ポンプの水動力・送風機の空気動力 早見表(流量×全揚程・風量×全圧)
ポンプの水動力は 密度×重力加速度×流量×全揚程 です。水(20℃)を流量1m³/min・全揚程10mで送るなら1.632kW。流量×全揚程の水動力、効率を仮定した軸動力の例、送風機の風量×全圧の空気動力の表です(水動力・空気動力は効率・余裕を含まない理論値)。
💧 ポンプ・送風機の動力 判断即答ボックス
表1: ポンプの水動力(水20℃・kW)— 流量×全揚程
| 流量 m³/min | 5m | 10m | 15m | 20m | 25m | 30m | 40m | 50m | 60m | 80m | 100m |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.02 20L/min | 0.01632 | 0.03263 | 0.04895 | 0.06526 | 0.08158 | 0.09789 | 0.1305 | 0.1632 | 0.1958 | 0.2610 | 0.3263 |
| 0.05 50L/min | 0.04079 | 0.08158 | 0.1224 | 0.1632 | 0.2039 | 0.2447 | 0.3263 | 0.4079 | 0.4895 | 0.6526 | 0.8158 |
| 0.1 100L/min | 0.08158 | 0.1632 | 0.2447 | 0.3263 | 0.4079 | 0.4895 | 0.6526 | 0.8158 | 0.9789 | 1.305 | 1.632 |
| 0.2 200L/min | 0.1632 | 0.3263 | 0.4895 | 0.6526 | 0.8158 | 0.9789 | 1.305 | 1.632 | 1.958 | 2.610 | 3.263 |
| 0.3 300L/min | 0.2447 | 0.4895 | 0.7342 | 0.9789 | 1.224 | 1.468 | 1.958 | 2.447 | 2.937 | 3.916 | 4.895 |
| 0.5 500L/min | 0.4079 | 0.8158 | 1.224 | 1.632 | 2.039 | 2.447 | 3.263 | 4.079 | 4.895 | 6.526 | 8.158 |
| 0.75 750L/min | 0.6118 | 1.224 | 1.835 | 2.447 | 3.059 | 3.671 | 4.895 | 6.118 | 7.342 | 9.789 | 12.24 |
| 1 1,000L/min | 0.8158 | 1.632 | 2.447 | 3.263 | 4.079 | 4.895 | 6.526 | 8.158 | 9.789 | 13.05 | 16.32 |
| 1.5 1,500L/min | 1.224 | 2.447 | 3.671 | 4.895 | 6.118 | 7.342 | 9.789 | 12.24 | 14.68 | 19.58 | 24.47 |
| 2 2,000L/min | 1.632 | 3.263 | 4.895 | 6.526 | 8.158 | 9.789 | 13.05 | 16.32 | 19.58 | 26.10 | 32.63 |
| 3 3,000L/min | 2.447 | 4.895 | 7.342 | 9.789 | 12.24 | 14.68 | 19.58 | 24.47 | 29.37 | 39.16 | 48.95 |
| 5 5,000L/min | 4.079 | 8.158 | 12.24 | 16.32 | 20.39 | 24.47 | 32.63 | 40.79 | 48.95 | 65.26 | 81.58 |
| 7.5 7,500L/min | 6.118 | 12.24 | 18.35 | 24.47 | 30.59 | 36.71 | 48.95 | 61.18 | 73.42 | 97.89 | 122.4 |
| 10 10,000L/min | 8.158 | 16.32 | 24.47 | 32.63 | 40.79 | 48.95 | 65.26 | 81.58 | 97.89 | 130.5 | 163.2 |
| 15 15,000L/min | 12.24 | 24.47 | 36.71 | 48.95 | 61.18 | 73.42 | 97.89 | 122.4 | 146.8 | 195.8 | 244.7 |
| 20 20,000L/min | 16.32 | 32.63 | 48.95 | 65.26 | 81.58 | 97.89 | 130.5 | 163.2 | 195.8 | 261.0 | 326.3 |
| 30 30,000L/min | 24.47 | 48.95 | 73.42 | 97.89 | 122.4 | 146.8 | 195.8 | 244.7 | 293.7 | 391.6 | 489.5 |
| 50 50,000L/min | 40.79 | 81.58 | 122.4 | 163.2 | 203.9 | 244.7 | 326.3 | 407.9 | 489.5 | 652.6 | 815.8 |
水動力=ρ×g×Q×H(ρ: 20℃・大気圧の水の密度998.21kg/m³、g: 9.80665m/s²、Q: 流量m³/s、H: 全揚程m)で計算したkWの値です。流量の下の小さい字はL/minです。ポンプ効率・伝達効率・余裕を含まない値で、ポンプの軸動力・モーターの出力はこれより大きくなります。
表2: 軸動力の例(水動力÷ポンプ効率・kW)
| 水動力 kW | 効率30% | 効率40% | 効率50% | 効率60% | 効率70% | 効率80% |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.1 | 0.3333 | 0.2500 | 0.2000 | 0.1667 | 0.1429 | 0.1250 |
| 0.2 | 0.6667 | 0.5000 | 0.4000 | 0.3333 | 0.2857 | 0.2500 |
| 0.5 | 1.667 | 1.250 | 1.000 | 0.8333 | 0.7143 | 0.6250 |
| 1 | 3.333 | 2.500 | 2.000 | 1.667 | 1.429 | 1.250 |
| 2 | 6.667 | 5.000 | 4.000 | 3.333 | 2.857 | 2.500 |
| 3 | 10.00 | 7.500 | 6.000 | 5.000 | 4.286 | 3.750 |
| 5 | 16.67 | 12.50 | 10.00 | 8.333 | 7.143 | 6.250 |
| 10 | 33.33 | 25.00 | 20.00 | 16.67 | 14.29 | 12.50 |
| 20 | 66.67 | 50.00 | 40.00 | 33.33 | 28.57 | 25.00 |
| 30 | 100.0 | 75.00 | 60.00 | 50.00 | 42.86 | 37.50 |
| 50 | 166.7 | 125.0 | 100.0 | 83.33 | 71.43 | 62.50 |
| 100 | 333.3 | 250.0 | 200.0 | 166.7 | 142.9 | 125.0 |
軸動力=水動力÷ポンプ効率です。効率30〜80%は計算の例として選んだ値で、実際の効率はポンプの種類・大きさ・運転点で変わります。効率・軸動力はメーカーの性能曲線などの資料で確認してください。
表3: 送風機の空気動力(kW)— 風量×全圧
| 風量 m³/min | 50Pa | 100Pa | 200Pa | 300Pa | 500Pa | 750Pa | 1,000Pa | 1,500Pa | 2,000Pa | 3,000Pa |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 600m³/h | 0.008333 | 0.01667 | 0.03333 | 0.05000 | 0.08333 | 0.1250 | 0.1667 | 0.2500 | 0.3333 | 0.5000 |
| 20 1,200m³/h | 0.01667 | 0.03333 | 0.06667 | 0.1000 | 0.1667 | 0.2500 | 0.3333 | 0.5000 | 0.6667 | 1.000 |
| 30 1,800m³/h | 0.02500 | 0.05000 | 0.1000 | 0.1500 | 0.2500 | 0.3750 | 0.5000 | 0.7500 | 1.000 | 1.500 |
| 50 3,000m³/h | 0.04167 | 0.08333 | 0.1667 | 0.2500 | 0.4167 | 0.6250 | 0.8333 | 1.250 | 1.667 | 2.500 |
| 75 4,500m³/h | 0.06250 | 0.1250 | 0.2500 | 0.3750 | 0.6250 | 0.9375 | 1.250 | 1.875 | 2.500 | 3.750 |
| 100 6,000m³/h | 0.08333 | 0.1667 | 0.3333 | 0.5000 | 0.8333 | 1.250 | 1.667 | 2.500 | 3.333 | 5.000 |
| 150 9,000m³/h | 0.1250 | 0.2500 | 0.5000 | 0.7500 | 1.250 | 1.875 | 2.500 | 3.750 | 5.000 | 7.500 |
| 200 12,000m³/h | 0.1667 | 0.3333 | 0.6667 | 1.000 | 1.667 | 2.500 | 3.333 | 5.000 | 6.667 | 10.00 |
| 300 18,000m³/h | 0.2500 | 0.5000 | 1.000 | 1.500 | 2.500 | 3.750 | 5.000 | 7.500 | 10.00 | 15.00 |
| 500 30,000m³/h | 0.4167 | 0.8333 | 1.667 | 2.500 | 4.167 | 6.250 | 8.333 | 12.50 | 16.67 | 25.00 |
| 750 45,000m³/h | 0.6250 | 1.250 | 2.500 | 3.750 | 6.250 | 9.375 | 12.50 | 18.75 | 25.00 | 37.50 |
| 1,000 60,000m³/h | 0.8333 | 1.667 | 3.333 | 5.000 | 8.333 | 12.50 | 16.67 | 25.00 | 33.33 | 50.00 |
| 1,500 90,000m³/h | 1.250 | 2.500 | 5.000 | 7.500 | 12.50 | 18.75 | 25.00 | 37.50 | 50.00 | 75.00 |
| 2,000 120,000m³/h | 1.667 | 3.333 | 6.667 | 10.00 | 16.67 | 25.00 | 33.33 | 50.00 | 66.67 | 100.0 |
空気動力=風量(m³/s)×全圧(Pa)で、単位はWです(表はkW)。風量の下の小さい字はm³/hです。空気の密度は式に入りません。空気の圧縮を無視した(体積が変わらないとした)値で、風量を送風機の吸込み状態の値とした場合、全圧が大きいほど、圧縮を考えた計算より大きめに出ます。送風機の軸動力は、空気動力を送風機の効率で割った値になります。
表4: 液の密度・水温による違い(流量1m³/min・全揚程10mの例)
| 液 | 密度 kg/m³ | 水動力 kW | 揚程10mの 圧力 kPa | 水(20℃) に対する比 |
|---|---|---|---|---|
| 水(5℃) | 999.97 | 1.634 | 98.06 | 1.002 |
| 水(20℃) | 998.21 | 1.632 | 97.89 | 1.000 |
| 水(40℃) | 992.22 | 1.622 | 97.30 | 0.994 |
| 水(60℃) | 983.21 | 1.607 | 96.42 | 0.985 |
| 水(80℃) | 971.80 | 1.588 | 95.30 | 0.974 |
| 密度700kg/m³の液 | 700 | 1.144 | 68.65 | 0.701 |
| 密度800kg/m³の液 | 800 | 1.308 | 78.45 | 0.801 |
| 密度900kg/m³の液 | 900 | 1.471 | 88.26 | 0.902 |
| 密度1,000kg/m³の液 | 1,000 | 1.634 | 98.07 | 1.002 |
| 密度1,100kg/m³の液 | 1,100 | 1.798 | 107.9 | 1.102 |
| 密度1,200kg/m³の液 | 1,200 | 1.961 | 117.7 | 1.202 |
| 密度1,300kg/m³の液 | 1,300 | 2.125 | 127.5 | 1.302 |
| 密度1,500kg/m³の液 | 1,500 | 2.452 | 147.1 | 1.503 |
| 密度1,800kg/m³の液 | 1,800 | 2.942 | 176.5 | 1.803 |
水の密度はIAPWS-IF97の式で計算した大気圧(0.101325MPa)の値です。圧力が1MPa上がっても20℃の水の密度は約0.05%しか変わりません。密度700〜1,800kg/m³の行は計算の例で、特定の液の値ではありません。同じ流量・同じ全揚程(その液の液柱の高さm)なら、水動力も揚程に相当する圧力も密度に比例します。表1の値にこの比を掛ければ、ほかの流量・揚程でも換算できます。
使い方
- 流量と全揚程から水動力を引く — 表1で流量の行と全揚程の列が交わる欄です(例: 0.5m³/min(500L/min)・30m → 2.447kW)。
- 表にない値 — 水(20℃)なら 水動力[kW]=0.16315×流量[m³/min]×全揚程[m]。例: 0.4m³/min・35mなら2.284kW。流量がm³/hなら60で割ってm³/minにします(60m³/h=1m³/min)。
- 軸動力の見当をつける — 水動力をポンプ効率で割ります(表2)。1m³/min・10mで効率60%なら1.632÷0.6≒2.719kWです。
- 密度の違う液 — 表4の比を表1の値に掛けます。式で書くと 水動力[kW]=0.16344×(密度[kg/m³]÷1,000)×流量[m³/min]×全揚程[m]です。
- 揚程ではなく圧力差で分かっているとき — 動力[kW]=流量[m³/min]÷60×圧力差[kPa]で、密度は要りません(例: 1m³/min・0.3MPa(300kPa)→5.000kW)。
- 送風機 — 表3で風量の行と全圧の列を引きます(例: 100m³/min(6,000m³/h)・500Pa → 0.8333kW)。
式と考え方
- 水動力=ρgQH — 1秒あたりに送る液の質量(ρQ kg/s)に働く重力(ρQg N)に逆らって、全揚程Hだけ持ち上げる仕事です。仕事J=N×m、仕事率W=J/s(計量単位令 別表第一 第二十六号・第二十七号)なので、ρ[kg/m³]×g[m/s²]×Q[m³/s]×H[m]がそのままWになります。
- 係数0.163の出どころ — 流量をm³/min、動力をkWにすると 9.80665÷60≒0.16344(密度1,000kg/m³)で、20℃の水なら×998.21/1,000で0.16315です。国土交通省「揚排水ポンプ設備技術基準」(河川管理施設の揚排水機場のポンプ設備の基準)5.1.2はPw=(ρ/1,000)・g・Q・H(Qはm³/s)で、水の密度を1,000kg/m³、重力加速度を9.8m/s²としています。この値で計算すると、このページ(20℃の水・9.80665m/s²)より約0.11%大きく出ます(1m³/min・10mで1.633kWと1.632kW)。
- 圧力で書くと流量×圧力差 — ρgHは揚程Hに相当する圧力(Pa)です。動力=流量×圧力差と書けるので、送風機の空気動力(風量×全圧)も同じ形です。圧力(N/m²)×流量(m³/s)=N・m/s=Wです(計量単位令 別表第一 第二十二号・第二十九号)。
- 全揚程 — ポンプが液に与える揚程で、水面の高さの差(実揚程)より、配管・弁などの損失水頭などの分だけ大きくなります。同基準 4.1.2では、排水ポンプの計画全揚程を、計画実揚程に吸込み側・吐出し側・配管・弁などの損失水頭と残留速度水頭を加えて決めています。
- 軸動力と原動機の出力 — 同基準 5.1.2では、ポンプ軸動力Pp=水動力Pw÷ポンプ効率ηp、原動機の定格出力P≧Pp×(1/ηG)×(1+α)(ηG: 減速機などの伝達効率、α: ポンプ運転点の変化に対する余裕率。参考値は同基準の表5.2・表5.3)としています。
間違えやすいポイント
- 流量の単位 — 式の中の流量はm³/sです。m³/minのまま計算すると60倍、m³/hのままだと3,600倍に出ます。
- 実揚程だけで計算する — 損失水頭の分だけ小さく出ます。表は全揚程で引きます。
- 揚程(m)と圧力の取り違え — 揚程はその液の液柱の高さです。20℃の水で揚程10mは97.89kPa、0.1MPaは揚程10.22mです。密度が小さい液ほど、同じ圧力でも揚程(m)は大きくなります。
- mmH2O(mmAq)の定義値との差 — 圧力換算の早見表の1mmH2O=9.80665Paは、密度1,000kg/m³・標準の重力加速度に当たる値です(計量単位令 別表第六 第十一号の水柱メートル=9,806.65Paも同じ)。20℃の水の水柱10m(97.89kPa)は、10mH2O=98.07kPaより約0.18%小さくなります。
- 水動力をモーターの出力とみなす — 水動力にはポンプ効率・伝達効率・余裕が入っていません。モーターの選定はメーカーの資料で行ってください。
- 送風機で静圧だけを使う — 全圧=静圧+動圧です。表3は全圧で計算しているため、静圧を入れると動圧の分だけ小さく出ます。
よくある質問
Q1. ポンプの水動力の計算式は?
A. 水動力=ρ×g×Q×Hです(ρ: 液の密度kg/m³、g: 重力加速度9.80665m/s²、Q: 流量m³/s、H: 全揚程m。結果はW)。流量をm³/min、動力をkWにすると 水動力[kW]=0.16344×(ρ÷1,000)×Q×H で、20℃の水なら0.1632×Q×Hです。
Q2. 流量1m³/min・全揚程20mのポンプの水動力と軸動力は?
A. 水(20℃)の水動力は3.263kWです。軸動力は水動力をポンプ効率で割った値で、効率60%と仮定すると約5.438kWです。効率は機種・運転点で変わるため、メーカーの資料で確認してください。
Q3. 水動力・軸動力・モーター出力の違いは?
A. 水動力は液が受け取る動力(ρgQH)、軸動力はポンプの軸に入れる動力(水動力÷ポンプ効率)です。国土交通省の揚排水ポンプ設備技術基準 5.1.2では、原動機の定格出力を、軸動力を減速機などの伝達効率で割り、(1+運転点の変化に対する余裕率α)を掛けた値以上としています(河川管理施設の揚排水機場のポンプ設備の基準)。
Q4. 全揚程と実揚程の違いは?
A. 実揚程は吸込み側と吐出し側の水面の高さの差、全揚程はそれに配管・弁などの損失水頭などを加えた、ポンプが液に与える揚程です。水動力は全揚程で計算します。揚排水ポンプ設備技術基準 4.1.2では、排水ポンプの計画全揚程を、計画実揚程に損失水頭と残留速度水頭を加えて決めています。
Q5. 密度(比重)の違う液を送るときの動力は?
A. 同じ流量・同じ全揚程(その液の液柱の高さm)なら、水動力は密度に比例します。20℃の水(密度998.21kg/m³)の値に、密度÷998.21を掛けます。例えば密度1,200kg/m³の液なら1.202倍で、1m³/min・10mで1.961kWです。ただし、圧力差で決まっている場合は動力=流量×圧力差で、密度によりません。
Q6. 揚程ではなく圧力(MPa)で分かっているときは?
A. 動力[kW]=流量[m³/min]÷60×圧力差[kPa]で計算できます。例えば1m³/min・0.1MPa(100kPa)なら1.667kWです。揚程に直すなら、20℃の水で0.1MPa=約10.22m、揚程1m=約9.789kPaです。
Q7. 送風機の空気動力の計算式は?
A. 空気動力[W]=風量[m³/s]×全圧[Pa]です。風量100m³/min(6,000m³/h)・全圧500Paなら100÷60×500≒833.3W(0.8333kW)です。空気の圧縮を無視した式で、風量を送風機の吸込み状態の値とした場合、全圧が大きいほど圧縮を考えた計算より大きめに出ます。軸動力はこれを送風機の効率で割った値です。
関連する早見表
出典・参考
- 揚排水ポンプ設備技術基準(国土交通省、平成26年3月) — 第1章 第2節 適用範囲(p.1: 河川管理施設の揚排水機場のポンプ設備が対象)、第4章 4.1.2 主ポンプ性能諸元(p.35〜36: 計画全揚程=計画実揚程+損失水頭+残留速度水頭)、第5章 5.1.2 主原動機の出力(p.53〜54: ポンプ水動力Pw=(ρ/1,000)・g・Q・H、ρ=1,000kg/m³、g=9.8m/s²、Pp=Pw/ηp、P≧Pp・(1/ηG)・(1+α)) — mlit.go.jp(PDF)。国土交通省「機械設備」のページで現行の基準として掲載されていることを2026年10月29日に確認
- 計量単位令(平成4年政令第357号) — 別表第一 第二十号(ニュートン)・第二十二号(パスカル)・第二十六号(ジュール)・第二十七号(ワット)・第二十九号(立方メートル毎秒・毎分)、別表第六 第十一号(水柱メートル=9,806.65Pa、生体内の圧力の計量) — e-Gov法令検索の現行版(令和5年政令第376号による改正、2023年12月28日施行)で確認
- 国際度量衡総会(CGPM)第3回(1901年) Declaration 2(標準の重力加速度 980.665cm/s²) — 国際度量衡局(BIPM) — bipm.org
- IAPWS R7-97(2012) Revised Release on the IAPWS Industrial Formulation 1997 for the Thermodynamic Properties of Water and Steam(IAPWS-IF97) — Region 1の式 Eq.(7)(5.1節・Table 2)、検証値 Table 5(p.9) — 国際水・蒸気性質協会(IAPWS) — iapws.org
※ 表の値は、水動力=ρ×g×Q×H、空気動力=Q×全圧(空気の圧縮を無視)で当サイトが計算した値です。重力加速度は標準の値9.80665m/s²、水の密度はIAPWS-IF97の式で計算した大気圧(0.101325MPa)の値(20℃で998.21kg/m³)です。計算した水の比体積がIAPWS-IF97のTable 5の検証値と一致することを確認しています。
※ 表の流量・全揚程・風量・全圧・効率・液の密度は、計算の例として選んだ値です。ポンプ・送風機の性能や効率を示すものではありません。
※ 丸め(四捨五入): 動力・圧力は有効数字4桁(1,000以上は整数)、水の密度は小数第2位、比は小数第3位です。
※ 本ページの数値は2026年10月時点で確認した出典にもとづきます。基準・法令は改正・改定されることがあるため、最新の原典を確認してください。
※ 水動力・空気動力は損失・効率・余裕を含まない理論値です。ポンプ・送風機・モーターの選定や設備の設計の判断は、原典とメーカーの資料・有資格者の確認のうえで行ってください。
※ 本ページの表・数値は、上記の出典をもとに当サイトが計算・編集（加工）して作成したものです。出典元の機関・団体が作成したものではありません。
最終更新: 2026-10-29