ポンプの枠を超えた視点：システム構成要素が液体ポンプ性能に与える影響
2025/09/17
株式会社ケー・エヌ・エフ・ジャパン
ダイアフラムポンプは大規模で複雑なシステムにおいて小型ながら重要な構成要素であることが多くあり。ポンプを評価する際には他のシステム部品、特にポンプ周辺や流路内の部品が液体ポンプ性能に与える影響を理解することが不可欠です。
液体ダイアフラムポンプは様々なアプリケーションのシステムにおいて重要な役割を果たします。しかしポンプはそれらのシステム内で単独で動作するわけではありません。バルブ、ノズル、チューブ、継手など流路内の様々なシステム構成部品がポンプの性能に大きな影響を与える可能性があります。このためポンプを選定する際にはこれらの構成部品を考慮することが不可欠です。
≪システムの性能はポンプだけで決まるものではありません≫
アプリケーションに適したポンプを選択することはシステム操作を最適化する上で不可欠ですが、そのポンプがシステム内でどのようにどこに組み込まれるかを考慮することも必要です。インクジェットアプリケーションでインクをリザーバーからプリントヘッドへ移送する場合、液体の定量供給を行う場合、あるいは実験室分析用のサンプルを抽出する場合であっても、ポンプは単独で動作しているわけではありません。最も基本的なシステムでさえバルブ、ノズル、チューブ、継手など、流量に影響を与え得る様々な他の構成要素を備えています。ポンプを評価する際には往々にして考慮されないがこれらの構成要素が性能の主要な要因となり得るのです。
≪ポンプの性能に影響を与えるシステム構成要素はシステム稼働に不可欠です≫
多くのシステム構成要素がポンプ性能に影響を与える一方でそれらは重要な機能も担っている。その一部には以下が含まれます：
・バルブ：流体の流れと方向を制御すると同時にメンテナンス時にはシステムの一部から流体を遮断します。これにはソレノイドバルブが含まれ、電磁石を用いて必要に応じて自動的に流体の通過を許可または遮断します。
・ノズル：異なる流路断面間の液体の円滑な移行を可能にさせ圧力損失を回避するのに役立ちます。
・チューブ/配管：流体を移送するための経路として機能します。
・継手：継手はチューブや配管を他のシステム構成部品に接続し、流れの方向を変えるためまたは異なる配管サイズ間の移行に使用されます。
≪背圧はポンプ性能に深刻な影響を与えます≫
これらの部品は全て重要でポンプの性能に大きな影響を与えます。いずれも摩擦を引き起こし、流量に影響を与え、ポンプ内で背圧を発生させます。背圧とは流体が出口に向かって移送する際にポンプに対する抵抗です。閉じたバルブ、閉じたソレノイドバルブ、ノズル、チューブ、その他の部品によって生じる抵抗はこの圧力をさらに増加させ、ポンプがそれに逆らって押し戻すために過酷な作業を強いられます。ソレノイドバルブは特に問題となる可能性があります。電磁気的な性質によりソレノイドは極めて高速に閉じるため、急激かつ極端な背圧の急上昇（圧縮波）を引き起こします。これによりポンプは設計上想定されていない条件下で動作を強いられます。急激な圧力変化は液中の気泡を泡立たせ破損、キャビテーション、溶存ガス放出、または相転移を引き起こす。また急激な圧力変化は十分な剛性を持たないシステム配管の破損を招くこともあます。
≪ポンプ選定時の構成部品の考慮が圧力問題の防止に役立ちます≫
アプリケーションやシステム規模に関わらずシステム構成部品の影響を考慮することが不可欠です。ほとんどのポンプはこれらの部品による背圧の影響で性能が低下するため、ポンプ仕様を検討する際にはこれを考慮する必要があります。特に最大圧力は重要であり設計者は流体摩擦や配管の狭窄部による追加圧力を考慮しなければなりません。またポンプにかかる追加負荷が流量に与える影響も考慮することが重要です。
多くのシステム構成が性能に影響を与えシステム間の変動も大きいため、カスタマイズされた液体ポンプソリューションが不可欠です。KNFのNF 1.60のようなポンプはパラメータ設定可能なブラシレスDCモータが用意され、様々な材質とモータオプションで利用可能です。これにより精密な流量制御が可能であると同時にポンプが正常に動作しない場合にエラーメッセージを提供します。NF 1.60は最大流量0.65 l/min、最大圧力6 bar（相対）、最大吸込揚程3 mH2Oを実現します。コンパクト設計により多様なシステムへの組み込みが可能で、一体型圧力リリーフバルブ付きモデルも用意されています。
低脈動が要求されるアプリケーションではFP 70のようなポンプが必要となる場合があります。最大流量0.7 l/min、最大圧力2 bar（相対）、最大吸込揚程3 mH2Oを提供します。FP 70は脈動抑制を目的とした一体型パルスダンパーや独自設計のバルブを含むKNFのジェントルフローテクノロジーを搭載しています。また多様な材質およびモータオプションも選択可能です。
液体ダイアフラムポンプは様々なアプリケーションのシステムにおいて重要な役割を果たします。しかしポンプはそれらのシステム内で単独で動作するわけではありません。バルブ、ノズル、チューブ、継手など流路内の様々なシステム構成部品がポンプの性能に大きな影響を与える可能性があります。このためポンプを選定する際にはこれらの構成部品を考慮することが不可欠です。
≪システムの性能はポンプだけで決まるものではありません≫
アプリケーションに適したポンプを選択することはシステム操作を最適化する上で不可欠ですが、そのポンプがシステム内でどのようにどこに組み込まれるかを考慮することも必要です。インクジェットアプリケーションでインクをリザーバーからプリントヘッドへ移送する場合、液体の定量供給を行う場合、あるいは実験室分析用のサンプルを抽出する場合であっても、ポンプは単独で動作しているわけではありません。最も基本的なシステムでさえバルブ、ノズル、チューブ、継手など、流量に影響を与え得る様々な他の構成要素を備えています。ポンプを評価する際には往々にして考慮されないがこれらの構成要素が性能の主要な要因となり得るのです。
≪ポンプの性能に影響を与えるシステム構成要素はシステム稼働に不可欠です≫
多くのシステム構成要素がポンプ性能に影響を与える一方でそれらは重要な機能も担っている。その一部には以下が含まれます：
・バルブ：流体の流れと方向を制御すると同時にメンテナンス時にはシステムの一部から流体を遮断します。これにはソレノイドバルブが含まれ、電磁石を用いて必要に応じて自動的に流体の通過を許可または遮断します。
・ノズル：異なる流路断面間の液体の円滑な移行を可能にさせ圧力損失を回避するのに役立ちます。
・チューブ/配管：流体を移送するための経路として機能します。
・継手：継手はチューブや配管を他のシステム構成部品に接続し、流れの方向を変えるためまたは異なる配管サイズ間の移行に使用されます。
≪背圧はポンプ性能に深刻な影響を与えます≫
これらの部品は全て重要でポンプの性能に大きな影響を与えます。いずれも摩擦を引き起こし、流量に影響を与え、ポンプ内で背圧を発生させます。背圧とは流体が出口に向かって移送する際にポンプに対する抵抗です。閉じたバルブ、閉じたソレノイドバルブ、ノズル、チューブ、その他の部品によって生じる抵抗はこの圧力をさらに増加させ、ポンプがそれに逆らって押し戻すために過酷な作業を強いられます。ソレノイドバルブは特に問題となる可能性があります。電磁気的な性質によりソレノイドは極めて高速に閉じるため、急激かつ極端な背圧の急上昇（圧縮波）を引き起こします。これによりポンプは設計上想定されていない条件下で動作を強いられます。急激な圧力変化は液中の気泡を泡立たせ破損、キャビテーション、溶存ガス放出、または相転移を引き起こす。また急激な圧力変化は十分な剛性を持たないシステム配管の破損を招くこともあます。
≪ポンプ選定時の構成部品の考慮が圧力問題の防止に役立ちます≫
アプリケーションやシステム規模に関わらずシステム構成部品の影響を考慮することが不可欠です。ほとんどのポンプはこれらの部品による背圧の影響で性能が低下するため、ポンプ仕様を検討する際にはこれを考慮する必要があります。特に最大圧力は重要であり設計者は流体摩擦や配管の狭窄部による追加圧力を考慮しなければなりません。またポンプにかかる追加負荷が流量に与える影響も考慮することが重要です。
多くのシステム構成が性能に影響を与えシステム間の変動も大きいため、カスタマイズされた液体ポンプソリューションが不可欠です。KNFのNF 1.60のようなポンプはパラメータ設定可能なブラシレスDCモータが用意され、様々な材質とモータオプションで利用可能です。これにより精密な流量制御が可能であると同時にポンプが正常に動作しない場合にエラーメッセージを提供します。NF 1.60は最大流量0.65 l/min、最大圧力6 bar（相対）、最大吸込揚程3 mH2Oを実現します。コンパクト設計により多様なシステムへの組み込みが可能で、一体型圧力リリーフバルブ付きモデルも用意されています。
低脈動が要求されるアプリケーションではFP 70のようなポンプが必要となる場合があります。最大流量0.7 l/min、最大圧力2 bar（相対）、最大吸込揚程3 mH2Oを提供します。FP 70は脈動抑制を目的とした一体型パルスダンパーや独自設計のバルブを含むKNFのジェントルフローテクノロジーを搭載しています。また多様な材質およびモータオプションも選択可能です。
