スクリューポンプは何に使用されますか?

A スクリューポンプ プログレッシブ キャビティ ポンプまたはシングル スクリュー ポンプとも呼ばれるこのポンプは、1 つまたは複数の螺旋ネジの回転によって流体を移送する容積式ポンプです。遠心ポンプとは異なり、スクリューポンプは最小限の乱流で流体をスクリュー軸に沿って軸方向に移動させるため、粘性、せん断に敏感な媒体、または固体を含んだ媒体の取り扱いに非常に適しています。下水処理場から食品加工ラインまで、 スクリューポンプは数十の産業分野で不可欠です 。この記事では、その動作原理、用途、構造コンポーネント、そして長期的な運用効率にとって適切なスクリューポンプメーカーの選択が重要である理由を探ります。

スクリューポンプの仕組み: 主要な動作原理

スクリューポンプの動作原理は容積式に基づいています。一軸スクリュー ポンプ (プログレッシブ キャビティ ポンプ) では、一軸スクリュー ローターがエラストマー ステーターの内側で偏心して回転します。ローターは通常、螺旋状の輪郭を持つ硬化鋼で作られ、ステーターは金属ケーシング内に収容された二重螺旋エラストマースリーブです。ローターが回転すると、ローターとステーターの間に密閉された空洞が形成され、流体は脈動のない滑らかな流れで吸入端から吐出端まで徐々に押し出されます。

この機構により、スクリュー ポンプと蠕動ポンプやギア ポンプが区別されます。キャビティは密閉されており、逆流することなく連続的に移動するため、 圧力上昇は一貫しており、流量は回転速度に比例します 。 Hydraulic Institute (HI) のエンジニアリング資料によると、プログレッシブ キャビティ ポンプの粘度は 1 cP から 1,000,000 cP 以上と評価されており、利用可能な流体処理技術の中で最も汎用性の高いものの 1 つとされています。

プログレッシブキャビティポンプのステータは、重要な摩耗部品です。そのエラストマー材料 (天然ゴム、NBR、EPDM、または FKM) は、ポンプで送られる流体の化学的特性と温度に適合する必要があります。不一致があると、ステーターの早期の膨張や亀裂が発生します。このため、経験豊富なスクリューポンプメーカーからプログレッシブキャビティポンプ用の適切なスペアパーツを選択することが、ポンプの寿命にとって不可欠です。

業界全体にわたるスクリューポンプの主な用途

最も広く使用されているスクリューポンプは、環境、産業、食品、エネルギー分野に及びます。穏やかで低せん断のポンピング動作は、乳化、空気混入、または劣化を起こしてはならない液体に最適です。以下は、主要な分野とスクリューポンプが各分野で果たす特定の役割の構造化された概要です。

廃水中のスクリューポンプ （下水スクリューポンプおよび汚泥スクリューポンプの用途）は、世界最大の使用セグメントの 1 つを表しています。 Global Water Intelligence Market Report 2022 によると、廃水処理インフラへの投資は年間 1,300 億米ドルを超え、進歩的なキャビティ ポンプが世界中の汚泥処理装置調達の大きなシェアを占めています。乾燥固形分濃度が最大 10% DS の汚泥を処理できるため、そのような条件では遠心分離法よりもはるかに優れています。

アプリケーションの性能比較: スクリューポンプと他のタイプのポンプ

スクリューポンプが代替ポンプよりも優れている点を理解することは、エンジニアや調達管理者が情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。次の横棒グラフは、粘性流体アプリケーション向けの 4 つの一般的な工業用ポンプ タイプの主要な性能特性を比較しています。

グラフが示すように、 シングルスクリューポンプは粘度の取り扱いとせん断感度をリードします これは、食品スクリューポンプ用途 (トマトペースト、ヨーグルト、チョコレートなど) および医薬品スラリーの移送におけるそれらの普及を説明しています。ギアポンプは、クリーンで低粘度の流体に対するエネルギー効率の点で優れていますが、クリアランスが狭いコンポーネントは固体を含む媒体や研磨媒体には適していません。遠心ポンプは、低粘度の水様流体に対してはコスト効率が良いものの、粘度が 200 cP を超えると急速に効率が低下するため、進歩的なキャビティポンプの領域にはまったく適していません。

スクリューポンプの種類と構造の違い

さまざまなタイプのスクリュー ポンプを理解することは、エンジニアが特定の用途に適した構成を選択するのに役立ちます。スクリューウォーターポンプ市場にはいくつかの異なる構成が含まれており、それぞれが異なる流体特性や設置環境に合わせて最適化されています。

シングルスクリューポンプ（プログレッシブキャビティポンプ）

最も広く導入されている一軸スクリュー ポンプは、エラストマー ステーター内に 1 つの螺旋状ローターを使用します。最大 1,000,000 mPas の粘度、最大 40 重量％の固形分に対応し、モデルのサイズに応じて 0.01 m3/h から 500 m3/h 以上の流量を供給します。シングル スクリュー ローターはポンプの心臓部です。そのクロムメッキ硬化鋼構造は研磨作業における耐摩耗性を提供し、その螺旋形状がポンプの容積効率を決定します。

二軸ポンプ

二軸スクリュー ポンプは 2 つの噛み合うヘリカル ローターを使用し、一軸スクリュー デザインよりも高い流量と圧力を可能にします。これらは石油およびガス分野の混相流用途に好まれています。ただし、ローター間の隙間が狭いため、一般に高粘度の液体や研磨性の液体には適していません。

立型スクリューポンプ

垂直スクリューポンプは、サンプ取り付けまたはピット設置での操作用に設計された水中または半水中タイプのポンプです。外部からの呼び水を必要としないため、サンプ、タンク、地下の設置に最適です。垂直構成は床面積の使用を最小限に抑え、都市廃水リフトステーションや産業排水ピットで一般的です。

下水スクリューポンプおよび汚泥スクリューポンプ

これらは、ポンプで送られる媒体中の固体の濃度と性質によって機能的に区別されます。 下水スクリューポンプ 繊維質および固形分を含む生の都市廃水を処理する一方で、 汚泥スクリューポンプ 濃厚なバイオソリッド (通常 2 ～ 8% DS)、または脱水ケーキ (最大 30% DS) 向けに設計されています。どちらも進歩的なキャビティ技術に依存していますが、強化されたステーターと耐久性の高いユニバーサルジョイントを使用して、高密度媒体のより高いトルク要求に対応します。

スクリューポンプの流量と回転速度の関係: 性能曲線

スクリューポンプの最も重要な特性の 1 つは、回転速度 (RPM) と体積流量の間の線形関係です。流量と圧力の曲線が放物線状で粘度の変化に敏感な遠心ポンプとは異なり、スクリューポンプは幅広い動作圧力にわたって 1 回転あたりほぼ一定の流量を供給します。次の折れ線グラフは、2 つの差圧における代表的な単軸スクリュー ポンプの速度に応じて流量がどのように変化するかを示しています。

この直線性は実際上重要です。つまり、次のことが意味します。 可変周波数ドライブ (VFD) は、モーター速度を調整することで流量を正確に制御できます。 追加の流量制御バルブを使用せずに、正確な計量と投与が可能になります。化学物質の投与、食品の分配、または医薬品の充填用途では、この特性により下流の測定補正が不要になります。より高い差圧での流量のわずかな減少 (グラフに表示) は、滑りの増加によるものです。これは、アプリケーションに適したステーターの形状とエラストマーを選択することで管理できる、よく理解されている現象です。

スクリューポンプのコンポーネント: 高品質のポンプシステムを構成するもの

スクリューポンプのアクセサリと内部コンポーネントを包括的に理解することは、メンテナンス計画と総所有コストの分析に不可欠です。プログレッシブキャビティポンプは比較的少数の主要コンポーネントで構成されているため、スペアパーツの管理が簡素化されますが、長期的な信頼性を確保するには、各コンポーネントが厳しい公差を満たす必要があります。

• シングルスクリューローター: 硬化クロム鋼ヘリカルローター。ステーターとのキャビティの一貫したシールを確保するには、寸法精度をミクロン以内に維持する必要があります。ローターの形状 (ピッチ、偏心、直径) は、各ポンプ モデルとステージ構成に固有です。
• プログレッシブキャビティポンプ用ステータ: 二重螺旋エラストマースリーブ。エラストマー (NBR、EPDM、FKM、天然ゴム) は、化学的適合性、温度、摩耗の要件に合わせて選択されます。通常、ステータは、定期メンテナンス中に交換が必要になる最初のコンポーネントです。
• ユニバーサルジョイント/ドライブロッドアセンブリ: モーターからローターへ偏心回転運動を伝達します。これらのジョイントは周期的な曲げ応力を受けるため、高品質の合金鋼で製造され、適切に潤滑されている必要があります。
• メカニカルシール/パッキンシール： ドライブシャフトに沿った流体の漏れを防ぎます。シングル、ダブル、またはタンデム メカニカル シールの選択は、流体の毒性、圧力、温度によって異なります。
• 吸入および吐出フランジ/ケーシング: 耐圧ケーシングは、腐食要件に応じて、鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、ステンレス鋼、または二相鋼で作られます。
• ギア減速機/ドライブカップリング: ほとんどのプログレッシブキャビティポンプは 60 ～ 300 RPM の速度で動作するため、モーター (通常 1400 ～ 3000 RPM) とポンプ シャフトの間に歯車減速機が必要です。

スクリューポンプのトップメーカーとして、 京江美佳ポンプ工業株式会社 は、ほとんどの主要な世界的ポンプ ブランドと互換性のあるプログレッシブ キャビティ ポンプ用のスペアパーツを幅広く供給しています。要件が交換用シングル スクリュー ローター、プログレッシブ キャビティ ポンプ用の新しいステーター、または完全なドライブ ロッド アセンブリのいずれであっても、Meijia のエンジニアリング チームは、OEM の寸法および材料仕様を満たす、またはそれを超える部品を提供します。この相互互換性により、Meijia は、スペアパーツの在庫の複雑さを軽減したいメンテナンス管理者にとって、スクリュー ポンプ付属品の貴重なサプライヤーとなっています。

業界の採用動向：セクター別のスクリューポンプ市場の成長

世界の進歩的キャビティポンプ市場は、廃水インフラへの投資、衛生的なポンプ設計を義務付ける食品安全規制、および信頼性の高い多相移送装置に対する石油・ガス業界のニーズによって、過去 10 年間着実に拡大してきました。次の縦棒グラフは、2019 年 = 100 として指数化した、2019 年から 2024 年までの主要部門にわたる世界の漸進的キャビティ ポンプ導入の推定成長率を示しています。

下水処理部門は、特にアジア太平洋およびラテンアメリカにおける都市下水インフラの拡大に対する世界的な政策の取り組みを反映して、最も劇的な成長軌道を示しています。 フードスクリューポンプセグメント EHEDG (欧州衛生工学設計グループ) や 3-A 衛生基準などの規格によって導入された衛生設計要件により、CIP/SIP (定置洗浄/定置滅菌) 互換性のために進歩的なキャビティ ポンプが好まれているため、急速に成長しています。化学および紙・パルプ部門は、より安定した漸進的な成長を示しています。

スクリューポンプの能力レーダー: 多次元性能の概要

二軸ポンプおよび遠心ポンプの代替品と比較した一軸ポンプの性能を包括的に示すために、以下のレーダー チャートは 5 つの主要な側面を同時に評価しています。このタイプの多軸比較は、欧州ポンプ製造業者協会 (Europump) や油圧研究所 (HI) などの情報源によるエンジニアリング選択方法論で推奨されています。

レーダーの比較により、エンジニアリングの実践が検証されます。 流体の複雑さが高い場合には、一軸スクリューポンプが推奨されるソリューションです — それが粘度の上昇、固形分含有量の多さ、せん断に敏感な生物学、または正確な体積計量の要件を意味するかどうか。 Centrifugal pumps remain cost-effective for high-flow, low-viscosity, clean-fluid applications where their efficiency and low acquisition cost justify selection.アプリケーションの要件がこのクリーンな流体の理想から遠ざかるにつれて、一軸スクリューポンプの総合的な性能プロファイルを適合させるのはますます困難になります。

Meidia シングル スクリュー ポンプの製品範囲: 現実世界のパフォーマンス

The following image shows three representative models from Jingjiang Meijia Pump Industry's single screw pump product line, demonstrating the range of configurations available for different installation and application requirements.

図6：明治ポンプ工業の一軸ねじポンプの製品ラインナップ。左から右へ: 標準粘性流体サービス用の等壁厚単ネジポンプ。移動搬送作業用のトラック搭載型プログレッシブキャビティポンプ。高粘度・半固体材料用の大きなホッパー入口を備えたW型一軸スクリューポンプです。 All models incorporate precision-machined single screw rotors and interchangeable stator for progressive cavity pump designs.

上に示したように、Meijia の製品範囲は、フィールド アプリケーションで遭遇する主な設置シナリオをカバーしています。の 等肉厚単軸スクリューポンプ delivers consistent stator wall compression across its entire length, significantly extending stator service life compared to conventional uniform-bore designs — particularly important in abrasive sludge screw pump applications.の トラック搭載型プログレッシブキャビティポンプ モバイル脱水と緊急搬送の要件に対応し、固定インフラストラクチャを使用せずに迅速な導入を実現します。の W型ポンプ with its oversized hopper inlet is designed specifically for high-concentration sludge, paste, and semi-solid materials that cannot gravity-feed into standard inlet configurations.

京江美佳ポンプ工業株式会社 , located at No. 36 Xintai Road, Jingjiang Economic and Technological Development Zone, Jiangsu Province, brings decades of manufacturing experience to single screw pump design and production. As a professional screw pumps manufacturer, Meijia integrates advanced CNC machining, precision rubber vulcanization for stator production, and rigorous in-house quality control across every production stage. The company serves customers across environmental water treatment, chemical, paper and pulp, food and pharmaceutical, petrochemical, and energy sectors — applying deep application knowledge to match the right pump configuration and screw pump accessories to each duty.

選択基準: 用途に適したスクリューポンプの選択

スクリューポンプを選択するには、流体特性、システム条件、および動作要件を体系的に評価する必要があります。スクリューポンプのメーカーにポンプの推奨事項を問い合わせる前に、次のパラメータを定義する必要があります。

1. 流体の粘度とレオロジー: 動作温度における動粘度 (mPas または cP)。非ニュートン流体 (擬似塑性、チキソトロピー) には追加データ (入手可能な場合はせん断速度対粘度曲線) が必要です。
2. 固形分と粒子サイズ: 重量または体積によるパーセンテージ、最大粒子直径、繊維状または研磨性の性質。これにより、ステーターのエラストマーの硬度とローターの表面処理が決まります。
3. 必要流量と差圧： 最小、通常、最大流量 (m3/h または L/min) およびシステム差圧 (bar または psi)。これらにより、ポンプの段数とローター/ステーターの形状が決まります。
4. 温度範囲: 動作温度および最高流体温度。温度はエラストマーの性能に影響します。高温では、NBR の代わりに FKM または EPDM ステーターが必要になる場合があります。
5. 化学 Compatibility: Fluid pH, solvent content, and oxidizing agent presence must be matched to stator elastomer and casing material (cast iron, stainless steel, duplex).
6. 設置方向とスペース: Horizontal, vertical screw pump, or inclined installation. Available floor space and inlet head conditions affect pump configuration selection.
7. デューティサイクルと稼働時間: 連続運転、断続運転、スタンバイ運転。 Affects seal type, bearing specification, and recommended maintenance intervals for screw pump accessories.

Meijia's engineering team reviews these parameters systematically to recommend the correct pump model, stator elastomer, seal configuration, and drive arrangement. This consultative approach, backed by extensive manufacturing experience with single screw pumps across diverse industries, reduces specification errors and avoids costly premature failures in the field.

Maintenance Strategy and Spare Parts Management for Progressive Cavity Pumps

A well-executed maintenance strategy dramatically extends the service life of progressive cavity pumps and reduces total cost of ownership. The two primary wear items in a single screw pump are the stator for progressive cavity pumps and the single screw rotor, both of which follow predictable wear patterns that allow condition-based replacement planning.

ステーター交換インジケーター

ステーターの磨耗は体積効率の段階的な低下として現れます。つまり、ポンプが同じ速度で供給する流量が減少します。 Operators should monitor discharge flow rate against speed regularly. A decline of more than 10–15% at the same speed and pressure typically signals that stator replacement should be scheduled. Operating a worn stator causes increased internal slip, heat generation, and accelerated rotor wear. Meijia supplies universal stator for progressive cavity pumps in all major elastomer types and compatibility profiles, enabling operators to replace stators without being locked to original equipment manufacturers' extended lead times.

ドライブロッドとジョイントの検査

Universal joint wear is identified by abnormal vibration, increased noise, or visual inspection during planned shutdowns.交換時期は液の摩耗性や動作速度によって大きく異なります。 In sewage screw pump and sludge screw pump applications, joints typically require inspection every 4,000–8,000 hours. Meijia's complete drive assemblies are manufactured from alloy steel with precision-machined joints, ensuring reliable power transmission and extended component life.

空運転保護

Dry running — operating the pump without fluid — is the single most damaging condition for a screw pump. Without lubrication and cooling from the process fluid, the stator elastomer heats rapidly and can be destroyed within minutes. Modern pump installations should incorporate dry-run detection (stator temperature sensors, flow switches, or pressure monitoring) with automatic shutdown interlocks. Meijia's pump systems can be supplied with integrated protection packages addressing this critical operational risk.

京江美佳ポンプ工業有限公司について

京江美佳ポンプ工業株式会社 is located at No. 36 Xintai Road, Jingjiang Economic and Technological Development Zone, Jiangsu Province.一軸ポンプおよび高品質一軸ポンプのスペアパーツの生産、販売、アフターサービスに従事する専門会社です。

As a dedicated screw pumps manufacturer and supplier, Meijia Pump Industry brings together numerous experienced, technically mature engineers specializing in the design, manufacturing, inspection, and complete system integration of screw pumps. Meijia single screw pump products feature advanced technology, complete structural design, diverse configurations, comprehensive specifications, and demonstrated durability.これらは、環境水処理、化学産業、紙・パルプ、食品・医薬品、石油化学、エネルギー分野にわたって広く導入されています。

Meidia Pump Industry は、世界の主要な単軸スクリュー ポンプ ブランドと互換性のある汎用スクリュー ポンプの付属品やプログレッシブ キャビティ ポンプ用のスペアパーツも提供しています。その強力な生産能力、豊富な実務経験、成熟した技術力により、供給されるすべての製品の信頼できる性能保証が提供されます。同社のアフターサービスセンターには熟練したエンジニアの専任チームが常駐し、納品後のサポートも万全です。 明治ポンプ工業は一軸スクリューポンプ技術の信頼できるパートナーです 、あらゆる分野の業界リーダーが施設を訪問し、技術的専門知識を交換することを歓迎します。

スクリューポンプに関するよくある質問