(57)【要約】【課題】  バラスト水として使用する海水中に含まれるプランクトンを膜分離以外の方法で除去する粒子除去装置を提供する。【解決手段】  上記課題を解決するためのバラスト水の粒子除去装置１０は、取り込んだ海水を貫流させる主流路１２と、前記主流路１２から分岐させた流れを貫流させる支流路１４とを備え、前記主流路１２は減縮拡張を繰り返す構成として、拡張部１２ｂを流れる流体に乱れを生じさせ、前記主流路１２の拡張部１２ｂに前記支流路１４の流体導入口１３を形成し、前記主流路１２を流れる海水に含まれる粒子の量と前記支流路１４を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とする。また、前述のような構成の粒子除去装置１０では、前記支流路１４の流体導入口１３を除去を望む粒子の粒径よりも狭く形成することが望ましい。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
船舶のバラストタンクへの取水流路に取り込まれた海水に含まれる粒子を除去する方法であって、
取り込んだ海水が貫流する主流に乱れを生じさせ、
乱れを生じさせた流れの一部を分岐させて、貫流する支流を形成し、
前記主流を流れる海水に含まれる粒子の量と前記支流を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とするバラスト水の粒子除去方法。
【請求項２】
前記支流への流体導入口を除去を望む粒子の粒径よりも狭くしたことを特徴とする請求項１に記載のバラスト水の粒子除去方法。
【請求項３】
船舶のバラストタンクへの取水流路に取り込まれた海水に含まれる粒子を除去する方法であって、
取り込んだ海水が貫流する主流に旋回流を発生させ、
当該旋回流を発生させた流路を流れる海水のうち、中心部を流れる海水を分岐させて貫流する支流を形成し、主流を流れる海水に含まれる粒子の量と支流を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とするバラスト水の粒子除去方法。
【請求項４】
貫流した支流を再び主流へ導入し、同一の海水について複数回の粒子除去を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のバラスト水の粒子除去方法。
【請求項５】
貫流した主流を再び主流へ導入し、同一の海水について複数回の粒子除去を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１に記載のバラスト水の粒子除去方法。
【請求項６】
船舶のバラストタンクへの取水流路に備えられ、取り込まれた海水に含まれる粒子を除去する装置であって、
取り込んだ海水を貫流させる主流路と、
前記主流路から分岐させた流れを貫流させる支流路とを備え、
前記主流路は減縮拡張を繰り返す構成として、拡張部を流れる流体に乱れを生じさせ、
前記主流路の拡張部に前記支流路の流体導入口を形成し、前記主流路を流れる海水に含まれる粒子の量と前記支流路を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とするバラスト水の粒子除去装置。
【請求項７】
前記支流路の流体導入口を除去を望む粒子の粒径よりも狭く形成したことを特徴とする請求項６に記載のバラスト水の粒子除去装置。
【請求項８】
船舶のバラストタンクへの取水流路に備えられ、取り込まれた海水に含まれる粒子を除去する装置であって、
取り込んだ海水を貫流させる主流路と、
前記主流路から分岐させた流れを貫流させる支流路とを備え、
前記主流路には旋回流発生部を設け、
前記支流路の流体導入口を旋回流の中心に配設し、前記主流路を流れる海水に含まれる粒子の量と前記支流路を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とするバラスト水の粒子除去装置。  
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか１に記載のバラスト水の粒子除去装置を流路の幅方向、あるいは流路の高さ方向に複数配列したことを特徴とするバラスト水の粒子除去装置。
【請求項１０】
前記支流路を貫流した海水を再び主流路へ導き、同一の海水について複数回の粒子除去を行う構成としたことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１に記載のバラスト水の粒子除去装置。
【請求項１１】
前記主流路を貫流した海水を再び主流路へ導き、同一の海水について複数回の粒子除去を行う構成としたことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１に記載のバラスト水の粒子除去装置。
【請求項１２】
請求項６乃至請求項１１のいずれか１に記載のバラスト水の粒子除去装置を搭載し、前記主流路側貫流流体を排水口へ導き、前記支流路側貫流流体をバラストタンクへ導く構成としたことを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バラスト水として取水される海水に含まれる微粒子を除去する方法並びに装置、及び前記装置をバラスト水の取水流路に取り付けた船舶に係り、特に膜分離以外の手法により海水中の微粒子を取り除くバラスト水の粒子除去方法並びに装置、及びバラスト水の粒子除去装置を取り付けた船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンカー等の船舶は、荷積み状態で定められた喫水を保つことで船体を安定させることができ、その能力を十分に発揮することが知られている。したがって、空荷状態で航行する場合には、積荷状態と同等の喫水を保つべくバラストとして、船倉の周囲に配されたタンクに海水を取り込む。
【０００３】
バラストとしてタンクに取り込む海水（以下、バラスト水という）には泥砂等が含まれているため、これを除去して取水するということが課題とされ、このことに関する技術は従来より提案されている。例えば特許文献１に開示されている技術等がある。
特許文献１に開示されている技術は、バラスト水の取水流路にサイクロン分離機を設けたというものである。バラスト水の取水流路にサイクロン分離機を設けることにより、取水したバラスト水に含まれる泥砂を遠心分離することができ、バラストタンクに取り込む海水から泥砂を除去することができるという。
【特許文献１】特開平５−１２４５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に開示された技術によれば、確かに海水中から泥砂等を取り除くことは可能であると思われる。しかし、バラスト水に関しては、近年、バラスト水中に含まれるプランクトン等の微生物が問題視されている。
これは、バラスト水の取水と排水とが異なる領域の海洋で行われることに起因する。すなわち、バラスト水を搬送・排水することにより、ある海域で生息するプランクトンを異なる海域に放出することとなるのである。そして、海洋調査の結果として、バラスト水を介して運ばれるプランクトンが、海洋の生態系に変化をもたらすことが報告されているのである。
【０００５】
ここで、上述した特許文献１に記載の技術では、プランクトンに比べて質量の大きな粒子である泥砂を取り除くことは可能であるが、質量の小さな粒子であるプランクトンを除去対象とすることはできない。プランクトン等の微粒子を除去する技術として、不織布等を用いた膜分離（ろ過）が知られている。ところが、タンカー等の積荷の代替品として取水されるバラスト水は膨大な量となるため、膜分離による方法では分離用の膜に目詰まりが発生する可能性が高く、採用することはできない。
本発明では、膜分離以外の方法でプランクトン等の微粒子をバラスト水から除去する粒子除去方法並びに装置、及び前記除去装置を搭載した船舶を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明に係るバラスト水の粒子除去方法は、船舶のバラストタンクへの取水流路に取り込まれた海水に含まれる粒子を除去する方法であって、取り込んだ海水が貫流する主流に乱れを生じさせ、乱れを生じさせた流れの一部を分岐させて、貫流する支流を形成し、前記主流を流れる海水に含まれる粒子の量と前記支流を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とする。
【０００７】
このような方法によれば、主流を流れる海水に含まれる粒子の量に比べ、支流を流れる海水に含まれる粒子の量の割合は小さくなる。また、支流を流れる海水に含まれる粒子の大きさは小径のものの割合が大きくなる確率が高い。さらに、大径粒子、小径粒子を問わず、バラストタンクの取水流路に取り込んだ海水に含まれる粒子を全て、主流又は支流から貫流させるため、流路に目詰まりが生じ無い。
【０００８】
また、上記のようなバラスト水の粒子除去方法において、前記支流への流体導入口を除去を望む粒子の粒径よりも狭くすると良い。これにより、支流に流れ込む流体に、想定以上の大径粒子を含むことが無くなる。
また、上記目的を達成するためのバラスト水の粒子除去方法は、船舶のバラストタンクへの取水流路に取り込まれた海水に含まれる粒子を除去する方法であって、取り込んだ海水が貫流する主流に旋回流を発生させ、当該旋回流を発生させた流路を流れる海水のうち、中心部を流れる海水を分岐させて貫流する支流を形成し、主流を流れる海水に含まれる粒子の量と支流を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とするものであっても良い。
【０００９】
このような方法によれば、主流を流れる海水に含まれる粒子の量に比べ、支流を流れる海水に含まれる粒子の量を減らすことができる。また、支流を流れる海水に含まれる粒子は比較的小径のものとすることができる。また、バラストタンクへの取水流路に取り込まれた海水に含まれる粒子の全てを主流あるいは支流によって貫流させているため、流路に目詰まりを生じさせることが無い。
【００１０】
また、上記のようなバラスト水の粒子除去方法では、貫流した支流を再び主流へ導入し、同一の海水について複数回の粒子除去を行うようにすると良い。このような方法によれば、粒子除去率の高い海水をバラスト水へ導入することが可能となる。
また、上記のようなバラスト水の粒子除去方法では、貫流した主流を再び主流へ導入し、同一の海水について複数回の粒子除去を行うようにすると良い。このような方法によれば、一定量の海水から得られる粒子除去後の海水量を増やすことができる。
【００１１】
また、上記目的を達成するためのバラスト水の粒子除去装置は、船舶のバラストタンクへの取水流路に備えられ、取り込まれた海水に含まれる粒子を除去する装置であって、取り込んだ海水を貫流させる主流路と、前記主流路から分岐させた流れを貫流させる支流路とを備え、前記主流路は減縮拡張を繰り返す構成として、拡張部を流れる流体に乱れを生じさせ、前記主流路の拡張部に前記支流路の流体導入口を形成し、前記主流路を流れる海水に含まれる粒子の量と前記支流路を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とする。
【００１２】
また、上記構成のバラスト水の粒子除去装置は、前記支流路の流体導入口を除去を望む粒子の粒径よりも狭く形成すると良い。
また、上記目的を達成するためのバラスト水の粒子除去装置は、船舶のバラストタンクへの取水流路に備えられ、取り込まれた海水に含まれる粒子を除去する装置であって、取り込んだ海水を貫流させる主流路と、前記主流路から分岐させた流れを貫流させる支流路とを備え、前記主流路には旋回流発生部を設け、前記支流路の流体導入口を旋回流の中心に配設し、前記主流路を流れる海水に含まれる粒子の量と前記支流路を流れる海水に含まれる粒子の量との割合に差を持たせることを特徴とするものであっても良い。
【００１３】
また、上記目的を達成するためのバラスト水の粒子除去装置は、上記バラスト水の粒子除去装置を流路の幅方向、あるいは流路の高さ方向に複数配列したものであっても良い。
また、上記のような構成のバラスト水の粒子除去装置では、前記支流路を貫流した海水を再び主流路へ導き、同一の海水について複数回の粒子除去を行う構成としても良い。
【００１４】
さらに、前記主流路を貫流した海水を再び主流路へ導き、同一の海水について複数回の粒子除去を行う構成とすると良い。
上記構成のバラスト水の粒子除去装置によれば、上記バラスト水の粒子除去方法による効果を奏することができる。また、上記バラスト水の除去装置を複数配列することにより、多量の海水から短時間に粒子を除去することができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するための船舶は、上記バラスト水の粒子除去装置を搭載し、前記主流路側貫流流体を排水口へ導き、前記支流路側貫流流体をバラストタンクへ導く構成としたことを特徴とする。
このような構成の船舶によれば、バラスト水として取水する海水に含まれるプランクトン等の生体を除去することができるため、バラスト水を介した海洋領域の生体系破壊を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明のバラスト水の粒子除去方法並びに装置、及び船舶に係る実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明に係る一部の実施形態にすぎず、本発明の技術的範囲は、以下の実施形態のみに限定されるものでは無い。
【００１７】
まず、図１を参照して本発明に係るバラスト水の粒子除去装置を構成する基本ユニットについて説明する。
本実施形態の基本ユニット１０は、取り込んだ海水を貫流させる主流路１２と、前記主流路１２から分岐させた流れを貫流させる支流路１４とを基本構成とする。このような構成を持つ基本ユニット１０によれば、取り込んだ海水及び当該海水に含まれる粒子全てが流路を通過することとなるため、目詰まりが発生する虞が無い。
【００１８】
本実施形態の基本ユニット１０における主流路１２は、減縮部１２ａと拡張部１２ｂとを繰り返す構成としている。このため、主流路１２を流れる流れには、隔壁１６の影響を受け、拡張部１２ｂにおいて乱れが生じることとなる。具体的には、主流路１２の拡張部１２ｂにおける拡張部分には、減縮部１２ａを通過して加速された主流路１２を直進する流れの速い領域と、隔壁１６の後方に生じる後流（ｗａｋｅ）という渦を伴った流れの遅い領域とが発生する。したがって、主流路１２を流れる海水に含まれる粒子は、流れから受ける力の影響により異なる進路を進むこととなる。すなわち、拡張部１２ｂに発生する渦流に引き込まれる粒子と主流路１２を直進する粒子とに分類されるのである。この粒子の分類は、流路の形状等によって変化する。例えば本実施形態の場合には、流れの速い領域の流体中に存在する大径の粒子は、流体の流れから受ける直進方向の力が横方向の力に勝る傾向にあるため、主流路１２を直進する確率が高くなる。一方、比較的小さな粒子は、流体の流れから受ける直進方向の力が小さく、渦流によって生ずる横方向に働く力が勝る確率が高くなる。このため、拡張部の渦流に引き込まれる粒子は、大径のものよりも小径のものとなる確率が高いという傾向がある。
【００１９】
拡張部１２ｂには、隔壁１６によって隔てられた支流路１４の流体導入口１３が形成されている。このため、拡張部１２ｂで発生した速度の遅い流れの一部は、支流路１４に引き込まれることとなる。ここで、支流路１４の流体導入口１３は、除去を望む粒子の粒径よりも狭く形成することによって、支流路１４に流れ込む流体に除去を望む大径粒子が含まれることが無くなる。
【００２０】
プランクトンを粒子として平均化した場合、その粒径は１０μｍ〜５０μｍ程度とされている。したがって、海水中に含まれるプランクトンを分離対象とする場合には、前記主流路１２における減縮部１２ａの幅は６０μｍ〜１００μｍ程度とすれば良く、前記支流路１４における流体導入口１３の幅は３０μｍ〜１０μｍ以下とすると良い。なお、支流路１４に引き込む海水からプランクトンを確実に除去するためには、支流路１４の流体導入口１３の幅は、１０μｍ程度とすることが望ましい。
【００２１】
上記のような構成の基本ユニット１０によれば、主流路１２における減縮部１２ａから拡張部１２ｂへ流れが遷移することに伴い、流体に乱れが生じ、主流路１２を直進する速度の速い流れと、渦を伴って拡張部１２ｂに流れ込む速度の遅い流れとが発生する。ここで発生した主流路１２を直進する流れと拡張部１２ｂの拡張部分に流れ込む流れとでは、海水中に含まれる粒子の量の割合及び粒子の粒径の割合が異なる。本実施形態の基本ユニット１０の場合、主流路１２を直進する流れに含有される粒子は大径なものの割合が多く、その量も多くなる。一方、拡張部１２ｂの拡張部分に引き込まれた流れに含有される粒子は比較的小径なものの割合が多く、含まれる粒子の量は少なくなる。
【００２２】
このように流体（海水）中に含まれる粒子の量、及び大きさの割合を変えた流れのうち、含有される粒子の量が少ない確率が高い拡張部１２ｂの拡張部分に取り込まれた流れの一部は、支流路１４の流体導入口１３より支流路１４に引き込まれる。ここで、支流路１４の流体導入口１３は、その幅を通過させる粒子の大きさに合わせて設定することができるため、流体導入口１３の幅よりも大径となる粒子は支流路１４に取り込まれることが無い。
【００２３】
拡張部１２ｂの拡張部分に引き込まれて渦流を発生させた流れは、拡張部１２ｂの隔壁１６に沿って流れ、再び主流路１２の減縮部１２ａへ合流することとなる。このため、拡張部１２ｂの拡張部分へ引き込まれた流れに含有され、支流路１４へ引き込まれなかった粒子は、再び主流路１２の流れに含有されることとなる。このため、大径粒子が支流路１４の流体導入口１３に留まり、目詰まりを生じさせることは無い。
【００２４】
上記のような粒子除去処理は主流路１２の減縮拡張に伴って繰り返されることとなる。このような粒子除去処理を施された海水のうち、主流路１２側排水口から排水される海水には、プランクトンが大量に含まれることとなる。一方、支流路１４側排水口より排水される海水はプランクトンが除去された状態となる。
【００２５】
上記のような構成の基本ユニット１０によれば、海水からプランクトン等の粒子を除去する際に膜等を用いることが無いため、流路に目詰まりが生じ無い。このため、大容量のタンクにプランクトンを除去した海水を導入するといった場合の使用に好適である。また、長期間にわたる使用に際しても好適である。
【００２６】
上述した基本ユニット１０は、図１に示すように、海水を取り込む取水部１０ａと、海水中に含まれるプランクトン等の粒子を除去した海水と粒子を含む海水とを分離して排水する排水部１０ｃ、及び前記取水部１０ａと排水部１０ｃとの間に配置する中間部１０ｂとから構成しても良い。このような構成とすることにより、粒子除去を行う海水の量、除去時間等に応じて中間部１０ｂの増減を図ることが可能となる。これにより、仕様に応じた最適なユニットを構成することが可能となる。
【００２７】
次に、図２を参照して図１に示した基本ユニットの変形例について説明する。
図２に示す基本ユニット１０の基本的構成は、図１に示す基本ユニットと同様である。相違点としては、主流路１２から支流路１４へ分岐させた流れを、隣接するユニットの主流路１２ｄへ導入し、その流れを再び分岐させて支流路１４ａ導入するということを繰り返し行う構成とした点である。支流路１４，１４ａ，１４ｂ，・・・から流体を導入する主流路１２ｄ，１２ｅ，・・・は、その貫流先を主流路１２としている。
このような構成とすることにより、取り込んだ海水に含まれるプランクトン等の粒子を繰返し除去することができる。このため、支流路の排水口から排水される海水に含まれる粒子の除去率を向上させることが可能となる。
【００２８】
図３は、図２に示した基本ユニットの類似形態である。図３に示す基本ユニット１０は、支流路１４（１４ａ，１４ｂ，・・・）へ流体を導入する流体導入口１３を広くしたことを特徴とする。流体導入口１３を広くすることにより、支流路１４へ多くの海水を引き込むことが可能となるため、支流路１４側の排水口から排出される海水（プランクトン等の粒子を除去した海水）量の、取水量に占める割合を増やすことができる。なお、本形態における流体導入口１３には、隔壁を設け、これに複数のスリットを形成するという構成とすると良い。このような構成とすることにより、流体導入口１３の総面積は増やしつつ、大径の粒子が支流路１４へ侵入することを防止することが可能となる。なお、本実施形態のように、支流路１４への流体導入口１３を広げ、支流側へ流れる流体の量を増やした場合であっても、主流路１２，１２ｄ，１２ｅ，・・・の流れ、あるいは主流路１２へ流れ込む拡張部１２ｂ後方の流れを阻害しないように流路を形成することで、図１に示す基本ユニットと同様な粒子除去効果を得ることができる。また、支流路１４を流れる海水を繰返し分岐させる構成としたことにより、図２に示す基本ユニットと同様に、支流路側排水口から排水される海水について高い粒子除去率を得ることができることとなる。
【００２９】
次に本発明のバラスト水の粒子除去装置を構成する基本ユニットの第２実施形態について説明する。本実施形態の基本ユニット１０は、図４（Ａ）に示すような構成である。
基本ユニット１０の構成として、取り入れた海水を貫流させる主流路１２と、主流路１２の一部を分岐させた流れを貫流させる支流路１４とを備える点、前記主流路１２には減縮部１２ａと拡張部１２ｂを形成し、拡張部１２ｂにて流れに乱れを生じさせ、乱れを生じさせる箇所に前記支流路１４の流体導入口１３を設けた点は、上述した基本ユニットにおける第１実施形態と同様である。
【００３０】
本実施形態の基本ユニット１０では、主流路１２を減縮拡張するために、主流路１２中に流路分岐部１８を形成した点が基本ユニットの第１実施形態と異なる。すなわち、第１実施形態では、主流路と支流路とを隔てる隔壁１６（図１参照）の形状を変化させることによって流路に拡縮を持たせていたのに対し、本実施形態では、一定幅の流路に対して障害物を設け、この障害物によって流路を一時的に分岐させ、障害物の後方の流れに乱れを生じさせる構成としたのである。
【００３１】
また、本実施形態では、流れに乱れが生じる流路分岐部１８の後方に前記支流路１４の流体導入口１３を形成している。本実施形態の場合、支流路１４をそのまま主流路１２に沿って延長したのでは主流路１２に十分な拡縮を持たせることができなくなるため、支流路１４へ引き込んだ流体は、そのまま排水する構成としている。
このような構成の基本ユニットであっても、上述した基本ユニットの第１実施形態と同様の作用効果を得ることが可能となる。
【００３２】
また、本実施形態の基本ユニットの変形例として、図４（Ｂ）に示すようなものを挙げることができる。図２（Ｂ）に示す基本ユニット１０は、図２（Ａ）に示した基本ユニットにおける流路分岐部１８の後方端部をいわゆる流線形としたものである。主流路１２を流れる流体の流速が早い場合、流路分岐部１８の形状を図４（Ｂ）に示すようなものとすると良い。流路分岐部１８の形状を流線形とすることにより、流路分岐部１８の後方で発生する乱流を抑制することができるようになる。このため、主流路の幅と流体の流速、除去する粒子の大きさ等を考慮して最適な乱流領域を形成することが可能となる。
【００３３】
次に、図５を参照して本発明のバラスト水の粒子除去装置を構成する基本ユニットの第３実施形態について説明する。
本実施形態の基本ユニットについても、取り込んだ海水を貫流させる主流路１２と、前記主流路１２から分岐させた流れを貫流させる支流路１４とを備える点は上述した基本ユニットの第１、第２実施形態と同様である。本実施形態の基本ユニット１０の特徴部分は、主流路１２に旋回流発生部１２ｃを形成したことにある。
【００３４】
旋回流発生部は、例えば図５に示すように、流路を漏斗状に形成すると共に、漏斗の窄み部分から吐出される流体を螺旋状に引き回す流路を形成すれば良い。また、他の例としては、図示しないが、円筒状の流路の壁面に沿って斜め方向の噴出流が発生するように主流路にガイドを形成すれば良い。
上記のようにして旋回流が発生した主流路１２内の流れによれば、流体中に含まれる質量の大きな粒子は流路の外側へ向かう遠心力を受ける。従って主流路１２内の外側の流れは粒子の密度が高くなり、主流路１２内の内側の流れは粒子の密度が低くなる。遠心分離の原理である。
【００３５】
また、本実施形態では、このような流れが発生する主流路１２の中心部に、前記支流路１４の流体導入口１３を形成する。これにより、主流路１２にはプランクトン等の粒子を多く含む海水が残留し、支流路には粒子の量が少なくなった海水が流れ込むこととなる。
上記それぞれの形態における基本ユニットはすべて、流体の流れを制御することにより流体中に含まれる粒子を除去するという点が共通する。
【００３６】
図６は、上述した基本ユニット１０をシート状に配列した例を示す図である。このように基本ユニット１０を複数配列し、シート１００を構成し、これを粒子除去装置としても良い。なお、図６においてシート１００は、基本ユニット１０を複数は繋ぎ合わせたものとして示しているが、シート状ユニットとして単一な構成としても良い。また、そのサイズは、用途に応じて種々選択可能とすると良い。このように、ユニットをシート状に形成することにより、工業生産上の効率化を図ることが可能となる。また、シートのサイズを大きくし、シートを構成する基本ユニット１０の数を増やすことにより、短時間でプランクトン等の粒子を除去した海水（バラスト水）を多量に得ることができるようになる。
【００３７】
図７は、上述したシート（シート状ユニット）１００を流路の高さ方向（シートの厚さ方向）に複数積層した例を示す。このようにシート１００を複数積層してカセット１００ａを構成し、これを粒子除去装置としても良い。なお、図７においては積層したシート１００の間に隙間を設けて示しているが、これは構造を解り易く示すためのものであり、実際上はシート１００間に隙間は設けなくて良い。図７に示すように、シート１００を積層してカセット（カセット状ユニット）１００ａを構成する場合には、排出する流体を効率良く集めるために、各シートにおける排水口の位置が互いに重なるようにすると良い。このように、シート１００を複数積層してカセット１００ａを構成することにより、より多くの海水から短時間でプランクトン等の粒子を除去することが可能となる。
【００３８】
図８は、上述した基本ユニット１０、あるいはシート１００、あるいはカセット１００ａを粒子除去手段として多段に配置し、これをバラスト水の粒子除去装置２００とした場合の例を示す図である。
このような構成の粒子除去装置２００では、まず、取水口側（海水の流れにおける上段）に配置されたカセット１００ａ１によって取水した海水からプランクトン等の粒子を除去し、支流側排水口と主流側排水口とに分けて排水する。次に、前記上段に配置配置されたカセット１００ａ１の支流側排水口から排水された海水を中段（海水の流れにおける中段）に配置したカセット１００ａ２の取水口に導入し、上段のカセット１００ａ１と同様に海水から粒子の除去を行う。さらに、中段のカセット１００ａ２の支流側排水口から排水された海水を排水口側（海水の流れにおける下段）に配置したカセット１００ａ３の取水口へ導入し、この海水から粒子の除去を行う。粒子除去装置をこのような構成とすることにより、上段から下段にかけて海水中の粒子除去を繰返し行うことができるため、流体中に含まれる粒子の除去率を向上させることができる。
【００３９】
また、図８に示すような粒子除去装置２００において粒子除去手段としてカセット１００ａを配置した場合には、カセット１００ａ毎に除去対象とする粒子の大きさを異ならせるようにすると良い。例えば、上段のカセット１００ａ１では、粒子の大きな泥砂を除去する構成とし、中段のカセット１００ａ２では粒子の小さな泥砂及び大きなプランクトン等を除去する構成とし、下段のカセット１００ａ３では小さなプランクトン等を除去する構成とすれば良い。このような構成とすることにより、想定外の大きな粒子が流体中に含まれることによりカセット１００ａを構成する基本ユニット１０の主流路１２が塞がれ、目詰まりが生じるという事態を避けることができる。なお、上記説明においては、カセット１００ａの支流路側排水口から排水された海水を次段のカセット１００ａの取水口へ導入する旨説明したが、主流路側排水口から排水された海水を次段のカセット１００ａの取水口へ導入する構成としても良い。このような構成とすることによれば、一定量の海水から得ることができるバラスト水（粒子除去後の海水）の量を増やすことができる。
【００４０】
次に本発明に係る船舶についての実施の形態を図９、図１０を参照して説明する。なお、図９、図１０において、（Ａ）は取水時、（Ｂ）は排水時の様子を示す。本実施形態の船舶３００は、上述した基本ユニット１０、シート１００、カセット１００ａあるいは粒子除去装置２００を、バラスト水の粒子除去装置として取水経路３２０に配設したことを特徴としている。
【００４１】
船舶３００におけるバラストタンク３１０は、図７、図８に示すように船倉の周囲に配置された空洞部である。バラスト水は船底に示す取水口３３０からポンプを設けたポンプルーム３４０を介して摂取され、バラストタンク３１０に貯留される。そして、バラストタンク３１０に貯留されたバラスト水の排水は、船体の上部であって、喫水線の上方に示す排水口３６０から排水されることが一般的であり、バラストタンク３１０から、前記ポンプルーム３４０を介して排水経路３５０を通って排水される。
【００４２】
このような構成のバラスト水取水排水経路において、上述した粒子除去装置２００（基本ユニット１０、シート１００、カセット１００ａを含む）は、取水口３３０と前記ポンプルーム３４０とを接続する取水経路３２０に備えられる。粒子除去装置２００に設けられた２つの排水口（主流側と支流側）は、それぞれ次のように接続される。まず、支流路側排水口２１４は、前記ポンプルーム３４０を介してバラストタンク３１０へ接続される。一方、主流路側排水口２１２は、前記ポンプルーム３４０を介して船体に備えられた排水口３６０へ接続される。このような構成によりバラストタンク３１０へ貯留される海水はプランクトン等の粒子を除去されたものとなる。
【００４３】
上記のような構成の船舶３００では、まず、船底の取水口３３０からポンプルーム３４０を介して海水をバラストタンク３１０へ貯留する。この時、取り込まれる海水は、取水口３３０とポンプルーム３４０との間に配された粒子除去装置２００により、海水中に含まれるプランクトン等の粒子を除去された海水と、プランクトン等を大量に含む海水とに分離される。
【００４４】
分離された海水のうち、プランクトン等を除去された海水は、前記ポンプルーム３４０を介してバラストタンク３１０へ貯留される。一方、プランクトン等を大量に含む海水は、ポンプルーム３４０を介して排水経路３５０ａを通り、排水口３６０から排水される。
バラストタンク３１０へ規定容量のバラスト水を貯留した船舶３００は、喫水深さが設定値となり、安定した航行が可能となる。このような状態で目的とする港湾まで航行した船舶３００は、バラストタンク３１０に貯留したバラスト水を排水する。そして、バラスト水に替えて船倉に積荷を積むことで、喫水深さを保つ。
【００４５】
ここで、バラスト水を取水する海洋領域と、バラスト水を排水する海洋領域とでは、互いに異なる生態系を持つことが通常である。上記のように海水中に含まれるプランクトン等の生体を取水時に除去することで、バラスト水を介して生体を他の生態系を有する海洋領域へ持ち込むということが無くなる。
よって、上記のような粒子除去装置２００を搭載した船舶３００によれば、バラスト水として取水する海水に含まれるプランクトン等の生体を除去することができるため、バラスト水を原因とする海洋領域の生態系破壊を防ぐことができる。
【００４６】
上述した船舶３００では、ポンプルーム３４０の前段に粒子除去装置２００を備える構成としていた。しかし、粒子除去装置２００は、ポンプルーム３４０の後段に備え、ポンプによって吐出された海水を分離するようにしても良い。
上述した種々のユニット（粒子除去装置）を用いて粒子を除去する装置の構成は、図１１のようなものであっても良い。具体的には構成は、１つの大型粒子除去装置の中に複数の中型粒子除去装置を設け、さらに個々の中型粒子除去装置を複数の小型粒子除去装置によって構成するというものである。
ここで、中型粒子除去装置は、図８に示す粒子除去装置２００に相当するものであると考えて良い。
【００４７】
図１１に示す大型粒子除去装置では、図８に示す主流路側排水口２１２から排出された海水を次段の中型粒子除去装置の取水口へ導入する構成としている。一方、各中型粒子除去装置によって粒子除去が行われた海水は、それぞれ排水流路へ導入され、プランクトン除去後の海水として排水される構成とされている。
このような構成とすることにより、一定量の海水から得られる粒子除去海水の量を増やすことができる。従って、バラストタンクへの海水の貯留を効率良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のバラスト水の粒子除去装置を構成する基本ユニットに係る第１実施形態を示す図である。
【図２】基本ユニットの第１実施形態における変形例を示す図である。
【図３】変形例として図２に示した基本ユニットの類似形態を示す図である。
【図４】本発明のバラスト水の粒子除去装置を構成する基本ユニットに係る第２実施形態を示す図である。
【図５】本発明のバラスト水の粒子除去装置を構成する基本ユニットに係る第３実施形態を示す図である。
【図６】基本ユニットをシート状に構成したシート状ユニットを示す図である。
【図７】シート状ユニットを積層配置したカセット型ユニットを示す図である。
【図８】図１から図５に示すユニットを流路中に複数配置し、これを１つの粒子除去装置とした例を示す図である。
【図９】本発明のバラスト水の粒子除去装置をバラスト水の取水経路に備えた船舶の側断面を示すブロック図である。
【図１０】本発明のバラスト水の粒子除去装置をバラスト水の取水経路に備えた船舶の平面断面を示すブロック図である。
【図１１】本発明のバラスト水の粒子除去装置における装置構成の応用例を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０………基本ユニット、１２………主流路、１３………流体導入口、１４………支流路、１６………隔壁、１８………流路分岐部、１００………シート（シート状ユニット、１００ａ………カセット（カセット状ユニット）、２００………粒子除去装置、３００………船舶、３１０………バラストタンク、３２０………取水経路、３４０………ポンプルーム、３５０………排水経路、３６０………排水口。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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