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脈動によるトラブルと対策ガイド

ハンドブック

ポンプや配管の破損をはじめとする「脈動」によるトラブル。脈動について理解を深めると多くのメリットがあります。

【掲載内容】
1.脈動基礎知識と原因
 脈動基礎/メカニズム/脈動が起こるポンプ
2.配管注意設計注意点
 流量/サポート/主な注意点
3.脈動対策方法
 脈動防止器具/注意点
4.脈動トラブル
 流量計精度/接液部の消耗
5.無脈動ポンプ
 渦巻式/一軸ねじ式/電動ダイヤフラムポンプ

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このカタログについて

ドキュメント名 脈動によるトラブルと対策ガイド
ドキュメント種別 ハンドブック
ファイルサイズ 1.7Mb
登録カテゴリ
取り扱い企業 株式会社エイチツー (この企業の取り扱いカタログ一覧)

このカタログの内容

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脈動によるトラブルと 対策ガイド
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目次 脈 1.脈動基礎知識と原因 動 脈動基礎/メカニズム/脈動が起こるポンプ に よ 2.配管注意設計注意点 る 流量/サポート/主な注意点 ト ラ 3.脈動対策方法 ブ 脈動防止器具/注意点 ル 4. と脈動トラブル 対 流量計精度/接液部の消耗 策 5. ガ無脈動ポンプ 渦巻式/一軸ねじ式/電動ダイヤフラムポンプ イ ド
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脈動基礎 脈動 ~脈拍のような、周期的・律動的な動き。また、そのよ うに動くこと~ ポンプでいうと連続的ではない・周期的な流体の流れ 脈 と考えることができる。 多くの移送原理が存在するポンプでは、脈動が起こりや 動 すい構造とそうでないもが存在する。水中ポンプや渦巻きポンプなど、インペラを使い遠心力 で流体を移送するポンプ(いわゆる非容積式の渦巻きポ 基 ンプ)は連続流の為脈動は発生しない。一方、ダイヤフラムポンプをはじめとする「容積式往復 動ポンプ」ではその構造上、脈動を発生させる。 礎 容積式往復動ポンプ 非容積式遠心式ポンプ 知 ピストンポンプ 渦巻きポンプ プランジャーポンプ タービンポンプ 識 チューブポンプ カスケードポンプダイヤフラムポンプ ウイングポンプ と 原 発生メカニズム 因 ダイヤフラムポンプ ダイヤフラムポンプは、液 の流路にダイヤフラムを 用いて容積変化させるこ とで、液の流れを発生さ せる 容積式ポンプの一 種です。(右図①→②) ① ②
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容積変化するダイヤフラムの 前後に、逆止弁を設けること によって、 「吸込み工程」と「吐出工程」 が、一方方向に液の流れを 保ちポンプとしての機能を持た せます。 その為、サインカーブを繰り返しながら、送液を行います。 この「吐出工程と吸込工程のタイムラグ」が脈動発生の原因と なります。 配 一軸ねじ式のような容積式の回転ポンプでは、一般的に回転数が 高いため脈動は起こりにくい。 但し、20回転/min程度まで回転速度を落とすと液体が息継ぎをする 管 ように吐出される為、脈動が発生している状態になる。 設 脈動と流量 計 ピーク流量 の 「1000mL/min」=1分間に1000mL吐出する、という表記があります が、これは渦巻きポンプのような無脈動ポンプが1分間に流す合計 を表す場合も、定量ポンプのように1分間に5回のストローク(動作) 注 の合計でも、同様に1000mL/minと表記されます。 特に定量ポンプは、一分間に10回や100回など、小分けして吐出 する為、1回あたりの流量は渦巻きポンプの連続流平均値より大きく 意 なります。 一般的に、ダイヤフラムポンプ 点 のピーク流量は、渦巻きポンプ の3倍以上と言われています。 つまり、前著の1000mL/minの ポンプで考えると、ダイヤフラム ポンプのピーク流量は渦巻き ポンプの3000mL/min以上の圧力損失を考える必要があります。
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配管設計の注意点 注意点 ダイヤフラムポンプをはじめ、脈動を発生させるポンプの 配管設計の際は、必ずポンプの設定配管口径以上にするよ うにするようにしてください。 配管口径の設定は吐出側はもちろん、吸い込み側でも小さ 配 くするのは避け、配管にかかる抵抗を極力なくす様にします。 吸込み側に抵抗がかかり過ぎると、低温状態で気泡を発生 管 させる「キャビテーション」が発生し、最悪の場合吐出不良に陥ります。 設 配管サポート 計 配管サポートの間隔 の 一般的に配管サポート支持具に関しては、指示具メーカーから設置間隔の推奨値が出ているので、脈動流を伴うポンプは振動を 発生させる為必ずメーカー推奨値を守り、かつ多めのサポートを 注 して下さい。 参考に金具メーカーであるアカギ社が公開している推奨間隔を 意 添付します。 1m単位重量(㎏/m) 点 推 奨径 称 支持間隔(A) 水管 合計 (m)(満水時) 13 0.174 0.145 0.319 1.0 16 0.256 0.216 0.472 1.0 20 0.310 0.333 0.643 1.0 25 0.448 0.525 0.973 1.0 30 0.542 0.794 1.336 1.0 40 0.791 1.307 2.098 1.0 50 1.122 2.107 3.229 1.0 65 1.445 3.610 5.055 1.0 75 2.202 4.778 6.980 1.0 100 3.409 7.980 11.389 2.0 ※上記:VP管(硬質塩化ビニル管)
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脈動防止機器 脈動防止機器とは ポンプによる脈動を防止する方法として、吐出配管側に防止用機器 を取り付ける事により脈動を減少させることが出来ます。 1.エアチャンバー 容器内に空気室を有し、空気の伸縮を利用してポンプの脈動を緩衝 させ、安定した液体の流れを作ります。 配管振動及びオーバーフィード現象などを軽減できます。 2.アキュームレーター 空気が直接液体に触れないように、空気と流体の境目にプラダと呼 脈 ばれるゴムの風船のような形状の物が入っており、風船内に圧縮され たガス(一般に窒素ガス)が封入されています。 脈動減衰の原理はエアチャンバーと同じです。 動 エアチャンバーの弱点であった空気と直接触れるという点が無いた め、空気が液体に溶解したり、液体が酸化・変質したりすることがあり ません。 対 3.脈動減衰器(ダンパー) 構造はアキュームレーターに近く、ゴム風船の代わりにダイヤフラムを 策 用いることが一般的です。 方 機器取付時の注意 法 背圧が必要 機器内の空気が背圧によって圧縮され、脈動の原因を減衰させて いる機構の物が多いため、機器に背圧をかける必要があります。 背圧は吐出側バルブの絞りにより得ることも可能です。 または背圧弁を取り付ければ背圧をかけ続ける事が出来ます。 脈動減衰機器を使用する際には、必ず「背圧」に留意し、ご使用い ただくことを推奨いたします。
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流量計精度 脈動流と流量計 ダイヤフラム式流量計や歯車式流量計、電磁流量計など 脈動を前提としていない流量計を使用してしまうと 計測誤差が大きく出てしまいトラブルの原因となり得ます。 流量計を使ったシビアなフォードバック制御を考えられて いるお客様は ・脈動を減少させる ・応答時間が調整できる脈動対応の流量計 の選定をお勧めします。 脈 動 オーバーフィード現象 オーバーフィード現象とは ト オーバーフィード現象とは、吐出の勢い(慣性)によって、ポンプが停止しても液体が流れ続ける現象のことを言い、特に脈動流のポン プの場合はこの現象が大きく現れ、定格流量より多く吐出されて ラ しまいます。オーバーフィード現象によって、注入量がシビアな現場でトラブルの 原因となることがあります。 ブ 防止の為に配管の末端(注入点)に「サイホン防止弁」の設置を推奨いたします。 ル 不安定な脈動 普段以上の過大な脈動原因 ~脈動を発生させるポンプを使用中に、従来以上の脈動流が発 生しだした場合の原因と対策について~ CASE.1 ダイヤフラムポンプ ・ボールや弁座の消耗による不安定な吐出 ・ダイヤフラムの劣化により、伸縮性が落ち不安定な脈動 対処:消耗部の交換
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CASE.2 一軸ねじポンプ ・ステーターとローターの消耗をチェック ローターの摩耗によりステーター間のシールが不十分になると 吐出量の減少に伴い、送液が不安定になり、不安定な脈動流 を発生させます。 対処:オーバーホールによる消耗備品交換 ダイヤフラムポンプ 脈動ポンプのメリット 脈動が起こすトラブルや、対策について解説してきましたが、脈動を 無 起こすポンプの代表格であるダイヤフラムポンプはその駆動方式ゆえ に様々なメリットがあります。 ・定量注入が可能 脈 ・接液部材質のバリエーションが多く 耐食性に優れている ・スラリーの移送が可能 動 ・高粘度液移送が可能 エアダイヤフラムポンプ ・同等性能の他ポンプよりも安価 ADDシリーズ ポ 無脈動ポンプ ン 無脈動ポンプ紹介 耐熱水中ポンプ プ 水中ポンプはインペラで送液する為、脈動 が発生しないポンプの代表格です。 エイチツーの耐熱水中ポンプは95℃まで 対応。 JCV/JCVHシリーズ 浮上油回収ポンプスキマー 水中ポンプとフロートが合わさった装置に なる為、流体の移送原理は水中ポンプ、 つまり渦流になります。 H-FRシリーズ
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ハンディポンプ エイチツーのハンディポンプは、電動モーター にスピードコントロールを標準装備。 移送原理は渦巻きポンプに近く、無脈動タイ プのポンプ。 HDシリーズ 耐熱陸上ポンプ 陸上渦巻きポンプで脈動を発生させず バリエーションも豊富。 無 エイチツーは耐熱性と小型化を追求しました。 SWシリーズ 脈 ロータリーローブポンプ 動 独自構造のローターをタイミングギアにて最適な速度で駆動させ、高粘度移送も 可能で分解洗浄が容易。 ポ 回転数が早いため脈動流を発生させにくJNHシリーズ い構造。 ン 多連電動ダイヤフラムポンプ プ 吸い込みと吐出のタイムラグを最小限にする為、5連式ダイヤフラムが脈動を感じ させない移送を実現。 SNシリーズ 脈動減衰器 エイチツー製脈動減衰器PMZはエアダイヤ フラムポンプの脈動を前提に設計。 材質もPP製からSUS製、PVDF製と豊富なライ ンナップから選べます。
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JCV型 JCV型 NSD型 シビアな設備基準 pH12.5,液温70℃,シリカ混 洗浄水中和剤の注入 に 合格。化粧品工 入 大手製鉄所へ納入 場 納入事例集 エイチツーWEBサイトにて掲載中 www.eichitwo.com ADD型 SN型 H-FR型 ボンデ液(リン酸マン 高粘度液の小分け移 塗装工場排水の浮上物回収 ガン)の 循環ろ過 送 JCV型 イオン交換樹脂 M型 高温ボンデ液の移 溶解装置用純水供給 排水処理薬液注入 送 株式会社エイチツー 〒454-0818 名古屋市中川区松葉町4-49 TEL:052-364-8841 FAX:052-364-8842 http://www.eichitwo.com ※ 本タカログ記載の仕様や外観は性能向上の為、予告なく変更する場合がございます。予めご了承下さい。