2014年3月10日月曜日

海外サイト巡回ネタ：beananimal overflowというシステム

きっかけ

メインの水槽の隣に、プランクトンや植物がたくさんいるリフジウム水槽を計画していました。
ようやくやる気が出て、水槽台をつくり、水槽に穴あけし、サイドフローで設置できました。

その時に、オーバーフローの音を少なくするためにどうしようか検討するために、
WEB検索をしていました。

その時見つけたのが、"beananimal overflow"

Beananimal overflowって？

百聞は一見にしかずってことで、google で イメージ検索!

beananimal overflowの画像
Google イメージ検索「beananimal overflow」より。

調べていると、下記のサイトが見つかりました。
　
　　
Silent & Fail-Safe Aquarium Overflow System　http://www.beananimal.com/projects/silent-and-fail-safe-aquarium-overflow-system.aspx

なにやら、以下のことを目標に掲げ、設計されているらしい。
  • 静かで(Dead Silent Operation)
  • あふれ防止のフェイルセーフ(Fail-Safe to Prevent Floods)
  • 設置して忘れてOKの使い勝手(Set and Forget Usability)
  • サンプのマイクロバブルの抑制(Limit Micro Bubbles in Sump)
  • メンテナンスが容易(Easy to Clean and Maintain)
  • 既製品の配管パーツで構成(Off the Shelf Plumbing Parts (no custom fabrication))
  • 流速の範囲が広く安定している(Stable Over a Broad Range of Flow Rates)
  • タンク、管のサイズにスケーラブル(Scalable to any Size Tank or Plumbing)
静でフェイルセーフというのはうれしい。

ただ、構造を見ていると、自分の理解を超えているので、いったい何がなにやら。
上記サイトを引用すると、以下のようになる。

System Description

左から、
  • 緊急パイプ
  • サイホンパイプ
  • オープンチャネルパイプ
真ん中のサイフォンパイプが静かにサイフォンで水を落とすようにされていて、
右のオープンチャネルパイプは、真ん中のサイフォンの影響から、あんまり水が流れない。
水が少ないので、コボコボ音は出ない。
緊急パイプはサイフォンの排水より高めに設定されていて、あふれてきたら、そっちで緊急処置がとられる。
最初は、緊急パイプに右が流れシステムが動き出すらしい。詳しくは、上記サイトを参照されたい。

感想は、私が理解できない。いや、インチキくさいとか、なぞ技術とか、宇宙人のアクアリウムシステムとかそんなんじゃなくて、自分の知識が不足していて、そんでいい理由がわからない。
ただ、いろいろと利用されているところを見ると実績のある方法らしい。

ダブルサイフォン式オーバーフローを見た時もすごいと同時に、狐につままれたような感じであったが、おんなじ気分である。

さらなる気づき、追加発見！

  • オーバーフローBOXについて
After doing a lot of research I learned that long overflow boxes are desirable for their superb surface skimming abilities. With some advice from Anthony Calfo (who is also a local club member!) I settled upon a coast-to-coast overflow design, A.K.A a Calfo Overflow. Anthony is a huge proponent of maximizing surface skimming. Based on observation and available data (some of it Anthony's own) I agree with his conclusions.


自分のリフジウム水槽は、現在コーナーカバーがついていない。いつもお世話になっているお店の店長さんから、オーバーフローの時にコーナーカバーや三重管などにして、底面からの水を吸い上げないといけないよと聞いていた。
今後つける予定ではいたし、それまでの間ということで、配水管からシャワーを水槽底に向けて出すことで水の流れを作っている。
しかし、この記事を見ると、サーフェススキミングという結果がでているらしい。
これは詳しく調べる必要がありそうである。

  • ノイズとフロー管
A standpipe can only run silently under two conditions. 1) The volume of flow is low enough to allow the water to cascade down the walls of the standpipe, leaving an undisturbed column of air in the middle. When water falls vertically down a pipe, the water will adhere to the pipe's walls until the pipe's cross sectional area is about 1/4 full. At any higher volume the flow starts to become turbulent and traps air. The trapped air creates slurping and gurgling noises.

ボコボコ、ズルズル音は、空気が原因だとわかっていたが、断面積も影響するみたいである。
フロー管の断面積の1/4を超えだしたあたりで音が出るらしい。なるほど。完全にサイフォンになると空気の入り込む余地がないのでいいのだろうか。

確かに今回のリフジウム水槽のフロー管は太く、ボコボコ、ズルズルの音は発生していない
流量はポンプスペックにある流速や揚程などから、おおよそわかる。そうすると、オーバーフロー管の大きさは大体計算で求まる。めんどいので、いろいろと前提をつけて計算してみる。

(πR^2 ) / 4 ≧ πr^2
R：排水管の半径
r:配水管の半径
※配水速度は排水速度と同じとする

から、

R^2 ≧   (4 × πr^2) / π 
 
即ち
 
R ≧  2 ×  r
 
だから、単純に、排水管は配水管の2倍以上の大きさが必要となる。


ポンプから　16A の塩ビで水を供給するとすると 排水管は 最低32A必要となる。

今回のサイドフローの場合、25A のL字の水栓ソケットを利用しているので、排水管の内径＝25Aの外形となり34A相当となっていた。結果オーライである。これを一回り小さく20Aでしてた場合、
さすがに音が鳴っていただろう。

なお、これは流入速度と流出速度が同じとした場合である。


つづく
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