ポンプの種類　構造：ポンプの種類と構造の基礎知識

風呂水ポンプは、私達の生活の中では最も身近な存在のポンプではないでしょうか。
最近の洗濯機には風呂水ポンプが殆どの機種で装着されていますし、風呂水ポンプの無い洗濯機でも、ホームセンターなどに行けば低価格で洗濯機用の後付の風呂水ポンプが売られています。
ホームセンターで売られている風呂水ポンプの価格は、大体２～３０００円程度です。風呂水ポンプの使い方も難しい所はなく、ただ吸い込み側を風呂の残り湯の中に沈めてポンプを起動させるだけです。
洗濯に使用する水道代は馬鹿にならないものであり、水道代の節約と言う観点からも洗濯時に風呂水ポンプによるお風呂の水の有効活用は是非実践したいものです。
また水道の使用量を削減すると言う事は、地球温暖化の原因と言われているＣＯ２の削減にも効果があります。
地球温暖化の防止は、今や全世界が取組むべき環境問題の最重要課題として位置付けられており、ｃｏ２排出量の削減は、自動車の環境をはじめ様々な産業分野でその取り組みが行われています。
このようにお財布にも環境にも優しい風呂水ポンプですが、この風呂水ポンプはよく故障すると言う欠点もあります。風呂水ポンプの故障としては、ポンプそのものが壊れる事は滅多にありませんが、洗濯機に標準で装備されている風呂水ポンプで最も多い故障は、ホースの破れでしょう。
風呂水ポンプのホースはらせん状のワイヤーを塩ビでコーティングしたタイプのものが使われており、柔軟性は高いですが、その反面塩ビ部分がよく破れてしまいます。大体洗濯機を購入して３年くらいすると風呂水ポンプのホースの破れといった故障が発生します。早いものでは１年くらいで破れてしまったものもあるようです。
こうした風呂水ポンプの故障の場合の修理としては、ホースを交換すれば済みますが、もしホースの端の方が破れているのならその部分を切り落として繋ぎ直せば風呂水ポンプのホース全体を新しいものに交換しなくても修理が可能です。そういった再利用が困難な場合は、風呂水ポンプ用の交換ホースがホームセンターに売られていますので、そちらを購入すれば修理できます。

風呂水ポンプの製品情報

井戸ポンプは、都会においては上水道の発達によりその姿は殆ど見かけなくなりましたが、まだ地方では浅井戸ポンプなどの井戸ポンプは必需品として活躍しています。
井戸ポンプの構造は非常に単純で、簡単に言ってしまえば井戸ポンプ内部のピストンを上下させる事によって空気の力を利用し水を汲み上げるものです。
井戸ポンプの構造についての詳細は省略しますが、インターネット上では詳しく解説されているサイトもありますのでそちらを参照してみて下さい。
なお浅井戸ポンプは地方においてはまだ井戸水を利用している地域もあり、必需品であると先に述べましたが、浅井戸ポンプでも手押しのポンプは殆ど見かけなくなりました。
現在実際に使用されている井戸ポンプは殆どが電動タイプの井戸ポンプになっています。ただ昔ながらの手押しの井戸ポンプは、そのレトロなデザインが人気なところもあり、機能性はさておいて景観維持の目的で設置されている所もあるようです。
井戸ポンプの価格は、手押しの井戸ポンプの場合は３万円～５万円くらい、電動の井戸ポンプで、家庭用の場合だと価格は３万円～１０万円くらいで販売されているようです。
勿論井戸ポンプは中古品も数多く出回っていますが、井戸ポンプの使用頻度と劣化条件を考えると、中古の井戸ポンプはそれほど程度のいいものが有るとは思えませんので、井戸ポンプを購入されるのであれば新品を購入される事をお勧めします。中古の井戸ポンプは故障も多く、修理をすると結局新品の方が安かったとか、あるいは中古で購入した井戸ポンプの場合、型式が廃止になっており、修理しようにも部品が手に入らないといった事も有り得ます。
井戸ポンプを製造しているメーカーは手押し式、電動式含め数多く有りますが、電動の井戸ポンプであればナショナルや日立、三菱の井戸ポンプが有名です。

ポンプの構造や原理、また実際にポンプを設計する場合においては、ポンプの各構成部品の材質などに関する知識を身に付けておくことが重要になります。
実際ポンプの各部位の構造や材質に関するノウハウは沢山あり、各ポンプメーカーにおいてはこれらのポンプの設計に関するノウハウを蓄積し、自社の強み技術として構築して商品開発に生かしています。

井戸ポンプの製品情報

エアーポンプは、比較的日常生活の中でも馴染みの深いポンプのひとつではないでしょうか。
例えば金魚や熱帯魚の飼育にエアーポンプを使っている方は結構おられるのではないかと思います。熱帯魚などのエアーポンプは家庭用の電源を使った電動エアーポンプですが、清音タイプのエアーポンプでかつ小型のエアーポンプが人気のようです。
また電池式の小型のエアーポンプは、浮き輪を膨らましたり、アウトドア用のエアーマットを膨らませたりするのに使ったことがあるのではないでしょうか。これらの電池式のエアーポンプはホームセンターなどで手軽に手に入れる事が出来ます。
金魚や熱帯魚のエアーポンプは水槽内に酸素を供給する目的で用いられていますが、単にエアーポンプでエアーを供給するだけではなく、水槽内に多孔式のストーンを設置し、それにエアーポンプからエアーを供給し、細かい気泡を発生させることによって、鑑賞効果を得るというのが一般的です。
その他のエアーポンプとしては、浄化槽のエアーポンプがありますが、この浄化槽のエアーポンプの使用目的は、ばっ気と呼ばれる、浄化槽に空気を送り込む事によってバクテリアの生成を促進し、有機物の分解を行うためです。こうした浄化槽のエアーポンプなどは普段はあまり目にしたり聞いたりする事は無いかもしれません。
尚、エアーポンプのメーカーとしては、イワキポンプ、安永、ナショナルなどがよく知られています。

往復動ポンプは、往復運動によって一定の容積の流体を排出するポンプですが、往復動ポンプの原理は竹筒で作った水鉄砲、あるいは注射器なども弁はないにせよ往復動ポンプの原理のひとつといえるでしょう。
往復動ポンプの構造は、吸込み弁と吐出し弁の相互の作用により流体を間欠的に排出するという事ですが、この流体を間欠的に排出するための動力としては蒸気やモーターによるクランク駆動等が挙げられます。
ちなみに蒸気の場合は、直動蒸気ポンプと呼ばれており代表的なところではウォシントンポンプなどがあります。この蒸気ポンプの場合は、入り口蒸気の圧力を調整することによって容量を変化させる事が出来るというメリットがあります。このウォシントンポンプは運転自体が観点である事と構造上安全なため、遠心ポンプが開発されるまでは製油所の熱油ポンプとして広く使われていました。
その一方で、モーター駆動のクランク式の場合は、モーターの回転数を変える事で容量を変化させる事が出来ます。
往復動ポンプは、一般にはプランジャーポンプとも言われ、主に高圧用のポンプとして使用されています。また往復動ポンプはその構造上脈動が発生しますので、２連式或いは３連式の構造をとるか、さらに必要に応じてパルセーションダンパーなどを吐出し側に設定します。
往復動ポンプは吸込み弁と吐出し弁が設定されており、これらの機構の確実な作動を含め日常のメンテナンスが重要になってきます。

スクリューポンプの原理は基本的には歯車ポンプと同様になります。
スクリューポンプの構造は、別名をねじポンプと呼ばれるように、１対の螺旋状の歯車がかみ合って液体を送り出す構造となっています。スクリューポンプはその用途も歯車ポンプと同じく燃料ポンプや油圧ポンプなどに用いられていますが、比較的流量が大きくても高圧を得られるのが特徴です。
またスクリューポンプにおいてもスラリー状の液体の場合は液体を送り出すスクリュー部分が磨耗するのは歯車ポンプと同様です。
スクリューポンプにはその用途に応じて様々な構造や大きさのものがありますが、小型のスクリューポンプなどはいろいろな分野で幅広く使われています。
ちなみにスクリューポンプは基本的な構造としては二つのスクリューをかみ合わせますので、２軸のスクリューポンプ構造となっています。
ベーンポンプの構造は、回転子とケーシンクの間に流体を含み、回転子が回転することによってその流体を吐出し口に送る構造となっています。
ベーンポンプのこの原理や構造は、自動車に興味のある方ならロータリーエンジンが思い浮かぶのではないでしょうか。
ロータリーエンジンも繭型のローターの中を、先端にシールが付いた三角形のローターが回転することによって排気ガスを排出しますので、このシールがベーンに相当するといえます。
ベーンポンプは様々なポンプメーカーの製品がありますが、有名なところではダイキン ベーンポンプ、油研 ベーンポンプ、ホクトミ ベーンポンプなどがあります。

歯車ポンプの構造は、1対の歯車がかみ合いながら回転し、歯と歯の間に挟まれている液体を送り出すものです。歯車ポンプの歯車の数はその用途によってさまざまですが、最小で３枚程度の歯車ポンプも存在しています。
歯車ポンプはその構造上、油圧ポンプなどに用いられ、重油などの高粘度流体の移送に幅広く活用されています。
歯車ポンプの吐出し量は歯車ポンプを設計する上で非常に重要な要素になりますが、歯車ポンプの性能を最大限に発揮させるためには実際の使用条件などの情報をきちんと把握する事が重要です。
実際歯車ポンプの図面や吐出し量などのスペックは、ポンプ会社のＨＰなどで無料で閲覧あるいはダウンロードできるところもありますのでそういったものを参考にして歯車ポンプの設計を行うのも一つの方法です。
また歯車ポンプの場合、スラリーなどのような磨耗性の液体を扱う場合は、磨耗によってポンプケーシングと歯車の隙間が増大し、ポンプの効率が低下する事があります。基本的に歯車ポンプの場合だと移送する液体自身で軸受などを潤滑することが一般的ですが、磨耗流体の場合は軸受自体が磨耗してしまいますので、外部軸受型にする必要があります。
歯車ポンプは歯車のかみ合わせ以外には複雑な弁機構などがないため、上記のような点に留意しておけば比較的故障が少ないポンプであるといえます。

回転ポンプは定容積型のポンプの種類に属します。定容積型のポンプの種類としては、回転ポンプ以外に往復動ポンプがあります。
回転ポンプの原理は、ケーシング内のローターの回転によって連続的に液を送るものです。回転ポンプの構造は、複雑な機構の弁などがないため非常に簡単で高速に回転する事によって高圧の発生を得る事ができます。
回転ポンプは一般的には中容量の使用環境に適しています。また回転ポンプの特徴としては、始動時に呼び水が不要という点でしょう。この理由としては、回転ポンプ内の回転子がケーシング内の空気を排除する事により、負圧となってその結果大気圧が液を押し上げるからです。そういった理由から、回転ポンプの場合は、液中に空気やガスが含まれていても吸込み不良が発生する事がないのが大きな特徴です。
回転ポンプはこの回転子の形状によって、ギヤポンプ、スクリューポンプなどがあります。また回転ポンプには弁機構がないため液の脈動がなく加熱炉やボイラーなどに燃料を供給する燃料ポンプ、潤滑油ポンプに用いられており、回転ポンプ自体は非常に小柄ながらも重要な機能を果たしています。
そういった意味からも、回転ポンプは高粘度の油などを使う油圧関係には欠かせないポンプの種類のひとつと言えます。

軸流ポンプの構造について解説しています。
軸流ポンプの構造は、菅の中にプロペラ形状の羽根を持ったプロペラポンプの一種であり、最大の特徴は他のポンプの種類とは異なり渦巻き室がないという点です。
軸流ポンプの用途としては、排水やかんがいなどの、低揚程で大水量を送る必要がある場合に用いられています。軸流ポンプの原理としては、飛行機のプロペラに似た羽根が水に揚力を与える事で機能しています。またこの羽根を可動式にする事によって水量や揚程の変化による軸流ポンプの効率の低下を最小限に抑える事も可能ですが、この場合の弊害としては軸流ポンプ自体の構造が複雑になる事と、それに伴い軸流ポンプの価格が高くなってしまうことが挙げられます。
なお遠心ポンプと軸流ポンプの中間に位置するポンプとしては、斜流ポンプがありますが、この斜流ポンプもプロペラ形状の羽根を持ったプロペラポンプの一種となります。
軸流ポンプを使う場合、その吸込み高さが高くなる場合には縦軸ポンプが採用されるのが一般的です。例えば地下水のくみ上げやビルの雑用水の吸い上げなどに採用されています。
軸流ポンプの構造はこのように非常に簡単な構造で、渦巻き室を持つ他のポンプに比べると価格も安価ですが、軸流ポンプの性能曲線を考慮し、使用環境にあった軸流ポンプのスペックを選択する事が重要です。

燃料ポンプは内燃機関には欠かせない部品であるといえますが、車の故障などにおいても燃料ポンプの故障は多いようです。
また車の場合、燃料ポンプはガソリンタンクの取り付けられており、取り付け構造としては単純ですが、燃料ポンプの交換を行おうと思うと車種によっては車をジャッキアップしないといけない、また燃料には一定の圧力がかかった状態になっていますので、不用意に燃料ポンプ周りの配管を外すとガソリンなどの燃料が吹き出て危険等、はなかなか自分で行う事は難しく、燃料ポンプが故障した場合はディーラー等の専門の業者に燃料ポンプの交換を行ってもらう方が良いでしょう。
実際私が今までに経験した自動車の燃料ポンプの交換は、レガシィとインプレッサの燃料ポンプの交換、AE86の燃料ポンプ交換などがあります。
また燃料ポンプの取り付け構造としてはガソリンタンク内部に取り付けてあるインタンク方式と、ガソリンタンクの外に燃料ポンプを取り付けてあるアウトタンク方式がありますので、燃料ポンプの交換を行う車がどちらの方式になっているか確認をしておく必要があります。AE86の燃料ポンプの交換の場合は、ガソリンタンク内部に取り付けてあるインタンク方式なので、トランクルーム内の燃料ポンプへの配線を外し、ガソリンタンクを降ろして交換を行いました。
また燃料ポンプを自分で交換する際には、危険防止の為に必ずバッテリーのマイナス端子を外しておく事が重要です。
ちなみに燃料ポンプの製造メーカーとしては、国内であればデンソー、海外であればＢＯＳＣＨなどが有名なところです。

真空ポンプも我々の日常生活では殆ど目にする事もないポンプの一つですが、真空ポンプをはじめとする、真空を利用した技術は様々な分野で用いられています。
真空というものがどういうもので、どういった特徴があるかという事についての詳細はここでは省略しますが、真空ポンプを取り扱っているメーカーとしてはエバラの真空ポンプや日立、オリオン真空ポンプ、アルバック真空ポンプなどがあります。その他にはドイツ製のライボルト 真空ポンプなどもあります。
真空ポンプの価格としては、その構造上からもしっかりとした強度確保が必要な事もあり、他のポンプに比べると高めの価格となっています。
実際真空ポンプを普段の生活の中で必要とする事はあまり無いかもしれませんが、真空ポンプを選ぶ際には、どれだけの高真空を必要としているかという事を事前に検討し、それにあった真空ポンプを選定する事が重要です。
なお真空ポンプは、ポンプの基本構造に油を用いるウェットポンプと、油を用いないドライポンプとに大別する事ができます。
一般的に、ウェットポンプは総合面で優れた性能を持つといわれる油回転型真空ポンプ（ロータリーポンプ）が広く使われています。またドライポンプは基本的に油汚染を嫌う用途で使用されることが多く、低真空向けに安価なダイヤフラムポンプなども多く使われているようです。

真空ポンプの製品情報

ウォータポンプといえば、車を持っている方ならまず一番に自動車のウォータポンプを思い浮かべるのではないでしょうか。実際、車のウォータポンプの故障というのは車の故障原因の中でも多いものです。そしてこの車のウォータポンプが破損した場合、車種によってはウォーターポンプ 交換の際にエンジンを下ろさないといけないため、ウォーターポンプの値段はそれほど高くないにもかかわらず、ウォーターポンプの修理の工賃は非常に高い物となってしまいます。
ウォーターポンプが破損する原因には様々な要因がありますが、一番多いのはウォーターポンプのシール関係が劣化し水漏れが発生するといったケースでしょう。その他のウォーターポンプの故障としては、羽根車のキャビテーション腐食による破損等が挙げられます。このウォーターポンプの破損に見られるキャビテーションは、羽根車などに発生する気泡（キャビティ）が崩壊する時に発生する繰り返し水撃作用によって金属の表面がえぐりとられる現象をいいます。またキャビテーションは腐食環境の下では腐食生成物がどんどん脱落し、損傷の度合いが加速します。
車のウォーターポンプをはじめ、ウォーターポンプの破損においては、こういった現象がおきる際にはウぉーターポンプからの異音等の予兆が確認出来る場合もありますので、日常のメンテナンスをしっかりと行う事も重要です。

その他のウォーターポンプの情報

水中ポンプは数多くのメーカーから様々な種類や型式、価格のものが販売されていますが、例えばエバラ（荏原）の水中ポンプやツルミ（鶴見）水中ポンプ、テラル 水中ポンプ、またよく知られたメーカーでは日立の水中ポンプなどが有名です。
水中ポンプは普段の生活の中ではあまり目にする事はないと思いがちですが、実は身近なところでも水中ポンプは使われています。
例えば熱帯魚の水槽の水のろ過装置に使用される水中ポンプや、池の噴水、田畑、庭木などの散水に使用したり、工場や現場等の排水作業などにも水中ポンプは使われています。
一般家庭で使用する水中ポンプの価格は、３０００円～２００００円程度が主流のようです。
水中ポンプの構造には縦軸ポンプと横軸ポンプ構造が用いられるのが一般的です。また水中ポンプの能力も使用条件に応じて幅広く設定されています。
水中ポンプの最大の特徴は、水中にポンプ本体を設置するため、陸上での設置場所が不要になるという事でしょう。
また水中にポンプ本体を設置する事から、騒音の問題もなく環境に対して優しいポンプであるといえます。その一方で、水中ポンプは常に水没しているという使用条件から錆等の懸念もありますが、この対策としては水中ポンプ本体の材質似ステンレスや樹脂を採用し、錆を防止するといった方法が取られています。また海水下で使用する水中ポンプは、耐食性の観点からチタン合金が採用されています。
水道の発達により、最近では日本国内で深井戸を見かけることは殆ど無くなりましたが、発展途上国や新興諸国の一部では井戸を掘って飲料水を確保している地域もまだ多く、こういった場面では深井戸水中ポンプが活躍しています。
ちなみに深井戸水中ポンプはエバラポンプの製品が有名なようです。

その他の水中ポンプの情報

ポンプの種類と構造にはどのようなものがあるのでしょうか。
まずはポンプの種類と構造についての解説してみたいと思います。ポンプの種類は、まず大きく分けると①ターボ型、②定容積、③特殊型といった分類に分けることが出来ます。そしてそれぞれのポンプの型式を更に詳細に見ていくと、様々なポンプの構造と種類に分かれます。
まずターボ型のポンプとしては、遠心ポンプとプロペラポンプに分けることが出来ます。更に遠心ポンプの種類として渦巻きポンプやタービンポンプなどが挙げられます。またプロペラポンプの種類としては、軸流ポンプ、斜流ポンプがあります。
定容積型のポンプの種類としては、往復動ポンプと回転ポンプがあり、往復動ポンプでは直動蒸気ポンプやピストンポンプ、回転ポンプの種類としては歯車ポンプやベーンポンプ、ウエスコポンプなどが挙げられます。
最後に特殊型ポンプの種類としては、噴流ポンプやエアリフトポンプ、ダイアフラムポンプなどが挙げられます。
このようにポンプの種類はその構造によって非常に多くの種類に分かれますが、ポンプの設計や導入を検討する際には、それぞれのポンプの長所、短所を把握し用途に応じたポンプの種類と構造を選択することが重要です。

【ポンプの種類】
①ターボ型--遠心ポンプ--渦巻きポンプ、タービンポンプ
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　　　　　--プロペラポンプ--軸流ポンプ、斜流ポンプ
　　　　　
②定容積型--往復動ポンプ--直動蒸気ポンプ、ピストンポンプ
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　　　　　--回転ポンプ--歯車ポンプ、ベーンポンプ、ウエスコポンプ

③特殊型--噴流ポンプ、エアリフトポンプ、ダイアフラムポンプ