この雨水利用システムは機能するのか？

質問

この雨水利用システムは機能するのか？

概略図で恐縮ですが、画像の様な雨水利用システムを考えています。
・タンクはステンレスの２００Ｌドラム缶２本利用（自宅庭に２／３程度埋設）
・雨水は縦樋から自然落下で導入（不純物の流入防止は対策済み）
・運用初期時は中央の管から水道水を注入
・管、継手類はステンレス、塩ビ材を使用
・末端には手押しポンプが付きます。

タンクに刺さっている４本の管は基本的に全部密封し、
タンクＡの水位が下がると同時にタンクＢから供給されます。
降雨時は、タンクＢの水位が上がると同時にタンクＡの水位も上がり、
オーバーフロー時は縦樋と導入間の境目まで水位が上がる設計です。

自分の頭では問題なく機能する気がするのですが、
何か初歩的な思い違いがあって上手く機能しない様な気もします。
皆さんどう思いますか？是非ご意見を伺いたいと思います。（不足があれば補足説明します）
よろしくお願いします。

回答No.22

morso · ベストアンサー

こんばんは。

＞この雨水利用システムは機能するのか？

初めからず～っと読んだ上での私なりのアドバイスです。

・埋設部分に細工出来ない。
・設置後、上部に造作物あり。
・給水パイプの差し替えが出来ない。
・バルブ操作も基本的に出来ない。

これなら自ずと答えは絞られるでしょう。（訳の解らない雑言には惑わされるなかれ）

現物を見ていないのであくまで推測ですが、基本的に絵のままで私は機能すると思いますよ。

ただ、他の回答者の言われる様に、両ドラム側面のオーバーフロー用のドレンパイプは必要ですね。
しかも、あなたが仰るように開閉可能が必須と私は思います。
あと、貫通部分のシーリングも必須でしょう。

課題になっている始動時の逆Ｕ字管部分のエアー抜きですが、
要は左右の水が少ない時に逆Ｕ字管内に水を満たせば良いんでしょ？

だったら私の思った方法は以下です。

まず側面ドレンパイプを全閉にします。
上流のドラムへのみ少量（30リットルぐらい）の水道水を入れます。
テッペンのバルブを閉。その直下の２バルブは開。（大気開放してるのは雨水流入口のみ）
それで井戸ポンプをガチャガチャやれば、密閉されてるのだから下流のドラムに水が移動しませんか？
例えるなら、外溝等で使用する水盛り管に水を通す際、
私の場合バケツと反対側のホースに口をつけて吸います。（←他の人はどうやるか知りませんが）
結構楽に水が揚がって来ますけど…そんな程度の事でしょ？

早い話が、密閉出来るようにして、ドラムを大きな管として使えば良いんです。
そのポンプがどれだけの吸引力があるか判りませんが、下流缶の給水が一箇所しかないんですから、
密閉されてる下流缶の気圧が下がれば…引っ張られて吸い上がって来ると思うんですけどね…。
それでも駄目なら下流缶に掃除機を接続出来る様にするとか、大気開放部にブロアーを突っ込むとか…
ドラム缶へ接続するネジ加工が出来るくらいのスキルをお持ちなら色々方法はあると思います。

自作のジョイント部品があるなら実験してみたらどうですか？
境界の側溝付近に水を張ったバケツ（←上流ドラムの代わり）を置き、
そこからホース立ち上げ仮置きしたドラムの、密封したブッシングに繋ぐ。（揚水管も密封）
コレでガチャガチャやって揚がって来ないなら、仮設ドラムにも少し水を入れて同様にガチャガチャと…。
それでも出ないなら、私の考えが浅はかということでどうか御勘弁を＾＾；

いずれにせよ、ＤＩＹなのですから、あまり深く考えず、やってみるのが一番だと思います。

お礼

morsoさんのアドバイスを本日実験してみまして、全て解決しました。
仰るとおりの水の移動が確認されました。
サイフォン部分のエアー抜きが、少量の水道水で簡単に出来る以上、このシステムで行けそうです。

＞例えるなら、外溝等で使用する水盛り管に水を通す際、
＞私の場合バケツと反対側のホースに口をつけて吸います。（←他の人はどうやるか知りませんが）
＞結構楽に水が揚がって来ますけど…そんな程度の事でしょ？

自分に旋盤を教えてくれた師匠の、
「難しくするのは簡単、簡単にするのは難しい事」この言葉を思い出しました（笑

あれこれ熟慮するのも大事かもしれませんが、
実際にやってみることで得られる事の多さを再認識しました。

妥協できないところと妥協できるところを明確にして、それをモノ作りに活かす。。
今回のアドバイスを日頃の仕事にも応用したいと思います。

とても参考になり解決しました。どうもありがとうございました。

回答No.11

noname#123390

基本的に問題はないと思います。
サイホンは、長期間完全に空気がもれないような工夫が必要で、やわな弁ではすぐ水が落ちて補給を頻繁にすることになるでしょう。そのために雨水でなく実質水道水のタンクになる可能性があります。
手動ポンプは基本的にサイホン効果を期待したもので、４５Lペールにくみ上げるためには、殆どいつも１ｍ以上の揚程を稼がねばならないので、作業は辛いし、機器がすぐ駄目になってしまうのではないかと思ったのです。
密閉しても、長く水をおけば必ず腐敗が始まります。サイホンの関係もあり完全に空にしてしまうことが出来ませんからその怖れは高いです。菜園の水やりくらいに限定してもポンプにトラブルを起こすような生物由来の異物の発生が懸念されます。時折は殺菌消毒も必要かもしれません。

成功をお祈りします。

お礼

＞密閉しても、長く水をおけば必ず腐敗が始まります。

そうですね。
一応、植栽への日々の散水に使用し、冬季は使用しないため、抜いてしまうと思います。
（機構上完全には抜けないと思いますが）

参考にさせて頂きます。アドバイスありがとうございました。

回答No.10

para3gathi

>例えばペットボトルに蛇口から水を入れるのを想像して下さい。
>ホースで繋いで入れたら内圧の逃げ場が無いから入りませんが（というか吹き飛ぶ）、
>蛇口から離して（大気開放して）チョロチョロと入れれば入るでしょうに。。

ペットボトルに水道水を入れるにはかかれている通りチョロチョロと入れる必要があります。おそらくその水流の口径は入口の径で穴の半分以下、面積でも半分以下(径はおよそ７割)の必要があると思います。そうでないと空気が抜けずに水は入りません。
特にかかれている図の様なジョウゴ型では、多量の雨が降った時に、水で封じられる形となって内部の空気が抜けず、水は入りにくい（ほとんどは入らない）状態となるのではと思います。

ですから、添付図にかいた様にタンクには大きな穴と太いパイプを立て、その径の半分以下の径の雨水観を差し込まないと巧く水は入ってくれないと思います。

全密閉の意味は分りました。土が中に入らないために、タンクと管とのシールをしっかりとすると言う意味ですね。それは密封以外に、問題はこのシールをどの様にされるかです。取付けて固定するの意味でもあります。
パテなどではシールも固定もできませんから、できれば溶接しなければならないのかと思います。土中に埋めるなら蝋付けはだめだと思います。
ネジで両側から挟んで締め付ける方式も考えられないではないですけど、部品があるかどうかですね。

お礼

参考図ありがとうございました。
とてもよく分かりました。検討してみます。

＞問題はこのシールをどの様にされるかです。

実は自分は旋盤を扱う仕事をしており、ドラム管のネジ蓋に合わせ部品を作りました。
継ぎ手で言う「ブッシング」の様な部品です。
ですので、パイプ貫通部分の密閉には問題ありません。

アドバイスどうもありがとうございました。

回答No.9

noname#123390

貴しすてムは３点ほど気になる問題があります。
ひとつはサイホンがどんな状態でも機能するかということ。
もうひとつはポンプにどれほど耐久性があるかということ。
もうひとつは底にたまるスラッジの除去の問題です。
私は３００Lの農事用タンクを使っていますが、結構雨水は汚れていますし、スラッジのたまりもあります。
埋設されるのはやはりスペースの問題かと思いますが、できれば地上に置き下部から空になるまで利用できる方が管理は楽です。
一案を提示します。
それから、屋根の面積にもよるでしょうが、３００Lや４００Lなど、大雨が降ったらあっという間に満タンになってしまいますよ。
ご参考まで。

お礼

＞ひとつはサイホンがどんな状態でも機能するかということ。
それがイマイチ自信がなくて今回質問させて頂きました。

＞もうひとつはポンプにどれほど耐久性があるかということ。
耐久性？手押しポンプですから、壊れたら修理するか交換すれば良いだけだと思いますが？
なぜポンプの耐久性が関係あるのでしょうか？

＞もうひとつは底にたまるスラッジの除去の問題です。
溜まった場合は除去するのに苦労すると思いますが、説明文にあるように対策済みです。
この部分を突っ込まれると思ったので、敢えて「対策済み」と記載しました。
ゴミ、虫等の異物に関しては完全に除去できると思ってアドバイス頂ければ幸いです。

＞大雨が降ったらあっという間に満タンになってしまいますよ。
十分承知しています。
「屋根から流れ落ちる雨水を何とかしなくては！」では無く
「捨ててる雨水を何かに利用できるのでは？」という考えですので、
満タンになるとかならないとか、３００，４００Ｌとかは関係ないのです。
溢れたら一般家庭と同様に処理するだけです。

ご親切にどうもありがとうございました。

回答No.8

vsl2000

400Lの雨水を貯めて利用したいのだが、その大きさのタンクがなく、200Lのタンクをふたつつなげて使わなければならないので、こういう仕掛けを考えた、ということでしょうか？
　それでしたら、前のお答えにあるように、タンクの底部をパイプでつなぐほうが簡単ではないですか？
　タンクの底部に穴を開けたくない、もしくは開けられないという事情がおありなのですか？

お礼

＞400Lの雨水を貯めて利用したいのだが、その大きさのタンクがなく、
いえ、２００Ｌのステンレスのドラム缶が入手出来たので、
これを利用して雨水を利用するシステムが作れないかと思ったのが事の発端です。

＞タンクの底部に穴を開けたくない、もしくは開けられないという事情がおありなのですか
上部にウッドデッキ、ドラムの埋設が決定している以上、
特に見えない場所での漏水は、労力の大いなる無駄になりますので、
埋設部分に漏水に繋がるような細工をしたくないんです。

ご親切にどうもありがとうございました。

回答No.7

para3gathi

ＡＢ２つのタンクをサイフォンでつなぐ発想ですね。雨水には多少の空気が溶けているので、使用していない時にサイフォンの丈夫に空気が溜まり、機能しなくなる事が考えられます。
そのための全密閉なのでしょうが、実質的にこの構造での全密閉は困難です。全密閉と書かれてますが、実際には雨水導入管は大気開放されていますね。ここから水を入れようとしても、全密閉では内圧を逃がせないので水が入らないと思いますが。
底面に穴をあけて２つのタンクをつないだ方が楽だと思いますが。
また、雨水導入部のオーバーフローが機能しない可能性があります。と言うか貯めたい時にも雨水の一部がオーバーフローで排水されてしまいそうですが。

お礼

＞ここから水を入れようとしても、全密閉では内圧を逃がせないので水が入らないと思いますが。

これは大気開放されてるからこそ入ると思うんですけど。。間違ってるでしょうか？

例えばペットボトルに蛇口から水を入れるのを想像して下さい。
ホースで繋いで入れたら内圧の逃げ場が無いから入りませんが（というか吹き飛ぶ）、
蛇口から離して（大気開放して）チョロチョロと入れれば入るでしょうに。。

全密閉とは４本のパイプがドラム管を貫通する部分を「密閉」する意味です。
「水密」とか「気密」とかの言葉が邪魔して、作文時に他に言葉が見つからなかったのですが、
今から思えば「シール」とかの方が良かったかも知れません。

ご親切にアドバイスをどうもありがとうございました。

回答No.6

八王子の 智。(めろっぴ / ちーふぁむ 兼任)（@isuzu310）

先ほど回答させていただいた者です。少し訂正させてください。二つのタンクの設置位置は、必ずしも段違いである必要はありません。すみません。

　サイフォンの原理を使うためには、取水口よりも排水口の方が低くなっていることが肝心です。入り口よりも出口の方が下だ、と。お風呂のお湯をホースを使って自然排水させる場合を考えていただくとよろしいですね。
したがって、タンクの設置位置そのものを段違いにするのもよいですし、あるいは、連絡管の両端の位置を段違いにすることで、擬似的に”タンクが段違い”の状態を作るやり方もあります。

　つまり、上流のタンクＢの取水口を底まで降ろさずにいくらか上がったところに設けます。
そして、下流のタンクＡの排出口を底ぎりぎりの所まで伸ばします。こうすることで、物理的には両タンクは同一レベルにありながら、出発点よりも目的地の方が低い状態となりますのでサイフォンが働くことになります。
この場合は、上流のタンクの底には常にある一定量の水が、次に降雨があるまで滞留することとなります。

　私先ほど「サイフォンを使わずとも、単純にオーバーフローで通水してもよいのでは？」と書きました。
で、もしも、サイフォンシステムを維持するにしても、やはり単純に横に連絡させてはいかがでしょうか？
イラストですと、両タンクの連絡管はタンクから上方へと伸びていますよね。
これを、タンク側面のなるべく上の方（天井近く)に穴を開けて横へつないでみたらどうでしょう？
連絡管の最高地点があまり高くない方が、通水がスムースに行くと思うのです。
極端な話、もしも水密をしっかり施せるのなら、連絡管は両タンクを底の辺りで結んでいるのが一番手っ取り早いですよね。
ま、これはあくまでも極端なケースですが、そんなわけで連絡管の最高点をいたずらに高くしたくない・・・と思いました。

お礼

再アドバイスありがとうございました。

＞もしも水密をしっかり施せるのなら、連絡管は両タンクを底の辺りで結んでいるのが

そうなんですよね。。ご指摘はもっともだと思います。
どうせやるなら最下部で繋ぐべきだと自分も思います。
ただ、埋設が決定している件（つまり万一漏水があっても分からない）と、
あくまでＤＩＹでやるつもりなので、今の上部吸出しの方式をとりたいと思います。

回答No.5

Yosha

>タンクに刺さっている４本の管は基本的に全部密封し、
密封がサイホンを利用するための対策でしたら、サイホンとなるＵ字管(以下Ｕ字管と呼ぶことにします)の部分は必要ですが、他の場所は密封の必要はありません。

ただし、雨水供給管からの水を直接受けている容器についているドレンパイプとは別に、ドラム缶Ｂの上方、たとえば現在水色で塗られている場所に、オーバーフロー防止用にドレンパイプを新たに付けます。
つまり、このドレンパイプの位置より水位は高くならないようにします。
現在描かれているドレンパイプも、あったほうが良いです。

手押しポンプのパイプの長さ、Ｕ字管の長さは、図面通りにすれば、水を使って水位が下がっても、Ｕ字管の両方の口は水面カ下に浸かっていますので、Ｕ字管に空気が入ることはありません。
間違って入ったとしても、水道からの給水管から水を供給することでＵ字管の空気は追い出せます。

>オーバーフロー時は縦樋と導入間の境目まで水位が上がる設計です。
このようにすると、つまり、ドレンパイプの開口部が、ドラム缶の高さより高い場合は、全ての部分を密封しなくてはならなくなります。
先記のようにドラム缶Ｂにもう１つドレンパイプを付け足すことで、面倒な密封から開放されます。 保有できる水量は少し減りますが・・・。
ほんの少し多くの水量を確保することと、経年劣化での密封にかなりの努力が必要なこととを天秤にかければ、どちらが得策かは容易に判断できると思います。

密封の必要がないということは、ドラム缶を蓋付に変更することで、ドラム缶内の清掃など、保守にも有利になります。 蓋およびドラム缶の上部を一部開放し、ホースなどを蓋をした状態で入れることができるようにすれば、Ｕ字管も普通のビニールホースに変更できます。そのときにはホースが浮き上がらないようにするため、錘などを付けるか、錘代わりにホースの先端に短い銅パイプなどを突っ込んでおくかすれば、サイフォンとするホースの両口をドラム缶の底に届かすこともできます。

ドラム缶のふたを開けた状態で散水ホースなどから最初の水入れを行うことができます。 双方のドラム缶にある程度水が溜まった時点で、サイフォンとするホースに水をため、両口を手で塞ぎ、両方のドラム缶の水の中にいれて手を離せば、図面にあるような水コックも不要になります。

これで両ドラム缶の水面の高さは常に同じ状態を維持します。ドラム缶の蓋をとっても問題ありません。
もっとも、小さなお子さんがいらっしゃれば、蓋を開けドラム缶の中に落ち込む危険性もありますが。

我が家では、ベランダに数個のポリ缶をおいて、ポリ缶の間をホースのサイフォンで連結しています。 ポリ缶は口が狭いので、最初にサイフォン用のホースに水を満たしたまま、双方のポリ缶に突っ込むのにコツがいりますが、水が減ったときは、どれかのポリ缶にホースで水を入れれば全てのポリ缶にいきわたります。
もちろん密封はしていません。

もう一度、検討してみてください。

お礼

＞オーバーフロー防止用にドレンパイプを新たに付けます。
これは考えていませんでした。アイデアを是非頂きたいと思います。

＞ドラム缶を蓋付に変更することで、
残念ながら既に蓋式じゃないタイプを入手済みなんです。
仰るとおりメリットが多いのですが、入手できなかったのが悔やまれます。
（もっとも￥０で２個手に入ったので文句は言えません（笑））

すごく分かり易いアドバイスでした。どうもありがとうございました。

回答No.4

八王子の 智。(めろっぴ / ちーふぁむ 兼任)（@isuzu310）

こんばんは。雨水タンクを自作なさるのですね。実際に稼動し出したら雨が楽しみでしょうね。（＾＾図を拝見したところ、基本的にはこれでよさそうですが、少々気付いた点がありますのでお話いたします。

　１．４本のパイプは全て密閉する予定とのことですが、これはパッキンを用いるでもコーキングで固めるでもいいですから、きっちりなさってください。理由は、水が漏れるからです。
上流に位置するタンクＢ。これが満水になると、オーバーフローする前に連絡パイプを伝って下流のタンクＡへ通水する予定ですよね。
パイプの根元をしっかり水密しないとサイフォン管が機能するよりも前にこの縦パイプの絡みから水がにじみ出てしまいます。要は、そこからオーバーフローするということです。

　２．右上のオーバーフローの分岐点の高さと、ＡＢ連絡パイプの最高地点の高さの位置関係に注意してください。
上流のタンクから下流へと通水される前にオーバーフローが作動してはいけません。よって、サイホン管の最高部よりも、オーバーフローの分岐の方が高くなるようにしてください。（イラストではちゃんとそのようになっていますね）

　３．サイフォンの原理を機能させるためには、下流のタンクをいくらか低く設置してください。
出発地点よりも目的地が低いことが、サイフォンを機能させる必須条件です。ＡＢ二つのタンクの満水高さが同一ではいけません。
同様な理由から、末端のポンプで中身をスムースに吸い出すことを考えますと、タンクは地中に埋めるのではなくてむしろ架台に載せて、タンクの底が地面にバケツを置いた状態よりも高くなるように設置してください。

△ＡＢ両タンクを、横に連絡させるのはいかがでしょう？
各パイプの密閉を確実になさる自信があるのでしたら、サイホンの原理を使わなくとも、単純に上流のタンクのオーバーフローが下流へまわる配置にしてもよいと思うのです。この場合は、ＡＢ両タンクの設置高さは同じでいいですね。そして、汲み出し用ポンプを両タンクに個別に付けるのです。
ポンプは二つ必要になりますが、両タンクの連絡パイプの最高地点がご提案のレイアウトよりもずっと低く抑えられますから、スムースに水が廻るように思うのです。架台の高さが統一できますから、一台にまとめることが可能となります。

お礼

＞上流に位置するタンクＢ。これが満水になると、オーバーフローする前に連絡パイプを伝って下流のタンクＡへ通水する予定ですよね。
スミマセン。。自分の絵の描き方が変だったみたいです。
連絡管の内部は常に雨水で満たされており、雨水を使用し減水した場合も、
また、雨水の供給があった場合も。双方のタンクの水位は同じに変位する設計にしたつもりなんです。

＞タンクは地中に埋めるのではなくてむしろ架台に載せて
上にウッドデッキを作る関係でタンクの埋設は決定なんです。（もちろん点検口は作ります）
ただ、多少の高低差をつけることは可能ですので、検討してみたいと思います。

丁寧なアドバイスをどうもありがとうございました。

回答No.3

fujiyama32

設置後、最初にサイフォン部(中間のパイプ部分)の空気をどのように
抜いて雨水を満たすのか?
この手段が課題になると思います。
この部分の水を満たす方法を補足して説明して下さい。

補足

＞サイフォン部(中間のパイプ部分)の空気をどのように抜いて雨水を満たすのか?
トップのバルブを開きそこから水道水を双方に溜めます。
（散水ホースを突っ込んで給水するので、空気は隙間から多分出るでしょう）
いずれは満タンになり、ＡＢの連絡管内も満たされ、
トップバルブまで満たされた状態でトップバルブを閉めれば行けると思うのですが。。。

回答No.2

leaf_2006

激しい降雨時にタンクBはエアーを噛みそう、それが真ん中の管に入ってタンクBのみあふれる。

お礼

＞激しい降雨時にタンクBはエアーを噛みそう
減水時だと水深が無いので可能性あるかも知れませんね。
参考にさせて頂きます。どうもありがとうございました。