ピストンポンプ

揚水ポンプでは、ピストンの上昇行程でバルブを通して水がシリンダー下部に吸い込まれます。下降行程では、ピストンに設けられたバルブを通して水がシリンダー上部に送られます。次の上昇行程で、水はシリンダー上部から注ぎ口を通して排出されます。このタイプのポンプは、真空状態に対して空気圧で支えることができる水の高さによって性能が制限されます。

強制ポンプでは、ピストンの上昇行程で、吸込弁を通して水がシリンダー内に吸い込まれます。下降行程では、水は吐出弁を通して吐出管に排出されます。

ピストンポンプは、単動単効型（流体はピストンの片面によって汲み上げられ、有効ストロークは一方向のみ）または複動複効型（流体はピストンの両面によって汲み上げられ、両方向のストロークが有効）に分類される。

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  フォースポンプ
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  単動ピストン式ポンプの作動アニメーション。
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  吸込口と吐出口の両方にアキュムレータを備えた複動ピストン式ポンプのアニメーション。

単動ポンプでは、ピストンの片側のみが流体と接触します。このため、1回のストロークのみが吐出ストロークとなります。理論吐出量は、次の式を使用して計算できます。^{[ 5 ]}

${\displaystyle Q=h\times {\frac {d^{2}\times \pi }{4}}\times n}$

ここで、 Qは吐出量、dはピストンの直径、hはストローク、nは回転数（rpm）を表す。ポンプが複数のシリンダーを備えている場合は、Qにシリンダー数を乗じる。

複動ポンプでは、ピストンの両側が流体と接触します。このため、両方のストロークが吐出ストロークとなります。吐出量の近似値は次の式で与えられます。^{[ 5 ]}

${\displaystyle Q=h\times {\frac {d^{2}\times \pi }{4}}\times 2n}$

しかし、この式ではピストンロッドが占める体積が考慮されていません。実際の吐出量は次のように計算できます。

${\displaystyle Q=nh\times \left(2{\frac {d^{2}\times \pi }{4}}-{\frac {d_{1}^{2}\times \pi }{4}}\right)=nh\times {\frac {\pi }{4}}\left(2d^{2}-d_{1}^{2}\right)}$

d ₁はピストンロッドの直径に等しい。

プランジャー式ピストンポンプでは、ピストンは一定速度で移動しないため、ストローク中に圧力と吐出量が変動します。この圧力と吐出量の変動は、ウォーターハンマーなどの望ましくない影響を引き起こす可能性があるため、一般的には空気充填式アキュムレータを設置することで軽減されます。また、複数のシリンダーを互いにずらして配置することで、吐出量をさらに滑らかにすることができます。

その結果、実際の配達率はしばしばそれよりも低くなり、次の式で求めることができます。

${\displaystyle Q_{s}=Q\times \lambda }$

Qs_は実際の配送率、Qは理論上の配送率、λは損失係数である。

• 軸ピストンポンプ
• ラジアルピストンポンプ