ベルヌーイ流攪拌とは？

ベルヌーイ流攪拌とは、ベルヌーイ定理を発見したベルヌーイの名前にちなんで名付けられている攪拌方法であり、流体の性質を利用することで水面の泡立ちを抑えつつ効率的に攪拌できることが特徴です。ここではベルヌーイ流攪拌についてまとめました。

ベルヌーイ流撹拌の仕組み

ベルヌーイとは、流体の流れる速度が上昇した際、流体周辺の圧力が低下して周辺の物質を引きつけるという現象（ベルヌーイ効果）を発見したスイスの科学者です。そしてベルヌーイの発見した法則は、流体の速度と圧力の関係性を表すベルヌーイ定理としてまとめられ、様々な分野において活用されています。

ベルヌーイ流攪拌とは、ベルヌーイ効果や流体の性質に着目して、流体中で上昇流と下降流を同時発生させることで効率的な流体の攪拌を行う方法であり、それを利用した攪拌機はベルヌーイ流攪拌機と呼ばれています。

従来型のプロペラ式攪拌とは異なり、遠心力による圧力差を利用して容器内に液流を起こす独自形状の攪拌体（ベルヌーイ流攪拌体）を用いることで、旋回流による液面からの空気巻き込みを抑制し、「泡立ちにくい」かつ「強力な」攪拌を実現します。

ベルヌーイ流攪拌体は羽根（プロペラ）や遠心力利用のための穴を持たないシンプルな形状をしており、回転時に遠心力で生じる圧力差を利用して液体を均一に撹拌します。

具体的には、ベルヌーイ流攪拌機に搭載された円盤状の攪拌体（BEAG®と呼ばれる特許取得済みのベルヌーイ流攪拌体）を高速回転させると、その表面の溝にあった液体が遠心力によって周囲へ飛び出します。攪拌体中心部では液体が排出された分だけ圧力が低下するため、容器底部の液体が攪拌体に向かって吸い上げられます。同時に、攪拌体周辺では液体の流速が上がり圧力が低いため、今度は容器上部（水面付近）の流速の遅い液体が高圧側から低圧側に向かって攪拌体周辺へと流れ込み、その際に液面の浮遊物も引き込まれます。

ただし圧力差は空気を巻き込むほど大きくないため空気自体はほとんど吸い込まれず、液体のみが循環します。このように上下から液体を同時に取り込み、攪拌体の周囲から水平方向へ吐き出す二つの流れによって、容器内全体で効率的かつ均一な撹拌が行われます。ベルヌーイ流攪拌は水面を泡立てることなく液中を攪拌できるため、泡立ちを抑えたい場合に有効です。

ベルヌーイ流攪拌の特長

ベルヌーイ流攪拌には以下のようなメリット・特長があります。

• 遠心力による攪拌効果により、低粘度から中高粘度液まで強力に撹拌できます。高粘度液や沈降しやすい固形物を含む混合でも、液体を上下に循環させて均一に混ぜることが可能です。
• 液面に渦を立てないため空気巻き込みや泡立ちが極めて少なく、発泡しにくい攪拌を実現します。撹拌後の脱泡作業の手間削減や品質向上につながります。
• ヘルール接続などにより密閉容器内での攪拌が可能で、減圧（真空）下や加圧下といった特殊な条件下でも使用できます。必要に応じて不活性ガス雰囲気での撹拌や真空脱泡しながらの攪拌にも対応できます。
• 攪拌体は羽根や穴のない一体構造のため、洗浄が容易で液だれしにくく衛生的です。また軸封部から発生する摩耗粉を捕捉するゴミ受け（コンタミ防止フィルター）を標準搭載しており、混合物への異物混入リスクを低減します。

これらの特長から、ベルヌーイ流攪拌機は「攪拌時に空気を巻き込みたくない」「粘度が高く従来法では混ざりにくい液を効率よく混合したい」といった用途に特に適しています。

ベルヌーイ流攪拌機

ベルヌーイ流攪拌の原理を利用して攪拌を行える攪拌機について、実際の製品例を紹介します。ベルヌーイ流攪拌機には電動モーター式（NTME型）とエアモーター式（NTMA型）があり、使用環境や目的に応じて選択できます。以下に各タイプの製品例を挙げます。

NTME-A

産業用攪拌機として設計された攪拌機であり、攪拌体に羽でなくベルヌーイ流攪拌体を採用しています。低粘度から中高粘度の液体に対する攪拌に適性を有しており、攪拌中に上昇流と下降流を同時に発生させることで泡の発生を抑制することが可能です。

NTME-S

IP55相当の防水モーター（最高1200rpm）を搭載したベルヌーイ流攪拌機です。低粘度から中高粘度の流体の攪拌に対応しており、密閉状態でも攪拌できるヘルール接続式が採用されています。空気を巻き込まないため泡立ちを抑制できます。

NTMA-A

アルミエアーモーターを搭載したベルヌーイ流攪拌機であり、粘度水程度の場合に最高1050rpmの回転数を確保することが可能です。攪拌体にプロペラを持たないベルヌーイ流攪拌機であり、攪拌中の泡立ちや空気の巻き込みを予防します。

NTMA-S

攪拌体にベルヌーイ流攪拌原理を用いた攪拌機であり、泡立ちや空気の巻き込みを抑制できる上、無給油使用が可能なためオイル飛散によるコンタミリスクも低減します。ステンレスエアーモーター搭載で防爆エリアでの使用にも対応可能です。

泡を除去したい場合は脱泡機能付きがおすすめ

攪拌機で液体や粘体を攪拌した場合、表面からの空気の巻き込みやそもそも流体に含まれていた空気などの影響によって、対象物に泡が発生してしまうことも少なくありません。しかし、ベルヌーイ効果を利用して攪拌翼（プロペラ）を使わずとも攪拌できるベルヌーイ流攪拌機は、水面を泡立たせたり波打たせたりすることがなく、表面的には静かな状態でありながら液中を効率的に攪拌できることが特徴です。

泡立ちは攪拌対象の品質や生産性を低下させるため、脱泡機能や泡の予防機能を備えた攪拌機の利用がおすすめです。

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