ポンプの効率は産業用途において重要です。これらのタイプのポンプは、入力エネルギーの大部分を送出能力に変換するように設計されているため、コストを削減し、その見返りに性能を向上させます。そのため、ギヤポンプとローブポンプの比較は、最適なソリューションを求めるあらゆる産業にとって必要なものとなります。正しい選択をすることで、正確な圧力制御が保証されるだけでなく、ポンプを通過する間、流体を優しく扱うことができます。専門家は、それぞれのポンプがどのように機能するのか、効率的なメンテナンス要件はどのレベルなのか、どこに適用するのが適切なのかを知っておく必要があります。
ギアポンプを理解する
定義と基本的特徴
これらのポンプはジェロータポンプとも呼ばれ、内歯車と特殊形状の外歯車を使用することで、2つの部品が密接に接触しながらも、すべての点で同時に接触しないため、他のどのタイプも単独またはその組み合わせで提供するよりも優れた性能とともに高いコンパクト性を実現します。歯車間の完全な噛み合いにより、液体や粘性物質を正確に計量することができ、その結果、歯車が回転するごとに一定の体積を得ることができます。
ギアポンプの仕組み
歯車ポンプは、回転する歯車またはギアを用いて流体を移送します。これにより、ポンプケーシングに対する回転要素の周囲に液体シールが形成され、その入口で吸引が生じます。流体が内部に入るとすぐに、反対側の歯によって形成された空洞に巻き付きながら、単位時間当たりの回転数に正比例する滑らかで均一な流量を生み出す同じ歯の領域を通って吐出側に向かって機械的に運ばれます。
ギヤポンプの種類（外部式と内部式）
外部と内部という2つの大きなカテゴリーがある。
- 外歯車ポンプ：このタイプは、主に別々のシャフトに支えられた互いに連動する2つの同一のギアで構成されています。シャフトサポートは、製造工程中に維持されるより近い公差のため、より剛性であるため、それは7500psiに比較的高い圧力に耐える能力を持っています。
- インターナルギアポンプ：一つの歯車がもう一つの歯車の中で回転し、両者の大きさは異なるが、互いに噛み合っている。このようなポンプは、その吸引能力が高いので、流体を吸い込むのに適しています。特に、これらのポンプが発生させるようなせん断力を受けると、容易に破壊される可能性のある高粘度のもの。
ギアポンプの利点
高圧対応
ギアポンプは非常に高い圧力を発生させる能力があり、正確な圧力制御を必要とする用途に適しています。必要に応じて7500psiまで使用できます。
コンパクト設計
このタイプのポンプは、可動部品がほとんどないため比較的小型で、そのため信頼性が高く、さまざまなシステムに問題なく簡単に組み込むことができます。また、コンパクトであるため、スペースが限られている場所や全く利用できない場所への設置も可能です。
ギアポンプの欠点
騒音レベル
他のポンプ技術に比べ、ギアポンプは騒音レベルが高い傾向にあります。特に夜間、住宅街のような静かな場所で使用される場合、回転中の歯車のかみ合いにより機械音が発生し、騒音となる可能性があります。
摩耗
長期間の使用により、ギアポンプのギアは通常摩耗し、メンテナンスが困難になります。また、頻繁に点検を行うことで、このような機構が可能な限り最高の性能を維持できるようにする必要があります。
ローブポンプを理解する
定義と基本的特徴
ロータリーローブまたは単にローブポンプは、ケーシング内で回転する2つ以上のローブを使用し、密閉されたチャンバを形成し、その中を流体が一方から他方へ移動します。ロータリローブポンプは、ペーストやスラッジなどの粘性の高い液体を扱うように設計されているため、さまざまな種類の厚い材料を扱う多くの産業で広く使用することができます。堅牢な構造は、過酷な作業条件下でも長寿命と信頼性を保証し、高負荷のプロセスでも簡単に故障することはありません。
ローブポンプの仕組み
のケーシングの中 ローブポンプ回転するローブがある。これらのローブが回転すると、液体を入口から出口へ押し出す一連の密閉室が形成されます。さらに、このタイプのポンプは、せん断に敏感な流体に対して穏やかな取り扱いを保証します。なぜなら、そのローブは、移動中に互いに接触しないため、製品への害を軽減し、デリケートな液体移送が必要な状況で適用されるからです。
ローブポンプの種類
ローブポンプには、さまざまな産業ニーズに対応するため、いくつかの設計があります。主なカテゴリーは以下の通りです：
- シングルローブポンプ：これらのポンプは、液体を移動させるために1つのローブのみを使用します。低粘度の液体に最適です。
- マルチローブポンプ：このタイプは2つ以上のローブを持ち、効率を高め、粒子の大きい液体や粘度の高い液体など、さまざまな種類の液体を扱うことができます。
ローブポンプの利点
流体の安全な取り扱い
流体をやさしく扱うことができるため、せん断力に敏感な材料を扱う用途に最適です。また、ローブ間が非接触であるため、ポンピング中に壊れやすいもの（食品、医薬品、化粧品など）を傷つける可能性を最小限に抑えます。
用途の多様性
ロベポンプは、幅広い流体特性を扱うことができるため、様々な分野で採用されています。このようなポンプは、高粘度流体、スラリー、および固体粒子が懸濁した流体を、害を及ぼすことなく管理する能力を備えているため、多くの産業に適しています。
ローブポンプの欠点
限られた圧力範囲
後者のポンプ設計は、一部の用途で必要とされる精密な圧力制御を犠牲にしても、前者よりも穏やかな流体処理を優先するためである。
大きなサイズが必要
堅牢性がアップローブポンプの構造の一部であるため、一般的にこのタイプは他のタイプに比べてより多くのスペースを占有します。余分なスペースが必要なことは、サイズに制限がある設置時には問題になるかもしれませんが、通常、効率と寿命の利点により、より大きなサイズが正当化されます。
歯車ポンプ対ローブポンプ：比較研究
さまざまな用途における効率性
粘性流体
塗料、油脂、樹脂などの高粘度物質は、これらの物質を正確に計量し、流量を一定に保つ能力を持つギヤポンプが最適です。さらに、このようなポンプは、高粘度流体を扱う場合でも効率的であるため、常に厳しい圧力制御に対する業界の要求に応えることができます。
ロベポンプのもう一つの長所は、搬送中に方向を反転させながら高速で運転できる設計のため、このような種類の液体にも効果的に作用することである。
せん断に敏感な流体
剪断感度が懸念される場合、ギアポンプは常に正しい選択とは限りません。なぜなら、噛み合うギアは機械的応力を発生させ、デリケートな材料を劣化させる可能性があるため、デリケートな物質を扱う用途では望ましくない製品の変化を引き起こす可能性があるからです。
特に、化粧品やバイオテクノロジー製品を輸送する際には、液体が壊れやすいため、液体に損傷を与えることなく慎重に移送する必要があります。
エネルギー消費
電源要件
ローブポンプは、そのヘビーデューティ構造と流量増加により、効果的でありながら強力です。追加されたパワーは、システムがその効率を損なうことなく、粘性のある流体や粒子を含む流体で動作できることを保証します。ローブポンプを使用して処理できる流体の多様性は、その電力使用の有効性を正当化します。
運営コスト
ギヤポンプはシンプルな設計でメンテナンスが少ないため、運転コストが低く抑えられます。つまり、ギヤポンプはメンテナンスが簡単で、頻繁な修理や交換が不要なため、長期的には多くの費用を節約できます。このような理由から、ギヤポンプは、費用対効果の高いソリューションをお探しの業界に推奨されています。
ローブポンプは、初期の所要動力が高いにもかかわらず、運転コストは競争力があります。これは、メンテナンスのしやすさに加え、ダウンタイムを短縮する耐久性により、長期的なコスト削減が可能なためである。また、これらのタイプのポンプは、目詰まりすることなくさまざまな流体を処理する能力があるため、サービスなしで長期間運転することができ、貴重な投資と見なされます。
メンテナンスと耐久性
メンテナンス頻度
ギヤポンプは、運転中にギヤ同士が接触して摩耗するため、定期的なメンテナンスが必要です。そのため、定期的な点検が必要となり、摩耗した部品を交換することで、ギアポンプのメンテナンスの頻度が増えますが、必要な部品が少ないので簡単です。
ローブが非接触であるため、2つの噛み合いギアが接触しているギヤポンプに比べて、ローブポンプのメンテナンスが容易です。この設計はまた、潤滑が必要な頻度を減少させるので、他の種類を使用していた場合のように毎日連続的にではなく、このタイプのような機械で必要なグリスアップや給油が一定期間にわたって行われる可能性がある回数を減らすことができ、したがって、他の種類が連続ドライ運転によって引き起こされる頻繁に必要なサービスのために失敗する過酷な条件下で連続的に使用された場合でも、それらを常に仕事の準備ができて維持するという点で、他のものより信頼性が高く、さらに多くの産業で好まれています。
寿命と信頼性
ギヤポンプは信頼性が高いが、機械的な摩擦によってギヤが摩耗するため、寿命が短くなることがある。定期的にメンテナンスを行えば寿命は延びますが、設計の性質上、ギヤポンプが完全に壊れるまでの寿命に影響するため、ある一定の限界を超えることはできません。それでも、限界内で適切に使用すれば、厳密な圧力制御が必要な用途に最適な装置であることに変わりはありません。
ローブポンプはギヤポンプよりも長持ちします。ローブポンプは、取り付け時や分解時以外には部品間の物理的な接触がないため、摩耗が少なく、したがって、ローブポンプが流れ方向を逆にした場合にローブ同士が接触する面を傷つけないように正しく使用されれば、問題を起こすことなく使用できる年数が長くなります。この堅牢性は、耐久性がより重視されなければならない腐食性物質を扱う産業現場で見られるような過酷な環境下で、信頼性用語とともに、プロセス全体を通して停止することなく継続的に動作する信頼性用語とともに、長期間にわたって研磨性物質が頻繁に通過しても、摩耗することがないことを保証し、それによって、様々な産業にわたる様々な種類の流体を処理するための理想的な候補を作るために、その構造を使用する材料にそのような化学物質によって引き起こされる影響に耐えることができないため、行程のどこかで壊れたため。
実践的な考察
産業別アプリケーション
食品・飲料業界
食品産業で使用されるポンプは、衛生基準を満たしながら製品の品質を維持できなければなりません。ローブポンプは、送液中にせん断に弱い流体に強い機械力を与えないため、このような目的に最も適しています。非接触式ローブの穏やかな作用はまた、このように設計された他のタイプの機械によって引き起こされる高レベルの攪拌によって完全性が損なわれる可能性のあるデリケートな乳製品、ソース、飲料などを保存するのに役立ちます。特に、ジュースなどの固形物を含む飲料は、別の種類とは対照的に、使用終了後の洗浄性（CIP）に必要な衛生要件を満たすだけでなく、液体自体に懸濁したパルプ片や粒子が混在しています。
ギヤポンプは、正確な計測が必要な食品分野や、製造工程で発生する高圧を処理する能力が必要な分野にも応用できます。例えば、外歯車ポンプは、食品製造工程で使用される他の原料の中でも、粘度の異なる油やシロップを扱うのに効果的であることが証明されています。しかし、一部の食品は、ギヤポンプによる機械的作用になじまない場合があります。これは、ギヤポンプの回転エレメント間の狭い隙間を通過する際に生じるせん断力に対して敏感であるためで、食感や味、外観などの品質属性に好ましくない影響を与えます。
化学処理
化学処理には、腐食性のあるものや粘性の高いものなど、さまざまな流体を扱うことができるポンプが必要です。ギヤポンプは、樹脂や様々な種類の化学薬品に必要な正確な流量を維持しながら、非常に高い圧力で溶媒を圧送することができるため、ここで重宝されます。また、コンパクトな設計により、複雑なシステムへの統合が他のどのタイプよりも容易であるため、スペースが限られていても、世界中のローブポンプの用途に関連する大きなサイズによって必要とされる改造に多くの労力を費やすことなく、最も必要な場所に設置することが可能であることに留意する必要があります。
ローブポンプは、粒子を含む流体だけでなく、研磨材を扱う必要がある化学処理プラントの異なる粘度を有する流体で動作する能力で知られているか、または可逆的な流れ機能を持つほかに、そのような環境を使用する通常の部品を容易に腐食する可能性のある攻撃的な物質を扱うことは、業界全体でそのような化学物質を含む多様なプロセスに適応するのに十分な汎用性があります。
コストと便益の分析
初期費用
ギヤポンプは設計がシンプルで部品点数が少ないため、初期投資が少なくて済みます。そのため、予算が限られている企業にも適しています。さらに、ギヤポンプは省スペースであることが特徴で、設置費用を最小限に抑えることができます。
一方、ローブポンプは一見高価に見えるが、初期費用の高さを上回る長期的なメリットがある。これらのポンプは、簡単に摩耗することなく、様々な流体を扱うことができる強力な構造を持っています。このような特質が信頼性を高めるため、ほとんどの産業では初期投資を行う価値があると考えられています。
長期的な節約
ギヤポンプは、コンパクトなサイズと高いエネルギー効率により、長期的には運転コストの削減とメンテナンスの軽減につながります。また、小型であるため動力の伝達性が良く、消費電力が少ないことに加え、計量プロセス中の脈動率が低く、最小限のエネルギーで運転できるため、長期的なコスト削減につながります。また、これらの機械が定期的な整備を受けることで、常に最適な性能を維持しながら寿命を延ばすことができる。
ローブポンプは、スクリューポンプや渦巻きポンプなどの他のタイプのポンプと比較した場合、始動時の電力需要が増加する可能性があるにもかかわらず、かなりの節約を実現することができます。この背景には、手入れが簡単なため、ダウンタイムが短縮され、頑丈な性質を考慮した手頃な価格の修理が可能になることに加え、部品の頻繁な交換なしにさまざまな液体を扱うことができるため、寿命が長くなり、特に信頼性の高い産業用ポンプソリューションを求める人々にとって、より多くの節約につながるという理由があります。
ギヤポンプとローブポンプシステムを比較すると、それぞれのカテゴリーに強みがあることがわかります。例えば、ギアユニットは圧力レベルが高い条件下で最もよく機能し、低脈動計量プロセスでエネルギー効率の高いサービスを提供することもできます。しかし、ローブタイプの装置は、せん断に敏感な流体を穏やかに処理することに優れており、また、ここでは言及しきれませんが、顧客がこれらの機械を購入する際に、金額に見合った価値を得られるようにすることを目的として、幅広い粘度変化を管理することもできます。したがって、異なるポンプを選択する前に、特定のニーズとアプリケーションを決定することが重要です。最小限のコストで正確な圧力制御が必要な場合は歯車式が推奨され、デリケートな移送液体を高効率で移送する場合はローブ式が適しています。また、両方の方式を採用する必要がある場合にも、一方の方式を単独で使用するよりも早く目的を達成することができます。
どのシステムが最も効果的かを決定する際には、効率、メンテナンス、適合性を考慮し、用途や業種に最も適したソリューションを考え出す必要がある。
