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ラジアルフローポンプとは何ですか? 1 つの記事で理解する

2025-10-22

ラジアルフローポンプ流体に遠心力を加えて流体をポンプシャフトに対して垂直に動かすことによって動作します。流体の外側への流れを加速する湾曲したインペラブレードを特徴とするこれらのポンプは、高圧作業条件に最適です。しかし、多くのユーザーは選択と操作の際に混乱に遭遇します。ラジアルフローポンプとは正確には何ですか?どのように機能するのでしょうか?特定の作業条件に適したモデルを選択するにはどうすればよいですか?パラメータ計算の実際的な公式は何ですか?過負荷障害をどのように処理するか?この記事では、核となるロジックから実践的なスキルまで、ラジアル フロー ポンプに関する重要な知識を平易な言葉で説明し、すぐに使い始めるのに役立ちます。

 Radial Flow Pump

I. 動作原理ラジアルフローポンプ

ラジアルフローポンプの核心は遠心力によって行われる仕事にあり、これが軸流ポンプや斜流ポンプとの基本的な違いです。流体はポンプシャフトに対して平行や斜めではなく垂直に(つまり「ラジアル」に)動きます。

簡単に言うと、モーターは羽根車を高速で回転させます。流体は羽根車とともに回転することで遠心力が発生し、羽根車の中心から端に向かって飛び散り、運動エネルギーが増大します。その後、流体はボリュートに入り、そこで流速が低下し、運動エネルギーが圧力エネルギーに変換され、加圧輸送が実現します。

II.精密な選択スキル: 媒体と使用条件に基づいたポンプモデルのマッチング

1.媒体特性への適応を優先する


  • 清潔で低粘度の流体 (清水、ディーゼル油): 低コストと耐久性を実現するために、鋳鉄ポンプ本体 + パッキンシールを選択してください。
  • 腐食性媒体 (硫酸、塩酸): ステンレス鋼 (304/316L) またはフッ素樹脂材料を使用し、漏れを防ぐためにメカニカル シールと組み合わせてください。
  • 粒子を含む流体 (下水、スラッジ): オープンインペラ + 耐摩耗合金材料によりブレードの詰まりや摩耗を防ぎます。
  • 高粘度媒体 (粘度 > 20mm²/s): モーター出力を増やすか、特別な高粘度ラジアルフローポンプを選択してください。


2. 動作条件パラメータを正確に一致させる


  • ヘッド: 実際の要件 = 幾何学的高さ + パイプラインの抵抗損失。選択時には 5% ~ 10% のマージンを確保してください (例: 実際に必要な揚程が 30m の場合、定格揚程 35m のポンプを選択します)。
  • 流量: ポンプが定格流量を超えて動作する (過負荷になりやすい) ことを避けるために、通常/最大流量を明確にします。
  • 温度: 高温媒体 (>120℃) の場合は、熱膨張と収縮による損傷を防ぐために、高温耐性シール (グラファイト + 炭化ケイ素) とポンプ本体の材質を選択してください。


3. 設置環境に適応する


  • 屋外設置:保護等級IP54以上の防塵・防雨性。
  • 防爆シナリオ (石油化学作業場): 防爆モーター (ExdⅡBT4 以上)。
  • 限られたスペース: 立形ラジアルフローポンプは、横形ポンプのわずか 1/3 の面積しかありません。


4. ブランドと費用対効果のバランス

ラジアルフローポンプの世界的ブランドにはそれぞれの利点があり、作業条件や予算に応じて柔軟に選択できます。輸入ブランドでは、ヨーロッパの老舗ブランドであるグルンドフォス(デンマーク)は、高効率、低騒音、強力な耐久性で有名であり、長期安定運転が必要な主要なシナリオに適しています。 WILO (ドイツ) は、ドイツの精密な品質を備えたコスト効率の良さが際立っており、予算は限られているが安定性を求める人にとって優れた選択肢となっています。特に、イタリアの新興ブランドである Teffiko は、イタリアの精緻な機械設計の職人技を統合しており、耐食性と高圧条件への適応性に優れています。 API610などの国際規格に準拠した製品を備えており、石油化学産業などの過酷なシナリオに特に適しています。輸入品質とリーズナブルな価格を兼ね備え、性能とコストのバランスのとれた人気の製品となっています。

Ⅲ.選択パラメータの計算: 流量、揚程、動力のマッチング式

パラメータの計算は、選択の中核となる前提条件です。次の 3 つの実際的な公式とケースは、要件をすばやく計算するのに役立ちます。

1. 流量計算(Q、単位:m3/h)

計算式: Q = 3600 × A × v (A = πd²/4、d はパイプラインの内径、v は推奨流速 1.5 ~ 3.0m/s) ケース: パイプライン内径 0.1m、流速 2.0m/s。 A = 3.14 × 0.01/4 = 0.00785m²。 Q = 3600 × 0.00785 × 2.0 ≈ 56.5m3/h。定格流量が 60m3/h のポンプを選択してください。

2. 水頭計算(H、単位:m)

式: H = H_static + H_loss (H_static は吸入ポートと吐出ポートの間の高さの差です。H_loss はパイプラインの抵抗で、H_static の 10% ~ 20% と推定されます) ケース: 高低差 30 m、複雑なパイプライン (H_loss は 20% と推定されます)。 H = 30 + 30 × 20% = 36m。定格揚程40mのポンプを選定してください。

3. 軸動力計算(P、単位:kW)

式: P = (ρ × g × Q × H) / (1000 × η) (ρ は流体密度、g = 9.8m/s²、Q は m3/s に変換する必要があります。η はポンプ効率、推定 75%) ケース: 上水の輸送 (ρ = 1000kg/m3)、Q = 56.5m3/h (0.0157m3/s)、H = 36メートル。 P = (1000 × 9.8 × 0.0157 × 36) / (1000 × 0.75) ≈ 7.4kW。 11kW のモーターを選択します (20% のマージンを確保)。

IV.過負荷障害の処理: モーターパラメータの調整と負荷のマッチング

1. 主要な障害の原因


  • 不適切な選択: モーター出力が実際の要件を下回ります。
  • 過度の運転:流量/揚程が定格値を超えています。
  • 機械的故障: インペラの詰まり、ベアリングの損傷、密閉が厳しすぎる。
  • 媒体の変化: 粘度/密度の増加により負荷が増加します。


2. 現実的な対策


  • 動作パラメータを調整します。出口バルブをわずかに閉じて流量を減らします。抵抗を減らすためにパイプラインをきれいにする。
  • 機械的問題のトラブルシューティング: 摩耗したインペラを交換し、ベアリング潤滑油を追加し、シールクリアランスを調整します。
  • モーターのパラメーターを一致させる: より高出力のモーターに交換するか、可変周波数ドライブ (VFD) を取り付けて速度を下げます (10% の速度が低下すると、27% の電力が低下します)。
  • 媒体への適応: 媒体を前処理するか (加熱して粘度を下げ、濾過して不純物を除去します)、または適切なポンプ モデルと交換します。


3. 予防のヒント


  • 選択時には 10% ~ 20% の電力マージンを確保してください。
  • 可変周波数ドライブを取り付けて負荷に動的に適応します。
  • モーターの電流と温度を定期的に監視し、異常が発生した場合は直ちに停止してください。


結論

ラジアルフローポンプの効率的な動作には、動作原理、正確な選択、パラメータ計算、および障害処理の理解が不可欠です。具体的な使用条件(媒体、圧力、流量)により総合的に判断し、必要に応じて専門技術者にご相談されることをお勧めします。ブランドの比較、設置仕様、メンテナンスサイクルについて詳しく知りたい場合は、お問い合わせください。テフィコは、1対1の技術相談と無料の労働条件適応分析を提供します。



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