(57)【要約】【課題】フィルタの底部に沈降した異物を好適に除去できるバラスト水処理装置を提供すること。【解決手段】バラスト水処理装置１は、円筒状に形成されるフィルタ２０と、フィルタ２０の中心軸に一致する位置に配置され、内部に水が流通可能な空間が形成された排水管部４２と、基端側が排水管部４２に接続されると共に先端側がフィルタ２０の内周面に近接又は当接する位置に配置されて開口し、先端側から基端側に水が流通可能なノズル部４１と、フィルタ２０の下部に配置され、先端側がフィルタ２０の底部に向かって開口し、先端側から基端側に水が流通可能な底部ノズル部４５と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状に形成されるフィルタと、
前記フィルタの中心軸に一致する位置に配置され、内部に水が流通可能な空間が形成された排水管部と、
基端側が前記排水管部に接続されると共に先端側が前記フィルタの内周面に近接又は当接する位置に配置されて開口し、先端側から基端側に水が流通可能なノズル部と、
前記フィルタの下部に配置され、先端側が前記フィルタの底部に向かって開口し、水が先端側から前記排水管部に流通可能な底部ノズル部と、を備えるバラスト水処理装置。
【請求項２】
前記底部ノズル部の基端側は、前記排水管部に接続される請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【請求項３】
前記底部ノズル部の先端の開口面積は、前記フィルタの網目よりも大きい請求項２に記載のバラスト水処理装置。
【請求項４】
前記フィルタは、中心軸を回転軸として回転可能に構成されると共に、該中心軸が鉛直方向に沿うように配置され、
前記底部ノズル部の先端側は、前記フィルタの内周面の近傍まで延びる請求項１に記載のバラスト水処理装置。
【請求項５】
前記底部ノズルに設けられ前記フィルタの底部に当接又は近接するブラシ部を更に備える請求項４に記載の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、フィルタを有するバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンカー等の船舶において、積み荷の原油等を降ろした後、再度目的地に向けて航行する際、航行中の船舶のバランスを取るため、船舶に設けられたバラストタンク内にバラスト水と呼ばれる水を貯留する。バラスト水は、基本的に荷上港で取水されて、荷積港で排出される。そのため、それらの場所が異なっていれば、バラスト水中に含まれるプランクトンや細菌類の微生物が世界中を移動することになる。従って、荷上港と異なる海域の荷積港でバラスト水を排出すると、その港に別の海域の微生物を放出することになり、その海域の生態系を破壊するおそれがある。
【０００３】
バラスト水の中に含まれる微生物、砂、ゴミ等の異物を除去するために、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置が用いられている。バラスト水処理装置に用いられるフィルタとしては、例えば、周面に多数の穴が形成された円筒状の濾過体が用いられる。バラスト水処理装置では、フィルタの目詰まりが激しいため、恒常的なフィルタの洗浄が重要とされている。
【０００４】
そこで、フィルタでの濾過を行いながら、フィルタの一次側に付着した異物を除去する洗浄を行うバラスト水処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００８−５０７３９１公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で提案されたバラスト水処理装置は、回転可能な円筒状のフィルタと、先端側がフィルタの内面に摺動可能に当接し水を吸引するノズル部と、このノズル部が接続されノズル部を流れる水を外部に排出する排出管部と、を備える。
【０００７】
以上のバラスト水処理装置によれば、汲み上げられた水は、円筒状のフィルタの内部に導入され、フィルタの内側から外側に向けて流されることで濾過される。また、ノズル部の先端が当接する部分において、水がフィルタの外面側から内面側に流れることでフィルタの内面に付着した異物を剥離させる。剥離された異物は、ノズル部から吸引されて排出管部に流れ外部に排出される。
【０００８】
このようなバラスト水処理装置では、円筒状のフィルタの内面側に付着した異物の一部がフィルタの底部に沈降する。そして、沈降した異物の存在に起因して、フィルタの下部に配置されたノズル部とフィルタの内周面との接触部分が侵食されてノズル部が消耗してしまう場合があった。
【０００９】
従って、本発明は、フィルタの底部に沈降した異物を好適に除去できるバラスト水処理装置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】
【００１０】
本発明は、円筒状に形成されるフィルタと、前記フィルタの中心軸に一致する位置に配置され、内部に水が流通可能な空間が形成された排水管部と、基端側が前記排水管部に接続されると共に先端側が前記フィルタの内周面に近接又は当接する位置に配置されて開口し、先端側から基端側に水が流通可能なノズル部と、前記フィルタの下部に配置され、先端側が前記フィルタの底部に向かって開口し、水が先端側から前記排水管部に流通可能な底部ノズル部と、を備えるバラスト水処理装置に関する。
【００１１】
また、前記底部ノズル部の基端側は、前記排水管部に接続されることが好ましい。
【００１２】
また、前記底部ノズル部の先端の開口面積は、前記フィルタの網目よりも大きいことが好ましい。
【００１３】
また、前記フィルタは、中心軸を回転軸として回転可能に構成されると共に、該中心軸が鉛直方向に沿うように配置され、前記底部ノズル部の先端側は、前記フィルタの内周面の近傍まで延びることが好ましい。
【００１４】
また、バラスト水処理装置は、前記底部ノズルに設けられ前記フィルタの底部に当接又は近接するブラシ部を更に備えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のバラスト水処理装置によれば、フィルタの底部に沈降した異物を好適に除去できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の位置実施形態に係るバラスト水処理装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明のバラスト水処理装置の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のバラスト水処理装置１は、海水等の水を汲み上げるラインと、汲み上げた水をバラスト水として貯留するバラストタンクと、を備える船舶に取り付けられ、汲み上げた水に含まれる異物を除去するために用いられる。このバラスト水処理装置１は、図１に示すように、ケーシング１０と、このケーシング１０の内部に配置されるフィルタ２０と、フィルタ回転手段３０と、ケーシング１０にバラスト水を導入する導入部１４と、フィルタ２０に付着した異物を吸引して除去する洗浄機構４０と、フィルタ２０に洗浄水を噴射する噴射ノズル５０と、ケーシング１０の内部に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給部６０と、を備える。
また、このバラスト水処理装置１には、ケーシング１０にバラスト水を導入する導入ラインＬ１と、洗浄水ラインＬ２と、が接続される。
尚、本明細書において「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。
【００１８】
ケーシング１０は、バラスト水を収容する。ケーシング１０は、円筒状に構成され、中心軸が鉛直方向に沿って配置される。ケーシング１０は、一端部（上端部）及び他端部（下端部）が開口した円筒状の本体部１１と、本体部１１の上端部を密閉する上側蓋部１２と、本体部１１の下端部を密閉する下側蓋部１３と、を備える。
本体部１１の周面には、ケーシング１０に収容され、後述のフィルタ２０により濾過されたバラスト水が流出する流出口１１１が設けられる。
上側蓋部１２及び下側蓋部１３における本体部１１の中心軸に一致する位置には、それぞれ、後述のフィルタ回転手段３０が配置される貫通穴が形成される。
【００１９】
フィルタ２０は、上端部及び下端部が開口した円筒状のフィルタ本体２１と、フィルタ本体２１の上端部を密閉する上側閉止部２２と、フィルタ本体２１の下端部を密閉する下側閉止部２３と、を備える。
フィルタ２０（フィルタ本体２１）は、ケーシング１０より小さな円筒状に形成され、ケーシング１０と同軸となるように、ケーシング１０の内部に配置される。これにより、ケーシング１０とフィルタ２０との間には、バラスト水流出空間Ｓ１が形成される。
下側閉止部２３におけるフィルタ本体２１の中心軸に一致する位置には、フィルタ２０の内部にバラスト水導入するための貫通穴が形成される。
【００２０】
フィルタ回転手段３０は、ケーシング１０の内部に配置されたフィルタ２０を、中心軸を回転軸として回転させる。このフィルタ回転手段３０は、上部回転軸部材３１及び下部回転軸部材３２と、上部回転軸部材３１を回転させるモータ３３と、を含んで構成される。
上部回転軸部材３１は、フィルタ２０の上側閉止部２２におけるフィルタ２０の中心軸に対応する位置に、上向きに突出して固定される。下部回転軸部材３２は、フィルタ２０の下側閉止部２３におけるフィルタ２０の中心軸に対応する位置に、下向きに突出して固定される。即ち、上部回転軸部材３１及び下部回転軸部材３２は、それぞれ、フィルタ２０の端部を構成する。
【００２１】
上部回転軸部材３１は、ケーシング１０の上側蓋部１２に形成された貫通穴に配置され、すべり軸受３４を介して上側蓋部１２に回転自在に、かつ、液密に支持される。
下部回転軸部材３２は、ケーシング１０の下側蓋部１３に形成された貫通穴に配置され、すべり軸受３５を介して下側蓋部１３に回転自在に、かつ、液密に支持される。下部回転軸部材３２は、フィルタ２０の内部と連通する管状体となっている。そして、下部回転軸部材３２の上端部は、下側閉止部２３に形成された貫通穴に接続され、下端部は、ケーシング１０の下側蓋部１３に形成された貫通穴の内側に位置するように配置される。
【００２２】
導入部１４は、管状部材により形成され、一端部（上端部）が下部回転軸部材３２の下端側を覆うように、下側蓋部１３に接続される。導入部１４の他端部（下端部）は、後述の導入ラインＬ１に接続され、この導入ラインＬ１から供給されるバラスト水をケーシング１０の内部におけるフィルタ２０の一次側に導入する。
【００２３】
洗浄機構４０は、ノズル部４１と、底部ノズル部４５と、ブラシ部４６と、排水管部としての集合管４２と、排出管４３と、排出管４３に配置される開閉弁４４と、を備える。
【００２４】
ノズル部４１は、フィルタ２０の一次側（内側）に配置され、先端側がフィルタ２０の一次側の面（内周面）に向かって開口する。本実施形態では、ノズル部４１は、フィルタ２０の中心軸の延びる方向に垂直な方向（水平方向）に延びるように配置される。また、ノズル部４１は、フィルタ２０の中心軸の延びる方向（上下方向）に所定の間隔をあけて複数本配置される。ノズル部４１の基端側は、集合管４２に接続される。ノズル部４１には、フィルタ２０の二次側から一次側に向かって流れるバラスト水及びこのバラスト水によりフィルタ２０の内周面から剥離された異物が流通する。
【００２５】
底部ノズル部４５は、フィルタ２０の下部に配置される。底部ノズル部４５は、先端側がフィルタ２０の底部に向かって開口している。本実施形態では、底部ノズル部４５は、フィルタ２０の中心軸の延びる方向（上下方向）に垂直な方向に延び、この底部ノズル部４５の基端側は、集合管４２に接続される。また、底部ノズル部４５の先端側は、例えば、４５度程度曲がってフィルタ２０の底部に向かって開口している。
底部ノズル部４５には、開口した先端側から基端側に向かってバラスト水及びフィルタ２０の底部に沈降した異物が流通する。本実施形態では、底部ノズル部４５の内径は、ノズル部４１の内径よりも小さく構成される。また、底部ノズル部４５の先端の開口面積は、フィルタ２０の網目よりも大きく設定されている。
底部ノズル部４５は、例えば、合成樹脂製のチューブにより構成される。
【００２６】
ブラシ部４６は、底部ノズル部４５に設けられる。本実施形態では、ブラシ部４６は、底部ノズル部４５の下面側に亘り取り付けられ、ブラシ部４６の下端側は、フィルタ２０の底部を構成する下側閉止部２３の上面に当接又は近接する。
【００２７】
集合管４２は、フィルタ２０の中心軸に一致する位置に配置され、上端部が閉鎖し下端部が開口している。集合管４２の上端部は、フィルタ２０の上側閉止部２２の中央に設けられた孔に挿入されて支持されている。集合管４２には、ノズル部４１及び底部ノズル部４５を流通したバラスト水及び異物が集合して流通する。
【００２８】
排出管４３は、上端部が集合管４２の下端部に接続され、下部回転軸部材３２の内部を、フィルタ２０の回転を妨げないように下方に延びる。排出管４３の下端側は、屈曲して延びており、導入部１４の周面を貫通している。排出管４３は、集合管４２を流通したバラスト水及び異物を排出する。
開閉弁４４は、排出管４３における導入部１４の貫通部分よりも二次側に配置され、排出管４３を開閉する。
【００２９】
噴射ノズル５０は、フィルタ２０の二次側に配置され、先端部がフィルタ２０の二次側の面（外周面）に向かって開口する。本実施形態では、噴射ノズル５０は、フィルタ２０の中心軸の延びる方向（上下方向）に所定の間隔をあけて複数本配置される。噴射ノズル５０は、後述の洗浄水ラインＬ２に接続され、洗浄水ラインＬ２から供給される洗浄水をフィルタ２０の二次側の面に向かって噴射する。
【００３０】
圧縮ガス供給部６０は、コンプレッサ等の圧縮ガス供給源（図示せず）と、圧縮ガス供給ライン６１と、圧縮ガス供給弁６２と、を備える。圧縮ガス供給ライン６１は、ケーシング１０の上側蓋部１２に接続され、フィルタ２０とケーシング１０との間（ケーシング１０の内部におけるフィルタ２０の二次側）に圧縮ガスを供給する。
【００３１】
導入ラインＬ１は、ケーシング１０にバラスト水（海水）を導入する。導入ラインＬ１の先端部は、導入部１４に接続される。導入ラインＬ１には、ポンプ８１及び開閉弁８２が配置される。
【００３２】
洗浄水ラインＬ２は、先端側が噴射ノズル５０に接続され、噴射ノズル５０に洗浄水を供給する。洗浄水ラインＬ２の基端側は、洗浄水供給源（図示せず）に接続される。
【００３３】
以上のバラスト水処理装置１によれば、バラスト水を濾過する場合には、導入ラインＬ１の開閉弁８２が開状態とされ、ポンプ８１が駆動される。また、フィルタ回転手段３０によりフィルタ２０が回転される。すると、導入ラインＬ１から導入部１４に供給されたバラスト水は、下部回転軸部材３２を通ってケーシング１０の内部におけるフィルタ２０の一次側（内側）に導入されてフィルタ２０により濾過処理され、流出口１１１から流出する。流出口１１１から流出したバラスト水は、バラストタンク（図示せず）に貯留される。
【００３４】
また、この状態においては、洗浄機構４０の開閉弁４４が開かれることで、ノズル部４１、底部ノズル部４５、集合管４２及び排出管４３の内部がケーシング１０の内部に対して負圧となる。
すると、フィルタ２０の一次側から二次側（バラスト水流出空間Ｓ１側）に濾過されたバラスト水の一部が再びフィルタ２０の二次側から一次側に流れ、フィルタ２０の内周面に付着した異物を剥離させる。フィルタ２０の内周面から剥離された異物は、ノズル部４１から吸引される。
また、底部ノズル部４５の先端側は、フィルタ２０の内周面の近傍に配置され、底部に向かって開口している。これにより、底部ノズル部４５からは、フィルタ２０の底部に沈降した異物がフィルタ２０の内部の水と共に吸引される。
【００３５】
ノズル部４１及び底部ノズル部４５により吸引された異物は、集合管４２及び排出管４３を通り、排出される。これにより、フィルタ２０が洗浄され、フィルタ２０の一次側に付着した異物が除去される。また、ノズル部４１により吸引されずフィルタ２０の底部に沈降した異物も除去される。
【００３６】
ここで、本実施形態では、バラスト水を濾過するときには、フィルタ２０が回転しているため、フィルタ２０の底面（下側閉止部２３の上面）に沈降して付着した異物は、ブラシ部４６により剥離される。また、フィルタ２０の底部に沈降した異物は、遠心力によりフィルタ２０の内周面の近傍に移動する。これにより、先端側がフィルタ２０の内周面の近傍に配置されて底部に向かって開口した底部ノズル部４５により、フィルタ２０の底部に沈降した異物は効果的に除去される。
尚、バラスト水の濾過処理を行う場合には、圧縮ガス供給部６０の圧縮ガス供給弁６２は、いずれも閉止される。
【００３７】
一方、バラスト水処理装置１の運転が終了した後や、その他フィルタ２０をより強力に洗浄したい場合には、ケーシング１０に収容されたバラスト水を排出し、その後、ケーシング１０の内部に水が存在しない状態でフィルタ２０に洗浄水を噴き付けて異物を除去する洗浄を行う。このような場合には、まず、導入ラインＬ１の開閉弁８２が閉状態とされ、ポンプ８１は停止される。また、洗浄機構４０の開閉弁が閉止される。そして、この状態で、圧縮ガス供給部６０の圧縮ガス供給弁６２が開状態とされる。これにより、ケーシング１０に収容されたバラスト水は速やかに排出される。
【００３８】
以上説明した本実施形態のバラスト水処理装置１によれば、以下のような効果を奏する。
【００３９】
バラスト水処理装置１を、フィルタ２０と、このフィルタ２０の中心軸に一致する位置に配置される集合管４２と、基端側が集合管４２に接続され先端側がフィルタ２０の内周面に近接又は当接する位置に配置されるノズル部４１と、フィルタ２０の下部に配置され先端側がフィルタ２０の底部に向かって開口し、先端側から基端側に水が流通可能な底部ノズル部４５と、を含んで構成した。これにより、フィルタ２０の内部において底部に沈降した異物を底部ノズル部４５によってフィルタ２０の内部から排出できるので、フィルタ２０の内部に残存する異物に起因するノズル部４１の消耗を防げる。
【００４０】
底部ノズル部４５の基端側を集合管４２に接続した。これにより、底部ノズル部４５の先端側から水と共に吸引された異物を、ノズル部４１を流通した水が流れる集合管４２から外部に排出できるので、底部ノズル部４５の長さを短くできる。また、バラスト水処理装置１の装置構成を簡略化できる。
【００４１】
底部ノズル部４５の先端の開口面積を、フィルタ２０の網目よりも大きく設定した。これにより、フィルタ２０から侵入できる大きさの異物を吸引させられる。また、フィルタ２０の網目を通過できない大きさの異物を好適に吸引させられる。
【００４２】
フィルタ２０を、中心軸が鉛直方向に沿うように配置し、底部ノズル部４５の先端側を、フィルタ２０の内周面の近傍に位置させた。これにより、フィルタ２０の回転により、フィルタ２０の底部に沈降する異物を遠心力でフィルタ２０の内周面の近傍に集合させられるので、底部ノズル部４５により異物を効果的に排出できる。
【００４３】
バラスト水処理装置１を、フィルタ２０の底部に当接又は近接するブラシ部４６を含んで構成した。これにより、フィルタ２０の底部に付着した異物を、ブラシ部４６により剥離させられるので、底部ノズル部４５による異物の排出効果をより向上させられる。
【００４４】
以上、本発明のバラスト水処理装置の好ましい一実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、本実施形態では、本発明を、ノズル部４１及び底部ノズル部４５に対して回転するフィルタ２０を有するバラスト水処理装置１に適用したが、これに限らない。即ち、本発明を、ノズル部及び底部ノズル部がフィルタに対して回転する構成のバラスト水処理装置に適用してもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、フィルタ２０の回転軸が上下方向（鉛直方向）に沿うようにフィルタ２０を配置したが、これに限らない。即ち、回転軸が水平方向に沿うようにフィルタを配置してもよい。
【００４６】
また、本実施形態では、底部ノズル部４５の基端側を集合管４２に接続したが、これに限らない。即ち、底部ノズル部の基端側を集合管に接続せず、底部ノズル部から吸引した水及び異物を、別途外部に排出させてもよい。
【００４７】
また、本実施形態では、ブラシ部４６を底部ノズル部４５に取り付けたが、これに限らない。即ち、ブラシ部４６を、底部ノズル部４５とは独立して配置してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１  バラスト水処理装置
２０  フィルタ
４１  ノズル部
４２  集合管（排水管部）
４５  底部ノズル部
４６  ブラシ部
【図１】
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