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水圧機器の特長WATER HYDRAULICS

Danfoss社と水圧機器

Danfossは1933年デンマークのノルドボルグにて創業され、近年、売上高5,000億円、従業員2万人以上を有する欧州でも有数のメーカーに成長しました。
主力事業は、冷凍・エアコンディショニング、ヒーティング、VLTドライブ、ソーラーエナジー、インダストリアルオートメーション、ハイプレッシャーシステム、の6つの事業部から構成されており、水圧機器はハイプレッシャーシステム事業部に属しています。
 
Danfossでは、1994年に本格的に水圧機器の生産をスタートさせ、現在は消火装置、湿度装置、木材乾燥装置、産業洗浄装置、水圧装置の5つのビジネスから構成され、名実共にこの分野において、リーディングカンパニーとしての地位を確固たるものとしています。

Danfoss社の製品特徴

Danfoss社製高圧型水圧ポンプは、アキシャルピストンの原理で設計され、非常に軽量かつコンパクト、そして脈動が非常に小さいのが特徴となっています。
 
ポンプの摺動部の潤滑は給水する水自身が行うよう設計されているので、油による潤滑は一切不要です。
 
使用する流体により水道水用、純水/工業水用、海水用の3種類に分類され、流体別に接液部の材質を変えております。
 
Danfoss社の製品画像
Danfoss社製水圧ポンプ

水圧ポンプの種類

水道水用ポンプ

ポンプタイプ ピストン数 脈動率 回転数 rpm 流量範囲
14MPa と最小-最大回転数
PAH2-6.3 5 5% 700~3,000 1.0~18L/min
PAHT10-12.5 5 5% 700~3,000 6.0~36L/min
PAH20-32 9 1.5% 700~2,400 13~74L/min
PAH50-80 9 1.5% 700~1,800 32~74L/min
PAH100 9 1.5% 700~1,500 64~144L/min

純水/工業用水用ポンプ

ポンプタイプ ピストン数 脈動率 回転数 rpm 流量範囲
7MPa と最小-最大回転数
PAHT2-6.3 5 5% 1,000~3,000 0.9~16L/min
PAHT10-12.5 5 5% 1,000~2,400 7.8~25L/min
PAHT20-32 9 1.5% 1,000~2,400 21~51L/min
PAHT50-80 9 1.5% 1,000~1,800 41~130L/min

海水用ポンプ

ポンプタイプ ピストン数 脈動率 回転数 rpm 流量範囲
8MPa と最小-最大回転数
APP 0.6~1.0 5 5% 700~3,450 2.4~16.7L/min
APP 1.5~2.5 5 5% 700~3,450 5.8~41.7L/min
APP 3.0~3.5 7 2.5% 700~3,000 10~58.3L/min
APP.5.1~10.2 9 1.5% 700~1,800 32~170L/min
APP 11~30 9 1.5% 700~1,200 106~503L/min

水圧ポンプの基本構造

海水用ポンプ APP1.5の断面図

海水用ポンプ APP1.5の断面図  
(1) 軸シール(SUS316/NBR)
(2) 取付フランジ(SA F2205/SUS316)
(3) エア抜きプラグ(SA F2205)
(4) リテイナリング(SAF 2507)
(5) ピストン/シュー(SAF 2507+peek)
(6) バルブプレート(SAF 2207)
(7) スワッシュプレート(SAF 2507)
(8) シリンダバレル(SAF 2507)
(9) スプリング(SAF 2205)
(10) ポートプレート(SAF2507+peek)
(11) 接続フランジ(SAF2205)
(12) ベアリング付ハウジング(SAF 2205+peek)
注意:( )内は各部品の材質

海水のポンプ内流れ

吸込口より流入した水は、ポートプレート(10)→バルブプレート(6)→ピストン(5)の順番で流れます。
 
ピストン(5)は、先端でスワッシュプレート(7)と接しており、ポンプ軸が電動機で回転させられると、ピストンがスワッシュプレートに沿って回転し、上から下へ回転するときに水を吸込み、下から上へ回転するときに吐出し口から供給されます。
  海水のポンプ内流れ

海水用ポンプ使用材料と温度・腐食に関するデータ

海水用ポンプ APPタイプに使用される材質は、主に SAF2507(Super Duplex)、SAF2205(Duplex)から構成されています。
これらの材料と、塩化ナトリウム(NaCl) - 温度に関する使用範囲は、下のグラフの通りです。
海水用ポンプ使用材料と温度・腐食に関するデータ

水圧ポンプの流量について

ポンプは固定容量型で、流量はポンプの回転数とポンプ容量に比例します。
希望する流量は、ポンプの回転数を変えることによって得ることが出来ます。
必要回転数は、次のように算出する事が出来ます。
必要回転数 rpm =(希望流量×定格回転数 rpm )/ 定格流量
 
流量特性グラフ(海水用ポンプ タイプ APP0.6~APP2.2)
水圧ポンプの流量について
Pump model Flow Pressure rpm Calc.faxtor
60bar 70bar 80bar
l/min m3/h gpm 870psi 1015psi 1160psi
APP1.5 25.11 1.51 6.63 3.21kw 3.75kw 4.29kw 2890 468.6
APP1.5 30.17 1.81 7.97 3.86kw 4.51kw 5.15kw 3470 468.6
必要入力 KW = (流量 L/min × ポンプ圧力差 bar)/Calc.factor
10bar = 1 MPa
飲料水製造ラインに設置された水圧ユニット
飲料水製造ラインに設置された水圧ユニット
RO装置に搭載置された海水用ポンプ
RO装置に搭載置された海水用ポンプ

今後の展開

稼働部品の潤滑が流体自身で行われ、油の潤滑が不要なこのポンプは
環境保護・調和の面だけでなく、省エネルギーにも有効であり、今後様々な用途開発に注目が集まる事が大いに期待されています。
水圧機器

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