JPH09207874A - マイクロバブル発生装置 - Google Patents

マイクロバブル発生装置

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JPH09207874A
JPH09207874A JP8039140A JP3914096A JPH09207874A JP H09207874 A JPH09207874 A JP H09207874A JP 8039140 A JP8039140 A JP 8039140A JP 3914096 A JP3914096 A JP 3914096A JP H09207874 A JPH09207874 A JP H09207874A
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JP
Japan
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hull
pores
air
water
pressurized air
Prior art date
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JP8039140A
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English (en)
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Yoji Kato
洋治 加藤
Yoshiaki Takahashi
義明 高橋
Yuki Yoshida
有希 吉田
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 船体表面に作用する摩擦抵抗の低減に寄与す
るマイクロバブルを効率よく発生させる。 【解決手段】 船体1の船首部2における船体外板1a
の所要位置に、多数の細孔6を穿設する。船体外板1a
の側の細孔穿設部を取り囲む位置に、空気送給管10を
介してブロワ5に接続した空気チャンバ形成ボックス8
を固設する。細孔6の配列ピッチ間隔Dを、細孔6の直
径dの2.5〜5倍程度とする。航行時に船体外板1a
に接する水11の流速VL から、細孔6を通して吹き出
される加圧空気12の速度VA を差し引いた値が1.5
m/sec 又はそれ以上となるように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は船体の浸水部表面の
境界層内にマイクロバブルを吹き込んで船体表面に作用
する摩擦抵抗を低減させるために用いるマイクロバブル
発生装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】船舶の航行時には、流体としての海水の
粘性のために船体の周りに海水による境界層が形成され
るが、この境界層の中では、海水の流速は船体表面が零
で船体表面から離れるに従い急激に大きく変化する傾向
にあり、船体の表面に海水の摩擦抵抗が作用し船体抵抗
の大きな要素の一つとなっている。
【0003】そのため、近年、上記船体表面に作用する
摩擦抵抗を減少させて推進性能を向上させるための研究
が進められており、その対策の一つとして、船体表面か
らマイクロバブル(微小気泡)を吹き出させ、船体の浸
水部(没水部)表面の境界層内にマイクロバブルを吹き
込んで船体の浸水部表面をマイクロバブルで覆うことに
より船体表面に作用する摩擦抵抗を低減することを狙っ
たマイクロバブル推進法の研究が進められている。
【0004】マイクロバブルを水中に発生させる方法の
一つとして、空気ポンプ等の空気圧送源で加圧した空気
を多孔質板を通して水中に吹き出させるようにすること
が考えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記加圧空
気を多孔質板を通すことによりマイクロバブルを発生さ
せるようにする考え方は、実験用に用いられたことはあ
るが、相対速度差のある航行時の船体表面とこれに接す
る海水との関係において上記の考え方を単に適用するこ
とはできない。
【0006】そこで、本発明は、巡航速度での航行時の
如く相対速度差のある船体表面とこれに接する水との関
係において船体表面に作用する摩擦抵抗の低減に寄与す
るマイクロバブルを効率よく発生させることができるよ
うなマイクロバブル発生装置を提供しようとするもので
ある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、船体外板の没水部所要位置に、多数の細
孔を、該細孔の直径の2.5〜5倍程度の配列ピッチ間
隔で穿設し、且つ上記船体外板の内側に、上記細孔穿設
位置を取り囲む空気チャンバを形成して、該空気チャン
バに、空気送給管を介して加圧空気供給装置を接続し、
航行時に細孔を通して水中へ吹き出される加圧空気の速
度を、船体外板に接する水の流速から差し引いた値が
1.5m/sec 又はそれ以上となるように設定した構成
とする。
【0008】船舶の航行時に、加圧空気供給装置を駆動
して加圧空気を空気送給管を通して空気チャンバ内に導
き、船体外板の細孔から船外へ加圧空気を吹き出させる
と、細孔と細孔に接する水との相対移動によりマイクロ
バブル化される。
【0009】又、船体外板に細孔を穿設することに代え
て、多数の細孔を穿設した平板を空気チャンバの前面に
取り付けて、該平板を船体外板に設けた開口部に配置し
た構成とすると、細孔の加工を工場内で行うことができ
ることから、加工精度をより高くすることができる。
【0010】更に、細孔を、板表面に対し直角に穿設し
た構成とした場合は、マイクロバブルを発生させる際の
加圧空気の吹き出し動力をより小さくすることができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。
【0012】図1(イ)(ロ)(ハ)は本発明の実施の
一形態を示すもので、船体1の船首部2内に基台3を設
置し、該基台3上に、電動機4によって駆動されるブロ
ワ5を加圧空気供給装置として設置して図示しない空気
取入口に接続し、一方、船体外板1aの没水表面におけ
る静水圧の小さいところに、多数の細孔6を、該細孔6
の直径dの2.5〜5倍前後のピッチ間隔Dを有する配
列として、船体外板1aに穿設し、且つ上記船体外板1
aの内側における細孔6の穿設部を取り囲む位置に、所
要の空気チャンバ7が形成されるように空気チャンバ形
成ボックス8を固設し、更に、該空気チャンバ7と上記
ブロワ5とを、流量調整弁9を備えた空気送給管10に
て連通接続し、ブロワ5から空気送給管10を通し空気
チャンバ7に送給され更に細孔6から水11中に吹き出
される加圧空気12の速度VA と、船体外板1aに接す
る水11の流速VL との差(VL −VA )が1.5m/
sec 又はそれ以上となるようにして、上記細孔6を通し
吹き出された加圧空気12を気泡化させてマイクロバブ
ル13を発生させられるようにする。
【0013】巡行速度での航行時に、ブロワ5を電動機
4で駆動して、加圧空気12を空気送給管10を通し空
気チャンバ7に導き、船体外板1aの細孔6を通して水
11中へ吹き出させるようにすると、細孔6の配列ピッ
チ間隔Dが細孔6の直径dの2.5〜5倍前後としてあ
り、しかも水11の流速VL から加圧空気12の吹き出
し速度VA を差し引いた値が1.5m/sec 又はそれ以
上となるように設定してあることから、加圧空気12
は、細孔6を通過する際のオリフィス作用と、細孔6と
該細孔6に接する水11との相対移動により容易且つ確
実に気泡化されてマイクロバブル13となり、境界層内
に吹き込まれる。この際、上記細孔6は船体外板1aに
対し直角に穿設することにより、加圧空気12の吹き出
し動力はより小さくて済むという利点がある。
【0014】なお、細孔6からの加圧空気12の吹き出
し速度の調整は、ブロワ5の回転数制御や流量調整弁9
の開閉制御により行うことができる。
【0015】上記において、細孔6の配列ピッチ間隔D
を細孔6の直径の2.5〜5倍前後としたのは、2.5
倍より小さいと、細孔6を通り抜けた加圧空気12のス
ラグ12a同士が接触して合体してしまうことによりマ
イクロバブル13になりにくく、一方、5倍程度よりも
更に大きいと、単位面積当りのマイクロバブル13の発
生効率が悪くなるからである。又、水11の流速VL
ら加圧空気12の吹き出し速度VA を差し引いた値、す
なわち、VL −VA ≧1.5m/sec としたのは、それ
より小さいと、細孔6を通り抜けた加圧空気12のスラ
グ12aが水11によって引きちぎられにくくなってマ
イクロバブル13の発生が不安定になるからである。
【0016】次に、図2(イ)(ロ)は本発明の他の実
施の形態を示すもので、図1(イ)(ロ)(ハ)に示し
たと同様な構成において、船体外板1aに多数の細孔6
を直接穿設することに代えて、多数の細孔6を板表面に
対し直角に穿設した平板14を空気チャンバ形成ボック
ス8の前面に取り付けて、該平板14を船体外板1aに
設けた開口部15に配置して固設したものである。
【0017】図2(イ)(ロ)に示すように構成した場
合は、細孔6の穿設作業を工場内にて行うことができる
ため、配列ピッチや直角度等の精度を容易に出すことが
できて、高精度に加工することができる。
【0018】なお、上記実施の形態では、船体1の船首
部の没水表面における静水圧の小さいところに細孔6を
設けた場合を示したが、図示した位置よりも低い位置に
設けた場合であっても同様に実施できること、その他本
発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え
得ることは勿論である。
【0019】
【実施例】本発明等は、船長を280mとした船体にお
ける船首部の吃水線よりも6m下側に位置する舷側部
に、長さが28mの範囲にわたり、直径が2mmの細孔を
上下、前後方向の配列ピッチ間隔が5mmとなるように穿
設した場合について、巡航速度での航行時の水の流速と
加圧空気の吹き出し速度の差が1.5m/sec として、
マイクロバブルの発生状況を確認する実験を行った。
【0020】その結果、スラグの合体が起らず、安定し
た状態でマイクロバブルが発生させられて境界層内に吹
き込まれることが確認された。
【0021】
【発明の効果】以上述べた如く、本発明のマイクロバブ
ル発生装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。 (1) 船体外板の没水部所要位置に、多数の細孔を、該細
孔の直径の2.5〜5倍程度の配列ピッチ間隔で穿設
し、且つ上記船体外板の内側に、上記細孔穿設位置を取
り囲む空気チャンバを形成して、該空気チャンバに、空
気送給管を介して加圧空気供給装置を接続し、航行時に
細孔を通して水中へ吹き出される加圧空気の速度を、船
体外板に接する水の流速から差し引いた値が1.5m/
sec 又はそれ以上となるように設定した構成としてある
ので、船舶の航行時に、加圧空気供給装置を駆動して加
圧空気を空気送給管を通して空気チャンバ内に導き、船
体外板の細孔から水中へ加圧空気を吹き出させると、マ
イクロバブルを効率よく安定した状態で発生させること
ができて境界層内に吹き込むことができ、船体表面に作
用する摩擦抵抗を小さくすることができる。 (2) 船体外板に細孔を穿設することに代えて、多数の細
孔を穿設した平板を空気チャンバの前面に取り付けて、
該平板を船体外板に設けた開口部に配置した構成とする
ことにより、細孔の加工を工場内で行うことができ、高
精度に加工することができる。 (3) 細孔を、板表面に対し直角に穿設した構成とするこ
とにより、マイクロバブルを発生させる際の加圧空気の
吹き出し動力をより小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のマイクロバブル発生装置の実施の一形
態を示すもので、(イ)は一部切断側面図、(ロ)は
(イ)のA部拡大図、(ハ)は(ロ)の切断平面図であ
る。
【図2】本発明の他の実施の形態を示すもので、(イ)
は側面図、(ロ)は(イ)のB部拡大斜視図である。
【符号の説明】
1 船体 1a 船体外板 5 ブロワ 6 細孔 7 空気チャンバ 10 空気送給管 11 水 12 加圧空気 13 マイクロバブル d 細孔の直径 D 細孔の配列ピッチ間隔 VA 加圧空気の速度 VL 水の流速
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 有希 東京都江東区豊洲二丁目1番1号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 船体外板の没水部所要位置に、多数の細
    孔を、該細孔の直径の2.5〜5倍程度の配列ピッチ間
    隔で穿設し、且つ上記船体外板の内側に、上記細孔穿設
    位置を取り囲む空気チャンバを形成して、該空気チャン
    バに、空気送給管を介して加圧空気供給装置を接続し、
    航行時に細孔を通して水中へ吹き出される加圧空気の速
    度を、船体外板に接する水の流速から差し引いた値が
    1.5m/sec 又はそれ以上となるように設定した構成
    を有することを特徴とするマイクロバブル発生装置。
  2. 【請求項2】 船体外板に細孔を穿設することに代え
    て、多数の細孔を穿設した平板を空気チャンバの前面に
    取り付けて、該平板を船体外板に設けた開口部に配置し
    た請求項1記載のマイクロバブル発生装置。
  3. 【請求項3】 細孔を、板表面に対し直角に穿設した請
    求項1又は2記載のマイクロバブル発生装置。
JP8039140A 1995-12-04 1996-02-02 マイクロバブル発生装置 Pending JPH09207874A (ja)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8039140A JPH09207874A (ja) 1996-02-02 1996-02-02 マイクロバブル発生装置
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FI981259A FI981259A (fi) 1995-12-04 1998-06-03 Menetelmä rungon kitkavastuksen vähentämiseksi, laiva, jonka kitkavastusta pienennetään menetelmällä ja menetelmä laivasta puhallettujen kuplien analysoimiseksi

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JPH09207874A true JPH09207874A (ja) 1997-08-12

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19990023663A (ko) * 1997-08-22 1999-03-25 카토히로하루 압축공기 발생장치를 갖는 마찰감소 선박,마찰감소 장치 및 기체분출 장치
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CN106114750A (zh) * 2016-08-25 2016-11-16 武汉理工大学 基于气泡减阻与m船型复合的智能控制系统及控制方法
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