(57)【要約】船舶のバラスト水処理システムを開示する。本発明の船舶のバラスト水処理システムは、バラスト水が流れる導管の内部に設けられ、供給されるオゾンをバブル化させるオゾンバブル部；オゾンバブル部に一端部が連結され、オゾンをオゾンバブル部に供給するオゾン供給流路；及び導管に設けられ、一端部にオゾンバブル部が結合され、導管内のバラスト水をオゾンバブル部にポンピングする海水ポンピング部；を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バラスト水が流れる導管の内部に設けられ、供給されるオゾンをバブル化させるオゾンバブル部；
前記オゾンバブル部に一端部が連結され、前記オゾンを前記オゾンバブル部に供給するオゾン供給流路；及び
前記導管に設けられ、一端部に前記オゾンバブル部が結合され、前記導管内のバラスト水をポンピングして前記オゾンバブル部に供給する海水ポンピング部；を含む船舶のバラスト水処理システム。
【請求項２】
前記オゾンバブル部は、
前記海水ポンピング部に一端部が連結され、供給される前記オゾンを前記海水を用いてマイクロバブル化させるバブルノズル；及び
前記バブルノズルの排出口に設けられ、バブル化された前記オゾンを拡散させる拡散部；を含む、請求項１に記載の船舶のバラスト水処理システム。
【請求項３】
前記導管は、
主導管；及び
前記主導管の間に着脱可能に結合されるコネクティング導管；を含み、
前記オゾンバブル部は、前記コネクティング導管に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の船舶のバラスト水処理システム。
【請求項４】
前記コネクティング導管の両端部は前記主導管と同一の直径を有し、中心部は前記両端部より大きい直径を有するので、バブル化された前記オゾンを拡散させ得る環境を提供することを特徴とする、請求項３に記載の船舶のバラスト水処理システム。
【請求項５】
前記オゾンバブル部は、前記コネクティング導管の前記中心部に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の船舶のバラスト水処理システム。
【請求項６】
前記海水ポンピング部は、
前記オゾンバブル部に一端部が結合され、他側部は、前記導管に結合され、前記導管内のバラスト水をポンピングして前記オゾンバブル部に供給するポンプ；
前記ポンプに設けられ、前記ポンプを駆動させるモーター；及び
前記モーターに設けられ、前記モーターを導管に結合させるブラケット；を含む、請求項１に記載の船舶のバラスト水処理システム。
【請求項７】
前記オゾンは、前記船舶のデッキに設けられるオゾン発生部から供給され、
前記オゾン発生部は、
デッキに設けられ、供給される空気を用いて酸素を発生させる酸素発生器；
デッキに設けられ、前記酸素発生器で発生した酸素が貯蔵される酸素貯蔵タンク；及び
デッキに設けられ、前記酸素貯蔵タンクから供給される酸素を用いてオゾンを発生させるオゾン発生器；を含む、請求項１に記載の船舶のバラスト水処理システム。
【請求項８】
前記酸素発生器、前記酸素貯蔵タンク及び前記オゾン発生器は、前記デッキに設けられるコンテナの内部に設置されることを特徴とする、請求項７に記載の船舶のバラスト水処理システム。
【請求項９】
前記オゾン発生器で発生したオゾンは、二重管からなる前記オゾン供給流路を介して前記オゾンバブル部に供給されることを特徴とする、請求項７に記載の船舶のバラスト水処理システム。
【請求項１０】
船舶のバラスト水処理システムにおいて、
バラスト水が流れる導管の一部を着脱可能に結合させ、前記導管の一部の内部に供給されるオゾンを前記バラスト水を用いてマイクロバブル化させるオゾンバブル部を設け、前記バラスト水は、前記導管の内部に設けられるポンプによって前記オゾンバブル部にポンピングされることを特徴とする船舶のバラスト水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、船舶のバラスト水処理システムに関し、より詳細には、船舶の安定性及び復元性を向上させるために船舶の内部に海水を流入させて貯蔵する複数のバラストタンク内に積載されるバラスト水を殺菌処理する船舶のバラスト水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＮＧ運搬船、ＬＰＧ運搬船、コンテナ船、貨物船、タンカー船などの船舶は、貨物を積載して移動することが一般的であるので、貨物が積載された状態を勘案して船舶が設計される。したがって、船舶から貨物を降ろした後は船舶の重心が上昇し、船舶の安定性に問題が発生し得る。
【０００３】
すなわち、船舶から貨物を降ろすことによって喫水（船が水上に浮いているときに水に浸っている部分の深さを言う。）が浅くなった場合は、航海中でのホッギング（hogging：船舶の両端部分に貨物を集中させて積むと、船舶の両端部分が浮力より重くなるため下側に垂れながら船舶の中央部が上側に押し上がり、船舶が上側に凸状に曲がる現象を言う。）の程度が大きくなり、船体に負荷されるせん断力及び縦曲げモーメントが大きくなる。
【０００４】
また、航海中に船底が波にぶつかって衝撃を受けるスラミング（slamming）現象が生じ、プロペラが全て浸らず水面上に露出するので、推進性能が低下したり、プロペラ及び主要機関の負荷変動が増大するプロペラレーシングが発生し、舵が十分に水没し得ないので操縦性能が悪化したりするという問題が発生する。
【０００５】
したがって、このような問題を考慮して、ＬＮＧ運搬船、ＬＰＧ運搬船、コンテナ船、貨物船、タンカー船などの船舶の場合、船舶の安定性及び復元性を向上させるために船舶の内部に海水を流入させて貯蔵する複数のバラストタンクを設置する。ここで、バラストタンク内に積載される水をバラスト水と言う。
【０００６】
バラスト水は、船積みされる貨物の量によって船舶の喫水とトリム（trim：船の前後傾斜を言う。）を安定的に調整する役割をする。上述したように貨物が全て降ろされた状態でバラスト水を積載しない場合、船舶自体の重量のみでは十分な喫水を維持することができない。
【０００７】
したがって、船首が水面上に激しく持ち上がったり、船舶の推進装置が水中に十分に浸らなかったりすることから、船首スラミング、推進性能低下、調整性能低下などの問題をもたらすようになるので、船舶の場合、バラスト水の使用が必須的に要求される。
【０００８】
しかし、船舶にバラスト水を備える場合にも問題がある。バラストタンク内にバラスト水を流入及び流出させる過程で微生物や海洋生物による海洋汚染が発生し得る。
【０００９】
すなわち、第１国から流入したバラスト水が全く異なる環境の第２国の海洋に排出される場合、第１国の各種異物、微生物、細菌、その他の有機物質などが第２国の海洋生態系を撹乱させる危険が発生するようになる。
【００１０】
このような危険を考慮して、バラスト水に含まれた有害菌の伝播を防止するために、２００９年からは９９％以上殺菌して水を排水するようにバラスト水処理沈殿物に関する国際規定が強化された。このようにバラスト水処理沈殿物に関する国際規定が強化されるにつれて、バラスト水の処理に困難が加重されていると同時に、バラスト水処理装置に関する多様な技術開発が行われている。
【００１１】
従来技術の一実施例のうち、ろ過方式を用いたバラスト水処理装置の場合は、装置内にプランクトンなどの水中生物が沈澱する。沈澱した水中生物を洗浄するために装置を全て分離した後で洗浄する過程を行わなければならないので、洗浄工程が複雑であり、一部のプランクトン以外に微細な有害細菌などを除去できないという問題がある。
【００１２】
また、海水の電気分解によって生成された次亜塩素酸ナトリウムをバラスト水に注入することによってバラスト水を処理する装置の場合は、間接式方法で全体の微生物を処理せずに一部の微生物のみを処理するので、殺菌効率が低下し、殺菌物質を制御することが容易でないという問題がある。
【００１３】
さらに、ろ過装置と電気分解装置をそれぞれ別個に備えることによってバラスト水を処理する装置の場合、複数の段階の処理装置で構成されており、作動メカニズムが過度に複雑であり、多くの処理空間が必要である。
【００１４】
また、この方法は、間接式方法で全体の微生物を処理せずに一部の微生物のみを処理するので、殺菌効率が低下し、殺菌物質の制御が困難になるという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が達成しようとする技術的課題は、バラスト導管にオゾンを直接供給できる直管注入方式であると同時に、オゾンをバブル化してバラスト水に効率的に溶解させ得る船舶のバラスト水処理システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面によると、バラスト水（ballast water）が流れる導管の内部に設けられ、供給されるオゾンをバブル化させるオゾンバブル部；前記オゾンバブル部に一端部が連結され、前記オゾンを前記オゾンバブル部に供給するオゾン供給流路；及び前記導管に設けられ、一端部に前記オゾンバブル部が結合され、前記導管内のバラスト水を前記オゾンバブル部にポンピングする海水ポンピング部；を含む船舶のバラスト水処理システムを提供することができる。
【００１７】
前記オゾンバブル部は、前記海水ポンピング部に一端部が連結され、供給される前記オゾンを、前記海水を用いてマイクロバブル化させるバブルノズル；及び前記バブルノズルの排出口に設けられ、バブル化された前記オゾンを拡散させる拡散部；を含んでもよい。
【００１８】
前記導管は、主導管；及び前記主導管の間に着脱可能に結合されるコネクティング導管；を含み、前記オゾンバブル部は前記コネクティング導管に設置されてもよい。
【００１９】
前記コネクティング導管の両端部は、前記主導管と同一の直径を有し、中心部は前記両端部より大きい直径を有するので、バブル化された前記オゾンを拡散させ得る環境を提供することができる。
【００２０】
前記オゾンバブル部は、前記コネクティング導管の前記中心部に配置されてもよい。
【００２１】
前記海水ポンピング部は、前記オゾンバブル部に一端部が結合され、他側部は、前記導管に結合され、前記導管内のバラスト水をポンピングして前記オゾンバブル部に供給するポンプ；前記ポンプに設けられ、前記ポンプを駆動させるモーター；及び前記モーターに設けられ、前記モーターを前記導管に結合させるブラケット；を含んでもよい。
【００２２】
前記オゾンは、前記船舶のデッキに設けられるオゾン発生部から供給され、前記オゾン発生部は、デッキ（deck）に設けられ、供給される空気を用いて酸素を発生させる酸素発生器；デッキに設けられ、前記酸素発生器で発生した酸素が貯蔵される酸素貯蔵タンク；及びデッキに設けられ、前記酸素貯蔵タンクから供給される酸素を用いてオゾンを発生させるオゾン発生器；を含んでもよい。
【００２３】
前記酸素発生器、前記酸素貯蔵タンク及び前記オゾン発生器は、前記デッキに設けられるコンテナの内部に設置されてもよい。
【００２４】
前記オゾン発生器で発生したオゾンは、二重管からなる前記オゾン供給流路を介して前記オゾンバブル部に供給されてもよい。
【００２５】
また、本発明の他の側面によると、船舶のバラスト水処理システムにおいて、バラスト水が流れる導管の一部を着脱可能に結合させ、前記導管の一部の内部に供給されるオゾンを、前記バラスト水を用いてマイクロバブル化させるオゾンバブル部を設け、前記バラスト水は、前記導管の内部に設けられるポンプによって前記オゾンバブル部にポンピングされることを特徴とする船舶のバラスト水処理システムを提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の各実施例は、バラスト水が流れる導管にオゾンをバブル化して直接供給するので、バラスト水を効率的に殺菌することができ、導管に流れるバラスト水を分岐せずに直接オゾンバブル化の媒介体として活用できるので、構造を簡単にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例に係る船舶のバラスト水処理システムを概略的に示した図である。
【図２】図１に示した船舶のバラスト水処理システムにおいてオゾン発生部がデッキに設けられた状態を概略的に示した平面図である。
【図３】図１に示した主要部を概略的に示した図である。
【図４】図１に示した船舶のバラスト水処理システムにおいてオゾン発生部の設置位置と二重管であるオゾン供給流路を概略的に示した図である。
【図５】本発明の使用状態を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明と、本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の好ましい実施例を例示する添付の図面及び添付の図面に記載した内容を参照しなければならない。
【００２９】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明することによって、本発明を詳細に説明する。各図面に提示した同一の参照符号は、同一の部材を示す。
【００３０】
図１は、本発明の一実施例に係る船舶のバラスト水処理システムを概略的に示した図で、図２は、図１に示した船舶のバラスト水処理システムにおいてオゾン発生部がデッキに設けられた状態を概略的に示した平面図で、図３は、図１に示した主要部を概略的に示した図で、図４は、図１に示した船舶のバラスト水処理システムにおいてオゾン発生部の設置位置と二重管であるオゾン供給流路を概略的に示した図である。
【００３１】
これら図面に示したように、本実施例に係る船舶のバラスト水処理システム1は、バラスト水が流れる導管Lの内部に設けられ、供給されるオゾンをバブル化させるオゾンバブル部100と、オゾンバブル部100に一端部が連結され、オゾンをオゾンバブル部100に供給するオゾン供給流路200と、導管Lに設けられ、一端部にオゾンバブル部100が結合され、導管L内のバラスト水をポンピングしてオゾンバブル部100に供給する海水ポンピング部300と、船舶のデッキD（deck）に設けられるオゾン発生部400とを備えている。
【００３２】
オゾンバブル部100は、図１に示したように、導管Lの内部に設けられ、供給されるオゾンを、海水を用いてマイクロバブル化させると共に、マイクロバブル化されたオゾンがバラスト水に広い面積で溶解され得るようにマイクロバブル化されたオゾンを拡散・排出させる役割をする。
【００３３】
本実施例において、オゾンバブル部100は、図３に示したように、海水ポンピング部300に左側部が連結され、供給されるオゾンを、海水を用いてマイクロバブル化させるバブルノズル110と、バブルノズル110の排出口に設けられ、バブル化されたオゾンを拡散させる拡散部120とを含む。
【００３４】
オゾンバブル部100のバブルノズル110には、図３に示したように、ポンプ310が着脱可能に結合され、オゾン発生部（図２参照）で生成されたオゾンは、オゾン供給流路200を介してバブルノズル110の内部に流入する。
【００３５】
本実施例において、バブルノズル110の内部には、オゾン供給流路200と連通するオゾン流路（図示せず）と、ポンプ310と連通する海水流路（図示せず）とが設けられる。また、オゾン流路と海水流路とが出合う領域の海水流路には、他の領域より狭い流路を有するボトルネック部（図示せず）が設けられ、このボトルネック部で陰圧が発生し、供給されるオゾンは、オゾン流路から海水流路に吸入され、海水と共に排出口から排出される。
【００３６】
さらに、バブルノズル110の排出口には、複数の微細ホールを有するバブル膜（図示せず）が設けられ、このバブル膜を通過しながらオゾンがマイクロバブルに変換される。
【００３７】
オゾンバブル部100の拡散部120は、図３に示したように、バブルノズル110の排出口に設けられ、海水流路と連結される部分の内部流路は海水流路と同一の直径を有するが、バブルノズル110の排出口から遠ざかる方向の内部流路は海水流路より大きい直径を有して設けられ、マイクロバブル化されたオゾンを拡散させる。
【００３８】
本実施例において、上述したオゾンバブル部100は一実施例に過ぎなく、本出願時に公知となっている他のバブルノズル110に取り替えることが可能である。
【００３９】
一方、本実施例において、バラスト水が流れる導管Lは、図１及び図３に示したように、主導管L1と、主導管L1の間に着脱可能に結合されるコネクティング導管L2とを含み、オゾンバブル部100はコネクティング導管L2の中心部に設けられてもよい。
【００４０】
そして、コネクティング導管L2の両端部は、図３に示したように、主導管L1と同一の直径を有し、その中心部の直径Ｄは両端部の直径ｄより大きく設けられてもよい。この場合、コネクティング導管L2の中心部に流入するバラスト水の流速が減少するので、マイクロバブル化されたオゾンの拡散をさらに促進させ得るという利点があり、オゾンバブル部100とポンプ310を設置できる空間をさらに確保できるという利点がある。
【００４１】
また、主導管L1とコネクティング導管L2とが互いに接触する領域にはフランジがそれぞれ設けられてもよく、フランジを通じて主導管L1とコネクティング導管L2とが互いにボルト結合され得る。
【００４２】
さらに、オゾンバブル部100、オゾン供給流路200及び海水ポンピング部300の設置の便宜上、コネクティング導管L2の上側部領域の一部を切開して着脱可能にボルト結合してもよい。
【００４３】
オゾン供給流路200は、図１に示したように、オゾン発生部400で生成されたオゾンをバブルノズル110に供給させるものであって、下端部がバブルノズル110に着脱可能に結合される。
【００４４】
本実施例において、オゾン供給流路200は、図１及び図３に示したように、コネクティング導管L2にポンプ310及びモーター320を設置するためのホールとは別個のホールを設けてバブルノズル110に連結されてもよく、図面には示していないが、ポンプ310及びモーター320を設置するためにコネクティング導管L2に設けられたホールを用いてバブルノズル110に連結されてもよい。
【００４５】
そして、オゾン発生器430で発生したオゾンは、オゾン供給流路200を介して船底に配置されたオゾンバブル部100に連結されるが、オゾン供給流路200は、密閉された空間を通過するようになる。オゾンの特性上、オゾンを移送する管には腐食の恐れがあるので、本実施例は、一つの管に腐食が発生したとしても、残りの管へのオゾンの漏洩を防止できるように、図４に示したように、オゾンを移送するオゾン供給流路200を二重管にすることができる。
【００４６】
一方、オゾン供給流路200には、少なくとも一つのバルブ（図示せず）が設けられてもよく、このバルブは、制御部（図示せず）によって開閉されてもよい。さらに、導管Lの内部には、バブルの発生量を測定できるバブルセンサー（図示せず）が少なくとも一つ設けられてもよく、制御部は、バブルセンサーで測定されるバブル量に基づいてオゾン供給流路200に設けられる少なくとも一つのバルブの開閉程度とポンプ310の動力を調節することができる。
【００４７】
海水ポンピング部は、導管L内に流れるバラスト水をポンピングしてバブルノズル110に供給するものであって、図１及び図３に示したように、オゾンバブル部100に左側部が結合され、右側部は導管L内のバラスト水をポンピングしてオゾンバブル部100に供給するポンプ310と、ポンプ310に設けられ、ポンプ310を駆動させるモーター320と、モーター320に設けられ、モーター320を導管Lにボルトまたは溶接で結合させるブラケット330とを含む。
【００４８】
オゾン発生部400は、図２に示したように、デッキDに設けられ、オゾンを発生させてオゾンバブルに供給するものであって、オゾン発生部400をデッキDに設ける場合、従来の船舶の内部に設置する場合に発生する狭小な面積によって作業が困難になるという問題を解決することができ、非常時、有毒ガスが、船体の内部でなく、デッキDの開放された領域である大気中で希釈されるので、安全上にも問題がないという利点がある。
【００４９】
また、本実施例において、オゾン発生部400は、図２に示したように、コンテナCの内部に設置されてもよく、この場合、作業が容易であり、設置・移動が自由であるという利点がある。
【００５０】
オゾン発生部400は、図２に示したように、デッキDに設けられ、供給される空気を用いて酸素を発生させる酸素発生器410と、デッキDに設けられ、酸素発生器410で発生した酸素が貯蔵される酸素貯蔵タンク420と、デッキDに設けられ、酸素貯蔵タンク420から供給される酸素を用いてオゾンを発生させるオゾン発生器430と、オゾンを発生させる過程で発生する熱を冷却させる水冷却器（water chiller）440と、上述した構成410〜440を制御するコントロールパネル450とを含む。
【００５１】
オゾン発生器430は、電極の間にガラスやセラミックなどの誘電体を挟んで酸素を吹き込み、電極に高圧（６ｋｖ〜１５ｋｖ）を加えることによって、放電空間での反応によってオゾンを発生させる無声放電方式でオゾンを発生させることができる。
【００５２】
オゾン発生器430で生成されたオゾンガスは、バラスト水が流れる導管Lに１７０ｇ／ｃｍ3の濃度、１Ｌ／ｍｉｎの流量及び２ｍｇ／Ｌの注入量を有するように供給されてもよい。
【００５３】
本実施例において、オゾン発生器430は、オゾンを発生させる過程で発生する熱を冷却させるために、図１に示したように、水冷却器440を用いてオゾン発生器430を冷却させることができる。水冷却器440は、冷却された清水（fresh water）を用いて冷却機能を行うことができ、熱交換後に温度が上昇した清水はクーラーを通じて再び冷却され得る。
【００５４】
図５は、本発明の使用状態を概略的に示した図である。以下では、図５を参照して本実施例の使用状態を簡略に説明する。
【００５５】
オゾン発生部400で生成されたオゾンは、オゾン供給流路200を介してオゾンバブル部100に供給される。オゾンバブル部100は、供給されるオゾンを、海水供給流路から供給される海水を用いてマイクロバブル化させる。
【００５６】
また、オゾンバブル部100は、マイクロバブル化されたオゾンがバラスト水に広い面積で溶解され得るようにマイクロバブル化されたオゾンを拡散させる。このようなマイクロバブル化されたオゾンの拡散は、コネクティング導管L2の中心部の直径が主導管L1の直径より大きいことから、バラスト水の流入速度の減少によってより効率的に行われることが分かる。
【００５７】
そして、本実施例は、バブル発生部に直ぐポンプ310を結合させ、ポンプ310を用いて導管L内のバラスト水を直ぐバブルノズル110に供給できるので、バラスト水を迂回させるための別途の構成が必要でなく、構成を簡素化することができる。
【００５８】
以上説明したように、本実施例は、バラスト水が流れる導管にオゾンをバブル化して直接供給するので、バラスト水を効率的に殺菌することができ、導管に流れるバラスト水を分岐せずに直接オゾンバブル化の媒介体として活用できるので、構造を簡単にし得るという利点がある。
【００５９】
このように、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲から逸脱せずに多様に修正及び変形可能であることは、この技術の分野で通常の知識を有する者にとって自明である。したがって、そのような修正例または変形例は、本発明の特許請求の範囲に属するものと見なすべきであろう。
【図１】
2015533723.tif 000003
【図２】
2015533723.tif 000004
【図３】
2015533723.tif 000005
【図４】
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【図５】
2015533723.tif 000007
【国際調査報告】
2015533723.tif 000008
2015533723.tif 000009
2015533723.tif 000010
2015533723.tif 000011