2013年5月13日月曜日

自作水車の設置 2013年度版 その1

そろそろ3代目を作りたい所の水車さんですが、まだ1年は行けそうなのでこのまま今年も頑張ってクルクルしていただく事にしました。

この2代目水車さん、色気を出して水を受ける板に角度を付けてみたものなのですが、見た目は大変良いのだが、初代水車さんより回りっぷりがよろしくありません。石を積んだりして水流を変えてやってなんとか回ってるような状況なのです。

以下に大体の構造が分かる写真を載せます。



二代目水車の水受け板
二代目水車の水受け板に角度をつけてみた

二代目水車全景 完成一歩手前
二代目完成寸前

初代水車 製作中風景
初代水車 製作中風景

初代水車 運用中 2009年






見た目は圧倒的に二代目なのですが……
実は最近のお勉強したところ、初代の方が水の圧力を受けるという意味で圧倒的に優れていると判明しました。

図書館にて理解できそうにもない流体力学の本を借りまくって、分かるところだけ掻い摘んだ結果、
水路内の水は「水面に近いほど早く流れる」と言うことがわかりました。

用水路は意外と水位が上がったり下がったりします。特に田植え時期は多めに水が流れます。
水車を設置する際、擦らない程度になるべく底ギリギリに位置を調整しているのですが、大量に水が流れている場合、二代目水車の水受けは完全に水沈してしまいます。幅が9センチしかないのです。

水を受ける板が完全に底に居ると言うことは、一番強力な力を持つ水面付近の流れの恩恵を受けることができないんですね。
下の画像を見れば大よその駄目さが分かるかと思います。

閉水路における水面と底面の水の流れる速さ

水量が少ない時には二代目は良く回り、水受け板と――なんというか自転車のスポーク的な存在が一体化している初代は水路の水位に関係なく、そのときの水を力を十分に引き出せるわけです。




大体にして釣りをしてるんだから、感覚的に気が付きましょう→自分!

釣りの時にも分かる、水面と底の水の流れる速さの違い




更についでに言うと、水受け板に角度をつけたのもまったくの間違いです。
水平に流れる水路では意味がありません。無いどころかかえって悪影響です。
ちゃんと計算してみたところ、単なる放射状につけたのが最大値になります。

もちろん、水路自体が坂になってるなら角度つけたほうがいいです。
水受け板が一番下に来たときに、水路に対して垂直になるのが正しいものとおもわれます。






駄目出しも済みましたので、延命処置をしてみました。

ボロボロの二代目水車に延命処置

ボロボロの二代目水車に延命処置2


これなら水面付近の水も受けることができるでしょう。
ベアリングもまだ生きているので、このまま今年も頑張ってもらいます。

設置はまた明日です。






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