ポンプ高効率化への取り組み - doshisha · john tuzson， centrifugal pump design w7 /w1...

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水と空気で未来を創る

株式会社テラルキョクトウ

http://www.teral.net/


研究課　中司義宏

ポンプ高効率化への取り組み

2008/2/29 技術セミナー2




目次

１．会社製品紹介

２．ポンプの仕組み

３．高効率化の取り組み

４．今後について

簡単な会社紹介とテラル製品がどのような場所で使用されているか紹介します。

渦巻きポンプの原理・構造を説明します。

テラルの高効率化へのアプローチについて説明します。

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2008/2/29 技術セミナー3




テラルキョクトウテラルキョクトウsince 1918since 1918

テラルテクノサービステラルテクノサービス

シントーシントー

栗田電機栗田電機テラル化成テラル化成

多久電機多久電機

テラル上海テラル上海

テラル香港テラル香港

テラルタイテラルタイ

○○ 国内拠点国内拠点

・株式会社テラルテクノサービス・株式会社テラルテクノサービス・株式会社テラル化成・株式会社テラル化成・株式会社テラル電装・株式会社テラル電装・株式会社テラル・エス・イー・株式会社テラル・エス・イー・多久電機株式会社・多久電機株式会社・株式会社栗田電機製作所・株式会社栗田電機製作所・株式会社シントー・株式会社シントー・株式会社テラルキョクトウ・株式会社テラルキョクトウ

・国内営業拠点：・国内営業拠点：5252箇所箇所

○○ 海外拠点海外拠点

・株式会社テラルタイ・株式会社テラルタイ・株式会社テラル香港・株式会社テラル香港・株式会社テラル上海・株式会社テラル上海

テラルグループ

2008/2/29 技術セミナー4




排煙用ファン排煙用ファン厨房用厨房用

　　排気ファン　　排気ファン

散水用深井戸散水用深井戸

水中ポンプ水中ポンププールろ過用プールろ過用ポンプユニットポンプユニット

駐車場駐車場

排気ファン排気ファン消火用消火用

ポンプユニットポンプユニット

給水用給水用

ポンプユニットポンプユニット

空調用冷温水空調用冷温水

循環ポンプ循環ポンプ

汚水・汚物用汚水・汚物用排水ポンプ排水ポンプ

合併処理合併処理浄化装置浄化装置

テラル製品の使用用途

ディスポーザディスポーザ

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2008/2/29 技術セミナー5




日本の超高層ビルの日本の超高層ビルの1/31/3強に、テラル製品。強に、テラル製品。

国内の超高層建築物における、テラルの給水システム受注シェアは３割以上。

インテリジェント化に伴い、高度な性能と複雑なシステム構築が求められるこの分野でデータが物語る総合提案力、そしてお客様からの信頼が、私たちの何よりの誇りです。

2008/2/29 技術セミナー6




目次








4

2008/2/29 技術セミナー7




ポンプとは外部から機械的エネルギーを受け、流体に圧力を与えて送り出したり高所へ上げたりする装置

2008/2/29 技術セミナー8




遠心ポンプの原理

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2008/2/29 技術セミナー9




ポンプの中身

ケーシング

羽根車フレーム

2008/2/29 技術セミナー10




ポンプの動き

負圧

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2008/2/29 技術セミナー11




目次








2008/2/29 技術セミナー12




なぜ高効率化？

原油価格高騰

環境問題

高効率化へ！！

・ランニングコストの削減

・商品価値の向上

顧客ニーズ

省エネ

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2008/2/29 技術セミナー13




既存モデルを修正鋳物モデル試験要求仕様

設計ノウハウ　２ＤＣＡＤ　木型図

３ヶ月

○従来

鋳物製作に時間がかかる

既存モデルを修正

新モデル設計

３Ｄプリンタモデル試験要求仕様

設計ノウハウ　３ＤＣＡＤ　３Ｄデータ

３週間

品質が安定・開発期間の短縮（ただし、最新の設計法ではない！）

設計手法

高効率化するために設計手法の改善が必要！！

○新システム

2008/2/29 技術セミナー14




高効率化への取組み

設計ツールの作成

高効率化へのアプローチ高効率化へのアプローチ

CFD（流体解析）

構造解析

不具合事例集ﾊﾟﾗﾒｰﾀ管理（３D測定）

品質品質

性能面性能面

データベースの作成

データの蓄積データの蓄積

相似設計相似設計

8

2008/2/29 技術セミナー15





データベース

2008/2/29 技術セミナー16





データベースの利点

43

21

H

Qnn s ⋅=

比速度ns小大高揚程小流量

低揚程大流量

比速度

比速度から高効率の羽根車を検索！！

相似設計により素早く高効率化！！

9

2008/2/29 技術セミナー17





性能無次元化

( )guH o 2// 2=ψ

( )2/ oouAP ρν =

νφψη /=

揚程係数

動力係数

効率

ou

oA

ρ

H

P

羽根車出口周方向速度

羽根車出口面積

( )22/ uAQ=φ 流量係数

Q

密度

流量

揚程

動力

[m/s]

][m2

][kg/m3

/s][m3

[m]

[W]

2008/2/29 技術セミナー18




性能無次元化

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0 1 2 3 4 5 6

Q[m3/min]

H[m

],η

[％],L[kW]

ポンプ１-H

ポンプ１-η

ポンプ１-L

ポンプ２-H

ポンプ２-η

ポンプ２-L

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

φ

ψ，η

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

ν

ポンプ１-ψ

ポンプ１-η

ポンプ２-ψ

ポンプ２-η

ポンプ１-ν

ポンプ２-ν


10

2008/2/29 技術セミナー19




データベースから

羽根に沿った流速（相対速度）の推移の傾向比較

John Tuzson，

CENTRIFUGAL PUMP DESIGN

7.0/ 17 =ww三階

遠心羽根車の相対速度分布と性能に関する研究

645.0625.0/ 17 ～=ww

なんらかの傾向があるはず

平均相対速度　　は一般的に一様に増速あるいは減速するよう設計されるテラル実績の効率のいい推移は？？

nw30

40

50

60

70

80

90

0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4

w7/w1

η´

ns≦100

100<ns≦125

125<ns≦150

150<ns≦175

175<ns≦200

200<ns≦225

225<ns≦250

2008/2/29 技術セミナー20




他社製品比較

ポンプB ポンプC

高温１２０℃対応ステンレス鋳物メカニカルシール

テラル汎用製品青銅鋳物

グランドパッキン

ポンプA

I社製汎用製品ねずみ鋳鉄

メカニカルシール

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2008/2/29 技術セミナー21




性能比較

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1.1

1.2

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16

φ

ψ，η

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

ν

ポンプB-ψ

ポンプB-η

ポンプA-ψ

ポンプA-η

ポンプC-ψ

ポンプC-η

ポンプB-ν

ポンプA-ν

ポンプC-ν

2008/2/29 技術セミナー22




表面粗度

ねずみ鋳鉄

青銅鋳物

ステンレス鋳物

μm38=zR

μm2.21=zR

μm1.12=zR

十点平均粗さRz

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2008/2/29 技術セミナー23








構造解析


品質品質

性能面性能面設計ツールの作成


相似設計相似設計新規設計新規設計

自動化！自動化！

2008/2/29 技術セミナー24






実績が無い比速度ではデータベース

を用いた相似設計ができない・・・

テラル従来の設計手法を自動化・・・

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2008/2/29 技術セミナー25






実際に試験又は解析によりすぐ性能検証可能！！

2008/2/29 技術セミナー26








構造解析


品質品質

性能面性能面CFD（流体解析）




内部可視化内部可視化

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2008/2/29 技術セミナー27






熱・流体解析ソフトSCRYU/Tetra

内部流れの可視化

開発期間の短縮

性能改善の手がかり

2008/2/29 技術セミナー28










品質品質

性能面性能面

構造解析





強度・振動解析強度・振動解析

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2008/2/29 技術セミナー29




強度・熱・振動解析

構造解析

強度検証

開発期間の短縮

固有値解析

COSMOSWorks

NX-Nastran

2008/2/29 技術セミナー30









構造解析

ﾊﾟﾗﾒｰﾀ管理（３D測定）

品質品質

性能面性能面

不具合事例集






ノウハウの蓄積ノウハウの蓄積

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2008/2/29 技術セミナー31




不具合事例集の作成

不具合事例集

過去の不具合事例不具合の早期解決

設計ノウハウ

新設計手法へ活かす

・鋳物がわれた！！

・異常振動が起こる！！

など・・・・

原因

対策

2008/2/29 技術セミナー32









構造解析

不具合事例集

品質品質

性能面性能面







ノウハウの蓄積ノウハウの蓄積

パラメータ管理パラメータ管理

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2008/2/29 技術セミナー33




測定器型式測定器型式

○○33次元測定器本体次元測定器本体　　FARO Laser ScanArm V2FARO Laser ScanArm V2　　Platinum 10ftPlatinum 10ft

○○データ処理ソフトデータ処理ソフト　　CAM2 Measure X1CAM2 Measure X1　　Geomagic QualifyGeomagic Qualify

パラメータ管理


2008/2/29 技術セミナー34





パラメータ管理

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2008/2/29 技術セミナー35




目次








2008/2/29 技術セミナー36




今後に向けて

・高性能化へのアプローチの継続

・３D測定データの３Dモデル化

・新設計手法（最適化等）へのアプローチ

・システム作り，自動化

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2008/2/29 技術セミナー37




ご清聴ありがとうございました！

Thank you for your attention !

2008/2/29 技術セミナー38




地球・大地という意味のテラ（ＴＥＲＲＡ）と地球・大地という意味のテラ（ＴＥＲＲＡ）と

よみがえる・回復するという意味のラリー（ＲＡＬＬＹ）とをよみがえる・回復するという意味のラリー（ＲＡＬＬＹ）とを

組み合わせた新造語組み合わせた新造語TERALTERALです。です。

水と空気で、未来を創る水と空気で、未来を創る

それがテラルキョクトウです。それがテラルキョクトウです。

TERALとは？

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