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動力ポンプと容積式ポンプの違い:原理・性能・選定基準を解説

ポンプの大分類

ポンプは機械的動作で流体(液体・気体)にエネルギーを与え、移送・圧縮・揚程付与する装置です。エネルギー付与原理により、動力ポンプ(動圧式・遠心式等)と容積式ポンプ(正排量ポンプ)の二大系統に大別されます。

動力ポンプ(遠心ポンプを代表とする)

回転インペラが流体に遠心力で速度(運動エネルギー)を与え、ディフューザー/ケーシングで圧力エネルギーに変換。圧力差で流体を送り出します。

容積式ポンプ

ピストン・プランジャ・ダイヤフラムの往復運動や、歯車・スクリュー・ベーンの回転で、一定容積の流体を閉じ込め強制排出。圧力を作って流れを生む(動力ポンプは流れを作って圧力を生む)。

動力ポンプと容積式ポンプの詳細比較

比較因子動力ポンプ(遠心式)容積式ポンプ
作動メカニズムインペラがモータ動力→流体速度→圧力変換で吐出(流れを作って圧力生成)一定容積の液体を閉じ込め吸込→吐出ポートへ強制排出(圧力を作って流れ生成)
圧力変化時の流量圧力変化で流量変動大圧力変化で流量ほぼ一定
粘度上昇の影響中程度粘度でも摩擦損失大で流量急減内部隙間利用で高粘度対応容易、粘度上昇で流量増傾向さえある
効率特性特定圧力で効率ピーク、外れると劇的低下。曲線中心外運転で損傷・キャビテーションリスク圧力影響受けにくく、圧力上昇で効率向上傾向。曲線上任意点で無損傷・効率維持運転可能
吸込み揚程(自己吸引)標準型は不可。自吸式・逆止弁併用でマンメトリック吸込可能吸込側で真空生成、自己吸引可能
せん断作用高速回転で液体にせん断応力。せん断感受性流体(ポリマー、食品、生物試料等)不向き内部流速低くせん断最小。せん断感受性流体に最適

選定の実務ポイント

「動力ポンプ=遠心ポンプ」と狭義に扱われがちですが、軸流ポンプ、渦流ポンプ、再生ポンプ等も動力ポンプ系です。一方、容積式には往復式(ピストン、プランジャ、ダイヤフラム)と回転式(ギア、スクリュー、ベーン、ローブ)があります。

まとめ

動力ポンプと容積式ポンプは、「流れを作って圧力を得る」か「圧力を作って流れを得るか」という根本原理の差から、性能包絡線が補完的です。現場条件(流体物性、運転圧力・流量範囲、せん断感受性、計量精度要求、コスト・スペース制約)を整理し、特性マトリクスで最適系統を選定してください。

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