工業用、都市用水道、廃水処理用のポンプ モーター

特定の産業および自治体のポンプ用途では、完全に水没する (ウェット ピット) か、連続空気中 (ドライ ピット) 環境で動作するように設計されたモーターが必要です。 水中モーター ソリューションを使用すると、液体に完全に浸かっているときや、毎日 (場合によっては数時間ごとに) 断続的な浸水が発生しやすい場所でも、ポンピング アプリケーションを動作させることができます。 すべてのモーターが完全に水没しても機能するわけではありません。 そのためには、湿式および乾式ピットの両方の用途でパフォーマンスを保証するための特別な機能が必要です。

基本的な電気安全規則は、水と電気を混ぜないことです。 ただし、工業用水や廃水用途でポンプ、ミキサー、エアレーターを動作させるには、交流 (AC) 誘導モーターが水中または水中で機能する必要があります。 水中モーターは、このような過酷な用途で長寿命を実現しながら、水や廃液が電気回路のどの部分にも接触するのを防ぐために特別に設計および製造される必要があります。

これらのモーターの稼働場所は非常に条件が厳しく、修理やメンテナンスは困難で時間がかかる場合があります。 ザラザラした砂状の排水を含むスラリーピットなどの用途。 雨水排水システム。 そして最も一般的には、上水および廃水処理施設では、水中製品ラインが最も過酷な水中条件に耐えるように設計および構築されることが求められます。

モーター メーカーは一般に、この市場セグメントのウェット ピットおよびドライ ピット環境での動作に適した 2 種類のモーター、水中および浸漬型を提供しています。

水中モーターは通常、水/排水中で連続的に動作し、ウェットピット用途の場合は乾燥空気中で最大 15 分間動作するように設計されています。 ドライピット用途向けに、空気中で連続的に動作するように設計することもできます。 水中モーターはポンプのボリュートに直接取り付けられているため、汲み上げられた流体は常に外側のドライブエンドシールを潤滑します。 深さ 160 フィートの深さでも動作でき、危険場所 (Underwriters Laboratories [UL] Division 1) と非危険場所の両方で使用できます。

水中モーターの一般的な設計特徴には、全密閉型非換気 (TENV) 鋳鉄構造、耐腐食性を備えたステンレス鋼シャフトとハードウェア、油が満たされたチャンバーによって分離された二重取り付けの内側および外側シャフト シール、湿気検出システムが含まれます。 UL Division 1 に必要なサーモスタットも備えています。これらは垂直または水平の取り付けに適しています。 水中モーターは通常、在庫から入手できますが、多くは注文に応じて設計されます。 湿式ピットと乾式ピットの両方の用途の水中モーターのタンデムシールは、湿式状態 (ポンプで送られる流体によって潤滑される) で動作する必要があります。

水没型モーターは、ドライピット環境や浸水の可能性はあるが通常は発生しないその他の用途向けに、空気中で継続的に動作するように設計されています。 浸漬型モーターは通常、ベアリングフレーム、フランジ取り付け、または標準の工業用ポンプモーターと同様の密結合配置によってポンプに取り付けられます。 最大深さ 30 フィートで最長 2 週間、継続的に水没して動作することができます。 水中モーターは通常、危険な場所には適しておらず、元々は空中連続水中モーターの代替品として開発されました。

水没型モーターは通常、全密閉型非換気 (TENV) または全密閉型送風機冷却 (TEBC) の鋳鉄構造、スペース ヒーター、サーモスタット、および特別に設計されたシーリング システムを備えています。 TEBC 設計は、一定速度冷却のために外部ファンを駆動する別個のブロワー モーターを採用しています。 これらは主に、標準として C 面または P ベースのエンドブラケットを使用して垂直にシャフトダウンで取り付けることを目的としていますが、特定の条件下では水平に取り付けることもできます。 水中モーターとは異なり、水中モーターのシャフト シールは乾燥状態で動作する場合があります (ポンプで送られる流体との接触は必要ありません)。 浸漬型モーターは通常、在庫がなく、注文に応じて設計されます。

特定のポンプ用途または環境に最適なソリューションを決定する際には、いくつかの要素を考慮する必要があります。 主な要素には、流体の種類、浸水深さ、期間と頻度、必要な取り付け構成、認証要件、保守性が含まれます。

水中モーター/ポンプ アセンブリは、主に水および廃水処理用途に使用されます。 水中モーターのメーカーは、さまざまなレベルの固体や流体の粘度を処理するために、さまざまなタンデム メカニカル シール面タイプ (カーボン セラミック、炭化ケイ素など) やスラリー シールを提供していますが、それらの使用は主に水または類似の液体および周囲流体に限定されています。最高 194 F (90 C) の温度。 浸漬型モーターは、モーターのシールが液体と直接接触しないため、ポンプで送り出す液体の種類に柔軟性をもたらします。 通常、水中モーターも浸水モーターも腐食性の高い環境には適していません。

モーター メーカーは主にねずみ鋳鉄構造と低合金ステンレス鋼ハードウェアを使用しているため、これらのモーター タイプは過酷な化学物質やその他の攻撃的な液体との直接接触には適していません。 ポンプ装置メーカーは通常、モーターと流体が直接接触するのを避けるため、腐食性の高い環境の潜在的な氾濫原の上にモーターを取り付けた浸漬ポンプを採用しています。

水中モーターは通常、最大深さ 160 フィートの液体中で連続動作し、空中で動作する場合は 15 分間連続動作するように設計されています。 メーカーは、液体に浸すのではなく空気中で連続動作するときに必要な熱放散を達成するために、出力定格 (馬力またはキロワット) に対するフレーム サイズを大きくすることで、空気中で連続動作する水中モーターを設計することもできます。 空気中での連続運転用に設計されたモーターは液体中でも連続運転ができるため、頻繁に浸水しやすい、または長期間浸水する可能性があるドライピット環境にとって理想的なソリューションとなります。

水没型モーターは、空気中で連続的に動作し、最大深さ 30 フィートの液体に浸した場合でも通常は最大 2 週間動作するように設計されています。 深さが限られており、水没中の動作時間も限られているため、浸水がまれで持続時間が短い地域には水没型モーターをお勧めします。

水中モーターは通常、垂直のシャフトダウン構成で取り付けられますが、湿気検出システムが適切に機能するようにメーカーの指示に従って方向付けられている場合は、TENV 構造により水平に取り付けることもできます。

外部ブロワー モーターがプライマリ モーター シャフト延長部と同じ軸上にある浸漬型 TEBC モーターは、ユーザーが用意したフロート スイッチによってブロワー モーターがオフラインになるまでブロワー モーターが適切に動作することを保証するために、垂直のシャフトダウン構成で取り付ける必要があります。また、一次モーターは液体によって冷却できます。 浸漬型 TENV モーターは外部ブロワーモーターを必要としないため、垂直または水平構成で取り付けることができます。

通常は TEBC として提供される水平取り付け構成を必要とする浸漬型モーターのアプリケーションの場合、メーカーは、空気中での連続動作中にモーターを外部から冷却する必要をなくすために、モーターを TENV 設計として提供することを推奨します。 これには通常、出力定格に対して標準より大きなフレーム サイズが必要です。 スペースやサイズの制約により TEBC 設計を TENV として提供することが実現できない場合は、主モーターに外部冷却を提供するための他のオプションについてモーター メーカーに相談する必要があります。

浸漬ポンプ用途において標準の TEFC モータよりも浸漬モータを指定する利点の 1 つは、氾濫原の上に TEFC モータを取り付けるために必要なコンポーネントの数と複雑さを削減できることです。

可燃性のガスや液体、可燃性粉塵が存在する可能性があると、水や廃水用途で動作するモーターの設計に影響を与える可能性があります。 メタンガスは固体が分解されて生成されます。 爆発の可能性があり、モータには UL Division 1、Class I、Group D 認証、または危険区域に対するその他の同様の認証が必要となる場合があります。

ユーザーは、モーターの危険区域認定要件を指定する責任を負います。 これらの要件の一般的な参考資料には、空間またはエンベロープの危険等級を定義する全米防火協会 (NFPA) 70、国家電気規格 (NEC)、または廃水処理および収集施設における防火の規格である NFPA 820 が含まれます。プロセスエリアの危険性と分類。

空気中デューティサイクルが 15 分の水中ポンプモーターは、ウェットウェルの脱水中、ポンプモーターアセンブリを井戸内に降ろし、排出物から固形物を除去するために流れが必要な場合、爆発の可能性のあるガスまたは蒸気の中で動作する可能性があります。低レベルカットオフ制御が機能しない場合、または低レベルセンサーがポンプアセンブリの底部に配置されている場合に、適切に装着するために使用します。 水没型モーターは通常、危険な場所では使用されないため、主に TEBC 設計に使用される導管ボックス接続のタイプとブロワー モーターのタイプが原因で、これらの場所では認定されていません。

ウェットピットまたはドライピット用途の水中モーターが適切に使用され、監視装置が適切に設置されている場合は、モーターシールの定期検査は必要ありません。 湿気検出システムと熱保護により、差し迫った故障を事前に警告し、故障が発生する前にユーザーがメンテナンス プログラムを計画できるようにします。 UL Division 1認証を取得した特定の水中モーター設計では、ULリストを無効にすることなく、ケーブルコネクタアセンブリとタンデムシール設計の下部/外側シールを交換できます。

他の種類の修理または改造の場合は、代理店認定のサービス センターにユニットを返送する必要がある場合があります。 危険場所用に認定されたモーターの修理または改造作業を行う前に、メーカーに相談する必要があります。

ドライピット用途向けに設計された水中モーターは、水没中も継続的に動作できるため、浸水が治まったときにモーターを稼働状態に戻すために追加の検査やメンテナンス手順を行う必要はありません。

水没型モーターは通常、最大深さ 30 フィートに沈めた場合でも最大 14 日間動作するように設計されています。 モーターが水没すると、TEBC 設計ではフロート スイッチが外部ブロワー モーターへの電力を遮断し、モーターは液体によって冷却されます。 モーター (TEBC または TENV) を浸水環境で動作させるたびに、メーカーの推奨に従って分解し、メンテナンスを実行する必要があります。 検査および/または交換の一般的なアイテムには、ベアリング、ブラケットの O リング、シャフト シール、潤滑剤などがあります。

TEBC 設計のブロワー モーターが水没した場合は、メンテナンスも必要です。 メーカーは通常、ウォッシュダウンデューティ (侵入保護 [IP] 55) ブロワー モーターを標準で提供しており、TEBC モーターをサービスに戻す前に通常は交換する必要があります。 モーターメーカーは、アップグレードとして浸漬型ブロワーモーター設計を提供する場合があります。 これらの浸漬型ブロワー モーターは通常、使用を再開する前に、承認された修理施設による検査と再加工が必要です。

Bob Perdue は、ABB NEMA モーター部門の特殊製品のプロダクト マネージャーです。