4 種類の遠心ポンプの説明: ラジアル、アキシャル、混合など

4種類の渦巻ポンプとは何ですか?デューティポイントから始めましょう

高層ブースター システム用のポンプを選択するエンジニアは、雨水のオーバーフローを管理する請負業者とは異なる職務からスタートします。 1 つ目は、落差 180 m で 60 m3/h が必要になる場合があります。 2 番目の場合は、わずか 4 m で 4,000 m3/h が必要になる場合があります。どちらの仕事も遠心ポンプで行うことができますが、一方に適したインペラの設計がもう一方には適合しません。これが、「渦巻ポンプの 4 つのタイプとは何ですか?」という質問の理由です。実際問題は、モーターの出力、材料、ベンダーの仕様を検討する前に、答えはポンプの油圧限界を定義することです。

渦巻ポンプは羽根車の流路により、ラジアルフローポンプ、軸流ポンプ、斜流ポンプ、特殊用途・形状設計の4種類に分類されます。単段と多段、自吸と非自吸、二重吸引、垂直または水平レイアウトなどの構造上の特徴は、特定の任務をサポートする実用的なバリエーションですが、通常、最初に決定するのはインペラ ファミリです。

すべての遠心ポンプの動作原理

すべての遠心ポンプは同じ基本物理学を使用します。湾曲した羽根を備えた回転インペラが吸引口で液体を受け取り、外側に吐き出します。液体はインペラで運動エネルギーを獲得し、ボリュートまたはディフューザーによって速度が低下し、その運動エネルギーが圧力に変換されます。インペラ羽根の形状と角度によって、液体がインペラから出る方向が決まります。半径方向の流れの場合はシャフトに垂直、軸方向の流れの場合はシャフトに沿って、混合流の場合は中間の角度になります。この流れの方向は、ポンプのタイプを分ける最も重要な要素です。機械プロセスについて簡単に復習するには、次を参照してください。 遠心ポンプのインペラが産業環境でどのように機能するか .

インペラの形状は流頭 (Q-H) 曲線の形状も設定するため、4 つのインペラ ファミリは自然に異なる用途範囲に分かれます。

4 種類の遠心ポンプ: インペラ ファミリの定義

遠心ポンプの 4 つのタイプについての標準的な答えは、インペラの流れの方向に基づいています。 4 つのグループは、ラジアルフロー、アキシャルフロー、混合フロー、および特殊用途/構成設計です。次のセクションでは、各タイプがどのように動作するか、いつ使用するか、一般的な工業製品のバリエーションがどこに当てはまるかについて説明します。

タイプ 1: ラジアルフロー渦巻ポンプ

遠心力ポンプとも呼ばれるラジアル フロー ポンプは、産業用サービスで最も一般的なタイプです。液体はインペラの目の位置から入り、ポンプ シャフトに対して約 90 度で出ます。ラジアルフローポンプでは、圧力増加のほとんどは遠心力によるものであるため、このファミリーは比較的高揚程での中程度の流れに適しています。インペラの設計には、クローズド、セミオープン、オープンのバージョンが含まれます。閉じたインペラはきれいな液体に適していますが、オープンまたはセミオープン設計はある程度の固体を含む流体を扱います。

単段ラジアルフロー遠心ポンプは、給水、冷却水循環、ボイラー給水、化学薬品移送、HVAC システム、および一般的なプラント サービスの主力製品です。浄水サービスの場合、 SLWシリーズ横型渦巻ポンプ は、典型的な単段ラジアルフロー構成を表します。化学的適合性が優勢である場合、 IHシリーズケミカル渦巻ポンプ 一般的なラジアルフロー オプションです。狭い配管スペースでは、 垂直パイプライン遠心ポンプ 同じ油圧原理をよりコンパクトなエンベロープで実現します。

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タイプ 2: 軸流遠心ポンプ

対照的に、軸流ポンプはプロペラのようなものです。液体はポンプシャフトの軸に沿って出入りします。軸流ポンプは主に遠心力に依存するのではなく、プロペラブレードの揚力作用によって圧力を生成します。その結果、低い揚程で非常に大きな流量を処理できるポンプが得られます。軸流ポンプは、治水、雨水の汲み上げ、用水路、復水器の冷却水など、短い標高差で液体を水平に移動させる用途に仕様化されることがよくあります。このような低揚程、高流量の条件では、軸流ポンプはラジアルフローポンプよりもはるかに効率的に動作できます。

タイプ 3: 斜流遠心ポンプ

斜流ポンプは、ラジアルフロー設計と軸流設計の特性を組み合わせたものです。液体は、シャフトに対して垂直と平行の間の斜めの角度でインペラから出ます。インペラは遠心力と軸方向揚力の両方を利用します。斜流ポンプは、ラジアルフローポンプよりも多くの流量を供給しますが、アキシャルフローポンプよりも高い揚程を備えているため、中流量、中揚程の用途に適しています。地方自治体の給水、排水ステーション、農業用灌漑、および沿岸の雨水システムでは、ラジアル ポンプもアキシャル ポンプもシステム曲線に効率的に一致しない場合、斜流ポンプが一般的に使用されます。

タイプ 4: 特殊用途および構成の遠心ポンプ

4 番目のグループは単一の羽根車形状ではありません。これには、固体処理用のボルテックスインペラなどの特殊なインペラ設計を備えたポンプや、特定の油圧問題を解決する構成に組み込まれたポンプが含まれます。ここで、多くの産業選択の決定が実際に行われます。

ボルテックスインペラはポンプケーシングの凹部にあります。固形物や糸状の物質は羽根車の羽根ではなく、開いた渦巻きを通過するため、下水や排水業務における詰まりのリスクが軽減されます。構築面では、次の 4 つの構成バリエーションに特別な注意が必要です。

• 単段と多段: 多段ポンプは、1 つのシャフトに 2 つ以上のインペラを直列に配置します。各インペラが圧力を加えるため、多段ポンプは比較的コンパクトなケーシングで非常に高い揚程を達成できます。ボイラー供給、高層供給、逆浸透、その他の高圧用途には、 SLGDシリーズ立形多段渦巻ポンプ 卸売SLGDシリーズ立型多段遠心ポンプメーカー、OEM/OD 江蘇双輪ポンプ機械製造有限公司は、中国のSLGDシリーズ垂直多段遠心ポンプのメーカーおよびOEMです。 製品を見る→ はこのアプローチの実践例です。
• 自吸式と非自吸式: 自吸式遠心ポンプは、始動のたびに外部から呼び水をすることなく、吸込ラインから空気を排出できます。これは、ポンプが液面より上にある場合に重要です。あ WFB シールフリー自吸ポンプ 卸売WFBシールフリー自吸ポンプメーカー、OEM/ODM工場 - Jiang 江蘇双輪ポンプ機械製造有限公司は、中国のWFBシールフリー自吸ポンプメーカーおよびOEM工場であり、詳細は... 製品を見る→ シールレスの自吸式構成で、漏れやメンテナンスのアクセスが懸念される場合によく使用されます。
• 両吸引: 両吸引ポンプにより、液体がインペラの両側に送られます。これにより軸方向の推力のバランスがとれ、ポンプは同様のサイズの単一の吸込羽根車よりも少ない振動でより大きな流量を移動させることができます。大量の水の移送など、大流量で中程度の揚程のサービスの場合、 横型分割ケース両吸込渦巻ポンプ は一般的なデザインです。
• 垂直型と水平型: 垂直型遠心ポンプは床面積を節約し、深いピット、井戸、復水器ベイに適しています。あ 立型長軸ポンプ 上部のモーターにアクセスできる状態を保ちながら、サンプ内の水没吸引レベルに達することができます。 2 つのインストール スタイルの詳細な比較については、「 横型遠心ポンプと縦型遠心ポンプの実際的な違い .

4 種類の渦巻ポンプの概要

選択プロセスに進む前に、油圧プロファイルと一般的なサービスごとに 4 つのグループを比較してください。

• ラジアルフロー: 中程度の流れ、高揚程。給水、冷却、ボイラー供給、化学プロセス。
• 軸流: 高流量、低水頭;治水、雨水、灌漑、復水器循環。
• 混合流: 中高流量、中ヘッド。都市用水、排水、沿岸のポンプ。
• 特殊目的/構成: ヘッドとフローは設計によって異なります。固体ハンドリング、高揚程多段、自吸、両吸込、または垂直設置。

境界は絶対的なものではありませんが、水圧プロファイルが常に最優先されます。プロセスに 80 m の揚程と 60 m3/h が必要な場合、ラジアル フロー ポンプが自然な出発点になります。プロセスが 4 m の揚程で 4,000 m3/h を必要とする場合、軸流ポンプがほぼ常に正しい選択となります。

アプリケーションに適したタイプを選択する方法

次の順序で決定します。

1. 義務点を定義します。流量と揚程は交渉の余地がありません。それらをポンプ特性曲線上にプロットし、どのインペラ ファミリが最高効率点付近で動作できるかを特定します。
2. 流体を確認してください。きれいな水、粘性液体、腐食性化学薬品、研磨スラリー、繊維質廃水は異なる挙動をします。基本的なポンプ タイプが決まる前に、オープン インペラ、ボルテックス インペラ、または特殊合金が必要になる場合があります。
3. 吸引条件を検討してください。利用可能な正味吸引ヘッド (NPSH) を決定し、ポンプに浸水吸引または自吸構成が必要かどうかを決定します。吸引圧力が低いとキャビテーションのリスクが高まるため、多くの場合、二重吸引ポンプまたはより優れた吸引固有速度を備えたインペラが必要となります。
4. インストールとドライブの配置を選択します。床面積、ピットの深さ、モーターの位置によって、水平構造か垂直構造かが決まります。深いピットの場合、垂直長シャフトポンプによりモーターにアクセスしやすくなります。配管ギャラリーの場合、横型ポンプの方がメンテナンスが簡単です。
5. 総合的な稼働効率を比較します。通常、ポンプの寿命にわたるエネルギーコストは購入価格を超えます。名目上安価なポンプを最高効率範囲外で動作させると、最初の 1 年間により多くの電力を消費する可能性があります。

要求の厳しいメディアや環境については、利用可能なガイダンスを確認してください。 過酷な条件に適した工業用遠心ポンプの選択 仕様を最終決定する前に。

遠心ポンプを選択する際に避けるべきよくある間違い

適切な選択を行うことは、現場での失敗につながる一般的なエラーを回避することも意味します。

• 流れのみに焦点を当てます。流量には対応するが揚程には対応しないサイズのポンプは、曲線のはるか右に流れ、モーターに過負荷がかかり、またはキャビテーションが発生します。
• 液体の性質は無視します。粘度はポンプの性能を低下させます。固体には、より大きな通路、オープンインペラ、またはボルテックスインペラが必要です。
• 吸引揚力を過小評価している。十分な NPSH がないと、遠心ポンプは圧力を失い、インペラを侵食します。液体ソースがポンプの下にある場合は、自吸式遠心ポンプが実用的な解決策となる可能性があります。
• 床面積を節約するためだけに縦型ポンプを選択します。垂直シャフトポンプは、ウェットエンドがピットの奥にある場合、メンテナンスが困難になることがあります。構造をアクセスプランに合わせてください。
• カタログだけで選ぶ。インペラのファミリー、速度、ウェアリングのクリアランス、シール環境はすべて、実際の使用状況に照らしてチェックする必要があります。

結論: ポンプの種類を明確に理解した上で選択を行ってください

渦巻ポンプには、ラジアルフロー、アキシャルフロー、斜流、特殊用途/構成の 4 つのタイプがあります。 それらはインペラが液体を導く方法が異なり、その違いによってポンプが送出できる流量と揚程が決まります。単段バージョンと多段バージョン、自吸式レイアウトと非自吸式レイアウト、二重吸引インペラ、垂直または水平取り付けはすべて選択を絞り込みますが、最初に決定するのはインペラ ファミリです。

新しいポンプまたは交換用ポンプを検討する場合は、流量、揚程、流体特性、吸引条件、設置上の制約などの重要な点から始めます。そのプロセスにより、自然に 4 つのタイプのいずれかにたどり着きます。タイプが明確になったら、そのファミリー内の実際の製品設計を比較して、効率、材料の互換性、保守性を確認します。これら 4 つの遠心ポンプ カテゴリを明確に理解すると、時間を節約し、最もよくある選択の間違いを防ぐことができます。