遠心ポンプは1689年にフランスの物理学者デニス・パパンによって初めて開発されましたが、遠心ポンプが今日でも人々の生活に重要な役割を果たしていることは疑いの余地がありません。.
この記事では、遠心ポンプの動作原理、図、部品、種類、用途など、重要な知識ポイントをまとめています。このガイドを読めば、遠心ポンプについてすべてが理解できるようになります。.
遠心ポンプとは何ですか?
遠心ポンプの定義
遠心ポンプは、羽根車の回転を利用して遠心力を発生させ、その力で流体を加速して羽根車の周囲に噴出させることで、流体の輸送を実現します。.
遠心ポンプの主な構成部品には、ポンプケーシング、インペラ、ベアリング、ポンプシャフト、ベース、メカニカルシールなどがあります。.
遠心ポンプは動力ポンプの一種です。遠心ポンプには多くの種類があり、農業用灌漑井戸水、下水、鉱山廃棄物、浚渫泥など、ほぼあらゆる種類の流体を輸送できます。.
遠心ポンプはどのように動作するのでしょうか?
遠心ポンプのプライミング
ポンプが空にならないように、始動する前にポンプに液体を満たす必要があります。.
遠心ポンプは、遠心力を利用して流体の圧力を高め、出口から流体を排出します。動作プロセスは、流体の吸入、加圧、排出、そして水循環の4段階に分かれています。.
以下は、遠心ポンプの動作原理の詳細な説明です。また、より直感的なビデオ説明もご覧いただけます。.
遠心ポンプの動作原理
Ⅰ. 吸引： まず、ポンプモーターのローターの動きによってインペラが回転し、インペラの回転によって遠心力が発生します。次に、遠心力によって流体がインペラ中心から外周へと加速され、インペラ中心の液体の周囲に負圧が発生して吸引力が形成されます。最終的に、ポンプは入口から流体を吸い込みます。.
Ⅱ. 加圧： 流体は加速され、ポンプケーシング内で渦を巻いて流れます。ポンプ内の流路が徐々に狭くなるため、この過程で流体の速度が低下し、圧力が上昇し、運動エネルギーの一部が圧力エネルギーに変換されます。.
Ⅲ. 退院： ポンプの出口は通常は小さく設計されており、出口での流体圧力が増加し、最終的にポンプは出口から流体を排出します。.
Ⅳ. 継続的な作業: インペラの連続回転の作用により、ポンプは流体を連続的に吸い込み、排出するため、ポンプは連続的に作動します。.
遠心ポンプの動作ビデオ
遠心ポンプの仕組みに関するビデオへようこそ。このビデオでは、ポンプがどのように液体をスムーズに送り出すかを詳しく説明します。このビデオを通して、ポンプの様々な部品とその機能についてより深く理解することができます。.
遠心ポンプの種類と用途
単段遠心ポンプ
| 概要 | アプリケーション |
| 単段ポンプにはインペラが 1 つしかなく、構造がシンプルで揚程が高く、メンテナンスが容易です。. | ●農業用灌漑 ●鉱業 ●水道 ●電力 ●冶金学 |
多段遠心ポンプ
| 概要 | アプリケーション |
| 多段遠心ポンプには、高揚程および高圧の 2 つ以上の羽根車があります。. | ●鉱山廃水 ●高圧給水 ●石油化学 ●真空給餌 |
自吸式遠心ポンプ
| 概要 | アプリケーション |
| 自吸式遠心ポンプは、始動前にポンプ内に事前に水を満たす必要がなく、ポンプ内のガスを自動的に排出できます。. | ●石油化学 ●鉱業 ●船荷降ろし ●冶金学 |
水中遠心ポンプ
| 概要 | アプリケーション |
| 水中遠心ポンプは水中に沈めて作動し、強力な密閉性を備えています。. | ●水力工学 ●深井戸水採取 ●浚渫船 ●農業用灌漑 |
垂直遠心ポンプ
| 概要 | アプリケーション |
| 垂直遠心ポンプは垂直構造になっており、液体の深部でも作動します。. | ●鉱業 ●冷却塔給水 ●石炭 ●水没が必要な状況 |
インライン遠心ポンプ
| 概要 | アプリケーション |
| インラインポンプは入口と出口が同一直線上にあり、サイズが小さく、効率が高いです。. | ●農業用灌漑 ●冶金学 ●石油化学 ●電力 |
磁気駆動遠心ポンプ
| 概要 | アプリケーション |
| 磁気駆動遠心ポンプのインペラの回転は磁力によって駆動され、流体をモーターから隔離するシャフトシールがありません。. | ●化学工場 ●医療 ●食品 ●航空宇宙 ●腐食性、可燃性、毒性のある液体の輸送 |
下水用遠心ポンプ
| 概要 | アプリケーション |
| 汚水ポンプは不純物や長い繊維を含む液体を処理できます。. | ●水処理場 ●製紙工場 ●産業廃水処理 |
遠心ポンプの主要部品
遠心ポンプは構造がシンプルで、メンテナンスが容易です。遠心ポンプの主要構成部品は、インペラ、ポンプケーシング、ベアリング、渦形弁、シャフト、ガードプレート、スタッフィングボックス、メカニカルシールです。以下では、遠心ポンプの主要構成部品について詳しく説明します。.
遠心ポンプの部品図
遠心ポンプ部品
| 遠心ポンプ部品名 | 関数 |
| ベアリングアセンブリ | ベアリング アセンブリは、ポンプの動作に重要な部分であり、安定したインペラの動作を確保し、ポンプ シャフトをサポートします。. |
| ジョイントプレート | ジョイントプレートは、遠心ポンプのシールに使用され、シール性能を向上させます。. |
| スタッフィングボックス | スタッフィング ボックスはパッキング シールの一部であり、ポンプ ケーシングとポンプ シャフト間の隙間を閉じて搬送媒体の漏れを防ぐために使用されます。. |
| 遠心ポンプシール | 液体の漏れを止めたり、ポンプに空気が入らないようにします。. |
| フレームプレートライナー | フレーム プレート ライナーはインペラを保持し、流れを誘導し、ポンプ内部の摩耗を軽減します。. |
| 遠心ポンプのインペラ | インペラは遠心ポンプの動作において重要な部分であり、遠心ポンプは主にインペラの回転によって流体を輸送します。. |
| ケーシング | 遠心ポンプのケーシングは、ポンプの内部構造を収容する容器であり、流体を渦状の流動運動に導くために使用されます。. |
| カバープレートライナー | 流体の動きをガイドし、ポンプ内部部品の摩耗を軽減します。. |
| カバープレート | ポンプのシール性能を向上させて媒体の漏れを防止します。. |
| ランタンリング | 遠心ポンプのランタン リングは、ベアリング内でシール、冷却、摩耗の軽減に使用されます。. |
遠心ポンプの特性曲線
遠心ポンプの性能曲線には、ポンプヘッド、流量、モーター速度、最高効率点 (BEP)、NPSH などのパラメータを含む、ポンプの多くの性能パラメータと指標が含まれています。.
ポンプの性能曲線は、ポンプの種類を選択する上で重要なツールです。ポンプの性能曲線に基づいて、最適なポンプモデルを選択し、最大限の効率を達成することができます。.
遠心ポンプの長所と短所
利点
- シンプルな構造と信頼性の高い操作： 遠心ポンプは主要部品が少なく、故障する可能性が低くなります。.
- メンテナンスが簡単で、長寿命： 遠心ポンプのスペアパーツは交換が簡単で、タイムリーなメンテナンスにより耐用年数を大幅に延ばすことができます。.
- 幅広い用途: 遠心ポンプは、きれいな水だけでなく、浮遊粒子や粘性、腐食性を含む液体も移送できます。.
デメリット
- セルフプライミング： 通常のポンプには自己プライミング機能がないため、ポンプ内のガスを自動的に排出することができません。そのため、始動する前にポンプに液体を充填する必要があります。.
- キャビテーション： 吸入圧力が低すぎたり、入口で詰まりが発生すると、気泡が発生しやすくなり、ポンプケーシングとインペラにキャビテーションが発生し、寿命が短くなります。.
結論
何世紀にもわたる開発と多様な設計を経て、遠心ポンプは生産性を大幅に向上させ、間違いなく私たちの生産と生活において重要な役割を果たしています。.
工業プロセスにおける流体輸送に問題がある場合は、お気軽に Kingda の専門家にお問い合わせください。最適なオプションをご提案いたします。.
遠心ポンプに関するよくある質問
容積式ポンプと遠心式ポンプ
| 遠心ポンプ | 容積式ポンプ | |
| 動作原理 | インペラの回転により発生する遠心力を利用して流体を吸い込み、圧力をかけて排出します。. | ポンプの内部容積の周期的な変化により、流体はポンプを通って押し出されます。. |
| 流体タイプ | 低粘度から中粘度の流体に適しています | 高粘度、高圧流体輸送に適しています |
| 流量 | 中流量から高流量に適しています | 低流量流体の輸送に適しています |
| セルフプライミング | 自己プライミング機能はありません。始動前にポンプに液体を充填する必要があります。. | 自己プライミング機能により、ポンプ内のガスを自動的に排出できます。. |
| アプリケーション | 化学、石油、鉱業 | 食品、医薬品、燃料 |
遠心ポンプのメンテナンスチェックリスト
騒音、振動: ポンプ運転中に異常な音や振動が見られる場合は、インペラのアンバランス現象やキャビテーション現象が発生している可能性がありますので、直ちに機械を停止して点検してください。.
モーター温度: モーターの温度が高すぎる場合は、直ちに機械を停止してください。そうしないと、モーターが焼損する可能性があります。.
漏れ： ラインに液漏れがないか確認します。.
プレッシャー： ポンプの圧力値が正常であることを確認します。.
定期メンテナンス: 製品マニュアルの内容に従って定期的なメンテナンスを実施し、シール、ベアリング、インペラ、ボルトなどの摩耗部品を適時に交換してください。.
遠心ポンプをプライミングするにはどうすればいいですか?
ポンプを起動するときは、ポンプを始動して正常に動作させるために、ポンプに水を満たし、ポンプ内の空気を排出する必要があります。.
自吸機能付き遠心ポンプ：自吸式ポンプは、始動時に事前に水を充填する必要がありません。自吸式ポンプは、ポンプ自身の吸引力によってポンプ内の空気を排出し、短時間の運転で水を吸い上げて通常の運転状態に戻ります。.
遠心ポンプは容積式ですか？
遠心ポンプは容積型ポンプではありません。遠心ポンプは動力ポンプの一種です。遠心ポンプは、インペラの回転によって発生する遠心力を利用して液体をポンプ内に吸い込みます。.
容積式ポンプの動作原理：容積式ポンプは主にポンプ内部の部品の動きを利用してポンプ内部の容積を周期的に変化させ、液体を絞り出すため、流量は比較的安定しています。.
遠心ポンプは自動プライミングですか?
ほとんどの遠心ポンプには自吸機能がなく、始動前に水を満たす必要があります。一部の自吸式ポンプも遠心ポンプですが、初回始動前に水を満たす必要があります。.
水中ポンプは遠心ポンプですか?
水中ポンプは、水中に沈めて作動する遠心ポンプです。その動作原理は遠心ポンプと同じです。インペラの回転によって遠心力が発生し、液面上の水を吸い上げます。.
遠心ポンプは空運転できますか?
遠心ポンプは空運転できません。始動前にポンプ内に水を満たし、空気を排出する必要があります。ポンプが空運転するとキャビテーションが発生します。インペラ、渦形ポンプ、その他の部品を冷却する液体がなくなるため、温度が上昇し、時間の経過とともに損傷につながります。.
垂直遠心ポンプとは何ですか？
立型遠心ポンプは地上に垂直に設置されるため、設置面積が小さく、ポンプ室の建設も不要で、コスト削減と高効率化を実現します。設置環境が比較的狭い場合は、立型ポンプを選択できます。.
水平遠心ポンプとは何ですか？
横型遠心ポンプは地面に水平に設置されるため、構造がシンプルでメンテナンスが容易で、振動も少ないという利点があります。しかし、設置面積が広く、ポンプを収容するための建物が必要になります。.
遠心ポンプのキャビテーションとは何ですか？
キャビテーションは遠心ポンプによく見られる問題です。ポンプの吸引力が不十分になったり、液体が減少したりすると、ポンプケーシング内に空気が入り込み、キャビテーションが発生します。.
キャビテーションの症状：キャビテーションが発生すると、インペラ、ポンプケーシング、その他のポンプ部品にポイントキャビテーションが発生し、ハニカムキャビテーションやインペラの破損に至ることもあります。キャビテーションが発生すると、ポンプは騒音の増加、振動周波数の上昇、モーターの高温化、流量の低下などの症状を示します。.
ステンレス製遠心ポンプとは何ですか？
ステンレス製遠心ポンプとは、ケーシングまたはポンプ部品（インペラ、渦巻、シールなど）がステンレス製であるポンプを指します。.
従来の鋳鉄製ポンプと比較して、ステンレス鋼製遠心ポンプは耐腐食性と耐圧性に優れており、主に化学、石油、製薬業界で使用されています。ただし、ステンレス鋼製遠心ポンプの価格は鋳鉄製ポンプよりも高くなります。.
多段遠心ポンプの図
単段遠心ポンプの図
遠心ポンプのインペラにはどのような種類がありますか?
遠心ポンプのインペラには、主に7つの種類があります。クローズドインペラ、セミオープンインペラ、オープンインペラ、リセスインペラ、ボルテックスインペラ、カッターインペラ、スクリューインペラです。これらの中で、最も広く使用されている3種類のインペラは以下のとおりです。
- 密閉型インペラー： 密閉型インペラは両側にガードが付いており、インペラ内部に完全に閉じた流路を形成します。.
- セミオープンインペラー： セミオープンインペラーには片側のみにガードが付いています。.
- オープンインペラ: オープンインペラーは完全にオープンで、ブレードがインペラーの中心に直接接続されています。.
遠心ポンプの全揚程とは何ですか?
全揚程とは、すべてのエネルギー損失（パイプラインの摩擦、エルボ損失など）を克服した後にポンプが液体を汲み上げることができる高さを指し、通常はメートル単位で測定されます。.
詳細については、次のポンプヘッドの計算式を参照してください。
総揚程 = Hs（吸引ヘッド）+ Hd（吐出ヘッド）
注意: この式は単純な動作条件にのみ適用されます。.
世界のトップ10遠心ポンプメーカー
以下の表は、世界の遠心ポンプ業界に大きな影響を与えている企業をリストアップしています。表の内容に基づいて、遠心ポンプメーカーについて簡単に知ることができます。.
| 遠心ポンプ会社名 | 概要 |
| フローサーブ | Flowserve は米国に拠点を置き、その製品には石油、ガス、電力業界で広く使用されている遠心ポンプ、バルブ、シール、その他の機器が含まれます。. |
| キングダ | キングダは中国で最も早くから遠心ポンプを製造してきたメーカーの一つであり、長い歴史と豊富な経験を誇ります。主力製品には遠心スラリーポンプや浚渫ポンプがあり、鉱業、浚渫、発電などの業界で広く使用されています。. |
| グルンドフォス | デンマークに本社を置くグルンドフォスは、循環ポンプ、水中ポンプ、遠心ポンプなど、給水システム、廃水処理、建設などの業界向けに幅広いポンプを提供しています。. |
| KSB | KSB はドイツのポンプおよびバルブ製造会社であり、その製品は鉱業、水処理、化学などの業界で広く使用されており、世界的に大きな影響力を持っています。. |
| スルツァー | スルツァーはスイスに本拠を置く国際企業で、流体輸送の問題解決に注力しており、同社の製品は石油、ガス、電力業界で重要な役割を果たしています。. |
| 荏原 | 荏原製作所は、ポンプ、コンプレッサ、エネルギー機器、真空ポンプなどの精密機器を製造する日本の製造会社です。世界有数のポンプメーカーです。. |
| ITT | ITT は米国スタンフォードに拠点を置き、そのポンプ製品は主に鉱業、エネルギー、化学などの業界に特化した産業用遠心ポンプ システムに重点を置いています。. |
| ウィアー | ウィアーは、1999年にウォーマンポンプブランドを買収した英国を拠点とする鉱山設備メーカーです。同社のポンプは主に、採掘や鉱物処理などの摩耗性の高い環境で使用され、世界中でサービスを提供しています。. |
| 木質部 | Xylem は、水処理、都市給水、産業廃水、建設業界にわたる事業活動を展開し、水の供給と処理を専門とする米国に拠点を置く水技術会社です。. |
| ペンテア | ペンテアは米国発祥の企業で、水処理と輸送に特化し、企業や家庭向けの水処理ソリューションを提供しています。同社のポンプ製品は、主に給水システム、下水処理、防火、灌漑などに使用されています。. |
遠心ポンプのNPSHとは何ですか？
NPSHは遠心ポンプのキャビテーションを防止するための重要な基準値です。ポンプ運転中は、NPSHがA > NPSHR 十分な吸引圧力を確保できるため、ポンプのキャビテーションを防止できます。.
パラメータの説明:
NPSHA: 実際のポンプの動作に必要な NPSH。.
NPPSHR: ポンプの動作に必要な最小 NPSH。.
遠心ポンプの最高効率点はどこですか?
最高効率点とは、遠心ポンプの効率曲線における最適な動作点です。この点で、ポンプは最適な流量、揚程、そして最適なモータ効率を発揮します。.
この時点でポンプは最高効率に達し、最適な生産能力を実現しながらエネルギーを節約します。最高効率点での連続運転は、ポンプの寿命を大幅に延長します。.
