斜流ポンプとは
斜流ポンプ (英: mixed flow pump) とは、刃根車から流出する流体の角度が、主軸の中心線を軸とする円すい面内にあるポンプです。
軸に取り付けられた羽根車が回転し、その遠心力により、軸方から流入した流体が、軸に対し斜め方向に流出します。渦巻状のケーシングや案内羽根により圧力が回収され、揚程が高くできます。
斜流ポンプは、比較的高揚程で大流量です。下水道の汚水ポンプや河川・雨水の排水ポンプなどに多く使用されます。
斜流ポンプの使用用途
斜流ポンプの使用用途は、都市用の上下水道、雨水の排水、農業用や工業用水用、及び火力発電所の冷却水用などです。また、海水の取水、一般給水・排水用、石炭発電所のスラリー液排水などに用いられます。
斜流ポンプの特性は、渦巻きポンプより高速運転が可能で小型軽量となり、軸流ポンプと比べて高揚程で用いても、キャビテーションの発生が少ないことです。斜流ポンプは、大きく分けると、渦巻き斜流ポンプとディフューザー型斜流ポンプの2種類があります。
1. 渦巻き斜流ポンプ
渦巻き斜流ポンプは、渦巻き状のケーシングを有し、流体の速度エネルギを圧力に回収させます。比較的高揚程であり、下水道用の汚水ポンプや冷却水循環などに多く使われます。
2. ディフューザー型斜流ポンプ
ディフューザー型斜流ポンプは、ケーシング内面に案内羽根を固定し、流体を案内羽根に沿って流すことにより、圧力を回収させるポンプです。大容量ポンプとして、河川排水用、雨水排水用、高潮対策・浸水対策用、及び農業用水・工業用水取水用、工場排水用などに多用されます。
斜流ポンプの原理
ターボ型ポンプに分類される斜流ポンプの主要部品は、一般的にケーシング、羽根車、主軸、軸受、軸封などです。
1. ケーシング
ケーシングは、羽根車と軸で構成される回転体を収納するもので、効率よく液体を吐き出すために耐圧性がある構造です。
2. 羽根車
羽根車は、複数枚の翼が回転することで、流体を吐き出すためのものです。羽根の流体出口の角度が軸方向に対し斜めの方向です。
そして、ケーシングや案内羽根により、圧力が回復し、流れの方向を軸と直角方向に変えたり、軸方向に変えたりします。
3. 主軸
主軸は、羽根車を取り付け回転する部分で、羽根車に必要な動力を伝達する部品です。
4. 軸受
軸受は、主軸と羽根車を支え、安定したポンプ動作を実現するために欠かせません。ポンプの運転による推力を受ける部分です。
5. 軸封
軸封は、軸とケーシングの貫通部から水漏れを封止するシール装置です。
斜流ポンプの特徴
ポンプには、大きく分けるとターボ型、容積型、その他の3種類があり、ターボ型が、遠心式、斜流式、軸流式に分類されます。
斜流ポンプは、ターボ型ポンプの1つであり、遠心式と軸流式の両方の特性を有しています。
1. 効率性
斜流ポンプの効率は、遠心式の代表である渦巻式ポンプに比べやや低いですが、軸流式より高いです。
2. 運転可能範囲
斜流ポンプの運転可能範囲は、渦巻式より狭いが、軸流式より広い特徴があります。柔軟な対応が可能です。
3. 揚程特性
遠心式が流量変化に対し揚程変化が最も小さく、軸流式が最も大きい特性があります。斜流ポンプの揚程特性は、両者の中間です。たとえ揚程が120％になっても、流量は80％ぐらい確保できます。
4. 軸動力
軸流式の締切軸動力が定格の2倍以上であるのに対し、斜流ポンプの軸動力は全水量でほぼ一定です。締切運転ができます。
5. 騒音
運転可能範囲全般で、低騒音です。
6. キャビテーション
同じ揚程の軸流式に比べ、キャビテーション性能が優れています。斜流ポンプの必要な吸い込み圧力は、軸流式に比べて約1/2です。
参考文献
https://www.mohno-pump.co.jp/learning/manabiya/a1a.html
https://engineer-education.com/pump-1/
https://engineer-education.com/pump-3_turbo-pump/