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圧力タンクレス 給水ユニット

※現在メーカーが倒産したためこの商品はありません。

給水ポンプには通常「圧力タンク」というものが付いています。アキュムレーターと呼ぶこともあります。

この、圧力タンクというのは中にゴム風船が入っている様な構造になっていてます。(このゴム風船を「プラダ」といいます)
上の注入口から空気を補充しておいて、定めた圧力にしておきます。(車のタイヤと同じ感じです)

この空気圧は6ヶ月に1度の点検がメーカーから指針としてでています。

そして、ポンプが起動した時に急激に水圧が変動しないようタンク内で吸収しています。

ところがこれが曲者で、このゴムが破損するといろいろな不具合を併発します。

故障するとポンプの起動停止が頻繁になり(チャタリングといいます)、マグネットスイッチ・モーターに負担がかかり、起動停止に伴う音もうるさいです。
また、水栓での圧力変動も大きくなります。

寿命としては、3年(かなり短いですが実際にあります)〜7年ぐらいで破損する事が多く
大型の圧力タンクほど交換費用も高くなります。(下の写真のものは定価で10万くらいします)
エバラ 圧力タンク 40L

※荏原製の39Lの圧力タンクは小型の10L圧力タンクを3連並べて(写真下)使用する方式となりました。3個に分かれているのでリスクヘッジができていると言えるでしょう。
エバラ 圧力タンク 3連

ところが、そんな圧力タンクなどいらない給水ポンプがあります。

山製作所 給水ポンプユニット
これがその圧力タンクレス給水ポンプ!!
佐山製作所の商品です

圧力タンクレスによるメリットはいっぱいあります。

  • メリット
    • 圧力タンクが故障しない。(あたりまえですが重要な事です)
    • 省スペース(結構な省スペースになると思います)
    • 圧力タンクレス化に伴い、常にポンプを運転している為レスポンスが良い

  • デメリット
    • 圧力タンクレス化に伴い、常にポンプを運転している為電気代がかかる(1.6kwのもので年間1000円くらい)

  • インバーターの水冷化
  • これは荏原でもやっていますが、空冷方式だとファンの寿命により(2.5万時間くらい)ファンが故障するとすぐにインバーターも故障しますので、良さそうな方式です。

  • モーターの水冷化
  • モーターを水冷とすることで、モーター音も抑えています。

  • 省スペース
  • また、装置が縦型で省スペースに作られているので、設置場所が限られた都市部のビル・マンションなどでも有効に使えそうです。

※現在メーカーが倒産したためこの商品はありません。

水中ポンプの修理は可能ですか?

質問 水中ポンプが故障した際、修理はできますか?

水中ポンプのオーバーホールは可能ですが、検討いただきたい事項があります。

水中ポンプの修理について検討事項

ポンプの取付・取外し時の手間の費用を見込む。

修理の際は、搬出時、搬入時と2度の水槽内水抜きが必要です。工場への輸送費も必要です。

修理中の予備機

修理するポンプは工場へ運びます。その後、見積り、修理など日数を要する為、仮設ポンプが必要か?検討しなければなりません。

修理費用

引き上げたポンプについては、修理の見積りをしますが、修理できない場合や高額の場合もあります。その場合でもそれまでの費用が全て無駄となります。

水中ポンプ修理に対するメリットとデメリットの相対表
修理の場合 修理見積後にキャンセルし新品交換の場合 交換の場合
メリット 新品の為、永く使用できる。
現状復帰までの時間 時間がかかる。 もっとも時間がかかる 短時間で済む
コスト 安価にすむ場合があるが高額になる可能性もある。 もっとも高額である。 高額である。
コスト内容 取外費+工場搬送費+修理代+取付費 取外費+工場搬送費+修理見積り代+処分費+取付費+新規ポンプ代 取外費+処分費+新規ポンプ代+取付費
水槽内水抜き 2回 2回 1回
仮設ポンプ 長期必要 長期必要 短期必要(もしくは不要)

回答 金額と保証を考えると高額な機種に限ります

腐食が進んだ水中ポンプ
数十万円程度のポンプの場合は、経年劣化なども踏まえ、新規ポンプの導入をお勧めしております。
水中ポンプの場合は漏電の可能性がとても高く、電動機、ケーブル共、高い密閉性が求められます。そのため密閉性のテストなども行います。
それでも「修理後にまた故障した」「分解したけど新品以上に金額がかかる」ということが懸念されます。
本体価格が百万円を超えるような水中ポンプに関しては修理の検討も可能です。

マグネットスイッチ(電磁開閉器)の仕組み 春日電機 MUF10-4

ポンプの制御にはマグネットスイッチを使用しているものが一般的です。
これは、ポンプの起動には大電流が流れる為、機械的にスイッチをON/OFFさせているものです
※最新のポンプ制御盤ではマグネットスイッチに変わり「ソリッドステートコンタクタ」と呼ばれる電気的に接点をON/OFF出来る物が使用されているものもあります。
今回の部品は春日(http://www.kasuga.jp/)製のMUF10-4です。その他、三菱、ナショナル、富士電機、東芝などのメーカーからも発売されています。
KASUGA MUF10-4
写真1

これがマグネットスイッチ(電磁開閉器)です。上側がコンタクタ(電磁接触器)、下側がサーマルスイッチから成り立っています。上側を間違えてマグネットスイッチと呼んだりする場合もありますが、正式には上記の通りの呼び名です。今回はこのコンタクタを見ていきます。仕組みとしては、A1とA2の端子にAC200Vの電圧をかけるとコイルに電気が流れ、磁石のついたスイッチを「ガチャ」っと動かしてスイッチがONになります。ガチャッと「機械的」にスイッチが入るわけです。

MUF10-4 接点 摩耗状態の確認
写真2

表面カバーを取外し接点部を確認している写真です。ポンプ点検ではこのように接点の上側、下側が磨耗していないかを確認します。接点に損傷があったり、厚みが1/2程度になった場合は交換です。

マグネットスイッチ 接点
写真3

実際に下側の接点を取り外して見ました。一番右側は使用していない接点の為、きれいなままなのが確認できます。

接点 稼働側
写真4

接点上側のユニットを外した状態です。上側の接点も傷んでいるのが確認できるかと思います。下側の灰色の部分が磁石部分です。

コンタクタ コイル
写真5

マグネットスイッチの下の部分です。右上のネジがA1、左下がA2端子になっています。

コイル
写真6

コイルを取り外してみました。このコイルに電気が流れ、電磁力により磁石部を動かします。

MUF10-4 部品一覧
マグネットスイッチは接点の磨耗により、スイッチONの際、1箇所のみスイッチの入りが遅かったりすると、欠相となりブレーカーが落ちたり、劣化により接点がくっついたままだったり、という症状が考えられます。本体を触ってみて、振動が感じ取れるようであれば、劣化の兆候です。

また圧力タンクの故障などでインチング運転(ポンプの入り切りが激しい状態)になると接点劣化に拍車がかかります。故障の際はすぐ断水になりますので(機種により2台交互運転で片側運転に切り替わるものもあります)劣化の際はすぐ交換したほうが良いでしょう。

テラルNX給水ポンプユニットの旧型SX型からの変更点

テラルの給水ポンプユニット形式がSX型からNX型へと変更になり
インバーター給水ポンプユニットもNX-VFC型へと一新されました。
メーカーのカタログを入手しましたので何が変わったか追っていきます
テラル NX-VFC
新型 NX-VFC
テラル SX-VFC
旧型 SX-VFC

外観上の大きな変更は制御盤の位置が変更になった点です。
またフロースイッチが付くことになりました。ポンプユニット比較で旧型と新型を比べてみます。

メーカー名/品番 重量(kg) 奥行(mm) 幅(mm) 高さ(mm) 最大給水量
(L/min)
吐出揚程
設定範囲
(m)

騒音値
(dB(A))

テラル 新型
NX-VFC502-2.2D
97 662 560 575 380 18〜42 56
テラルキョクトウ 旧型
SX-VFC502-2.2D
114 705 660 530 380 19〜36 56
エバラ
50BNAMD2.2A
119 555 780 541 380 20〜31 56
川本製作所
KF2-50A2.2
141 535 910 520 360 20〜32 54

重量が大幅に減ってます。17kgの軽量化です。施工性が上がります。

また、高さが45mm高くなってます。幅と奥行きがその分小さくなっています。

設置場所として高さ制限がある現場が多いので、高さが高くなると使用できる現場が限定されるかもしれません。
他メーカーに比べテラルは高さが低かったので使用していた現場がありました。
吐出揚程の最大値が高くなっているのでポンプの能力も上がっていると思います。
また既存の基礎が小さい場合(たとえば600*600mm程度)はテラルしか載らないというような現場もあります。

個人的には制御盤の整備性があがっているのと、重量が軽くなっているのがうれしいところです。

サーマルスイッチの仕組み 春日電機 MUF10-4 HRD-010編

サーマルスイッチとはモータが過負荷(回転が重くなること)となった時にコイルが焼損するのを防止するスイッチです。写真のものは春日電機 MUF10-4、荏原製作所の給水ポンプで使用されていたマグネットスイッチです。
kasuga HRD-010 サーマルスイッチ
マグネットスイッチの下の部分(赤丸の部分)をサーマルスイッチといいます。

早速、取り外して分解してみてみます。
春日電機 サーマルスイッチ 仕組み1
モータへの電気はAからBへ向かって流れます。コイルに電流が流れることによって熱が出ます。

春日電機 サーマルスイッチ 仕組み2
このコイル部分の電流が増えると熱が発生し、コイルが巻いてあるバイメタルが伸びて下の板を矢印の方向に押します。すると、Cのラッチ部分が外れます。

春日電機 MUF10-4サーマルスイッチ 仕組み3
Dの接点(スイッチ)が右から左に動いて、回路が切り替わります。この状態が「サーマルトリップ」または「サーマルが作動した」という状態です。

サーマルスイッチの正常な状態
通常はこのスイッチが沈んでいますが、

サーマルトリップのトリップ状態
サーマルスイッチが作動すると(過負荷になると)飛び出ます。飛び出ているときは過負荷になったということです。このスイッチが飛び出ているかで異常を判断します。スイッチが切れることでコンタクタを遮断します。サーマルスイッチ自体ではモータ電路の遮断ができません。

サーマルスイッチ 設定値
このダイヤルで電流値を決めます。モータの定格電流値+アルファ(ちょっとだけ)の値が良いでしょう。この値以上の電流が流れるとサーマルスイッチが作動します

マグネットスイッチとサーマルスイッチの関係
サーマルスイッチはコンタクタのON/OFFを制御している回路の途中に入っています。
サーマルスイッチが作動するとこの回路を切断させるので、マグネットスイッチがOFFになるというわけです。

サーマルスイッチが作動した場合に考えられるのはモータの過負荷です。
ポンプの羽に異常があったり、軸受け(ベアリング)に異常があったりすると回転が重くなり(手で廻せない位になります)電流が大量に流れ(過電流・過負荷)、サーマルスイッチが作動します。こんなときは2台運転であれば、応急的に片側運転にして、すぐにポンプの修理もしくは交換をしましょう。またコンタクタの接点不良時にも作動する場合があります。その場合はコンタクタの交換が必要です。

※H25.4.1
下記新しく記事を書きました。
ポンプで使用されるサーマルスイッチ 三菱 TH-N20

※H26.7.25
写真を撮りなおしました。加筆修正しました。