(57)【要約】  【課題】バラストの出所からの遠距離にわたる、取り込んだバラストとそこに含まれている海洋生物の輸送を除去するか大幅に減少させる、船舶からの海水バラストを急速に交換するための方法および装置を供給する。  【解決手段】船が海を航行中に船のバラストタンク中のバラスト水を交換するための方法および装置は、船の船体の側壁にてバラストタンクに関連付けられ、船が交換されるべきバラスト水の圧力よりも大きい圧力を発生させることにより移動している場合に、バラストタンク内に水を受け入れる海水入口ポートを含んでいる。入口ポートから流入する海水はバラストタンク内に導かれる。また、バラストタンクの下部に配置されたイジェクタは、船体の側面上の入口の後方に配置されているイジェクタにつながれた出口ポート経由で既存のバラスト水を放出する。  【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船が海で航行中に、船のバラストタンク中のバラスト水を交換する方法であって、
船が、交換されるべきバラスト水の圧力よりも高い圧力で海を通って移動している時、前記バラストタンクに関連して船の側面に配置された少なくとも１つの入口ポートを通じてバラストタンクに海水を供給し、
加圧された海水を、少なくとも１つの入口ポートからバラストタンクに導き、
バラストタンクから既存の水を抽出し、
前記バラストタンクに関連し、船の側面に配置された少なくとも１つの出口ポートを通じて前記抽出された水を海に放出する
ステップを備える方法。
【請求項２】
加圧された海水は少なくとも１つの充填管路を介して、バラストタンクの上部に供給される請求項１の方法。
【請求項３】
それぞれの前記充填配管に配置された逆止め弁を介した単一方向での水流の方向付けをさらに含む請求項２の方法。
【請求項４】
所定高さに達しているバラストタンク中の水位高さに応じた前記逆止め弁の閉鎖をさらに備える請求項３の方法。
【請求項５】
前記抽出するステップは、前記バラストタンクの下部からの既存の水の除去を含む請求項１の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの出口ポートから放出された海水の流量の測定と、
流量に基づく所定時間の間、前記少なくとも１つの出口ポートからの海水の放出の継続と、
バラストタンクの中への水の流れの停止と、
タンクを密閉するための前記少なくとも１つの出口ポートの閉鎖と、
を更に備える請求項１の方法。
【請求項７】
海水を交換されるべきバラスト水に替える所定の最小の有効な交換を達成するのに十分である間は放出が継続される請求項８の方法。
【請求項８】
船の各バラストタンク中の水位のモニタリングと、
バラストタンク間での水位高さの差異に応じた船における各バラストタンクへの海水の流入と放出の独立した規制と、
をさらに含む請求項７の方法。
【請求項９】
船の側面に配置された少なくとも１つの入口ポートを通じて前記海水を供給するステップは、船の後方部分へ向かう角度で水の流れを導く請求項１の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つの出口ポートを通じて前記抽出された水を海に放出するステップは、船の後方部分へ向かう角度で水の流れを導く請求項１の方法。
【請求項１１】
船が海で航行中に、船の複数のバラストタンクそれぞれにおいて独立に且つ動的にバラスト水を交換するためのループバラスト交換装置であって、
ａ．  各バラストタンクに近接して、船の船体の側壁に配置された水面下の海水入口ポートと、
ｂ．  前記バラストタンク内に配置され且つ前記入口ポートと流体的に連通する主管路と、
ｃ．  前記主管路につながれ且つ上方へ向けて延びている少なくとも１つのタンク充填配管と、
ｄ．  前記バラストタンク内に配置され且つ前記主管路につながれた入口を有するイジェクタと、
ｅ．  バラストタンクに近接して船の船体の側壁に配置され、前記イジェクタの出口につながれた少なくとも１つの出口ポートであって、前記入口ポート内に受け入れられた海水は、船の側面からバラストタンク内へ流れ、前記バラストタンク内の水は前記イジェクタにより、船の側面に配置された１つもしくはそれ以上の出口ポートを通じて放出される出口ポートと、
を備える装置。
【請求項１２】
主管路を通じた水の流入をコントロールするために、各入口ポートは停止弁を備える請求項１１の装置。
【請求項１３】
主管路からの水の流出をコントロールするために、各出口ポートは停止弁を備える請求項１１の装置。
【請求項１４】
バラストタンクからの水の流出をコントロールするために、各充填配管はそれぞれ逆止め弁を備える請求項１１の装置。
【請求項１５】
各イジェクタは、バラストタンク内において、船のセンターラインに近接するように配置されている請求項１１の装置。
【請求項１６】
前記イジェクタは、前記バラストタンクの下部に位置する請求項１１の装置。
【請求項１７】
前記イジェクタは、抽出物を含んでいる請求項１６の装置。
【請求項１８】
船の側面に配置された少なくとも１つの入口ポートが、受け入れられた新鮮な水の流れを船の後方部分へ向けて導くために、傾斜させられている請求項１１の装置。
【請求項１９】
少なくとも１つの出口ポートが、船の後方に向かう方向に側壁を通じて水を放出するため、傾斜させられている請求項１１の方法。
【請求項２０】
各主管路は、少なくとも１つの入口ポートと少なくとも１つの出口ポートとの間で後方に延びる請求項１１の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、巨大タンカー、コンテナ船、オイルタンク船およびこれに類するもののような船舶からの海水バラストの取り込み、交換および放出のコントロールのための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
何も積載されていない若しくは部分的に積載された海上貨物船の安定性および安全な操作を維持するために、船のバランスをとり、及び／又は所定の喫水に到達するためのバラストタンクに海水を加えることが必要である。
【０００３】
多くの場合、貨物船は最初の港でバラストとして海水を取り込み、海水をバラストとして２番目の港へ向けて数千マイル輸送する。ここで積荷は積載され、その地域の湾あるいは停泊場所に海水バラストが放出される。
【０００４】
ある場所で取り込まれた海水バラストは、寄港地における地域の水域に放出された場合に否定的な生態学的影響を有し得る、微視的なバクテリアから海洋植物、魚、甲殻類および他の海洋生物までの様々な生きている有機体を含み得ることはよく確認されている。
【０００５】
げっ歯動物、魚、カニおよびその他同種のものの取り込みを防止するための少なくとも１つの大まかなろ過システムを提供することにより、この問題を解消するために、いくつかの努力がなされたが、これらの努力は特に有効ではなかった。
【０００６】
大量の水が、船のバラストタンクに通常導びかれるであろう。また、取り込みは、非能率的な取り込み若しくは商業船舶のアイドリング状態に関連する高額な滞船料ゆえに、できる限り迅速に行われるに違い無い。
【０００７】
改良された方法および装置は、放出される場所において海洋生態学上の悪影響を有し得る生物学的な海洋生物を含み得る大量の水を輸送し離れた地域に放出するという現状の航海の慣習に関連する悪影響を除去するか実質的に縮小するために必要である。
【０００８】
船の航行中に、バラストタンク中の水の交換を達成するために流体力学的な圧力差を利用する船首取込管路を含む方法および装置が、米国特許６，０５３，１２１号に開示されている。
【０００９】
主管路からの加圧された新鮮な海水は、バラストタンクの一端の底に導入される。また、底部排出口は、バラストタンクの他端に、船体の下側を通して水を海に放出するバルブを有している。
【００１０】
上記米国特許６，０５３，１２１号の特許に示されるように、研究実験データに基づいて、小規模システムの６時間の実施の後、主要なタンク中の塩水溶液は、その元の塩分の２５％まで薄められた。
【００１１】
上記米国特許６，０５３，１２１号の特許では、バラストタンク中の水がバラストタンクの上部にあるポートもしくは排出口を通って放出されるべきであることについて、開示も示唆もない。また、バラストタンクからの生物学上の海洋生物の除去の望ましさも示していない。
【００１２】
ＮＥＩトリートメント・システムズＬＬＣによるVENTURI OXYGEN STRIPPING SYSTEM（登録商標）のような酸素ストリッピングシステムは、腐食から船のバラストタンクを保護する際に同時に、侵略的な（つまり、有害な）有機体の導入を除去しようと試みている。
【００１３】
この酸素ストリッピングシステムは、それがバラストシステムを通って移動するように、バラスト水へ低酸素不活性ガスを混合する。これによってバラストタンクは脱酸素状態に変わる。
【００１４】
この技術は窒息によって有害な水生生物を死滅させるのに有用であるが、この技術は、
バラストタンク中に捕えられた無害な有機体までも死滅させてしまうという他の環境問題の原因となり得る。これは環境に優しくない。
【００１５】
同一出願人による米国特許Ｎｏ．６，７６６，７５４号では、バラスト水入口ポートは船の船首に設けられている。そこでは、スクープは、バラスト水をバルブを通してガイドするとともに、タンク内に導く。
【００１６】
船が、交換されるべきバラスト水の圧力よりも大きな流体力学的圧力の下で移動している場合、水はスクープへ受け入れられる。
【００１７】
入口ポートから入って来る海水は、バラストタンクの底に導かれ、バラストタンクの上部に配置されている出口ポートから既存のバラスト水を置き換えるために上昇する。バラスト水は、船体を通り船の側方を下って出口ポートから、放出される。
【特許文献１】米国特許６，０５３，１２１号公報
【特許文献２】米国特許６，７６６，７５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
この技術ははるかに環境にやさしいが、それは船首に形成された単一のスクープを利用する。それは、バラストタンクを満たすために、ほぼ船の長さに延びている配管の相当量を要求するのと同様に、抵抗の原因となり得る。
【００１９】
したがって、バラストの出所からの遠距離にわたる、取り込んだバラストとそこに含まれている海洋生物の輸送を除去するか大幅に減少させる、船舶からの海水バラストを急速に交換するための方法および装置を供給することが本発明の目的である。
【００２０】
本発明の他の目的は、船の航行中に、新鮮な海水バラストを船舶のバラストタンクに導くとともに、環境にやさしい方法で以前に導入されたバラストを放出するための効率的かつ経済的な装置および方法を提供することである。
【００２１】
さらに、本発明の他の目的は、船の航行中に提供されるであろうポンプおよび能力の利用を最小限にしている状況において、船における任意の１つ以上のバラストタンク中のその位置と同様に、海水バラストの水量の迅速な制御を可能にする方法および装置を提供することである。
【００２２】
さらに本発明の他の目的は、最少の可動部品を利用し、メンテナンスの必要性およびこれに関連するコストを削減する方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記の目的および他の利点は、船の船体の側面の少なくとも１つの開口を通じて各バラストタンクへ個別に水が連続的に受け入れられ、タンク内の既存のバラスト水を交換するために、バラストタンク内への分配のための開口とつながる主管路を通じて水が輸送され、バラストタンクと独立して関連している船の側面に配置された１つ以上の出口ポートを通じて海にバラスト水を放出する、本発明の装置および方法を通じて達成される。
【００２４】
船が海を通って移動するにつれて、海水は、選択されたバラストタンクに関連する１つ以上の入口ポートを通って受け入れられ、バラストタンクの上部領域に分配される。
【００２５】
上記出口ポート経由でバラストタンクから既存の水を取り除くために、イジェクタは各バラストタンクの底部に配置されている。
【００２６】
船の前進速度が大きいほど、主管路を通る水の体積流量は大きくなり、その後、バラストタンクおよびそれぞれのタンクに関連する放出ポートを通る。
【００２７】
一実施形態では、ループバラスト交換装置は、船が海を航行中に、船の各バラストタンク中のバラスト水を動的に交換するために提供される。
それぞれのループバラスト交換装置は、船の側面に配置され、バラストタンクに近接し且つバラストタンクと流体的につながっている水面下の海水入口ポートを含んでいる。
【００２８】
少なくとも１つの主管路は、入口ポートと流体的につながっており、バラストタンク内に配置されている。
【００２９】
少なくとも１つのタンク充填配管は、主管路につながれ、上向きの方向に延びる。
【００３０】
入口を有するイジェクタは、主管路につながれ、バラストタンク内に配置される。
【００３１】
出口ポートは船の側面に配置され、バラストタンクに近接している。またイジェクタの出力と流体的につながっている。
【００３２】
従って、入口ポートを通じて受け入れられた新鮮な海水は、バラストタンクに流れ込む。また、バラストタンク中の既存の水は、船の側面に配置されたそれぞれの出口ポートを通じてイジェクタによって放出される。
【００３３】
好ましい実施形態では、入口ポートは船の側面に沿った出口ポートの上の高さに位置する。
【００３４】
入口ポートは、船の後方端へ向けて下方へ傾斜するような角度で最初にバラストタンクに入る管路の部分とつながっている。
【００３５】
充填配管は、タンクの上方部へ向けて上方へ延びている。
【００３６】
イジェクタは、入口と出口ポートの間のバラストタンクの底に近接して配置されている。また、イジェクタと出口ポートの間でつながれた配管は、船の後方へ向けて方向づけられている。
【００３７】
このようにして、ループバラスト交換システムを通る水の流量は改善される。また、新鮮な導入される水が流入するにつれて、タンクの底から既存の水が除去される。
【００３８】
海での船の航行中に、船のバラストタンク中のバラスト水を交換する本発明の好ましい方法において、該方法は、船が、交換されるべきバラスト水の圧力よりも高い圧力で海を通って移動している時、バラストタンクに関連して船の側面に配置されている少なくとも１つの入口ポートを通じて少なくとも１つのバラストタンクに海水を供給するステップを含んでいる。
【００３９】
加圧された海水は、少なくとも１つの入口ポートからバラストタンクに導かれる。
【００４０】
上記既存の水はバラストタンクから抽出され、バラストタンクの後方部分へ向けて船の側面に配置された少なくとも１つの出口ポートを通って、海に放出される。
【発明の効果】
【００４１】
以上に詳述したように本発明によれば、バラストの出所からの遠距離にわたる、取り込んだバラストとそこに含まれている海洋生物の輸送を除去するか大幅に減少させる、船舶からの海水バラストを急速に交換するための方法および装置を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
図１Ａは、先行技術の典型的な貨物船の側面図であり、前方および中央部がエンジン、ポンプ室および船体の後部における他の機構部分とともに貨物倉を提供している。
図１Ｂは、一例として、複数の左舷および右舷のバラストタンク２Ａ、２Ｂから６Ａ、６Ｂまでを有する典型的な原油タンカー１の先行技術の船舶の平面図である。
標準的な海上工事に従って、タンカーは、船首１０から船尾へ延びるセンターライン隔壁８を有している。
【００４３】
船首および船尾楼、および先行技術の典型的な船のエンジン・ルームの配置は、図１Ａの側面図の中で示される。
【００４４】
図１Ｂに示すように、船の船首には、開状態において、水が少なくとも１つの取込管路１４に流れ込むことを許容する、１つ以上の流体的に操作されるドア１２が取り付けられている。
【００４５】
好ましい実施形態では、海水取込口１４は、Ｙ継手１６で左舷および右舷の主管路１８および２０へとそれぞれ分離している。これらは、左舷および右舷それぞれのバラストタンクのバラストの交換のための新鮮な海水を供給するために、センターライン隔壁８の両サイドに降りるように延びている。
左舷および右舷のバラストタンクの各々は、一般に２２とみなされる少なくとも１つの分岐Ｔ継手によって、左舷もしくは右舷それぞれの主管路１８、２０につながれる。
フィードライン２２は、船体に沿って配置されている個別のバラストタンクに搬送されるために、水がキール・ラインに沿ったその長手方向の経路から通常の横断流へ方向を変えるように、摩擦損失を最小限にするテイクオフ継手により主管路１８および２０につながれる。
【００４６】
好ましい実施形態では、広がり管内で終わる上記横断しているフィードライン２２は、交換が終わるとともに、それがタンクの上部から出水されるように、既存の格納されたバラストと混合し、かつどのような海洋生物も除去し、循環させ続けるために底部領域全体あるいはバラストタンクの容量に到達するように導入される交換用の海水を導くために配置されている多数の出口を有する広がり管で終了する。
上記広がり管は、個別の継手を通じてそれぞれのバラストタンクの底部に進入する複数の枝分かれさせられた配管形状を採用することができる。
あるいは、連結管は、バラストタンクの底部内壁に固定されており、複数の出口を備えているタンク壁を通って１箇所でのみ進入している配管形状を採用することができる。
【００４７】
船体に沿った各バラストタンクは、少なくとも１つの放出オーバーフロー出口もしくは外壁の上部に近接するポート３６を備えている。
この吐水口３６は、船の船体の外壁における開口を通じてつながっており、それによって、バラスト水が海へ放出されることを可能にしている。
塗装された船体の外壁を流れ落ちるバラスト水の量を最小限に抑えるために、船の側面から外側に離れるように水を導くために、船体は、適切な継手を備えることができる。
適切な弁を有する継手を備えている加圧された海水を運ぶ管路も、よどんだバラスト水の放出の結果、船体上に蓄積するかもしれないあらゆる汚れ、海洋生物または同種のものを除去するために、船体の外表面を洗浄するためのバラスト放出オーバーフローポート近傍に設けられることができる。
バラスト交換処理中に流入してくる海水の流れを制御し、かつ処理の完了時においてタンク中のバラストを維持するために、第一および第二のバックアップ・バルブは、現行の海の安全基準および規則に従って設けられる。
船の船首の取込管路１４は、１組のゲートまたは玉形弁３０を備えている。また、左舷の主管路１８および右舷の主管路２０は、それぞれが、各タンク給水路２２に対応する１組の２つの蝶型分離弁３４を備えている。
各バラストタンクのための放出ポートまたはオーバーフローポートは、好ましくは１対の蝶形弁３６を備えている。
排水口用のバックアップ・バルブは、船のデッキにできるだけ接近するように配置されるべきである。
【００４８】
本発明の処理方法では、船首ドア１２は開かれ、管路１４の上流端における水圧は、船が航行中の間、適切な機器を使用して、測定され、注目される。
一旦、水圧がバラスト交換を開始するための所定の最小値に到達したならば、オーバーフローバルブ３６は完全に開かれ、また、１つまたはそれ以上のバルブの組３４は、左舷および／または右舷の主管路１８および２０に水を受け入れるために開かれる。
左舷および／または右舷の一つまたはそれ以上のバラストタンクにおけるバラスト交換は、所定の手順にてバルブ２２を開くことにより開始される。
【００４９】
例えば、船が、それが移動している海に対する相対速度の最大速度に達する前においては、相対的な流体力学的圧力もしくは水圧の差は、全てのバラストタンクのオーバーフローを許容するのには十分ではないかもしれない。
主管路１８および２０、および搬送路２２それぞれにおける圧力計に由来する情報を使用して、新鮮な海水はバラストの交換を開始するために１つ以上のタンクに受け入れられる。
搬送路２２における容積流量は、予め定義された所望の量の新鮮な海水が、それぞれのバラストタンクに進入し、且つそのバラストタンクを通過するまで、従来の手段を使用してモニターされる。
適切にプログラムされた汎用計算機、それぞれの主管路における適切な位置での圧力差および流量に関連するデータ、および個々のバラストタンク給水路の利用は、バラスト水の交換率、完了までに要求される時間および完了信号に関係のある情報をオペレータに提供するために集められ入力される。
自動弁コントローラーもまた、流量データポイントおよび圧力に対応するようにプログラムされている。その結果、１つ又はそれ以上のバラストタンクの交換が終わったときに、フィードバルブ３４は閉まっており、そしてシステムが安定した場合にバラストタンクオーバーフローバルブ３６が閉じられる。
【００５０】
図１Ａおよび図１Ｂにて図示される従来技術の装置および方法は、バラストを交換し、環境にやさしい手法でタンクから生物体を取り除くために有効な技術を提供するが、以下に詳述される本発明のループバラスト交換システムは、実質的に船体の長さに対応するセンターライン隔壁８に沿った主管路の導入と同様に、ドアおよびこれらドアを開閉するための船首の機構を導入する必要性を排除する。
【００５１】
図２を参照すると、本発明のループバラスト交換システム２００は、船舶１の各バラストタンクの中で提供される。
例証目的のために、１対のループバラスト交換システム２００は、船舶１の二重底バラストタンク３Ａおよび３Ｂが、対向するように（つまり、左舷と右舷）提供されるものとして説明的に示される。
【００５２】
当業者は、主管路１８および２０、ならびにフィードライン２２の導入の代わりに、図１Ｂのバラストタンク２Ａ−６Ｂそれぞれにおいて、個別に、独立して制御されるループバラスト交換システムが提供されることを認識するであろう。
各ループバラスト交換システム２００は、船舶が進行中に、それに関連するバラストタンクにおいて受け入れられ、保持され、放出される海水の量を制御する。
ループバラスト交換システム２００は、二重船体のタンカーに関して説明的に示され記述されるが、本発明は一重船体のタンカーにおいても使用することができ、国際海事機関のコンプライアンスに従う。
それぞれのループバラスト交換システム２００は、水入口ポート２０４、入口バルブ２２０、第１のパイプ部２０６、少なくとも１つのタンク充填配管２０８、少なくとも１つの逆止め弁２２４、第２のパイプ部２１０、イジェクタ２３０、第３のパイプ部２１２、出口バルブ２２２および水出口ポート２１２を備えている。
【００５３】
第１のパイプ部２０６、第２のパイプ部２１０および第３のパイプ部２１２は、共同してループバラスト交換システム２００の主管路２０２を形成する。
それぞれのループバラスト交換システム２００は、船の船首に形成された開口（ドア）もしくは入口ポートとは対照的に、船体の側面４０からバラストタンク中の海水を交換する。
水入口２０４は、海水の水面よりも下の船体の側面４０に形成され、図示されている船体の二重壁を通って、図示されているバラストタンク３Ｂへ延びている。
水入口２０４は、船体の外壁に穴を形成するパイプによって定義される。
１つの実施形態では、入口２０４は下方に延び、船の後端へ向けて（入口バルブ２２０の最初の端部へ向けて）方向づけられている。これは、ループバラスト交換システム２００内への海水の進入を制御する。
第１のパイプ部２０６は、入口バルブ２２０の下流側につながれ、一実施形態においては、船の後部へ向かう角度で、第１のパイプ部２０６がバラストタンク３Ｂの底面４２に近接するまで下方へ延びるように続いている。
【００５４】
図３および図４を参照すると、パイプ２０６の下流側端部は、バラストタンク３Ｂの底面４２に近接している。また、第１のパイプ部２０６は、好ましくは、船尾に向かうように、実質的に水平もしくはタンクの底面４２と平行となるように、もしくは側面４０と平行となるように、方向づけられている。
第２のパイプ部２１０につながれている第１のパイプ部２０６は、一実施形態では、船のセンターライン隔壁４４へ向けて鈍角に内部を横断する。
第２のパイプ部２１０は、センターライン４４に近接するイジェクタ（例えば、排出装置）２３０の第１の端部（つまり、入力端）につながれている。
イジェクタ２３０の第２の端部（つまり、出力端）は、第３のパイプ部２１２につながれている。
第３のパイプ部２１２は、船尾へ向けてセンターライン隔壁４４に実質的に平行に第１の長さだけ延び、その後船体の側面４０へ向けて鈍角に第２の長さだけ外側に曲がる。
第３のパイプ部２１２は、船体の側面４０に近接する出口バルブ２２２につながれている。
出口バルブ２２２は水出口２１４につながれる。それは、船体の外側表面４０において形成される。
【００５５】
好ましい実施の形態では、入口ポート２０４および第１のパイプ部２０６はそれぞれが、船の側面４０から、前方から後方へ向けて方向づけられている。
好ましくは、入口ポート２０４および第１のパイプ部２０６は、約１５度〜２５度（好ましくは２０度）の範囲で角度づけされることができる。
このようにして、船が前方に進むとともに、水は船の左舷および右舷の側面４０上の入口ポート２０４に入り、各主管路２０２を通って後方に流れる。
入口ポート２０４および第１のパイプ部２０６を船の中央へ向けて内側に角度づけることにより、水の流量は増加される。
同様に、第３のパイプ部２１２および出口ポート２１４を船体の後方へ向けて外側に角度づけることは、タンクからの交換された水の排出量を増大させるのを支援する。
【００５６】
好ましくは、第３のパイプ部２１２および出口ポート２１４は、約６５度〜７５度（好ましくは７０度）の範囲で角度づけされることができる。
主管路２０２は船体のセンターライン隔壁に近接しているタンクの底面４２に近いと示され記述されているが、このようなレイアウト（つまり、経路のパターン）のように限定されるものと考えられるべきではない。また、当業者であれば、主管路２０２に対して他の経路を推奨することもあり得る。
例えば、主管路２０２は、イジェクタ２３０が出口バルブ２２２に近接して配置されるように、バラストタンクの側面４０に近接する経路を設定されることができる。
【００５７】
図２および図３を参照すると、１つ又はそれ以上の（例えば、１組の）タンク充填配管２０８は、第１のパイプ部２０６につながれている。
一実施形態では、タンク充填配管２０８は、垂直に距離を延ばし、水入口２０４の高さよりも上で放水する。
それぞれのタンク充填配管２０８は、逆止め弁２２４を含んでいる。それは、水が第１のパイプ部２０６に逆流するのを防ぐ。
更に、逆止め弁２２４は、タンク内での最大水位に関連する圧力下で閉じるように設定されている。
【００５８】
一実施形態では、逆止め弁２２４は、タンク中での最大水位のおよそ９０％〜９５％である水位に関連する圧力において閉じるように設定されている。
すなわち、バラストタンクが水で約９０％〜９５％満たされる場合、逆止め弁２２４は閉じる。
このとき、入口ポート２０４経由で主管路２０２に入るどのような付加的な水も、単に管路２０２を流れ、出口ポート２１４から出る。
タンク充填配管２０８は、第１のパイプ部２０６から上方に垂直に延びるように示されているが、当業者はタンク充填配管２０８が上向きの方向に角度づけられることを理解するであろう。
例えば、１つ又はそれ以上の充填配管２０８は、タンク内に水を分散させるために、船の側面に向かう方向に、センターライン隔壁４４に向かう方向に、前方または後方に、もしくはそれらの任意の組合せの方向に角度づけられることができる。
この他の実施形態では、逆止め弁は、タンク中の水が特定の高さに到達する場合に、充填配管を閉じると同様に、主管路２０２内への水の逆流を防ぐためにまだ使用される。
【００５９】
本発明は、バラストタンクからバラスト水を取り除くために排出タイプのイジェクタ２３０を好ましくは利用する。
イジェクタ２３０は、好ましくは、入ってくる新鮮な海水がタンクの上部へ上昇するように既存の水を取り除くために、タンクの底面４２に近接配置されている。
排出装置２３０は、低い圧力ゾーンを作り出し、かつより低圧の周辺の液体（つまり、タンク中の既存の海水）を取り除くために、高圧駆動液体を使用するイジェクタ装置である。
排出装置は可動部を持たないため、排出装置は従来のポンプとは異なっており、それがメンテナンスの必要性および関連コストを削減するのを支援するので有利である。
【００６０】
排出装置２３０は、ＰＶＣ、ポリプロピレンあるいは他のプラスチック、モネル、他の有名な非腐食性材料のような非腐食性材料から作り上げられた任意の市販の排出装置であってもよい。
その流量は制限していないが、好ましくは、排出装置２３０内への動作液体の流量は、１立方メートル毎秒（１  ｍ３／秒）である。
一実施形態では、各排出装置２３０を起動するための高圧動作流体の源は、対応する入力ポート２０４、第１のパイプ２０６および第２のパイプ２１０を通って流れる水によって提供される。
より詳しく以下に議論されるように、抽出物２３０が活性化される時、一実施形態では、排出装置２３０が起動されたとき、充填配管２０８における逆止め弁２２４は閉まっており、これによって、排出装置２３０を通る水の流れを押し進める。
あるいは、高圧の動作水の源は、ウォーターポンプ（不図示）によって提供されることができる。
【００６１】
本発明は排出装置２３０で実施されることに関して議論される。当業者は、排出装置、ジェットポンプ、バラストポンプ、もしくは、ある環境から液体（つまり、海水）を排水し、且つ他の環境へ向けて導くことのできる他の利用可能な市販の装置、のような他の流体除去装置を使用されることができることを認識するであろう。
本発明の一部としてここで議論される停止弁２２０および停止弁２２２は、好ましくは蝶形弁である。
しかしながら、当業者は、停止弁が代替として、停止逆止め弁を含みつつ、玉形弁、ゲートバルブ、ボール弁あるいは他の停止弁になり得ることを認識するであろう。
同様に、本発明の一部としてここで議論されている逆止め弁２２４は、好ましくはボール・タイプ逆止め弁である。
しかしながら、当業者は、逆止め弁が、蝶型弁、スイングタイプ弁、リフトタイプ弁、停止逆止め弁となり得ることを認識するであろう。
図面中に示されなかったが、国際海洋機構のバラスト水処理規定に従うために、各ループバラスト交換システムに従って、要求される余分なバルブを提供されることができる。
【００６２】
例えば、入口ポート２０４および出口ポート２１４それぞれは、流体力学的に操作されるアクチュエータによってコントロールされる２つの連続する停止弁を備えることができる。
直列での２つのバルブの使用は、上記バルブの内の１つにおける不調や封鎖状態の場合に、追加的な安全上の余裕を提供する。
油圧アクチュエータの操作は、好ましくは、荷役制御室、ブリッジ、及び／又は船の他の操作領域にあるコントロールパネルから指示される。
さらなる安全措置として、手動で操作可能なバルブ・ポジショナも各バルブに対して提供されることができる。
【００６３】
図３を参照すると、処理方法において、取込停止弁２２０が閉まっている場合、海水は、主管路２０２およびバラストタンクに流れ込まないように遮断される。
停止弁２２０が開いており、船が前進している場合、海水２４０は傾斜している入口ポート２０４内に流れ込むであろう。
流入してくる海水は、矢印２４２によって表わされる経路に沿っている第１のパイプ部２０６を通じて流れる。
充填配管２０８の逆止め弁２２４が開いている場合、矢印２４４によって図示されるように、進入して来る水の少なくとも一部（全部ではないにしても）が、充填配管２０８を通じて上方へ流れ、バラストタンク３Ｂ内に流れ込む。
船の速度に依存して、経路２４２に沿って進入して来る水の全部が充填配管２０８を介してバラストタンク３Ｂに流れ込むとは限らない。
むしろ、進入して来る水の一部は、矢印２４６によって示される経路に沿って、排出装置２３０へと向かう第２のパイプ部２１０に流れ込み続けてもよい。
充填配管２０８によってタンク内に流れ込まない新鮮な水は最終的に、第３のパイプ部２１２を通じて流れ、出口ポート２１４を経て船体の側面から出るであろう。
【００６４】
図２および図３の好ましい実施形態中で示されるように、入口ポート２０４は、出口ポート２１４よりも上の高さで、船体１の側面４０に配置されている。
出口ポート２１４の上に入口ポート２０４を配置することは、入口ポートと出口ポートとの間での高低差により流量を増加させるのと同様に、水圧が新鮮な海水が主管路２０２を通過することを支援することを可能にするので、有効である。
さらに、イジェクタ２３０がタンク３Ｂの底部に近接して配置されているので、一実施形態においては、出口ポート２１４は、イジェクタ２３０によってバラストタンクから水を取り除くのに必要な力を削減するために、ほぼ同じ高さ若しくはイジェクタ２３０の高さ以下に配置されている。
当業者は、入口ポート２０４および出口ポート２１４の高さもまた、船体１の側面４０に沿ったほぼ同じ高さとなることができることを認識するであろう。
【００６５】
図４を参照すると、進入して来る海水２４０は、船の前部から前部へ向けて方向付けられた角度で流れる。
主管路２０２の取込ポートおよび第１のパイプ部２０６を角度づけることにより、進入して来る海水２４０が入口ポート２０４に進入する際の抵抗が最小になるとともに、海での船の動きによって生成される流体力学的な力は、海水２４０が主管路１０２および充填配管２０８を通じて流れることを可能にする。
同様に、放出された海水２５０も、船の後部に向かう船体に沿った水の流れに対してある角度をなして放出される。
第３のパイプ部２１２および出口ポート２１４の角度付けによって、放出された水の流れに対する抵抗は減少する。
【００６６】
図３を参照すると、一旦バラストタンク３Ｂが、所望のレベル（例えば、積荷の積載条件に基づいた）にまで満たされれば、本発明は、バラストタンク中の海水の、環境にやさしい交換に備える。
船が海を通って推進されるにつれて、停止弁２２０および停止弁２２２は、逆止め弁２２４と同様に開かれ、海水２４０は、主管路２０２および充填配管２０８を通じて流れることを許容される。
海水は、船が海を横断して推進されるにつれて、タンクの底から水を取り除くために排出装置２３０を起動することにより、タンク中で交換される。
【００６７】
排出装置２３０が活性化（有効化）されるとき、逆止め弁２２４は閉まっている。それによって、バラストタンクの底部からの水が主管路１０２内に（より具体的には、船体の側面上に設けられる出口ポート２１４を経てタンクから排出するための第３のパイプ部１１２内に）抽出されることを許容している。
一旦所定量の海水がタンクから取り除かれたならば、排出装置２３０は非活性化される。また、逆止め弁２２４は上述されるように、海水がタンクを満たすことを可能にするために開かれる。
【００６８】
このように、循環するプロセスは、船がその目的地へ移動するに従って、タンク中の水を満たし、次に、空にするために行なわれる。
周囲の海を通る船の相対速度が、各バラストタンクに関連する主管路１０２内での水圧を、追加のバラストタンクにおける交換を達成するのに十分なレベルまで増加させるにつれて、交換されるべきそれぞれのタンクに対応する適切な数のバルブ２２０およびバルブ２２２が開かれる。
オペレータ、あるいは追加的に、プログラムされた汎用計算機（不図示）もまた、バラスト交換の所望の比率に影響を与えるための下流圧力の要求が限度を超える場合に、吸い込み弁２２２の位置をコントロールする。
万一主管路２０２内の圧力が、船の速度あるいは周囲の海に対するその速度の変化により所定値以下に減少すれば、バルブ・コントローラ（不図示）は、１つもしくはそれ以上のバルブの組を閉じるために自動的に応答する。
【００６９】
例えば、船が緊急停止モードになった場合、入口バルブ２２０および出口バルブ２２２は、バラストタンク中における水位を維持するために閉じていることができる。
個々のタンクでの水位のどのような必要な低減も、新鮮な水の流入を防ぐために入口バルブ２０４を閉じること、および所定の量の海水を放出するためにバラストポンプを活性化（起動）させることにより行なわれることができる。
当業者にとって明白であるように、水が船のバラストタンクの中で交換される速度は、取込口２０４の直径、主管路２０２の直径、出口ポート２１４の直径、船の速度、イジェクタ２３０の容量、および同種のもの、を含む多くの変動要因に依存するであろう。
これら変動要因の決定、および本発明による方法および装置の実施例を特定の船および具体的処理条件下において有効にするのに要求される必要な計算は、当業者の通常のスキルの範囲内である
【００７０】
さらに好ましい実施の形態において、１つ若しくはそれ以上のバラストタンクに流入する海水の流量は、所定の船体位置もしくは複数の船体位置で比較的低い流体力学的な力を発生させる速度で船が移動しているときに、低減もしくは完全に遮断されることができる。
この操作モードでは、流入して来る水は、完全なフラッシングおよび水の置換を達成するために、１つもしくは一群のタンクに向けて個別に導かれることができる。
最初の１つあるいはグループのタンクが所望の交換の程度を達成した後、流量は減少し、及び／又は、別の１つあるいはグループのタンク中の内の任意のタンクへの流入を完全に遮断する。
船の速度および関連する水圧が上昇するにつれて、個々のタンクについての交換量も増加する。
【００７１】
発明の好ましい一実施形態では、本発明のバラスト取り込み装置および排出装置を備えている船は、船体の姿勢を整え、係留された若しくはドックに入れられた場所からのその安全な動作を可能とするために必要な海水バラストの最少量がロードされる。
船が、その停泊位置から離れており、次第に速度を上げた後、１つまたはそれ以上の入口ポート２０４が、新鮮な水がループバラスト交換システムに進入することを可能にするために開く。
充填配管２０６における関連する逆止め弁２２４は、海水の進入を受け入れるために開かれる。また、バラストタンクは、所定の要求されるレベルまで満たされる。
海水バラストの希望の量が一旦取り込まれ、船がまだ航行中の間、バラスト放出弁は開かれる。また、タンク中のバラストは、入力と放出の定常状態もしくは平衡流の状態において、放出される。
【００７２】
本方法のこの実施形態では、バラスト水は、タンクを通って、船の側面上の取込ポートからのループの中で連続的に循環し、さらに船の側面を通って海へ放出して戻される。
流れは船に影響することなく、継続するであろう。そして、その構造は、常時開いたままにされているバルブを提供する。
このように、本発明は、ある場所からの地方の海洋生物を含むバラスト水の取り込みおよび輸送、並びに数千マイル離れているであろう港でのそれの放出の現在の慣例を回避する。
上記方法は、交換が連続的になるように、航海の間に継続されることができる。
【００７３】
あるいは、オリジナルのバラストは、船が目的地に接近しているがまだ海上にいるときに開始される交換およびほとんどの航海の間に維持されることができる。
交換は、そのときに、地方の海洋生物をバラストタンク中に運び込む。また、それの港における如何なる必然的な放出も生態系への悪影響を持たない。
速度制限、海流、喫水線の高さ条件、船にすでに存在する構成による配管の制限、および他の設計上および操作上の条件が完全なバラスト交換に効果のある十分な圧力を提供しないという事象において、補助的なバラストウォーターポンプが本発明の実施例において採用され得る。
上述の記載から理解されるように、船の航行中において、本発明は様々な運転モードを提供する。
これらのモードは、所定の時間における相対速度に、および船が移動している海に対する速度の変化率にもまた、依存するであろう。
【００７４】
上記方法での使用、および本発明による装置との使用に適応させられている従来の装置の使用は、船の移動を通じて海水と元のバラスト水とが交換されている程度、および各バラストタンクの状況を視覚的に表示するための手段を提供するであろう。
【００７５】
当業者にとって明白であるように、システム全体が、適切にプログラムされた汎用計算機によって自在にコントロールすることができる。
経験的に及び／又は理論計算により得られる校正データを使用することにより、入口ポートにおける水に関連する多くの異なる航行速度に対する、様々な流量における交換率および交換時間が決定される。
流量計は、リアル・タイムに正確なデータを提供するために、主管路に沿った異なる位置に設置されることができる。これによって、状況の変化に応じて、自動的に、プログラムされた個々のバルブもしくは複数のバルブのグループの調節を行うことを可能とする。
【００７６】
プログラムは、ファーストイン・ラストアウトあるいは逆の原則での、あるいは全てのバラストタンクにおいて同じ流量および交換量での、あるいは荷降ろし設備からの船出の開始における操作により選択された何らかの任意の指示での交換を含むことができる。
流量計もまた、各バラストタンク内における水の相対的な交換速度を示すためにコントロールパネルにリアル・タイムな情報を提供するために出口ポートに導入されることができる。
【００７７】
油圧アクチュエータは、所望のバランスが得られるまで、一連のバルブを通じて流量を調節するために利用されることができる。
それぞれのバラストタンクを通る流量もまた、イジェクタの調節によりコントロールすることができる。
適切にプログラムされた汎用計算機は、これらの補正を自動的に行うために利用されることができる。
補足手段は、導入される海水のための入口ポート、出口ポート、およびバラストタンク中における１つ又はそれ以上の位置、に配置されている温度センサを含むことができる。
バラストタンク中の水の温度は異なる値になるであろう、つまり、入って来る海水よりも暖かい若しくは冷たい、温度差動情報はまた、交換の範囲を示す役割を果たすことができる。
【００７８】
例えば、オーバーフローする海水の温度と導入される海水の温度とが同じである場合、あるいは実質的に同じである場合、その交換は完了するであろう。
上記記載から、船が必要な水圧を確保しようと十分な速度で動いており、入口ポートが主管路を通じて新鮮な海水を受け入れる限り、バラストの交換が本質的に連続的であることは理解されるであろう。
このように、船が航行中であり、３つの容積交換内でのフラッシング動作によって、バラストシステムからバラストが完全に置き換えられるとすぐに、ある場所に特有の海洋生物は海水と混じり合うであろう。
【００７９】
バラスト交換水の流量は、それが移動している水に対する船の速度、主管路の直径、および水が各バラストタンクに受け入れられるそれぞれの配管の直径、を含む多くの要因に依存する。
【００８０】
多くの大型タンカーでは、バラストタンクは、外部の船体プレートとタンクの内壁との間で約６フィートの長さに延びている。
【００８１】
広い空間は、船体のそれぞれの側面上における１つ又はそれ以上の入口バルブおよび出口バルブの導入のために、このように提供される。
【００８２】
従来の設計に従って、バラストタンクには空気口が取り付けられている。
【００８３】
前述したものは本発明の実施形態に向けられているが、発明の他の及び更なる実施形態は、それの基礎的な範囲から逸脱することなく、考案されることができる。それらは、以下の請求項によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１Ａ】典型的な構成を示す先行技術の海洋石油タンカーについての側面図である。
【図１Ｂ】船の船首に形成されたバラスト水入口バルブを備えた図１Ａ中のそれに類似する先行技術の船舶の平面図である。
【図２】本発明のループバラスト交換システムの一実施形態の装置を示す代表的な左舷および右舷のバラストタンクの対向している組合せの単純化された側面透視概観図である。
【図３】バラストタンク中の水の交換を図示する図２のループバラスト交換システムについての拡大概略側面図である。
【図４】図２のループバラスト交換システムの実施形態についての概観平面図である。
【符号の説明】
【００８５】
２００  ループバラスト交換システム、２Ａ〜６Ａ  バラストタンク、２Ｂ〜６Ｂ  バラストタンク、２０４  水入口ポート、２２０  入口バルブ、２０６  第１のパイプ部、２０８  タンク充填配管、２２４  逆止め弁、２１０  第２のパイプ部、２３０  イジェクタ、２１２  第３のパイプ部、２２２  出口バルブ、２１４  水出口ポート。
【図１Ａ】
2009526704.tif 000003
【図１Ｂ】
2009526704.tif 000004
【図２】
2009526704.tif 000005
【図３】
2009526704.tif 000006
【図４】
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【国際調査報告】
2009526704.tif 000008