ポンプの締切運転、すなわち吐出し量が零（0）のときでも、図5-9-1に示すように、ポンプには軸動力S (kW)が負荷されています。 しかし、締切運転のときは吐出し側から液は全く出て行かないので、ポンプは有効な仕事はしていません。つまり、ポンプは有効な仕事をしていないにもかかわらず、 駆動機からは一定のトルクがポンプに入力され続けているのです。

図5-9-1　性能曲線

それでは、軸動力S は何に消費されているのでしょうか。締切運転のとき、軸動力S は次のことに消費されています。

• a.ポンプ内や吸込及び吐出し配管内にある液の温度上昇
• b.ポンプの振動、騒音
• c.ポンプのケーシングなど構成部品の温度上昇
• d.ポンプ外表面からの熱放射
• e.軸封へのフラッシング
• f.ウェアリング部などの内部環流

これらの消費について、吸込配管及び吐出し配管の取付け状態、ポンプの設置場所、ポンプ周囲温度及び風速など特定できないことがあるので、 それぞれどのぐらいの比率かは一概には言えません。 また、ケーシングなどの温度上昇やポンプ外表面からの熱放射の時間よりも、ポンプ内の液温上昇のほうが速いので、 一般は、ポンプの締切運転を論ずるときは、安全を見て、軸動力S がポンプ内の液の温度上昇だけに消費されるとしています。

計算式は次のとおりです。

熱の釣合式　1 kW=0.2389 kcal/s なので、

0.2389 x S x T = Cw x Ww xΔt

よって、Δtは、

Δt = (0.2389 x S x T )／(Cw x Ww )

ここに、

• S：締切の軸動力（kW）
• Cw：液の比熱（kcal/(kg・℃)）
• Ww：ポンプ内の液の質量（kg）
• Δt：ポンプ内の液の温度上昇値（K(℃)）
• T：締切運転時間（s）

になります。

この計算式は、いろいろな専門書に載っていますが、軸動力がポンプ内の液の温度上昇だけに消費されるとしている点が重要です。

単位は「SI系」でなく、「CGS系」になっているので、「SI系」の単位のときは、

1 J = 2.389 x 10-4 kcal

を使って換算してください。

前述の計算式から、ポンプ内の液の温度上昇値Δtは

a.締切運転時間T及び締切の軸動力Sに比例します。

b.液の比熱Cw に反比例します。

ポンプメーカでは出荷前の性能試験において、締切全揚程及び締切軸動力の計測のために、高圧ポンプように軸動力の大きいポンプを除き、数秒から10数秒間ポンプの締切運転を行います。 しかし、現地で実際に運転するときは、締切運転は避ける必要があります。

特に軸動力の大きいポンプは液温が短時間のうちに急上昇するし、液化ガスを扱うポンプなどは、飽和蒸気圧力が短時間のうちに急上昇します。 そうなれば、ポンプ内部に「かじり」を起こしたり、ポンプケーシングなどが割れて取扱液が大気に流れ出したりという大事故につながります。

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