JP3986517B2 - Ballast water heat sterilizer and heat sterilization method thereof - Google Patents
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Description
本願発明は、舶用エンジンに圧縮空気を給気するターボチャージャーの給気熱を用いたバラスト水加熱殺菌装置およびこの装置を用いたバラスト水の加熱殺菌方法に関する。 The present invention relates to a ballast water heat sterilization apparatus using heat supplied from a turbocharger for supplying compressed air to a marine engine and a method for heat sterilization of ballast water using this apparatus.
船舶が空荷の場合や積荷が少ない状態では、船舶のバランス、プロペラ没水深度を確保する等の必要性から、出港前に船体のバラストタンクに載貨重量の1/5〜1/4のバラスト水を注水し、このバラスト水は環境の異なる船舶の移動先の海域で排出されることになる。
ところで、環境の異なる海域でバラスト水の注排水が行われると、バラスト水に含まれる微生物の差異により沿岸生態系が破壊され、経済活動(漁業活動等)への被害および人の健康への被害(病原菌等)という問題となって現れる。このような問題を予防するため、沿岸海域ではない大洋上でバラスト水の交換を行う方法がある。このバラスト水の交換方法としては、各バラストタンクに順々に排水・注水する方法と、バラストタンクに多量の海水を注水して溢れさせる方法とがあるが、前者は、船舶の安全に必要な荷重の均等性、プロペラ没水深度等を常に満たすための極めて繁雑な操作が必要であるばかりでなく、波浪による船体揺動とバラスト水とが同調して船体揺動がより一層激しくなるスロッシングと呼ばれる危険な現象を発生するおそれがある。また、後者は、バラストタンク圧の上昇、バラストタンク容量の数倍の注水を行うことによる多額の燃料費等の問題がある。
When the ship is empty or when there is little cargo, it is necessary to ensure the balance of the ship and the depth of submergence of the propeller. Water is injected, and this ballast water is discharged in the sea area where the ship with the different environment moves.
By the way, when ballast water is poured and drained in sea areas with different environments, the coastal ecosystem is destroyed due to the difference in microorganisms contained in the ballast water, resulting in damage to economic activities (fishing activities, etc.) and human health. It appears as a problem (pathogenic bacteria, etc.). In order to prevent such problems, there is a method of exchanging ballast water on the ocean that is not a coastal sea area. There are two methods for exchanging ballast water: one is to drain and pour water into each ballast tank in sequence, and the other is to flood the ballast tank with a large amount of seawater. The former is necessary for ship safety. Sloshing that not only requires extremely complicated operations to always satisfy load uniformity, submersion depth of propeller, etc., but also makes the hull swing even more intense by synchronizing the hull swing due to waves and ballast water. There is a risk of causing a dangerous phenomenon. Further, the latter has problems such as an increase in ballast tank pressure and a large amount of fuel cost due to water injection several times the ballast tank capacity.
上述のバラスト水の交換方法以外には、バラスト水自体の処理も提案されている。このバラスト水自体の処理には、薬剤による殺菌処理およびろ過処理などが提案されているが、これらの方法には薬剤による環境影響の問題や費用の問題がある。また、加熱による殺菌方法も提案されていて、この加熱による殺菌方法は船舶の機関室の様々な熱発生機器の排熱を使用している。たとえば、特開2003−181443号公報には、船舶の主機関から排出される高温の排気ガスを利用して、バラスト水を加熱殺菌する技術が開示されている。 In addition to the above ballast water exchange method, treatment of ballast water itself has also been proposed. As treatment of the ballast water itself, sterilization treatment and filtration treatment with chemicals have been proposed. However, these methods have problems of environmental impact due to chemicals and problems of cost. Also, a sterilization method by heating has been proposed, and this sterilization method by heating uses exhaust heat from various heat generating devices in the engine room of the ship. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-181443 discloses a technique for heat sterilizing ballast water using high-temperature exhaust gas discharged from a main engine of a ship.
この特開2003−181443号公報の図5に基づいて、上記の技術を説明する。
主機関であるガスタービン113からの排気ガスにより第1熱交換器120aで加熱された1次冷却水を用いて、バラストポンプ118からのバラスト水が第2熱交換器120bで加熱されて、各バラストタンク111、112へ供給される。バラスト水の温度は第2熱交換器120bで8分間40以上(あるいは3分間45℃以上)に保たれるが、その制御は温度制御系121および温度センサ122により行われる。そして、その効果として、主機関がガスタービンとして設けられ、同ガスタービンから排出される著しく高温の排気ガスについては、1次冷却水により第1次熱交換器で熱交換が行われ、これにより加熱された1次冷却水で第2熱交換器によりバラストポンプからのバラスト水の加熱が行われるようになっていて、バラスト水の加熱が効率よく的確に行われるようになる、というものである。
Based on FIG. 5 of this Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-181443, said technique is demonstrated.
Ballast water from the
前述のように船舶には様々な熱発生機関があるが、その一つに舶用主機関を効率よく燃焼させるためのターボチャージャーがある。ターボチャージャーは舶用主機関の出力を上げるために、密度の高い空気を大量に舶用主機関に送り込む装置であり、この密度の高い空気は舶用主機関の排圧により造られる圧縮空気が利用されている。空気は圧縮されると発熱(この場合、120〜130℃)するが、発熱した圧縮空気をそのまま舶用主機関のシリンダーに投入すると、発熱により体積が増した圧縮空気の密度は薄いため、燃焼効率が悪くなる。 As described above, there are various heat generating engines in a ship, and one of them is a turbocharger for efficiently burning a marine main engine. A turbocharger is a device that sends a large amount of high-density air to the ship's main engine in order to increase the output of the ship's main engine. This high-density air uses compressed air created by the exhaust pressure of the ship's main engine. Yes. When air is compressed, it generates heat (120-130 ° C in this case). However, when the compressed air that has been heated is directly put into the cylinder of a marine main engine, the density of compressed air that has increased in volume due to heat generation is thin, so the combustion efficiency Becomes worse.
そこで、この圧縮空気は、圧縮空気を海水で冷やす熱交換器(インタークーラー)により、約45℃まで冷却されるようになっている。この従来例のターボチャージャーの概要について図4を基に説明する。 Therefore, the compressed air is cooled to about 45 ° C. by a heat exchanger (intercooler) that cools the compressed air with seawater. The outline of this conventional turbocharger will be described with reference to FIG.
ターボチャージャー4で造られた圧縮空気は、掃気ダクト6により舶用主機関2のシリンダー(図示外)に給気されるようになっていて、この掃気ダクト6には1台の熱交換器10が添設されている。船底吸入口16から冷却ポンプ12により海水(海水温度は、特別な海域を除けば、海域・四季によって異なるが、概ね15℃〜32℃である。)が吸入され、熱交換器10により海水と掃気ダクト6内を貫流する圧縮空気との間で熱交換がおこなわれ、熱交換後の海水は、船外排出口18から排出されるようになっている。このような仕組みにより、当初120〜130℃であった高温の圧縮空気は、約45℃まで冷却されて、舶用主機関2のシリンダー(図示外)に給気される。
しかしながら、本願出願人はバラスト水の殺菌効果を一層確実にするため、バラスト水の加熱温度を50〜60℃を目標としている。特開2003−181443号公報に開示された技術では、加熱されたバラスト水の温度は40℃程度であり、本願出願人の目標とする加熱温度には達しない。また、この公報に開示された技術では、主機関から排出される排気ガスを1次冷却水により第1次熱交換器で熱交換をおこない、これにより加熱された1次冷却水で第2熱交換器によりバラスト水の加熱が行われるようになっているため、バラスト水加熱装置も複雑になる。 However, the applicant of the present application aims at a heating temperature of 50 to 60 ° C. in order to further ensure the sterilizing effect of the ballast water. In the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2003-181443, the temperature of the heated ballast water is about 40 ° C., and does not reach the heating temperature targeted by the applicant of the present application. In the technique disclosed in this publication, the exhaust gas discharged from the main engine is heat-exchanged by the primary heat exchanger with the primary cooling water, and the second heat is generated by the primary cooling water heated thereby. Since the ballast water is heated by the exchanger, the ballast water heating apparatus is also complicated.
一方、従来例のターボチャージャーの掃気ダクトに添設されている熱交換器の冷却水としてバラスト水を循環させることも考えられるが、バラスト水の温度が上がるにつれて、掃気ダクトの熱交換器の冷却能力が低下し、舶用主機関の出力が低下することになる。 On the other hand, it is conceivable to circulate ballast water as the cooling water for the heat exchanger attached to the scavenging duct of the conventional turbocharger. However, as the temperature of the ballast water rises, the cooling of the heat exchanger of the scavenging duct is cooled. The capacity is reduced and the output of the marine main engine is reduced.
そこで、本願発明は、ターボチャージャーの高温となる圧縮空気の熱を利用し、所定のバラスト水の加熱温度が達成でき、かつ、舶用主機関の出力が低下することのないバラスト水の加熱殺菌装置を提供することを目的とし、併せてこの装置に適用される経済的な殺菌方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention uses the heat of compressed air that becomes a high temperature of the turbocharger, can achieve a predetermined heating temperature of the ballast water, and does not reduce the output of the marine main engine. In addition, an object is to provide an economical sterilization method applied to this apparatus.
上記目的を達成するために、本願請求項1の発明に係るバラスト水の加熱殺菌装置は、舶用主機関に圧縮空気を給気するターボチャージャーの掃気ダクト冷却器に上流側から順に第1の掃気ダクト熱交換器および第2の掃気ダクト熱交換器が配設され、前記第1の掃気ダクト熱交換器には、バラストタンクおよび第1の冷却ポンプが環状に接続されて第1のバラスト水循環回路が形成され、 前記第2の掃気ダクト熱交換器の上流側には、船底吸入口および第2の冷却ポンプがこの順で接続され、さらに、該第2の掃気ダクト熱交換器の下流側は船外排出口に接続されて掃気ダクト冷却回路が形成されることを特徴とする。
また、本願請求項2の発明に係るバラスト水の加熱殺菌装置は、請求項1に記載のバラスト水の加熱殺菌装置において、前記船底吸入口および第2の冷却ポンプの間には第1の三方弁が介装され、該第1の三方弁の一端は前記バラストタンクに接続され、前記第2の掃気ダクト熱交換器および前記船外排出口の間には第2の三方弁が介装され、該第2の三方弁の一端は前記バラストタンクに接続され、前記第2の掃気ダクト熱交換器、前記第2の三方弁、前記バラストタンク、前記第1の三方弁および前記第2の冷却ポンプが、この順に環状に接続されて第2のバラスト水循環回路が形成されることを特徴とする。
そして、本願請求項3の発明に係るバラスト水の加熱殺菌装置は、前記請求項1または前記請求項2に記載のバラスト水の加熱殺菌装置において、少なくとも前記舶用主機関およびその潤滑油並びにその蒸気ドレンを冷却する機関室熱交換器の上流側には前記第2の冷却ポンプおよび前記第2の掃気ダクト熱交換器とを接続する管路から分岐された管路が接続され、前記機関室熱交換器の下流側には前記第2の掃気ダクト熱交換器および前記第2の三方弁とを接続する管路に合流する管路が接続されていることを特徴とする。
さらに、本願請求項4の発明に係るバラスト水の加熱殺菌方法は、請求項2に記載のバラスト水の加熱殺菌装置の加熱殺菌方法であって、バラスト水が所定温度に達するまでは、前記第2の冷却ポンプのみが起動し、前記第1の三方弁および前記第2の三方弁が「バラスト水循環側が開」となることにより、前記第2のバラストタンク水循環回路が開放され前記掃気ダクト冷却回路が遮断されて前記第2のバラストタンク水循環回路内を前記バラスト水が循環して前記掃気ダクトを冷却するともに前記バラスト水が加熱され、前記バラスト水が所定温度を超えると、さらに前記第1の冷却ポンプが起動し、前記第1の三方弁および前記第2の三方弁が「バラスト水循環側が閉」となることにより、前記第2のバラストタンク水循環回路が遮断され前記掃気ダクト冷却回路が開放されて前記掃気ダクト冷却回路内を海水が貫流して前記掃気ダクトを冷却する一方、前記第1のバラストタンク水循環回路は開放されていて前記第1のバラストタンク水循環回路内をバラスト水が循環して前記バラスト水が加熱され、 バラスト水が目標温度に達すると、前記第1の冷却ポンプは停止し、バラスト水の循環が停止されることを特徴とする。
また、本願請求項5の発明に係るバラスト水の加熱殺菌方法は、請求項3に記載のバラスト水の加熱殺菌装置の加熱殺菌方法であって、バラスト水が所定温度に達するまでは、前記第2の冷却ポンプのみが起動し、前記第1の三方弁および前記第2の三方弁が「バラスト水循環側が開」となることにより、前記第2のバラストタンク水循環回路が開放され前記掃気ダクト冷却回路が遮断されて前記第2のバラストタンク水循環回路内を前記バラスト水が循環して前記掃気ダクトおよび前記機関室機器を冷却するともに前記バラスト水が加熱され、 前記バラスト水が所定温度を超えると、さらに前記第1の冷却ポンプが起動し、前記第1の三方弁および前記第2の三方弁が「バラスト水循環側が閉」となることにより、前記第2のバラストタンク水循環回路が遮断され前記掃気ダクト冷却回路が開放されて前記掃気ダクト冷却回路内を海水が貫流して前記掃気ダクトおよび前記機関室機器を冷却する一方、前記第1のバラストタンク水循環回路は開放されていて前記第1のバラストタンク水循環回路内をバラスト水が循環して前記バラスト水が加熱され、前記バラスト水が目標温度に達すると、前記第1の冷却ポンプは停止し、バラスト水の循環が停止されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a ballast water heating and sterilization apparatus according to the first aspect of the present invention includes a first scavenging unit in order from the upstream side to a scavenging duct cooler of a turbocharger that supplies compressed air to a marine main engine. A duct heat exchanger and a second scavenging duct heat exchanger are provided, and a ballast tank and a first cooling pump are annularly connected to the first scavenging duct heat exchanger, and a first ballast water circulation circuit is provided. The bottom suction port and the second cooling pump are connected in this order to the upstream side of the second scavenging duct heat exchanger, and further, the downstream side of the second scavenging duct heat exchanger is A scavenging duct cooling circuit is formed by being connected to the outboard discharge port.
The ballast water heat sterilization apparatus according to
A ballast water heat sterilizer according to claim 3 of the present application is the ballast water heat sterilizer according to claim 1 or claim 2, wherein at least the marine main engine, its lubricating oil, and its steam are used. A pipe branched from a pipe connecting the second cooling pump and the second scavenging duct heat exchanger is connected to the upstream side of the engine room heat exchanger that cools the drain. The downstream side of the exchanger is connected to a pipe line that joins a pipe line that connects the second scavenging duct heat exchanger and the second three-way valve.
Furthermore, the method for heat sterilization of ballast water according to the invention of
The ballast water heat sterilization method according to the invention of
以上のように本願請求項1に係る発明によれば、バラスト水循環回路と掃気ダクト冷却回路を構成する熱交換器が別個に配設されているため、以下の効果がある。すなわち、
(1)掃気ダクトの冷却は、もっぱら掃気ダクト冷却回路によっておこなわれるため、バラスト水加熱に掃気ダクト内を貫流する給気熱を利用していても、掃気ダクトの冷却能力が低下することはない。
(2)バラスト水循環回路を構成する第1の掃気ダクト熱交換器は掃気ダクトの上流側に配設されているため、高温の圧縮空気によりバラスト水は加熱されることになり、バラスト水の加熱効率が高い。
(3)本願発明においては、バラスト水を直接、冷却水として使用している。このため、バラスト水の温度を効率的に上げることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the heat exchangers constituting the ballast water circulation circuit and the scavenging duct cooling circuit are separately provided, the following effects can be obtained. That is,
(1) Since the scavenging duct is cooled exclusively by the scavenging duct cooling circuit, the cooling capacity of the scavenging duct does not decrease even if the supply air heat that flows through the scavenging duct is used for heating the ballast water. .
(2) Since the first scavenging duct heat exchanger constituting the ballast water circulation circuit is disposed on the upstream side of the scavenging duct, the ballast water is heated by the high-temperature compressed air, and the ballast water is heated. High efficiency.
(3) In the present invention, ballast water is directly used as cooling water. For this reason, the temperature of ballast water can be raised efficiently.
また、本願請求項2に係る発明によれば、掃気ダクト冷却回路に接続されて第2のバラスト水循環回路が形成されているため、バラスト水を循環させながらバラスト水を加熱させるとともに、バラスト水により掃気ダクトを冷却させることができ経済的である。
Further, according to the invention of
そして、本願請求項3に係る発明によれば、掃気ダクト冷却回路に機関室熱交換器が接続されているため、以下の効果がある。すなわち、
(1)一つの回路によって、掃気ダクトを冷却するとともに、機関室機器をも冷却できるため経済的である。なお、ここにいう機関室機器とは、機関室内に設置される主機関、潤滑油、蒸気ドレンなどの冷却を必要とする機器に対して一つの冷却器による集中冷却方式の対象となる機器を指している。
(2)請求項2に記載の第2のバラスト水循環回路を使用して、バラスト水を加熱する場合には、掃気ダクトの熱とともに機関室機器の熱を利用できるため、バラスト水を効率的に加熱できる。
According to the third aspect of the present invention, since the engine room heat exchanger is connected to the scavenging duct cooling circuit, the following effects are obtained. That is,
(1) It is economical because one circuit can cool the scavenging duct and the engine room equipment. The engine room equipment here refers to equipment that is subject to the central cooling system with one cooler for equipment that requires cooling, such as the main engine, lubricating oil, and steam drains installed in the engine room. pointing.
(2) When the ballast water is heated using the second ballast water circulation circuit according to the second aspect, the heat of the engine room equipment can be used together with the heat of the scavenging duct. Can be heated.
さらに、本願請求項4に係る発明によれば、以下の効果がある。すなわち、
(1)バラスト水が所定温度に達するまでは、第2のバラスト水循環回路が開放されて、バラスト水を加熱することになるが、この場合には第2の冷却ポンプのみが起動して、バラスト水を加熱するとともに掃気ダクトを冷却することになるため、きわめて経済的である。
(2)バラスト水が所定温度を超えると、さらに第2の冷却ポンプとともに第1の冷却ポンプとが起動し、第2のバラスト水循環回路は遮断され、第1のバラスト水循環回路が開放されて、バラスト水は第1のバラスト水循環回路によって加熱される一方、掃気ダクト冷却回路が開放されて、掃気ダクトは掃気ダクト冷却回路を貫流する新鮮な海水により冷却されるので、バラスト水が加熱されると同時に、舶用主機関には冷却された圧縮空気が給気されるため、舶用主機関の出力を低下させることはない。
(3)また、上記(2)の場合、掃気ダクトには、第1の掃気ダクト熱交換器と第2の掃気ダクト熱交換器が配設されていて、掃気ダクトは第1の掃気ダクト冷却回路により冷却されるとともに、第1のバラスト水循環回路によっても冷却されるため、より効率的に圧縮空気の温度を下げることができる。
(4)バラスト水が目標温度に達すると、前記第1の冷却ポンプを停止させバラスト水の循環も停止されるため、燃料費の節約になる。
Furthermore, the invention according to
(1) Until the ballast water reaches a predetermined temperature, the second ballast water circulation circuit is opened to heat the ballast water. In this case, only the second cooling pump is activated and the ballast water is started. It is very economical because it heats the water and cools the scavenging duct.
(2) When the ballast water exceeds a predetermined temperature, the first cooling pump is started together with the second cooling pump, the second ballast water circulation circuit is shut off, and the first ballast water circulation circuit is opened, While the ballast water is heated by the first ballast water circulation circuit, the scavenging duct cooling circuit is opened and the scavenging duct is cooled by fresh seawater flowing through the scavenging duct cooling circuit, so when the ballast water is heated At the same time, since the cooled compressed air is supplied to the marine main engine, the output of the marine main engine is not reduced.
(3) In the case of the above (2), the scavenging duct is provided with the first scavenging duct heat exchanger and the second scavenging duct heat exchanger, and the scavenging duct is cooled by the first scavenging duct. Since it is cooled by the circuit and also by the first ballast water circulation circuit, the temperature of the compressed air can be lowered more efficiently.
(4) When the ballast water reaches the target temperature, the first cooling pump is stopped and the circulation of the ballast water is also stopped, which saves fuel costs.
そして、本願請求項5に係る発明によれば、請求項3に記載のバラスト水の加熱殺菌装置を使用するため、上記の加熱殺菌方法の効果に加えてバラスト水を加熱殺菌しながら、機関室機器の冷却をおこなうことができる。
And according to the
以下、本願発明を実施するための最良の形態に係る実施例について図1ないし図3に基づいて説明する。図1および図2は、本実施例に係るバラスト水の加熱殺菌装置の模式図であり、図1における太い実線は第1のバラスト水循環回路を示し、太い点線は掃気ダクト冷却回路を示していて、図2における太い実線は第2のバラスト水循環回路を示している。また、図3は本実施例に係るバラスト水の加熱殺菌装置の加熱殺菌フローチャートである。 Hereinafter, an embodiment according to the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 are schematic views of a heat sterilization apparatus for ballast water according to the present embodiment, where a thick solid line in FIG. 1 indicates a first ballast water circulation circuit, and a thick dotted line indicates a scavenging duct cooling circuit. The thick solid line in FIG. 2 shows the second ballast water circulation circuit. FIG. 3 is a heat sterilization flowchart of the heat sterilization apparatus for ballast water according to the present embodiment.
図1および図2において、符号2は主機関、符号4はターボチャージャー、符号6は掃気ダクト、符号8はバラストタンク、符号10は掃気ダクト熱交換器、符号10a、10bはそれぞれ第1の掃気ダクト熱交換器および第2の掃気ダクト熱交換器、符号12は機関室熱交換器、符号14は冷却ポンプ、符号14a、14bはそれぞれ第1の冷却ポンプおよび第2の冷却ポンプ、符号16は船底吸入口、符号18は船外排出口、符号20は三方弁、符号20a、20bはそれぞれ第1の三方弁および第2の三方弁、符号22はバラストタンク開閉弁、符号24は温度センサー、符号24a、24bはそれぞれ第1の温度センサーおよび第2の温度センサー、符号26はバラスト温度制御装置、符号26a、26bはそれぞれ第1のバラスト温度制御装置および第2のバラスト温度制御装置である。
なお、上記符号については、図4に示したものと同一の要素には同一の符号を付し、その構成および作用効果についての重複する説明を省略する。
1 and 2,
In addition, about the said code | symbol, the same code | symbol is attached | subjected to the element same as what was shown in FIG. 4, and the overlapping description about the structure and effect is abbreviate | omitted.
ターボチャージャー4で造られた圧縮空気は、掃気ダクト6によって主機関2に給気されるが、掃気ダクト6には、上流側から順に第1の掃気ダクト熱交換器10aと第2の掃気ダクト熱交換器10bが配設されている。また、機関室機器は1台の冷却器によって冷却されるようになっていて、この冷却器には機関室熱交換器12が配設されている。
なお、図1および図2においては、バラストタンク8は2個のバラストタンク8aおよび8bのみが図示されているが、船舶には多数のバラストタンクが配備されていて、バラストタンク8a、8bはその例示としているに過ぎない。
The compressed air produced by the
In FIG. 1 and FIG. 2, only two
第1のバラスト水循環回路は、図1の太い実線に示すように、第1の掃気ダクト熱交換器10a、バラストタンク8、第1の冷却ポンプ14aおよびそれぞれの機器を相互に接続する管路から構成されていて、図1における矢印Aはバラスト水の循環方向を示している。また、第1のバラスト水循環回路を形成する管路には温度センサー24aが添設され、この第1の温度センサー24aの情報は第1のバラスト温度制御装置26aに送られる。そして、バラストタンク8a、8b、・・・の図示外の注水口および排水口の近傍の管路にはバラストタンク開閉弁22、22・・・が介装されていて、これらのバラストタンク開閉弁22はリモートコントロールされ、第1のバラスト温度制御装置26aにより開閉操作される。
As shown by the thick solid line in FIG. 1, the first ballast water circulation circuit is connected to the first scavenging
第1の冷却ポンプ14aが起動すると、前記の第1のバラスト水循環回路内をバラスト水が矢印A方向に循環する。すなわち、バラストタンク8内のバラスト水は、バラストタンク8の排水口から第1のバラスト水循環回路に送出され、第1の冷却ポンプ14aを経由して第1の掃気ダクト熱交換器10aに入り、掃気ダクト6内を貫流する圧縮空気との間で熱交換した後、バラストタンク8内に還流する。
本実施例においては、第1のバラスト水循環回路によりバラスト水を加熱する場合に、各バラストタンク毎にバラスト水を加熱するようになっている。すなわち、まず、バラストタンク8aに付設されるバラストタンク開閉弁22、22が「開」となり(この場合、バラストタンク8a以外のバラストタンク8に付設されるバラストタンク開閉弁22、22は「閉」となっている)、バラストタンク8a内のバラスト水が第1のバラスト水循環回路内を循環して加熱される。バラスト水が目標温度(本実施例では50〜60°C)に達すると、第1の温度センサー24aがバラスト水の温度を感知して、その旨の信号を第1のバラスト温度制御装置26aに送信する。信号を受信した第1のバラスト温度制御装置26aはバラストタンク8aに付設されるバラストタンク開閉弁22、22を「閉」とし、バラストタンク8bに付設されるバラストタンク開閉弁22、22を「開」とする。そして、バラストタンク8b内のバラスト水が第1のバラスト水循環回路内を循環して加熱される。
このようにして、順次バラストタンク8a、8b、・・・内のバラスト水が加熱され殺菌される。
When the
In this embodiment, when the ballast water is heated by the first ballast water circulation circuit, the ballast water is heated for each ballast tank. That is, first, the ballast tank open /
In this way, the ballast water in the
一方、掃気ダクト冷却回路は、図1の太い点線に示すように、船底吸入口16、第1の三方弁20a、第2の冷却ポンプ12b、第2の掃気ダクト熱交換器10b、第2の三方弁20b、船外排出口18およびそれぞれの機器を相互に接続する管路から構成される主たる回路と、第2の冷却ポンプ12bと第2の掃気ダクト熱交換器10bを接続する管路から分岐した管路が機関室熱交換器12の上流側に接続され機関室熱交換器12の下流側は第2の掃気ダクト熱交換器10bと第2の三方弁20bを接続する管路に合流される管路が接続される副たる回路とから構成されていて、図1における矢印Bおよび矢印B1は主たる回路の海水の貫流方向を示し、矢印Bおよび矢印B2は副たる回路の海水の貫流方向を示している。
On the other hand, the scavenging duct cooling circuit includes a
第2の冷却ポンプ14bが起動すると、船底吸入口16から新鮮な海水が吸入されて矢印B方向に送出される。この場合に、第1の三方弁20aおよび第2の三方弁20bは、掃気ダクト冷却回路側が開放される方向に開いていて、船底吸入口16から吸入された新鮮な海水は、第1の三方弁20aを経由して第2の冷却ポンプ14bに達し(矢印B)、第2の冷却ポンプ14bから送出される新鮮な海水はその一部が第2の掃気ダクト熱交換器10bに送出される(矢印B1)一方、他の海水は機関室熱交換器12に送出される(矢印B2)。
そして、第2の掃気ダクト熱交換器10bに送られた海水は第2の掃気ダクト熱交換器10bに入り、掃気ダクト6内を貫流する圧縮空気との間で熱交換した後、第2の掃気ダクト熱交換器10bから排出される(矢印B1)一方、機関室熱交換器12に送られた海水は機関室熱交換器12に入り、機関室機器との間で熱交換した後、機関室熱交換器12から排出される(矢印B2)。さらに、第2の掃気ダクト熱交換器10bおよび機関室熱交換器12から排出される熱交換後の海水は、第2の三方弁20bを経由して船外排出口18から船外に排出される(矢印B)。
When the
Then, the seawater sent to the second scavenging
第2のバラスト水循環回路は、図2の太い実線に示すように、第2の掃気ダクト熱交換器10b、バラストタンク8、第2の冷却ポンプ14bおよびそれぞれの機器を相互に接続する管路から構成される主たる回路と、第2の冷却ポンプ12bと第2の掃気ダクト熱交換器10bを接続する管路から分岐した管路が機関室熱交換器12の上流側に接続され機関室熱交換器12の下流側は第2の掃気ダクト熱交換器10bと第2の三方弁20bを接続する管路に合流される管路が接続される副たる回路とから構成されていて、図2における矢印Cおよび矢印C1は主たる回路のバラスト水の循環方向を示し、矢印Cおよび矢印C2は副たる回路のバラスト水の循環方向を示している。
また、第2のバラスト水循環回路を形成する管路には第2の温度センサー24bが添設され、この第2の温度センサー24bの情報は第2のバラスト温度制御装置26bに送られる。そして、第1の三方弁20aおよび第2の三方弁20bは第2のバラスト温度制御装置26bにより開閉操作される。
As shown by the thick solid line in FIG. 2, the second ballast water circulation circuit is connected to the second scavenging
Further, a
第2の冷却ポンプ14bが起動すると、前記の第2のバラスト水循環回路内をバラスト水が矢印C方向に循環する。すなわち、この場合には、第1の三方弁20aおよび第2の三方弁20bは第2のバラスト水循環回路が開放される方向に「開」となっていて、バラストタンク8内のバラスト水は、バラストタンク8の排水口から第2のバラスト水循環回路に送出され、第1の三方弁20aを経由して第1の掃気ダクト熱交換器10aに入り(矢印C)、第2の冷却ポンプ14bから送出されるバラスト水はその一部が第2の掃気ダクト熱交換器10bに送出される(矢印C1)一方、バラスト水は機関室熱交換器12に送出される(矢印C2)。
そして、第2の掃気ダクト熱交換器10bに送られたバラスト水は第2の掃気ダクト熱交換器10bに入り、掃気ダクト6内を貫流する圧縮空気との間で熱交換した後、第2の掃気ダクト熱交換器10bから排出される(矢印C1)一方、機関室熱交換器12に送られたバラスト水は機関室熱交換器12に入り、機関室機器との間で熱交換した後、機関室熱交換器12から排出される。さらに、第2の掃気ダクト熱交換器10bおよび機関室熱交換器12から排出される熱交換後のバラスト水は、バラストタンク8内に還流する(矢印C)。
When the
Then, the ballast water sent to the second scavenging
バラスト水が所定温度(本実施例では38°C)に達すると、第2の温度センサー24bがバラスト水の温度を感知して、その旨の信号を第2のバラスト温度制御装置26bに送信する。信号を受信した第2のバラスト温度制御装置26bは第1の冷却ポンプ14aを起動させるとともに、第1の三方弁20aおよび第2の三方弁20bは第2のバラスト水循環回路に対して「閉」となり掃気ダクト冷却回路側に「開」となって、第2のバラスト水循環回路は遮断され掃気ダクト冷却回路が開放される。そして、前述のように第2のバラスト水循環回路内をバラスト水が循環する一方、掃気ダクト冷却回路内を新鮮な海水が貫流する。
When the ballast water reaches a predetermined temperature (38 ° C. in the present embodiment), the
なお、本実施例においては、第1のバラスト水循環回路のバラストタンク8と第1の冷却ポンプ14aを接続する管路、および第1の掃気ダクト熱交換器10aとバラストタンク8を接続する管路にはそれぞれ三方弁が介装されていて、それぞれの三方弁の一端は船底吸入口16とは別個の船底吸入口および船外排出口18とは別個の船外排出口が接続されている。すなわち、第1のバラスト水循環回路には、前記の船底吸入口→前記の三方弁→第1の冷却ポンプ14a→第1の掃気ダクト熱交換器10a→前記の三方弁→前記の船外排出口から構成される回路が形成されている。この回路は掃気ダクト冷却回路の構成と同一であり、掃気ダクト冷却回路に支障が生じた場合には、掃気ダクト冷却回路に代替して掃気ダクトを冷却することができるようになっている。
In the present embodiment, a pipe line connecting the
つぎに、本実施例に係るバラスト水の加熱殺菌装置の加熱殺菌方法について説明する。
バラストタンク8a、8b、・・・には液面計が設けられていて、海水が注水されて所定の液面レベルになるまで、図示外の装置によって海水がバラストタンク8a、8b、・・・内に注水される(ステップS1)。当初は、第1の三方弁20aと第2の三方弁20bがバラスト水循環側に「開」となって、第2のバラスト水循環回路が開放されていて、第2の冷却ポンプ12bが起動する(ステップS2)。そして、バラストタンク8a、8b、・・・内のバラスト水は、第2のバラスト水循環回路内を循環しながら第2の掃気ダクト熱交換器10bおよび機関室熱交換器12により加熱される(ステップS3)。
Below, the heat sterilization method of the heat sterilization apparatus of the ballast water based on a present Example is demonstrated.
The
この循環するバラスト水が所定温度(本実施例においては前述のように38°C)に達すると、第1の温度センサー24aからその旨の信号情報を受けた第1のバラスト水温度制御装置26aにより、第1の冷却ポンプ12aが起動する(第2の冷却ポンプ12bも継続稼動)とともに、第1の三方弁20aおよび第2の三方弁20bがバラスト水循環側に「閉」となる(ステップS4)。この三方弁の一連の操作により、第2のバラスト水循環回路が遮断され、掃気ダクト冷却回路が開放される。
When the circulating ballast water reaches a predetermined temperature (38 ° C. in the present embodiment as described above), the first ballast water
第1の冷却ポンプ12aが起動すると、バラスト水は、第1のバラスト水循環回路内を循環しながら第1の掃気ダクト熱交換器10aにより加熱されるが、この場合には、前述のようにバラストタンク毎にバラスト水を加熱するようになっている(ステップS5a)。一方、開放された掃気ダクト冷却回路には、新鮮な海水が、船底吸入口16から吸入されて貫流し、第2の掃気ダクト熱交換器10bおよび機関室熱交換器12を介して掃気ダクト6および機関室内の機器を冷却し、熱交換後の冷却水(海水)は船外排出口18から船外に排出される(ステップS5b)。
When the first cooling pump 12a is activated, the ballast water is heated by the first scavenging
すべてのバラストタンク8内のバラスト水が目標温度50℃に達すると、第1の温度センサー24aからその旨の信号情報を受けた第1のバラスト水温度制御装置26aにより、すべてのバラストタンク開閉弁22は「閉」となり、第1の冷却ポンプ12aは停止し(ステップS6a)、引き続き第2の冷却ポンプ12bは稼動する(ステップS6b)。そして、バラスト水の循環および加熱は停止される(ステップS7a)。
一方、掃気ダクト冷却回路は開放された状態が継続し、第2の冷却ポンプ12bは稼動し続け、新鮮な海水によって掃気ダクト6および機関室内の機器の冷却は継続され熱交換後の冷却水(海水)は船外排出口18から船外に排出される(ステップS7b)。
When the ballast water in all the
On the other hand, the scavenging duct cooling circuit continues to be opened, the second cooling pump 12b continues to operate, the scavenging
船舶が所定の海域に入りバラスト水が不要になると、バラストタンク開閉弁22、22が「開」となるとともに、図示外の装置によって加熱殺菌されたバラスト水は船外に排出される(ステップS8)。
When the ship enters a predetermined sea area and no ballast water is required, the ballast tank opening /
2 主機関
4 ターボチャージャー
6 掃気ダクト
8 バラストタンク
10 掃気ダクト熱交換器
12 機関室熱交換器
14 冷却ポンプ
16 船底吸入口
18 船外排出口
20 三方弁
22 バラストタンク開閉弁
24 温度センサー
26 バラスト温度制御装置
2
Claims (5)
前記第1の掃気ダクト熱交換器には、バラストタンクおよび第1の冷却ポンプが環状に接続されて第1のバラスト水循環回路が形成され、
前記第2の掃気ダクト熱交換器の上流側には、船底吸入口および第2の冷却ポンプがこの順で接続され、
さらに、前記第2の掃気ダクト熱交換器の下流側は船外排出口に接続されて掃気ダクト冷却回路が形成されることを特徴とするバラスト水の加熱殺菌装置。 A first scavenging duct heat exchanger and a second scavenging duct heat exchanger are arranged in order from the upstream side in a scavenging duct cooler of a turbocharger that supplies compressed air to a marine main engine,
In the first scavenging duct heat exchanger, a ballast tank and a first cooling pump are annularly connected to form a first ballast water circulation circuit,
A ship bottom inlet and a second cooling pump are connected in this order to the upstream side of the second scavenging duct heat exchanger,
Furthermore, the scavenging duct cooling circuit is formed by connecting the downstream side of the second scavenging duct heat exchanger to the outboard discharge port, and the heat sterilizing apparatus for ballast water.
前記第2の掃気ダクト熱交換器および前記船外排出口の間には第2の三方弁が介装され、該第2の三方弁の一端は前記バラストタンクに接続され、
前記第2の掃気ダクト熱交換器、前記第2の三方弁、前記バラストタンク、前記第1の三方弁および前記第2の冷却ポンプが、この順に環状に接続されて第2のバラスト水循環回路が形成されることを特徴とする請求項1に記載のバラスト水の加熱殺菌装置。 A first three-way valve is interposed between the ship bottom suction port and the second cooling pump, and one end of the first three-way valve is connected to the ballast tank,
A second three-way valve is interposed between the second scavenging duct heat exchanger and the outboard outlet, and one end of the second three-way valve is connected to the ballast tank,
The second scavenging duct heat exchanger, the second three-way valve, the ballast tank, the first three-way valve, and the second cooling pump are annularly connected in this order to form a second ballast water circulation circuit. The heat sterilization apparatus for ballast water according to claim 1, wherein the apparatus is formed.
前記機関室熱交換器の下流側には前記第2の掃気ダクト熱交換器および前記第2の三方弁とを接続する管路に合流する管路が接続されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のバラスト水の加熱殺菌装置。 At least upstream of the engine room heat exchanger that cools the marine main engine, its lubricating oil, and its steam drain, branches off from a pipe connecting the second cooling pump and the second scavenging duct heat exchanger. Connected pipes,
The pipe line joining the pipe line connecting the second scavenging duct heat exchanger and the second three-way valve is connected to the downstream side of the engine room heat exchanger. The heat sterilization apparatus of the ballast water of Claim 1 or Claim 2.
前記バラスト水が所定温度を超えると、さらに前記第1の冷却ポンプが起動し、前記第1の三方弁および前記第2の三方弁が「バラスト水循環側が閉」となることにより、前記第2のバラストタンク水循環回路が遮断され前記掃気ダクト冷却回路が開放されて前記掃気ダクト冷却回路内を海水が貫流して前記掃気ダクトを冷却する一方、前記第1のバラストタンク水循環回路は開放されていて前記第1のバラストタンク水循環回路内をバラスト水が循環して前記バラスト水が加熱され、
バラスト水が目標温度に達すると、前記第1の冷却ポンプは停止し、バラスト水の循環が停止されることを特徴とする請求項2に記載のバラスト水の加熱殺菌装置の加熱殺菌方法。 Until the ballast water reaches a predetermined temperature, only the second cooling pump is activated, and the first three-way valve and the second three-way valve are “the ballast water circulation side is open”. The ballast tank water circulation circuit is opened, the scavenging duct cooling circuit is shut off, the ballast water circulates in the second ballast tank water circulation circuit to cool the scavenging duct, and the ballast water is heated,
When the ballast water exceeds a predetermined temperature, the first cooling pump is further activated, and the first three-way valve and the second three-way valve become “the ballast water circulation side is closed”, whereby the second The ballast tank water circulation circuit is shut off and the scavenging duct cooling circuit is opened to allow seawater to flow through the scavenging duct cooling circuit to cool the scavenging duct, while the first ballast tank water circulation circuit is opened and the Ballast water circulates in the first ballast tank water circulation circuit and the ballast water is heated,
The ballast water heat sterilization method according to claim 2, wherein when the ballast water reaches a target temperature, the first cooling pump is stopped and circulation of the ballast water is stopped.
前記バラスト水が所定温度を超えると、さらに前記第1の冷却ポンプが起動し、前記第1の三方弁および前記第2の三方弁が「バラスト水循環側が閉」となることにより、前記第2のバラストタンク水循環回路が遮断され前記掃気ダクト冷却回路が開放されて前記掃気ダクト冷却回路内を海水が貫流して前記掃気ダクトおよび前記機関室機器を冷却する一方、前記第1のバラストタンク水循環回路は開放されていて前記第1のバラストタンク水循環回路内をバラスト水が循環して前記バラスト水が加熱され、
前記バラスト水が目標温度に達すると、前記第1の冷却ポンプは停止し、バラスト水の循環が停止されることを特徴とする請求項3に記載のバラスト水の加熱殺菌装置の加熱殺菌方法。 Until the ballast water reaches a predetermined temperature, only the second cooling pump is activated, and the first three-way valve and the second three-way valve are “the ballast water circulation side is open”. The ballast tank water circulation circuit is opened, the scavenging duct cooling circuit is shut off, and the ballast water circulates in the second ballast tank water circulation circuit to cool the scavenging duct and the engine room equipment, and the ballast water is heated. And
When the ballast water exceeds a predetermined temperature, the first cooling pump is further activated, and the first three-way valve and the second three-way valve become “the ballast water circulation side is closed”, whereby the second The ballast tank water circulation circuit is shut off, the scavenging duct cooling circuit is opened, and seawater flows through the scavenging duct cooling circuit to cool the scavenging duct and the engine room equipment, while the first ballast tank water circulation circuit The ballast water is circulated in the first ballast tank water circulation circuit that is open and the ballast water is heated,
4. The heat sterilization method for a ballast water heat sterilizer according to claim 3, wherein when the ballast water reaches a target temperature, the first cooling pump is stopped and circulation of the ballast water is stopped.
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