JP2013529570A - 船のハルに対する抵抗の低減 - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、概して、船のハルの抵抗を低減させるための泡、特に微泡、の発生に関する。
船のハルの摩擦抵抗(抵抗とも称される)を低減させることが一般に望ましい。というのも、これにより、船の運行速度の上昇および/または燃料消費の低減をもたらし得るからである。
この明細書中において、船のハルの抵抗を低減させるための泡を発生させるための機構を開示する。ここで、泡発生装置はハルの外面に取付け可能であり、当該機構は、発生させた泡のうち特定の泡サイズを有する泡を発生させるためのマイクロ流体装置を含む。泡は、ハルの周囲の水の境界層において、すなわち、ハルと周囲の水との間の界面において、形成される。
− 流体の流れを供給するための入口ポートと、
− 船のハルに対する抵抗を低減させるための流体の泡を発生させるための第1のノズルを含む第1の経路とを含み、上記第1の経路は、中央チャンバを通って上記入口ポートと流体連通しており、当該マイクロ流体装置はさらに、
− 上記第1のノズルを通る流れを制御するよう構成された第1の制御入口を含む第1の制御経路を含み、上記第1の制御入口は、上記中央チャンバを介して上記入口ポートおよび上記第1の経路と流体連通している。
− 船のハルに対する抵抗を低減させるための流体の泡を発生させるための第2のノズルを含む第2の経路を備える。上記第2の経路は、上記中央チャンバを介して上記入口ポートおよび上記第1の制御入口と流体連通している。上記第1の制御入口はさらに、上記第2のノズルを通る流れを制御するよう構成される。
− 上記第1のノズルおよび上記第2のノズルを通る流れを制御するための第2の制御入口を含む第2の制御経路を含む。上記第2の制御入口は、上記中央チャンバを介して上記入口ポート、上記第1の経路、上記第2の経路および上記第1の制御入口と流体連通している。
いくつかの実施例においては、第1の制御経路および/または第2の制御経路は、第1の制御経路および/または第2の制御経路を通る制御流れを発生させるよう構成された制御システムと流体連通している。
この発明の上述および/または付加的な目的、特徴および利点を、添付の図面を参照しつつ、この発明の実施例の以下の例示的かつ非限定的な詳細な説明によってさらに明らかにする。
以下の説明においては、添付の図面を参照して、本発明が如何に実施され得るかを例示によって示す。
Claims (26)
- 船のハルに対する抵抗を低減させるための流体の泡を発生させるための機構であって、泡発生装置は、ハルの外面に取付け可能であり、機構は、前記泡を発生させるための1つ以上のマイクロ流体装置を含む、機構。
- マイクロ流体装置は、発生させた泡の泡サイズを制御するよう適合される、請求項1に記載の機構。
- 少なくとも1つのマイクロ流体装置は、
− 流体の流れを供給するための入口ポートと、
− 船のハルに対する抵抗を低減させるための流体の泡を発生させるための第1のノズルを含む第1の経路とを含み、前記第1の経路は、中央チャンバを介して前記入口ポートと流体連通しており、前記少なくとも1つのマイクロ流体装置はさらに、
− 前記第1のノズルを通る流れを制御するよう構成された第1の制御入口を含む第1の制御経路を含み、前記第1の制御入口は、前記中央チャンバを介して前記入口ポートおよび前記第1の経路と流体連通している、請求項1または2に記載の機構。 - 少なくとも1つのマイクロ流体装置はさらに、
− 船のハルに対する抵抗を低減させるための流体の泡を発生させるための第2のノズルを含む第2の経路を含み、前記第2の経路は、前記中央チャンバを介して前記入口ポートおよび前記第1の制御入口と流体連通しており、前記第1の制御入口はさらに、前記第2のノズルを介して流れを制御するよう構成される、請求項1から3に記載の機構。 - 少なくとも1つのマイクロ流体装置は、前記第1の制御入口を介して第1の制御流れを前記中央チャンバに供給することにより、前記入口ポートから前記第1のノズルへの総流れ抵抗を高めるよう構成される、請求項3または4に記載の機構。
- 少なくとも1つのマイクロ流体装置は、前記第1の制御入口を通って流れる第1の制御流れを前記中央チャンバに供給することにより、前記第1の経路を通る流れを前記第2の経路へと切換えるよう構成され、これにより、前記第1の経路を通って流れたであろう流れのうち少なくとも50%は、前記第2の経路を通って流れるよう向きが変えられる、請求項4または5に記載の機構。
- 前記少なくとも1つのマイクロ流体装置はさらに、
− 前記第1のノズルおよび前記第2のノズルを通る流れを制御するための第2の制御入口を含む第2の制御経路を含み、前記第2の制御入口は、前記中央チャンバを介して、前記入口ポート、前記第1のノズル、前記第2のノズルおよび前記第1の制御入口と流体連通している、請求項4から6のいずれかに記載の機構。 - 少なくとも1つのマイクロ流体装置は、前記第2の制御入口を通る第2の制御流れを前記中央チャンバに供給することにより、前記第2の経路を通る流れを前記第1の経路へと切換えるよう構成され、これにより、前記第2の経路を通って流れたであろう流れの少なくとも50%は、前記第1の経路を通って流れるよう向きが変えられる、請求項4から7のいずれかに記載の機構。
- 前記少なくとも1つのマイクロ流体装置はさらに、前記第1の制御経路および前記第2の制御経路を接続するフィードバック経路を含み、これにより、前記第1の制御出口および前記第2の制御出口が直接流体連通する、請求項7または8に記載の機構。
- 第1の制御経路および/または第2の制御経路は、第1の制御経路および/または第2の制御経路を通る制御流れを発生させるよう構成された制御システムと流体連通している、請求項3から9のいずれかに記載の機構。
- 装置は、請求項1から10のいずれかに規定される複数のマイクロ流体装置を含む、請求項1から10のいずれかに記載の機構。
- 時間の経過とともに変化する流れである泡形成流体の流れを供給することにより、制御可能な泡サイズを有する泡を発生させるよう適合される、請求項1から11のいずれかに記載の機構。
- マイクロ流体装置は、マイクロ流体発振器および/またはマイクロ流体発振器フリップフロップおよび/またはマイクロ流体増幅器および/またはマイクロ流体スイッチを含む、請求項1から12のいずれかに記載の機構。
- 機構は、既存の船に取付け可能である改装可能な装置である、請求項1から13のいずれかに記載の機構。
- 流体を泡の形状で排出するための複数の排出ノズルを備える、請求項1から14のいずれかに記載の機構。
- 複数セットのマイクロ流体装置を含み、各セットのマイクロ流体装置は、それぞれの泡サイズを有する泡を発生させるよう適合され、前記機構は、泡形成流体の供給流れを、前記セットのマイクロ流体装置のうち周波数とは異なる1つのセットまたはサブセットに選択的に方向付けるための流れセレクタを含む、請求項1から15のいずれかに記載の機構。
- 各セットのマイクロ流体装置は、それぞれの予め定められた周波数で泡を発生させるよう適合される、請求項16に記載の機構。
- 流体は空気などの気体である、請求項1から17のいずれかに記載の機構。
- 機構は、2つ以上の層を含む層構造を含み、層のうち少なくとも1つは、1つ以上のマイクロ流体装置のうち少なくとも一部を形成する微細構造を含む、請求項1から18のいずれかに記載の機構。
- 層のうち少なくとも1つは、1つ以上のマイクロ流体装置のうち少なくとも一部を形成する微細構造面を含む、請求項19に記載の機構。
- 機構は、船のハルに機構を接合するための接合面と、接合面とは反対側にある凸状の外面とを含む、請求項1から20のいずれかに記載の機構。
- 流体を排出するための複数の排出ノズルを含み、各々の排出ノズルを囲む表面区域には親水性の表面が設けられている、請求項1から21のいずれかに記載の機構。
- 1つ以上のマイクロ流体装置の各々は、経路および/またはチャンバの平面的なシステムとして形成される、請求項1から22のいずれかに記載の機構。
- マイクロ流体手段を含む装置を含む船のためのハルであって、前記装置は、流体の源に接続された複数の開口部を有し、前記複数の開口部は、流体が前記ハルに沿って流れる際に、ハルに向かう水の境界層において泡を形成するように、前記開口部を通じて流体を放出することができるように配置され、流体発振器または別個の流体増幅器は、加圧下の空気の前記源と前記複数の開口部の各々との間に接続され、前記流体発振器または流体増幅器の各々は、開口部から放出される泡の泡サイズを変えることができるように制御可能である、ハル。
- 船の穴に対する抵抗を低減させるための微泡を発生させるために船の外側に取付けられるよう適合された、マイクロ流体手段を含む装置の使用。
- 船のハルに対する抵抗を低減させる方法であって、
− ハルの外面に対して、請求項1から23のいずれかに記載の機構を取付けるステップと、
− 機構の排出ノズルを通じて前記泡発生流体を水中に排出することにより、ハルと前記ハルの周囲の水との間の境界において泡発生流体の泡を発生させるステップと、
− 時間の経過とともに変化する流れである泡形成流体の流れを供給することにより、発生させた泡のサイズを制御するステップとを含む、方法。
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