(57)【要約】一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱うための制御ユニット、循環システムおよび方法が開示される。循環システムは、制御ユニット；第一のシステム入口および第一のシステム出口を有するパイプ構造；ならびに第一のシステム入口と第一のシステム出口との間にバラスト水をポンピングするためのポンプユニットを含み、ポンプユニットは制御ユニットに接続されている。制御ユニットは、ポンピングされた量を示す量パラメータを得る；量パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する；およびポンプ基準が満たされているかどうかに基づいてポンプユニットを作動させるように、構成されている。2017537019.tif 000003
2017537019.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱うための循環システムであって、
- 制御ユニット；
- 第一のシステム入口および第一のシステム出口を有し、該第一のシステム入口が、バラスト水を該循環システムに供給するために該一つまたは複数のバラストタンクのタンク出口と流体連絡するように構成され、該第一のシステム出口が、バラスト水を該一つまたは複数のバラストタンクに供給するために該一つまたは複数のバラストタンクのタンク入口と流体連絡するように構成されている、パイプ構造；ならびに
- 該第一のシステム入口と該第一のシステム出口との間にバラスト水をポンピングするための、該制御ユニットに接続されているポンプユニット
を含み、
該制御ユニットが、
- ポンピングされた量を示す量パラメータを得る；
- 該量パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する；および
- 該ポンプ基準が満たされているかどうかに基づいて該ポンプユニットを作動させる
ように構成されている、
循環システム。
【請求項２】
制御ユニットが、前記一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量を示すバラスト水量データを得るように構成されており、ポンプ基準がバラスト水量に基づく、請求項1記載の循環システム。
【請求項３】
ポンプ基準が満たされているかどうかを判定することが、ポンピングされた量としきい値とを比較することを含む、請求項1または2記載の循環システム。
【請求項４】
しきい値が、前記一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量の関数である、請求項3記載の循環システム。
【請求項５】
しきい値が、乗数×前記一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量として与えられる、請求項4記載の循環システム。
【請求項６】
しきい値が、1〜10×前記一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量である、請求項3〜5のいずれか一項記載の循環システム。
【請求項７】
センサ出力を制御ユニットに提供するために該制御ユニットに接続されたセンサユニットを含み、ポンピングされた量を示す量パラメータが該センサ出力に基づく、前記請求項のいずれか一項記載の循環システム。
【請求項８】
センサユニットが、循環システムを通過するバラスト水流量を計測する流量センサを含み、センサ出力がバラスト水流量を示す、請求項7記載の循環システム。
【請求項９】
センサユニットが、循環システムを通過するバラスト水量を計測する量センサを含み、センサ出力が、ポンピングされたバラスト水量を示す、請求項7〜8のいずれか一項記載の循環システム。
【請求項１０】
バラスト水を処理するための水処理ユニットを第一のシステム入口と第一のシステム出口との間に含む、前記請求項のいずれか一項記載の循環システム。
【請求項１１】
パイプ構造の流体入口に接続された流体出口を有する流体供給源を含み、該流体供給源が制御ユニットに接続され、該制御ユニットが、該流体供給源を作動させるように構成されている、前記請求項のいずれか一項記載の循環システム。
【請求項１２】
流体入口がポンプユニットよりも下流に配置されている、請求項11記載の循環システム。
【請求項１３】
制御ユニットが、ポンプ基準が満たされているとき、ポンプ速度を下げるように構成されている、前記請求項のいずれか一項記載の循環システム。
【請求項１４】
前記請求項のいずれか一項記載の循環システムと、バラストタンクの下寄り部分にあるタンク入口および該バラストタンクの上寄り部分にあるタンク出口を有するバラストタンクとを含み、第一のシステム入口が該タンク出口に結合され、第一のシステム出口が該タンク入口に結合されている、バラスト水システム。
【請求項１５】
一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱うための循環システムのための制御ユニットであって、
該循環システムが、タンク出口とタンク入口との間のパイプ構造中にバラスト水をポンピングするポンプユニットを含み、
該制御ユニットが、
- ポンピングされた量を示す量パラメータを得る；
- 該量パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する；および
- 該ポンプ基準が満たされているかどうかに基づいて該ポンプユニットを作動させる
ように構成されている、
制御ユニット。
【請求項１６】
一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱う方法であって、
- ポンプユニットにより、タンク出口とタンク入口との間のパイプ構造中にバラスト水をポンピングする工程；
- ポンピングされた量を示す量パラメータを得る工程；
- 該量パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する工程；および
- 該ポンプ基準が満たされているかどうかに基づいて該ポンプユニットを作動させる工程
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バラスト水、たとえば船舶および他の沖合建造物上のバラストタンク中のバラスト水を取り扱いおよび／または処理する、たとえば洗浄、除染、衛生化および／または滅菌するためのシステムおよび方法に関する。さらに、本開示は、そのようなシステムおよび／またはそのようなシステムの部品を制御するための制御ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
積荷を運んでいるかどうかにかかわらず船の安定性を維持するために、船は、積荷の性質に依存して充填する、または空にすることができるタンクを備えている。そのようなタンクはバラストタンクと呼ばれ、それに充填される水はバラスト水と呼ばれる。
【０００３】
したがって、空荷の船または部分的に積荷を運ぶ船が出港するときには、安定性を維持し、船の浮力を調節するために、バラスト水がバラストタンクに充填されている。ほぼ常に、そのようなバラスト水は生物、たとえばプランクトン、藻類などを含有する。船がその仕向け地に到着し、再び積荷を受け取るとき、バラスト水は海に戻される。
【０００４】
したがって、バラスト水の放出は、潜在的に、仕向け港の海洋環境に侵略的外来種を持ち込むおそれがあり、それは、その生物が本来の生息地から新たな生物圏に移動することを意味する。世界の別の部分に固有であるそのような生物は、地元の海洋生物にとって脅威となり得、したがって「生物学的汚染」と呼ばれる。毎年、巨大なタンカーが何十億立方メートルもの水を世界の一部分から別の部分に移動させ、それにより、タンカーは、世界最大の環境問題の一つとみなされる、新たな環境への何百種もの侵略的海洋外来種の持ち込みにおける寄与因子である。
【０００５】
今や、ポンプアウトされるバラスト水の中にどれほど少ない数の生物しか許されないかに関する具体的な要件が国際海事機関（IMO:International Maritime Organization）によって立案されており、本開示は、そのような要件に適合するための手段を提供する。
【発明の概要】
【０００６】
概要
生物学的汚染を減らすためにバラスト水を取り扱いおよび／または処理する効果的で信頼し得る方法を提供するシステムおよび関連の方法の必要性がある。
【０００７】
したがって、たとえばバラスト水の処理中に、一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱うための循環システムが提供される。循環システムは、制御ユニット、パイプ構造およびポンプユニットを含む。パイプ構造は第一のシステム入口および第一のシステム出口を有する。第一のシステム入口は、バラスト水を循環システムに供給するために一つまたは複数のバラストタンクのタンク出口と流体連絡するように構成されている。第一のシステム出口は、バラスト水を一つまたは複数のバラストタンクに供給するために一つまたは複数のバラストタンクのタンク入口と流体連絡するように構成されている。ポンプユニットは、第一のシステム入口と第一のシステム出口との間にバラスト水をポンピングするように構成されている。ポンプユニットは制御ユニットに接続されている。制御ユニットは、ポンピングされた量を示す量パラメータを得る；量パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する；およびポンプ基準が満たされているかどうかに基づいてポンプユニットを作動させるように、構成されている。
【０００８】
同じく開示されるものは、たとえば開示された循環システムのような循環システムとバラストタンクとを含むバラスト水システムである。バラストタンクはタンク入口およびタンク出口を有する。タンク入口はバラストタンクの下寄り部分にあり、タンク出口はバラストタンクの上寄り部分にある。循環システムの第一のシステム入口がタンク出口に結合され、循環システムの第一のシステム出口がタンク入口に結合されている。
【０００９】
同じく開示されるものは、たとえばバラスト水の処理中に、一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱う方法である。方法は、ポンプユニットにより、タンク出口とタンク入口との間のパイプ構造中にバラスト水をポンピングする工程；ポンピングされた量を示す量パラメータを得る工程；量パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する工程；およびポンプ基準が満たされているかどうかに基づいてポンプユニットを作動させる工程を含む。
【００１０】
同じく開示されるものは、タンク出口とタンク入口との間のパイプ構造中にバラスト水をポンピングするポンプユニットを含む循環システムのための制御ユニットである。循環システムは、たとえばバラスト水の処理中に、一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱うように構成されている。制御ユニットは、ポンピングされた量を示す量パラメータを得る；量パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する；およびポンプ基準が満たされているかどうかに基づいてポンプユニットを作動させるように、構成されている。制御ユニットは、開示された循環システムの制御ユニットであり得る。
【００１１】
システムおよび／または方法は、バラスト水の処理のために構成されて、またはバラスト水の処理と組み合わされて、たとえば循環中のバラスト水を処理し、および／または化合物をバラストタンクに提供し、それにより、生物を含有するバラスト水を放出する危険を減らすかまたは実質的になくし得る。さらには、本開示は、バラスト水が選択された要件を満たすのに十分なほど処理されることを維持しながらもコストを減らす、バラスト水処理の最適化を提供する。
【００１２】
バラスト水の取り扱いは、バラスト水の処理と組み合わされてもよく、たとえば、バラスト水の取り扱いはバラスト水の処理を含み得る。バラスト水の処理は、生物含有量に関する指定の基準を満たすように提供され得、たとえば、バラスト水の処理は、バラスト水中の生物を減らす、および／またはなくすことを狙ったものでもよいし、ならびに／あるいはバラスト水の処理は、バラスト水中の溶存酸素のような、バラスト水中の酸素含有量を減らす、および／または二酸化炭素および／または窒素含有量を増すことを狙ったものでもよい。たとえば、バラスト水は、体積あたりの生物数がしきい値未満になるならば、および／またはバラスト水中の酸素含有量がもう一つのしきい値未満になるならば、処理されたものとみなされ得る。
【００１３】
容易にアクセス可能なパラメータからバラスト水の取り扱いおよび／または処理を制御することが望ましい。したがって、バラスト水の取り扱いおよび／または処理は、ポンピングされた量および／またはバラスト水中の気体、たとえば酸素含有量のようなパラメータを使用して制御され得る。
【００１４】
本開示のさらなる利点は、バラスト水を取り扱うための効果的かつ信頼し得るシステム、制御ユニットおよび方法が提供されることである。本開示は、たとえば他のやり方ならば廃棄されるエネルギーを再利用することにより、および／または特定のパラメータが満たされたときエネルギー消費を効果的に減らすことにより、少ないエネルギー消費でのバラスト水の取り扱いを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明の上記および他の特徴および利点は、添付図面を参照する例示的な態様の以下の詳細な説明により、当業者には容易に明らかになる。
【００１６】
【図１】例示的なバラスト水システムを概略的に示す。
【図２】バラスト水を取り扱うための例示的な循環システムを概略的に示す。
【図３】例示的なセンサユニットを概略的に示す。
【図４】バラスト水を取り扱う例示的な方法のフローチャートである。
【図５】バラスト水を取り扱う例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
詳細な説明
船舶および他の沖合建造物は一つまたは複数のバラストタンクを含み得る。循環システムは、一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱うように構成されている。一つまたは複数のバラストタンクはバラストタンクを含み得る。バラストタンクは複数のバラストタンクの一つであり得る。
【００１８】
バラストタンクは複数の区分および／または複数の区画に分割され得る。複数のバラストタンクは、第一の数の区分および／または区画を有する一つまたは複数のバラストタンクを含み得る。さらに、複数のバラストタンクは、第二の数の区分および／または区画を有する一つまたは複数のバラストタンクを含み得る。たとえば、バラストタンクは、船舶の長手に沿って横方向に設けられた複数の区分、たとえばバラストタンクの少なくとも第一の区分および第二の区分を含み得る。バラストタンクの二つの隣接する区分は区分壁によって分けられている。特設フレームが区分壁を構成し得る。隣接する区分は区分壁中の一つまたは複数の開口を介して流体接続し得る。区分は複数の区画、たとえば横方向区画を含み得る。区画は区画壁によって分けられ得、隣接する区画の間の区画壁は一つまたは複数の開口、たとえば第一のセンター開口および／または一つまたは複数のコーナー開口を含み得る。
【００１９】
循環システムのパイプ構造はシステム入口、たとえば第一のシステム入口を有する。パイプ構造は、第一のシステム入口および第二のシステム入口を含む複数のシステム入口を有し得る。複数のシステム入口および／または複数のタンク出口が、たとえばバラストタンク中の異なるバラスト水位で、より効果的なバラスト水循環を促進する。これに関して、システムは、バラストタンク中のバラスト水位よりも低い、一番上のタンク出口および／またはシステム入口を利用するように構成され得る。システム入口、たとえば第一のシステム入口は、一つまたは複数のバラストタンクの一つまたは複数のタンク出口との流体連絡のために構成されている。
【００２０】
一つまたは複数のバラストタンクは、複数のタンク出口、たとえば異なるバラストタンクのタンク出口および／または一つまたは複数のバラストタンクの区分および／もしくは区画を有し得る。第一のタンク出口が一つまたは複数のバラストタンクの第一の区画に接続され得、および／または第二のタンク出口が一つまたは複数のバラストタンクの第二の区画に接続され得る。第一のシステム入口は、第一のタンク出口と流体連絡するように構成され得る。第二のシステム入口は、第二のタンク出口と流体連絡するように構成され得る。
【００２１】
循環システムのパイプ構造はシステム出口、たとえば第一のシステム出口を有する。パイプ構造は、第一のシステム出口および第二のシステム出口を含む複数のシステム出口を有し得る。複数のシステム出口が、たとえばバラストタンク中の異なるバラスト水位で、より効果的なバラスト水循環を促進し得る。
【００２２】
一つまたは複数のバラストタンクは、複数のタンク入口、たとえば異なるバラストタンクのタンク入口および／または一つまたは複数のバラストタンクの区分および／もしくは区画を有し得る。第一のタンク入口が一つまたは複数のバラストタンクの第一および／または第三の区画に接続され得、および／または第二のタンク入口が一つまたは複数のバラストタンクの第一および／または第四の区画に接続され得る。第一のシステム出口は、第一のタンク入口と流体連絡するように構成され得る。第二のシステム出口は、第二のタンク入口と流体連絡するように構成され得る。
【００２３】
システム入口および／または複数のシステム入口、たとえば第一のシステム入口および／または第二のシステム入口が、バラスト水を循環システムに供給する、たとえばバラスト水を一つまたは複数のバラストタンクから循環システムに供給するように構成されている。
【００２４】
システム出口および／または複数のシステム出口、たとえば第一のシステム出口および／または第二のシステム出口が、バラスト水を一つまたは複数のバラストタンクに供給する、たとえばバラスト水を循環システムから一つまたは複数のバラストタンクに供給するように構成されている。
【００２５】
ポンプユニットは、システム入口および／または複数のシステム入口、たとえば第一のシステム入口および／または第二のシステム入口と、システム出口および／または複数のシステム出口、たとえば第一のシステム出口および／または第二のシステム出口との間にバラスト水をポンピングするように構成されている。ポンプユニットは循環ポンプであり得る。ポンプユニットは、たとえば、毎時500m3まで、またはより多くのポンプ容量を有し得る。例示的なシステムにおいて、ポンプユニットは毎時100〜300m3の範囲のポンプ容量を有し得る。ポンプユニットは、特定のポンプ速度、たとえば毎時50m3、毎時100m3、毎時200m3、毎時400m3または毎時500m3を達成するように作動し得る。
【００２６】
制御ユニットは、循環システムおよびその要素／ユニットの動作を制御するように構成されている。制御ユニットは、処理ユニットおよびインタフェース、たとえばユーザインタフェースを含む。ポンピングされた量、たとえばポンピングされたバラスト水量を示す量パラメータが得られる。ポンピングされた量は、循環システムを通過するバラスト水量、パイプ構造を通過するバラスト水量、第一のシステム入口を通過するバラスト水量、第一のシステム出口を通過するバラスト水量および／またはポンプユニットを通過するバラスト水量であり得る。制御ユニットは、ポンピングされた量を示す量パラメータを得るように構成され得る。ポンピングされた量を示す量パラメータはポンプ容量および／またはポンプ時間を含み得る。
【００２７】
量パラメータは、バラスト水流量、たとえば循環システムを通過するバラスト水流量、パイプ構造を通過するバラスト水流量、第一のシステム入口を通過するバラスト水流量、第一のシステム出口を通過するバラスト水流量および／またはポンプユニットを通過するバラスト水流量を示す流量パラメータを積分することによって取得され得る。制御ユニットは、バラスト水流量を示す流量パラメータを得るように構成され得る。制御ユニットは、得られた流量パラメータによって示されるバラスト水流量を積分することによってポンピングされた量を示す量パラメータを得るように構成され得る。
【００２８】
システムおよび／または方法においては、ポンプ基準が満たされているかどうかが判定され、すなわち、ポンプ基準が評価される。ポンプ基準は量パラメータに基づく。制御ユニットは、ポンプ基準が満たされているかどうかを判定し得る。ポンプ基準は、一つまたは複数のサブ基準、たとえば第一のサブ基準および／または第二のサブ基準を含み得る。一つまたは複数のサブ基準が満たされているならば、ポンプ基準は満たされ得る。たとえば、たとえば量パラメータに基づく第一のサブ基準の満足はポンプ速度の可能な低下を示し得る。さらに、たとえばセンサ出力に基づく第二のサブ基準の満足はポンピング継続の必要性を示し得る。処理ユニットは、バラスト水システム構成またはその動作パラメータに依存して、ポンプ基準の異なるサブ基準を適用するように構成され得る。ポンプ基準が満たされているかどうかの判定は、少なくとも第一のサブ基準において、ポンピングされた量としきい値、たとえば量しきい値とを比較することを含み得る。しきい値は、一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量の関数であり得る。たとえば、しきい値は、乗数×一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量として与えられ得る。乗数は1〜10の間であり得る。しきい値は、1〜10×一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量であり得る。
【００２９】
ポンプ基準は、バラスト水量またはそれを示すパラメータ、たとえば一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水量または充填されている区分および／または区画の数に基づき得る。方法は、一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量を示すバラスト水量データを得る工程を含み得る。制御ユニットは、一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量を示すバラスト水量データを得るように構成され得る。バラスト水量を示すバラスト水量データは、オペレータがバラスト水量を示すバラスト水量データを入力するところのユーザインタフェースまたは制御パネルから取得され得る。代替的または追加的に、バラスト水量を示すバラスト水量データは、一つまたは複数のバラストタンク中の一つまたは複数のセンサおよび／または船舶の中央コンピュータから取得され得る。
【００３０】
ポンプユニットは、ポンプ基準が満たされているかどうかに基づいて作動する。制御ユニットは、ポンプ基準が満たされているかどうかに基づいてポンプユニットを作動させるように構成されている。ポンプ基準が満たされているとき、制御ユニットは、ポンプ速度、たとえばポンプユニットのポンプ速度を下げるように構成され得る。たとえば、ポンプ基準または少なくともその第一のサブ基準が満たされているならば、ポンプ速度は下げられ得る。たとえば、ポンプ基準が満たされているならば、ポンプ速度は、ポンプユニットのポンプ容量の50％未満、20％未満、10％未満、5％未満または0％に下げられ得る。
【００３１】
代替的または追加的に、ポンプ基準が満たされていないならば、ポンプ速度は維持され、および／または上げられ得る。たとえば、ポンプ基準が満たされていないならば、ポンプ速度は、ポンプユニットのポンプ容量の100％に上げられ、および／またはセットされ得る。制御ユニットは、ポンプ基準が満たされていないとき、ポンプ速度、たとえばポンプユニットのポンプ速度を維持する、および／または上げるように構成され得る。
【００３２】
制御ユニットは、ポンプユニットを作動させるように構成されている。ポンプユニットは、制御ユニットからの制御信号に依存して流量を提供するように構成され得る。制御ユニットは、ポンプユニットを作動させて選択された流量を提供することによってポンピングされた量を示す量パラメータを取得し得る。したがって、ポンピングされた量は、流量を積分することによって取得され得る。代替的または追加的に、制御ユニットは、一つまたは複数の要素、たとえば循環システムの量または流量センサから量パラメータを取得し得る。
【００３３】
循環システムは一つまたは複数のセンサユニットを含み得る。センサユニットは、センサ出力を制御ユニットに提供するために制御ユニットに接続され得る。ポンピングされた量を示す量パラメータはセンサ出力に基づき得る。センサユニットは複数のセンサを含み得る。センサユニットおよび／またはセンサユニットの一つまたは複数のセンサは、循環システムの要素、たとえばポンプユニットの統合部品であり得る。
【００３４】
第一のセンサユニットは、循環システムを通過するバラスト水流量を計測する流量センサを含み得る。センサ出力はバラスト水流量を示し得る。第一のセンサユニットは、第一のシステム入口と第一のシステム出口との間のパイプ構造中に配置され得る。流量センサはポンプユニットの統合センサであり得る。
【００３５】
第一のセンサユニットおよび／または第二のセンサユニットは、循環システムを通過するバラスト水量を計測する量センサを含み得る。センサ出力は、ポンピングされたバラスト水量を示し得る。第二のセンサユニットは、第一のシステム入口と第一のシステム出口との間のパイプ構造中に配置され得る。量センサはポンプユニットの統合センサであり得る。
【００３６】
センサユニット、たとえば第一のセンサユニットまたは第二のセンサユニットは、バラスト水中の気体含有量を計測または取得するように構成された気体センサを含み得る。気体センサは、バラスト水中の酸素、窒素または二酸化炭素の一つまたは複数の含有量を計測または取得するように構成され得る。センサ出力は、バラスト水中の気体含有量および／または特定の気体の含有量を示し得る。気体センサは、第一のシステム入口と第一のシステム出口との間のパイプ構造中に配置され得る。気体センサはポンプユニットの統合センサであり得る。
【００３７】
センサユニット、たとえば第一のセンサユニットまたは第二のセンサユニットまたは第三のセンサユニットは、バラスト水中の微生物活動を計測または取得するように構成されたセンサを含み得る。
【００３８】
循環システムは、バラスト水を処理するための水処理ユニットを第一のシステム入口と第一のシステム出口との間に含み得る。水処理ユニットは、バラスト水を加熱するように構成された熱交換器を含み得る。熱交換器は、一連の動作パラメータにしたがってバラスト水を処理するように構成され得る。動作パラメータは第一の動作パラメータを含み得る。第一の動作パラメータは温度であり得る。第一の動作パラメータは、65℃〜85℃、たとえば70℃〜75℃の範囲の温度であり得る。例示的な温度は72℃である。動作パラメータは第二の動作パラメータを含み得る。第二の動作パラメータは保持時間であり得る。保持時間は処理の時間であり得る。第二の動作パラメータは、少なくとも30秒、たとえば30秒〜120秒の範囲の保持時間であり得る。例示的な保持時間は、45〜90秒の範囲、たとえば60または75秒であり得る。
【００３９】
熱交換器は、たとえば、バラスト水を第一の温度（第一の動作パラメータ）、たとえば72℃で少なくとも第一の期間（第二の動作パラメータ）、たとえば少なくとも30秒間、たとえば75秒間、加熱するように構成され得る。熱交換器は、バラスト水中の生物を死滅させるためにバラスト水を加熱するように構成され得る。
【００４０】
水処理ユニットは薬品供給を含み得、塩素のような化学物質または活性試薬、たとえば塩素を含む組成物がバラスト水に添加される。バラスト水に添加される化学物質は、バラスト水中の生物を死滅させるように適合されている。水処理ユニットは、放射線源、たとえばバラスト水のUV処理のために構成されたUV光源を含み得る。
【００４１】
循環システムは、パイプ構造の流体入口に接続された流体出口を有する流体供給源を含み得る。流体供給源は、流体、たとえば気体および／または液体および／または気体と液体との混合物をパイプ構造中のバラスト水に添加し得る。たとえば、窒素のような気体の添加は、バラスト水中の酸素の枯渇を促進し、および／またはバラスト水タンクを通過する流れを促進し得る。流体供給源は流体を加圧下でバラスト水に添加してもよい。加圧下でのバラスト水への流体、たとえば窒素の添加は、添加される流体がパイプシステム中のバラスト水中に溶解することを容易にし得る。その後、流体を添加されたバラスト水がバラストタンクに入ると、圧力が低下して、バラストタンク内で気泡の形成を生じさせる。この効果が、バラストタンク内でかく拌または混合効果を提供し得る。それにより、少なくとも区画内のバラスト水は、一つまたは複数のバラストタンク中および／または一つまたは複数のバラストタンクの各区画中で均一または実質的に均一であるとみなされ得る。
【００４２】
パイプ構造の流体入口はポンプユニットよりも下流に配置され得る。ポンプユニットよりも下流へのパイプ構造の流体入口の配置は、ポンプユニット中の気体および／または気泡がたとえばポンプユニットの誤動作または有効性低下を招く危険をなくし、または減らし得る。
【００４３】
流体供給源は、パイプ構造の流体出口に接続された流体入口を有し得る。したがって、パイプ構造中のバラスト水の一部分、たとえば5％が流体供給源を通って流れ得、流体、たとえば気体、液体および／または気体と液体との混合物は、流体供給源を通って流れるバラスト水のその一部分に添加され得る。パイプ構造の流体出口は、ポンプユニットよりも下流に配置され得る。
【００４４】
流体供給源は制御ユニットに接続され得る。制御ユニットは、流体供給源を作動させる、またはその動作を制御するように構成され得る。制御ユニットは、流体供給源基準、たとえばバラスト水中の酸素含有量がしきい値、たとえば酸素しきい値未満であるかどうかに基づいて流体供給源を作動させるように構成され得る。流体供給源基準は、バラスト水中の気体含有量、たとえば二酸化炭素または窒素含有量がしきい値を超えるかどうかを含み得る。流体供給源基準は、センサ出力によって示される酸素含有量に基づき得る。
【００４５】
制御ユニットは、ポンプ基準および流体供給源基準の両方に基づいてポンプユニットおよび流体供給源を作動させる、またはその動作を制御するように構成され得る。たとえば、ポンプ基準が満たされ、流体供給源基準が満たされていないならば、ポンプ速度が下げられ、および／または流体の添加が増やされ得る。ポンプ基準および流体供給源基準の両方が満たされているならば、ポンプ速度はたとえば5％未満まで下げられ、流体の添加は減らされ、または停止され得る。
【００４６】
制御ユニットは、循環システムおよび／または循環システムの要素、たとえばポンプユニット、流体供給源および／または水処理ユニットを作動させる、またはその動作を制御するように構成され得る。制御ユニットは、ユーザ入力を得るように構成されたユーザインタフェースを含み得る。制御ユニットは、得られたユーザ入力に基づいて循環システムおよび／または循環システムの要素、たとえばポンプユニット、流体供給源および／または水処理ユニットを作動させるように構成され得る。
【００４７】
以下、図面を参照しながら様々な態様が説明される。図面を通して類似の参照番号は類似の要素を指す。したがって、類似の要素は、各図面の説明に関して詳細には説明されない。また、図面は、態様の説明を容易にすることを意図したものにすぎないことが留意されるべきである。図面は、請求項に係る発明の完全な説明または請求項に係る発明の範囲に対する限定として意図したものではない。加えて、図示される態様が、示されるすべての局面または利点を有する必要はない。ある特定の態様に関連して記載される局面または利点は、必ずしもその態様に限定されず、他の態様においても実現されることができる（そのように示されていないとしても、またはそのように明示的に記載されていないとしても）。
【００４８】
全図を通して、同一または対応する部品に対して同じ参照番号が使用される。
【００４９】
図1は、例示的なバラスト水システム1を概略的に示す。バラスト水システム1は循環システム2およびバラストタンク6を含む。
【００５０】
バラストタンク6はタンク入口18およびタンク出口16を有する。タンク入口18はタンク出口16よりも下に配置され、たとえば、タンク入口18がバラストタンク6の下寄り部分にあり得る、および／またはタンク出口16がバラストタンク6の上寄り部分にあり得る。タンク出口16は、バラスト水4の水面の実質的に近くにあるように構成され得る。たとえば、タンク出口16は、バラストタンク6内に垂直方向に分散した複数の開口（図示せず）を有し得る。
【００５１】
循環システム2がバラストタンク6に接続されている。循環システム2は、バラストタンク6のバラスト水4を取り扱うように構成されている。バラスト水4はバラストタンク6をバラスト水位5まで少なくとも部分的に満たす。循環システム2は第一のシステム入口12および第一のシステム出口14を含む。第一のシステム入口12はタンク出口16に結合され、第一のシステム出口14はタンク入口18に結合されている。
【００５２】
図1中、循環システム2は、バラストタンク6のバラスト水4を取り扱うよう構成されているものとして示され、記載されている。しかし、循環システム2は、たとえばバラストタンク6を含む一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水4を取り扱うように構成されてもよい。
【００５３】
図1はバラストタンク6の第一の区分を示し、第一の区分は、それぞれの区画壁9A、9B、9C、9C、9Eによって分けられた複数の区画（たとえば五つ以上）7A、7B、7C、7D、7E、7Fを含む。バラストタンク6のようなバラストタンクは、図示されるようにL字形であってもよいし、または代替的に、バラストタンクはI字形またはU字形であってもよい。
【００５４】
図2は、図1に関連して示し、記載したような、バラスト水、たとえば一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱うための例示的な循環システム2を概略的に示す。
【００５５】
循環システム2は制御ユニット8、パイプ構造10およびポンプユニット20を含む。
【００５６】
パイプ構造10は第一のシステム入口12および第一のシステム出口14を有する。第一のシステム入口12は、一つまたは複数のバラストタンクのタンク出口と流体連絡するように構成され、第一のシステム入口12は、バラスト水を循環システム2に供給するように構成されている。第一のシステム出口14は、一つまたは複数のバラストタンクのタンク入口と流体連絡するように構成され、第一のシステム出口は、バラスト水を一つまたは複数のバラストタンクに供給するように構成されている。
【００５７】
ポンプユニット20、たとえば循環ポンプは、第一のシステム入口12と第一のシステム出口14との間にバラスト水をポンピングするように構成されている。ポンプユニットは制御ユニット8に接続されている。ポンプユニット20は、毎時500m3まで、またはより多くのバラスト水をポンピングするように構成され得る。
【００５８】
制御ユニット8は、ポンピングされた量を示す量パラメータを得るように構成されている。たとえば、制御ユニット8は、循環システム2の動作持続時間および／またはポンプユニット20の動作持続時間および／またはポンプユニット20のポンプ速度から、ポンピングされた量を推定するように構成され得る。代替的または追加的に、循環システム2は、以下でさらに説明するセンサユニット22を含み得、制御ユニット8は、センサ出力40に基づいて量パラメータを取得し得る。
【００５９】
制御ユニット8はさらに、ポンプ基準が満たされているかどうかを判定するように構成されている。ポンプ基準は、得られる量パラメータに基づく。たとえば、ポンプ基準は、ポンピングされた量としきい値とを比較することを含み得る。しきい値は、一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量の関数、たとえば乗算であり得る。たとえば、しきい値は、1〜10×一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量、たとえば6×一つまたは複数のバラストタンク中のバラスト水量であり得る。
【００６０】
制御ユニット8はさらに、ポンプユニット20を作動させるように構成されている。制御ユニット8は、ポンプ基準が満たされているかどうかに基づいてポンプユニット20を作動させるように構成されている。たとえば、制御ユニット8は、ポンプ基準またはそのサブ基準が満たされているならば、ポンプユニット20のポンプ速度を下げるように構成され得、たとえば、制御ユニット8は、ポンプ基準が満たされているならば、パイプ構造10を通過する流量を減らすように構成され得る。代替的または追加的に、制御装置8は、ポンプ基準が満たされていないならば、ポンプ速度を上げる、および／またはポンプ速度を維持するように構成され得る。制御ユニット8はポンプ制御信号42をポンプユニット20に送信する。ポンプユニット20は、ポンプ制御信号42を受信し、相応に作動するように構成されている。たとえば、ポンプ制御信号42はポンプ速度を示し得、ポンプユニット20は、ポンプ制御信号42によって示されたポンプ速度にしたがってポンプ速度を調節し得る。
【００６１】
循環システム2は、任意のセンサユニット22、任意の水処理ユニット28および／または任意の流体供給源30を含む。
【００６２】
センサユニット22は制御ユニット8に接続され、センサユニット22は、センサ出力40を制御ユニット8に提供するように構成されている。センサユニット22はポンプユニット20の統合部品であってもよい。たとえば、センサ出力40は、ポンプの速度および／またはポンプを通過する水の流量を示すデータを含み得る。
【００６３】
制御ユニット8は、センサ出力40に基づいて、ポンピングされた量を示す量パラメータを得るように構成され得る。たとえば、センサ出力40は、ポンプを通過する水の流量を示し得、制御ユニットは、センサ出力40から量パラメータを計算および／または推定するように構成されている。または、センサ出力40は、一定期間中にパイプを通過する水の量および／または流量を示してもよい。代替的または追加的に、センサ出力40は、バラスト水中の酸素含有量および／または他の気体含有量を示すデータを含んでもよく、制御ユニット8は、バラスト水中の酸素含有量を示す酸素パラメータを得るように構成されてもよい。
【００６４】
水処理ユニット28は、第一のシステム入口12と第一のシステム出口14との間でバラスト水を処理する。水処理ユニット28は、バラスト水中の生物を減らす、またはなくすように構成されている。たとえば、水処理ユニット28は薬品をバラスト水に添加し得る。追加的または代替的に、水処理ユニット28はバラスト水の熱処理を提供してもよい。
【００６５】
流体供給源30は、気体および／または液体および／または気体と液体との混合物をバラスト水に添加し得る。たとえば、窒素のような気体の添加は、バラスト水中の酸素の枯渇を促進し得る。窒素などの気体の添加は、一つまたは複数のバラストタンク中でバラスト水をかく拌または混合することを支援し得る。それにより、バラスト水は、一つまたは複数のバラストタンクの中および／または一つまたは複数のバラストタンクの各区画の中で均一またはほぼ均一になる。流体供給源30は、パイプ構造10の流体入口34に接続された流体出口32を有する。パイプ構造10の流体入口34はポンプユニット20よりも下流に配置されている。
【００６６】
もう一つの例示的な循環システム（図示せず）において、流体供給源30は、パイプ構造10の流体出口に接続された流体入口を有する。したがって、パイプ構造中のバラスト水の一部分、たとえば5％が流体供給源30を通って流れ、流体、たとえば気体、液体および／または気体と液体との混合物は、流体供給源30を通って流れるバラスト水のその一部分に添加され得る。
【００６７】
制御ユニット8は、任意で、流体供給源基準が満たされているかどうかを判定するように構成されている。流体供給源基準は、得られる酸素パラメータに基づく。たとえば、流体供給源基準は、バラスト水中の酸素含有量と酸素しきい値とを比較することを含み得る。
【００６８】
制御ユニット8は、ポンプ基準および／または流体供給源基準が満たされているかどうかに基づいてポンプユニット20および／または流体供給源30を作動させるように構成され得る。たとえば、ポンプ基準が満たされており、流体基準が満たされていないならば、制御ユニット8は、流体供給源30を作動させて流体添加量を増し得る。代替的または追加的に、ポンプ基準および流体基準の両方が満たされているならば、制御ユニット8は、流体供給源30を作動させて流体添加量を減らし得る。
【００６９】
制御ユニット8は流体供給源制御信号44を流体供給源30に送信する。流体供給源30は、流体供給源制御信号44を受信し、相応に作動するように構成されている。たとえば、流体供給源制御信号44は流体添加速度を示し得、流体供給源30は、流体供給源制御信号44によって示された流体添加速度にしたがって流体添加速度を調節し得る。
【００７０】
図3は、例示的なセンサユニット22を概略的に示す。センサユニット22は、流量センサ24、量センサ26および気体センサ27を含む。流量センサ24は、循環システムを通過するバラスト水流量を計測する。量センサ26は、循環システムを通過するバラスト水量を計測する。気体センサ27は、バラスト水中の酸素含有量を計測する酸素センサであり得る。
【００７１】
量センサ26は、バラスト水量を連続的に計測するように構成され得る、および／または量センサ26は、たとえばバラスト水の循環が開始されるとき、および／またはバラストタンクが満たされる、もしくは空にされるとき、計測されたバラスト水量をリセットするように構成され得る。
【００７２】
センサユニット、たとえばセンサユニット22が、流量センサ、量センサおよび酸素センサの両方を含んでもよいことが強調される（図示するように）。または、センサユニットは、流量センサ24、量センサ26および気体センサ27の一つまたは複数を含んでもよい。その結果、センサ出力40は、バラスト水流量、ポンピングされた水量および／またはバラスト水中の気体含有量、たとえば酸素、窒素および／または二酸化炭素含有量を示す。
【００７３】
図4は、一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水を取り扱うための例示的な方法100のフローチャートである。方法100は、バラスト水をポンピングする工程102、量パラメータを得る工程104、ポンプ基準が満たされているかどうかを判定する工程106およびポンプユニットを作動させる工程108を含む。
【００７４】
バラスト水をポンピングする工程102は、ポンプユニットにより、タンク出口とタンク入口との間のパイプ構造中にバラスト水をポンピングする工程102を含む。タンク出口は一つまたは複数のバラストタンクのタンク出口である。タンク入口は一つまたは複数のバラストタンクのタンク入口である。
【００７５】
量パラメータを得る工程104は、ポンピングされた量、たとえばパイプ構造および／またはポンプユニットを通してポンピングされたバラスト水の量を示す量パラメータを得る工程104を含む。
【００７６】
ポンプ基準が満たされているかどうかを判定する工程106は、量パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する工程106を含む。たとえば、ポンプ基準は、ポンピングされた量としきい値、たとえば量しきい値とを比較することを含み得、たとえば、ポンピングされた量がしきい値よりも大きいならば、ポンプ基準は満たされていると判定され得る（106）。
【００７７】
ポンプユニットを作動させる工程108は、ポンプ基準が満たされているかどうかに基づいてポンプユニットを作動させる工程108を含む。たとえば、ポンプ基準が満たされているならば、ポンプユニットは、ポンプ速度を下げるように作動し得る（108）。
【００７８】
図5は、バラスト水を取り扱うための例示的な方法100'のフローチャートである。方法100'は、図4に示す方法100と同じ工程を含む。しかし、ポンプ基準が満たされているかどうかを判定する工程106が、ポンプユニットを作動させる工程108における違いを生じさせるやり方がさらに例示されている。ポンプ基準が満たされていると判定されるならば（106）、ポンプ速度は下げられる（110）。逆に、ポンプ基準が満たされていないと判定されるならば（106）、ポンプ速度は維持される（112）。
【００７９】
方法100'はまた、バラスト水量データを得る任意の工程101を示す。バラスト水量データは一つまたは複数のバラストタンクのバラスト水量を示す。たとえば、一つまたは複数のバラストタンクは50％まで満たされ得、バラスト水量を示すバラスト水量データは、たとえば、オペレータが制御パネル上で充填率および／または絶対量を入力することによって取得され得、代替的または追加的に、バラスト水量データは、バラストタンク中および／または船舶中央コンピュータ中のセンサから取得され得る。
【００８０】
方法100'はまた、たとえばバラスト水中の酸素含有量を示す酸素パラメータを得る任意の工程114を示す。ポンプ基準が満たされているかどうかを判定する工程106は、酸素パラメータに基づくポンプ基準が満たされているかどうかを判定する工程106を含み得る。たとえば、ポンプ基準は、バラスト水中の酸素含有量を酸素しきい値と比較することを含み得、たとえば、バラスト水中の酸素含有量が酸素含有量しきい値未満であるならば、および／またはポンプ量が量しきい値よりも大きいならば、ポンプ基準は満たされていると判定され得る（106）。
【００８１】
方法100'はまた、流体供給源基準が満たされているかどうかを判定する任意の工程116を示す。流体供給源基準は酸素パラメータに基づく。たとえば、酸素基準は、バラスト水中の酸素含有量を酸素しきい値と比較することを含み得、たとえば、バラスト水中の酸素含有量が酸素しきい値未満であるならば、流体供給源基準は満たされ得る。代替的または追加的に、流体供給源基準は量パラメータに基づく。たとえば、流体供給源基準は、ポンピングされた量としきい値、たとえば量しきい値とを比較することを含み得、たとえば、ポンピングされた量がしきい値よりも大きいならば、および／またはバラスト水中の酸素含有量が酸素しきい値未満であるならば、流体供給源基準は満たされていると判定され得る（116）。
【００８２】
方法100'はまた、流体供給源基準が満たされているかどうかに基づいて流体供給源を作動させる工程118を例示する。たとえば、流体供給源基準が満たされていると判定されるならば（116）、流体供給源を作動させて（118）流体の添加量を減らす（120）。逆に、流体供給源基準が満たされていないと判定されるならば（116）、流体供給源を作動させて（118）流体の添加量を維持する（122）。
【００８３】
例示的な方法におけるポンプ基準および／または流体供給源基準は、バラスト水中の酸素含有量とポンピングされた量との組み合わせであってもよいことが強調されるべきである。たとえば、ポンピングされた量が量しきい値よりも大きく、酸素含有量が酸素しきい値未満ではないならば、ポンプ速度を下げ得、流体の添加量を増し得る。代替的または追加的に、ポンピングされた量が量しきい値よりも大きく、酸素含有量が酸素しきい値未満であるならば、ポンプ速度を下げ得、流体の添加量を減らし得、たとえば循環システムを停止させ、またはアイドル状態に入らせ得る。
【００８４】
特定の特徴が示され、記載されたが、それらは、請求項に係る発明を限定することを意図したものではなく、当業者には、請求項に係る発明の精神および範囲を逸脱することなく様々な変更および修飾を加え得ることが明らかになる。したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味とみなされなければならない。請求項に係る発明は、すべての代替、修飾および均等物を包含することを意図したものである。
【００８５】
符号の説明
1  バラスト水システム
2  循環システム
4  バラスト水
5  バラスト水位
6  バラストタンク
7A  第一の区画
7B  第二の区画
7C  第三の区画
7D  第四の区画
7E  第五の区画
7F  第六の区画
8  制御ユニット
9A  第一の区画壁
9B  第二の区画壁
9C  第三の区画壁
9D  第四の区画壁
9E  第五の区画壁
10  パイプ構造
12  第一のシステム入口
14  第一のシステム出口
16  タンク出口
18  タンク入口
20  ポンプユニット
22  センサユニット
24  流量センサ
26  量センサ
27  気体センサ
28  水処理ユニット
30  流体供給源
32  流体出口
34  流体入口
40  センサ出力
42  ポンプ制御信号
44  流体供給源制御信号
100、100'  方法
101  バラスト水量データを得る工程
102  バラスト水をポンピングする工程
104  量パラメータを得る工程
106  ポンプ基準を判定する工程
108  ポンプユニットを作動させる工程
110  ポンプ速度を下げる工程
112  ポンプ速度を維持する工程
114  酸素パラメータを得る工程
116  流体供給源基準を判定する工程
118  流体供給源を作動させる工程
120  流体の添加量を減らす工程
122  流体の添加量を維持する工程
【図１】
2017537019.tif 000004
【図２】
2017537019.tif 000005
【図３】
2017537019.tif 000006
【図４】
2017537019.tif 000007
【図５】
2017537019.tif 000008
【国際調査報告】
2017537019.tif 000009
2017537019.tif 000010