(57)【要約】本発明は、汚染されたバラスト水を処理するシステムであって、水の入口および出口と、入口と出口とを接続する配管と、配管に接続された少なくとも１つの処理ユニットであって、ユニット内を流れるバラスト水を動作時に処理することができる少なくとも１つの処理ユニットと、バラスト水用のフィルタ手段と、配管と処理ユニットとフィルタ手段とを通る流れを制御する弁手段と、を有するシステムに関する。システムは、すべての故障機能および故障状況と、立ち上げ時、バラスト漲水時、バラスト排水時および洗浄時における、すべての異なるプロセスシーケンスとを管理して制御することができる制御ユニットが配置され、それによって、汚染水が前記システムから流出することが防止されることを特徴とする。本発明は、バラスト水を処理するプロセス、プロセスを制御する方法、および方法を実行するソフトウェアにも関する。
2010504855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染されたバラスト水を処理するシステムであって、水の入口および出口と、該入口と該出口とを接続する配管と、該配管に接続された少なくとも１つの処理ユニットであって、該ユニット内を流れるバラスト水を動作時に処理することができる少なくとも１つの処理ユニットと、前記バラスト水用のフィルタ手段と、前記配管と前記処理ユニットと前記フィルタ手段とを通る流れを制御する弁手段と、を有するシステムにおいて、すべての故障機能および故障状況と、立ち上げ時、バラスト漲水時、バラスト排水時および洗浄時における、すべての異なるプロセスシーケンスとを管理して制御することができる制御ユニットが配置され、それによって、汚染水が前記システムから流出することが防止されることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記制御ユニットが、前記配管および前記弁手段により、バラスト漲水時に、水を前記フィルタを通過させてから前記処理ユニットに入れるように案内することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記処理ユニットの立ち上げ時に、前記処理ユニットに非汚染水を供給して、前記処理ユニットが動作している時にのみ、汚染されたバラスト水を供給することを特徴とする、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記処理ユニットには、前記制御手段に接続された液面センサが設けられ、該液面センサが、水位を検知して、該水位が所定のしきい値より低い場合にはアラームを発することができ、それにより、前記処理ユニットが停止することを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記処理ユニットには、温度センサが設けられ、該温度センサが、温度を検知して、前記温度が所定のしきい値より高い場合にはアラームを発することができ、それにより、前記少なくとも１つの処理ユニットが停止することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の記載のシステム。
【請求項６】
前記処理ユニットが紫外線放射手段を有し、前記制御手段が、前記紫外線放射手段の機能を検知して、前記紫外線放射手段が誤動作を起こしている場合にはアラームを発することができ、それにより、前記少なくとも１つの処理ユニットが停止することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記アラームが、前記少なくとも１つの処理ユニットの停止によって、前記システムを通るバラスト水の流れを調節するように要求することをさらに含むことを特徴とする、請求項５または６に記載のシステム。
【請求項８】
前記システムを通るバラスト水の流れが、前記少なくとも１つの処理ユニットの実際の処理能力と共に記録されることを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
バラスト漲水プロセスの終了時に前記フィルタを逆洗させる手段を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
処理プロセスの完了後に前記少なくとも１つの処理ユニットの中身を空にする手段を有し、前記制御ユニットが、前記配管および前記弁手段により、前記中身の水を船舶のビルジタンク内へ案内することができることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
洗浄液を有する洗浄ユニットをさらに有し、前記制御ユニットが、前記配管および前記弁手段により、洗浄液を前記少なくとも１つの処理ユニット内へ案内することができることを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記制御ユニットが、状態、動作およびアラームを船舶の制御システム全体に伝達する通信手段をさらに有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
船舶上のバラスト作業に対する、請求項１から１２のいずれか１項に記載のシステムの使用。
【請求項１４】
水の入口および出口と、該入口と該出口とを接続する配管と、該配管に接続された少なくとも１つの処理ユニットであって、該処理ユニット内を流れるバラスト水を動作時に処理することができる少なくとも１つの処理ユニットと、前記バラスト水用のフィルタ手段と、前記配管と前記処理ユニットと前記フィルタ手段とを通る流れを制御する弁手段と、を有するシステムにおける、汚染されたバラスト水を処理するプロセスにおいて、すべての故障機能および故障状況と、立ち上げ時、バラスト漲水時、バラスト排水時および洗浄時における、すべての異なるプロセスシーケンスとを管理して制御することを含み、それによって、汚染水が前記システムから流出することが防止されることを特徴とするプロセス。
【請求項１５】
バラスト漲水時に、水を前記フィルタを通過させてから前記処理ユニットに入れるように案内するステップをさらに含む、請求項１４に記載のプロセス。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載のプロセスを制御する方法。
【請求項１７】
制御ユニットであって、該制御ユニットに配置されたプロセッサに請求項１６の方法の機能を実行させる、コンピュータコード手段およびソフトウェアコード部分の少なくとも一方を有する制御ユニット。
【請求項１８】
請求項１７に記載の制御ユニットのためのコンピュータコード手段および／またはソフトウェアコード部分。
【請求項１９】
請求項１のシステムで使用され、発熱する構成部材を収容するためのものであり、前記発熱する構成部材を収容するように構成された、実質的に気密なキャビネットであって、該キャビネットに取り付け可能であり、取り付け時に前記発熱する構成部材に隣接して配置される伝熱パネルと、該パネルに対して配置された、冷却媒体に接続可能な配管と、該配管を前記パネルに接触させて取り付ける取付手段とを有する冷却装置と、前記配管の外側に配置されている絶縁部材とをさらに有するキャビネット。
【請求項２０】
前記パネルが、壁部分を構成して、前記キャビネットに密封して取り付けられている、請求項１９に記載のキャビネット。
【請求項２１】
前記発熱する構成部材が前記パネルに取り付けられている、請求項１９または２０に記載のキャビネット。
【請求項２２】
前記キャビティの内部に面する前記パネルの表面が冷却フィンを備えている、請求項２０または２１に記載のキャビネット。
【請求項２３】
前記パネルが少なくとも１５ｍｍの厚さを有する、請求項１９から２２のいずれか１項に記載のキャビネット。
【請求項２４】
前記固着手段が、前記配管を収納する溝を備えた細長い形状を有する、請求項１９から２３のいずれか１項に記載のキャビネット。
【請求項２５】
前記細長い形状が固着手段をさらに有する、請求項２４に記載のキャビネット。
【請求項２６】
請求項１のシステムで使用され、発熱する構成部材を収容するためのものであり、前記発熱する構成部材を収容するように構成された、実質的に気密なキャビネットであって、該キャビネットが冷却装置をさらに有し、該冷却装置が、冷却媒体に接続可能な熱交換器と、該熱交換器に隣接して配置され、空気を前記熱交換器を通して前記キャビネット内部に行き渡らせることができるファンとを有するキャビネット。
【請求項２７】
請求項１９から２６のいずれか１項に記載のキャビネットに冷却媒体を供給する方法であって、前記配管を船舶の低温水回路に接続するステップを含む方法。
【請求項２８】
請求項１に記載のバラスト水処理システムに配置され、汚染された流体中の物体を濾過するために使用されたフィルタであって、前記管システムが前記フィルタと排出出口との間に逆洗配管を有する、バラスト水処理システムに配置されたフィルタを洗浄する方法であって、
前記フィルタと前記逆洗配管とを通る逆洗流を発生させるステップと、
前記逆洗流時に前記フィルタから除去された汚染物質を前記逆洗配管から除去するように、少なくとも前記逆洗配管を流体で処理するステップとを含む方法。
【請求項２９】
前記フィルタがさらに流体で処理される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記逆洗配管から汚染物質を確実に除去するように、流体の流れが数回実行される、請求項２８または２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記管または前記フィルタが前記逆洗流によって逆洗されるたびに、前記逆洗配管および前記フィルタの少なくとも一方に新たな流体が添加されることをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記流体が、淡水と蒸気と気体とを含む群から選択される１つ以上のものである、請求項２８または２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記気体がオゾンである、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記淡水が、前記船舶の水道水システムから取り込まれる、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記淡水が、前記船舶のエンジン冷却システムから取り込まれる、請求項３２に記載の方法。
【請求項３６】
前記淡水が処理前に加熱される、請求項３２、３４および３５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３７】
前記流体が、水、蒸気および気体の少なくとも２つの組み合わせである、請求項３２に記載の方法。
【請求項３８】
請求項１に記載のバラスト水処理管システムに配置され、汚染された液体中の物体を濾過するために使用されたフィルタであって、前記管システムが前記フィルタと排出出口との間に逆洗配管を有する、バラスト水処理管システムに配置されたフィルタを洗浄するシステムであって、前記フィルタと前記逆洗配管とを通る逆洗流を発生させる手段と、前記逆洗流時に前記フィルタから除去された汚染物質を前記逆洗配管から除去するように、少なくとも前記逆洗配管を流体で処理する手段とを有するシステム。
【請求項３９】
前記フィルタを流体で処理する手段をさらに有する、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
請求項２８から３７のいずれか１項に記載の方法を自動的に実行することができる、制御手段およびセンサをさらに有する、請求項３８または３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記制御手段および前記センサが、前記フィルタにおける圧力低下を検知することができる圧力検知手段を有し、前記圧力低下が所定のしきい値を超えている場合には、請求項２７から３６のいずれか１項に記載の方法を開始する、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４２】
淡水と蒸気と気体とを含む群から選択される流体を供給する手段をさらに有する、請求項３８から４１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４３】
前記淡水手段が前記船舶の水道水システムである、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
前記流体を加熱する加熱手段をさらに有する、請求項４２から４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４５】
前記淡水手段が前記船舶のエンジン冷却システムである、請求項４２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水を処理する方法およびシステム、特に船舶のバラスト水を処理する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
汚染された液体、特に水の環境影響に関する要求がますます高まっている。汚染されていないきれいな水を利用できることが、世界中で重要な課題となっている。このために淡水と塩水の両方が必要とされる。多くの淡水供給源が人間によって汚染されるのと同時に、世界の多くの地域で淡水の供給が制限されている。
【０００３】
塩水に関しては、数十年にわたって、化学物質、原油、ガソリン、重金属、工場の煙突からの煤煙のような、あらゆる種類の有害な汚染物質が海中に投棄されており、その汚染物質が海中での微妙な生物学的均衡に影響を及ぼしている。
【０００４】
海中での生物学的均衡は、バラスト水の処理を通じて、人間の影響も受けている。船舶には、船舶が積み荷を満載していない時に船舶を安定させるために充填されるバラスト水タンクが設けられている。すなわち、船舶が例えば黒海の港で積み荷を降ろした後で、紅海の港で別の貨物を積み込む指示を受けたときには、その船舶のバラスト水タンクには黒海の海水が充填される。その後、船舶が紅海の港に到着すると、バラスト水タンクを空にして新たな積み荷を受け取ることになる。こうして、紅海の海中に存在していた種が紅海に運ばれてしまう。運ばれた種は、紅海の通常の種と全く異なるので、大きな生態学的問題をもたらす可能性がある。例えば、新しい環境に通常の敵種が存在しないことや、在来種が運ばれた種により病気にかかり絶滅させられることなどによって、通常の環境から新しい環境に運ばれた種が大問題を引き起こしうることがよく知られている。拡散した場合に重要な生態学的問題になると認識されている種として、例を挙げるだけでも、コレラ、昆布、有毒藻類、イガイなどがある。約３０〜５０億トンのバラスト水が世界中を移動していると推定されている。したがって、これが重要な課題となっていることは驚くべきことではなく、国連の国際海事機関は、２００９年に開始される、すべての商船に対してバラスト水を処理する特別なシステムを装備し使用することを要求する協約を公布している。
【０００５】
一般には塩化物が使用されているが、例えば化学物質などを用いて水を処理し浄化するための多くのシステムが開発されている。多くの化学物質が環境に与える悪影響を軽減するために、化学物質を使用せず他の効果を利用して、水中の有機物を死滅させて水を浄化するシステムが開発されている。
【０００６】
いくつかの国では、飲料水設備や入浴設備において水をオゾン（Ｏ3）で浄化する方法が開発されており、オゾンを水に溶解させて物品を洗浄、消毒および殺菌する方法も開発されている。オゾンの反応能力（電気化学的酸化電位で２．０７Ｖ）は、それが強力な酸化剤であることに起因している。この高い化学反応性が、他の分子から電子を受け取ろうとする不安定な電子配置と結び付き、それによってフリーラジカルが形成される。この過程で、オゾン分子は分解される。オゾンは、その酸化作用によって、ある特定の無機物および有機物に急速に作用する。
【０００７】
特定の炭化水素、サッカリド、殺虫剤などに対して酸化作用を有することは、オゾンが特定のプロセスにおける化学物質として適切であることを意味している。オゾン、酸素、ヒドロペルオキシド、および紫外線放射を組み合わせることで、より多くのフリーラジカルが生成されるため、反応はより迅速かつ効果的に進むことになる。光分解および光触媒プロセスが、生物を分解して無害にするのに用いられ、そのために、さまざまな波長の光が用いられている。用いられる一般的なスペクトルの１つは紫外線であり、ある特定の波長は、所望の効果を生み出す上で、他の波長よりも有効となっている。例えば、液体中の酸素からオゾンを生成し、そのオゾンを生物と反応させるのには、２００ｎｍより短い波長が有効である。この効果を高めるため、いくつかの方法では、オゾンの生成を促進するために追加的な酸素が使用されている。
【０００８】
他の方法は、生成したオゾンにある特定波長の紫外線を放射して、オゾンを分解し、オゾンより攻撃性のあるラジカルを生成することである。このような方法は、欧州特許第０８００４０７号明細書に開示されており、そこでは、処理すべき媒体が、ある形態のエンクロージャに導入される。エンクロージャ内で、媒体が、１３０〜４００ｎｍの範囲内のスペクトル分布を有する紫外線にさらされる。
【０００９】
特に、２００ｎｍより短い波長は、媒体中の酸素をオゾン分子（Ｏ3）に変換する。形成されたオゾン分子は、同時に、上記の波長範囲、特に〜４００ｎｍの波長を有する放射線によって分解される。それと同時に、形成されたＯ2は分解され、原子状酸素が形成される。
【００１０】
フリーラジカル、特にＨＯラジカル（HO' radicals）の発生中にその効率を高めるために、触媒が利用されており、それは、オゾンがフリーラジカルに分解される区域に配置される。触媒に使用される材料は、例えば貴金属、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素およびこれらの混合物などの、金属および／または金属酸化物を含んでいてよい。
【００１１】
船舶のバラスト水を処理する場合、未処理の水が船舶から流出することがないように、処理に関連したバラスト漲水（ballasting）およびバラスト排水（deballasting）が行われることが非常に重要であり、装置、バラスト水揚水装置、ならびに処理装置が制御され監視されることで、安全で最適な機能が得られるのと同時に、システムのさまざまな部分の誤動作が表示されて、適切な手段を講じることができることが非常に重要である。また、船舶の安全が脅かされないことも非常に重要である。
【００１２】
ラジカルの生成は、オゾンを発生させることができる複数の紫外線放射手段であって、同時にオゾンを分解して触媒存在下でラジカルを発生させる複数の紫外線放射手段を有する反応器または浄化器で行うことができる。発生手段は、駆動ユニットによって操作され、特定の波長を放出する紫外線ランプであることが好ましい。このようなランプの出力は、かなり高く、駆動ユニットからかなり多くの出力を必要とする。このことは、すなわち、ランプが大量の熱を発生させることを意味する。駆動ユニットは、保護のために、キャビネット内、好ましくは気密キャビネット内に配置されており、爆発に対する安全に関する要件、いわゆるＥＸ等級（EX-classification）が満たされている。キャビネット内でこのように発生した熱は、キャビネット内部の構成部材が過熱しないように注意する必要がある。気密キャビネットであるため、キャビネット内に、冷却空気を循環させる空気の吸い込み口および吹き出し口を設けることはできない。
【００１３】
エンクロージャ内部で発熱する装置を冷却するいくつかの解決策が開発されている。その一例は、欧州特許第０３６１１９６号明細書に開示されており、キャビネット内部に、耐腐食性銅からなる冷却システムが配置されている。この解決策の欠点は、キャビネットが気密ではないことであり、さらに、冷却装置がキャビネットの内側に配置されていることである。このことは、キャビネットが配管用の通路を備えている必要があることを意味し、さらには、冷却システムに漏れがあった場合にキャビネット内部の装置が損傷を受けるリスクがあることを意味している。仏国特許発明第２６２４６８４号明細書には、エンクロージャの内部を冷却する同様の解決策が開示されており、そこでは、冷却配管はエンクロージャ内部に配置されている。米国特許第７０５１８０２号明細書には、空気が冷却液の外部冷却源で冷却されてエンクロージャ内を吹き流れる冷却装置が開示されている。したがって、この開示されたキャビネットは、空気の吸い込み口および吹き出し口を備えており、キャビネット内部の装置をＥＸ環境（EX-environments）のような環境から分離しなければならない環境では使用することができない。
【００１４】
したがって、構成部材を損傷するリスク、および／または、爆発環境のような環境に影響を及ぼすリスクを冒さずに、気密キャビネット内部の発熱する構成部材を適切に冷却できるようにする冷却装置が必要である。
【００１５】
流体中の固体を濾過する多くの分野および用途では、フィルタが使用されている。１つの用途は、船舶のバラスト水を処理するシステムである。このようなシステムの主要な目的は、世界のある水域に棲息する生物が、その生物の元来の棲息地ではない他の水域であって、その生物が新しい環境に置かれた時に元来の海洋生物に対して悪影響を及ぼす可能性がある他の水域へと移動するのを防止することである。
【００１６】
このようなシステムは、バラスト水中の生物を全滅させるある種の処理手段を有している。しかし、処理すべき海水は、より大きな生物や、バラスト水処理システムに侵入するのが望ましくない他の物質を含んでいる可能性がある。そのため、システムは、バラスト水システムの入口側の配管上にフィルタを備えている。フィルタは、メッシュのサイズより大きい物質を効果的に濾過して取り除く微細メッシュフィルタプレートまたは微細メッシュフィルタシリンダを含むことができる。
【００１７】
しかし、フィルタが適切に機能するためには、フィルタを定期的に洗浄する必要がある。フィルタエレメントまたはフィルタキャンドルを洗浄する１つの方法は、フィルタ構成部材を逆洗（back-flushing）し、濾過によって取り除かれた、より大きい物質を除去することである。未処理の生物が存在している逆洗液は、排出されてはならない。また、バラスト水に関して、フィルタはバラスト漲水時にしか使用できない。それは、逆洗の洗浄プロセス時に、リジェクト水（reject water）が、バラスト漲水が行われたのと同じ場所に送り出される必要があるか、または処理される必要があるためである。
【００１８】
通常、リジェクト水は船舶の逆洗配管システムを通って送り出されており、そのことは、バラスト水作業の完了時に、フィルタと排出場所との間の逆洗配管内に依然として汚染水が存在することを意味している。そして、この水は、船舶が新たな場所で次のバラスト漲水を行う間に、海中に放出されることになり、すなわち汚染水は船外へと送り出されることになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、船舶から未処理の水が流出するリスクを最小限に抑えるために、装置の十分な機能および制御を実現し、船舶の十分な安全を確保し、処理プロセスを完全に支配する、船舶のバラスト水を処理するシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
この目的は、独立した請求項に記載した内容によって達成される。好ましい実施態様は、従属した請求項の主題となっている。
【００２１】
本発明による、汚染されたバラスト水を処理するシステムは、水の入口および出口と、入口と出口とを接続する配管と、配管に接続された少なくとも１つの処理ユニットであって、ユニット内を流れるバラスト水を動作時に処理することができる少なくとも１つの処理ユニットと、バラスト水用のフィルタ手段と、配管と処理ユニットとフィルタ手段とを通る流れを制御する弁手段と、を有している。バラスト水を非常に安全で効率的に処理するために、上記システムには、すべての故障機能および故障状況と、立ち上げ時、バラスト漲水時、バラスト排水時および洗浄時における、すべての異なるプロセスシーケンスとを管理して制御することができる制御ユニットが配置され、そうしてシステムは、未処理の水が制御されずにシステムから流出することがないようにしている。
【００２２】
本発明の一態様によれば、１つの選択肢として、バラスト水を処理するＡＯＴ技術に従って、触媒と共に紫外線放射ランプを利用することができる。このようなランプは、触媒が存在する反応区域内でオゾンとフリーラジカルの両方を発生させる上で非常に効率的である。しかし、ランプが適切に機能するには立ち上げ時間が必要であり、本発明によるシステムによって、立ち上げ時には非汚染水の冷却流が得られるようになっている。また、立ち上げ時に、冷却水の液面が低すぎる場合、および／または、温度が高すぎる場合にも、制御ユニットによって対処がなされることになる。
【００２３】
さらに、汚染されたバラスト水の処理は、処理ユニットが十分に機能しているときにだけ行われる。動作時に１つのランプが故障した場合、制御ユニットは、この状況に対処して処理ユニットを停止させる。また、処理ユニットが停止した場合にも、アラームが船舶のコントロールパネルに送信され、それに応じて、システムを通る流れが調節される。また、このことを記録して、システムの処理履歴が得られるようにすることも好ましい。
【００２４】
さらに、システムは、制御ユニットがフィルタの逆洗や処理ユニットのランプの洗浄などを制御して監視するような、追加的で有益な機能を有している。したがって、制御ユニットは、システムの使用時に発生しうるすべての故障機能および故障状況と、立ち上げ時、バラスト漲水時、バラスト排水時および洗浄時における、すべての異なるプロセスシーケンスと、を管理して制御する。このことは、すべて非常に確実に行われて、汚染されたバラスト水が制御されずに船舶から流出することがなくなる。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、本発明の目的は、本発明のシステムに含まれるさまざまな構成部材を適切に冷却することである。
【００２６】
この点で、本発明は、発熱する構成部材を収容する実質的に気密なキャビネットを有する、バラスト水を処理するシステムで使用され、キャビネットに取り付け可能であって、取り付け時に発熱する構成部材に隣接して配置される伝熱パネルと、パネルに配置された、冷却媒体に接続可能な配管と、配管をパネルに接触させて取り付ける取付手段と、を有する冷却装置で特徴付けられる。
【００２７】
本発明のさらに別の態様によれば、パネルが、キャビネットの壁部分を構成して、キャビネットに密封して取り付けられている。発熱する構成部材がパネルに取り付けられていることが好ましい。
【００２８】
さらに、本発明の一態様によれば、キャビティの内部に面するパネルの表面に、冷却フィンが設けられており、パネルが少なくとも１５ｍｍの厚さを有していることが好ましい。
【００２９】
本発明のさらに別の態様によれば、キャビネットが、配管の外側に配置された絶縁部材をさらに有している。
【００３０】
配管が船舶の低温水回路に接続可能であることが有利である。
【００３１】
本発明には多くの利点がある。伝熱パネルに隣接して配置された、あるいはパネルに直接配置された発熱する構成部材を備えたキャビネットの外側に、伝熱パネルおよび冷却配管が配置されるので、構成部材からの熱がパネルに伝達されて冷却配管によって冷却されるという点で良好な冷却効果が得られると同時に、キャビネット内部の冷却媒体が漏れるリスクがない。
【００３２】
パネルを、キャビネットの壁部分として作成し、キャビネットの他の壁部分に密封してに取り付けることもできる。この場合、パネルは、キャビネットの一体部分となり、内面を使用してその表面に発熱する構成部材を直接取り付けることが可能である。気密性を維持するために、シールが、パネルとキャビネットとの間に設けられている。パネルの内面上に冷却フィンを配置して、伝熱特性を向上させることも好ましい。
【００３３】
パネルが、かなりの大きな厚みを有しており、それにより、伝熱を促進するだけでなく、キャビネットに安定感も与え、パネルに取り付けられた構成部材も支持することが好ましい。冷却装置の効果をさらに高めるために、絶縁部材が冷却配管の外側に配置され、冷気がパネルの方に「案内（directing）」されており、その絶縁部材は、適切な絶縁材料のプレートまたはパネルであってよい。
【００３４】
設置および操作を容易にし、良好な冷却効果を確保するために、その装置は、船舶の低温水回路に取り付けられていることが好ましく、それによって、温度が制御された冷却水を得ることが可能となる。
【００３５】
本発明のさらに別の態様によれば、バラスト水を処理するシステムにおける方法およびシステムであって、逆洗洗浄作業からの汚染水が所望しない場所に排出されるのを防止する方法およびシステムが提供される。
【００３６】
本発明の主要な態様によれば、本発明は、船舶に配置されたバラスト水処理管システムに配置され、汚染された流体中の物体を濾過するために使用されたフィルタであって、管システムがフィルタと排出出口との間に逆洗配管を有する、バラスト水処理管システムに配置されフィルタを洗浄する方法であって、フィルタと逆洗配管とを通る逆洗流を発生させるステップと、逆洗流時にフィルタから除去された汚染物質を逆洗配管から除去するように、少なくとも逆洗配管を流体で処理するステップとを含む方法によって特徴付けられる。
。フィルタがさらに流体で処理されることが好ましい。
【００３７】
本発明の別の態様によれば、逆洗配管から汚染物質を確実に除去するように、逆流が数回実行される。
【００３８】
一代替例によれば、流体は、淡水、蒸気、気体、またはこれらの組み合わせである。
【００３９】
淡水を、船舶の水道水システムから取り込むことができ、または船舶のエンジン冷却システムから取り込むことができる。
【００４０】
別の態様によれば、淡水が処理前に加熱される。
【００４１】
さらに別の主要な態様によれば、本発明は、この方法を実施するためのシステムを有している。システムは、センサおよび調節可能なユニットによってプロセスを自動的に制御する手段を備えていることが好ましい。システムは、フィルタにおける圧力低下を検知することができる場合、フィルタの自己洗浄処理を開始することができる。
【００４２】
本発明にはいくつかの利点がある。本発明は、バラスト漲水場所でのフィルタの逆洗洗浄後に、逆洗配管内の汚染物質を除去することができるため、汚染水がシステムに残存するリスクが大幅に低減される。そうでないと、汚染水が別の位置に排出され、バラスト水処理システムを無力化することになる。
【００４３】
本発明によれば、フィルタおよび逆洗配管内の汚染水の処理および除去は、さまざまな種類の液体によって行うことができる。一態様によれば、フィルタで濾過されて取り除かれた汚染物質を除去するために、バラスト漲水場所での海水が何度も使用される。したがって、バラスト漲水時にシステムに進入した汚染物質は、同じ場所で排出される。
【００４４】
別の態様によれば、船舶からの淡水が処理用に使用される。これによって、安全性がさらに向上し、汚染物質がシステムに残存することはない。この点に関して、船舶の水道水および冷却水の両方が使用されてもよい。使用される水が処理前に加熱され、そのことで、処理の安全性および効率がさらに向上することが好ましい。加熱された蒸気を使用して、温水と同じ効果を与えることもできる。さらに、例えばオゾンやラジカルのような、あらゆる生物および汚染物質を全滅するのに有効な気体を利用することができる。
【００４５】
本発明の上記および他の態様および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明によるバラスト水を処理するシステムの概略図である。
【図２】図１によるバラスト水処理システムに関する詳細図である。
【図３】本発明によるシステムに含まれる処理ユニットを概略的に示す図である。
【図４】本発明に含まれる冷却装置の一実施形態を示す拡大斜視図である。
【図５】図４の実施形態に含まれる固着手段の詳細図である。
【図６】図４の装置の取り付け方法を示す図である。
【図７】図４の装置の取り付け方法を示す図である。
【図８】本発明に含まれる冷却装置の別の実施形態を示す図である。
【図９】本発明で利用可能なフィルタの断面図である。
【図１０ａ】フィルタの濾過段階を示す図である。
【図１０ｂ】フィルタの逆洗段階を示す図である。
【図１１】処理ユニットを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
以下に、本発明について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００４８】
本発明は、水の非化学的な取り込み技術（containing technology）を利用する。図１は、液体処理ユニット、つまり反応器１０を含む、バラスト水を処理するシステムを概略的に示している。システム全体の残りの部分としては、入口管１８、フィルタ２４、出口管４０、および洗浄ユニット５０が含まれる。
【００４９】
本発明によるバラスト水処理システムおよびその機能について、図２に関連してより詳細に説明する。バラスト漲水およびバラスト排水の両方を行うシステムの主管１８への取水口を矢印２０１で示す。船舶の制御システムによって制御されるバラスト水ポンプ（図示せず）は、システムに水を送り込むように入口に配置されている。入口に隣接して、閉鎖弁２３を有する管分岐２０が配置されており、流れ方向における管分岐の後方の主管に、主閉鎖弁２２が設けられている。管分岐の一方は、フィルタ構成２４へとつながり、閉鎖弁２６を介して、主閉鎖弁の下流側で主管へと戻っている。さらに下流側では、流量センサ２８および圧力センサ２９が主管に配置されている。図示したシステムの実施形態では、主管はその後、それぞれが入口閉鎖弁３２を備えた互いに平行な４本の分岐管３０に分岐される。
【００５０】
各分岐管には、液体処理ユニット１０、つまり反応器が配置されている。非制限的な例として、液体処理ユニットは、ＡＯＴ（ａｄｖａｎｃｅｄ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、高度酸化技術）を利用することができる。ＡＯＴ反応器は、ユニット内を流れる水を処理するための３つの重要な構成部材を利用する。１つは紫外線発生手段、すなわち、光触媒、および／または、微生物の直接除去、および／または、液体中のフリーラジカルまたは液体に溶解している成分の直接形成、および／または、気体として存在するかまたは液体に溶解している酸素からのオゾンの直接形成に十分なエネルギー（３８０ｎｍ未満）を有する紫外線スペクトル範囲の波長を発生する手段である。この波長によって、第２の構成部材が、水中でオゾンを生成し、同時にオゾンを分解してフリーラジカルを形成することが可能となる。第３の構成部材は、オゾンおよびフリーラジカルが生成される反応区域内に触媒を配置して、フリーラジカルの量を増大させる。
【００５１】
図３に示す実施形態によれば、ＡＯＴ浄化器はハウジング７０を有しており、図示した実施形態では、ハウジング７０は、断面が矩形状の概ね細長いエンクロージャであって、エンクロージャの各端部に入口７２および出口７４を有するエンクロージャとして示されている。水は、エンクロージャ内を流れる際には、入口と出口との間を結ぶ細長いエンクロージャの方向に流れることになる。エンクロージャ内には、複数の紫外線放射光源７６が石英ガラスの細長いチューブ７８の中に配置されており、それらはコンパートメントの対向する壁の間を延びている。光源は適切な電源に接続されている。紫外線放射光源は、１３０〜４００ｎｍの範囲の波長を放出するように選択され、媒体中の酸素をオゾン分子（Ｏ3）へと変換し、そのオゾン分子の分解を行う。
【００５２】
さらに、複数のプレート８０がエンクロージャ内に配置されている。そのプレートの延びる方向は、流れ方向と一致しており、したがって、ランプの延びる方向に垂直となっている。プレートは、互いに間隔を置いて積層状に配置されている。プレートは、ＡＯＴプロセスの触媒として働くことで、生成されるラジカルの量を増大させることになる。したがって、プレートは、反応区域内で生成されるラジカルの数を増大させるために、触媒活性を有する材料からなる。この材料は、例えば貴金属、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ケイ素、それらの混合物などの、金属および／または金属酸化物を含んでいてよい。
【００５３】
反応器の内部では、十分な混合および乱流によって、反応区域を通過するすべての量の液体がフリーラジカルにさらされ、完全な処理が行われるようになる。乱流および混合は反応器内の多数の構成要素によって実現される。ランプの位置および形状は１つの構成要素であり、その形状および表面構造と同様に、ランプと流れ方向の両方に対する触媒の配置によっても、混合は十分に増大し、また、この態様では、ラジカルが最も有効な触媒表面に近接したデッドゾーンの防止は高められる。したがって、重要となるのは、ランプから触媒の活性表面への光の伝達、その表面の近傍への生物の移動、および活性面から液体体積へのラジカルの移動である。
【００５４】
各反応器は、温度センサ３４および液面センサ３６を備えている。流れ方向から見て各反応器の後方には、閉鎖弁３８が配置されている。反応器からの分岐管は、出口２０１に接続された主管４０に再接続されており、その出口は、流れを船舶のバラストタンクか、あるいは船舶の外部へと案内するための位置弁（図示せず）を備えている。出口管も閉鎖弁４２を備えている。反応器用の立ち上げ冷却流システムがさらに配置されている。立ち上げ冷却流システムは、閉鎖弁４３を備えた、船舶の冷却システムから来る入口４０３を有している。それから管４４は、すべての反応器に分岐して、反応器の閉鎖弁３２の後方に位置する、反応器の主入口管に接続している。各反応器の後方で、戻り分岐管４６が主出口管に接続されており、各戻り分岐管は、閉鎖弁４８を備えている。戻り分岐管は主戻り管に接続されている。
【００５５】
さらに、本発明のシステムは、液状の洗浄媒体が充填されたタンク５２を有する洗浄ユニット５０を備えている。タンクから出る入口管５４は、ポンプ５６と、ポンプの下流側に閉鎖弁５８とを備えている。それから入口管は、４本の分岐管に分岐して、それぞれの分岐管は、反応器の各入口閉鎖弁３２の下流側で反応器に接続されている。各分岐管も閉鎖弁６０を備えている。流れ方向における各反応器の後方であって、閉鎖弁より前には、閉鎖弁６４をさらに備えた分岐管６２が配置されており、各分岐管は洗浄ユニットへと戻る戻り管６６に接続されている。洗浄ユニットのタンクは、洗浄液体の液面を検知することができる液面センサ６８を備えている。すべてのセンサは、電線を介して、センサからの信号を処理するための適切な手段を含む制御ユニットに接続されており、後述するように、信号の種類に応じた必要な動作を実行する。こうして、制御ユニットは、プロセッサ手段、メモリ手段、入出力ユニット、および通信用のマシン・ヒューマン・インタフェースを有している。制御ユニットは、船舶の他の制御システム、例えば、コマンドブリッジ（commando bridge）上または機関室内に配置されたコントロールパネルと通信する通信手段をさらに有している。このことは、船舶のバラスト漲水／バラスト排水の機能のいくつかは、自動的に実行してはならず、熟練者が作動させる必要があるので重要である。本発明の制御ユニットのグラフィカルインタフェースは、船舶の他の制御システムに組み込まれていてもよい。
【００５６】
さらに、いくつかのセンサ、測定および制御装置、および弁について、本発明に関連してすでに説明しているとしても、また以下に説明するにしても、他の多くの種類の測定および制御装置が使用可能であり、それらのすべてが当業者にとっては容易に入手可能であることを理解されたい。したがって、空気圧装置、油圧装置、電気電子装置および通信手段、またはこれらの組み合わせと併用して、さまざまな装置が使用可能である。有線および無線通信システムが使用可能であり、それらはアナログやデジタル、またはそれらの組み合わせであってよいことも理解されたい。
【００５７】
システムは、以下のように機能するようになっている。
【００５８】
（立ち上げ）
システムの立ち上げ時、例えばバラスト漲水時には、以下に説明するように、システムは空である。反応器の紫外線ランプは、始動するのにある程度時間がかかり、動作している時に多量の熱を発生するため、立ち上げ時に冷却する必要がある。紫外線ランプは、始動段階中には適切に動作しないため、この段階では処理すべきバラスト水によって冷却することはできない。したがって、この段階中に反応器を通過する冷却流が必要となる。したがって、主管の弁２２が閉鎖され、船舶の冷却システムからの入口管上に配置された弁４３が開放される。冷却システムからの流れは、開放した分岐管の弁４５を通過して反応器１０へと入り、反応器の各主管の閉鎖弁３２は、逆流が生じないように閉鎖されている。反応器の１つが何らかの理由で始動しない場合、冷却液の分岐弁は閉鎖されている。
【００５９】
こうして液体が、反応器へと流入し、反応器を充填する。この段階では、戻り分岐管の閉鎖弁４８、主出口管の閉鎖弁３８および洗浄分岐管の閉鎖弁６４は閉鎖されている。反応器が充填されたことは、各反応器の液面センサ３６によって検知される。センサによって反応器が充填されたことが示されると、信号が制御ユニットへと送信される。そして次のステップでは、反応器のランプ７６が始動する。立ち上げ時には、ランプが順次始動していくのが好ましいが、ランプへの電流を零から最大値まで段階的に増加させることで、ランプは「ソフト」に始動されて（"soft"-started）もよい。ランプを完全に作動させるには数分かかり、ランプは熱を発生するため、反応器を通る流れを設ける必要がある。そこで、戻り分岐管の閉鎖弁４８が開放され、冷却流体が流れることができる。反応器内部の温度は温度センサによって連続して監視される。立ち上げ期間はいずれにしても、反応器が経験上知られている時間、例えば４分後に使用できるように設定される。代わりに、ランプの動作温度に相当する、ランプの駆動ユニットに対する電圧を測定することができる。
【００６０】
（バラスト漲水）
ある一定期間の後、ランプが動作可能な状態となり、反応器がバラスト水を処理する準備が完了する。制御ユニットは、システムがバラスト漲水を行う準備ができたという信号またはメッセージを、船舶の制御ユニットに送信する。そして、バラスト漲水の責任者が、船舶の制御ユニットからバラスト水ポンプを作動させる。システムでは、主管閉鎖弁２２は閉鎖したままにされ、フィルタへの分岐管の弁２３と弁２６とが開放される。同様に、反応器の入口弁３２および出口弁３８も、主出口弁４２と共にそれぞれ開放される。こうして、バラスト水ポンプで汲み上げられたバラスト水がフィルタを通過するように案内される。フィルタは、水からエビ、イガイ、海草などのより大きな成分を分離可能ないくつかの異なるフィルタソリューションを含むことができる。そして、フィルタを通過した後、水は反応器の各主入口管へと送り込まれる。冷却システムの分岐管の弁、すなわち入口と出口は共に閉鎖される。その後、水が上述したＡＯＴ技術によって処理され、水中のすべての生物が効率良く死滅する。それから水は、主出口管を通じてバラスト水タンクへと導入される。
【００６１】
（バラスト排水）
バラスト排水時にバラストタンクから出る水を処理する際、水は、バラスト水ポンプによってバラストタンクから主入口管へと注入される。ここで、フィルタ分岐管の閉鎖弁２３は閉鎖され、主入口管の閉鎖弁２２が開放される。こうして、バラスト排水時の水は、フィルタを通過せずに、直接反応器内に送り込まれる。それから、出口において、位置弁は、水が海中に送り出されるような位置をとる。
【００６２】
システムは、空気も含有するバラスト水を処理可能な、ポンプ、弁およびセンサを備えていることが好ましい。これは、バラストタンクのいわゆるストリッピング時、すなわちバラストタンクが完全に空になる場合に当てはまる。最後の量のバラスト水が除去できるように、ベンチャー効果（venture-effects）を利用した特別な種類の圧縮空気駆動式ポンプ／エジェクタが用いられる。したがって、最後の量のバラスト水は、多量の空気を含み、低流動である。システムは、取り除かれるバラスト水の中の空気の量を測定可能なセンサを含んでいることが好ましい。また、これは最後の量のバラスト水の場合に当てはまることであるが、バラスト水の中に油が存在するかどうかについて、システムが、それを検知可能なセンサを有することも可能である。
【００６３】
バラスト水タンクは、上述のようにポンプを使用して、何度も充填されたり空にされたりする。しかし、バラスト水タンクは、船舶内の多数の位置に配置することができ、時には、バラスト水システムの出口よりも高い位置またはバラスト水の入口よりも低い位置に配置されている。そのような場合、ポンプが何度も使用されることはなく、代わりに、重力のみを使用して、タンクは空にされたり充填されたりする。本システムは、このような場合にも対処することができる。というのは、この場合、流れは、低圧であるにもかかわらず反応器を通過して、水が処理されるからである。その低圧のため、プロセスは低速になるが、システム、センサおよびさまざまな機能の制御プログラムは、これに対処するようにプログラムされている。流入管上に２８や２９で示すようなシステムの流量センサおよび圧力センサが、流れおよび圧力が一定のレベルまで低下したことを検知すると、バラスト水ポンプを作動させる信号が送信される。
【００６４】
（バラスト漲水／バラスト排水時の反応器の監視）
バラスト水の処理時には、反応器は常時監視されている。温度センサ３４によって検知された１つの反応器の温度が、設定された温度限界を超えて上昇する場合、信号が制御ユニットに送信され、それによって、その反応器のランプは直ちに停止し、アラーム信号が船舶のコントロールパネルに送信される。温度センサ自体が故障した場合には、アラーム信号が送信され、反応器が停止する。しかし、立ち上げ時には、冷却システム用の弁４５、４８は閉鎖されないが、流れは反応器内を通過可能となる。一方で、動作時には、反応器に対する入口主管および出口主管の閉鎖弁３２、３８は閉鎖され、アラーム信号がコントロールパネルに送信される。反応器の動作の安全面をさらに向上させるために、圧力が降下する場合にアラームを出して反応器を停止させる圧力センサを含んでいてよい。
【００６５】
同様に、立ち上げ時には、１つの反応器の液面センサ３６が、その反応器が適切に充填されていないことによって作動すると、アラーム信号が制御ユニットに送信されて、反応器のランプを停止させる信号が誘発される。冷却システムの入口分岐管および出口分岐管の閉鎖弁は閉鎖される。
【００６６】
反応器内の各ランプは、ランプが動作しているかどうかについて表示可能な制御手段を備えている。反応器内の少なくとも１つのランプおよび／または十分な数のランプが故障して、紫外線出力が十分に確保されない場合、信号が制御ユニットに送信され、反応器は直ちに停止する。このことは、反応器内のすべてのランプの電源が切られ、反応器に対する主管の入口閉鎖弁および出口閉鎖弁が閉鎖されて、未処理のバラスト水が故障した反応器内を流れなくなることを意味している。
【００６７】
反応器が停止したときには、制御ユニットが、動作中の反応器の数と共に、流量センサ２８によって主管を通過する実際の流れを検査する。流れが反応器の処理能力を超えていた場合には、流れが保証された量を超えていることを示すアラームが生成されて船舶のコントロールパネルへと送信され、流れが低下することになる。
【００６８】
バラスト処理の制御ユニットは、流量を制御して調節することはできない。制御ユニットが流量の制御および調節を行うと、バラスト漲水およびバラスト排水時に船舶が危険にさらされる可能性があるので、これを行うことができるのは、コマンドブリッジ上の熟練者または機械担当者だけである。一方で、彼らはアラームを作動させ、適切な手段を講じるなければならない。また、何らかの理由でバラスト水ポンプの電源が切られたりポンプが故障したりした場合には、このことは流量センサによって検知され、信号が制御ユニットへと送信される。それによって、反応器の電源が切られ、反応器の入口主管および出口主管の閉鎖弁が閉鎖される。
【００６９】
処理プロセスの記録を行うために、バラスト水処理システムを通る流れおよびセンサからのすべての信号が記録される。
【００７０】
（バラスト漲水／バラスト排水の停止）
システムをバラスト漲水／バラスト排水の後で停止させる際に、未処理の水が船舶から流出することがないように、特定のステップが実施される。バラスト漲水が行われ、フィルタが使用されると、停止の前にまずフィルタの逆洗が行われる。この場合、フィルタの出口弁２６が閉鎖されて、制御ユニットによって逆洗が作動する。逆洗に使用された、フィルタを通過後の水は、海中へと戻される。これが行えるのは、フィルタがバラスト漲水時にのみ使用され、その逆洗がバラスト漲水の直後に実施されるためである。したがって、この瞬間に未処理の水が船舶から流出するリスクはない。それから、ランプの電源が切られ、反応器の入口管および出口管の閉鎖弁が、主出口閉鎖弁と共に閉鎖される。
【００７１】
その後、残っている水が反応器から排出される。これは、洗浄ユニットの管システムを利用することによって行われる。一般に、反応器に対する洗浄システムの入口管および出口管は、反応器の底部に配置されている。反応器の排水を行うために、洗浄ユニットの入口弁６０および出口弁６４が共に開放される。洗浄ユニットの主管の入口弁は閉鎖され、その入口弁の下流側の分岐管は開放される。この分岐管は、矢印４６０で示すように、船舶のビルジタンクと連通している。したがって、反応器の未処理の水は、ビルジタンクへと流れるので、船舶から外へ出ることはできない。
【００７２】
システムは待機機能も備えている。バラスト漲水またはバラスト排水作業が開始されていて、何らかの理由でそれを一時的に停止しなければならない場合には、反応器に対する主管の弁が閉鎖され、冷却液の分岐管が開放されて、冷却液が反応器内を循環することが可能となる。このように、この一時的停止の間、反応器のランプを停止させる必要はない。そうでなければ、システムを完全に停止させてから、その後再始動させなければならず、その場合には、かなり長い時間がかかることになる。
【００７３】
（ランプの洗浄）
反応器の排水を行った後、すなわち、各バラスト水洗浄プロセスの後で、ランプが洗浄される。これは、洗浄ユニットによって行われる。各反応器は別々に洗浄されることが好ましい。したがって、１つの反応器の入口弁３２および出口弁３８が開放される。同様に、洗浄ユニットの主入口弁６０および主出口弁６４が開放され、ポンプ５６が始動する。こうして、反応器は、一定期間にわたって、タンクからの処理液で洗い流される。ランプ上の付着物の膜は塩基性であるため、処理液はｐＨ値が低いことが好ましい。処理液の一例としては、環境に無害な乳酸ホエー（lactic whey）およびクエン酸が含まれる。洗浄液のほとんどが、その後の洗浄プロセスで再利用される。しかし、一定回数の洗浄プロセスを実施すると、洗浄液は、非常に多くの付着物および他の汚染物質を含み、そのため交換する必要が生じる。
【００７４】
もちろん、反応器を空にする代わりに、洗浄プロセス後に反応器を再充填することが可能である。そのとき、反応器は淡水で充填されるのが好ましく、場合によっては、そこに腐食防止剤や良好な吸収能力を有するリン酸塩などの防腐剤を添加して、イオンを結合させることが好ましい。この点では、別個の管ループを介して、別個の淡水タンクが反応器に接続されていてよい。
【００７５】
システムの上記の実施形態では、４つの反応器の場合について説明した。しかし、処理すべきバラスト水の体積に応じて、たった１つからかなり多くの数まで反応器は設けられていてよいことを理解されたい。また、上述したＡＯＴシステム以外の、紫外線を利用した処理ユニットが本発明で使用できることも理解されたい。これに関しては、紫外線スペクトル範囲が１００〜４００ｎｍに及ぶ紫外線発生手段を利用することができる。
【００７６】
上述のように、ＡＯＴ浄化器は複数のランプを備えている。各ランプには、ランプを作動させる駆動ユニットが接続され、それらの駆動ユニットはキャビネット１２０内に配置されている。紫外線ランプを作動させるには、各駆動ユニットがランプに十分な出力を与える必要がある。このことは、駆動ユニットがキャビネット内部でかなり多くの熱を放出することを意味し、そして、キャビネット内部の構成部材が過熱しないようにこの熱に対処しなければならないことを意味している。キャビネットは、爆発に対する安全性に関する要件を満たす必要のある環境、いわゆるＥＸ階級（EX-class）の装置に配置されることがあるため、実質的に気密に構成されている。
【００７７】
図４は、本発明の一態様による冷却装置の一実施形態を示している。冷却装置は、キャビネット１２０に対して配置されており、キャビネットは、それが置かれるようになっている環境および気候に適した材料からなっている。例えば、キャビネットは、一重壁または二重壁の金属板であって、例えば水分、塩水などに対して耐性があるコーティングを有する金属板からなっていてよい。キャビネットは、厳しい環境ではステンレス鋼からなっていてもよい。キャビネットが二重壁の場合には、以下で議論するように、キャビネットは絶縁部材を有していてよい。キャビネットは、標準等級の枠内で明確に定義されているように、爆発安全環境に関する基準、いわゆるＥＸ階級まで満たすように構成されている。キャビネットは、フロントドア１２２を備えており、フロントドアには、ドアを閉鎖してロックされた状態に維持するロック手段（図示せず）が設けられている。シール（図示せず）がドアとキャビネットとの間に配置されており、周囲からキャビネットの内部を遮断している。ケーブルのようなすべての貫通（through-going）構成部材の周りには、気密シールも配置されている。
【００７８】
キャビネット内部に、反応器ランプを浄化するための駆動ユニット１２４が配置されている。駆動ユニットは、とりわけ、ランプを作動させる電力を供給可能なユニットを有する、ランプ用の駆動変圧器を有している。キャビネットは、標準として、１つの反応器内に配置された１０個のランプ用の１０個の駆動ユニットを含んでいる。各駆動ユニットは、駆動手段の周囲の空気を循環させて駆動手段を冷却することができる複数のファン、例えば３つのファンを備えている。駆動ユニットは、冷却装置の一部を形成するベースプレート、つまりパネル１２６上に直接取り付けられており、パネルは、キャビネットの背面パネルを構成している。背面パネルは、好ましくは厚さが少なくとも１５ｍｍであって、例えばアルミニウムからなる、良伝熱材料の厚い金属板で形成されていることが好ましい。背面パネルは、キャビネットの嵌合ねじ穴に入る複数のボルトによって、キャビネットに固定して取り付けられている。さらに、シール１２８が背面パネルとキャビネットとの間に配置され、ＥＸ等級を保証している。ゴムやいくつかのプラスチックなど、密封に適した材料は複数ある。背面パネルの外面上には、冷却回路１３０が配置されている。冷却回路は、図示した実施形態では、複数回曲げられて背面パネルの大部分をカバーする非腐食性材料の配管を有している。配管は、配管を収容して固定するように形成された、例えば押出成形されたアルミニウムからなる固定プレート１３２によって、所定の位置に保持されている。固定プレートは、適切な方法で、背面プレートにボルト止めされている。固定プレートは、縦溝１３４をさらに備えている。配管および固定プレートの外側には、絶縁板１３６が配置されており、背面プレートを覆っている。絶縁板は、図５に示すように、自己ねじ切りボルト（self-threading bolts）１３８が固定プレートの縦溝１３４と嵌合するように穴にねじ込まれ、つまり溝にねじ込まれるようにして、冷却ユニットに取り付けられている。
【００７９】
このようにして、冷却配管は、キャビネットの内部で発熱する装置が取り付けられる背面パネルに接触している。冷却配管の外側では、絶縁板が、冷却媒体からの冷気を環境に広がらないようにしている。背面パネルは、その厚さのために、伝熱手段として良好に機能すると共に、パネルに取り付けられた構成部材を十分に支持する役割も果たしている。さらに、ねじ取り付け穴を、背面パネルを貫通させることなく背面パネルに形成することができる。背面パネルは、キャビネットを壁または他の平面に取り付ける、貫通穴１４０などの固着手段をさらに備えている。
【００８０】
冷却配管は、温度が制御された閉回路であって、船舶の他の装置の冷却にも使用される、船舶の低温（ＬＴ）水回路に接続されていることが好ましい。ＬＴ水が利用できない場合には、海水を使用することができる。海水の１つの利点は、海水が温度変化に関して比較的安定なことである。さまざまな種類の冷却媒体に対する配管の機能を保証し、かつ腐食を避けるために、配管はステンレス鋼で形成されていることが好ましい。冷却配管内の水の循環は連続的に行うことができ、すなわち、循環の作動と停止の切り替えを、キャビネット内部の装置の動作に応じて行う必要がない。
【００８１】
２つ以上の反応器を使用する場合、または、１つの反応器に対して２つ以上のキャビネットを使用する場合、コンパクトで場所をとらないような解決策を用意するために、キャビネットを、図６に示すように、反応器１０に取り付けられる共有コンソール１４２上に配置することができる。この場合、各キャビネットは、上述のようなキャビネット自体の冷却装置を備えている。また、図７に示すような、本発明による共有冷却装置１４４を有することも可能である。この場合、コンソールは、キャビネットの背面パネルを構成し、および／または、背面パネルを有することができ、また、コンソールは冷却配管を有することができる。この場合、冷却配管の大きさは、ほとんどが単一のキャビネットの場合よりも大きい必要がある。
【００８２】
何らかの理由で、冷却配管に外部の冷却媒体を使用することが好ましくない、または適切でない場合には、背面パネルに取り付けられ、小型の熱交換器と連通する閉ループ冷却配管を設けることも考えられる。上述したように、冷却媒体の循環は、装置が作動しているかどうかにかかわらず連続的であってよい。一方で、１つの温度センサをキャビネット内部に配置するか、または、各駆動ユニットに設けられた温度センサを使用して、キャビネット内部の全体の温度を測定することができる。温度が予め設定された値を超えて上昇した場合には、このことによって、冷却装置内の冷却媒体の循環を増大させることができる。
【００８３】
背面パネルを備えているとして冷却装置を説明したが、当業者には、本発明による冷却装置がキャビネットのいずれかの壁の一部であってよいことが認識されよう。例えば、冷却要求が高い場合には、キャビネットの背面だけでなく側面にも冷却装置を配置することができる。さらに、周囲の温度がキャビネット内部よりも高い場合には、絶縁部材を、キャビネットの、冷却装置を備えていない壁に設けることが考えられる。
【００８４】
図８は、本発明に含まれる冷却装置の他の実施形態を示している。キャビネット１２０は、反応器１０上に取り付けられるか、または反応器の近傍に配置されている。キャビネット１２０内部には、空気／液体熱交換器１５０が配置されている。熱交換器は、上述したのと同様な方法で、冷却水回路の入口１５２および出口１５４に接続されている。さらには、ファンが熱交換器の近傍に配置され、熱交換器に空気を吹きつけるような方向を向いている。冷却装置は、冷却液が熱交換器を通過して流れるように機能している。ファンは、熱交換器で冷却された空気をキャビネット全体にわたって行き渡らせて、各構成部材が適切に冷却されるようにする。この点に関して、キャビネットは、特定の領域および構成部材に空気を向けることができる、バッフルおよび案内手段を備えていてよい。
【００８５】
上記のシステムで使用されるフィルタは、図９に示す種類のフィルタであってよい。フィルタは、濾過すべき水用の主入口２２２および主出口２２４を有するハウジング２２０を有している。概ね円筒状の複数のフィルタエレメント２２６が、濾過された水がフィルタエレメントを通過するように（図１０ａ参照）、ハウジングの内側に配置されている。フィルタエレメントの構成は、一般的なフィルタ構成である、５０ミクロンより大きい粒子を濾過して取り除くことができるウェッジワイヤフィルタ方式であってよい。しかし、一定サイズを超える粒子を濾過して取り除くことができる他の種類のフィルタエレメントが利用できることを理解されたい。
【００８６】
バラスト漲水プロセスが完了した後で、フィルタは、濾過された粒子および生物を除去して洗浄される必要がある。これを行うために、フィルタは、図１０ｂに示すように逆洗される。したがって、フィルタを通る流れは逆転されることになる。このとき、フィルタに対する入口弁および出口弁は、入口側が閉鎖されて、海からの流入水がフィルタの出口を通って案内されるように構成されている。さらに、フィルタ洗浄液は、排出出口２９を有する配管２２８に接続された（図１１参照）、フィルタの別個の逆流出口２２６に送られ、海中へと注ぎ込まれる。
【００８７】
この逆洗作業の１つの問題は、逆流出口配管２２８の中に液体が多少残ってしまうことであり、その液体は、バラスト漲水場所からの生物で汚染されていて、特に、濾過により取り除かれ、逆洗時にフィルタから除去された特定の生物で汚染されている。その後に行われる、別の場所でのバラスト漲水作業後の逆流洗浄において、前の場所からの逆流配管内の汚染水が、新たな場所で排出されることになる。
【００８８】
上記の問題を排除するために、本発明は、この水に対処して、あらゆる汚染を回避する解決策を提示する。
【００８９】
本発明の一態様によれば、逆洗配管内の生物の数を減らすために、フィルタは、システムが停止する前に２回以上逆洗される。各逆洗シーケンスごとに、汚染が少なくなっていき、配管内の生物の数が減ることになる。
【００９０】
本発明の別の態様によれば、汚染水をその本来の場所へと戻し、逆洗配管内を淡水のみにするために、バラスト水作業が完了した際に、淡水を利用して逆洗配管のみを洗い流すか、またはフィルタも同様に洗い流す。
【００９１】
例えば、逆洗管を完全に洗浄するために、逆洗シーケンスを２回実施することができる。洗浄に関しては、高温の水道水を使用することができる。高温の水道水を用いた場合、フィルタから汚染物質を除去できるだけでなく、温水によって逆洗配管と同様にフィルタの消毒も行うことができる。船舶からの低温または高温の水道水を使用すると、水道水システムからの既存の圧力を使用することが可能となり、それによって、ポンプのようなさらに別の圧力手段が不要となる。フィルタは、この作業に関してはたった数時間以内で充填されるため、船舶がまだ出発地点にいるときには、淡水システムの船内容量にはそれほど影響がない。水道水の代わりに、エンジン冷却水を用いてフィルタおよび逆洗配管を洗い流して、連続的に洗浄することができる。この洗浄は、ＩＭＯ（国際海事機関）で定められているように、船舶が外洋にいる間に行うことも可能である。もちろん、上述のように、洗浄プロセスから出る温水を用いて、使用していないときに反応器を充填することも可能である。
【００９２】
本発明のさらに別の態様によれば、逆洗配管内に残る汚染水は、ある種の洗浄プロセスで処理可能である。処理ユニット２４２および循環ポンプ（図示せず）を含む、例えば回路２４０（図１１参照）が、逆洗配管に対して配置されており、好ましくは逆洗配管２２８の両端に接続されている。例えば、処理ユニットは、上述したように、バラスト水処理システムの処理ユニットと同じように機能するＡＯＴユニットを含んでいてよい。
【００９３】
もちろん、フィルタ用および逆洗配管用の処理流体として、蒸気またはスチームを使用することも可能である。このとき、蒸気を生成し、好ましくはその蒸気をさらに加熱する適切な手段が、システムに接続して配置されている。この場合、加熱された蒸気は温水と同じ消毒機能を有している。さらに、本システムに、水と蒸気との組み合わせを用いることも可能である。さらに別の気体、例えばオゾンを、単独かまたは他の流体と組み合わせて使用して、フィルタおよび逆洗配管を処理することも可能である。
【００９４】
フィルタを一旦使用して、その後しばらくの間使用しない場合、フィルタに温水を充填してフィルタ内部の汚染を防止できることが有利である。反応器に関連して上述したように、水に防止剤や防腐剤を添加することができる。
【００９５】
本発明による制御システムは、逆洗配管洗浄を自動的に実施する制御手段をさらに有していてよい。例えば、フィルタは、弁制御手段と、制御システムに接続されたセンサとを含んでいてよい。このとき、フィルタが、フィルタにおける圧力低下を検知できる圧力検知手段を備えている場合には、逆洗作業を自動的に開始することができる。圧力低下がある限界を超えた場合には、システムは自己洗浄サイクルを開始することになる。もちろん、逆洗作業は手動でも開始可能である。システムは、フィルタが逆洗された回数を記録するカウンタをさらに備えていてよい。
【００９６】
以下に、一例として、フィルタ動作について説明する。
【００９７】
バラスト漲水作業の終了時に、バラストシステムの遠隔制御される主入口弁および主出口弁は制御システムによって閉鎖される。その後、逆洗配管に接続された、フィルタの底部にある遠隔制御弁が開放され、フィルタの排水が一定期間行われる。それから、フィルタの底部にある弁が閉鎖され、フィルタが淡水入口管からの高温の淡水で充填される。フィルタハウジング内部がある圧力に達すると、逆洗／排水シーケンスによって１回の排水サイクルの全行程が開始され、逆洗出口配管が洗い流されて、排出開口部を通じて船外への排水が行われる。この後で、高温淡水入口が閉じられ、静止時にフィルタを最良の状態で保存するために、フィルタハウジング、フィルタの底部にある弁、および逆洗配管は、高温の淡水で満たされたままになる。
【００９８】
図示した上述の実施例が、本発明の非制限的な例としてみなされるべきこと、および特許請求の範囲の保護の範囲内で修正できることも理解されたい。
【図１】
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【図２】
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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１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月27日(2009.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
汚染されたバラスト水を処理するシステムを操作する方法であって、水の入口および出口と、該入口と該出口とを接続する配管と、該配管に接続され、紫外線放射手段を有する少なくとも１つの処理ユニットであって、該ユニット内を流れるバラスト水を動作時に処理することができる少なくとも１つの処理ユニットと、前記バラスト水用のフィルタ手段と、前記配管を通る流れと前記処理ユニットを通る流れと前記フィルタ手段を通る流れとを制御する弁手段と、を有するシステムを操作する方法において、すべての故障機能および故障状況と、立ち上げ時、バラスト漲水時、バラスト排水時および洗浄時における、すべての異なるプロセスシーケンスとを管理して制御することができる制御ユニットが配置されていることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記制御ユニットが、前記配管および前記弁手段により、バラスト漲水時に、水を前記フィルタを通過させてから前記処理ユニットに入れるように案内することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記処理ユニットの立ち上げ時に、前記処理ユニットに非汚染水を供給して、前記処理ユニットが動作している時にのみ、汚染されたバラスト水を供給することを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記処理ユニットには、前記制御手段に接続された液面センサが設けられ、該液面センサが、水位を検知して、該水位が所定のしきい値より低い場合にはアラームを発することができ、それにより、前記処理ユニットが停止することを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記処理ユニットには、温度センサが設けられ、該温度センサが、温度を検知して、前記温度が所定のしきい値より高い場合にはアラームを発することができ、それにより、前記少なくとも１つの処理ユニットが停止することを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の記載の方法。
【請求項６】
前記処理ユニットが紫外線放射手段を有し、前記制御手段が、前記紫外線放射手段の機能を検知して、前記紫外線放射手段が誤動作を起こしている場合にはアラームを発することができ、それにより、前記少なくとも１つの処理ユニットが停止することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記アラームが、前記少なくとも１つの処理ユニットの停止によって、前記システムを通るバラスト水の流れを調節するように要求することをさらに含むことを特徴とする、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記システムを通るバラスト水の流れが、前記少なくとも１つの処理ユニットの実際の処理能力と共に記録されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
バラスト漲水プロセスの終了時に前記フィルタを逆洗させる手段を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
処理プロセスの完了後に前記少なくとも１つの処理ユニットの中身を空にする手段を有し、前記制御ユニットが、前記配管および前記弁手段により、前記中身の水を船舶のビルジタンク内へ案内することができることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
洗浄液を有する洗浄ユニットをさらに有し、前記制御ユニットが、前記配管および前記弁手段により、洗浄液を前記少なくとも１つの処理ユニット内へ案内することができることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記制御ユニットが、状態、動作およびアラームを船舶の制御システム全体に伝達する通信手段をさらに有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
バラスト漲水時に、水を前記フィルタ手段を通過させてから前記処理ユニットに入れるように案内するステップをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フィルタ手段が、前記フィルタと排出出口との間の逆洗配管に接続され、汚染された流体中の物体を濾過するために使用される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記フィルタと前記逆洗配管とを通る逆洗流を発生させるステップと、
前記逆洗流時に前記フィルタから除去された汚染物質を前記逆洗配管から除去するように、少なくとも前記逆洗配管を流体で処理するステップとをさらに含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記逆洗配管から汚染物質を確実に除去するように、前記フィルタおよび前記逆洗配管の少なくとも一方を処理する流体の流れが数回実行される、請求項１から１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記管または前記フィルタが前記逆洗流によって逆洗されるたびに、前記逆洗配管および前記フィルタの少なくとも一方に新たな流体が添加されることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記流体が、淡水と、蒸気と、好ましくはオゾンである気体とを含む群から選択される１つ以上のものであるか、またはそれらの組み合わせである、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記淡水が、前記船舶の水道水システムから取り込まれるか、または前記船舶のエンジン冷却システムから取り込まれ、任意には処理前に加熱される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記フィルタと排出出口との間に逆洗配管を有するバラスト水処理管システムに配置されたフィルタであって、汚染された液体中の物体を濾過するために使用されたフィルタを洗浄することをさらに含み、前記フィルタと前記逆洗配管とを通る逆洗流を発生させる手段と、前記逆洗流時に前記フィルタから除去された汚染物質を前記逆洗配管から除去するように、少なくとも前記逆洗配管を流体で処理する手段とを有する、請求項１から１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２１】
前記システムが、前記方法を自動的に実行することができる、制御手段およびセンサをさらに有する、請求項１から２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２２】
前記制御手段および前記センサが、前記フィルタにおける圧力低下を検知することができる圧力検知手段を有し、前記圧力低下が所定のしきい値を超えている場合には、前記方法を開始する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記システムが、淡水と蒸気と気体とを含む群から選択される流体を供給する手段をさらに有する、請求項１から２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記淡水手段が、前記船舶の水道水システムであるか、または前記船舶のエンジン冷却システムであり、あるいは、前記システムが、前記流体を加熱する加熱手段をさらに有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記制御ユニットが、すべての故障機能および故障状況と、立ち上げ時、バラスト漲水時、バラスト排水時および洗浄時における、すべての異なるプロセスシーケンスとを制御することによって、汚染水が前記システムから流出することが防止される、請求項１から２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
汚染されたバラスト水を処理するシステムであって、水の入口および出口と、該入口と該出口とを接続する配管と、該配管に接続され、紫外線放射手段を有する少なくとも１つの処理ユニットと、を有し、フィルタ手段と、前記配管に接続された弁手段と、該弁手段を制御するようにされた制御ユニットと、をさらに有するシステム。
【請求項２７】
前記制御ユニットが、前記少なくとも１つの処理ユニット内部に配置された、液面センサおよび温度センサに接続されている、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
洗浄ユニットをさらに有し、該洗浄ユニットが、配管および弁手段を介して前記少なくとも１つの処理ユニットに接続されている、請求項２６または２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記制御ユニットが、該制御ユニットに配置されたプロセッサ用の、コンピュータコード手段およびソフトウェアコード部分の少なくとも一方を有する、請求項２６または２７に記載のシステム。
【請求項３０】
前記紫外線放射手段用の駆動ユニットのような発熱する構成部材を収容するように構成された、実質的に気密なキャビネットをさらに有し、該キャビネットが冷却装置をさらに有し、該冷却装置が、該キャビネットに取り付け可能であり、取り付け時に前記発熱する構成部材に隣接して配置される伝熱パネルと、該パネルに対して配置された、冷却媒体に接続可能な配管と、該配管を前記パネルに接触させて取り付ける取付手段とを有し、前記キャビネットが、前記配管の外側に配置されている絶縁部材をさらに有する、請求項２６から２９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記パネルが、壁部分を構成して、前記キャビネットに密封して取り付けられている、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記発熱する構成部材が前記パネルに取り付けられ、および／または、前記キャビティの内部に面する前記パネルの表面が冷却フィンを備えている、請求項３０または３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記固着手段が、前記配管を収納する溝を備えた細長い形状を有する、請求項３０から３２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３４】
発熱する構成部材を収容するように構成された、実質的に気密なキャビネットをさらに有し、該キャビネットが冷却装置をさらに有し、該冷却装置が、冷却媒体に接続可能な熱交換器と、前記キャビネット内部で前記熱交換器に隣接して配置されたファンとを有する、請求項２６または３３に記載のシステム。
【請求項３５】
前記キャビネットの前記冷却装置が、配管を介して船舶の低温水回路に接続されている、請求項２６から３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３６】
船舶上のバラスト作業に対する、請求項２６から３５のいずれか１項に記載のシステムの使用。
【請求項３７】
汚染水が前記システムから流出することが防止されることを含む、請求項１から２５のいずれか１項に記載の方法の使用。
【国際調査報告】
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