(57)【要約】  液体中に粉体が混入された混合液を貯留する貯留槽（３）と、該貯留槽（３）から混合液を受けて該混合液を溶解液と未溶解分含有液に分離する液体サイクロン（９）と、貯留槽（３）の混合液排出口（３Ｂ）から液体サイクロン（９）の混合液受入口（９Ｃ）へ混合液を供給する混合液供給ライン（８）と、液体サイクロン（９）に設けられた未溶解分含有液排出口（９Ｂ）から排出される未溶解分含有液を上記混合液供給ライン（８）へ帰還させる未溶解分含有液帰還ライン（１０）とを有し、該未溶解分含有液帰還ライン（１０）が上記混合液供給ライン（８）に接続されることで循環ライン（１１）を形成している。
2014007171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に粉体を混合し溶解する粉体と液体の混合溶解装置は：
液体中に粉体が混入された混合液を貯留する貯留槽と、
該貯留槽から混合液を受けて該混合液を粉体が溶解している溶解液と未溶解の粉体を含有する未溶解分含有液に分離する液体サイクロンと、
貯留槽から液体サイクロンへ混合液を供給する混合液供給ラインと、
液体サイクロンから排出される未溶解分含有液を上記混合液供給ラインへ帰還させる未溶解分含有液帰還ラインとを有し、
該未溶解分含有液帰還ラインが上記混合液供給ラインに接続されることで循環ラインを形成している。
【請求項２】
液体サイクロンから溶解液を排出する溶解液排出ラインと、
溶解液排出ラインから切換バルブを経て分岐する分岐ラインとをさらに有し、
分岐ラインが未溶解分含有液帰還ラインに合流接続されている、請求項１に記載の粉体と液体の混合溶解装置。
【請求項３】
バラスト水として取水された液体をバラストタンクまで導くバラスト水取水管路と、
前記バラスト水取水管路に介在され前記液体を濾過して前記液体中の生物を捕捉する濾過装置と、
前記濾過後の液体中に存在する生物と細菌を殺菌する殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、
前記バラスト水取水管路に介在され前記殺菌剤供給装置から供給された殺菌剤を前記濾過後の液体に均一に混合する混合装置とを備え、
前記殺菌剤供給装置は、粉体殺菌剤を液体に溶解する混合溶解装置を備え、
前記混合溶解装置が請求項１又は請求項２に記載の粉体と液体の混合溶解装置である、バラスト水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体と液体とを混合し溶解させることにより溶解液を形成する際、未溶解分の発生がなく溶解濃度を高めることができる粉体と液体の混合溶解装置、及びこれを使用して船舶のバラストタンク（ballast tank）に積み込まれるバラスト水（ballast water）に対して所望の処理するためのバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体状の固形物と液体とを混合し、溶解させる混合溶解装置として、種々の方式の装置があるが、短時間で効率よく溶解させることが求められている。また、粉体と液体の混合溶解装置は、例えば船舶に積み込むバラスト水に対し、殺菌剤を添加してバラスト水中のプランクトンや細菌を殺菌するバラスト水処理装置において、粉体殺菌剤を海水に溶解し所定濃度の殺菌剤溶解液を調製するために用いられる。【０００３】
＜従来の粉体と液体の混合溶解装置＞  
粉体状の固形物と液体との混合技術として、固形物及び液体を共通の投入管に供給し、該投入管に連結された混合機において特殊形状の回転盤（ピンミル）により混合と攪拌とを行う装置（ピン型混合装置）が知られている（特許文献１）。特許文献１における回転盤は、円板状の回転部材と、該回転部材の一方の板面に立設されていて該回転部材の回転によって固形物と液体とを混合し、攪拌する複数個のピン状の突起部分とを備えている。それ故、特許文献１によると、該回転盤を回転すれば、突起部分が固形物と液体と混合物に攪拌力を作用させて、粉体が液体中で生ずる粉体の未溶解部分の塊である「だま」を粉砕する。これにより、液体を圧送により供給することにより生じる空気の巻き込み（いわゆる「泡噛み」）を極力少なくするようにしている。特許文献１では、上記投入管は回転盤が配置されている位置では斜め下方に延びている。そして、この投入管の軸線に対して回転面を直角とする回転盤の下部周囲域から溶液が取り出される。【０００４】
＜従来のバラスト水処理装置＞  
一般に、空荷または積荷が所定の重量よりも少ない状態の船舶は、プロペラ（propeller）没水深度の確保、安定した航行の確保等の必要性から、航行前にバラストタンクにバラスト水（例えば海水又は河川水）が注水される。逆に、所定の重量以上に積荷をして航行する場合には、バラストタンクからバラスト水が水中へ排出される。【０００５】
相互に環境の異なる荷積み港と荷下し港との間を往復する船舶により、夫々の港でバラスト水の取水および排水が行われると、取水が行われた港の水に含まれる細菌やプランクトン（plankton）などの生物が排水が行われた港の水域に持ち込まれることになる。その結果として、排水が行われた港の水域の本来の生態系が乱される。そこで、２００４年２月、船舶のバラスト水管理に関する国際会議において、船舶のバラスト水およびバラスト水中の沈殿物の規制および管理のための国際条約が採択され、バラスト水の処理が義務付けられることになった。【０００６】
国際海事機構（ＩＭＯ：International Maritime Organization）が定めるバラスト水の処理基準によれば、船舶から排出されるバラスト水に含まれる５０μｍ以上の生物（主に動物プランクトン）の数が１ｍ３中に１０個未満、１０μｍ以上５０μｍ未満の生物（主に植物プランクトン）の数が１ｍＬ中に１０個未満、コレラ菌（Vibrio cholera）の数が１００ｍＬ中に１ｃｆｕ未満、大腸菌（Escherichia coli）の数が１００ｍＬ中に２５０ｃｆｕ未満、腸球菌（enterococcus）の数が１００ｍＬ中に１００ｃｆｕ未満、にするように規定されている。【０００７】
従来のバラスト水の処理装置は、例えば特許文献２により知られている。この従来のバラスト水処理装置は、バラスト水として海水を取水する際に、海水を濾過して水生生物を捕捉し除去する濾過装置と、海水中の細菌を殺菌させる殺菌剤を濾過された海水中に供給する殺菌剤供給装置と、殺菌剤が供給された濾過海水中にキャビテーション（cavitation）を発生させて濾過海水中に上記殺菌剤を拡散させることにより濾過海水中の細菌を殺菌させると共に濾過海水中の残存水生生物を破壊させるベンチュリ管（Venturi tube）装置と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−１６８６６２号公報
【特許文献２】特開２００７−１４４３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のピン型混合装置では、液体に粉体固形物を混合して溶解させる際に、溶解濃度を高めることに限界がある。そのため、取り出される溶液が未溶解固形物を含有していたり、あるいは低濃度であったりして、その改善の余地を残している。【００１０】
また、混合溶解装置を、船舶のバラスト水処理装置において粉体殺菌剤を海水に溶解するために用いる場合には、未溶解分がなく高濃度の粉体殺菌剤溶解液を効率的に調製することが要望されている。【００１１】
本発明の目的は、未溶解分がなく高濃度で粉体を溶解可能である粉体と液体の混合溶解装置を提供すること、及び、このような混合溶解装置を使用した効率的なバラスト水処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した目的は、以下のように構成される本発明に従った粉体と液体の混合溶解装置そしてこれを使用したバラスト水処理装置により達成される。【００１３】
＜粉体と液体の混合溶解装置＞  
本発明の粉体と液体の混合溶解装置は、液体中に粉体を混合し溶解する装置であって、  
液体中に粉体が混入された混合液を貯留する貯留槽と、  
該貯留槽から混合液を受けて該混合液を、粉体が溶解している溶解液と未溶解の粉体を含有する未溶解分含有液に分離する液体サイクロンと、  
貯留槽から液体サイクロンへ混合液を供給する混合液供給ラインと、  
液体サイクロンから排出される未溶解分含有液を上記混合液供給ラインへ帰還させる未溶解分含有液帰還ラインとを有し、  
該未溶解分含有液帰還ラインが上記混合液供給ラインに接続されることで循環ラインを形成している。【００１４】
このような構成の本発明によると、貯留槽に粉体が混入された混合液が貯留され、この混合液が混合液供給ラインを経て液体サイクロンへもたらされる。この混合液は、粉体が液体中に均一に混入しているか、あるいは不均一に混入しているかを問わず、液体中に粉体が存在している状態である。また、この混合液は、液体に粉体の一部が溶解し、未溶解の粉体を含む状態である。液体サイクロンでは、混合液が遠心力により分離される。すなわち、粉体が液体に溶解していて比重の小さい溶解液が液体サイクロンの中心部に、未溶解の粉体を含み比重の大きい混合液（以下、未溶解分含有液という）が液体サイクロンの周囲部に位置するように分離される。【００１５】
溶解液は液体サイクロン中心部から導かれて溶解液排出口から排出される。未溶解分含有液はサイクロン周囲部から導かれて未溶解分含有液排出口から排出される。この未溶解分含有液は、未溶解分含有液帰還ラインを経て上記混合液供給ラインへ帰還されて、貯留槽から導かれる混合液に合流し、再び上記液体サイクロンへ送られる。未溶解分含有液帰還ラインが上記混合液供給ラインに接続されることで循環ラインを形成している。このように、循環ラインを未溶解分含有液が循環している間に、逐次未溶解の粉体が液体に溶解して溶解液となり、その溶解液が上記液体サイクロン中心部から導かれて排出される。かくして、排出される溶解液は、未溶解の粉体を含まず、濃度の高いものとなる。【００１６】
本発明において、液体サイクロンから溶解液を排出する溶解液排出ラインと、  
溶解液排出ラインから切換バルブを経て分岐する分岐ラインとをさらに有し、  
分岐ラインが未溶解分含有液帰還ラインに合流接続されていることが好ましい。【００１７】
混合溶解装置の運転開始直後において、液体サイクロンの溶解液排出口から排出される溶解液の濃度がまだ十分に高くなっていない時期に、上記切換バルブを切り換えて、この低濃度溶解液を分岐ラインに導き未溶解分含有液帰還ラインに合流させ、未溶解分含有液とともに循環ラインで循環させる。このようにすることで液体サイクロンの溶解液排出口から排出される溶解液の濃度を高めるようにできる。【００１８】
＜バラスト水処理装置＞  
本発明のバラスト水処理装置は、前述した本発明の粉体と液体の混合溶解装置を使用する。  
本発明に従ったバラスト水処理装置は、バラスト水として取水された液体をバラストタンクまで導くバラスト水取水管路と、前記バラスト水取水管路に介在され前記液体を濾過して前記液体中の生物を捕捉する濾過装置と、前記濾過後の液体中に存在する生物と細菌を殺菌する殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、前記バラスト水取水管路に介在され前記殺菌剤供給装置から供給された殺菌剤を前記濾過後の液体に均一に混合する混合装置とを備え、前記殺菌剤供給装置は、粉体殺菌剤を液体に溶解する混合溶解装置を備え、前記混合溶解装置が前述した本発明に従った粉体と液体の混合溶解装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、以上のように、貯留槽からの粉体と液体の混合液を液体サイクロンで溶解液と未溶解分含有液とに分離し、溶解液だけを溶解液排出口から排出し、未溶解分含有液を循環ラインで循環させることとしたので、未溶解分含有液を循環させる間に粉体が液体中に十分に溶解して、未溶解分を含まない高い濃度の溶解液を得ることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明の一実施形態としての粉体と液体の混合溶解装置の概要構成図である。
【図２】図２は、この発明の実施形態に従った混合溶解装置を使用した、この発明の第一実施形態に従ったバラスト水処理装置の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面にもとづき、本発明の一実施形態を説明する。  
図１において、符号１は粉体タンクであり、該粉体タンク１内には、液体へ混合される粉体が収容されている。該粉体タンク１の下部には、ロータリバルブ、スクリューフィーダ等の粉体切出しのための定量供給装置２が設けられている。
【００２２】
上記粉体タンク１の下方には、貯留槽３が設けられている。貯留槽３は、該定量供給装置２に接続され、上方の粉体タンク１内の粉体を定量供給装置２から定量だけ受けるようになっている。該貯留槽３は、その上部側壁に、ポンプ４そしてバルブ５が設けられた液体供給ライン６が接続されている。かくして、貯留槽３は上部で定量供給装置２から粉体を受けるとともに、液体供給ライン６から液体の供給を受け、粉体と液体との混合液を貯留する。ここで、混合液は、粉体が液体に均一に混合している場合も、また不均一に混合している場合もあるが、均一に混合していることが好ましい。そのためには、貯留槽３に攪拌装置を設けるとよい。混合液は、液体に粉体の一部が溶解し、未溶解の粉体を含む状態である。上記貯留槽３はその上部に気体排出口３Ａが、そして下部に混合液排出口３Ｂがそれぞれ設けられている。
【００２３】
上記貯留槽３は、その混合液排出口３Ｂが循環ポンプ７を経て混合液供給ライン８により液体サイクロン９の上部側部に設けられた混合液受入口９Ｃに接続されている。  
上記液体サイクロン９は、その内部で旋回流を生じさせるように混合液を受け入れ、遠心力で混合液を溶解液と未溶解分含有液とに分離するようになっている。溶解液は粉体が液体に十分に溶解している状態であり、未溶解の粉体が存在している未溶解分含有液に比し比重が小さい。したがって、液体サイクロン９内の混合液の旋回により生じる遠心力により、比重の小さい溶解液が中心部に位置し、そして、溶解液よりも比重の大きい未溶解分含有液が周囲部に位置するようになる。液体サイクロン９は、上部中央位置に溶解液排出口９Ａが設けられ、そして下向テーパ底面になっている下部中央位置に未溶解分含有液排出口９Ｂが設けられている。液体サイクロン９の中心部に位置する比重の小さい溶解液が導かれ上記溶解液排出口９Ａから排出され、周囲部に位置する未溶解分含有液が旋回しながらテーパ底面に沿って中央位置に向って降下し未溶解分含有液排出口９Ｂから排出される。
【００２４】
上記未溶解分含有液排出口９Ｂには、未溶解分含有液帰還ライン１０が接続されている。該未溶解分含有液帰還ライン１０は、上記循環ポンプ７の手前位置で上記混合液供給ライン８に接続されている。かくして、該混合液供給ライン８と上記未溶解分含有液帰還ライン１０は相俟って閉ループの循環ライン１１を形成する。
【００２５】
上記溶解液排出口９Ａからは溶解液排出ライン１２が延びており、切換バルブ１３を経て溶解液タンク１４に接続されている。該溶解液タンク１４の底部には、溶解液取出しライン１５が延びており、該溶解液取出しライン１５には、バルブ１６そしてポンプ１７が設けられている。上記溶解液タンク１４を備えず、上記溶解液排出ライン１２が切換バルブ１３を経てバルブ１６そしてポンプ１７に接続されている場合もある。
【００２６】
本実施形態では、好ましい形態として、切換バルブ１３の位置で上記溶解液排出ライン１２から分岐した分岐ライン１８が破線で示されるように設けられていて、該分岐ライン１８は上記未溶解分含有液帰還ライン１０に合流接続されている。
【００２７】
このように構成される本実施形態では、粉体と液体の混合溶解は次の要領でなされる。  
（１）粉体が粉体タンク１から定量供給装置２によって貯留槽３へ定量供給され、これとともに液体が液体供給ライン６を経て貯留槽３へ供給される。貯留槽３内では、粉体と液体が均一もしくは不均一混合された混合液として貯留される。混合液は、液体に粉体の一部が溶解し、未溶解の粉体を含む状態である。
【００２８】
（２）貯留槽３内の上記混合液は、貯留槽３下部の混合液排出口３Ｂから混合液供給ライン８へ送入される。一方、貯留槽３の上部の気体排出口３Ａからは、混合液中に混入してしまった気体が自由液面から抜けて、この気体が貯留槽３内の上部空間を経て排出される。その結果、貯留槽３内での上記粉体と液体との混合が良好となる。
【００２９】
（３）混合液供給ライン８へ送入された混合液は、ポンプ７により液体サイクロン９へ供給される。液体サイクロン９では、既述したように、混合液が溶解液と未溶解分含有液とに分離され、溶解液が溶解液排出口９Ａから排出され、未溶解分含有液が未溶解分含有液排出口９Ｂから排出される。切換バルブ１３が溶解液排出ライン１２を開、そして分岐ライン１８を閉としている状態で、溶解液は溶解液タンク１４に送られ、ここに収容される。溶解液は、必要時にバルブ１６を開いて、ポンプ１７の作動によって取り出される。一方、未溶解分含有液は、液体サイクロン９の未溶解分含有液排出口９Ｂから未溶解分含有液帰還ライン１０を経て混合液供給ライン８に送られ、循環ライン１１を循環する。その循環中にポンプ７による攪拌作用を受け液体に粉体が順次溶解する。そして、その溶解液が液体サイクロン９の溶解液排出口９Ａから排出される。未溶解分含有液が循環ライン１１を循環する間にも、新たに混合液供給ライン８に送入された混合液の供給を受けることで、粉体の追加を受けることになる。
【００３０】
混合溶解装置の運転開始直後において、液体サイクロンの溶解液排出口から排出される溶解液の濃度がまだ十分に高くなっていない時期に、上記切換バルブを切り換えて、この低濃度溶解液を分岐ラインに導き、未溶解分含有液帰還ラインに合流させ、未溶解分含有液とともに循環ラインで循環させる。このようにすることで液体サイクロンの溶解液排出口から排出される溶解液の濃度を高めるようにできる。
【００３１】
（４）図１の装置の運転開始直後は、粉体の液体への溶解が不十分で、液体サイクロン９で得られる溶解液の濃度が十分高くなっていない場合がある。かかる場合、切換バルブ１３を切り換えて、溶解液排出ライン１２を閉そして分岐ライン１８を開としている状態として、溶解液を溶解液タンク１４に送らずに分岐ライン１８に送入し、該分岐ラインを経て未溶解分含有液帰還ライン１０を流れる未溶解分含有液に合流させて、循環ライン１１と分岐ライン１８を循環させる。かくして、既述の原理により溶解液の濃度が高まるので、その時点で、上記切換バルブ１３を切り換えて、溶解液を溶解液タンク１４に送る。
【００３２】
本実施形態では、未溶解分含有液を循環ラインで循環させることとしたので、未溶解分含有液が循環する間に粉体が液体中に十分に溶解して、未溶解分を含まず、かつ、従来の装置では到達できないような高い濃度の溶解液を得ることができる。
【００３３】
＜バラスト水処理装置＞  
次に、図１を参照して説明したこの発明の第一実施形態に従った混合溶解装置を使用した、バラスト水処理装置について図２を参照しながら説明する。
【００３４】
図２は、この発明の第一実施形態に従ったバラスト水処理装置の構成を概略的に示している。このバラスト水処理装置は、図２中に示されているように、バラスト水用の液体として例えば海水又は河川水を船内に取り込むために船舶に設けられているシーチェスト（sea chest）（海水吸入口）４０と、シーチェスト４０において取水されたバラスト水をバラストタンク４７まで導くバラスト水取水管路４１と、バラスト水取水管路４１に介在されシーチェスト４０においてバラスト水を取水しバラスト水取水管路４１を介してバラストタンク４７までバラスト水を圧送するポンプ４３と、バラスト水取水管路４１においてポンプ４３の下流側に介在されバラスト水用の液体を濾過し前記液体中に存在するプランクトンを含む生物を捕捉する濾過装置４４と、濾過後の液体中に存在する細菌やプランクトンを含む生物を殺菌する殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置４５と、バラスト水取水管路４１に介在され殺菌剤供給装置４５から供給された殺菌剤を前記濾過後の液体中に拡散し均一に混合する混合装置４６を備えており、混合装置４６において殺菌剤が均一に混合された液体はさらに処理水送水管路４８によりバラストタンク４７に送られ、貯留される。
【００３５】
殺菌剤供給装置４５は、濾過装置４４によって濾過された後のバラスト水用の液体中に残存している細菌やプランクトンを含む生物を殺菌する為の殺菌剤を供給する装置である。殺菌剤供給装置４５は、粉体殺菌剤を液体に溶解する混合溶解装置を備え、本実施形態では、混合溶解装置として、この発明の第一実施形態に従った混合溶解装置を使用する。
【００３６】
この場合、混合溶解装置として使用されたこの発明の第一実施形態に従った混合溶解装置の貯留槽３内では、粉体殺菌剤と海水などの液体が供給され、均一もしくは不均一混合された混合液として貯留される。貯留槽３から混合液供給ライン８へ送入された混合液は、液体サイクロン９へ供給される。液体サイクロン９では、混合液が溶解液と未溶解分含有液とに分離される。そして、溶解液は、溶解液排出口９Ａから排出され、溶解液タンク１４に送られ、ここに収容される。未溶解分含有液は、未溶解分含有液排出口９Ｂから排出される。溶解液タンク１４に収容された溶解液は、必要時にバルブ１６を開いて、ポンプ１７の作動によって取り出され、殺菌剤として混合装置４６に供給される。一方、未溶解分含有液は、液体サイクロン９の未溶解分含有液排出口９Ｂから未溶解分含有液帰還ライン１０を経て混合液供給ライン８に送られ、循環ライン１１を循環し、その循環中にポンプ７による攪拌作用を受け、液体に粉体殺菌剤が順次溶解する。そして、その溶解液が液体サイクロン９の溶解液排出口９Ａから排出される。未溶解分含有液が循環ライン１１を循環する間にも、新たに混合液供給ライン８に送入された混合液の供給を受けることで、粉体殺菌剤の追加を受けることになる。
【００３７】
このように混合溶解装置により粉体殺菌剤を液体に混合溶解することにより、効率よく所望の濃度の溶解液を得ることができる。そして、溶解液を殺菌剤として混合装置４６に供給し、殺菌剤をバラスト水に混合してバラスト水に含まれるプランクトンと細菌を確実に殺菌することができる。
【００３８】
前記粉体殺菌剤としては、例えば、塩素化イソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム（sodium dichloroisocyanurate: C3Cl2N3O3.Na）、ジクロロイソシアヌル酸カリウム、モノクロロイソシアヌル酸ナトリウム、モノクロロイソシアヌル酸カリウム、トリクロロイソシアヌル酸ナトリウム及びトリクロロイソシアヌル酸カリウム、またはこれらの２種以上の混合物が使用できるが、これ以外の粉体殺菌剤を使用することも可能である。
【００３９】
濾過装置４４は、シーチェスト（海水吸入口）４０から取水され、ポンプ４３によってバラスト水取水管路４１を介して送られてきたバラスト水用の液体中のプランクトンを含む生物を従来知られている濾過材で捕捉する。濾過材は、濾過用開口が３０μｍ〜１００μｍの濾過材を用いることが好ましい。濾過用開口を３０μｍ〜１００μｍにするのは、プランクトンを含む生物の捕捉率を一定のレベルに保ちつつ、前記濾過用開口の目詰まりを防止する為に必要な逆流洗浄の頻度を少なくして寄港地でのバラスト水処理時間を短縮するためである。濾過用開口が１００μｍより大きいと、生物の捕捉率が著しく低くなる。濾過用開口が３０μｍより小さいと目詰まりし易く逆流洗浄の頻度が多くなりバラスト水処理時間が長くなる。
【００４０】
濾過装置４４としては、ノッチワイヤフィルタ（notch wire filter）、ウェッジワイヤフィルタ（wedge wire filter）又は積層ディスク（disc）を濾過材とする濾過装置を用いることが好ましい。また、濾過装置４４として、濾過材が金属メッシュフィルタ（mesh filter）又は樹脂クロスフィルタ（cｌoｔｈ filter）で構成されている濾過装置を用いることも好ましい。
【００４１】
濾過用開口が３０μｍ〜１００μｍ程度の濾過材を使用した濾過装置４４は、バラスト水用の液体中のプランクトンを含む生物の大部分を捕捉する。濾過装置４４を通過した後のバラスト水用の液体中で殺菌剤によって殺菌しなければならないのは、濾過装置４４により濾過されなかった微小なプランクトンと細菌となる。そのため、濾過装置４４を用いずに、バラスト水用の液体中のプランクトンを含む生物及び細菌を単に殺菌剤のみを使用して殺菌する場合に比べて、殺菌剤の使用量を大幅に減少させることが出来る。その結果、殺菌剤の買い入れ費用を低減でき、さらに殺菌剤供給装置４５における殺菌剤を貯留する為の貯留槽（溶解液タンク）を小さくできるので、バラスト水処理装置の為に船舶内に必要になる格納空間を減少させることが出来る。また、バラストタンク４７からバラスト水を船舶外へ排水する時に必要となる、殺菌剤中の殺菌成分を無害化するための殺菌成分無害化剤の使用を不要に出来るか、あるいは使用量を大きく減らすことができる。
【００４２】
混合装置４６として、静止型流体混合装置を用いることが好ましい。
【００４３】
静止型流体混合装置は、管路中を流れるバラスト水に対し殺菌剤を添加して、殺菌剤をバラスト水に均一に混合するための混合装置である。
【００４４】
静止型流体混合装置は、周知の構成のものであって、リング部内面に複数のフラップを備え、フラップ間の隙間にバラスト水を流送し、リング部の半径方向に沿い殺菌剤供給ノズルを備える構成である。殺菌剤は、殺菌剤供給ノズルを介しバラスト水中へ添加され、前記複数のフラップ部間の隙間を通過したバラスト水により各フラップ部の下流側に生じるカルマン渦列（Karman vortex street）の作用により、前記添加された殺菌剤が速やかにバラスト水中に均一に混合される。
【００４５】
混合装置４６にて殺菌剤をバラスト水に混合する際に、バラスト水中の殺菌剤濃度をプランクトンと細菌を殺菌するために十分な濃度とするように、殺菌剤供給装置４５から所定濃度で所定供給量の粉体殺菌剤溶解液を混合装置に供給する。そのために、所定濃度に調製した粉体殺菌剤溶解液を溶解液タンクに収容し、粉体殺菌剤溶解液を溶解液タンクからバルブ１６を介し、ポンプ１７の作動によって所定供給量で混合装置４６に供給する。
【００４６】
次に、以上のように構成された図２中に示されている本実施形態のバラスト水処理装置の動作を説明する。ポンプ４３を稼動することによって、シーチェスト４０からバラストタンク４７に向かいバラスト水取水管路４１によりバラスト水として例えば海水又は河川水が送られる。この間にバラスト水から濾過装置４４の濾過材の濾過用開口の寸法よりも大きなプランクトンを含む生物が捕捉される。
【００４７】
濾過装置４４で捕捉されたプランクトンを含む生物は、濾過装置４４の濾過材を逆洗浄し洗浄液を船外へ排水することによりバラスト水を取水した船外の水中、例えば海域中又は河川中、に戻される。前記水中に戻してもバラスト水を取水した水域と同一の水域なので前記水域の生態系に悪影響を生じさせない。
【００４８】
濾過装置４４で濾過されたバラスト水には、混合装置４６で殺菌剤供給装置４５から殺菌剤が供給され、濾過後のバラスト水中に混合装置４６により前記殺菌剤が拡散されて均一に混合される。これにより濾過後のバラスト水の殺菌処理が行われる。殺菌処理後のバラスト水はバラスト水取水管路４１によりバラストタンク４７に導かれ、バラストタンク４７内に貯留される。
【００４９】
バラストタンク４７内に貯留されているバラスト水には、前述した殺菌剤の殺菌成分が所定濃度以上で残存することが好ましい。バラストタンク４７内に所定濃度以上で残存する殺菌成分は、プランクトンや細菌の再成長を抑制する。バラストタンク４７内に残存させる殺菌成分の濃度は、殺菌剤の種類およびバラストタンク４７の材質や塗装の種類によって適宜に決定し、この決定に基づいて殺菌剤供給装置４５により混合装置４６へ供給する前記殺菌剤の濃度と供給量を調整する。
【００５０】
なお、バラスト水の殺菌処理は、例えば海水又は河川水をバラスト水としてバラストタンク４７に積み込む際に行わず、バラストタンク４７からバラスト水を船外に排出する際に殺菌処理する場合もある。この場合は、バラスト水として取水した例えば海水又は河川水を濾過も殺菌もせずにバラストタンク４７に送りバラストタンク４７内に貯留する。その後、バラスト水をバラストタンク４７から図２中に示されているポンプ４３，濾過装置４４，殺菌剤供給装置４５と組み合わされている混合装置４６がこの順で介在されているバラスト水排出管路を介して船外に排出する。この間にバラストタンク４７からポンプ４３によりバラスト排水管路中を船外に向かい排出されるバラスト水は、濾過装置４４によりプランクトンを含む生物が濾過され、混合装置４６により殺菌剤供給装置４５からの殺菌剤が拡散され、均一に混合されて、排出されるバラスト水中に濾過後に残存しているプランクトン及び細菌が殺菌された後に船外に排出される。
【００５１】
図２を参照しながら以上説明したことから明らかなように、本実施形態に従ったバラスト水処理装置においては、シーチェスト４０からバラスト水として取水された例えば海水又は河川水がバラスト水取水管路４１によりバラストタンク４７に導かれる間に、濾過装置４４で３０μｍ〜１００μｍ以上のプランクトンを含む生物が捕捉された後に、殺菌剤供給装置４５から混合装置４６へと供給された殺菌剤により濾過後のバラスト水に残存している細菌やプランクトンを確実に殺菌できる。その結果、バラスト水として取水された例えば海水又は河川水がどのような水質であっても確実かつ安価に国際海事機構（ＩＭＯ）が定めるバラスト水基準を満たすバラスト水の処理が実現できる。また、本実施形態に従ったバラスト水処理装置の構成が簡素でコンパクトなので、既存船舶への適用が容易である。
【符号の説明】
【００５２】
３…貯留槽、３Ｂ…混合液排出口、８…混合液供給ライン、９…液体サイクロン、９Ａ…溶解液排出口、９Ｂ…未溶解分含有液排出口、１０…未溶解分含有液帰還ライン、１１…循環ライン、１２…溶解液排出ライン、１３…切換バルブ、１８…分岐ライン。
【図１】
2014007171.tif 000003
【図２】
2014007171.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月22日(2015.6.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体中に粉体を混合し溶解する粉体と液体の混合溶解装置であって：
粉体タンクから粉体を貯留槽に定量供給する定量供給装置と、
液体を貯留槽に供給する液体供給ラインと、
液体供給ラインから液体の供給を受け定量供給装置から粉体の供給を受け液体中に粉体が混入された混合液を貯留しその上部に気体排出口を有する貯留槽と、
該貯留槽から混合液を受けて該混合液を粉体が溶解している溶解液と未溶解の粉体を含有する未溶解分含有液に分離する液体サイクロンと、
循環ポンプを備え貯留槽から液体サイクロンへ混合液を供給する混合液供給ラインと、
液体サイクロンから排出される未溶解分含有液を上記混合液供給ラインへ循環ポンプの上流側位置で帰還させる未溶解分含有液帰還ラインと、
を有し、
該未溶解分含有液帰還ラインが上記混合液供給ラインに接続されることで循環ラインを形成しており、循環ラインにおいて未溶解分含有液と混合液とが循環ポンプの上流側位置で混合され循環ラインを循環ポンプにより循環する間に液体に粉体が溶解される、ことを特徴とする、粉体と液体の混合溶解装置。
【請求項２】
液体サイクロンから溶解液を排出する溶解液排出ラインと、
溶解液排出ラインから切換バルブを経て分岐する分岐ラインと、をさらに有し、
分岐ラインが未溶解分含有液帰還ラインに合流接続されている、請求項１に記載の粉体と液体の混合溶解装置。
【請求項３】
バラスト水として取水された液体をバラストタンクまで導くバラスト水取水管路と、
前記バラスト水取水管路に介在され前記液体を濾過して前記液体中の生物を捕捉する濾過装置と、
前記濾過後の液体中に存在する生物と細菌を殺菌する殺菌剤を供給する殺菌剤供給装置と、
前記バラスト水取水管路に介在され前記殺菌剤供給装置から供給された殺菌剤を前記濾過後の液体に均一に混合する混合装置と、を備え、
前記殺菌剤供給装置は、粉体殺菌剤を液体に溶解する混合溶解装置を備え、
前記混合溶解装置が請求項１又は請求項２に記載の粉体と液体の混合溶解装置である、バラスト水処理装置。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月14日(2015.9.14)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取水されバラストタンクに積み込まれるバラスト水に対し粉体殺菌剤を添加して、バラスト水を殺菌処理するバラスト水処理装置であって、
バラスト水に粉体殺菌剤の溶解液を供給する殺菌剤供給装置と、
取水されたバラスト水をバラストタンクまで導くバラスト水取水管路に介在され前記殺菌剤供給装置から供給された粉体殺菌剤の溶解液を前記バラスト水に均一に混合する混合装置と、を備え、
前記殺菌剤供給装置は、粉体殺菌剤を液体に混合し溶解して粉体殺菌剤の所定濃度の溶解液を調製する混合溶解装置を備え、
前記混合溶解装置が、
粉体殺菌剤タンクから粉体殺菌剤を貯留槽に定量供給する定量供給装置と、
液体を貯留槽に供給する液体供給ラインと、
液体供給ラインから液体の供給を受け定量供給装置から粉体殺菌剤の供給を受け液体中に粉体殺菌剤が混入されて液体に粉体殺菌剤の一部が溶解し未溶解の粉体殺菌剤を含む状態である混合液を貯留しその上部に気体排出口を有する貯留槽と、
該貯留槽から混合液を受けて該混合液を粉体殺菌剤が溶解している溶解液と未溶解の粉体殺菌剤を含有する未溶解分含有液に分離する液体サイクロンと、
バルブとポンプを備え液体サイクロンから溶解液排出ラインを介し粉体殺菌剤の溶解液を取り出し混合装置へ供給する溶解液取出しラインと、
循環ポンプを備え貯留槽から液体サイクロンへ混合液を供給する混合液供給ラインと、
液体サイクロンから排出される未溶解分含有液を前記混合液供給ラインへ貯留槽の混合液排出口と循環ポンプとの間で帰還させる未溶解分含有液帰還ラインと、
を有し、
該未溶解分含有液帰還ラインが前記混合液供給ラインに接続されることで循環ラインを形成しており、
前記循環ラインは、液体サイクロンからの未溶解分含有液と貯留槽からの混合液とを貯留槽の混合液排出口と循環ポンプとの間で合流させて循環ポンプに導き循環ラインを循環させる間に、循環ポンプによる攪拌作用により未溶解分含有液と混合液の未溶解の粉体殺菌剤を液体に溶解させるとともに、貯留槽から新たに混合液の供給を受けることにより循環ラインを循環する未溶解分含有液と混合液に粉体殺菌剤を追加し、液体サイクロンにより分離される溶解液の粉体殺菌剤の濃度を所定濃度として、所定濃度の粉体殺菌剤の溶解液を調製し、
前記混合装置は、リング部内面に複数のフラップと粉体殺菌剤の溶解液を供給するノズルを備え、フラップ間の隙間にバラスト水を流送し溶解液取出しラインにより送られる粉体殺菌剤の溶解液をノズルから供給しバラスト水に混合する静止型流体混合装置であり、
前記殺菌剤供給装置は、液体サイクロンからの所定濃度に調製された粉体殺菌剤の溶解液を溶解液取出しラインのバルブとポンプの作動により所定供給量で混合装置に供給し、混合後のバラスト水中の粉体殺菌剤の濃度をプランクトンと細菌を殺菌するために十分な濃度とする、
ことを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項２】
前記溶解液排出ラインから切換バルブを経て分岐する分岐ラインをさらに有し、
分岐ラインが未溶解分含有液帰還ラインに合流接続されている、請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【請求項３】
前記バラスト水取水管路に前記混合装置の上流で介在され前記バラスト水を濾過して前記バラスト水中の生物を捕捉する濾過装置をさらに備えており、
前記混合装置では、前記濾過後のバラスト水を前記殺菌剤供給装置からの所定濃度の殺菌剤の溶解液で殺菌処理する、請求項１又は請求項２に記載のバラスト水処理装置。
【国際調査報告】
2014007171.tif 000005
2014007171.tif 000006
2014007171.tif 000007
2014007171.tif 000008