水道圧以下でバッテリー駆動する電磁弁

質問

電源のない畑で地上高１ｍくらいに置いたポリタンクから灌水したい。
　市販の灌水タイマーを使ったところ、流下する水量よりも少ない量しか出てこない。電磁弁が水道の圧力を想定しているからだろうか。流下する水量・圧をそのまま利用できるようにしたい。ネット検索では水道接続の電磁弁はでてくるけれど…。
　タイマーは自作できそうだけど、水道圧以下で使える電磁弁の作り方を教えてください。
バッテリーは１２Ｖを考えています。
　よろしく

回答No.8

kagakusuki · ベストアンサー

ANo.5で触れました

>もっと解像度の高い画像等をお見せする方法

に関してですが、その方法を記述しますと、若しかしますとサイトの管理サイドによって、回答が削除されてしまう恐れがありますので、その回答内容が削除される前に質問者様に御覧頂くために、もし、この回答を御覧になられましたら、補足欄かお礼欄を使用して、次にこのサイトの本件の質問欄を、質問者様が確認出来るのはいつ頃になるのかを御教え願います。
　当方はその時刻に合わせて、解像度の高い画像等をお見せする方法回答する予定ですので、その回答を御確認頂けましたら、速やかに、テキストファイルかWordファイルに、その回答内容のコピーを取られる事を御奨め致します。

お礼

ご丁寧に教えて頂いてありがとうございます．
　幸い添付の図面を見ることが出来ました。ご配慮　本当にうれしいです。
　トイレのフロート弁はホームセンターで見つめてなんとか使えないかなと考えていました。

回答No.7

kagakusuki

先程の添付画像では、線がかすれてしまいましたので、もう一度添付させて頂きます。

回答No.6

kagakusuki

ANo.5で触れました、マイクロスイッチが一旦押されると、マイクロスイッチが押されなくなった後においても、タイムスイッチがONとなっている間はモーターには電力が供給されない様にするためのリレー回路の画像を添付致します。
　タイムスイッチに繋がる配線は、時計を駆動させるための配線2本と、設定時刻になるとONとなるスイッチ部分に繋がる配線の2本の、合わせて4本の配線を描いております。
　また、マイクロスイッチは、ANo.5で触れましたカムによってON/OFFさせるスイッチの事で、カムによって動作させるために、マイクロスイッチの中でもレバー付きのタイプのものを使用した方が良いと思います。
　大抵のマイクロスイッチには電極が3本ありますが、本件で使用するのはcom.（レバーの根元に最も近い電極）とN.O.（真ん中の電極）です。
　リレー1は切り替え式のリレーで、マイクロスイッチが押された後、モーターに電力が供給されない様にする働きをしています。
　リレー2はモーターをON/OFFさせるためのリレーで、タイムスイッチに大電流を流さなくとも良い様にするために設けています。

回答No.5

kagakusuki

大変遅くなってしまい申し訳御座いません。
　図を使わずに説明する事が困難なため、画像を添付しようとしましたが、サイトの仕様により、表示される画像の解像度が粗くなってしまい、部品の名称等が読めなくなってしまったり、何が描かれているのか解らなくなってしまったりするため、何とか見る事が可能な図を掲載する事が出来ないものかと悪戦苦闘しておりました。
　おそらく、下記の添付画像でも構造は判り難いとは思いますが、後で、もっと解像度の高い画像等をお見せする方法をお伝えしますので、取り敢えずは以下の添付画像で我慢をして頂く様御願い申し上げます。（尚、添付画像を右クリックしますと、画像の拡大や縮小が可能となります）

　他にも方法は御座いますが、今回御伝えしますのは、主にタンク式水洗トイレの部品を流用する方法です。
　タンク式水洗トイレには、フロート弁という「普段はタンクの出口を塞いでいて、レバーを回した時に、タンクが空になるまで開きっ放しとなる弁」と、ボールタップ弁という「水道からタンク内に水が流れ込む箇所に使われていて、タンク内の水面が低い時には開き、水面が一定以上に高くなると閉じる弁」が使われています。

【参考URL】
　暮らしのエコおそうじなび.com > おそうじdeEco > トイレ編 > トイレのDIY > フロート弁（バルブ）の交換
　　http://www.osouji-navi.com/Toilet_DIY_float.html

　暮らしのエコおそうじなび.com > おそうじdeEco > トイレ編 > トイレのDIY > ボールタップの交換
　　http://www.osouji-navi.com/Toilet_DIY_boaltap.html

　INAX公式サイト > 修理・お手入れ > トイレトラブル診断
　　https://ssl.inax.lixil.co.jp/maintenance/repair/toilet/toilet_01_10.html

　フロート弁の出口を塞いでいるゴムは中空で中に空気が入っています。
　このゴム部品は水圧によって、弁の出口に押し付けられていますが、レバーから続いている鎖によって少し持ち上げられますと、ゴム部品の裏側にも水が流れ込み、裏側からも水圧が加わる様になるため、ゴム部品は浮力によって浮き上がり、弁の口は解放されます。
　ゴム部品は蝶番か或いはストッパーリングによって可動範囲が制限されているため、必要以上には浮き上がる事は無く、タンク内の水が無くなった処で、重力によって元の位置に戻り、再び弁の口は閉じられます。

　ですから、灌水する水量に合わせた副タンクを用意し、畑に設置されているタンクからの水が、ボールタップ弁を介して副タンク内に流れ込む様にし、副タンクの底にはフロート弁を設けた上で、タイムスイッチで設定時刻になると回転するモーターと、「クランク機構の様にアームの先に取り付けた回転軸」を使って、設定時刻になるとゴム部品に繋がっている鎖を上下させる様にしますと、設定時刻に灌水する事が出来ます。
　但し、モーターが停止した際に、鎖が引き上げられた状態となる位置で止まりますと、フロート弁が開きっ放しとなってしまいますので、モーターが停止した後で鎖を引き下ろすために、鎖の途中に適当な重さの釣り等に使われる錘（おもり）を取り付けておきます。
　又、モーター直結で回したのでは、回転数が速過ぎて鎖が絡まってしまう恐れがありますから、ギアボックスなり、ベルト&プーリーなりの、何らかの減速機構を用いて、回転速度を十分に低く抑える必要があります。
　その際使用する減速機構には、鎖に繋げられている錘の重さでも回転出来る様にするために、「ウォーム歯車の様な出力軸側からの回転力を入力軸に伝える事が出来ないタイプの減速機構」は使う事が出来ません。
　又、ゴム部品にはタンク内の水圧が加わっていますから、それに逆らってフロート弁を開くためには、

モーターのトルク[N・m]×減速機構の減速比÷鎖を取り付けるアームの長さ[m]>（ゴム部品によって塞がっている弁の口の開口面積[m^2]×フロート弁の位置の水深[m]×水の密度[kg・m^-2]＋錘の重さ[kg]＋ゴム部品や鎖の重さ[kg]）×9.8[m・s^-2]

という関係が成り立っている必要がありますので、鎖を取り付けるアームの長さはある程度短い方が良い事になります。（減速機構の減速比が高過ぎますと、錘の重さで回転させる事が難しくなります）
　又、ゴム部品を引っ張り上げる距離が長過ぎますと、ゴム文の動く範囲を制限している蝶番やストッパーリングが壊れてしまいますので、フロート弁が閉じた際には鎖に弛みが出来る様にし、

鎖の長さ＞アームの回転の中心軸からゴム部品までの距離＋アームの長さ－ゴム部品の可動範囲

という関係となる様にします。
　但し、鎖が長過ぎますと、アームが最も上の位置になっても、ゴム部品が持ち上がらなくなりますから、

鎖の長さ＜アームの回転の中心軸からゴム部品までの距離＋アームの長さ

という関係が成り立っている必要があります。
　これならば、フロート弁は元々水圧の低いトイレタンクに使用されるものなのですから、流量の問題も無いと思います。

　それから、タイムスイッチがONになっている間中、モーターが回り続けるのは電力の無駄ですし、システムの耐久性にも悪影響がありそうですから、アームを回転させる軸に、円周上の1ヶ所にのみ突起のあるカムを設け、そのカムでマイクロスイッチをON/OFFさせる様にした上で、リレーを用いた電気回路を使って、マイクロスイッチが一旦押されると、（マイクロスイッチが押されなくなった後においても）タイムスイッチがONとなっている間はモーターには電力が供給されない様にします。
　その際、カムの突起部分の位置は、アームが真下から見て半回転を超えて1回転未満回転した時に、マイクロスイッチを押す様な位置として下さい。
　尚、そのために必要となる電気回路に関してですが、下記の添付画像中に、リレー回路の回路図まで表示させようとしますと、只でさえ解像度が低くて見え難い画像が、更に細部が小さくなって見え難くなりますので、回路図の画像は次の回答で添付致します。

回答No.4

kagakusuki

ANo.3です。
　済みません、説明用の図を作成していたのですが、何故か（おそらく保存時に使用したファイル名が長過ぎたため）保存した筈のファイルのデータが壊れてしまっておりました。
　現在、図を0から描き直す処ですので、もう暫くお待ち願います。

補足

ありがとうございます。
　大変お手数をおかけしてます。
　楽しみにお待ちしてます。

　　　いただいたＮｏ２の回答を参考に
　　　　　固定してパイプ側にウィンドーワイパー用モーターを固定してボルトを回転させて、
　　　　　移動側のパイプにつけたナットを移動させる
　　　　　開閉は電極の入れ替えでおこなう
　　　こうすれば電源を遮断しても開放、閉鎖の状態が維持でき、電力消費も抑えることが出来そう
　　　こんなことも考えています。

回答No.3

kagakusuki

質問者様は、灌水をどの様なのやり方で行いたいと考えておられるのでしょうか？
　もし、単に、おおむね一定の時間毎に、一定量の水を一気に灌水されたいという場合には、電気を全く使わずに実現させる方法も御座います。
　又、仕掛けをセットしてから、おおむね一定の時間が経過した後に、タンク内の全ての水を一気に灌水されたいという場合にも、同様の方法で、電気を全く使わずに実現させる事も可能です。
　但し、毎日決まった時刻に灌水を行う場合には、タイマーが必要になると思いますが、それも、質問者様が御購入された灌水タイマーをうまく利用する事で可能となる可能性もあるかと思います。

　只、そのアイディアを説明するための図を描くのに時間と手間を要しますので、全てのパターンに関して説明する事は御勘弁願いたいのです。
　そのため、灌水をどの様なのやり方で行いたいと考えておられるのかに関して、次の２点の事を御教え頂けないでしょうか？

(1)灌水は、おおむね一定の時間毎に行うのか、それとも毎日決まった時刻に行うのか、或いは仕掛けをセットしてから一定時間が経過した時に１回のみ行うのか？

(2)灌水は、毎回決まった量を何回にも分けて行うのか、それともポリタンク内の全ての水を1度に灌水するのか？

　以上、上記２点に関して、追加情報を教え願います。

補足

ご回答ありがとうございます。
　しばらく留守をしていましてアクセスが遅くなりごめんなさい。

追加情報です

　畑にタンクを置いて
　　毎日
　　指定の時刻に
　　指定の時間だけ　水を流したいのです。
　(水量を指定するのは難しいかなと思い散水時間を指定することにしてます)
そのためにタイマーが必要かと考えてます。

　いま使ってみている市販の灌水タイマーは水道栓に直結することを前提に作られています。これでは水量が少ないので多くしたいのです。内蔵されている電磁弁の改造は私には難しいようです。

これでよろしいでしょうか

回答No.2

mimazoku_2

こういうアイデアはいかが？

全自動洗濯機の排水バルブと同じ作りにするんです。
全自動洗濯機の排水バルブは、ホースを大型のクリップのようなもので、締め付けるのです。
そうすると、ゴミも一緒に流れますし、流量も確保出来ます。

添付した図面では、ホースを挟まない、挟んで流れを止める状況です。
これだと、バルブは柔らかめのホースと、モーター、減速部、ローラー、スイッチ等の部品で、簡単に自作できます。

お礼

早速のご返事ありがとうございます。
　クリップではさむ！洗濯機の排水はこんな仕組みになっていたのですか。
　なるほど　添付して頂いた方法はおもしろいですね。乳搾りのようですね。
　試してみます。
ありがとうございます。

回答No.1

RTO

「水圧が低いから」が原因で　電磁弁でたくさん流れないのではありません
電磁弁はもともと　全開時でも抵抗が大きく大流量を流すのに適していません
より大口径の電磁弁に交換するか　制御が煩雑になりますが電動ボール弁のように全開時の抵抗が少ない制御弁を使いましょう

お礼

早速ご回答ありがとうございます。
そうですか水圧ではなく　電磁弁の性格？からですか。
電動ボール弁について調べてみます。
ありがとうございます。