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投稿日 2015年3月21日土曜日

井戸水、揚水試験

本日の記録


作業時間 14:00〜18:00
掘削記録 0cm(深度1,180cm) 今日は道具の修理と揚水試験のみ。井戸掘りまで手が廻りませんでした。
開始水位 530cm(水深650cm)

昨夜は結構な雨でした。午前中は時々小雨混じりのハッキリしない空模様でした。

取りあえず、小雨の中、径50mmオーガを修理して、午後からは揚水試験に出動です。


資材の購入


・ナカトミ(NAKATOMI) 1インチエンジンポンプ NWP-25 (ネット注文)
・カクイチ アースフロー L (サクションホース) 25mm 5M (ネット注文)
・カクイチ マックスフロー SD (送水ホース) 25mm 20M (ネット注文)
・タカギ(takagi) ホースバンド(DV締) 17-38 QG425 (ネット注文)
・セフティー3 3段ホースコネクター 25X25-20-15 (ネット注文)
・タカギ(takagi) ホースバンド(DV締) 17-38 QG425 (ネット注文)
・インラインスプリング フート弁 (ネット注文)

全て昨年末にネット注文していた品です。


材料と道具


先ずはエンジンポンプの確認です。
揚水するための部材が一式揃っています。でもストレーナーは太過ぎます。径8cmほど。ケーシングパイプは10cmを予定してますが、これだけでいっぱいです。網目も結構粗いのですが、このエンジンポンプは少々の砂は問題ないって事でしょうか?ちょっと頼もしいですね。

エンジンポンプを開封しました
ストレーナーが大雑把です

地下水を吸い上げるために、揚水パイプ用の呼び径25mmの塩ビパイプに、呼び径25mmのサクションホースを繋ぎたいのですが、どうすれば…。
取り敢えず、炙り繋ぎを試してみました。ライターでホースを加熱しましたが、ちょっと無理ですね。パイプの外径は32mm、ホースの呼び径は25mm、7mmも拡がりません。
呼び径25mmどおしを繋ぐ部材をネット検索しましたが、ホースコネクタが必要なようです。
ホームセンターに買い出しに行こうと思いましたが…、サンプルの写真に見覚えがあります。未開封のamazonの段ボール箱を開けるとありました。(笑)
それどころか、サクションホースとかホースバントとか色々出てきました。

サクションホースが繋がりません
色々、購入してたのを忘れてました(笑)
ホースコネクタで繋ぎました


掘削の状況


さあー、現場に資材を搬入して、揚水試験を開始します。
ここで揚水パイプを準備します。突き棒の持ち手のパイプに使用しているHIVP25管を流用します。
エンジンポンプのストレーナーを見ると、砂濾しはあまり気にする必要はないようです。手持ちの野菜ネットで試してみましょう。
仮の揚水パイプなので、ジョイント等にはボンドを付けていません。空気漏れはビニールテープを巻いて対処します。
揚水パイプを最下部の地下約12mまでいったん下ろして、1m戻して固定しました。

揚水パイプ先端に砂濾しのためネットを付けました
ジョイント雄の仮差しなので、
ビニールテープで空気漏れを防止します
揚水パイプの接続部もビニールテープで
空気漏れ防止しました

エンジンポンプも準備完了です。呼び水をたっぷり入れて、燃料も給油しました。
地下5.3〜10.8m、径75mmの井戸穴に貯水している24L分を揚水してみましょう。水は天水桶に使っている45Lのゴミバケツで計測します。
エンジンの始動は、プライマリポンプで燃料を送り、チョークを開いて、スロットルを半開にして、スターターケーブルを引きます。草刈機と同じ要領です。割と簡単に始動しました。

呼び水を給水して、燃料を入れました
45リットルの天水桶に揚水してみます
波動エンジン始動

送水ホースから、チョロっと水が出ました。スロットルを全開にします。サクションホースの中を親指程の空気が移動しますが、水は揚がりません。揚水パイプの中の空気を吸い上げているのでしょうか?しばし、観察。
10分間観察しましたが、ダメです。よく見ると、サクションホースの中の空気は行ったり来たりしてます。ありゃ、全然吸い上げていません。
揚水パイプが詰まっている?前に止水栓として新聞紙を詰めていましたが、除去したはずですが…。泥でも詰まっているのでしょうか?
サクションパイプを外して、揚水パイプを引き上げてチェックしました。息を吹き込むと何も抵抗はありません。問題なし。

では問題はエンジン側です。サクションホースの口を触っても負圧を全然感じません。試しに地上でバケツの水にサクションホースを差し込んでも揚水しません。おいおい。
エンジンからサクションホースを外して、吸水口に直接触れても負圧を感じません。
呼び水が足らない?キャップを外すと水が踊ってます。エンジンを止めて、呼び水を足すと吸水口から流れ出てしまいます。サクションホースを再度繋いで、呼び水を満タンにしてエンジンを再始動。ズルズルとサクションホース内の空気が吸い上げられていきます。サクションホース内の空気が無くなると、急にバケツ内の水を吸い上げ始めました。ホースの口を触ると結構な負圧を感じます。バケツは直ぐに空になりました。サクションホース内の空気をエンジンポンプが吸込むと、また負圧は感じなくなりました。

ちっとも水が揚がりません

つまり、呼び水をサクションホースまで満たして、かつ汲上げる水面まで満水しなければダメなようです。サクションホースは良いにしても、揚水パイプにいくら呼び水を入れても落水してしまいます。ダメやん

ここでデットストックのフート弁の登場です。
これも昨年末にポチッとしたものです。買ったは良いですが、径が太過ぎて、ケーシングパイプに揚水パイプを二本差しするには使えないと思って放っていた品です。
外した持ち手パイプに仮差しして、針金で落下防止して投入しました。パイプとホースを呼び水で満たしてエンジンを始動すると、やっと水が揚りました。

デットストックのフート弁を急遽接続しました
地下水、揚がりました!!!

勢い良く水が上り、2〜3分で45Lのゴミバケツ半分まで揚水できましたが、ここで勢いが落ちました。貯水分が終了したようです。
想定では以降の揚水量が井戸の湧水量のはずです。5Lのポリバケツが2分で満杯になります。2.5L/minです。大したことないですね。

天水桶は半分まで注水できました

5リットルバケツが2分で満杯になります
吐水ホースは脈動しています

15分程すると、吐水量がチョロチョロになりました。サクションホースを点検すると空気を噛んでいます。揚水パイプを10cm程下げてみると、空気がエンジンポンプに吸込まれて、吐水が完全にストップしました。ぐぬぬ。
やり直しです。サクションホースに呼び水を満たしてエンジンポンプに繋ぐと、また吐水を始めましたが、15分程で同じ症状です。これを三回繰り返して揚水試験は終了です。呼び水を入れ直した直後は10秒ほど勢い良く吐水しますが、直ぐに揚水量は落ちました。呼び水を入れている間に湧水して水が溜まっているようです。空気はパイプかホースの接続箇所から漏れているのか、フート弁から吸い込んでいるのかは判別できませんでした。

2分間で5リットルの揚水は順調のようですが…
揚水試験は終了です

まあ、とりあえず揚水試験は成功です。エンジンポンプが壊れているかと思いました。(汗) でも、この使い方では効率が悪くて仕方ありません。

手押しポンプで切れ目なく揚水するのには15〜25L/minの湧水量が必要ですが、その1/10です。井戸径を拡張する分を割引いても、湧水量は足りません。もっと掘削しないとダメですね。


感想と構想


揚水試験前の地下水位は地下5.3mでした。揚水試験後にエンジンポンプを片付けてから水位を計測しました。10分程経過後でしたが地下5.6mまで復旧しています。次の5分間で5.5m、更に10分後には5.4mまで復旧しました。
貯水されていた24L分を一気に揚水して、その後は2.5L/minの割合で揚水できました。揚水実験終了後に、10分程で元の水位に戻るのも計算は合います。

汲上げ前水位は5.3メートル、また上昇しています
揚水試験5〜10分後の水位は5.6m
更に5分後の水位は5.5m、5分で10cm上昇
更に10分後は、5.4mに上昇しました


アルバム


2015年3月21日



径50mmオーガの溶接修理

道具の修理


午前中は時々小雨混じりのハッキリしない空模様でした。

道具がないと井戸掘りできません。買ったばかりで、大破した径50mmのオーガを修理します。
電気溶接なので、感電事故が心配です。雨の合間を狙って、作業進行です。

ブレードがねじ切れてます
(撮影:2015/3/15)

曲がったブレードはプライヤーと金槌を使って何とか矯正しました。

プライヤーで頑張って矯正しました
ベコベコです

溶接前に塗膜を剥がして、下地を整備します。ブレードとシャフトの間に砂が入り込んでいたため、古歯ブラシで磨くなど結構、手間が掛かりました。

塗膜をキレイキレイしました


溶接後にワイヤーブラシで磨いてスラグを削り取るとダメダメです。隙間が残っていたり、溶接の位置がズレています。
溶接を三回繰り返して、なんとか完成しましたが、不細工です。

不細工ですが溶接完了


感想と構想


午後は揚水試験の予定です。エンジンポンプで揚水が成功したら、修理したオーガを試してみましょう。


アルバム


2015年3月21日



投稿日 2015年3月19日木曜日

今後の作業計画(中計画)

作業の準備


一昨日整理した作業計画をブレークダウンしてみました。

(1)目標深度までの掘削:今ココ
 ・目標深度の設定:仮で15mですが判りません
 ・湧水量の確認:エンジンポンプで汲上げてみます
 ・短い継替用パイプの作成:目標深度で要否を判断

(2)井戸穴の拡張
 ・斜行している井戸穴の補正
 ・どれだけズレているのか測定要
 ・水面下は斜行してない?
 ・土砂を落さずに拡張する方法
 ・拡張する径の決定
 ・拡張するための道具の準備:オーガは径125mmまでしかありません

(3)ケーシングパイプの準備:径100mmの塩ビVU管
 ・ストレーナー部の長さの決定:2m? 4m? 6m?
 ・ストレーナー部の作成:ドリル穴? スリット?
 ・砂漉し用の寒冷紗の準備: 要否の検討
 ・ケーシングパイプ先端の処置:密閉? 開放? 寒冷紗? 砂利で埋める?
 ・埋戻し用の砂利の準備:山砂を購入? 海砂を採取?

(4)手押しポンプの修理
 ・本体シリンダー内部のダメージの判断:修理可能?
 ・リペア品の購入:ロッド、プラ玉、玉下、ボルト類
 ・本体の錆と塗膜の除去
 ・燐酸処理:部材を漬ける容器の検討
 ・錆止塗装と本塗装
 ・玉下のボルト長はポンプ台の厚さの考慮が必要 

(5)エンジンポンプの購入

(6)揚水パイプの準備:手押しポンプ用とエンジンポンプ用の2本
 ・取水深度の決定
 ・フート弁の選定と購入
 ・取水口の構造検討:2本の揚水パイプの配置
 ・パイプ径は25mmで良い? 30mmの方が揚水が楽では?
 ・2本のパイプを一本化できないか? バルブで切替えるのは内径が狹くなるので思案どころ

(7)ポンプ台の準備
 ・構造の検討
  案1:軽量ブロックの組合せ
  案2:径250mmの塩ビパイプとキャップ
  案3:排水枡

(8)流し台の準備

(9)泥水の汲揚げ
 ・エンジンポンプで連続揚水
 ・水みちが出きるまで、手押しポンプで揚水すべき?

(10)水質検査
 ・検査項目はどこまでやるべき?
 ・安いとこはどこ?



最近出てきた項目もありますが、井戸を掘り進めつつこれらを考えています。数が多くて頭がパーンしそうです。考えがグルグルして整理もつきません。


投稿日 2015年3月18日水曜日

手押しポンプのカタログスペック

道具の検討


昨日、井戸の湧水量と手押しポンプの性能を検討しました。32型の手押しポンプの揚水性能を30〜50L/minとしましたが、正しくこれはいわゆる「カタログスペック」ですね。

再生中の32型手押しポンプと同一機種です。
手押しポンプ<共柄ポンプ>T32PU  打込み井戸用( 打込みタイプ)プラ玉ピストン方式
TOBO 東邦工業㈱
https://amazon.co.jp

32型の標準揚水量は30〜50L/minとなっています。

◆東邦工業(株) 手押しポンプ
TB式共柄ポンプ(打込タイプ)図面(PDF)

32型の概算吐水量(容量)は0.8L/回です。

◆シップスレインワールド株式会社 井戸TOP>手押しポンプ一覧
手押しポンプ商品性能比較一覧

揚水量が50L/minだと、1分間に63回もポンプを漕ぐことになります。これは数分間は可能でしょうが、10分以上漕ぐのは無理ですね。まるでローマの奴隷船です。
30L/minでも1分間に38回です。漕ぐ間隔は2秒以下です。これも結構きつそう。

実運用は2〜3秒間隔で漕いで、揚水量は15〜25L/min程度ではないでしょうか。身体が若ければもっといけるのでしょうが、なんせガラスの腰ですから。(笑)


投稿日 2015年3月17日火曜日

エンジンポンプ、始動準備

道具の検討


エンジンポンプを開封して、思い付きました。その前に…。

よっちゃんに笑われましたが、井戸の深さをどこまで掘るか、決められない理由があるのです。それはどれだけ掘れば良いか判らないから。当たり前か。(笑)
つまり、どれだけ掘れば地下水が十分に湧水するか判らないから、できるだけ深く掘ろうとしているのですね。ポンプを設置しても、「水を汲み上げたらバケツ1杯で終了」では悲しすぎます。でも、これっていつまで掘っても解決しません。自噴すれば別ですが、所詮湧水量は判りませんので。

井戸の深度はもう少しで12mですが、現時点での湧水量を調べてみましょう。エンジンポンプでどれだけ揚水できるか。また、揚水後に水位が戻るのにどれ位時間が掛かるか。これが判れば、井戸の深さを決める目処になります。水位が戻るのに丸一日かかるようでは、井戸底をもっと掘削しなければダメだということです。
湧水量は地下水が滲み出す井戸壁の面積に比例するはずです。現時点での測定でも、井戸穴を拡張したときの湧水量を推定できるでしょう。

エンジンポンプの吸入揚程は7mです。取扱説明書表紙の性能曲線を見ると、7mで100L/min程度です。パワーあり過ぎ。全揚程は30mから記載されています。【後記】


手押しポンプの汲上げ可能深度は大気圧の関係で8m程度が限界だとされています。現在の水位は地下5.4mです。汲上げ可能な水は2.6m分しかありません。ケーシングパイプの径は100mmを予定してますので、貯水量はπr^2hから20.4L。32型の手押しポンプの性能はカタログスペックで30〜50L/minです。揚水量が0.8L/回。貯水量が20.4Lだと、25回ポンピングすると空になる計算です。
逆に言うと、湧水量が30〜50L/min以上あれば、手押しポンプで切れ目なく揚水できることになります。

地下水は6m地点で出水しました。現在の深度は11.8mです。まあ、12mとして地下水の滲み出す井戸壁の面積を求めます。円柱の側面積は2πrhから、75mmオーガで掘った現状で1.4m^2。100mmのケーシングパイプだと1.9m^2。面積比で74%です。
現時点で湧水量が22.5〜37.5L/min以上あれば、手押しポンプで切れ目なく揚水できることになります。ふむふむ。

逆算します。
径75mmで22.5〜37.5L/minの湧水量ということは、エンジンポンプで地下水を汲み上げて空っぽにした後、1分間で5.8〜9.7m分の水位が戻れば良いということです。
計算合ってるかな?結構、シビアな数字です。

これが1分間で半分までしか戻らないなら、水深が倍になるまで掘り下げなければならないことになります。
地下水位以下の地層から平均的に水が滲み出す想定です。帯水層とか何も考慮していません。従って乱暴な計算ですが、何も考えずに掘り進めるよりは、科学的かな?

吸水口を下げ過ぎると井戸底に沈殿している砂を吸い込んでしまいます。地下11m位に突き棒の持ち手パイプ(呼び径25mm)を下ろして、サクションホースでエンジンポンプと繋ぎます。地下水位5.4mから吸水口の11mまで、5.4m分。約24Lを汲上げてみましょう。


ピコーン、思い付きました。

貯水された地下水を汲上げ終ると、エンジンポンプは空気を噛むはずです。これ以降は追加で湧水した地下水を、空気と一緒に汲上げ続けるでしょう。この汲上げ続けられる水量こそ、湧水量ということです。これを1分間計測した方が簡単ですね。汲上げ続けられなければ、湧水量はダメダメ。空気を噛まなければ、地下11mを性能曲線に当てはめると90L/min以上の湧水量ということです。


感想と構想


ケーシングパイプを入れずに急激に揚水すると、砂層が崩れることがあるため、要注意だそうです。でも現場はそんな柔な土層ではありません。まあ、大丈夫でしょう。


【後記】
色々、勘違いしてました。エンジンポンプも真空ポンプの一つなので、「トリチェリの真空」の限界は超えられません。取扱説明書の吸入揚程とは「汲み揚げ可能深度」、全揚程は「横引き距離」ですね。

ポンプの横引き距離は、10mで深度1m分の性能低下になるとされます。深度7mの汲み揚げ能力のあるポンプなら、横引きは70mまで。しかし、取扱説明書の性能曲線では30mになっています。半分以下です。多分、サクションホースを使う前提で、ホースの内側が平滑ではないため、損失が大きいためでしょう。



アルバム


2015年3月17日


投稿日 2015年3月16日月曜日

今後の作業計画(大計画)

作業の準備


よっちゃんに指摘されて、井戸完成に向けて今後の作業計画を考えています。やらなければならない事が多くて、ボケた頭では混乱してしまいます。ブログに書き出して整理します。

(1)目標深度までの掘削:今ココ
(2)井戸穴の拡張
(3)ケーシングパイプの準備:径100mmの塩ビVU管
(4)手押しポンプの修理
(5)エンジンポンプの購入
(6)揚水パイプの準備:手押しポンプ用とエンジンポンプ用の2本
(7)ポンプ台の準備
(8)流し台の準備
(9)泥水の汲揚げ
(10)水質検査

こんなものですかね。一つ一つに検討事項があるので整理しながら前にすすみましょう。
次はこれらを中計画にブレークダウンして、課題を洗い出します。


この中でエンジンポンプですが、実は先走って購入済です。

ストレーナーとサクションホースのセット品です。
ナカトミ(NAKATOMI) 1インチエンジンポンプ NWP-25
ナカトミ
https://www.amazon.co.jp

昨年末、年末休暇前にほろ酔いで何故か気が大きくなって、ポチッと購入してしまいました。その後は二ヶ月半、部屋の隅に転がっています。
井戸完成後の畑への給水用ですから、先走るにも程があります。笑

このポンプの選択は、他の農機具と燃料を共有できる2サイクルエンジンであること。吸入口径が揚水パイプで予定している径25mmパイプと適合すること。そして、なるべく小型で安価なこと。等を条件にして選びました。

投稿日 2015年3月15日日曜日

径50mmオーガ、戦線離脱

本日の記録


作業時間 9:00〜16:00
掘削記録 20cm(深度1,180cm)
開始水位 538cm(水深622cm)


道具と材料


・オーガ本体+エクステンション×1+延長パイプ×6=1,272cm 延長パイプ追加しました。
・突き棒2号+塩ビHIVP25×200×6=1,360cm
・ブルポイント型アースクラッシャー


掘削の状況


先ずは50mmオーガで下穴を開けます。昨日、刃先が損傷しましたが、パイプレンチとプラハンマーを駆使して矯正しました。
持ち手パイプを延長したため、ハンドル位置は胸の高さになりました。廻し辛いです。1mのエクステンション2本を、エクステンション1本+アンテナマスト1.8mに交換しましたので、昨日からハンドルが0.8m上がっています。次にエクステンションを延長すると、ハンドルが1m上がることになります。そのときは踏み台がないとオーガを回転できません。これではバランスが悪くて力が入りません。深度10mを越えて団結層に突入しましたので、フルパワーが必要です。もっと短い延長パイプをアンテナマストで作成すべきですね。
今日のところはなんとか頑張ってハンドルを廻しました。そして、小一時間掛けて30cm以上掘り進めることができましたが、また石に衝突して回転が止まりました。(掘削位置の写真は撮り忘れました)

刃先を矯正した径50mmオーガを投入
持ち手パイプを継ぎ足しして、
ハンドルの高さは胸ぐらいです

50mmオーガを上げるとサイドブレードが更に歪んでいます。付着している粗砂を洗い流してみると…。大破です。

径50mmオーガ、帰還しましたが…

次に径75mmのオーガで井戸穴を拡張します。ハンドルの位置が高くて廻し辛いです。(繰り返し)
こちらは20cm程度掘り進んだところで、オーガの回転が止まりました。更に高い位置に石が潜んでいるようです。(掘削位置の写真は撮り忘れました)
アースクラッシャーで石を砕きましょう。

径75mmオーガで穴を拡大します

アースクラッシャーの投入前に途中の土砂を除去しないと、ブルポイントの刃が届きません。
ポンプ式井戸掘り器で井戸底を浚います。しかし、昨日と同様でオーガ掘削直後は、少しずつしか土砂があがりません。なぜですかね?

オーガ投入後、一回目の井戸浚いですが
ちっとも土砂が揚がりません
オーガ投入後二回目

オーガの回転を止めた石を砕くため、ブルポイントを投入します。ブルポイントを数回打ち込むと、滑車からロープが外れました。4メートルのヤグラに登り、滑車にロープを掛け直します。
またブルポイントを打ち込むと、滑車からロープが外れました。ぐぬぬ。これを数回繰り返して、ブチ切れました。滑車の滑り止めを改修すること一時間半。無駄な時間を費やしてしまいました。

改修後は、うまく作動するようになりました。ポンプ式井戸掘り器で途中まで土砂を浚いましたが、今日はここでタイムアップです。身体にガタがきています。暗くなるまで作業していると、休み明けの本業で、ヘロヘロで役に立たなくなります。

ブルポイント型アースクラッシャー、投入
アースクラッシャー投入後の井戸浚い

今日、彫り上げた砂利は僅かです。ブルポイントで砕いた層の下に砂利が溜まっているはずですが、今日は途中で中断でしたのでこんなものです。

本日掘り揚げた砂利です
2/28に落下させた、吊りバンドのボルトを
井戸底から回収しました


感想と構想


径50mmオーガ、重症です。買ったばっかりなのに…。
溶接箇所が少ないことを最初から気にしていましたが、固い井戸底に耐え切れませんでした。
来週は修理です。その他の箇所も溶接を強化します。短めの延長パイプも作ろうかな。

径50mmオーガを点検するとえらいことに…
ブレードがねじ切れてます(泣)

現場で店仕舞をしていると、よっちゃんがバイクで遊びにきてくれました。よっちゃんのブルポイントのアイデアのおかげで、固い井戸底を砕いて掘削する方法が整いました。ありがとん。


よっちゃん 「もう水は出ているんだよね? 後、何メートル掘る気?」

儂 「えっ!! …、飲める水が出るまで」(震え声)

よっちゃん 「何かに取り憑かれてね?」

儂 「実は地底人から電波で指示が…」


そうでした。井戸水を得ることが目的でしたが、いつの間にか穴を掘ることが目的になっています。そもそも、畑の作物への給水用でしたが、畑の作業ももさっぱりご無沙汰です。ジャガイモの種イモもまだ植え付けしていません。雑草も生えてきています。うーん、どこかで見切りを付けるべきですが、やっと団結した土層を打ち抜く道具が揃ったところです。もう少し掘りたいよー。


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2015年3月15日


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