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ダブルサイフォン式オーバーフローの仕組み [工作]

考案者の方から承諾を頂きましたので、今回自作したオーバーフローの説明をします。

2ちゃんねるアクア板のサイフォンオーバーフロースレが発祥(たぶん)で、
スレ中にapiqaさんが「ダブルサイフォン式オーバーフロー」という方式を発表されました。
そして記事が残る形で、ということでブログを立ち上げられて図面や写真を公開されています。
ダブルサイフォン式オーバーフロー(PAT.3912612)
ブログでは透明にしたり二重管にしたりと色々なパターンを作成されていますが、今回参考(まるパク)にしたのはこちら。

これを入手性がよい部品で作ったのがコレ。
DSC01127.jpg

よくわかりませんねw
いつものようにExcelイラストを描いてみました。
図面.jpg
もちろんエルボやソケットの接続にはそれぞれの径に合ったパイプを短く切断して入れてあります。
これをグネグネ立体交差させて写真の配管になりました。
それぞれの長さは水槽に合わせながら作ったので適当です。
動けばいいんです。
そして一番下のパイプに流量調整用のバルブやパイプを付けて、サンプ層へ水を落とします。

コレ「普通のサイフォンとどう違うの?」「停電で止まった後復帰できるの?」と思いますよね。
自分もそうでした。
でもとりあえず作ってみて「こんな感じで動いている」と分かってきたので、説明します。まず最初。パイプを水に入れただけの状態。
動作1.jpg

この状態で、満水になってくると・・・
動作2.jpg
動きませんヽ(;´д`)ノ
サイフォン式でもサイフォンボックスに呼び水をしないと動きませんよね。
どちらもメインのサイフォン管に空気があると開始しないのは同じです。
オリジナルだと蓋があり水を入れられるのですが、そんなもの付けていません。
ホースを繋ぎ、男らしく口で吸います。

すると。
動作3.jpg
下側のパイプを通って水が流れ始めます。
また落水の勢いで、上側パイプの空気も徐々に減り水が入ってきます。
動作4.jpg
全体の空気が無くなると両方から流れ始めます。

動画22秒あたりで一度「ぽっこん」としていますが、これは上パイプの水の勢いで下パイプが一瞬だけ逆流(または停止)したためと思われます。
こうなったら速いです。ホースを直接水槽に突っ込んで排水しているのと同じ状態ですから。

動画ではマキシジェットMJ-1000だけなので排水バルブを絞らないと給水が追いつかずゴボゴボとオーバーフローらしい音が鳴ります。
動作5.jpg
動画では1/4ほど絞っていますが、かすかに「コポコポ」と鳴っていますね。

どのぐらい流れるかテストするためにエーハイムコンパクトポンプ1000も追加したところ問題無く動作しました。
高低差1mを入れても10リットル/分は最低でも流れていると考えられます。

水が流れる仕組みは分かったのですが、上側パイプが太くなっている理由が分かりませんよね。
実はこれには訳があって、止まった時のリカバー用なんですΣ( ̄□ ̄)!!
最初に作った時は全部VP13で作ってみたのですが、
動作6.jpg
水の勢いが強すぎて上下ともすぐに空気が入ってしまい再起動できませんでした。
動作7.jpg
太くしている理由はこのためで、上側の流量を多くし水が無くなった時に合流部分に素早く空気を入れ、下側を空にしないということみたいです。

このダブルサイフォン式のよい点は水量が今までのサイフォン式より流量が多くて静か。
調整によってほぼ無音にできることですね。
またエア抜きの必要もないため、予想外の停止が無いメリットもあります。
(前のサイフォンオーバーフローをやめた理由は、エア抜きが詰まって管に空気がたまり徐々に流量が減るため、溢れる心配があったからです)
もちろん、コケの付着やゴミが詰まり排水そのものが止まって溢れるリスクはあります。
しかしこれはオーバーフローにする以上避けられないことなので、全体の水量を調整したりフロースイッチを付けるなどで対応するしかありません。
欠点としては、ある程度の長さ・高低差が必要だということでしょうか。
70cmの水槽台を使っていますがロータイプだと思ったように勢いがでないかと思います。

いかがでしょうか。
無い頭で考えたので間違った解釈があるかもしれませんが、概ねあっていると思います。

最後に、考案者のapiqaさん。
素晴らしい方式を考えられただけでなく、図面や説明を書くことを承諾して頂きありがとうございました。
これでクマノミのおうちを用意することができそうです<(_ _)>
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コメント 17

コメントの受付は締め切りました
teruki1997

ヤバい。電車でiPhoneで見ただけでは全然アタマに入りません(笑)
iPhoneのせいにする自分がリアルにヤバい。

でもなんかスゴイのは分かりました。
PCでもうちょっと冷静になって読んでみます。
by teruki1997 (2010-03-10 10:32) 

apiqa

kitaさん今晩は早速ですが、解りやすい解説なかなかいいですね。

A-B-C-E-D-F管(逆U管)を流れている間はH-G-B-B-A-B-B-A-B-B-B-F(W管)ルートも水が流れます。

W管流速は水槽水位が下がり逆U管に空気が流入し空になる間とその後の慣性力で流速はすぐには止まりません。
従ってH:VP25ソケット・G・B(カップ)に貯留容量が少ないと、カップ内の水位が低下しW管に空気が流入しサイフォンブレイクする可能性があります。
この事を鑑みカップの容量を多く設計すること、逆U管のA解放端をカップ内で上目にしてサイフォンブレイクしない条件を探してください。

D管を太くする理由はブログで解説していますが、サイフォンブレイク保護の目的では有りませんでしたが、どうも保護する効果も有るようですね。
リンクを張って頂きありがとうございます。
by apiqa (2010-03-10 22:11) 

きた

teruki1997さん>
なんとなくパズルを解いているというかリアル水道管ゲームになってますね〜
じっくり考えてください(^-^;

apiqaさん>
補足説明ありがとうございます。
イラスト3枚目が変だったので修正しました。

カップの深さは、水槽の高さと低床のこともあり今のサイズが限界ですね。
太くもできますがあまり太いと見た目が・・・(^-^;
細い管で作成できて、あまり大げさに見えないのがこの方式のメリットとも思っていますし。
(水槽から外して全体を見るとでかいですが)

今回作った分は何回か停止・起動を繰り返し、停止後丸一日経過した後の起動もできたので事故はなさそうです。
また予定している水量は満たしているのでこのまま行くことにします。
by きた (2010-03-11 00:29) 

ほり

こんばんは。

こちらの記事に気が付きませんでした。
太さの違いのところが難しいですね。。太さの違いで圧が違うので片方にだけ空気が入り込んで反対側を保護する感じですかね・・
透明な塩ビ管があるなら、動きが良く見えて楽しそうですねぇ。

しかしカッコイイ。
by ほり (2010-03-12 00:00) 

きた

ほりさん>
コメはツイッターでもかまいませんよ〜

次に立ち上げられる水槽で、OFの音に我慢できなくなったら挑戦してくださいw

透明のパイプだとテストの時は動きがよく見えていいのですが、光が入るためコケとの戦いになりますね(^-^;
あいつらは少しでも光があると水流が激しいスキマーの中でも張り付きますから・・・

by きた (2010-03-12 01:02) 

タイタン

こちらのブログ見ながら作ってみたんですが、まだテストしてません 若干パイプサイズも変えて 長さも適当なんですが、水槽サイズに合わせて作らないと駄目なんですかね?
by タイタン (2010-11-08 15:25) 

きた

タイタンさん>
水槽サイズにあわせているのは、各パイプをなるべく長くするためにしています。
排水部分をなるべく長くするようにすれば、適当でも良さそうです。
太さに関しては、上側の流れがよければ(太ければ)たぶん大丈夫でしょー
by きた (2010-11-13 11:52) 

タイタン

排水部分とはどの部分なんですか? 一番上の部分のPV13はPV20に変えてテストしました。ちょっと流量が少ないように感じましたが問題なく稼働してるようです! 水受けカップが20にしてるんで、30に変更する予定です 水受けカップを大きくすると余計に流量が減るんですかね? 後バルブの先を変化させて流速が落ちるかとか色々テストしようと思ってます なかなか時間がないんですが。。。
by タイタン (2010-11-14 21:08) 

きた

タイタンさん>
排水部分は図の右側、Fから下の部分です。
水量が少ないということですが、うまく動作している場合途中から水流が強くなります。
水受けカップは太いほうがいいような?
でもあまり太いと見栄えが悪くなるんですよね(汗)
by きた (2010-11-15 02:27) 

タイタン

時間が無く未だ設置できずにいますが、Fから下の部分はバルブも含めて良いんですよね?バルブ以前の長さは15cm位しか取れず、バルブを合わせたら30cm位になります
by タイタン (2010-11-27 15:38) 

きた

タイタンさん>
バルブを含めた水の出口までの長さですね。
その部分と、メイン水槽の水面の高さの差で落下する水の勢いが変わります。
by きた (2010-11-28 17:20) 

タイタン

お久しぶりです! ようやく取り付けました! エーハイムのコンパクト2000を一杯に絞ってサイフォンのバルブ絞らずちょうど良い感じなんですが、バルブちょうど良ければ絞る必要はないんですか? サイフォン管のサイズがデカすぎて水槽の縁から1cm下位で水位保つ位になりましたが危ないですよね?
by タイタン (2010-12-22 07:40) 

きた

タイタンさん>
設置おめでとうございますー
バルブは流れが速すぎて音がうるさい時に調整するので、気にならなければそのままでも大丈夫です。
水位は1cmだと怖いですね。
うちもこの前、ヤドカリが進入してして流量が落ちて3cmぐらい水位が上がりました。
1cmだと完全溢れていました(^-^;
少し切断するなりして、縁から5~6cmにしたほうがよいと思います。
by きた (2010-12-23 10:51) 

タイタン

危ないんでカップを少しカットして、今は縁から3~4cm位です!まだ危ないですよね。。ヤドカリがどうやって入ったのか不思議ですけど、うちもヤドさんやシッタカが居るから気をつけます! 音は水槽側はバルブで調節できますがろ過槽側への落水音バシャバシャうるさくてせっかくのバルブ調節が。。。て感じになっちゃいました。。 今まで外部使ってたからギャップを感じるけど、ろ過槽の魅力は捨て難いので何かしら消音対策を考えないとー寝づらいですね。。
by タイタン (2010-12-26 10:18) 

きた

タイタンさん>
サイフォンの給水部分に網を付けていたのですが、水面からあまり差がない高さにしていたらヤドカリが登ってきて進入しました(ノ∀`)
音については、うちは出口をT字型エルボで2つにわけ、その上にウールマットをかぶせています。
最初は下に敷いていたのですが、すぐ汚れてしまい掃除が面倒なのでかぶせるだけになっています(^-^;
by きた (2010-12-27 01:40) 

タイタン

あけましておめでとうございます! 取り付けて早10日程経ちますがほぼ無音になり快調です! 水位センサーも設置しほとんど心配無いんですが、汲み上げはポンプをろ過槽に入れ水中ポンプにしてるので、ホース繋ぎ部分をステンレスのホースバンドが錆びてきてます。その内緩まないか心配。。 でもやっとオーバーフロー化できて嬉しいです! いろいろありがとうございます!
by タイタン (2011-01-02 11:33) 

きた

タイタンさん>
あけましておめでとうございます。
うまく動いているようでなによりです(^^)
ホースバンドは金属製だと錆びにくい材質でも白くなったりするので、外す時に固くて回せなくなるかもしれませんし、下手するとぼろぼろになって割れる可能性もあります..
樹脂でできたプラスチックタイプもあるので、そちらに交換するほうがいいと思います。

by きた (2011-01-05 21:39) 

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