(57)【要約】【課題】  航空機、船舶、鉄道車両、自動車等の移動体においては、一般的に流線型かつ平滑な形状が求められるが、一方で高速時の流体剥離現象の解消が難しい。つまり、移動体等の流体抵抗は流線型や平滑さだけでは解消しないのである。魚にはウロコがあるが、特に速い魚ほどウロコではなく表皮がザラついている。これは分子運動論上の臨界レイノルズ数を低下させる現象に合致している。【解決手段】  流体抵抗の解消は臨界レイノルズ数を減少させる方策をとれば良いのである。そこで、多様な方向性がある流体の流体剥離抵抗を防止する為には方向性に左右されない球形又は円形の突起物で流体境界層を攪拌するのが最も有効であると気がつく。つまり、移動体表面に微細かつ滑らかな円錐形突起を設け、境界層に発生する流体剥離抵抗を攪拌し破壊すれば剥離騒音やエネルギーロスを解消できる。【選択図】    図  ３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
様々な移動体表面に微細な円錐形突起を設け、流体抵抗を解消する技術。
【請求項２】
風力発電ブレード表面に微細な円錐形突起を設け、風切り騒音を解消する技術。
【請求項３】
航空機や飛行体表面に微細な円錐形突起を設け、燃料消費効率を改善する技術。
【請求項４】
船舶等の喫水部に微細な円錐形突起を設け、燃料消費効率を改善する技術。
【請求項５】
鉄道車両や自動車外面に微細な円錐形突起を設け、風切り騒音の防止と燃料消費効率を改善する技術。
【請求項６】
配管や水路等内面に微細な円錐形突起を設け、流送効率の向上をはかる技術。
【請求項７】
各種設備器具類の流体接触部に微細な円錐形突起を設け、流送効率の向上をはかる技術。
【請求項８】
各種スポーツウエア表面に微細な円錐形突起を設け、流体抵抗を解消し競技速度の向上をはかる技術。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、流体と移動体との境界部に発生する流体剥離抵抗を解消する技術であり、幅広い分野において省エネルギーを可能にします。
この技術は流体力学の原理を応用し流体剥離現象を防止するために、境界層の流体剥離を攪拌できる微細な円錐形突起を設けることで、臨界レイノルズ数を引き下げる効果を持たせるものである。
【背景技術】
【０００２】  従来から流体抵抗削減は流線型にしたり、外面を出来るだけ平滑に仕上げる必要があると言われてきた。
つまり、通常なら表面積が少なくて平滑な方が効率良いとされるが、高速域においては流体剥離現象により逆にエネルギーロスを招いてしまうのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  航空機、船舶、鉄道車両、自動車等の移動体の形状については出来るだけ流線型で平滑な形状が求められるが、一方で高速時の流体剥離現象の解消が難しい。つまり、移動体の流体抵抗は流線型や平滑さだけでは解消しないからである。
ところが、テニスやゴルフのボールが毛羽立っていたり、ディンプルがついているのは空気との境界層が攪拌され流体抵抗が減少するためと思われる。
つまり、表面加工で流体抵抗を減少させれば失速せず飛びやすくなる事実がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】  魚にはウロコがあるが、特に速い魚はウロコではなく表皮がザラついている。これは分子運動論上の臨界レイノルズ数を低下させる現象に合致している。
そこで、流体には複雑かつ様々な方向性があるから流体剥離抵抗を防止する為には方向性に左右されない球形又は円形の突起物で流体境界層を攪拌するのが最も有効であると気がつく。
つまり、流体抵抗の解消すなわち臨界レイノルズ数を減少させる為には、微細な円錐形突起が有効だとわかる。
そこで、移動体表面に微細な円錐形突起を設け境界層に発生する流体剥離抵抗を攪拌し破壊すれば剥離騒音やエネルギーロスを解消できる。
【発明の効果】
【０００５】  本発明は流体と物体境界部との間に発生する流体剥離現象による抵抗を解消する技術のため、幅広い分野に応用可能である。
その結果、移動体は少ないエネルギーで移動することが可能になるから、永続的な省エネルギー対策として有効である。
また、固定構造物に空気や水などの流体が負荷となる場合においても構造強度を小さく設定できるから建設コストの削減につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】  本発明では移動体に微細な突起を設けるだけで流体抵抗を解消できるから、表面加工処理することにより省エネルギー効果が得られる。
風力発電ブレードやプロペラ等の回転体はもとより航空機や船舶、鉄道車両や自動車、コンクリート溝や流送用配管類、ホース類、そしてスポーツウエア等にも応用できる。
表面処理方法も材質によっては同様形状の突起シート貼りでも効果をあげることが可能である。
【実施例】
【０００７】（１）風力発電ブレードへの活用
風力ブレード表面に微細な円錐形突起を設ける。又は突起シートを貼る。
風受け面は粗であるほうが風を受け止めやすく、高速回転域においては空気剥離現象が解消するから風切り騒音を改善できる。
また、ひび割れや欠損が生じやすい従来のＦＲＰ風力ブレードが持つ弱点も解消できる。
（２）航空機や飛行体への活用
機体表面に微細な円錐形突起を設ける。又は突起シートを貼る。
高速域においては流体境界層に流体抵抗攪拌効果が表れ、臨界レイノルズ数が低下するから、運航機能を損なわずに燃費効率を改善できる。
また、突起シートなら塗装同様メンテナンス時の貼り替えも容易である。
（３）船舶等への活用
船体喫水面等に微細な円錐形突起を設ける。又は突起シートを貼る。
水際境界層の乱流を攪拌すれば、水流剥離が解消され燃費効率が改善する。
さらにスクリューにおいては高回転域で発生する気泡抵抗も解消できる。
また、突起シートなら塗装同様メンテナンス補修時の貼り替えも容易である。
（４）電車や自動車等への活用
電車や自動車外装に微細な円錐形突起を設ける。又は突起シートを貼る。
空気剥離抵抗がなくなり、燃費効率の改善と共に風切り騒音も解消する。
自動車の場合、車体下部への使用で巻き込む空気の整流効果も見込める。
（５）各種配管や水路等への活用
水や液体等の流送路に微細な円錐形突起を設ける。又は突起シートを貼る。
その結果、乱流が防止され壁面消波効果もあり流送効率が向上する。
また、継手部分や分岐部の乱流も速やかに改善するが突起シート貼りならば補強効果もあるから破損やひび割れも防止できる。
（６）衛生設備器具や各種ホースへの活用
水路に微細な円錐形突起を設けたり同形状突起シート等を貼れば、流送が速やかになり、ひび割れ等による漏水も防止できる。
（７）スポーツウエア等への活用
スポーツウエア等の表面に微細な円錐形突起を設ける。
空気や水流による乱流が防止され流体剥離抵抗が改善するから、競技速度が向上する。
【産業上の利用可能性】
【０００８】  本発明は空気や水等で流体抵抗が生ずるものにならすべて応用可能である。例えば洋上固定施設なら喫水部分、地上施設なら塔状や柱状の構造物の外壁に用いれば構造部材のコストダウンが可能になる等の効果が見込める。
また、同様形状の突起シート貼りが可能なものなら、応用範囲は更に広がるのではないか。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】  風力発電ブレードの全体図である。
【図２】  風力発電ブレードの表面仕上げ図である。
【図３】  微細な円錐形突起をもつ突起シート詳細図である。
【図４】  配管やコンクリート水路等への取付け要領図である。
【図５】  スポーツウエア等における表面仕上げ詳細図である。
【符号の説明】
【００１０】１．円錐形突起をもつ突起シート    ４．上層プレート（ＦＲＰ）
２．下地処理                      ５．下層プレート（ＦＲＰ）
３．移動体や回転体等の躯体        ６．着脱式避雷針
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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