外歯車ポンプ - 高圧および所定の体積流量に対応する高精度な移送技術
外歯車ポンプは、容積式原理に基づき、高い再現性を備えて潤滑性のある流体を移送します。公差の厳しいハウジング内で2つの外歯車が回転し、歯間の空間に流体を保持しながら、噛み合わせと隙間形状によって吸込側と吐出側を分離します。
Harton Anlagentechnik GmbH社は、媒体、粘度、差圧、潤滑性、およびシール方式に応じて、外歯車ポンプを徹底的に 設計しています。 これにより、圧力安定性、再現性のある流量、および制御された漏れが極めて重要な、移送、供給、および計量作業向けの堅牢なソリューションが実現されます。
Harton Anlagentechnik GmbH社は、媒体、粘度、差圧、潤滑性、およびシール方式に応じて、外歯車ポンプを徹底的に 設計しています。 これにより、圧力安定性、再現性のある流量、および制御された漏れが極めて重要な、移送、供給、および計量作業向けの堅牢なソリューションが実現されます。
種類、バリエーション、および区分
課題の内容に応じて、さまざまなバリエーションが用いられます：
安定した運転条件下における、油分を含み潤滑性のある媒体を用いた一般的な搬送作業向け。
差圧の高い用途において、軸受、ハウジングの設計、およびクリアランス設計が、高い機械的負荷に耐えられるよう設計されている必要がある場合。
少量かつ精密な搬送量、高い繰り返し精度、および制御可能な回転数に適しています。
排出ガス規制、媒体の清浄度、または漏れのない運転に対する要件が厳しい用途向け。
技術的特徴：
技術的特徴：
- 内歯車ポンプと比較して、外歯車ポンプは多くの場合、よりコンパクトで、より高い圧力に対応可能です。
- スクリューポンプと比較すると、小型の構造でありながら高い圧力を達成できますが、構造上、やや脈動が大きくなります。
- 他の容積式ポンプと比較して、媒体の潤滑性が設計上の重要な要素となります。
外歯車ポンプは、コンパクトな構造、高圧、そしてクリーンな容積式吐出が求められるあらゆる場面で有効です。当社のエンジニアは、目標吐出量だけでなく、スリップ、温度、粘度、システム損失の影響を受ける実際の運転条件も考慮に入れています。
実運用において重要な点は以下の通りです：
特に低粘度の媒体、高い差圧、あるいは厳しい排出要件が求められる場合、適切な設計が効率、耐用年数、およびプロセスの信頼性を左右します。
実運用において重要な点は以下の通りです：
- 容積式原理による定格吐出流量
- コンパクトなサイズでありながら高い加圧能力
- 潤滑性のある流体の安定した供給
- 回転数または周波数変換器による精密な制御
- シャフトシールから磁気カップリングに至るまで、プロジェクトに応じたシール戦略
特に低粘度の媒体、高い差圧、あるいは厳しい排出要件が求められる場合、適切な設計が効率、耐用年数、およびプロセスの信頼性を左右します。
外歯車ポンプは、潤滑性のある流体を、所定の圧力および再現性のある流量で移送する必要があるシステムで主に使用されます。
代表的な用途：
代表的な業界：
高粘度の媒体については、さらに吸入特性、始動トルク、および温度制御についても試験を行います。低粘度の媒体については、粘度が低下するにつれてスリップが増加するため、容積効率を特に慎重に評価します。
代表的な用途：
- 油圧システム
- 潤滑油システム
- プロセスオイル供給
- 燃料供給
- 計量用途
- 油分を含む媒体の装置への供給
代表的な業界：
- 機械・プラント製造
- エネルギー・公益事業技術
- 試験装置技術
- 潤滑剤・燃料技術
- 産業用計量・供給システム
高粘度の媒体については、さらに吸入特性、始動トルク、および温度制御についても試験を行います。低粘度の媒体については、粘度が低下するにつれてスリップが増加するため、容積効率を特に慎重に評価します。
当社の外歯車ポンプは、実際のプロセスデータに基づいて設計されています。以下の範囲は、技術的な目安となります：
単なる置換容量以上のもの
実務上重要な点は、実際の吐出流量が単に幾何学的排気量にのみ依存するわけではないということです。内部漏れは差圧とともに増加し、粘度が高くなるにつれて減少します。そのため、当社の社員は常に、媒体、隙間寸法、温度、圧力レベルといった要素の全体的な関連性を考慮に入れています。
| 流量 Q | 0.1～200 m³/h |
| 差圧 Δp | 10～200 bar |
| 粘度 | 1～25,000 mPa·s |
| 温度範囲 | -20 °C ～ +200 °C |
| 粒子境界 | 通常、最大50 µm |
| ガス比率 | 0～10体積％ |
| 規定 | 用途および回転数範囲に応じて、FU運転が可能 |
外部歯車ポンプの耐用年数は、材質、軸受の設計、および熱的に適切なクリアランスに大きく依存します。
代表的なケーシング材料：
歯車用材料：
シール材：
代表的なケーシング材料：
- 鋳鋼
- 球状黒鉛鋳鉄
- ステンレス鋼（例：1.4404 または 1.4571）
歯車用材料：
- 焼入れ・焼戻し処理済みの鋼
- 所定の表面硬度および粗さを有する焼入れ鋼
- 軸受：
- すべり軸受および媒体潤滑
- 転がり軸受
- 過酷な媒体や限界潤滑条件下での外部潤滑方式
シール材：
- NBR
- FKM
- EPDM
- FFKM
当社の材料選定は、搬送媒体への適合性およびお客様の経験に基づいて行われます。さらに、許容範囲を超える隙間や危険な接触が生じないよう、荷重変動時の熱膨張についても検証を行っています。 限界潤滑、摩耗、または腐食のリスクがある場合は、DLC、硬質クロム、あるいは溶射システムなどのコーティングが有効となる場合があります。
扱いにくい媒体？ まさにこの点で、スタンダードとエンジニアリングは一線を画す
すべての媒体が外歯車ポンプに等しく適しているわけではありません。重要なのは耐薬品性だけでなく、実際の運転における潤滑性能でもあります。
特に適しているのは：
慎重に評価すべきもの：
固形分は、粒子が歯面や軸受面を損傷する可能性があるため、外歯車ポンプにとっては基本的に扱いが難しいものです。そのため、適切なフィルターまたは精密フィルターの導入は、多くの場合、単なる選択肢ではなく、必須の要件となります。
特に適しているのは：
- 作動油
- 潤滑油
- 暖房用油
- 燃料
- その他の潤滑性のあるプロセス媒体
慎重に評価すべきもの：
- スリップ率の高い低粘度媒体
- 吸入特性が厳しい高粘度媒体
- 固形分を含む媒体
- 脱ガスする、またはガスを含む媒体
- 材料および気密性に対する要求が厳しい、化学的に腐食性の高い媒体
固形分は、粒子が歯面や軸受面を損傷する可能性があるため、外歯車ポンプにとっては基本的に扱いが難しいものです。そのため、適切なフィルターまたは精密フィルターの導入は、多くの場合、単なる選択肢ではなく、必須の要件となります。
シール、安全性、およびインターフェース
外歯車ポンプにおいて、シール方式は選定上の重要な基準となります。移送媒体や運用基準に応じて、以下の仕様をご用意しています：
その他の安全に関する事項：
- シングルシャフトシール
- 二重シャフトシール
- シールレス運転のための磁気カップリング
- また、容積式ポンプについては、過圧保護が必須となります。圧力側が遮断されると、圧力はさらに上昇します。そのため、安全弁またはバイパス機構の設置が義務付けられています。
その他の安全に関する事項：
- 高圧または高温時の遮断システムまたは洗浄システム
- 規定の圧力等級に準拠したDINまたはANSIフランジ
- 許容配管荷重
- 可燃性媒体における接地および電位均等化
- ゾーン、ガスグループ、温度クラスに基づくプロジェクト固有のATEX評価
駆動、制御、エネルギー
駆動は通常、クラッチまたはギアボックスを備えた電動モーターによって行われます。許容回転数範囲は一律に定められているわけではなく、媒体、粘度、吸込条件、および軸受への負荷によって決定されます。
重要な設計上のポイント：
特に高粘度媒体の場合、コールドスタート時の挙動は定常運転よりも重要な要素となることがよくあります。そのため、当社のエンジニアは、連続運転だけでなく、実際の起動条件も考慮に入れています。
重要な設計上のポイント：
- 安定した吐出量および圧力制御のためのFU運転
- 十分な潤滑を確保するための最低回転数
- 高粘度媒体における始動トルク
- コールドスタート時の予熱または温度調整方式
- 負荷プロファイルおよび稼働時間に基づく消費電力の評価
特に高粘度媒体の場合、コールドスタート時の挙動は定常運転よりも重要な要素となることがよくあります。そのため、当社のエンジニアは、連続運転だけでなく、実際の起動条件も考慮に入れています。
統合、組み込み、および周辺機器
外歯車ポンプが長期にわたり安定して動作するのは、その周辺環境も適切に計画されている場合に限られます。
重要な統合ポイント：
お客様のご要望には可能な限り対応いたします。ただし、周辺機器が媒体および負荷条件に技術的に適合していることが最も重要です。
重要な統合ポイント：
- 短く、かつ余裕のある寸法で設計された吸込配管
- 粒子サイズ制限に応じたフィルターまたは精密フィルター
- バイパスおよび逆止弁
- 圧力および温度の測定
- オプションで流量測定
- 高粘度または凝固性の媒体用加熱ジャケット、ヒートトレース、または断熱材
- ベアリングおよびシールへの負荷を低減するための、ポンプと駆動装置の正確な位置合わせ
お客様のご要望には可能な限り対応いたします。ただし、周辺機器が媒体および負荷条件に技術的に適合していることが最も重要です。
監視、保守、および運転の安全性
外歯車ポンプでは、明確に定義された監視パラメータを活用することが有効です。これにより、シールやベアリング、あるいは歯面が損傷する前に、異常を早期に検知することができます。
有用な監視パラメータ：
メンテナンス戦略は、計画ベースまたは状態ベースとして設定されます。この際、TCO（総所有コスト）の主な要因となるのは、通常、シール、フィルター管理、媒体の潤滑性、および設置環境の品質です。
有用な監視パラメータ：
- 閉塞、フィルターの目詰まり、または遮断状態を検知するための圧力
- ベアリング、シール、ハウジングの温度
- 粘度変化や摩耗の兆候となる電流および消費電力
- 大型装置における振動
- プラント制御システムにおけるアラームおよび停止ロジック
メンテナンス戦略は、計画ベースまたは状態ベースとして設定されます。この際、TCO（総所有コスト）の主な要因となるのは、通常、シール、フィルター管理、媒体の潤滑性、および設置環境の品質です。
品質、検査、および文書化
納品前に、用途に合わせて検査の詳細度を定義します。代表的な内容は以下の通りです：
標準仕様では、合意された範囲に従い、プロジェクトに関連する文書一式を納入いたします。FATおよびオプションのSATについては、別途定義することが可能です。
- 機能動作試験
- 圧力および気密性試験
- Q/Δpに関する性能試験
- 必要に応じて、EN 10204 2.2 または 3.1 に基づく材料証明書
- データシート
- GA図面
- スペアパーツリスト
- 取扱説明書
- CE または ATEX 適合証明書
- 試験報告書
標準仕様では、合意された範囲に従い、プロジェクトに関連する文書一式を納入いたします。FATおよびオプションのSATについては、別途定義することが可能です。
Harton社製外歯車ポンプの利点
- 体積で定義された吐出量
- コンパクトな構造でありながら高圧を実現
- 潤滑性のある媒体の安定供給
- インバータによる再現性の高い定量吐出
- 材料、ギャップ、軸受の設計をカスタマイズ可能
- オプションで、マグネットカップリングによるシールレス構造
- 媒体、圧力、運用基準に応じた技術的設計
当社の外部歯車ポンプの種類とバリエーション
当社は、多種多様な移送用途やプロセス要件に対応した外歯車ポンプを開発・製造しています。標準仕様、加熱式、磁気カップリング式、耐薬品性、高圧、あるいは精密計量用歯車ポンプなど、お客様の移送媒体や用途に最適なソリューションをご提供いたします。 また、必要に応じて各ポンプをお客様の技術的要件に合わせて個別にカスタマイズし、設計から試運転に至るまで全面的にサポートいたします。
冷却すると凝固する媒体には、高度な熱管理が必要です。当社の技術者は、蒸気や熱油用の加熱ジャケットをポンプ本体に直接組み込んでいます。 当社の長年の経験から、ポンプを均一に加熱することがシール材の寿命にとって極めて重要であることが分かっています。そのため、当社のプロジェクト開発チームは、正確な溶融温度に達した時点で初めて運転を許可する制御コンセプトを開発しています。
| 体積流量 Q | 5 - 1.500 l/min |
| 材料 | 鋳鋼、HTステンレス鋼 |
| 圧力 | 40 barまで |
| ATEX | はい |
| 効率 | 75 - 85 % |
| 性能 | 2 - 75 kW |
| 回転数 | 100 - 1.500 min⁻¹ |
| 温度 | ～+450 °C |
| 粘度 | 200,000 mPasまで |
| 固形物 | 最小 |
| ガスの割合 | ＜ 3 % |
| NPSH | 3 - 6 m |
| 詩 | パッケージ / HTスライドリング |
腐食性の高い媒体に対しては、当社のプロジェクト開発チームが、ステンレス鋼1.4404または特殊合金を基にした個別のプラント設計案を策定します。2世代にわたる専門知識を活かし、熱膨張係数を設計に正確に反映させることができます。 これにより、温度変化に伴う歯車の固着を防止し、長期にわたるプロセスの安定性を確保します。当社の技術者は、厳しい環境規制への準拠を確認するため、各シールユニットを検証しています。
| 詩 | ダブルGLRD／磁気クラッチ |
| 体積流量 Q | 0,1 - 600 l/min |
| 材料 | 1.4404、ハステロイ、チタン |
| 圧力 | 40 barまで |
| ATEX | Ja |
| 効率 | 70 - 85 % |
| 性能 | 0,25 - 45 kW |
| 回転数 | 200 - 1.800 min⁻¹ |
| 温度 | -50 °C ～ +300 °C |
| 粘度 | 0,5 - 500.000 mPas |
| 固形物 | 最小（20 µm未満） |
| ガスの割合 | ＜ 2 % |
| NPSH | 低流量用に最適化 |
ポリマー加工では、極度の圧力が常態となっています。当社のプロジェクト開発チームは、こうした課題に対応するため、焼入れ加工を施した工具鋼を用いた補強筐体を設計しています。 機械・プラント製造分野における40年以上にわたる経験により、当社の技術者は、最大350 barの圧力下でも摩耗を最小限に抑えるため、搬送媒体そのものを利用してすべり軸受の潤滑を安定させる方法を熟知しています。
| 温度 | ～+350 °C |
| 粘度 | 10,000,000 mPasまで |
| 固形物 | なし |
| ガスの割合 | 0 % |
| NPSH | 高い供給圧力が必要 |
| 詩 | リターン用ねじ / 冷却式 |
| 体積流量 Q | 0,5 - 1.000 l/min |
| 材料 | 工具鋼、焼入れ済み |
| 圧力 | 最大350 bar |
| ATEX | はい |
| 効率 | ＞ 90 % |
| 性能 | 250 kWまで |
| 回転数 | 10 - 500 min⁻¹ |
有毒物質や環境に有害な物質が採掘されるあらゆる現場において、当社の専門家は気密性の高い磁気カップリングを採用しています。 当社のエンジニアは、最先端のエンジニアリングノウハウを駆使し、最適化された分流経路によってギャップポット内の渦電流損失を冷却しています。お客様にとっては、これはシャフト貫通部での漏洩リスクのないメンテナンスフリーのソリューションであり、プラントの稼働限界を確実に拡大することにつながります。
| 固形物 | 固形分が一切含まれていない |
| ガスの割合 | 0 % |
| NPSH | 重要（蒸気圧試験） |
| 詩 | 磁気カップリング |
| 体積流量 Q | 0,05 - 300 l/min |
| 材料 | ステンレス鋼、セラミックベアリング |
| 圧力 | 100 barまで |
| ATEX | はい |
| 効率 | 65 - 80 % |
| 性能 | 30 kWまで |
| 回転数 | 最大3,000 min⁻¹ |
| 温度 | -100 °C ～ +250 °C |
| 粘度 | 10,000 mPasまで |
一滴単位の精度が求められる場合、当社の顧客はHarton Anlagentechnik GmbHの計量に関する専門知識を信頼しています。当社の専門家は、脈動をほぼゼロに抑えた送液を実現するため、極めて厳しい公差でこれらのポンプを製造しています。 当社のエンジニアは、自動化生産ラインへのシステム統合を支援し、お客様のバリデーションプロセスが常に再現性のある結果をもたらすようサポートいたします。
| 性能 | 0,1 - 3 kW |
| 回転数 | 10 - 200 min⁻¹ |
| 温度 | -20 °C bis +150 °C |
| 粘度 | 1 - 100.000 mPas |
| 固形物 | 許可されない |
| ガスの割合 | 0 % |
| NPSH | ca. 2 m |
| 詩 | GLRD / 磁気カップリング |
| 体積流量 Q | 0,01 - 20 l/min |
| 材料 | ステンレス鋼、セラミック、DLC |
| 圧力 | 最大80 bar |
| ATEX | Zone 1 |
| 効率 | ＞ 95 % |
このタイプは、多くの潤滑油システムや油圧システムの基盤となっています。当社のエンジニアは、1984年以来の長年にわたる経験を活かし、お客様の特定の作動粘度に対して最適な歯面クリアランスを算出します。 当社の専門家は、負荷変動時においてもお客様の現場で高いプロセス信頼性を確保できるよう、ハウジングと歯車の材料組み合わせに特に注意を払っています。精密な技術的検証を行うことで、内部漏れを最小限に抑え、容積効率を最大化します。
| 圧力 | 最大120 bar |
| ATEX | ゾーン1および2に対応 |
| 効率 | 75 - 92 % |
| 性能 | 0,5 - 150 kW |
| 回転数 | 500 - 3.500 min⁻¹ |
| 温度 | -20 °C ～ +200 °C |
| 粘度 | 10 - 100.000 mPas |
| 固形物 | 許可されない |
| ガスの割合 | 一時的に最大5％ |
| NPSH | 3 - 5 m |
| 詩 | メカニカルシール／パッキン |
| 体積流量 Q | 1 - 2.500 l/min |
| 材料 | GG25、GGG40、鋼 |
エンジニアおよび技術系購買担当者にとっての重要性
設計は、吐出流量、差圧、粘度、温度、潤滑性、回転数、およびシステム全体の許容漏れ量と効率要件に基づいて行われます。
技術的な調達にあたっては、特に吐出性能、材質、シールおよび軸受の設計、接続寸法、温度・圧力限界、ならびにATEX、磁気カップリング、またはインバータ運転に関する要件を明確に規定する必要があります。
用途に応じて、外歯車ポンプは、関連する圧力機器指令、ATEX規格、材料証明、およびプロジェクト固有の機能試験、気密試験、耐圧試験を考慮して設計・文書化されます。
業種別FAQ
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油圧制御における外歯車ポンプ
プラスチック産業：高粘度流体の移送
伝動技術：潤滑油の取り扱い
プラスチック産業：押出・計量技術
化学産業：添加剤の供給
エネルギー・発電所産業：プロセスの安全性
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