(57)【要約】  液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置である。流体送出装置は、該装置を通るガス状流体の流れ下で超音波衝撃波を発生させるための手段を備える。流体送出装置は、液体媒体中に超音波衝撃波を放出するように動作する。
2013536343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体媒体がガスリフトによってポンプ輸送され得るコラムを備えるガスリフトポンプ装置であって、ガス状流体の流れを前記液体媒体中に送出するための流体送出装置を備え、流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れによって超音波エネルギーを流体送出装置内に発生させるための手段を備え、流体送出装置は前記コラム内の液体媒体中に前記超音波エネルギーを放出するように動作するガスリフトポンプ装置。
【請求項２】
前記流体送出装置を通って流れるガス状流体が、ガスリフトポンプ装置のコラム内に入り、これにより、コラムを通る液体媒体のポンピングを引き起こすように構成される請求項１のガスリフトポンプ装置。
【請求項３】
前記コラムは、液体媒体がポンプ輸送される導管を提供し、該導管は、その壁に設けられた少なくとも一つの孔を有し、該孔は、液体媒体がコラムから流出することを許容し、これにより、ガスリフトポンプ装置が設けられ得る液体媒体の容積内に液体媒体の再循環を許容する請求項１又は２のガスリフトポンプ装置。
【請求項４】
前記流体送出装置が発生させた超音波エネルギーを用いて液体中に存在する水生有害種（ＡＮＳ）を殺すように動作する請求項１〜３のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項５】
超音波エネルギーを発生させるための前記手段は共鳴室を備え、前記流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の流れによりガスリフトポンプ装置の共鳴周波数で共鳴室を励起し、これにより、コラム内の液体媒体中に超音波エネルギーを放出するように動作し、共鳴室には受容部材が設けられ、受容部材は、ガス状流体の流れを受けてそらせ、これによりガス状流体に圧力波を発生させるように構成される請求項１〜４のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項６】
前記受容部材は、共鳴室の壁の少なくとも一部によって設けられる請求項５のガスリフトポンプ装置。
【請求項７】
前記受容部材は共鳴室内の部材によって設けられる請求項５又は６のガスリフトポンプ装置。
【請求項８】
前記受容部材は共鳴室の外側面に設けられる請求項５のガスリフトポンプ装置。
【請求項９】
前記受容部材はカップ状部分を備え、前記流体送出装置は、ガス状流体の流れを受容部材の前記カップ状部分内に向けるように構成され、受容部材は、次いで、ガス状流体の前記流れをカップ状部分から外へ向きを変えるように構成される請求項５〜８のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項１０】
前記受容部材に対するガス状流体の衝突が受容部材の加熱をもたらすように動作する請求項５〜９のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項１１】
前記受容部材の加熱が液体媒体の加熱をもたらすように動作する請求項１０のガスリフトポンプ措置。
【請求項１２】
前記受容部材は、流体送出装置のある面と熱連通するように構成され、流体送出装置は液体媒体と熱連通するように構成される請求項５〜１１のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項１３】
ノズル部材を備え、該ノズル部材は、受容部材内にガス状流体の前記流れを送出するように構成される請求項５〜１１のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項１４】
前記ノズル部材と受容部材との間に超音波定常波が確立されるように動作する請求項１３のガスリフトポンプ装置。
【請求項１５】
前記流体送出装置の共鳴周波数を第１の値から第２の値へと変えるように動作する請求項１〜１４のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項１６】
前記ノズル部材に対する受容部材の位置を変えることにより、流体送出装置の共鳴周波数を変えるように動作する請求項１３に従属する請求項１５のガスリフトポンプ装置。
【請求項１７】
前記液体媒体中に放出される前記超音波エネルギーの振幅を増長するための増幅手段が設けられる請求項１〜１６のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項１８】
前記増幅手段は、流体送出装置のインピーダンスと液体媒体のインピーダンスとの間の不整合を低減するための手段を備える請求項１７のガスリフトポンプ装置。
【請求項１９】
前記増幅手段は増幅室を備え、該増幅室は流体送出装置に音響学的に連結される請求項１７又は１８のガスリフトポンプ装置。
【請求項２０】
前記増幅室はガス充填室を備える請求項１９のガスリフトポンプ装置。
【請求項２１】
前記増幅室は、流体送出装置からの距離の関数として増加する断面積を有する請求項１９又は２０のガスリフトポンプ装置。
【請求項２２】
前記増幅室は実質的にテーパが付けられた断面を有する請求項１９〜２１のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項２３】
前記増幅室は実質的に円錐形状である請求項１９〜２２のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項２４】
前記増幅室は実質的に切頭円錐形状である請求項１９〜２３のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項２５】
前記増幅室の少なくとも一つの壁は、超音波エネルギーの少なくとも一部を液体媒体に伝達するように構成された弾性的に柔軟な膜を備える請求項１９〜２４のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項２６】
前記弾性的に柔軟な膜は、金属材料及び重合体から選択される少なくとも一つから成る請求項２５のガスリフトポンプ装置。
【請求項２７】
前記流体送出装置は、前記コラムを通る液体媒体の流れストーム中に設けられるように構成され、該流体送出装置は上流部及び下流部を有する請求項１〜２６のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項２８】
前記下流部はテーパが付けられ、これにより、前記流れストリーム中で流体送出装置が受ける抵抗の量を低減する請求項２７のガスリフトポンプ装置。
【請求項２９】
前記受容部材は、流体送出装置の下流部の上流に設けられる請求項５に従属する請求項２７又は２８のガスリフトポンプ装置。
【請求項３０】
前記増幅手段は、流体送出装置の下流部から離れるように超音波エネルギーを誘導するように構成される請求項１７に従属する請求項２７〜２９のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項３１】
前記増幅手段は、下流部の上流に設けられる請求項１７に従属する請求項２７〜３０のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項３２】
前記共鳴室は液体媒体を収容するように構成される請求項５に従属する請求項２７〜３１のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項３３】
前記共鳴室は、液体媒体の流れを通すための導管を提供するように構成される請求項３２のガスリフトポンプ装置。
【請求項３４】
前記共鳴室は、前記コラムの長さの一部によって設けられる請求項３３のガスリフトポンプ装置。
【請求項３５】
前記流体送出装置から液体媒体中へとガス状流体が通過する孔が設けられ、流体送出装置はガス状流体が前記孔を通過することにより、超音波エネルギーを発生させるように動作する請求項１〜３４のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項３６】
微泡発生器と組み合わされ、該微泡発生器は、液体媒体中にガスの微泡を発生させるように構成され、ガスリフトポンプ装置は、液体媒体に同伴された微泡の流れを流体送出装置に向けるように動作する請求項１〜３５のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項３７】
前記微泡発生器は、流体送出装置の上流で微泡を発生させるように構成される請求項３６のガスリフトポンプ装置。
【請求項３８】
前記微泡発生器は、ガスリフトポンプ装置のコラム内に微泡を送出するように構成される請求項３６又は３７のガスリフトポンプ装置。
【請求項３９】
前記微泡発生器は、液体媒体が強制的に流されるベンチュリ部を備え、該ベンチュリ部は、収束部、のど部、及び発散部を有する請求項３６〜３８のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項４０】
前記ベンチュリ部内に渦の形態で液体媒体の流れを供給し、これにより、液体媒体中に微泡を発生させるように構成される請求項３６〜３９のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項４１】
前記ガスリフトポンプ装置のコラム内に液体媒体の流れを噴射することにより、ベンチュリ部内に渦の形態で液体媒体の流れを発生させるように構成される請求項３６〜４０のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項４２】
前記コラムの内側面に対し実質的に接線方向でガスリフトポンプ装置のコラム内に液体媒体の流れを噴出することにより、ベンチュリ部内に渦の形態で液体媒体の流れを発生させるように構成される請求項３６〜４１のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項４３】
約１マイクロメートル〜約１０００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、及び約１０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルから選択される少なくとも一つの範囲の直径を有する微泡を発生るように構成される請求項３６〜４２のいずれか１項のガスリフトポンプ装置。
【請求項４４】
請求項１〜４３のいずれか１項のガスリフトポンプ装置を備える液体貯蔵タンク。
【請求項４５】
請求項１〜４３のいずれか１項のガスリフトポンプ装置を備える海洋船のためのバラストタンク。
【請求項４６】
請求項１〜４３のいずれか１項のガスリフトポンプ装置を備えるバラストタンクを有する船舶。
【請求項４７】
液体媒体の処理方法であって、
ガスリフトを用いてガスリフトポンプのコラムを通じて液体媒体をポンプ輸送することと、
流体送出装置にガス状流体を通過させることにより、流体送出装置内に超音波エネルギーを発生させることと、
コラム内の前記液体媒体中に超音波エネルギーを放出することとを含む方法。
【請求項４８】
前記流体送出装置を通過するガス状流体を用いて液体媒体をコラムを通じてポンプ輸送することを含む請求項４７の方法。
【請求項４９】
前記コラムが設けられる液体媒体貯蔵タンク内のコラムを通過する液体媒体を、前記流体送出装置を用いて循環させることを更に含む請求項４７又は４８の方法。
【請求項５０】
前記コラムには、その側壁に少なくとも一つの孔が設けられ、該方法は、液体媒体を、コラムに通し、前記少なくとも一つの孔を通じてコラム外に出るようにポンプ輸送することにより、液体貯蔵タンク内の液体媒体を循環させることを含む請求項４９の方法。
【請求項５１】
前記流体送出装置が発生する超音波エネルギーを用いて液体媒体中に存在する水生有害種（ＡＮＳ）を殺す工程を含む請求項４７〜５０のいずれか１項の方法。
【請求項５２】
前記液体媒体中のガス状流体の濃度を、該液体媒体中に存在する少なくとも一つのＡＮＳに死をもたらす程度に高いレベルまで高めることを含む請求項４７〜５１のいずれか１項の方法。
【請求項５３】
前記液体媒体中のガス状流体の濃度を高め、これにより、液体媒体中の別のガス状流体の濃度を低下させ、これにより、液体媒体中に存在する少なくとも一つのＡＮＳに死をもたらすことを含む請求項５２の方法。
【請求項５４】
前記ガス状流体は不活性ガスを含む請求項４７〜５３のいずれか１項の方法。
【請求項５５】
前記ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から選択される少なくとも一つを含む請求項４７〜５４のいずれか１項の方法。
【請求項５６】
前記ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素を実質的に含む請求項４７〜５５のいずれか１項の方法。
【請求項５７】
前記ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から本質的に成る請求項４７〜５６のいずれか１項の方法。
【請求項５８】
前記ガス状流体は二酸化炭素から本質的に成る請求項４７〜５７のいずれか１項の方法。
【請求項５９】
前記ガス状流体は燃焼ガスを含む請求項４７〜５８のいずれか１項の方法。
【請求項６０】
前記ガス状流体は、不活性ガス発生器又は船のエンジンから選択される一つからの不活性ガスを含む請求項５９の方法。
【請求項６１】
前記液体媒体中にガス状流体の微泡を作り出すことと、該微泡を含む液体媒体中に超音波エネルギーを放出することとを含む請求項４７〜６０のいずれか１項の方法。
【請求項６２】
液体媒体中に存在する水生有害種を微泡中もしくは微泡上に捕らえる工程を含む請求項６１の方法。
【請求項６３】
微泡中もしくは微泡上に捕らえれたＡＮＳを前記超音波エネルギーを用いて殺すことを含む請求項６２の方法。
【請求項６４】
前記液体媒体中にガス状流体の微泡を作り出す工程を含み、該微泡は、約１マイクロメートル〜約１０００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、及び約１０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルから選択される少なくとも一つの範囲の直径を有する請求項６１〜６３のいずれか１項の方法。
【請求項６５】
船のバラスト水を処理することを含む請求項４７〜６４のいずれか１項の方法。
【請求項６６】
船に搭載された船のバラスト水を処理することを含む請求項４７〜６５のいずれか１項の方法。
【請求項６７】
船のバラストタンク内の船のバラスト水を処理することを含む請求項４７〜６６のいずれか１項の方法。
【請求項６８】
水生有害種（ＡＮＳ）を殺す方法であって、流体送出装置を通じてガス状流体の流れを供給する工程を含み、流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れが、流体送出装置に液体媒体中に超音波エネルギーを放出させ、これによりＡＮＳを殺すように構成され、該方法は、前記超音波エネルギーを用いてＡＮＳを殺すことを含む方法。
【請求項６９】
前記ガス状流体は不活性ガスを含む請求項６８の方法。
【請求項７０】
前記ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から選択される少なくとも一つを含む請求項６８又は６９の方法。
【請求項７１】
前記ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素を実質的に含む請求項６８〜７０のいずれか１項の方法。
【請求項７２】
前記ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から本質的に成る請求項６８〜７１のいずれか１項の方法。
【請求項７３】
前記ガス状流体は二酸化炭素である請求項６８〜７２のいずれか１項の方法。
【請求項７４】
前記ガス状流体は、流体送出装置を用いて液体媒体中のガス状流体の濃度を高めることが水生有害種に死をもたらすように選択される請求項６６〜７１のいずれか１項の方法。
【請求項７５】
前記流体送出装置を用いて液体媒体中のガス状流体の濃度を高めることが液体媒体中の少なくとも一つの化学種の濃度の低下をもたらす請求項７４の方法。
【請求項７６】
前記流体送出装置から液体媒体への孔を通じてのガス状流体の通過により、液体媒体中に超音波エネルギーを発生させることを含む請求項６８〜７５のいずれか１項の方法。
【請求項７７】
液体媒体中に微泡を作り出すことと、該微泡を含む液体媒体中に超音波エネルギーを放出することとを更に含む請求項６８〜７６のいずれか１項の方法。
【請求項７８】
液体媒体中に存在するＡＮＳを微泡中もしくは微泡上に捕らえることを含む請求項７７の方法。
【請求項７９】
前記超音波エネルギーを用いてＡＮＳを殺すことを含む請求項７８の方法。
【請求項８０】
液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置であって、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れの下で超音波エネルギーを流体送出装置内に発生させるための手段を備え、流体送出装置は前記液体媒体中に前記超音波エネルギーを放出するように動作する流体送出装置。
【請求項８１】
超音波エネルギーを発生させるための前記手段は共鳴室を備え、流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の流れにより流体送出装置の共鳴周波数で共鳴室を励起し、これにより、液体媒体中に超音波エネルギーを放出するように動作する請求項８０の流体送出装置。
【請求項８２】
前記共鳴室には受容部材が設けられ、受容部材は、ガス状流体の流れを受けてそらせ、これによりガス状流体に圧力波を発生させるように構成される請求項８１の流体送出装置。
【請求項８３】
前記受容部材は、共鳴室の壁の少なくとも一部によって設けられる請求項８２の流体送出装置。
【請求項８４】
前記受容部材は共鳴室内の部材によって設けられる請求項８２又は８３の流体送出装置。
【請求項８５】
前記ガス状流体を共鳴室内に流入させ、これにより共鳴室の共鳴を励起するように動作する請求項８１〜８４のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項８６】
前記受容部材は共鳴室の外側面に設けられる請求項８２又は８３の流体送出装置。
【請求項８７】
前記受容部材はカップ状部分を備え、前記流体送出装置は、ガス状流体の流れを受容部材の前記カップ状部分内に向けるように構成され、受容部材は、次いで、ガス状流体の前記流れをカップ状部分から外へ向きを変えるように構成される請求項８２の、又は請求項８５に従属する請求項８３〜８６のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項８８】
前記受容部材に対するガス状流体の衝突が受容部材の加熱をもたらすように動作する請求項８２の、又は請求項３に従属する請求項８３〜８７のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項８９】
前記受容部材の加熱が液体媒体の加熱をもたらすように動作する請求項８８のガスリフトポンプ措置。
【請求項９０】
前記受容部材は、流体送出装置のある面と熱連通し、流体送出装置は液体媒体と熱連通する請求項８２の、又は請求項８５に従属する請求項８３〜８９のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項９１】
ノズル部材を備え、該ノズル部材は、受容部材内にガス状流体の前記流れを送出するように構成される請求項８２の、又は請求項８２に従属する請求項８３〜９０のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項９２】
前記ノズル部材と受容部材との間に超音波定常波が確立されるように動作する請求項９１の流体送出装置。
【請求項９３】
前記流体送出装置の共鳴周波数を第１の値から第２の値へと変えるように動作する請求項８０〜９２のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項９４】
前記受容部材の位置を変えることにより、流体送出装置の共鳴周波数を変えるように動作する請求項８２に従属する請求項９３の流体送出装置。
【請求項９５】
前記ノズル部材に対する受容部材の位置を変えることにより、流体送出装置の共鳴周波数を変えるように動作する請求項９１に従属する請求項９４の流体送出装置。
【請求項９６】
前記液体媒体中に放出される前記超音波エネルギーの振幅を増長するための増幅手段が設けられる請求項８０〜９５のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項９７】
前記増幅手段は、流体送出装置のインピーダンスと液体媒体のインピーダンスとの間の不整合を低減するための手段を備える請求項９６の流体送出装置。
【請求項９８】
前記増幅手段は増幅室を備え、該増幅室は流体送出装置に音響学的に連結される請求項９６又は９７の流体送出装置。
【請求項９９】
前記増幅室はガス充填室を備える請求項９８の流体送出装置。
【請求項１００】
前記増幅室は、流体送出装置からの距離の関数として増加する断面積を有する請求項９８又は９９の流体送出装置。
【請求項１０１】
前記増幅室は実質的にテーパが付けられた断面を有する請求項９８〜１００のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１０２】
前記増幅室は実質的に円錐形状である請求項９８〜１０１のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１０３】
前記増幅室は実質的に切頭円錐形状である請求項９８〜１０２のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１０４】
前記増幅室の少なくとも一つの壁は、超音波エネルギーの少なくとも一部を液体媒体に伝達するように構成された弾性的に柔軟な膜を備える請求項９８〜１０３のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１０５】
前記弾性的に柔軟な膜は、金属材料及び重合体から選択される少なくとも一つから成る請求項１０４の流体送出装置。
【請求項１０６】
前記流体送出装置は、流れストーム中に設けられるように構成され、該流体送出装置は上流部及び下流部を有する請求項８０〜１０５のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１０７】
前記下流部はテーパが付けられ、これにより、前記流れストリーム中で流体送出装置が受ける抵抗の量を低減する請求項１０６の流体送出装置。
【請求項１０８】
前記受容部材は、流体送出装置の下流部の上流に設けられる請求項８５に従属する請求項１０６又は１０７の流体送出装置。
【請求項１０９】
前記増幅手段は、前記下流部から離れるように超音波エネルギーを誘導するように構成される請求項９９に従属する請求項１０６〜１０８のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１１０】
前記増幅手段は、下流部の上流に設けられる請求項９６に従属する請求項１０６〜１０９のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１１１】
前記共鳴室は液体媒体を収容するように構成される請求項１０６に従属する請求項１０７〜１１０のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１１２】
前記共鳴室は、液体媒体の流れを通すための導管を提供するように構成される請求項１１１の流体送出装置。
【請求項１１３】
前記超音波エネルギーを用いて液体媒体中の水生有害種を殺すように動作する請求項８０〜１１２のいずれか１項の流体送出装置。
【請求項１１４】
前記流体送出装置から液体媒体中へとガス状流体が通過する孔が設けられ、流体送出装置は、前記孔を通じてのガス状流体の通過により超音波エネルギーを発生させるように動作する請求項８０〜１１３の流体送出装置。
【請求項１１５】
請求項８０〜１１４のいずれか１項の流体送出装置を備える液体貯蔵タンク。
【請求項１１６】
請求項８０〜１１４のいずれか１項の流体送出装置を備える海洋船のためのバラストタンク。
【請求項１１７】
請求項８０〜１１４のいずれか１項の流体送出装置を備えるバラストタンクを有する船舶。
【請求項１１８】
添付図面を参照して実質的に記述した流体送出装置。
【請求項１１９】
添付図面を参照して実質的に記述した装置。
【請求項１２０】
添付図面を参照して実質的に記述した方法。
【請求項１２１】
添付図面を参照して実質的に記述した液体貯蔵タンク。
【請求項１２２】
添付図面を参照して実質的に記述した海洋船のためのバラストタンク。
【請求項１２３】
添付図面を参照して実質的に記述した海洋船のための船舶。
【請求項１２４】
液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置であって、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れの下で超音波エネルギーを流体送出装置内に発生させるための手段を備え、流体送出装置は前記液体媒体中に前記超音波エネルギーを放出するように動作し、ノズル出口で高速度空気（３００ｍ／秒まで）が共鳴室内へのジェットを形成する流体送出装置。
【請求項１２５】
液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置であって、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れの下で超音波エネルギーを流体送出装置内に発生させるための手段を備え、流体送出装置は前記液体媒体中に前記超音波エネルギーを放出するように動作し、ノズル先端と共鳴室との間の距離が発生する周波数を決める流体送出装置。
【請求項１２６】
液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置であって、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れの下で超音波エネルギーを流体送出装置内に発生させるための手段を備え、流体送出装置は前記液体媒体中に前記超音波エネルギーを放出するように動作し、前記超音波エネルギーは事前に決められた特定の周波数で空気中に作り出され、超音波エネルギーは、次いで、流体送出装置の周囲の水中に容易に伝達される流体送出装置。
【請求項１２７】
液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置であって、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れの下で超音波エネルギーを流体送出装置内に発生させるための手段を備え、流体送出装置は前記液体媒体中に前記超音波エネルギーを放出するように動作し、過剰な空気は、流体送出装置を過剰に加圧することを避けるため、逃がされる流体送出装置。
【請求項１２８】
液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置であって、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れの下で超音波エネルギーを流体送出装置内に発生させるための手段を備え、流体送出装置は前記液体媒体中に前記超音波エネルギーを放出するように動作し、作り出された前記超音波エネルギーは、最も効果的な周波数へと調整可能である流体送出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃波発生装置及び衝撃波送出方法に関する。特に、限定ではなく、本発明は、ガスリフトポンプ装置内に流体の流れを送り出すための衝撃波発生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体又は泥等の流体をポンピ輸送するためのガスリフトポンプを設けることが知られている。ＪＰ２００７１１３２９５は、ある期間にわたって水中底部に堆積し固まった沈殿物及び泥を堀り出すための空気リフトポンプを開示している。該ポンプは、下端ヘッダーが水中底部にまで到達する立ち上がり管と、該ヘッダーで囲まれ、高圧流体をスプレーするノズルと、水中底部から材料をひっかくためのブレードとを有する。
【０００３】
ＪＰ１２０７５３５は、河床等の水底から泥をポンプ輸送するための空気リフトポンプを開示している。
【０００４】
分離技術分野全体において、海洋船のバラストタンクでゼブライガイ等の水系有害種（ＡＮＳ）が地点間、例えば米国とアジア間に輸送されているといった問題が存在する。水系有害種は、在来種の多様性もしくは豊富さ、影響を受けた水の生態学的安定性、又は、工業的、農業的、水産養殖的活動もしくはリクレーション活動を脅かす水系外来有機物として定義され得る。ＡＮＳによる環境への浸入を防ぐための種々の対策が提案されており、これは、船がＡＮＳに影響されやすい領域に入る前の航海中のラストタンクのパージングを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＪＰ２００７１１３２９５
【特許文献２】ＪＰ１２０７５３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、バラストタンクのパージングにはバラストタンクを空にすること及び再び満たすことが必要である。そのような手順は、特に荒海では、船の安定性に悪影響を及ぼし得、ある場合には適切ではないことが理解される。海水中に不活性ガスをポンピングすることにより、ＡＮＳを消滅させることも知られている。不活性ガスは、例えば、ディーゼルエンジン等のマリンエンジンの燃焼ガスから供給され得もしくは導き出され得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の実施形態は、特許請求の範囲の参照により理解され得る。
【０００８】
本発明のある側面において、液体媒体がガスリフトによってポンプ輸送され得るコラムを備えるガスリフトポンプ装置が提供される。ガスリフトポンプ装置は、ガス状流体の流れを前記液体媒体中に送出するための流体送出装置を備え、流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れによって超音波衝撃波を発生させるための手段を備え、流体送出装置は液体媒体中に前記超音波衝撃波を放出するように動作する。
【０００９】
本発明の一側面において、液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置が提供される。該流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れの下で超音波衝撃波を発生させるための手段を備える。流体送出装置は前記液体媒体中に前記超音波衝撃波を放出するように動作する。
【００１０】
本発明の実施形態は、衝撃波に対する水生有害種の露出によって水生有害種を殺すため、ガス状流体が船のバラストタンク内の液体中に配送され得るという利点を有する。
【００１１】
更に、本発明の実施形態は、同時に超音波衝撃波を発生させながら、液体媒体中のガス状流体の濃度が増長することを可能にする。これは、液体媒体中のガス状流体の濃度を高めること及び液体媒体に超音波衝撃波を通過させることの両方により、ガスリフトポンプ装置が水生有害種（ＡＮＳ）を殺すために使用されることを可能にする。
【００１２】
ある応用分野において、超音波衝撃波は、液体媒体中に存在する細菌、例えば毒産生性コレラ菌、大腸菌（Ｅ．  ｃｏｌｉ）及び腸球菌のうちの一つ以上等、を殺すように構成される。
【００１３】
本発明のある実施形態は、超音波衝撃波を発生させるために、ハルトマンホイッスルの構成に類似の構成を使用する。
【００１４】
好ましくは、流体送出装置は共鳴室を備え、流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の流れにより流体送出装置の共鳴周波数で共鳴室を励起し、これにより、超音波衝撃波を放出するように動作する。
【００１５】
好ましくは、共鳴室は受容部材を備え、受容部材は、流体送出装置を通るガス状流体の流れによりガスリフトポンプ装置の共鳴周波数で共鳴室を励起し、これにより、超音波衝撃波を発生させるように構成される。
【００１６】
受容部材は、共鳴室の壁の少なくとも一部により設けられ得る。
【００１７】
代替的に又は付加的に、受容部材は、共鳴室内の部材により設けられ得る。
【００１８】
好ましくは、流体送出装置は、ガス状流体を共鳴室内に入れ、これにより共鳴室を励起するように動作する。
【００１９】
好ましくは、流体送出装置は、共鳴室に入るガス状流体が受容部材に突き当たるように動作する。
【００２０】
前記受容部材は好ましくはカップ状部分を備え、前記流体送出装置は、ガス状流体の流れを受容部材の前記カップ状部分内に向けるように構成され、受容部材は、次いで、ガス状流体の前記流れをカップ状部分から外へ向きを変えるように構成される。
【００２１】
好ましくは、流体送出装置は、前記受容部材に対するガス状流体の衝突が受容部材の加熱をもたらすように構成される。
【００２２】
流体送出装置は、前記受容部材の加熱が液体媒体の加熱をもたらすように動作し得る。
【００２３】
好ましくは、前記受容部材は、流体送出装置のある面と熱連通（熱伝達）するように設けられ、流体送出装置は液体媒体と熱連通する。
【００２４】
流体送出装置は、好ましくはノズル部材を備え、該ノズル部材は、共鳴室内にガス状流体の流れを送出するように構成される。
【００２５】
流体送出装置は、好ましくは、前記共鳴室内に圧力定常波が確立されるように動作する。好ましくは、圧力定常波は超音波定定常波である。
【００２６】
好ましくは、前記流体送出装置の共鳴周波数は、第１の値から第２の値へと変わるように動作し得る。
【００２７】
好ましくは、流体送出装置の共鳴周波数は、受容部材の位置を変えることにより変え得るように動作し得る。
【００２８】
随意的に、流体送出装置の共鳴周波数は、ノズル部材に対する受容部材の位置を変えることにより変え得るように動作し得る。
【００２９】
前記共鳴室は流体出口を備え、流体送出装置は、共鳴室を通って流れるガス状流体が流体出口を通って共鳴室を出ることができるように構成される。
【００３０】
流体送出装置には、前記液体媒体中に放出される超音波衝撃波の振幅を増長するための増幅手段が設けられ得る。
【００３１】
前記増幅手段は、流体送出装置のインピーダンスと液体媒体のインピーダンスとの間の不整合を低減するための手段を備え得る。
【００３２】
前記増幅手段は増幅室を備えることができ、該増幅室は流体送出装置に音響学的に連結される。
【００３３】
前記増幅室はガス充填室を備え得る。
【００３４】
前記増幅室は、流体送出装置からの距離の関数として増加する断面積を有し得る。
【００３５】
前記増幅室は実質的にテーパが付けられた断面を有し得る。
【００３６】
前記増幅室は好ましくは実質的に円錐形状である。
【００３７】
前記増幅室は実質的に切頭円錐形状であり得る。
【００３８】
前記増幅室の少なくとも一つの壁は、超音波衝撃波の少なくとも一部を液体媒体に伝達するように構成された弾性的に柔軟な膜を備え得る。
【００３９】
前記弾性的に柔軟な膜は、金属材料及び重合体から選択される少なくとも一つから成り得る。
【００４０】
好ましくは、前記流体送出装置は、液体媒体の流れストーム中に設けられるように構成され、該流体送出装置は上流部及び下流部を有する。
【００４１】
前記下流部及び／又は下流部にはテーパが付けられ得、これにより、液体媒体の流れストリーム中で流体送出装置が受ける抵抗の量を低減する。
【００４２】
好ましくは、前記上流部は受容部材を備える。
【００４３】
前記ガス状流体は、好ましくは不活性ガスである。
【００４４】
流体送出装置は、好ましくは、流体送出装置が放出する超音波衝撃波を用いて少なくとも一つの水生有害種を殺すように動作する。
【００４５】
流体送出装置は次のように構成され得る。すなわち、ガス状流体が流体送出装置から液体媒体中へと通過する孔が、該孔をガス状流体が通過することにより、超音波を発生させるように構成される。
【００４６】
本発明の更なる側面において、ガスリフトポンプ装置が提供される。該ガスリフトポンプ装置は、液体がガスリフトによってポンプ輸送されるコラムを備える。ガスリフトポンプ装置は、上記第１側面に従う流体送出装置を備える。
【００４７】
前記流体送出装置を通って流れるガス状流体が、ガスリフトポンプ装置のコラム内に入り、これにより、液体媒体のポンピングを引き起こすように構成され得る。
【００４８】
好ましくは、ガス状流体による液体媒体のポンピングはガスリフトによって生じる。
【００４９】
流体送出装置はコラムを通る流体の通路に設けら得る。
【００５０】
あるいは、流体送出装置は、コラムの内側壁に対して半径方向外側に窪んだ位置に設けられ得る。例えば、流体送出装置は、コラムを通る流体の直の流路に位置することがないように前記内側壁に対し半径方向外側にずれた位置に設けられ得る。ある構成において、流体送出装置はコラムの前記壁に対し少なくとも部分的に窪み得る。
【００５１】
コラムは、実質的に円形の断面、又は、楕円形、正方形もしくは任意の他の適切な形状等の任意の他の適切な断面形状であり得る。
【００５２】
好ましくは、ガスリフトポンプ装置は、流体送出装置が発生させた超音波衝撃波を用いて液体中に存在するＡＮＳを殺すように動作する。
【００５３】
好ましくは、ガスリフトポンプ装置は微泡発生器を更に備える。
【００５４】
好ましくは、前記微泡発生器は、流体送出装置の上流に微泡を発生させるように構成される。
【００５５】
微泡発生器はベンチュリ部を備え得る。ベンチュリ部は、収束部、のど部、及び発散部を有する。
【００５６】
ガスリフトポンプ装置は、前記ベンチュリ部内に渦の形態で液体の流れを発生させ、これにより、液体中に微泡を発生させるように構成され得る。
【００５７】
ガスリフトポンプ装置は、好ましくは、ガスリフトポンプ装置のコラム内に液体の流れを噴射することにより、ベンチュリ部内に渦の形態で液体の流れを発生させるように構成される。
【００５８】
ガスリフトポンプ装置は、前記コラムに対し実質的に接線方向でガスリフトポンプ装置のコラム内に液体の流れを噴出することにより、ベンチュリ部内に渦の形態で液体媒体の流れを発生させるように構成され得る。
【００５９】
微泡は、約１マイクロメートル〜約１０００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、及び約１０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルから選択される少なくとも一つの範囲の直径を有し得る。
【００６０】
前記コラムは、その側壁に一つ以上の孔を有し得、ガスリフトポンプ装置によってポンプ輸送される液体の流れが前記孔を通って流れることを許容する。
【００６１】
これは、ガスリフトポンプ装置が設けられる水の容積中の液体の循環が高められ得るという利点を有する。
【００６２】
有利には、コラムはその側壁に複数の孔を有する。
【００６３】
流体流の下流のコラムの端は閉じられ得、これにより、コラムを通って流れる液体を前記孔を通じて強制的にコラムから流出させる。
【００６４】
本発明の更なる側面において、液体媒体中にガス状流体を送出する方法が提供される。該方法は、流体送出装置を通じてガス状流体の流れを供給する工程を含む。流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の流れが、流体送出装置にガス状流体中への超音波衝撃波を放出させるように構成される。
【００６５】
好ましくは、前記ガス状流体は、液体媒体中のガス状流体の濃度を、該液体媒体中に存在する少なくとも一つのＡＮＳに死をもたらすの十分な程度に高い値まで高めるように選択される。
【００６６】
ガス状流体は不活性ガスから成り得る。
【００６７】
ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から選択される少なくとも一つから成り得る。
【００６８】
ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から実質的に成り得る。
【００６９】
ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から本質的に成り得る。
【００７０】
代替的に、ガス状流体は二酸化炭素であり得る。
【００７１】
ガス状流体は、一つ以上の燃焼ガスから成り得る。
【００７２】
好ましくは、液体媒体は船のバラスト水である。
【００７３】
より好ましくは、液体媒体は、船のバラストタンク内のバラスト水である。
【００７４】
好ましくは、前記方法は、孔を通じて流体送出装置から液体媒体中へのガス状流体の通過により、超音波衝撃波を発生させることを含む。
【００７５】
前記方法は、液体媒体中に微泡を作り出すこと、及び、該微泡を含む液体媒体中に超音波衝撃波を放出することを更に含み得る。
【００７６】
前記方法は、好ましくは、液体媒体中に存在するＡＮＳを微泡中もしくは微泡上に捕らえることを含む。
【００７７】
好ましくは、前記方法は、ＡＮＳを超音波衝撃波を用いて殺すことを更に含む。
【００７８】
本発明の別の側面において、水生有害種を殺す方法が提供される。該方法は、流体送出装置を通じてガス状流体の流れを供給する工程を含み、流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れが、流体送出装置に液体媒体中に超音波衝撃波を放出させ、これにより液体媒体中の水生有害種を殺すように構成される。
【００７９】
本発明のある側面において、上記第１側面に従う流体送出装置を備える液体貯蔵タンクが提供される。
【００８０】
本発明の一側面において、上記第１側面に従う流体送出装置を備える海洋船のためのバラストタンクが提供される。
【００８１】
本発明の更なる側面において、上記第１側面に従う流体送出装置を備えるバラストタンクを有する船が提供される。
【００８２】
本発明の更なる側面において、本発明の上記第２側面に従うガスリフトポンプ装置を備える液体貯蔵タンクが提供される。
【００８３】
本発明の別の側面において、本発明の上記第２側面に従うガスリフトポンプ装置を備える海洋船のためのバラストタンクが提供される。
【００８４】
本発明の更なる側面において、本発明の上記第２側面に従うガスリフトポンプ装置を備えるバラストタンクを有する船が提供される。
【００８５】
一実施形態において、液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置が提供される。流体送出装置は、該流体送出装置を通るガス状流体の流れが該流体送出装置に液体媒体中へと超音波衝撃波を放射させるように動作する。
【００８６】
本発明のある実施形態は、液体媒体中に超音波衝撃波を放出するためにハルトマン型ホイッスル構造を提供することが理解されるべきである。加えて、本発明のある実施形態は、上記ホイッスル構造を通って流れるガスを液体媒体中に噴射するように構成される。
【００８７】
本発明のある実施形態は、船のバラストタンク等のタンク内の液体のポンプ輸送又は再循環を引き起こすためにガスリフトポンプと組み合わせて使用される。
【００８８】
本発明のある実施形態は、超音波衝撃波を用いてＡＮＳ、特に細菌性ＡＮＳ及び／又はウイルス性もしくは同様のＡＮＳを殺すために構成される。他の構成も有益である。
【００８９】
加えて、ある実施形態において、上記ホイッスルはガスを該ホイッスルに通すように構成され、該ホイッスルは例えば低酸素状態及び／又は炭酸過剰状態によって一つ又は複数のＡＮＳを殺すように構成される。
【００９０】
本発明の実施形態は添付図面を参照して後述される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、本発明の実施形態に従う流体送出装置の断面概略説明図である。
【図２】図２は、本発明の更なる実施形態に従う流体送出装置の断面概略説明図である。
【図３】図３は、船舶のバラストタンクに据え付けられた、本発明の実施形態に従うガスリフトポンプ装置の概略説明図である。
【図４】図４は、船舶のバラストタンクに据え付けられた、本発明の更なる実施形態に従うガスリフトポンプ装置の概略説明図である。
【図５】図５は、船舶のバラストタンクに据え付けられた、本発明の更に別の実施形態に従うガスリフトポンプ装置の概略説明図である。
【図６】図６は、本発明の更なる実施形態に従う流体送出装置の断面概略説明図である。
【図７】図７は、図６の実施形態に従うガスリフトポンプ装置の概略説明図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に従う流体送出装置の概略説明図である。
【図９】図９は、本発明の更なる実施形態に従う流体送出装置の断面概略説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の更に別の実施形態に従う流体送出装置の断面概略説明図である。
【図１１】図１１は、図１０の実施形態に従う流体送出装置が設けられた、本発明の実施形態に従うガスリフトポンプ装置の断面概略説明図である。
【図１２】図１２は、接線流体噴射口の配向を示す図１１のガスリフト装置のコラムの断面図である。
【図１３】図１３は、図１０の実施形態に従う流体送出装置が設けられた、本発明の更なる実施形態に従うガスリフトポンプ装置の断面概略説明図である。
【図１４】図１４は、本発明のある実施形態での使用に適した微泡発生器を示す、（ａ）斜視図、（ｂ）側面図、（ｃ）正面図、及び（ｄ）上面図である。
【図１５】図１４の発生器及び図１０の実施形態に従う流体送出装置を有する、本発明の実施形態に従うガスリフトポンプ装置を示す。
【図１６】図１０の実施形態の流体送出装置を有する、本発明の更なる実施形態に従うガスリフトポンプ装置を示す。
【図１７】図１７は、図１０の実施形態の流体送出装置を有する発明の更に別の実施形態に従うガスリフトポンプ装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００９２】
図１は、本発明の実施形態に従う流体送出装置１００を示す。装置１００は、装置１００の本体部分を形成する共鳴室１１０と、ノズル１２０の出口孔１２１を通じてガス状流体の流れを共鳴室１１０内に供給するように構成された流体ノズル１２０とを有する。ある実施形態において、装置１００は、ガス（例えば、空気、窒素、又は別の不活性ガス等の他のガス）の流れを約３００ｍｓ-1以上の約超音速度でノズル１２０から外に供給するように動作する。他の速度も有益である。
【００９３】
図示の実施形態において、ノズル１２０は、共鳴室１１０内へとガス状流体の流れを室１１０の閉じた端部である第１端部１１１に向かう方向に供給するように構成される。
【００９４】
第１端部１１１とは反対側の第２端部１１２では、室１１０は、ガス状流体が室１１０から流出することを可能にするように構成された開口１４１、１４２を有する。図１の実施形態において、受容部材１３０が共鳴室１１０内に設けられる。受容部材１３０は、壁１３１を有するカップ状部材の形態であり、該壁は、開放空洞１３７とノズル１２０に向かう方向を向く受容部材１３０の開口１３５とを規定する。
【００９５】
装置１００では、共鳴室１１０に入るガス状流体が受容部材１３０の開口１３５に向かって流れるように誘導される。
【００９６】
ノズル１２０を通じてのガス状流体の流れは、実質的に一定の速度及び圧力で生じるように構成される。ガス状流体がノズル１２０を出る際、流体は拡張して、受容部材１３０に向かう前方方向に進行する前方圧力波を発生させる。
【００９７】
前方圧力波力波の一部は受容部材１３０に突き当たる。これにより、受容部材１３０内の流体の圧力が高まり、逆圧力波が発生して前方圧力波力波とは逆方向に進行する。逆圧力波は、「反射」圧力波とも呼ばれ得る。
【００９８】
逆圧力波は前方圧力波力波と出合い、次いで該前方波の伝播に「フィードバック」機構を与える。ガス状流体が受容部材１３０を出る際の前方波及び逆波の相互作用は、超音波衝撃波の発生をもたらすように構成され得る。
【００９９】
共鳴室１１０に入るガス状流体は、複数の出口導管１４１、１４２を通じて共鳴室１１０を出るように構成される。図１の実施形態において、共鳴室１１０を出る流体は、ノズル１２０の外側面上を、共鳴室１１０に入る流体とは実質的に逆方向に流れる。
【０１００】
装置１００は、ノズル１２０から共鳴室１１０内へのガス状流体の流れが、装置１００の共鳴周波数での室１１０の共鳴を励起するように構成される。これにより、超音波衝撃波が室１１０外部の媒体１０２内に伝達され得る。図示の実施形態において、装置１００は、液体媒体に浸漬され、超音波衝撃波を該液体媒体中に発するように構成される。
【０１０１】
該装置の共鳴周波数は、ノズル１２０の出口孔１２１と受容部材１３０との間の間隔に依存し得ることが理解されるべきである。図示の実施形態において、受容部材１３０の位置は固定される。ある実施形態において、受容部材１３０とノズル１２０の出口孔１２１との間の間隔は変えることができ、これにより、装置１００の共鳴周波数を変えることができる。ある実施形態において、受容部材１３０の位置は、ねじ機構を用いて変更され得、これにより所望の周波数にチューニングし得る。他の構成も有益である。
【０１０２】
装置１００の共鳴周波数の選択は、細菌種等の水生有害種の死滅が望ましい応用分野で重要であり得ることが理解されるべきである。これは、ある細菌は、所定の周波数又は周波数範囲の超音波に曝された場合、一つ又は複数の他の周波数よりも消滅しやすいであろうからである。
【０１０３】
図２は、本発明の更なる実施形態に従う流体送出装置２００を示す。図１の装置の特徴と同様の図２の装置２００の特徴には、番号１の代わりに番号２が前に付けられた同様の参照番号が与えられる。
【０１０４】
装置２００は共鳴室２１０を有し、該共鳴室内にノズル２２０がガス状流体の流れを供給するように構成される。受容部材２３０は、共鳴室の壁に設けられ、ノズル２２０を通じて共鳴室２１０に入るガス状流体の直の照準線に位置付けられる。
【０１０５】
図１の実施形態と同様に、受容部材２３０はカップ状部材の形態である。該カップ状部材の外側部分は、装置２００の外部環境と直接熱伝達するように構成される。
【０１０６】
使用時において、共鳴室２１０に流入するガス状流体の受容部材２３０への衝突は、装置２００の共鳴を引き起こし、また、該共鳴室と音響学的に連通する液体媒体２０２への超音波衝撃波の放射を引き起こす。これにより、装置２００は、ある細菌ＡＮＳ等のあるＡＮＳを消滅させる（殺す）ように動作する。
【０１０７】
更に、受容部材２３０に対するガス状流体の衝突は、受容部材２３０に熱をもたらすように構成される。ある状況下で、受容部材２３０の温度は、ガス状流体の衝突により、周囲温度から３００度以上に上がる得る。有利には、装置２００が浸かる液体は、受容部材２３０の外側面と接触して流れることができ、該液体に熱をもたらす。これは、該液体内に存在する細菌又は他のＡＮＳの死滅に更に貢献し得る。
【０１０８】
ある応用分野において、本発明の実施形態に従う流体送出装置１００、２００は、海洋船舶のバラストタンク内の液体に再循環をもたらすように構成されたガスリフトポンプ装置に設けられる。
【０１０９】
図３は、大型船のほぼＪ字形状のバラストタンク３９５内に据え付けられたガスリフトポンプ装置３５０を示す。ポンプ装置３５０は液体循環装置とも称され得る。
【０１１０】
装置３５０は、バラストタンク３９５内に実質的に直立配向で設けられた実質的に中空の管部材３６０の形態である浸漬部材３６０を有する。
【０１１１】
図示の実施形態において、管部材３６０は、実質的に「Ｌ字」形状であり、湾曲部３６１を有する。該湾曲部は、管部材３６０の下方自由端の液体入口３６２が、タンク３９５内の液体の自由表面３９７に対し横方向（すなわち実質的に水平）に配置されるバラストタンクの容積内に、タンク３９５がこの容積より上方のレベルまで満たされた際、突き出ることを可能にする。管部材３６０は、管部材の液体入口３６２とは反対側端である液体出口３６５を有する。
【０１１２】
管部材３６０は、管部材３６０の長さに沿う垂直方向に離れた位置に設けられた二つのガス送出装置３００Ａ、３００Ｂを有する。送出装置３００Ａ、３００Ｂには、それぞれの流体供給導管３８０Ａ、３８０Ｂを通じてガスが供給される。
【０１１３】
図示の実施形態において、送出装置３００Ａ、３００Ｂ各々は、図１に示したタイプのものである。図２又は図６（後述）に示すもの等、他の装置３００Ａ、３００Ｂも有益である。
【０１１４】
管３６２Ａ、３６２Ｂには、導管３８０Ａ、３８０Ｂ内の、それぞれの送出装置３００Ａ、３００Ｂの上流にそれぞれ設けられ、装置が管部材３６０に入るガスの流れを制御することを可能にする。
【０１１５】
図３の実施形態において、液位センサ３７１Ａ、３７１Ｂが送出装置３００Ａ、３００Ｂ各々の上方に設けられる。液位センサ３７１Ａ、３７１Ｂの目的は、それぞれの送出装置３００Ａ、３００Ｂのレベルを超えた液体のレベルを示す信号を装置３５０のコントローラに供給することである。
【０１１６】
液位センサ３７１Ａ、３７１Ｂの他の位置も有益である。例えば、ある実施形態において、液位センサは、所定の位置、例えば図３でＳと表示された位置等のタンク３９５の下方領域におけるある位置等で圧力水頭を測定することにより、バラストタンク３９５の液体レベル（液位）を決定するように構成され、設けられ得る。一つ又は複数の液位センサの他の配置構成も有益である。該装置は、装置３００Ａと関連する液位センサ３７１Ａがセンサ３７１Ａのレベルで液体の存在を示す場合に、液位センサ３７１Ｂが液位センサ３７１Ｂのレベルで液体の存在を示す場合を除き、送出装置３００Ａを通じてガスの流れを供給するように構成される。液位センサ３７１Ｂが液位センサ３７１Ｂのレベルで液体の存在を示す場合、装置は、送出装置３００Ａを通じてではなく、送出装置３００Ｂを通じてのガスの流れを許容するように構成される。これは、より低圧のガスがバラストタンク３９５内の液体を再循環するために使用されることを可能にする。これは、装置３００Ａのレベルでのタンク３９５の圧力水頭が装置３００Ｂのレベルでのタンク３９５の圧力水頭よりも大きいからである。
【０１１７】
二つの流体送出装置３００Ａ、３００Ｂ及び対応する液位センサ３７１Ａ、３７１Ｂよりも多い数の液体送出装置及び液位センサが設けられ得ることが理解されるべきである。この場合、該装置は、液位センサ３７１Ａ、３７１Ｂのレベルでの液体の存在を示す、関連する液位センサ３７１Ａ、３７１Ｂを有する最も高い位置のガス送出装置を通じてのガスの流れを許容するように構成され得ることになる。
【０１１８】
他の構成も有益である。そのため、該装置は、上述した位置Ｓの単一の流体レベル測定装置等の別個の液位測定装置により決定される流体タンク内の液体のレベルに基づいて、ガスの長れが許容されるガス送出装置３００Ａ、３００Ｂを選択するように構成され得る。管部材３６０（又は「コラム」）は、図３の管部材３６０の破線輪郭で示すように、その壁を通じて形成された複数の孔を有する。孔は、装置３５０によりポンプ輸送されている流体がこれらの孔を通過することを可能にするように構成され、これにより、タンク３９５内の液体の循環（もしくは「再循環」）を許容する。従って、液体は、出口孔３６５を通じて又は管部材３６０の側壁の孔を通じて管部材３６０から流出し得る。孔は、液体の循環を増長するため、管部材３６０、又はここに記述した各実施形態もしくは任意の他の実施形態における同様の部品に設けられ得る。この特徴は次の利点をもたらす。すなわち、管部材３６０を通って流れる液体は、管部材３６０から放出されるために、管部材３６０を通る液体の流れの下流の管部材３６０の自由端までずっと流れることは要求されない。
【０１１９】
これは、次の利点をもたらす。すなわち、装置３５０によりポンプ輸送される液体の流路は、装置３５０が据え付けられるある特定のタンク３９５に対して最適化され得る。更に、管部材３６０が液体に十分には浸漬されておらず、かつ装置３６５がタンク３９５内の液体レベルの上方に露出している状況において、装置３５０は、管部材３６０から液体を放出するために、液体をタンク３９５内の液体のレベルの上方に液体をポンプ輸送する必要はない。ある実施形態において、孔は、それらの閉塞を防ぐため、水生有害種の通過を許容するのに十分な大きさである。ある実施形態において、孔は、該孔の閉塞を防ぐたため、バラスト水内に見出されることが予測され得る任意の他の物質の通過を許容するのに十分な大きさである。
【０１２０】
ある構成において、出口孔３６５が設けられる自由端は、図３に示すように開口３６５を有する必要はない。逆に、該自由端は閉端であり、ポンプ輸送される液体が管部材３６０の側壁の孔を通じて管部材３６０から流出することを有する。
【０１２１】
図４は、二つ以上の管部材４６０が設けられる本発明の更なる実施形態を示す。図４の実施形態において、三つの管部材４６０Ａ、４６０Ｂ、４６０Ｃが設けられる。任意の適切な数の管部材が設けられ得ることが理解されるべきである。
【０１２２】
図示の実施形態において、各管部材４６０Ａ、４６０Ｂ、４６０Ｃは、これらに接続される単一のガス送出装置４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃをそれぞれ有し、これらガス送出装置４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃを通じてガスがそれぞれの管部材４６０Ａ、４６０Ｂ、４６０Ｃの内部容積４６５Ａ、４６５Ｂ、４６５Ｃへと強制され得る。ガスは、それぞれガス供給導管４８０Ａ、４８０Ｂ、４８０Ｃにより各送出装置４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃに供給される。各送出装置４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃを通るガスの流れの制御を可能にするために、逆止弁等の弁４６２Ａ、４６２Ｂ、４６２Ｃが、各ガス送出装置４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃの上流のそれぞの導管４８０Ａ、４８０Ｂ、４８０Ｃに設けられる。各管部材４６０Ａ、４６０Ｂ、４６０Ｃは、対応するガス送出装置４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃの上方に設けられる液位センサ４７１Ａ、４７１Ｂ、４７１Ｃをそれぞれ有する。一旦、バラストタンク４９５内の液体のレベルがある特定の液位センサ４７１Ａ、４７１Ｂ、４７１Ｃのレベルに達するか超えると、該装置は、ガス状流体が、そのレベルセンサセンサ４７１Ａ、４７１Ｂ、４７１Ｃに関連する対応する管部材４６０Ａ、４６０Ｂ、４６０Ｃ内に、対応する送出装置４００Ａ、４００Ｂ、４００Ｃを通って入ること許容するように構成される。
【０１２３】
更なる液位センサ４７１Ａ、４７１Ｂ、４７１Ｃが作動される際、ガス状流体が任意の他の管部材４６０Ａ、４６０Ｂ、４６０Ｃに供給されているなら、他の管部材４６０Ａ、４６０Ｂ、４６０Ｃへのガス状流体の供給は、図３の実施形態と同様の態様で終了させ得る。他の構成も有益である。
【０１２４】
図１又は図２の流体送出装置は、図４の装置４５０で使用され得ることが理解されるべきである。本発明の実施形態に従う他の流体送出装置は、後述する図６の実施形態でも有益である。
【０１２５】
図５は、ガス送出装置５００を有する管部材５６０が設けられる本発明の実施形態に従う装置５５０を示す。送出装置５００は、管部材５６０の長さの少なくとも一部に沿って垂直方向に移動可能に構成される。図示の実施形態において、送出装置５００は、ドラム５８５に巻かれるように構成されたホース５８０の自由端に設けられる。送出装置５００はドラム５８５の回転により上昇又は降下され得ることが理解されるべきである。
【０１２６】
装置５５０は、流体タンク５９５内の液体のレベル５９７を決定するように構成され、また、タンク内に効果的な循環を提供するために、ガス送出装置５００を、液位５９７下の適切な距離に位置付けるように構成される。
【０１２７】
ある実施形態において、液位監視装置Ｓは、図４の実施形態のそれと同様の態様で設けられ得る。該装置は、タンク５９５内の液体のレベルを決定するように構成される。装置５５０は、タンク５９５内の液体のレベルに基づいて、ガス送出装置５００の必要垂直位置を決定するように構成される。そのため、タンク５９５の液体のレベルが上昇する場合、装置５５０は、流体送出装置５００を上昇させるように構成され得る。これにより、ガスを強制的に送出装置に通すため、ホース５８０に沿うガス流の必要圧力を低減する。同様に、例えば所定のレベル下に液位が下がる場合、装置５５０は、所定量だけ又は所定レベルまで装置５００を降下させるように構成される。
【０１２８】
ある実施形態において、液位監視装置を設けるのに代えて、装置５５０は、ホース５８０を通じてガス状流体が送出装置５００に供給されることとなるレベルを決定するように構成される。これは、所定圧力のガス状流体を流体送出装置５００に供給すると共に、装置５００の降下に伴う装置５００での圧力水頭の増加により、装置５００を通るガス状流体の流量が所定の値までもしくは該値以下に低下するまで装置５００を降下することにより、行われる。
【０１２９】
他の構成も有益である。
【０１３０】
ガス送出装置５００は、管部材５８０内で自己調心するように構成され得る。換言すれば、ガス送出装置５００は、ガスが送出装置５００から流出している際、管部材と実質的に同軸状に位置付けられるように構成され得る。
【０１３１】
ある実施形態において、送出装置５００は、ガス出口孔又は出口ノズルを有し、該孔又はノズルを通じてガスは装置５００から流出し得る。該孔又はノズルは、ガス入口３３２が自己調心するように構成され得る。ある実施形態において、ノズルは、ガスを、円周方向に間隔をおいた複数位置にて半径方向において送出装置５００から外に向け、これにより装置５００に調心推力を与えるように構成され得る。
【０１３２】
図６は、本発明の更なる実施形態に従う流体送出装置６００を示す。装置６００は、ハウジング６０１内に設けられ、該ハウジングは、ガスリフトポンプ装置内の流体の流路に設けられるように構成される。すなわち、装置は、ガスリフトポンプ装置の管部材内に取り付けられるように構成される。
【０１３３】
従って、装置６００は、管部材を通る流体流がポンピング動作中に生じると予測される方向（通常、上方向）に対して定義される上流部６０１Ａ及び下流部６０１Ｂを有する。装置６００の上流部は、ノズル６２０、共鳴室６１０、及びガス状流体出口６４１、６４２を収容する。
【０１３４】
ハウジング６０１の下流部６０１Ｂは、液体が出口６４１、６４２を通るガスの放出によりポンピングされる際、装置６００を通り過ぎる液体に対する抵抗の量を低減するためにテーパが付けられる。
【０１３５】
装置６００は、ハウジング６１０の壁の上流部に連結される受容部材６３０を有し、受容部材６３０は壁を通って突き出る。図６の実施形態において、受容部材６３０は、ハウジング６１０の上流位置へと突き出る。これは、装置６００を通り過ぎる流体の、受容部材６３０の外側面に対する露出を促進する。図６の実施形態等のある実施形態において、受容部材６３０は、あるＡＮＳが殺され得る装置６００を通るガス状流体の流れによって加熱されるように構成される。
【０１３６】
図７は、三つの流体送出装置６００が設けられた管部材６２０を有する、本発明の実施形態に従うガスリフトポンプ装置６５０を示す。装置６００は、管部材６２０に沿う、垂直方向に間隔をおいた位置に設けられる。更に、装置６００は、管部材６２０を通って流れる液体の境界層から離れた管部材６２０の内側壁から離隔した位置に設けられる。これは、ポンプ装置６５０の効率を高める。
【０１３７】
本発明の実施形態は次の利点を有することが理解されるべきである。すなわち、液体貯蔵タンク内に存在するＡＮＳは、本発明の実施形態に従う流体送出装置をガス状流体が通過することによって殺され得る点である。この少なくとも一部の理由は、送出装置が貯蔵タンク内の液体中へと衝撃波を放出するように構成されるためである。上記したように、高められた温度の受容部材との接触を通じての細菌又は他のＡＮＳの加熱は、ＡＮＳの死滅にも貢献し得る。
【０１３８】
流体送出装置がガスリフトポンプ装置内に据え付けられる本発明の実施形態において、ポンプ装置を通じての液体の循環は、衝撃波に曝され得るタンク内の液体の容量を増やすことを可能にする。換言すれば、衝撃波への露出によって処理され得る液体の容量は、増加され得る。
【０１３９】
図８は、本発明の更なる実施形態に従う流体送出装置７００を示す。装置７００は、流体ノズル７２０及び受容部材７３０を有する。受容部材７３０は、既述した実施形態のケースの場合と同様にカップ状形状を有し、空洞７３５を規定する。ノズル部材７２０は、ガス状流体の流れを空洞７３５内に向けるように構成される。受容部材７３０は、液体が流れるように構成され得る流体導管もしくは管（パイプ）７１０に連結される。使用時において、ガス状流体は、ノズル７２０を通じて受容部材７３０の空洞７３５に向かうように強制される。ノズル７２０を通るガス状流体の流量が十分に高まると、超音波衝撃波が発生する。装置７００は、管７１０が共鳴室としての役割を果たし、これにより管７１０を通じて流れる液体中に超音波衝撃波が放出されるように構成される。図示の実施形態において、管７１０は、ガスリフトポンプ装置のコラムを提供する。
【０１４０】
装置７００を通じてのガス状流体の流れは、更に、ノズルから出るガス状流体が最終的に管７１０に流入し、これにより、ガスリフトにより管７１０内で流体のポンピングを引き起こすように構成される。この目的のため、孔７４１、７４２は、管７１０の壁に設けられ、管７１０内に入るガス状流体を許容する。
【０１４１】
ある実施形態において、孔７４１、７４２は、ノズル７２０から受容部材７３０への流体の流れによって生じる超音波衝撃波に加えて、ガス状流体がこれら孔を通過する際に、これら孔自体が超音波衝撃波を発生させるように構成される。そのため、孔７４１、７４２は、これら自体、超音波衝撃波を発生させる「ホイッスル」として機能し得る。代替的に又は追加的に、ガス状流体は、超音波衝撃波を発生させるようには構成されていない慣用のガス状流体インジェクタ等の代替手段により、管７１０内に誘導され得ることが理解されるべきである。
【０１４２】
超音波衝撃波の管７１０内への放出を可能にするために又はこの放出を向上させるために、ある実施形態において、管７１０の長さに対する受容部材７３０及びノズル７２０の位置が重要であり得る点が理解されるべきである。
【０１４３】
ある実施形態において、受容部材７３０及びノズル７２０は、管の一端から約λ／２の距離、及び、管の反対側端から約３λの距離で位置付けられる。ここでλは超音波衝撃波の波長である。他の構成も有益である。
【０１４４】
管７１０の長さ及び直径、ノズルの寸法、受容部材の形態、及びノズルを通る流体の流量は、ＡＮＳの死滅を最適にするために望ましい周波数の衝撃波を発生させるように構成され得る。
【０１４５】
更に、本発明のある実施形態において、流体送出装置から送出されるガス状流体は、該液体中のガス状流体の濃度を高めることによってＡＮＳを殺すように構成される。液体中のガス状流体の濃度を高めることは、次いで、該液体中の一つ又は複数の他のガスの濃度の低下をもたらし得ることが理解されるべきである。例えば、海水中の二酸化炭素の濃度の増加は、酸素の濃度の低下をもたらすことが知られている。これは、単独で又は付加的に、ＡＮＳの一つ又は複数の種類のＡＮＳの消滅（死）に貢献し得る。
【０１４６】
図９は、増幅室２９０が取り付けられた図２の流体送出装置の概略断面説明図である。室２９０は、実質的に切頭円錐状の本体部２９１を有し、本体部２９１は、本体部２９１の基礎（幅広）端に増幅室２９０の壁を規定するように構成された本体部２９１は膜２９３を有する。増幅室２９０の反端側端において、室２９０は、受容部材２３０の外側面が室２９０の頂壁を形成するように装置２００に連結される。そのため、装置２００は、衝撃波を増幅室２９０へと直に向けるように構成される。増幅室２９０はガスで満たされ、装置２００は、使用時において、室２９０が、該装置及び室２９０が浸漬される液体２０２中へと放出される衝撃波の振幅が増長することを可能にするように構成される。ある実施形態において、この少なくとも一部の理由は、増幅室２９０が、装置２００及び液体２０２間のインピーダンスの不釣り合いを低減し、これにより、エネルギーを装置２００から液体２０９へとより効率的に伝達するように構成されるためである。図示の実施形態の増幅室２９０は金属材料から形成される。プラスチック材料を含む他の材料も有益であることが理解されるべきである。
【０１４７】
図１０は、図９の実施形態の増幅室に類似の増幅室６９０が取り付けられた図６の実施形態に従う流体送出装置６００の概略説明図である。
【０１４８】
室６９０には、受容部材６３０を包囲するように装置６００が取り付けられ、受容部材６３０が室６９０の壁の一部を提供する。そのため、装置６００は、超音波衝撃波を室６９０内へと直に向けるように構成され、室６９０は、次いで、衝撃波を周囲液体媒体６０２に向ける。図１０から分かるように、増幅室６９０は、ポンプ輸送される液体の流れの上流を向くように配向される。他の構成も有益である。例えば、ある実施形態において、増幅室６９０は、ポンプ輸送される液体流の下流を向くように構成され得る。ある代替実施形態において、室６９０は、ポンピングされる液体の流れ方向に垂直に設けられ得る。
【０１４９】
図１１は、本発明の実施形態に従うガスリフトポンプ装置７５０の概略説明図である。装置７５０は、図７の装置６５０のコラムに類似の実質的にＪ字形状の液体コラム７２０を有する。図１０に示す流体送出装置に類似の流体送出装置６００は、コラム７２０内に設けられ、図示のように配向される。そのため、装置６００の増幅室６９０は、コラム７２０を通じて装置によりポンプ輸送される液体Ｌ1の流れ方向に対向する。図示の実施形態において、増幅室６９０は実質的に垂直方向下方を向く。
【０１５０】
装置７５０は、流体送出装置６００の上流の微泡発生器７７０を有する。図１１の実施形態において、微泡発生器７７０は流体送出装置６００の下方に位置付けられる。
【０１５１】
発生器７７０はベンチュリ部７７１を有し、ベンチュリ部７７１は、慣用ベンチュリ装置の形状を有する。図１１の実施形態において、ベンチュリ部７７１は、コラム７２０を通って流れる液体が強制的にベンチュリ部７７１を通って流れるように構成される。該ベンチュリ部は、液体が慣用の態様でのど部Ｔを通り、その後、発散部Ｄを通るように誘導するように構成された収束部Ｃを有する。
【０１５２】
液体インジェクタ７７５は、液体Ｌ2の流れをベンチュリ部７７１の上流のコラム７２０内に噴射するように構成される。位置Ｘ−Ｘでのコラム７２０の断面図が図１２に示される。
【０１５３】
液体インジェクタ７７５は、コラム７２０の内側面７２０Ｓに対する実質的に接線方向に液体Ｌ2をコラム７２０内へと噴出するように構成されることが理解され得る。これは、液体Ｌ2が、コラム７２０内の単一の角度方向に速度の成分を有し、すなわち流体が実質的に一方向に渦を巻くように行われる。
【０１５４】
流体は、コラム７２０を通って移動する際、コラム７２０に沿う軸方向にも速度の成分を有することが理解されるべきである。そのため、インジェクタ７７５は、コラム７２０内で流れの渦の確立を促進するように構成される。
【０１５５】
気体インジェクタ７７８は、ガス７７８Ｆの流れをベンチュリ部７７１の上流のコラム７２０内へと噴出するように構成される。図示の実施形態において、気体インジェクタ７７８は、流体インジェクタ７７５の下流の位置でガスを噴出するように構成される。装置７５０は、液体インジェクタ７７５からの液体及び気体インジェクタ７７８からの気体がベンチュリ部７７１に入る際、微泡が発生するように構成される。液体中の微泡は、細菌ＡＮＳが付着する場所として機能する。
【０１５６】
流体送出装置６００によって作り出された超音波衝撃波により細菌ＡＮＳが消滅する確率は、微泡の形成によって高まる。この理由の少なくとも一部は、衝撃波が微泡の激しい破裂を引き起こし、これにより、微泡に捕らえられた細菌ＡＮＳに破壊及び死をもたらすからである。
【０１５７】
ある実施形態において、コラム７２０は、約８インチ（約２０ｃｍ）の直径を有する。液体インジェクタ７７５は、約２インチ（約５ｃｍ）の直径を有する。これらの寸法を有する図示の実施形態において、インジェクタ７７５は、コラム７２０内へと約２００ｍ3／ｈの液体流量を供給するように構成され得る。
【０１５８】
流体送出装置６００には、約５０平均ｍ3／ｈのガス流量が約３．５−４．０棒ゲージ（３５０−４００ｋＰａ）の圧力で供給され得る。
【０１５９】
一つ又は複数の寸法及び／又は一つ又は複数の動作パラメータの他の値も、ある実施形態において有益である。
【０１６０】
微泡発生器７７０を使用する本発明のある実施形態は、細菌ＡＮＳを破壊するためにより効率的に動作することが理解されるべきである。更に、増幅室６９０を使用する本発明の実施形態も細菌ＡＮＳを破壊するためにより効率的に動作する。
【０１６１】
図１３は、本発明の更なる実施形態に従うガスリフトポンプ装置８５０の概略説明図である。図１１の装置の特徴と同様の図１３の装置の特徴は、同じ参照番号又は番号７の代わりに番号８が前に付けられた同様の参照番号で表示される。
【０１６２】
装置８５０は、下方端８２０Ｌでコラム８２０に入る液体のみが液体インジェクタ８７５から液体であるようにコラム８２０が下方端８２０Ｌで閉じている点を除き、図１１の装置と同様である。
【０１６３】
気体インジェクタ８７８は、ガス８７８Ｆの流れを、液体インジェクタ８７５のすぐ下流でかつベンチュリ部８７１の上流でコラム８２０内に送出するように構成される。
【０１６４】
図１３の実施形態において、装置８５０のポンプ流量は、コラム８２０内に噴出される液体Ｌ2の流量により、少なくとも部分的に制限され得る。
【０１６５】
対照的に、図１１の実施形態では、ポンプ流量は、液体Ｌ2及び液体Ｌ1がコラム７２０を通過することができる流量により制限され得る。この流量は、液体Ｌ2がコラム７２０へと強制される流量及びガスが気体インジェクタ７７８及び流体送出装置６００を介してコラム７２０内へと噴射される流量によって少なくとも部分的に制御され得ることが理解されるべきである。
【０１６６】
図１１及び図１３の実施形態において、ベンチュリ部７７１、８７１の下方からコラムを上昇するすべての液体は、ベンチュリ部７７１、８７１を通って流れる。ある実施形態において、ある液体は、ベンチュリ部を迂回することができる（後述する図１５の実施形態参照）。図１４（ａ）は、本発明の実施形態での使用に適した微泡発生器９７０の斜視図である。
【０１６７】
発生器９７０は、発生器９７０の内部流体導管９７３内へと液体及び気体をそれぞれ噴射するように構成された液体インジェクタ９７５及び気体インジェクタ９７８を一端部に有する。導管９７３は断面が実質的に円形であり、液体インジェクタ９７５は、図１２の構成と類似の導管９７３の縦軸線に沿って見たとき、導管９７３に対する実質的に接線方向に沿って導管９７３内に液体を噴出するように構成される。これは、液体が導管９７３に沿ってベンチュリ部９７１に向かって通過する際、液体流の渦の確立を促進するものである。流の渦の確立は、気体及び流体の混合を促進する。
【０１６８】
発生器９７０は、液体及び気体がベンチュリ部９７１を通過する際、液体中に微泡を発生させるように動作する。そのため、微泡が同伴された液体の流れは、発生器９７０の液体出口９７２から供給され得る。
【０１６９】
本発明の実施形態（図１〜６参照）に従う発生器９７０及び流体送出装置は、ガスリフトポンプ装置、又は、バラストタンク、流体導管もしくは任意の他の適切な位置に別々に使用され得ることが理解されるべきである。
【０１７０】
図１５は、流体送出装置６００がガスリフトポンプ装置９５０のコラム９２０に設けられる本発明の実施形態を示す。図１１の装置の特徴と同様の図１５の装置の特徴は、同じ参照番号又は番号７の代わりに番号９が前に付けられた同様の参照番号で表示される。
【０１７１】
実質的に上述し図１４に例示した微泡発生器９７０は、装置９５０のコラム９２０に取り付けられる。発生器９７０は、微泡が同伴される液体Ｌ2の流れを、出口９７２を介して流体送出装置６００に向けてコラム９２０へと噴射するように動作する。装置９５０はまた、発生器９７０の液体インジェクタ９７５を介してコラム９２０内に噴射される液体の圧力、並びに流体送出装置６００を介してコラム内に噴出されるガスを用いて、ガスリフトによりコラム９２０の入口９２０Ｉからコラムを通じて液体Ｌ1をポンプ輸送するように動作することが理解されるべきである。
【０１７２】
気体インジェクタ９７５を用いた微泡の形態でのコラム９２０内へのガスの噴出は、液体Ｌ1をガスリフトによりコラム９２０を通じてポンプ輸送することをも支援し得ることが理解されるべきである。微泡発生器９７０が本発明の実施形態に従う流体送出装置に微泡を同伴した流れを供給する他の構成も有益であることが理解されるべきである。本発明の実施形態は、非細菌ＡＮＳのみならず細菌ＡＮＳを殺すように動作する。
【０１７３】
図１５の実施形態において、発生器９７０は、液体Ｌ1の流れの中に位置付けられて示される。発生器９７０は、代替的に、図１３の実施形態のコラム８２０の端部８２０Ｌのような閉じた下方端部を有するコラムのベースに設けられ得る。
【０１７４】
図１６は、本発明の更なる実施形態に従うガスリフトポンプ装置１０５０の概略説明図である。図１５の装置の特徴と同様の図１６の装置の特徴は、番号９の代わりに番号「１０」が前に付けられた同様の参照番号で表示される。
【０１７５】
図１６の装置１０５０は、流体送出装置６００が設けられれた実質的にＪ字形状のガスリフトコラム１０２０を有している点で図１５の装置に類似している。本発明の実施形態に従う装置には、いかなる数の流体送出装置６００も設けられ得ることが理解されるべきである。
【０１７６】
装置１０５０は、流体送出装置６００の上流に設けられた微泡発生器１０７０を有する。発生器１０７０は、発生器１０７０が液体インジェクタ９７５を有していない点を除き、図１５の実施形態の発生器と同様である。その代わりに、発生器１０７０の上流端は、
コラム１０２０の上流端で入口１０２０Ｉを通じてコラム１０２０に入る液体Ｌ1の流れを受け入れるように構成される（図示の実施形態において、上流端は下流端でもある。）。入口１０２０Ｉを通ってコラム１０２０に入る液体Ｌ1の一部は、発生器１０７０の外側面の周囲を流れることが理解され得る。しかしながら、該液体の一部は発生器１０７０を通って流れる。
【０１７７】
ガス１０７８Ｆの流れは、気体インジェクタ１０７８を用いて発生器１０７０を通じて提供される。インジェクタ１０７８は、液体Ｌ1がインジェクタ１０７８を通って流れる際、微泡が液体Ｌ1中に形成されるように構成される。
【０１７８】
図示の実施形態において、コラム１０２０は、一旦液体が入口１０２０Ｉを通じてコラム１０２０に入ると、渦を液体Ｌ1内に誘導するように構成される。渦は、上述したように、発生器１０７０を通る液体Ｌ1の流れに微泡の形成を促進する点で有益である。
【０１７９】
ある代替的実施形態において、発生器１０７０は、発生器１０７０に入る液体に渦を誘導するように構成される。例えば、発生器１０７０に入る液体Ｌ１に渦を導入するために、流れそらせ板が、インジェクタ１０７８の周囲又は発生器１０７０の内側壁等の他の部分に設けられ得る。
【０１８０】
図１７は、本発明の更なる実施形態に従うガスリフトポンプ装置１１５０の概略説明図でる。図１５の装置の特徴と同様の図１７の装置の特徴は、番号９の代わりに前号「１１」が前に付けられた同様の番号で表示される。
【０１８１】
図１７の実施形態は、図１５の発生器９７０とは異なり、微泡発生器が別個の液体インジェクタを有していない点で図１６の実施形態と類似する。更に、コラム１１２０は、実質的にＪ字形状であり、下端であるコラム９２０の一端に入口１１２０Ｉを有する。
【０１８２】
図１７の装置１１５０の発生器１１７０は、（単一の液体入口１０２０１で）コラムに入る実質的にすべての液体が発生器１１７０を通過する点で、図１３の実施形態の発生器と類似する。すなわち、発生器１１７０の周りを通過する入口１１２０Ｉを通過する液体はなく（もしくは実質的になく）、発生器１１７０が規定するベンチュリ部を通過する。
【０１８３】
装置１１５０はまた、発生器１１７０の上流に噴出されるガス流１１７８Ｆと液体Ｌ1との均質混合により微泡の形成を促進するために、コラム１１２０に入る液体Ｌ1に渦を導入するように構成される。
【０１８４】
図１６又は図１７の構成を有するある実施形態において、コラム１０２０、１１２０の内側面１０２０Ｓ、１１２０Ｓに対する接線方向に沿って液体の流れをコラム１０２０、１１２０の垂直部へと導入することにより、液体の渦が誘発される。他の構成も有益である。例えば、コラム１０２０、１１２０内の流体の回転運動を誘発するように構成された羽根もしくは他の要素等のガイド部材も設けられ得る。
【０１８５】
他の構成も有益である。
【０１８６】
ここでの船舶に対する言及は、液体貯蔵タンクの形態の少なくとも一つのバラストタンクを有する、いかなるボート、船、もしくは他の浮動構造物に対する言及を含む。
【０１８７】
本発明の実施形態は、以下の番号が付いたパラグラフを参照することよって理解され得る。
【０１８８】
１．液体媒体中にガス状流体の流れを送出するための流体送出装置であって、該流体送出装置を通るガス状流体の前記流れ下で超音波衝撃波を発生させるための手段を備える。該流体送出装置は、液体媒体中に超音波衝撃波を放出するように動作する。
【０１８９】
２．パラグラフ１に記述した流体送出装置であって、超音波衝撃波を発生させるための前記手段は、共鳴室を備える。流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の流れにより、流体送出装置の共鳴周波数で共鳴室を励起し、これにより超音波衝撃波を放出するように動作する。
【０１９０】
３．パラグラフ２に記述した流体送出装置であって、共鳴室には受容部材が設けられる。受容部材は、ガス状流体の流れを受けてそらせ、これにより、ガス状流体中に圧力波を発生させるように構成される。
【０１９１】
４．パラグラフ３に記述した流体送出装置であって、受容部材は、共鳴室の壁の少なくとも一つの部分によって提供される。
【０１９２】
５．パラグラフ３又は４に記述した流体送出装置であって、受容部材は、共鳴室内の部材によって提供される。
【０１９３】
６．パラグラフ２〜５のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、ガス状流体を共鳴室内に流入させ、これにより共鳴室の共鳴を励起させるように動作する。
【０１９４】
７．パラグラフ３又は４に記述した流体送出装置であって、受容部材は共鳴室の外側面に設けられる。
【０１９５】
８．パラグラフ３に、又はパラフラグ３に従属する４〜７のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、受容部材はカップ状部分を備える。該流体送出装置は、受容部材のカップ状部分内にガス状流体の流れを向けるように構成される。受容部材は、次いで、ガス状流体の流れをカップ状部分から外に方向転換するように構成される。
【０１９６】
９．パラグラフ３に、又はパラフラグ３に従属する４〜８のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、受容部材に対するガス状流体の衝突が受容部材の加熱をもたらすように動作する。
【０１９７】
１０．パラグラフ９に記述した流体送出装置であって、受容部材の加熱が液体媒体の加熱をもたらすように構成される。
【０１９８】
１１．パラグラフ３に、又はパラフラグ３に従属する４〜１０のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、受容部材は流体送出装置のある面と熱的に連通し、流体送出装置は、液体媒体と熱的に連通する。
【０１９９】
１２．パラグラフ３に、又はパラフラグ３に従属するパラフラグ４〜１１のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、ノズル部材を備える。ノズル部材は、ガス状流体の流れを受容部材内に送出するように構成される。
【０２００】
１３．パラグラフ１２に記述した流体送出装置であって、超音波定定常波がノズル部材と受容部材との間に確立されるように動作する。
【０２０１】
１４．パラグラフ１〜１３のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、流体送出装置の共鳴周波数を第１の値から第２の値に変えるように動作する。
【０２０２】
１５．パラグラフ３に従属するパラグラフ１４に記述した流体送出装置であって、受容部材の位置を変えることにより、流体送出装置の共鳴周波数を変えるように動作する。
【０２０３】
１６．パラグラフ１２に従属するパラグラフ１５に記述した流体送出装置であって、ノズル部材に対する受容部材の位置を変えることにより、流体送出装置の共鳴周波数を変えるように動作する。
【０２０４】
１７．パラグラフ１〜１６のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、液体媒体中に放出される超音波衝撃波の振幅を増長するための増幅手段が設けられる。
【０２０５】
１８．パラグラフ１７に記述した流体送出装置であって、増幅手段は、流体送出装置のインピーダンスと液体媒体のインピーダンスとの間の不整合を低減するための手段を備える。
【０２０６】
１９．パラグラフ１７又は１８に記述した流体送出装置であって、前記増幅手段は増幅室を備える。増幅室は、流体送出装置に音響学的に連結される。
【０２０７】
２０．パラグラフ１９に記述した流体送出装置であって、増幅室は、ガス充填室を備える。
【０２０８】
２１．パラグラフ１９又は２０に記述した流体送出装置であって、増幅室は、流体送出装置からの距離の関数として増加する断面積を有する。
【０２０９】
２２．パラグラフ１９〜２１のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、増幅室は、実質的にテーパが付けられた断面を有する。
【０２１０】
２３．パラグラフ１９〜２２のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、増幅室は、実質的に円錐形状である。
【０２１１】
２４．パラグラフ１９〜２３のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、増幅室は、実質的に切頭円錐形状である。
【０２１２】
２５．パラグラフ１９〜２４のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、増幅室の少なくとも一つの壁は、液体媒体中に超音波衝撃波の少なくとも一部を伝達するように構成された弾性的に柔軟な膜を備える。
【０２１３】
２６．パラグラフ２５に記述した流体送出装置であって、弾性的に柔軟な膜は、金属材料又は重合体から選択される少なくとも一つから成る。
【０２１４】
２７．パラグラフ１〜２６のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、液体媒体の流れストリームに設けられるように構成される。流体送出装置は、上流部及び下流部を有する。
【０２１５】
２８．パラグラフ２７に記述した流体送出装置であって、前記下流部はテーパが付けられ、これにより、流れストリームにおいて流体送出装置が受ける抵抗の量を低減する。
【０２１６】
２９．パラグラフ３に従属するパラグラフ２７又は２８に記述した流体送出装置であって、受容部材は、流体送出装置の下流部の上流に設けられる。
【０２１７】
３０．パラグラフ１７に従属するパラグラフ２７〜２９のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、増幅手段は、超音波衝撃波を下流部から離れるように向けるように構成される。
【０２１８】
３１．パラグラフ１７に従属するパラグラフ２７〜３０のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、増幅手段は下流部の上流に設けられる。
【０２１９】
３２．パラグラフ２７に、又はパラフラグ２７に従属するパラグラフ２８〜３１のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、共鳴室は、液体媒体を収容するように構成される。
【０２２０】
３３．パラグラフ３２に記述した流体送出装置であって、共鳴室は、液体媒体の流れを通すための導管を提供するように構成される。
【０２２１】
３４．パラグラフ１〜３３のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、超音波衝撃波を用いて液体媒体中の水生有害種を殺すように動作する。
【０２２２】
３５．パラグラフ１〜３４のいずれか１つに記述した流体送出装置であって、ガス状流体が流体送出装置から液体媒体中へと通過する孔が設けられる。流体送出装置は、上記孔を介するガス状流体の通過によって超音波衝撃波を発生させるように動作する。
【０２２３】
３６．微泡発生器と組み合わされたパラグラフ１〜３５のいずれか１つに記述した流体送出装置を備える器械（装置）であって、微泡発生器は、液体媒体にガスの微泡を発生させるように構成される。器械は、液体媒体に同伴された微泡の流れを流体送出装置に向けるように動作する。
【０２２４】
３７．パラグラフ３６に記述した器械であって、微泡発生器は、流体送出装置の上流に微泡を発生させるように構成される。
【０２２５】
３８．パラグラフ３６又は３７に記述した器械であって、微泡発生器は、液体媒体が強制的に流されるベンチュリ部を備える。ベンチュリ部は、収束部と、のど部と、発散部とを有する。
【０２２６】
３９．パラグラフ３６〜３８のいずれか１つに記述した器械であって、ベンチュリ部内に液体媒体の流れを渦の形態で供給し、これにより、液体媒体中に微泡を発生させるように構成される。
【０２２７】
４０．パラグラフ３６〜３９のいずれか１つに記述した器械であって、該器械のコラム内に液体媒体の流れを噴出することにより、ベンチュリ部内に液体媒体の流れを渦の形態で発生させるように構成される。
【０２２８】
４１．パラグラフ３６〜４０のいずれか１つに記述した器械であって、コラムの内側面に対して実質的に接線方向で該器械のコラム内に液体媒体の流れを噴出することにより、ベンチュリ部内に液体媒体の流れを渦の形態で発生させるように構成される。
【０２２９】
４２．パラグラフ３６〜４１のいずれか１つに記述した器械であって、約１マイクロメートル〜約１０００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、及び約１０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルから選択される少なくとも一つの範囲の直径を有する微泡を発生させるように構成される。
【０２３０】
４３．パラグラフ３６〜４２のいずれか１つに記述した器械であって、ガスリフトポンプ装置のコラム内に設けられ、ガスリフトポンプ装置は液体がガスリフトによりポンプ輸送され得るコラムを備える。
【０２３１】
４４．パラグラフ４３に記述した器械であって、流体送出装置を通って流れるガス状流体がガスリフトポンプ装置のコラム内へと入り、これにより、液体媒体のポンプ輸送を引き起こすように構成される。
【０２３２】
４５．パラグラフ３６〜４４のいずれか１つに記述した器械であって、流体送出装置が発生させた超音波衝撃波を用いて液体中に存在するＡＮＳを殺すように動作する。
【０２３３】
４６．ガスリフトポンプ装置は、ガスリフトによって液体がポンプ輸送されるコラムを備える。ガスリフトポンプ装置は、パラグラフ１〜３５のいずれか一つに記述した流体送出装置を備える。
【０２３４】
４７．パラグラフ４６に記述したガスリフトポンプ装置であって、流体送出装置を通って流れるガス状流体は、ガスリフトポンプ装置のコラム内に入り、これにより、液体媒体のポンプ輸送を引き起こすように構成される。
【０２３５】
４８．パラグラフ４６又は４７に記述したガスリフトポンプ装置であって、流体送出装置が発生させた超音波衝撃波を用いて液体中に存在するＡＮＳを殺すように動作する。
【０２３６】
４９．液体媒体中にガス状流体を送出する方法であって、流体送出装置を通じてガス状流体の流れを供給する工程を含み、流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れが、流体送出装置に液体媒体中に超音波衝撃波を放出させるように構成される。
【０２３７】
５０．パラグラフ４９に記述した方法であって、ガス状流体は、液体媒体中のガス状流体の濃度を十分に高い値まで高めることが液体媒体中に存在する少なくとも一つのＡＮＳに死をもたらすように選択される。
【０２３８】
５１．パラグラフ４９又は５０に記述した方法であって、ガス状流体は、液体媒体中のガス状流体の濃度を十分に高い値まで高めることが、液体の別の成分の濃度の低下をもたらし、これにより、液体媒体中に存在する少なくとも一つのＡＮＳに死をもたらすように選択される。
【０２３９】
５２．パラグラフ４９〜５１のいずれか１つに記述した方法であって、ガス状流体は不活性ガスを含む。
【０２４０】
５３．パラグラフ４９〜５２のいずれか１つに記述した方法であって、ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から選択される少なくとも１つを含む。
【０２４１】
５４．パラグラフ４９〜５３のいずれか１つに記述した方法であって、ガス状流体は、二酸化炭素，窒素及び酸素を実質的に含む。
【０２４２】
５５．パラグラフ４９〜５４のいずれか１つに記述した方法であって、ガス状流体は、二酸化炭素，窒素及び酸素から本質的に成る。
【０２４３】
５６．パラグラフ４９〜５３のいずれか１つに記述した方法であって、ガス状流体は二酸化炭素である。
【０２４４】
５７．パラグラフ４９〜５５のいずれか１つに記述した方法であって、ガス状流体は燃焼ガスを含む。
【０２４５】
５８．パラグラフ４９〜５７のいずれか１つに記述した方法であって、液体媒体は船のバラス水である。
【０２４６】
５９．パラグラフ４９〜５８のいずれか１つに記述した方法であって、液体媒体は、船のバラストタンク内のバラスト水である。
【０２４７】
６０．パラグラフ４９〜５９のいずれか１つに記述した方法であって、流体送出装置から液体媒体中への孔を通じてのガス状流体の通過により、超音波衝撃波を発生させることを含む。
【０２４８】
６１．パラグラフ４９〜６０のいずれか１つに記述した方法であって、液体媒体中にガス状流体の微泡を作り出すことと、微泡を含む液体媒体の超音波衝撃波を放出することとを更に含む。
【０２４９】
６２．パラグラフ６１に記述した方法であって、微泡内もしくは微泡上にＡＮＳを捕らえる工程を含む。
【０２５０】
６３．パラグラフ６２に記述した方法であって、超音波衝撃波を用いてＡＮＳを殺すことを含む。
【０２５１】
６４．パラグラフ６１〜６３のいずれか１つに記述した方法であって、液体媒体中にガス状流体の微泡を発生させる工程を含む。該微泡は、約１マイクロメートル〜約１０００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約５００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、及び約１０マイクロメートル〜約１００マイクロメートルから選択される少なくとも一つの範囲の直径を有する。
【０２５２】
６５．パラグラフ４９〜６４のいずれか１つに記述した方法であって、ガスリフトを用いてガスリフトポンプのコラムを通じて液体媒体をポンプ輸送する工程と、コラム内の前記液体媒体中に超音波超撃破を放出する工程とを含む。
【０２５３】
６６．水生有害種（ＡＮＳ）を殺す方法であって、流体送出装置を通じてガス状流体の流れを供給する工程を含む。流体送出装置は、流体送出装置を通るガス状流体の前記流れが、流体送出装置に液体媒体中に超音波衝撃波を放出させ、これにより液体媒体中のＡＮＳを殺すように構成され、該方法は、前記超音波衝撃波を用いてＡＮＳを殺すことを含む。
【０２５４】
６７．パラグラフ６６に記述した方法であって、ガス状流体が不活性ガスを含む。
【０２５５】
６８．パラグラフ６６又は６７に記述した方法であって、ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から選択される少なくとも一つを含む。
【０２５６】
６９．パラグラフ６６〜６８のいずれか一つに記述した方法であって、ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素を実質的に含む。
【０２５７】
７０．パラグラフ６６〜６９のいずれか一つに記述した方法であって、ガス状流体は、二酸化炭素、窒素及び酸素から本質的に成る。
【０２５８】
７１．パラグラフ６６〜６８のいずれか一つに記述した方法であって、ガス状流体は二酸化炭素である。
【０２５９】
７２．パラグラフ６６〜７１のいずれか一つに記述した方法であって、ガス状流体は、液体媒体中のガス状流体の濃度を高めることが水生有害種に死をもたらすように選択される。
【０２６０】
７３．パラグラフ７２のいずれか一つに記述した方法であって、液体媒体中のガス状流体の濃度を高めることが、液体媒体中の少なくとも一つの化学種の濃度を低減させる。
【０２６１】
７４．パラグラフ６６〜７３のいずれか一つに記述した方法であって、流体送出装置から液体媒体中への孔を介するガス状流体の通過により、超音波衝撃波を発生させることを含む。
【０２６２】
７５．パラグラフ６６〜７４のいずれか一つに記述した方法であって、液体媒体中に微泡を作り出すことと、微泡を含む液体媒体中に超音波衝撃波を放出することとを更に含む。
【０２６３】
７６．パラグラフ７５に記述した方法であって、液体媒体中に存在するＡＮＳを微泡内もしくは微泡上に捕らえることを含む。
【０２６４】
７７．パラグラフ７６に記述した方法であって、超音波衝撃波を用いてＡＮＳを殺すことを含む。
【０２６５】
７８．パラグラフ１〜３５のいずれか１つに記述した流体送出装置を備える液体貯蔵タンク。
【０２６６】
７９．パラグラフ１〜３５のいずれか１つに記述した流体送出装置を備える海洋船のためのバラストタンク。
【０２６７】
８０．パラグラフ１〜３５のいずれか１つに記述した流体送出装置を備えるバラストタンクを有する船。
【０２６８】
８１．パラグラフ３６〜４８のいずれか１つに記述した器械（装置）を備える液体貯蔵タンク。
【０２６９】
８２．パラグラフ３６〜４８のいずれか１つに記述した器械を備える海洋船のためのバラストタンク。
【０２７０】
８３．パラグラフ３６〜４８のいずれか１つに記述した器械を備えるバラストタンクを有する船。
【０２７１】
この出願の明細書及び特許請求の範囲の全体を通じて、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（備えるもしくは含む」及び「ｃｏｎｔａｉｎ（含む）」及び、該用語の変形、例えば「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」及び「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ」は、「含むがそれに限定されない」を意味し、他の構成成分、添加物、構成要素、整数又は工程を除外すること（及び除外しないこと）を企図しない。
【０２７２】
この出願の明細書及び特許請求の範囲の全体を通じて、単数形は、文脈が特に要求する場合を除き、複数形を含む。特に、不定冠詞が用いられる場合、文脈が特に要求する場合を除き、明細書は、単数形のみならず複数形をも企図すると理解されるべきである。
【０２７３】
特定の側面と共に記述される特徴、整数、特徴、化合物、化学的構成成分もしくは群は、本発明の実施形態又は例が任意のここに記述した他の側面、実施形態及び例に適用可能であると、これに対して不適合な場合を除き、理解されるべきである。
【符号の説明】
【０２７４】
１００  流体送出装置
１０２  媒体
１１０  共鳴室
１１１  第１端部
１１２  第２端部
１２０  ノズル
１２１  出口孔
１３０  受容部材
１３１  壁
１３５  開口
１３７  開放空洞
１４１、１４２  開口（出口導管）
【図１】
2013536343.tif 000003
【図２】
2013536343.tif 000004
【図３】
2013536343.tif 000005
【図４】
2013536343.tif 000006
【図５】
2013536343.tif 000007
【図６】
2013536343.tif 000008
【図７】
2013536343.tif 000009
【図８】
2013536343.tif 000010
【図９】
2013536343.tif 000011
【図１０】
2013536343.tif 000012
【図１１】
2013536343.tif 000013
【図１２】
2013536343.tif 000014
【図１３】
2013536343.tif 000015
【図１４（ａ）】
2013536343.tif 000016
【図１４（ｂ）】
2013536343.tif 000017
【図１４（ｃ）】
2013536343.tif 000018
【図１４（ｄ）】
2013536343.tif 000019
【図１５】
2013536343.tif 000020
【図１６】
2013536343.tif 000021
【図１７】
2013536343.tif 000022
【国際調査報告】
2013536343.tif 000023
2013536343.tif 000024
2013536343.tif 000025
2013536343.tif 000026
2013536343.tif 000027