工業用流体ハンドリングの領域で
移送の各側面に対して適切なタイプのポンプを確実に使用することが最も重要です。特に非容積型ポンプは、流体の流量が圧力を一定に保つことよりも重要な産業にとって重要です。非容積型ポンプ」と「容積型ポンプ」の2種類があり、産業用ポンプシステムに携わる人は必ず理解しておく必要があります。このガイドでは、非容積型ポンプとは何か、どのように機能するのか、その形態と使用例について説明します。
非容積型ポンプとは？
非陽圧ポンプとは、作動流体にエネルギーを与え、主に流速を加えることで液体の移動を実現するポンプと定義されます。容積式ポンプの場合、その動作の中に、与えられた容積に対して相対的に力が働く要素がありますが、非容積式ポンプの場合はそうではありません。非容積型ポンプではこのようなことはない。程度の差こそあれ、この種のポンプで液体をある程度汲み上げることができる。実際、可変で中断のない流れを供給できる可能性があり、圧力保持の必要性が最も高くない場合に有利である。
非容積型ポンプの主な特徴
- 流量は一定ではなく、システムの抵抗によって決まる。
- 一般的に、低い用途に使用される
- 高所作業では容積式ポンプに比べて軽量。
- 大量の低粘度流体の移送に適している。
非容積式ポンプの運転は？
非容積型ポンプは、機械的エネルギーを流体の速度運動に変換するように機能する。ポンプ内のインペラまたはローターは、流体に速度を加える回転が可能です。流体が回転しているとき、流体はポンプのケーシングから流出し、デリバリーラインに入る。
非容積型ポンプは、ポンプ作動の何らかの手段により、決められた時間内に決められた体積の液体を送出しないという点で区別される。この場合、液体の圧力エネルギーではなく、可動部の運動エネルギーが液状体の運動エネルギーに伝達される。この点で、送出される容積は可変と呼ばれ、圧力やシステムに影響を与えるその他の要因に応じたものとなる。
作業原則を要約する：
- インペラ（またはポンプの他の類似部品）が流体を回転させる。
- 流体は、インペラの磁力によって運動が加速される。
- インペラは急速に液体で満たされ、ポンプの吐出口にある出口から液体を押し出す。
- 流量は、例えば圧力の変化など、システム内で利用可能な抵抗に依存する。
非容積式ポンプの種類
非容積型ポンプには、さまざまな用途に適した他のタイプもあります。一般的によく見られるタイプには、以下のようなものがある：
遠心ポンプ
遠心ポンプは、おそらく最もよく知られたタイプの非容積式ポンプであり、最も応用されているポンプの1つでもある。遠心ポンプは、流体の移動を行う回転インペラを持つことによって機能します。インペラが回転すると、ポンプ内部から吐出口に向かって流体を押し流す中心吸引力も発生します。したがって、遠心ポンプは、粘度の低い流体を大量に移送する必要がある場合に使用されます。
アプリケーション 空調システム、水処理プロセス、化学処理とポンプ、灌漑。
軸流ポンプ
軸流ポンプは、主にポンプ軸に平行な方向に液体を移送するために使用されるポンプです。これらのポンプは、シャフト型ポンプのような1本のスクリューの代わりに、軸に取り付けられたジェットエンジンまたは一方向回転エンジンを使用して、ポンプ軸上に液体を強制的に押し出します。軸流ポンプでは、ローターが大きく流量が多い場合、圧力の上昇が非常に小さくなります。
アプリケーション 洪水対策、サイクロン冷却塔内の循環、排水システム。
ミックスフローポンプ
混合流ポンプに関して言えば、これらの特性は遠心ポンプと軸流ポンプのユーティリティの両極設計と呼ぶことができる。これらのタイプの油圧ポンプでは、流体は半径方向と軸方向の両方で補助され、これらのポンプを多機能にします。ほとんどの用途では、速度と圧力を同時に必要とするが、そのレベルは中程度である。
アプリケーション 水の再生、農業、廃水処理、脱水。
非容積式ポンプの利点
容積式ポンプに対するこのようなタイプのポンプの利点は、用途に応じてそれぞれを適切に使い分けることである。
シンプルなデザイン
遠心ポンプのような非容積型ポンプは、可動部品が非常に少ないため、寿命を通じてメンテナンス時の複雑さが少ない。
大流量
大流量ポンプはこのような能力を備えており、短時間に大量の流体を分散・循環させることができる。
費用対効果
これらのポンプは複雑な構造を持たないため、一般に容積式ポンプとは異なり、購入やメンテナンスに多くの費用がかからない。
ローメンテナンス
非容積型ポンプは部品点数が少なく、低圧で運転されるため、メンテナンスの頻度が低く、ダウンタイムも短くなります。
非容積式ポンプの欠点
非容積型ポンプは特定の状況において有効であるが、いくつかの制約が存在する：
圧力上昇時の不均一な流れ
非容積型ポンプは、様々な出力速度で運転することができるが、システム圧力が上昇すると定量出力を達成するのが難しくなる。この特徴から、流量と圧力の両方に精度が求められる用途には不向きです。
制限粘度範囲
これらのポンプは、高粘度の液体に対しては効率が悪く、インペラやプロペラが運動エネルギーを濃厚な液体に伝達する効率を失い始めるからである。
リーク
非容積型ポンプは、特定の条件下では良好な性能を発揮しない。特に、非容積型ポンプの場合、キャビテーションが発生するケースがある。
非容積型ポンプの用途
大量の流体を効率的に吐出する能力などの要因により、非容積型ポンプは多くの産業で一般的になっています。一般的な用途には次のようなものがあります：
上下水道管理
大型遠心ポンプは水処理プラントでよく見られ、処理、浄化、配給のために大量の水を移送するのに使用される。
水を雨に変える
農業では、軸流ポンプは、広大な土地を灌漑する必要がある作物に水を供給する。
HVACシステム
非容積型ポンプは、効率的な温度制御のために、建物内の水や冷却水の循環ポンプとしてHVACシステムに採用されることが多い。
マリンアプリケーション
これらのポンプは、船舶分野でもビルジポンプ、冷却水システム、バラスト水などに採用されている。
非容積型ポンプの正しい選択方法
アプリケーションに最適なポンプを選択するプロセスは、次のような影響を受ける：
流量要件
大きな流体を動かす用途では、渦巻きポンプまたは軸流ポンプを使用する必要があります。
圧力条件
一定圧力が重要な要素でない場合は、非容積型ポンプが安価で効率的であるため、望ましい。
流体特性
非容積型ポンプは低粘度の液体に最適ですが、水や薄い化学薬品もこのカテゴリーに入ります。
結論
深井戸用非容積型ポンプは、大量の流体を圧送するのに非常に効率的ですが、一定の圧力レベルでは動作しないため、いくつかの産業で不可欠な部分を形成しています。様々な非容積型ポンプの種類、その作動メカニズム、そしてポンプが果たす役割についての知識は、必要とするポンプや実行するタスクを正しく選択するための指針となります。
水処理、HVACシステム、あるいは農業用灌漑に携わるすべての人にとって、非容積型ポンプの用途は流体管理に関して柔軟かつ経済的です。しかし、ポンプに関しては、最大の運転パラメータと効率も確保できるという事実による救済策があります。
