JP2005088835A

JP2005088835A - 船舶

Info

Publication number: JP2005088835A
Application number: JP2003328006A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Yuya; 正彰油谷; Hirohiko Oyabu; 弘彦大薮; Yuichi Takahashi; 裕一高橋
Original assignee: Fuji Filter Manufacturing Co Ltd; Mitsui OSK Lines Ltd
Current assignee: Fuji Filter Manufacturing Co Ltd; Mitsui OSK Lines Ltd
Priority date: 2003-09-19
Filing date: 2003-09-19
Publication date: 2005-04-07

Abstract

【課題】荷揚げ時等においてバラスト水を海に排出しても海洋生態系の破壊を防ぐことが可能な船舶を提供する。
【解決手段】バラストタンクを有する船本体と、船本体に配置され、バラストタンクへの海水の供給・排出をなすため海水供給・排出系統と、海水供給・排出系統に接続されたバラストポンプと、海水供給・排出系統に配置された濾過装置とを具備し、前記濾過装置は、両端が封じられた筒状の筐体と、この筐体内に回転可能に配置され、両端が封じられた目開きが２０μｍ以下の濾過ドラムと、筐体に取付けられた海水導入部と、筐体に取付けられ、濾過ドラム内の濾過海水を外部に流出させるための濾過海水導出部と、筐体に取付けられ、筐体内を前記濾過ドラムにより区画された濾過室と連通するドレイン部と、濾過室内に配置され、濾過ドラムの濾過面に高圧水を噴射するための高圧噴射部材とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、船舶に関し、詳しくは例えばバラストタンク内に供給されるバラスト水（海水）を清浄化するための濾過装置を備えた船舶に係わる。

船舶、例えば貨物用船舶が積地に向けて空船航海する場合、またはある港で貨物の一部を揚荷した後に次の寄港地に向かう場合には、プロペラ効率、舵効確保、および荒天時における船首の水中からの浮揚を回避するために、船舶の喫水を十分に保持すること、つまり安全運転を満たすこと必要である。このようなことから、船舶のバランスを確保するために、船内にバラストタンクが設けられ、ここにバラスト水（通常海水）を積載している。

また、寄港時にも、港、荷役バースの水深と船舶の喫水を調整する、また荷役敷設の許容可動範囲（高さ等）内に船舶の水面上の高さを調整するためにバラスト水の量を増減することが必要である。

前述のようにバラスト水は喫水を増加させ、トリムを変化させ、復原性や応力負荷を許容範囲内に維持し、かつ荷役を効率的に行うために一般の船舶にとって必要不可欠なものである。

しかしながら、バラスト水には多種多様の水生生物がヒッチハイカーとして混入され、船舶のバラスト水の漲排水に伴い、これら異国種が越境移動・侵入・定着する。とりわけ、近年の船舶の大型化に伴い、１回の船舶の航海によるバラスト水の漲排水量が飛躍的に増大する傾向にある。その結果、生態系への影響等が懸念されている。

１９９２年に国連環境開発会議は、国連の国際海事機関（ＩＭＯ）に対し、バラスト水の排出規制採択の審議を要請している。また、国連海洋法条約および生物の多様に関する条約でも、生息地または種を脅かす外来種の導入防止等についても規定されている。

海洋油汚染については、日時の経過とともに環境が回復するものの、海洋生態系が破壊された場合にはその回復が極めて困難であり、アメリカ、オーストラリアのように重要な地球規模の海洋汚染問題として捕らえる国も少なくない。

前述した問題に対し、従来ではバラスト水を積載した船舶を寄港地に到達する前に、外洋でバラストタンク内のバラスト水を海水と交換して寄港地の沿岸付近に生体系を脅かす異国種の水生生物を排出しないような措置を取っている。この交換作業は、船に設置したバラストポンプを作動してバラストタンク内のバラスト水を船のバランスを崩さない程度の量を排出し、再度、配管系での流れを切り替えて外洋の海水をバラストタンク内に供給する。このような操作を繰り返し行うことによって、バラストタンク内のバラスト水（海水）のほぼ全量を外洋の海水に交換する。

しかしながら、前述したバラスト水の交換は２日ないし３日を費やし、航海効率の妨げになるばかりか、その間にバラストポンプを常時作動させるために多大な燃料コストを要し、経済的に大きな負担になる。

このようなことから、非特許文献１にはバラスト水の処理技術としてろ過法、熱処理法、化学処理法、機械的殺滅法等が記載されている。

前記ろ過法は、フィルターの目合い以上の水生生物を除去する。フィルターの自動洗浄能力が処理能力、装置の大きさおよびコスト等の実用性を大きく左右する。処理能力に関しては、シンガポールの提案で１００００トン／時間が可能であるとされている。しかしながら、原理から考えてフィルター目合いより小さな水生生物に対する効果が期待できない。また、フィルターの目詰まりに起因して処理能力が低下し、連続運転を妨げるという問題もある。

前記熱処理法は、船舶に搭載されているエンジンの廃熱やボイラを用いてバラスト水を加熱する方法である。殺滅効果が得られる処理温度について様々であるが、多くの水生生物を殺滅するのにかなり高温にする必要がある。

前記化学処理法は、２種以上の化学薬品が提案されている。効果は高く殆どの水生生物をほぼ１００％殺滅または不活性化することが可能であり、かつ薬品の購入コストも比較的安価である。しかしながら、薬品処理に伴う二次汚染の懸念がある。

前記機械的殺滅法は、バラスト水をミキシングして機械的な粉砕によりその水生生物を殺滅する方法で、効果は浮遊性甲殻類の９０％を破壊・殺滅することが可能である。この方法の最大の特徴は、単純な構造であるために実船での運用や船舶の搭載が簡単である点である。
"平成１３年度船舶運航に伴うバラスト水による海洋生態系への影響低減に関する調査報告書"平成１４年３月社団法人日本海難防止協会

本発明は、例えば海水をバラストタンク内に供給する際、その水生生物を濾過ドラムで濾過し、清浄なバラスト水としてバラストタンク内に供給することが可能で、同時に前記濾過ドラムの付着された水生生物を除去して大量の海水を連続的に濾過することが可能な濾過装置を備え、荷揚げ時等においてバラスト水を海に排出しても海洋生態系の破壊を防ぐことが可能な船舶を提供しようとするものである。

上記課題を解決するために、本発明はバラストタンクを有する船本体と、
前記船本体に配置され、前記バラストタンクへの海水の供給・排出をなすため海水供給・排出系統と、
前記海水供給・排出系統に接続されたバラストポンプと、
前記海水供給・排出系統に配置された濾過装置と
を具備し、
前記濾過装置は、両端が封じられた筒状の筐体と、この筐体内に回転可能に配置され、両端が封じられた目開きが２０μｍ以下の濾過ドラムと、前記筐体に取付けられた海水導入部と、前記筐体に取付けられ、前記濾過ドラム内の濾過海水を外部に流出させるための濾過海水導出部と、前記筐体に取付けられ、前記筐体内を前記濾過ドラムにより区画された濾過室と連通するドレイン部と、前記濾過室内に配置され、前記濾過ドラムの濾過面に高圧水を噴射するための高圧噴射部材とを備えたことを特徴とする船舶を提供する。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。

図１の（Ａ）は、船舶、例えばチップ船の正面図、図１の（Ｂ）は同図（Ａ）のチップ船の平面図、図２は濾過装置が組みこまれたチップ船の海水供給・排出系統を示す概略図、図３は図２の濾過装置を示す概略断面図、図４は図３の横断面図である。

船本体１は、船首２、胴部３および船尾４を有し、船首２に１つのバラストタンク５ａ，胴部３底に全長方向に対して対象的な６つのバラストタンク５ｂ〜５ｇ、胴部３中央付近に１つのバラストタンク５ｈおよび船尾４に１つのバラストタンク５ｉがそれぞれ設置されている。

図２に示すように濾過装置１０が組み込まれた海水供給・排出系統５０は、前記船本体１に設置されている。

前記濾過装置１０は、図２〜図４に示すように上端に鍔部１１を有する円筒状の筐体１２を備えている。円板状天板１３は、前記筐体１２の鍔部１１に螺子等により液密に固定されている。２枚の円板１４，１５は、前記円筒状の筐体１２内の下部付近に互いに所望の空間（濾過海水流入室）１６を形成するように互いに離間して固定されている。前記筐体１２内は、その両端（上下端）に前記円板状天板１３および上部円板１４が配置され、密閉された濾過室１７を形成している。前記上部円板１４は、中心に前記濾過海水流入室１６と連通する筒体１８が上方に向けて突出している。この筒体１８の外周側面には、後述する両端封じ濾過ドラムの底部が係合される環状段差部１９が形成されている。

フランジ２０を有する海水導入部２１は、前記濾過室１７が位置する前記筐体１２に取付けられている。フランジ２２を有する第１ドレイン部２３は、図４に示すように前記濾過室１７が位置する前記筐体１２に前記海水導入部２１から周方向に離れて取付けられている。フランジ２４を有する濾過海水導出部２５は、前記濾過海水流入室１６が位置する前記筐体１２に前記海水供給部２１と反対側に位置するように取付けられている。

上下蓋２６，２７で封じられた濾過ドラム２８は、前記円筒状の筐体１２内にその筐体１２に対して同心円状に回転可能に配置されている。前記筐体１２内の前記濾過室１７は、この濾過ドラム２８によって区画され、この濾過ドラム２８に対向する箇所に主に海水の濾過に関与する環状空間が形成される。前記濾過ドラム２８は、その下蓋２７の中心に図３に示すように筒状ガイド部材２９が内部（上方）に向けて突出されている。前記濾過ドラム２８を前記円筒状の筐体１２内に設置する際、前記濾過ドラム２８の筒状ガイド部材２９が前記上部円板１４の筒体１８に嵌合され、かつ前記筒状ガイド部材２９周辺の下蓋２７付近が前記筒体１８の環状段差部１９に当接される。これによって、前記濾過ドラム２８は前記上部円板１４に回転可能に支持される。前記濾過ドラム２８は、複数の網体（例えばステンレス製網体、銅製網体）を前記濾過室１７側ほど目開きが細かくなるように積層、焼結した目開き（孔径）が２０μｍ以下、好ましくは目開き（孔径）が５μｍ以下の材料から作られている。なお、前記濾過ドラム２８はステンレスのような金属の網体から作る場合に限らず、ポリイミドのようなプラスチックの網体から作ってもよい。

濾過ドラム用モータ３０は、前記円板状天板１３上に設置され、その駆動軸３１はその円板状天板１３を貫通して前記濾過ドラム２８の上蓋２６に連結、固定されている。なお、前記駆動軸３１が貫通される前記円板状天板１３部分には図示しない軸受が設けられている。このような構成において、前記モータ３０の駆動軸３１を例えば時計回り方向に回転することによって、前記濾過ドラム２８はその下部において前記上部円板１４の筒体１８に支持されながら同方向に回転される。

ノズル３２を有する高圧噴射部材３３は、前記筐体１２と前記濾過ドラム２８の間に位置する前記濾過室１７内に配置されている。後述する高圧ポンプは、濾過海水導入配管およびフレキシブルチューブ３４を通して前記高圧噴射部材３３に連結されている。前記高圧噴射部材３３のノズル３２は、前記濾過ドラム２８の回転方向に対向するように傾斜され、前記高圧ポンプから供給された高圧水（例えば高圧濾過海水）を前記濾過ドラム２８の表面に向けて噴射する。垂直方向に配置されたボールネジ３５は、前記円板状天板１３を貫通して前記高圧噴射部材３３に係合され、さらにその下端が前記上部円板１４上の凹状支持部材３６に回転自在に支持されている。ボールネジ用モータ３７は、前記円板状天板１３上に設置され、前記ボールネジ３５の上端に連結されている。このような構成において、前記モータ３７により前記ボールネジ３５を正回転、逆回転することによって、このボールネジ３５に係合された前記高圧噴射部材３３が前記濾過ドラム２８に沿って上下動作する。

逆洗用箱３８は、前記筐体１２と前記濾過ドラム２８の間の前記濾過室１７内に前記海水導入部２１と反対側に位置するように配置されている。この逆洗用箱３８は、前記濾過ドラム２８と同じ高さを有し、その濾過ドラム２８側の前面が開口され、かつ背面が前記筐体１２を兼ねると共に、上下板および対向する側壁を持つ構造をなす。なお、前記逆洗用箱３８は図４に示すようにその開口端３９が前記濾過ドラム２８表面に僅かな隙間（例えば１ｍｍの隙間）をあけて近接している。フランジ４０を有する第２ドレイン部４１は、前記逆洗用箱３８が位置する前記筐体１２に取付けられている。

この実施形態では、前記逆洗用箱３８および前記高圧噴射部材３３は図４に示すように前記筐体１２と前記濾過ドラム２８との間の濾過室１７内に前記濾過ドラム２８の回転方向にこの順序で配置され、かつ前記海水導入部２１を前記高圧噴射部材３３の位置から前記濾過ドラム２８の回転方向後方の前記筐体１２に配置されている。

前記海水供給・排出系統５０は、往路用配管５１を備えている。この往路用配管５１は、始端（図２中の左端）Ｓに海水の取水・排出配管５２が連結され、かつ終端（図２中の右端）Ｅで前記９つのバラストタンク５ａ〜５ｉに対する濾過海水の供給・排出を行うための９つのバラストタンク用配管５３ａ〜５３ｉに分岐されている。前記往路用配管５１は、途中に分岐された２つの配管５１₁，５１₂が介装されている。

前記往路用配管５１の始端Ｓからその分岐部までの間に位置する部分には、比較的大きな水生生物などを濾過するためのストレーナ６１およびバルブ７０₁が下流側に向けて順次介装されている。例えば２基のバラストポンプ６２₁，６２₂は、前記分岐した配管５１₁，５１₂にそれぞれ介装されている。これらバラストポンプ６２₁，６２₂は、海水の供給形態に応じて１基または２基で動作される。前記各バラストポンプ６２₁，６２₂の前後の前記配管５１₁，５１₂部分には、バルブ７０₂〜７０₅がそれぞれ介装されている。前記配管５１₁，５１₂下流の集合部から前記終点Ｅまでの間に位置する前記往路用配管５１部分には、３つのバルブ７０₆，７０₇，７０₈がそれぞれ介装されている。

海水導入配管５４は、前記往路用配管５１（前記２つのバルブ７０₆，７０₇間に位置する部分）から分岐され、先端が前記濾過装置１０の海水導入部２１にフランジ２０を介して連結されている。濾過海水導出配管５５は、一端が前記濾過装置１０の濾過海水導出部２５にフランジ２４を介して連結され、他端が前記往路用配管５１（前記２つのバルブ７０₇，７０₈間に位置する部分）に連結されている。第１ドレイン配管５６₁は、前記第１ドレイン部２３にフランジ２２を介して連結されている。第２ドレイン配管５６₂は、前記第２ドレイン部４２にフランジ４０を介して連結されている。これらの海水導入配管５４、濾過海水導出配管５５および第１、第２のドレイン配管５６₁，５６₂には、バルブ７０₉〜７０₁₂がそれぞれ介装されている。なお、前記濾過室１７と連通する前記第１ドレイン配管５６₁のバルブ７０₁₁は、後述する高圧ポンプの作動に同期して開放される。また、前記逆洗用箱３８と連通する前記第２ドレイン配管５６₂のバルブ７０₁₂は前記濾過装置１０の濾過ドラム用モータ３０の作動に同期して開放される。

濾過海水導入配管５７は、一端が前記往路用配管５１（前記濾過海水導出配管５５の連結部とバルブ７０₈の間に位置する部分）に連結され、他端が前記濾過装置１０のフレキシブルチューブ３４に連結されている。高圧ポンプ６３は、前記濾過海水導入配管５７に介装されている。バルブ７０₁₃は、前記濾過海水導入配管５７（前記往路用配管５１の連結部と前記高圧ポンプ６３の間に位置する部分）に介装されている。

前記海水取水配管５２には、バルブ７０₁₄が介装されている。前記９つの配管５３ａ〜５３ｉには、バルブ７０ａ〜７０ｉがそれぞれ介装されている。

前記バラストタンク５ａ〜５ｉ内のバラスト水（濾過海水）を排出するための復路用配管５８は、一端が前記バルブ７０₈と前記終端Ｅの間に位置する往路用配管５１部分に連結され、他端が前記バルブ７０₁と分岐部の間に位置する往路用配管５１部分に連結されている。この復路用配管５８には、バルブ７０₁₅が介装されている。排出配管５９は、一端が前記集合部と前記バルブ７０₆の間に位置する往路用配管５１部分に連結され、他端が前記取水・排出配管５２に連結されている。この排出配管５９には、バルブ７０₁₆が介装されている。

次に、前述した本発明の船舶（チップ船）の荷降ろし・荷揚げ時のバラスト水の供給・排出の操作を説明する。

１）チップ船の荷降ろし時におけるバラスト水供給操作
まず、海水供給・排出系統５０を構成する海水の取水・排出配管５２のバルブ７０₁₄、往路用配管５１のバルブ７０₁，７０₆，７０₈、分岐した２つの配管５１₁、５１₂のバルブ７０₂〜７０₅、海水導入配管５４のバルブ７０₉，濾過海水導出配管５５のバルブ７０₁₀、濾過海水導入配管５７のバルブ７０₁₃および所定のバラストタンク用配管（例えば５３ｈ）のバルブ７０ｈを開き、前記往路用配管５１のバルブ７０₇、復路用配管５８のバルブ７０₁₅および排出配管５９のバルブ７０₁₆を閉じる。このようなバルブの開閉により前記海水供給・排出系統５０において、海水が濾過装置１０を経由してバラストタンク（例えば５ｈ）に供給される流れになる。なお、濾過海水導入配管５７のバルブ７０₁₃では適量の濾過海水が高圧ポンプ６３に導入されるように開度を調節する。

分岐した２つの配管５１₁、５１₂に介装された２基のバラストポンプ６２₁，６２₂を作動すると、海水は取水・排出配管５２、往路用配管５１、分岐した２つの配管５１₁、５１₂、往路用配管５１および海水導入配管５４を通して図３および図４に示す濾過装置１０の筐体１２および上下蓋付き濾過ドラム２８で区画された濾過室１７に供給される。海水が前記往路用配管５１のストレーナ６１を通過する間に比較的大きな水生生物、その他のごみが除去される。前記濾過室１７に供給された海水は、前記濾過ドラム２８を通過してその内部に流入する間に、水生生物が濾過される。この濾過ドラム２８は、表面（前記濾過室１７側の面）の目開き（孔径）が２０μｍ以下であるため、２０μｍ以上の大きさ、つまり微細な水生生物をも前記濾過ドラム２８で濾過される。

この時、濾過ドラム用モータ３０を時計回り方向にゆっくり回転させることにより、この駆動軸３１に軸支された前記濾過ドラム２８が同方向に回転される。濾過ドラム２８の回転において、その濾過ドラム２８が前記筐体１２と前記濾過ドラム２８の間の濾過室１７に配置された逆洗用箱３８を通過すると、前記濾過ドラム２８の内部（中空部）は濾過海水の流入により高圧になり、一方前記逆洗用箱３８内は第２ドレイン部４１に連通されて大気圧になっているため、それらの圧力差により前記濾過ドラム２８の内部の濾過海水が濾過ドラム２８を通して前記逆洗用箱３８に流出する。このため、前記濾過ドラム２８表面に付着された水生生物が剥離、除去される。この逆洗により前記濾過ドラム２８表面に付着された水生生物が概ね除去され，その濾過ドラム２８の濾過機能が再生される。逆洗後の濾過海水は、前記濾過ドラム用モータ３０に同期して開放されるバルブ７０₁₂が介装された第２ドレイン配管５６₂を通して海に排出される。

同時に、海水供給・排出系統５０の濾過海水導入配管５７に介装した高圧ポンプ６３を作動して高圧水を前記フレキシブルチューブ３４を通して前記濾過室１７に配置された高圧噴射部材３３に供給し、このノズル３２から高圧濾過海水を前記濾過ドラム２８の表面に斜め方向から噴射する。この高圧濾過海水の噴射により、前記濾過ドラム２８の多数の孔に侵入した微細な水生生物が除去され、その濾過ドラム２８の濾過機能が再生される。つまり、前記濾過ドラム２８を前記逆洗用箱３８での洗浄に比べてより精密な洗浄がなされる。この噴射時にボールネジ用のモータ３７を作動し、この下端に連結されたボールネジ３５を正方向および逆方向に回転させ、このボールネジ３５に係合された前記高圧噴射部材３３を上下動させることにより、前記濾過ドラム２８表面への高圧濾過海水の噴射領域が移動される。例えば、前記濾過ドラム２８が４回転する間に前記高圧噴射部材３３（前記高圧濾過海水の噴射領域）が前記濾過ドラム２８の全域を移動する。このように前記濾過ドラム２８の回転、高圧噴射部材３３の上下動作により１つの高圧噴射部材３３により前記濾過ドラム２８の全域を精密洗浄することが可能になる。この高圧濾過海水の噴射時において、第１ドレイン配管５６₁のバルブ７０₁₁が前記高圧ポンプ６３の作動と同期して開放され、導入海水に比べて微細な水生生物が多く分散された海水は、前記濾過室１７と逆洗用箱３８の下流側に位置する筐体１２の下部付近で連通する第１ドレイン部２３から前記第１ドレイン配管５６₁を通して海に排出される。

前記濾過ドラム２８内に供給された濾過海水（バラスト水）は、前記濾過ドラム２８の下蓋２７の筒状ガイド部材２９が嵌合された上部円板１４の筒体１８を通して上下円板１４，１５間の濾過海水流入室１６に流出し、この濾過海水流入室１６から濾過海水導出部２５、濾過海水導出配管５５、往路用配管５１およびバラストタンク用配管５３ｈを通して船本体１中央のバラストタンク５ｈに供給される。なお、前記濾過海水の一部は前記高圧ポンプ６３が介装された濾過海水導入配管５７に送られる。

所定のバラストタンク（例えば５ｈ）内への濾過海水（バラスト水）の供給によりそのバラストタンク５ｈが満杯になると、該当するバラストタンク用配管５３ｈのバルブ７０ｈを閉じ、別のバラストタンク用配管のバルブを開いてその配管から別のバラストタンク内に濾過海水を供給して全てのバラストタンク５ａ〜５ｉ内を濾過海水（バラスト水）で満たして船本体１の荷降ろしに伴う浮揚を防ぐ。

なお、複数のバラストタンクへの濾過海水（バラスト水）の供給順序、および濾過海水の供給速度は、荷降ろしによる船本体１の浮揚状態を考慮してなされる。

２）チップ船の荷揚げ時におけるバラスト水排出操作
前述した操作で濾過海水（バラスト水）をバラストタンク５ａ〜５ｉ内に供給したチップ船は、積地に向けて空船航海され、その積地（港）でチップを荷揚げする。このとき、チップの荷揚げ重量に応じてバラスト水を海に排出する。

すなわち、海水供給・排出系統５０を構成する所定のバラストタンク用配管（例えば５３ｈ）のバルブ７０ｈ、復路用配管５８のバルブ７０₁₅、排出配管５９のバルブ７０₁₆および往路用配管５１の２つの分岐配管５１₁、５１₂のバルブ７０₂〜７０₅を開き、取水配管５２のバルブ７０₁₄、往路用配管５１のバルブ７０₁，７０₆，７０₈を閉じる。このようなバルブの開閉により前記海水供給・排出系統５０において、船本体１に設置されたバラストタンク（例えば５ｈ）内の濾過海水（バラスト水）が濾過装置１０を経由せずに海水に排出される流れになる。この状態で、バラストタンク５ｈ内のバラスト水はバラストタンク用配管５３ｈ、往路用配管５１、復路用配管５８、往路用配管５１、分岐した２つの配管５１₁、５１₂、に流れ、ここに介装された前記バラストポンプ６２₁，６２₂を作動することにより前記バラスト水が前記往路用配管５１、排出配管５９および取水・排出配管５２を通して海に排出される。

所定のバラストタンク（例えば５ｈ）内へのバラスト水（濾過海水）の排出が終了すると、該当するバラストタンク用配管５３ｈのバルブ７０ｈを閉じ、別のバラストタンク用配管のバルブを開いてその配管から別のバラストタンク内のバラスト水（濾過海水）を排出し、全てのバラストタンク５ａ〜５ｉ内のバラスト水を排出して船本体１への荷揚げに伴って喫水線が過度に下がるのを防ぐ。

なお、複数のバラストタンクからのバラスト水の排出順序、およびバラスト水の排出給速度は、荷揚げによる船本体１の喫水線位置の安定化を考慮してなされる。

以上、本発明の実施形態によれば船本体１の海水供給・排出系統５０に濾過装置１０を組み込み、荷降ろし時において海水をバラスト水としてバラストタンク５ａ〜５ｉに供給する際、その海水を前記濾過装置１０を経由させ、目開きが２０μｍ以下の回転する濾過ドラム２８を通過させることによって、海水中の微細な水生生物等が濾過、除去された清浄な濾過海水をバラスト水としてバラストタンク５ａ〜５ｉに供給することができる。その結果、この船舶（例えばチップ船）を積地に向けて空船航海し、その積地（港）でチップを荷揚げするときに、チップの荷揚げ重量に応じてバラスト水を海に排出しても、バラスト水の供給海域に生息する水生生物の積地への越境移動、つまり海洋生態系の破壊を防止することができる。

特に、前記濾過装置１０内の濾過ドラム２８を目開きが５μｍの材料から作ることによって、後述する実験例に示すように海水中のより微細な水生生物等を一層効率よく濾過、除去して清浄な濾過海水をバラスト水として船本体１のバラストタンク５ａ〜５ｉに供給することができる。その結果、積地の海洋生態系の破壊をより効果的に防止することができる。

また、本発明の実施形態の船舶（例えばチップ船）は船本体１の海水供給・排出系統５０に特定の濾過装置１０を組み込むだけで海洋生態系の破壊を防ぐ濾過海水をバラスト水としてバラストタンク５ａ〜５ｉに供給できるため、従来の薬液処理や熱処理に比べて設備費、ランニングコストを低減できる。

さらに、筐体１２内に回転可能な濾過ドラム２８を配置し、これらで区画された濾過室１７にノズル３２を有する高圧噴射部材３３を配置した構造の濾過装置１０を用い、高圧噴射部材３３のノズル３２から高圧水（高圧濾過海水）を回転する前記濾過ドラム２８に噴射することによって、前記濾過ドラム２８での海水の濾過操作と同時に、その濾過ドラム２８の清掃（洗浄）を行うことができる。その結果、海水の濾過に伴う濾過ドラム２８の目詰まり、濾過性能の低下を招くことなく、連続して海水を濾過できるため、大量の濾過海水をバラスト水として効率よく船本体１のバラストタンク５ａ〜５ｉに供給できる。

さらに、濾過装置１０において逆洗用箱３８を高圧噴射部材３３とともに前記筐体１２と前記濾過ドラム２８の間の濾過室１７に配置すれば、前記逆洗用箱３８で前記濾過ドラム２８表面に付着された水生生物が剥離、除去でき、さらに前記高圧噴射部材３３で濾過ドラム２８の多数の孔に侵入した微細な水生生物を除去できるため、濾過ドラム２８の濾過機能を常に初期状態に再生することができる。その結果、濾過ドラム２８による海水の濾過性能を向上できる。

特に、図３および図４に示すように前記逆洗用箱３８および前記高圧噴射部材３３を前記筐体１２と前記濾過ドラム２８との間の濾過室１７内に前記濾過ドラム２８の回転方向にこの順序で配置し、かつ前記海水導入部２１を前記高圧噴射部材３３の位置から前記濾過ドラム２８の回転方向後方の前記筐体１２に配置することによって、前記海水供給部２１からの海水を濾過機能が回復された直後の濾過ドラム２８に供給することができるため、濾過ドラム２８による海水の濾過性能をより一層向上できる。

次に、前述した濾過装置による海水の濾過性能を実証するための実験例を図５を参照して説明する。

図５は、濾過性能評価システムを示す概略図である。下端に水中ポンプ８１が連結された取水配管８２は、上端が原水タンク８３内に浸漬されている。海水供給配管８４は、一端が前記原水タンク８３に浸漬され、他端が前述した図３および図４に示す濾過装置１０の海水導入部に連結されている。ポンプ８５およびバルブ８６₁は、前記海水導入配管８４に前記原水タンク８３側からこの順序で介装されている。導入海水サンプリング配管８７は、前記ポンプ８５とバルブ８６₁の間に位置する前記海水導入配管８４から分岐され、下端が海水サンプリングタンク８８内に挿入されている。バルブ８６₂は、前記サンプリング配管８７に介装されている。第１、第２のドレイン配管８９₁、８９₂は、一端が前記濾過装置１０の第１、第２のドレイン部にそれぞれ連結され、他端がドレインタンク９０内にそれぞれ浸漬されている。バルブ８６₃、８６₄は、前記第１、第２のドレイン配管８９₁、８９₂にそれぞれ介装されている。濾過海水導出配管９１は、一端が前記濾過装置１０の濾過海水導出部に連結され、他端が濾過海水タンク９２に挿入されている。バルブ８６₅は、前記濾過海水導出配管９１に介装されている。導出濾過海水サンプリング配管９３は、前記濾過装置１０とバルブ８６₅の間に位置する前記濾過海水導出配管９１から分岐され、下端が濾過海水サンプリングタンク９４内に挿入されている。バルブ８６₆は、前記サンプリング配管９３に介装されている。濾過海水導入配管９５は、一端が前記濾過海水サンプリングタンク９４内に浸漬され、他端が前記濾過装置１０のフレキシブルチューブに連結されている。高圧ポンプ９６は、濾過海水導入配管９５に連結されている。

（実験例１）
ステンレス製網体を濾過室側ほど目開きが細かくなるように積層、焼結した最小目開き（孔径）が５μｍの材料から作った高さ６０ｍｍ、直径８８ｍｍの濾過ドラムを濾過装置１０内に組込んだ。

まず、水中ポンプ８１を作動して海水を取水配管８２を通して原水タンク８３に汲み上げた。海水供給配管８４および濾過海水導出配管９１のバルブ８６₁，８６₅を開き、導入海水サンプリング配管８７および導出濾過海水サンプリング配管９３のバルブ８６₂，８６₆を閉じた。つづいて、濾過装置１０の濾過ドラム用モータにより濾過ドラムを１０ｒｐｍの速度で時計回り方向に回転した。この濾過ドラムの回転と同期して電気濾過室に連通する第１ドレイン配管８９₁のバルブ８６₃を開いた。ポンプ８５を作動して原水タンク８３内の海水を海水供給配管８４を通して前記濾過ドラムで区画された筐体内の濾過室に１０Ｌ／分の速度で供給し、濾過ドラムで濾過した濾過水を濾過海水導出配管９１を通して濾過海水タンク９２に貯留した。この濾過に際し、第２ドレイン配管８９₂に介装したバルブ８６₄を閉じ、逆洗用箱による濾過ドラムの逆洗操作を停止させた。また、海水の供給開始後、１２分間隔で高圧ポンプ９６を３０秒間作動し、濾過海水タンク９２内の濾過海水を濾過海水導入配管９５およびフレキシブル配管を通して前記濾過室の高圧噴射部材のノズルから前記濾過ドラムの表面に向けて噴射して高圧洗浄を実施した。

このような濾過装置による海水の濾過工程において、導入海水サンプリング配管８７のバルブ８６₂を濾過開始から５分間後（１回目）、３０分間後（２回目）および６０分間後（３回目）に開き、海水（原水）を前記サンプリング配管８７を通して海水サンプリングタンク８８にそれぞれ導入し、このタンク８８から各回毎に海水２Ｌを採取し、その海水の１ｍＬ当たりの総細胞数を測定した。また、各海水サンプリング毎に、導出濾過海水サンプリング配管９３のバルブ８６₆を開いて濾過海水を導出濾過海水サンプリング配管９３を通して濾過海水サンプリングタンク９４に導入し、このタンク９４から各回毎に濾過海水２Ｌを採取し、その濾過海水の１ｍＬ当たりの総細胞数を測定した。

（実験例２）
ステンレス製網体を濾過室側ほど目開きが細かくなるように積層、焼結した最小目開き（孔径）が２０μｍの材料から作った高さ６０ｍｍ、直径８８ｍｍの濾過ドラムを濾過装置１０を用いた以外、実験例１と同様な方法で海水の濾過操作を行なった。

このような濾過装置による海水の濾過工程において、導入海水サンプリング配管８７のバルブ８６₂を濾過開始から５分間後（１回目）、１５分間後（２回目）および４５分間後（３回目）に開き、海水（原水）を前記サンプリング配管８７を通して海水サンプリングタンク８８にそれぞれ導入し、このタンク８８から各回毎に海水２Ｌを採取し、その海水の１ｍＬ当たりの総細胞数を測定した。また、各海水サンプリング毎に、導出濾過海水サンプリング配管９３のバルブ８６₆を開いて濾過海水を導出濾過海水サンプリング配管９３を通して濾過海水サンプリングタンク９４に導入し、このタンク９４から各回毎に濾過海水２Ｌを採取し、その濾過海水の１ｍＬ当たりの総細胞数を測定した。

前述した実験例１、２による結果および除去率を下記表１に示す。なお、下記表１の総細胞数にはＩＭＯ−ＭＥＰＣによるガイドラインの対象とされない長径サイズで１０μｍ以下の細胞（Thalassiosiraceae、Cyclotella spp.および不明鞭毛藻類）を除外した。

前記表１から明らかなように２０μｍの目開きを持つ濾過ドラムを有する濾過装置を用いる実験例２では、原水の総細胞数３７３５／ｍＬ（平均）を濾過後において総細胞数を約７００／ｍＬ（平均）まで低減できることがわかる。また、５μｍの目開きを持つ濾過ドラムを有する濾過装置を用いる実験例１では原水の総細胞数２７７２／ｍＬ（平均）を濾過後において２０μｍの目開きを持つ濾過ドラムを用いる実験例２に比べて１桁少ない総細胞数を約７０／ｍＬ（平均）まで激減できることがわかる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で以下に説明するように種々に変形して実施することができる。

（１）高圧噴射部材は、ボールネジに係合させ、そのボールネジを回転させることにより上下動させたが、これに限定されない。例えば、電気式または油圧式のシリンダで高圧噴射部材を上下動させてもよい。

（２）１つの高圧噴射部材を濾過室に配置してそれを上下動させたが、これに限定されない。例えば、複数の高圧噴射部材を濾過室内に濾過ドラムの長手方向に沿って固定して配置してもよい。

（３）筐体内に濾過ドラムを縦置きにして濾過装置を構成したが、これに限定されない。例えば、筐体およびこの内に配置した濾過ドラムを横置きにして濾過装置を構成してもよい。

（４）実施形態では、配管、バラストポンプ、バルブを有する海水供給・排出系統において海水の往路側に濾過装置が組み込まれるように配置し、バラストポンプを作動して海水を前記濾過装置で濾過し、得られた濾過海水をバラスト水として船舶のバラストタンク内に供給したが、これに限定されない。例えば、配管、バラストポンプ、バルブを有する海水供給・排出系統において海水の復路側に濾過装置が組み込まれるように配置し、バラストポンプを作動して海水を前記濾過装置を通さずに船舶のバラストタンクに直接供給する。一方、バラストタンク内の海水（バラスト水）を排出する際にバラストポンプを作動してバラストタンク内の海水を前記濾過装置を経由して濾過させ、濾過海水を海に排出してもよい。なお、この濾過過程で濾過装置の濾過ドラム表面に付着した水生生物を逆洗用箱で剥離し、第２ドレイン配管を通して排出した水生生物濃度の高い海水、および濾過ドラム表面に付着した水生生物に高圧海水を噴射して除去し、濾過室および第１ドレイン配管を通して排出した水生生物濃度の高い海水は、例えば専用のタンクに貯蔵する。このタンク内の水生生物濃度の高い海水は、例えば外洋で排出するか、もしくは海水を取水した寄港地で排出することにより、バラスト水の供給海域に生息する水生生物の越境移動、つまり海洋生態系の破壊を防止することができる。

（５）実施形態では、配管、バラストポンプ、バルブを有する海水供給・排出系統に１つの濾過装置を組み込んだが、２つ以上の複数の濾過装置を組み込んでもよい。この場合、濾過装置の数に対応してバラストポンプを海水供給・排出系統に設けることが好ましい。

（６）本発明の船舶は、実施形態で例示したチップ船に限定されず、鉄鋼石などの他の貨物を運ぶ貨物用船舶、客船用船舶にも同様に適用できる。

以上、本発明によれば荷揚げ時等においてバラスト水を海に排出しても海洋生態系の破壊を防ぐことが可能で環境に優しい貨物用船舶等の船舶を提供することができる。

本発明のチップ船を示す図。図１のチップ船における濾過装置が組みこまれた海水供給・排出系統を示す概略図。図２の濾過装置を示す概略断面図。図３の横断面図。本発明の実験例における濾過性能評価システムを示す概略図。

符号の説明

１…船本体、５ａ〜５ｉ…バラストタンク、１０…濾過装置、１２…筐体、１６…濾過海水流入室、１７…濾過室、２８…濾過ドラム、３０…濾過ドラム用モータ、３３…高圧噴射部材、３５…ボールネジ、３７…ボールネジ用モータ、３８…逆洗用箱、５０…海水供給・排出系統、５１…往路用配管、５３ａ〜５３ｉ…バラストタンク用配管、６２₁，６２₂…バラストポンプ、５６₁…第１ドレイン配管、５６₂…第２ドレイン配管、５８…復路用配管、６３…高圧ポンプ。

Claims

バラストタンクを有する船本体と、
前記船本体に配置され、前記バラストタンクへの海水の供給・排出をなすため海水供給・排出系統と、
前記海水供給・排出系統に接続されたバラストポンプと、
前記海水供給・排出系統に配置された濾過装置と
を具備し、
前記濾過装置は、両端が封じられた筒状の筐体と、この筐体内に回転可能に配置され、両端が封じられた目開きが２０μｍ以下の濾過ドラムと、前記筐体に取付けられた海水導入部と、前記筐体に取付けられ、前記濾過ドラム内の濾過海水を外部に流出させるための濾過海水導出部と、前記筐体に取付けられ、前記筐体内を前記濾過ドラムにより区画された濾過室と連通するドレイン部と、前記濾過室内に配置され、前記濾過ドラムの濾過面に高圧水を噴射するための高圧噴射部材とを備えたことを特徴とする船舶。
前記濾過ドラムは、複数の網体を前記濾過室側ほど目開きが細かくなるように積層、接合した目開きが２０μｍ以下の材料から作られることを特徴とする請求項１記載の船舶。
前記高圧噴射部材は、前記濾過ドラムの長手方向に沿って移動自在であることを特徴とする請求項１記載の船舶。
前記濾過室内に前記濾過ドラムの長手方向に沿い、かつその濾過ドラム側が開口された逆洗用箱をさらに形成し、この前記逆洗用箱に第２のドレイン部を連結したことを特徴とする請求項１記載の船舶。
前記逆洗用箱および前記高圧噴射部材は、前記筐体と前記濾過ドラムとの間の濾過室内に前記濾過ドラムの回転方向にこの順序で配置され、かつ前記海水導入部は前記高圧噴射部材の位置から前記濾過ドラムの回転方向後方の前記筐体に配置されることを特徴とする請求項１または４記載の船舶。