メカニカルシールとはポンプの軸から水が漏れないようにしているシール部材のことです。
この軸用のシール部材にはメカニカルシールとグランドパッキンと呼ばれる2種類の部材がありますが、今回のコラムではメカニカルシールについてです。

メカニカルシールのある場所

メカニカルシールは下記の赤色の箇所にあります。
シール部分をスプリングで適切な力をかけることにより、シール部分に水の薄い膜を形成し水が漏れなくかつ回転が出来る仕組みとなっています。
荏原製作所 陸上、水中ポンプハンドブック　50Hz　FDP型ステンレス製ポンプ　より

図1　荏原製作所：FDP型ポンプ断面図

• 青色:水が浸かっている部分
• 緑色:羽根車、軸（回転部分）
• 赤色:メカニカルシール

図2　メカニカルシール部　拡大

• 青色:水が浸かっている部分
• 緑色:羽根車、軸（回転部分）
• 赤色:メカニカルシール（軸といっしょに回転する部分）
• 薄赤色:メカニカルシール（ケーシングと共に固定されている部分）
• 橙色:水の膜ができる部分

メカニカルシールの写真

写真１　メカニカルシール構成部材。

メカニカルシールの説明

写真2　赤矢印部分が擦れ合います。
写真左側がセラミック　右側がカーボンでできています。
もし水の膜が形成できない場合は摩擦部分が発熱し破損してしまいます。
水の薄い膜の部分では、1時間あたり0.05～0.15mLの水漏れがあるのですが、清水の場合は蒸発してしまう為、目視では漏水が無い様に見えます。
粘性のある液体（たとえば油）では蒸発しませんので漏れがでてきます。
また、微粒子を含む液体（スラリー液）や汚れた水では粒子がメカニカルシールを傷つけてしまい、徐々に水漏れが増えてくる場合があります。
また、温度によって酷く漏れ量が増えたりすることもあります。漏れが酷い場合は基本的に交換となります。

メカニカルシールの購入はポンプショップアクアまでどうぞ
メカニカルシール

メカニカルシールのイーグル工業のWEBページも参考になると思いますのでリンクしておきます。
http://www.ekk.co.jp/seal/

写真は川本製作所　ポンパーGN　50GN-40×325-C2.2×2B

　給水ポンプユニットにも寿命があります。故障したときの修理見積もりが新品よりも高くなったり、故障頻度が高くなり断水などにより居住者に迷惑がかかることがあります。車も10年ぐらい乗ったら交換、とか冷蔵庫は8年位したら交換、というのがポンプにもあります。それでは、何時ごろが換え時なのか？

給水ポンプユニットの部品名と取替え周期

　設置して最初の2年くらいは技術の進歩により故障もほとんどないでしょう。しかし、ポンプにはゴム部品など、消耗品が付いているのです。結果「故障」が発生します。目安として下記にあげるものがあります。

ポンプ部品　取替え周期一覧

給水加圧ポンプユニット（小型圧力タンク）

部位	交換周期
ユニット全体	10年
オーバーホール	4〜7年
ポンプ軸受	3年
メカニカルシール	1年
グランドパッキン	1年
電磁開閉器（マグネットスイッチ）	3年
リレー、タイマー類	3年
プリント基板	5年
逆止弁	3年
減圧弁	3年
圧力タンク	3年
圧力計・連成計	3年
圧力スイッチ	3年
圧力センサー	5年
フロースイッチ	3年
フート弁	2年

一般社団法人リビングアメニティ協会　小冊子より抜粋

（あくまで目安ですので規模や環境により上下します）

　上表のようにさまざまな部品がついているので、古いポンプに関しては、いろいろ故障が発生しても当然なのです。そこで、いつ頃が給水ポンプユニットの変え時？と申しますと、私的見解から行けば、ポンプ自体の故障の時です。ポンプは給水ポンプの心臓部でもあり、一番高額な部品でもあります。この部分に故障が起きるのは8〜12年あたりが多く、ここで変えないと、いろいろな部品の寿命が一気に来るので、修理代がかさみ、更新する時期を逃してしまいます。
　懐具合もあると思いますので、いつごろ更新する予定かをよく検討のうえ修理をするのも可能でしょう。

家電製品の世界ではインバータはたくさん使用されています。冷蔵庫・洗濯機・エアコン・掃除機と、何でも付いてます。
ところで、インバータとはどんなものなのでしょうか？

インバータとは・・・簡単に言うと交流電流の周波数を可変できるものです。

東日本地域では電気の周波数は50Hzというのは皆さんご存知かと思いますが、
50Hzの電気をモーターに入れると一定の速度で回転します。
しかし、水の使用量が多くても少なくても一定の回転で廻すのは電気の無駄遣いだと思いませんか？
無駄使いなんです。

そこで、水の使用量に応じて周波数を可変させ（おおよぞ40Hz〜60Hz）電気を節約しましょうということで
インバーターを使用するわけです。最大で40%の節約になります。

これがインバーターです。富士電機製7.5Kw用。表示のところには38.09Hzとなっていますので
今は給水量が少ない事が想定できます。
写真のものは、100世帯以上のマンションなど制御に使用されているものです。

ちなみにこの機種ではこまかな操作が出来ますので冷却ファンの稼働時間も見れます。

TFAN=12985h（25000h)　冷却ファンの使用時間が12985時間で交換推奨時間が25000時間ということになっています。
冷却ファンが壊れるとインバータの故障にもつながりますので注意が必要です。
さて話はそれましたが、効果として、インバータ分のイニシャルコストは後々に回収できるのかというと
30戸程度のマンションで3〜4年でインバータ増額分を回収できると思われます。
また、ポンプの回転数制御がより精密にできるので給水圧もより安定したものとなります。

もし、インバータ無しのモデルを使用している場合はインバータ制御のものに入れ替えることをお勧めします。

実際の省エネ効果の比較についてはこちらの記事が参考になります。
給水ポンプユニットの節電、省エネ

機種はエバラ　フレッシャー　32BDSMD51.1Dです。
水を使用したあと、水を止めても、ポンプが止まらず、配管が熱を持つという事例です。

ブレーカーを入り切り（正確には切って入れるですね）するとひとまず停止するそうです。

ポンプが止まらずということは、止まらせるために働くセンサーのトラブルを想定します。
配管が熱をもつというのは、おそらく水を使用せず配管内に水が停滞しており
ポンプが回転しっぱなしであると水が熱をもつということだと想定しました。
基板などは電圧が常にかかっています。絶対に手を触れないようにお願いいたします。

現地での確認

1. ポンプの吐出し側のバルブを閉める。

通常であればポンプが止まりますがやはり止まりません。これでポンプが止まればポンプは異常ないので、どこか漏水がある可能性を検討します。
今回は止まらずなのでやはりポンプの故障。そこでバルブをまた開ける。

2. 水栓で水を出したり止めたりして、センサーの状況を確認する。

マンションで住民さんがいつ使用しているか想定できない場合は難しい方法ですが。
水を出したり止めたりすると、圧力スイッチからカチッと音がします。
圧力スイッチの配線をはずし、抵抗値を測ると、ポンプが起動しているときはOFFになりポンプが止まり、水圧が落ちるとONになっていました。
まず圧力スイッチは問題なし。
つぎに、水の流れを検知しているフローセンサー。基板上のリレー（フローセンサー用のリレー）もカチッと水が動くたびに動いて
いるのが目視で確認できました。（本来は抵抗値などを測ると確実にOKですが状況的に測りにくい為、ひとまず異常なしと判断）
このことによりほぼセンサーは大丈夫と確認できました。もしカチッと音がしないようであればセンサーやリレーが怪しいと想定されます。
その際はそれぞれの抵抗値などをあたります。

3. 停止時間設定タイマー

このタイマーは水を止めてすぐにポンプが止まらないように制御しているタイマーです。
このポンプの設定では水が止まってから1分半後にポンプが切れることになっていました。

（写真はダイヤルを廻してしまったので0を指していますが、最初は1.5を指していました）
このリレーの回路図を確認し、

OFFの場合は1-9、4-12の端子がつながることが確認できました。
リレーのソケットで配線の切れ端を使用し擬似的にOFFの回路を作りました。


4. 最後に水を出したり止めたりして動作の確認。

そこで、もう一度動作を確認するとポンプが起動停止しました。

ひとまずは応急処置としてこの配線をくっつけておくとして後日
このタイマーを交換に行きます。

基板などは電圧が常にかかっています。絶対に手を触れないようにお願いいたします。