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特表2023-537071スクリーニング用のシステム及び方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-30
(54)【発明の名称】スクリーニング用のシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
   B01D 29/62 20060101AFI20230823BHJP
   B01D 29/66 20060101ALI20230823BHJP
【FI】
B01D29/38 580A
B01D29/38 520C
B01D29/38 510C
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023508564
(86)(22)【出願日】2021-08-09
(85)【翻訳文提出日】2023-04-05
(86)【国際出願番号】 US2021045167
(87)【国際公開番号】W WO2022032219
(87)【国際公開日】2022-02-10
(31)【優先権主張番号】63/063,201
(32)【優先日】2020-08-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521190129
【氏名又は名称】プロセス・ウェイストウォーター・テクノロジーズ,エルエルシー
【氏名又は名称原語表記】Process Wastewater Technologies, LLC
【住所又は居所原語表記】9004 Yellow Brick Road, Suite D, Rosedale, Maryland 21237 United States of America
(74)【代理人】
【識別番号】110001014
【氏名又は名称】弁理士法人東京アルパ特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ホーキンス,ロバート・エー.
(72)【発明者】
【氏名】ハント,エドウィン・アール.
【テーマコード(参考)】
4D116
【Fターム(参考)】
4D116AA01
4D116BB01
4D116BC27
4D116BC45
4D116BC47
4D116BC76
4D116BC77
4D116DD06
4D116DD07
4D116FF17B
4D116GG02
4D116QA35C
4D116QA35D
4D116QA35F
4D116QB13
4D116QB48
4D116QB49
4D116RR01
4D116RR03
4D116RR04
4D116RR14
4D116RR21
4D116RR24
4D116RR26
4D116VV09
(57)【要約】
固形物除去のためのスクリーニングシステムは、ハウジングと、スクリーンとを含む。これは、前記ハウジングのなかに位置付けられている。流入口が、前記スクリーンによって画定された内部チャンバに作用接続されている。サンプが、前記流入口から下流にある。これは、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉する。流出口が、前記スクリーンから下流にある。これは、前記流入口と流体連通している。移動可能な清掃組立体を、前記スクリーンの周囲のなかか、前記スクリーンの周囲の周りか、又はその両方のいずれかに位置付けてもよい。移動可能な前記清掃組立体は、前記スクリーンに対して移動可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固形物除去のためのスクリーニングシステムにおいて、
ハウジングと、
前記ハウジングのなかに位置付けられたスクリーンと、
前記スクリーンによって画定された内部チャンバに作用接続された流入口と、
前記流入口から下流にあり、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉するサンプと、
前記スクリーンから下流にあり、前記流入口と流体連通した流出口と、
前記スクリーンの周囲のなかか、前記スクリーンの前記周囲の周りか、又はその両方のいずれかに位置付けられた移動可能な清掃組立体と
を備え、
移動可能な前記清掃組立体は、前記スクリーンに対して移動可能である、
スクリーニングシステム。
【請求項2】
請求項1に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
移動可能な前記清掃組立体は、
リングと、
前記リングの周りに周方向に配置された一連のノズルと
を含む、スクリーニングシステム。
【請求項3】
請求項1に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記スクリーンは、頂部から底部まで延び、
前記ノズルは、前記スクリーンの前記底部へ向かう方向に角度付けられている、
スクリーニングシステム。
【請求項4】
請求項1に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
移動可能な前記清掃組立体は、下方へ向けて延びた部材を含み、
下方へ向けて延びた前記部材は、少なくとも一つのノズルを含む、
スクリーニングシステム。
【請求項5】
請求項4に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
下方へ向けて延びた前記部材は、前記スクリーンによって画定された中心長手方向軸に沿って、前記スクリーンの周囲のなかに位置付けられた中心部材である、
スクリーニングシステム。
【請求項6】
請求項5に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記中心部材は、前記長手方向軸に沿って移動するよう装着されている、
スクリーニングシステム。
【請求項7】
請求項4に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
下方へ向けて延びた前記部材は、前記スクリーンの外周の周りに位置付けられている、
スクリーニングシステム。
【請求項8】
請求項7に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
下方へ向けて延びた前記部材は、前記スクリーンの外周の周りで周方向に移動するよう装着されている、
スクリーニングシステム。
【請求項9】
請求項4に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
少なくとも一つの前記ノズルは、下方へ向けて延びた前記部材の遠位端部に位置付けられたノズルを含む、
スクリーニングシステム。
【請求項10】
請求項4に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
少なくとも一つの前記ノズルは、下方へ向けて延びた前記部材の長さに沿って離間した一連のノズルを含む、
スクリーニングシステム。
【請求項11】
請求項4に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
下方へ向けて延びた前記部材は、前記スクリーンの周囲のなかか、前記スクリーンの周囲の周りか、又はその両方に、離間してある複数の下方へ向けて延びた部材のうちの一つである、
スクリーニングシステム。
【請求項12】
請求項1に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記入口は、前記スクリーンの底部の下方に位置付けられた基部分に作用接続され、これにより、流体混合物を前記スクリーンの内部に通し入れる、
スクリーニングシステム。
【請求項13】
請求項1に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記出口は、前記ハウジングの頂部に作用接続され、これにより、スクリーニングされた流体を、前記スクリーンと前記ハウジングとの間の環状部から、前記ハウジングの外に通し出す、
スクリーニングシステム。
【請求項14】
固形物除去のためのスクリーニングシステムにおいて、
流入口と、
前記流入口に作用接続されたスクリーン本体がそのなかに取り外し可能に位置付けられたフレームと、
前記流入口から下流にあり、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉するサンプと、
スクリーンから下流にあり、前記流入口と流体連通した流出口と
を備える、スクリーニングシステム。
【請求項15】
スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体において、
前記スクリーン本体は、
金属シートと、
前記金属シートのなかに画定された角度付けられた孔と
を備え、
所与の孔を前記孔の第一の側から前記金属シートの表面に垂直な方向に見たとき前記金属シートを通り抜ける視界が前記所与の孔の裏側表面によって妨げられる、
スクリーン本体。
【請求項16】
スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体において、
前記スクリーン本体は、
金属シートと、
前記金属シートのなかに画定された角度付けられた孔と
を備え、
それぞれの孔の前記金属シートの表面に対する角度(α)は、前記孔があるところにおける前記シートの厚さ(t)と前記孔の直径(d)との関数であり、α≦90-sin-1(d/t)である、
スクリーン本体。
【請求項17】
スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体を製造する方法において、
前記方法は、
金属シートを用意する工程と、
前記金属シートのなかに孔を、前記金属シートによって画定された表面に対して角度をなし、かつ前記金属シートの前記表面に対して垂直な方向に対して角度をなして切り開けて、これにより、スクリーン本体を形成する工程と
を備え、
所与の孔を前記孔の第一の側から前記金属シートの前記表面に対して垂直な方向に見たとき前記金属シートを通り抜ける視界が前記所与の孔の裏側表面によって妨げられる、
方法。
【請求項18】
スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体を製造する方法において、
前記方法は、
金属シートを用意する工程と、
前記金属シートのなかに孔を、前記金属シートによって画定された表面に対して角度(α)をなして切り開ける工程と
を備え、
前記金属シートの前記表面に対する前記角度(α)は、前記孔があるところにおける前記シートの厚さ(t)と前記孔の直径(d)との関数であり、α≦90-sin-1(d/t)である、
方法。
【請求項19】
固形物除去のためのスクリーニングシステムにおいて、
体積が可変の流入口組立体と、
体積が可変の前記流入口組立体から下流に位置付けられたスクリーンと、
前記流入口組立体から下流にあり、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉するサンプと、
前記スクリーンから下流にあり、体積が可変の前記流入口組立体と流体連通している流出口と
を備える、スクリーニングシステム。
【請求項20】
請求項19に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
体積が可変の前記流入口組立体は、
入口導管と、
断面が三角形である移動可能な鋼製の一連のシムと
を含む、スクリーニングシステム。
【請求項21】
請求項20に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
鋼製の前記シムは、大きさが変わる、
スクリーニングシステム。
【請求項22】
固形物除去のためのスクリーニングシステムにおいて、
ハウジングと、
前記ハウジングのなかに位置付けられたスクリーンと、
前記スクリーンによって画定された内部チャンバに作用接続された流入口と、
前記流入口から下流にあり、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉するサンプと、
前記スクリーンから下流にある流出口と、
前記スクリーンと前記流出口との間に位置付けられた堰と
を備える、スクリーニングシステム。
【請求項23】
請求項22に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記スクリーンと前記流出口との間にあるハウジング出口を更に備える、
スクリーニングシステム。
【請求項24】
請求項23に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記堰は、前記ハウジングに移動可能に装着され、前記ハウジング出口に対して移動するよう構成されている、
スクリーニングシステム。
【請求項25】
請求項24に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記流出口と前記ハウジング出口との間にある前記ハウジングの敷居セクションを更に備え、
前記堰は、前記ハウジングの前記敷居セクションに移動可能に装着され、前記ハウジングの前記敷居セクションに対して移動するよう構成されている、
スクリーニングシステム。
【請求項26】
請求項25に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記流出口は、前記ハウジングの前記敷居セクションのなかに画定されている、
スクリーニングシステム。
【請求項27】
請求項22に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記流出口は、浮動破片出口である、
スクリーニングシステム。
【請求項28】
請求項22に記載の前記スクリーニングシステムにおいて、
前記流出口は、濾液出口である、
スクリーニングシステム。
【請求項29】
固形物除去のためのスクリーニングシステムにおいて、
ハウジングと、
前記ハウジングのなかに位置付けられたスクリーンと、
前記スクリーンによって画定された内部チャンバに作用接続された流入口と、
前記流入口から下流にあり、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉するサンプと、
前記サンプから下流にあるサンプ排出口と、
前記サンプ排出口に作用接続され、これにより、そのなかを通り抜ける流量を、前記システムのなかの廃棄物の少なくとも一つの特性に基づいて制御するサンプ弁又はサンプポンプのうちの少なくとも一つと、
前記サンプ弁又は前記サンプポンプのうちの少なくとも一つに作用接続され、これにより、廃棄物の少なくとも一つの前記特性を感知する複数のセンサと
を備える、スクリーニングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
[0001]この出願は、米国仮特許出願第63/063,201号(2020年8月7日出願)に対する優先権の利益を主張する。これは、参照によりこのなかに全体として組み入れられる。
【0002】
発明の背景
1.発明の分野
[0002]本主題開示は、スクリーニングシステムに関する。そして、もっと詳しく言うと、流れている液体(例えば、雨水排出システムや雨水汚水混合排出システムや産業廃棄物システムにおけるものなど)から浮動し浮遊している固形物を分離するスクリーニングシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
2.関連技術の背景
[0003]概して、雨水排出システムや雨水汚水混合排出システムや産業廃棄物システムで使用するためのスクリーニングシステムの作用により、固形物(例えば、浮動し及び浮遊している固形物)を流体混合物から除去する。
連続的に偏向したスクリーンシステムは、流れ混合物をスクリーンの内部部分のなかに通し入れる。ここでは、前記混合物が循環流を形成する。これは、前記スクリーンを掃引して、前記スクリーンの内部に集中した流体流から捕捉された固形物を清掃する。
沈降可能な(例えば、比較的重い)固形物は、下側のチャンバ(これは、サンプと呼ばれることが多い。)のなかに沈降する。一方、浮動可能な固形物は、上側の分離チャンバの表面に保たれる。
濾液(例えば、混合物からの液体)は、前記スクリーンから外に出て出口に達する。これは、その後、受水本体などの処分場所に放出してもよい。
サンプのなかで発生した固形物は、アンダーフローポンプを用いて除去してもよい。
固形物の蓄積が油圧動作やスクリーン清掃の妨げになり始めると、それらを清掃することが必要になる。
通常、この清掃は、機械清掃(吸上車、クラムシェルなど)を用いて、又はサンプポンプを用いて行う。
【0004】
[0004]雨水排出システムにおけるスクリーニングシステムは、雨水が受水本体に排出される前に、雨水から汚染物質を除去するのを助けてもよい。
雨水汚水混合排出システムにおけるスクリーニングシステムは、過剰な流体体積のうちの一部を、汚水プラントに到達する前に下水道から捨て去ることができるようにする。これにより、今度は、前記汚水プラントを、もっと効率的にすることができる。
これは、大雨の天気事象中に特に有用である。
産業廃棄物システムにおけるスクリーニングシステムの作用により、液体流から固形物汚染を分離して、下水道のなかに放出される汚染された液体の全体積を低減する。
連続的に偏向したスクリーンシステムは、米国特許第7,465,391号のなかでもっと詳細に記載されている。これは、これにより参照により全体として組み入れられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
[0005]従来のスクリーニングシステムは、それらの意図された目的のために十分であると考えられてきた。
しかしながら、もっと効率的で使用しやすいスクリーニングシステムが、引き続き必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
発明の概要
[0006]この開示の「詳細な説明」の節において以下でもっと詳しく議論するとおり、本開示は、固形物除去のためのスクリーニングシステムを対象とする。
固形物除去のための前記スクリーニングシステムは、ハウジングと、スクリーンとを含む。これは、前記ハウジングのなかに位置付けられている。
流入口が、前記スクリーンによって画定された内部チャンバに作用接続されている。
サンプが、前記流入口から下流にある。これは、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉する。
流出口が、前記スクリーンから下流にある。これは、前記流入口と流体連通している。
移動可能な清掃組立体を、前記スクリーンの周囲のなか、前記スクリーンの周囲の周り、又はその両方に位置付けてもよい。
移動可能な前記清掃組立体は、前記スクリーンに対して移動可能である。
【0007】
[0007]いくつかの実施形態にしたがって、移動可能な前記清掃組立体は、リングと、一連のノズルとを含む。これは、前記リングの周りに周方向に配置されている。
【0008】
[0008]前記スクリーンは、頂部から底部まで延びている。
前記ノズルは、前記スクリーンの前記底部へ向かう方向に角度付けてもよい。
【0009】
[0009]ある実施形態において、移動可能な前記清掃組立体は、下方へ向けて延びた部材を含む。これは、少なくとも一つのノズルを含んでもよい。
下方へ向けて延びた前記部材は、中心部材であってもよい。これは、前記スクリーンによって画定された中心長手方向軸に沿って、前記スクリーンの周囲のなかに位置付けられる。
前記中心部材は、前記長手方向軸に沿って移動するよう装着してもよい。
また、以下のことが企図される。すなわち、下方へ向けて延びた前記部材を、前記スクリーンの外周の周りに位置付けてもよい。
下方へ向けて延びた前記部材は、前記スクリーンの外周の周りで周方向に移動するよう装着してもよい。
いくつかの実施形態において、少なくとも一つの前記ノズルは、下方へ向けて延びた前記部材の遠位端部に位置付けられたノズルを含む。
ある実施形態において、少なくとも一つの前記ノズルは、下方へ向けて延びた前記部材の長さに沿って離間した一連のノズルを含む。
以下のことが企図される。すなわち、下方へ向けて延びた前記部材は、前記スクリーンの周囲のなか、前記スクリーンの周囲の周り、又はその両方に離間した複数の下方へ向けて延びた部材のうちの一つであってもよい。
【0010】
[0010]いくつかの実施形態において、前記入口は、前記スクリーンの底部の下方に位置付けられた基部分に作用接続される。これにより、流体混合物を前記内部チャンバのなかに通し入れる。
前記出口は、前記ハウジングの頂部に作用接続してもよい。これにより、スクリーニングされた流体を、前記スクリーンと前記ハウジングとの間の環状部から、前記ハウジングの外に通し出す。
【0011】
[0011]別の態様にしたがって、固形物除去のためのスクリーニングシステムは、流入口と、フレーム(これは、そのなかに取り外し可能に位置付けられたスクリーン本体を有する。)と、前記流入口から下流にあるサンプ(これは、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉する。)と、前記スクリーンから下流にある流出口とを含む。これは、前記流入口と流体連通している。
【0012】
[0012]更に別の態様にしたがって、スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体は、金属シートと、角度付けられた孔とを含む。これは、前記金属シートのなかに画定されている。
所与の孔を前記孔の第一の側から前記金属シートの表面に対して垂直な方向に見たとき前記金属シートを通り抜ける視界が前記所与の孔の裏側表面によって妨げられる。
【0013】
[0013]更に別の態様にしたがって、スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体は、金属シートと、前記金属シートのなかに画定され角度付けられた孔とを含む。
それぞれの孔の前記金属シートの表面に対する角度(α)は、前記孔のところにおける前記シートの厚さ(t)と前記孔の直径(d)との関数であり、α≦90sin-1(d/t)である。
【0014】
[0014]別の態様にしたがって、スクリーニングシステムで使用されるスクリーン本体を製造する方法は、以下を含む。すなわち、金属シートを用意する。そして、前記金属シートのなかに、孔を切り開ける。これは、前記金属シートによって画定された表面に対して角度をなし、かつ。前記金属シートの前記表面に対して垂直な方向に対して角度をなす。これにより、スクリーン本体を形成する。
前記孔は、所与の孔を前記孔の第一の側から前記金属シートの表面に対して垂直な方向に見たとき前記金属シートを通り抜ける視界が前記所与の孔の裏側表面によって妨げられるよう、切り開けてもよい。
【0015】
[0015]別の態様にしたがって、スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体を製造する方法は、以下を含む。すなわち、金属シートを用意する。そして、前記金属シートのなかに、孔を切り開ける。これは、前記金属シートによって画定された表面に対して角度(α)をなす。
前記金属シートの前記表面に対する前記角度(α)は、前記孔のところにおける前記シートの厚さ(t)と前記孔の直径(d)との関数であり、α≦90sin-1(d/t)であってもよい。
【0016】
[0016]前記方法は、前記スクリーンを電解研磨することを含んでもよい。
孔を切り開けることは、ウォータージェットやレーザカッターを使うことを含んでもよい。
【0017】
[0017]別の態様にしたがって、固形物除去のためのスクリーニングシステムは、体積が可変の流入口組立体と、スクリーンとを含む。これは、体積が可変の前記流入口組立体から下流に位置付けられている。
サンプが、可変の前記流入口組立体から下流にある。これは、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉する。
流出口が、前記スクリーンから下流にある。これは、体積が可変の前記流入口組立体と流体連通している。
【0018】
[0018]いくつかの実施形態にしたがって、体積が可変の前記流入口組立体は、入口導管と、移動可能な鋼製の一連のシムとを含む。これは、断面が三角形である。
鋼製の前記シムは、大きさが変わってもよい。
【0019】
[0019]別の態様にしたがって、固形物除去のためのスクリーニングシステムは、ハウジングと、スクリーンとを含む。これは、前記ハウジングのなかに位置付けられている。
流入口が、前記スクリーンによって画定された内部チャンバに作用接続されている。
サンプが、前記流入口から下流に位置付けられている。これは、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉する。
流出口が、前記スクリーンから下流に位置付けられている。
堰。これは、前記スクリーンと前記流出口との間に位置付けられている。
【0020】
[0020]いくつかの実施形態において、前記システムは、前記スクリーンと前記流出口との間にあるハウジング出口を含む。
前記堰は、前記ハウジングに移動可能に装着され、前記ハウジング出口に対して移動するよう構成してもよい。
いくつかの実施形態において、前記システムは、前記ハウジングの敷居セクションを含む。これは、前記流出口と前記ハウジング出口との間にある。
前記堰は、前記ハウジングの前記敷居セクションに移動可能に装着され、前記ハウジングの前記敷居セクションに対して移動するよう構成してもよい。
前記流出口は、前記ハウジングの前記敷居セクションのなかに画定してもよい。
以下のことが企図される。すなわち、前記流出口は、浮動破片出口や濾液出口であってもよい。
【0021】
[0021]別の態様にしたがって、固形物除去のためのスクリーニングシステムは、ハウジングと、スクリーンとを含む。これは、前記ハウジングのなかに位置付けられている。
流入口。これは、内部チャンバに作用接続されている。これは、前記スクリーンによって画定されている。
サンプが、前記流入口から下流に位置付けられている。これは、前記スクリーンを通り抜けない固形物を捕捉する。
サンプ排出口が、前記サンプから下流にある。
サンプ弁やサンプポンプが、前記サンプ排出口に作用接続されている。これにより、そのなかを通り抜ける流量を、前記システムのなかの廃棄物の少なくとも一つの特性に基づいて制御する。
複数のセンサが、前記サンプ弁又は前記サンプポンプのうちの少なくとも一つに作用接続されている。これにより、前記廃棄物の少なくとも一つの前記特性を感知する。
【0022】
[0022]本主題開示の前記システム及び方法のこのような特徴は、図面と併せて取られる好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、当業者にもっと容易に明らかになるであろう。
【0023】
図面の簡単な説明
[0023]本開示が関係する当業者が、本開示のシステム及び方法をどのように採用するかを、もっと容易に理解するように、その実施形態を、図面を参照して、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】[0024]図1は、本開示にしたがって構築されたスクリーニングシステムの実施形態の部分的に切欠いた断面の概略描写である。移動可能な内部洗浄リングが上昇した位置にあるところを示している。
図2】[0025]図2は、図1の前記スクリーニングシステムの一部分の概略描写である。ハウジングを除去し、移動可能な前記内部洗浄リングが前記スクリーンの内部のなかで下降した位置にあるところを示している。
図3】[0026]図3は、本開示にしたがって構築されたスクリーニングシステムの実施形態の一部分の概略描写である。ハウジングを除去し、移動可能な外部洗浄リングが前記スクリーンの周りで下降した位置にある前記システムを示している。
図4A】[0027]図4Aは、本開示にしたがって構築されたスクリーニングシステムの実施形態の部分的に切欠いた断面の概略描写である。濾液出口と、浮動可能破片出口とを有するシステムを示している。これらは、それぞれ、関連付けられた堰構造を含む。
図4B】[0028]図4Bは、図4Aの前記スクリーニングシステムの概略描写である。前記システムハウジングの外部を示している。
図5A】[0029]図5Aは、本開示にしたがって構築されたスクリーニングシステムの実施形態の一部分の切欠きの概略描写である。堰が上昇している前記システムの浮動可能破片出口を示している。
図5B】[0030]図5Bは、図5Aの前記システムの概略描写である。堰が部分的に下降している前記システムの浮動可能破片出口を示している。
図5C】[0031]図5Cは、図5Aの前記システムの概略描写である。堰が完全に下降している前記システムの浮動可能破片出口を示している。
図6】[0032]図6は、本開示にしたがって構築されたスクリーニングシステムの実施形態の一部分の部分的断面の概略描写である。前記システムの濾液出口と、それに関連付けられたオーバーフロー及びアンダーフロー堰構造とを示している。
図7】[0033]図7は、図6の実施形態の部分的な断面の概略描写である。明確性のため、前記流体を除去している。
図8】[0034]図8は、本開示にしたがって構築されたスクリーニングシステムの実施形態の一部分の概略描写である。前記システムの濾液出口と、前記システムの浮動可能破片出口とを示している。前記浮動可能破片出口に関連付けられた前記堰が、部分的に下降している。
図9】[0035]図9は、本開示にしたがって構築されたスクリーニングシステムの実施形態の部分的に切欠いた断面の概略描写である。浮動可能破片出口を有さないシステムを示している。そして、
図10】[0036]図10は、本開示にしたがって構築されたスクリーン本体の一部分の断面の実施形態の概略描写である。前記スクリーン本体の角度付けられた孔を示している。
図11】[0037]図11は、本開示にしたがって構築された体積が可変の流入口組立体の実施形態の概略平面図描写である。これは、図1や3や4Aの前記システムで使用される。
図12】[0038]図12は、本開示にしたがって構築された体積が可変の流入口組立体の別の実施形態の概略平面図描写である。これは、図1や3や4Aの前記システムで使用される。そして、
図13】[0039]図13は、本開示にしたがって構築された体積が可変の入口組立体の別の実施形態の概略平面図描写である。これは、図1や3や4Aの前記システムで使用される。
【発明を実施するための形態】
【0025】
[0040]本開示のこのような態様は、図面と併せて取られる本発明の以下の詳細な説明から、当業者にもっと容易に明らかになるであろう。
【0026】
好ましい実施形態の詳細な説明
[0042]このなかに開示されるのは、本開示の前記スクリーニングシステム及び方法の特定の実施形態の詳細な説明である。
以下のことが理解されるであろう。すなわち、開示された実施形態は、本発明のある態様を実施し得る方法の単なる例であり、本発明を実施し得るすべての方法の網羅的なリストを表すものではない。
実際には、以下のことが理解されるであろう。すなわち、このなかで記載される前記システム、装置及び方法は、様々な代替形態で実施してもよい。
更に、図は、必ずしも縮尺通りではない。そして、いくつかの特徴は、誇張され又は最小化され得る。これにより、特定の構成要素の詳細を示す。
周知の構成要素、材料又は方法は、必ずしも詳細に説明されない。これは、本開示が不明瞭になるのを避けるためである。
このなかで開示したいかなる特定の構造的及び機能的な詳細も、限定として解釈されるべきではない。単に、特許請求の範囲の基礎として、そして、本発明を様々に採用することを当業者に教示するための代表的な基礎として、解釈されるべきである。
【0027】
[0043]図1~2に示したとおり、固形物除去のためのスクリーニングシステム100は、ハウジング101(半透明に示し、これにより、内側の構成要素が理解できるようにしている。)と、流入口102とを含む。
流入口102は、導管117を含む。これは、スクリーン104によって(部分的に)画定された内部チャンバ125のなかに注ぎ込む。
固形物や微粒子が乗り込んだ流体(例えば、流体混合物又は流体流)は、スクリーン104の内部のなかに通し入れられる。そして、スクリーン104の内側表面の周りを循環する。
流入口102は、スクリーン104の長手方向軸Aからずれている。そして、スクリーン104及び基部分121に対して実質的に接線方向に流れを方向付ける。
流入口102が基部分121(以下でもっと詳細に説明する。)及びスクリーン104に対して実質的に接線方向を向いていることの作用により、前記流体混合物のための円形の流れ方向が確立する。
この円形の流れにより、前記流体混合物のなかに乗り込んだ固形物又は所定の大きさの微粒子状物質が捕獲され、スクリーン104の内部チャンバ125の境界のなかで循環する。
スクリーン104の内部チャンバ125のなかで流れる液体又は気体が円形運動することにより、また、乗り込んだ固形物又は微粒子が、概して、スクリーン104に付着するのではなく、前記流体の円形運動に乗り込む。
入口102と流出口108との間には、油圧ヘッドが効果的にある。
このようにして、スクリーン104を用いて流体の円形流運動を確立することにより、スクリーン104が、概して自己清掃するフィルタとして作用することができる。
前記流れからの流体は、スクリーン104のなかの開口を自由に通り抜けることができる。そして、これにより、出口手段に放出することができる。
前記流れから捕捉された固形物は、スクリーン104の内部に集中したり、サンプ106のなかに落下したりする。これは、以下に記載する。
【0028】
[0044]引き続き、図1~2を参照する。スクリーン104を通り抜けて流れる流体は、スクリーン104と前記ハウジング101との間の環状部103のなかを通り抜け上方へ向かって進み、流出口108に向かう。
流出口108は、前記スクリーン104から下流にある。これは、流入口102と流体連通している。
流出口108は、スクリーニングされた濾液流体(例えば、液体及びいくつかの非常に小さな微粒子)を受け取る。これは、スクリーン104を通り抜けることができる。
ハウジング101は、透明に描写している。これにより、前記システム100の内側部分が見える。
スクリーン104は、ハウジング101のなかに位置付けられている。これは、流入口102/導管117に作用接続されている。
スクリーン104は、頂部104aから底部104bまで長手方向軸Aに沿って延びている。スクリーンの頂部104aは、頭部分123に作用接続されている。そして、スクリーン104の底部104bは、基部分121に作用接続されている。
頭部分123及び基部分121は、内部チャンバ125の上側及び下側部分をそれぞれ画定する。
頭及び基部分123及び121は、それぞれ、スクリーンなどのフィルタ材料ではなく、中実(非透過性)材料から作られている。
頭及び基部分123及び121は、それぞれ、しかしながら、材料を除去することによって形成された画定された入口/出口を含んでもよい。
例えば、基部分121は、開口を含む。これは、入口導管117が内部125に接続し、そのなかに流体を通し入れる。
同様の入口/出口が、頭部分123に対して企図される。
【0029】
[0045]引き続き、図1~2を参照する。サンプ106は、スクリーン104の下方にある流入口102から下流にある。これは、スクリーン104の内部チャンバ125からスクリーン104の外部に通り抜けない固形物破片又は廃棄物を捕捉する。
サンプ弁やサンプポンプが、サンプ排出口116(例えば、出口116)に作用接続されている。これは、そのなかを通り抜ける流量を、システム100のなかの廃棄物の少なくとも一つの特性に基づいて制御する。
前記サンプポンプは、サンプ排出口116から下流にあってもよい。
複数のセンサ(不図示)が、前記サンプ弁又は前記サンプポンプのうちの少なくとも一つに作用接続されている。これは、前記廃棄物の少なくとも一つの前記特性を感知する。例えば、前記スクリーニングチャンバのなかの廃棄物レベル、測定された流量、前記サンプの内部で測定された固形分レベル、流入する濾液流における固形分百分率又は百万分率、前のサンプ排出サイクルにおける固形分百分率(これは、サンプ106が時間内に空になったか又は早すぎたかどうかを決定するために使用される。)、一つ以上のセンサ入力(例えば、前記サンプ106の内部の固形分レベル、対、流入する濾液流における固形分百分率など)の比較などである。
【0030】
[0046]引き続き、図1~2を参照する。移動可能な清掃組立体(移動可能な洗浄リング110として示す。)が、スクリーン104の周囲のなかに位置付けられている。
前記洗浄リング110は、独立した構成要素である。これは、メンテナンス要員などによって前記スクリーンを清掃するため、スクリーン104のなかに(又は、外部洗浄リング210で記載したとおり、その外部に)挿入されるが、能動的濾過動作中には、スクリーン104から除去される。
洗浄リング110は、スクリーン104に対して移動可能である。
例えば、図1に示すとおり、洗浄リング110は、上昇した位置にある。
以下のことが企図される。すなわち、リング110は、図1の上昇した位置で(又は、概してスクリーン104の頂部に向かって)停止してもよい。そして、下方へ向かうスプレーノズル114a~114d(以下でもっと詳細に記載する。)を使用してもよい。これにより、スクリーン104を洗う。
あるいは、リング110は、スクリーン104の底部までずっと(又は、図2に示すとおり、中間の位置まで)落としてもよい。
図2において、洗浄リング110は、下降した位置にある。これは、場合により、前記スクリーン104をもっと良く清掃できるかもしれない。
【0031】
[0047]図1に示すとおり、移動可能な洗浄リング110は、組立体である。これは、リング112と、一連のノズル114a~114dとを含む。これは、リング112の周りに周方向に離間してある。
それぞれのノズル114a~114dは、対応するノズル軸Bに沿って、スクリーン104の底部104bに向かう方向に角度付けられている。
ノズル軸Bは、ノズル114a及び114cについて示されている。しかしながら、以下のことが企図される。すなわち、ノズル114b及び114dは、同様の対応するノズル軸を有する。これらは、前記ノズルの長手方向軸に沿って、前記ノズルが指し示す方向に延びている。
それぞれのノズル114a~114dは、流体源(例えば、水)と流体連通していてもよい。これにより、清掃流体の加圧流を前記スクリーンに供給する。
【0032】
[0048]今度は、図3を参照する。スクリーニングシステム200は、移動可能な清掃組立体を含む。これは、移動可能な外部洗浄リング210である。
システム200は、スクリーニングシステム100と同じである。ただし、以下の点を除く。すなわち、内部洗浄リング110の代わりに、外部洗浄リング210が使用されている。
システム200は、ハウジング101と同様のハウジングを含む。
システム200のハウジングは、図3に示していない。これは、洗浄リング210をもっと良く示すためである。
システム200は、流入口202と、スクリーン204とを含む。これは、前記流入口202に作用接続され、これにより、濾液混合物をそこから前記スクリーン204の内部チャンバ225のなかに受け入れる。
流入口202は、スクリーン204の底部204bに向かって位置付けられている。そして、導管217を含む。
サンプ(不図示)が、流入口202から下流にある。これは、前記スクリーン204を通り抜けない固形物を捕捉する。これは、サンプ106と同様である。
流出口(不図示)が、スクリーン204から下流にある。これは、前記流入口202と流体連通し、そして、出口108と同様であろう。
スクリーン204の頂部204aは、頭部分223に作用接続されている。そして、スクリーン104の底部204bは、基部分221に作用接続されている。頭及び基部分223及び221は、それぞれ、上述した頭及び基部分123及び121と、それぞれ同様である。
【0033】
[0049]図3に示すとおり、下降した位置にある外部洗浄リング210。
当業者は、以下のことを容易に理解するであろう。すなわち、上昇した位置において、外部洗浄リング210は、洗浄リング110が(例えば、図1に示すとおり)上昇した位置にあるときと同様の軸方向位置にあってもよい。
外部洗浄リング210は、ある態様において、洗浄リング110と同様である。そこでは、リング212と、一連のノズル214a~214dとを含む。これは、前記リング212の周りに周方向に配置されている。
それぞれのノズル214a~214dは、対応するノズル軸に沿って、前記スクリーン204の底部204bに向かう方向に角度付けられている。
【0034】
[0050]ある実施形態において、システム100や200のための移動可能な清掃組立体は、内部/外部リングの代わりに(又は、それに加えて)下方へ向けて延びた部材を含んでもよい。
下方へ向けて延びた前記部材は、少なくとも一つのノズルを含んでもよい。これは、上述したノズル114a~114d及び214a~214と同様である。ただし、以下の点を除く。すなわち、リングの周りに周方向に配列される代わりに、前記ノズルは、直線状に配列されている。
下方へ向けて延びた前記部材は、前記スクリーンの周囲のなかにあるドロップダウンストークであってもよい。これは、前記スクリーンによって画定された中心長手方向軸(例えば長手方向軸A)に沿って移動可能である。
前記ストークは、長手方向軸A(や、それ自体の長手方向軸)の周りで回転してもよい。あるいは、回転に対して固定されたままであってもよい。
長手方向軸Aに沿った方向に移動可能な複数のストークがあってもよい。これは、前記スクリーンの前記内部チャンバのなかで下降し及び上昇してもよい。
例えば、前記スクリーンの内径の周りで周方向に離間してあってもよい。
複数の前記ストークは、回転に対して固定してもよいし、長手方向軸Aの周りで回転してもよいし、それ自身の対応する長手方向軸の周りで回転してもよい。
【0035】
[0051]また、以下のことが企図される。すなわち、下方へ向けて延びた前記部材は、前記スクリーンの外周の周りに位置付けてもよい。
例えば、下方へ向けて延びた部材は、ドロップダウンストーク(例えば、鉛直バー)であってもよい。これは、前記スクリーンの外周の周りで、前記スクリーン(例えば、スクリーン104)の外周と前記ハウジング(例えば、ハウジング101)の内周との間の空間のなかに入る。
これは、長手方向軸Aの周りで回転してもよいし、それ自体の対応する長手方向軸の周りで回転してもよいし、いずれかの軸周りの回転に対して固定してもよい。
このシステムは、複数の鉛直バーを含んでもよい。これは、前記スクリーンの外周の周りに周方向に離間してあり、あるいは、前記スクリーンの内径の周りで離間してある。
前記鉛直バーは、長手方向軸Aの周りで回転してもよいし、それ自身の対応する長手方向軸の周りで回転してもよいし、いずれかの軸周りの回転に対して固定してもよい。
複数のドロップダウンストーク/鉛直バーを有する構成は、内部であれ外部であれ、洗浄速度が増加するかもしれない。しかし、前記ノズルに接続された流体流がもっと多く必要になりやすい。
【0036】
[0052]以下のことが企図される。すなわち、下方へ向けて延びた前記部材(内部であれ外部であれ、単一であれ複数であれ)は、ノズルを含んでもよい。これは、下方へ向けて延びた前記部材の遠位端部(例えば、前記入口102又は202に最も近い端部)に位置付けられる。
いくつかの実施形態において、下方へ向けて延びた前記部材は、複数のノズルを含んでもよい。これは、下方へ向けて延びた前記部材の長さに沿って離間してある(例えば、長手方向軸Aに平行な方向に離間してある)。
【0037】
[0053]図4Aに示すとおり、固形物除去のためのスクリーニングシステム300は、ハウジング301(半透明に示し、これにより、内側の構成要素が理解できるようにしている。)と、流入口302とを含む。これは、前記ハウジング301の底部分のなかに画定されている。
完全性のため、図4Bは、ハウジング301の外側表面を示している。
流入口302は、導管317を含む。
システム300は、システム100と同様である。ただし、以下の点を除く。すなわち、システム300は、独立した濾液及び浮動可能破片の出口318及び320を含む。これらは、その全体の流出口に含まれている。
ハウジング301は、透明に描写している。これにより、前記システム300の内側部分が見える。
スクリーン304は、ハウジング301のなかに位置付けられている。そして、流入口302に作用接続されている。これにより、スクリーニングするために濾液混合物を受け取る。
スクリーン304は、中空の円筒を形成する。これは、頂部304aから底部304bまで長手方向軸Aに沿って延びる。そして、その周囲のなかに内部チャンバ325を画定する。
頂部304aは、濾液及び浮動可能破片の出口318及び320、並びに、ハウジング301の頂部に近接している。
スクリーンの頂部304aは、頭部分323に作用接続されている。そして、スクリーン304の底部304bは、基部分321に作用接続されている。
頭及び基部分323及び321は、それぞれ、頭及び基部分123及び121と同様である。ただし、以下の点を除く。すなわち、頭部分323は、頭出口327を含む。これは、以下でもっと詳細に記載する。
底部304bは、入口302及びハウジング301の底部に近接している。
スクリーン304は、フレーム305を含む。これは、そのなかに取り外し可能に位置付けられたスクリーン本体307を有する。
具体的にいうと、スクリーン本体307は、フレーム305のなか及び外に摺動できる。
これにより、スクリーン本体307をフレーム305のなかに摺動させることによる「迅速なスワップ」スクリーン交換ができる。
フレーム305は、ボルトを含む。これは、前記スクリーン本体307の周りを閉じ、その場に保持するように構成されている。
【0038】
[0054]引き続き、図4Aを参照する。サンプ306は、前記流入口302から下流にあり、スクリーン304の下方にある。これは、スクリーン304を通り抜けない固形物を捕捉する。
サンプ306は、サンプ排出口316に作用接続されている。
システム300は、移動可能な清掃組立体とともに示されている。これは、内部洗浄リング310である。これは、移動可能な前記洗浄リング110と同様である。
しかしながら、また、以下のことが企図される。すなわち、移動可能な外部洗浄リング(例えば、洗浄リング210)は、また、洗浄リング310と併せて(あるいは、その代わりに)システム300のなかで使用してもよい。
また、以下のことが企図される。すなわち、下方へ向けて延びた部材(上述)を、洗浄リング110又は210と併せて(あるいは、その代わりに)使用してもよい。
【0039】
[0055]引き続き、図4Aを参照する。前記流出口は、頭出口327と、ハウジング出口326a及び326bとを含む。
ハウジング出口326bは、濾液出口318に関連付けられている。
頭出口327及びハウジング出口326aは、浮動可能破片出口320に関連付けられている。
濾液出口318及び浮動可能破片出口320は、対応する敷居セクションから延びる導管として示されている。
システム300は、前記ハウジング301の第一及び第二の敷居セクション328a及び328bを含む。
第一の敷居セクション328aは、前記ハウジング出口326aと前記浮動可能破片出口320との間にある。そして、頭出口327を介して内部チャンバ325と流体連通している。
第二の敷居セクション328bは、濾液出口318とハウジング出口326bとの間にある。
移動可能な堰322a及び322bは、それに対応するハウジング出口326a及び326bに位置付けられている。
【0040】
[0056]今度は、図4A,5A~5B及び8を参照する。移動可能な堰322aは、スクリーン304と浮動可能破片出口320との間に位置付けられている。
堰322a~322bは、ハウジング301に移動可能に装着されている。そして、ハウジング301に対して移動し、これにより、それに対応する出口326a~326bを閉塞し又は閉塞解除するよう構成されている。
例えば、図5A~5Cは、図4Aと比較して、システム301の他方の側からのシステム300の概略描写である。
図5A~5Bは、ハウジング328b及び濾液出口318を示していない。
図5Aは、堰322aを示している。これは、ハウジング及び出口326aに対して上昇した位置にある。
図5Bは、堰322aを示している。これは、ハウジング301及び出口326aに対して部分的に下降した位置にある。
図5Cは、堰322aを示している。これは、ハウジング301及び出口326aに対して下降した位置にある。
図8は、システム300を描写している。流体が、堰322aの頂部をわずかに超えている。堰322aは、部分的に下降している。
これにより、浮動破片が、頂部から外に排出され、浮動破片出口320を通り抜けられる。
【0041】
[0057]図4A,6及び7に示すとおり、移動可能な堰322bは、前記スクリーン304と前記濾液出口318との間に位置付けられている。
堰324は、前記ハウジング301の第二の敷居セクション328bに固定され、あるいは、移動可能に装着され、ハウジング301の第二の敷居セクション328bに対して移動するよう構成してもよい。
堰324は、前記ハウジング出口326bの移動可能な前記堰322bと前記濾液出口318との間に位置付けられている。
濾液出口318は、前記ハウジング301の第二の敷居セクション328bに作用接続されている。
堰324は、オーバーフロー堰と考えられる。そして、堰322bは、アンダーフロー堰と考えられる。
アンダーフロー堰322b及びオーバーフロー堰324の作用により、水より軽い固形物の損失を防ぐとともに、水と同様の密度又はそれより重い固形物の損失を防ぐ。
ハウジング301の内部の水位Wは、前記アンダーフロー堰を開いて使うため、前記アンダーフロー堰322bのレベルより高くなければならない。例えば、図6に示すような水位Wと同様である。
【0042】
[0058]堰322a~322b及び324のうちの一つ以上は、調整可能であってもよく、これは、手動で、あるいは、自動化されたシステムを介してのいずれかによってもよい。
以下のことが企図される。すなわち、堰322a~322b及び324は、上昇し又は下降してもよい。これにより、前記濾過システムの内部(前記スクリーンの内部、前記スクリーンの外部、又は、それらの何らかの組合せのいずれか)の水位の頂部から浮動可能破片が連続的に撤退する状態を維持する。
前記堰は、周期的に上昇し又は下降して、その後、閉位置まで戻ってもよい。例えば、ハウジング出口326a及び326bが遮断されるところである。これにより、捕獲した浮動可能物が前記濾過システムから周期的に撤退する。
前記堰322a,322b及び324は、上昇し又は下降してもよい。いずれか又は両方のチャンバのなかの捕獲された固形物を主たる流れからは独立した経路に解放するための孔を開ける。
移動可能な堰322a~322b及び324は、周期的に下降して操作者が選択した設定点まで達してもよく、周期的に完全に下降してもよく、あるいは、操作者が選択した設定点を介して、又は水位及び適切な部分的に下降した位置を決定するセンサを使用して、部分的に下降してもよい。
これにより、浮動している廃棄物が、前記スクリーニングチャンバの頂部のなかで確実に捕獲され、そして、水より重い廃棄物が、外部の水域に排出される前に、前記スクリーニングシステムのなかで捕獲される最後の機会を有する機構を作り出す。
水より重いか又は軽いかのいずれかである破片を、したがって、前記システムのなかで捕獲し、そして、外部の水域に排出するのではなく除去することができる。
【0043】
[0059]引き続き、図4A~4B及び10を参照する。スクリーン本体307は、スクリーン104,204又は304のなかで使用してもよい。
例えば、上述した中空の前記円筒を形成するように湾曲させてもよい。ここを、流体が内部チャンバ(例えば、内部チャンバ325)から、スクリーン304とハウジング301との間の環状の部分(例えば、環状部103)に流れるだろう。
スクリーン本体307は、金属シート311と、角度付けられた孔313とを含む。これは、金属シート311のなかに画定されている。
前記孔313は、前記内部チャンバのなかの流れ方向(概略的に矢印で示す。)から離れる方向に角度付けられている。これにより、所与の孔を前記孔の第一の側から前記金属シートの平面に垂直な方向に見たとき、金属シート311を通り抜ける視界が、前記所与の孔の裏側表面315によって妨げられる。
直径(d)が一定である孔について、これは、金属シート311の表面309に対する所与の孔の角度(α)が、前記孔があるところにおける前記シートの厚さ(t)と、前記孔の直径(d)との関数であることを意味する。
これは、以下のように表される。
α≦90sin-1(d/t)
概して、角度付けられた孔313は、材料が直接通り抜けるのを防ぐ。これにより、破片が前記出口に入る可能性が減少する。
斜めの前記角度により、また、紐状又は前記孔と同程度の大きさであり得る破片が、捕まって前記孔を閉塞する可能性が減少する。
前記スクリーンを電解研磨することにより、以下に記載するとおり、これらの特性を向上させてもよい。
【0044】
[0060]スクリーニングシステムで使用するスクリーン本体(例えば、スクリーン本体307)を製造する方法は、以下を含む。すなわち、金属シート(例えば、金属シート311)を用意する。そして、孔(例えば、孔313)を、前記金属シートのなかに切る。これは、前記金属シートの表面(例えば、表面309)に対して角度(α)であり、かつ、前記金属シートに対して垂直な方向に対してある角度である。これにより、前記スクリーン本体を形成する。
前記孔は、所与の孔を前記孔の第一の側から前記金属シートの平面に対して垂直な方向に見たとき前記金属シートを通り抜ける視界が前記所与の孔の裏側表面(例えば、表面315)によって妨げられ、前記スクリーンに対して垂直に見たとき、光が通り抜けるのを防ぐよう、切り開ける。
直径(d)が一定である孔について、これは、角度(α)が、上式によって示したとおり計算できることを意味する。
以下のことが企図される。すなわち、前記孔は、ウォータージェットやレーザカッターを用いて切り開けてもよい。
金属シート又は薄板を貫いて(上述したとおり)斜めに打ち抜かれたウォータージェット又はレーザーカットされた孔は、0.2~1.5mmの孔を作り出してもよい。
前記スクリーン本体は、円筒形状に曲げて、フレーム(例えば、フレーム305)に嵌入できるようにし、これにより、スクリーン(例えば、スクリーン304)を形成してもよい。
【0045】
[0061]前記方法は、前記スクリーンを電解研磨することを含んでもよい。
レーザーカットされた孔及び電解研磨により、マイクロメートルスケールの波紋状表面効果が得られる。
前記孔の角度が、上述したとおり、電解研磨中に生じる表面浸食と相まうことにより、スクリーンに対して垂直な角度から見たとき、波紋状表面であるが、中実であるように見えるものを示すであろうスクリーンをもたらす。
【0046】
[0062]図9に示すとおり、スクリーニングシステム400が示されている。
システム400は、システム300と同じである。ただし、以下の点を除く。すなわち、浮動可能破片出口及び濾液出口(例えば、320及び318)を有する代わりに、単一の濾液出口418だけがハウジング出口426から下流にある。
システム400は、アンダーフロー堰322bと同様のアンダーフロー堰422の組合せと、オーバーフロー堰324と同様のオーバーフロー堰424とを含む。これにより、濾液出口を通り抜ける固形物の損失を防ぐ。
システム400において、以下のことが企図される。すなわち、二次排出口又はフラッシュシステムは、二つの堰の間に捕まった固形物の掃除を支援してもよい。これは、主フィルタシステムのなかに戻ってサンプ排出口416を介して出るか、あるいは、濾液から独立して前記システムを直ちに出るかのいずれかである。
【0047】
[0063]図11~13に示すとおり、固形物除去のためのスクリーニングシステムは、システム100,200及び300と同様、体積が可変の流入口組立体を含む。
この組立体は、導管117/217/317(例えば、入口102,202及び302のために設けたものなど)と、移動可能な鋼製の一連のシムとを含んでもよい。これは、前記入口ハウジングと併せて使用されたとき、概してV字形状又は楔形状を形成する。
前記シムは、入口102,202又は302の前記導管のなかに位置付けてもよく、大きさが変わってもよい。
【0048】
[0064]図11に示すとおり、シム530を、鋼などの金属製の比較的薄い鋼シートから作ってもよい。そして、溶接、蝶番、ボルトなどのやり方で、一方の端部533を入口導管117/217/317の内部に貼り付けてもよい。
図11において、シム530は、端部533の周りで回転できたり、調整ねじ532を移動させることにより屈曲させることができたりする(両矢印によって概略的に示したとおり)。これにより、調整ねじが前後に移動するにつれて、シム530の先端531が内側へ向けて/外側へ向けて移動する(前記先端531に近接した両矢印によって概略的に指示したとおり)。前記入口の大きさが増加し又は減少し、また、前記入口導管117/217/317を通り抜ける流路が狭まり又は広がる。
入口導管が狭くなると、同じ流量に対して速度がもっと高くなる。これにより、前記スクリーンの自己清掃の態様が改善する可能性がある。
入口を広くすると、速度が下がるが、前記システムを通り抜けられる流れが増える。これにより、システムの容量が増加し、水頭圧力損失が減少する。
前記入口を通り抜ける流れは、前記シム/板が前記調整ねじ532と接触しているのを維持するだろう。
入口導管117/217/317を通り抜ける前記流路を調整して、前記システムが所与の廃水流に対して機能するために必要な最小速度を決定してもよい。
【0049】
[0065]シムは、上述したとおり、調整ねじなど「詰まり」を増加させる方法を介して、内側へ向けて屈曲させたり回転させたりしてもよい。前記入口の大きさを減少させることにより、単一のシステム100/200/300上で、様々な流速が可能になる。
恒久的な設置において、図12で示したとおり、シム534を、もっと厚く(例えば、屈曲できないほど厚く)してもよい。そして、所与の流量で設定速度を達成するよう位置付けてもよい。
この場合、ねじ536を使用して、シム534を固定する。
【0050】
[0066]図13に示すとおり、様々な大きさのシム538a~538dを積み重ねて、すべて取りはずし可能に入口導管117/217/317の内部に端部537で貼り付けてもよい。これにより、ねじ535を緩めて、必要に応じて積み重ねられたシム538a~538dのうちの一つ以上を除去し/追加することにより、恒久的な設置において、流速を修正することが可能になる。
当業者は、以下のことを容易に理解するだろう。すなわち、図12及び13について上述したシム534及び538a~538dの代わりに、材料の塊、箱(例)などを使用してもよい。
【0051】
[0067]本主題発明の前記スクリーニングシステム及び方法を、好ましい実施形態を参照して示し説明したが、当業者は、以下のことを容易に理解するだろう。すなわち、添付の特許請求の範囲によって定義されるとおり本主題発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な変更や修正をしてもよい。
例えば、システム100,200及び300の一部分を、システム100,200及び300を超えて交互に交換可能に使用してもよい。
以下のことが考えられる。すなわち、本開示は、他の多くの実施形態を含む。これは、ここでは詳細に説明されていないかもしれないが、それにも関わらず、なされた前記開示から当業者に理解されるだろう。
したがって、この開示は、前述した例だけに限られると解釈すべきではないし、指定された前記実施形態だけに限られると解釈すべきでもない。
図1
図2
図3
図4A
図4B
図5A
図5B
図5C
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
【手続補正書】
【提出日】2023-06-13
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本願は、2020年8月7日出願の米国仮特許出願第63/063,201号に対する優先権の利益を主張するものであり、その全体は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
1. 発明の分野
本開示は、スクリーニングシステムに関し、より具体的には、雨水排水システム、下水・雨水混合排水システム、及び/または産業廃棄物システムにおけるものなど、流動液体から浮遊性及び浮流性固体を分離するスクリーニングシステムに関する。
【0003】
2. 関連技術の背景
一般に、雨水排水システム、下水・雨水混合排水システムで使用するためのスクリーニングシステム、及び/または産業廃棄物システムは、流体混合物から浮遊性及び浮流性固体などの固体を除去する役割を果たす。連続偏向スクリーンシステムは、流れ混合物をスクリーンの内部に導き、そこで混合物が循環する流れを形成し、スクリーンの内側に集中する流体の流れから捕捉された固体をスクリーンから一掃する。沈殿可能な(例えば、より重い)固体は、しばしばサンプと呼ばれる下部チャンバに沈殿し、浮遊性固体は、上部分離チャンバの表面に保持される。濾液(例えば、混合物からの液体)は、スクリーンを出て出口に行き、その後、受ける水域または他の廃棄場所に排出することができる。サンプに溜まった固体は、アンダーフローポンプで取り除くことができる。固体の蓄積が水力学的操作やスクリーンの清掃を妨げ始めるとき、それらを取り除く必要が生じる。通常、この清掃は、機械式清掃(バクタートラック、クラムシェルなど)またはサンプポンプを使用して行われる。
【0004】
雨水排水システムのスクリーニングシステムは、雨水が受ける水域に排水される前に、雨水から汚染物質を除去するのに役立ち得る。下水・雨水混合排水システムのスクリーニングシステムでは、下水処理場に到達する前に余分な液体量の一部を下水から排出できるため、ひいては下水処理場の効率を高めることができる。これは、過剰な雨天事象の際に特に役立つ。産業廃棄物システムのスクリーニングシステムは、下水道に排出される汚染された液体の全体量を減らすために、液体の流れから固体の汚染を分離するように機能する。連続偏向スクリーンシステムは、米国特許第7,465,391号により詳細に記載されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0005】
従来のスクリーニングシステムは、その意図された目的には十分であると考えられてきた。しかし、より効率的で使いやすいスクリーニングシステムが引き続き求められている。
【発明の概要】
【0006】
以下の本開示の詳細な説明のセクションでより詳細に論じられるように、本開示は、固体除去用のスクリーニングシステムを対象とする。固体除去用のスクリーニングシステムは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたスクリーンとを含む。流入口は、スクリーンによって画定された内部チャンバに動作可能に接続される。サンプは、スクリーンを通らない固体を捕捉するために、流入口の下流にある。流出口は、スクリーンの下流にあり、流入口と流体連通している。可動清掃アセンブリは、スクリーンの外周部の内部、スクリーンの外周部の周囲、またはその両方に配置することができる。可動清掃アセンブリはスクリーンに対して可動である。
【0007】
いくつかの実施形態によれば、可動清掃アセンブリは、リングと、リングの外周部に円周方向に配置された一連のノズルとを含む。
【0008】
スクリーンは上部から底部に延びる。ノズルは、画面の底部に向かう方向に角度を付けることができる。
【0009】
特定の実施形態では、可動清掃アセンブリは、少なくとも1つのノズルを含むことができる下方に延びる部材を含む。下方に延びる部材は、スクリーンによって画定された中央縦軸に沿ってスクリーンの外周部の内部に配置された中央部材とすることができる。中央部材は、縦軸に沿って移動するように取り付けることができる。下方に延びる部材をスクリーンの外周部に配置できることも考えられる。下方に延びる部材は、スクリーンの外側部の周りを円周方向に動くよう据え付けられ得る。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのノズルは、下方に延びる部材の遠位端に配置されたノズルを含む。特定の実施形態では、少なくとも1つのノズルは、下方に延びる部材の長さに沿って離間した一連のノズルを含む。下方に延びる部材は、スクリーンの前周りの内部、スクリーンの外周部の周囲、またはその両方で離間された複数の下方に延びる部材のうちの1つであり得ることが企図されている。
【0010】
いくつかの実施形態では、入口は、スクリーンの底部の下方に配置されたベース部分に動作可能に接続されて、流体混合物を内部チャンバに導く。出口は、ハウジングの上部に動作可能に接続され、スクリーンとハウジングとの間の環状部から、ハウジングの外に、スクリーニングされた流体を導くことができる。
【0011】
別の態様によれば、固体除去用のスクリーニングシステムは、流入口と、中に取り外し可能に配置されたスクリーン本体を有するフレームと、スクリーンを通らない固体を捕捉するための流入口の下流のサンプと、流入口と流体連通するスクリーンから下流の流出口とを含む。
【0012】
さらに別の態様によれば、スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体は、金属シートと、金属シートに画定された角度の付いた孔とを含む。金属シートの表面に垂直な方向で孔の第1の側から所与の孔を見るとき、金属シートを通した視界が、所与の孔の裏面によって妨げられる。
【0013】
さらに別の態様によれば、スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体は、金属シートと、金属シートに画定された角度の付いた孔とを含む。金属シートの表面に対する各々の孔の角度(α)は、孔でのシートの厚さ(t)と孔の直径(d)の関数
【数1】
である。
【0014】
別の態様によれば、スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体を製造する方法は、金属シートを準備すること、及びスクリーン本体を形成するために、金属シートによって画定される表面に対してある角度で、及び金属シートの表面に垂直な方向に対してある角度で、金属シートに孔をあけることを含む。金属シートの表面に垂直な方向で孔の第1の側から所与の孔を見るとき、金属シートからの視界が、所与の孔の裏面によって妨げられる。
【0015】
別の態様によれば、スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体を製造する方法は、金属シートを準備すること、及び金属シートによって画定される表面に対してある角度(α)で、金属シートに孔をあけることを含む。金属シートの表面に対する角度(α)は、孔でのシートの厚さ(t)と孔の直径(d)の関数
【数2】
である。
【0016】
この方法は、スクリーンを電解研磨することを含むことができる。ウォータージェット及び/またはレーザーカッターを使用して、孔をあけることができる。
【0017】
別の態様によれば、固体除去用のスクリーニングシステムは、可変体積流入口アセンブリ、及び可変体積流入口アセンブリの下流に配置されたスクリーンを含む。サンプは、スクリーンを通らない固体を捕捉するための可変流入口アセンブリの下流にある。流出口はスクリーンの下流にあり、可変体積流入口アセンブリと流体連通する。
【0018】
いくつかの実施形態によれば、可変体積流入口アセンブリは、入口導管と、三角形の断面を有する一連の可動鋼シムとを含む。鋼シムは様々なサイズにすることができる。
【0019】
別の態様によれば、固体除去用のスクリーニングシステムは、ハウジングと、ハウジング内に配置されたスクリーンとを含む。流入口は、スクリーンによって画定された内部チャンバに動作可能に接続される。サンプは、スクリーンを通らない固体を捕捉するために、流入口の下流にある。流出口は、スクリーンの下流に配置される。スクリーンと流出口の間にせきが配置される。
【0020】
いくつかの実施形態では、システムは、スクリーンと流出口との間にハウジング出口を含む。せきは、ハウジングに可動に据え付けることができ、ハウジング出口に対して移動するように構成することができる。いくつかの実施形態では、システムは、流出口とハウジング出口との間にハウジングの敷居セクションを含む。せきは、ハウジングの敷居セクションに可動に据え付けることができ、ハウジングの敷居セクションに対して移動するように構成することができる。流出口は、ハウジングの敷居セクションに画定することができる。流出口が浮遊性破片出口及び/または濾液出口であり得ることが企図される。
【0021】
別の態様によれば、固体除去用のスクリーニングシステムは、ハウジングと、ハウジング内部に配置されたスクリーンとを含む。流入口は、スクリーンによって画定された内部チャンバに動作可能に接続される。サンプは、スクリーンを通らない固体を捕捉するために、流入口の下流にある。サンプドレンは、サンプの下流にある。サンプバルブ及び/またはサンプポンプは、システムの廃棄物の少なくとも1つの特性に基づいて通る流量を制御するために、サンプドレンに動作可能に接続される。廃棄物の少なくとも1つの特徴を感知するために、複数のセンサが、サンプバルブまたはサンプポンプの少なくとも1つに動作可能に接続される。
【0022】
本開示のシステム及び方法のこれら及び他の特徴は、図面と併せて解釈される好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、当業者により容易に明らかになるであろう。
【0023】
本開示が関係する当業者が本開示のシステム及び方法をどのように使用するかをより容易に理解できるように、その実施形態は、図面を参照して以下で詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】本開示に従って構成されたスクリーニングシステムの実施形態の部分的な切欠き断面の概略図であり、上昇させた位置にある内部可動洗浄リングを示している。
図2図1のスクリーニングシステムの一部の概略図であり、ハウジングが取り外され、可動式の内部洗浄リングがスクリーンの内部で下降させた位置にあることを示している。
図3】本開示に従って構築されたスクリーニングシステムの実施形態の一部の概略図であり、ハウジングが取り外され、外部の可動洗浄リングがスクリーンの外周部の下降させた位置にあるシステムを示している。
図4A】本開示に従って構成されたスクリーニングシステムの実施形態の部分的な切欠き断面の概略図であり、関連するせき構造をそれぞれが含む濾液出口及び浮遊性破片出口を有するシステムを示している。
図4B】システムハウジングの外側を示す、図4Aのスクリーニングシステムの概略図である。
図5A】本開示に従って構成されたスクリーニングシステムの実施形態の一部の概略的な切欠き図であり、せきが上昇したシステムの浮遊性破片出口を示している。
図5B図5Aのシステムの概略図であり、せきが部分的に下降されたシステムの浮遊性破片出口を示す。
図5C図5Aのシステムの概略図であり、せきが完全に下降されたシステムの浮遊性破片出口を示す。
図6】本開示に従って構築されたスクリーニングシステムの実施形態の一部の部分的な断面の概略図であり、システムの濾液出口と、それに関連するオーバーフロー及びアンダーフローのせきの構造を示している。
図7】明確にするために流体を取り除いた、図6の実施形態の部分的な断面の概略図である。
図8】本開示に従って構成されたスクリーニングシステムの実施形態の一部の概略図であり、システムの濾液出口及びシステムの浮遊性破片出口を示しており、浮遊性破片出口に関連するせきは部分的な下降がなされている。
図9】本開示に従って構成されたスクリーニングシステムの実施形態の一部の切欠きの断面図であり、浮遊性破片出口がないシステムを示している。
図10】本開示に従って構成されたスクリーン本体の一部の断面の実施形態の概略図であり、スクリーン本体の角度の付いた孔を示している。
図11図1、3及び/または4Aのシステムで使用するための本開示に従って構成された可変体積流入口アセンブリの実施形態の概略的な上面図である。
図12図1、3及び/または4Aのシステムで使用するための本開示に従って構成された可変体積流入口アセンブリの別の実施形態の概略的な上面図である。
図13図1、3及び/または4Aのシステムで使用するための本開示に従って構成された可変体積流入口アセンブリの別の実施形態の概略的な上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
本開示のこれら及び他の態様は、図面と併せて解釈される好ましい実施形態の以下の詳細な説明から、当業者により容易に明らかになるであろう。
【0026】
本明細書では、本開示のスクリーニングシステム及び方法の特定の実施形態の詳細な説明を開示する。開示された実施形態は、本発明の特定の態様を実施できる方法の単なる例であり、本発明を具現化できるすべての方法を網羅するリストを表すものではないことを理解されたい。実際、本明細書に記載のシステム、デバイス、及び方法は、様々な代替形態で具現化できることが理解されるであろう。さらに、図は必ずしも縮尺通りではなく、一部の特徴は、特定の構成要素の詳細を示すために誇張または最小化され得る。周知の構成要素、材料、または方法は、本開示を不明瞭にすることを避けるために、必ずしも詳細に説明されていない。本明細書に開示されるいずれかの具体的な構造的及び機能的詳細は、限定するものではなく、単に、特許請求の範囲の根拠として、また当業者が本発明を様々に採用するのに教示するための代表的な根拠として、解釈されたい。
【0027】
図1~2に示すように、固体除去のためのスクリーニングシステム100は、ハウジング101(内部構成要素が認識できるように半透明で示されている)及び流入口102を含む。流入口102は、スクリーン104によって部分的に画定された内部チャンバ125に供給する導管117を含む。固体が混入した流体及び/または微粒子、例えば流体混合物または流体の流れは、スクリーン104の内部に導かれ、スクリーン104の内面の周りを循環する。流入口102は、スクリーン104の縦軸Aからずれており、スクリーン104及びベース部分121に対して実質的に接線方向に流れを向ける。ベース部分121(以下でより詳細に説明する)及びスクリーン104に対する流入口102の実質的に接線方向は、流体混合物に対して円形に流れる方向を確立するように作用する。この循環流により、流体混合物に伴われた所定のサイズの固体または粒子状物質が捕捉され、スクリーン104の内部チャンバ125の範囲内で循環する。スクリーン104の内部チャンバ125の中を流れる液体または気体の円形の動きはまた、伴われる固体または粒子状物質が、一般にスクリーン104に付着することではなく、流体の円形の動きに伴われることをもたらす。入口102と流出口108との間に、水力学的なヘッドが効果的に存在する。このようにして、スクリーン104で流体の流れの円形の動きを確立することにより、スクリーン104は一般的な自浄式フィルタとして機能することができる。流れからの流体は、スクリーン104の開口部を自由に通過することができ、それによって出口手段に排出することができる。スクリーン104の内側の流れの濃縮物から捕捉した固体及び/または以下に説明するサンプ106に落ちる。
【0028】
引き続き図1図2を参照すると、スクリーン104を通って流れる流体は、スクリーン104とハウジング101との間の環103を通って流出口108に向かって上向きに移動する。流出口108は、スクリーン104から下流にあり、流入口102と流体連通している。流出口108は、スクリーン104を通過することができる、スクリーンされた濾液流体(例えば、液体及びいくつかの非常に小さな粒子)を受け取る。ハウジング101は、システム100の内部が見えるように透明に描かれている。スクリーン104は、流入口102/流出口117に動作可能に接続されたハウジング101の中に配置される。スクリーン104は、縦軸Aに沿って上部104aから底部104bまで延在する。スクリーンの上部104aは、ヘッダ部分123に動作可能に接続され、スクリーン104の底部104bは、ベース部分121に動作可能に接続される。ヘッダ部分123及びベース部分121は、内部チャンバ125の上部及び下部をそれぞれ画定する。ヘッダ部分123及びベース部分121はそれぞれ、スクリーンまたは他のフィルタ材料の代わりに固体(非透過性)材料から作られる。しかし、ヘッダ部分123とベース部分121は、それぞれ、材料を除去することによって形成される、画定された入口/出口を含むことができる。例えば、ベース部分121は、流体を内部125に接続し、導くための入口導管117のための開口部を含む。類似している入口/出口が、ヘッダ部分123について企図されている。
【0029】
引き続き図1図2を参照すると、サンプ106は、スクリーン104の内部チャンバ125からスクリーン104の外部に通過しない固体の破片または廃棄物を捕捉するために、スクリーン104の下の流入口102から下流にある。サンプバルブ及び/またはサンプポンプは、システム100の廃棄物の少なくとも1つの特性に基づいて、そこを通る流量を制御するために、サンプドレン116(例えば、出口116)に動作可能に接続される。サンプポンプは、サンプドレン116の下流にあってもよい。複数のセンサ(図示せず)が、サンプバルブまたはサンプポンプの少なくとも1つに動作可能に接続されて、廃棄物、例えばスクリーニングチャンバの廃棄物レベル、測定された流量(複数可)、サンプの内側で測定された固体のレベル、入ってくる濾液の流れの固体のパーセンテージまたは百万分率、前のサンプドレンサイクルでの固体のパーセンテージ(サンプ106が時間内に空になったか、または早すぎたかを判断するために使用される)、1つまたは複数のセンサの入力(入ってくる濾液の流れの固体のパーセンテージに対するサンプ106内側の固体のレベルなど)のうちの少なくとも1つの特性を感知する。
【0030】
引き続き図1図2を参照すると、可動洗浄リング110として示される可動清掃アセンブリは、スクリーン104の外周部の内部に配置される。洗浄リング110は、メンテナンス要員などによってスクリーンを清掃するためにスクリーン104内に(または外部洗浄リング210で説明したようにスクリーンの外側に)挿入される別個の構成要素であるが、能動的な濾過操作の間にスクリーン104から取り外される。洗浄リング110は、スクリーン104に対して可動である。例えば、図1に示すように、洗浄リング110は上昇させた位置にある。リング110は、図1の上昇させた位置で、または一般にスクリーン104の上部に向かって、一時停止でき、以下でより詳細に説明するが、スクリーン104を洗浄するために、下向きのスプレーノズル114a~114dを使用できるということが、企図されている。あるいは、リング110は、図2に示すように、画面104の最下部まで、またはその間の位置まで落下することができる。図2では、洗浄リング110は下降させた位置にあり、場合によっては、スクリーン104をよりよく洗浄することができる。
【0031】
図1に示すように、可動洗浄リング110は、リング112と、リング112の外周部で円周方向に離間された一連のノズル114a~114dとを含むアセンブリである。各ノズル114a~114dは、それぞれのノズル軸Bに沿って、スクリーン104の底部104bに向かう方向に角度が付けられている。ノズル軸Bは、ノズル114a及び114cについて示されているが、ノズル114b及び114dは、ノズルが向いている方向にノズルの縦軸に沿って延びる同様のそれぞれのノズル軸を有すると考えられる。各ノズル114a~114dは、スクリーンに清掃流体の加圧流を供給するために、流体源、例えば水と流体連通することができる。
【0032】
ここで図3を参照すると、スクリーニングシステム200は、外部可動洗浄リング210である可動清掃アセンブリを含む。システム200は、内部洗浄リング110の代わりに外部洗浄リング210が使用されることを除いて、スクリーニングシステム100と同じである。システム200は、ハウジング101と同様のハウジングを含む。システム200のハウジングは、洗浄リング210をよりよく示すために、図3には示されていない。システム200は、流入口202と、流入口202に動作可能に接続されたスクリーン204とを含み、そこから濾液混合物をスクリーン204の内部チャンバ225の中に向けて受ける。流入口202は、スクリーン204の底部204bに向かって配置され、導管217を含む。サンプ(図示せず)は、サンプ106と類似して、スクリーン204を通過しない固体を捕捉するために、流入口202の下流にある。流出口(図示せず)は、スクリーン204の下流にあり、流入口202と流体連通しており、流出口108と同様である。スクリーン204の上部204aはヘッダ部分223に動作可能に接続され、スクリーン104の底部204bはベース部分221に動作可能に接続され、ヘッダ部分223及びベース部分221は、それぞれ上述したヘッダ部分123及びベース部分121と、それぞれ類似している。
【0033】
図3に示すように、外部洗浄リング210を下降させた位置にある。当業者は、上昇させた位置では、外部洗浄リング210は、洗浄リング110が上昇させた位置にあるときと似た軸方向的な位置にあり得る(例えば、図1に示されるように)ことを容易に理解する。外部洗浄リング210は、特定の態様では、リング212と、リング212の外周部に円周方向に配置された一連のノズル214a~214dとを含むという点で、洗浄リング110と同様である。各ノズル214a~214dは、それぞれのノズル軸に沿って、スクリーン204の底部204bに向かう方向に角度が付けられている。
【0034】
特定の実施形態では、システム100及び/または200の可動清掃アセンブリは、内側/外側のリングの代わりに、またはそれに加えて、下方に延びる部材を含み得る。下方に延びる部材は少なくとも1つのノズルを含むことができ、上述のノズル114a~114d及び214a~214と類似しているが、ただしノズルがリングの外周部に円周方向に配置される代わりに、直線的に配置される。下方に延びる部材は、スクリーンによって画定された中央の縦軸、例えば縦軸Aに沿って可動な、スクリーンの外周部の内側にあるドロップダウンストークとすることができる。ストークは、縦軸A(及び/または独自の縦軸)を中心に回転できるか、または回転に対して固定されたままにすることができる。スクリーンの内部チャンバ内で上下させることができる、縦軸Aに沿った方向に可動な複数のストークがあり得る。例えば、それらは、スクリーンの内径の周りで円周方向に離間させて配置することができる。複数のストークは、回転に対して固定でき、縦軸Aを中心に回転でき、及び/またはそれぞれの縦軸を中心に回転できる。
【0035】
下方に延びる部材をスクリーンの外周部に配置できることも考えられる。例えば、下向きに延びる部材は、スクリーン104などのスクリーンの外周部とハウジング101などのハウジングの内周との間の空間において、スクリーンの外周部を一周するドロップダウンストーク(例えば、垂直のバー)とすることができる。これは、縦軸Aの周りを回転することができ、それ自体のそれぞれの縦軸の周りを回転することができ、及び/またはいずれかの軸の周りの回転に対して固定することができる。このシステムは、スクリーンの外周部の周りで円周方向に離間された、またはスクリーンの内径の周りで離間された複数の垂直なバーを含むことができる。この垂直なバーは、縦軸Aの周りを回転することができ、それ自体のそれぞれの縦軸の周りを回転することができ、及び/またはいずれかの軸の周りの回転に対して固定することができる。複数のドロップダウンのストーク/垂直なバーがある構成は、内部か外部かに関係なく、洗浄速度を向上させ得るが、ノズルに接続されたより多くの流体の流れが必要になる可能性がある。
【0036】
下方に延びる部材(内部または外部、単一または複数)は、下方に延びる部材の遠位端、例えば入口102または202に最も近い端部に配置されたノズルを含むことができることが企図される。いくつかの実施形態では、下方に延びる部材は、下方に延びる部材の長さに沿って離間した、例えば、縦軸Aに平行な方向に離間した複数のノズルを含むことができる。
【0037】
図4Aに示すように、固体除去用のスクリーニングシステム300は、ハウジング301(内部構成要素が認識できるように半透明で示されている)と、ハウジング301の底部に画定された流入口302とを含む。完全を期すために、図4Bは、ハウジング301の外面を示す。流入口302は導管317を含む。システム300は、システム100と同様であるが、ただしシステム300は、その全体の流出口に含まれる別々の濾液出口318及び浮遊性破片出口320をそれぞれ含む。ハウジング301は、システム300の内部が見えるように透明に描かれている。スクリーン304は、ハウジング301の内部に配置され、流入口302に動作可能に接続されて、スクリーニングのため濾液混合物を受け取る。スクリーン304は、縦軸Aに沿って頂部304aから底部304bまで延びる中空円筒を形成し、その周りの内部に内部チャンバ325を画定する。上部304aは、濾液出口318及び浮遊性破片出口320のそれぞれ、ならびにハウジング301の上部に近接している。スクリーンの上部304aはヘッダ部分323に動作可能に接続され、スクリーン304の底部304bはベース部分321に動作可能に接続される。ヘッダ部分323及びベース部分321はそれぞれヘッダ部分123及びベース部分121と同様である、ただし、以下でより詳細に説明するが、ヘッダ部分323がヘッダ出口327を含む。底部304bが、入口302及びハウジング301の底部に近接している。スクリーン304は、フレーム305を含み、フレーム305には、スクリーン本体307が取り外し可能に配置されている。具体的には、スクリーン本体307をフレーム305の内外にスライドさせることができる。このことが、スクリーン本体307をフレーム305にスライドさせることにより、「クイックスワップ」画面の変更を可能にする。フレーム305は、スクリーン本体307の外周部を閉じて所定の位置に保持するように構成されたボルトを含む。
【0038】
引き続き図4Aを参照すると、サンプ306は、スクリーン304を通らない固体を捕捉するために、流入口302の下流、スクリーン304の下方にある。サンプ306は、サンプドレン316に動作可能に接続される。システム300は、可動洗浄リング110と同様の、内部洗浄リング310である可動清掃アセンブリと共に示されている。しかし、システム300において、洗浄リング310と共に、またはその代わりに、例えば洗浄リング210などの外部可動洗浄リングを使用することもできることもまた企図されている。下方に延びる部材(上記)を洗浄リング110または210と併せて、またはその代わりに使用できることもまた企図されている。
【0039】
引き続き図4Aを参照すると、流出口は、ヘッダ出口327、ハウジング出口326a及び326bを含む。ハウジング出口326bは、濾液出口318に関連付けられる。ヘッダ出口327及びハウジング出口326aは、浮遊性破片出口320に関連付けられる。濾液出口318及び浮遊性破片出口320は、それぞれの敷居セクションから延びる導管として示されている。システム300は、ハウジング301の第1の敷居セクション328a及び第2の敷居セクション328bをそれぞれ含む。第1の敷居セクション328aは、ハウジング出口326aと浮遊性破片出口320との間にあり、ヘッダ出口327を介して内部チャンバ325と流体連通している。第2の敷居セクション328bは、濾液出口318とハウジング出口326bとの間にある。可動せき322a及び322bは、それぞれのハウジング出口326a及び326bに配置される。
【0040】
ここで図4A図5A~5B及び図8を参照すると、可動せき322aは、スクリーン304と浮遊性破片出口320との間に配置される。せき322a~322bは、ハウジング301に可動に取り付けられ、ハウジング301に対して移動して、それぞれの出口326a~326bを塞ぐまたは開けるように構成される。例えば、図5A~5Cは、図4Aと比較して、システム301の他の側から見たシステム300の概略図である。図5A~5Bは、ハウジング328bも濾液出口318も示していない。図5Aは、ハウジング及び出口326aに対して上昇させた位置にあるせき322aを示す。図5Bは、ハウジング301及び出口326aに対して部分的に下降をした位置にあるせき322aを示す。図5Cは、ハウジング301及び出口326aに対して下降させた位置にあるせき322aを示す。図8は、流体がせき322aの上部をわずかに越え、せき322aが部分的な下降をしているシステム300を示す。これにより、浮遊性破片が上部から流出し、浮遊性破片出口320を通ることが可能になる。
【0041】
図4A図6及び図7に示すように、可動せき322bは、スクリーン304と濾液出口318との間に配置される。せき324は、ハウジング301の第2の敷居セクション328bに固定または可動に取り付けられ、ハウジング301の第2の敷居セクション328bに対して移動するように構成されてもよい。せき324は、ハウジング出口326bの可動せき322bと濾液出口318との間に配置される。濾液出口318は、ハウジング301の第2の敷居セクション328bに動作可能に接続される。せき324はオーバーフローのせきと見なされ、せき322bはアンダーフローのせきと見なされる。アンダーフローのせき322b及びオーバーフローのせき324は、水よりも軽い固体の損失、ならびに同様の密度または水より重い固体の損失を防止するように機能する。ハウジング301の内側の水位Wは、アンダーフローのせきを開いて使用するには、アンダーフローのせき322bのレベルよりも高く、例えば図6に示す水位Wと同じようにしなければならない。
【0042】
せき322a~322b及び324のうちの1つまたは複数は、手動または自動のシステムを介して調節可能であり得る。せき322a~322b及び324を上昇または下降させて、スクリーンの内側、スクリーンの外側、またはそれらの何らかの組み合わせのいずれかで、フィルタシステムの内側の水位の最上部から浮遊性破片を連続的に排出し続けることができると考えられる。せきは、周期的に上昇または下降し、その後、例えばハウジング出口326a及び326bが塞がれる閉位置に戻されて、捕捉された浮遊物をフィルタシステムから周期的に排出することができる。せき322a、322b、及び324は、上昇または下降させることができ、いずれかまたは両方のチャンバに閉じ込められた固体がメインフローから別の経路に放出されるように孔をあける。可動せき322a~322b及び324は、操作者が選択した設定箇所まで周期的に下降するか、周期的に完全に下降するか、または操作者が選択した設定箇所を介して、またはセンサを使用して水位及び適切な部分的な下降がなされる位置を判定することによって、部分的な下降をすることができる。これにより、浮遊性廃棄物がスクリーニングチャンバの上部に確実に閉じ込められるメカニズムが作成され、水より重い廃棄物は、外部の水域に排出される前にスクリーニングシステムに閉じ込められる最後の機会がある。したがって、水よりも重いまたは軽い破片は、システム内に閉じ込められることが可能で、外部の水域に排出される代わりに除去され得る。
【0043】
引き続き図4A~4B及び図10を参照すると、スクリーン本体307は、スクリーン104、204、または304で使用することができる。例えば、これは、上記の中空シリンダーを形成するために湾曲させることができ、流体は、内部チャンバ、例えば内部チャンバ325から、スクリーン304とハウジング301との間の環状部分、例えば環103に流れる。スクリーン本体307は、金属シート311と、金属シート311に画定された角度の付いた孔313とを含む。孔313は、金属シートの平面に垂直な方向で孔の第1の側から所与の孔を見たときに、所与の孔の裏面315によって、金属シート311を通した視界が妨げられるよう、矢印で概略的に示されるように、内部チャンバ内の流れ方向から離れる方向に角度が付けられている。一定の直径(d)を有する孔の場合、これは、金属シート311の表面309に対する所与の孔の角度(α)が、孔におけるシートの厚さ(t)及び孔の直径(d)の関数であることを意味する。これは次のように表される。
【数3】
一般に、角度の付いた孔313は、材料が直接通過するのを防止し、破片が出口に到達する可能性を低減する。斜めの角度はまた、糸状の、または孔に似たサイズの破片が引っかかって孔を塞ぐ可能性を減らす。以下に説明するように、スクリーンを電解研磨すると、これらの特性が向上する場合がある。
【0044】
スクリーニングシステムで使用するための、スクリーン本体307などのスクリーン本体を製造する方法は、金属シート、例えば金属板311を準備すること、スクリーンを形成するために、金属シートの表面、例えば表面309に対して角度(α)で、また金属シートに垂直な方向に対してある角度で、金属シートに孔313などの孔をあけることを含む。孔は、孔の第1の側から、金属シートの平面に垂直な方向で所与の孔を見るとき、金属シートを通る視界が、所与の孔の裏側の表面、例えば表面315によって妨げられるようにあけられ、これにより、スクリーンに対して垂直に見たときに光が通過するのを防ぐようにする。一定の直径(d)を備える孔の場合、これは角度(α)が上記の式で示されるように計算できることを意味する。ウォータージェット及び/またはレーザーカッターを使用して孔をあけることができると考えられる。上記のように、金属シートまたは薄板に角度を付けてパンチされたウォータージェットまたはレーザーカットの孔は、0.2~1.5mmの孔を作成できる。スクリーン本体は、スクリーン、例えばスクリーン304を形成するために、フレーム、例えばフレーム305に適合するように円筒形に曲げることができる。
【0045】
この方法は、スクリーンを電解研磨することを含むことができる。レーザーカットの孔と電解研磨により、マイクロメートルスケールの波状の表面効果が得られる。前述の孔の角度と、電解研磨中に発生する表面の侵食が組み合わさると、スクリーンに垂直な角度から見たときに、表面が波打っているが、固体のように見えるものをスクリーンは示す。
【0046】
図9に示すように、スクリーニングシステム400が示されている。システム400は、システム300と同じであるが、ただし、浮遊性破片出口と濾液出口、例えば320と318をそれぞれ有する代わりに、ハウジング出口426の下流に単一の濾液出口418しかない。システム400は、アンダーフローのせき322bと同様のアンダーフローせき422と、オーバーフローのせき324と同様のオーバーフローのせき424との組み合わせを含み、濾液出口からの固体の損失を防止する。システム400では、2次ドレンまたはフラッシュシステムが、2つのせきの間に捕捉された固体を一掃し、主フィルタシステムに戻ってサンプドレン416を介して排出するか、濾液とは別にシステムから直ちに排出することができると考えられる。
【0047】
図11~13に示すように、システム100、200、及び300と同様の固体除去用のスクリーニングシステムは、可変体積流入口アセンブリを含む。このアセンブリにはコンジット117/217/317を含めることができ、これらは例えば、入口102、202及び302用に設けられたものであり、また入口ハウジングと組み合わせて使用される場合に略V字形またはくさび形を形成する一連の可動鋼シムを含めることができる。シムは、入口102、202、または302の導管内に配置することができ、様々なサイズとすることができる。
【0048】
図11に示すように、シム530は、鋼または他の金属の比較的薄い鋼板から作ることができ、一方の端部533で入口導管117/217/317の内側に溶接、ヒンジ留め、ボルト締め、または他の方法で取り付けることができる。図11において、シム530は、端部533を中心に回転及び/または調整ねじ532を動かすことによって曲げることができ(両頭矢印によって概略的に示されるように)、調整ネジを前後に動かすと、シム530の先端531は、内側/外側に移動され(先端531に近接する両頭矢印によって概略的に示されるように)、入口のサイズを増減させ、入口導管117/217/317を通る流路を狭めたり広げたりする。より狭い入口導管は、同じ流量でより高い速度を生み出し、スクリーンの自浄の側面を改善する可能性がある。入口を広くすると流速は低下するが、システムを通過する流量が増えるため、システム容量が増加し、ヘッドの圧力損失が減少する可能性がある。入口を通る流れはシム/プレートを調整ネジ532に接触させたままにする。入口導管117/217/317を通る流路を調整して、システムが特定の廃水の流れで機能するために必要な最小速度を決定できる。
【0049】
シムは、上記のように調整ネジを使用して内側に曲げる、回転させる、または「チョーク」を増やす他の方法で調整することができる。入口のサイズを小さくすると、単一のシステム100/200/300で様々な流速が可能になる。恒久的な設置では、図12に示すように、シム534はより厚くする、例えば厚すぎて曲がることができない、ようにすることができ、所与の流速で設定速度を達成するように配置することができる。この場合、ねじ536を使用してシム534を固定する。
【0050】
図13に示されるように、様々なサイズの積み重ねられたシム538a~538dはすべて、入口導管117/217/317の内側に一方の端部537で取り外し可能に取り付けられ、流速が、ねじ535を緩めて、必要に応じて1つまたは複数の積み重ねられたシム538a~538dを除去/追加することで、恒久的な設置において改変されるようにする。当業者は、図12及び図13について上述したシム534及び538a~538dの代わりに、材料のブロック(複数可)、箱(複数可)などを使用することができることをたやすく理解する。
【0051】
本発明のスクリーニングシステム及び方法は、好ましい実施形態を参照して示され、説明されてきたが、当業者は、様々な変更及び/または修正が、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、それに加えることができることを容易に理解するであろう。例えば、システム100、200、及び300の一部は、システム100、200、及び300にわたって交換可能に使用することができる。本開示は、本明細書に詳細に記載されていない可能性がある多くの他の実施形態を含むが、それにもかかわらず、なされた開示から当業者によって理解されると考えられる。したがって、本開示は、前述の例のみ、または指定された実施形態のみに限定されるものとして読まれるべきではない。
【手続補正2】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
固体除去用のスクリーニングシステムであって、
ハウジング、
前記ハウジング内に配置されたスクリーン、
前記スクリーンによって画定された内部チャンバに動作可能に接続された流入口、
前記スクリーンを通らない固体を捕捉するための前記流入口の下流のサンプ、
前記流入口と流体連通する、前記スクリーンの下流の流出口、及び
前記スクリーンの外周部の内部、前記スクリーンの前記外周部の周囲、またはその両方に配置された可動清掃アセンブリであって、前記スクリーンに対して可動である、前記可動清掃アセンブリ、
を備える、前記システム。
【請求項2】
前記可動清掃アセンブリは、リング、及び前記リングの外周部に円周方向に配置された一連のノズルを含む、請求項1に記載のスクリーニングシステム。
【請求項3】
前記スクリーンは上部から底部まで延び、
前記ノズルは前記スクリーンの前記底部に向かう方向に角度が付けられている、請求項1に記載のスクリーニングシステム。
【請求項4】
前記可動清掃アセンブリが下方に延びる部材を含み、
前記下方に延びる部材が少なくとも1つのノズルを含む、請求項1に記載のスクリーニングシステム。
【請求項5】
前記下方に延びる部材は、前記スクリーンによって画定される中央縦軸に沿って前記スクリーンの前記外周部の内部に配置される中央部材である、請求項4に記載のスクリーニングシステム。
【請求項6】
前記中央部材は、前記縦軸に沿って移動するように取り付けられる、請求項5に記載のスクリーニングシステム。
【請求項7】
前記下方に延びる部材は、前記スクリーンの前記外側の外周部の周囲に配置される、請求項4に記載のスクリーニングシステム。
【請求項8】
前記下方に延びる部材は、前記スクリーンの前記外側の外周部の周りを円周方向に動くよう据え付けられる、請求項7に記載のスクリーニングシステム。
【請求項9】
前記少なくとも1つのノズルが、前記下方に延びる部材の遠位端に配置されたノズルを含む、請求項4に記載のスクリーニングシステム。
【請求項10】
前記少なくとも1つのノズルが、前記下方に延びる部材の長さに沿って離間された一連のノズルを含む、請求項4に記載のスクリーニングシステム。
【請求項11】
前記下方に延びる部材は、前記スクリーンの前記外周部の内部、前記スクリーンの前記外周部の周囲、またはその両方で離間された複数の下方に延びる部材のうちの1つである、請求項4に記載のスクリーニングシステム。
【請求項12】
前記入口は、前記スクリーンの底部の下方に配置されたベース部分に動作可能に接続されて、流体混合物を前記スクリーンの内部に導く、請求項1に記載のスクリーニングシステム。
【請求項13】
前記出口は、前記ハウジングの上部に動作可能に接続され、前記スクリーンと前記ハウジングとの間の環状部から、前記ハウジングの外に、スクリーニングされた流体を導く、請求項1に記載のスクリーニングシステム。
【請求項14】
固体除去用のスクリーニングシステムであって、
流入口、
前記流入口に動作可能に接続された、取り外し可能に配置されたスクリーン本体を有する、フレーム、
前記スクリーンを通らない固体を捕捉するための前記流入口の下流のサンプ、及び
前記流入口と流体連通する、前記スクリーンの下流の流出口、
を含む、前記スクリーニングシステム。
【請求項15】
スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体であって、前記スクリーン本体は、
金属シート、及び
前記金属シートに画定された角度の付いた孔であって、前記金属シートの表面に垂直な方向で前記孔の第1の側から所与の孔を見るとき、前記金属シートを通した視界が、前記所与の孔の裏面によって妨げられる、前記孔、
を含む、前記スクリーニングシステム。
【請求項16】
スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体であって、
金属シート、及び
前記金属シートに画定された角度の付いた孔であって、前記金属シートの表面に対する各々の孔の角度(α)は、前記孔での前記シートの厚さ(t)と前記孔の直径(d)の関数
【数1】
である、前記孔、
を含む、前記スクリーン本体。
【請求項17】
スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体を製造する方法であって、
金属シートを準備すること、及び
スクリーン本体を形成するために、前記金属シートによって画定される表面に対してある角度で、及び前記金属シートの前記表面に垂直な方向に対してある角度で、前記金属シートに孔をあけることであって、前記金属シートの前記表面に垂直な方向で前記孔の第1の側から所与の孔を見るとき、前記金属シートからの視界が、前記所与の孔の裏面によって妨げられる、前記孔をあけること、
を含む、前記方法。
【請求項18】
スクリーニングシステムで使用するためのスクリーン本体を製造する方法であって、
金属シートを準備すること、及び
前記金属シートによって画定された表面に対して角度(α)で前記金属シートに孔をあけることであって、前記金属シートの前記表面に対する前記角度(α)は、前記孔での前記シートの厚さ(t)と前記孔の直径(d)の関数
【数2】
である、前記孔をあけること、
を含む、前記方法。
【請求項19】
固体除去用のスクリーニングシステムであって、
可変体積流入口アセンブリ、
前記可変体積流入口アセンブリの下流に配置されたスクリーン、
前記スクリーンを通らない固体を捕捉するための前記流入口アセンブリの下流のサンプ、及び
前記可変体積流入口アセンブリと流体連通する、前記スクリーンの下流の流出口、
を含む、前記スクリーニングシステム。
【請求項20】
前記可変体積流入口アセンブリは、入口導管と、三角形の断面を有する一連の可動鋼シムを含む、請求項19に記載のスクリーニングシステム。
【請求項21】
前記スチールシムは様々なサイズである、請求項20に記載のスクリーニングシステム。
【請求項22】
固体除去用のスクリーニングシステムであって、
ハウジング、
前記ハウジング内に配置されたスクリーン、
前記スクリーンによって画定された内部チャンバに動作可能に接続された流入口、
前記スクリーンを通らない固体を捕捉するための前記流入口の下流のサンプ、
前記スクリーンの下流の流出口、及び
前記スクリーンと前記流出口との間に配置されたせき、
を備える、前記スクリーニングシステム。
【請求項23】
前記スクリーンと前記流出口との間にハウジング出口をさらに備える、請求項22に記載のスクリーニングシステム。
【請求項24】
前記せきが、前記ハウジングに可動に取り付けられ、前記ハウジング出口に対して移動するように構成される、請求項23に記載のスクリーニングシステム。
【請求項25】
前記流出口と前記ハウジング出口との間に前記ハウジングの敷居セクションをさらに備え、
前記せきは、前記ハウジングの前記敷居セクションに可動に据え付けられ、前記ハウジングの前記敷居セクションに対して移動するように構成される、請求項24に記載のスクリーニングシステム。
【請求項26】
前記流出口は、前記ハウジングの前記敷居セクションに画定される、請求項25に記載のスクリーニングシステム。
【請求項27】
前記流出口が浮遊性破片出口である、請求項22に記載のスクリーニングシステム。
【請求項28】
前記流出口が濾液出口である、請求項22に記載のスクリーニングシステム。
【請求項29】
固体除去用のスクリーニングシステムであって、
ハウジング、
前記ハウジング内に配置されたスクリーン、
前記スクリーンによって画定された内部チャンバに動作可能に接続された流入口、
前記スクリーンを通らない固体を捕捉するための前記流入口の下流のサンプ、
前記サンプの下流のサンプドレン、
前記システムの前記廃棄物の少なくとも1つの特性に基づいて、通る前記流量を制御するために、前記サンプドレンに動作可能に接続される、サンプバルブまたはサンプポンプの少なくとも1つ、及び
前記廃棄物の少なくとも前記1つの特性を感知するために、前記サンプバルブまたは前記サンプポンプの少なくとも1つに動作可能に接続された、複数のセンサ、
を備える、前記スクリーニングシステム。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
図1
図2
図3
図4A
図4B
図5A
図5B
図5C
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
【国際調査報告】