前向き曲線ファンと後向き曲線ファンの違いは何ですか？

ブレードの角度が、ほとんどの特徴を物語っています

前向きカーブファンと後向きカーブファンは、いずれも遠心式送風機です。空気はインペラー中央（アイ）から流入し、放射状に流出します。違いが現れるのは、ブレードの先端からです。前向きカーブブレードは回転方向に傾斜しており、後向きカーブブレードは回転方向とは逆に傾斜しています。この単一の形状の違いが、静圧・風量・効率・騒音レベル、および粉塵への耐性に影響を与えます。前向きカーブインペラーは通常、浅いブレードを多数備え、所定の風量を得るために比較的低速で運転します。一方、後向きカーブインペラーは、少ない枚数で深いブレードを持ち、安定性を損なうことなくより高速で回転できます。

前向きカーブインペラーが、小型の筐体で大風量を実現する仕組み

前湾型インペラー（通称「スクイリアルケージ」）は、小径の軸周りに多数の羽根を配置した構造で、静圧が低い状態でも大きな風量を送風できます。そのため、ファンコイルユニットや小型空調機、コンパクトな換気ボックスなどに広く採用されています。ただし、羽根間の流路が狭いため、粉塵や油汚れがたまりやすく、インペラーが汚染されるとバランスが崩れて振動が増大します。また、後湾型と比較すると効率はやや低く、特に高静圧域ではその差が顕著です。さらに、特性曲線の勾配が急であるため、静圧のわずかな変化でも風量に大きな変動が生じます。

高静圧 ducted システムにおいて後湾型ファンが優れる理由

後湾曲ブレードは静圧に強く、また粒子がブレード表面に付着しにくく、ある程度自浄作用があります。ブレード数が少ないため流路が広く、詰まりにくいという特長もあります。効率のピークが高く、かつ幅広いため、フィルターの目詰まりやダンパーの開閉による運転条件の変化に対しても安定した性能を発揮します。また、翼端速度を高く設定できるため、前湾曲ブレードの大型ファンと同等の性能を、小型のファンで実現できます。ただし、コストが高くなることと、設計点から外れた流量に対する感度が高いというデメリットがあります。極めて低静圧用途では、前湾曲ブレードの方がコスト面で有利な場合があります。

騒音および振動は、各タイプのインペラーごとに異なる挙動を示す

騒音は単なる数値ではありません。その「性格」があります。前向き曲げ羽根車は、多くの羽根がカットオフを通過するため、広帯域で高周波数の音を発生させやすいです。一方、後向き曲げ羽根車は、低音域で、より滑らかな周波数スペクトルを示す傾向があります。この違いは、病院やオフィス、住宅用換気において重要です。振動も同様に異なります。多くの羽根を持つ前向き曲げ羽根車は、粉塵が不均一に付着すると、バランスを急速に失いやすくなります。後向き曲げ羽根車は比較的許容性が高いものの、取付け構造やダクトシステムに問題があると共振を起こす可能性があります。空気流量および静圧の試験については、AMCA規格210およびISO 5801が実験室での測定方法を規定しており、比較試験には同一の試験条件を用いる必要があります。自由吹出し特性曲線では優れた性能を示すファンでも、600 Paの条件下では異なる挙動を示すことがあります。

病院の空気調和装置更新工事で明らかになった静圧不足

2022年に江蘇省の病院隔離病棟を改修した際、既設の空気処理装置には前湾型遠心ファンが使用されていた。感染対策の強化に伴い、フィルター段数の増加およびダクト配管の延長が必要となった。新たにHEPAフィルターを設置した後、静圧が上昇し、前湾型インペラーはその性能曲線の急峻な領域へと動作点が移行してしまい、風量が低下した。これを後湾型ECプラグファンに交換したところ、高静圧下でも設計風量が確保された。また、予備フィルター部における粉塵耐性も、後湾型インペラーの方が優れていた。ただし、一つの制約が明らかになった。後湾型ファンはモーター取付方式が異なり、さらに渦巻き外殻（スロール）の大型化が必要であったため、装置キャビネットの改造を余儀なくされた。教訓は単純である。前湾型と後湾型の選択は、どちらか一方が常に優れているという話ではなく、インペラーの特性をシステムの抵抗曲線に適合させることこそが本質である。

仕様点（運転点）にインペラーを合わせる——カタログ表紙の目立つ数値に合わせるのではない

選定はシステムの性能曲線から始めます。前傾羽根ファンは、低静圧・高風量・設置スペースが限られる用途に適しています。一方、後傾羽根ファンは、フィルター・コイル・長尺ダクト・可変風量（VAV）など、抵抗の大きい用途でより優れた選択肢となります。ECモーターを採用すると、フィルターの目詰まりに伴う風量低下を補償するために回転数を制御できるという新たな利点が加わりますが、この制御機能が有効に働くには、ファンの羽根が十分な静圧余裕（ヘッドルーム）を持っている必要があります。購入者は、単一の動作点ではなく、実際のファン性能曲線を必ず要求すべきです。Fanova社は2003年よりECファンの設計・製造に取り組んでおり、遠心ファン・軸流ファン・ボルテックスファンの全タイプに対応する技術力を有しています。前傾羽根ファンと後傾羽根ファンの違いは図面を見れば一目瞭然ですが、その影響は実際にシステムを運転した後の風量特性・騒音レベル・保守性といった実運用面に明確に現れます。