(57)【要約】      （修正有）【課題】気泡が多い水を適切に気液分離することが可能な気液分離装置を提供する。【解決手段】気液分離装置１は、底部７に第１開口部４を有する容器部と、容器部の上面に、端部の第２開口部５ａが接続した排気管５と、容器部の上面を貫通し、端部の第３開口部６ａが容器部の内部へ達する排水管６と、容器部に、第３開口部６ａよりも高く、第２開口部５ａよりも低くなるように、第１開口部４から気泡を含む水が入り、水が前記第３開口部６ａから排水され、気泡が第２開口部５ａから排気されるとき、容器部内の前記水の流路の途中に、水の流れを遅くするように設けられた抵抗体１１とを具備する。【選択図】図２
2014125034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に第１開口部を有する容器部と、
前記容器部の上面に、端部の第２開口部が接続した排気管と、
前記容器部の上面を貫通し、端部の第３開口部が前記容器部の内部へ達する排水管と、
前記容器部に、前記第３開口部よりも高く、前記第２開口部よりも低くなるように、前記第１開口部から気泡を含む水が入り、前記水が前記第３開口部から排水され、前記気泡が前記第２開口部から排気されるとき、前記容器部内の前記水の流路の途中に、前記水の流れを遅くするように設けられた抵抗体と
を具備する
気液分離装置。
【請求項２】
請求項１に記載の気液分離装置において、
前記抵抗体は、前記第１開口部の上方を覆うように設けられ、前記水が通り抜け可能な網状部材又は多孔体部材を含む
気液分離装置。
【請求項３】
請求項２に記載の気液分離装置において、
前記抵抗体は、前記網状部材又は多孔体部材に、前記水の流れる方向に凹な曲面を有する
気液分離装置。
【請求項４】
請求項１に記載の気液分離装置において、
前記抵抗体は、前記第１開口部の上方を覆うように設けられ、前記水の流路を前記第３開口部に対して遠回りとするような板状部材を含む
気液分離装置。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項に記載の気液分離装置において、
前記容器部を、前記第２開口部の下側を含む第１領域と、前記第３開口部を含む第２領域とに区切り、前記容器部の上面の高さよりも低い仕切り壁を更に具備し、
前記抵抗体は、前記第１領域における、前記仕切り壁の高さより低い位置に設けられている
気液分離装置。
【請求項６】
請求項１に記載の気液分離装置において、
前記容器部を、前記第２開口部の下側を含む第１領域と、前記第３開口部を含む第２領域とに区切り、前記容器部の上面の高さよりも低い仕切り壁を更に具備し、
前記抵抗体は、前記第２領域における、前記仕切り壁の高さより低く、前記第３開口部の高さよりも高い範囲に、前記排水管を囲み、前記第２領域を覆うように設けられた網状部材、多孔体部材又はスリット孔を有する部材である
気液分離装置。
【請求項７】
船体の船底に設けられ、底部の第１開口部から気泡を含む水を取得し、気液分離を行う請求項１乃至６のいずれか一項に記載の気液分離装置を具備する
船舶。
【請求項８】
請求項７に記載の船舶において、
前記船底に設けられた空気吹き出し口から空気を水中に吹き出す空気吹き出し装置を更に具備し、
前記気液分離装置は、前記船底に設けられ、前記第１開口部が前記空気吹き出し口より船尾側に配置されたシーチェストである
船舶。
【請求項９】
請求項７に記載の船舶において、
前記船底に設けられた空気吹き出し口から空気を水中に吹き出す空気吹き出し装置を更に具備し、
前記気液分離装置は、前記船底に設けられ、前記第１開口部が前記空気吹き出し口より船尾側に配置された空気回収装置である
船舶。
【請求項１０】
気液分離装置の気液分離方法であって、
ここで、前記気液分離装置は、
底部に第１開口部を有する容器部と、
前記容器部の上部に、端部の第２開口部が接続した排気管と、
前記容器部の上部を貫通し、端部の第３開口部が前記容器部の内部へ達する排水管と、
前記容器部内に、前記第１開口部と前記第３開口部との間の水の流路の途中に、前記水の流れを遅くするように設けられた抵抗体と
を具備し、
前記気液分離装置の気液分離方法は、
前記容器部に、前記第３開口部よりも高く、前記第２開口部よりも低くなるように、前記第１開口部から気泡を含む水を入れるステップと、
前記抵抗体により、前記容器部内の前記水の流路の途中で、前記水の流れを遅くするステップと、
前記水を前記第２開口部から排水し、前記気泡を前記第３開口部から排気するステップと
を具備する
気液分離装置の気液分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気液分離装置および船舶に関し、特に船舶の船底に設けられる気液分離装置およびその船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
船舶の抵抗低減方法として空気潤滑法が知られている。例えば、特許第５０２２３４６号公報に、船体摩擦抵抗低減装置が開示されている。この船体摩擦抵抗低減装置は、気泡を発生させて船底に気泡膜を形成することにより、航行する船体の摩擦抵抗を低減する。この船体摩擦抵抗低減装置は、エアーチャンバと、複数の空気噴出孔と、シーチェストと、供給管とを備えている。エアーチャンバは、船体内部の船底に配設されている。複数の空気噴出孔は、エアーチャンバの底部となる前記船底に列設して形成されている。シーチェストは、エアーチャンバを被覆するように船体内部の船底に配設されている。供給管は、空気供給源から供給される空気が複数の空気噴出孔へ向けて流れる。供給管は、シーチェストを貫通して、エアーチャンバに接続されている。
【０００３】
船底に空気を送り込み気泡流にして船底に流し込む空気潤滑システムを搭載した船舶では、船舶の冷却水等を取り込むシーチェスト内に多量の気泡（空気）が流れ込む現象が生じる。図１は、シーチェストの構造を模式的に示す斜視図である。シーチェスト１０１は、容器部１０２と、排気管１０５と、排水管１０６と、仕切り壁１０３とを具備している。容器部１０２は、底部１０７に第１開口部１０４を有している。排気管１０５は、容器部１０２の上面に、端部の第２開口部１０５ａが接続している。排水管１０６は、容器部１０２の上面を貫通し、端部の第３開口部１０６ａが容器部１０２の内部へ達する。仕切り壁１０３は、容器部１０２を、第２開口部１０５ａの下側を含む第１領域１０２−１と、第３開口部１０６ａを含む第２領域１０２−２とに区切り、容器部１０２の上面の高さよりも低い。このシーチェスト１０１は、気液分離装置として動作する。すなわち、容器部１０２に、第３開口部１０６ａよりも高く、第２開口部１０５ａよりも低くなるように、第１開口部１０４から気泡Ｂを含む水Ｗが入る。水Ｗと気泡Ｂとは分離され、水Ｗが第３開口部１０６ａから排水され、気泡Ｂが第２開口部１０５ａから排気される。
【０００４】
シーチェスト１０１の構造は、図に示されるように、タンク式の気液分離装置である。空気潤滑システムを搭載した船舶のシーチェスト１０１は、通常の船舶と比較して、船底に多量の気泡が存在している。そのため、シーチェスト１０１は、通常の船舶と比較して、多量の気泡を内部に取り込むことになる。シーチェスト１０１は、気液分離した水のみを冷却水等として排水管１０６から船内へ引き込む。ここで、多量の気泡を含む水をシーチェスト１０１内に吸い込んだ場合、気泡径が小さいと、気泡と水とを分離しきれず、排水管１０６に気泡を吸い込んでしまうおそれがある。そうなると、排水管１０６内のボイド率が上昇し、排水ポンプで空気かみこみ等の不具合を生じる可能性が高くなる。気泡が多い場合でも、適切に気液分離することが可能な技術が望まれる。気泡が多い場合でも、気泡が排水と共に送出されることを抑制可能な技術が求められる。
【０００５】
関連する技術として、特開２００９−２４８８３１号公報に船舶の気泡巻き込み防止装置が開示されている。この船舶の気泡巻き込み防止装置は、船舶と、気体噴出口と、送気手段と、プロペラ手段とを具備している。気体噴出口は、この船舶の少なくとも船底に気泡を噴出する。送気手段は、この気体噴出口に気体を送気する。プロペラ手段は、船舶の船体の船尾に設けられている。気体噴出口の後方で前記プロペラ手段の前方に少なくとも気泡を吸い込む気泡吸い込み手段を設け、吸い込んだ気泡を外部へ排出している。気泡吸い込み手段は、吸い込んだ気泡と水とを分離する気液分離機構を有していて、分離した水を船舶の他の用途に利用してもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５０２２３４６号公報
【特許文献２】特開２００９−２４８８３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、気泡が多い場合でも、適切に気液分離が可能な気液分離装置および船舶を提供することにある。また、本発明の他の目的は、気泡が多い場合でも、気泡が排水と共に送出されることを抑制可能な気液分離装置および船舶を提供することにある。
【０００８】
この発明のこれらの目的とそれ以外の目的と利益とは以下の説明と添付図面とによって容易に確認することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、発明を実施するための形態で使用される番号・符号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号・符号は、特許請求の範囲の記載と発明を実施するための形態との対応関係を明らかにするために括弧付きで付加されたものである。ただし、それらの番号・符号を、特許請求の範囲に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
本発明の気液分離装置は、容器部（２）と、排気管（５）と、排水管（６）と、抵抗体（１１、１２、１３、１４、１５）とを具備している。容器部（２）は、底部（７）に第１開口部（４）を有している。排気管（５）は、容器部（２）の上面に、端部の第２開口部（５ａ）が接続している。排水管（６）は、容器部（２）の上面を貫通し、端部の第３開口部（６ａ）が容器部（２）の内部へ達している。抵抗体（１１、１２、１３、１４、１５）は、容器部（２）に、第３開口部（６ａ）よりも高く、第２開口部（５ａ）よりも低くなるように、第１開口部（４）から気泡を含む水が入り、水が第３開口部（６ａ）から排水され、気泡が第２開口部（５ａ）から排気されるとき、容器部（２）内の水の流路の途中に、水の流れを遅くするように設けられている。
【００１１】
上記の気液分離装置において、抵抗体（１１、１２）は、第１開口部（４）の上方を覆うように設けられ、水が通り抜け可能な網状部材又は多孔体部材を含むことが好ましい。
【００１２】
上記の気液分離装置において、抵抗体（１１、１２）は、網状部材又は多孔体部材に、水の流れる方向に凹な曲面を有することが好ましい。
【００１３】
上記の気液分離装置において、抵抗体（１３、１４）は、第１開口部（４）の上方を覆うように設けられ、水の流路を第３開口部（６ａ）に対して遠回りとするような板状部材を含むことが好ましい。
【００１４】
上記の気液分離装置において、容器部（２）を、第２開口部（５ａ）の下側を含む第１領域（２−１）と、第３開口部（６ａ）を含む第２領域（２−２）とに区切り、容器部（２）の上面の高さよりも低い仕切り壁（３）を更に具備していることが好ましい。抵抗体（１１、１２、１３）は、第１領域（２−１）における、仕切り壁（３）の高さより低い位置に設けられていることが好ましい。
【００１５】
上記の気液分離装置において、容器部（２）を、第２開口部（５ａ）の下側を含む第１領域（２−１）と、第３開口部（６ａ）を含む第２領域（２−２）とに区切り、容器部（２）の上面の高さよりも低い仕切り壁（３）を更に具備していることが好ましい。抵抗体（１５）は、第２領域（２−２）における、仕切り壁（３）の高さより低く、第３開口部（６ａ）の高さよりも高い範囲に、排水管（６）を囲み、第２領域（２−２）を覆うように設けられた網状部材、多孔体部材又はスリット孔を有する部材であることが好ましい。
【００１６】
本発明の船舶は、船底（２３）に設けられ、底部（７）の第１開口部（４）から気泡を含む水を取得し、気液分離を行う上記段落のいずれか一項に記載の気液分離装置（１）を具備している。
【００１７】
上記の船舶において、船底（２３）に設けられた空気吹き出し口から空気を水中に吹き出す空気吹き出し装置（３１〜３３）を更に具備していることが好ましい。気液分離装置（１）は、船底（２３）に設けられ、第１開口部（４）が空気吹き出し口より船尾（２２）側に配置されたシーチェスト（５５）であることが好ましい。
【００１８】
上記の船舶において、船底（２３）に設けられた空気吹き出し口から空気を水中に吹き出す空気吹き出し装置（３１〜３３）を更に具備していることが好ましい。気液分離装置（１）は、船底（２３）に設けられ、第１開口部（４）が空気吹き出し口より船尾（２２）側に配置された空気回収装置（４１〜４３）であることが好ましい。
【００１９】
本発明の気液分離装置の気液分離方法において、気液分離装置は、底部（７）に第１開口部（４）を有する容器部（２）と、容器部（２）の上部に、端部の第２開口部（５ａ）が接続した排気管（５）と、容器部（２）の上部を貫通し、端部の第３開口部（６ａ）が容器部（２）の内部へ達する排水管（６）と、容器部（２）内に、第１開口部（４）と第３開口部（６ａ）との間の水の流路の途中に、水の流れを遅くするように設けられた抵抗体（１１、１２、１３、１４、１５）とを具備している。気液分離装置の気液分離方法は、容器部（２）に、第３開口部（６ａ）よりも高く、第２開口部（５ａ）よりも低くなるように、第１開口部から気泡を含む水を入れるステップと、抵抗体（１１、１２、１３、１４、１５）により、容器部（２）内の水の流路の途中で、水の流れを遅くするステップと、水を第２開口部（５ａ）から排水し、気泡を第３開口部（６ａ）から排気するステップとを具備している。
【発明の効果】
【００２０】
本発明により、気泡が多い場合でも、適切に気液分離することが可能となる。また、本発明により、気泡が多い場合でも、気泡が排水と共に送出されることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、シーチェストの構造を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、第１の実施の形態に係る気液分離装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、第２の実施の形態に係る気液分離装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、第３の実施の形態に係る気液分離装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、第３の実施の形態に係る気液分離装置の構成の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、第４の実施の形態に係る気液分離装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、第４の実施の形態に係る気液分離装置の構成の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、第５の実施の形態に係る気液分離装置を適用した摩擦抵抗低減型の船舶の構成を模式的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る気液分離装置および船舶について説明する。
【００２３】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る気液分離装置の構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る気液分離装置の構成を模式的に示す斜視図である。気液分離装置１は、船舶の船底や船側などに設けられ、船外から気泡を含む水を取り込み、気体および水を分離して、それぞれ送出する。気液分離装置１は、例えば、船舶のエンジンの冷却水等に用いる水を取り込むシーチェストである。気液分離装置１は、容器部２と、排気管５と、排水管６と、抵抗体１１と、仕切り壁３とを具備している。
【００２４】
容器部２は、底部７に第１開口部４を有し、気泡を含む水Ｗが取り込まれる容器である。排気管５は、気泡を送出する配管であり、容器部２の上面に、端部の第２開口部５ａが接続されている。排水管６は、水を送出する配管であり、容器部２の上面を貫通し、端部の第３開口部６ａが容器部２の内部へ達している。仕切り壁３は、容器部２を、第２開口部５ａの下側を含む第１領域２−１と、第３開口部６ａを含む第２領域２−１とに区切る。仕切り壁３の高さは、容器部２の上面の高さよりも低い。気泡および水は仕切り壁３を透過しない。抵抗体１１は、容器部２の水の流路の途中に設けられ、その水の流れを遅くする（流速を減少させる）。抵抗体１１は、第１領域２−１における、仕切り壁３の高さより低い位置に設けられている。
【００２５】
抵抗体１１は、第１開口部４の上方の第１領域２−１を覆うように設けられている。抵抗体１１は、水が通り抜け可能な網状部材又は多孔体部材を含んでいる。ただし、水は、通り抜け可能であるが、流路の断面積は小さくなるため、その流量が制限される。したがって、抵抗体１１の直前で水の流速は低下する。抵抗体１１の網状部材又は多孔体部材は、金属製の網や多孔体に例示される。
【００２６】
容器部２には、第３開口部６ａよりも高く、仕切り壁３の上面よりも高く、第２開口部５ａよりも低くなるように、第１開口部４から気泡を含む水が入り、水が第３開口部６ａから排水され、気泡が第２開口部５ａから排気される。そのとき、抵抗体１１は、容器部２内の水の流路の途中に、水の流れを遅くするように設けられている。
【００２７】
容器部２における底部７は、船舶の船底や船側に対応している。図２の例では、船底２３である。ただし、容器部２における底部７以外の側面や上面の部分が、船舶の船底や船側に対応していても良い。言い換えると、容器部２はエアーレセスであっても良い。その場合、底部７は、船舶の他の箇所における船底や船側と同じ材料で形成され、底部７以外の部分とは溶接などで接合されている。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る気液分離装置の動作（気液分離装置の気液分離方法）について説明する。
【００２９】
水面が、第３開口部６ａよりも高く、仕切り壁３の上面よりも高く、抵抗体１１よりも高く、第２開口部５ａよりも低くなるように、第１開口部４から気泡を含む水が容器部２に入る。そのとき、第１開口部４と第３開口部６ａとの間の水の流路、すなわち、第１開口部４から第１領域２−１を経由して第２領域２−２に至り第３開口部６ａに達する流路の途中に抵抗体１１がある。そのため、抵抗体１１の網状部材又は多孔体部材を水は通り抜ける必要がある。流路の断面積は小さくなるため、その網状部材又は多孔体部材を水が通り抜けるとき、水の速度が低下する（流れが遅くなる）。それにより、水に含まれる多数の気泡の一部、特に直径の小さな気泡は、表面張力の効果により網状部材や多孔体部材に付着する。付着した気泡は、周辺の気泡や後から流れてくる気泡と合体して、直径の大きな気泡となる。そのため、それらの気泡は、直径が大きいために、その後に水流で流されたとき、他の気泡と更に合体し易く、また、水流よりも浮力の影響を受け易くなる。その結果、その気泡は、益々直径を大きくしつつ、水流で第３開口部６ａに達するよりも前に、浮力により水面に達して、気体として水中から除去される。このような現象が、抵抗体１１の全面で起こるため、水の中の多数の気泡は、大きな直径を有する気泡となり、浮力により水面に達して、気体となって水から分離・除去される。その後、その気体は第２開口部５ａから排気され、水は第３開口部６ａから排水される。
【００３０】
以上のように、本実施の形態に係る気液分離装置は動作する。
【００３１】
本実施の形態では、気液分離装置において、気泡が多い水が入ってきた場合でも、水の流路に抵抗体を設けることにより、水の流速を低減させ気泡同士を合体させてその直径を大きくすることができる。その結果、気泡は水流に流されるよりも、浮力により水面に達し、気体として水中から除去される。すなわち、気泡が多い水が入ってきた場合でも、適切に気液分離することができ、気泡が排水と共に送出されることを抑制することができる。そして、排水管内のボイド率が低減され、排水ポンプで空気かみこみ等の不具合を生じる可能性が抑制される。
【００３２】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る気液分離装置の構成について説明する。本実施の形態では、抵抗体の構成の点で、第１の実施の形態と相違している。以下では、その相違点について主に説明する。
【００３３】
図３は、本実施の形態に係る気液分離装置の構成を模式的に示す斜視図である。気液分離装置１ａの抵抗体１２は、網状部材又は多孔体部材が、水の流れる方向に凹な曲面を有している点で、第１の実施の形態の気液分離装置１の抵抗体１１と相違している。
【００３４】
抵抗体１２は、具体的には、第１開口部４と第３開口部６ａとの間の水の流路、すなわち、第１開口部４から第１領域２−１を経由して第２領域２−２に至り第３開口部６ａに達する流路において、水の流れの向きに対して凹な曲面を有している。言い換えると、抵抗体１２は、水の流れを受け止めるように凹な曲面を有している。
【００３５】
その場合、水の流れの一部は、その凹面に沿って流れ、凹面の中央付近に集まる。それに伴い、水と共に流れる気泡も中央付近に集まる。その結果、直径の小さな気泡同士が合体して、直径の大きな気泡になり易くなる。その結果、気泡は水流に流されるよりも、浮力により水面に達し、気体として水中から除去される。
【００３６】
凹な曲面としては、半球状の窪みや、円錐状の窪みに例示される。また、図３に示される凹な曲面としては、大きな曲面が一個であるが、本実施の形態はこの例に限定されるものではない。例えば、相対的に小さな曲面を複数個設けても良い。また、その場合、複数の曲面は全て同じ曲面である必要はなく、位置により異なるようにしても良い。
【００３７】
本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
加えて、抵抗体が凹面を有しているので、より容易に、直径の小さな気泡同士をより直径の大きな気泡にすることができる。その結果、気泡が多い水が入ってきた場合でも、より適切に気液分離することができ、気泡が排水と共に送出されることをより抑制することができる。
【００３８】
（第３の実施の形態）
本発明の第３の実施の形態に係る気液分離装置の構成について説明する。本実施の形態では、抵抗体の構成の点で、第１の実施の形態と相違している。以下では、その相違点について主に説明する。
【００３９】
図４Ａは、本実施の形態に係る気液分離装置の構成を模式的に示す斜視図である。本実施の形態の気液分離装置１ｂの抵抗体１３は、水の流路を第３開口部６ａに対して遠回りとするような板を含む点で、網状部材又は多孔体部材を用いる第１の実施の形態の気液分離装置１の抵抗体１１と相違している。
【００４０】
抵抗体１３は、具体的には、第１開口部４と第３開口部６ａとの間の水の流路、すなわち、第１開口部４から第１領域２−１を経由して第２領域２−２に至り第３開口部６ａに達する流路において、水の流路が第３開口部６ａに対して遠回りとするような板を含んでいる。言い換えると、抵抗体１３は、第１領域２−１において、水が一度、第３開口部６ａから離れるように進んでから、再び第３開口部６ａへ向かうように水の水路を部分的に遮っている（邪魔している）。
【００４１】
また、抵抗体１３は、矩形形状の板状部材である。第１開口部４の上方の第１領域２−１を部分的に覆うように設けられている。一辺は仕切り壁３に接合し、対向する辺はその一辺に対して斜め上方となるように配置されている。第１開口部４から進入した水は、抵抗体１３（板状部材）にぶつかり、抵抗体１３に沿って斜め上方（図の左斜め上方向）に進む。そして、その板状部材と容器部２の壁面との間の幅の狭い領域を通過し、その後、右方向に進み、最終的に第３開口部６ａに入る。水は、幅の狭い領域を通過する上、最短経路ではなくより長い流路を移動する。
【００４２】
抵抗体１３は、（底部７と同一平面での）平面視で、第１開口部４を完全に覆っていることが好ましい。第１開口部４から入った気泡が抵抗体１３にぶつかることなく上方に移動することが無いようにするためである。
【００４３】
次に、本実施の形態に係る気液分離装置の動作（気液分離装置の気液分離方法）について説明する。
【００４４】
水面が、第３開口部６ａよりも高く、仕切り壁３の上面よりも高く、抵抗体１３よりも高く、第２開口部５ａよりも低くなるように、第１開口部４から気泡を含む水が容器部２に入る。そのとき、第１開口部４と第３開口部６ａとの間の水の流路、すなわち、第１開口部４から第１領域２−１を経由して第２領域２−２に至り第３開口部６ａに達する流路の途中に抵抗体１３がある。そのため、第１開口部４から進入した水は、抵抗体１３の板状部材にぶつかり、その板状部材に沿って斜め上方（図の左斜め上方向）に進む。そして、その板状部材と容器部２の壁面との間の幅の狭い領域を通過し、水面近傍に出る。その幅の狭い領域の直前では、水の速度が低下するとともに、水に含まれる多数の気泡が集中する。そのため、その領域に気泡が一時的に滞留し、周辺の気泡や後から流れてくる気泡と合体して、直径の大きな気泡となる。それにより、それらの気泡は、直径が大きいために、その後に水流で流されたとき、他の気泡と更に合体し易く、また、水流よりも浮力の影響を受け易くなる。また、狭い領域を通過するときの速度よりも、その後の広い領域を通過する速度の方が遅くなる。その点からも、気泡は、水流よりも浮力の影響を受け易くなる。その結果、その気泡は、益々直径を大きくしつつ、水流で第３開口部６ａに達するよりも前に、浮力により水面に達して、気体として水中から分離・除去される。その後、その気体は第２開口部５ａから排気され、水は第３開口部６ａから排水される。
【００４５】
以上のように、本実施の形態に係る気液分離装置は動作する。
【００４６】
この場合にも第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
それに加えて、抵抗体１３が板状部材なので低コストでありその製造が容易である。
【００４７】
（変形例）
図４Ｂは、本実施の形態に係る気液分離装置の構成の変形例を模式的に示す斜視図である。変形例の気液分離装置１ｃは、仕切り壁３を有していない点で、図４Ａの気液分離装置１ｂと相違している。したがって、変形例の気液分離装置１ｃの抵抗体１４は、図４Ａの気液分離装置１ｂと異なり、一辺が、仕切り壁３ではなく、底部７に接合している。その他については、変形例の気液分離装置１ｃは図４Ａの気液分離装置１ｂと同じである。
【００４８】
この場合にも図４Ａの場合と同様の効果を奏することができる。
それに加えて、仕切り壁３がないので低コストでありその製造が容易である。
【００４９】
（第４の実施の形態）
本発明の第４の実施の形態に係る気液分離装置の構成について説明する。本実施の形態では、抵抗体が第２領域に設けられている点で、第１の実施の形態と相違している。以下では、その相違点について主に説明する。
【００５０】
図５は、本実施の形態に係る気液分離装置の構成を模式的に示す斜視図である。本実施の形態の気液分離装置１ｄの抵抗体１５は、排水管６を囲み、第２領域２−２を覆うように設けられている点で、第１領域２−１を覆うように設けられている第１の実施の形態の気液分離装置１の抵抗体１１と相違している。
【００５１】
抵抗体１５は、具体的には、第２領域２−２における、仕切り壁３の高さより低く、第３開口部６ａの高さよりも高い範囲に、排水管６を囲み、第２領域２−２を覆うように設けられている。抵抗体１５は、水が通り抜け可能な網状部材又は多孔体部材を含んでいる。ただし、水は、通り抜け可能であるが、流路の断面積は小さくなるため、その流量が制限される。したがって、抵抗体１５の直前で水の流速は低下する。抵抗体１５の網状部材又は多孔体部材としては、金属製の網や多孔体に例示される。
【００５２】
容器部２には、第３開口部６ａよりも高く、仕切り壁３の上面よりも高く、第２開口部５ａよりも低くなるように、第１開口部４から気泡を含む水が入り、水が第３開口部６ａから排水され、気泡が第２開口部５ａから排気される。そのとき、抵抗体１５は、容器部２内の水の流路の途中に、水の流れを遅くするように設けられている。
【００５３】
次に、本実施の形態に係る気液分離装置の動作（気液分離装置の気液分離方法）について説明する。
【００５４】
水面が、第３開口部６ａよりも高く、仕切り壁３の上面よりも高く、抵抗体１５よりも高く、第２開口部５ａよりも低くなるように、第１開口部４から気泡を含む水が容器部２に入る。そのとき、第１開口部４と第３開口部６ａとの間の水の流路、すなわち、第１開口部４から第１領域２−１を経由して第２領域２−２に至り第３開口部６ａに達する流路の途中に抵抗体１５がある。そのため、抵抗体１５の網状部材又は多孔体部材を水は通り抜ける必要がある。しかし、流路の断面積は小さくなるため、その網状部材又は多孔体部材を水が通り抜ける前に、水の速度が低下する（流れが遅くなる）。それにより、水に含まれる多数の気泡の一部は、表面張力の効果により網状部材や多孔体部材の上面に付着する。速度が低下して、網状部材や多孔体部材の上方を漂う気泡や、網状部材や多孔体部材の上面に付着した気泡は、周辺の気泡や後から流れてくる気泡と合体して、直径の大きな気泡となる。それらの直径が大きい気泡は、水流よりも浮力の影響を受け易くなる。その結果、それら気泡は、網状部材や多孔体部材を透過せずに、浮力により水面に達して、気体として水中から分離・除去される。すなわち、それら気泡は、水流で、網状部材や多孔体部材を透過して、第３開口部６ａに達するよりも前に、浮力により水面に達して、気体となって水から分離・除去される。その後、その気体は第２開口部５ａから排気され、水は第３開口部６ａから排水される。
【００５５】
以上のように、本実施の形態に係る気液分離装置は動作する。
【００５６】
本実施の形態についても、第１の実施の形態と同様の効果を奏することができる。
更に、本実施の形態では、水の流れが下降する箇所に抵抗体を設けているので、水の速度の低下により、気泡を合体させたり、浮力を水流より強くしたりする効果をより大きく奏することができる。
【００５７】
（変形例）
本発明の第４の実施の形態に係る気液分離装置の構成の変形例について説明する。図６は、本実施の形態に係る気液分離装置の構成の変形例を模式的に示す斜視図である。気液分離装置１ｄは、抵抗体１５（図５）の代わりに抵抗体１６（図６）を備えている。抵抗体１６は、水が通り抜け可能なスリット孔１９を含んでいる。図の例では、抵抗体１６は、排水管６を四角く一重に囲むようにスリット孔１９が設けられた部材である。ただし、スリット孔１９の構成はこの例に限定されるものではない。例えば、排水管６を丸く囲っても良いし、二重三重に囲っても良いし、直線状や円弧状の複数のスリット孔を排水管６の周りに配置してもよい。
【００５８】
この場合にも図５の場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、領域２−２における水の流速が下がり、気泡の浮力が増大し、気泡が浮上し易くなる。その結果、気泡が排水管６の第３開口部６ａに達することを防止できる。
【００５９】
（第５の実施の形態）
本発明の第５の実施の形態に係る気液分離装置の構成について説明する。本実施の形態では、気液分離装置を、空気潤滑システムを搭載した摩擦抵抗低減型船舶の空気回収装置に用いている点で、第１の実施の形態と相違している。以下では、その相違点について主に説明する。
【００６０】
図７は、本実施の形態に係る気液分離装置を適用した摩擦抵抗低減型の船舶の構成を模式的に示す側面図である。その摩擦抵抗低減型の船舶は、船体２０と、船体２０に設けられた空気吹き出し装置３０と、船体２０に設けられた空気回収装置４０とを備えている。船体２０は、船首２１と、船尾２２と、船底２３と、プロペラ２６と、舵２７を備える。
【００６１】
空気吹き出し装置３０は、船底２３の船首２１側部分に設けられた空気吹き出し口３１〜３３と、コンプレッサ又はブロワ３４とを備えている。空気吹き出し装置３０は、航走時に空気吹き出し口３１〜３３から水中に空気を吹き出す。この空気によって形成される気泡流によって船底２３が覆われて船体２０の摩擦抵抗が低減される。
【００６２】
空気回収装置４０は、船底２３の船尾２２側部分に設けられた空気回収口４１〜４３と、空気回収チャンバ５１〜５３と、配管７０とを備える。ここで、空気回収チャンバ５１〜５３は、気液分離機能を有し、上記第１、第２、第３、第４の実施の形態に係る気液分離装置１、１ａ、１ｂ（、１ｃ）、１ｄのいずれかを適用することができる。ただし、空気回収口４１〜４３は、第１開口部４である。空気回収口４１〜４３は、空気吹き出し口３１〜３３より船尾２２側且つプロペラ２６より船首２１側に配置されている。空気回収チャンバ５１〜５３の底板は、船底２３の外板と同一面上に配置される。
【００６３】
空気回収チャンバ５１〜５３は、吸入して気液分離した水を、配管（排水管６を含む；図示されず）を介して、エンジン等へ供給する。また、空気回収チャンバ５１〜５３は、吸入して気液分離した空気を、配管７０、７１（排気管５を含む）を介して、大気圧よりも高い圧力状態のままコンプレッサ又はブロワ３４に供給する。
【００６４】
なお、摩擦抵抗低減型の船舶は、水吸入装置として、上記第１、第２、第３、第４の実施の形態（変形例を含む）に係る気液分離装置１、１ａ、１ｂ（、１ｃ）、１ｄを適用したシーチェスト５５を備えていても良い。シーチェスト５５は、船底２３に設けられている。第１開口部４は、空気吹き出し口３１〜３３より船尾２２側且つプロペラ２６より船首２１側に配置されている。シーチェスト５５は、吸入して気液分離した水を、配管７３（排水管６を含む）を介してエンジン等（図示されず）へ供給する。
【００６５】
本実施の形態に係る船舶の空気回収装置４０やシーチェスト５５についても、第１〜第４の実施の形態（変形例を含む）と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
上記各実施の形態（変形例を含む）により、気泡が多い場合でも、適切に気液分離が可能な気液分離装置および船舶を提供することができる。また、気泡が多い場合でも、気泡が排水と共に送出されることを抑制可能な気液分離装置および船舶を提供することができる。
【００６７】
本発明は上記各実施の形態（変形例を含む）に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施の形態は適宜変形又は変更され得ることは明らかである。また、各実施の形態（変形例を含む）に記載の技術は、技術的矛盾の発生しない限り、他の実施の形態（変形例を含む）においても適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ：気液分離装置
２  ：容器部
２−１：第１領域
２−２：第２領域
３  ：仕切り壁
４  ：第１開口部
５  ：排気管
５ａ：第２開口部
６  ：排水管
６ａ：第３開口部
７  ：底部
１１、１２、１３、１４、１５：抵抗体
２０：船体
２１：船首
２２：船尾
２３：船底
２６：プロペラ
２７：舵
３０：空気吹き出し装置
３１〜３３：空気吹き出し口
３４：コンプレッサ又はブロワ
４０：空気回収装置
４１〜４３：空気回収口
５１〜５３：空気回収チャンバ
５５：シーチェスト
７０：配管
７３（排水管６を含む）：配管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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