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・f／Pで計算できるので、 モータの同期速度Ncyは次のようになります。

• 2極50Hz：3000 min-1
• 2極60Hz：3600 min-1
• 4極50Hz：1500 min-1
• 4極60Hz：1800 min-1

三相交流モータは、ポンプの負荷がかかれば必ずスリップがあるので、定格回転速度は上記の同期速度Ncyより数%低くなります。

しかし、駆動機が直流モータ、油圧モータ、エンジン、タービンなどでは可変速が可能で、三相交流モータのときの定格回転速度を超えてポンプが運転されることがあり得ます。 このような場合、ポンプはどのようなことに注意する必要があるのでしょうか。ポンプは定格回転速度が上がると、吐出し量及び全揚程が増えるので、具体的には次のことを事前に検討する必要があります。

1. NPSH3とNPSHAの関係
2. 軸受の潤滑方式及び温度上昇
3. 耐圧
4. 危険速度
5. 羽根車など回転体の強度
6. 主軸の強度
7. カップリングの強度

いずれの項目もポンプメーカでないと検討できませんので、増速運転があり得るのであれば、購入者は見積り時点で事前にその仕様をポンプメーカへ連絡する必要があります。

しかし、ポンプを購入後、ポンプをどう使おうと自己責任なのだからよいのだと購入者はいわれるかもしれません。それには一理あるのですが、少なくとも「耐圧」だけは守ってほしと筆者は考えています。 理由は次によります。ポンプの吸込ノズル及び吐出しノズルは、ある規格に従ったフランジになっています。この規格には使用温度における最高使用圧力が規定されています。この規格には、少なくとも準拠する必要があります。

例えば、図4-2-1に示す性能のポンプが、吸込圧力1kg/cm2、常温清水で定格回転速度2460 min-1で運転されているとします。 定格の全揚程は点Aになり、ポンプの最高全揚程はミニマムフローの点Cになります。点Cの全揚程を120mとすると、最高使用圧力Prは

Pr =1x120/10+1=13 kg/cm2

になります。このポンプを10 %増速して3256 min-1で運転した場合、運転点の全揚程は点Bに移り、最高全揚程はミニマムフローの点Dになり、約145 mになります。 そして、最高使用圧力Pr’、Pr’=1x145/10+1=15.5kg/cm2

Pr’=1x145/10+1=15.5kg/cm2

になります。

JIS 10Kのフランジは、使用温度120℃以下で1.4 MPa=14.3 kg/cm2まで使用できるので、このポンプはJIS 10Kのフランジにしていたとすれば、フランジ規格の最高使用圧力を超えてしまいます。 また、配管などもJIS 10Kのレーティングにしているはずです。このような規格を超える使い方は避ける必要があります。

図4-2-1 増速運転の性能

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