JPH08230762A

JPH08230762A - マイクロバブルの発生装置

Info

Publication number: JPH08230762A
Application number: JP7032725A
Authority: JP
Inventors: Yoji Kato; 洋治加藤; Tadashi Oi; 忠司大井; Yoshiaki Takahashi; 義明高橋; Osamu Watanabe; 修渡辺; Hideo Mitsutake; 英生光武; Shoichi Maruyama; 尚一丸山
Original assignee: Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 1996-09-10

Abstract

(57)【要約】【目的】マイクロバブルの発生装置に係わるもので、
微細な気泡を含む気泡水混合流体を少ないエネルギ消費
で発生させ、空気吹き出し位置の設定を容易にするとと
もに、気泡相互の接触を抑制して気泡粒の保持を行い、
加圧空気の送り込み流路の確保を容易にし、かつ加圧空
気の送り込み性を向上させ、気泡発生部分の構造を単純
化し、かつ、仕様変化の対応性を向上させるとともに、
気泡量や流体の流量調整を容易にする。【構成】気泡水混合流体を発生させるマイクロバブル
の発生装置であって、加圧水供給手段に接続された流体
移送管と、内外を連通状態とする連通部が設けられると
ともに、該連通部が流体移送管の内部に配された加圧気
体移送管と、該加圧気体移送管に接続され加圧気体を送
り込んで連通部を経由して流体移送管内に噴出させる加
圧気体供給手段とを具備し、連通部に繊維膜が設けられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、航走体の摩擦を低減す
る際に使用されるマイクロバブルの発生装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】船舶等の摩擦低減を図るために、船体の
表面に気泡または空気層を介在させる方法が提案されて
いる。気泡を水中に噴出させる技術として、（１）特開
昭５０−８３９９２号、（２）特開昭５３−１３６２８
９号、（３）特開昭６０−１３９５８６号、（４）特開
昭６１−７１２９０号、（５）実開昭６１−３９６９１
号、（６）実開昭６１−１２８１８５号が提案されてい
る。

【０００３】そして、これらの技術では、気泡を噴出さ
せる方法として、空気ポンプで発生させた加圧空気を複
数の穴や多孔板から水中に噴出させるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した
（１）ないし（６）の技術は、以下の課題を有している
ため、いずれも実用化されていないのが実情である。 (ａ)加圧空気のみを複数の穴から噴出する方法である
と、微細な気泡を得ることが困難で、気泡が浮力に基づ
く上昇力によって船体から離れ易く、摩擦抵抗低減範囲
が小さくなる。 (ｂ)多孔質板から微細な気泡を直接船体外に吹き出す技
術では、多孔質板での気泡吹き出し時における圧力損失
に基づくエネルギ消費と船体外に噴出するエネルギ消費
の合計が大きくなって、摩擦抵抗低減によるエネルギ節
約よりも、気泡吹き出しのためのエネルギ消費の方が多
くなる。

【０００５】本発明は、これらの事情に鑑みてなされた
もので、以下の目的を有するものである。微細な気泡を含む気泡水混合流体を少ないエネルギ消
費で発生させること。空気吹き出し位置の設定を容易にするとともに、気泡
相互の接触を抑制して気泡粒の保持を行うこと。加圧空気の送り込み流路の確保を容易にし、かつ加圧
空気の送り込み性を向上させること。気泡発生部分の構造を単純化し、かつ、仕様変化の対
応性を向上させること。気泡量や流体の流量調整を容易にすること。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるマイクロ
バブルの発生装置は、加圧水供給手段に接続される流体
移送管と、該流体移送管の内部に配され内外を連通状態
とする連通部が設けられる加圧気体移送管と、該加圧気
体移送管に接続され加圧気体を送り込んで連通部を経由
して流体移送管内に噴出させる加圧気体供給手段とを具
備し、連通部に繊維膜を設ける技術を採用している。こ
の場合、繊維膜を金属網により、例えば繊維膜が流体側
に位置する配置で支持する技術を併用することが好まし
い。さらに、加圧気体移送管の管壁に複数の貫通孔を形
成し、金属網をこれら貫通孔の形成範囲の管壁上に配す
ることが一層好ましい。このとき使用する繊維膜として
は、例えば、合成繊維製の繊維膜が適しており、金属網
としては、例えば、ステンレス製等の金属網・編組スリ
ーブが適している。一方、マイクロバブルの発生装置に
おける他の手段として、ケーシングと、該ケーシングの
内部に平行状態に配され加圧水プレナム部と加圧空気プ
レナム部とを区画する繊維膜と、加圧水プレナム部に対
して接続状態に配される加圧水供給手段と、加圧空気プ
レナム部に対して接続状態に配される加圧気体供給手段
とを具備する技術を採用している。上記いずれのマイク
ロバブルの発生装置においても、繊維膜に多数の細孔を
有するマスキング層を配する技術、例えば繊維膜の流体
が流通する側にマスキング層を配する技術を併用するこ
とが好ましい。このマスキング層としては、例えばスク
リーン印刷等で合成樹脂系塗料やゴム系塗料等を塗布固
化させたもの、熱収縮性フィルム等のプラスチックフィ
ルムを密着させたもの等が好適である。また、本発明に
あっては、以下の技術が有効である。１）空気以外の気体、水以外の液体に対して適用するこ
と。２）繊維膜やマスキング層の孔径、数、気体量、流水の
移送速度等の組み合わせを各種設定すること。

【０００７】

【作用】加圧水供給手段からの加圧水は、流体移送管の
内部あるいは加圧水プレナム部に送り込まれ、加圧気体
供給手段からの加圧空気は、加圧気体移送管あるいは加
圧空気プレナム部に送り込まれて、繊維膜やマスキング
層を経由して流体移送管あるいは加圧水プレナム部を流
れる流体中に噴出させられる。加圧空気の噴出は、繊維
膜やマスキング層を経由して行われるために、複数箇所
から繊維膜やマスキング層の孔径に応じた細い空気流が
形成されて、空気流が分断されやすくなるとともに、流
水によって切断されて径の小さな気泡（マイクロバブ
ル）が多数生成される。これら多数の気泡は、流水に混
合した状態となり、以下、小さな気泡径を保持したま
ま、流体移送管中あるいは加圧水プレナム部中を所望箇
所まで移送される。繊維膜は金属網によって支持される
ことにより、剛性が高められる。また、繊維膜に多数の
細孔を有するマスキング層が配される場合は、これら細
孔の径や間隔が任意に設定可能となり、隣接して生成さ
れる気泡間に間隔が確保されるので、隣接する気泡相互
の接触による気泡の巨大化現象の発生が抑制される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明のマイクロバブルの発生装置の
実施例について、図面を参照して説明する。

【０００９】〔第１実施例〕図１および図２は、本発明
に係わるマイクロバブルの発生装置の第１実施例を示す
もので、図において、符号１は加圧水供給系（加圧水供
給手段）、２は加圧空気供給系（加圧気体供給手段）、
３は流体移送管、４は加圧空気移送管（加圧気体移送
管）、５は連通部、６は編組スリーブ（金属網）、７は
繊維膜、８はマスキング層、９は気泡水混合流体噴出部
を示している。

【００１０】前記加圧水供給系１は、例えば船体の没水
面に設けた吸水口、海水（水）を吸水して加圧水を発生
させるためのポンプ、加圧水の流量・圧力を制御する制
御手段、給水圧力を計測するための給水圧力計や、給水
量を計測するための液量計等を有するものが適用され、
流体移送管３に接続される。

【００１１】前記加圧空気供給系２は、空気（大気）を
吸引して加圧するためのブロア、空気（大気）の流量・
圧力を制御する制御機構を備えたものが適用されるとと
もに、加圧空気移送管４に接続される。

【００１２】前記流体移送管３は、加圧水供給系１と気
泡水混合流体噴出部９との間に接続状態に配される。

【００１３】前記加圧空気移送管４は、図１に示すよう
に、流体移送管３の管壁を気密に貫通して流体移送管３
の内部に挿入され、先端に複数分割状態の分岐管４ａが
下流方向に向けて取り付けられており、これら分岐管４
ａを利用して連通部５が配設される。

【００１４】前記連通部５は、図２に示すように、複数
の分岐管４ａに適宜数の貫通孔４ｂを形成しておいて、
これら貫通孔４ｂの形成範囲の分岐管４ａの外周に、編
組スリーブ６、繊維膜７およびマスキング層８を順次積
層状態に配したものである。そして分岐管４ａの先端に
は、キャップを取り付ける等によって管穴を閉塞した状
態の閉塞部４ｃが配され、閉塞部４ｃの近傍には、分岐
管４ａおよび連通部５の全体強度を確保するための支持
翼５ａが一体に配される。

【００１５】前記編組スリーブ６は、分岐管４ａの貫通
孔４ｂの上を一体に覆うとともに、加圧空気の挿通する
中空層を形成した状態で繊維膜７を支持するものであ
り、ステンレスワイヤ製の編組スリーブ等が適用され
る。

【００１６】前記繊維膜７は、編組スリーブ６の上に密
接状態に配され、空気流を分割して挿通させるための織
目を多数有している例えばポリエステル１００％布地等
が適用される。

【００１７】前記マスキング層８は、繊維膜７の外表面
に、スクリーン印刷等の手法で合成樹脂系塗膜を薄く形
成するとともに、繊維膜７の織目の多数を覆って、一部
に間隔をあけて多数の細孔８ａを形成するようにしたも
のである。これら細孔８ａの径は、例えば１００μｍ程
度とされ、細孔８ａの間隔は、所定通気量に対応して設
定される。

【００１８】前記気泡水混合流体噴出部９は、船舶等の
航走体の摩擦低減対象表面である没水表面１０に設けら
れ、流体移送管３に接続されて、空気と水とを所望の割
合で混合した気泡水混合流体を海水（水）中に、例えば
航走体の斜め後方に噴出する複数の流体噴出口１１を有
している。

【００１９】このように構成されているマイクロバブル
の発生装置では、加圧水供給系１を作動させると、加圧
水が流体移送管３に送り込まれて、流体移送管３の内部
に流水が発生するとともに、気泡水混合流体噴出部９か
ら海水（水）中に噴出する。

【００２０】また、加圧空気供給系２を作動させると、
加圧空気が加圧空気移送管４から連通部５の内部に送り
込まれて、分岐管４ａ、編組スリーブ６、繊維膜７、マ
スキング層８の細孔８ａを順に経由して流体移送管３の
中に噴出させられる。加圧空気は、マスキング層８の細
孔８ａから細い空気流となって噴出するために、切断さ
れやすい状態であるとともに、流水との交差によって切
断されて、径の小さな気泡（マイクロバブル）が多数生
成されて、流水に混合した状態となり、以下、小さな径
の気泡のまま、流体移送管３によって気泡水混合流体噴
出部９まで移送される。

【００２１】上記のようにして得られた気泡水混合流体
は、航走体の没水表面１０に設けられた流体噴出口１１
から航走体の斜め後方に噴出されて航走体の摩擦低減に
供されるとともに、航走体の斜め後方に噴出されること
により、航走体の推進力として働く。

【００２２】上記マイクロバブルの発生装置において
は、気泡水混合流体の生成に際しての主な圧力損失は、
連通部５にて発生する。連通部５は、貫通孔４ｂを有す
る分岐管４ａ、編組スリーブ６、繊維膜７、細孔８ａを
有するマスキング層８から構成されていて、連通部５で
の主な圧力損失は、マスキング層８の細孔８ａの挿通抵
抗に基づくものとみなすことができる。よって、小さい
エネルギ消費にて気泡水混合流体の生成を達成すること
ができる。

【００２３】〔第２実施例〕図３は、本発明に係わるマ
イクロバブルの発生装置の第２実施例における連通部５
を示すもので、第１実施例と比較して分岐管４ａおよび
繊維膜７が省略され、加圧空気移送管４の先端に重なり
長さＬをもって固定された剛性を有する編組スリーブ６
と、この編組スリーブ６の上に形成され多数の細孔８ａ
を有するマスキング層８とから構成されている。この第
２実施例にあっても、前述の第１実施例と同様の作用効
果を奏することができる。

【００２４】〔第３実施例〕図４は、本発明に係わるマ
イクロバブルの発生装置の第３実施例を示すもので、符
号２０はケーシング、２１は加圧水プレナム部、２２は
加圧空気プレナム部を示している。

【００２５】ケーシング２０は、角筒状に形成されてお
り、加圧水供給系１と気泡水混合流体噴出部９との間に
接続状態に配され、内部が平行状態に取り付けられた複
数の繊維膜７で区画され、層状空間が交互に加圧水プレ
ナム部２１、加圧空気プレナム部２２とされている。ま
た、ケーシング２０の側部には、加圧空気供給系２から
の加圧空気（加圧気体）を各加圧空気プレナム部２２に
誘導する加圧空気移送管４が接続状態に取り付けられて
いる。また、ケーシング２０の上流端部には、図４
（ｂ）に示すように、流体移送管３との接続を容易にす
るヘッダ２３が配され、繊維膜７の上流端部とケーシン
グ２０との間には、三角形状の誘導板２４が繊維膜７を
張設するよう取り付けられている。さらに、ケーシング
２０と気泡水混合流体噴出部９との接続箇所も同様の構
造とされている。なお、繊維膜７の表面には、前述した
マスキング層８が配される。

【００２６】このように構成されている第３実施例にあ
っては、図４（ｂ）に矢印で示すように、加圧水が加圧
水プレナム部２１に送り込まれるとともに、加圧空気が
加圧空気移送管４を介して加圧空気プレナム部２２の内
部に送り込まれて、加圧空気が繊維膜７を経由して加圧
水プレナム部２１に噴出させられる。このとき、加圧水
プレナム部２１の内部に流水が発生しているので、加圧
空気が繊維膜７およびマスキング層８の細孔８ａによっ
て分割され、細い空気流となって噴出し、流水との交差
によって切断されて径の小さな気泡（マイクロバブル）
が多数生成される。以下、微細な気泡を含む気泡水混合
流体が気泡水混合流体噴出部９まで移送される。

【００２７】

【発明の効果】本発明のマイクロバブルの発生装置にあ
っては、以下の効果を奏する。（１）流体移送管内に繊維膜を経由して加圧空気を噴出
させて気泡生成を行うことにより、微細な気泡を含む気
泡水混合流体を簡単な構造で効率よく発生させることが
でき、船底から直接的に気泡を発生させる場合に比べて
少ないエネルギ消費となる。（２）マスキング層の細孔を間隔を有した状態で形成す
ると、隣接して生成される気泡間に間隔が確保され、隣
接する気泡どうしの接触を抑制して気泡粒の保持を行う
ことができる。（３）気泡を気泡水混合流体として気泡水混合流体噴出
部まで移送することにより、気泡量や流体の流量調整を
容易にし、送り込み性を高めることができる。（４）金属網や加圧気体移送管の上に繊維膜やマスキン
グ層を設けることにより、気泡発生部分の構造を単純化
し、仕様変化に対する対応性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマイクロバブルの発生装置の第１実施
例を示すもので、（ａ）は一部を断面した正面図、
（ｂ）は（ａ）におけるＸ−Ｘ線矢視断面図である。

【図２】図１の連通部を示すもので、斜視図および拡大
断面図である。

【図３】本発明に係わるマイクロバブルの発生装置の第
２実施例における連通部を示す一部を断面した正面図で
ある。

【図４】本発明に係わるマイクロバブルの発生装置の第
３実施例を示す一部の記載を省略した斜視図、および正
断面図である。

【符号の説明】

１加圧水供給系（加圧水供給手段）２加圧空気供給系（加圧気体供給手段）３流体移送管４加圧空気移送管（加圧気体移送管）４ａ分岐管４ｂ貫通孔４ｃ閉塞部５連通部５ａ支持翼６編組スリーブ（金属網）７繊維膜８マスキング層８ａ細孔９気泡水混合流体噴出部１０没水表面１１流体噴出口２０ケーシング２１加圧水プレナム部２２加圧空気プレナム部２３ヘッダ２４誘導板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高橋義明東京都江東区豊洲二丁目１番１号石川島播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者渡辺修神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者光武英生神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社技術研究所内 (72)発明者丸山尚一神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地石川島播磨重工業株式会社技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気泡水混合流体を発生させる装置であっ
て、加圧水供給手段（１）に接続される流体移送管（３）
と、該流体移送管の内部に配され内外を連通状態とする連通
部（５）が設けられる加圧気体移送管（４）と、該加圧気体移送管に接続され加圧気体を送り込んで連通
部を経由して流体移送管内に噴出させる加圧気体供給手
段（２）とを具備し、連通部に繊維膜（７）が設けられることを特徴とするマ
イクロバブルの発生装置。
【請求項２】繊維膜（７）が金属網（６）により支持
されることを特徴とする請求項１記載のマイクロバブル
の発生装置。
【請求項３】加圧気体移送管（４）の管壁に複数の貫
通孔（４ｂ）が形成されるとともに、該貫通孔の形成範
囲の管壁上に金属網（６）が配されることを特徴とする
請求項２記載のマイクロバブルの発生装置。
【請求項４】気泡水混合流体を発生させる装置であっ
て、ケーシング（２０）と、該ケーシングの内部に平行状態に配され加圧水プレナム
部（２１）と加圧空気プレナム部（２２）とを区画する
繊維膜（７）と、加圧水プレナム部に対して接続状態に配される加圧水供
給手段（１）と、加圧空気プレナム部に対して接続状態に配される加圧気
体供給手段（２）とを具備することを特徴とするマイク
ロバブルの発生装置。
【請求項５】繊維膜（７）に多数の細孔（８ａ）を有
するマスキング層（８）が配されることを特徴とする請
求項１、２、３または４記載のマイクロバブルの発生装
置。