このコーナーでは、ポンプにまつわる様々な「専門用語」にスポットを当て、イワキ流のノウハウをたっぷり交えながら、楽しく軽やかに解説します。今まで「なんとなく」使っていた業界の方はもちろん、専門知識ゼロでもわかる楽しい用語解説を目指しつつ、クスッと笑える「今日の一句」づくりにも、力を注いでおります。

今回の用語は>>>>> スラスト推力

【スラスト推力(軸推力)】 axial thrust
プロペラなどの推進器により、後ろ向きに加速された空気や水などの反作用によって前方に生じる力のこと。推進力。

ふと空を見上げると、青空にくっきりと浮かぶ真っ白なひこうき雲…。昭和の時代に甘酸っぱい青春を満喫した年代ならば、思わずユーミンの曲が脳内再生されるようなシーンですよね。

ひこうき雲

ちなみにひこうき雲は、別名を航跡雲(こうせきうん)といい、英語だとcontrail(コントレイル)といいます。湿度や環境によりますが、実際にはかなり高度が上らないと発生しないので、プロペラ機ではできにくいものです。でも、あのB29はターボチャージャー付きなのでできたそうですよ・・・ホンのマメ知識です。

いきなり横道にそれた出だしになっておりますが、なぜこんな話をしているかというと、皆さんにプロペラ機を思い描いていただきたいからなんです。

プロペラ機が前に進むのは、もちろんエンジンのお陰でもあるのですが、プロペラを勢い良く回すことによって、進む方向とは逆向きに空気を動かすことで前に進んでいます。この「前進する力」のことを「スラスト(thrust)」と言います。

さて、ここからが本題です。一般的なマグネットポンプは、「インペラ(羽根車)」をベアリング(軸受け)で支える構造になっています。インペラが勢いよくグルグル回転することで、液体を吸ったり出したりしているのですが、今回注目したいのは「そのときポンプの内部で何が起こっているか?」です。

プロペラ

インペラが回転すると、ポンプ内部では圧力差が生まれます。洗濯槽の様子を思い出してみるとわかりやすいと思いますが、周辺部分は高く、中心部に向かって低くなっています。これも羽根がぐるぐる回る遠心力によって起こる現象です。ポンプは洗濯槽を横向きにしたようなものなので、吸い込み口付近は圧力が低く、インペラ外周から吐出された圧力によりマグネットキャンの後方も圧力が高くなっています。この差圧による力が、インペラを前方に推進させるスラスト推力となるわけです。

はい、お待たせしました。ここでやっと話がつながります。

先ほどプロペラ機の話をしましたが、極端なことを言ってしまうと、マグネットポンプの中にも「プロペラ」が入っているようなもの。ポンプの場合は反作用による推力ではなく圧力差によるものとなりますが、回転すると必ず「スラスト推力」が発生します。ということは・・・?! そうです!インペラは常に前へ前へと進もうとしているのです!

ポンプのスラスト推力は「圧力差×吸込み口面積」で概略算出できますが、かなり大きな力となります。例えば揚程30mで吸込み口径80mmの場合で約1500Nにもなります。

スラスト推力

ちなみに、ポンプ用語として「スラスト推力」は一般的になっていますが、厳密に言うとスラスト自体が推力という意味なので、「スラスト推力」は「推力推力」ということになります。まぁ、「チゲ鍋」や「サハラ砂漠」、「クーポン券」と同じ様なものだと理解しておくとよろしいかと思います。

ついでにもうひとつ。インペラ(impeller)とプロペラ(propeller)の違いは、内部(im→in)に格納された羽根と、前方先頭(pro)へ推進させる羽根という語源から由来しているようです。

はい、マメ知識連発で失礼しました。本題に戻りましょう。

インペラの回転によって発生したスラスト推力によって、インペラは常に前進する気満々なのですが、ポンプの中なので、進んでもらっては困ります。仕事になりませんから。

そこで「前に行かない仕組み=スラスト軸受」が必要になってきます。それが「ライナーリング」と「マウスリング」です。ピタッとインペラにフィットして、「これ以上前に行かないでね」と、しっかと歯止めをかけているのです。

フロントケーシング

インペラとマグネットキャン

でも、「あっちにいくのーーーっ!」とだだをこねる小さな子供を引き止めるのに想像以上の力を使うように、スラスト推力を押さえるには強靭な体力と忍耐力が必要です。摺動する軸受なので高荷重に耐える上に耐摩耗性があり、摩擦係数も小さいという特性が必須になってきます。しかも、高速回転による振動も優しく受け止めなければなりません。マウスリングにいたっては、わずか10mm足らずの薄さなのですが、懐の深さとどっしりとした安定感が求められるのです。使用する溶液に合せてセラミックや樹脂、カーボンなど、最適な素材を選択し、摩耗や破損のないよう、定期的なメンテナンスを行ってください。

今日の一句

稀勢の里か白鵬か 常に前進姿勢のインペラを
しっかり受け止め食い止める 懐深きリングたちよ

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