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社長の考え

【経費節減】船底塗料で船舶の燃費効率がアップのわけ

私は、液体が物体にまとわりつくための抵抗を粘性抵抗と呼ばれると思っています。

海水中を進む船舶にはこの抵抗との戦いが切っても切れません。

そのため、大型の船舶は定期的にドック入をして、抵抗を増やす「フジツボ」などの

貝類を剥がす作業があるらしく、その「フジツボ」がつきにくい船底塗料が大手塗料メーカーには

あると話したところ、粘性抵抗を減らす塗料も有ると言う話題になりました。

船舶の粘性抵抗を減らすと言うことが疑問になりましたので調べてみました。

新規に開発した塗料で燃費が約4%改善されるようです。

下世話に言うペンキで燃費が改善すると言うことが信じられませんでした。

参照文献から一部抜粋します。

愚考しますと、塗装面表面をわざと粗面(ザラザラとさせる)にしてそれで粘性抵抗を減らす。

と言うことだと思います。

これと似たようなことを思い出しました。ゴルフボールの話です。

ゴルフボールにはえくぼ(ディンプル)があります。

なんで面倒な凹みをわざわざ作るのか?という疑問がありましたが、それがないつるつるのボールは

かえって飛ばないと聞いたことがあります。空気抵抗を減らすためにディンプルはあり、

それがために、凹があるボールは凹みが無いボールより遠くに飛ぶわけです。

逆に凸のあるボールは「ケイマンボール」というそうですが、その反対に飛びません。

逆転の発想と言うことでは、捕鯨船の銛(もり)の話があります。

かつて日本とノルウェーが南氷洋で捕鯨を競っていました。

銛は先端が円錐状になっていて尖っています。そのためクジラにあたる前に水面に触れると、

跳ね返されて当たらず、命中率が悪くなっていたそうです。

ある人が銛の先端を切り落とし、平らにし海水の抵抗を利用して銛が射出時のまま、

まっすぐに進む仕組みを作ったそうです。

「なんでわざわざ銛の先端を切り落とし抵抗を増やすんだ」と言ってノルウェーの

砲手は銛を尖らせながら笑って言ったそうですが、結果はご存知の通りです。

ホンダの翼上エンジンもそうですね。

地道な努力、研究が「カイゼン」につながっている。と私は思います。

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(SPC:1970年代に開発された。当時、省エネ塗料として注目を集め、世界中に広がった)

よりさらに低燃費効果が発現する塗料(LF-Sea)を開発した。

これは、塗膜と海水との間に特殊な層を形成し、摩擦抵抗の低減を図った塗料である。

この低摩擦効果(=低燃費効果)を正確に把握するには、実験室での摩擦抵抗の測定では

限界がある。そこで、実船を用い、種々の検討を行い、LF-Seaは約4%の燃費低減効果が

あることが検証できた。ここでは、その検証結果について報告するWhiteの式

(粗度による影響を考慮した場合の物体近傍の流速を求める公式)を用いて粗度の

摩擦抵抗への影響を調べた。その結果、LFCは実際には153μmの粗度があるのに、

50μmの粗度と等価な影響しか受けていないことがわかり、

Water TrapLayer(図9)の存在が示唆された。

参照 https://www.nipponpaint.co.jp/r&d/tc22/k3.pdf

粘性抵抗 02

粘性抵抗

粘性抵抗 01

Water Trap Layer

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木造住宅のためのメンテナンスと修理のためのヒントを書いています。少しでも参考になれば幸いです。

最終更新日 2015年4月6日月曜日 08:52:54

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