JP2009067253A - 船舶構造 - Google Patents

Abstract

【課題】多種多様な船舶に対して、多種多様な方式のバラスト水処理装置を船内適所に容易に設置可能とする船舶構造を提供すること。
【解決手段】バラスト水の取水時または排水時にバラスト水中の微生物類を処理して除去または死滅させるバラスト水処理装置２０を備えている船舶構造であって、バラスト水処理装置２０が船舶後方の舵取機室９内に配設されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、たとえば船舶のバラスト水に含まれる微生物類を処理して除去または死滅させるバラスト水処理装置を備えた船舶構造に関する。

船舶のバラスト水は、船体の姿勢制御や復原性確保のためにバラストタンクに積載される海水または淡水であり、船舶の安全運航上欠くことのできないものである。このバラスト水は、空船時にポンプでバラスト水を吸い込んでバラストタンク内に積載（取水）し、貨物を積み込む港において積荷の進行に合わせて排出（排水）される。
上述したバラスト水には、種々の微生物類（水生生物）が含まれている。この微生物類には、微小な生物（バクテリア等の微生物やプランクトン等の浮遊生物等）に加えて、魚類等の卵や幼生等も含まれる。

従って、バラスト水は積載地と異なる港（水域）に排水されることとなるため、バラスト水とともに移動した微生物類が新たな環境に定着すれば、その水域の生態系や水産業等の経済活動に影響を与えることが懸念される。また、バラスト水とともに移動した一部の病原菌は、人体の健康に直接影響を与えることも懸念される。
このため、国際海事機関(International Maritime Organization：ＩＭＯ）においては、バラスト水に含まれる微生物類の管理に関する条約が批准され、バラスト水の取水時または排水時に微生物類を除去または死滅させることが求められる。

このようなバラスト水中の微生物類を除去または死滅させる装置としては、流路内に設けたスリット板をバラスト水が所定流速以上で通過するようにして、スリット通過により乱れた流れの内部に存在する剪断現象（場所による流速の急激な差）を利用し、この剪断により液中の微生物を破壊して殺減する液中微生物殺滅装置が提案されている。また、スリット位置をずらしたスリット板を前後に配置しておき、前のスリット板で剪断により破壊されなかった微生物については、前のスリット板で発生させたキャビテーションを後側のスリット板で潰す際に生じる衝撃圧を利用して破壊することにより、さらに殺減させるようにした液中微生物殺滅装置も提案されている。（たとえば、特許文献１参照）
特開２００３−２００１５６号公報

ところで、上述したバラスト水処理装置は、荷役の進行と略同時に吸入または排水されるバラスト水を処理するものであるから、高い処理速度（たとえば、大型原油タンカーの場合には７０００ｍ^３ ／hr程度）が求められる。このため、バラスト水処理装置自体が大型化する傾向にあり、船舶にバラスト水処理装置の適当な設置場所を確保することは、下記の理由により困難な状況にある。

（１）バラスト水処理装置は、電気や薬剤などを使用する高度な処理レベルが求められるため、海洋環境下での波浪・風雨に対する耐食性を考慮すると、甲板等の船外よりも船内に設置することが好ましい。
（２）バラスト水処理装置を船内に配置する場合、貨物積載量の確保や可燃性貨物の積載に伴う危険区画等を考慮すると、船体中央部分に配置することを避け、船首または船尾に配置することが望ましい。
（３）一般的な船舶設計では、バラストポンプ等の機器類は船尾の機関室に配置される。このため、船首にバラスト水処理装置を配置すると、船尾のバラストポンプ近傍に設けられた取水口から船首まで長距離の配管が必要となる。

このように、今後設置が義務づけられるバラスト水処理装置について、船体設計の大幅な変更を必要とせず、しかも、新造船に設置する場合はもとより、既存の船舶を改造して設置する場合にも容易に適用可能な船舶構造が望まれる。すなわち、新造船や既存船の区別がなく、しかも、タンカー（ＬＰＧ船、ＬＮＧ船、油送船等）、貨物船（コンテナ船、ロールオン／ロールオフ船、一般貨物船等）及び専用船（ばら積貨物船、鉱石運搬船、自動車運搬船等）等のように多種多様な船舶（特に一般商船）に対して、多種多様な方式のバラスト水処理装置を船内適所に容易に設置可能とする船舶構造が望まれている。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多種多様な船舶に対して、多種多様な方式のバラスト水処理装置を船内適所に容易に設置可能とする船舶構造を提供することにある。

本発明は、上記の課題を解決するため、下記の手段を採用した。
本発明に係る船舶構造は、バラスト水の取水時または排水時にバラスト水中の微生物類を処理して除去または死滅させるバラスト水処理装置を備えている船舶構造であって、前記バラスト水処理装置が船舶後方の舵取機室内に配設されていることを特徴とするものである。

このような船舶構造によれば、バラスト水処理装置を船舶後方の舵取機室内に配設するようにしたので、船体構造や船型を大きく変更することなく、船舶内の空間を有効に利用して種々のバラスト水処理装置を容易に設置することができる。

上記の船舶構造においては、前記バラスト水処理装置を前記舵取機室内の空間に設けたデッキに配設することが好ましく、これにより、舵取機室内の空間をより一層有効に利用して、すなわち、空間を立体的に有効利用して種々のバラスト水処理装置を設置することができる。

また、上記の船舶構造においては、前記バラスト水処理装置のバッファタンクとしてアフト・ピーク・タンク等の船尾部ボイドスペースを使用することが好ましく、これにより、バッファタンクを必要とする方式のバラスト水処理装置であっても、バッファタンクの新設が不要となる。

上述した本発明の船舶構造によれば、今後義務づけられるバラスト水処理装置を設置する際、船体設計や船型の大幅な変更を必要とせず、しかも、新造船や既存の船舶を改造して設置する場合においても、多種多様な船舶に対して、多種多様な方式のバラスト水処理装置を容易に設置可能となる。

以下、本発明に係る船舶構造の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図４は、船舶構造の一例としてＬＮＧ船１の船体構造を示す図である。このＬＮＧ船１は、船体前方より順に、船首部２、船体中央部３及び船尾部４に分類される。
船首部２は、ＬＮＧ船１の航行方向前方に位置する部分であり、船首側倉庫等が設けられている。船首部２の後方に配置された船体中央部３には、複数（図示の例では３基）のＬＮＧタンク５が船体軸線に沿って配列されている。また、船体中央部３には、球形としたＬＮＧタンク５の下部周辺に形成される空間を利用して、複数に分割されたバラストタンク６が船体の左右両側に形成されている。

船体中央部３の後方となる船尾部４には、たとえば図１に示すように、居住区７と、機関室８と、舵取機室９と、ボイド１０とが設けられている。なお、図中の符号１１は、ＬＮＧ船１の船尾に設けられた船舶推進用のプロペラである。
居住区７は、船尾部４の上部前方に配置された空間部分であり、ＬＮＧ船１の操舵室や乗員居室等が設けられている。
機関室８は、居住区７の下方に配置された空間部分であり、たとえばプロペラ１１の駆動源となるエンジンやＬＮＧ船１内で使用する電力の発電設備など、各種の機械設備が設置されている。
舵取機室９は、機関室８の後方上部に配置された空間部分であり、ＬＮＧ船１の舵（図示省略）を駆動させるための機械設備（舵取装置）等が設置されている。
ボイド１０は、舵取機室９の下方または前方に形成された空間部分であり、船尾３の下部で船幅が絞られているため狭い空間となっている。このボイド１０は、必要に応じてアフト・ピーク・タンク（aft peak tank）等の設置空間として利用される。

上述したＬＮＧ船１の適所には、バラスト水処理装置２０が設けられている。このバラスト水処理装置２０は、船体の姿勢制御や復原性確保を目的としてバラストタンク６に積載されるバラスト水に含まれる種々の微生物類を除去または死滅させる装置である。すなわち、バラスト水処理装置２０は、積み荷の状態等に応じてバラストタンク６内に取水したバラスト水が貨物の積載量を増すにつれて排水されることから、バラスト水に含まれる微生物類を除去または死滅させた状態で排水できるように取水時または排水時に処理して、取水港周辺に生息する微生物類が他の海域に排水されて生態系に影響を及ぼすことを防止するための装置である。

上述したバラスト水処理装置２０は、船舶後方となる船尾部４の舵取機室９内に配置されている。
図１に示すバラスト水処理装置２０は、第１処理ユニット２１及び第２処理ユニット２２を備えている。この場合の第１処理ユニット２１及び第２処理ユニット２２は、必要な処理能力をふたつのユニットに分割して配置したものであり、いずれのユニットも舵取機室９内に配置されている。なお、バラスト水処理装置２０については、第１処理ユニット２１及び第２処理ユニット２２に分割する構成に限定されることはなく、処理方式や諸条件に応じて適宜変更可能である。

図１において、図中の符号１２はバラスト水の取水口、１３はバラストポンプを示しており、取水口１２から取水したバラスト水は、バラスト水配管系統１４を通ってバラストタンク６へ供給される。
バラスト水処理装置２０は、取水口１２から取水したバラストをバラストタンク６へ供給するバラスト水配管系統１４と処理装置入口側配管系統１５、処理装置出口側配管系統１６を介して連結されている。
図２及び図３は、バラスト水処理装置２０、バラストポンプ１３の運転により取水口１２からバラストタンク６へバラスト水を供給するバラスト水配管系統１４、そして、バラスト水処理装置２０とバラスト水配管系統１４との間を連結する処理水配管系統１５の構成例を示す配管系統図である。なお、図２及び図３において、図中の符号１７はバラスト水の排水口、Ｖ１〜Ｖ７は開閉弁、ＣＶ１は逆止弁を示している。

また、図２及び図３の配管系統例では、バラスト水処理装置２０が１ユニットとされ、図２は取水時の流れを示し、図３は排水時の流れを示している。
図２に示すバラスト水の取水時には、バラストポンプ１３を運転することにより取水口１２よりバラスト水が吸入される。取水口１２より吸入されたバラスト水は、開状態の開閉弁Ｖ１を備えたバラスト水配管１４ａ及びバラスト水配管１４ｂを通ってバラストポンプ１３内に流入する。このバラスト水はバラストポンプ１３により加圧送水され、逆止弁ＣＶ１を備えたバラスト水配管１４ｂ及び処理装置入口側配管１５ａを通ってバラスト水処理装置２０へ供給される。

上述した逆止弁ＣＶ１は、バラストポンプ１３からバラスト水処理装置２０へ向かう方向（図中に矢印で示す方向）の流れのみを許容する。また、このようなバラスト水の取水時においては、処理水配管１５ａに設けた開閉弁Ｖ６が開とされ、バラスト水配管１４ｃに設けた開閉弁Ｖ２、バラスト水配管１４ｆに設けた開閉弁Ｖ３及びバラスト水配管１４ｇに設けた開閉弁Ｖ４，Ｖ５は全て閉とされる。バラスト水処理装置２０に供給されたバラスト水は、バラスト水内に含まれる微生物類を除去または死滅させる処理を受けた後、開閉弁Ｖ７、処理装置出口側配管１６、バラスト水配管１４ｄ及びバラスト水配管１４ｅを通ってバラストタンク６に積載される。従って、バラストタンク６内には、微生物類が除去または死滅させられた状態のバラスト水が積載されることとなる。
なお、バラスト水処理装置２０がバッファタンクを用いる場合は、処理装置出口側配管系統１６の代わりに、バッファタンク用取水口１２’と処理済水移送ポンプ１３’、処理済水移送配管系統１６’を介して連結されることとなり、バラスト水の流れとしてはその箇所のみ変更となる。

続いて、バラスト水の排水時について、図３を参照して説明する。なお、この排水時には、開閉弁Ｖ１，Ｖ６，Ｖ７が開から閉とされ、開閉弁Ｖ３，Ｖ４，Ｖ５が閉から開に変更される。
図３に示すバラスト水の排水時には、バラストポンプ１３を運転することにより、バラストタンク６内のバラスト水が吸入される。バラストタンク６より吸入されたバラスト水は、バラスト水配管１４ｅ、開状態の開閉弁Ｖ３を備えたバラスト水配管１４ｆ及びバラスト水配管１４ｂを通ってバラストポンプ１３内に流入する。このバラスト水はバラストポンプ１３により加圧送水され、逆止弁ＣＶ１を備えたバラスト水配管１４ｂ及び開閉弁Ｖ４，Ｖ５を備えたバラスト水配管１４ｇを通って排水口１７より船外へ排水される。

このようにして、バラスト水の取水時にバラスト水中の微生物類を除去または死滅させる処理を施すことで、バラストスタンク６内に積載されるバラスト水は微生物類が生息していないものと同等と見なせる。従って、ＬＮＧ船１がバラスト水を積載して積荷の積載港へ航行し、同港で積載作業の進行に合わせてバラスト水を船外へ排水しても、積載港周辺水域の生態系に影響を及ぼすことはない。
ところで、上述した説明では、バラスト水の取水時にバラスト水処理装置２０を通して微生物類を処理しているが、排水時に処理するようにしてもよい。

さて、上述したバラスト水処理装置２０は、ＬＮＧ船１の後方となる舵取機室９内に配置されている。このバラスト水処理装置２０は、荷役の進行に合わせて取水または排水されるバラスト水を処理するため、高い処理速度が求められて大型化する。このため、バラスト水処理装置２０の設置には、大きなスペースが必要となる。また、バラスト水処理装置２０には、種々の方式が存在するため、現状では大きな設置スペースが必要なことに変わりはないものの、設置スペースとして求められる条件（形状等）は多種多様となる。

ＬＮＧ船１のような通常の船舶は、プロペラ１１及び航行用エンジンが船体後方に配置されている。このため、バラストポンプ１３は、特別な事情がなければ船体後方の機関室８内に設置される。従って、バラスト水処理装置２０は、配管長及び配管設置スペースの増加を抑制するため、バラストポンプ１３の近傍に設置することが望ましい。
一方、舵取機室９は機関室８に隣接し、しかも、プロペラ１１及び舵の直上に位置しているので、これらの駆動に起因する振動対策等から比較的広い空間が設けられている。このため、舵取機室９の内部には、バラスト水処理装置２０の設置が可能となる大きな設置空間を容易に確保することができる。すなわち、舵取機室９には、船体構造や船型を大きく変更することなく、バラスト水処理装置２０の設置に必要な空間を容易に確保することができる。

具体的に説明すると、舵取機室９の空間は、上述した振動の問題があるため、通常機器類の設置に適さない場所（空間）として残されている。しかし、バラスト水処理装置２０は、主としてＬＮＧ船１の停船時に使用されるものであるから、上述した振動のない状態での使用が可能となる。本発明者らは、上述した船舶構造に着目し、舵取機室９がバラスト水処理装置２０の設置場所として最適であること発見したものである。
すなわち、バラスト水の取水または排水は、船舶が港に停船して荷役作業を行う際に実施されるので、バラスト水処理装置２０の運転時には船舶航行用のエンジンや舵が駆動されることはなく、従って、舵取機室９は、バラスト水処理装置２０の運転時に周囲の振動を考慮する必要はなく、バラスト水処理装置２０の設置場所としては最適である。なお、要すれば航海中にも処理することがあるが、これを否定するものではない。

バラストポンプ１３の近傍という観点では、バラスト水処理装置２０を機関室８内に設置することも考えられる。しかし、通常の船舶設計における機関室８内は、メンテナンスや操作性を考慮すると、特別な要件がある場合を除いて種々の機器類を配置する場所とされる。しかも、機関室８の内部は、通行性や作業性を考慮するとともに、機器類の設置及メンテナンスを可能にする必要最小限の空間を確保しているのが実情であり、実質的には余分な空間は存在しない。従って、機関室８内にバラスト水処理装置２０を設置しようとすれば、機関室８を大型化するように船殻設計を変更するなど、船体構造や船型の大幅な変更が必要となる。
特に、既存船に適用する場合には、機関室８を改造してバラスト水処理装置２０を設置することは、船体構造の大規模な改造工事が必要となる。このような改造工事は、コストや工事期間の増大を伴うものであるから、機関室８をバラスト水処理装置２０の設置場所とすることには問題が多くきわめて困難である。

また、舵取機室９は、機関室８の上部に配置された乗員の居住区７から近く、作業時等のアクセス面でも有利になる。このような観点から見ても、舵取機室９はバラスト水処理装置２０の設置場所に適している。
また、舵取機室９は船内空間であるから、海洋環境下における波浪や風雨に対する腐食対策を施す必要がなく、この点でもバラスト水処理装置２０の設置場所に適している。

また、舵取機室９は、舵取装置の上方に比較的大きな上部空間が存在するので、たとえば図１に示すように、この空間の中間位置等にデッキ３０を形成してバラスト水処理装置２０を設置することも可能である。このような構成は、舵取機室９内の空間を立体的に有効利用できるので、たとえば図１に示すように、第１処理ユニット２１をデッキ３０上に設置し、第２処理ユニット２２を舵取機室９の床面上に設置するというような分割構造を容易にする。従って、構成及び形状等が異なる各種方式のバラスト水処理装置２０を設置する際には、諸条件に応じた柔軟な対応が可能となる。
なお、図１に示す構成例では、デッキ３０の上に第１処理ユニット２１を設置しているが、特に限定されるものではない。

また、バラスト水処理装置２０を舵取機室９に設置すると、バラスト水処理装置２０がバッファタンクを必要とする方式の場合、近傍にあるボイド１０に設置されるアフト・ピーク・タンク等をバッファタンクとして利用することができる。
このような構成とすれば、ボイド１０の空間を有効利用してバッファタンクの設置スペースを容易に確保できる。すなわち、バッファタンクは単にバラスト水を貯蔵するものであるから、船尾に位置して複雑な形状となるボイド１０内であっても、空間形状の制約を受けることなく有効利用が可能である。
また、大気開放型のバラスト水処理装置２０の場合、その構成上万が一の際に備え船舶の喫水線４０以下に設置することは避けるべきである。一方、バラストタンク６の頂部以上にバラスト水処理装置２０を設置しかつ既存のバラストポンプ１３を利用する場合はバラストポンプ１３の吐出圧力を上げる等の余分な改造が必要となり無駄が生じる。よって、大気開放型のバラスト水処理装置２０の場合は、船舶の吃水線４０より上方かつバラストタンク６の頂部より下方に位置する舵取機室９に設置することは極めて合理的であると言える。

このように、上述した本発明の船舶構造によれば、今後設置が義務づけられるバラスト水処理装置２０について、船体設計や船型の大幅な変更を必要とせず、しかも、新造船や既存の船舶を改造して設置する場合においても、多種多様な船舶に対して、多種多様な方式のバラスト水処理装置を容易に設置することができる。すなわち、本発明は、船舶構造としては必要である舵取機室９の空間を有効に利用し、配置上の制約や他の船舶構造に及ぼす影響が小さい舵取機室９が、船舶構造におけるバラスト水処理装置２０の最適な設置場所であることを見いだしたものである。

また、舵取機室９は、バラストポンプ１３が設置される機関室８に隣接して近いため、処理装置入口側配管系統１５及び処理装置出口側配管系統１６に必要となる配管長及び配管設置スペースが少なくてすみ、バラスト水処理に伴う圧力損失も最小限に抑えることができる。
また、舵取機室９は非防爆エリアであるから、各種制御機器や電気機器類の制約が少なくてすむという利点もある。
また、舵取機室９は、船舶の吃水より上方に位置するため、緊急時においてはバラスト水を容易に船外へ排水できるという利点もある。
なお、本発明は上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内において適宜変更することができる。

本発明に係る船舶構造の一実施形態として、バラスト水処理装置を設けた船舶の船尾部拡大図である。 バラスト水処理装置の取水時系統図である。 バラスト水処理装置の排水時系統図である。 船舶構造の一例としてＬＮＧ船の全体構成例を示す図である。

符号の説明

１ ＬＮＧ船
４ 船尾部
６ バラストタンク
７ 居住区
８ 機関室
９ 舵取機室
１０ ボイド
１２ 取水口
１２’ バッファタンク用取水口
１３ バラストポンプ
１３’ 処理済水移送ポンプ
１４ バラスト水配管系統
１５ 処理装置入口側配管系統
１６ 処理装置出口側配管系統
１６’ 処理済水移送配管系統
１７ 排水口
２０ バラスト水処理装置
３０ デッキ
４０ 吃水線

Claims (3)

1. バラスト水の取水時または排水時にバラスト水中の微生物類を処理して除去または死滅させるバラスト水処理装置を備えている船舶構造であって、
   前記バラスト水処理装置が船舶後方の舵取機室内に配設されていることを特徴とする船舶構造。
2. 前記バラスト水処理装置が前記舵取機室内またはその空間に設けたデッキに配設されていることを特徴とする請求項１に記載の船舶構造。
3. 前記バラスト水処理装置のバッファタンクとしてアフト・ピーク・タンク等の船尾部ボイドスペースが使用されていることを特徴とする請求項１または２に記載の船舶構造。

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