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アルキメデス式スクリューポンプ

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  • Archimedes of Syracuse
Archimedes' screw pump in ancient irrigation system, mechanical engineering.

(画像はイメージです)

アルキメデスの螺旋は正の変位である ポンプ 中空管の内側にねじ状の表面(らせん状構造)を備えた構造です。ねじが回転すると、底部の水をすくい上げ、管内を上昇させます。特に低水頭下で大量の水を移送するのに非常に効果的で、異物混入にも強いのが特徴です。

アルキメデスのスクリューは、最も初期の油圧機械の一つです。その動作原理は、容積式油圧の原理に基づいています。この装置は、フライトと呼ばれる大きならせん状のスクリューが、シリンダー内にしっかりと収まるか、またはシリンダーで覆われた構造になっています。装置全体は傾斜した位置に配置され、下端は流体源に浸されています。動力源は、歴史的には人力または動物力でしたが、現在では一般的には水力発電機です。 電動モーターネジをその中心軸を中心に回転させます。

As the screw turns, the bottom edge of the helix scoops up a pocket of water. This trapped volume of water is then conveyed upwards along the spiral path as the screw continues to rotate. Each rotation moves the pocket of fluid further up the incline until it reaches the top and is discharged. The efficiency of the ポンプ depends on the angle of inclination, the rotational speed, and the clearance between the screw and the cylinder. A tighter fit prevents leakage back down the screw, increasing efficiency, but also increases friction and wear.

歴史的にも現代の用途においても、スクリューポンプの最も重要な利点の1つは、固形廃棄物、破片、さらには繊細な水生生物を含む水でも、大きな損傷を与えることなく処理できることです。このため、未処理の下水を汲み上げる廃水処理や、水が事前にろ過されていない排水用途において、スクリューポンプは非常に有用です。高速遠心ポンプとは異なり、スクリューポンプのゆっくりとした穏やかな動作は、送液媒体への損傷を最小限に抑えます。

UNESCO Nomenclature: 3313
機械工学

タイプ

物理デバイス

混乱

革命的

使用法

広く普及している

前駆物質

  • 斜面の理解
  • らせん状表面(ねじ)の発達
  • 水置換の基本原理
  • 装置の製作には冶金と木工の技術が用いられる。

アプリケーション

  • irrigation systems in ancient civilizations
  • 汚水を汲み上げるための最新の廃水処理施設
  • 鉱山や建設現場の排水
  • 魚に優しい給水システム
  • 農業における穀物などの粒状物質の取り扱い
  • 低地の土地排水

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • miniaturized screw pumps for microfluidic medical devices
  • variable-pitch screw pumps for optimized flow control in real-time
  • screw pumps made from biodegradable polymers for temporary environmental remediation
  • integrated screw pump and turbine systems for small-scale energy recovery in water channels
  • solar-powered, autonomous screw pumps for remote agriculture
  • screw pumps designed to transport delicate biological materials without damage
  • double-helix screw pumps for simultaneously moving two different fluids without mixing
  • screw pumps with integrated sensors for monitoring fluid 粘度 and density
  • self-cleaning screw pump designs for handling highly viscous sludge
  • modular screw pump systems for easy scaling in industrial applications
関連: アルキメデスのスクリュー、容積式ポンプ、揚水、灌漑、古代技術、 流体力学スクリューポンプ、低揚程ポンプ、固形物処理、廃水処理。

歴史的背景

アルキメデス式スクリューポンプ

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1750
1788
1834
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1700
1761
1807-01-01
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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

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