JPH08229370A - マイクロバブルの発生装置 - Google Patents

マイクロバブルの発生装置

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JPH08229370A
JPH08229370A JP7037425A JP3742595A JPH08229370A JP H08229370 A JPH08229370 A JP H08229370A JP 7037425 A JP7037425 A JP 7037425A JP 3742595 A JP3742595 A JP 3742595A JP H08229370 A JPH08229370 A JP H08229370A
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JP
Japan
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water
bubble
mixed fluid
pressurized
water mixed
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JP7037425A
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English (en)
Inventor
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
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00Maritime or waterways transport
    • Y02T70/10Measures concerning design or construction of watercraft hulls

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
で効率よく発生させ、気泡水混合流体中の気泡分布の均
一化を図り、気泡発生部分の構造を単純化し、かつ、仕
様変化に対する対応性を向上させ、気泡水混合流体の流
量および圧力の制御性を向上させ、噴出部への送り込み
性を向上させる。 【構成】 気泡水混合流体を発生させる装置であって、
加圧水供給手段および加圧気体供給手段に接続され水と
気体との混合を行う気液混合手段と、該気液混合手段に
接続され気泡水混合流体を攪拌して気泡の細分化を行う
とともに気泡水混合流体を送出する移送ポンプと、この
移送ポンプに接続されて気泡水混合流体を所望箇所に移
送する流体移送管とを具備する。

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
ために、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
費で効率よく発生させること。 気泡水混合流体中の気泡分布の均一化を図ること。 気泡発生部分の構造を単純化し、かつ、仕様変化に対
する対応性を向上させること。 気泡水混合流体の流量および圧力の制御性を向上さ
せ、噴出部への送り込み性を向上させること。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係わるマイクロ
バブルの発生装置においては、加圧水供給手段および加
圧気体供給手段に接続され水と気体との混合を行う気液
混合手段と、この移送ポンプに接続されて気泡水混合流
体を所望箇所に移送する流体移送管とを具備する技術が
採用される。気液混合手段として、加圧水供給手段に流
水口を介して接続されるケーシングと、該ケーシングの
内部に下流方向に向けて加圧気体供給手段に接続状態に
配され加圧空気を噴出して気泡を生成させる給気口と、
該給気口の近傍に配されて水と気泡の混合した気泡水混
合流体をケーシングの外部に取り出すための流出口とを
具備する技術が採用される。給気口と流出口とは互いに
対向する位置からずらして配されることが望ましい。上
記において、ケーシング内の加圧水の流速を1m/秒以
上とし、加圧水の流量を加圧空気の流量(標準状態に換
算した量を使用)の1.5倍以上とすることが望まし
い。水と気体との混合部分には、エジェクタ構造を付加
する技術も有効である。上記技術に加えて、気液混合手
段に接続され気泡水混合流体を攪拌して気泡の細分化を
行うとともに気泡水混合流体を送出する移送ポンプを設
ける技術を併合することが好ましい。この際の移送ポン
プとしては、例えばギヤポンプが適用可能である。
【0007】
【作用】本発明のマイクロバブルの発生装置にあって
は、加圧水供給手段からの加圧水および加圧気体供給手
段からの加圧空気が共に気液混合手段に送り込まれる。
気液混合手段では、加圧水と加圧気体との混合が行わ
れ、径の小さな気泡が水中に混合した気泡水混合流体が
生成される。加圧空気を噴出させる給気口がケーシング
の内部で下流側に向けて配されていると、加圧空気の流
水中への噴出により気泡が形成され、流水中に混合され
て気泡水混合流体が生成され、気泡水混合流体は、流出
口から取り出される。給気口が流出口の中心線からずら
されていると、発生した気泡が速やかに流出口から取り
出されることがなく、気泡のケーシング内部での滞留時
間が長くなり、気泡の流水中での分散度合いが高められ
る。気液混合手段にギヤポンプ等の移送ポンプが接続さ
れていると、この移送ポンプにより気泡水混合流体が吸
引され、さらに加圧されるが、その際、気泡水混合流体
が攪拌されて気泡水混合流体中の気泡が分断され気泡の
細分化が行われ、気泡水混合流体中での気泡分布の均一
性が高められて、流体移送管によって所望箇所まで移送
される。
【0008】
【実施例】以下、本発明に係わるマイクロバブルの発生
装置の一実施例について、図面を参照して説明する。
【0009】図1および図2において、符号1は加圧水
供給手段、2は加圧空気供給手段(加圧気体供給手
段)、3は水−空気混合手段(気液混合手段)、4は移
送ポンプ、5は流体移送管、6は気泡水混合流体噴出部
を示している。
【0010】前記加圧水供給手段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1a、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、水−空気混合手段3に接続される。
【0011】前記加圧空気供給手段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(制御弁)2aを備えたもの
が適用されるとともに、水−空気混合手段3に接続され
る。
【0012】前記水−空気混合手段3は、加圧水と加圧
空気の混合を行い、径の小さな気泡(マイクロバブル)
が水中に混合した気泡水混合流体を生成するものであ
る。
【0013】前記水−空気混合手段3の詳細について図
2に基づき説明する。図において、符号10はケーシン
グ、11は給水管、11aは流水口、12は送気管、1
2aは給気口、13は流体送出管、13aは流出口を示
している。ケーシング10は、給水管11を介して加圧
水供給手段1に接続されるとともに送気管12を介して
加圧空気供給手段2に接続される。給気口12aは、加
圧空気供給手段2からの加圧空気を噴出させて流水中に
気泡を生成させるため、ケーシング10の内部に下流側
を向けて配され、吸気口12aが流出口13aの中心線
からずらした設定がなされている。
【0014】前記移送ポンプ4は、水−空気混合手段3
から流体の吸引を行うとともに、流体の加圧を行って、
流体移送管5に送出するものである。例えば、ギヤポン
プが適用される。
【0015】前記流体移送管5は、移送ポンプ4と気泡
水混合流体噴出部6との間に接続され、気泡水混合流体
の移送を行うものである。
【0016】前記気泡水混合流体噴出部6は、船舶等の
航走体の摩擦低減対象表面である没水表面6aに設けら
れた複数の流体噴出口6bと、これら流体噴出口6bに
気泡水混合流体を分割供給するプレナム部6cとから構
成され、上記流体移送管5に接続されることにより、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もので
ある。
【0017】このように構成されているマイクロバブル
の発生装置にあっては、加圧水供給手段1および加圧空
気供給手段2を作動させると、加圧水および加圧空気が
水−空気混合手段3に流入する。すなわち、ケーシング
10内に流水口11aから加圧水が流入して流水が発生
し、一方、給気口12aからの加圧空気が流水中に噴出
して気泡が形成されて、流水中に径の小さな気泡(マイ
クロバブル)が混合した気泡水混合流体が生成される。
該気泡水混合流体は、流出口13aから流体送出管13
に向けて送出される。
【0018】このときの加圧水と加圧空気との関係につ
いて検討した結果、ケーシング内の加圧水の流速が1.
5m/秒、加圧水の流量が40m3/h 、加圧空気の流
量が標準状態に換算して20m3/h である場合には、
小さな気泡を得ることができた。この場合、給気口12
aが下流に向けて配されていると、加圧空気の噴出に要
するエネルギー消費がないこと、給気口12aと流出口
13aとが前述したようにずらされていると、ケーシン
グ10内での気泡の滞留時間が長くなり、気泡の流水中
での分散度合いが高められることが確認された。
【0019】得られた気泡水混合流体を流体移送管13
を経由して移送ポンプ4により吸引し、さらに加圧状態
としたものを流体移送管5によって気泡水混合流体噴出
部6へと移送させた場合には、移送ポンプ4における吸
引・加圧時に、気泡水混合流体の攪拌と気泡の分断とに
よる気泡の細分化現象が認められた。
【0020】この結果、攪拌により気泡水混合流体の気
泡分布の均一性が高められて、図1例では、気泡水混合
流体が流体移送管5によって気泡水混合流体噴出部6へ
と移送され、気泡水混合流体噴出部6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ものとなる。
【0021】
【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)ケーシングに加圧水と加圧空気とを送り込むこと
により気液混合を行うので、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ることができ
る。この場合、加圧空気の噴出を加圧水に下流に向けて
行うので、気泡発生に要するエネルギー消費が少なく気
泡の発生効率が高められる。 (2)給気口と流出口との位置をずらすことにより、ケ
ーシング内における気泡の滞留時間を長くして、気泡水
混合流体中における気泡の分散度合いを高め、気泡の均
一化を図ることができる。 (3)気液混合手段として、ケーシング内の流水中に空
気を吹き込む構造の採用により、構造の単純化を図り、
仕様変化に対する対応性を向上させることができる。 (4)移送ポンプにより気泡の細分化を行うことによ
り、微細な気泡を混合させた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ができる。 (5)気泡水混合流体として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、流体噴出部への送り込
み性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるマイクロバブルの発生装置の一
実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の水−気体混合手段の部分を示す斜視図で
ある。
【符号の説明】
1 加圧水供給手段 2 加圧空気供給手段(加圧気体供給手段) 3 水−気体混合手段(気液混合手段) 4 移送ポンプ 5 流体移送管 6 気泡水混合流体噴出部 10 ケーシング 11a 流水口 12a 給気口 13a 流出口
───────────────────────────────────────────────────── 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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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)および加圧気体供給手段(2)に
    接続され水と気体との混合を行う気液混合手段(3)
    と、 該気液混合手段に接続され気泡水混合流体を攪拌して気
    泡の細分化を行うとともに気泡水混合流体を送出する移
    送ポンプ(4)と、 この移送ポンプに接続されて気泡水混合流体を所望箇所
    に移送する流体移送管(5)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。
  2. 【請求項2】 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)に流水口(11a)を介して接続
    されるケーシング(10)と、 該ケーシングの内部に下流方向に向けて加圧気体供給手
    段(2)に接続状態に配され加圧空気を噴出して気泡を
    生成させる給気口(12a)と、 該給気口の近傍に配されて水と気泡の混合した気泡水混
    合流体をケーシングの外部に取り出すための流出口(1
    3a)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。
  3. 【請求項3】 給気口(12a)と流出口(13a)と
    の位置がずらして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。
JP7037425A 1995-02-24 1995-02-24 マイクロバブルの発生装置 Withdrawn JPH08229370A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001300276A (ja) * 2000-04-24 2001-10-30 Isao Endo 気泡生成装置
JP2007186364A (ja) * 2006-01-11 2007-07-26 Jfe Mineral Co Ltd 難固結性高炉水砕スラグの製造方法
JP2008212908A (ja) * 2006-03-10 2008-09-18 Osaka Gas Engineering Co Ltd 気液混合吹き出しノズル
JP2010280342A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Anlet Co Ltd 船体における微細気泡発生装置

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Effective date: 20020507