ライナリングはケーシングに取り付けられているリングで、インペラリングは羽根車に取り付けられているリングです。そして、ライナリングの内周とインペラリングの外周とで狭いすき間を形成し、還流量を少なくして効率の低下を抑えています。

すき間を流れる液の流速は高いので、すき間部は時間とともに摩耗します。仮に、両方のリングが付いていなくて、ケーシングと羽根車とで狭いすき間を形成していたとすると、摩耗した場合にはケーシングや羽根車そのものを交換する必要があります。 そうなればコスト高になるために、ライナリングとインペラリングをそれぞれ取り付けて、摩耗する部品はケーシングや羽根車ではなく、ライナリングとインペラリングに代用させて、コストを抑えているのです。 ただし、安価な汎用ポンプでは両方のリングが付いていないことが多く、産業用ポンプではライナリングだけが付いていることが多くあります。

それでは、このすき間からどれだけの還流量があるのでしょうか。計算式を表2-7-1に示します。すき間が狭いほど還流量は少なくなり、差圧の平方根に比例して増えます。この計算式は回転していない状態で、かつ、すき間部は同心であるとしたときに適用できます。 実際には双方は偏心しながら相対的に回転しているので、実際の還流量は計算値の2から3倍になります。

表2-7-1 すき間の還流量

ライナリングとインペラリングのクリアランスは、どの程度なのでしょうか。また、どのぐらい大きくなったら交換が必要になるのでしょうか。参考として、表2-7-2にAPI 610で規定しているクリアランスを示します。これらのクリアランスは新品のときの値で、DLYはクリアランス部の直径です。

表2-7-2 ライナリングとインペラリングのクリアランス－API

直径 DLY (mm)	直径クリアランス (mm)
DLY＜50	0.25
50≦DLY＜65	0.28
65≦DLY＜80	0.3
80≦DLY＜90	0.33
90≦DLY＜100	0.35
100≦DLY＜115	0.38
115≦DLY＜125	0.4
125≦DLY＜150	0.43
150≦DLY＜175	0.45
175≦DLY＜200	0.48
200≦DLY＜225	0.5
225≦DLY＜250	0.53
250≦DLY＜275	0.55
275≦DLY＜300	0.58
300≦DLY＜325	0.6
325≦DLY＜350	0.63
350≦DLY＜375	0.65
375≦DLY＜400	0.68
400≦DLY＜425	0.7
425≦DLY＜450	0.73
450≦DLY＜475	0.75
475≦DLY＜500	0.78
500≦DLY＜525	0.8
525≦DLY＜550	0.83
550≦DLY＜575	0.85
575≦DLY＜600	0.88
600≦DLY＜625	0.9
625≦DLY＜650	0.95

交換の目安は、ポンプメーカから推奨値が提出されると思いますが、一般には、「ポンプの性能に支障のない限り、設計値の最大の2倍」が交換の目安になっています。クリアランスが大きくなるにしたがって、吐出し量や全揚程が低下するので、吐出し量や吐出し圧力が徐々に低下してきます。

ところで、ライナリングとインペラリングのクリアランスについて、十数年前にISO規格は、運転に支障がなく、かつ始動前に手回しができればいくらでもよいことに変更されました。そして、JIS規格も同じように変更になりました。そのため、このクリアランスの値はAPI 610を除き、公的な規格から消えてしまっています。

このクリアランスはポンプの性能に直接影響するので、いくらにするかは重要な問題です。APIのクリアランスはどのような場合でも、ライナリング内周とインペラリング外周が当たらないように大きくしています。 例えば、ねずみ鋳鉄など運転中に双方が軽く接触したとしても問題が起こらないので、このようなかじり難い材料のときは、ポンプメーカでは、APIのクリアランスより小さくして性能低下をできるだけ抑えています。表2-7-3にかじり難い材料のときのクリアランスを参考として示します。

以上、ライナリングとインペラリングのクリアランスについて説明しましたが、両者が付いていない場合でも、双方の形成するクリアランスについては同様です。

表2-7-2 ライナリングとインペラリングのクリアランス－API

直径 DLY (mm)	直径クリアランス (mm)
DLY＜50	0.18
50≦DLY＜65	0.19
65≦DLY＜80	0.2
80≦DLY＜90	0.21
90≦DLY＜100	0.22
100≦DLY＜115	0.23
115≦DLY＜125	0.24
125≦DLY＜150	0.27
150≦DLY＜175	0.31
175≦DLY＜200	0.34
200≦DLY＜225	0.38
225≦DLY＜250	0.42
250≦DLY＜275	0.48

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