ポンプ曲線について

うず巻ポンプの性能は、一連の性能曲線によって示すことができます。図1は、標準的なうず巻ポンプの性能曲線です。揚程、消費電力、効率、NPSHと流量との関係を関数で示しています。

一般的に、製品情報に記載されるポンプ曲線にはポンプのみの数値しか反映されていません。よって、製品情報における消費電力や出力値はポンプに供給される電力 (図1参照) のみとなります。同様に効率についてもポンプのみの数値が記載されます (η = ηP)。キャンドモータポンプのように、電動機や場合によってはインバータも内蔵したタイプのポンプでは、消費電力曲線と効率曲線に電動機とポンプの両方の数値が含まれます。
この場合、入力値を検討することが重要です。

一般的に、ポンプ曲線は ISO 9906 Annex Aに定められている性能曲線の許容差に準拠しています:

• Q +/- 9%
• H +/-7%
• P +9%
• η-7%

以下に、様々なポンプ性能曲線の概要を簡単に解説します。

揚程 (QH曲線)
QH曲線は、特定の流量における揚程を示します。揚程は液柱メートル [mLC]で測定され、通常はメートル [m] が単位として使われます。ポンプの揚程を測定する単位に [m] を使用することのメリットは、QH曲線はポンプが移送する液体のタイプによって影響を受けないという点です。

効率 (η曲線)
効率とは、供給される電力の量と実際に使用される力の量の比率を示します。ポンプの世界では、効率ηPとはポンプが水に伝達するエネルギーの量 (水動力) と、電動機軸に供給されるエネルギー量 (出力) の比率を意味します。

つまり:
ρ: 液体の比重 (kg/m3)
g: 重力加速度 (m/s2)
Q: 流量 (m3/h)、H: 揚程 (m)

温度が20°Cの場合、流量をQ (m3/h) で、揚程をH (m) で示すと、水圧は以下のように算出することができます:
PH = 2.72 x Q . x H [W]

効率曲線を見てもわかるように、効率はそのポンプの仕様点によって決まります。よって、流量条件に合ったポンプを選択し、ポンプが最も効率の良い流量範囲で運転するようにすることが重要です。

消費電力 (出力曲線)
図5は、ポンプの消費電力と流量との関係を示します。ほとんどのうず巻ポンプの出力曲線は、図5と同じように流量が上がるにつれて消費電力が上がる形を描きます。

NPSH曲線 (有効吸込みヘッド)
ポンプのNPSH値は、キャビテーションを防止するために吸込側に必要な最低の絶対圧力を意味します。NPSH値は [m] で測定され、流量によって左右され、流量が上がればNPSH値も上がります (図6を参照)。