JP2001009315A

JP2001009315A - 液中微生物粉砕装置

Info

Publication number: JP2001009315A
Application number: JP11178512A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Kano; 久史加納
Original assignee: SANWA MARINE Ltd
Current assignee: SANWA MARINE Ltd
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2001-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】極めて簡単な構成により、海水や淡水等の原
水に含まれる微生物を粉砕し、又は損傷を与えて増殖を
抑えるようにした液中微生物粉砕装置を提供する。【解決手段】液中に微生物を含む原水の流路２に微生
物粉砕装置４を介在させて変流手段５により原水の流れ
を変流させ、流路２の変流手段５の下流側に変流させた
原水の流れに略沿って多数の突起６を設けて原水を繰り
返し衝突させ、プランクトンやバクテリア等の微生物を
粉砕し、又は損傷を与えて増殖を抑える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、海水や淡水等の原
水に含まれる微生物に損傷を与えて増殖を抑える液中微
生物粉砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、船舶のエンジンの冷却水系に
は、エンジン本体の冷却水（清水）を冷却するための冷
却器、エンジンの吸入空気を冷却するための冷却器、潤
滑油を冷却するための冷却器等が装備されており、これ
らの冷却器は、冷却水として海水が使用されている。

【０００３】ところで、海水には多種多様の海洋生物が
含まれており、プランクトン、バクテリア等の増殖の著
しい微生物も含まれており、これらの微生物が前記冷却
器内や配管途中で増殖して冷却能力を低下させてしまう
という問題がある。即ち、航海中は、冷却水として海水
を取り込み、冷却後の海水（温水）は排出して冷却水を
絶えず循環させているために特に問題はない。しかしな
がら、寄港先で荷役作業のため等で長時間に亘りエンジ
ンを停止させると、これに伴い冷却水の循環も長時間に
亘り停止する。そして、冷却水の循環が停止している間
に前記冷却器内や配管途中の冷却水中に含まれている前
記微生物が増殖して、これらの冷却器や配管を詰まらせ
てしまい、出航後エンジンの冷却能力を低下させてしま
うことになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、船舶において
は海洋微生物付着防止装置を搭載して、次亜塩素酸ナト
リウム等を配管内に絶えず注入して前記各冷却器や配管
内でのプランクトンやバクテリア等の微生物の増殖を抑
えるようにしている。しかしながら、前記海洋微生物付
着防止装置は、設備費が高く装置によっては薬液を使用
したり、循環用のポンプを駆動する必要があり、ランニ
ングコストが高くなり、維持費が嵩むという問題があ
る。

【０００５】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、極めて簡単な構成により、海水や淡水等の原水に含
まれる微生物を粉砕し、又は損傷を与えて増殖を抑える
ようにした液中微生物粉砕装置を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、液中に微生物を含む原水の流路
に変流手段を介在させて前記原水の流れを変流させ、前
記流路の前記変流手段の下流側に前記変流させた原水の
流れに略沿って多数の突起を設けて前記原水を繰り返し
衝突させ、前記微生物に損傷を与えることを特徴とす
る。

【０００７】流路を流れる原水は、変流手段により流れ
の方向や速度等が変更され、多数の突起に繰り返して衝
突する。この衝突により原水中に含まれているプランク
トンやバクテリア等の微生物を粉砕し、又は大きな損傷
を与える。これにより、前記微生物の増殖が有効に抑え
られる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面により
詳細に説明する。図１は、本発明に係る液中微生物粉砕
装置を適用した原水の搬送系の一例を示し、原水として
の海水又は淡水を貯水するタンク１と、このタンク１内
の原水を図示しないストレーナを介して濾過し、流路と
しての配管２に圧送するポンプ３と、ポンプ３の下流側
の配管２に介在された微生物粉砕装置４等により構成さ
れている。尚、配管２の終端は、タンク１に接続して閉
ループを形成してもよく、或いは、処理水として他の施
設等に接続してもよい。

【０００９】液中微生物粉砕装置（以下「微生物粉砕装
置」という）４は、図２に示すように、配管２内に設け
られた変流手段としての変流機構５と、この変流機構５
の下流に配置された多数の突起６等により構成されてい
る。配管２は、変流機構５の部位において内径が縮径さ
れており、変流機構５の上流側の内径がＤ₁、変流機構
５の内径がＤ₂（＜Ｄ₁）とされている。これにより、微
生物粉砕装置４内を流れる原水の流速を速めることがで
きる。

【００１０】変流機構５は、配管２内を流れる原水に旋
回を付与して旋回流とするためのもので、２枚の翼板
７、８と、仕切板９とから成り、翼板７、８は、略相似
形の半楕円形状をなし、弦側の側縁が互いに向かい合っ
て配管２の中心に対して対称に交差して配置され、これ
ら側縁の交差部より原水流入側に位置する部分間が配管
２の円形断面を略２等分する三角形状の仕切板９により
閉塞され、各弧状側縁端面が夫々配管２の内周面に当接
されて液密に溶着固定されている。そして、配管２内を
流れる原水は、変流機構５の上流において直線状に流
れ、変流機構５において２枚の翼板７、８により、２条
の旋回流（螺旋流）に変流される。この旋回流のピッチ
は、例えば、２Ｄ₂程度に設定されている。

【００１１】導入管１０は、その外径が配管２の変流機
構５における内径Ｄ₂よりも小径とされ、その内径がＤ₃
（＜Ｄ₂）とされている。この導入管１０は、一端が変
流機構５の翼板７、８の交差部を含む軸心に沿って配管
２と同心的に貫通されてこれら翼板７、８の先端近傍ま
で延出され、他端が略Ｌ状に折曲されて配管２の変流機
構５の上流側周壁に穿設された孔を液密に貫通して外部
に延出されている。この導入管１０の他端は、他の流体
源例えば、酸化、脱臭、殺菌等の種々の化学作用を有す
るオゾン空気供給源（図示せず）に接続すれば、配管２
内を流れる原水にオゾン空気を混合させることができる
ようになっている。

【００１２】突起６は、図２乃至図４に示すように略茸
状をなし、基部６ａが円柱形状をなし、頭部６ｂの略上
半分の部位が略半球形状をなし、下半分が逆円錐台形状
をなして基部６ａに連設されている。この突起６の高さ
ｈは、その頂部が導入管１０の内周面を延長した場合に
当該内周面に接する高さ即ち、（Ｄ₂−Ｄ₃）／２程度に
設定されている。

【００１３】かかる形状の突起６は、変流機構５の直ぐ
下流の配管２の内周面に周方向に複数例えば、４個等配
され、且つ軸方向に所定のピッチ（列ピッチ）Ｐで複数
列例えば、５列配列され、各基部６ａが配管２の内周面
に固着されている。そして、１列〜５列は、所定の旋回
ピッチ例えば、前述した原水の旋回流の旋回ピッチ（２
Ｄ₂）を元に配列されており、列ピッチＰは、前の列
（例えば、１列目）の各突起６に衝突した旋回流が次の
列（例えば、２列目）の各突起６に再び衝突するように
設定されている。また、突起６の最大幅（頭部６ｂの直
径ｄ）は、図３に示すように軸方向に隣り合う２つの列
の各突起６の各頭部６ｂ（例えば、白抜きで示す奇数列
の各突起６の各頭部６ｂとハッチングで示す偶数列の各
突起６の各頭部６ｂ）が導入管１０を延長した場合にそ
の内周面の全周をカバーできる大きさ程度とされてい
る。

【００１４】以下に作用を説明する。図１及び図２に示
すようにタンク１内の原水は、図示しないストレーナに
より濾過された後ポンプ３により配管２に圧送され、当
該配管２内を略直線状に流れて変流機構５に流入され
る。変流機構５は、直線状に流入する原水の流れを仕切
板９により二分し、２枚の翼板７、８により各流れに旋
回を与えて２条の旋回流として送出する。また、配管２
は、変流機構５においてその内径がＤ₁からＤ₂（＜
Ｄ₁）に縮径されていることで、入口側の流速（約１〜
２m／sec）に対して送出側の旋回流の流速が速くなる
（約６ｍ／sec）。変流機構５により旋回流とされ且つ
増速された原水は、１列目の各突起６に衝突して粉砕さ
れ、２列目の各突起６に再び衝突して粉砕され、このよ
うな動作が５列目まで順次繰り返し行われる。

【００１５】また、変流機構５において配管２の断面積
を急激に絞る（断面積をπD₁ ²／４からπ(Ｄ₂ ²−Ｄ₃ ²)
／４）ことにより、旋回流の中央部に負圧を生じ、この
負圧により発生した気泡が、圧縮されて破壊するときに
衝撃波（超音波）が発生する。原水中に含まれる微生物
のうち、プランクトンのような質量の大きいものは、主
として旋回流の遠心力により配管２の内周面側に押し出
されて旋回流と共に各突起６に衝突して粉砕される。こ
の結果、プランクトンは、損傷を受ける。また、バクテ
リア等の質量の小さいものは、主として旋回流の中央部
を流されるが、前記負圧により発生した気泡が破壊する
ときの衝撃波（超音波）により、粉砕されて損傷を受け
る。また、導入管１０からオゾン空気を供給し、原水に
混入すればこれらのプランクトン、バクテリアは、オゾ
ン空気の化学作用により殺傷される。

【００１６】このように、原水に含まれているプランク
トンやバクテリア等の微生物は、原水が配管２の途中に
介在された微生物粉砕装置４を通過する際に物理的に粉
砕され、又は損傷を受け、更に、オゾン空気の化学作用
によってより化学的に殺傷される。これにより、微生物
粉砕装置４を経た後の処理水中における前記微生物の増
殖が良好に抑制される。また、この処理水がタンク１に
還流される構成とされている場合には、当該タンク１内
における前記微生物の増殖が有効に抑制される。

【００１７】尚、オゾン空気を混合するに限らず通常の
空気等を混合させるようにしてもよい。通常の空気を混
合させた場合でも気泡が破壊するときの衝撃波（超音
波）により、バクテリアに損傷を与えることができる。
図５は、原水に海水を用いて海水中に含まれる生物及び
粒子の微生物粉砕装置４を使用した場合（白抜き）と、
使用しない場合（ハッチング入り）における粉砕効果の
一例を示す。図５に示すように、微生物粉砕装置を使用
（空気混入時）した場合には、全ての粒子区分サイズで
粒子数が減少しており、測定していない溶存状態の領域
の０.７μｍ以下の粒子サイズまで粉砕されていること
が判る。そして、動物プランクトンの固体損傷は、８０
％以上であり、バクテリアも約９０％以上が減少してい
る。このように、本発明の微生物粉砕装置によれば、海
水や淡水等の原水に含まれるプランクトンやバクテリア
等の微生物を粉砕し、又は損傷を与えることができ、極
めて良好に増殖を抑えることが可能となる。また、必ず
しも原水にオゾン空気や通常の空気等を混合する必用は
なく、この場合導入管１０が不要であり、微生物粉砕装
置の構造が更に簡単となる。

【００１８】更に、上記実施例においては、旋回流を衝
突させる突起の形状を略茸状とした場合について記述し
たが、これに限るものではなく、他の形状例えば、円柱
体や、三角、四角、菱形等の角柱体としてもよい。しか
しながら、旋回流を衝突させて粉砕させると共にその流
れを良好に確保する上で、実施例のような略茸状の形状
にすることが好ましい。

【００１９】上述したように、本発明の微生物粉砕装置
は、原水中に含まれるプランクトンやバクテリアの増殖
を極めて有効に抑えることが可能であり、前述した船舶
のエンジンの各冷却器の冷却水の配管経路に設けられて
いる海洋微生物付着防止装置に代えて使用してもよい。
これにより、設備費や維持費の大幅な削減、設置スペー
スの有効利用等が可能となる。また、バラストタンク等
の海水の配管経路に使用してもよく、更には、陸上の各
種プラント例えば、発電所の冷却水の配管経路、排水処
理施設等に適用しても良い。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
極めて簡単な構成で、海水や淡水等の原水に含まれるプ
ランクトンやバクテリア等の微生物を粉砕し、又は損傷
を与えることができ、増殖を有効に抑えることが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液中微生物粉砕装置を適用した水
処理系の一例を示す構成図である。

【図２】本発明に係る液中微生物粉砕装置の一例を示す
断面図である。

【図３】図２の矢線III−III方向断面図である。

【図４】図２の突起の拡大図である。

【図５】原水に海水を用いて海水中に含まれる生物及び
粒子の微生物粉砕装置を使用した場合と、使用しない場
合における粉砕効果の一例を示す図である。

【符号の説明】

１タンク２配管３ポンプ４微生物粉砕装置５変流機構６突起７、８翼板９仕切板１０導入管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液中に微生物を含む原水の流路に変流手
段を介在させて前記原水の流れを変流させ、前記流路の
前記変流手段の下流側に前記変流させた原水の流れに略
沿って多数の突起を設けて前記原水を繰り返し衝突さ
せ、前記微生物に損傷を与えることを特徴とする液中微
生物粉砕装置。