NEW TECHNOLOGY INTRODUCTION

NEW TECHNOLOGY INTRODUCTION

Swirler Vortex Ventilation

TORNADO SYSTEMS CO.,LTD.

www.torsys.co.kr

産業界の課題

局所排気装置はどの空間でも局部的にまたは周期的に発生するガス、粉塵、悪臭などの

汚染物質を除去するために使われる。一般的に局所排気装置は排気区の負圧による

空気流動を利用する。汚染物質が浮遊されている空気を排気区の方に吸い込めば、その

空気の中に浮遊された物質も排気区に来るようになるのに、気体の場合には空気と

ほとんど同じな動きを現わすので汚染物質がある部分の空気を排気区から吸い込んで

ばかりすれば良いが、粉塵のような慣性が大きいな汚染物質は空気の流動から離脱される。

そのうえ、横風や人の動きによって空間の中に別途の流動が加えられれば、どんな位置の

空気は排気区に絶対、到逹しなくて継続再回転するようになって、この位置の空気は換気

の効果がないし、この位置には続いて汚染の物質が積もるようになる。

したがって、なるべく多い位置で効果を現われるためには排気区の方向での吸入流動速度

を高めなければならないので結局、排気区での吸入速度を高めなければならない。

また、横風がないとしても気体ではない粒子たちは重力によって下に沈んでしまいます

のに、この粒子たちを排気区に動かすためには排気区の方向にの流動速度が粒子の降下

速度より充分に大きくなければならない。

我々は俗に排気ファンの流量だけ大きければ十分だと思いますが実際に換気がよくなら

ないことは正に排気ファンが十分な流速を作り上げることができないからです。

実例で3CMM(１分間 3mⒸ∅)の流量を持っている排気ファンを3坪位の室内に掛けたら約3分

なら室内のすべての汚染物質が除去されなければならないが実際には30分を掛けても

きれいにならないと感じるのは正に流速低下のためです。

根本的にこのような問題点は流速が排気区からの距離によって急激に減少するからです。 一般的な作業条件で汚染物質を排気区の方向に送るために必要な流動速度(捕執速度、Cap-

ture velocity)は0.25~1.3m/sです。この捕執速度は排気区での速度ではなく汚染物質が

浮かんでいる位置で必要な流動速度です。

Dalla Valle方程式に沿ってこの流動速度は距離の二乗に反比例する。

すなわち、排気フードの入口でフード直径の1倍(1D)くらいだけ離れても捕執速度が排気区

速度の10%以下になって、2倍(2D)離れれば2%水準に激減する。

それにも関わらず汚染物質の捕執効率(capture efficacy)を高めるためには仕方なく排気流量をふやさなければならないことが現在までの排気技術の限界です。

Dalla Valle方程式 Vx =

ここで Vxは x地点での流速、Vfは排気区の入口流速

Xは排気区からの距離、dは排気区の直径(diameter)を表わす。

したがって、排気区直径(d)の1倍、すなわちx=dな地点での流速は

Vx = = = 0.074Vf,

すなわち、排気区の入口流速(Vf)の7.4%になる。

このような問題点を乗り越えるために一般的に排気流量を増やさせて捕執速度を増や

しようとする。しかし、流動に必要なエネルギーは流動速度の三乗に比例する。

すなわち、排気区の流速を2倍で増加させようとすれば排気に必要なエネルギーを8倍、

消耗しなければならない。

これは捕執速度を高めるためにファンやブロアーの用量を増大させるのは経済的に

莫大な負担になるということを意味する。勿論、既存の排気装置技術では他の代案も

ないですが。。。

現在、大部分の先導企業らは高価のBLDCモーターを使って少ないエネルギー消耗で排気

装置の流量を増大させるいわゆる、高效率のエネルギー排気装置を開発するのに集中して

いる。しかし、このような改善にもかかわらず相変らず装置の騒音、エネルギー費用の

過多などの問題によって流量(風量)をふやして捕執速度を高めるには限界がある。

また、産業現場では捕執速度を高めるためには局所排気装置のフードをできるだけ汚染源の近くに設置しなければならないし、これは作業者の動きや設備の柔軟な配置に阻害要因になって局所排気装置の使用が制限されている。

勿論、このような限界はいまだに全世界のどの会社も乗り切ってできない産業界の課題

です。

Swirler Vortex Ventilation (SVV)

このような一般排気装置の問題点を乗り越えるためにSwirler Vortex排気装置が開発され

た。これは排気区での排気速度が同じ条件で排気区から離れた位置での流速を増大させて

くれることであり、総排気速度を一定方向に集中させて一定方向/位置での捕執能力を増大

させる装置です。この装置はVortexの流動を効率的に作り上げるために、垂直のピンが

立っていた回転する円型の版と安全網で成り立ったSwirlerを排気区の入口に設置する。

Swirler Vortex排気装置は排気区の半径方向に空気を押し出して、押されて行った空気が

排気区の吸入力によって排気区方に帰って来ながらSwirler下端終り部分にドーナツ様子の

渦流帯が形成されて排気区への流速が早くなりながら捕執深さは2倍以上、捕執領域は

10倍以上、増大される。既存の一般的な排気装置の捕執速度輪郭ラインはほとんど円型の

様子を持っているがSwirler Vortex排気装置の捕執速度輪郭ラインは一方向に集中なって

いる。したがって、Swirler Vortex排気装置は特定距離での捕執速度や最大捕執深さに

おいて他の排気装置に比べて比べることができなく優越な性能を持っている。

Swirler Vortex Ventilationの原理

一般換気区では排気区に陰圧が形成されれば空間中のすべての方向で排気区を向け流動が形成される。(参照絵1)したがって、流動面積が非常に大きくて、距離によって二乗に

比例して流動断面積が増えながら流動速度が距離の二乗に反比例して減少する。

捕執深さと捕執領域を増大させるためには強いVortex(渦流)が要求される。

渦流発生器であるSwirlerファンを回し始めればSwirlerに設置されたピンが空気を半径

方向で強く押し出して、押されて行った空気が排気区の吸入力によって排気区方に帰って

来ながら、ドーナツ様子の渦流帯がSwirler下端に形成され始める。この渦流帯がエア・カーテンの役目をする。渦流がもっと強まればSwirler下端に形成になった渦流帯が

徐々に外方へ移動してSwirler端の部分に席を取る。この渦流によって流入される流動が

空気を排気区の中央部分で押し上げて捕執領域が軸方向に広くなる。(参照絵 2)

回転速度がもっと大きくなれば大きな渦流帯がSwirler外部に安定するように席を取り

ながら側面で排気区の方向に入って来る流動を遮断する役目をするようになる。

したがって、排気区の方向での流動は排気区の下端部でばかり集中的に形成され、これに

よって流動断面積が小さくなりながら流動速度が高く維持されるものです。

表1. Swirler理論

絵1. 一般排気装置の流動パターン及び流速の分方図分布図

絵2. Swirler Vortex排気装置の流動パターン及び流速分布図

捕執深さ(Capture Depth)

局所排気装置の一番重要な性能指標は捕執深さです。捕執深さは排気流速が一定基準を

越す領域の排気区からの最大距離に正義される。一般的に排気区の入口速度の10%になる

地点までを捕執領域と言う。最小捕執速度は汚染物質の放出程度によって違う。

流動がない室内での標準捕執速度は最小0.25m/sです。(参照表 2)

表2. 色々作業条件にて要求される捕執速度

汚染物質放出条件

例

捕執速度

1

停止空気の中、放出速度 0

蒸発

0.25-0.50 m/s

2

ほとんど停止空気の中、

低速噴出

スプレーブース、

一時的な容器の充電

低速コンベヤ移送

溶接、メッキ

0.5-1 m/s

3

早い空気流動の中、

中速噴出

スプレー塗装

コンベア移送、

Crushers

1-2.5 m/s

4

高速空気流動の中、

高速噴出

研磨、噴射加工

タンブリング

2.5-10 m/s

下端捕執速度領域 上端捕執速度領域

1. 最小又は勧奨室内の流速　　　 . 1. 室内空気の流れ分配

2. 低毒性汚染物質又は不快値　　 2. 高毒性汚染物質

3. 間欠的、少量生産 3. 持続的、大量生産

4. 大型フードで大きな流量を確保時 4. 小型フードで局部排気時

(出所: ACGIH Industrial ventilation: A Manual of recommended Practice. 23rd edition)

Swirler Vortex排気装置の捕執深さは一般排気装置に比べて優れる。

(参照絵 3: Swirlerファンの圧力及び流速分布図、絵 4: Swirlerファンの回転数変化に

よる軸方向速度分布の変化)。絵3と絵4から0000rpmの分布図及び曲線は一般排気ファンの

流速を現わす。

一般排気装置では流速が距離の二乗に反比例して急減する。一方にSwirler Vortex排気

装置では流速が距離に直接、反比例して徐々に減少する。したがって、遠距離での流動

速度の相対的改善効果は距離が遠いほどもっと大きくなる。

Swirlerの回転数が増加するによって捕執速度も増加する。回転数が2300rpmでの捕執速度

は一般排気装置での捕執速度(0000rpm 曲線)より9倍以上、増加することを見せてくれる。 (参照絵 4: Swirlerファンの回転数変化による軸方向速度分布の変化)

一般的に勧告される捕執速度は0.25~0.5 m/s (49.2~98.4 fpm)のに(Goodfellow and　

Tähti 2001)、Swirler排気装置は2500rpmの時、排気区で排気区直径の6倍(6D)離れた

地点でもこの勧告の捕執速度を満たすことを見せる。Swirler排気装置はおおよそ、

2~3.5倍(2~3.5*z/D)の流速増大の効果がある。排気区から排気区直径の5倍(5D)離れた

地点では約10倍の流速増大の効果が見える。

すなわち、既存の排気装置では捕執速度を2倍でふやすためには8倍の追加的なエネルギー

を消耗して流量をふやさなければならないが、Swirler排気装置は追加的なエネルギー消耗

なく、既存流量をふやさなくても捕執速度を2倍以上ふやすことができる革新的な技術です。

特に、Swirler排気装置を地下商店、地下鉄駅、病院など既存の中央集中式の排気システム

に適用する場合、汚染物質の捕執効率は6倍以上、上がりながら中央ターボファンの運転を

1/3以下で減らすことができるし、局部的運営が可能になって莫大なエネルギー節減及び

空気質の改善を成すことができる。

絵3: (a) 0rpm, (b) 1500rpm (c) 2500rpmからのSwirlerファンの圧力及び流速分布図

絵4: Swirlerファンの回転数変化による軸方向速度分布の変化

PRODUCTS

Swirler換氣扇

TF 130-260H(高速型)

小型軽量、超強力の流速、広い捕執領域、

深い捕執深さ、省エネルギー、

粉塵、煙、匂い、水蒸気、細菌などの早い除去の能力。

入口風速 6.3 m/s

風量 3.1 CMM

消費電力　 35 watts

入力電源 110V/60Hz

モータ型式 AC

定格電流 ‹0.325

RPM 1600

騒音 48 db

ダクトサイズーø 92 mm

グリルサイズー 260mm*260mm

マウンティング大きさ 233mm*233mm

材質 PP

重さ 1.3 kg

運転状態表示など LEDランプ

ダンパー 逆流防止

Video Link :

http://www.youtube.com/watch?v=YjKjXtVw1iI&feature=em-share_video_user

http://youtu.be/SWn2I4YBrug ,  http://youtu.be/CCDuwi2Ibj4

http://youtu.be/HBW-wAS8avU, http://youtu.be/oqZ17fKTC28

TF130-260Hの流速分布図及び有線(streamline)

TF 130-260S(標準型)

小型軽量、超強力の流速、広い捕執領域、

深い捕執深さ、省エネルギー、

粉塵、煙、匂い、水蒸気、細菌などの早い除去の能力。

入口風速 5.0 m/s

風量 2.0 CMM

消費電力　 13 watts

入力電源 110V/60Hz

モータ型式 AC

定格電流 ‹0.125A

RPM 1350

騒音 39 db

ダクトサイズーø 92 mm

グリルサイズー 260mm*260mm

マウンティング大きさ 233mm*233mm

材質 PP

重さ 1.3 kg

運転状態表示など LEDランプ

ダンパー 逆流防止

Video Link : http://youtu.be/SWn2I4YBrug ,  http://youtu.be/CCDuwi2Ibj4

http://youtu.be/HBW-wAS8avU, http://youtu.be/oqZ17fKTC28

TF 150S

工場、研究室、事務室、吸煙区域に適確です。

既存、ファンに比べて汚染物質に対する４~５倍、広い捕執領域と捕執深さを

持っている。

とても早い換気で室内の空気質の調節がたやすい。

省エネルギー

低騒音

吸入口の空気速度 1240 FPM (6.3 m/s)

空気の流れ 　 101 CFM (2.86 CMM)

電力消費量 　 　 30 watts

エネルギー効率 3.37 (cfm/watt) or 0.30 (watt/cfm)

Power Rating 220V/60Hz

Motor Type AC

Rated Amps ‹ 0.21A

RPM 1600

騒音 40 db

Duct Size ø 3.62” (92 mm)

グリルサイズー 11.8” * 11.8” (300mm*300mm)

Mounting Opening 10.8” * 10.8” (275mm*275mm)

材質 ABS

重さ 2.2 kg

運転状態表示など LEDランプ

ダンパー 逆流防止

TF130-260Sの流速分布図及び有線(streamline)

Tornado Range Hoods

TRM-63SB

Swirler Vortexファン装着で強力な煙、匂い、粉塵、水蒸気、細菌の除去

超低騒音の運転、省エネルギー、二つのLEDランプ

ステンレス材質の美麗なデザイン、3段速度調節

入口風速 3.25m/s @1段、3.65m/s@2段、4.92m/s @3段

風量 4cmm @1段、4.5cmm @2段、5.4cmm @3段

消費電力 41w @1段、42w @2段、53w @3段

入力電源 110V, 60Hz

有効捕執深さ　 900mm

有効捕執領域 　 直径 670.3mm以内

騒音 42.5 db @1段

補助灯 　 二つのLEDランプ(2.5w)

速度調節 　 3段

大きさ W600mm*D440mm*H600mm

ダクトサイズーø　 120mm

フィルター アルミニウム

ダンパー 　　　　　　　　　　　　逆流防止

Video Link : http://youtu.be/PWLR8ifJX0g

TRM-63SBの流速分布図及び有線(streamline)

TRC-91SG

Swirler Vortexファン装着で強力な煙、匂い、粉塵、水蒸気、細菌の除去

超低騒音の運転、省エネルギー、二つのLEDランプ

ステンレス材質の美麗なデザイン、3段速度調節

入口風速 3.25m/s @1段、3.65m/s@2段、4.92m/s @3段

風量 4cmm @1段、4.5cmm @2段、5.4cmm @3段

消費電力 41w @1段、42w @2段、53w @3段

入力電源 220V, 60Hz

有効捕執深さ　 900mm

有効捕執領域 　 直径 670.3mm以内

騒音 42.5 db @1段

補助灯 　 二つのLEDランプ(2.5w)

速度調節 　 3段

大きさ W600mm*D440mm*H600mm

ダクトサイズーø　 120mm

フィルター アルミニウム

ダンパー 　　　　　　　　　　　　逆流防止

Video Link : http://youtu.be/PWLR8ifJX0g

TRC-91SGの流速分布図及び有線(streamline)

携帯用フィルターないほこり集塵機

TF 250 CY Portable Filterless Dust Collector

革新的なSwirler Vortex Ventilation 技術は既存の製品よりもっと広い捕執領域を 作り出す。

内臓されたサイクロン集塵機でほこりが多くの場所に使うのが適確です。

値段が高いフィルターを切り換える必要がないので経済的。

13L 大容量のほこりボックスがあるので作業の中止なしに使用できる。

別途、付着可能な掃除機ホースで底にあるほこりを掃除できる。

22~26kg 超軽量で使用及び携帯が手軽だ。

角度調節の機能で汚染源の発生地点で除去がたやすい。

集塵または底の掃除のために選択機能

安全のためにフロアロック車輪

エポキシ粉などのような危険な作業環境のために防爆仕様のモータは選択可能

.

Explosion

Proof

motor

Motor

Power rating

1∅ 220V×60Hz

Power consumption

750w

Current(starting)

3.5A

IP Level

IP 54

Pole

2

RPM (full load)

3500

Static Pressure (mmAq /max)

75

Air Flow (CMM / max)

16.5

Noise Level (dB)

73

Weight (kg)

26

BLDC

motor

Motor

Input power

1∅ 220V×50/60Hz

Power consumption

100W

Torque

3.2 kgf-cm

Current

0.8A

BLDC

Driver

Input power

1∅ 100~220V ±15%

Current

3A

Frequency

50/60Hz

Speed

300~3000RPM

Safety

Protection

OV, UV, OC, OL, OH - motor shutdown

Spark preventive coating,

Dust proof,

Water proof

Dual safety fuse

Reset function

on/off button

Filter exchange

Signal Lamp

C E Certification (Motor + Drive)

Video Link :  http://youtu.be/d140D2smtNY

TF250CYの流速分布図及び有線(streamline)

移動式溶接煙除去機

TF 250 FF Portable Welding Fume Extractor

Swirler Vortex Ventilation 技術は既存の製品より汚染物質に対する４~５倍、広い

捕執領域と捕執深さを持っている。

17kg 超軽量で使用及び携帯が手軽だ。

特に溶接時、発生する超微細の煙(0.3~0.4 μm)を97%以上除去するPE Nanoフィルター

洗浄可能、再使用が可能なフィルター

フィルター交換を知らせてくれる表示ランプ

溶接スパークの除去可能

BLDCモータを使って省エネルギー及びスピード調節が可能

Photo

Dimension

Fume Filter

Motor

Power rating

1∅ 220V×50/60Hz

Power consumption

100 W

Current

0.8 A

RPM

3,000 RPM

Torque

3.2 kgf-cm

BLDC

Driver

Input power

1∅ 100~220V ±15%

Current

3A

Frequency

50/60Hz

Speed

300~3000 RPM

Safety

Protection

OV, UV, OC, OL, OH -motor shutdown

Spark preventive coating,

Dust proof, Water proof

Dual safety fuse

Reset

on / off button

Filter exchange

Signal Lamp

C E Certification (Motor + Drive)

Video Link :   http://youtu.be/4JhG_oox_lQ

THANK YOU!

有難うございます！

TORNADO SYSTEMS CO., LTD.

CONTACT : Mr. HB OH

TEL: +82-31-734-8307

FAX: +82-31-734-8309

MOBILE: +82-10-5221-8090

EMAIL: hboh@torsys.co.kr

URL: www.torsys.co.kr