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ダンニス・ロウ・ファノバ応用技術部・2026年9月
東南アジアの商業用日焼けマシンメーカーから、LEDモジュール用ファンアセンブリの図面一式が送付されました。筐体サイズは530×453×218 mm、完成品重量は7.74 kgです。内部には1台のブロワーが搭載されており、5つのステンレス製ツイストロック式コネクタと1つの正方形ルーバー付きポートへ空気を供給します。これらのポートから、ベッドに配置されたLEDモジュールへ空気が送られます。
顧客からの質問は明確でした。「単一の空気源から6つの並列出口へ、安定した風量を維持できるファンシリーズはどれか？」LEDモジュール冷却では、カタログに記載された風量値そのものではなく、静圧が決定的な評価基準となりました。
LEDモジュール用冷却ボックスは、開放型の空気通路ではなく、マニホールドです。空気は1台のブロワーから供給され、5つのツイストロック・コネクタとルーバー付きポートに分岐しなければなりません。各コネクタ、各ダクト配管、各ルーバー羽根は、直列および並列で抵抗を生じます。
2つの制約により、この用途の仕様は一般換気用よりも厳しくなりました。まず、ボックスが小型であるため、ブロワーはコンパクトなインペラーから必要な静圧を発生させる必要があります。さらに、このアセンブリは人が操作する機器内部に設置されるため、音圧レベルも製品体験の一部となります。
すべてのファン特性曲線には、抵抗がゼロのときの自由空気流量（フリーエア・フロー）と、排出口を完全に閉じたときの最大静圧という2つの端点があります。実際の設置環境では、これらの端点の間、つまりファン特性曲線とシステム特性曲線の交点で動作します。
業界における経験則はシンプルです。軸流ファンは、システムの抵抗が約100Paまでであれば経済的に運用できます。抵抗が300Paを超える場合は遠心ブロワが適しています。また、システム全体の圧力損失が100～200Paの範囲にある場合、通常は遠心式の設計が選ばれます。
システムの圧力損失は風量の二乗に比例して増加するため、システム特性曲線は急峻になります。このため、分岐構造のボックス内では低圧ファンの性能が大きく損なわれます。たとえば軸流ファンは自由空気流量において比較的高い数値を示すかもしれませんが、それは実質的に抵抗がほぼゼロの状態でのみ達成され、コネクタやルーバーを接続すると、その特性曲線上で即座に性能が低下します。
これを、6つの排出口を持つLEDモジュール冷却ボックスに適用してみましょう。
| モデル | 種類 | 最大空気流量 | 最大静圧 | 電力 | 騒音 |
|---|---|---|---|---|---|
| FG3G200-2AGL-70 | 軸流式、200mm | 1,205m³／h | 250Pa | 45w | 62dB(A) |
| FG3G250-2AGL-90 | 軸流式、250mm | 1,740 m³／h | 226 Pa | 80 W | 61 dB(A) |
| FB3G250-2APS-90 | 後方曲げ遠心式、250 mm | 1,590 m³／h | 762 Pa | 220W | 77.1 dB(A) |
| FS3G180-2AGL-20 | 単吸込遠心式、180 mm | 1,320 m³／h | 1,265 Pa | 495 W | 76 dB(A) |
これは、より小型のインペラーから得られる200 mm軸流ファンの静圧の約5倍に相当し、また軸流ファンの経済的使用範囲の上限（100 Pa）の12倍以上に達します。
このLEDモジュール冷却アセンブリについて、ファノバ社は単一の FS3G180-2AGL-20 — EC式単吸込遠心ブロワ（スパイラルハウジング付き、インペラー径180 mm）を仕様として指定しました。スパイラルハウジングによる放射状吐出が高静圧を生み出し、単吸込構造により、530 × 453 × 218 mmの筐体に収まる十分なコンパクトさを実現しています。
| 仕様 | 価値 |
|---|---|
| モデル | FS3G180-2AGL-20 |
| 種類 | EC式単吸込遠心ブロワ（スパイラルハウジング付き） |
| 定格電圧 | 230 VAC、単相、50／60 Hz（許容入力範囲：184～270 VAC） |
| 流出 | 2.2 A ±10％ |
| 素早い飲みやすさ | 2,460 rpm ±5％ |
| 消費電力 | 495 W ±10％ |
| 最大空気流量 | 776.8 CFM／1,320 m³／h |
| 最大静圧 | 5.06 in.wg／1,265 Pa |
| 音圧レベル | 76 dB(A) ±5 |
| 隔熱クラス | クラスB |
| 保護程度 | IP54 |
| 制御入力 | 0～10 VDC または PWM |
| 信号出力 | FG回転数センサ（1回転あたり3パルス） |
| シリアルインターフェース | RS485 MODBUS（RSA／RSB） |
| インペラ | 直径180 mm、ブレード38枚、冷間圧延鋼板製 |
| ロータ直径 | 102 mm |
| 電子機器ハウジング | 鋳型アルミ |
| モーター | EC外装ロータ型、ボールベアリング、連続定格運転（S1） |
| 動作温度 | 周囲温度：－25～＋60℃ |
| 平均寿命 | 40℃環境下でのL10寿命：50,000時間 |
| 重量 | 6.5 KG |
| 承認 | CE指令、RoHS指令、ISO 9001、ErP指令（2015年） |
日焼けマシンは屋上設置の空調機ではありません。送風機はユーザーと同じ筐体内に設置されています。そのため、音圧レベルは単なる背景仕様ではなく、製品体験の一部となります。
76 dB(A)は1,265 Paという静圧を実現するためのコストです。出口数やダクト長が許す場合は、より低い静圧で運用でき、FS3G180-2AGL-90を70 dB(A)・200 Wで同様の性能を発揮させられます（従来は495 W）。高静圧仕様を選定したのは、6出口レイアウトがそれを必要としていたこと、および通常運転時に速度制御により消費電力の差の大部分を回収できるためです。
ECブロワーは、固定速度のACタイプとは異なり、ここが大きな特徴です。0–10 VDCまたはPWM入力により、コントローラーが連続的に回転数を制御できます。LEDモジュールに内蔵されたサーミスタが接合部温度を検出し、モジュールが熱くなった場合のみファン回転数が上昇します。待機時はベッドが低速で運転するため、無駄な消費電力を抑えられます。
定格回転数で495 Wを維持し、年間3,650時間運転した場合の消費電力量は1,807 kWhです。ファンの消費電力は回転数の約3乗に比例して低下するため、大部分の時間を低速で運転することで、大幅な省エネ効果が得られます。
単一モデルではなく、LEDモジュール用冷却ファンの製品ラインナップを開発される場合、同じ180 mmインペラーを異なる動作点でご提供可能です。
遠心ファンが必要か、軸流ファンで十分かを判断するには、以下の3つの質問に答える必要があります。
まず、吹出口の数をカウントし、ダクトの全長を合計します。 分岐がある場合、数メートルを超える場合、ルーバーやフィルターを含む場合は、静圧の高いファンを選択する方向に傾きます。
自由吹出し時の風量ではなく、システムの抵抗曲線に基づいて検討します。 各構成要素の抵抗を推定し、10～20％の余裕を加えた上で、ファンの性能曲線とその値が交わる点を求めます。このステップが、LEDモジュールの冷却仕様のほとんどを決定します。
次に、負荷が変動するかどうかを判断します。 変動する場合は、0–10 VDC入力対応のECファンを採用することで、ランニングコストの削減により初期投資差額を回収でき、さらにFG信号により異常検出機能も得られます。
指定されたFS3G180-2AGL-20は、単一のインペラーでこのLEDモジュールの冷却レイアウトに対応します。180 mm径のインペラーを搭載し、530 × 453 × 218 mmの筐体内で、風量1,320 m³/h、静圧1,265 Paを実現します。回転数制御機能により、ブロワーを最大出力で連続運転するのではなく、LED接合部温度に応じて風量を最適化できます。また、FGタコメータ出力により、製品レベルでの異常検出が可能です。
