ポンプまわりの配管設計（ミニマムフロー）

Question

ミニマムフローラインに関して
本管で水が不要になったときバルブを閉めて締め切り運転（流量＝０）すると、ポンプは外部に対して仕事をしないため
、原動機の動力はポンプの中で水をかき回すことに使われ、水温が上昇することが起きると思います。
高圧ポンプなど動力の大きなポンプでは短時間で沸騰するまでになります。これを避けるため、Ｑ＝０にならないよう、
少しの流量を脇に逃がしてやる必要があり、これがミニマムフローの目的だと思います。

質問?
ミニマムフローラインによくオリフィスが付いていると思いますが、この意味としては必要流量をバルブで操作する代わりにオリフィスを入れているという考えでいいのでしょうか？

質問?
たとえばですが、ポンプを止めてしまえばミニマムフローラインは不要となる？

質問?
少量流すのではなく通常の運転時の流量を流すと問題になるのでしょうか？

お忙しい所恐縮ですが回答宜しく御願いいたします。
以上

Accepted Answer

色々な仕様や機種によって、多少異なる内容になります。

> 質問?
> ミニマムフローラインによくオリフィスが付いていると思いますが、この意味としては必要
> 流量をバルブで操作する代わりにオリフィスを入れているという考えでいいのでしょうか？
原子力発電等の安全を重視する物には、バルブが故障して全開になった時でも、ミニマムフロー
ラインを保持しないといけないので、オリフィスがある。
バルブが全閉して故障の場合は、バイパス回路の弁を明けて対応する。
バイパス回路の弁は、操作を殆どしないし、開閉機能重視のシンプルな構造なので、故障の確率は
皆無となっているや、２重バイパス回路システム仕様にする場合もあります。

> 質問?
> たとえばですが、ポンプを止めてしまえばミニマムフローラインは不要となる？
不要になります。
また、圧力制御弁のリリーフ機能が、ミニマムフローラインの目的を代用していれば、その条件
でも不要になります。

> 質問?
> 少量流すのではなく通常の運転時の流量を流すと問題になるのでしょうか？
問題にならない流量設定のミニマムフローラインにするか、圧力制御弁のリリーフ機能で代用
させる等の対策をします。

以上、

Answer

内容は異なりますが、SMCさんのメカニカルバルブ等を使用して、エアシーケンス回路を
同僚が組んで、不具合を発生させた内容を思い出しました。

その内容は、３ポート弁を使用して供給部の残圧を抜かないと、直ぐに回路が切り替わらない
ことで、その部分に２ポート弁を使用しておりました。
同僚は、すぐさま３ポート弁を手配して、その納期まで装置を止めて、会社で問題になったので、
小生が出向き 昔のネームプレートでもあったので、クリップと安全ピン併用タイプネーム
プレートの安全ピンの先で、ナイロンホースに微小の穴を明け、対処したことを思い出しました。

供給部に圧をを掛けると、微小穴からエアは抜けますが、大きく圧力が下がるまでではなく、
一旦密閉状態になると、早目に空気が抜ける微妙な径にTryして調整しました。
それから、３ポート弁が届いて、１年以上そのままで使用していました。
<同僚の担当者が、忘れていただけですがね>

また、エアのバルブは、メタルシールタイプが増えていますが、それもＯリング等の完全シール
タイプとは異なり、若干その部分から他ポートやエキゾーストにスローリークするタイプです。
これも、スローリーク量を考慮したシステム設計をする必要があるものです。

以上から、状況に応じて、多少異なる内容になり、ケースバイケースとなります。

Answer

回答(1)さんに賛成

ミニマムフローライン・・・よく知らないのですが、正しく名の通りだと思う
もしもオリフィスのような配管抵抗が無いバイパスならば、ohkawa さん曰くの
「バイパス流路にばかり水が流れて、所要の流量を確保できない」になる

つまり系が破壊しない程度の最低限の逃しをオリフィスで制限していると思う

Answer

質問?質問?
　本管の抵抗に比べて、バイパス流路の抵抗が小さければ、本来の運転時に
おいてもバイパス流路にばかり水が流れて、所要の流量を確保できないこと
になると思います。

質問?
　本管のバルブを閉め切った際に、水撃（サージング）を含めてポンプや
配管が圧力に耐えるならば、本管のバルブの開閉に同調して、ポンプの運転
の制御が可能であれば、バイパス流路は省略できそうに思います。

ポンプまわりの配管設計（ミニマムフロー）