(57)【要約】【課題】  超高圧の液圧を簡易に発生させることのできる液圧発生装置を提供する。【解決手段】  可燃性混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、該爆轟波をその進行と共に収束させる複数のガス収束部４３，４５，４７を有する収束爆轟発生部３５と、液体が封入されると共に複数のガス収束部４３，４５，４７が取り付けられて該複数のガス収束部４３，４５，４７で発生する収束爆轟波の伝達を受けて液中衝撃波を発生させる液圧発生部３７とを有し、液圧発生部３７が複数のガス収束部４３，４５，４７で発生した収束爆轟波によって誘起された液中衝撃波同士を干渉させるための液収束部３７ｃを備えてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数箇所で発生した収束爆轟波によって液体に誘起された液中衝撃波同士を干渉させて高圧の衝撃液圧を発生させることを特徴とする液圧発生方法。
【請求項２】
可燃性混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、該爆轟波をその進行と共に収束させるガス収束部で得られる収束爆轟波を液体に伝達して液中衝撃波に変換することによって高圧の液圧を発生させる方法であって、複数のガス収束部で発生する収束爆轟波によって前記液体に誘起された液中衝撃波同士を干渉させて高圧の衝撃液圧を発生させることを特徴とする液圧発生方法。
【請求項３】
可燃性混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、該爆轟波をその進行と共に収束させるガス収束部を複数有する収束爆轟発生機と、液体が封入されると共に前記ガス収束部が複数取り付けられて該複数のガス収束部で発生する収束爆轟波の伝達を受けて液中衝撃波を発生させる液圧発生部とを有し、該液圧発生部が前記複数のガス収束部で発生した収束爆轟波によって誘起された液中衝撃波同士を干渉させるための液収束部を備えてなることを特徴とする液圧発生装置。
【請求項４】
収束爆轟発生機は、点火栓により予燃焼を行う着火室と、該着火室で発生した爆轟波を複数のガス収束部に誘導する誘導路と、を備えてなることを特徴とする請求項３記載の液圧発生装置。
【請求項５】
複数のガス収束部は、液圧発生部における液中衝撃波の進行方向上流端側に同一高さに配置され、液圧発生部は前記上流端に連続して同一径で延びる同径部を有し、該同径部に連続して液収束部が形成されていることを特徴とする請求項３又は４記載の液圧発生装置。
【請求項６】
バラスト水に衝撃水圧を加えることにより水生生物を死滅させる方法であって、前記衝撃水圧が、複数箇所で発生した収束爆轟波によって液体に誘起された液中衝撃波同士を干渉させて得られた液圧によって誘起された衝撃水圧であることを特徴とするバラスト水処理方法。
【請求項７】
バラスト水を貯留して処理するための処理室と、該処理室内のバラスト水に衝撃水圧を発生させる衝撃水圧発生装置とを備え、
該衝撃水圧発生装置が、可燃性混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、該爆轟波をその進行と共に収束させるガス収束部を複数有する収束爆轟発生機と、液体が封入されると共に前記複数のガス収束部が取り付けられて該複数のガス収束部で発生する収束爆轟波の伝達を受けて液中衝撃波を発生させる液圧発生部とを有し、該液圧発生部が前記複数のガス収束部で発生した収束爆轟波によって誘起された液中衝撃波同士を干渉させるための液収束部を備え、該液収束部に前記処理室が衝撃波伝達可能に連結されていることを特徴とするバラスト水処理装置。
【請求項８】
処理済みのバラスト水の温度を上昇させるための加熱手段と、該加熱手段によって加熱された処理済バラスト水をバラストタンク上部に戻す循環装置とを備えたことを特徴とする請求項７に記載のバラスト水処理装置。
【請求項９】
加熱手段は気体収束爆轟発生部の排ガス又は船舶の排ガスを利用していることを特徴とする請求項８に記載のバラスト水処理装置。
【請求項１０】
請求項７〜９のいずれか一項に記載のバラスト水処理装置を搭載したことを特徴とする船舶。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧の衝撃液圧を発生させる液圧発生方法及び装置、これら液圧発生方法及び装置を用いてバラスト水中の水生生物を死滅させるバラスト水処理方法及び装置、該装置を搭載した船舶に関する。
【背景技術】
【０００２】
高圧で所望の波形の衝撃液圧を得られる衝撃液圧発生装置として、一端部から他端部へ向け断面積が小さくなる燃焼室と、燃料の供給を受け点火栓が配設された着火室と、着火室から分岐して延び上記燃焼室の一端部へ連通する路程の等しい複数の誘導路と、上記燃焼室の最小断面積部たる他端部の開口に接続される液圧室とを備えてなるものがある（特許文献１参照）。
【０００３】
また、船舶のバラストタンクに注入された大量のバラスト水に対して(通常、空船時に最大積載重量の30%程度)その海洋投棄前に行う水生生物の排除又は死滅処理について以下に示すような方法装置が提案されている。
【０００４】
（１）船舶の主機関から排出される高温排ガスを利用してバラスト水を加熱する方法（例えば、特許文献２参照)
（２）殺菌剤を添加する方法（例えば、特許文献３参照)
（３）固定床型電極電解槽を用いる方法（例えば、特許文献４参照)
（４）バラストタンク内に窒素を吹き込み、酸素濃度を低減させる方法(例えば、特許文献５参照)
【特許文献１】特開平５−２８５５４９号公報
【特許文献２】特開２００３−１８１４４３号公報
【特許文献３】特開平４−３２２７８８号公報
【特許文献４】特開２００１−９７４号公報
【特許文献５】特開２００２−２３４４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された爆轟液圧発生装置は単一の燃焼室（ガス収束室）によって爆轟波を収束させて得られる収束爆轟波を圧力媒体である液体に伝達させて液中衝撃波を誘起するものである。
このため、超高圧の液中衝撃波を発生させるためには、燃焼室を大きくする必要がある。
しかし、その場合には耐圧の問題から燃焼室の壁を厚くする必要があり、燃焼室の重量が重くなり、また、装置が大掛かりにもなり、コストがかかるという問題がある。
また、液圧室で発生する圧力で処理する処理対象が例えば、バラスト水のように大量処理を要する場合にも同様に燃焼室を大きくした大掛かりな装置が必要になり、超高圧を得る場合と同様の問題がある。
【０００６】
他方、バラスト水の処理に関しては、上記（１）〜（４）の方法又は装置には以下に示すような共通又は個別の問題がある。
(a)船舶内の主機関を必ず運転する必要がある[（１）、（４）]。
(b)死滅処理効果が不十分である[（１）、（４）]。
(c)死滅処理に時間がかかるため、作業能率が低い[（１）、（２）、（４）]。
(d)設備費が高い[（３）、（４）]。
(e)寄港先の海水温度によって死滅処理効果が異なる[（１）、（２）]。
(f)危険物を使用するため、取り扱いや保管上、特別の注意が必要となる[（２）]。
(g)運転費が高い[（２）、（３）、（４）]。
(i)所要電力が大きい[（３）、（４）]。
(j)バラストタンクの熱膨張に伴って船体の一部に過大な熱応力が加わる[（１）]。
(k)機器類の設置床面積が大きい[（３）、（４）]。
(l)処理済みバラスト水の廃棄の際、周辺の水生生物がダメージを受ける可能性がある[（１）、（２）、（４）]。
【０００７】
すなわち、（１）船舶の主機関から排出される高温排ガスを利用してバラスト水を加熱する方法では、上記(a)(b)(e)(j)(l)の問題がある。
また、（２）殺菌剤を添加する方法には、上記(c)(e)(f)(g)の問題がある。また、（３）固定床型電極電解槽を用いる方法には、上記(d)(g)(i)(k) の問題がある。また、（４）バラストタンク内に窒素を吹き込み、酸素濃度を低減させる方法には、上記(a)(b)(c)(d)(g)(i)(k)(l) の問題がある。
【０００８】
本発明は上記従来技術の有する種々の問題点を解決するためになされたものであり、超高圧の液圧を簡易に発生させることのできる液圧発生方法及び装置を提供することを目的としている。
また、水生生物の死滅効果が高く信頼性と安全性に優れたバラスト水の処理方法及び装置を得ることを目的としている。
さらに、前記バラスト水の処理装置を搭載した船舶を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明に係る液圧発生方法は、複数箇所で発生した収束爆轟波によって液体に誘起された液中衝撃波同士を干渉させて高圧の衝撃液圧を発生させることを特徴とするものである。
【００１０】
（２）また、可燃性混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、該爆轟波をその進行と共に収束させるガス収束部で得られる収束爆轟波を液体に伝達して液中衝撃波に変換することによって高圧の液圧を発生させる方法であって、複数のガス収束部で発生する収束爆轟波によって前記液体に誘起された液中衝撃波同士を干渉させて高圧の衝撃液圧を発生させることを特徴とするものである。
【００１１】
（３）本発明に係る液圧発生装置は、可燃性混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、該爆轟波をその進行と共に収束させるガス収束部を複数有する収束爆轟発生機と、液体が封入されると共に前記ガス収束部が複数取り付けられて該複数のガス収束部で発生する収束爆轟波の伝達を受けて液中衝撃波を発生させる液圧発生部とを有し、該液圧発生部が前記複数のガス収束部で発生した収束爆轟波によって誘起された液中衝撃波同士を干渉させるための液収束部を備えてなるものである。
【００１２】
（４）また、上記（３）に記載の収束爆轟発生機は、点火栓により予燃焼を行う着火室と、該着火室で発生した爆轟波を複数のガス収束部に誘導する誘導路と、を備えてなることを特徴とするものである。
【００１３】
（５）また、上記（３）または（４）に記載の複数のガス収束部は、液圧発生部における液中衝撃波の進行方向上流端側に同一高さに配置され、液圧発生部は前記上流端に連続して同一径で延びる同径部を有し、該同径部に連続して液収束部が形成されていることを特徴とするものである。
【００１４】
（６）本発明に係るバラスト水処理方法は、バラスト水に衝撃水圧を加えることにより水生生物を死滅させる方法であって、前記衝撃水圧が、複数箇所で発生した収束爆轟波によって液体に誘起された液中衝撃波同士を干渉させて得られた液圧によって誘起された衝撃水圧であることを特徴とするものである。
【００１５】
（７）本発明に係るバラスト水処理装置は、バラスト水を貯留して処理するための処理室と、該処理室内のバラスト水に衝撃水圧を発生させる衝撃水圧発生装置とを備え、
該衝撃水圧発生装置が、可燃性混合気に着火することにより爆轟波を発生させ、該爆轟波をその進行と共に収束させるガス収束部を複数有する収束爆轟発生機と、液体が封入されると共に前記複数のガス収束部が取り付けられて該複数のガス収束部で発生する収束爆轟波の伝達を受けて液中衝撃波を発生させる液圧発生部とを有し、該液圧発生部が前記複数のガス収束部で発生した収束爆轟波によって誘起された液中衝撃波同士を干渉させるための液収束部を備え、該液収束部に前記処理室が衝撃波伝達可能に連結されていることを特徴とするものである。
【００１６】
（８）また、上記（７）のものにおいて、処理済みのバラスト水の温度を上昇させるための加熱手段と、該加熱手段によって加熱された処理済バラスト水をバラストタンク上部に戻す循環装置とを備えたことを特徴とするものである。
【００１７】
（９）また、上記（８）における加熱手段は収束爆轟発生部の排ガス又は船舶の排ガスを利用していることを特徴とするものである。
【００１８】
（１０）また、本発明に係る船舶は、上記（７）〜（９）のいずれかに記載のバラスト水処理装置を搭載していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の液圧発生方法及び装置においては、複数箇所で発生した収束爆轟波によって液体に誘起された液中衝撃波同士を干渉させて高圧の衝撃液圧を発生させるようにしたので、超高圧の液圧を簡易に発生させることができる。
また、本発明に係るバラスト水処理方法及び装置においては、バラスト水に衝撃水圧を加えることによりバラスト水中の水生生物を瞬時に死滅させることができるため信頼性に優れると共に、毒物や有害物質を使用する必要がなく処理作業や処理済バラスト水の廃棄作業の際の二次公害の心配がなく安全性にも優れている。また、衝撃水圧が複数のガス収束室によって発生した収束爆轟波によって誘起される液中衝撃波を干渉させてさらに高圧にした超高圧の液中衝撃波によって誘起されるので水生生物の死滅効果が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本実施の形態は、本発明の液圧発生装置をバラスト水処理に適用してバラスト水処理装置とした例である。
図１は本発明の一実施の形態の説明図であり、船舶の横断面とバラスト水処理装置を模式的に示したものである。
本実施の形態の主な構成要素を概説すると、船舶内周面に設置されて海水を貯留するバラストタンク１、このバラストタンク１内の海水を処理するために一時的に貯留する処理室３、この処理室３及び後述の液圧発生部３７にバラストタンク１内の海水を供給し、また処理室３で処理された処理済水をバラストタンク１に戻すためのポンプ５、ポンプ５に連結されてバラストタンク１内の海水を処理室３に供給するための給水管７、処理室３の処理済水をバラストタンク１に戻す排水管９、排水管９に設けられて処理済水を加熱するための熱交換器１１を備えている。
また、処理室３に貯留された海水に衝撃水圧を発生させる液圧発生装置１５、液圧発生装置１５で発生する燃焼排ガスを吸引し、処理するための排ガス処理装置１７を備えている。
さらに、給水管７、排水管９等に設けられた開閉弁の開閉、液圧発生装置１５への燃料ガス及び燃焼用空気の供給、着火等の各操作を自動的に行う制御装置１９を備えている。
以下、上記各構成要素の主なものについて詳細に説明する。
【００２１】
＜構成の説明＞
（１）バラストタンク１
バラストタンク１は上述のように船舶の内周面に船舶の全長に渡って設けられ、横断面では略Ｕ字状をしている。バラストタンク１は船舶の長手方向、例えば１０ｍごとに区画されて複数の独立したタンクから構成されている。したがって、図１に示したバラストタンク１は複数に区画したバラストタンクのうちの一つのものの断面を示している。
バラストタンク１の底部には海水を取り込むための取水口２１が設けられ、この取水口２１にはゴミ等を除去するためのフィルタ２３が設置されている。また、バラストタンク１の側部下部にはバラストタンク１内の海水を排出するための排水口２５が設けられている。
（２）処理室３
処理室３は、液圧発生装置１５からの超高圧の衝撃液圧によってバラスト水に水中衝撃波を生じさせて、バラスト水中の水生生物を死滅させるための容器である。処理室３は円筒状の容器からなり、その上端側が後述する液圧発生装置１５の液圧発生部３７に接続されている。
なお、処理室３の形状は水中衝撃波の伝播しやすさ、配管等の接続の便宜等を考慮して適宜変更することができる。また、バラスト水処理は大量処理が必要となるため、処理室の容量は大きいほどよい。しかしながら、容量が大きくなると衝撃波の距離減衰が大きくなる。そこで、処理室３に求められる好ましい形状としては、長さが長くなっても衝撃波が距離減衰しにくい形状である。この形状とは、処理室３の周壁形状が急変しないものが好ましい。つまり、距離減衰の観点からは直管が最も好ましいが、設置状の問題があるので、例えば滑らかに湾曲する巻き管のようなものであってもよい。
【００２２】
（３）ポンプ５
ポンプ５は、海水をバラストタンク１内に取り込む機能と、バラストタンク１内の海水を処理室３に供給する機能、さらには処理室３内に処理済水がある状態でバラストタンク１内の海水を取り込むことで、処理室３内の処理済水を排出させる機能を有している。したがって、処理室３内の処理済水を排出させるときには、ポンプ５が排水装置としても機能する。
（４）給水管７、排水管９
給水管７は、一端側がポンプ５に接続され、途中で分岐して、その一方７ａが処理室３の下端側に接続され、他の一方７ｂが後述の液圧発生部３７の上端部に接続されている。給水管７ａ、７ｂには制御装置１９の制御信号によって開閉する開閉弁２７、２８が設けられている。
排水管９はその一端が処理室３の上端近傍に接続され、他端がバラストタンク１の上部に連結されている。したがって、処理室３で処理されて熱交換器１１で加熱された処理済水は排水管９によってバラストタンク１の上部側に排水される。このようにバラストタンク１の上部側に処理済水が戻される場合には、バラストタンク１の下部と処理室３の下端側を連結する給水管７ａ、給水管７ａを介してバラストタンク下部の海水を処理室３に供給するポンプ５、処理済水をバラストタンク１の上部に戻す排水管９が本発明の循環装置として機能する。
なお、排水管９の途中には分岐管２９が設けられ、処理済水をバラストタンク１に戻すことなく放流できるようになっている。
排水管９及び分岐管２９には制御装置１９の制御信号によって開閉する開閉弁３１、３３が設けられている。
（５）熱交換器１１
熱交換器１１は後述の気体収束爆轟発生部３５から排気される排ガスを熱源として処理室３で処理された処理済水を加熱するものである。もっとも、熱交換器１１の熱源としては、船舶のエンジン、ガスタービン、ボイラー等から排出される排ガスを用いてもよい。
【００２３】
（６）液圧発生装置１５
液圧発生装置１５は、爆轟波を発生させる気体収束爆轟発生部３５と、気体収束爆轟発生部３５で発生した爆轟波の圧力によって液中衝撃波を発生し、その液中衝撃波を干渉させ、さらに収束させて超高圧の液圧を発生させる液圧発生部３７とを備えている。以下、各構成を詳細に説明する。
(i) 気体収束爆轟発生部３５
気体収束爆轟発生部３５は、図１及び図１の一部の拡大断面図である図２に示すように、燃料及び酸化剤（酸素または予熱空気）の供給を受ける着火室３９と、着火室３９に連通する誘導部４１と、誘導部４１に接続された３個のガス収束部４３，４５，４７とを備えている。
着火室３９は円筒状に形成され、着火室３９の一端部には、燃料を間欠的に着火させる着火装置としての点火栓３９ａが設けられている。
【００２４】
また、着火室３９には、該着火室３９の軸線方向に延びる螺旋状の金属からなるシェルキンスパイラル３９ｂが設けられている。このシェルキンスパイラル３９ｂは、点火栓３９ａで燃料が着火されて生じた火炎を加速させることにより爆轟を誘起させる。
なお、着火室３９には、図１に示すように、燃料となるプロパンの供給管４２が開閉弁４４と共に設けられ、また、酸化剤の供給管４６が開閉弁４８、空気予熱熱交換機５０と共に設けられている。空気予熱熱交換機５０は気体収束爆轟発生部３５から排気される排ガスを熱源として燃焼用空気を予熱するものである。
【００２５】
誘導部４１は着火室３９で発生した爆轟波を３個のガス収束部４３，４５，４７に誘導するものであり、３本の誘導管４１ａ、４１ｂ、４１ｃで構成されている。３本の誘導管４１ａ、４１ｂ、４１ｃは、着火室３９で発生した爆轟波が３個のガス収束部４３，４５，４７に同時に到達するようにするために、その路程が等しく設定されている。
なお、誘導管４１ａ、４１ｂ、４１ｃに適宜シェルキンスパイラルを挿入して爆轟波の速度を調整するようにしてもよい。
【００２６】
３個のガス収束部４３，４５，４７は、液圧発生部３７の上端側に同一高さ位置で水平に配置されている。
３個のガス収束部４３，４５，４７は同一の構成なので、以下ではガス収束部４３を例に挙げて、図２に基づいて説明する。
ガス収束部４３は、図２に示すように、誘導管４１ａに連通する分散室５１、分散室５１に連通する誘導路５３、誘導路５３に連通する燃焼室５５を備えている。分散室５１は誘導管４１ａからの爆轟波を分散するための室である。誘導路５３は分散室５１にて分散された火炎を燃焼室５５にやや湾曲形成された導入側端部５５ａの複数位置へ同時に導くためのものである。
【００２７】
燃焼室５５は、図２にて下方に向かうにしたがって軸線に直角な断面での断面積が小さくなる円錐状をなしていて、この断面積が導入側端部５５ａで最大、図２にて下端部の出口開口端部５５ｂで最小となる収束部を形成するようになっている。このような収束部を有することによって誘導路５３から燃焼室５５へ導入された複数の爆轟波が収束されて、さらに高温高圧の収束爆轟波が形成される。そして、燃焼室５５は、その出口開口端部５５ｂで液圧発生部３７に接続されている。
【００２８】
着火室３９及びガス収束部４３には、着火室３９及びガス収束部４３の内壁を冷却して所定温度以下に維持するためのジャケット、例えば水冷ジャケット５７（５７ａ，５７ｂ）が形成されている。この水冷ジャケット５７により着火室３９及びガス収束部４３の内壁の温度は燃料の着火温度以下に維持され、着火室３９及びガス収束部４３の内壁の過昇温による着火室３９及びガス収束部４３での異常燃焼が防止される。
なお、燃焼室５５の出口開口端部５５ｂ近傍には、燃焼室５５の燃焼排ガスを排出する排出口５９が形成されている。この排出口５９は、図１に示すように、開閉弁５２を有する排気管６１に連通しており、燃焼室５５の燃焼排ガスを強制的に排出できるようになっている。
【００２９】
(ii) 液圧発生部３７
液圧発生部３７は、図１に示すように、燃焼室５５の出口開口端部５５ｂに連結される連結部３７ａと、該連結部３７ａに連続して形成され、下方に向かって同径で延びる同径部３７ｂと、該同径部３７ｂに連続して下方に向って収束する液収束部３７ｃと、液収束部３７ｃに連続して同径で延びて処理室３に連結される処理室連結部３７ｄと、から構成されている。
液圧発生部３７には、前述したように、給水管７ｂによってバラスト水が封入され、該バラスト水が収束爆轟波を衝撃水圧に変換して処理室内のバラスト水に衝撃水圧を発生させる圧力媒体として機能する。
処理室連結部３７ｄには、液圧発生部３７と処理室３とを仕切るゴム製のダイヤフラム６３が設けられている。ゴム製のダイヤフラム６３は水とショックインピーダンスが同じなので、液圧発生部３７の衝撃液圧はダイヤフラム６３を透過して処理室３のバラスト水に伝播することができる。
液圧発生部３７における連結部３７ａの上端部には液圧発生部３７の液面を調整するための排水管６７が開閉弁６９と共に設けられ、水封ポンプ７０に連結されている。
【００３０】
＜動作の説明＞
次に、上記のように構成された本実施の形態の動作を説明する。
（１）図１に示す処理開始直前状態においては、気体収束爆轟発生部３５では、着火室３９、誘導部４１、分散室５１、誘導路５３、そして燃焼室５５内に、ほぼ理論混合比、または理論混合比よりも空気不足条件で、燃料と酸素（予熱空気）が着火室３９側から充填されている。
燃焼室５５内に燃料と酸素（予熱空気）を充填する前に、バラスト水の給水管７ｂの開閉弁２８を開にして、液圧発生部３７に圧力媒体としてのバラスト水を燃焼室５５の出口開口端部５５ｂより高い位置まで給水しておき、次に水封ポンプ７０に連結された排水管６７の開閉弁６９を開にして、余分なバラスト水を排出して、液圧発生部３７の水面高さ位置を一定に保つ。処理室３には処理対象となるバラスト水が注入されている。
【００３１】
（２）次いで、点火栓３９ａを作動させる。点火栓３９ａを作動させることで、着火室３９内では、着火により爆轟が起こり、その爆轟波が誘導管４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、分散室５１そして誘導路５３を経て燃焼室５５の導入側端部５５ａに伝播される。その際、複数の誘導管４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、誘導路５３の路程はそれぞれ等しく設定されているので、着火室３９で発生した爆轟波は同時に燃焼室５５の導入側端部５５ａに達することになる。
【００３２】
燃焼室５５内では複数の爆轟波が導入側端部５５ａから出口開口端部５５ｂへと進行するが、燃焼室５５の断面積は下流に向け次第に小さくなっているため、爆轟波が収束されて、下流側に伝播するにつれて温度及び圧力が上昇する。出口開口端部５５ｂに到達して高温高圧になった爆轟波は連結部３７ａにおいて液圧発生部３７の圧力媒体としてのバラスト水に照射され液中衝撃波を発生させる。
３箇所すなわち３つの連結部３７ａで発生した液中衝撃波は同径部３７ｂを下方に進行し、さらに液収束部３７ｃを処理室３側に向かって進行する。このとき、液収束部３７ｃが処理室３側に向かって収束しているため、液中衝撃波が干渉しあい、さらに収束してその圧力がさらに上昇して処理室連結部３７ｄではきわめて高圧、例えば２０００ＭＰａの衝撃液圧となる。この超高圧の衝撃液圧がダイヤフラム６３を介して処理室３内のバラスト水に伝達され、バラスト水に超高圧の衝撃水圧を発生させ、この超高圧の衝撃水圧によってバラスト水中の水生生物に衝撃的な圧縮、膨張、せん断等の力が作用し、これらを死滅させる。
【００３３】
（３）水生生物の死滅処理が完了すると、排水管９の開閉弁３１及び給水管７の開閉弁２７を全開にし、ポンプ５を稼動して処理前バラスト水で処理済みバラスト水を下方から押し出すようにして給排水を行う。この場合、処理前のバラスト水が直接処理室外に漏洩するのを防止するため、毎回、処理室内に処理済バラスト水が一部残留するように運転する。なお、処理室３内の処理済バラスト水を迅速かつ確実に排出するために排水ポンプを設けることも好ましい。
【００３４】
（４）処理済みバラスト水は、収束爆轟排ガスを熱源とする熱交換器１１を介して加熱され、処理前バラスト水より比重を小さくされた後、バラストタンク１の上部に戻される。このとき、処理済バラスト水は加熱され比重が小さくなっているので、加熱処理前バラスト水がバラストタンク底部に偏在することになり、次の処理では処理前バラスト水が選択的に処理室３に供給されるようになる。
なお、処理済水をバラストタンク１に戻さない場合には、開閉弁３１に代えて開閉弁３３を開にして処理済水を放流すればよい。
【００３５】
（５）処理済水の排出及び未処理のバラスト水の給水を開始すると同時に、開閉弁５２を開にして、燃焼室５５の燃焼排ガスを排出する。
（６）燃焼排ガスの排出が完了すると、気体収束爆轟発生部３５側では、開閉弁４４、４８を開にして着火室３９、誘導部４１、分散室５１、誘導路５３、燃焼室５５内にプロパン・空気を所定圧力まで充填する。このとき、空気予熱熱交換器５０で空気（酸素）を予熱することが好ましい。プロパン・空気が気体収束爆轟発生部３５内に充填されるとすべての開閉弁を全閉にする。以降は、前記（１）の動作を行い、その後は同一の動作を繰り返し、バラストタンク内の処理前バラスト水を処理室３に移送して死滅処理をおこなう。
【００３６】
上記各工程の動作は制御装置１９によって自動的又は半自動的に行われる。なお、上記工程の爆轟動作を手動で行ってもよい。
なお、海水中の処理対象物のサイズが小さいなどの理由で死滅しにくい場合には、毎回処理室内のバラスト水を置換するのではなく、（１）〜（２）の工程を複数回繰り返すことにより、死滅処理効果をさらに高めることができる。また、バラスト水処理前に、収束爆轟排ガスを熱源とする熱交換器を介してバラスト水を加熱した後、収束爆轟波による処理を行うようにしてもよい。このようにすることにより、水生生物の死滅処理効率を向上できる。
処理対象物としては、バクテリア、ウィルス、細菌、酵母、カビ、植物性又は動物性プランクトン、卵、稚魚、藻類などの比較的微小サイズの水生生物が考えられる。
【００３７】
以上のように本実施の形態によれば、複数のガス収束部４３，４５，４７の収束爆轟波によって圧力媒体としてのバラスト水に誘起された液中衝撃波同士を干渉させて超高圧の衝撃液圧を発生させ、この高圧の衝撃液圧によって処理対象のバラスト水に超高圧の水中衝撃波を発生させ、これによって水生生物を死滅処理するようにしたので、再現性が良くかつその効果が大きく、結果的に省エネルギーである。また、毒物や有害物質を使用しないため、処理作業や処理済バラスト水の廃棄作業の際に二次公害の心配がなく安全性に優れる。さらに、船舶の運転とは独立に処理可能であるため、船舶の運転状況と関係なく死滅処理ができフレキシビリティーが大きい。
【００３８】
また、複数のガス収束部を用いたので、大量処理、超高圧を発生できるにもかかわらず、各ガス収束部は小型でよく、装置がコンパクトにでき、設備費が安価となり、保守・点検も容易なことから維持費も安価である。
さらに、暖機運転が不要であることから運転費を安価に抑えることもできる。また、ガス充填圧を調整することにより、バラスト水の性状に応じて簡単な操作で水中衝撃波の強度(死滅処理効果)を大幅に変更することができる。
【００３９】
また、開閉弁の開閉、燃料ガス及び酸化剤の供給、着火等の操作を自動的に行う制御装置１９を設置したことにより、安全性が格段に向上し、高速繰り返し運転も可能となる。
さらに、エンジンと同様に瞬間的な高圧を利用するため、高圧ガス取締法の対象外であると共に、市販燃料を使用するため、本発明の実施に際して、特殊な資格や許認可を必要としないという特徴も有する。
また、船舶内で処理が可能なことから寄港先の事情に依存せずに完全処理可能となり信頼性が高い。航行中に処理が可能なことから処理時期の選択の自由度が大きく専任従事者が不要となり運転費安価となる。また、専用発電機が不要であり、この点においても省エネルギーである。
【００４０】
なお、航行中に処理を行う場合には、複数のバラストタンクを、バラスト水を注入したものと空のものとに分けておき、バラスト水を処理後に空のバラストタンクに戻すようにするのが好ましい。このようにすれば、処理前のバラスト水と処理後のバラスト水が混合することなく確実かつ効率的な処理ができる。
【００４１】
なお、上記の実施の形態においては、船舶内にバラスト水処理装置を設置した例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、寄港地に設置してもよい。この場合、１台の処理装置で数多くの船舶に適用できるので処理装置の稼働率が向上し、その結果、運転費が安価になるという効果が期待できる。
また、上記の実施の形態においては、液圧発生部３７に封入する圧力媒体としての液体としてバラスト水を用いる例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、油などを用いることもできる。もっとも、バラスト水処理を行う場合には、液圧発生部３７に封入する液体として海水等を用いることが海洋汚染の心配がなく安全である。
【００４２】
上記の実施の形態においては、液圧発生装置によって処理する対象としてバラスト水を例にあげた。しかし、本発明の液圧発生装置によって処理する対象は、例えば血液などの医療廃棄物等の滅菌処理、食品の殺菌処理、あるいは金属製品の成型等種々の分野に適用できる。特に、本発明においては複数のガス収束室を用いることで超高圧が可能になっているので、超高圧での処理が要求されるバクテリア、ウィルス等の微細生物の殺菌処理などに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態の説明図であり、船舶の横断面及びバラスト水処理装置を模式的に示したものである。
【図２】図１の一部を詳細に説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  バラストタンク
３  処理室
５  ポンプ
１１  熱交換器
１５  液圧発生装置
３５  気体収束爆轟発生部
３７  液収束部
４３，４５，４７  ガス収束部
【図１】
2005254138.tif 000003
【図２】
2005254138.tif 000004