お問い合わせ

TEL: 0853-21-3578

FAX: 0853-23-1065

 担当:常陸(ひたち)

営業時間

9:00 ~ 17:00(月〜金)

 

お問い合わせフォーム

特許技術「新方式遠心ポンプ」

遠心力を有効に活用した「らせん渦流」により高圧力を実現した新方式遠心ポンプ

羽根形状
羽根形状

 新方式遠心ポンプは、セミクローズの羽根形状を機能的に活かした革新的なポンプです。

 

 弊社ではこの新方式技術を 特許第5342639号「遠心ポンプ」で登録しています。

新方式「遠心ポンプ」の3つの特長

 1.小型で高圧性能が発揮できる 

 2.水とエアーが一緒に送れる
 3.高粘度の液体を送ることができる 

1.小型で高圧性能を発揮できる

・αポンプの本体は、三段遠心ポンプの本体長さの約1/3、体積の1/5程度の大きさであり、小型で分解・洗浄が簡単である。

・締切り運転が可能であり、消防など特殊用途に向いている。

・極低比速度ポンプとして有効である。

2.水とエアーが一緒に送れる

バブル
  • キャビテーションが発生しても揚程を下げずに送水できる
  • αー80の場合、大気圧下で20%程度のエアーを吸込みながら送水できる
  • αー100の場合、揚程40~100mの高圧力下でも10~20%のボイド率で送水ができる。

 このように、キャビテーションが発生しても揚程を下げずに送水ができるという、非常にユニークな特徴を持っています。

優れた気体吸込性能

3.高粘度の液体を送ることができる

 1100cstまたは機種によってはそれ以上の粘度をもつ液体の移送ができます。

 ポンプ内の羽根車に接する流路が大きいため、高粘度流体だけではなく大豆などの固形物を水と一緒に送ることができます。 

ポンプ性能

従来の遠心ポンプの3倍のパワー(当社調べ)

 新方式遠心ポンプは、モーターからの遠心力を回転エネルギー(らせん渦流れ)に変換し増大させ、1段のポンプで高圧力を達成します。100ℓ/分の水を100m上げる試験を3600rpmの回転で行ったところ、C社の場合3段の遠心ポンプであるのに対して、新方式遠心ポンプでは一段のαポンプ(αー100)でクリアしました。更に回転数を上げれば高圧力を達成できます。羽根車の直径を大きくすることでも、容易に吐出圧を上昇させることができます。 

ポンプ性能 比較図表

ポンプ性能 比較図表

新方式遠心ポンプの構造

新方式の遠心ポンプは下記の構造が特徴です。 

流路

  • ポンプカバー内側面には、U字型に配置した半円形断面の溝状流路が形成されている。この半円形断面のU字型流路は、その対面に接する羽根車の回転部とは独立した構造となっている
  • 吸入孔はポンプカバー側面についている
  • 吐出孔はポンプケース上側についている

羽根形状

  • 羽根車の全体構造は円形の深皿形で、そのボス部を中心として放射状に並ぶ回転羽根は後退角に形成している
  • 後退角に形成した羽根は、更に流路側に対して回転方向に前傾しており複雑な3次元構造となっている

遠心力によるらせん渦流れ

  • 羽根車の高速回転により発生する遠心力は、流体に回転エネルギーを与え、それによって形成されるらせん渦流で高い圧力を発生させる
  • 羽根車によりお椀状のポンプケースに沿って放出される液体は、そのまま半円形断面の流路に入り、らせん状に高速回転しながら吐出孔に向かって流れる

サイズ

専門家の声

横浜国立大学との共同研究結果

 平成16年から横浜国立大学と新方式遠心ポンプの流体力学的研究を行い活用方法について調査しました。

  1. ターボ型ポンプの性能と同様な相似則が成り立つことが判明した
  2. 本ポンプの羽根車が、流れを強制的に押し出す容積形のポンプとは異なって、ケーシング内を逆流できる機構を持っているため締切り運転が可能で、高い締切り揚程を達成できることは、消防用ポンプやその他の特殊用途に向いているとも言える
  3. 通常の遠心ポンプでは、キャビテーションが発生すると揚程が急低下してそれ以上の流量では揚水不能に陥るが、本ポンプではキャビテーションが発生しても揚程が低下しないという大変ユニークな特徴を持つことが判明した。この特徴は大変大きく、キャビテーションによる閉塞が無いポンプとして売り出せるかもしれない
  4. 比速度を更に低下させれば、従来容積形ポンプが使われてきた極低比速度領域で、容積形ポンプに取って代わるポンプに成長させる可能性もある
  5. 本ポンプでは、ボイド率20%でも揚程曲線の低下が少なく、従来の遠心ポンプと比べて、空気の吸込み性能が飛躍的に向上しており、ターボ型が羽根車流路を空気が閉塞して揚水不能に陥るのとは対照的で、容積形の特徴を示していると言える。ターボ型では、気泡混入と同時に揚程低下が現れるが、本ポンプではボイド率10%まではほとんど揚程低下が見られないことは、大きな特徴である

※実験に使用したポンプ

口径:40mm、インペラー径:125mm、インペラー型式:セミオープン 出力:5.5kw、極数:2極、周波数:60Hzで3600rpm


ポンプメーカ社A社長の評価

 弊社では、少量高圧用ポンプ(2.0MPaまで)として使いたい。この領域ではカスケードポンプ、トロコイドポンプ、ピストンポンプ(プランジャーポンプ)ですが、一概にこのポンプはスラッジに弱いと言われていますが、この方式はスラッジにある程度強いことがセールスポイントです。

エアーを吸入側からフランジを入れ、ケーシング内部でインペラーによりミキシングされ、吐出されます。

 今、世の中にいろいろとこのようなポンプが出ていますが吐出圧0.3から0.6MPaで吐出量が20~100ℓ/分ぐらいのポンプはN社の渦流タービンポンプくらいしかなく、それに代わるポンプとなりえます。


 私共が活用したいのは下記になります。

  1. 加圧浮上装置のポンプ(α-80以上の機種)
  2. 少量高圧のスプレイ装置のポンプ
  3. 1~100cstの液体の送液ポンプ


 今後は、少量高圧、通常のカスケードポンプと構造が違うエアーが吸入側からいれることのできるポンプに活用したい。