海水飛沫着氷が含むブラインに着目した着氷防止および除氷対策の研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22310110
• Research Institution: Hokkaido University of Education
• Principal Investigator: 尾関 俊浩 北海道教育大学, 教育学部, 准教授 (20301947)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松沢 孝俊 海上技術安全研究所, 流体設計系・推進氷海性能研究グループ, 主任研究員 (00443242) ; 能條 歩 北海道教育大学, 教育学部, 准教授 (20311524)
• Keywords: 自然災害 / 水圏現象 / 減災 / 雪氷 / 着氷

Research Abstract

航行安全設備管理の省力化と小型の防波堤灯台の導入により,海水飛沫着氷の対策が再び課題となってきた。現行の着氷対策は完全ではなく実験室で成績の良い超撥水性材料も着氷をゆるしてしまう.本研究では着氷の課題を「氷の凍着」と「着氷の成長」の2つに分けて目標を設定した。「氷の凍着」では海水飛沫が着氷するときにブライン(濃縮海水)を含む特徴に着目し,超親水性材料の難着氷性とシート材の変形や融解などを組み合わせた実用的な着氷の軽減方法を考案することが目的である。一方「着氷の成長」では着氷が発達する防波堤の波しぶきの発生と供給,航行安全設備上での着氷成長とブラインの排水に不明な点が多いことから,気象・海象と着氷成長の観測と実験を行い飛沫の発生および着氷の成長速度を研究する.本年度は3カ年計画の初年度にあたり,以下の6つの調査・研究を行った.(1)航行安全設備の着氷雪防止対策に利用可能な材料を調査し,高撥水性シートと超親水性シートを候補とした.(2)低温実験室において,一定気象条件下で各種材料上に着氷を成長させる実験装置の開発を行った.この装置により着氷初生,成長の様態に着目した着氷試験を行った.(3)氷海水槽で行う着氷実験にむけて簡易風洞を設計した.(4)難着氷試料の実験灯塔(試験体)への取り付け方法について試験した.着氷体に難着氷材料試片を取り付け,冬季適時,海水飛沫着氷の様態観察を行い,非定常環境下での素材効果の現地評価,問題点の抽出を行った.(5)気象,海象についての防波堤現地データ取得を行った。さらに無電源インターバル撮影により着氷の成長状況を記録した.(6)寒冷海域を航行する船舶で気象,海象と海水飛沫の発生に関するデータを取得すると共に,船体着氷の調査を行った.今年度得られたデータは次年度に解析を行う予定である.