産業用ポンプタイプ解説：機能、用途、主な違い

産業用ポンプカテゴリーの詳細説明

ポンプは機械的作用により液体物質を移送する装置です。伝統的に、ポンプは流体移送・伝達方法により3主タイプに分類されます。

産業用ポンプの分類

流体移送の3方式は、直接揚程、変位、重力方式に分けられます。すなわち、直接揚程ポンプ、変位ポンプ、重力ポンプです。

機械構造では、ポンプは典型的な往復動または回転機構で作動し、エネルギーを消費して機械仕事を行い、流体やガスを移動させます。産業用ポンプは作業要件に基づき、これら全ての機構で製作可能です。

設置場所については、機械式産業用ポンプは汲み上げる流体に浸漬されるか、流体外部に設置されます。変位方式により、ポンプは容積式ポンプ、インパルスポンプ、流速ポンプ、重力ポンプ、蒸気ポンプ、バルブレスポンプに分類されます。さらに、容積式ポンプと遠心ポンプという2基本タイプがあります。

駆動源

ポンプは手動操作、電気、エンジン、風力など持続可能エネルギー源など、多くの動力源で駆動可能な広く使用される機械装置です。

これらのエネルギー源は、医療用マイクロ顕微鏡から上水道用大型産業用ポンプ、工作機械クーラント伝送用産業用ポンプまで、サイズの異なる多様な装置に対応します。

ポンプは産業で広く応用されます：井戸揚水、水槽ろ過、池ろ過。自動車産業では水冷と燃料噴射。エネルギー産業では石油・ガス輸送と冷却塔運転。工作機械産業では切削液とクーラント移送。医療産業では生化学プロセスでの薬品開発・製造、人工心臓やペニス義肢など人体部品の人工代替として使用されます。

単段ポンプ

インペラ数はポンプ設計の鍵であり、インペラ数がポンプの動作モードと液体送達強度を決定します。回転インペラが1つだけのポンプを単段ポンプ、2つ以上を2段または多段ポンプと呼びます。インペラの違いは動作機構に関連します。

生物学応用では、多くの化学ポンプと生体力学ポンプが開発されています。これら新しい機械式ポンプ開発にBIOMIMICRY（生物模倣）概念が用いられることがあります。初期の人々が鳥を研究して人間の飛行を目指したのと同様です。この試みを通じ、科学研究向上に役立つ多くの生物模倣事例があります。ポンプ開発者も自然から革新的アイデアを得ようとしています。

容積式を採用するポンプ

容積式ポンプは一定量の液体を吸引し、吐出管へ強制的に送り込んで流体を流します。一般的に、容積式ポンプは吸込側で膨張するキャビティと吐出側で収縮するキャビティを使用します。

この方式では、吸込側キャビティ膨張時に液体がポンプ内に流入し、キャビティ収縮時に吐出口から流出します。各サイクルで流量が一定に保たれることが保証されます。

容積式産業用ポンプは、与えられた速度で吐出圧力に関わらず同一流量を生成可能です。しかし圧力上昇に伴い内部漏れがわずかに増加し、真の定流量を妨げます。すなわち、容積式ポンプには遠心ポンプのような閉止弁がないため、吐出側の弁を逆向きに閉じることはできません。したがって、容積式ポンプは閉止弁作用下で流量を生成し続け、吐出配管内圧力が配管破裂まで上昇し続け、ポンプを深刻に損傷させます。

安全上の理由から、容積式ポンプの吐出側にはリリーフ弁または安全弁の設置が通常必要です。ポンプメーカーとユーザー双方がこの問題に注意すべきです。リリーフ弁は内部または外部設置可能です。