TWM548169U - 以蒸餾水作為船舶壓載水之生成系統以及船舶 - Google Patents

Description

以蒸餾水作為船舶壓載水之生成系統以及船舶

本創作係與船舶及壓載水處理有關；特別是指一種以蒸餾水作為壓載水之生成系統以及船舶。

已知為了保持船舶的平衡與載重，通常需要加載壓載水至船舶的壓載水艙中，藉以透過適量的壓載水來調節船體的吃水量、船體縱向及橫向之平衡以及調整船體重心等，以確保船舶於航行過程中的穩定性與安全性，除此之外，還可調節船舶之螺旋槳的吃水深度，以將船舶的尾波所引發的船體震動盡可能地降低，以保持良好的動力推進效率。

現有的技術大多是直接抽取當地水域或行駛區域的水體做為壓載水，而在抽取壓載水的同時，也會將該水域的水中生物（包括有：魚類、無脊椎動物、植物(包括水生及水陸兩棲)、浮游動物、浮游植物、藻類、細菌、病毒、微生物，甚至這些物種的卵、孢子、種子等，以及在水中或溶於水中之相關物質(例如污染物、重金屬)，一併裝載至壓載水艙中，直到需要時(例如:航程結束)，再將壓載水排放至當時船體所在之水域。同時，生存於壓載水中的生物，將一併被排放至船體所在之水域，造成一些生態或環境上的問題。其問題包括(1)外地之水中生物（即外來種）入侵至當地水域，導致當地的生態系統受到外來種的威脅或破壞；(2)把一水域之細菌或病毒，以排放壓載水方式，排放到另一水域，因此或會導致大規模之傳染性疾病爆發…等等。而隨著世界各國航運事業的發展，每年有超過百億噸的壓載水透過遠洋船舶在全世界海域轉移，導致上述情況日益嚴重。

因此，為了控制與防止外來水中生物對生態或環境之影響，以及控制與防止細菌、病毒…等相關微生物因排放船舶之壓載水而四處傳播，國際海事組織（IMO）在2004年通過了《國際船舶壓載水和沉積物控制和管理公約」，旨在透過對於船舶之壓載水以及沉積物的管理與控制，來防止、減少甚至消除上述因排放壓載水所造成生態、環境以及人類健康與生活之問題。

其中，為防治外來種，有各種去除壓載水水中生物的方式，例如以過濾的方式處理，將水生生物、細菌等濾除，或以投藥的方式將水生生物殺滅，或是使用紫外線照射、脫氧、超音波震盪等方式將水生生物、細菌殺滅。然而，上述方法一來不能有效地阻擋或殺滅各種水生生物，有些方法(例如投藥)還會造成其他環境問題。除此之外，在壓載水處理設備的建置上，也存在著使用不便、成本高的問題，而有改善的空間。

有鑑於此，本創作之目的在於提供一種以蒸餾水作為船舶壓載水之生成系統以及船舶，以避免及解決先前技術中所述及的問題，且具有使用方便、友善環境，以及成本相對較其他處理壓載水方法低廉，同時能降低壓載水艙腐蝕的優點。

緣以達成上述目的，本創作提供一種以蒸餾水作為船舶壓載水之生成系統，其包括有：一抽取裝置，用以抽取該船體所在水域之水體；一蒸餾水造水裝置，與該抽取裝置連接，用以接收該抽取裝置所抽取之水體進行蒸餾處理，以形成蒸餾水；以及一壓載水艙，與該蒸餾水造水裝置連接，該壓載水艙用以容置該蒸餾水作為壓載水，藉以調節該船體之吃水量及穩定性。

其中，該生成系統包含有一冷卻裝置，與該抽取裝置以及該蒸餾水造水裝置連接，並與該船體的一動力系統連接，該冷卻裝置係利用該水體對該動力系統進行冷卻後，再將該已增溫之水體輸出予該蒸餾水造水裝置。

其中，該生成系統包含有一調節裝置，連接於該蒸餾水造水裝置以及該壓載水艙之間，該調節裝置用以控制該蒸餾水造水裝置於一段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量不超過該船舶於該段時間的油耗量。

其中，該蒸餾水造水裝置於該段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量與該船舶於該段時間內的油耗量的比值係介於 ～1之間。

其中，該生成系統含有一冷凝裝置，與該壓載水艙連接，該冷凝裝置用以收集空氣中的水分以生成冷凝水並輸送予該壓載水艙。

緣以達成上述目的，本創作另提供一種船舶，其包括有：一船體；一抽取裝置，設置於該船體，用以抽取該船體所在水域之水體；一蒸餾水造水裝置，設置於該船體，並與該抽取裝置連接，用以接收該抽取裝置所抽取之水體進行蒸餾處理，以形成蒸餾水；以及一壓載水艙，設置於該船體中，與該蒸餾水造水裝置連接，該壓載水艙用以容置該蒸餾水作為壓載水，藉以調節該船體之吃水量及穩定性。

其中，該船舶包含有一冷卻裝置，與該抽取裝置以及該蒸餾水造水裝置連接，並與該船體的一動力系統連接，該冷卻裝置係利用該水體對該動力系統進行冷卻後，再將該已增溫之水體輸出予該蒸餾水造水裝置。

其中，該船舶包含有一調節裝置，連接於該蒸餾水造水裝置以及該壓載水艙之間，該調節裝置用以控制該蒸餾水造水裝置於一段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量不超過該船舶於該段時間的油耗量。

其中，該蒸餾水造水裝置於該段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量與該船舶於該段時間內的油耗量的比值係介於 ～1之間。

其中，該船舶包含有一冷凝裝置，與該壓載水艙連接，該冷凝裝置用以收集空氣中的水分以生成冷凝水並輸送予該壓載水艙。

本創作之效果在於，將抽取之水體經過蒸餾水造水裝置的蒸餾處理後所生成之蒸餾水作為船舶之壓載水，除可作為調節船體吃水及穩定性之用以外，還可有效地避免先前技術中所述之第(1)、(2)點關於生態、環境及人類健康等相關問題。本創作所述之蒸餾水造水裝置，包括能利用船舶產生的熱或廢熱進行造水之動力機器。

為能更清楚地說明本創作，茲舉一較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖１所示，為本創作一實施例之船舶100，其包括一船體10以及一壓載水生成系統，該壓載水生成系統包括有一抽取裝置20、一蒸餾水造水裝置30以及一壓載水艙40。其中：

該抽取裝置20設置於該船體10上，用以抽取水體。舉例而言，該抽取裝置20可包含有一抽水泵浦，用以抽取該船舶100於航行水域之水體，其中該水體根據航行水域的不同可包含有但不限於河水、湖水或海水。例如，於本實施例中，該船舶100係航行於海洋上，該抽取裝置20便可用以抽取海水進行利用。

該蒸餾水造水裝置30設置於該船體10上，並與該抽取裝置20連接，用以接收該抽取裝置20所抽取之水體進行蒸餾處理，以形成蒸餾水。此外，於一實施例中，還可設置有一冷卻裝置（圖未示）連接於蒸餾水造水裝置30以及抽取裝置20之間，該冷卻裝置係可用以對船體10內主機、機械設備及/或動力系統等進行冷卻，例如，該冷卻裝置可包含有相連通之管路與熱交換器連接至上述之設備與動力系統，並可藉由該管路輸送該抽取裝置20所抽取之水體透過該熱交換器對上述之設備與動力系統進行熱交換，藉以對上述之設備與動力系統進行冷卻，同時還可將上述設備、動力系統所產生的廢熱進行回收再利用。舉例而言，於一實施例中，該冷卻裝置係連結至船體10中的一動力系統配合的淡水冷卻器，並透過輸送冷海水來冷卻該淡水冷卻器的淡水冷卻水，即，以冷海水對淡水冷卻器的高溫淡水冷卻水進行熱交換，再由淡水冷卻器對該動力系統進行冷卻，以將該動力系統所產生的廢熱導離，同時還可利用該廢熱對該海水進行增溫，並且已增溫之海水係可供該蒸餾水造水裝置30使用，藉以達到將船舶所產生之廢熱進行回收再利用，並降低該蒸餾水造水裝置30的能源損耗。其中，於一實施例中，所述的動力系統可包括有但不限於柴油發動機。另外，在一實施例中，所述蒸餾水造水裝置亦可配備有加溫功能，用以對所述抽取裝置所抽取的水體進行加溫，而不以回收廢熱進行加溫為限。

於本實施例中，該蒸餾水造水裝置30包括有一蒸發室以及一冷凝室（圖未示）。該蒸發室中係供接收該抽取裝置20所抽取之海水，以供該海水進行蒸發以產生水蒸氣，而該水蒸氣係導入該冷凝室中，經過冷卻以生成蒸餾水。

值得一提的是，為提升海水蒸發效率，於一實施例中，係可對該蒸發室抽真空以產生低氣壓，使該蒸發室保持於近真空或類真空環境，以降低該海水的沸點，以提升進入該蒸發室的海水的蒸發速度。使用者可透過偵測該蒸發室之真空度的變化，以了解海水蒸發過程是否正常或順利等，並可據以對蒸餾水造水裝置的蒸餾效率進行監測與控制。

此外，於一實施例中，亦可將用以對動力系統等設備進行冷卻而得之已增溫海水送入該蒸餾水造水裝置30進行蒸餾處理，其中，基於蒸餾水造水裝置30之工作溫度的要求，需控制所送入之已增溫海水溫度不得超過其工作溫度，舉例而言，於一實施例中，假定該蒸餾水造水裝置30的工作溫度係介於50℃至85℃之間，那麼在將海水輸送至蒸餾水造水裝置30之前，較佳者係控制已增溫海水的溫度不超過85℃，以維持其造水製程或蒸餾製程的穩定性。除此之外，若輸送管路中海水的溫度過高時，則恐怕部分海水已於管內開始汽化，而有管路爆裂的潛在危險，因此，於實務上，對於輸入蒸餾水造水裝置之前或之後的海水溫度控制，實為維持整體系統的穩定性及安全性的必要考量之一。

此外，於一實施例中，所述的蒸餾水造水裝置係可使用笹倉式（SASAKURA’s）型號VA-100的造水機，但不以此為限。於其他應用上，亦可使用其他種類的蒸餾水造水裝置。

該壓載水艙40設置於該船體10中，與該蒸餾水造水裝置30連接，用以容置該蒸餾水造水裝置30所生成之蒸餾水作為壓載水，藉以調節該船體10之吃水量以及穩定性。實務上，所述的壓載水艙40可為一個或一個以上，例如本實施例中，於船體的前、中、後段分別設置有至少一用以容納該蒸餾水作為壓載水的壓載水艙，但於其他應用上，並不以此為限。

於後茲說明上述具有壓載水生成系統之船舶100的操作方法，請配合圖２所示，首先，係利用該抽取裝置20抽取水體，例如於本實施例中之船舶100是以航行於各海域間的遠洋拖船為例，當該船舶100航行於某地海域時，則可啟動該抽取裝置20抽取船舶100所在海域的海水。此外，假設船舶100航行於如江、河等河域時，或是淡水湖、鹹水湖等湖域時，亦可抽取現地之河水或湖水，換言之，所述之水體包含有但不限於海水、河水或湖水。

接著，係將抽取裝置20所抽取之水體輸送至蒸餾水造水裝置30進行蒸餾處理，以生成蒸餾水。例如，於本實施例中，係將抽取之海水經由前述之冷卻裝置對船舶的動力系統進行降溫冷卻，在冷卻裝置內已增溫之海水輸送至蒸餾水造水裝置30，藉以透過該蒸餾水造水裝置30對海水進行蒸餾以生成該蒸餾水。

接著，便可將所生成之蒸餾水經由管路注入各壓載水艙40，以作為該壓載水艙40的壓載水，從而可藉由壓載水艙40內之壓載水來調節船體的吃水量以及穩定性。

值得一提的是，為使船舶保持在較佳的航行效率，本創作係可對蒸餾水造水裝置30所生成之蒸餾水量，及/或對蒸餾水造水裝置30所生成之蒸餾水注入壓載水艙40的入水量進行控制。舉例而言，於一實施例中，係可根據該船舶100航行時之油耗量調節蒸餾水造水裝置30所生成之蒸餾水注入該壓載水艙40的入水量，其中，關於上述調節的方式，於一實施例中，係可先行統計該船舶100的平均油耗量，用以計算蒸餾水注入壓載水艙40的入水量，使得該蒸餾水造水裝置30於一段時間內注入該壓載水艙40之蒸餾水的水量不超過該船舶100於該段時間內的油耗量；且較佳者，於該段時間內注入該壓載水艙40之蒸餾水的水量與該船舶100於該段時間內的油耗量的比值係介於 ～1之間。

舉例而言，假定該船舶100的油艙載有1500噸之燃油，該船舶100的壓載水艙40的載水量為420噸，該船舶100所使用的蒸餾水造水裝置30可生成之蒸餾水量為5~20噸/日，其中，該船舶100的油耗為15噸/日，於一情況下，較佳者，該蒸餾水造水裝置30每日注入壓載水艙40內之蒸餾水水量係介於5~15噸的區間範圍之內，多餘的蒸餾水則可排出船體10之外，或者作為船上之生活用水。例如：請配合圖３Ａ所示，於一實施例中，可以5噸/日的注水速率將蒸餾水造水裝置生成之蒸餾水注入壓載水艙中，直到約在第84天時，該壓載水艙40呈滿載，該蒸餾水造水裝置30則可停止造水；請配合圖３Ｂ所示，可以15噸/日的注水速率將蒸餾水造水裝置生成之蒸餾水注入壓載水艙中，直到約在第28天時，該壓載水艙40呈滿載，該蒸餾水造水裝置30則可停止造水。

其中，選擇以上述於一段時間內注入該壓載水艙40之蒸餾水的水量與該船舶100於該段時間內的油耗量的比值係介於 ～1之間的好處在於，可保持船舶100在適當載重條件下航行，藉以獲得良好的推進效率，易言之，在船舶每日持續耗油的同時，一併補回適量的蒸餾水量至壓載水艙中，但較佳者回補之蒸餾水量不超過油耗量，以免船體過載而降低航行效率。另外，於其他實際應用上，油耗量、造水量以及注水量亦可為非定量的設計，而不以上述說明為限。

本創作透過蒸餾水造水裝置將水體蒸餾為蒸餾水，再將蒸餾水作為船舶之壓載水注入壓載水艙的方式，可有效地防止水生物、細菌病原體等透過壓載水進入船舶之壓載水艙而四處傳播的問題，從而可防止外來種入侵當地環境破壞生態、食物鏈之問題產生。此外，將蒸餾所得之蒸餾水作為壓載水，相較於直接使用海水作為壓載水而言，其腐蝕性較低，對於船體之骨架破壞較小，從而可得到延長船體使用壽命、降低維修成本等效果。此外，以蒸餾水作為壓載水，特別是以蒸餾所得之淡水作為壓載水，基本上屬於純淨、無雜質、細菌之水體，於排放時，對於環境是非常友善的，不會對排放地環境造成破壞。

此外，請參圖４所示，於一實施例中，該蒸餾水造水裝置30包括有一蒸發室32以及一冷凝室34。該蒸發室34中係供接收該抽取裝置20所抽取之海水，以供該海水進行蒸發以產生水蒸氣，而該水蒸氣係導入該冷凝室34中並冷凝、冷卻以生成蒸餾水，而生成之蒸餾水係可暫存至一儲水艙50中，再自該儲水艙50將蒸餾水分配至各壓載水艙40中。此外，於各壓載水艙40以及該蒸餾水造水裝置30之間係可設置有一調節裝置60，該調節裝置60係可受控制而調節該蒸餾水造水裝置30注入壓載水艙40之蒸餾水的水量，例如，於一實施例中，所述之調節裝置60可包括有設置於儲水艙50與壓載水艙之間的水閥，係受控制以調節儲水艙50之蒸餾水注入壓載水艙40的流量。另外，於實務上，該調節裝置60可連接有一個或多個偵測裝置（圖未示），可用以偵測船舶的油耗量、蒸餾水造水裝置30的蒸餾水生成量等，該調節裝置60係可根據該船舶之油耗量控制該蒸餾水造水裝置於一段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量，較佳者，於該段時間內所注入之蒸餾水水量不超過該船舶於該段時間的油耗量。

除此之外，還可增設有一冷凝裝置70與該壓載水艙40連接，用以冷凝並收集空氣中的水分以生成冷凝水輸送予該壓載水艙40進行儲存。例如，於一實施例中，所述的冷凝裝置70所製造的冷凝水係可輸送至該儲水艙50或另一儲水艙中，再分配至任一該壓載水艙當中，以作為壓載水使用。

以上所述僅為本創作較佳可行實施例而已，根據航行區域的分類，本創作之船舶係可應用於海船（如遠洋船、海峽船、沿海船、極區船等）、港灣船、內河船等，根據應用上的分類，本創作之船舶係可應用於運輸船、工程船、工作船、漁業船等，但不以此為限，舉凡應用本創作說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本創作之專利範圍內。

［本創作］
100‧‧‧船舶
10‧‧‧船體
20‧‧‧抽取裝置
30‧‧‧蒸餾水造水裝置
32‧‧‧蒸發室
34‧‧‧冷凝室
40‧‧‧壓載水艙
50‧‧‧儲水艙
60‧‧‧調節裝置
70‧‧‧冷凝裝置

圖１為本創作之一實施例之船舶的示意圖。 圖２為上述實施例之船舶的操作方法的流程圖。 圖３Ａ、３Ｂ為船舶之油耗與造水量的關係圖。 圖４為本創作之另一實施例之船舶的示意圖。

100‧‧‧船舶

10‧‧‧船體

20‧‧‧抽取裝置

30‧‧‧蒸餾水造水裝置

40‧‧‧壓載水艙

Claims (10)

1. 一種以蒸餾水作為船舶壓載水之生成系統，供設置於一船體上，其包括有： 一抽取裝置，用以抽取該船體所在水域之水體； 一蒸餾水造水裝置，與該抽取裝置連接，用以接收該抽取裝置所抽取之水體進行蒸餾處理，以形成蒸餾水；以及 一壓載水艙，與該蒸餾水造水裝置連接，該壓載水艙用以容置該蒸餾水作為壓載水，藉以調節該船體之吃水量及穩定性。
2. 如請求項1所述之生成系統，包含有一冷卻裝置，與該抽取裝置以及該蒸餾水造水裝置連接，並與該船體的一動力系統連接，該冷卻裝置係利用該水體對該動力系統進行冷卻後，再將已增溫之該水體輸出予該蒸餾水造水裝置。
3. 如請求項1所述之生成系統，包含有一調節裝置，連接於該蒸餾水造水裝置以及該壓載水艙之間，該調節裝置用以控制該蒸餾水造水裝置於一段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量不超過該船舶於該段時間的油耗量。
4. 如請求項3所述之生成系統，其中該蒸餾水造水裝置於該段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量與該船舶於該段時間內的油耗量的比值係介於 ～1之間。
5. 如請求項1所述之生成系統，包含有一冷凝裝置，與該壓載水艙連接，該冷凝裝置用以收集空氣中的水分以生成冷凝水並輸送予該壓載水艙。
6. 一種船舶，其包括有： 一船體； 一抽取裝置，設置於該船體，用以抽取該船體所在水域之水體； 一蒸餾水造水裝置，設置於該船體，並與該抽取裝置連接，用以接收該抽取裝置所抽取之水體進行蒸餾處理，以形成蒸餾水；以及 一壓載水艙，設置於該船體中，與該蒸餾水造水裝置連接，該壓載水艙用以容置該蒸餾水作為壓載水，藉以調節該船體之吃水量及穩定性。
7. 如請求項6所述之船舶，包含有一冷卻裝置，與該抽取裝置以及該蒸餾水造水裝置連接，並與該船體的一動力系統連接，該冷卻裝置係利用該水體對該動力系統進行冷卻後，再將已增溫之該水體輸出予該蒸餾水造水裝置。
8. 如請求項6所述之船舶，包含有一調節裝置，連接於該蒸餾水造水裝置以及該壓載水艙之間，該調節裝置用以控制該蒸餾水造水裝置於一段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量不超過該船舶於該段時間的油耗量。
9. 如請求項8所述之船舶，其中該蒸餾水造水裝置於該段時間內注入該壓載水艙之蒸餾水的水量與該船舶於該段時間內的油耗量的比值係介於 ～1之間。
10. 如請求項3所述之船舶，包含有一冷凝裝置，與該壓載水艙連接，該冷凝裝置用以收集空氣中的水分以生成冷凝水並輸送予該壓載水艙。