(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶および沖合構造物上のバラストタンク（1）中のバラスト水を処理するためのシステム（20）であって、
- 一つまたは複数のバラストタンク（1）と、
- 該一つまたは複数のバラストタンク（1）との間で配管を介してバラスト水を循環または再循環させる循環ポンプ（22）と、
- 窒素および／または二酸化炭素を該バラスト水に供給することができるようなやり方で該配管（22）に接続されている窒素および／または二酸化炭素発生装置（21）と、
- ガス含有水を該一つまたは複数のバラストタンク（1）に注入するための少なくとも一つのノズルを含む、該配管に機能的に接続され、かつ一つまたは複数のバラストタンク（1）中に配設されている一つまたは複数のノズルヘッド（28）と
を含み、少なくとも一つのノズルが第一の軸を中心に駆動回転するように構成されていることを特徴とする、システム。
【請求項２】
- 一つまたは複数のバラストタンク（1）と、
- 該一つまたは複数のバラストタンク（1）との間で配管を介してバラスト水を循環または再循環させることができる循環ポンプ（22）と、
- 窒素および／または二酸化炭素を該バラスト水に供給することができるようなやり方で、該再循環ポンプの送り出し側で該配管に接続されている窒素および／または二酸化炭素発生装置（21）と、
- ガス含有水を該一つまたは複数のバラストタンク（1）に注入するための少なくとも一つのノズルを含む、該配管に機能的に接続され、かつ一つまたは複数のバラストタンク（1）中に配設されている一つまたは複数のノズルヘッド（28）と
を含み、少なくとも一つのノズルが、三次元混合パターンが生成されるように、第一の軸および該第一の軸に対して垂直であるかまたは垂直ではない第二の軸の両方を中心に駆動回転するように構成されていることを特徴とする、請求項1記載の船舶および沖合構造物上のバラストタンク（1）中のバラスト水を処理するためのシステム。
【請求項３】
一つまたは複数のノズルヘッド（28）が、バラストタンク（1）の下寄りゾーン中、バラスト水の流入（32）が起こるバラストタンク（1）の部分に配設されていることを特徴とする、請求項1または2に記載のシステム。
【請求項４】
一つまたは複数のノズルヘッド（28）が、バラストタンク（1）のバルクヘッド（36）と同一平面上に配設されていることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
二つ以上のノズルヘッド（28）が一つまたは複数の列に配設され、該一つまたは複数の列が、バラスト水の流れ方向に対して横断方向に延びることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
窒素または二酸化炭素発生装置（21）が、バラストポンプの後、送り出し側でバラスト水の配管システム（5）に結合された配管（31）を含み、それにより、該発生装置（21）が、作動中のノズルなしでも窒素または二酸化炭素を該バラスト水に供給することができることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
バラスト水の処理が一つのバラストタンク中で起こるように一つのバラストタンクが一つまたは複数のノズルヘッドを含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステムを含む船舶。
【請求項８】
バラスト水の処理がいくつかのバラストタンク中で同時に起こるように二つ以上のバラストタンク（1）が一つまたは複数のノズルヘッドを含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステムを含む船舶。
【請求項９】
少なくとも一つのバラストタンク（1）がいくつかの再循環システムを含み、該再循環システムの戻りおよびフィーダ管がノズルヘッド（28）と対応しており、該戻りおよびフィーダ管が該バラストタンクの流れ方向に連続的に配設されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステムを含む船舶。
【請求項１０】
請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステムの使用によってバラストタンク中のバラスト水を処理する方法であって、
- バラスト水をバラストタンク（1）の中にポンプで送り込む工程と、
- バラスト水を循環させる工程と、
- 再循環ポンプとバラストタンクとの間の再循環システム中、バラストポンプの送り出し側で、発生装置を介して窒素および／または二酸化炭素を該バラスト水に供給する工程と
を含み、
- 窒素または二酸化炭素含有水を一つまたは複数の回転ノズルヘッド（28）を介してバラストタンク（1）に注入する工程
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１１】
- 処理されたバラスト水を第一のバラストタンク（1）から残りのバラストタンクに運ぶ工程
を含むことを特徴とする、請求項10記載の方法。
【請求項１２】
- バラストタンク（1）中に酸素欠乏環境を維持するための期間または間隔で窒素および／または二酸化炭素を該バラストタンク（1）に供給する工程
を含むことを特徴とする、請求項10または11記載の方法。
【請求項１３】
- 回転ノズルヘッド（28）を介して窒素または二酸化炭素含有水をバラストタンク（1）の中に噴霧する工程と、
- 処理されたバラスト水を第一のバラストタンク（1）から残りのバラストタンク（1）に通す工程と、
- 該バラストタンク（1）中に酸素欠乏環境を維持するための期間または間隔で窒素および／または二酸化炭素を該バラストタンク（1）に供給する工程と
を連続的に含むことを特徴とする、請求項10〜12のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステムの使用によってバラストタンク中のバラスト水を処理する方法であって、
- 回転ノズルヘッド（28）を介して窒素または二酸化炭素含有水をいくつかまたはすべてのバラストタンク（1）の中に同時に噴霧する工程
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１５】
請求項1〜6のいずれか一項に記載のシステムの使用によってバラストタンクを浄化する方法であって、
- バラストタンクをノズルヘッド（28）よりも低いレベルまで空ける工程と、
- 流体をノズルに通してポンプで送り込み、それにより、該バラストタンク（1）の内面を高圧水ブラスト処理する工程と
を含むことを特徴とする、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶および沖合建造物上のバラストタンク中のバラスト水を処理するためのシステムであって、
一つまたは複数のバラストタンクと、一つまたは複数のバラストタンクとの間で配管を介してバラスト水を循環または再循環させる循環ポンプと、窒素および／または二酸化炭素をバラスト水に供給することができるようなやり方で配管に接続されている窒素および／または二酸化炭素発生装置と、ガス含有水を一つまたは複数のバラストタンクに注入するための少なくとも一つのノズルを含む、配管に機能的に接続され、かつ一つまたは複数のバラストタンク中に配設されている一つまたは複数のノズルヘッドとを含むシステムに関する。
【０００２】
本発明のさらなる局面にしたがって、本発明は、請求項7〜9に記載される船舶に関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
積荷を運んでいるかどうかにかかわらず船の安定性を維持するために、船は、積荷の性質に依存して充填する、または空にすることができるタンクを備えている。そのようなタンクはバラストタンクと呼ばれ、それに充填される水はバラスト水と呼ばれる。
【０００４】
したがって、空の船または部分的に積荷を運ぶ船が港を出るとき、安定性を維持し、船の浮力を調節するために、バラスト水がバラストタンクに充填されている。
【０００５】
ほとんど常に、そのようなバラスト水は生物を含有する。船がその目的地に到着し、船が再び積荷を受け取るとき、バラスト水は再び放出される。したがって、このバラスト水の放出は、潜在的に、目的地港における海洋環境に侵略的外来種を持ち込む場合があり、それは、その生物が本来の生息地から新たな生物圏に移されることを意味する。世界の別の部分に固有であるそのような生物は、その地域の海洋生物にとって脅威となる場合があり、したがって、「生物学的汚染」とも呼ばれている。毎年、大型タンク船舶が、生物を含む何十億立方メートルもの水を世界のある部分から別の部分へと移動させ、そのため、タンク船舶は、世界最大の環境問題の一つと考えられている、新たな環境への何百種もの侵略的外来海洋種の持ち込みにおける要因である。
【０００６】
バラスト水とともにバラストタンクの中に閉じ込められる生物の一部は、ポンプインされる泥および他の不純物とともに、バラストタンクの内面に付着し、底に沈殿し、バラストタンクからバラスト水を抜くとき、そのような生物すべてがバラスト水とともに流し出されるわけではない。その結果、バラストタンクがバラスト水を充填されていないときバラストタンクの特に底の浄化を規則的に実施する必要性が同様にある。
【０００７】
現在、国際海事機関（IMO）により、ポンプアウトされるバラスト中にどれくらいの生物が許されるのかに関して具体的要件が作成されており、本発明は、その要件が遵守されることを保証することを目的とする。
【０００８】
前記問題に加えて、バラストタンクの腐食に関する問題もある。世界の全保有船舶における船の大部分は、それらの船のバラストタンクを含め、鋼鉄でできており、そのようなタンクが酸素およびバラスト水の形態の水の両方に暴露されると、バラストタンクは腐食を受ける。したがって、鋼鉄の腐食および腐食によって損傷した区域の大規模な修理の両方を回避するために包括的な予防措置が講じられる。
【０００９】
そのうえ、全世界的に、予防措置および腐食区域の必要な修理に伴う多大なコストが生じ、その結果、同じく、その問題を、様々な方法で、表面を塗料で処理することによって、アノード式防食によって解決するために数多くの試みが実施されている。
【００１０】
バラストタンクを微生物のない状態に維持し、窒素ガスをバラスト水に供給することによって酸素濃度を下げることによって腐食を回避し、ひいてはバラストタンク中の環境を酸素欠乏状態にし、ひいては微生物および好気性細菌の存在を最小化すると同時にバラストタンクの腐食を回避することが公知である。
【００１１】
US20030205136（特許文献1）は、バラスト水を処理すると同時に腐食を予防するシステムおよび方法を開示している。窒素供給源が窒素ガスを生成し、その窒素ガスは直接またはベンチュリインジェクタを介してバラスト水の中にポンプで送り込まれてもよい。水が、窒素ガスと接触するように注入によってポンプで送られる。インジェクタは、窒素含有水中に多数の小さな気泡を生成し、バラスト水中の酸素が窒素ガスの小さな気泡中に溶解する。水および多数の小さな気泡はインジェクタからバラストタンクの中にポンピングされ、そこで、小さな気泡は表面に浮上し、酸素が放出される。
【００１２】
従来技術に関連する問題は、窒素発生装置が既存のバラストポンピングシステムに結合されていること、およびその結果、システムがバラストポンプおよび配管システムの容量および性能によって制限されるということである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】US20030205136
【発明の概要】
【００１４】
本発明の目的は、少なくとも一つのノズルが第一の軸を中心に駆動回転するように構成されていることにおいて、バラストタンク中の水のより効率的な処理を提供することである。
【００１５】
そのうえ、本発明のさらなる利点は、タンク中の処理時間がより包括的であり、ひいてはより効果的であること、および腐食を抑制するシステムが、使用されると同時に、バラストタンクを浄化するために使用され得るということである。
【００１６】
本発明の一つの態様にしたがって、本発明は、三次元混合パターンが生成されるように、第一の軸および第一の軸に対して垂直であるかまたは垂直ではない第二の軸の両方を中心に駆動回転するように構成された少なくとも一つのノズルを含む。
【００１７】
これにより、ジェットがタンク区域のより大きな区域の中に達することが得られ、それが、注入されたガスとバラスト水とのより速やかかつより効果的な混合を生み出す。
【００１８】
本発明のもう一つの態様にしたがって、本発明は、バラストタンクの下寄りゾーン中、バラスト水の流入が起こるバラストタンクの部分に配設されている一つまたは複数のノズルヘッドを含む。
【００１９】
本発明のさらなる態様にしたがって、本発明は、バラストタンクの内部ブレーシング／バルクヘッドと同一平面上に配設されている一つまたは複数のノズルヘッドを含む。
【００２０】
それにより、ジェットがバラストタンクのすべての区域に達することが得られ、それが、脱酸素水のより効率的な分散を生じさせると同時に、バラストタンクの表面および底の最適な浄化を保証する。
【００２１】
本発明の一つの態様にしたがって、本発明は、一つまたは複数の列に配設された二つ以上のノズルヘッドを含み、一つまたは複数の列は、バラスト水がバラストタンクに入り、通過するときのバラスト水の主な流れ方向に対して横断方向に延びる。さらに、配設はバラストタンクの下寄りゾーンの中で起こる。
【００２２】
それにより、脱酸素水のリードフロントが得られ、そのリードフロントがバラストタンク中を移動し、そのとき水が連続的に処理されるということが得られる。
【００２３】
本発明の態様にしたがって、窒素または二酸化炭素発生装置は、バラストポンプの後、送り出し側でバラスト水の配管システムに結合された配管を含み、それにより、発生装置はまた、ノズルの周囲で窒素または二酸化炭素をバラスト水に供給することができる。
【００２４】
本発明の一つの態様にしたがって、本発明は、バラスト水の処理が一つのバラストタンク中で起こるように一つのバラストタンクが一つまたは複数のノズルヘッドを含む船舶に関する。
【００２５】
本発明の態様にしたがって、バラスト水の処理がいくつかのバラストタンク中で同時発生的に起こるように二つ以上のバラストタンクが一つまたは複数のノズルヘッドを含む。
【００２６】
この解決手段は、既存の船および沖合建造物中に設けることが容易な解決手段である。
【００２７】
本発明の一つの態様にしたがって、少なくとも一つのバラストタンクはいくつかの再循環システムを含み、再循環システムの戻りおよびフィーダ管がノズルヘッドと対応しており、戻りおよびフィーダ管はバラストタンクの流れ方向に連続的に配設されている。
【００２８】
本発明はさらに、回転ノズルヘッドを介して窒素または二酸化炭素含有水をバラストタンクに注入する処置を含む方法に関する。
【００２９】
回転ノズルヘッドは、混合プロセスを最適化し、そして注入された水を、これまで公知の方法よりもはるかに良好に分散させる。
【００３０】
本発明の態様は、処理されたバラスト水を第一のバラストタンクから残りのバラストタンクに運ぶ処置を含む。
【００３１】
これにより、効率的に浄化されたバラスト水が通され、それにより、処理されたバラスト水はバラストタンクの隅々まで行き渡らされ、したがって、バラストタンクの遠隔区域が未処理のバラスト水を含むということが回避される。
【００３２】
本発明の方法のさらなる態様は、バラストタンク中に酸素欠乏環境を維持するための期間または間隔で不活性ガスをバラストタンクに供給する処置を含む。
【００３３】
これは、酸素欠乏環境を維持するためにバラストタンクが空にされるとき特に有利である。
【００３４】
ひとつの態様において、本発明の方法は、回転ノズルヘッドを介して窒素または二酸化炭素含有水をバラストタンク中に噴霧する工程と、処理されたバラスト水を第一のバラストタンクから残りのバラストタンクに通す工程と、バラストタンク中に酸素欠乏環境を維持するための期間または間隔で窒素および／または二酸化炭素をバラストタンクに供給することができる工程と
を連続的に含む。
【００３５】
ひとつの態様にしたがって、方法は、回転ノズルヘッドを介して窒素または二酸化炭素含有水をいくつかまたはすべてのバラストタンク中に同時発生的に噴霧することを含む。
【００３６】
これは、改善された、そしてより速やかな水の処理を保証する。
【００３７】
本発明の方法の態様は、バラストタンクをノズルヘッドよりも低いレベルまで空にする工程と、流体をノズルに通してポンプで送り込み、それにより、バラストタンクの内面を高圧水ブラスト処理する工程とを含む。バラストタンクを浄化することもできるシステムにより、最小限の技術的手段の使用によって効率的なスラッジおよび沈殿物抑制が達成される。
【００３８】
語「船舶」とは、海において使用するための船、潜水艦、沖合構造物および人工建造物を含むものと解釈される。
【００３９】
本発明の他の態様は、従属請求項から明らかになるであろう。
【００４０】
[本発明1001]
船舶および沖合構造物上のバラストタンク（1）中のバラスト水を処理するためのシステム（20）であって、
- 一つまたは複数のバラストタンク（1）と、
- 該一つまたは複数のバラストタンク（1）との間で配管を介してバラスト水を循環または再循環させる循環ポンプ（22）と、
- 窒素および／または二酸化炭素を該バラスト水に供給することができるようなやり方で該配管（22）に接続されている窒素および／または二酸化炭素発生装置（21）と、
- ガス含有水を該一つまたは複数のバラストタンク（1）に注入するための少なくとも一つのノズルを含む、該配管に機能的に接続され、かつ一つまたは複数のバラストタンク（1）中に配設されている一つまたは複数のノズルヘッド（28）と
を含み、少なくとも一つのノズルが第一の軸を中心に駆動回転するように構成されていることを特徴とする、システム。
[本発明1002]
- 一つまたは複数のバラストタンク（1）と、
- 該一つまたは複数のバラストタンク（1）との間で配管を介してバラスト水を循環または再循環させることができる循環ポンプ（22）と、
- 窒素および／または二酸化炭素を該バラスト水に供給することができるようなやり方で、該再循環ポンプの送り出し側で該配管に接続されている窒素および／または二酸化炭素発生装置（21）と、
- ガス含有水を該一つまたは複数のバラストタンク（1）に注入するための少なくとも一つのノズルを含む、該配管に機能的に接続され、かつ一つまたは複数のバラストタンク（1）中に配設されている一つまたは複数のノズルヘッド（28）と
を含み、少なくとも一つのノズル（34）が、三次元混合パターンが生成されるように、第一の軸および該第一の軸に対して垂直であるかまたは垂直ではない第二の軸の両方を中心に駆動回転するように構成されていることを特徴とする、本発明1001の船舶および沖合構造物上のバラストタンク（1）中のバラスト水を処理するためのシステム。
[本発明1003]
一つまたは複数のノズルヘッド（28）が、バラストタンク（1）の下寄りゾーン中、バラスト水の流入（32）が起こるバラストタンク（1）の部分に配設されていることを特徴とする、前記本発明の一つまたは複数のシステム。
[本発明1004]
一つまたは複数のノズルヘッド（28）が、バラストタンク（1）の内部ブレーシング／バルクヘッド（36）と同一平面上に配設されていることを特徴とする、前記本発明の一つまたは複数のシステム。
[本発明1005]
二つ以上のノズルヘッド（28）が一つまたは複数の列に配設され、該一つまたは複数の列が、バラスト水の流れ方向に対して横断方向に延びることを特徴とする、前記本発明の一つまたは複数のシステム。
[本発明1006]
窒素または二酸化炭素発生装置（21）が、バラストポンプの後、送り出し側でバラスト水の配管システム（5）に結合された配管（31）を含み、それにより、該発生装置（21）が、作動中のノズル（34）なしでも窒素または二酸化炭素を該バラスト水に供給することができることを特徴とする、前記本発明の一つまたは複数のシステム。
[本発明1007]
バラスト水の処理が一つのバラストタンク中で起こるように一つのバラストタンクが一つまたは複数のノズルヘッドを含むことを特徴とする、本発明1001〜1006のシステムを含む船舶。
[本発明1008]
バラスト水の処理がいくつかのバラストタンク中で同時発生的に起こるように二つ以上のバラストタンク（1）が一つまたは複数のノズルヘッドを含むことを特徴とする、本発明1001〜1006のシステムを含む船舶。
[本発明1009]
少なくとも一つのバラストタンク（1）がいくつかの再循環システムを含み、該再循環システムの戻りおよびフィーダ管がノズルヘッド（28）と対応しており、該戻りおよびフィーダ管が該バラストタンクの流れ方向に連続的に配設されていることを特徴とする、本発明1001〜1006のシステムを含む船舶。
[本発明1010]
本発明1001〜1006のシステムの使用によってバラストタンク中のバラスト水を処理する方法であって、
- バラスト水をバラストタンク（1）の中にポンプで送り込む工程と、
- バラスト水を循環させる工程と、
- 循環ポンプとバラストタンクとの間の再循環システム中、バラストポンプの送り出し側で、発生装置を介して窒素および／または二酸化炭素を該バラスト水に供給する工程と
を含み、
- 窒素または二酸化炭素含有水を一つまたは複数の回転ノズルヘッド（28）を介してバラストタンク（1）に注入する工程
を含むことを特徴とする、方法。
[本発明1011]
- 処理されたバラスト水を第一のバラストタンク（1）から残りのバラストタンクに運ぶ工程
を含むことを特徴とする、本発明1010の方法。
[本発明1012]
- バラストタンク（1）中に酸素欠乏環境を維持するための期間または間隔で窒素および／または二酸化炭素を該バラストタンク（1）に供給する工程
を含むことを特徴とする、本発明1010〜1011の方法。
[本発明1013]
- 回転ノズルヘッド（28）を介して窒素または二酸化炭素含有水をバラストタンク（1）の中に噴霧する工程と、
- 処理されたバラスト水を第一のバラストタンク（1）から残りのバラストタンク（1）に通す工程と、
- 該バラストタンク（1）中に酸素欠乏環境を維持するための期間または間隔で窒素および／または二酸化炭素を該バラストタンク（1）に供給する工程と
を連続的に含むことを特徴とする、本発明1010〜1012の方法。
[本発明1014]
本発明1001〜1006のシステムの使用によってバラストタンク中のバラスト水を処理する方法であって、
- 回転ノズルヘッド（28）を介して窒素または二酸化炭素含有水をいくつかまたはすべてのバラストタンク（1）の中に同時発生的に噴霧する工程
を含むことを特徴とする、方法。
[本発明1015]
本発明1001〜1006のシステムの使用によってバラストタンクを浄化する方法であって、
- バラストタンクをノズルヘッド（28）よりも低いレベルまで空ける工程と、
- 流体をノズル（34）に通してポンプで送り込み、それにより、該バラストタンク（1）の内面を高圧水ブラスト処理する工程と
を含むことを特徴とする、方法。
以下、本発明のシステムの態様を示す図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】バラスト水をバラストタンク中に分配させるためにポンプで送り込み、かつ配管するシステムの従来の構造を有する12のバラストタンクを有する船を示す。
【図２】本発明の再循環システムを有する船を示す。
【図３】図4における断面Aに対応する、側方から見たL字形バラストタンクを示す。
【図４】二つのノズルヘッドを有するバラストタンクを上から示す。
【図５】図4の断面Aの一部分に対応する、バラスト水の流入の近くのバラストタンクの下端を示す。
【図６】同じバラストタンクに結合されたいくつかの再循環システムを有するバラストタンクを示す。
【図７】L字形バラストタンク、再循環システムおよび熱交換器を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
図面を参照した詳細な説明
図1は、船上でバラスト水をバラストタンク1に循環させるための従来の配管およびポンプで送り込むシステムとして構築されたシステム10を示す。バラストタンク1は一般に、船の外周に沿って配設され、各バラストタンク1が、バラスト水のための主フィーダライン4からの配水管5を備えている。配水管5は適当な数の弁6を備えている。
【００４３】
システム10は、バラスト水をバラストタンク1に供給し、かつバラストタンク1から排出することの両方の役割を果たし得る。
【００４４】
図2は、再循環システム20が図1に示す従来のバラストポンピングシステム10を補足する本発明の態様を示す。再循環システム20は、再循環ポンプ22およびバラストタンク1との間の配管および窒素発生装置21からなる。
【００４５】
バラスト水は、再循環ポンプ22により、バラストタンク1から戻り管23〜24を介してポンプで送られ、フィーダ管25および配水管26を介してバラストタンク1に戻される。
【００４６】
バラスト水がバラストタンクに入る途中のバラストポンプの管送りライン中ではなくバラストタンク中でバラスト水を処理することにより、水中の酸素をはるかに低いレベルまで除去することが可能であることは有利である。処理時間はより長く、したがって、より効率的である。
【００４７】
その結果、より低い酸素含有量の条件により、所望されない微生物がより速やかかつより効率的に殺菌される。そのうえ、再循環システムは、バラストポンプおよび対応する配管システムによって制限されない独立システムである。
【００４８】
したがって、再循環システムは、バラストポンプよりも高い圧力で作動することができる再循環ポンプを使用してもよく、それにより、ガスの溶解性がより効率的に生じる。そのうえ、窒素および／または窒素ガスの気泡サイズはより高い圧力でより小さくなり、ガスの表面積、ひいては処理表面がより大きくなり、そしてまた、気泡がより長期間バラスト水中に浮かんだ状態にとどまるため、それがプロセスをさらに増強する。
【００４９】
システムはまた、再循環ポンプ22の後、送り出し側でフィーダ管25に接続されている窒素発生装置21を含む。フィーダ管25は、再循環された窒素含有バラスト水を運んでバラストタンク1の中に戻す。それは、水を各バラストタンクの中に運ぶ配水管26を介して起こる。配水管26は、図示する態様において、さらに二つの分岐管27に分割され、それらの分岐管にノズルヘッド28が対応している。
【００５０】
ノズルヘッド28は、二または三次元混合パターンが形成されるように、第一の軸を中心に駆動回転するように構成されているタイプのノズルまたは第一の軸および第一の軸に対して垂直であるかまたは垂直ではない第二の軸の両方を中心に駆動回転するように構成されているノズルからなる。
【００５１】
窒素発生装置21は、二酸化炭素発生装置と組み合わせる、またはそれによって代えることができ、上記または以下の文章において窒素または二酸化炭素が参照されるとき、一方のタイプのガスが他方のタイプのガスに代わってもよいため、それは明白には理解されない。また、本文章において使用される語句「不活性ガス」は、ガス組成物がたとえば窒素またはアルゴンであることができることを意味するため、文章は、狭く解釈されてはならない不活性ガスを参照する。また、それは、ガスからの気泡がバラストタンクの中に存在する生物が殺菌されるほど多量の酸素をバラストタンクから押し出す比および濃度の何らかの他のガスまたはガス混合物であることもできる。
【００５２】
再循環システム20は適当な数の弁29を含む。
【００５３】
バラストタンク1中、バラストタンクへのバラスト水の入口32における配水管の結合からバラストタンクの反対側端への流れ方向が形成される。
【００５４】
図1中、バラストタンク中、船の内側から船の外周への流れ方向は、左舷、右舷および船首方向に位置している。船の船首端のバラストタンクは右から左への流れ方向を有する。
【００５５】
図3は、ノズルヘッドがバラストタンクへの入口32の比較的近くに配設されている、側方（図4の断面Aを参照）から見たL字形バラストタンクを示す。
【００５６】
すなわち、ノズルヘッドの位置は、それにより、より効率的な水処理を得るために、タンク中の流れ方向を考慮に入れている。
【００５７】
バラストタンクは様々な構成であってもよい。たとえば、バラストタンクは、図3に示すようにL字形であってもよい。バラストタンクはまた、垂直方向または水平方向のいずれに配向され得る長方形のタンクのみからなっていてもよい。
【００５８】
バラストタンク1中のノズルヘッド28の数は、バラストタンクの構成およびそれらのサイズに応じて異なり得る。
【００５９】
ノズルを経由する窒素ガスの注入によって形成される酸素含有気泡は本質的にバラストタンク中を上に移動しようとする。したがって、バラストタンクの構成にかかわらず、ノズルヘッドは、最適には、タンクの下寄りゾーンに配設されるべきである。
【００６０】
図3から、バラストタンク1が、過剰なガスがあるならば、それを排出し得る弁33をタンク頂部に備えることが明白であろう。
【００６１】
一つの態様にしたがって、弁33は、バラストタンク中の水への窒素の継続的供給により、バラストタンク中の大気の圧力よりもわずかに高い圧力を保証し得る。それにより、酸素を含有する大気がバラストタンクに入ることが阻止される。
【００６２】
本発明の局面にしたがって、不活性ガス、窒素および／または二酸化炭素は、送り出し側で、発生装置を介して、バラストポンプとバラストタンクとの間の給水管中のバラスト水に供給され得る。
【００６３】
図6に示すような、バラスト水が、バラストタンクを通過する間に処理され、したがって、処理された形態で他のバラストタンクに通されることができる本発明のさらなる局面にしたがって、それぞれがバラストタンク中の流れ方向に対して横断方向に配設され、流れ方向中に互いに対して連続的に配設されているノズルヘッドのいくつかの列をバラストタンク中に設けることが任意選択可能である。
【００６４】
それにより、一つの列から次の列へと、処理されたバラスト水のリードフロントゾーンが形成され、バラスト水のゾーンがバラストタンクを通して流れ方向に前へと処理される。したがって、図3および4における矢印によって指定されるフロントゾーンは、バラストタンク中の流れ方向に対して本質的に直角になる。
【００６５】
このような処理は、同じバラストタンク1に結合された多数の小さな再循環システムを有することにおいて、よりいっそう効率的になる（図6を参照）。たとえば、ノズルヘッド28の各列が再循環システムを構成してもよく、ノズルヘッドの列の間で再循環水が流れ方向に連続的に排出されるように、各ノズルヘッド列がバラストタンクを通して流れ方向に連続的にバラスト水を処理してもよい。
【００６６】
それにより、バラストタンク中のノズルヘッド28の各列のための周囲のバラスト水は、流れ方向に、ノズルヘッド28の次の列の中でさらなる処理を受ける。
【００６７】
したがって、各単独の小さな再循環システムが、直前の再循環システムからのバラスト水をさらに処理し、それにより、バラスト水のフロントゾーン35における脱酸素をさらに高める。
【００６８】
図6に示すシステムにより、バラスト水は、バラストポンプの前ではたとえば約8ppmの酸素の量を含有し、窒素供給後、値はたとえば2ppmまで大きく下がる場合があり、ノズル列を通過する連続処理により、含有量は2ppmからたとえば0.8、0.4、最後には0.1ppmに低下する。したがって、バラスト水が次のバラストタンクに通されるとき、バラスト水は0.1pmmの値を有する。
【００６９】
バラスト水が二つのタンク中で同時発生的に処理され、そのバラスト水がバラストポンプを介して残りのバラストタンクにポンプで送られる場合、一つのバラストタンクから他のバラストタンクへの通過中、さらなる窒素を供給することが可能である。
【００７０】
図4は、上から見たバラストタンク1を示す。バラストタンク中には二つのノズルヘッド28が設けられている。窒素含有バラスト水が配水管26を介して分岐管27に送られ、バラストタンク中のノズルヘッド28に送られる。二つのノズルヘッド28は、処理プロセスが入口32において起こり、リードフロントゾーン35が流れ方向に形成されるよう、バラストタンク1へのバラスト水の流入の近くのタンクの第一の部分に配設されている。
【００７１】
バラスト水の処理においては、場合によってはバラスト水中に酸素欠乏または無酸素環境を維持するために、必要ならば、窒素が一定期間または固定された間隔でバラストタンクに加えられる。窒素の供給は、窒素発生装置21とバラストタンク1との間の配管31を介して、または再循環システム20を介して、バラストタンク中のバラスト水に対して直接実施されてもよい。
【００７２】
バラストタンク中の水への窒素の周期的供給は、同じく、酸素を含有する大気がバラストタンクに浸透しないことを保証し得る。
【００７３】
同様に、態様にしたがって、将来起こり得る所与の状況に対して処理の種類を適合させることが可能であるように、オゾン、紫外線などによる好都合な処理を保証するための装置37が再循環システム20に組み込まれてもよい。
【００７４】
組み込まれる装置は、一つの態様において、熱によって水をさらに滅菌するユニットを含み得る。図7に示す態様において、装置は、熱交換器41、たとえば装置に出入りする水との間で熱を交換するプレート熱交換器を含む。以下、そのような熱交換器を一次熱交換器と呼ぶ。
【００７５】
したがって、図7は、一次熱交換器を通過する二つのフィーダラインを示す。一番上のフィーダラインは、水を一次熱交換器に入れるラインであり、そして図から明白であるように、一次熱交換器41の左手に第二の熱交換器40がある。第二の熱交換器40は、その中を流れる水に熱エネルギーを供給する。一般に、この熱は船の主エンジン（図示せず）から出るが、当然、熱は、何らかの他のエネルギー源から供給され得る。
【００７６】
第二の熱交換器40の下から、第二の熱交換器40を通過した水がパーシャル区域42を通って流れたのち、一次熱交換器41中の下フィーダラインを介して装置37を出るということが見てとれる。パーシャル区域42の目的は、水が高い温度を有する時間を増す、すなわち、水が第二の熱交換器40を出た時点から一次熱交換器に流れ込むまでの経過時間を増すことである。したがって、以下、パーシャル区域を滞留時間増加装置と呼ぶ。滞留時間増加装置の目的は、熱による滅菌が起こる時間を増すことである。滞留時間増加装置42は、単純な態様において、単に、増大した直径の管を含み得る。理由は、その管における処理レートがそれによって低下するからである。滞留時間増加装置はまた、たとえば約0.3m3のタンク／容器で構成されてもよい。
【００７７】
0.3m3の容量は、熱交換器中の流量が125m3/hである例に基づいて選択された。この量は約10秒の滞留時間をもたらす。すなわち、125m3/3600s×10s＝0.3m3。
【００７８】
図示する例において、水は、バラストタンクを出るとき、約20℃の温度を有する。循環ポンプ22を通過したのち、水は、一次熱交換器41中、約80°の温度に加熱され、その後、第二の熱交換器40中で約5度さらに加熱されたのち、滞留時間増加装置42を通過する。そして、水は一次熱交換器を介して装置37を出る。図示する態様において、それは約25℃の温度で起こる。
【００７９】
明らかに、滞留時間は、流量および／または処理レートを変化させることによって変化し得るし、そして、約10秒が常に最適な時間であるわけではないが、経験が、85℃で約10秒の滞留時間が、図示する例におけるように、良好な滅菌効果を有することを示している。
【００８０】
また、図示するような熱交換器を含めることにより、バラストタンク中の水の温度が上げられる。それにより、バラストタンクの外側（船舶の外側）の温度が加熱されるバラスト水よりも一般に低い状態で、バラスト水とバラストタンクの壁との間の温度差が、バラストタンク中、その内部構造の間の内部循環パターンの形成に寄与する。これが、バラスト水の処理の全体的な効果を高める。
【００８１】
上記に説明された例示的態様においては、比較的狭い温度間隔および期間が用いられる。当然、間隔または温度は当業者の通常の活動の範囲内で異なることができるため、本発明は前記間隔または温度に限定されない。
【００８２】
二つの熱交換器を有する上記のような装置37は、バラスト水を処理するためのプラントの中で独立して機能することができ、そして本出願に記載されているユニットおよび他の発明に機能的に依存しない。それにもかかわらず、上記に説明したように、装置の使用と記載された発明の他のいずれかとの間に相乗効果があることができるが、しかし、それを、本出願に記載され、述べられた他の滅菌法の任意の一つとで並列または直列に使用することは任意選択可能である。
【００８３】
そのうえ、装置は、本出願に記載され、述べられた残りの滅菌法から独立して、またはそれらとの任意の組み合わせにおいて作動し得て、そしてそれらの局面が独立した用途に付されることができる。
【００８４】
好都合な態様にしたがって、図5から見てとれるように、ノズルヘッド28は、バラストタンクのバルクヘッド36中の開口38中にバラストタンクの内部構造／バルクヘッド36と同一平面上に配設され得る。ノズルヘッドのその配設により、バラストタンクのバルクヘッドは、バラスト水の効果的な処理を可能な限り妨げず、そして可能な最小数の回転ノズルヘッドを使用することができるように、ガス含有バラスト水の伝播は最も効果的に起こる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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