DDHRS

DDHRSとは?

 現在、マイクロバブルを発生する方法としては、液体を動かして導入した気体と反応させる方法と、液体が静止状態で発生させる方法があります。弊社で採用している方法は前者で、そのなかでも旋回液流式と呼ばれる方式です。この方式のもっとも大きな利点は、大量にマイクロバブルを発生させることができる点にあります。
 eco-バブル®-400では、この旋回液流式のマイクロバブルを発生する気液混合槽の基本構造を見直して、さらに大量のマイクロバブルを発生できる DDHRS (Dual-chamber/Dual-vortex High-speed Rotation System:二重渦式高速回転気液混合二重槽)を開発しました。(国内特許番号 4652478, 2011年7月7日)(国際特許:中国(特許番号 ZL 2011 8 0033648.3、取得日 2014年12月17日)、韓国(特許番号 10-1407122、取得日 2014年6月5日)、アメリカ(No. US8,939,436 B2, 2015年1月27日))

     画像の説明

 DDHRSでは気液混合槽が二重構造となっています。ポンプから送られた水が外側の混合槽の先端部から内側の混合槽に流れ込むことによって水が下降する旋回流(外渦流)が発生します。同時にその内側には、外渦流を折り返したように上昇する回転半径の小さい(つまり、その分回転速度が大幅に上がった)内渦流が発生します。この内渦流によって生じる負圧で渦の中心部に外部から空気が引き込まれ、負圧エアー軸(エアーチューブ)が形成されます。
 外部から引き込まれる空気の量を絞ると、エアーチューブが崩壊して、マイクロバブルが発生します。気液発生槽をデモ用に透明なアクリル樹脂で作成しましたので、

      内部の渦やマイクロバブルの発生の様子を動画でご覧ください。

      DDHRS の資料: 日本語版   English ver.  

マイクロバブルはどこで発生しているのか?

画像の説明

 水に微粒子状の物質を混ぜて、マイクロバブル発生装置を稼働させます。すると、その微粒子も水と一緒に同装置の気液混合槽に取り込まれます。この写真は、内渦に微細粒子が取り込まれた微細粒子が、外渦よりも高速に回転することにより、その存在が強調されています。

 気液混合槽の中心部に発生するエアーチューブにおいて、その内部がさらに白濁しているようにみえます。ここでマイクロバブルが発生しています。


発生するマイクロバブルの粒径分布

eco-バブル®-1Nで水中(塩水)にマイクロバブルを発生させて、マイクロバブル水を作成し、その水を採取して、水に含まれるマイクロバブルの粒径を顕微鏡画像解析装置を用いて測定しました。その粒径は 15.7 ± 6.3 μm(平均値 ± 標準偏差)で、eco-バブル®が採用する旋回流方式のマイクロバブル発生ノズルで作られるマイクロバブルとしては、典型的な粒径分布を示しています。

    microbubble diameter


DDHRS方式ノズルの秀でた水中への酸素溶解能力

 DDHRS(二重渦式高速回転気液混合二重槽)を装着したeco-バブル®-400と、同一の水中ポンプに従来型の旋回液流式気液混合槽(単渦式回転気液混合槽)を装着した製品による水中への酸素の溶解速度を測定した結果です。また、通常の曝気装置(ディフューザー)を用いて、eco-バブル®-400と同じ通気量で水を曝気した場合の酸素の溶解速度とも比較しました。

  画像の説明
 この実験では、従来型の旋回液流式気液混合槽(単渦式回転気液混合槽)を装着した製品は、通常の曝気装置と比較して約2倍の酸素溶解速度を示しました。DDHRS方式ノズルを装着したeco-バブル®-400は、さらにその約3倍の酸素溶解速度を実現しました。マイクロバブルを発生するときの気液混合槽(ノズル)への自吸による空気の取込量は、従来型の旋回液流式気液混合槽では約2.2 L/分であったのに対して、DDHRS方式ノズルでは約1.7倍の約3.5 L/分に増加していました。
 DDHRS方式のノズルから発生したマイクロバブルが従来型の旋回液流式気液混合槽の約3倍の酸素溶解速度を発揮するということは、このマイクロバブルがより高い酸素溶解効率を持つことがわかります。おそらく、マイクロバブルの粒径がより小さくなり、体積あたりの表面積が増え、発生するマイクロバブル数も増加していることによると考えられます。

     DDHRS の資料: 日本語版   English ver.

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