ポンプのカタログを見ると必ず性能曲線が掲載されています。
実際に現場に適したポンプを選びたい時、この曲線をどのように活用すればいいのでしょうか？今回は性能曲線やH-Q曲線とは何かについて解説したいと思います。
こちらの記事は動画でも解説しているので、動画の方がいいという方はこちらもどうぞ。
性能曲線とは
ポンプは羽が回ることにより流体にエネルギーを与える機器ですが、その作用は１点で固定されるわけではなく、ある程度の幅を持っています。
全揚程、軸動力、電流、効率などは吐出される流量によって変化します。それぞれの値を縦軸にとり、横軸を吐出量で表したグラフのことを性能曲線と呼びます。
この中でも、全揚程と吐出量の関係を表したものをHQ曲線（QH曲線）と呼んでいます（下図）。Hは水頭を表すHight、Qは流量を表すQuantityから来ています。
このグラフを見ることで、必要揚程を確保した時に流れる流量や、欲しい流量を流した時の圧力を推定することができます。
性能曲線の見方
ここから実際の業務でポンプの選定をする時をイメージしながら説明します。現場で必要な揚程H１と流量Q１を想定します。
H１については流体使用先までの距離や曲がりから配管圧力損失分を計算して加算します。
Q1については使用される瞬間最大流量や、今後の増産などを想定し、余裕をみた数字で検討しましょう。HQ曲線上でH1/Q1をプロットし、数あるポンプの型式から、曲線がQ1とH1よりも右上側を通るポンプを選定します。
下図でいうと、型式Bを選ぶのが最適と言えます。大きすぎる型式を選ぶと、圧力が高くなりすぎたり、電力消費が多くなったりしますので注意してください。
実際にポンプを導入した場合には、 Q1/H1の交点ではなく、赤い性能曲線上での運転となります。なのでバルブで絞りを入れるなどして、必要な吐出量を調整します。
ポンプとモーターを別で選ぶ必要がある場合（選ぶことができる場合）には、軸動力kWが記載された性能曲線も参照します。Q1の値と軸動力曲線が交わるポイントが必要動力になるため、この値より大きなモーターを選定します。
なおインバータ制御を導入すると、大きめのモーターでも回転数を調整し、電力消費を抑えることができます。
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まとめ
- 性能曲線はポンプ型式選定時に確認が必要なグラフ
- 選定時には配管抵抗や最大流量などを入念に試算する必要がある
HQ曲線に着目して説明をしてきましたが、実際には電気工事の観点から消費電力や電流値、吸い上げの場合は必要吸込ヘッドNPSH3の値をよく見る必要があります。
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