し、振動レベルが AMCA の標準制限である 0.1 インチ/秒を下回っていることを確認します。病院やデータセンターなどの機密性の高いアプリケーションのお客様向けに、このテスト中に騒音レベルも測定し、厳しい騒音要件を満たすためにファンのブレード設計を調整したり、消音機能を追加したりすることができます。
当社のテストプロセスで最も重要な部分の 1 つは、テスト後の検査と検証です。すべての性能テストの後、FRP ファンを分解し、すべてのコンポーネントに摩耗、層間剥離、または樹脂の破壊の兆候がないか検査します。たとえば、ホイールのブレードに亀裂やハブからの剥離がないか、ハウジングに温度による歪みがないか、留め具に腐食がないかなどを検査します。また、すべてのテストデータとお客様の注文仕様を相互参照して完全なテストレポートを作成し、出荷前にすべてのお客様に提供します。このレポートには、性能曲線、定格風量での静圧、消費電力、振動レベル、腐食テストの結果が含まれているため、受け取ったファンが宣伝どおりに機能することを具体的に証明できます。
テストを手抜きした安価な FRP 軸流ファンのサプライヤーを選択するという間違いを犯した顧客が多すぎるのを私は見てきました。昨年、下水処理プラントのクライアントが、別のサプライヤーから購入した使用後 6 か月のファンが故障したとして、当社に相談に来られました。このファンは 0.4 インチ WG で 12,000 CFM と定格されていましたが、研究室でテストしたところ、その圧力では 9,200 CFM しか動きませんでした。さらに、FRP ハウジングは工場の空気中の硫化水素にさらされて剥離し始めていました。サプライヤーは基本的なエアフローテストのみを行っており、腐食と全圧曲線テストは省略していました。そのクライアントは、最終的に、最初から適切にテストされたファンにかかる費用よりも、緊急交換費用とダウンタイムに多くの費用を費やすことになりました。
結局のところ、FRP 軸流ファンの性能テストは、ファンの能力を正確な動作条件に適合させることです。商業用換気システム、産業用煙道ガスの排気、または過酷な化学処理環境にファンが必要な場合でも、適切なテストにより、ファンがスムーズな運用を維持するために必要な空気の流れ、耐久性、効率を確実に提供できることが保証されます。
信頼性の高い FRP 軸流ファンの市場に参入していて、特定の用途の性能試験について相談したい場合、またはダクト排ガスなどの特殊用途向けの当社の防食軸流ファン製品ラインについて詳しく知りたい場合は、お気軽にご相談ください。私たちは、パフォーマンスの低下や早期の故障に悩まされることなく、同じくらい一生懸命に機能するファンを手に入れるお手伝いをします。
参考文献
AMCA 規格 210-15: 認定された空力性能評価のためのファンを試験する実験室方法
ISO 5801:2017: 産業用ファン – 標準化された気道を使用した性能テスト
ASTM G48-11: 塩化第二鉄溶液を使用したステンレス鋼および関連合金の耐孔食性および隙間腐食性の標準試験方法
