ケーシングのボリュート形状によって、羽根車に作用するラジアルスラストが変わるのですが、それでは、どのようにしてラジアルスラストが分かるのでしょうか。

ラジアルスラストは、表2-3-1に示す計算式で計算することができます。ラジアルスラストFは、液の密度ρ、全揚程H、羽根車直径D2、羽根車出口の全幅Bに比例します。 つまり、全揚程及び吐出し量が大きくなればなるほど、ラジアルスラストFが大きくなります。また、ラジアルスラストFは、スラスト係数Kにも比例します。

表2-3-1 ラジアルスラスト

では、スラスト係数Kはどうなるのでしょうか。表2-3-2にシングルボリュートの場合のスラスト係数Kを示します。同表にあるように、スラスト係数Kは2種類提唱されています。 ステパノフによるスラスト係数K(s)及びHIS（米国Hydraulic Institute Standards）による係数K(HIS)です。 どちらもポンプの運転点によって変わるのですが、図2-3-1に示すように、最高効率点の吐出し量QBEPのとき0になり、吐出し量が小さくなるに従って大きくなります。そして、吐出し量が0で最大になります。

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表2-3-2 スラスト係数

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図2-3-1 ラジアルスラスト

次に、ダブルボリュートのときのラジアルスラストですが、ダブルボリュートはボリュートを2つにして180°対称にし、両者のボリュートでラジアルスラストをつり合わせることを狙っています。 しかし、実際には2個のボリュートの後流部が対称でないことと、製造した鋳物のズレ及び加工の時の心出しのズレとから、完全につり合わせることができず、シングルボリュートの25 %ほどになると推定されています。

ディフューザは、ダブルボリュートよりも更にボリュート数を増やしているので、ラジアルスラストをかなりつり合わせることができます。 しかし、完全につり合わせることができないのはダブルボリュートと同じで、ダブルボリュートの25 %ほどになると推定されています。

多段ポンプでは、各段のケーシングをシングルボリュートにして、隣同士のケーシングを180°対称に組み立てることによって、ラジアルスラストを相殺させるという設計方法があります。 また、単段ポンプでは、ボリュートにしないで単純な円形にしたものもあります。これは小流量側でラジアルスラストが小さくなることを利用した設計方法です。

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