JP2012006542A - 船舶のバラスト水置換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー消費の低減が可能なバラスト水置換装置を提供する。
【解決手段】バラスト水導入部３０は、導入本管部分３１と、導入口部分３２と、バラストタンク２１〜２４内に延びた注入口部分３３１〜３３４とを有する。導入口部分３２は、船舶１０の船首部に位置し、正面にて開口するバラスト水取入口３２ａと導入本管部分３１とを繋ぐバラスト水導入管路３２ｂを備え、この導入管路３２ｂは開閉バルブ３２ｃとバラスト水取入ポンプ３２ｄとを有する。バラスト水排出部４０は、排出本管部分４１と、排出口部分４２と、バラストタンク２１〜２４内にまで延びた吸入口部分４３１〜４３４とを有する。排出口部分４２は、船舶１０の船尾部に位置し、外面にて開口するバラスト水放出口４２ａと排出本管部分４１とを繋ぐバラスト水排出管路４２ｂを備え、この排出管路４２ｂは開閉バルブ４２ｃとバラスト水放出ポンプ４２ｄとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、船舶に係るものであり、特に船舶に設けられたバラストタンク内のバラスト水を置換するバラスト水置換装置に関するものである。

本発明の船舶のバラスト水置換装置は、特に、バラスト水の水質を当該船舶が航海している海域の海水のものと絶えず同一のものとなし得ることを企図したものである。

近年、船舶とくに国際航路を運行する貨物船の無荷航行又は軽荷航行の際に使用されるバラスト水の排出による港湾水質汚染の拡大が、問題となっている。

このような港湾水質汚染を防止するため、内航船及び軍艦などの特定の船舶以外の船舶については、バラストタンク内のバラスト水に対して適切な処理を施した上で、船外に排出することが義務づけられるようになってきている。この処理のためにはかなりの規模の設備が必要であり設備費用がかさむと共に、処理時の費用も必要となる。また、このような設備のための船内スペースが必要であることから、積み荷スペースが減少するという問題が発生する。

このような処理を避けるべく、バラスト水排出基準が実際に適用されるまでの一定期間内において、先に寄港した港湾でバラストタンク内に導入したバラスト水を外洋上において外洋水に置換し、入港の際に先の寄港地の港湾海水を持ち込まずに外洋水を排出するようにし、これにより排出バラスト水の水質基準を満たすようにすることが提案されている。

このようなバラスト水の置換に際して、一旦バラストタンク内のバラスト水を全て排出し、空のバラストタンク内へと新規外洋水を注入すれば、短時間でバラスト水の置換が完了する。しかし、このようなバラスト水置換の場合、船舶の喫水が大きく変化し、船舶の安定性が大きく損なわれるおそれがある。

そこで、船舶の喫水を変化させることなく、バラスト水の排出と新規バラスト水の導入とを並行して行う連続置換が提案されている。このようなバラスト水の連続置換のための装置については、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されている。

特開２００１−１８８８５号公報 特開２００２−１８７５９０号公報

ところで、連続置換の場合には、バラスト水を少量づつ入れ替えて希釈により置換を行うので、時間がかかり、このため排出用及び導入用のポンプを運転するためのエネルギー消費が大きいという技術的課題がある。

そこで、本発明は、以上のような技術的課題に鑑みて、エネルギー消費の低減が可能なバラスト水置換装置を提供することを目的とする。

本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
船舶に設けられたバラストタンク内のバラスト水を連続的に置換するバラスト水置換装置であって、
前記バラスト水置換装置は、バラスト水導入部と、バラスト水排出部とを備えており、
前記バラスト水導入部は、導入本管部分と、該導入本管部分の端部に接続された導入口部分と、前記導入本管部分から分岐し前記バラストタンク内にまで延びた注入口部分とを有し、
前記導入口部分は、前記船舶の船首部に位置し、該船首部の正面において開口するバラスト水取入口と該バラスト水取入口及び前記導入本管部分を繋ぐバラスト水導入管路とを備えており、該バラスト水導入管路はそれぞれ開閉バルブとバラスト水取入ポンプとを介在させた並列経路を有しており、
前記バラスト水排出部は、排出本管部分と、該排出本管部分の端部に接続された排出口部分と、前記排出本管部分から分岐し前記バラストタンク内にまで延びた吸入口部分とを有し、
前記排出口部分は、前記船舶の船尾部に位置し、該船尾部の外面において開口するバラスト水放出口と該バラスト水放出口及び前記排出本管部分を繋ぐバラスト水排出管路とを備えており、該バラスト水排出管路はそれぞれ開閉バルブとバラスト水放出ポンプとを介在させた並列経路を有している、
ことを特徴とするバラスト水置換装置、
が提供される。

本発明の一態様においては、前記注入口部分には開閉バルブが付されており、前記吸入口部分には開閉バルブが付されている。本発明の一態様においては、前記導入本管部分と前記導入口部分との間には開閉バルブが介在している。本発明の一態様においては、前記排出本管部分と前記排出口部分との間には開閉バルブが介在している。本発明の一態様においては、複数の前記バラストタンクが前記船舶の船首尾方向に沿って配列されており、前記導入本管部分及び前記排出本管部分はいずれも前記バラストタンクを貫通して延びている。

本発明によれば、船舶に設けられたバラストタンク内のバラスト水の連続置換に要するエネルギーを低減し、もって高いエネルギー効率でのバラスト水の連続置換を実現することができる。

本発明による船舶のバラスト水置換装置の一実施形態を示す模式的断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明による船舶の一実施形態を示す模式的断面図である。

本実施形態において、船舶１０は、貨物船であり、船尾部に推進器（スクリュー）１２及び舵１４を備えており、船体内に船首尾方向に区画されて配列された複数のバラストタンク２１，２２，２３，２４を備えている。

バラスト水置換装置は、バラスト水導入部３０と、バラスト水排出部４０とを備えている。

バラスト水導入部３０は、導入本管部分３１と、該導入本管部分３１の一方の端部（船首側の端部）に接続された導入口部分３２と、導入本管部分３１から分岐し各バラストタンク２１，２２，２３，２４内にまで延びた注入口部分３３１，３３２，３３３，３３４とを有する。バラスト水導入部３０は、更に、導入本管部分３１の他方の端部（船尾側の端部）に接続された付加的な導入口部分３２’を有する。

導入本管部分３１は、バラストタンク２１，２２，２３，２４を貫通して船首尾方向に延びている。

導入口部分３２は、船舶１０の船首部に位置している。また、導入口部分３２は、船首部の正面において開口するバラスト水取入口３２ａと、該バラスト水取入口３２ａと導入本管部分３１とを繋ぐバラスト水導入管路３２ｂを備えている。該バラスト水導入管路３２ｂは、開閉バルブ３２ｃを介在させた経路とバラスト水取入ポンプ３２ｄを介在させた経路とを並列に接続してなる並列経路を有している。導入本管部分３１と導入口部分３２との間には、開閉バルブ３２ｅが介在している。

付加的な導入口部分３２’は、船舶１０の船尾部に位置している。また、導入口部分３２’は、船尾部の底面等の外面において開口するバラスト水取入口３２ａ’と、該バラスト水取入口３２ａ’と導入本管部分３１とを繋ぐバラスト水導入管路３２ｂ’を備えている。該バラスト水導入管路３２ｂ’には、バラスト水取入ポンプ３２ｄ’が介在している。導入本管部分３１と導入口部分３２’との間には、開閉バルブ３２ｅ’が介在している。

注入口部分３３１，３３２，３３３，３３４には、いずれも開閉バルブが付されている。

バラスト水排出部４０は、排出本管部分４１と、該排出本管部分４１の船尾側の端部に接続された排出口部分４２と、排出本管部分４１から分岐し各バラストタンク２１，２２，２３，２４内にまで延びた吸入口部分４３１，４３２，４３３，４３４とを有する。

排出口部分４２は、船舶１０の船尾部に位置している。また、排出口部分４２は、船尾部の外面において開口するバラスト水放出口４２ａと、該バラスト水放出口４２ａと排出本管部分４１とを繋ぐバラスト水排出管路４２ｂを備えている。該バラスト水排出管路４２ｂは、開閉バルブ４２ｃを介在させた経路とバラスト水放出ポンプ４２ｄを介在させた経路とを並列に接続してなる並列経路を有している。バラスト水放出口４２ａは、スクリュー１２により生ぜしめられる高速海水流が通過する領域に向けて開口しているのが好ましい。尚、図示はされていないが、排出本管部分４１と排出口部分４２との間に開閉バルブを介在させてもよい。

吸入口部分４３１，４３２，４３３，４３４には、いずれも開閉バルブが付されている。

図示はされていないが、各バラストタンク２１，２２，２３，２４内のバラスト水の量を検知するための検知手段（例えば水量計または液面計）が備えられており、各注入口部分３３１，３３２，３３３，３３４を介して各バラストタンク２１，２２，２３，２４内へと導入されるバラスト水の量を検知するための検知手段（例えば流量計または積算流量計）が備えられており、各吸入口部分４３１，４３２，４３３，４３４を介して各バラストタンク２１，２２，２３，２４から排出されるバラスト水の量を検知するための検知手段（例えば流量計または積算流量計）が備えられている。これらの検知手段の検知信号は、船橋において把握される。更に、上記の全てのポンプ及び開閉バルブは、船橋において適宜制御することができる。

以下、本実施形態のバラスト水置換装置を用いたバラスト水置換方法につき、説明する。

第１寄港地において空荷状態または軽荷状態とされた船舶１０においては、第２寄港地へと向かう際に、バラストタンク２１，２２，２３，２４内へとバラスト水を導入する。この導入に際しては、吸入口部分４３１，４３２，４３３，４３４の開閉バルブを閉め、開閉バルブ３２ｃを閉め、注入口部分３３１，３３２，３３３，３３４の開閉バルブを開け、開閉バルブ３２ｅ，３２ｅ’を開け、バラスト水取入ポンプ３２ｄ，３２ｄ’を駆動する。これにより、導入口部分３２，３２’、導入本管部分３１及び注入口部分３３１，３３２，３３３，３３４を介して、バラストタンク２１，２２，２３，２４内へと、バラスト水が導入される。

第１寄港地を出港して外洋に至る航行中において、バラストタンク内のバラスト水を連続置換する。その際には、吸入口部分４３１，４３２，４３３，４３４の開閉バルブを開け、開閉バルブ４２ｃを開け、開閉バルブ３２ｃを開け、注入口部分３３１，３３２，３３３，３３４の開閉バルブを開け、開閉バルブ３２ｅを開け、開閉バルブ３２ｅ’を閉め、バラスト水取入ポンプ３２ｄ，３２ｄ’を停止する。これにより、バラスト水導入部３０から各バラストタンクを経てバラスト水排出部４０へと至る連通経路が形成される。

ここで、船舶航行の際には、バラスト水取入口３２ａでは海水流Ｆ１が正面から衝突して圧力が上昇し、一方、バラスト水放出口４２ａでは、スクリュー１２により生ぜしめられる高速海水流Ｆ２が近傍領域を通過するので、圧力が低下する。これにより、上記連通経路において圧力勾配が生じ、バラスト水導入部３０から各バラストタンクを経てバラスト水排出部４０へと海水が流通せしめられる。かくして、バラスト水取入ポンプ３２ｄ，３２ｄ’を駆動することなしに、バラスト水の連続置換を実行することができる。

もちろん、このようなポンプ駆動なしの連続置換の速度はポンプ駆動ありの連続置換の速度に比べて低いのであるが、ポンプ駆動なしの場合には消費エネルギーが十分に節約できるので、バラスト水の連続置換に要するエネルギー効率は高い。

バラストタンクへの導入水量及びバラストタンクからの排出水量は検知手段により検知されるので、タンク内水量に対して出入りする水量の比率（倍数）は計算により得られる。この比率が不十分の場合には、本実施形態においては、バラスト水の連続置換に切り替えることができる。即ち、開閉バルブ４２ｃを閉め、開閉バルブ３２ｃを閉め、開閉バルブ３２ｅ’を開け、バラスト水取入ポンプ３２ｄ，３２ｄ’及びバラスト水放出ポンプ４２ｄを作動させる。これにより、短時間での連続置換が完了する。

外洋から第２寄港地へと至る航行中において、上記と同様にして、連続置換を行うことができる。即ち、先ずポンプ駆動なしの連続置換を行い、必要に応じてポンプ駆動ありの連続置換を行う。この場合の連続置換は、バラスト水管理条約で規定される陸岸から２００海里より遠い海域（水深２００ｍ以上）にて開始するのが好ましい。

以上のような実施形態においては、船舶航行に伴い、長期にわたって、ポンプ駆動なしの連続置換を行うことで、バラストタンク内のバラスト水の組成を、当該船舶の位置する海域のものに近づけるようにするので、低エネルギー消費にて、第１寄港地と第２寄港地との間での海水移動のみならず、全ての海域間での海水移動をできるだけ抑制することが可能である。

１０ 船舶
１２ 推進器（スクリュー）
１４ 舵
２１，２２，２３，２４ バラストタンク
３０ バラスト水導入部
３１ 導入本管部分
３２ 導入口部分
３２ａ バラスト水取入口
３２ｂ バラスト水導入管路
３２ｃ 開閉バルブ
３２ｄ バラスト水取入ポンプ
３２ｅ 開閉バルブ
３２’ 付加的な導入口部分
３２ａ’ バラスト水取入口
３２ｂ’ バラスト水導入管路
３２ｄ’ バラスト水取入ポンプ
３２ｅ’ 開閉バルブ
３３１，３３２，３３３，３３４ 注入口部分
４０ バラスト水排出部
４１ 排出本管部分
４２ 排出口部分
４３１，４３２，４３３，４３４ 吸入口部分
４２ａ バラスト水放出口
４２ｂ バラスト水排出管路
４２ｃ 開閉バルブ
４２ｄ バラスト水放出ポンプ

Claims (5)

1. 船舶に設けられたバラストタンク内のバラスト水を連続的に置換するバラスト水置換装置であって、
   前記バラスト水置換装置は、バラスト水導入部と、バラスト水排出部とを備えており、
   前記バラスト水導入部は、導入本管部分と、該導入本管部分の端部に接続された導入口部分と、前記導入本管部分から分岐し前記バラストタンク内にまで延びた注入口部分とを有し、
   前記導入口部分は、前記船舶の船首部に位置し、該船首部の正面において開口するバラスト水取入口と該バラスト水取入口及び前記導入本管部分を繋ぐバラスト水導入管路とを備えており、該バラスト水導入管路はそれぞれ開閉バルブとバラスト水取入ポンプとを介在させた並列経路を有しており、
   前記バラスト水排出部は、排出本管部分と、該排出本管部分の端部に接続された排出口部分と、前記排出本管部分から分岐し前記バラストタンク内にまで延びた吸入口部分とを有し、
   前記排出口部分は、前記船舶の船尾部に位置し、該船尾部の外面において開口するバラスト水放出口と該バラスト水放出口及び前記排出本管部分を繋ぐバラスト水排出管路とを備えており、該バラスト水排出管路はそれぞれ開閉バルブとバラスト水放出ポンプとを介在させた並列経路を有している、
   ことを特徴とするバラスト水置換装置。
2. 前記注入口部分には開閉バルブが付されており、前記吸入口部分には開閉バルブが付されていることを特徴とする、請求項１に記載のバラスト水置換装置。
3. 前記導入本管部分と前記導入口部分との間には開閉バルブが介在していることを特徴とする、請求項１または２に記載のバラスト水置換装置。
4. 前記排出本管部分と前記排出口部分との間には開閉バルブが介在していることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバラスト水置換装置。
5. 複数の前記バラストタンクが前記船舶の船首尾方向に沿って配列されており、前記導入本管部分及び前記排出本管部分はいずれも前記バラストタンクを貫通して延びていることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバラスト水置換装置。

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