ポンプ吸引における偏心減速機とは

偏心レデューサーは、直径の異なる 2 本のパイプを接続するパイプ継手の一種で、レデューサーの上部または下部は平らで、中央がオフセットされています。

ポンプの吸引用途では、偏心レデューサーを使用して、流れの乱れやエアポケットの形成を最小限に抑えながら、より大きなパイプ サイズからポンプ入口のより小さな直径に移行します。

ポンプ吸引における偏心減速機の目的

ポンプの吸入に偏心減速機を使用する主な目的は、ポンプに入る流れの状態を最適化し、効率的で安定した動作を確保することです。偏心減速機が不可欠な主な理由は次のとおりです。

エアポケットとキャビテーションの防止

液体が同心レデューサーを通過すると、直径が急激に変化するため、パイプの上部に空気または蒸気ポケットが形成されるリスクがあります。これらの空気ポケットはキャビテーションを引き起こし、蒸気泡が崩壊してポンプのインペラとケーシングに損傷を与える可能性があります。偏心レデューサーは、正しく取り付けられている場合、配管内の連続した傾斜を維持することで、これらの空気ポケットの形成を防ぎます。

ポンプ入口での均一な速度プロファイルの確保

ポンプは、流体がパイプの断面全体にわたって均一な速度プロファイルでインペラに入るときに最も効率的に動作します。偏心レデューサーは、流れを大径パイプからポンプの入口に徐々に移行させ、乱流を最小限に抑え、より均一な速度分布を確保します。この均一な流れプロファイルにより、インペラの摩耗が軽減され、ポンプの全体的なパフォーマンスが向上します。

流れ面積を減少させる気泡の蓄積を最小限に抑える

場合によっては、ポンプで汲み上げられる液体に少量の空気が含まれていることがあります。これらの気泡が吸引配管に蓄積すると、有効な流路面積が減少し、ポンプの性能が低下し、損傷する可能性があります。偏心レデューサーを平らな面を上にして取り付けると (ポンプの下に供給があるシステムの場合)、気泡は配管に蓄積されることなく、ポンプの入口に向かって流れ続けます。

偏心減速機の正しい向き

ポンプ上部に供給: 平らな面を下にして設置

供給がポンプより上にある場合、偏心レデューサーは平らな面を下にして取り付ける必要があります。この向きにすると、形成される空気や蒸気のポケットがパイプの上部に向けられ、ポンプの入口に向かって流れ続けるようになります。

ポンプの下に供給: 平らな面を上にして設置

供給がポンプの下にあるシステムでは、偏心レデューサーは平らな面を上にして取り付ける必要があります。この構成により、気泡がパイプの上部に沿ってポンプの入口に向かって流れ続けるため、吸入配管に蓄積されるのを防ぐことができます。

長い水平配線: 空気ポケットを避けるために平らな面を上にして設置します。

長い水平配管の場合は、供給がポンプより上にある場合でも、偏心レデューサーを平らな面を上にして取り付けることをお勧めします。この向きにすると、配管の長さに沿ってエアポケットが形成されたり蓄積したりするのを防ぐことができます。エアポケットが形成されたり蓄積したりすると、ポンプの性能が低下したり損傷したりする恐れがあります。

不適切な吸引設計がポンプの性能に与える影響

• 騒音、乱流、摩擦損失: 吸入配管の設計が不適切だと、乱流が発生し、摩擦損失が増加し、騒音が発生し、効率が低下する可能性があります。
• 入口流の乱れによる流量とヘッドの減少: ポンプ入口での不均一な速度プロファイルと流れの乱れにより、ポンプの流量と揚程が低下し、ポンプの性能が低下する可能性があります。
• ランダム軸方向荷重振動: 流れの状態が不均一になると、ポンプ シャフトの軸方向の荷重が変動し、振動や機械的損傷が発生する可能性があります。
• 振動によるメカニカルシールとベアリングの故障: 不適切な吸引設計によって生じる過度の振動により、メカニカルシールやベアリングが早期に故障し、高額な修理費用やダウンタイムが発生する可能性があります。
• 蒸気泡の崩壊によるインペラとケーシングのキャビテーション損傷: 不適切な吸引条件により形成された蒸気泡は激しく崩壊し、ポンプのインペラとケーシングに孔食や侵食を引き起こす可能性があります。
• 液体の分離により排出側に損傷が発生することがある: 場合によっては、不適切な吸引設計の影響がポンプの排出側にまで及び、液体の分離を引き起こし、下流のコンポーネントに損傷を与える可能性があります。

偏心減速機はいつ使用すればよいですか?

偏心減速機は次のような状況で使用する必要があります。

• 大きな吸引パイプを小さなポンプ入口に接続する場合
• 長い水平配管のあるシステムでは、空気ポケットの形成を防ぐため
• スペースの制約により同心減速機の使用が難しい場合
• 流れの乱れを最小限に抑え、均一な速度プロファイルを確保することがポンプの性能にとって重要なアプリケーションでは、

偏心減速機の取り付け方法

偏心減速機を正しく取り付けるには、次の手順に従います。

1. システムレイアウトに基づいて正しい向きを決定します（ポンプ上部の供給の場合は平らな面を下、ポンプ下部の供給または長い水平配管の場合は平らな面を上）
2. 偏心減速機がパイプとポンプの入口直径に一致する適切なサイズであることを確認する
3. パイプの端とリデューサーを清掃して、ゴミやバリを取り除きます。
4. 偏心レデューサーをパイプの端に合わせ、平らな面が正しい方向にあることを確認します。
5. 製造元の指示および適用される規格と基準に従って、減速機を溶接またはボルトで固定します。
6. 設置を検査して、適切な位置合わせと向きを確認します。

偏心減速機と同心減速機

ポンプ吸引用途では偏心減速機が好まれる選択肢ですが、特定の状況では同心減速機が使用されることもあります。2 つのタイプの比較を以下に示します。

偏心減速機:

• オフセット設計によりエアポケットの形成を最小限に抑えます
• ポンプ入口での均一な速度プロファイルを促進
• ポンプ吸引用途に推奨

同心減速機:

• 直径が徐々に小さくなる対称的なデザイン
• エアポケットが問題にならない用途に使用可能
• 排出配管や非臨界流量用途に適している可能性がある

吸引配管の設計上の考慮事項

• ポンプ入口前に十分な直管長を確保してください（通常、パイプ直径の5倍以上）: ポンプ入口の上流にまっすぐなパイプを設置すると、速度プロファイルが均一になり、流れの乱れが最小限に抑えられます。
• ポンプの吸入フランジの近くに流れを妨げる継手を設置しないでください。: エルボ、バルブ、その他の継手は、流量を安定させるためにポンプ入口から十分に上流に配置する必要があります。
• 流体速度を侵食限界以下に保つサイズ縮小装置: 偏心減速機は、流体速度を配管材料の侵食限界以下に維持し、過度の摩耗や損傷を防ぐようなサイズにする必要があります。

よくある質問

ポンプの排出に偏心減速機を使用できますか?

偏心レデューサーは主にポンプの吸入に使用されますが、流れの分離や不均一な速度プロファイルが懸念される場合は、ポンプの排出にも使用できます。ただし、ほとんどの場合、排出配管には同心レデューサーで十分です。

ポンプの吸引にはどの減速機が使用されますか?

偏心減速機は、空気ポケットを最小限に抑え、ポンプ入口での速度プロファイルを均一にできるため、ポンプの吸引用途に適しています。