技術記事

エアダクト用コーナーセクション

風洞、HVACシステム、産業用途向けの高性能ガイドベーンソリューション

概要原理と効率製品の特長用途設置ドキュメント参考文献

ガイドベーン（案内羽根）について

気流管理の領域において、ダクトコーナーの設計は、換気、HVACシステム、および風洞の効率と機能性において重要な役割を果たします。ダクト配管でしばしば必要とされるように、空気が急な方向転換を強いられると、水力抵抗が増加し、より高い圧力損失と乱流につながります。これは、気流を維持するためにより多くのエネルギーを必要とすることでシステムの効率を損なうだけでなく、乱流によって及ぼされる不均一な圧力により、ダクト配管の構造的完全性にも影響を与えます。

ここで、コーナーベーンまたはガイドベーンとしても知られるガイドベーン（案内羽根）が登場します（図1）。コーナー内に設置されるように設計されたダクトコーナーベーンは、空気が最小限の抵抗で旋回することを可能にし、滑らかなR曲げが必要とする追加スペースを必要とせずに、圧力損失を効果的に低減し、乱流を緩和します。これにより、ガイドベーンはコンパクトなスペースで気流を効率的に管理するための理想的なソリューションとなります。

TunnelTechガイドベーンコーナーセクションアセンブリ

図1. TunnelTechガイドベーンコーナーセクションアセンブリ

一般的なHVACソリューションに匹敵する高性能ガイドベーンセクション。

急激に湾曲したダクトにおける乱流の増加、圧力損失、騒音といった前述の有害な現象を克服するための従来の解決策は、ラジアルダクトエルボを設計することです（図2および図4、ケース2）。これらのエルボは、乱流、騒音、圧力損失（図4、ケース1に見られるような急な曲がりで一般的）の緩和にはある程度効果的ですが、独自の問題セットを抱えています。

湾曲した整流板を備えた滑らかに湾曲した板金で作られた旋回部を持つ、いくつかの従来の換気ダクト配管を図2の左側に示します。この写真は、HVACダクトで一般的に使用されている標準的なバリエーションのいくつかの例を表しており、例えばDW144ダクト配管規格に準拠しています。

このようなダクトソリューションは一般的であり、土木工学、中小企業、およびエネルギーコストが重要な要素ではない低出力HVACシステムにおける小規模な用途では費用対効果が高いです。しかし、この設計は、中規模および大規模な換気・冷却システム、大容量発電、冶金、ターボ機械、熱交換器、排熱回収、および水力効率と省エネが必須である現代のグリーンおよび再生可能エネルギー用途には適したソリューションではありません。

しかし、水力ネットワークのエネルギー消費を完璧に最適化する必要があるたびに、カスタムの非標準ダクトを構築する必要はありません。同じ図2の右側には、TunnelTechの対角ガイドベーンセクションのバリエーションが示されています。これはエネルギー効率が高く、低騒音で低乱流でありながら、HVACシステムの業界標準を満たしていますが、大規模および高出力の産業ユースケースでも使用できます。対角ガイドベーンセクションを容易に統合できる大規模施設の例を図3に示します。

従来の中規模HVAC用スムースエルボ（板金製スプリッターベーン付き、DW144規格準拠、左）と、標準エアダクト用の高性能TunnelTech対角配置ガイドベーンアセンブリ（右）

図2. 従来の中規模HVAC用スムースエルボ（板金製スプリッターベーン付き、DW144規格準拠、左）と、標準エアダクト用の高性能TunnelTech対角配置ガイドベーンアセンブリ（右）。

風洞、発電、産業用途向けの大規模TunnelTechエアダクト旋回セクション

図3. 風洞、発電、産業用途向けの大規模TunnelTechエアダクト旋回セクション。

圧力損失、乱流、騒音低減のためのガイドベーン設計

異なる旋回コーナー設計を比較するために、圧力損失（ΔP）とCFDシミュレーションによる流動パターンを以下の図4に示します。デモンストレーションの例として、入口気流速度20 m/sと2×2 mの正方形ダクトを選択しました。20 m/sの速度範囲を選択したのは、屋内スカイダイビング用の業務用垂直風洞が通常、旋回セクションの流速が10～30 m/sの間で変動するモードで稼働することが多いためです。CFD計算は、20℃、空気湿度ゼロの1標準気圧下で、圧縮性ガスおよび粗さ250 µmの断熱壁を使用して実行されました。ドメインあたり600万～1000万セルのメッシュが使用されました。入口境界にはフラットな入口プロファイルと2%の乱流が適用されました。乱流はk-εモデルを使用して処理されました。

注意：図4に示されている図は特定の例であり、ロータリーコーナーセクションの動作原理を説明し、いくつかのタイプを比較する目的でのみ提示されていることにご注意ください。これらのケースは、あらゆるユースケースに一般的に適用できるものとして解釈することはできません。実際の換気システムやその他の水力ネットワークごとに、特定の水力パラメータ、ダクトのサイズと形状、粗さと構造的な不規則性、流れの不均一性、および正確な物理的ガスパラメータを、すべての計算ポイントで考慮する必要があります。特定のシステムに対するこのような計算は、お問い合わせいただくことで注文可能です。

以下の設計ケースについて説明します：

  1. ガイドベーンなしのコーナーセクション。
  2. 放射状に曲げられた整流板を持つ、滑らかに湾曲したコーナーセクション（r = ダクト高さの½）。圧力損失は、ダクトスペーサーの数と形状にも依存します。ここでは、最適化された形状の気流分割板の数を最小限に抑えた例を示しています。
  3. 単純な放射状に湾曲した薄板（厚さ10～20mm）。
  4. 競合他社の典型的な最適化されていないガイドベーン。
  5. 最適化されたプロファイルを持つTunnelTechのガイドベーン（TTE-TV）。

少数の単純な曲げ板セパレーターを備えた（あるいはガイドベーンを全く持たない）円形湾曲ダクトの最大の問題は、旋回セクション出口での圧力および速度分布パターンです（図4、ケース2の出口断面を参照）。このパターンは、各フローサブドメインの外壁から内壁に向かって速度が増加することを示しており、不均一な流れ、大きな乱流、および騒音につながります。旋回半径が小さいほど、剥離、圧力および速度場の歪み、騒音レベル、および圧力損失値が大きくなる可能性が高くなります。

これらの問題を克服する唯一の方法は、このようなコーナーセクションの曲率半径を大きくし、気流ガイドベーンの数を増やすことです。ここで2つ目の問題が発生します。そのような曲げを収容するために必要なスペースの増加と、ダクト断面に合わせてサイズ調整された複数の放射状エアダクトスペーサーの材料コストです。大規模なダクトシステムでは、滑らかなR曲げを実装すると構造が不合理に大きくなり、特にスペースが限られている多くのシナリオでは実用的ではありません。必要な追加スペースは、以下の図4、ケース2の破線で示されています。各旋回の高さと幅をダクトサイズの最低½だけ増やす必要があります。循環式風洞の場合、これは建物の寸法が各方向に数メートル増加することを意味し、ダクト工事費と設備投資の増大につながります。さらに、各分流器はダクト壁と同じコストがかかります。

ダクト配管内のコーナーセクション - 設計と性能の比較

図4. ダクト配管内のコーナーセクション - 設計と性能の比較

風洞および産業用換気に最適なソリューションは、図4のケース3～5に示すように、対角線上に配置された翼型プロファイルを持つ旋回セクション用ロータリーベーンです。

上記のすべてのCFD画像は、屋内スカイダイビングおよび低速亜音速風洞のユースケースに最も関連性の高い例として、流速20 m/sにおける2x2m入口のエアダクトコーナーセクションに対応しています。

図4 ケース3は、薄い曲げ金属板で作られた単純なガイドベーンを持つコーナーセクションを示しています。図4 ケース4は、TunnelTechの競合他社から入手可能なロータリーベーンの典型例です。どちらも翼弦長が短く、最適化されていない翼型形状をしており、セクション出口での残留流の不均一性、より大きな空気力学的抵抗、およびエアダクト騒音が発生していることがわかります。単純な曲げ金属板で作られた薄いベーンは、低風速でも許容騒音レベルを超えることが多く、翼弦長対厚さ比が低い厚くて短いプロファイルのオプションも表面積が小さくなるため、熱伝達に冷却ガイドベーンを使用する用途には望ましくありません。

図4 ケース5の下部には、高性能TunnelTechガイドベーン（注文用型番：TTE-TV-90）を装備したエアダクトコーナーが示されています。断面図からわかるように、適切にプロファイルされたガイドベーンの場合、流れはより均一になり、圧力損失の低減と低乱流につながります。

出口空気の圧力/速度プロファイルも、長翼弦ベーンを装備したTunnelTechのコーナーセクションの方が他のケースよりもはるかに優れています。これにより、プロのスカイダイバーやその他のお客様からの多数のレビューに反映されているように、比類のないTunnelTechの空力品質が実現されます。

翼弦長や冷却オプションを含む上記のすべてのデータは、<strong>表1</strong>でもご確認いただけます。

表1. 図4のケース1～5の比較パラメータ
ケース / ベーンタイプΔP (Pa) (*)ξ (*)翼弦長 (mm)冷却
1. ベーンなし、急旋回1140.47—なし
2. 滑らかに湾曲したコーナーセクション410.17> 2000なし
3. 単純な放射状に湾曲した薄板800.33250–500なし
4. 競合他社のガイドベーン880.37280あり
5. TunnelTechの最適化されたガイドベーン570.24500あり

TunnelTechおよび競合他社のベーンを使用したダクト旋回セクションについて、初期データの選択による変動がない場合の、最大100m/sの速度範囲における水力損失係数の値を図5に示します。

ダクト長に沿った水力損失、局所抵抗、および全水力損失係数の詳細については、以下に示します。

TunnelTechと競合他社の旋回セクションの比較。同一形状および初期計算条件におけるダルシー・ワイスバッハ水力損失係数。

図5. TunnelTechと競合他社の旋回セクションの比較。同一形状および初期計算条件におけるダルシー・ワイスバッハ水力損失係数。

信頼性の高い水力および構造安全性計算のための乱流緩和

TunnelTechコーナーベーンセクションの乱流スケール (m) @ 20 m/s

図6. TunnelTechコーナーベーンセクションの乱流スケール (m) @ 20 m/s

滑らかで予測可能な圧力/速度プロファイルは、実験用風洞、屋内スカイダイビング施設、高出力アプリケーションなど、高い乱流や剥離が許容されない用途において特に重要です。これらの有害な現象、ならびに剥離や大規模な乱流によって引き起こされる圧力脈動は、音響誘起振動の不在が要求される設備や、エアダクトの構造的安定性の要件により静圧の偏差が許されない設備においても許容されません。さらに、これらの乱流は騒音の一般的な発生源であり、システム全体の性能とエンドユーザーに提供される快適性をさらに損ないます。

また、特別な整流器、ハニカム、乱流低減ネット、またはその他の気流管理装置が使用されていない場合、流れの不規則性はさらに発達し、激化する傾向があることも考慮すべきです[1-3]。精密なガス力学解析では、水力ネットワークの前の要素で生成された実際の入口圧力/速度プロファイルを考慮して、次の各エアダクト要素の抵抗を計算する必要があります。長い水力ネットワークの場合、巨大な寸法のためにシステム全体のCFDシミュレーションを実行することは不可能な場合がよくあります。このような状況では、流体の無次元数と形状基準を含む近似的な半経験的計算[4]、またはそのような方法に基づくソフトウェアが使用されます。また、ダクトの構造的安定性を決定するためのFEAモデリングは、通常、ダクト壁に安定した静圧場を適用して実行されます。したがって、下流で発達する深刻な流れの不規則性は、耐荷重構造の安全性に重要な調査に誤差をもたらす可能性もあります。

近似法は通常、水力ネットワーク要素への入口での速度プロファイルの歪みを扱わず、せいぜいプロファイルが発達しているか未発達（均一）か、および境界層パラメータを考慮する程度です。風洞や産業用換気システムでは、各流れの旋回が不均一性と強い旋回流を引き起こす可能性があり、これが長い水力ネットワークにおける水力抵抗計算の不確実性につながります。したがって、可能な限り、大きな速度プロファイルの不規則性の発生を避けるべきです。

図6および上記の実証からわかるように、TunnelTechガイドベーンを備えた旋回セクションのパラメータは、追加の流れの乱れを生じさせないだけでなく、旋回セクション下流の旋回や不均一性を減衰させるためにも使用できます。したがって、TunnelTechベーンを備えたロータリーセクションは、軸流ファン、ダクトディフューザー、熱交換器、テストセクション、分岐またはダクトへの引き込み、またはその他の乱流発生物体の後に設置された場合、効果的な整流器としても機能します。

局所抵抗係数

旋回コーナーの局所抵抗特性は、よく知られているダルシー・ワイスバッハの式を使用して計算できます。

ΔP = ξ · ρ · v² / 2

ここで：

  • ΔP – 全圧力損失（圧力降下）、単位：Pa
  • ξ – 局所抵抗（ダルシー・ワイスバッハ）係数
  • ρ – 流体密度 (kg/m³)
  • V – 入口断面における流体速度 (m/s)

エアダクトのエネルギー効率を決定するこれらのパラメータは、ガイドベーンの設計に大きく依存します。

[4]によると、複雑な水力要素の全抵抗は、長さ摩擦抵抗 ξL と局所抵抗 ξ0 の和として表すことができます。

ξSUM = ξL + ξ0

直線エアダクトの場合、長さ抵抗は長さに比例し、水力直径に反比例します。これは以下の式で表されます。

ξL = (L / D) · f

ここで、fはダルシー摩擦係数です。

単純な形状のパイプ（円形、正方形、六角形など）の場合、fはレイノルズ数のみに非線形に依存するものとして表現できます。[4]の第2章またはWikipedia（ダルシー・ワイスバッハの式）を参照してください。

滑らかな壁を持つ単純な円管（円形ダクト）において、入口で発達した安定した流動プロファイルを持ち、乱流領域（レイノルズ数 Re > 4×103）にある場合の摩擦係数fは、以下の式で計算できます。

f = 1 / (1.81 · lg(Re) – 1.64)²

実際のダクトでは、粗さも考慮する必要があります。

以下の図7は、様々な相対壁面粗さについて、ダルシー摩擦係数をレイノルズ数Reに対してプロットしたものです。これはNikuradzeによって[5-8]で最初に発表されました。このグラフは、ムーディ線図[9]またはコールブルック・ホワイトの式[10-11]としても知られています。滑らかなパイプに関する現代の研究は[12]で見つけることができます。

この図は、異なる粗さを持つ円管におけるf(Re)の複雑な依存関係を示しています。正方形やその他の非円形パイプの場合、図はより複雑になります。したがって、流動様式（レイノルズ数）、ダクト形状、および相対壁面粗さを考慮する必要があります。

ムーディ線図（別名ニクラゼ線図）。様々な相対粗さにおけるレイノルズ数Reに対するダルシー・ワイスバッハ摩擦係数fDのプロット

図7. ムーディ線図（別名ニクラゼ線図）。様々な相対粗さにおけるレイノルズ数Reに対するダルシー・ワイスバッハ摩擦係数fDのプロット – オリジナル図：S Beck and R Collins, University of Sheffield, Shared under CC BY-SA 4.0, wikimedia.org

実際の粗いダクトの場合でも、全抵抗を長さ抵抗と局所抵抗の和 ξSUM = ξL + ξ0 として表すことが可能です。

この和による表現は、ダクトパラメータの研究を簡素化します。なぜなら、局所抵抗 ξ0 は、簡略化された要素形状（例えば、より小さな計算領域を持つ問題の周期的定式化や、問題の2Dバージョン）で計算できるからです。図4に示されている例の計算領域の巨大さに注目してください。セクションの高さは3メートル、長さは18メートルあり、グリッドの収束性は1000万メッシュ要素以上のサイズで適切に現れ始めます。これらのケースに対して周期的または2D条件を用いた問題定式化のバリエーションであれば、メッシュ要素数を桁違いに小さくすることができ、ΔP(v)グラフの各速度ポイントの簡略化された計算は、数時間ではなく数分、あるいは数秒で完了します。

したがって、2つの抵抗の和に分割することで、計算を大幅に簡素化できます。局所抵抗 ξ0 を迅速に決定し、その後、長さ抵抗 ξL を加えることができます。後者は、既知の表から、または無次元数とエアダクト形状パラメータに基づく簡略化された方程式を使用した近似式によって迅速に見積もることができます。流れの方向が急激に変化する水力およびダクトネットワーク要素（角度付きエルボ、滑らかな曲がり、ガイドベーンの有無にかかわらず異なる角度での曲がり）については、包括的な水力抵抗ハンドブック [4]の第6-1章および6-2章に同様のアプローチと方法が提示されています。

製品の特長

TunnelTechの気流ガイドベーン（TTE-TV製品）は、この技術の最前線にあり、気流管理において比類のない効率を提供します。当社の製品は、屋内スカイダイビング施設や風洞からHVACおよび換気システムまで、幅広い用途向けに設計されており、最先端の空力設計とエネルギー効率を具現化しています。

TunnelTechガイドベーンフランジ

エアダクトにおけるガイドベーンセクションの性能

TunnelTechの高性能気流ガイドベーンは、出力と空力効率の業界標準を確立しています。当社の省エネ型ガイドベーンは、空気力学的摩擦を最小限に抑えるように設計されており、スムーズな気流を確保し、エネルギー消費を削減します。

TunnelTechのガイドベーンは、優れたエアダクト局所抵抗特性を持っています。前述のようにダルシー・ワイスバッハの式を使用して計算された抵抗パラメータは、以下の図（下の図8を参照）およびガイドベーンデータシートに示されています。

一般に、ダクトサイズが不明な場合、値は周期的な横方向境界条件を備えた理想化された要素について、長さに沿った追加の壁抵抗、粗さ、およびその他の局所パラメータの影響を考慮せずに示されます。図8には、周期的境界条件を持つ15枚のブレードスタックの無限周期的シーケンス近似で計算された、TunnelTechベーンを備えた理想化されたロータリーコーナー要素の値が示されています。

図8. TunnelTechガイドベーンの局所抵抗係数と対応する圧力損失。

HVACまたはその他の水力システムが、流路に沿って流路断面積形状を一般的に変化させないダクトで構成されている場合、近似計算のために単位長さあたりの抵抗率を見積もると便利です（もちろん、全速度範囲について見積もる必要があります）。

KL = ξL / L = f / Dh

ここで、Dhはダクトの水力直径です。KLの値は、前述のように参考書から容易に決定できます。したがって、これに長さを掛け、データシートから得られた、または独自に計算された局所抵抗値 ξ0 を加えることで、システム内の全圧力損失を迅速に見積もることが可能です。

ξSUM = KL · L + ξ0

図4に示されている、計算に使用されたガスパラメータと粗さを持つ2×2メートルの正方形ダクトの実例では、単位長さあたりの抵抗率は K<sub>L</sub> = ξ<sub>L</sub> / L ~ 2.1 Pa のオーダーです。この値は、曲がり、ベーン、またはその他の内部機器を考慮せずに正方形ダクトを評価する場合に適用されます。空気塊がダクトに沿って移動する全長21メートルの場合、約44パスカルの圧力損失が生じます。これに図8に示されている値（ガイドベーンデータシート（表A.2.1）に従って取得された20 m/sの速度で11 Pa）を加えると、ロータリーベーンを備えた実際の2×2正方形ダクトセクションの全抵抗は55 Paとなります。この値は、図4のケース5に示されている値とよく一致しています。

CFD法を使用せずに任意の形状のダクト抵抗を計算する近似方法に関する詳細情報は、<a href="#references">[4]</a>または同様の文献で容易に見つけることができます。

注意：図4に示されている例は、ロータリーベーンの動作を実証するための特別なケースにすぎず、任意のダクトを評価するために使用することはできないことにご注意ください！図8はより広い文脈で適用可能ですが、クライアントのダクトの特定のパラメータを考慮する必要があります。特定のシステムごとに詳細な分析が必要であり、TunnelTechに注文することができます。ダクトの水力抵抗の正確な計算や、換気または風洞設備のエネルギー消費に関する専門的な評価については、お問い合わせください。

サービスおよびR&Dに関する追加情報は、テクノロジーページおよびサービスセクションでもご覧いただけます。

産業用冷却・加熱向けガイドベーン

産業用エアダクト向けガイドベーンの中でもユニークな当社の製品は、高流量で冷却剤を循環させる機能を提供し、ダクトを通過する空気の効率的な冷却または加熱を可能にします。この機能は、屋内気候制御ベーンや低抵抗エアダクト統合型熱交換器の使用における熱調整の新たな可能性を切り開き、お客様の気流ニーズに対する多目的なソリューションを提供します。

外部空気とコーナーベーン冷却剤との間の対数平均温度差（ΔTLMTD）1ケルビンあたり、ガイドベーン長さ1メートルあたりの熱流束（ワット単位）を定量化するHTCL（線形メートルあたりの熱伝達係数）計算方法を使用して評価された当社のガイドベーンは、様々な気流条件下で効果的な放熱を行うように設計されており、安定した性能と温度調整を保証します。

水冷式ガイドベーンの熱伝達係数パラメータを、湿った空気と乾いた空気の両方について図9に示します。ここで、ΔP [kPa]は、入口および出口ベーンポート間の水圧差を表します（図10の青と赤）。

図10. ガイドベーン冷却チャンネル

図9. HTCL係数。入口および出口冷却剤チャンネルポート間の異なる冷却剤圧力差（水）における、乾燥空気（RH=0%）および湿潤空気（30℃でRH=90%）。

排熱回収用ガイドベーン

熱交換チャンネルが統合された冷却ガイドベーンは、様々な用途における排熱回収のための多目的なソリューションを提供します。熱交換システムに統合されると、これらのベーンは失われるはずだった余剰熱エネルギーを捕捉し、それを熱回収システムに転送することで、システム全体の効率を大幅に向上させることができます。

実用的な用途では、この技術は複数の分野で利用可能です。例えば、産業プロセスでは、冷却ガイドベーンは排ガスから排熱を回収し、それを流入する流体や空気の予熱に向けることで、エネルギー消費を削減できます。HVACシステムでは、全熱交換器（HRV）やエネルギー回収換気装置（ERV）などのデバイスを通じて同様の原理が採用されており、これらは排気と給気の気流間で熱を移動させます。このプロセスにより、給気の加熱または冷却に必要なエネルギーが最小限に抑えられ、大幅な省エネにつながります。

さらに、冷却ガイドベーンは、発電および再生可能エネルギー分野で使用されるシステムに統合することができます。例えば、熱電併給（CHP）システムでは、発電からの排熱が回収されて暖房目的に使用され、システム全体の効率が向上します。地熱エネルギーシステムでは、これらのベーンは地中から抽出された熱エネルギーの管理に役立ち、熱伝達プロセスを最適化します。

グリーンおよび再生可能エネルギーの取り組みにおいて、排熱回収はカーボンフットプリントの削減とエネルギーシステムの持続可能性の向上において重要な役割を果たします。このアプローチは、効果的な熱管理を通じて資源効率を改善し、運用コストを削減することで、リーン生産方式の原則と一致しています。さらに、ESGプロジェクトにおいて、このような技術を取り入れることは、環境への影響を最小限に抑え、資源利用を最適化するというコミットメントを示し、より広範な持続可能性の目標と一致します。

熱回収 – 関連プロジェクト

TunnelTechは、冷却ガイドベーンを使用した排熱回収用に設計された熱交換およびHVACシステムを含むプロジェクトの実装において豊富な経験を持っています。失われるはずだった熱エネルギーを捕捉して再利用するように設計された熱交換セットアップにこれらのベーンを統合することで、TunnelTechは様々な産業および商業プロセスからの排熱のより効果的な回収を可能にします。このアプローチは、エネルギー効率を向上させるだけでなく、エネルギー消費と運用コストを削減することで持続可能性の目標もサポートします。

用途

当社のガイドベーンは、幅広い業界と用途に対応しています

HVACシステム

商業ビルダクト配管の最適化、エネルギー効率の向上、運用コストの削減を実現します。空気質と温度を効率的に管理し、健康と安全性を高めます
住宅複合施設最適な空気質と気流により、快適な居住環境を確保し、健康と安全性を向上させます
データセンター熱管理用エアフローベーンが、サーバーのパフォーマンスと寿命維持に不可欠な温度・湿度レベルを維持します

土木・建築換気システム

病院および医療施設静音動作のガイドベーンが、患者やスタッフを守るために不可欠な空気質管理を提供します。空気質と温度を効率的に管理することで、健康と安全性を向上させます
教育機関空気循環を改善し、学習に適した環境を創造します

環境制御

電子機器・バイオテク・食品技術・その他ハイテク施設 / クリーンルームハイテク産業や厳しい生産要件に対応する温度・湿度調整を行います。空調用ガイドベーンは、製造や研究のための厳格な気流基準を維持します
スポーツアリーナアスリートと観客の双方に快適さと安全性を提供します

産業および特殊用途

トンネル建設および保守トンネル環境における作業員の空気質と安全性を改善します
産業施設ダクト配管の最適化、エネルギー効率の向上、持続可能な開発、運用コストの削減に貢献します
鋳造所および重工業施設エネルギー効率、運用コスト削減、排熱エネルギー回収、脱炭素化とESG対応、高耐久性HVACエアダクト、熱管理を実現します
海洋工学船舶や潜水艦の換気システムを強化し、乗組員の快適性と機器の信頼性を向上させます
鉱業および地下建設採掘現場やその他の地下構造物に不可欠な換気を提供し、危険な状態のリスクを低減します

これらの各用途において、TunnelTechのガイドベーンが持つ高度な設計と機能性が大きなメリットをもたらし、効率的な気流管理における飛躍的な進歩を実現します。TunnelTechの低抵抗空気ガイドベーンを選択することで、お客様はシステム性能目標を達成するだけでなく、それを上回る成果を期待できます。

  • •エネルギー消費量を最大30%削減 *
  • •騒音を60%低減 *（従来のエアダクトと比較した場合）。

* – TT45Pro風洞形状における実験結果。

お問い合わせや、お客様の特定のニーズに合わせたガイドベーンのカスタマイズに関する詳細は、当社チームまでご連絡ください。TunnelTechは、最適な気流管理ソリューションを実現するためのパートナーとなります。

設置とメンテナンス

設置ガイド
設置ガイド
  • •
    寸法と仕様

    設置前にダクト寸法とガイドベーンの仕様を確認してください

  • •
    取り付けオプション

    クランプ式、ボルト締め式、溶接式の構成で利用可能です

  • •
    荷重の取り扱い

    安全な輸送と配置のために、荷重取り扱いガイドラインに従ってください

  • •
    ステップバイステップ設置

    各製品の配送時に詳細な設置手順書が提供されます

メンテナンスのヒント
メンテナンス詳細
  • •
    検査スケジュール

    ベーンの位置合わせと構造的完全性を確保するための定期的な目視検査

  • •
    清掃手順

    ベーン表面のほこりやゴミの蓄積を取り除くための定期的な清掃

  • •
    摩耗と損傷の監視

    腐食、浸食、または機械的損傷の兆候を監視します

  • •
    トラブルシューティングガイド

    振動、騒音、または気流効率の低下などの一般的な問題に対処します

ドキュメント

TTE-TSA 製品データシート

TunnelTechの風洞コーナーセクションアセンブリおよびガイドベーンのパラメータに関する技術情報は、TTE-TSAおよびTTE-TV製品の包括的なデータシートでご覧いただけます。このドキュメントには、設計オプション、水平および垂直90度旋回コーナーの局所抵抗、ならびに冷却ガイドベーンの水力および熱伝達パラメータに関する情報が含まれています。

TTE-TSA データシートをダウンロード (PDF)

参考文献および関連出版物

風洞、産業用ダクト配管、HVACダクト、気流管理機器、ファン整流器などのためのロータリーブレードの設計と最適化に関する追加情報は、以下のリンクで見つけることができます：

  1. Baals, D.D., and W.R. Corliss. Wind Tunnels of NASA. NASA; SP-440. Scientific and Technical Information Branch, National Aeronautics and Space Administration, 1981. books.google.rs
  2. Barlow, J.B., W.H. Rae, and A. Pope. Low-Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1999. books.google.rs
  3. Pope, A., and K.L. Goin. High Speed Wind Tunnel Testing. Wiley, 1965. books.google.rs
  4. Idelchik, I. E. “Handbook of Hydraulic Resistance, Revised and Augmented.” Begell House, 2008. begellhouse.com
  5. Nikuradse, J. 1933. Strömungsgesetz in rauhen Rohren, VDI Forschungshefte 361. (English translation: Laws of flow in rough pipes). Technical report, NACA Technical Memorandum 1292. National Advisory Commission for Aeronautics (1950), Washington, DC. ntrs.nasa.gov
  6. Nikuradse, J. (1931), Strömungswiderstand in rauhen Rohren. Z. angew. Math. Mech., 11: 409-411. doi.org/10.1002/zamm.19310110603
  7. Nikuradse, J. 1932. Laws of turbulent flow in smooth pipes (English translation). NASA TT F-10: 359 (1966).
  8. Nikuradse, J. 1930. Widerstandsgesetz und Geschwindigkeitsverteilung von turbulenten Wasserströmung in glatten und rauhen Rohren, Proc. 3rd Int. Cong. Appl. Mech., Stockholm, 239-248.
  9. Moody, L. F. 1944. Friction factors for pipe flow. Trans. ASME, 66, 671–684. doi.org/10.1115/1.4018140
  10. Colebrook, C. (1939). Turbulent Flow in Pipes, with Particular Reference to the Transition Region between the Smooth and Rough Pipe Laws. Journal of the Institution of Civil Engineers, Volume 11 Issue 4, February 1939, pp. 133-156. doi.org/10.1680/ijoti.1939.13150
  11. Colebrook, C. F. (February 1939). “Turbulent flow in pipes, with particular reference to the transition region between smooth and rough pipe laws”. Journal of the Institution of Civil Engineers. London. Volume 12 Issue 8, October 1939, pp. 393-422. doi:10.1680/ijoti.1939.14509.
  12. McKeon, Beverley J., Chris J. Swanson, Mark V. Zagarola, Russell James Donnelly, and Alexander J. Smits. “Friction Factors for Smooth Pipe Flow.” Journal of Fluid Mechanics 511 (2004): 41–44. doi.org/10.1017/S0022112004009796
  13. Mehta R.D., Bradshaw P. Design rules for small low speed wind tunnels. The Aeronautical Journal. 1979;83(827):443-453. doi.org/10.1017/S0001924000031985
  14. Cattafesta, Louis, Chris Bahr, and Jose Mathew. “Fundamentals of Wind-Tunnel Design.” In Encyclopedia of Aerospace Engineering. John Wiley & Sons, Ltd, 2010. doi.org/10.1002/9780470686652.eae532
  15. Hurtado, J.P.; Villegas, B.; Pérez, S.; Acuña, E. Optimization Study of Guide Vanes for the Intake Fan-Duct Connection Using CFD. Processes 2021, 9, 1555. doi.org/10.3390/pr9091555 mdpi.com
  16. Gelder, T.F., Moore, R.D., Sanz, J.M. and McFarland, E.R. Wind tunnel turning vanes of modern design. 24th Aerospace Science Meeting. NASA Technical Memorandum, AIAA Paper 86-0044. Reno, Nevada, January 1986. semanticscholar.org
  17. Schirf, Collin. “Optimization of Expanding Turning Vanes by Bezier Curve Parameterization,” Master Dissertation, University of Maryland, 2019. doi.org/10.13016/5x1x-gxhz
  18. Almeida, Odenir De, Frederico Carnevalli De Miranda, Olivio Ferreira Neto, and Fernanda Guimarães Saad. “Low Subsonic Wind Tunnel – Design and Construction.” Journal of Aerospace Technology and Management 10 (February 26, 2018). doi.org/10.5028/jatm.v10.716
  19. Modi, P. P., and S. Jayanti. “Pressure Losses and Flow Maldistribution in Ducts with Sharp Bends.” Chemical Engineering Research and Design 82, no. 3 (2004): 321–31. doi.org/10.1205/026387604322870435
  20. Kotb, N. A. E., M. R. Mokhtarzadeh-Dehghan, and A. J. Ward-Smith. “A Numerical Study of Laminar and Turbulent Flows in a Two-dimensional Bend with or without a Guide Vane.” International Journal for Numerical Methods in Engineering 26, no. 1 (January 1988): 245–62. doi.org/10.1002/nme.1620260117
  21. Sahlin, A.; Johansson, A.V. Design of guide vanes for minimizing the pressure loss in sharp bends. Fluids A Fluid Dyn. 1991, 3, 1934–1940.
  22. Crawford, N.M.; Cunningham, G.Y. Prediction of Pressure Drop for Turbulent Fluid Flow in 90° Bends. Sage: London, UK, 2003; pp. 153–155.
  23. Kumar, S.; Nandi, N. Change in Flow Separation and Velocity Distribution Due to Effect of Guide Vane Installed in a 90° Pipe Bend. Mech. Eng. 2017, 21, 353–361.

以下も参照：