遠心ポンプは、そのシンプルな構造と安定性から、様々な企業で認知度と利用度を高めています。技術の進歩に伴い、エンジニアは構造の最適化に努め、様々な業界に適用可能な様々なタイプの遠心ポンプが誕生しました。.
この記事では、遠心ポンプを次のように分類します。 7 最も広く受け入れられ、権威のある次元であり、 15+ 遠心ポンプの種類。構造、動作原理、用途、選定方法を網羅した包括的なガイドを提供します。.
遠心ポンプとは何か？どのように動作するのか？
遠心ポンプが作動すると、インペラは機械エネルギーを液体に伝達し、液体に運動エネルギーを与えます。最終的に、液体は渦巻の作用によって運動エネルギーを圧力エネルギーに変換し、出口から排出されます。.
遠心ポンプの種類とその用途
遠心ポンプは主に次のように分類されます。 7次元: フロータイプ (ラジアル、アキシャル、混合)、ステージ (シングルおよびマルチステージ)、シャフトの向き (垂直および水平)、ケーシング (ボリュート、ディフューザー、スプリットケース)、およびプライミング、アプリケーション、吸引設計などのその他の寸法。.
フロータイプ別
ラジアルフロー遠心ポンプ
ラジアルフローポンプは、最も一般的な遠心ポンプです。ラジアルフローとは、インペラの中心から液体が流入した後、インペラが回転して液体を放射状に周囲に送り出し、運動エネルギーを液体に伝達することを意味します。渦巻き状の流路内で液体の圧力が上昇した後、ポンプ軸に垂直な出口から排出されます。.
| ラジアルフロー遠心ポンプ | |
| 利点 | ラジアル遠心ポンプは構造が簡単で、メンテナンスが容易で、動作が安定しており、長期使用に適しています。. |
| 制限事項 | 効率は動作条件に大きく左右されるため、高粘度の流体の輸送には適していません。. |
| 代表的な用途 | 上水、下水、スラリー、モルタルなど、中流量、低～中粘度の流体の輸送に適しています。. |
軸流遠心ポンプ
軸流ポンプ（プロペラポンプとも呼ばれる）は、軸流インペラ（プロペラに類似）を使用しています。インペラが回転すると揚力（推力）が発生し、液体がポンプ軸に沿って移動します。液体がインペラを通過すると、その運動エネルギーは圧力エネルギーに変換され、出口から排出されます。.
| 軸流遠心ポンプ | |
| 利点 | ラジアルフローポンプと比較すると、軸流ポンプは流体を推進する大きなプロペラのように機能するため、高流量の水の用途に適しています。. |
| 制限事項 | 軸流ポンプは流量は大きいですが、揚程はラジアル流ポンプよりも低いため、高圧を必要とする用途には適していません。. |
| 代表的な用途 | 軸流ポンプは、大規模な排水システム、発電所の循環水システム、大規模な灌漑システムなど、流量は高いが揚程要件は低くなければならない用途に適しています。. |
斜流遠心ポンプ
斜流ポンプは斜流インペラ（湾曲した羽根）を使用します。その名の通り、斜流ポンプはラジアルフローと軸流を組み合わせたポンプです。ラジアルフローポンプよりも流量が大きく効率が高く、圧力も高くなります（ポンプヘッド）軸流ポンプよりも優れています。.
| 斜流遠心ポンプ | |
| 利点 | 斜流ポンプは、ラジアル流ポンプよりも高い流量と軸流ポンプよりも高い揚程を提供しながら、安定した動作を提供し、キャビテーションのリスクを軽減します。. |
| 制限事項 | 斜流ポンプは軸流ポンプよりも高価であり、その効率は動作条件によって大きく変動します。. |
| 代表的な用途 | 斜流ポンプは汎用性が高く、洪水制御、都市給水システム、大規模灌漑、廃水処理場などの中揚程、高流量の用途に特に適しています。. |
ステージ数別
単段遠心ポンプ
単段ポンプとは、羽根車を1つだけ備えたポンプを指します。段数は羽根車の数を表します。単段ポンプは1つの羽根車を通して流体を駆動し、最も広く使用されている遠心ポンプです。.
| 単段遠心ポンプ | |
| 利点 | 単段遠心ポンプは構造がシンプルで、メンテナンスが容易で、スペアパーツが容易に入手でき、運用コストが低く抑えられます。. |
| 制限事項 | 単段ポンプは揚程が比較的低いため、高揚程条件下で液体を効率的に輸送することが困難です。. |
| 代表的な用途 | 単段ポンプは幅広い用途があり、きれいな水、廃水、少量の固形物を含む液体の輸送に適しています。. |
多段遠心ポンプ
多段遠心ポンプは内部に複数の羽根車を備えています。液体が各羽根車を通過するにつれて圧力が上昇し、複数の羽根車によって駆動された後、液体はより高い揚程と圧力を達成します。.
| 多段遠心ポンプ | |
| 利点 | 多段遠心ポンプは、その揚程と圧力が単段ポンプの数倍であるため、高揚程と高圧を必要とする用途に最適です。. |
| 制限事項 | 多段ポンプは単段ポンプに比べて構造が複雑で、メンテナンスが難しく、製造コストと運転コストが若干高くなります。インペラの数が多いため、固形物を含む液体の輸送には適していません。. |
| 代表的な用途 | 多段ポンプは、高層給水、ボイラー給水、都市のブースターポンプ場、高圧洗浄装置などに適しています。. |
シャフトの向きによって
垂直遠心ポンプ
縦型遠心ポンプは、その名の通り、垂直構造で垂直に設置される遠心ポンプです。動作原理は遠心ポンプと同じですが、限られたスペースにも設置できます。.
| 垂直遠心ポンプ | |
| 利点 | 縦型遠心ポンプは設置面積が小さく、設置の柔軟性に優れています。長軸縦型ポンプでは、ポンプ本体の一部を液中に浸すことも可能で、優れたキャビテーション性能が得られます。. |
| 制限事項 | 垂直長軸ポンプはメンテナンスコストが高く、長軸の定期的な検査が必要です。. |
| 代表的な用途 | 垂直遠心ポンプは、深井戸、集水ピット、または集水排水や深井戸取水など、水中に浸かる必要がある用途に最適です。. |
水平遠心ポンプ
横型ポンプは、シャフトが地面と平行になるように水平に設置される遠心ポンプです。縦型ポンプと比較して、 水平遠心ポンプ 応用範囲が広く、メンテナンスも容易です。.
| 水平遠心ポンプ | |
| 利点 | 横型ポンプは構造が簡単で、一般的に引き出し式の設計を採用しているため、分解やメンテナンスが簡単で便利です。. |
| 制限事項 | 横型遠心ポンプは、縦型ポンプよりも設置面積が大きくなります。運転環境が厳しい場合は、別途ポンプ室が必要となり、初期コストが高くなります。. |
| 代表的な用途 | 水平遠心ポンプは、給水、灌漑、廃水処理、洪水排水、尾鉱処理などの業界で広く使用されています。. |
ケーシング別
渦巻遠心ポンプ
渦巻ポンプは、渦巻き状の流路、つまり渦巻き状の流路に似たケーシングを備えたポンプです。渦巻ポンプは、渦巻きを流れる液体の運動エネルギーを圧力エネルギーに変換し、液体を排出するため、最も重要な遠心ポンプの一種です。.
| 渦巻遠心ポンプ | |
| 利点 | 渦巻ポンプは技術的に成熟しており、メンテナンスが容易で、スペアパーツも比較的安価であるため、運用コストはほとんどのユーザーにとって適切です。. |
| 制限事項 | ディフューザー遠心ポンプと比較すると、従来の渦巻ポンプは揚程と圧力が低くなりますが、同じ動作条件ではディフューザー遠心ポンプの方が効率的です。. |
| 代表的な用途 | 渦巻ポンプは、水道、灌漑、下水処理、鉱業、浚渫など、幅広い用途に使用されています。. |
ディフューザー遠心ポンプ
ディフューザーポンプは渦巻ポンプと同じ原理で動作します。違いは、ディフューザーポンプのケーシング内で、インペラがディフューザー（固定翼）に囲まれていることです。インペラが回転して液体をあらゆる方向に噴射すると、最初にディフューザーが液体に接触し、液体の速度を低下させて液体圧力を高めます。.
| ディフューザー遠心ポンプ | |
| 利点 | ディフューザー型遠心ポンプは、より高い効率、揚程、圧力を提供します。同じ条件（同じ流量）では、ディフューザー型ポンプの方が効率が高くなります。. |
| 制限事項 | ディフューザーポンプは高い製造精度が求められ、従来の渦巻ポンプよりも高価です。大きな固形物を含む液体には適していません。. |
| 代表的な用途 | ディフューザーポンプは、ボイラー給水、高圧洗浄装置、化学薬品循環水、高層ビル給水など、高い揚程と安定した圧力を必要とする用途に適しています。. |
スプリットケース遠心ポンプ
スプリットケースポンプと他の遠心ポンプの主な違いは、ケーシングの構造です。スプリットケースポンプのケーシングは、水平方向のポンプシャフトを中心として上部と下部に分割されています。.
| スプリットケース遠心ポンプ | |
| 利点 | スプリットケースポンプはモジュール構造を採用しており、分解とメンテナンスが容易です。また、両吸込口設計により軸力をバランスさせ、運転中の安定性を高めています。. |
| 制限事項 | 水平分割ケーシング構造のため、ポンプのサイズと重量が大きくなり、設置が困難です。固形分含有量の多い液体には適していませんが、清浄水や不純物の少ない液体に適しています。. |
| 代表的な用途 | 分割ケースポンプは、都市給水システム、大規模貯水池排水、農地灌漑などの大規模な浄水供給システムに適しています。. |
プライミングによって
自吸式遠心ポンプ
ご存知の通り、遠心ポンプは内部への空気の蓄積を防ぐため、始動前に液体を充填する必要があります。しかし、自吸式ポンプは始動に必要な液体が既に充填されているため、この充填は不要です。そのため、頻繁な始動と停止が必要な用途に適しています。.
| 自吸式遠心ポンプ | |
| 利点 | 自吸式遠心ポンプは、水の取水や起動/停止が容易になり、メンテナンス頻度を効果的に削減します。. |
| 制限事項 | 自吸式ポンプは内部構造がより複雑で、液体がより大きな摩擦を克服する必要があり、従来の遠心ポンプに比べて効率が低くなります。. |
| 代表的な用途 | ポータブル（移動式）給水および配水システム、灌漑、および家庭用水収集装置。. |
水中遠心ポンプ
水中遠心ポンプは、その名の通り水中に沈めて垂直の井戸や深海でも稼働し、浮遊粒子を含んだ水を汲み上げることができるポンプです。.
| 水中遠心ポンプ | |
| 利点 | 表面ポンプと比較すると、水中ポンプは水中で動作し、騒音レベルが低く、スペースを大幅に節約し、柔軟な設置が可能です。. |
| 制限事項 | 水中ポンプは従来のポンプよりもメンテナンスが複雑で、化学腐食を防ぐためにより高い水質が必要です。. |
| 代表的な用途 | 水中ポンプは、深井戸水の抽出、汚水溜めの排水、鉱山排水などの軽度汚染水、シルト、堆積物を抽出できます。. |
アプリケーション別
スラリー遠心ポンプ
スラリー用遠心ポンプは、耐摩耗性に優れた合金製で、高摩耗性スラリーの輸送が可能です。さらに、インペラと流路は、大粒子を含む高摩耗性スラリーの長期輸送に最適化されています。.
| スラリー遠心ポンプ | |
| 利点 | スラリーポンプは、従来の遠心ポンプよりも耐用年数が長く、耐摩耗性と耐腐食性に優れており、従来の遠心ポンプのシンプルな構造とメンテナンスの容易さという利点を保持しています。. |
| 制限事項 | ポンプ部品の寿命は、ポンプ対象となる媒体の特性に依存します。研磨性の高いスラリーをポンプする場合、摩耗しやすい部品は頻繁に交換する必要があり、通常の遠心式水ポンプよりもエネルギー消費量が多くなり、コストも高くなります。. |
| 代表的な用途 | スラリー遠心ポンプは、集水ピットの排水、下水処理、尾鉱輸送、浚渫、灌漑、トンネル掘削機のスラリー輸送などの用途で、砂利やフライアッシュなどの媒体を含むスラリーを輸送するために広く使用されています。. |
化学遠心ポンプ
ケミカル遠心ポンプのウェットエンド部分は特殊な耐腐食合金で作られており、腐食性または化学的性質を持つ液体を容易に輸送できます。.
| 化学遠心ポンプ | |
| 利点 | ケミカルポンプは、通常の遠心ポンプよりも耐腐食性に優れています。インペラなどの部品には、媒体に応じて異なる耐腐食性材料を選択できます。. |
| 制限事項 | ケミカルポンプは、一般的に普通の遠心ポンプよりも製造コストが高く、その耐用年数は媒体の特性によって大きく左右されます。. |
| 代表的な用途 | 石油、化学薬品、天然ガス、産業廃水。. |
汚水遠心ポンプ
汚水用遠心ポンプは、汚水処理用に特別に設計された遠心ポンプです。汚水ポンプの羽根車と流路は目詰まりしにくい設計になっており、固形粒子、長繊維、汚泥を含むスラリーをスムーズに移送できます。.
| 汚水遠心ポンプ | |
| 利点 | 汚水ポンプは、通常の遠心水ポンプよりも詰まりにくく、用途が広く、耐用年数が長くなります。. |
| 制限事項 | 下水ポンプは通常の水ポンプよりも製造コストが高く、定期的なメンテナンスと詰まりのチェックが必要です。. |
| 代表的な用途 | 汚水ポンプは、下水処理、集水排水、産業廃水処理など、きれいな水、汚水、浮遊粒子を含む液体、長繊維などを容易に処理できます。. |
吸引によって
片吸込遠心ポンプ
片吸込遠心ポンプは、最も一般的なタイプの遠心ポンプの一つです。片吸込とは、ポンプが片側から液体を吸い込み、回転するインペラによって反対側から液体を押し出すことを意味します。.
| 片吸込遠心ポンプ | |
| 利点 | 片吸込ポンプは構造がシンプルで、技術が成熟しており、メンテナンスが容易で、運用コストが低く抑えられます。. |
| 制限事項 | 両吸込ポンプと比較すると、片吸込ポンプは軸方向の力を受けやすく、動作中の安定性が低くなります。. |
| 代表的な用途 | 片吸込ポンプは、灌漑、給水および配水、産業廃水処理、および集水排水に広く使用されています。. |
両吸込遠心ポンプ
名前の通り、両吸込遠心ポンプは2つの吸込口を持ち、運転中に同時に液体を吸い込みます。片吸込ポンプとは異なり、両吸込ポンプはインペラの両側にそれぞれ1つの吸込口を持ち、そこから液体を吸い込みます。.
| 両吸込遠心ポンプ | |
| 利点 | 両吸込ポンプは、インペラの両側に吸込口を備えており、運転中の軸力をバランスさせることで安定性を高めます。また、2つの吸込口により、より大きな流量を実現できます。. |
| 制限事項 | 両吸い込みポンプは製造コストが高く、両吸い込み構造のため片吸い込みポンプよりも大きく、設置の柔軟性が低くなります。. |
| 代表的な用途 | 両吸い込みポンプは、都市給水、大規模排水システム、産業廃水処理に広く使用されています。. |
まとめると、最も一般的な寸法に基づいて、遠心ポンプの種類について説明しました。上記の情報を通じて、遠心ポンプの種類に関する重要な側面を理解していただければ幸いです。もちろん、核心となるのは、どのように適切なポンプを選ぶかということです。ぜひ読み進めてください。.
適切な遠心ポンプを選択するにはどうすればよいでしょうか?
ポンプの選択基準
1. 流量
流量はポンプを選択する際に重要なパラメータの一つです。流量は通常、m³/hで表され、一定時間内に輸送される液体の量を表します。.
必要な流量が不明な場合は、プロジェクトの生産効率に基づいて見積もることができます。例：
🔸1 時間あたり 70 m³ のスラリーを輸送する必要がある場合、流量は 70 m³/h になります。.
🔸 1 時間あたり 60 トンの鉱物スラリー (密度 1.5) を輸送する必要がある場合、流量は ≈ 60/1.5 ≈ 40 m³/h になります。.
流量を決定することで、高流量に適したポンプを選択するかどうかを決定できます。.
2. 頭
揚程は、摩擦抵抗などの損失を乗り越えて液体を揚水する必要がある高さを表します。通常はメートル（m）で表され、ポンプ選定における重要な指標となります。.
🔸低揚程（<20m）：ラジアルポンプ、片吸込ポンプ、単段ポンプ
🔸中揚程（20～70m）：標準遠心ポンプ、軸流ポンプ、スプリットケースポンプ
🔸高揚程（> 70m）：多段ポンプ、ディフューザーポンプ、ブースターポンプステーション
3. 効率（η）
前述の通り、ポンプの効率は運転条件によって異なります。各遠心ポンプには効率範囲があり、最適な効率は最高効率点（BEP）付近でのみ達成されます。.
4. NPSHの要件
NPSHはポンプのキャビテーションに影響を与える重要な指標であり、通常はメートル（m）で測定されます。NPSHA（実際の必要NPSH）、NPSHR（最小必要NPSH）
ポンプを選択するときは、キャビテーションをより効果的に防止するために、NPSHA > NPSHR であることを確認してください。.
5. 固形分含有量/粒子サイズ
ポンプで移送する材料に固体粒子または長い繊維が含まれている場合は、スラリーの固形分含有量と粒子サイズに注意してください。これらのパラメータはポンプの搬送性能に影響します。.
注記
上記のパラメータは、遠心ポンプの種類を選択する際に考慮すべきポイントです。できるだけ多くの情報を入手することで、多種多様な遠心ポンプの中から最適なものを選ぶことができます。.
用途別のポンプ推奨事項
数ある遠心ポンプの中から最適なものを選ぶのは簡単ではありません。もしご不明な点がございましたら、推奨ポンプ一覧表をご覧ください。.
| 応用 | 推奨ポンプタイプ | 固形物処理 | 効率 | メンテナンス | 料金 |
| 鉱山廃石 | スラリーポンプ/砂利ポンプ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ |
| 冷却水 | 単段エンドサクション/斜流 | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
| 化学物質の移動 | 化学遠心ポンプ | ⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 廃水・下水 | 汚水用遠心ポンプ/水中ポンプ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 灌漑/農業 | 軸流/斜流ポンプ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ |
| 消防 / 高圧水 | 多段ポンプ/分割ケース | ⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
| 深井戸/排水ポンプ | 水中ポンプ/自吸式ポンプ | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ |
遠心ポンプのメンテナンスのヒント
遠心ポンプには様々な種類がありますが、ここでは主に遠心ポンプに共通するメンテナンスのヒントをご紹介します。ポンプの寿命を最大限に延ばすには、適切なタイミングでの点検とメンテナンスが不可欠です。例えば、
1. 異常な騒音や振動がないか毎日点検し、流量と揚程が理想値内であることを確認してください。.
2. 液体入口から長い繊維や固体粒子などの不純物を定期的に除去します。.
3. 定期的にオイルレベルをチェックし、潤滑油が正常範囲内にあることを確認してください。.
各ポンプにはメーカー発行の取扱説明書が付属しています。使用前に取扱説明書をよく読んでメンテナンスの必要性を理解し、問題が発生した場合は速やかに対処することで、より大きな損失を防ぐことができます。.
この記事では、様々な種類の遠心ポンプと適切なポンプの選び方について重要な情報を提供しました。ご質問やご要望がございましたら、お気軽にお問い合わせください。 Kingdaエキスパートにお問い合わせください 迅速かつ専門的なガイダンスを提供します。.
