JPH09262563A

JPH09262563A - 構造物の没水表面に形成した気体膜保持方法

Info

Publication number: JPH09262563A
Application number: JP8077331A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Nakatani; 龍男中谷; Toru Iwasaki; 徹岩崎
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1996-03-29
Publication date: 1997-10-07

Abstract

(57)【要約】【課題】気体膜保持能を有する構造物の没水表面に微
生物などが付着することを長期間防止する方法を提供す
る。【解決手段】船舶、取水管など、微生物等を含有する
水に接する構造物の没水表面に、少なくとも凸部を疎水
性にした微細凹凸面からなる気体保持能を有する面を形
成し、生成する気体膜中の気体が、浮力、水流等によっ
て持ち去られる方向の上流側に、酸化性の気体又は液体
と気体膜形成用気体とを供給し、没水表面に付着する微
生物などを酸化除去し、長期間にわたり流体摩擦抵抗低
減、有機物の付着の防止等の効果維持を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の没水表面
に形成した気体膜保持方法に関し、更に詳細には、用
水、海水など有機物、微生物を含む水に接する構造物の
没水表面に疎水性の微細凹凸面を形成することにより、
水中で気体膜を形成させ、航行中の船舶、液体輸送管な
どのように、没水表面を流れる流体摩擦抵抗を低減させ
たり、停泊中の船舶、取水管、橋脚などのように、水の
流動性が比較的少ない構造物の没水表面と水との間を気
体膜によって隔離し、前記有機物や微生物の付着を防止
したりする際に、前記流体抵抗低減効果や前記有機物等
の付着防止効果を、長期間にわたり維持させる方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、船舶や液体輸送管のような没水
表面、即ち、水と接する表面を有する構造物において
は、没水表面に沿って流れる流体の剪断抵抗による液体
摩擦抵抗が生じる。船舶においては、この液体摩擦抵抗
の低減を図る方法として、船体に突起物を設けて枠状の
空気室を水に没する部分の船体表面に作り、この空気室
内に空気を供給して船底表面上に空気層を形成する方
法、あるいは空気を船体表面に吹き出させて多数の気泡
を発生させる、いわゆるマイクロバブル法などが提案さ
れている。

【０００３】前記空気室を設ける方法は、船舶が航行す
ると、空気室内に保有される空気が流出するため、この
空気の補給に大きな動力が必要になるという問題があ
る。また前記マイクロバブル法は、船底などに設けたノ
ズルより大量の空気を供給しないと摩擦抵抗が減少しな
いことから、大型のコンプレッサを設置しなければなら
ず、設備費の増加と共に、これを駆動するための動力が
必要になる。

【０００４】また前記船底などに、供給された空気は、
気泡となって船側や船底に沿って流れて流体摩擦抵抗を
低減させるが、下流側に行くにしたがって、複数の気泡
が合体を繰り返しながら、次第に大きな気泡となるた
め、船体を覆う気泡の面積が減少し、流体摩擦抵抗低減
効果が小さくなるという問題がある。また、停泊中の船
舶、ダムなどの取水管や桟橋の橋脚の周囲は、通常水の
流動性に乏しく、流れがあっても一定でないなどのた
め、水中の有機物や微生物が付着し、結果として停泊中
に気体膜機能を低下させたり、取水管の有効断面積を減
少させるなどの問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記問題を解決する方
法として、本出願人は、構造物の没水表面に気体を保持
させる方法として、微細な凹凸を形成し、この凹凸の凸
部の少なくとも頂部を疎水性とし、凹部内に水が侵入で
きないようにして空気膜を没水表面に形成させることに
より、流体摩擦抵抗の低減、水中微生物や有機物の付着
を防止する方法を開発した。

【０００６】この方法は、水流によって前記凹凸面から
持ち去られる空気の移動方向に対する上流側から空気を
補給し、流体摩擦抵抗低減効果を継続させることによ
り、船舶航行、液体輸送などの消費エネルギー節減や、
構造物の没水表面の防汚を可能にした技術を開発し、特
開平７−１７４７６号として特許出願している。前記疎
水性微細凹凸表面に補給する空気量は、マイクロバブル
法などより遙に少ない量でよい。

【０００７】ところで、前記疎水性の凹凸表面を形成す
ることによる前記構造物の没水表面に気体膜を形成する
方法においても、長期間の使用により表面に有機物など
の汚れ物質や微生物が付着し、気体膜の生成能が低下す
ることにより、流体摩擦低減効果の低下、没水表面に貝
などの大型の生物が増殖し、管路の有効断面積の低下な
どが発生するという問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題に着目してなされたも
のであり、気体保持能を有する没水表面の流体摩擦低減
効果、水中微生物等に対する防汚効果を長期間にわたり
維持することを可能にした構造物の没水表面に形成した
気体膜保持方法を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めの本発明の第１の構造物の没水表面に形成した気体膜
保持方法は、用水、海水など有機物、微生物を含む水に
没する部分を有する構造物において、没水表面に、少な
くとも凸部を疎水性にした微細な凹凸面からなる気体保
持能を有する面を形成し、この面に保持される気体膜を
構成する気体が浮力、水流等によって持ち去られる方向
の上流側に、酸化性の気体又は液体を混入した気体膜形
成用気体を供給し、前記気体保持能を有する面に形成さ
れる気体膜に酸化力を与えるようにしたものである。

【００１０】用水、海水などの前記水は、河川、湖沼、
地下水などの天然水、海水であるが、構造物が液体輸送
管などの場合には、微生物、有機物などが混入する水溶
液なども含まれる。したがって、前記没水表面は、水溶
液と接する面も含まれると解されるべきである。前記気
体膜形成用気体は、一般的には空気であるが、本発明は
これに限定されず、前記構造体及び流体に害を与えない
気体であれば、どのような気体を使用してもよい。

【００１１】前記酸化性気体は、気体膜形成表面に付着
した有機物や微生物を酸化により除去できる気体であれ
ば特に限定はないが、一般的には塩素又はオゾンを使用
することが好ましい。前記酸化性液体は、有機物や微生
物を酸化により除去できる物質であれば特に限定はない
が、好ましくは、塩素、次亜塩素酸、次亜塩素酸塩、オ
ゾン、過酸化水素などである。前記オゾンは、オゾンを
溶解して利用できる。またこれらの物質は、単独又は２
以上混合したものを使用することもできる。

【００１２】また前記目的を達成するための本発明の第
２の構造物の没水表面に形成した気体膜保持方法は、用
水、海水など有機物、微生物を含む水に没する部分を有
する構造物において、没水表面に、少なくとも凸部を疎
水性にした微細な凹凸面からなる気体保持能を有する面
を形成し、この面に保持される気体膜を構成する気体が
浮力、水流等によって持ち去られる方向の上流側に、気
体膜形成用気体、及び、酸化性の気体又は液体を別々に
供給し、前記気体保持能を有する面に形成される気体膜
の周囲の前記水性液体に酸化力を与えるようにしたもの
である。

【００１３】前記気体膜形成用気体及び酸化性気体又は
液体を供給する前記上流側とは、前記構造物が、船舶、
液体輸送管など主として流体摩擦抵抗を低減する目的の
場合は、主として前記流体の流れる方向の上流側であ
り、また、前記構造物が、停泊中の船舶、取水管、橋脚
など、流動性が比較的少なく、防汚を目的とする場合
は、主として下方向となる。

【００１４】なお、前記構造物が停泊中の船舶の船底そ
の他水平状の没水表面を有し、且つ前記水の流動性が比
較的少ない構造物であって、前記気体が持ち去られる方
向が特定されない場合の気体膜形成用気体、及び、酸化
性の気体又は液体の供給位置は、没水表面の任意の位置
とすることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】前記没水表面に疎水性微細凹凸を
有する気体膜保持面を形成する方法は、没水表面に未硬
化樹脂層を形成し、その上に所定粒径の微粒子を吹付け
などにより散布し、樹脂を硬化させる方法、熱可塑性樹
脂シートに網目パターンからなる金型をプレスするパタ
ーン転写法、レーザーやプラズマなどの高密度エネルギ
ーを樹脂層に放射して微細な凹凸を形成する方法、電解
又は無電解分散メッキ法などにより形成することができ
る。

【００１６】また前記疎水性を与える方法としては、疎
水性シリカ、フルオロエチレン粒子などの無機・有機物
質の疎水性粒子を用いて凹凸面を形成し、その上に疎水
性樹脂をコーティングするなどの方法を用いることがで
きる。例えば、ポリテトラフルオロエチレン粒子を分散
したメッキ液で基板上にメッキすると、金属マトリクス
と共にポリテトラフルオロエチレン粒子が共析し、微細
な凹凸を基板上に形成することができる。

【００１７】その他の方法として、いわゆるゾル−ゲル
法を応用した方法を用いることもできる。即ち、金属ア
ルコキシド及び疎水性基、例えばフッ素置換アルキル基
などを有する金属アルコキシドを、無機酸化物質微粒子
の存在させ、又は存在させずに脱アルコール反応を伴う
脱水縮合を行わせてゾル状物を形成し、このゾル状物を
対象面に塗布し、無機酸化物微粒子の存在下にゲル化さ
せて気体保持能を有する面を形成する方法を、本出願人
は開発している。

【００１８】使用しうる前記無機酸化物には、特に限定
はないが、好ましくはシリカ、カオリン、タルク、アル
ミナ、酸化アルミナ、酸化チタン、酸化鉄、酸化亜鉛な
どである。これらの酸化物の表面は、空気中の水分によ
り水酸基が生成する。この水酸基もゾル化反応、ゲル化
反応に寄与する。以上説明したように、本発明に使用す
る気体膜保持面の形成方法は、特定の方法に限定され
ず、各種の方法により形成することができる。

【００１９】酸化性液体の調整は、水あるいは海水等
に、酸化性物質として塩素、オゾン、次亜塩素酸ナトリ
ウムなどを、予め溶解させて調整する。このとき、溶解
液中の酸化性液体の濃度は、飽和濃度まで利用できる
が、経済性、安全性を考慮して適宜の濃度に調整すれば
よい。また、塩水、海水電界装置により次亜塩素酸ナト
リウムを含む電界液として供給する方法を用いることも
こともできる。

【００２０】また、流体が海水の場合は、気体供給口の
海水流れの上流側に、海水電解用電極を設け、海水流れ
の中で直接海水を電解し、陽極より発生する塩素を含む
海水を下流側に形成されている気体膜側に流下させる方
法もある。前記気体膜形成用気体、酸化性気体又は液体
を流体中に供給する位置は、没水表面の上流側とする必
要があるが、必ずしも最上流位置のみとする必要はな
く、当該没水表面の流れに沿って分割して供給してもよ
い。ノズルから吹き出された気体は、直ちに気体膜を形
成しながら下流側に流れる。

【００２１】また前記酸化性気体又は液体の供給は、予
め気体膜形成用気体に予め混入して流体に吹き出しても
よく、また別々に、例えは気体膜形成用気体の供給口の
上流側の流体中に直接吹き出すようにしてもよい。前記
酸化性気体を気体膜形成用気体に混入する方法は、特に
限定はなく、気体膜形成用気体に同伴させればよく、液
状のまま流体中に流出させることでよい。具体的には、
混入量は僅かな量であるので、両気体の配管を単に結合
するだけでよい。但し、霧化させたり、噴霧させるな
ど、気体中に液体を浮遊させる従来からの手段を用いる
ことを妨げるものではない。

【００２２】また混入した際の酸化性気体濃度は、特に
限定されないが、安全性、経済性を考慮した濃度とし
て、塩素、オゾンに対しては通常、０．１〜５０ｐｐ
ｍ、好ましくは１〜２０ｐｐｍとするのでよい。酸化性
気体又は液体の供給は、連続的であってもよいし、間欠
的であってもよい。前記のとおり気体保持能を有する面
は、微細な凹凸部を有し、且つ少なくとも凸部の頂部は
疎水性とするので、この面が空気中から水中に没した場
合、水圧、空気と水との界面張力の作用により、空気は
凹部内に封じ込められて気体膜が形成され、銀色を呈す
るようになる。

【００２３】この気体膜は、外乱を受けて気体保持能を
有する面に形成されている気体間から気泡として分離し
ようとしても、気泡を引き止める吸引力が作用し、簡単
に剥離することがない。そして膜面を流れる水流により
空気が離脱した場合には、この部分に気体膜形成用気体
（例えば空気）が供給されると、補給された気体と水と
の表面エネルギーを減少させようとする力が働くため、
既に存在していた気体と合体して、気体保持面に剥離し
がたい強い気体膜は再生する。

【００２４】その結果、極めて少ない動力により少量の
空気を供給するのみで気体膜を保持することができ、こ
の気体膜が水と気体保持面との直接の接触を妨げるため
流体摩擦抵抗を低減させる効果、及び水中の微生物・有
機物などが気体膜保持面に付着することを防止する効果
とが得られる。しかしこのような流体摩擦抵抗低減効
果、微生物・有機物付着防止効果も、気体保持能を有す
る面の性状が維持されて初めて達成されるものであり、
表面状態が変化すれば、有効な空気膜を形成することが
できない。

【００２５】したがって、河川、湖沼、ダム、海水など
に没水表面を有する構造物の場合には、長期間の間に気
体保持能を有する面に海水中の有機物や微生物が付着す
ることで疎水性が失われ、有効な空気膜を形成できなく
なるおそれがある。しかしながら、没水表面近傍に前記
例示の酸化性物質をガス状あるいは液状で供給すれば、
気体保持面への有機物、微生物の付着を防止すると共
に、気体保持面上の微生物が死滅し、又付着した有機物
が酸化されて除去され、気体膜形成能を長期間維持する
ことができる。

【００２６】

【実施例】以下添付の図面を参照して実施例により本発
明を具体的に説明する。なお実施例１〜３は本発明を船
舶、液体輸送管などで問題となる流体摩擦抵抗低減効果
の維持に関する実施例であり、実施例４は停泊中の船
舶、ダムの取水管、橋脚など藻、貝などの定着性生物の
などの付着防止効果の維持に関する実施例である。〔実施例１〕実施例１の構造物の没水表面に形成した気
体膜保持方法に使用する試験片Ｔを以下のように調整し
た。即ち、アルミニウム平板上にシリコーン樹脂をエア
ースプレーガンで２０μｍの厚さの膜になるように塗布
し、このシリコーン樹脂膜が乾燥する前に、以下に説明
する疎水性シリカをシリコーン樹脂上に散布した。

【００２７】前記疎水性シリカは、平均粒径２μｍのシ
リカ粉に、パーフルオロオクチルエチルトリエトキシシ
ランCF₃(CF₂)₇C₂H₄Si(OC₂H₅)₃によって表面処理したも
のである。次いで前記アルミニウム平板を裏面から支持
し、疎水性シリカ粒子の上からローラーで加圧すること
により、シリコーン樹脂中にシリカ粒子の一部を埋め込
み、一部を樹脂表面に突出させた。そして、この樹脂を
乾燥・固化させたのち、樹脂によって固定化されていな
いシリカ粒子を水流により洗い流し、試験片とした。

【００２８】前記によって得られた試験片Ｔは、水との
接触角が１６８°であり、空気中で水を乗せると、水は
試験片Ｔ上で水滴となり、試験片Ｔの表面を濡らすこと
ができない。この状態の試験片Ｔを水中に没すると、表
面が銀色に輝いて見えるようになり、水中で空気膜が形
成されたことが分かる。次に前記試験片Ｔを用いた実施
例１の構造物の没水表面に形成した気体膜保持方法を図
１，２によって説明する。図に示す流体摩擦抵抗試験ユ
ニット１は、内法寸法が５×１０ｍｍのアクリル樹脂性
矩形管（図２）からなり、天井部に前記試験片Ｔを、膜
面を下に向けて取付け、その上流側天井部に気体吹出し
口Ｆを設けたものである。矩形管内の水接触面積Ｓと試
験片Ｔの表面積ｓとの比（ｓ／Ｓ）は１／３である。

【００２９】前記試験片Ｔの効果を確認する試験を、図
１に示す試験装置によって行った。図１において、海水
系Ａは、海水Ｗをフィルター２、ポンプ３、バルブ４及
び流量計５を経て流体摩擦抵抗試験ユニット１に供給
し、排水管ａから流出させるようにした。なお図２に示
す符号ｆは海水の流れ方向を示す。また使用した海水Ｗ
は、常時新鮮な海水を汲み上げ、実際の海と同様の条件
で試験を行えるようにした。

【００３０】一方、気体系Ｂは、ミニコンプレッサー６
からバルブ７、流量計８を経て流れる空気（気体膜形成
用気体）と、塩素ボンベ11からバルブ12、流量計13を経
て流れる塩素が、合流点Ｊで混合され、前記流体摩擦抵
抗試験ユニット１の気体吹出し口Ｆに供給し、排水管ａ
を通じて排出するようにした。流体摩擦抵抗は、流体摩
擦抵抗試験ユニット１の試験片Ｔの上流側・下流側それ
ぞれに取付けた上流側圧力取出し口Ｐ₁・下流側圧力取
出し口Ｐ₂を設け、圧力差を差圧計９で測定するように
した。差圧計９にはピエゾ抵抗差圧計を使用し、差圧検
出信号をコンピュータ10に与え、差圧ΔＰを連続的に記
録できるようにした。

【００３１】測定条件は、海水流量１２リットル／分、空気
（気体膜形成用気体）流量４８０ミリリットル／分、空気中の
塩素濃度が１０ｐｐｍとなるように、塩素（酸化性気
体）流量を調整した。試験は、流体摩擦抵抗試験ユニッ
ト１に前記試験片Ｔを取付けた場合と、同形の平滑アク
リル板（図示せず）を取付けた場合とについて、差圧Δ
Ｐから、以下に示す〔数１〕式により管摩擦係数λを求
め、次いで〔数２〕式から摩擦抵抗低減量ＤＲを求め、
〔数３〕式から試験片Ｔ部分の摩擦抵抗低減量ＤＲ′を
求めた。

【００３２】

【数１】但し、動水半径をｒ_H（管路断面積を流体に接する管路
の浸辺長で除した値で定義される）で表すと、ｄ＝４ｒ
_Hである。式中のＬは管の長さを、ρは海水の密度を、
ｕ_mは管内海水の平均流速をそれぞれ表す。

【００３３】

【数２】但し、λ₀は平滑アクリル板装着時の摩擦係数を、λ₁
は試験片Ｔ装着時の摩擦係数をそれぞれ表す。

【００３４】

【数３】

【００３５】前記測定条件の下で、流体摩擦抵抗試験ユ
ニット１に、平滑アクリル板を取付けた場合と、試験片
Ｔを取付けた場合とについて、前記差圧ΔＰを測定した
結果から、摩擦係数λ_0,λ₁及び摩擦抵抗低減量ＤＲ_,
ＤＲ′を求めた結果を表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】以上の結果から、試験片の流体摩擦抵抗低
減効果が大きいことが理解される。更に、試験片Ｔを装
着したまま、この流体摩擦抵抗試験を６ヶ月間実施した
ところ、ＤＲの低下は認められなかった。〔比較例〕実施例１と同様の方法で作製した気体膜形成
表面を有する試験片Ｔを、実施例１と同様の流体摩擦抵
抗試験ユニット１に装着し、海水流量１２リットル／分、空
気流量を４８０ミリリットル／分に調整し、塩素吹き出しを行
わない状態で流体摩擦試験を６ヶ月間連続実施した結果
を表２に示す。

【００３８】

【表２】表２の結果から明らかなとおり、塩素（酸化性気体）を
使用しない場合には、摩擦抵抗低減量ＤＲは、実施例１
と同様の値を示すが、時間の経過と共に大幅低下するこ
とが認められた。

【００３９】〔実施例２〕実施例１と同様の方法により
作製した試験片Ｔを、図３に示す試験装置を用いて実施
例２の流体摩擦抵抗低減試験を行った。

【００４０】図３において、海水系Ａは、海水Ｗをフィ
ルター22、ポンプ23、バルブ24及び流量計25を経て１２
リットル／分の割合で供給した。また、酸化性溶液槽31に貯
留した有効塩素濃度１％の次亜塩素酸ナトリウム水溶液
を、定量ポンプ32にり１．２ミリリットル／分の割合で汲み出
し、合流点Ｊにおいて、有効塩素濃度１ｐｐｍとなるよ
うに海水Ｗに混入した。

【００４１】前記の有効塩素濃度１ｐｐｍとした海水を
流体摩擦抵抗試験ユニット１に供給し、排水管ａから流
出させた。なお、流体摩擦抵抗試験ユニット１は、図２
に示すアクリル樹脂性矩形管を使用した。一方、気体系
Ｂは、ミニコンプレッサ26からバルブ27、流量計28を経
て４８０ミリリットル／分の割合で、空気（気体膜形成用気
体）を流体摩擦抵抗試験ユニット21の気体吹出し口Ｆに
供給し、排水管ａから海水と共に排出し、実施例１と同
様にして差圧ΔＰを差圧計29で測定するようにした。

【００４２】前記差圧計29には、実施例１と同様のピエ
ゾ抵抗差圧計を使用し、差圧検出信号をコンピュータ30
に与え、連続的に記録し、この状態で６ヶ月間連続試験
を行った。摩擦抵抗低減量ＤＲは、実施例１と同様の方
法で求めた結果、流体摩擦抵抗試験開始直後の値は、１
６．１％であり、６ヶ月間変化がなかった。〔実施例３〕図４は実施例３の構造物の没水表面に形成
した気体膜保持方法の効果を確認するための試験装置で
あり、使用する流体摩擦抵抗試験ユニット41は、前記と
同様に図２に示すアクリル樹脂性矩形管を使用した。

【００４３】海水系Ａは、海水Ｗをフィルター42、ポン
プ43、バルブ44及び流量計45を経て流体摩擦抵抗試験ユ
ニット41の矩形管内に、１２リットル／分の割合で供給し、
排水管ａから外部に流出させた。一方、気体系Ｂは、ミ
ニコンプレッサー46からバルブ47、流量計48を経て４８
０ミリリットル／分の割合で空気（気体膜形成用気体）を、合
流点Ｊに供給した。また、酸化性溶液槽51に貯留した有
効塩素濃度１％の次亜塩素酸ナトリウム溶液を定量ポン
プ52によって、１．２ミリリットル／分の割合で汲み出し、前
記気液混合器53に供給した。

【００４４】前記合流点Ｊは、添加する次亜塩素酸ナト
リウム溶液量が僅かであるので、単に気体用配管と液体
用配管とを結合するだけの簡単なもので容易に混入させ
ることができる。そして次亜塩素酸ナトリウム液を同伴
した気体は、流体摩擦抵抗試験ユニット41の気体吹出し
口Ｆに供給し、前記排水管ａから外部に排出するように
した。

【００４５】流体摩擦による流体摩擦抵抗試験ユニット
41の上流側圧力取出し口Ｐ₁と下流側圧力取出し口Ｐ₂
との間の差圧ΔＰを差圧計49で測定するようにした。前
記差圧計49には、ピエゾ抵抗差圧計を使用し、差圧検出
信号をコンピュータ50に与え、連続的に記録し、この状
態で６ヶ月間連続試験を行った。摩擦抵抗減量ＤＲは、
実施例１と同様の方法で求めた結果、流体摩擦抵抗試験
開始直後の値は、１５．６％であり、６ヶ月間変化がな
かった。〔実施例４〕図５は、実施例４の構造物の没水表面に形
成した気体膜保持方法の効果を、桟橋、取水管などの没
水表面の海中微生物の付着などによる気体膜保持効果に
より確認するための試験装置である。試験片Ｔには、２
０cm×４０cmのアルミニウム板の両面に、実施例１と同
様の方法で疎水性の微細凹凸表面を形成したものを使用
した。

【００４６】図５において、前記試験片Ｔは常時新鮮な
海水Ｗが循環する水槽（図示せず）に固定した。試験片
Ｔを海水中に入れると、表面には直ちに剥離しがたい空
気膜を形成し、銀色を呈した。試験片Ｔの一方の面（図
に示した側の面）の下端部に、空気（気体膜形成用気
体）の吹出し管61を配置し、試験片Ｔに向けて複数の気
体吹出し口Ｆを、所定の間隔を開けて開口させた。

【００４７】吹出し管61に供給する空気は、ミニコンプ
レッサー56、バルブ57、流量計58を通じて海水中に吹き
出させた。また、酸化性の気体（塩素）は、塩素ガスボ
ンベ71からバルブ72、流量計73を通じて供給し、合流点
Ｊに空気（気体膜形成用気体）に混合し、塩素５ｐｐｍ
を含む空気を５００ミリリットル／分の割合で試験片Ｔの一方
の面に供給した。

【００４８】吹出し口Ｆから試験片Ｔに噴出された微量
塩素含有空気は、直ちに前記気体膜と合体した。供給さ
れた空気量が試験片Ｔ表面の気体保持能力を越えた分
は、浮力によって膜内を上昇し、水面から順次大気中に
放出される。したがって、気体膜内の空気は、常時新鮮
な空気と置換されることとなり、常時塩素が気体膜全体
に供給され、没水表面に付着する海水を酸化可能に保つ
ことができる。

【００４９】以上の状態を室温で１年間継続したとこ
ろ、吹出し管61を設けない側の試験片Ｔの没水表面は、
海中微生物が徐々に付着し、気体膜を保持した部分が殆
ど消失していた。これに対し、微量塩素含有空気を供給
し続けた側の没水表面は、海中生物が付着せず、良好な
防汚効果を維持できることが確認された。したがって、
藻、ふじつぼ、貝などの定着性水中生物が没水表面に付
着して起こる様々な障害を長期間防止することができ
る。例えば、吹出し口Ｆの取付け位置を工夫すること
で、船舶が航行しているときの流体摩擦抵抗低減と停泊
しているときの海中微生物の付着との両方を防止するこ
とが可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構造物の
没水表面に形成した気体膜保持方法は、没水表面に疎水
性の微細凹凸面からなる気体保持面を形成し、この面
に、気体膜形成用気体と、酸化性の気体又は液体を供給
するようにしたので、気体保持面への有機物・微生物の
付着を防止すると共に、気体保持面に付着した流体中に
浮遊する有機物や微生物が除去され、没水表面の気体膜
保持能を長期間維持することができる。

【００５１】したがって、航行する船舶や、液体輸送管
の初期の流体摩擦抵抗低減による、船舶の高速化、海水
などをパイプで輸送する際のエネルギーロスの低減、停
泊する船舶、ダムの取水管など没水表面に水中生物が付
着することによる障害などを防ぐことができ、これらの
効果により極めて大きい経済的利益が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構造物の没水表面に形成し
た気体膜保持方法による流体摩擦抵抗低減効果を試験す
る試験装置の概要説明図である。

【図２】図１の部分斜視図を一部破断して示した図であ
る。

【図３】本発明の実施例２の構造物の没水表面に形成し
た気体膜保持方法による流体摩擦抵抗低減効果を試験す
る試験装置の概要説明図である。

【図４】本発明の実施例３の構造物の没水表面に形成し
た気体膜保持方法による流体摩擦抵抗低減効果を試験す
る試験装置の概要説明図である。

【図５】本発明の実施例３の構造物の没水表面に形成し
た気体膜保持方法により、海水が流動していない状態で
の微生物などの付着防止効果を試験する試験装置の概要
説明図である。

【符号の説明】

１流体摩擦抵抗試験ユニット３ポンプ５流量計６ミニコンプレッ
サー８流量計９差圧計 10 コンピューター 11 塩素ガスボンベ 13 流量計 21 流体摩擦抵抗試
験ユニット 25 流量計 26 ミニコンプレッ
サー 28 流量計 29 差圧計 30 コンピューター 31 酸化性溶液槽 32 定量ポンプ 41 流体摩擦抵抗試
験ユニット 43 ポンプ 45 流量計 46 ミニコンプレッサー 48 流量計 49 差圧計 10 コンピューター 51 酸化性溶液槽 52 定量ポンプ 56 ミニコンプレッサー 58 流量計 61 吹出し管 71 塩素ガスボンベ 73 流量計Ｔ試験片Ｆ吹出し口Ｗ海水

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】用水、海水など有機物、微生物を含む水
に没する部分を有する構造物において、没水表面に、少
なくとも凸部を疎水性にした微細な凹凸面からなる気体
保持能を有する面を形成し、この面に保持される気体膜
を構成する気体が浮力、水流等によって持ち去られる方
向の上流側に、酸化性の気体又は液体を混入した気体膜
形成用気体を供給し、前記気体保持能を有する面に形成
される気体膜に酸化力を与えるようにした構造物の没水
表面に形成した気体膜保持方法。
【請求項２】用水、海水など有機物、微生物を含む水
に没する部分を有する構造物において、没水表面に、少
なくとも凸部を疎水性にした微細な凹凸面からなる気体
保持能を有する面を形成し、この面に保持される気体膜
を構成する気体が浮力、水流等によって持ち去られる方
向の上流側に、気体膜形成用気体、及び、酸化性の気体
又は液体を別々に供給し、前記気体保持能を有する面に
形成される気体膜の周囲の前記水性液体に酸化力を与え
るようにした構造物の没水表面に形成した気体膜保持方
法。
【請求項３】前記構造物が航行中の船舶、液体輸送管
など、前記水が没水表面を一定の方向に流れる流体であ
り、前記上流側が、主として前記流体の流れる方向に対
する上流側である請求項１又は２記載の流体構造物の没
水表面に形成した気体膜保持方法。
【請求項４】前記構造物が停泊中の船舶、取水管、橋
脚など、流動性が比較的少ない水に接する構造物であ
り、前記上流側が、気体保持能を有する面の主として下
方向である請求項１又は２記載の流体構造物の没水表面
に形成した気体膜保持方法。
【請求項５】前記構造物が停泊中の船舶の船底その他
水平状の没水表面を有し、且つ前記水の流動性が比較的
少ない構造物であって、前記気体が持ち去られる方向が
特定されない場合の気体膜形成用気体、及び、酸化性の
気体又は液体の供給位置を、前記没水表面の任意の位置
とした請求項１又は２記載の流体構造物の没水表面に形
成した気体膜保持方法。
【請求項６】前記気体膜形成用気体が空気である請求
項１又は２記載の構造物の没水表面に形成した気体膜保
持方法。
【請求項７】前記酸化性気体が、塩素又はオゾンであ
る請求項１又は２記載の構造物の没水表面に形成した気
体膜保持方法。
【請求項８】前記酸化性の液体の活性成分が塩素、次
亜塩素酸、次亜塩素酸塩、オゾンからなる群から選ばれ
た１種以上の物質である請求項１又は２記載の構造物の
没水表面に形成した気体膜保持方法。