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機器に接続する排気管の適切な長さ
始めて質問させて頂きます。よろしくお願いします。 自社製機器に接続する排気管の適切な長さを知る必要が生じました。 具体的には、リングブロア２台→Ｙ字管で排気を合流→本体排気口（Φ１００）→外付け排気管（Φ１５０）というルートで排気してます。 リングブロアの性能は、定格静圧：19.6kPa(60Hz)、定格風量：3.0m3/min(60Hz)です。計算はこの最大値で行いたいと思います。 排気流体には若干の油煙や細かいゴミが含まれますので、長期的には排気管の内壁などに汚れがたまって行きます。従って、管内壁の摩擦係数はかなり変化すると思いますので、計算上は理想計数と見なして計算したいと思います（最良の場合の意）。 又、機器の排気口の段階での流体温度が１５０℃程度となりますので、膨張係数も考慮する必要があると思います。 中間の蛇腹ダクトなどの負荷を考えず、上記のような経路で排気させた場合、外付けのΦ１５０配管は最大何ｍくらいまでスムーズな流れ（表現が曖昧で申し訳ありません）になるかを計算する方法を教えて頂けませんでしょうか。 又、実際にはエルボ管などで外気に至るまで継ぎ足して行きますので、９０°のエルボ管（太さ同じ）でどのくらいの損失が生じるかの計算方法もお教え頂きたく、お願い申し上げます。 小生の専門は電子回路設計の為、流体についてはほとんど素人ですので、他に計算に必要な要素などありましたらご教授願います。 以上、よろしくお願い致します。
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リングブロアの性能表等を正式に見て、構造や各機器のレイアウトを確認する事が先決だが、 大気圧を零とするポンプ方式のプラス方向（正圧）の押し出し圧力と、大気圧の零から 例えば大気をかき出して、あるエリアに負圧をつくるブロアとは、根本的に異なります。 “あるエリアに負圧をつくるブロア”の性能が、定格静圧：19.6kPa(60Hz)であり、 かき出し性能があまり良くないので、－19.6kPa以上は上がらない、スルー現象となるです。 その条件下を維持したままで、ブロアに流体が流れ込み、且つ 定格風量：3.0m3/min(60Hz) にて、排気流体が排出されることが、連続運転での性能維持となります。 だから、可変ダンパーにて“ブロアに流体が流れ込む量”を調整するのです。 でも、流体の温度が１５０℃付近でバラツクし、ブロアや集塵機を保護する目的の『沈降BOX』 や『冷却BOX』、プレフィルター、等々でも可変するし、排気抵抗でも可変すると問題です。 ブロアの性能維持は、 “ブロアに流体が流れ込む量”＜ 定格風量：3.0m3/min(60Hz) ＝ 排気流体量 であり、 定格風量：3.0m3/min(60Hz)→100A内流速；6.37m/sec、→150A内流速；2.83m/sec 10mmH2Oの流速は6m/sec前後、20mmH2Oの流速は9m/sec前後（前後は、温度等の条件で大幅変化） により、ブロアの排気圧換算が経験上で容易にできます。 だから、10mmH2Oを使用しているし、“定格静圧：19.6kPa(60Hz)”は使用していない。 ブロアのかき出しポイントから前の考察と、後の考察はポンプの場合と混同しないで、 上述の考察を参考にして欲しい。
> リングブロアの性能は、定格静圧：19.6kPa(60Hz) とあるのに > ブロアの吸い込みを20mmH2O設定すると、 どゆこと？
経験上での考察です。 > “Φ１５０配管は最大何ｍ” ⇒ 100ｍ 当りの摩擦損失損失 60Pa にて、ブロアの吸い込みを20mmH2O設定すると、 1Pa ＝ 0.10206mmH2Oなので、60Pa ＝ 6.1236mmH2O で、20mmH2Oの30％ 10mmH2Oならば61％と大きく、諸々の細かい初条件を入れていなければ、単純考察でも 大きな値です。（機器の排気口には、ダンパー設置するものですが、…） それに、 “Ｙ字管で排気を合流→本体排気口（Φ１００）→外付け排気管（Φ１５０）ルートで排気” との大きくなっている記載もありますので。
私は、もう何年も前になるが、集塵設備の設計もした経験が何度かあります。 回答(1)氏の資料に従い御自分で苦労して独学で技術を身につけるしかないか と思いましたが、某御仁が出て来られてしまいまして混乱が予想されついでに 回答(1)氏の資料の補足をしてみたいと思い投稿しようと思い立った。 ＞排気流体には若干の油煙や細かいゴミが含まれますので、長期的には排気管の内壁などに汚れがたまって行きます。従って、管内壁の摩擦係数はかなり変化すると思いますので、計算上は理想計数と見なして計算したいと思います（最良の場合の意）。 まづは現状の設備で実際にダクト内風速がどれ位なのかを知っておきたい。 何故ならば、貴殿の質問内にもあるように↑風速が遅すぎると問題が生じます また早すぎても振動や騒音を招いてしまいますからココがまづ最大ポイントだ つまり風速による動圧は風速の2乗に比例するから圧損に非常に影響します。 この部分を確実に把握して抑えておけば、ソコソコ上手く行くであろうと 思われます。何事も初めは皆初心者なのですから、計算の裏付けが在るなら 大船に乗った気持で設計できるだろう(逆に甘くみるのが私の短所である） ここ技術の森の過去ログにも「No.8790 ダクト内風速の制約」も参考になる↓ 一般的には、ダクト内風速はmax 10m/s 以下でなるべく早めが良いと思う。 http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=36627&event=QE0004 あと流量(風速)を可変に調整可能にするためにダンパーを設ける方法もある。 初心者であれば、初めは誰か詳しい経験のあるかたに確認して貰うことです。 何事も独りだけで判断すると失敗もあるし何よりも貴殿も安心できるだろう。 基本となる数式は大雑把に Q(風量:60*m3/min)=AV(断面積x風速=m2xm/s)だけ 回答(4),(6)氏の投稿で専門家モドキ上から目線の怪しい文面に惑わされない ように忠告しておきます。嘘・偽りの投稿が非常に多く無責任極まりないです ・・・初めて来られる方は大概、騙され非ぬ方向に飛んで行ってしまいます。 ☓基本となる数式は大雑把に Q(風量:60*m3/min)=AV(断面積x風速=m2xm/s)だけ → ○基本となる数式は大雑把に Q(風量:m3/min/60)=AV(断面積x風速=m2xm/s)だけ 単位換算を勘違いしていました。すみませんでした 2台*3/60*α=PI/4*0.15＾2*V→？ (m/s) ・・温度から空気は膨張する筈 ・・・繰り返すが、この管内風速が最も大事な所・・・ 「ボイル－シャルルの法則」から換算体積：α倍に換算しないとならないかと 回答(1)氏の言うように 19.6 (kPa)≒1998(mmH2O) であるから配管圧損が100mで60(Pa)であるならば 19.6*1000/60≒326倍となりエルボ部を考慮しても相当余裕があるように思う 必ず御自分で計算し確認して下さい。。。回答(6)氏には惑わされないように
計算資料を色々と提示すると混乱するので、回答（１）さんの資料で計算してみてください。 （ある限定条件での計算なので、左程差は出ないでしょうから） さて、小生は違った内容での実践的なアドバイスをします。 それは、 > 中間の蛇腹ダクトなどの負荷を考えず、上記のような経路で排気させた場合、外付けの > Φ１５０配管は最大何ｍくらいまでスムーズな流れ（表現が曖昧で申し訳ありません）に > なるかを計算する方法を教えて頂けませんでしょうか。 の内容中の“Φ１５０配管は最大何ｍ”の処です。 排気抵抗を低減し、排気ダクト管を長く伸ばすには、φ150mm → φ200mm → φ200mmと レジューサーによりサイズアップした方が良いです。 また、暖かい排気なので、できるだけ真直ぐに上にあげると効果的です。 更に、野外の横風の場合には、キャブレター効果で効率が上がります。 URLに、旧社名 竹綱 の配管例を掲示しておきます。 ブロアの吸気は集口的考察にて吸気口径にし、排気は排気口から径を徐々に拡大させ、 徐々に流速をダウンさせ、接続係数や形状係数の緩和をするのが常識。 （できない周辺状況もあるが、できるだけ径アップさせる） ブロアや集塵機を保護する目的の『沈降BOX』や『冷却BOX』、プレフィルター、等々 抵抗が前や後にもあり、計算通りにいかないもの。 また、ブロアの特性表を確認すれば判りますが、ポンプではないので“押し出し側”抵抗（圧力 損失）に大きく影響されます。
お礼
後の先アフターユー様、早速の回答を頂きましてありがとうございます。 >排気抵抗を低減し、排気ダクト管を長く伸ばすには、φ150mm → φ200mm → φ200mmと >レジューサーによりサイズアップした方が良いです。 アドバイスありがとうございます。 実際の設置時は建屋の構造の関係で一旦Φ１５０にした後は同じ径の配管で通さなければならない状況がほとんどですので難しいですが、テナントのダクトに配管する場合はこれに近い状態ですのでゆけると思います。 配管も、出来れば仰るように垂直に上げられれば良いのですが、やはり建屋の構造の制約で、ウナギの寝床的な配管にしなければならない場合もあり、苦悩の日々です。 先の資料を基に色々と計算してみます。 重ねて御礼申し上げます。 後の先アフターユー様、重ねての回答ありがとうございます。 現状ではテナントならば問題無いのですが、個人店舗に設置する場合が多いので、なかなか配管径を徐々に太くするのは難しい状況があります。 実際にはブロアの吸気は２台とも違いまして、１台は機器内からブロアの配管径に併せてΦ５０のフレキホースから通常の大気を吸入し、もう１台は媒体を冷却する為に外気からの吸気を一旦媒体を通してΦ１００→Φ５０とレジューサとフレキホースを使って吸気してます。 ブロアの押し出し側の圧力損失はまだ計算してませんが、併せて計算してみます。 重ねて御礼申し上げます。
数式の羅列でなく実用的に図表で算出するので、これキッチリ読めば設計出来ると思います。 技術資料・排煙ファン http://www.mitsuyaj.co.jp/pages/tech/docs/mitsuyafan-technote.pdf 温度の影響、継ぎの段差、エルボの曲り、、、 P.11 ダクト摩擦損失表 図４ 風量3.0m3/min 管径150mm ⇒ 100ｍ 当りの摩擦損失損失 60Pa ・・・さて、小生は違った内容での実践的なアドバイスをします。 まったく無駄。 “Φ１５０配管は最大何ｍ” ⇒ 100ｍ 当りの摩擦損失損失 60Pa これだけで結論出てます。 工場に平米クラスの太い排気ダクトを通し、作業箇所までφ150を数十メートル引くことはやってます。実績あるからレイアウト変更でも計算無。 施工業者お任せ。。。要求すれば直ぐ設計書類は出すが、その分の手間は書かずとも他で上乗せ 100ｍ 当りの摩擦損失損失 60Pa 改めてこの値をみて勘が当たってることを認識しましたけど。 むしろ気配りすべきは高温。それに使用部材が耐えるか否かはしっかりチェックすべき。
お礼
岩魚内様、早速の回答を頂きましてありがとうございます。 まず、お勧めのサイトのデータを拝見させて頂きます。 改めてご質問させて頂くかも知れませんが、その時はよろしくお願いします。 取り急ぎ御礼まで。 岩魚内様、重ねてのアドバイスありがとうございます。 つまり、Φ１５０配管で風量3.0m3/minなら特に計算などしなくても問題なく排気は流れる、という事でしょうか？ 正確な計算をしてみないと解りませんが、岩魚内様の実績では問題無い、と判断出来る、という事ですね？ ありがとうございました。 一応、計算はやってみます。
お礼
１Ｎの涙様、早速の回答ありがとうございます。 何せ高温空気の風速を測定するのに適正な測定器が見つからず、実際には瞬間的に２５０℃にも達する（機器内では４５０℃くらいまでになる）ものですから。 カノマックスという外国メーカー品が２５０℃まで測定出来るらしいのですが、価格が・・・ 地元の技術センターのような施設でもこれだけの高温空気の風速を測定出来る環境が無いらしいのと、機器自体の重量が２５０Ｋｇもあるので遠方の施設では輸送の問題など色々とやりたくても出来ない状況があります。 まぁ、泣き言を言っても仕方ありませんので、先の資料を基に色々と計算してみます。 重ねて御礼申し上げます。 １Ｎの涙様、重ねての回答ありがとうございます。 ダンパーは設けておりません。 現行機種は新型で、旧型では十数年の実績がありますが、流量はダンパーで調整する程多くありません。長期的に見れば油煙や粉じんなどの汚れが徐々に付着して行き、段々と流れが悪くなる傾向がほとんどだからです。 又、弊社の当該機種は最大風量で使うケースがほとんどありません。 インバータで出力調整してますが、２５Ｈｚ～６０Ｈｚの範囲で処理する媒体の重量によって周波数を調整する仕様になってますので、実際には低い周波数帯で使用するケースが多いので、尚更太い配管の方が良いと考え、Φ１５０を標準とさせて頂いておりますが、納得しないお客様もおりますので、今回改めて計算する必要が生じた結果、このコラムのお世話になりました次第です。 社内に流体関係の専門家がおりませんので、仰る事は苦労しております。 地元の産業技術センターの方々にも色々とお世話になっておりますが、施設では必要な設備が無い為、測定などの助けが得られないので尚更どうしたら良いのか判断に苦しむところです。 泣き言ばかりで申し訳ありません。アドバイスに従って定量的に判断したいと思います。 重ねてありがとうございました。