JP6788843B2 - 固形塩素系薬剤の溶解装置 - Google Patents

Description

本発明は、固形塩素系薬剤を混合槽で水に溶解して殺菌剤溶解液を生成する固形塩素系薬剤の溶解装置に関する。

かかる固形塩素系薬剤の溶解装置は、例えば、船舶のバラスト水処理装置に設けられる。船舶のバラスト水を殺菌剤により殺菌するバラスト水処理の代表例は、船外から取水した海水を濾過した後、濾過後の海水に酸化性物質を含有する殺菌剤を注入し、殺菌剤注入後の海水をバラストタンクに収容又は漲水する殺菌処理と、バラストタンクから取水した殺菌剤注入済みの海水に還元性物質を含有する還元剤を注入し、還元剤注入後の海水を船外へ排水する還元処理とに大別できる。殺菌処理としては、酸化性を有する遊離有効塩素を含有する塩素系薬剤の水溶液を殺菌剤として使用することが知られている。該塩素系薬剤の水溶液（殺菌剤溶解液）は、固形塩素系薬剤を水に溶解させることで用意することができる（特許文献１）。

特許文献１の固形塩素系薬剤の溶解装置は、固形塩素系薬剤を貯留するタンクと、該タンクの下部に設けられ一定量の固形塩素系薬剤を切り出すフィーダと、海水等の液体を外部から取り入れる液体供給ラインと、フィーダ及び液体供給ラインに接続された混合槽とを有している。フィーダからの固形塩素系薬剤と液体供給ラインからの液体とは該混合槽へ供給され、該混合槽内で固形塩素系薬剤が液体に溶解することにより殺菌剤溶解液が生成される。

このような構成の溶解装置では、上記タンクから上記混合槽へ固形塩素系薬剤を供給するための通路の内面、すなわち、フィーダ、該フィーダと混合槽とを接続する払出管、該払出管に設けられた開閉弁等の内面が混合槽内の混合液から蒸発した水分により湿潤するおそれがある。上記通路の内面の湿潤は、上記タンクからの固形塩素系薬剤が該通路の内面に付着して該通路を閉塞させる問題を生じる。この問題に対する方策として、上記通路内面の湿潤、混合槽内、具体的には、混合槽内で混合液より上方に形成されている空間へパージエア（例えば乾燥空気）を供給して、該パージエアに上記水分を同伴させて、混合槽に設けられたエアベントから外部へ排出することが知られている。この結果、上記通路へ上記水分がもたらされることがなくなり、該通路の内面の湿潤ひいては該通路の閉塞が防止される。

国際公開２０１４／００７１７１

特許文献１の溶解装置において、固形塩素系薬剤として、例えばジクロロイソシアヌル酸ナトリウムを使用する場合、混合槽内で生成される固形塩素系薬剤の溶解水の温度が高いと塩素ガス（塩素含有ガス）が発生する。該塩素ガスがパージエアとともにエアベントから外部へ排出されると、外部の環境に悪影響を与える。また、上記塩素ガスにより溶解装置周辺の機器の腐食が生じるおそれもある。

本発明は、かかる事情に鑑みて、固形塩素系薬剤を混合槽で水に溶解して殺菌剤溶解液を生成する際、混合槽内に供給されたパージエアを該混合槽のエアベントから排出する場合に、塩素ガスによる外部への悪影響や周辺機器の腐食を軽減できる固形塩素系薬剤の溶解装置を提供することを課題とする。

本発明において、次に掲げる用語の意味又は解釈は、区別して別段の説明を行う場合を除き、以下のとおりとする。

「塩素系薬剤」とは、溶媒である水に溶解したとき、水溶液中での不均化により、殺菌作用を有する遊離有効塩素を放出する薬剤又はその遊離有効塩素を放出し得る物質を生成する薬剤であり、本発明においては「固形」である。「固形」とは、常温において粉末、顆粒又は錠剤の状態にあることである。本発明では、固形の塩素系薬剤を水に溶解して得た水溶液を殺菌剤として使用する。

「固形塩素系薬剤」の代表例は、トリクロロイソシアヌル酸、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム及びその水和物、ジクロロイソシアヌル酸カリウム等である。「塩素系殺菌剤」とは、遊離有効塩素が有する殺菌作用を利用して殺菌を行う薬剤であり、その代表例は、塩素系薬剤の水溶液である。

本発明にかかる固形塩素系薬剤の溶解装置は、固形塩素系薬剤を混合槽で水に溶解して殺菌剤溶解液を生成する。

固形塩素系薬剤を収容するホッパと、該ホッパから固形塩素系薬剤を受け、これを切り出すフィーダと、フィーダから切り出された固形塩素系薬剤と清水供給ラインからの清水との供給を受けて、該固形塩素系薬剤と清水を混合して混合液を生成する混合槽と、パージエアを上記混合槽に供給するパージエア供給機構と、上記パージエアを混合槽から排出するエアベントとを有し、該エアベントは、混合槽内で発生しパージエアに含有されることとなった塩素ガスを該パージエアから吸着除去する活性炭吸着剤を有していることを特徴としている。

本発明では、混合槽に供給されたパージエアは、混合槽内で発生した塩素ガスを含有することとなり、該パージエアがエアベントを通過する際、該エアベントに設けられた活性炭吸着剤によって、パージエアに含有されている上記塩素ガスが吸着除去される。したがって、エアベントから排出されるパージエアには塩素ガスが含有されておらず、この結果、塩素ガスが混合槽外へ排出されることが防止される。

本発明において、エアベントは、パージエア中に含まれる固形塩素系薬剤の細粉を捕捉するフィルタをさらに有していてもよい。混合槽内に形成される空間、すなわち混合液の上方の空間では、固形塩素系薬剤の細粉が水と混合されずに飛散していることがある。このような場合、パージエア中には塩素ガスが含有されるとともに上記細粉が含まれていることとなる。そして、該パージエアがエアベントを通過する際には、塩素ガスが上述のように活性炭吸着剤で吸着除去されるとともに、上記細粉が上記フィルタで捕捉される。したがって、パージエアに含有される水分でエアベントの内面が湿潤しても、上記細粉がエアベントの内面に付着することがない。この結果、上記細粉によってエアベントが閉塞されることが防止され、パージエアの良好な通気状態を確実に確保できる。

本発明によれば、塩素ガスを吸着するための活性炭吸着剤をエアベントに設けることにより、パージエアがエアベントを通過する際に、該パージエアに含有される塩素ガスを活性炭吸着剤で吸着することとしたので、塩素ガスがエアベントから排出されることがなく、その結果、塩素ガスによる溶解装置の外部への悪影響や周辺機器の腐食を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る固形塩素系薬剤の溶解装置の構成図である。 図１装置に設けられるエアベントの構成図である。

以下、添付図面にもとづき、本発明の実施形態を詳細に説明する。いうまでもなく、本発明は、図示された実施の形態に限定されない。

本実施形態に係る固形塩素系薬剤の溶解装置１（以下、「殺菌剤溶解装置１」という）は、船舶（図示せず）に搭載されるバラスト水処理装置（図示せず）に設けられている。殺菌剤溶解装置１は、固形塩素系薬剤を清水に溶解して水溶液を塩素系殺菌剤としての殺菌剤水溶液を生成し、船舶に取水されたバラスト水としての海水に該殺菌剤水溶液を供給する。すなわち、本実施形態では、殺菌剤溶解装置１は、バラスト水に該殺菌剤水溶液を供給する殺菌剤供給装置としても機能する。

図１は、本実施形態に係る殺菌剤溶解装置１の構成図である。本実施形態では、図１に見られるように、殺菌剤溶解装置１は、固形塩素系薬剤と清水を混合して混合液を生成する混合液生成部１Ａと、該混合液生成部１Ａで生成された混合液を循環させて殺菌剤溶解液を生成する殺菌剤溶解液生成部１Ｂとに大別される。

混合液生成部１Ａは、固形塩素系薬剤を収容するホッパ２と、該ホッパ２から固形塩素系薬剤を切り出して供給するフィーダ３と、清水を貯留する清水タンク４と、フィーダ３からの固形塩素系薬剤および清水タンク４からの清水を受けて該固形塩素系薬剤と清水を混合して混合液を生成する混合槽５と、フィーダ３と混合槽５とを接続する払出管６と、該払出管６に設けられた開閉弁としての第一弁７と、清水タンク４と混合槽５とを接続する清水供給ライン８と、清水供給ラインに設けられた清水ポンプ９と、該清水ポンプ９の下流側の位置で清水供給ライン８に設けられた開閉弁としての第二弁１０とを有している。

また、混合液生成部１Ａは、混合槽５に接続され該混合槽５へパージエアを供給するパージエア供給機構としてのパージエア供給装置１１と、混合槽５に設けられパージエアを混合槽５外へ排出するエアベント１２とを、さらに有している。

上記フィーダ３は、ホッパ２の下端に設けられており、ホッパから固形塩素系薬剤を受け、これを一定量切り出す。該フィーダ３は、例えば、ロータリバルブやスクリューフィーダ等によって構成される。該フィーダ３に切り出された固形塩素系薬剤は払出管６を通過して混合槽５へ供給される。固形塩素系薬剤の供給およびその停止は第一弁７の開閉によって切り換えられる。清水タンク４からの清水は、清水ポンプ９の駆動により送出され、清水供給ライン８を流通して混合槽５へ供給される。清水の供給およびその停止は第二弁１０の開閉によって切り換えられる。

混合槽５は、フィーダ３により切り出された固形塩素系薬剤および清水タンク４からの清水を受けて、固形塩素系薬剤と清水とを混合して混合液を生成する。このとき、混合槽５には、混合液から成る液相と該液相よりも上方に位置する空間とが形成される。該空間には、混合液から発生した水分および塩素ガス、そして清水と混合されることなく飛散した固形塩素系薬剤の細粉が存在している。本実施形態では、パージエア供給装置１１は、上記空間と連通する高さ位置で混合槽５の上部に接続されており、上記空間へパージエアを供給するようになっている。パージエアが該空間を通気することにより、上記水分、上記塩素ガスそして上記細粉が該パージエアに同伴される。また、エアベント１２は、混合槽５の上記空間と連通するように該混合槽５の上部に設けられており、上記空間を通気したパージエアを混合槽５の外部へ排出するようになっている。

図２は、図１の殺菌剤溶解装置１に設けられるエアベント１２の構成図である。この図２では、パージエアの流れが矢印で示されている。エアベント１２は、既述したように混合槽５の上部に設けられており、図２に見られるように、ケーシング２０と、該ケーシング２０に収容されるフィルタ２３および活性炭吸着剤カートリッジ２４とを有している。

ケーシング２０は、上下方向に延びる筒状の胴部２１と、該胴部２１の上部に取り付けられた蓋部２２とを有している。該蓋部２２は、その上面にパージエアを外部へ排出するための排気口２２Ａが複数形成されている。フィルタ２３は、上下方向に延びる筒状をなしており、ケーシング２０の胴部２１内に着脱自在に収容されている。該フィルタ２３は、上端が閉塞されているとともに、下端が開口しており、該下端からパージエアを受け入れる。また、フィルタ２３の側部には、パージエアを通気させるとともに該パージエア中に含まれている固形塩素系薬剤の細粉を捕捉する捕捉部２３Ａがフィルタ２３の周方向全域に設けられている。

活性炭吸着剤カートリッジ２４は、フィルタ２３の上方位置で、ケーシング２０の蓋部２２内に着脱自在に収容されている。該活性炭吸着剤カートリッジ２４は、フィルタ２３の捕捉部２３Ａを通気したパージエアを通気させるとともに該パージエアに含有される塩素ガスを吸着するようになっている。また、該活性炭吸着剤カートリッジ２４を通気したパージエアは蓋部２２の排気口２２Ａから外部へ排出される。

殺菌剤溶解装置１の殺菌剤溶解液生成部１Ｂは、図１に見られるように、混合槽５から混合液を受け送出する循環ポンプ１３と、該循環ポンプ１３で送出される混合液を受けて、該混合液を殺菌剤未溶解液と塩素系殺菌剤たる殺菌剤溶解液とに分離するサイクロン１４と、該サイクロン１４から殺菌剤未溶解液を上記循環ポンプ１３へ帰還させる循環ライン１５と、循環ポンプ１３とサイクロン１４との間で循環ライン１５に設けられた開閉弁としての第三弁１６と、サイクロン１４から殺菌剤溶解液をバラスト水へ供給するための殺菌剤供給ライン１７と、該殺菌剤供給ライン１７に設けられ殺菌剤溶解液をバラスト水配管へ向け送出する殺菌剤ポンプ１８と、サイクロン１４と殺菌剤ポンプ１８との間で殺菌剤供給ライン１７に設けられた開閉弁としての第四弁１９とを有している。

サイクロン１４は、殺菌剤溶解液を殺菌剤溶解液排出口１４Ａから排出するとともに、殺菌剤未溶解液を殺菌剤未溶解液排出口１４Ｂから排出する。殺菌剤溶解液排出口１４Ａから排出された殺菌剤溶解液は殺菌剤供給ライン１７を流通してバラスト水へ供給される。一方、殺菌剤未溶解液排出口１４Ｂから排出された殺菌剤未溶解液は、循環ライン１５を経て再度混合液へ合流してから循環ポンプ１３へ帰還した後、サイクロン１４へ向けて送出される。循環ライン１５での混合液および殺菌剤未溶解液の流通およびその停止は第三弁１６の開閉により切り換えられ、殺菌剤供給ライン１７での殺菌剤溶解液の流通およびその停止は第四弁１９の開閉により切り換えられる。

次に、殺菌剤溶解装置１の作動を説明する。殺菌剤溶解装置１では、まず、清水ポンプ９の駆動により清水タンク４の清水を清水供給ライン８で混合槽５へ供給するとともに、ホッパ２内の固形塩素系薬剤をフィーダ３で所定量だけ切り出して払出管６を経て混合槽５へ供給する。この結果、混合槽５内では、清水と固形塩素系薬剤が混合されることで混合液が生成される。

既述したように、混合槽５内には、混合液の上方に空間が形成されており、該空間には、混合液から発生した水分および塩素ガス、そして清水と混合されることなく飛散した固形塩素系薬剤の細粉が存在している。この水分、塩素ガスおよび固形塩素系薬剤の細粉は、パージエア供給装置１１から上記空間に供給されるパージエアに同伴され排出される。そして、該パージエアがエアベント１２のフィルタ２３の捕捉部２３Ａを通気する際に、該パージエア中に含まれている固形塩素系薬剤の細粉が上記捕捉部２３Ａで捕捉される。また、該捕捉部２３Ａを通気したパージエアが活性炭吸着剤カートリッジ２４を通過する際に、該パージエアに含有される塩素ガスが該活性炭吸着剤カートリッジ２４に吸着されてパージエアから除去される。この結果、塩素ガスおよび固形塩素系薬剤の細粉を除去されたパージエアは、エアベント１２の排気口２２Ａから外部へ排出される。このとき、上記水分は該パージエアに含有されており、パージエアとともに排気口２２Ａから排出される。

本実施形態では、混合槽５内で混合液から蒸発した水分がパージエアによりエアベント１２から混合槽５外へ排出されるので、ホッパ２から混合槽５へ供給される固形塩素系薬剤の通路の内面、すなわちフィーダ３、払出管６および第一弁７のそれぞれの内面が上記水分により湿潤することがない。したがって、固形塩素系薬剤が上記通路の内面に付着することがなくなり、この結果、固形塩素系薬剤による通路の閉塞を防止できる。

また、本実施形態では、混合槽５で混合液から発生した塩素ガスがパージエアに同伴し、該パージエアがエアベント１２から排出される際に、上記塩素ガスが活性炭吸着剤カートリッジ２４で吸着除去される。したがって、塩素ガスが混合槽５の外部へ排出されることがないので、外部の環境に悪影響が及ぶことを防止できる。また、上記塩素ガスにより殺菌剤溶解装置１周辺の機器が腐食することを防止できる。

また、本実施形態では、混合槽５内で飛散している固形塩素系薬剤の細粉がパージエアに同伴し、該パージエアがエアベント１２から排出される際に、上記細粉がフィルタ２３の捕捉部２３Ａで捕捉される。したがって、パージエアに含有される水分でエアベント１２の内面が湿潤することがあっても、上記細粉がエアベント１２の内面に付着することがない。この結果、上記細粉によってエアベント１２が閉塞されることが防止され、パージエアの良好な通気状態を確実に確保できる。

既述したように、本実施形態に係る殺菌剤溶解装置１は、船舶に搭載されたバラスト水処理装置（図示せず）に設けられる。以下、バラスト水処理装置の構成および作動を説明する。該バラスト水処理装置は、殺菌剤溶解装置１で生成された殺菌剤溶解液を、船舶に取水されたバラスト水に供給することによりバラスト水中の細菌を殺菌する。

バラスト水処理装置では、シーチェストとバラストタンクとがバラスト水配管で接続されており、該シーチェストから取水された海水がバラスト水配管を流通してバラスト水としてバラストタンクに漲水されるようになっている。該バラスト水配管には、海水をバラストタンクへ向け送水するためのバラストポンプと、海水中の異物やプランクトンを濾過除去するための濾過装置、濾過後の海水に殺菌剤溶解装置から供給された殺菌剤溶解液を混合するための混合器が設けられている。バラスト水配管には、バラスト水配管内を流通するバラスト水へ殺菌剤溶解装置１からの殺菌剤溶解液を注入するための殺菌剤注入口が、濾過装置と混合器との間に設けられている。

このような構成のバラスト水処理装置において、バラストポンプを運転すると、シーチェストを経て船外からバラスト水として海水が取水されてバラスト水配管を流れ、該バラスト水は、濾過装置へもたらされ、ここで海水中の異物やプランクトンが濾過除去される。濾過後のバラスト水は混合器へ向かう。

上記バラストポンプの運転と同時あるいはその後に、殺菌剤供給ライン１７に設けられた殺菌剤ポンプ１８を運転し、殺菌剤供給ライン１７を介して殺菌剤注入口からバラスト水配管を流通するバラスト水に、殺菌剤溶解装置１で生成された殺菌剤溶解液（塩素系殺菌剤）を供給して、バラスト水中の細菌を殺菌する。殺菌剤溶解液は混合器にてバラスト水に混合されて、殺菌が良好に行われる。かくして、殺菌済のバラスト水がバラスト水配管を経てバラストタンクへ送られここに漲水される。

また、殺菌剤溶解装置は、図１に示すような混合液生成部１Ａで生成された混合液を循環させて殺菌剤溶解液を生成する殺菌剤溶解液生成部１Ｂを有する構成に限定されず、殺菌剤溶解液生成部１Ｂを省略した構成でもよい。その場合には混合槽で塩素系殺菌剤たる殺菌剤溶解液を生成し、混合液生成部１Ａは、さらに、混合槽から殺菌剤溶解液をバラスト水へ供給するための殺菌剤供給ラインと、該殺菌剤供給ラインに設けられ殺菌剤溶解液をバラスト水配管へ向け送出する殺菌剤ポンプと、混合槽と殺菌剤ポンプとの間で殺菌剤供給ラインに設けられた開閉弁とを有している。

１ 殺菌剤溶解装置（固形塩素系薬剤の溶解装置）
２ ホッパ
３ フィーダ
５ 混合槽
８ 清水供給ライン
１１ パージエア供給装置（パージエア供給機構）
１２ エアベント
１３ 循環ポンプ
１４ サイクロン
１５ 循環ライン
２３ フィルタ
２４ 活性炭吸着剤カートリッジ（活性炭吸着剤）

Claims (1)

1. 固形塩素系薬剤を混合槽で水に溶解して殺菌剤溶解液を生成する固形塩素系薬剤の溶解装置において、
   固形塩素系薬剤を収容するホッパと、
   上記ホッパから固形塩素系薬剤を受け、これを切り出すフィーダと、
   上記フィーダから切り出された固形塩素系薬剤と清水供給ラインからの清水との供給を受けて、上記固形塩素系薬剤と清水を混合して混合液を生成する混合槽と、
   パージエアを上記混合槽に供給するパージエア供給機構と、
   上記パージエアを混合槽から排出するエアベントとを有し、
   上記エアベントは、ケーシングと、該ケーシングに収容されるフィルタおよび活性炭吸着剤カートリッジとを有し、
   上記ケーシングは、上下方向に延びる筒状の胴部と、該胴部の上部に取り付けられた蓋部とを有し、該蓋部の上面に、パージエアを外部へ排出するための排気口が複数形成され、
   上記フィルタは、上下方向に延びる筒状をなしていて上記ケーシングの胴部内に着脱自在に収容され、該フィルタの上端が閉塞されているとともに、下端が開口していて、該下端からパージエアを受け入れ可能となっており、該フィルタの側部に、パージエアを通気させるとともに該パージエア中に含まれている固形塩素系薬剤の細粉を捕捉する捕捉部が該フィルタの周方向に設けられており、
   上記活性炭吸着剤カートリッジは、上記フィルタの上方位置で、上記ケーシングの上記蓋部内に着脱自在に収容されており、
   上記混合槽内で発生し上記パージエアに含有されることとなった塩素ガスを上記エアベントの上記活性炭吸着材カートリッジで該パージエアから吸着除去することを特徴とする固形塩素系薬剤の溶解装置。
   
   

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