定量ポンプとは【種類と仕組み】

定量ポンプはその名前の通り、断続的に一定量を排出するポンプです。

概要

定量ポンプは一定量の液体を排出できるポンプで、容積式ポンプと同じ意味で使われます。非容積式ポンプ(遠心ポンプなど)は、連続して液体を排出しますが、定量ポンプは断続的な排出となります。両者には、脈動が生じるかどうかなどの違いがあり、定量ポンプはその構造上、脈動が生じます。

定量ポンプには、いくつかの種類があります。下のアニメーションはダイヤフラムポンプ(ダイアフラムポンプ)の構造を示しています。
動力で黒い部分(膜:ダイアフラム)を動かすことで、吸い込みと吐き出しを行っています。下の絵は構造が二つになっていますが、一つでもポンプとして機能します。

定量ポンプの動作
定量ポンプのアニメーション:引用

ダイアフラム以外には、ピストンポンプ、プランジャーポンプ、スクリューポンプなどの種類があります。

種類

前述の通り、定量ポンプは容積式ポンプのことです。その種類は、大きく分けて往復動ポンプと回転ポンプに分類されます。
往復動ポンプにはピストンポンプなど、回転ポンプはスクリューポンプなどが分類されます。

ピストンポンプ

ピストンポンプはシリンダーを往復させることで容積を変化させ、液体を送り出すポンプです。昔ながらの井戸の水の吸い上げるポンプ、灯油用のポンプなどで使われています。液体ではありませんが、自動車のガソリンエンジンも同じ仕組みです。

ロータリーエンジンはピストン式ではなく、回転式になります。

ダイアフラムポンプ

概要で紹介したダイアフラムポンプの構造は、心臓に似ています。

プランジャーポンプ

簡単に説明すると、ダイアフラムではなくプランジャーを使ったポンプです。プランジャーという単語には様々な意味がありますが、ポンプに使われるプランジャーはシリンダーのような部品です。

スクリューポンプ

歯車などを回転させて、液体を送り出すポンプです。歯車だけではなく、スクリューや羽根(ベーン)のタイプもあります。

仕組み

往復動ポンプにはいくつかの種類があり、それぞれ構造(構成部品)が異なります。しかし、仕組み(原理)は同じです。
吸い込みの仕組みは、ピストンやダイアフラムなどで容積を変化させて負圧を生み液体を吸い込むというものです。吐き出しに関しては、ピストンなどを元に戻して、液体を押し出すという仕組みです。

回転式も、容積を変化させ液体を吸い込むという仕組みであり、往復動式と同じです。

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