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真空ポンプの種類

真空ポンプは、密閉された空間から気体分子を吸引し、その周囲に部分的な真空状態を残す装置です。その役割は、特定の空間または容積内に相対的な真空を作り出すことです。真空ポンプには、遠心式、スクリュー式、ダイヤフラム式など、様々な種類があります。

前方遠心ポンプ

容積式遠心真空ポンプは、石油・ガス業界で最も一般的に使用されているポンプの一つです。その効率は特定の材質に限定され、比較的高い固形物濃度にも対応できます。しかしながら、このポンプには他のポンプに比べていくつかの利点があります。
容積式ポンプは、吸入側のキャビティが大きく、吐出側のキャビティが小さくなっています。そのため、高粘度流体や高圧の用途に最適です。その設計により、ポンプに送り込む液体の量を正確に計測・制御することが可能です。また、容積式ポンプは、精密な計量を必要とする用途にも最適です。
容積式ポンプは、遠心ポンプに比べていくつかの点で優れています。遠心分離機よりも高粘度の材料を扱うことができます。また、容積式ポンプは遠心ポンプよりも低速で動作するため、特定の用途に適しています。さらに、容積式ポンプは摩耗しにくいという特徴もあります。
容積式真空ポンプは、チャンバーに流体を吸い込み、それを膨張させて容積を大きくし、その後大気中に排出することで動作します。このプロセスは1秒間に数回繰り返されます。最大膨張に達すると、吸気バルブが閉じ、排気バルブが開き、流体が排出されます。容積式真空ポンプは非常に効率が高く、多くの産業で広く使用されています。

自吸式遠心ポンプ

自吸式遠心ポンプは、ポンプ内の空気を除去するための水タンクを備えています。この水はポンプ全体に再循環され、空​​気抜き運転を可能にします。水タンクはインペラの上または前方に設置できます。これにより、ポンプは初回始動時に水を貯めておくことができます。
ポンプのケーシングには、キャビティリテーナーとセミダブルボリュートを形成する、徐々に大きくなる流路があります。水が流路Aからポンプに入ると、流路BCを通ってインペラに戻ります。ポンプを2回目に始動すると、ポンプ本体内の水がインペラを通って再循環します。この循環プロセスは自動的に行われます。
これらのポンプは、様々なモデルと材質で提供されています。耐腐食性と耐摩耗性に優れた特殊ステンレス鋼鋳鋼を採用しています。高圧用途にも使用でき、入口チェックバルブや中間バルブが不要な設計となっています。また、長い吸入管を装備することも可能ですが、作動は不要です。
自吸式遠心ポンプは単独で作動するように設計されていますが、いくつかの制限があります。液体供給源がないと作動しません。フットバルブまたは外部液体供給源を使用することで、自吸式ポンプを始動させることができます。

スクリューポンプ

スクリュー真空ポンプの機械的特性と熱特性は、その動作にとって非常に重要です。ローターとステーターの間には小さな隙間を設け、逆流と熱膨張を最小限に抑えています。温度は性能を左右する重要な要素であるため、ポンプのステーターチャネルを循環する水を利用した内部冷却システムを備えています。ポンプには、水の流れを調節するためのサーモスタット制御バルブが装備されています。また、温度制御用のサーモスタットスイッチも備えています。
スクリュー式真空ポンプは、ローターとハウジングの間の空間にガスを閉じ込めることで動作します。ガスは排気ポートへと送られ、大気圧下で排出されます。スクリューのテーパー状の排出端は、チャンバー内に閉じ込められたガスの体積をさらに減少させます。この2つの要素により、ポンプは効率的かつ安全に動作します。
スクリュー真空ポンプは、様々な用途向けに設計されています。一部の用途では、大量の空気を排気する場合など、ポンプを非常に低い圧力で動作させる必要があります。このような用途には、SCREWLINE SPポンプが最適です。低い吐出温度と直接的なポンプ経路により、産業プロセスの稼働率を確保します。また、これらのポンプは非接触シャフトシールを備えており、機械的摩耗を低減します。さらに、特殊なカンチレバーベアリング配置により、ベアリングの故障や潤滑油の汚染の可能性を排除します。
スクリュー真空ポンプは、空冷スクリューを用いて真空を発生させます。コンパクトでクリーンな設計で、インテリジェントな遠隔監視システムを搭載しています。アプリを使用することで、ポンプの性能を遠隔監視できます。

ダイヤフラムポンプ

ダイアフラム真空ポンプは、研究室や製造施設で最も一般的な真空ポンプの一つです。ダイアフラムは、外径に沿って固定されたエラストマー膜です。ダイアフラム真空ポンプを密閉することはできませんが、この設計に伴う問題を軽減する方法はあります。
ダイヤフラム真空ポンプは汎用性が高く、様々なクリーン真空アプリケーションに使用できます。これらのポンプはバルブシステムを内蔵した状態で市販されていますが、バルブシステムを追加するように改造することも可能です。ダイヤフラムポンプは非常に汎用性が高いため、用途に適したタイプを選択することが重要です。ポンプの仕組みを理解することで、適切なポンプを適切なアプリケーションに選定することができます。
ダイアフラム真空ポンプは、非常に長い耐用年数をはじめ、幅広い利点を備えています。ほとんどのダイアフラムポンプは最大1万時間の寿命があります。しかし、高真空を必要とするプロセスでは効率が悪くなる場合があり、その場合は代替技術が必要になることがあります。さらに、ダイアフラムポンプの物理的特性上、ポンプのサイズが制限される可能性があります。また、高速排気には適していません。
ダイアフラム真空ポンプは、実験室用ポンプの中でも汎用性の高いポンプです。オイルフリー構造と低メンテナンス性で人気を博しています。様々なスタイルがあり、オプション機能も豊富です。メンテナンスフリーに加え、耐薬品性に​​も優れ、様々なサンプルタイプに使用できます。ただし、ダイアフラムポンプは他の真空ポンプに比べて排気量が少ない傾向があります。

大気圧は真空ポンプシステムの重要な要素である

大気圧は、空気分子の衝突によって生じる圧力です。衝突の回数が増えるほど、圧力は大きくなります。これは純気体と混合気体の両方に当てはまります。大気圧を測定すると、圧力計は約14.7 psiaを示します。圧力が高いほど、気体分子にかかる力は大きくなります。
真空ポンプシステムに流入するガスは大気圧より低く、液体が混入している可能性があります。このプロセスのメカニズムは、分子運動エネルギー理論によって説明できます。この理論では、大気中のガス分子は高速であると仮定しています。その結果、ガス分子はランダムな方向に移動し、互いに衝突して真空容器の壁に圧力をかけます。
大気圧は真空ポンプシステムにおいて重要な要素です。適切な大気圧測定がなければ、真空ポンプシステムは役に立ちません。大気圧は、窒素や酸素を含むすべての気体の総圧です。分圧ではなく全圧を使用すると問題が発生する可能性があります。気体によって熱伝導率が大きく異なるため、全圧で動作させると危険です。
真空ポンプを選ぶ際には、動作範囲を考慮してください。低気圧で動作するポンプもあれば、高圧または超高圧で動作するように設計されたポンプもあります。ポンプの種類によって、それぞれ独自の利点を高めるために異なる技術が採用されています。

スクリューポンプは分子量の小さいガスのポンプ効率が低い。

真空引きには高品質のポンプが必要です。このタイプのポンプは、高純度かつ非常に低い圧力のガスを送出できる必要があります。スクリューポンプは実験室用途で使用でき、分子量の小さいガスを送出する際により効率的です。ポンプの寿命には耐薬品性が不可欠です。耐薬品性材料もご用意しています。耐薬品性を備えた接液部材料は摩耗を最小限に抑えます。
ギアポンプはスクリューポンプよりも効率が高いですが、低分子量ガスのポンプ効率は低くなります。また、ギアポンプは同等のポンプ容量を得るためにより大きなモーターを必要とします。また、プログレッシブキャビティポンプはギアポンプに比べて騒音レベルが低く、耐用年数も長くなります。さらに、ギアポンプは設置面積が大きいため、狭いスペースには適していません。
プログレッシブキャビティポンプは、2本または3本のスクリューとハウジング、そしてサイドカバーで構成されています。ギアとベアリングも備えています。その機械設計により、高圧環境下でも極めて低い騒音で動作可能です。プログレッシブキャビティポンプは、様々な用途に使用できる汎用性の高いポンプです。
ドライスクリューコンプレッサーは様々なアスペクト比を持ち、高圧と低圧の両方で運転できます。スクリューコンプレッサーの最大許容差圧は、3/5ローターでは0.4MPa、4/6ローターでは1.5MPaです。これらの数値はケースバイケースで決定する必要があります。

編集者：CX 2023-07-11