(57)【要約】【課題】      動力をあまり使うことなく、微小気泡を水中で生成し、その気泡を船舶の船体外板を覆い、摩擦抵抗低減を図る。【解決手段】  船外水中にポッド型の微小気泡発生器を取り付け、航走により得られる流水を利用し、それを旋回させ、装置内に負圧状態をつくる。渦の中に空気を送入し微小気泡を生成する。その気泡を、船底に固定したガイド板で気泡流を導き、効率よく気泡の特性を利用する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本微小気泡発生装置は、船舶が航走時に得られる、船外の流水のエネルギーを利用した微小気泡発生装置である。
【請求項２】
前記装置に流入する水を、固定した翼で旋回せしめる微小気泡発生装置である。
【請求項３】
前記装置の流入口の中央にボス（楕円球状体）を取付けた微小気泡発生装置である。
【請求項４】
前記装置内部をメガホン状にし、旋回する渦が奥に行くに従い、旋回速度が速くなり、負圧が増大する微小気泡発生装置である。
【請求項５】
前記装置の負圧状態に、空気の吸気管を施し、空気を自吸させる。又は、コンプレッサー等で空気を送入し、送入された空気を高速旋回の渦でせん断する微小気泡発生装置である。
【請求項６】
前記微小気泡発生装置から噴出された微小気泡を、船底に固定した水中翼（ガイド板）を用い、該気泡を定めた流路に導き、船尾のプロペラに該気泡が混入しないようにする船体抵抗低減船である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】    この発明は、水中で微小気泡を発生させ、その気泡を利用し、船舶の航走時における、水面下の船体外板面に沿う摩擦抵抗を低減させるための、微小気泡発生装置と船体抵抗低減船に関する。
【背景技術】
【０００２】    従来の船舶は航行する際に、船体推進部の外板表面に対して水の摩擦抵抗が大きく作用し、船舶の推進性を著しく低下させていた。その為、多くのエネルギー消費の無駄が有った。特許３６９２３９８号広報等で示されたように、この摩擦抵抗を低減するために船体外板表面と水との間に微小気泡を介在させる方法の有効性が明らかになった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】    消費燃料エネルギーを低減するために、船体抵抗低減を図り、その為に有効な微小気泡を生成する工夫がなされている。しかし、船体抵抗低減船に関する、多くの公開された特許に関する資料にて見られるように、多くの場合は船外の高い水圧の中に、強制的に空気を噴出させるため、大きなエネルギーを消耗することになった。【０００４】    それを解決するために、特開２００１−９７２７６号広報では気泡（バブル）発生装置に、主機（エンジン）の排気ガスを利用する手法を用いている。しかし、排出されるガスには有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒子状物質（ＰＭ）、一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）等が含まれてあり、高熱の排気ガスを水中（海中）に噴出させることは、多くの有害物質を海水に溶解させることになる。【０００５】    また、船首近傍で噴出された微小気泡の一部は、船体外板表面を伝い、船尾のプロペラに巻き込まれる。その為、先の特許第３６９２３９８号広報にて指摘されているように、プロペラの推進力が低減する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】    本微小気泡発生装置は船舶が航走時に得られる、船外の流水のエネルギーを利用する。船体外板の水中内にポッド型の該発生装置を取り付ける。進行方向から取り入れた流水を、本体１に取り付けられた固定翼２に因り、旋回させ、渦を生成させる。渦の旋回速度を上げるため、メガホンの形状のように、噴出し口を小さくする。【０００７】    高速で旋回する渦の中心部に大きな負圧状態を作ることに因り、吸気管３を通し、外部より空気が自吸される。渦の中の負圧が、空気を自吸するのに十分に大きくない場合には、外部よりコンプレッサー等を使い、空気を送入する。【０００８】    該気泡発生装置に送り込まれた空気は、高速で旋回する渦でせん断されて微小気泡を生成し、ノズル６の近傍にて気液二相流になり、噴出口８から勢い良く微小気泡を噴出する。【０００９】    船首近傍に取り付けられた該気泡発生機から噴出された微小気泡を有効に利用するため、船底に固定ガイド板１２を取り付け、微小気泡を定めた流路に導く。船尾近傍ではプロペラに該気泡が混入しないように、固定ガイド板を使い、該気泡を右舷及び左舷へと流れ出るように導く。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】    本微小気泡発生装置の特徴は、船舶が航走する際の、船外の流水のエネルギーを主に利用するところにある。例えばポッド型の本気泡生成機を船体外板の水面下に設置し（図３、一例）、航走時に、船首方向からの流水を流入口７（図１）から取り入れる。流入口には、ノズル６の目詰まり防止のための網目、または格子状等の目詰まり防止具５を取り付け、その中央にボス（楕円球状体）４を取り付ける。【００１１】本体に入った流水が旋回運動を始めるように、固定翼２を本体内側に取り付ける。なお、図１、図２では固定翼は本体に取り付けられているが、目詰まり防止具やボスに固定翼を取り付けても良い。【００１２】    該発生装置内で旋回運動を始めた水は、奥に入るに従い、回転半径が段々小さくなり、その為に回転速度が益々大きくなる。ボスの下流、高速旋回する渦の中心近傍では負圧が非常に大きい状態が形成される。【００１３】    吸気管３の一方の端は喫水線よりも高い位置に設置する。他の一方の端は本装置内に取り入れる（図１、図２参照）。負圧の大きなところに、吸気管３を設けることにより、外気から空気を自吸することになる。該発生装置を船体外板のより深い水中に設置する場合、空気を自吸出来なるなろ場合がある。その際には、コンプレッサーを用い外部から空気を送入する。しかし、その際の消費エネルギーは、直接船外に強制的に噴出させる場合に比べ、著しく少なくすることが出来る。空気を吸引する負圧の力の大きさは、旋回する渦の速度に比例し、この渦の旋回速度は、船の航走速度に比例する。【００１４】    該渦近傍に送り込まれた空気は、高速で旋回する渦によりせん断され、微小気泡を生成する。図１では、吸気管３はノズル６の前に設置しているが、これは一例であって、ノズル内でも、ノズルの出口近傍でも良い。仕組みは、塗装の際に用いるスプレーガンと似ている。スプレーガンはコンプレッサーを用い、空気を高圧で噴出させ、負圧の大きな状態を作り、そこに塗料（液）を吸引させ、塗料を微小な霧状にする。該気泡発生装置は、用いる気液は逆であるが、負圧状態を生み出す仕組みはこれと同じである。主なる動力エネルギーは、コンプレッサーではなく、流水のエネルギーである。【００１５】    さて、次に微小気泡が船尾のプロペラに絡み、推進力を低減させることを回避する方策に移る。この問題を解決するため、例えば、船底に図４及び図５で示すような、固定ガイド板１２を設け、微小気泡の流れを導き、船底に沿って流し、船尾近傍では右舷、左舷へと両方向へ流し出す１３。このガイド板を設置することに因り、気泡を最大限利用し、且つ船尾のプロペラの推進力への悪影響を最小限にできる。尚、図３、図４、図５は一例を示したに過ぎない。本微小気泡発生装置と本ガイド板を用いて、船の形、種類、寸法等に合わせた、最も有効な方法で船体抵抗低減船ができる。
【発明の効果】
【００１６】    以上の説明から、本微小気泡生成装置は、水と空気だけを使う。該発生装置を使う主たるエネルギーは船舶の航走による流水のエネルギーである。寄って、地球環境負荷は小さい。
【００１７】    船舶の航走速度が早く成ればなる程、船体外板面に対する水の摩擦抵抗は比例して大きくなる。しかし、本微小気泡発生装置は、航走速度が早く成ればなる程、大きくなる流水のエネルギーを利用し、ポッド型の該気泡発生装置内により強い負圧をつくり、空気の吸引・送入を容易にする。この事により、より多くの気泡を発生し、船体外板面に対する水の摩擦抵抗の低減を図る。
【００１８】    生成された微小気泡を、固定されたガイド板を使い、有効に船体外板に沿い流し、該気泡の持つ特性である船体外板と水との摩擦を低減する効果を十分に発揮させる。船舶航行の摩擦抵抗低減に因り、燃料消費を低減できる。本発明は省エネルギーに貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】  微小気泡発生装置を示す概略側面図
【図２】  目詰まり防止具とボスを省略した、微小気泡発生装置を示す概略正面図
【図３】  微小気泡発生装置を船体外板に取り付けた概略正面図
【図４】  固定ガイド板を船底に取り付けた概略底面図
【図５】  固定ガイド板を船底に取り付けた概略正面図
【記号の説明】
【００１９】      １    微小気泡発生装置本体
２    固定翼
３    吸気管
４    ボス（楕円球状体）
５    目詰まり防止具
６    ノズル
７    流入口
８    噴出口
９    固定盤
１０  船体（外板）
１１  喫水線（水面）
１２  固定ガイド板
１３  微小気泡の流れ
【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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