JP2018167171A - バラスト水処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール部材の摩耗を防ぎ、シール部材の耐久性を向上させられるバラスト水処理装置を提供すること。【解決手段】バラスト水処理装置１は、ケーシング１０と、ケーシング１０の内部に配置される筒状のフィルタ２０と、ケーシング１０の一部を構成すると共にフィルタ２０の端部においてフィルタ２０を回転可能に支持する支持軸部１５と、支持軸部１５とフィルタ２０との接触部分に介在配置されるすべり軸受３５と、接触部分に配置されるシール部材３６と、接触部分におけるシール部材３６の近傍に形成され潤滑剤が充填可能な潤滑剤充填部７１と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、筒状のフィルタを有するバラスト水処理装置に関する。

従来、タンカー等の船舶において、積み荷の原油等を降ろした後、再度目的地に向けて航行する際、航行中の船舶のバランスを取るため、船舶に設けられたバラストタンク内にバラスト水と呼ばれる水を貯留する。バラスト水は、基本的に荷上港で取水されて、荷積港で排出される。そのため、それらの場所が異なっていれば、バラスト水中に含まれるプランクトンや細菌類の微生物が世界中を移動することになる。従って、荷上港と異なる海域の荷積港でバラスト水を排出すると、その港に別の海域の微生物を放出することになり、その海域の生態系を破壊するおそれがある。

バラスト水の中に含まれる微生物、砂、ゴミ等の異物を除去するために、バラスト水を濾過するフィルタを備えるバラスト水処理装置が用いられている。バラスト水処理装置に用いられるフィルタとしては、例えば、周面に多数の穴が形成された円筒状の濾過体が用いられる。バラスト水処理装置では、フィルタの目詰まりが激しいため、恒常的なフィルタの洗浄が重要とされている。

例えば、特許文献１には、ケーシングと、このケーシングの内部に配置される円筒状のフィルタと、を備え、フィルタを回転させることでフィルタの表面に付着した異物を除去できるバラスト水処理装置が提案されている。

特開２０１４−２２７０６３号公報公報

ところで、バラスト水処理装置においてフィルタを回転させる場合、回転するフィルタとこのフィルタを支持するケーシングとの接触部分には、軸受が配置されると共に、この接触部分への水の侵入を防ぐシール部材が配置される。
ここで、バラスト水処理装置の運転中には、多量の水がケーシングの内部に導入され、フィルタにて濾過される。そして、ケーシングの内部に導入される水には、砂やゴミ等の異物が含まれているため、これらの異物がフィルタとケーシングとの接触部分に侵入した場合には、異物によりシール部材が摩耗してしまう。シール部材が摩耗してしまうと、フィルタとケーシングとの接触部分を通じてフィルタにて濾過される前の水がフィルタの二次側に流入してしまうため、バラスト水処理装置において水の濾過を好適に行えなくなってしまう。

従って、本発明は、シール部材の摩耗を防ぎ、シール部材の耐久性を向上させられるバラスト水処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、ケーシングと、前記ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタと、前記ケーシングの一部を構成すると共に前記フィルタの端部において該フィルタを回転可能に支持する支持軸部と、前記支持軸部と前記フィルタとの接触部分に介在配置されるすべり軸受と、前記接触部分に配置されるシール部材と、前記接触部分における前記シール部材の近傍に形成され潤滑剤が充填可能な潤滑剤充填部と、を備えるバラスト水処理装置に関する。

また、前記潤滑剤充填部は、前記シール部材を挟む位置にそれぞれ形成されることが好ましい。

また、前記フィルタの端部は、前記支持軸部の内側に配置され、前記潤滑剤充填部は、前記支持軸部の内周面に該支持軸部の全周に亘って形成された溝により構成されることが好ましい。

また、バラスト水処理装置は、前記フィルタにおける前記支持軸部との接触部分に該フィルタを貫通して形成され、潤滑剤を注入可能な潤滑剤注入部を更に備えることが好ましい。

また、バラスト水処理装置は、前記接触部分における前記すべり軸受が配置された位置に形成され潤滑剤が充填可能な軸受潤滑剤充填部を更に備えることが好ましい。

本発明のバラスト水処理装置によれば、シール部材の摩耗を防ぎ、シール部材の耐久性を向上させられる。

本発明の一実施形態に係るバラスト水処理装置の構成を示す図である。 図１の部分拡大図である。 図２の部分拡大図である。

以下、本発明のバラスト水処理装置の好ましい一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本実施形態のバラスト水処理装置１は、海水等の水を汲み上げるラインと、汲み上げた水をバラスト水として貯留するバラストタンクと、を備える船舶に取り付けられ、汲み上げた水に含まれる異物を除去するために用いられる。このバラスト水処理装置１は、図１に示すように、ケーシング１０と、このケーシング１０の内部に配置されるフィルタ２０と、フィルタ回転手段３０と、ケーシング１０にバラスト水を導入する導入部１４と、フィルタ２０を逆洗する逆洗機構４０と、フィルタ２０に洗浄水を噴射する噴射ノズル５０と、ケーシング１０の内部に圧縮ガスを供給する圧縮ガス供給部６０と、を備える。
また、このバラスト水処理装置１には、ケーシング１０にバラスト水を導入する導入ラインＬ１と、洗浄水ラインＬ２と、が接続される。
尚、本明細書において「ライン」とは、流路、経路、管路等の流体の流通が可能なラインの総称である。

ケーシング１０は、バラスト水を収容する。ケーシング１０は、上端部及び下端部が開口した円筒状の本体部１１と、本体部１１の上端部を密閉する上側蓋部１２と、本体部１１の下端部を密閉する下側蓋部１３と、を備える。
本体部１１の周面には、ケーシング１０に収容され、後述のフィルタ２０により濾過されたバラスト水が流出する流出口１１１が設けられる。
上側蓋部１２及び下側蓋部１３における本体部１１の中心軸に一致する位置には、それぞれ、後述のフィルタ回転手段３０が配置される貫通穴が形成される。

フィルタ２０は、上端部及び下端部が開口した円筒状のフィルタ本体２１と、フィルタ本体２１の上端部を密閉する上側閉止部２２と、フィルタ本体２１の下端部を密閉する下側閉止部２３と、を備える。
フィルタ２０（フィルタ本体２１）は、ケーシング１０より小さな円筒状に形成され、ケーシング１０と同軸となるように、ケーシング１０の内部に配置される。これにより、ケーシング１０とフィルタ２０との間には、バラスト水流出空間Ｓ１が形成される。
下側閉止部２３におけるフィルタ本体２１の中心軸に一致する位置には、フィルタ２０の内部にバラスト水導入するための貫通穴が形成される。

フィルタ回転手段３０は、ケーシング１０の内部に配置されたフィルタ２０を、中心軸を回転軸として回転させる。このフィルタ回転手段３０は、上部回転軸部材３１及び下部回転軸部材３２と、上部回転軸部材３１を回転させるモータ３３と、を含んで構成される。
上部回転軸部材３１は、フィルタ２０の上側閉止部２２におけるフィルタ２０の中心軸に対応する位置に、上向きに突出して固定される。下部回転軸部材３２は、フィルタ２０の下側閉止部２３におけるフィルタ２０の中心軸に対応する位置に、下向きに突出して固定される。即ち、上部回転軸部材３１及び下部回転軸部材３２は、それぞれ、フィルタ２０の端部を構成する。

上部回転軸部材３１は、ケーシング１０の上側蓋部１２に形成された貫通穴に配置され、すべり軸受３４を介して上側蓋部１２に回転自在に、かつ、液密に支持される。
下部回転軸部材３２は、ケーシング１０の下側蓋部１３に形成された貫通穴に配置され、すべり軸受３５を介して下側蓋部１３に回転自在に、かつ、液密に支持される。下部回転軸部材３２は、フィルタ２０の内部と連通する管状体となっている。そして、下部回転軸部材３２の上端部は、下側閉止部２３に形成された貫通穴に接続され、下端部は、ケーシング１０の下側蓋部１３に形成された貫通穴の内側に位置するように配置される。

ここで、すべり軸受３５を介したケーシング１０とフィルタ２０（下部回転軸部材３２）との接触部分の構造につき、図２及び図３も参照しながら説明する。
図１に示すように、下部回転軸部材３２は、下側蓋部１３の貫通穴の内側に配置される。そして、図２に示すように、下側蓋部１３と下部回転軸部材３２との接触部分には、支持軸部の一部を構成する支持軸部材１５と、すべり軸受３５と、シール部材３６と、が配置される。

支持軸部材１５は、筒状に形成され、ケーシング１０（下側蓋部１３）の貫通穴が形成された部分の上面側に配置される。支持軸部材１５は、下側蓋部１３にボルト等（図示せず）により固定されてケーシング１０と一体化される。即ち、支持軸部材１５は、ケーシング１０の一部を構成する。

すべり軸受３５は、筒状に形成され、支持軸部材１５の内周面に圧入されて支持軸部材１５に固定される。すべり軸受３５は、例えば、硬質の合成樹脂や合成樹脂と繊維との複合材料により筒状に成形される。

シール部材３６は、環状に形成され、下側蓋部１３の貫通穴の内側に配置される。より具体的には、シール部材３６は、ケーシング１０と下部回転軸部材３２との接触部分におけるすべり軸受３５よりも軸方向の端部側（下部側）に配置される。
本実施形態では、シール部材３６は、図２に示すように、下側蓋部１３と支持軸部材１５との境界部分における内周面側に配置される。

シール部材３６は、図２及び図３に示すように、一方の端面側（図３では下面側）が開口した中空部を有する断面形状に形成される本体部３６１と、この本体部３６１の中空部に配置されたバネ部材３６２と、を備える。
本体部３６１は、例えば、硬質の合成樹脂により形成される。バネ部材３６２は、例えば、断面がＵ字状となるように曲げられた金属製の板バネにより構成される。バネ部材３６２は、本体部３６１の側面を拡げる方向に付勢する。即ち、本実施形態のシール部材３６によれば、本体部３６１における貫通穴の内周面側に配置される側面３６１ａは、バネ部材３６２の付勢力により、下部回転軸部材３２側に押し付けられる。この側面３６１ａの下端部側は、下部回転軸部材３２から離間する側に傾斜した傾斜面となっている。
本実施形態では、シール部材３６に形成された中空部には、潤滑剤としてのグリースが充填される。

以上の構造によれば、下部回転軸部材３２の外周面は、すべり軸受３５、支持軸部材１５、シール部材３６及び下側蓋部１３の内周面に対して回転可能に当接する。言い換えれば、本実施形態では、下部回転軸部材３２を回転可能に支持する支持軸部は、支持軸部材１５及び下側蓋部１３の一部により構成されている。

ここで、本実施形態では、ケーシング１０（下部回転軸部材３２）とフィルタ２０（下部回転軸部材３２）との接触部分に、潤滑剤充填部７１、軸受潤滑剤充填部７２、及び潤滑剤注入部７３を設けることにより、シール部材３６及びすべり軸受３５の耐久性を向上させている。

潤滑剤充填部７１は、図２及び図３に示すように、接触部分におけるシール部材３６の近傍に配置される。本実施形態では、潤滑剤充填部７１は、シール部材３６を挟むようにケーシング１０に形成される。より具体的には、潤滑剤充填部７１は、シール部材３６の軸方向の一端側（上側）において支持軸部材１５の内周面の全周に亘って形成される２本の溝、及びシール部材３６の軸方向の他端側（下側）において下側蓋部１３の貫通穴の内周面の全周に亘って形成される２本の溝により構成される。
潤滑剤充填部７１を構成する溝には、潤滑剤としてのグリースが充填される。

軸受潤滑剤充填部７２は、接触部分におけるすべり軸受３５が配置された位置に形成される。本実施形態では、軸受潤滑剤充填部７２は、下部回転軸部材３２の外周面の全周に亘って形成される４本の溝により構成される。
軸受潤滑剤充填部７２を構成する溝には、潤滑剤としてのグリースが充填される。

潤滑剤注入部７３は、下部回転軸部材３２（フィルタ２０）における支持軸部材１５との接触部分に下部回転軸部材３２を貫通して形成された注入穴７３１と、この注入穴７３１を塞ぐニップル７３２と、を備える。潤滑剤注入部７３からは、潤滑剤としてのグリースが注入される。
潤滑剤注入部７３から注入されたグリースは、下部回転軸部材３２の外周面と、すべり軸受３５の内周面、支持軸部材１５の内周面、及び下側蓋部１３の内周面と、の間のわずかな隙間を通じて潤滑剤充填部７１及び軸受潤滑剤充填部７２に供給される。これにより、ケーシング１０（下部回転軸部材３２）とフィルタ回転手段３０（下部回転軸部材３２）との接触部分の潤滑性を向上させられる。

図１に戻り、導入部１４は、管状部材により形成され、一端部（上端部）が下部回転軸部材３２の下端側を覆うように、下側蓋部１３に接続される。導入部１４の他端部（下端部）は、後述の導入ラインＬ１に接続され、この導入ラインＬ１から供給されるバラスト水をケーシング１０の内部におけるフィルタ２０の一次側に導入する。

逆洗機構４０は、ノズル４１と、集合管４２と、排出管４３と、排出管４３に配置される開閉弁４４と、を備える。

ノズル４１は、フィルタ２０の一次側（内側）に配置され、先端側がフィルタ２０の一次側の面（内周面）に向かって開口する。本実施形態では、ノズル４１は、フィルタ２０の中心軸の延びる方向に垂直な方向に延びるように配置される。また、ノズル４１は、フィルタ２０の中心軸の延びる方向（上下方向）に所定の間隔をあけて複数本配置される。ノズル４１には、フィルタ２０の二次側から一次側に向かって流れるバラスト水及びこのバラスト水によりフィルタ２０の内周面から剥離された異物が流通する。

集合管４２は、フィルタ２０の中心軸に一致する位置に配置され、上端部が閉鎖し下端部が開口している。集合管４２の上端部は、フィルタ２０の上側閉止部２２の中央に設けられた孔に挿入されて支持されている。集合管４２には、ノズル４１を流通したバラスト水及び異物が集合して流通する。

排出管４３は、上端部が集合管４２の下端部に接続され、下部回転軸部材３２の内部を、フィルタ２０の回転を妨げないように下方に延びる。排出管４３の下端側は、屈曲して延びており、導入部１４の周面を貫通している。排出管４３は、集合管４２を流通したバラスト水及び異物を排出する。
開閉弁４４は、排出管４３における導入部１４の貫通部分よりも二次側に配置され、排出管４３を開閉する。

噴射ノズル５０は、フィルタ２０の二次側に配置され、先端部がフィルタ２０の二次側の面（外周面）に向かって開口する。本実施形態では、噴射ノズル５０は、フィルタ２０の中心軸の延びる方向（上下方向）に所定の間隔をあけて複数本配置される。噴射ノズル５０は、後述の洗浄水ラインＬ２に接続され、洗浄水ラインＬ２から供給される洗浄水をフィルタ２０の二次側の面に向かって噴射する。

圧縮ガス供給部６０は、コンプレッサ等の圧縮ガス供給源（図示せず）と、圧縮ガス供給ライン６１と、圧縮ガス供給弁６２と、を備える。圧縮ガス供給ライン６１は、ケーシング１０の上側蓋部１２に接続され、フィルタ２０とケーシング１０との間（ケーシング１０の内部におけるフィルタ２０の二次側）に圧縮ガスを供給する。

導入ラインＬ１は、ケーシング１０にバラスト水（海水）を導入する。導入ラインＬ１の先端部は、導入部１４に接続される。導入ラインＬ１には、ポンプ８１及び開閉弁８２が配置される。

洗浄水ラインＬ２は、先端側が噴射ノズル５０に接続され、噴射ノズル５０に洗浄水を供給する。洗浄水ラインＬ２の基端側は、洗浄水供給源（図示せず）に接続される。

以上のバラスト水処理装置１によれば、バラスト水を濾過する場合には、導入ラインＬ１の開閉弁８２が開状態とされ、ポンプ８１が駆動される。また、フィルタ回転手段３０によりフィルタ２０が回転される。すると、導入ラインＬ１から導入部１４に供給されたバラスト水は、下部回転軸部材３２を通ってケーシング１０の内部におけるフィルタ２０の一次側（内側）に導入されてフィルタ２０により濾過処理され、流出口１１１から流出される。流出口１１１から流出したバラスト水は、バラストタンク（図示せず）に貯留される。

また、この状態においては、逆洗機構４０の開閉弁４４が開かれることで、ノズル４１、集合管４２及び排出管４３の内部がケーシング１０の内部に対して負圧となる。すると、フィルタ２０の一次側から二次側（バラスト水流出空間Ｓ１側）に濾過されたバラスト水の一部が再びフィルタ２０の二次側から一次側に流れ、フィルタ２０の内周面に付着した異物を剥離させてノズル４１から吸引される。ノズル４１を流通したバラスト水及び剥離された異物は、集合管４２及び排出管４３を通り、排出される。これにより、フィルタ２０が逆洗浄され、フィルタ２０の一次側に付着した異物が除去される。
尚、バラスト水の濾過処理を行う場合には、圧縮ガス供給部６０の圧縮ガス供給弁６２は、いずれも閉止される。

一方、バラスト水処理装置１の運転が終了した後や、その他フィルタ２０をより強力に洗浄したい場合には、ケーシング１０に収容されたバラスト水を排出し、その後、ケーシング１０の内部に水が存在しない状態でフィルタ２０に洗浄水を噴き付けて異物を除去する洗浄を行う。このような場合には、まず、導入ラインＬ１の開閉弁８２が閉状態とされ、ポンプ８１は停止される。また、逆洗機構４０の開閉弁が閉止される。そして、この状態で、圧縮ガス供給部６０の圧縮ガス供給弁６２が開状態とされる。これにより、ケーシング１０に収容されたバラスト水は速やかに排出される。

ここで、フィルタ２０を回転させてバラスト水の濾過を行っている状態では、導入部１４及び下部回転軸部材３２には、異物が含まれる濾過前の水が流通している。そのため、導入部１４から下部回転軸部材３２の内部に向かって流れる水に含まれる異物が、例えば、図２に示すＡ部分から、回転している下部回転軸部材３２と、この下部回転軸部材３２を支持するケーシング１０（下側蓋部１３）との接触部分に侵入してしまうと、侵入した異物によりシール部材３６が摩耗してしまう。シール部材３６が摩耗してしまうと、フィルタとケーシングとの接触部分を通じてフィルタにて濾過される前の水がフィルタの二次側に流入してしまうため、バラスト水処理装置において水の濾過を好適に行えなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、バラスト水処理装置１を、回転可能な筒状のフィルタ２０と支持軸部材１５（ケーシング１０）との接触部分に配置されたすべり軸受３５及びシール部材３６と、このシール部材３６の近傍に形成された潤滑剤充填部７１と、を含んで構成した。これにより、潤滑剤充填部７１に充填された潤滑剤によってシール部材３６が配置された部分に水が侵入することを抑制できる。よって、シール部材３６が、侵入する水に含まれる砂やゴミ等の微粒子により摩耗することを抑制できるので、シール部材３６の耐久性を向上させられる。また、支持軸部材１５と下部回転軸部材３２（フィルタ２０）との接触部分の潤滑性を向上させられる。

また、潤滑剤充填部７１を、シール部材３６を挟む位置にそれぞれ形成した。これにより、支持軸部材１５と下部回転軸部材３２との接触部分におけるいずれの側からもシール部材３６への水の侵入を抑制できるので、シール部材３６の耐久性をより向上させられる。

また、潤滑剤充填部７１を、ケーシング１０（支持軸部材１５及び下側蓋部１３）の内周面の全周に亘って形成される溝により構成した。これにより、ケーシング１０とフィルタ２０との接触部分の全周に亘って水の侵入を防げるので、シール部材３６の耐久性を更に向上させられる。

また、バラスト水処理装置１を、下部回転軸部材３２と支持軸部材１５との接触部分に潤滑剤を注入可能な潤滑剤注入部７３を含んで構成した。これにより、シール部材３６、潤滑剤充填部７１及びすべり軸受３５を含むフィルタ２０とケーシング１０との接触部分に潤滑剤を補充できるので、フィルタ２０とケーシング１０との接触部分の潤滑性を向上させられる。また、シール部材３６及びすべり軸受３５の耐久性を更に向上させられる。

また、バラスト水処理装置１を、軸受潤滑剤充填部７２を含んで構成した。これにより、すべり軸受３５が配置された部分における潤滑性をより向上させられるので、すべり軸受３５の耐久性をより向上させられる。

以上、本発明のバラスト水処理装置の好ましい一実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、本実施形態では、すべり軸受３５を介したケーシング１０と下部回転軸部材３２との接触部分の構造について説明したが、同様の構成を、すべり軸受３４を介したケーシング１０と上部回転軸部材３１との接触部分に適用してもよい。

また、本実施形態においては、フィルタ２０は、内部に流入したバラスト水を濾過して外部へ流出させる筒状のフィルタであるが、これに制限されない。即ち、フィルタは、外部から流入するバラスト水を濾過して内部から流出させる筒状のフィルタであってもよい。

また、本実施形態では、バラスト水処理装置１を、噴射ノズル５０及び洗浄水ラインＬ２を含んで構成したが、これに限らない。即ち、バラスト水処理装置を、噴射ノズル及び洗浄水ラインを含まずに構成してもよい。

１ バラスト水処理装置
１０ ケーシング
２０ フィルタ
１４ 支持軸部材（支持軸部）
３５ すべり軸受
３６ シール部材
７１ 潤滑剤充填部
７２ 軸受潤滑剤充填部
７３ 潤滑剤注入部

本発明は、ケーシングと、前記ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタと、前記ケーシングの一部を構成すると共に前記フィルタの端部において該フィルタを回転可能に支持する支持軸部と、前記支持軸部と前記フィルタとの間に介在配置される、すべり軸受及びシール部材と、前記シール部材の近傍に形成され潤滑剤が充填可能な潤滑剤充填部と、を備えるバラスト水処理装置に関する。

また、バラスト水処理装置は、前記すべり軸受が配置された位置に形成され潤滑剤が充填可能な軸受潤滑剤充填部を更に備えることが好ましい。

Claims (5)

1. ケーシングと、
   前記ケーシングの内部に配置される筒状のフィルタと、
   前記ケーシングの一部を構成すると共に前記フィルタの端部において該フィルタを回転可能に支持する支持軸部と、
   前記支持軸部と前記フィルタとの接触部分に介在配置されるすべり軸受と、
   前記接触部分に配置されるシール部材と、
   前記接触部分における前記シール部材の近傍に形成され潤滑剤が充填可能な潤滑剤充填部と、を備えるバラスト水処理装置。
2. 前記潤滑剤充填部は、前記シール部材を挟む位置にそれぞれ形成される請求項１に記載のバラスト水処理装置。
3. 前記フィルタの端部は、前記支持軸部の内側に配置され、
   前記潤滑剤充填部は、前記支持軸部の内周面に該支持軸部の全周に亘って形成された溝により構成される請求項１又は２に記載のバラスト水処理装置。
4. 前記フィルタにおける前記支持軸部との接触部分に該フィルタを貫通して形成され、潤滑剤を注入可能な潤滑剤注入部を更に備える請求項３に記載のバラスト水処理装置。
5. 前記接触部分における前記すべり軸受が配置された位置に形成され潤滑剤が充填可能な軸受潤滑剤充填部を更に備える請求項１〜４のいずれかに記載のバラスト水処理装置。
   

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