1．は じ め に
海外では比較的大型の汚水汚物用水中ポンプに対する 需要が多く，当社ではこれに応えるため，従来から海外 市場向けに開発した大型汚水汚物用水中ポンプDSC4型 を販売している。DSC4 型は，それまで主に海外向けと して販売していたDSC3型の設計を根本から見直し，主 に北米市場の要求仕様に適合させた製品であり，2009年 から供給を開始している。 その後，中国，東南アジア諸国においても大型の汚水 汚物用水中ポンプの需要が増大してきた。DSC4 型はそ れまで60 Hzシリーズだけであったが，これらの需要に 応えるため，新たに50 Hzシリーズを開発し2010年に販 売を開始した。 更に近年，下水処理設備の大型化に伴い汚水汚物用水 中ポンプも，より大容量，大出力が要求されるようになっ てきた。そこで今回これに応えるため，より大型機種の 開発を行い，機種範囲の拡大を図った。 本稿では今回開発した拡大機種範囲を含め，DSC4 型 の概要を紹介する。2．製 品 概 要
DSC4 型の外観を写真に示す。写真は後述する槽内着 脱装置設置型の外観である。 2-1 製品仕様 製品仕様を表に示す。 また，モデルコードの説明を図1に示す。〔新製品・新技術紹介〕
海外市場向け大型汚水汚物水中ポンプ DSC4型
山 田 誠一郎
＊今 福 賢 明
＊＊Large Size Submersible Sewage Pump Model DSC4 for Overseas Markets
by Seiichiro YAMADA, & Masaaki IMAFUKUThis paper introduces the large submersible sewage pump model DSC4 for overseas markets. For this model, the 60 Hz series was originally developed for the North American market; the 50 Hz series was subsequently added. A new product has been added that fea-tures a large capacity and a wide output range. It is designed to meet functional and performance requirements in the global market, such as passage diameter, inverter control, dry pit installation, protective functions, and explosion-proof approval.
Keywords: Submersible sewage pump, Dry pit installation, Quick discharge connector, Cartridge type double mechanical seal, Internal cooling
system, Leakage detector, Temperature detector for bearing, Explosion-proof approval
＊ 風水力機械カンパニー 技術生産統括 開発統括部 水中ポ
ンプ開発設計室 水中ポンプ技術グループ
＊＊ 同 同 同 モータ
写真 汚水水中ポンプDSC4型外観
Photo General of submersible sewage pump model DSC4
口径 Discharge diameter 150，250，300，400，500 mm 出力 Output 37 ～ 185 kW 取扱液 Liquid handled 汚水，下水，雑排水，雨水，河川水
Sewage, drainage, greywater, rainwater and stream water 液温：0 ～ 40℃
Liquid temperature 設置方式
Installation type 槽内着脱装置設置，槽外設置QDC installation in wet pit, dry pit installation ポンプ水没最大水深
Max. submergence 35 m 異物通過径
Passage diameter
ハイドロモデルA ～ G ：76 mm（3 in） Hydro model “A”～“G”
ハイドロモデルH：50 mm（2 in） Hydro model “H” ポンプ Pump 構造 Construction 羽根車
Impeller クローズド，オープンClosed, open 軸封
Shaft seal カートリッジ式ダブルメカニカルシールCartridge type double mechanical seal
材料 Materials
ケーシング
Casing FC250Cast iron 羽根車
Impeller FC250Cast iron 軸封
Shaft seal
接液側：SiC/SiC Liquid side
モータ側：セラミックス／カーボン Motor side : Ceramics / Carbon 軸封部封入液
Shaft seal lubricant タービン油 ISOVG32Turbine oil
モータ Motor
形式・極数
Type and poles 乾式水中・4/6/8/10極Air-filled water-tight type with 4/6/8/10 poles 相，周波数，電圧
Phase, frequency, voltage Three phase 60Hz：380, 440, 460V三相 50Hz：380, 400, 415V 始動方式
Starting method 直入（インバータ始動対応），Ｙ-ΔDirect on line (VFD start acceptable), Y-Δ start 耐熱クラス※）
Thermal class H 冷却方式
Cooling system
自液導入水冷ジャケット方式 Self cooling jacket
インターナル・クーリング・システム（特殊仕様） Internal cooling system (option)
軸受Bearing
上部軸受：単列深溝玉軸受
Upper side : Groove type ball bearing 下部軸受：組合せアンギュラ玉軸受
Lower side : Double row angular contact ball bearing 内蔵保護装置
Built-in protective device
サーマルプロテクタ
Winding temperature detector フロート式浸水検知器 Float type leakage detector 下部軸受温度計（特殊仕様）
Temperature detector for lower bearing (option)
材料 Materials
フレーム
Frame FC250Cast iron 水冷ジャケット
Cooling jacket SS400Steel 主軸
Shaft SUS403403 Stainless steel ケーブル
Cable 2PNCTEthylene-propylene rubber insulated polychloroprene sheathed flexible cable ※）JIS C 4003で規定の耐熱クラス
Thermal class defined by JIS C 4003
表 仕様一覧表 Table Specifications
2-2 性能，機種構成 クローズド羽根車の性能範囲を図2に，オープン羽根 車の性能範囲を図 3に示す。図 2の中で赤色で示した範 囲が今回追加した機種である。
3．特 長
構造例を図4に示す。 3-1 設置方式 設置方式は着脱装置を使用し槽内に設置する槽内着脱 装置設置型と槽外の気中に設置する槽外設置型の2方式 を用意している（図5）。水中ポンプを気中に設置する槽 外設置は日本ではあまり見られない方式であるが，海外 では一般的に行われている。この方式では何らかのトラ ブルにより万が一ポンプが水没した場合でも運転継続が 可能であり，東日本大震災以降，日本においても関心が 高まっている。 3-2 ポンプ部 （1）ポンプハイドロ 羽根車形式としては，クローズド形とオープン形の2種 100 全揚程 m Total head 50 10 5 2 1 5 10 50 100 吐出し量 m3/min Capacity G3C-65245 G3C-65200 G3C-65175 G2C-85145 G2C-85120 G1C-105100 G1C-105075 D2C-105050D2C-105060 BBC-45145 BBC-45120 CC-45100 BC-45075 BC-45060 HC-45050 AC-45050 EEC-65100 EC-65075 EC-65060 EC-65050 GC-65050 FC-65050 EEC-65120EEC-65145 G3C-65215 G3C-65245 G3C-65200 G3C-65175 G2C-85145 G2C-85120 G1C-105100 G1C-105075 D2C-105050D2C-105060 BBC-45145 BBC-45120 CC-45100 BC-45075 BC-45060 HC-45050 AC-45050 EEC-65100 EC-65075 EC-65060 EC-65050 GC-65050 FC-65050 EEC-65120EEC-65145 G3C-65215 50 Hz 図 2 DSC4型 クローズド羽根車性能曲線Fig. 2 Performance Chart of Model DSC4 with closed impeller
100 50 10 5 3 1 5 10 50 100 C1C-46215 C1C-46245 C1C-46200 C1C-46175 CC-46175 EEC-66245 EEC-66200 EEC-66175 EEC-66215 G2C-86245 G2C-86215 G2C-86200 G1C-106145 G2C-86175 G1C-106120 D2C-106100 D1C-106075 D1C-106050 D1C-106060 BC-46120 CC-46145 BC- 46100 AC-46075 AC-46060 AC-46050 HC-46075 HC-46060 HC-46050 EC-66145 EC-66120 EC-66100 GC-66075 FC-66060 FC-66050 C1C-46215 C1C-46245 C1C-46200 C1C-46175 CC-46175 EEC-66245 EEC-66200 EEC-66175 EEC-66215 G2C-86245 G2C-86215 G2C-86200 G1C-106145 G2C-86175 G1C-106120 D2C-106100 D1C-106075 D1C-106050 D1C-106060 BC-46120 CC-46145 BC- 46100 AC-46075 AC-46060 AC-46050 HC-46075 HC-46060 HC-46050 EC-66145 EC-66120 EC-66100 GC-66075 FC-66060 FC-66050 全揚程 m Total head 吐出し量 m3/min Capacity 60 Hz 100 50 10 5 1 5 10 30 100 EEO-65120 HO-45050 EEO-65100 EEO-65145 AO-45050 FO-65050 GO-65050 EO-65050EO-65060 EO-65075 EEO-65120 HO-45050 EEO-65100 EEO-65145 AO-45050 FO-65050 GO-65050 EO-65050EO-65060 EO-65075 全揚程 m Total head 吐出し量 m3/min Capacity 50 Hz 図 3 DSC4型 オープン羽根車性能曲線 100 50 10 5 1 5 10 50 100 EO-66145 EO-66120 EO-66100 AO-46075 AO-46060 HO-46075 HO-46060 HO-46050 GO-66075 AO-46050 FO-66060 FO-66050 EO-66145 EO-66120 EO-66100 AO-46075 AO-46060 HO-46075 HO-46060 HO-46050 GO-66075 AO-46050 FO-66060 FO-66050 全揚程 m Total head 吐出し量 m3/min Capacity 60 Hz ハイドロモデル
Hydro model モータ出力（HP）Motor output
羽根車型式
Impeller type 周波数Frequency
075：75HP (55kW) O：オープン型 Open C：クローズ型 Closed モータ極数 No. of motor poles
5：50Hz 6：60Hz
A C − ４ ６ ０７５
図 1 モデルコードの説明 Fig. 1 Model designation
類を用意しており，多様な要求に対応可能となっている。 また，海外市場では異物による閉塞事故の回避を目的と して，3インチ（76 mm）以上の異物通過径が指定され る場合が多いが，DCS4 型もハイドロモデル Hを除きこ れを満足している。 （2）軸封 軸封はポンプ部とモータ部の間に油室を設け，2つの メカニカルシールを配置した信頼性の高いダブルシール 構造としている。更に，この2つのメカニカルシールが1つ のスリーブ上にあらかじめ組み立てられているカート リッジ型を採用しており，このスリーブごとポンプに組 み込む構造となっている。このため，メカニカルシール の取扱いが容易であり，メンテナンス時の交換も繁雑な 調整作業が不要のため，短時間で実施可能である。 3-3 モータ部 （1）インバータ運転対応 モータをインバータで駆動する場合，インバータの高 速スイッチングに伴い発生する電圧サージにより，モー タの巻線間にコロナ放電が発生し，層間短絡（レアショー ト）を起こす場合がある。発生する電圧サージの大きさ は電源電圧に比例するため，400 V 級のモータは 200 V 級よりも高い電圧サージを受ける。DSC4 型ではモータ ポンプ Pump 吸込スタンド Suction stand 吸込曲管 Suction elbow 槽外設置 Dry pit installation ポンプ Pump 着脱装置 Quick discharge connector (QDC) 槽内着脱装置設置 QDC installation in wet pit
図 5 設置方式 Fig. 5 Installation type
水中ケーブル Submersible cable モータカバー Motor cover 玉軸受 Ball bearing 主軸 Shaft 玉軸受 Ball bearing 浸水検知器 Leakage detector 中間ケーシング Intermediate casing ポンプケーシング Pupm casing 吸込みカバー Suction cover 水冷パイプ Cooling water pipe 水冷ジャケット Cooling jacket サーマルプロテクタ Thermal protector モータフレーム Motor frame ロータ Rotor ステータ Stator メカニカルシール（モータ側） Mechanical seal (motor side)
油室 Oil chamber メカニカルシール（接液側） Mechanical seal (liquid side)
キー Key 羽根車 Impeller 羽根車ボルト Impeller bolt 図 4 ポンプ構造図 Fig. 4 Sectional veiw
の絶縁強化設計を行うと共に，部分放電試験を実施し 400 V級でのインバータ運転に対して十分な絶縁性能を 有することを確認している。 （2）軸受 下部軸受にはアキシャル荷重に配慮して組合せアンギュラ 玉軸受を採用し，これにより設計計算寿命50000時間を 達成している。 （3）冷却方式 モータフレームの外周に水冷ジャケットを被せ，フ レームとジャケット間に自液を導入することでモータの 冷却を行う構造としている。これにより，モータ部が気 中に露出した状態でも冷却できるため，気中連続運転が 可能である。 また，今回の拡大範囲を除き，自液ではなく専用冷却 液をフレームとジャケット間に封入し強制循環させるこ とで冷却を行う，エバラ時報 228 号（2010-7）で紹介し たインターナル・クーリング・システム（ICS：Internal Cooling system）も対応可能である（図6）。 （4）FM防爆（特殊仕様） 爆発性雰囲気が発生する恐れのある場所での使用に対 しては，米国 FM Approval が認証する防爆規格に適合 した製品も特殊仕様で対応可能である。 3-4 保護装置 （1）巻線温度検知器 モータの異常温度上昇による焼損を防止するため， モータ巻線内に温度検知素子（サーマルプロテクタ）を 埋設してある。巻線温度が異常上昇すると，サーマルプ ロテクタがそれを検知し外部に発報する。サーマルプロ テクタは三相ある巻線の各相間にそれぞれ埋設されてい るため，欠相等により特定の相だけが過熱した場合でも 検知可能である。 （2）浸水検知器 メカニカルシールに漏れが発生した場合にそれを検知 し，モータ内への液の浸入による短絡や軸受破損を防止 するための浸水検知器を備えている。浸水検知器はメカ ニカルシールとモータ部の間に設置されており，メカニ カルシールの漏れを検知し外部へ発報する。浸水検知器 は信頼性の高いフロート式を採用している。 （3）軸受温度計（特殊仕様） 軸受の異常を早期に検知するため，下部軸受への温度 計（測温抵抗体：RTD）の取付けも特殊仕様で対応可能 である。
4．お わ り に
本製品は今回の機種範囲拡大を含め，海外市場におけ る各種要求に応えた製品である。しかし，新興諸国にお けるインフラ整備の活発化により，汚水汚物用水中ポン プの需要は今後ますます増加し，市場ニーズも多様化す ると考えられる。これら要求に応えるべく，今後とも開 発，改良を推進していく所存である。 玉軸受 Bearing モータ Motor 中ケーシング Inner casing モータフレーム Motor frame 水冷ジャケット Cooling jacket 中間ケーシング Intermediate casing ポンプケーシング Pupm casing サイドプレート（熱交換器） Side plate (Heat exchanger) ポンプ羽根車Pump impeller メカニカルシール
Mechanical seal
図 6 ICS構造図
