エアーリフトポンプの実験 ―ろ過装置自作前夜―

ろ過装置の自作にあたって、「水中ポンプを買わなきゃいけないか～」と思っていたところ、ネットでエアーリフトポンプなるものを見つけました。
エアーリフトポンプは、エアーだけを使って揚水するようです。

そこで、手持ちのエアーポンプを使ったエアーリフトポンプが水槽のろ過装置に使えそうか簡単な実験をしてみました。

エアーリフトポンプの概略図

エアーリフトポンプの基本構造は、こんな感じです。
管内のエアーが管内を上昇するときに、周囲の水を巻き込んで管内を一緒に上昇するという仕組みです。
身の回りで言えば、振った炭酸ジュースのペットボトルが口からジュースを吹き出したりするのがこの現象です。

実験１）

エアーチューブをアクリルパイプ（30cm）の下に手で固定して、パイプごと上下させてみました。

実験１結果
水面から６cmくらい出したところでバランスしました。
これより上にパイプを持ち上げると、水位が下がってしまいます。
吹出口が深いほど、水は高く上がるということのようです。

実験２）

エアー吹出口の形状を色々と変えてみました。
具体的には、以下の通りです。

• ３mm，２mm，1.5mmのPVC管を短く切ってエアーチューブにできるだけ詰めたモノ（３は２本、２は７本、１は12本詰められた）。
• ２本の先を少し捻ったモノ。
• シャープペンシル芯送りの部品の一部。
• プラストン＆短くしたプラストン。
• PVCパイプをＬ字にしたもの。斜めにカットしたもの。

使ったエアー吹出口

実験２結果
劇的に変わることはありませんでした。（気持ち気泡の細かい方が揚水高さは高い？）

実験３）

揚水管の径を変えてみました（内径７、９、12mm）。
エアー吹出口の深さは、水槽の深さである30cmくらいに統一しました。

実験３結果
３本とも十分な高さ（水面から20cm以上）が得られました。
細いほど高く、７mmが最も高くまで上がりました。

結論）

揚水管の径を適切に選べば、水槽用のエアーポンプ使ったエアーリフトポンプでも揚水できそうです。
ざっくり測ったところでは、１分間に400ccくらい確保できそうです。

追記）
実際に作製したろ過装置は、１分間に250ccくらいでした。

使ったモノたち）

エアーポンプ　水作株式会社　水心　SSPP-7S
エアーチューブ　ジェックス株式会社（GEX）　ソフトチューブ（GX-72）　5×4（外径×内径）
アクリル管　10×7、25×21
軟質塩ビ管　（透明）13×9、11×9、15×12、25×21
硬質塩ビ管　（白色）5×3、　（透明）3（外径）、2（外径）、1.5（外径）
エアストーン　水作　プラストン
壊れたシャープペンシルの芯送り機構のところ

使った工具たち）

ポンチ　3mm or 4mm
プラスチックハンマー
カッターナイフ
ハサミ
アイロン

雑記）

実験２と３では、軟質の塩ビ管（いわゆるビニールホース、PVCホース）を使っています。
曲がっている軟質塩ビ管は、「アイロン」を使って伸ばして使いました。アイロンの温度は、中くらい（スチームの出る最も低い温度）が良いようです。温度が高いと、塩ビ管の表面が汚れて（荒れて？）しまいました。
軟質塩ビ管にエアー吹出口を通す穴を開けるには、ポンチを使いました。
実験３で使った７mm管はアクリルだったので、吹出口を通す穴を開けた軟質塩ビ管（13×9）を２cmくらいに切って先端に取り付けて実験しました。