ダイヤフラムポンプとペリスタルティックポンプ: アプリケーションに適したポンプを選択するための完全ガイド

適切なポンプを選択することは、さまざまな産業用途において重要な決定です。ダイヤフラムポンプとペリスタルティックポンプは一般的な選択肢ですが、それぞれに特定の長所と短所があります。

この記事では、これら 2 種類のポンプを総合的に比較します。それぞれの動作原理、機能、違いについて学習します。また、流体処理、メンテナンスの必要性、コストの考慮事項についても詳しく説明します。目標は、十分な情報に基づいた決定を下せるようお手伝いすることです。

ダイヤフラムポンプとは

ダイヤフラム ポンプは、柔軟なダイヤフラムを使用して流体を移動させる容積式ポンプです。ダイヤフラムは、通常、ゴム、熱可塑性樹脂、または PTFE でできており、機械的な駆動によって往復運動します。ダイヤフラムが引っ込むと、真空状態になり、流体がポンプ室に引き込まれます。ダイヤフラムが前方に移動する時、流体が押し出され、排出口から押し出されます。このプロセスにより、ポンプ動作が行われます。ダイヤフラム ポンプには、一方向の流れを確保し、逆流を防止するために、チェック バルブが組み込まれていることがよくあります。

これらのポンプは汎用性が高く、研磨性、腐食性、粘性物質を含む幅広い流体を処理できます。

蠕動ポンプに対するダイヤフラムポンプの利点

• 研磨液の取り扱い: ダイヤフラムポンプは、通常、ペリスタルティックポンプに比べて、研磨性の液体やスラリーの処理に優れています。
• より高い圧力能力: 多くの場合、より高い排出圧力を実現できるため、大きなヘッド圧力を必要とする用途に適しています。
• 幅広い素材の互換性: ダイヤフラムポンプの接液部品は、より多様な材料から作られているため、多様な化学物質との適合性が向上します。
• 高流量で低コスト： 高流量を必要とするアプリケーションの場合、ダイヤフラムポンプは蠕動ポンプよりもコスト効率が高くなります。
• より優れたドライラン機能: ダイヤフラムポンプは、蠕動ポンプとは異なり、短期間の空運転条件でも大きな損傷を受けることなく対応できることが多いです。
• より大きな粒子を処理できる能力: ダイヤフラムポンプは、蠕動ポンプとは異なり、より大きな浮遊粒子を含む流体を扱うことができます。

蠕動ポンプと比較したダイヤフラムポンプの欠点

• 脈動流: ダイヤフラムポンプは通常、より脈動する流れを生成するため、スムーズで連続的な流れを必要とする用途には適さない場合があります。
• メンテナンス費用が高い: バルブやダイヤフラムなどの可動部品が多く、定期的な検査とメンテナンスが必要です。
• 低流量の場合、精度は低下します: ダイヤフラムポンプは、特に流量が非常に低い場合、蠕動ポンプと同じレベルの精度を達成できない可能性があります。
• 漏洩の可能性: シールまたはダイヤフラムが故障すると、ダイヤフラム ポンプに漏れが発生する可能性があります。
• より複雑なデザイン: 複数の部品で構成される設計のため、蠕動ポンプよりも修理が複雑になります。

蠕動ポンプとは

蠕動ポンプは、回転機構を使用して柔軟なチューブを圧縮し、流体をチューブ内を移動させる容積式ポンプです。流体はチューブ内に含まれており、ポンプのローラーまたはシューがチューブを順次圧縮して流体を前方に押し出します。圧縮点が移動すると真空が発生し、チューブに流体がさらに引き込まれます。

このシンプルな設計により、流体がポンプの可動部品に接触することがなくなり、無菌、敏感、または腐食性の流体に最適です。蠕動ポンプは、特に低流量での穏やかなポンプ動作と精度でよく知られています。

蠕動ポンプとダイヤフラムポンプの優位性

• 穏やかなポンピングアクション： 蠕動ポンプは、せん断が最小限で穏やかなポンピング動作を提供するため、敏感な材料に最適です。
• 正確なフロー制御: これらのポンプは、特に低流量時に非常に正確で再現性の高い流量を提供するため、精度が求められるアプリケーションにとって非常に重要です。
• 汚染リスクなし: 流体は完全にチューブ内に封じ込められているため、ポンプの可動部品による汚染のリスクがなく、滅菌アプリケーションに適しています。
• 簡単なメンテナンス: 蠕動ポンプは可動部品が最小限であるため、メンテナンスが簡単で、頻度も少なくて済みます。通常、必要なメンテナンスはチューブの交換だけです。
• セルフプライミング: 蠕動ポンプは自己プライミング式であるため、吸引ラインから自動的に空気を除去できます。
• 粘性流体を処理: 蠕動ポンプは高粘性の流体を扱うことができます。

蠕動ポンプとダイヤフラムポンプの欠点

• 限定圧力能力: 蠕動ポンプは、一般的にダイヤフラムポンプに比べて吐出圧力が低く制限されます。
• チューブの摩耗: フレキシブルチューブは、特に研磨性の液体を使用すると、時間の経過とともに摩耗するため、定期的な交換が必要になります。
• 低流量: 通常、ダイヤフラム ポンプと比較すると、高流量の用途には適していません。
• 固形物の取り扱いができない 蠕動ポンプは、詰まりやポンプの損傷の危険があるため、浮遊物質を含む流体のポンプには適していません。
• ガスポンプには適していません: 蠕動ポンプはガスのポンプには適していません。

ダイヤフラムポンプと蠕動ポンプの違い

流体処理能力

• ダイヤフラムポンプ: 研磨性流体、スラリー、高粘度液体に適していますが、せん断に敏感な材料には若干の制限があります。また、より大きな粒子を含む流体も処理できます。
• 蠕動ポンプ: せん断に敏感な材料、滅菌液、粘性液体に最適です。浮遊固体やガスを含む液体には適していません。

メンテナンスと複雑さ

• ダイヤフラムポンプ: ダイアフラムやバルブなどの可動部品が複数あり、より複雑であるため、定期的な検査とメンテナンスが必要です。
• 蠕動ポンプ: 可動部品を最小限に抑えたシンプルな設計により、メンテナンスは主にチューブの交換に限定されます。

脈動と流量特性

• ダイヤフラムポンプ: 脈動流が発生する傾向があるため、スムーズな出力のために一部のアプリケーションでは追加のダンパーが必要になります。
• 蠕動ポンプ: より穏やかで一貫した流れを提供し、脈動が少なく、安定した流れを必要とする用途に特に適しています。

シーリング、汚染、材料の適合性

• ダイヤフラムポンプ: 濡れる部品が多様な材料で作られているため、漏れが発生しやすくなり、より多くの化学物質との適合性が向上します。
• 蠕動ポンプ: チューブ内に流体を完全に封じ込めることで優れた密閉性を実現し、ポンプ部品や流体自体の汚染を防ぎます。

料金

• ダイヤフラムポンプ: 高流量アプリケーションではコスト効率が高くなります。
• 蠕動ポンプ: 一般的に、特に大容量のポンプの場合は高価ですが、メンテナンスが少ないため、一部の用途では長期的にはより経済的になります。

流量計算

• ダイヤフラムポンプ: 流量は、ダイヤフラムのサイズ、ストロークの長さ、およびポンプ速度によって決まります。
  • 流量 = (ストロークあたりのダイヤフラム変位) x (1分あたりのストローク数)
• 蠕動ポンプ: 流量は、チューブの直径、ローターの回転速度、ローラーの数によって決まります。
  • 流量 = (チューブの面積) x (流体の線速度) x (時間あたりの回転数)
    流体の線速度はローラーの回転速度によって決まります。