多段ポンプの理解：機能、用途、メリット

産業面では、多段ポンプは発電所などで使用できます。発電所は使用する液体を電力に変換し、他の方法と比較して比較的環境に優しいです。農業での応用では、多段ポンプは広大な農地の灌漑に使用できます。

農地は、多段ポンプの運転による標準化された水供給によって灌漑され、農地に均等に灌漑を提供するだけでなく、農家が手作業で行う時間を節約します。日常用途では、多段ポンプは消火作業で一般的に使用されます。高層ビルで火災が発生したとき、消防士は水を放出するスプリンクラーを保持します。水供給経路が長距離に延びるため、水に高い圧力を与える必要があり、それが消火作業で多段ポンプが使用される理由です。

多段ポンプの構造

多段ポンプは、それを通過する液体に圧力を与える効果的なデバイスにするいくつかの部品で構成されています。多段ポンプを断面で見ると、段の上に吸込入口があります。吸込入口の下にはポンプケーシングがあり、ポンプシャフトを囲み回転しません。ポンプケーシングとポンプシャフトの間にはメカニカルシールがあります。

ポンプシャフトの右側部分に移動すると、2つ以上の段が一列に並んでおり、各段はインペラーとディフューザーで構成されています。段の右端には、液体を多段ポンプから外部へ送り出す吐出管があります。ここでは多段ポンプの形成を深く見ていきます。

• 吸込入口
  液体の進入口で、ポンプの左側に垂直に設定され、液体の流入方向は下向きです。吸込入口の端は最初のインペラーのアイに送られ、液体が通過します。
• インペラーとディフューザー
  1つのインペラーと1つのディフューザーでポンプの1段を構成し、多段ポンプは2段以上で構成されます。インペラーは羽根（ベーン/ブレード）を備え、流れを偏向させ、液体の送り出しに機械的動力を生み出します。ディフューザーは静止しており、インペラーの外側を包み込み、流速を下げ静圧を高めて、液体を押し出すのに十分な力を提供します。この2つのコンポーネントは連携して多段ポンプの最適な効果を発揮すべきです。
• メカニカルシール
  多段ポンプのメカニカルシールはポンプケーシングとポンプシャフトの間に設定されます。回転シャフトをシールし、内部の液体が大気へ漏れたり、外部の空気がポンプケーシング内に入って多段ポンプの運転に影響したりするのを防ぎます。多段ポンプの小さなコンポーネントに見えますが、運転にかなり重要な役割を果たします。
• ボールベアリング
  ボールベアリングはポンプシャフトの左端にあり、ポンプの運転中にシャフトを固定部品と正しいアライメントに保つために使用されます。ポンプシャフトは多段ポンプの運転手順中に回転し続けるため、メカニカルシャフトと併せてボールベアリングで保持し、液体送り出しの失敗を減らす必要があります。したがって、ボールベアリングも多段ポンプのセットアップで重要な役割を果たします。
• 吐出管
  吐出管は最後の段の隣、多段ポンプの右端に設定され、液体の出口です。液体が複数の段を通過すると、吐出管から上向きに出て、手順全体が完了します。

多段ポンプの作動原理

液体の送り出し方向は左から右へ水平方向です。まず、液体が吸込入口に入り、インペラーのアイを通って下に行きます。次に、液体はポンプシャフトの回転によって押し出され、ボールベアリングがポンプシャフトを保持して偏向を防ぎ、メカニカルシャフトが液体の漏れや空気の侵入をブロックします。

液体が最初のインペラーを通過すると、インペラー羽根がより高いレベルの動力を提供して液体を押し出し、内部のディフューザーが流速を制御し同時に液体に圧力を与え、流れを液体送り出しに十分な強さにします。このプロセスは段の数だけ繰り返されます。液体が最後の段を通過すると、吐出管から上向きに排出され、全手順が完了します。

多段ポンプの種類

多段ポンプの異なる構成により、主に2つのタイプに分類されます：バレル型多段ポンプとリングセクション型多段ポンプです。

• バレル型多段ポンプ
  高温・高圧用途に使用され、通常はより小さなピースとして現れます。バレル型多段ポンプは樽のようなケーシングで囲まれ、外側のケーシングを切り離さずにポンプ内部を取り出せるため、未使用時のメンテナンスが比較的容易です。
• リングセクション型多段ポンプ
  より多くの段を追加または除去できるため、比較的大きなピースです。複数の段がケーシング内でタンデム配置されます。液体が各段を通過すると、液体に与えられる圧力は増加し、最後の段で最高圧力に達します。しかし、リングセクション型多段ポンプの内部を追加または除去する際は、外側のケーシングと配管を除去する必要があり、メンテナンスにより時間と作業がかかります。