遠心ポンプの実践講座
本連載では、基礎講座に続き遠心ポンプにスポットをあて、ポンプを構成する部品の役割からポンプの点検の仕方、トラブルとその対策まで、
より実践的な知識をご紹介していきます。遠心ポンプの基礎講座はこちら>>
第2章 ポンプの構成部品と役割
2-1 ポンプを構成する部品

図2-1-1 ポンプの断面図例
表2-1-1 構成部品とその役割
部品名 | 役割 |
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アキシャル側軸受カバー | 軸受ハウジングの端のうち、スラスト軸受側に取り付けられるカバー。軸受用シールを格納し、潤滑油の漏れを最小限にしたり、外部からの異物の侵入を防ぐ。 |
アキシャル軸受 | 主軸及び軸受ハウジングに取り付けられる。アキシャル方向及びラジアル方向の荷重を支える。 |
インペラナット | 羽根車を主軸に固定するためのナット。軸方向に羽根車が動くのを拘束する。 |
インペラリング | ライナリングの内周と狭いすき間を形成するために羽根車に取り付けるリング。還流量を少なくして効率低下を抑える。 |
オイルフリンガ | 主軸に固定されたリング。軸受ハウジング内下部にある潤滑油を掻き揚げて積極的に軸受へ給油する。 |
空気抜き | 軸受ハウジング内の空気を逃すための部品。軸受ハウジング内圧力が大気圧以上になるので、潤滑油漏れを防止する。 |
ケーシング | ポンプ取扱液の流路を形成する。一般的なポンプでは、ケーシングに吸込口と吐出し口を持っている。 |
ケーシングガスケット | リング状の部品でケーシングカバーとの間でボルトによって抑え込まれる。ケーシングからポンプ取扱液が漏れるのを防止する。 |
ケーシングカバー | ケーシングの開口部を覆うカバー。 |
コンスタントレベルオイラー | 軸受ハウジング内の潤滑油が漏れたときに、常に漏れた量だけ潤滑油を自動的に補給する。 |
軸受支柱 | ポンプ全体の剛性を高めるための板。 |
軸受ナット | 軸受を主軸に固定するためのナット。回り止めになる座金とともに使用する。 |
軸受ハウジング | 軸受を格納し、ケーシングなどに固定される。 |
軸スリーブ | 主軸の軸封部外周を覆う円筒。主軸の摩耗を回避する。 |
軸封(シール) | 軸貫通部からの設けられる部品。液が外部ヘ漏れる量を少なくしたり、外部から空気が混入するのを防止する。 |
スタフィングボックス | ケーシングカバーの内周部に設けられた空間。軸封が配置される。 |
主軸 | 羽根車などの回転部品に駆動機から与えられるトルクを伝達する。 |
スロートブッシュ | ケーシングカバーの内周部に固定される。フラッシング液がスタフィングボックス内で少し留まるようにする。 |
整流板 | ケーシングの吸込側にケーシングと一体で設けられる。羽根車入口直前のら旋流を軸方向の流れに変える。 |
吊り金具 | 軸受ハウジングの上部に取り付けられる。ポンプの分解及び組立のときに使用する。 |
デフレクタ | 主軸に一体に取り付ける。潤滑油の漏れを最小限にしたり、外部からの異物の侵入を防いだりする。 |
羽根車 | 主軸に固定された回転体。ポンプ取扱液にエネルギーを与える。 |
バランスホール | 羽根車の主板に開けた穴。羽根車が発生する軸方向の推力を軽減する。 |
メカニカルシールカバー | メカニカルシールの固定環を格納し、フラッシング用穴などを設けている。 |
ライナリング | インペラリングの外周と狭いすき間を形成するために、ケーシングに取り付けるリング |
ラジアル側軸受カバー | 軸受ハウジングの端のうち、ラジアル軸受側に取り付けられるカバー。軸受用シールを格納し、潤滑油の漏れを最小限にしたり、外部からの異物の侵入を防ぐ。 |
ラジアル軸受 | 主軸及び軸受ハウジングに取り付けられる。ラジアル方向の荷重を支える。 |
図2-1-1に部品名を示していない部品としては、ボルト、止めビス、キー、シートパッキン、座金、スロットルブッシュ、ピンなどがあります。 また、断面図には示していませんが、ドレン配管、フラッシング配管、ポンプ銘板、注意銘板、回転方向矢印などが必要に応じて実際には付いています。
構成部品の中で、購入者とポンプメーカは、「耐圧部品」や「回転体」という用語を使います。 「耐圧部品」は圧力を保持する部品のことで、ケーシング、ケーシングカバー、メカニカルシールカバー及びこれらに付属する配管が該当します。 「回転体」は回転する部品のことで、主軸、羽根車、インペラナット及びキーが該当します。
さて、部品名についてです。例えば、主軸は「シャフト」、羽根車は「インペラー」などのように、同じ部品なのに名称が複数あるものが多くあります。当事者同士が迷わなければ何でもよいと言えるかもしれません。 しかし、国内には「JIS B 0131 ターボポンプ用語」というJIS規格があり、この規格で部品名称を決めています。そのため、ポンプの部品名は、今後JIS B 0131のものを使用していきたいと筆者は考えています。
執筆:外山技術士事務所 所長 外山幸雄
『遠心ポンプの実践講座』の目次
第1章 ポンプの仕様
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1-1ポンプを発注するときに必要になる仕様ポンプを発注するに当たり、どのような仕様が必要になるのでしょうか。
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1-2ポンプ液の基本特性ここでは、ポンプ液の基本特性の主なものを取り上げて説明します。
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1-3スラリーが混入するポンプ液ここでいうスラリーとは、摩耗させる成分のことをいいます。スラリーが混入する液の場合、摩耗に対して強い構造のポンプを選定します。
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1-4高温のポンプ液ポンプの液が低温であれば、液が気化しないように注意します。
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1-5ポンプの材料ポンプは圧力容器の一つなので、圧力に耐える材料にする必要があります。
第2章 ポンプの構成部品と役割
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2-1ポンプを構成する部品遠心ポンプの主要な構成部品は、ケーシング、羽根車、主軸、軸受及び軸封です。
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2-2ポンプのケーシングボリュート形状ケーシングには吸込口及び吐出し口があり、吸込口から液を取り込み、吐出し口から液を送り出す役割があります。
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2-3ポンプのケーシングによるラジアルスラストケーシングのボリュート形状によって、羽根車に作用するラジアルスラストが変わるのですが、それでは、どのようにしてラジアルスラストが分かるので
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2-4ポンプのケーシングガスケットポンプは言うまでもありませんが、圧力容器の1つです。
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2-5ポンプの羽根車形式羽根車は主軸に固定された回転体の1つで、主軸と一体で回転します。そして、その回転によってポンプの液にエネルギーを与えます。
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2-6ポンプの羽根車によるアキシャルスラストポンプの運転中には、羽根車に半径方向に作用するラジアルスラストの他に、軸方向にアキシャルスラストが作用します。
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2-7ポンプのライナリングとインペラリングライナリングはケーシングに取り付けられているリングで、インペラリングは羽根車に取り付けられているリングです。
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2-8ポンプに使うグランドパッキングランドパッキンは、グランドパッキンと主軸の冷却及び潤滑のために、図2-8-1に示すように、フラッシング液を漏らしながら使用されます。
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2-9ポンプに使うメカニカルシールメカニカルシールもグランドパッキンと同様に、摺動部の冷却及び潤滑のために、フラッシング液が必要になります。
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2-10ポンプの軸受ハウジングと付属部品軸受ハウジングは、羽根車などの回転体の静的荷重と振動による動的荷重、羽根車に作用するラジアルスラストとアキシャルスラストなどを間接的に支え
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2-11ポンプのラジアル軸受とアキシャル軸受軸受はポンプが発生する荷重を支えるために必要になり、主軸及び軸受ハウジングに取り付けられます。
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2-12ポンプの軸受潤滑方式軸受の潤滑方式には、表2-12-1に示すように、グリス密封、グリス、オイルバス、オイルミスト、強制給油があります。
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2-13ポンプのオリフィスポンプそのものに付く部品ではないのですが、流量を調整するためにオリフィスという部品があります。
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2-14ポンプに使うサイクロンセパレータ研磨後の廃液に溜まった研磨粉の回収、食品の製造過程における原材料の分級、微粒子の分級及び分離、排ガスから発生した汚染物質の除去などに使用さ
第3章 ポンプの据付けと試運転
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3-1ポンプによる基礎の荷重ポンプから基礎にどのぐらいの荷重がかかるのでしょうか。その前にまず、どのような荷重があるのか考えてみます。
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3-2ポンプに作用する配管荷重による基礎の荷重次は、「3-1 ポンプによる基礎の荷重、表3-1-1 ポンプの基礎荷重」にある配管荷重及び配管モーメントについて説明します。
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3-3ポンプの据付け超大形のポンプやモータでない限り、ポンプとモータは図3-3-1に示すように、共通ベースに取り付けられた状態で現地に到着します。
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3-4ポンプの始動ポンプの据付けが完了しても、ポンプは始動できるわけではありません。始動する前に、横軸ポンプはポンプ内及び吸込配管内にある空気をすべて抜く必要
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3-5ポンプの回転方向の確認ポンプ内及び吸込配管内の空気抜きが終わり、ポンプの運転に必要になる冷却水などのユーティリティの供給を開始すれば、ポンプは始動できる状態にあります
第4章 ポンプの運転
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4-1ポンプの減速運転省エネルギーのために、ポンプはインバータやベルトを使って減速運転されることがあります。
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4-2ポンプの増速運転ポンプの駆動機が三相交流モータの場合、モータのスリップがないときのモータの同期速度Ncyは、電源の周波数をf、モータの極数をPとすると、Ncy=120
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4-3密閉管路内のポンプ運転ポンプが密閉管路の装置内で運転されている場合、液の温度上昇はどうなるのでしょうか。
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4-4ポンプへの空気の侵入防止ポンプや配管の内圧が大気圧力より低い場合、ポンプや配管内に空気が外部から侵入することがあります。
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4-5空気を含んだポンプの運転ポンプや配管内に空気が外部から侵入しないとしても、パルプ液や復水などのように、液そのものに空気が混入している場合はどうしたらよいでしょう
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4-6ポンプ吸込側のレジューサポンプや配管内に空気が外部から侵入しない対策、及び液そのものに空気が混入している場合の対策は必要なのですが、これらに加え、吸込配管内の上部
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4-7ポンプ吸込渦と初生キャビテーションポンプと配管の設置スペースの関係で、ポンプの吸込口に曲管が付いていることがあります。ポンプの吸込口直前に曲管が付いていると、図4-7-1に示すよ
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4-8ポンプの並列運転ポンプを2台以上使って、並列に設置して同時に運転する場合を並列運転と呼びます。ここでは、同じ性能のポンプを2台使った並列運転について説明します
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4-9ポンプの直列運転ポンプを2台以上使って、並列に設置して同時に運転する場合を並列運転と呼びます。ここでは、同じ性能のポンプを2台使った並列運転について説明し
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4-10ポンプのウォーミングと冷却水少しの時間も送液を止められない重要なポンプでは、予備機を設けると安心です。2台のポンプを並列で設置して、どちらか一方のポンプを運転します。
第5章 ポンプの保守点検と省エネルギー
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5-1ポンプの点検日常、ポンプの状態を点検することは重要なのですが、ポンプの台数が多いと大変です。
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5-2ポンプの修理、改造および取替え安価な汎用ポンプでない限り、ポンプは何度も修理して使用し続けます。
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5-3ポンプの省エネルギーの着眼点ポンプに限りませんが、省エネルギーと言うとインバータと言われるほどインバータが普及しています。
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5-4ポンプの省エネルギーの具体策「インペラカット」は、図5-4-1に示すように、羽根車の外周を旋盤で加工して、羽根車直径をD1からD2のように小さくすることを言います。
第6章 ポンプのトラブルと対策
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6-1ポンプトラブルの分類と原因分析ポンプでは予期しなくとも残念ながらトラブルが発生します。
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6-2ポンプトラブルの技術的原因ポンプを設計して製造するためには、設計技術、製造技術、購入技術、検査技術は必要ですが、顧客との窓口になる営業技術も大切です。
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6-3ポンプトラブルの人的原因技術的原因では、技術者が関与した技術を主体として原因を挙げています。
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6-4ポンプトラブルの経済的原因国内では昔、ポンプの売上げは経済成長率並みで、伸びは緩やかだが落ち込みはないと言われていました。
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6-5ポンプトラブルを減らすためのアプローチ家庭電化製品などでは、機器にトラブルが起こると、どのように対応したらよいか取扱説明書などに記載されています。
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6-6ポンプトラブルを減らすための日常の対応ポンプメーカの技術者は、日常煩雑な業務に当たっていると思います。そして、トラブルはある日突然に予告なく襲ってきます。