家の近くの小川から塩ビ管で水を引きました．

質問

・集水口と排水口の間の高低差は約１ｍ．
・塩ビ管の長さは約24ｍ，途中3箇所でL字に曲げてある．
・塩ビ管の内径は44ｍｍ，集水口と排水口は31ｍｍ．
・塩ビ管は全て接着剤で接続．
・排水口にホースを接続．
工事完了しましたが，水が集水口の高さ＋5ｃｍ位までしか上がってきません．排水口付近では集水口の高さ近くまで水が上がってくるものと思っていましたが，何故でしょうか？
排水口高さ＋50ｃｍ位までは上がって欲しいのですが，対策はありませんか？
以上，よろしくお願いします．

回答No.17

ORUKA1951 · ベストアンサー

図のようになるのです。
　通水すれば、吐水口から水が抜かれるため、高い部分が負圧になり水は供給されますから、水は出続けます。
　しかし、吐水口を上げてしまうと、左部分はサイホンになりますが、負圧部分に引かれて左側のパイプ内水面が高くなりますが、バランスを取れた高さで留まってしまいます。

　安価な透明ホース(定尺50m)を買ってきて、何が起きているかを観察するのが一番よいです。

　私は、家の傍の小川より高い位置の水槽に水をあげる必要がありラムポンプを作りましたが、それは吸水水面より高い位置まで水をあげることが出来ました。
　　　　　　　↑
　＼　　　　│
　　　＼＿＿⊥＿→

　それでもメンテナンスが結構必要でしたから、今はお休み中です。

回答No.6

ORUKA1951

よく5cmも上がるな？？

と言うのが感想です。
　長いホースに水を入れると、両方の水面は水平--同じ高さになるはずですね。
　→ http://www.handsman.co.jp/myweb/images/a71-01-13.JPG

　水が流れ続けることができれば、慣性の法則で水が上昇することは出来ますが、止まった時点でそれは、パスカルの法則に従います。
　⇒パスカルの法則 - Google 検索( https://www.google.com/search?hl=ja&q=%83p%83X%83J%83%8B%82%CC%96@%91%A5&biw=1016&bih=610&sei=39-VUe2wN4irkAXQ8IDADQ&tbm=isch )

　方法は、水槌ポンプを使用します。
　⇒水槌ポンプ - Wikipedia( http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E6%A7%8C%E3%83%9D%E3%83%B3%E3%83%97 )
　⇒ラムポンプ - Google 検索( https://www.google.com/search?hl=ja&q=%83%89%83%80%83%7C%83%93%83v&biw=1016&bih=610&sei=MeGVUYiVGonukgXv4oGwBA&tbm=isch )

　理屈は、高速で水を流し続けて、時々その水流を遮断すると、勢いついた水が逃げ場を求めて上昇します。
　自作も出来ますが、参考書は絶版ですが手には入るでしょう。
　⇒手作りエネルギー( http://www.amazon.co.jp/%E6%89%8B%E4%BD%9C%E3%82%8A%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC%E2%80%95%E3%83%89%E3%82%A5%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%82%A4%E3%83%83%E3%83%88%E3%83%BB%E3%83%A6%E3%82%A2%E3%82%BB%E3%83%AB%E3%83%95-1979%E5%B9%B4-%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9-%E6%B8%A1%E8%BE%BA-%E8%8C%82/dp/B000J8IOI8/ref=sr_1_11?ie=UTF8&qid=1368777116&sr=8-11&keywords=%E3%82%A8%E3%83%8D%E3%83%AB%E3%82%AE%E3%83%BC+%E3%83%96%E3%83%AB%E3%83%BC%E3%83%90%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9 )

回答No.5

CC_T

パスカルの原理があるので、高低差があるならばその分の圧はかかるもの。
ロスがあっても、全く水位が上らないということは考えられないです。
現状、+5cm以下の高さまでは十分な出水量が確保されているでしょうか？

不具合の原因としては、配管途中で漏れがあるか、詰まっているかのいずれかが考えられます。
あるいは、本当は高低差がそれだけしかないか。

”詰まっている”と一口に言っても、落ち葉やゴミなどの異物のほか、「空気」が邪魔していることがあります。
配管途中は常に下り勾配になっていますか？
『天井川』の底から水を引いているわけではないと思うので、必ず途中に立ち上がりがあると思いますので、そこにエア溜りを生じている可能性が非常に高いと思います。
配管経路に上り勾配がある場合は、そこに空気がたまったままだと配管が狭くなった状態と同じですから、必ずエア抜きが必要になります（エルボを入れて、集水口高さ以上までの立ち上がりを追加するなど）。

今回は高低差1mで水圧も知れてますから、とりあえず疑わしい部分の配管にφ3mm程度の穴をあけて空気を出し、後をゴムシート＋ホースバンドや、パテなどで封すれば良いのではないかと思います。

補足

回答ありがとうございます．
私の説明で1箇所間違っていました．
「水が集水口の高さ＋5ｃｍ位までしか上がってきません．」⇒「水が排水口の高さ＋5ｃｍ位までしか上がってきません．」です．
水が流れていない（菅内に溜まったまま）状態で集水口が水没状態であれば，排水口（-１ｍ）に取り付け上向きにした透明ホース内の水位はほぼ集水口の高さまで上がるのではないですか（パスカルの原理）？
集水口から排水口まではほぼ常に下り傾斜ですが，もし途中に空気があると集水側と排水側の水位は同じにならないのですか？
なお，ホースを横にし排水口と同じ高さにすると水は出てきますから，その際エア抜きはされていると思っていますが．

回答No.4

cactus48

取水口から排水口までの高低差が１ｍのようですが、その間の２４ｍの間は
間違いないでしょうか。繋ぎ部分で構いませんから高さは確認された方が良
いでしょう。

Ｌ字と言うのは９０度エルボだと思います。取水口から入った水が９０度の
エルボの部分にぶつかり、そのため水流が弱まっているとも考えられます。
出来れば４５度エルボを使い、出来るだけ水流を弱めない工夫が必要です。

取水口は完全に水没してますか。取水口の下流側に板などで堰き止め、通常
より深くしないと流れは悪くなります。

エルボは接着しては駄目ですよ。小川から取水する時は藻等が入る事があり
ます。万が一に詰まった時は取り除く必要があるので、何時でも外せられる
ように接着はしないようにしましょう。

回答No.3

stoic_stoic

具体的に計算はしてないですが、長すぎて水流が弱まっているのでは？
対策はポンプを使うとか、水圧を計算して配管を変えるとか、、、
状況と予算によるかと思います。

以下は本題からずれますが、参考として。
河川の水を使う場合は管理者に利水権を頂く必要がある場合があるのでご注意下さい。

回答No.2

kamobedanjoh

取水口の径が管径より細くては，十分な水圧が得られません。
配管内に気泡が残って，排水口まで水圧が届きません。
取水管を太くするか，簡易ポンプで揚水します。
ポンプ取り付け位置は排水口付近でも構いませんが，最初は呼び水が必要になるかも知れません。
水圧を末端まで届けるには，経路内が水のみで充たされていることが必要です。

回答No.1

localtombi

それはきっと、途中３箇所のＬ字管で流速が弱められたからでしょうね。
５０ｃｍの高さというのは到底無理かと思いますが、集水口をもっと広げたら、例えば漏斗のようなもので広く集めるようにして、集水口≧内径の方がいいと思います。
それと、集水口は小川の上辺（浅い部分）ではなく底の方（深い部分）に設けた方がいいです。

もっと細かく言えば、流速と内径の摩擦係数とか液体の粘度などを計算した上で適切な設計が出てきますが、さすがにそこまでは分かりません。