(57)【要約】【目的】  液体輸送管路システムの摩擦圧力損失や液体中を回転、運動する物体の粘性摩擦抵抗に対して、麹菌を培養させた水溶液を搬送液体中に注入、添加あるいは混入することによって、液体の乱流摩擦を低減させ、システムを駆動する動力を低減させる。【構成】  水溶液中に多糖類を生成する麹菌を培養させ、該水溶液を流動している液体中に注入、添加あるいは混入する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
麹菌を培養させた所要水溶液を、所要濃度および所要温度にして、流動している流体中の注入、添加あるいは混入することによって、液体と接する流路壁面の受ける流体摩擦抵抗を低減させる方法。
【請求項２】
種麹に接種された麹菌を培養させた所要水溶液を、所要濃度および所要温度にして、流動している流体中の注入、添加あるいは混入することによって、液体と接する流路壁面の受ける流体摩擦抵抗を低減させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本願発明は流体の流動システムの損失や抵抗の低減に関する。
【背景の技術】
【０００２】  近年、流体の損失や抵抗を低減させる試みは、地球温暖化や省エネルギーに直接関連して国内外で大きな注目を浴びている。流体が流動する際、それと接する固体壁面の粘性摩擦抵抗は実在流体では無視することが出来ず、その低減化は従来から流体工学の主要な研究や技術的課題となっていた。
【０００３】  通常、その低減法は流体の性質を変えるか、接する固体壁面の特性を変えるかの二つの方法に分けることができる。前者は抵抗低減剤である水溶性の高分子や界面活性剤等を液体中に注入、添加あるいは混入する方法であり、後者はリブレットや疎水性表面にすることによって、摩擦抵抗の低減を得るものである。
【０００４】  高分子や界面活性剤等の抵抗低減剤によって流体の性質を変える方法は、乱流域で得られる低減量が最大６０〜７０％と大きく、特に高分子に関して、１９４８年にトムズ効果として見出されて以来、現在まで多くの研究やその応用がなされてきた。近年では高分子の機械的劣化を解消されたことによる、界面活性剤水溶液の都市のエネルギー供給システムやビルの冷暖房用液体媒体の供給パイプラインシステムへの応用が実際的な省エネルギーシステムとして国内外において実現、実施されている。
【０００５】  また、１９８０年代では、高分子に変わるものとして、自然界に存在する物質である海洋の藻類や粘稠物質をもつ、なめこ、とろろあおいなどの液汁などが抵抗低減することも見出された（例えば、学術文献１参照。）。さらに、イースト菌を培養した水溶液の注入、添加あるいは混入も抵抗低減に効果があることが報告された（例えば、学術文献２参照。）。
【学術文献】
【０００６】
【学術文献１】
後藤、加藤、渡辺、“植物粘液のトムズ効果と劣化に関する研究”、日本機械学会論文集、６４巻、６２１号（１９９８−５）、ｐ．１３５９。
【学術文献２】
Ｐｅｔｅｒｓｏｎ，Ｇ．Ｒ．，ｅｔ  ａｌ．，“Ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ  Ｉｎｔｅｒｅｓｔｉｎｇ  Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ  ｆｒｏｍ  Ｙｅａｓｔｓ”，Ａｐｐ．Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，（１９８９）２０／２１，ｐｐ．８４５．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  しかしながら、上述した液体に注入、添加あるいは混入する高分子や界面活性剤は人工的に合成された添加剤である。それゆえ、その輸送管路系が開放系の場合に流動後にそれらを分離、分解することは非常に困難であり、その流動システムにおいては環境に影響を与えるため実際の応用が制限される。さらに、高分子の場合はポンプなどで循環させると機械的せん断力によって、所謂劣化現象を生じてその低減能力が減少する。
一方、流動システムが閉鎖系であっても、界面活性剤水溶液は漏れることによる腐食やその毒性など環境への影響も懸念されており、さらにこれらの添加剤はコストも高い。また、海洋の藻類や粘張物質をもつ、なめこ、とろろあおいなどの液汁など天然にある物質やイースト菌の応用は量的な問題を考えると現実に実現される方法であるとは言い難い。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  本発明は，上述の従来の課題を解決する目的として、なしたものであり、天然に多く存在する麹菌を所要濃度、所要温度の水溶液として培養し、これらの培養液を抵抗低減剤として用い、液体輸送管路システムにあらかじめ搬送流体に混入するか管路途中でそのシステムに注入、添加あるいは混入することを特徴とする摩擦抵抗低減法である。
【発明の効果】
【０００９】  従来の研究から、多糖類は流れの乱流域で摩擦損失を低減させる効果のあることが判明している。それゆえ、それを生成する菌や生物を水溶液で培養することによって乱流摩擦を低減させることが可能となる。多くの工業的に使用される流れは乱流であり、本抵抗低減法は実際の工業的応用には適し、駆動動力低減を減少させ、省エネルギーの実現を可能にするものである。【００１０】  本発明によれば、液体輸送管路システムの摩擦圧力損失や液体中を回転、運動する物体の粘性摩擦抵抗を該麹菌が水溶液中で多糖類を生成することによって、該多糖類が液体の乱流摩擦を低減させ、その結果としてポンプや液体輸送機器の動力低減が可能となる優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】  以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。第１図は液体搬送用ポンプ１、配管３、麹菌を培養させた水溶液注入装置２、及び、貯水槽４から構成された本発明の方法に用いる液体輸送管路システムの配管状態を示したものであり、特に、管路出口において、麹菌を培養した一定量の水溶液を管路に注水することにより、液体を輸送管路内で循環させる液体輸送管路システムをわかりやすく説明したものである。および第２図に示すごとく、ポンプを含む液体輸送管路システムに管路出口で、該麹菌を培養した一定量の水溶液を注入する装置を設ける。【００１２】  図２は、第１図における麹菌を培養させた水溶液注入装置２を拡大したもので、ピストン５によりシリンダー６を介して、麹菌を培養させた水溶液を、配管３へ注入する構成を示している。【００１３】  本発明における麹菌を培養させた水溶液の配管への注入は、水溶液注入装置２から予め搬送流体に注入しておいても良いし、途中から添加しても良い。【００１４】  麹菌の培養液の一例として、アスペルギルス  オリゼーである黄麹菌などが種麹に接種されている乾燥麹と水道水を４対１の割合で混合し、１時間後さらに２倍の水道水を加え、４８時間培養させた水溶液などがあげられる。該水溶液を内径２ｍｍ、長さ１００ｍｍの円管で圧力損失を測定したところ、レイノルズ数が３，０００〜５０，０００の遷移から乱流域範囲で、麹菌を添加しない水の場合と比較して約３０％の流体摩擦抵抗を減じることができた。【００１５】  麹菌を培養した水溶液の濃度と低減量の関係は、該濃度の増加と共にその低減量は増加するが、該濃度が増加してもその低減量は増加しない最大低減量が存在する、所謂濃度に対する飽和現象が存在する。【００１６】  ポンプを駆動させるに必要な動力は、搬送液体の摩擦圧力損失と揚水する高さ、すなわち実揚程であるから、ポンプ駆動時に所要濃度に設定された該麹菌を培養した水溶液を管内に注入させることによって、その摩擦圧力損失は低減し、その結果ポンプ駆動動力は低減される。【００１７】  尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものでなく、あらかじめ貯水槽内に該麹菌の培養された水溶液を所要濃度にし、混入させることによってポンプ駆動動力を低減させること、あるいは流体機械、容器内の液体中に置かれた物体の粘性摩擦を減少させることも可能であり、搬送あるいは使用液体中に該水溶液を注入、添加あるいは混入する等の方法は本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】  本発明の方法の一実施例に用いる液体輸送管路システムの配管図である。
【図２】  第１図の注入装置を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】１液体搬送用ポンプ
２麹菌を培養させた水溶液注入装置
３配管
４貯水槽
５ピストン
６シリンダー
【図１】
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【図２】
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