(57)【要約】【課題】フィルタの腐食を防止し、異物がフィルタを通過してしまわないようにしたバラスト水処理装置を提供する。【解決手段】バラスト水を濾過処理するフィルタ２をケーシング１内に配置したバラスト水処理装置１０であって、ケーシング１内にフィルタ２を保持する取付部材１３〜１６を備え、イオン化傾向が、以下の関係を満たす、バラスト水処理装置１０が提供される。フィルタ２を構成する金属＜取付部材１３〜１６を構成する金属＜船体を構成する金属【選択図】図２
2019142435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラスト水を濾過処理するフィルタをケーシング内に配置したバラスト水処理装置であって、
前記ケーシング内に前記フィルタを保持する取付部材を備え、
イオン化傾向が、以下の関係を満たす、バラスト水処理装置。
前記フィルタを構成する金属＜前記取付部材を構成する金属＜船体を構成する金属
【請求項２】
請求項１に記載のバラスト水処理装置であって、
前記ケーシングと前記取付部材との間にはＯリングが配置され、
前記取付部材の前記Ｏリングとの当たり面には、メッキが施され、
イオン化傾向が、以下の関係を満たす、バラスト水処理装置。
前記取付部材を構成する金属＜前記メッキを構成する金属
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、この発明は、内部に流入したバラスト水を濾過処理して外部へ流出させる円筒状のフィルタをケーシング内に配置したバラスト水処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タンカー等の船舶は、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、通常、バラスト水と呼ばれる水をバラストタンク内に貯留する。このような船舶には、バラスト水の注排水による生態系の破壊を防ぐため、バラスト水を浄化処理するバラスト水処理装置が設けられている。
【０００３】
バラスト水処理装置の一種としては、フィルタをケーシング内に配置することでバラスト水を濾過処理する方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４１７８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記のようなフィルタには、細線の金網が用いられているが、この金網は、線径が細いため、腐食した場合にはすぐに抜け落ちてしまい、濾過の必要な異物（生物等）がフィルタを通過してしまうおそれがあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、フィルタの腐食を防止し、異物がフィルタを通過してしまわないようにした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】
【０００７】
本発明によれば、バラスト水を濾過処理するフィルタをケーシング内に配置したバラスト水処理装置であって、前記ケーシング内に前記フィルタを保持する取付部材を備え、イオン化傾向が、以下の関係を満たす、バラスト水処理装置が提供される。
前記フィルタを構成する金属＜前記取付部材を構成する金属＜船体を構成する金属
【０００８】
本発明によれば、イオン化傾向が上記関係を満たすように構成したことにより、犠牲防食の原理によってフィルタの腐食が防止され、異物がフィルタを通過してしまうことを防止することが可能となっている。
【０００９】
なお、フィルタの腐食を防止するためだけであれば、イオン化傾向を「取付部材を構成する金属＜船体を構成する金属」とする必要はない。しかしながら、イオン化傾向を「取付部材を構成する金属≧船体を構成する金属」とすると、当該取付部材を構成する金属が過度に溶出してしまって、溶出した金属がフィルタよりも下流側に配置される部材に悪影響を及ぼすおそれがあった。
【００１０】
本願発明では、このような課題に対し、フィルタに接触する取付部材のイオン化傾向を「取付部材を構成する金属＜船体を構成する金属」とすることで、取付部材を構成する金属の過度の溶出を防ぎつつ、フィルタの腐食を抑制することを可能にしている。
【００１１】
以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
【００１２】
好ましくは、前記ケーシングと前記取付部材との間にはＯリングが配置され、前記取付部材の前記Ｏリングとの当たり面には、メッキが施され、イオン化傾向が、以下の関係を満たす。
前記取付部材を構成する金属＜前記メッキを構成する金属
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係るバラスト水処理装置１０を船舶のバラスト装置に導入した様子を示す概略図である。
【図２】図１のバラスト水処理装置１０の概略構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴について独立して発明が成立する。
【００１５】
１．バラスト装置の構成
図１は、本発明の実施形態に係るバラスト水処理装置１０を船舶のバラスト装置に導入した様子を示す概略図である。バラスト装置は、海水等の船外の水をシーチェストＳＣ１から船内に取り込み、バラスト水処理装置１０により浄化処理を行った後、バラストタンク１０１に貯留するバラスト動作と、バラストタンク１０１に貯留されたバラスト水をデバラストライン（図示せず）を介して船外排出口ＳＣ２から排水するデバラスト動作とを行うものである。本実施形態のバラスト装置は主に、船内を流通するバラスト水を圧送するポンプ１００と、バラスト水処理装置１０と、バラストタンク１０１とを備える。以下、バラスト水処理装置１０の構成を中心に説明する。
【００１６】
ここで、本明細書における「バラスト水」について、バラストタンク１０１に導入（流入）される前又はバラストタンク１０１から排出（流出）された後に拘わらず、また、バラスト水処理装置１０に導入（流入）される前又はバラスト水処理装置１０から排出（流出）された後に拘わらず、船内に取り込まれた水を全て「バラスト水」と表現する。また、船内に取り込むバラスト水には、海水、淡水、汽水等が含まれるものとする。
【００１７】
１．バラスト水処理装置１０の構成
本実施形態のバラスト水処理装置１０は、図２に示すように、円筒状のケーシング１と、円筒状のフィルタ２と、フィルタ回転手段３とを備える。円筒状のフィルタ２は、ケーシング１内に配置され内部（一次側）に流入した海水等の濾過処理前のバラスト水を濾過して外部（二次側）へ流出させる。フィルタ回転手段３は、フィルタ２をその軸心を中心に回転させる。
【００１８】
また、濾過処理中のフィルタ２の洗浄（以下、逆洗浄と呼ぶ）のため、バラスト水処理装置１０は、フィルタ２の一次側のバラスト水を排出する排出手段４と、フィルタ２の二次側に設けられ、フィルタ２に向かって洗浄水を噴出する洗浄水噴出手段５と、洗浄水噴出手段５に洗浄水を加圧供給する洗浄水供給手段６とを備える。
【００１９】
また、本実施形態のバラスト水処理装置１０は、フィルタ２による濾過動作及びフィルタ２の逆洗浄動作を制御するため、圧力を計測する一次側圧力計７１及び二次側圧力計７２と、これらの圧力計により検出された圧力の差圧を検出する差圧検出手段７と、当該差圧検出手段７の検出した差圧に応じて洗浄水噴出手段５を制御する制御手段８とを備えている。以下、各構成を具体的に説明する。
【００２０】
ケーシング１は、円筒状に形成され、上部開口部が蓋部１１で、下部開口部が底部１２で密閉されている。ケーシング１内に配置された円筒状のフィルタ２は、その上部開口部が上部取付板１３で密閉され、下部開口部が下部取付板１４及び後述する下部回転軸部材１６とで閉止される。上部取付板１３及び下部取付板１４は円盤状をなしており、下部取付板１４には下部回転軸部材１６と接続するための貫通孔が形成されている。これらの構成により、フィルタ２内部（一次側）が、ケーシング１とフィルタ２の間（二次側）と隔てられている。なお、円筒状のフィルタ２には、少なくとも５０μｍ以上の異物（生物等）の流通を防止する細線の金網が用いられる。フィルタ２の材質は、ステンレス鋼製とすることが好ましい。
【００２１】
フィルタ回転手段３は、フィルタ２の上部取付板１３を保持する上部回転軸部材１５と、下部取付板１４を保持する下部回転軸部材１６と、上部回転軸部材１５を回転させるモータ１７とで構成される。上部回転軸部材１５は、ケーシング１の蓋部１１を貫通し、シーリングされた軸受部材１８を介して蓋部１１に回転自在に且つ液密に支持される。下部回転軸部材１６は、ケーシング１の底部１２を貫通し、シーリングされた軸受部材１９を介して底部１２に回転自在に且つ液密に支持される。下部回転軸部材１６は、フィルタ２内と連通するとともにケーシング１の底部１２からケーシング１の外に突出する管状体となっており、濾過処理前のバラスト水をフィルタ２内部に導入する導入口２０が接続される。
【００２２】
ここで、本実施形態では、上述した上部取付板１３、下部取付板１４、上部回転軸部材１５及び下部回転軸部材１６を合わせて、取付部材とも称する。そして、本実施形態において、取付部材は、イオン化傾向がフィルタ２を構成する金属よりも大きく船体を構成する金属よりも小さい金属で構成される。すなわち、イオン化傾向が「フィルタ２を構成する金属＜取付部材を構成する金属＜船体を構成する金属」となるよう、取付部材を構成する金属が選択される。取付部材を構成する金属をこの関係を満たすものとすることにより、フィルタ２よりも先に取付部材の腐食が進行する（犠牲防食）ため、フィルタ２の腐食を抑制することが可能となっている。なお、本実施形態において、フィルタ２には線径の細い金網が用いられているため、腐食が生じた場合、金網が抜け落ちてしまうおそれがあった。しかしながら、上記のようにフィルタ２の腐食が抑制されることで、金網の脱落が防止され、異物がフィルタ２の二次側にリークしてしまわないようになっている。
【００２３】
加えて、ケーシング１と上述した取付部材との間にはＯリング（図示せず）が配置され、取付部材のＯリングとの当たり面には、メッキが施されている。そして、当該メッキには、取付部材を構成する金属よりもイオン化傾向が大きい金属が用いられる。すなわち、イオン化傾向が「取付部材を構成する金属＜メッキを構成する金属」となるよう、メッキを構成する金属が選択される。取付部材とＯリングとの接触面は隙間腐食が進行しやすいものと考えられるが、本実施形態では、メッキにより隙間腐食を防止することが可能となっている。
【００２４】
具体的な金属の組み合わせとしては例えば、船体を構成する金属を亜鉛とすると、フィルタ２を構成する金属をＳＵＳ３１６Ｌ、取付部材を構成する金属をＳＵＳ３０４とすることが好ましい。ここで、ＳＵＳ３０４はＳＵＳ３１６Ｌよりも耐食性の劣るステンレス鋼である。加えて、メッキには、海水に対して耐食性の高い無電解ニッケルメッキ又はアルミメッキを用いることが好ましい。
【００２５】
本実施形態のバラスト水処理装置１０は、上記のような構成となっていることで、フィルタ２及びそのシール部分を健全に保つことができ、フィルタ２の処理性能を長期間維持できるようになっている。
【００２６】
導入口２０には、導入路２１が接続される。導入路２１には、開閉弁２２を挟んで開閉弁バラスト水を圧送するバラスト装置のポンプ１００が接続される。開閉弁２２の下流側の導入路２１には、排水路２４が接続され、排水路２４には開閉弁２５が設けられる。
【００２７】
また、ケーシング１の側部にはフィルタ２を通過した濾過処理後のバラスト水が流出する流出口２６が設けられており、導入路２１を流れ導入口２０から導入されたバラスト水は下部回転軸部材１６を通ってフィルタ２内に入り、フィルタ２を通過し濾過処理されてケーシング１とフィルタ２の間に形成される空間に入り、流出口２６から流出するようになっている。なお、流出口２６から流出した濾過処理後のバラスト水は、流出水路２７を通ってバラストタンク（図示せず）に貯留される。また、流出水路２７には開閉弁２８が設けられている。
【００２８】
本実施形態において、排出手段４は、複数のノズル部４１と、排出管４２とを備える。ノズル部４１は、フィルタ２の内周面に向かって開口し、フィルタ２に対向するよう配置される。ノズル部４１は、排出管４２の一端側からフィルタ２に向かって延びる管であり、本実施形態においては、周方向に９０度間隔で４列、それぞれ上下方向に３本づつ、合計１２本のノズル部４１が設けられている（図２では、右方向に延びるもの以外を省略している）。そして、上下に配置されているノズル部４１の間の未吸引部を無くすため、１方の列のノズル部４１の間に他の列のノズル部４１が位置するよう、列ごとに高さ方向の位置をずらして配置されている。
【００２９】
排出管４２は、一端側において各ノズル部４１と接続し、他端側においてノズル部４１から流入した洗浄汚水をケーシング１から外部へ排出するよう構成される。排出管４２の一端側は、フィルタ２の軸心に配置され、上端部はフィルタ２の上部取付板１３の中央に設けられた穴に軸受部材（図示せず）を介して回転自在に嵌合している。また、排出管４２の他端側は、フィルタ２の下部取付板１４の下部回転軸部材１６内を、フィルタ２の回転を妨げないように通り、導入口２０に固定されるとともに、導入口２０に設けられた開口から外部に接続している。また、本実施形態の排出管４２には、濾過運転中は常時開いている開閉弁４３が設けられている。
【００３０】
洗浄水噴出手段５は、ケーシング１の側部に設けられており、ケーシング１内に開口している。洗浄水噴出手段５は、フィルタ２の軸方向全域に洗浄水を噴出できることが好ましいが、その構成は特に限定されるものではない。本実施形態では、洗浄水噴出手段５は、複数配置された各ノズル部４１と同周上に位置し、且つ、フィルタ２の回転方向に対向する方向に向かって、ノズル部４１の前に位置するように設けられている。
【００３１】
洗浄水供給手段６は、洗浄水供給路６１と、ポンプ６２と、開閉弁６３とを備える。洗浄水供給路６１は、流出水路２７の途中に一端が接続され、他端が各洗浄水噴出手段５に接続される。本実施形態では、洗浄水としてフィルタ２で処理されたバラスト水が使用され、フィルタ２で処理されたバラスト水が洗浄水供給路６１を通って各洗浄水噴出手段５に供給される。ポンプ６２は、洗浄水供給路６１に設けられ、バラスト水を各洗浄水噴出手段５に圧送する。開閉弁６３は、ポンプ６２の上流側に設けられる。なお、本実施形態では洗浄水としてフィルタ２で処理されたバラスト水が使用されているが、バラストタンク内に貯留された水、他の用途で使用する目的で貯留されている生活用水や飲料水などを洗浄水として使用してもよい。
【００３２】
差圧検出手段７は、フィルタ２の内部（一次側）に設けられた一次側圧力計７１とケーシング１内であって且つフィルタ２の外部（二次側）に設けられた二次側圧力計７２とにより、フィルタ２の一次圧Ｐ１と二次圧Ｐ２の差圧ΔＰ１を検出する。
【００３３】
制御手段８は、差圧検出手段７により検出されたフィルタ２の一次圧Ｐ１と二次圧Ｐ２の差圧ΔＰ１に応じて、洗浄水供給手段６のポンプ６２を駆動し、洗浄水噴出手段５から洗浄水を噴出してフィルタ２に堆積した異物を除去する制御を行う。ここで、差圧ΔＰ１からはフィルタ２の汚れ具合を判断できる。すなわち、差圧が大きい場合はフィルタ２への異物の堆積量が多くなっていることを示す。
【００３４】
２．バラスト水処理装置１０の動作
次に、本実施形態のバラスト水処理装置１０の動作を説明する。
【００３５】
ポンプ１００の駆動によりバラスト水が導入路２１を通って導入口２０から流入すると、バラスト水はフィルタ２内に入り、フィルタ２を通過し濾過処理されて、ケーシング１とフィルタ２の間に形成される空間に入り、流出口２６から流出する。流出したバラスト水は、流出水路２７を通ってバラストタンク（図示せず）に貯留される。
【００３６】
逆洗浄は、このバラスト水の濾過処理中に同時に行われる。具体的には、開閉弁４３の二次側の圧力は大気圧に解放されており、開閉弁４３が全開状態の場合、排出管４２の圧力も大気圧となっている。したがって、排出管４２の開閉弁４３を開いておくことで、排出管４２内の圧力がフィルタ２の二次圧Ｐ２よりも低くなり、フィルタ２に付着した異物がフィルタ２の二次側にある濾過後のバラスト水と一緒にノズル部４１から吸引され排出管４２から外部へ排出されるようになっている。
【００３７】
加えて、制御手段８は、差圧検出手段７により検出された差圧ΔＰ１が所定圧に達したとき、洗浄水噴出手段５から洗浄水を噴出するように制御する。ここでいう所定圧には、フィルタ２への異物の堆積量がノズル部４１の吸引では除去しきれないと判断される差圧が設定される。そして、洗浄水の噴出によりフィルタ２の一次側に堆積した異物が剥離され、剥離した直後にノズル部４１による吸引が行われるので、洗浄水噴出手段５から噴出した洗浄水でフィルタ２から剥離した異物がノズル部４１により効果的に吸引される。なお、差圧に応じて洗浄水の噴出圧力を調整する制御を行っても良い。
【００３８】
以上のような動作により、フィルタ２に付着する異物を効果的に取り除きつつ、バラスト水の濾過処理を行うことが可能となっている。
【００３９】
３．変形例
本発明は、以下の態様でも実施可能である。
・上記実施形態においては、バラスト水処理装置１０は逆洗浄のため排出手段４及び洗浄水噴出手段５を備えていたが、これら排出手段４及び洗浄水噴出手段５は必須構成ではなく、逆洗浄を行わない構成としても良い。
・上記実施形態では、取付部材を構成する上部取付板１３、下部取付板１４、上部回転軸部材１５及び下部回転軸部材１６の材質を全て、イオン化傾向がフィルタ２を構成する金属よりも大きく船体を構成する金属よりも小さい金属で構成していた。しかしながら、犠牲防食の観点から、上部取付板１３、下部取付板１４、上部回転軸部材１５及び下部回転軸部材１６の一部の部材を構成する金属のみ、イオン化傾向がフィルタ２を構成する金属よりも大きく船体を構成する金属よりも小さいものとしても良い。
・上記実施形態では、バラスト水処理装置１０をバラスト装置に適用した例を示したが、本発明のバラスト水処理装置１０は、バラスト装置以外にも、河川、湖沼、池、工業水等の様々な水を処理する水処理装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１      ：ケーシング
２      ：フィルタ
３      ：フィルタ回転手段
４      ：排出手段
５      ：洗浄水噴出手段
６      ：洗浄水供給手段
７      ：差圧検出手段
８      ：制御手段
１０    ：バラスト水処理装置
１１    ：蓋部
１２    ：底部
１３    ：上部取付板（取付部材）
１４    ：下閉止部（取付部材）
１５    ：上部回転軸部材（取付部材）
１６    ：下部回転軸部材（取付部材）
１７    ：モータ
１８    ：軸受部材
１９    ：軸受部材
２０    ：導入口
２１    ：導入路
２２    ：開閉弁
２４    ：排水路
２５    ：開閉弁
２６    ：流出口
２７    ：流出水路
２８    ：開閉弁
４１    ：ノズル部
４２    ：排出管
４３    ：開閉弁
６１    ：洗浄水供給路
６２    ：ポンプ
６３    ：開閉弁
７１    ：一次側圧力計
７２    ：二次側圧力計
１００  ：ポンプ
１０１  ：バラストタンク
Ｐ１    ：一次圧
Ｐ２    ：二次圧
ＳＣ１  ：シーチェスト
ＳＣ２  ：船外排出口
ΔＰ１  ：差圧
【図１】
2019142435.tif 000003
【図２】
2019142435.tif 000004