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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】2024-06-28
(54)【発明の名称】濾過構成及び濾過装置
(51)【国際特許分類】
B01D 33/04 20060101AFI20240621BHJP
【ＦＩ】
B01D33/04 A
【審査請求】未請求
【予備審査請求】有
(21)【出願番号】P 2023580807
(86)(22)【出願日】2021-09-17
(85)【翻訳文提出日】2024-02-27
(86)【国際出願番号】 EP2021075694
(87)【国際公開番号】W WO2023274568
(87)【国際公開日】2023-01-05
(31)【優先権主張番号】PCT/EP2021/068151
(32)【優先日】2021-07-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】521361785
【氏名又は名称】レナシス アクスイェ セルスカプ
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(72)【発明者】
【氏名】トロンド メルフス
(72)【発明者】
【氏名】アルネ マルミン
【テーマコード（参考）】
4D116
【Ｆターム（参考）】
4D116AA01
4D116AA16
4D116AA27
4D116BB12
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4D116BC67
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(57)【要約】
液体２０を濾過するための濾過装置１０用の濾過構成１２を提供する。濾過構成１２は、濾過容器１４と、内部を通過する液体２０から粒子を除去するための連続する濾過要素１６であって、濾過要素１６は、経路２６に沿って、濾過容器１４内に入り、濾過容器１４から出るように配置される、濾過要素１６と、濾過容器１４内にて濾過要素１６とその両側で封止係合する２つのホイール１８ａ、１８ｂであって、２つのホイール１８ａ、１８ｂのそれぞれは、濾過容器１４に対して、濾過要素１６の動作に伴い回転可能である、２つのホイール１８ａ、１８ｂと、を備える。このほか、流体噴射装置３６と濾過装置１０とを備える濾過構成１２を提供する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体（２０）を濾過するための濾過装置（１０）用の濾過構成（１２）であって、濾過容器（１４)と、
内部を通過する液体（２０）から粒子を除去するための連続する濾過要素（１６）であって、経路（２６）に沿って、前記濾過容器（１４）に入り、前記濾過容器（１４）から出るように配置される、濾過要素（１６）と、
前記濾過容器（１４）内にて前記濾過要素（１６）とその両側で封止係合する２つのホイール（１８ａ、１８ｂ）であって、２つのホイール（１８ａ、１８ｂ）のそれぞれは、前記濾過容器（１４）に対して、前記濾過要素（１６)の動作に伴い回転可能である、２つのホイール（１８ａ、１８ｂ）と、
を具備する、濾過構成（１２）。
【請求項2】
前記２つのホイール（１８ａ、１８ｂ）は前記濾過容器（１４）に対して垂直に移動可能である、請求項１に記載の濾過構成（１２）。
【請求項3】
各ホイール（１８ａ、１８ｂ）は少なくとも１つの座部（２４ａ、２４ｂ）を備え、前記濾過要素（１６）は前記座部（２４ａ、２４ｂ）内に受容される、請求項１又は２に記載の濾過構成（１２）。
【請求項4】
前記濾過容器（１４）は２つの円形部分（９２ａ、９２ｂ）を備え、前記２つのホイール（１８ａ、１８ｂ）は、その間に前記濾過要素（１６）がある状態で前記円形部分（９２ａ、９２ｂ）のそれぞれに押し込まれる、請求項１－３の何れか一項に記載の濾過構成（１２）。
【請求項5】
前記濾過要素（１６）と前記円形部分（９２ａ、９２ｂ）のそれぞれとの間を封止するように配置された少なくとも１つの固定ホイール封止部材（９８、９８ａ、９８ｂ）をさらに具備する、請求項４に記載の濾過構成（１２）。
【請求項6】
各固定ホイール封止部材（９８、９８ａ、９８ｂ）は、それぞれの座部（２４ａ、２４ｂ）に受容される、請求項３及び５に記載の濾過構成（１２）。
【請求項7】
前記少なくとも１つの固定ホイール封止部材（９８、９８ａ、９８ｂ）はプラスチック材料から作成される、請求項５又は６に記載の濾過構成（１２）。
【請求項8】
前記濾過容器（１４）はそれぞれのホイール（１８ａ、１８ｂ）の横方向外側に２つの空洞（９４ａ、９４ｂ）を具備する、請求項１－７の何れか一項に記載の濾過構成（１２）。
【請求項9】
各空洞（９４ａ、９４ｂ）の底部に固定空洞封止部材（９６ａ、９６ｂ）をさらに具備する、請求項８に記載の濾過構成（１２）。
【請求項10】
液体（２０）を濾過するための濾過装置（１０）用の濾過構成（１２）であって、濾過容器（１４)と、
内部を通過する液体（２０）から粒子を除去するための連続する濾過要素（１６）であって、経路（２６）に沿って、前記濾過容器（１４）内に入り、前記濾過容器（１４）から出るように配置され、濾布（２８）と、前記濾布（２８）を支持する担体（３０）とを具備する、濾過要素（１６）と、
前記濾布（２８）に振動を誘発するために、該濾布（２８）に向けて流体の変化する流れを提供するように構成された流体噴射装置（３６）と、
を具備する、濾過構成（１２）。
【請求項11】
前記濾過構成（１２）は前記濾過容器（１４）の外側で前記濾布（２８）を前記担体（３０）から分離するように構成される、請求項１０に記載の濾過構成（１２）。
【請求項12】
前記流体噴射装置（３６）は前記担体（３０）と前記濾布（２８）との間に位置決めされる、請求項１１に記載の濾過構成（１２）。
【請求項13】
前記流体噴射装置（３６）は前記経路（２６）に対して横方向（８６）に振動するように配置された少なくとも１つの流体噴射管（１０２）を具備する、請求項１０－１２の何れか一項に記載の濾過構成（１２）。
【請求項14】
前記流体噴射装置（３６）は前記濾布（２８）に向けて流体の変動する流量を提供するように構成される、請求項１０－１３の何れか一項に記載の濾過構成（１２）。
【請求項15】
前記流体噴射装置（３６）は前記担体（３０）を支持するための少なくとも１つの担体支持体（１０６）を具備する、請求項１０－１４の何れか一項に記載の濾過構成（１２）。
【請求項16】
液体（２０）を濾過するための濾過装置（１０）であって、請求項１－１５の何れか一項に記載の濾過構成（１２）を具備する、濾過装置（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、一般に液体の濾過に関する。特に、２つのホイールを備える濾過構成、流体噴射装置を備える濾過構成及びそのような濾過構成を備える濾過装置を提供する。
【背景技術】
【0002】
今日の世界の大きな課題の１つには、ヒトと動物に安全な飲料水を提供することが挙げられる。水質汚染の主な原因のいくつかが、未処理の下水、製造業からの未処理のプロセス水、農業廃棄物及び流出水に起因するものである。水は安全に飲めるようになる前に処理する必要がある。
【0003】
汚染水から安全な飲料水を提供する方法の１つには、真空下で汚染水を蒸発させることが挙げられる。真空下で水を蒸気に相変化させることで、水は低温で沸騰する。この方法の欠点は、真空下で水を水蒸気に相変化させるのに多くのエネルギーが必要なことである。
【0004】
特許文献１は、流体から粒子を濾過するための濾過装置を開示する。この濾過装置は、濾過容器と、通過する流体から粒子を除去するための少なくとも１つの濾過要素であって、濾過容器に入り、濾過容器から出る経路に沿って移動するように配置された少なくとも１つの濾過要素と、粒子と流体の混合物を濾過容器内の少なくとも１つの濾過要素に移送するように配置された濾過入口と、少なくとも１つの濾過要素によって濾過された流体を濾過容器から外に移送するように配置された濾過出口と、を備える。この濾過装置は、濾過容器内の少なくとも１つの濾過要素全体にわたって差圧を確立するように構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２０２０／１６４７３０号
【発明の概要】
【0006】
本開示の１つの目的は、改良された性能を有する濾過装置用濾過構成を提供することである。
【0007】
本開示の別の目的は、濾過された液体の清浄度を改善する濾過装置用濾過構成を提供することである。
【0008】
本開示のさらに別の目的は、エネルギー効率の高い動作を実施する濾過装置用濾過構成を提供することである。
【0009】
本開示のさらに別の目的は、摩擦損失を低減した濾過装置用濾過構成を提供することである。
【0010】
本開示のさらに別の目的は、密閉性が向上した濾過装置用濾過構成を提供することである。
【0011】
本開示のさらに別の目的は、濾布のいっそう効率的な洗浄を可能にする濾過装置用濾過構成を提供することである。
【0012】
本開示のさらに別の目的は、前述の目的の一部又は全部を解決する濾過装置用濾過構成を提供することである。
【0013】
本開示のさらに別の目的は、前述の目的の１つ、一部又は全部を解決する、濾過構成を備える濾過装置を提供することである。
【0014】
第１の態様によれば、液体を濾過するための濾過装置用濾過構成を提供する。濾過構成は、濾過容器と、内部を通過する液体から粒子を除去するための連続する濾過要素であって、経路に沿って、濾過容器に入り、濾過容器から出るように配置された濾過要素と、濾過容器の内側にて濾過要素の両側で封止係合する２つのホイールであって、２つのホイールのそれぞれは、濾過要素の動作に伴って濾過容器に対して回転可能である、２つのホイールと、を備える。
【0015】
濾過装置は濾過容積部を備えてもよい。濾過容積部の範囲は、２つのホイールと、濾過要素のホイールと現在係合している部分とによって定められてもよい。
【0016】
ホイールが濾過要素に封止係合し、濾過要素の動作に合わせて回転するため、ホイールと濾過要素との間の摩擦損失を排除することができると同時に、濾過容器内の濾過容積部を効率的に封止することができる。密封することは、濾過装置が濾過要素の下流の負圧下で使用される場合に特に有益である。密封されない場合、濾過されない液体が濾過要素側を通過し、濾過性能が低下するリスクがある。ホイールは濾過要素を濾過容器に押し付けてもよい。
【0017】
濾過構成により、ホイールの接線速度を濾過要素の速度と同じにすることができる。ホイールと濾過要素との間の相対運動による摩擦がないため、濾過装置のエネルギー効率が高くなる。このほか、摩擦によって引き起こされる振動と、その結果として生じる漏れを回避することができる。ホイールが濾過要素と共に回転するため、ホイールと濾過要素は回転可能な封止を提供すると言える場合がある。
【0018】
濾過要素は、本明細書に記載するような任意のタイプのものであってもよい。濾過要素は、濾布と、濾布を支持する担体とを備えてもよい。濾布及び担体はそれぞれ連続していてもよい。濾布と担体は、横方向の幅がほぼ同一であっても、同一であってもよい。本明細書で使用する場合、横方向とは経路に直交する方向である。担体は担体ベルトであってもよい。
【0019】
２つのホイールは独立して回転しても、互いに固定されてもよい。２つのホイールは、同じ形状、寸法及び／又は質量を有してもよい。２つのホイールは、横方向に互いに離れていてもよい。
【0020】
濾布は、３次元細孔形状を有する金属ワイヤクロス又は合金ワイヤクロスなどのワイヤクロスを含んでもよい。そのような濾布は、濾布の公称程度の目詰まりの後に、濾過に対してほぼ一定又は一定の透過性を提供することができる。ワイヤクロスは、縦糸ワイヤと横糸ワイヤとが交差し、織目によって織り込まれていてもよい。縦糸ワイヤは、第１及び第２のタイプの縦糸ワイヤを形成するために、少なくとも２つの異なる構成で形成されてもよい。第１のタイプの縦糸ワイヤの長さが、特定の長さ単位に関して第２のタイプの縦糸の長さからずれていてもよい。２つの隣接する縦糸ワイヤの部分の間の間隙及び２つの隣接する横糸ワイヤの交差部分に細孔を形成してもよい。
【0021】
濾過構成はモータを備えてもよい。モータは、濾過要素を経路に沿って駆動するように構成されてもよい。濾布が連続担体上に配置されている場合には、モータは担体を駆動してもよい。濾過要素は、濾過装置の動作中に連続的に移動しても、断続的に移動してもよい。
【0022】
本開示全体を通じて、液体は水であってもよい。濾過容器は鋼製であってもよい。第１の態様による濾過構成は、第２の態様による流体噴射装置を備えても、備えなくてもよい。しかし、第１の態様による濾過構成は、第２の態様と同じものであってもよい。
【0023】
２つのホイールは、濾過容器に対して垂直に移動可能であってもよい。これにより、２つのホイールは濾過要素上に載置されるようになる。ホイールが下方に移動可能であるようにすることにより、濾過要素が圧縮され、密閉性が向上する。２つのホイールは、重力によって垂直下方に移動するように配置されてもよい。このため、ホイールの重量が大きくなるほど、濾過要素と濾過容積部の密閉性が高まる。任意選択で、バネなどの付勢装置を各ホイールに設けて、濾過要素に対してホイールの追加の力を提供することができる。垂直方向の動きには、垂直方向の成分を含むあらゆる動きが含まれる。ホイールは、例えば、純粋に垂直方向に移動しても、垂直方向に対して傾斜した方向に移動してもよい。
【0024】
各ホイールは少なくとも１つの座部を備えてもよい。この場合、濾過要素は座部に受容されてもよい。各座部は、それぞれのホイールの周囲に沿って延びてもよい。任意選択で、各ホイールは、曲がりくねった構造を備えてもよく、濾過要素は曲がりくねった構造内に受容されてもよい。このようにして、濾過構成は回転可能なラビリンスシールを備える。そのような各ラビリンスシールは、いくつかの座部を備える。
【0025】
濾過容器は２つの円形部分を備えていてもよい。この場合、２つのホイールは、その間に濾過要素を挟んだ状態で、それぞれの円形部分に押し込まれてもよい。各円形部分は、９０－１８０°、例えば、１２０－１８０°の角度の広がりを有してもよい。
【0026】
濾過構成は、少なくとも１つの固定ホイール封止部材をさらに備えてもよい。固定ホイール封止部材は、濾過要素とそれぞれの円形部分との間を封止するように配置されてもよい。
【0027】
各固定ホイール封止部材は、それぞれの座部内に受容されてもよい。このため、固定ホイール封止部材及び濾過要素のそれぞれは、共通の座部又は固有の座部のいずれかの座部に受容されてもよい。
【0028】
少なくとも１つの固定ホイール封止部材は、プラスチック材料から作成されてもよい。プラスチック材料は、濾過要素と１つ又は複数の固定ホイール封止部材との間の摩擦を低減する。
【0029】
濾過容器は、それぞれのホイールの外側に横方向に２つの空洞を備えてもよい。空洞は、まき散らしによる濾過容量部からのあらゆる溢れを収集してもよい。ホイールによる濾過要素の密封により、空洞内の液体が濾過要素の下流の領域に通過することを防止する。このため、濾過構成は、濾過されていない液体が濾過された液体と混ざることを防止する。空洞内の液体を、例えば、その液体をポンプで汲み出すか、そこに液体を注入して循環を確立することによって、少なくとも断続的に濾過容積部内に戻してもよい。これにより、空洞内に液体が長期間滞留することを防止することができる。
【0030】
濾過構成は、各空洞の底部に固定空洞封止部材をさらに備えてもよい。各固定空洞封止部材は、発泡材料及び／又はゴムから作成されてもよい。
【0031】
第２の態様によれば、液体を濾過するための濾過装置用濾過構成を提供する。この濾過構成は、濾過要素と、内部を通過する液体から粒子を除去するための連続する濾過要素であって、濾過要素は、経路に沿って、濾過容器に入り、濾過容器から出るように配置され、濾過要素は、濾布と、濾布を支持する担体とを備える、濾過要素と、濾布に向けて流体の変化する流れを提供して、濾布に振動を誘発するように構成された流体噴射装置と、を備える。
【0032】
流体の流れにより、粒子を濾布から吹き飛ばす、例えば、濾布を通して吹き飛ばす。しかし、このほか、流体の流れの変化又は揺動が濾布に振動を引き起こす。このような振動はこのほか、濾布から粒子を除去するのに役立つ。即ち、振動により濾布から粒子が振り落とされる。これにより、濾布の洗浄がさらに効率的なものになる。流体の流れだけでなく、振動も洗浄効率に大きな影響を及ぼす。このため、この態様による濾過構成は、一定の流体の流れを供給する流体噴射装置を使用する場合と比較して、大幅に改善された洗浄効率を有する。任意選択で、流体噴射装置は、濾布の固有振動数を励起するように変化する流体の流れを提供するように構成されてもよい。これにより、洗浄効率をさらに向上させることができる。
【0033】
濾過要素は、連続しているため、ループを形成する。濾布は担体を囲んでもよい。即ち、担体は濾布の内部に配置されてもよい。流体噴射装置は、ループに対して外向きの方向に流体の流れを提供するように構成されてもよい。これとは別に、あるいはこれに加えて、流体噴射装置は、流体の流れを垂直下方に提供するように構成されてもよい。この点での垂直下方向を、水平に対して１度から１７９度の角度にしてもよい。
【0034】
濾過構成は、濾過要素を支持し、経路に沿って濾過要素を案内するための複数のローラを備えてもよい。流体噴射装置は、濾布が自由に垂れ下がる位置に配置されてもよい。濾布は２本のローラの間にたるみを伴って吊り下げてもよい。このようにして、許容される濾布の振動が大きくなる。
【0035】
流体は空気であってもよい。流体の流れは、方向性揺動及び／又は流れ揺動などによって揺動して変化する場合がある。方向性揺動の場合、流体の流れは、ほぼ一定又は一定の流量を有する可能性があるが、流体の流れの流れ方向は変化する。
流れ揺動の場合、流体の流れは、ほぼ一定又は一定の流れ方向を有する可能性があるが、流体の流れの流量は変化する。
流れ揺動の場合、流体の流れは、ほぼ一定又は一定の流れ方向を有する可能性があるが、流体の流れの流量は変化する。
【0036】
第２の態様による濾過構成は、第２の態様によるホイールを備えても、備えなくてもよい。しかし、第２の態様による濾過構成は、第１の態様と同じものであってもよい。
【0037】
濾過構成は、濾布を濾過容器の外側の担体から分離するように構成されてもよい。この場合、流体噴射装置は担体と濾布との間に位置決めされてもよい。このようにして、流体噴射装置は、流体の流れを提供すると同時に担体を支持することができる。さらに、これにより、流体噴射装置を濾布の近くに位置決めして、洗浄性を向上させることができる。多くの実装例では、担体には粒子が「見られる」ことは決してないため、洗浄の必要はない。
【0038】
流体噴射装置は、経路に対して横方向に揺動するように配置された少なくとも１つの流体噴射管を備えてもよい。このようにして、流体噴射装置は、濾布に向けて流体の変化する流れを提供して、濾布に振動を引き起こすことができる。各流体噴射管は可撓性であったり、及び／又は可撓性を伴って吊り下げられたりしてもよい。流体噴射装置に供給された流体圧力を増大させることによって、１つ又は複数の流体噴射管の揺動数を増大させることができ、その逆も可能である。流体噴射装置は、複数の流体噴射管、例えば、少なくとも３つの流体噴射管を備えてもよい。
【0039】
流体噴射装置は、各流体噴射管に関連付けられた管案内具を備えてもよい。各管案内具は、流体噴射管を横方向に案内するように構成されてもよい。
【0040】
流体噴射装置は、濾布に向けて流体の変化する流れを提供するように構成されてもよい。このほか、このようにして、流体噴射装置は、濾布に向けて流体の変化する流れを提供して、濾布に振動を引き起こすことができる。
【0041】
流体噴射装置は、担体を支持するための少なくとも１つの担体支持体を備えてもよい。流体噴射装置は、１つ又は複数の流体噴射管に流体を供給するための流体パイプをさらに備えてもよい。この場合、各担体支持体は流体パイプを少なくとも部分的に取り囲んでもよい。流体パイプは横方向に延びてもよい。
【0042】
第３の態様によれば、液体を濾過するための濾過装置を提供する。この濾過装置は、第１の態様及び／又は第２の態様による濾過構成を備える。濾過装置は、国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０２１／０６８１５１号明細書に記載されているタイプのものであってもよい。この国際特許出願の全内容は参照することにより本明細書に組み込まれる。濾過装置は、国際出願ＰＣＴ／ＥＰ２０２１／０６８１５１号に記載されているように、濾過要素全体にわたる液体の差圧を制御し、差圧と連動して濾過要素を通る液体のフィルタ内流れの通過時間を制御することによって、液体を濾過するように構成されてもよい。濾過要素全体にわたって急激な圧力降下を提供することで、液体中のあらゆる細菌及び寄生虫が死滅することになる。
【0043】
濾過装置は、生物の量を低減することが望まれる任意の液体を濾過するために使用されてもよい。濾過要素への流入水は、前処理されても、されなくてもよい。前処理の例には、前洗浄、予備加熱などが挙げられる。
【0044】
濾過装置は、濾過要素の下流の出口ラインと、出口ラインの下流の収集容積部と、収集容積部から流出する液体の収集容積部内液体流れを制御するように構成された液体出口装置と、収集容積部から流出する気体流れを制御するように構成された気体出口装置と、濾過要素全体にわたる液体の差圧を制御し、差圧と連動して濾過要素を通る液体のフィルタ内流れの通過時間を制御するように構成された制御システムと、をさらに備えてもよい。差圧及び通過時間の制御は、液体出口装置を制御して収集容積部内液体流れを制御するステップと、気体出口装置を制御して気体流れを制御するステップと、を含んでもよい。
【0045】
出口ラインは、濾過容器と収集容積部との間など、濾過容器の下流に配置されてもよい。収集容積部は大気に対して閉鎖されていてもよい。
【0046】
濾過装置は、濾過要素の上流、例えば、入口ライン上に位置決めされた液体入口装置をさらに備えてもよい。液体入口装置によって、濾過要素への液体の流入流れを制御することができる。
【0047】
濾過装置は上流フィルタをさらに備えてもよい。上流フィルタは、入口ラインと濾過要素との間又は入口ライン内に位置決めされてもよい。
【0048】
出口ラインは、少なくとも１メートルの測地高低差を有してもよい。濾過装置は、出口ライン内の液体の下流への移動によって差圧を確立するように構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【0049】
本開示の追加の詳細、利点及び態様が、図面と併せて以下の説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための形態】
【0050】
以下では、２つのホイールを備えた濾過構成、流体噴射装置を備えた濾過構成及びそのような濾過構成を備えた濾過装置について説明する。同一又は類似の構造的特徴を示すために、同一又は類似の参照番号を使用する。
【0051】
図１は、濾過装置１０の側断面図を概略的に示す。濾過装置１０は、濾過構成１２を備える。濾過装置１０は、濾過容器１４、連続する濾過要素１６及び２つのホイール１８ａ、１８ｂ（１つのホイール１８ｂのみを図１に示す）を備える。濾過要素１６は、内部を通過する液体から粒子を除去するように構成される。ここでは、液体を水２０として例示する。
【0052】
濾過容積部２２の範囲を、２つのホイール１８ａ、１８ｂと、濾過容器１４内の濾過要素１６と、によって定める。濾過対象の水２０を、濾過容積部２２内に受容する。ホイール１８ｂは、座部２４ｂを備える。ホイール１８ａは、対応する座部２４ａ（図２）を備える。
【0053】
図１に示すように、濾過要素１６は、経路２６に沿ってループ状に移動可能である。濾過要素１６は、濾過容器１４内の濾過領域に連続的又は断続的に移動し、濾過容器１４から外に移動することができる。濾過容器１４は鋼製であってもよい。
【0054】
ここで、濾過要素１６は、連続する濾布２８と、ここでは担体ベルト３０として例示する連続する担体とを備える。担体ベルト３０は、濾布２８を支持する。濾布２８は、担体ベルト３０の外側に配置される。濾布２８は、例えば、ＲＰＤ ＨＩＦＬＯ ５Ｓ、１０Ｓ、１５Ｓ、２０Ｓ、３０Ｓ又は４０Ｓなど、Ｈａｖｅｒ＆Ｂｏｅｃｋｅｒによって販売されているＭｉｎｉｍｅｓｈ（登録商標）ＲＰＤ ＨＩＦＬＯ－Ｓであってもよい。
【0055】
濾布２８は、例えば、少なくとも１μｍ及び／又は５０μｍ未満の孔径を有してもよい。濾布２８は、例えば、０．２０ｍｍ－０．２５ｍｍの厚さを有してもよい。担体ベルト３０は、例えば、少なくとも０．２０ｍｍ及び／又は５ｍｍ未満の厚さを有してもよい。
【0056】
濾過構成１２は、電気モータ３２をさらに備える。モータ３２は、経路２６に沿って濾過要素１６を駆動するように構成され、濾過要素１６の速度を制御するように構成される。
【0057】
この例の濾過構成１２は、複数のローラをさらに備える。図１では、３つのローラ３４ａ、３４ｂ及び３４ｃを示している。ローラ３４ａ－３４ｃは、濾過要素１６を支持し、経路２６に沿って案内する。モータ３２は、ここでは担体ベルト３０に係合するローラ３４ａの１つを駆動して、濾過要素１６を経路２６に沿って移動させるように配置されている。このほか、ホイール１８ａ、１８ｂは濾過要素１６を支持し、案内し、それによってローラとして機能する。
【0058】
濾過装置１０は、流体噴射装置３６をさらに備える。流体噴射装置３６は、濾過要素１６の受動部品、即ち、濾過容積部２２の外側、ここでは濾過容器１４の下を洗浄するように構成される。流体噴射装置３６は、加圧空気によって濾過物又は濾過ケーキを濾過要素１６から強制的に分離するように構成される。流体噴射装置３６については、以下でさらに詳細に説明する。
【0059】
この例の濾過装置１０は、入口ライン３８をさらに備える。ここで、入口ライン３８を、濾過対象の水２０を濾過容器１４に導くための垂直パイプとして例示する。
【0060】
この例の濾過装置１０は、上流フィルタ４０をさらに備える。上流フィルタ４０は、濾過要素１６よりも実質的に高い透過性を有するため、粗フィルタと呼ばれる場合がある。
【0061】
この例の濾過装置１０は、収集構成４２をさらに備える。図１に示すように、収集構成４２は、濾過構成１２の垂直下方に位置決めされる。収集構成４２は、収集タンク４４を備える。収集タンク４４は、本開示による収集容積部の一例である。
【0062】
濾過装置１０は、制御システム４６をさらに備える。制御システム４６は、データ処理装置４８と、コンピュータプログラムが保存されたメモリ５０と、を備える。コンピュータプログラムは、データ処理装置４８によって実行されると、データ処理装置４８に本明細書に記載のさまざまなステップを実行させるか、その実行を命令するプログラムコードを含む。制御システム４６は、例えば、モータ３２を制御するためにモータ３２と信号通信する。
【0063】
この例の濾過装置１０は、入口弁５２をさらに備える。入口弁５２は、本開示による液体入口装置の一例である。入口弁５２を制御することによって、濾過対象の水２０の入口ライン３８を通る流入流れ５４を制御することができる。入口弁５２は、制御システム４６と信号通信する。制御システム４６は、入口弁５２の開度を制御することができる。
【0064】
この例の濾過装置１０は、出口ライン５６をさらに備える。ここでは、出口ライン５６を垂直パイプとして例示する。しかし、出口ライン５６は必ずしも垂直方向に向けられる必要はない。出口ライン５６の上流かつ測地学的最上端部が、濾過容器１４内の濾過要素１６に対して開放されている。出口ライン５６の下流かつ測地学的最低端部が、収集タンク４４に対して開放されている。上流端部及び下流端部を除いて、出口ライン５６は閉鎖されている。このため、出口ライン５６は、濾過要素１６の下の濾過容器１４から収集タンク４４に水２０を導く。図３の参照番号５８が、出口ライン５６を通る出口ラインの流れを示す。濾過装置１０は、ここでは逆止弁として例示する、出口ライン５６内の一方向出口ライン弁６０をさらに備える。
【0065】
出口ライン５６は、１メートルから１０メートルの垂直方向拡張部を有してもよい。これにより、濾過要素１６の下方の水２０の垂直水滴が出口ライン５６によって提供される。そのため、出口ライン５６はドロップパイプと呼ばれる場合がある。出口ライン５６内の５メートルの水滴が、濾過要素１６全体にわたる５０ｋＰａの差圧に対応し、出口ライン５６内の８メートルの水滴が、濾過要素１６全体にわたる８０ｋＰａの差圧に対応する場合がある。
【0066】
この例の濾過装置１０は、出口弁６２をさらに備える。出口弁６２は、本開示による液体出口装置の一例である。本開示による液体出口装置の１つの代替例には、液体ポンプが挙げられる。出口弁６２を制御することによって、収集出口６６を通って収集タンク４４から流出する収集容積部内液体流れ６４を制御することができる。出口弁６２は、収集タンク４４の測地学的に低い領域に位置決めされる。出口弁６２は、制御システム４６と信号通信する。制御システム４６は、出口弁６２の開度を制御することができる。
【0067】
この例の濾過装置１０は、真空ポンプ６８をさらに備える。真空ポンプ６８は、本開示による気体出口装置の一例である。真空ポンプ６８は出口弁６２と並列に配置される。
【0068】
真空ポンプ６８は、収集タンク４４の上部から気体７０を吸引して、それにより気体７０を排気するように構成される。真空ポンプ６８を制御することにより、収集タンク４４からの気体流れ７２を制御することができる。真空ポンプ６８は、収集タンク４４の測地学的最上領域に位置決めされ、接続される。真空ポンプ６８は、制御システム４６と信号通信する。制御システム４６は、例えば、可変周波数駆動装置によって、真空ポンプ６８の速度を制御することができる。
【0069】
収集タンク４４は、出口ライン５６の下流に位置決めされる。図１に示すように、収集タンク４４は大気に対して閉鎖される。この例では、収集タンク４４の内部容積部と外部との接点は、出口ライン５６を通るもの、出口弁６２を通るもの及び真空ポンプ６８を通るもののみである。
【0070】
この例の濾過装置１０は、入口レベルセンサ７４をさらに備える。入口レベルセンサ７４によって、濾過容器１４内の水２０の入口レベルを監視することができる。入口レベルセンサ７４は、制御システム４６と信号通信する。
【0071】
この例の濾過装置１０は、出口レベルセンサ７６をさらに備える。出口レベルセンサ７６によって、収集タンク４４内の水２０の出口レベル７８を監視することができる。出口レベルセンサ７６は、制御システム４６と信号通信する。
【0072】
この例の濾過装置１０は、温度センサ８０をさらに備える。この例の温度センサ８０は、収集タンク４４内に配置される。温度センサ８０によって、収集タンク４４内の水２０の温度を監視することができる。温度センサ８０は、制御システム４６と信号通信する。
【0073】
この例の濾過装置１０は、圧力センサ８２をさらに備える。圧力センサ８２は、水２０の負圧を監視するように構成される。この例の圧力センサ８２は、出口ライン５６内に位置決めされる。圧力センサ８２は、制御システム４６と信号通信する。
【0074】
汚染された水２０を、入口ライン３８を通って濾過容器１４に導く。流入流れ５４は、入口レベルセンサ７４からの信号に基づいて入口弁５２によって制御される。このようにして、濾過容器１４内の水２０の入口レベルは、例えば、一定レベルに制御することができる。水２０中の粗粒子を上流フィルタ４０によって濾過する。これより微細な粒子を濾布２８によって濾過する。濾過要素１６は濾過中に連続的に移動してもよいが、濾過速度は制御されてもよい。
【0075】
水２０が出口ライン５６内を下流に移動するにつれて、濾過要素１６の下の出口ライン５６内の水２０の上流で利用可能な空間が多くなる。これにより、濾過要素１６の下の出口ライン５６内に負圧が生成される。この負圧は、圧力センサ８２によって測定することができる。水２０の温度は、例えば、２０℃であってもよい。この場合、水２０は１０ｋＰａの負圧で沸騰する。負圧が（さらに低い絶対圧力値に）低下すると、濾過要素１６を通るフィルタ内流れが増大する。
【0076】
濾過要素１６の上流の大気圧又はほぼ大気圧と濾過要素１６の下流の負圧との間の差は、濾過要素１６全体にわたる差圧を構成する。出口ライン５６の測地高低差により、出口ライン５６内の水柱の重力は、濾過要素１６を通して水２０を引き寄せて、濾過要素１６全体にわたる差圧を確立する。このようにして、水２０を収集タンク４４から押し出すための液体ポンプを回避することができ、これにより、濾過装置１０のエネルギー効率を向上させることができる。
【0077】
細菌は非常に急速で高い圧力上昇に耐えることができるが、急速な圧力低下には耐えることができない。濾過要素１６全体にわたる急速な圧力低下に水２０をさらすことにより、水２０中のあらゆる生物が死滅することになる。
【0078】
真空ポンプ６８は、収集タンク４４の上部から気体７０を吸引し、大気中に排出する。このようにして、収集タンク４４内の水位を一定に保つことができる。このため、真空ポンプ６８は出口ライン５６内の負圧と同期する。
【0079】
図２は、濾過構成１２の斜視側面図を概略的に示す。図２では、２つのホイール１８ａ、１８ｂを示している。ここで、２つのホイール１８ａ、１８ｂは、同一の形状、寸法及び質量を有する。各ホイール１８ａ、１８ｂは、濾過容器１４に対して回転可能である。ホイール１８ａ、１８ｂはこのほか、濾過容器１４に対して垂直に上下に移動することができる。この例では、ホイール１８ａ、１８ｂは、接続シャフト８４が提供する共通の回転軸回りを回転する。ここで、ホイール１８ａ、１８ｂは、回転軸回りを独立して回転することができる。
【0080】
ホイール１８ａ、１８ｂは、濾過要素１６の両側で濾過容器１４内の濾過要素１６と封止係合する。ホイール１８ａ、１８ｂは回転し、濾過容器１４に対して垂直に移動することができるため、ホイール１８ａ、１８ｂは、重力によって濾過容器１４内の濾過要素１６を圧縮し、濾過要素１６と共に回転する。これにより、ホイール１８ａ、１８ｂ及び濾過要素１６は、濾過容積部２２の回転可能なシールを提供する。ホイール１８ａ、１８ｂは、濾過容器１４内の経路２６に沿った濾過要素１６の移動と共に回転する。ホイール１８ａ、１８ｂのそれぞれの接線速度が濾過要素１６のそれぞれの側の速度に対応するため、ホイール１８ａ、１８ｂと濾過要素１６との間の摩擦損失が解消される。
【0081】
図２では、各ホイール１８ａ、１８ｂ上のそれぞれの座部２４ａ、２４ｂを示している。座部２４ａ、２４ｂは、それぞれのホイール１８ａ、１８ｂの周囲に沿って延びる。濾過要素１６は、各座部２４ａ、２４ｂに受容される。
【0082】
図２は、横方向８６をさらに示す。横方向８６は、経路２６に直交する。濾布２８及び担体ベルト３０は、横方向８６にて同じ幅を有する。濾布２８及び担体ベルト３０のそれぞれの幅は、例えば、６２ｃｍ以上、例えば、１３２ｃｍであってもよい。
【0083】
この例の濾布２８は、３次元の細孔形状を有する金属ワイヤクロスである。ワイヤクロスは、交差した縦糸ワイヤと横糸ワイヤを含み、織目で織り込まれている。縦糸ワイヤは、第１及び第２のタイプの縦糸ワイヤを形成するために、少なくとも２つの異なる構成で形成される。隣り合う２本の縦糸ワイヤの部分と隣り合う２本の横糸ワイヤの交差部分との間の間隙に細孔が形成される。この３次元細孔形状により、濾布２８は、例えば、各濾過サイクル後に逆洗を受けた場合など、ある程度の目詰まりの後でも一定の透過性を有する。濾布２８は、例えば、ＲＰＤ ＨＩＦＬＯ ５Ｓ、１０Ｓ、１５Ｓ、２０Ｓ、３０Ｓ又は４０Ｓなど、Ｈａｖｅｒ＆Ｂｏｅｃｋｅｒによって販売されているＭｉｎｉｍｅｓｈ（登録商標）ＲＰＤ ＨＩＦＬＯ－Ｓのタイプであってもよい。
【0084】
図３は、濾過構成１２の部分斜視側面図を概略的に示す。図３では、濾過容器１４に対するホイール１８ａ、１８ｂの垂直運動を実現するための構造の一例を示している。この例の濾過構成１２は、両側に、２つの垂直ブラケット８８とプレート９０とを備える。ブラケット８８は濾過容器１４に固定される。プレート９０は関連するブラケット８８の間に受容され、ブラケット８８の間で垂直に案内される。ホイール１８ａ、１８ｂはプレート９０に回転可能に支持される。
【0085】
図３では、濾過容器１４が円形部分９２ａを備えていることが分かる。円形部分９２ａは、ホイール１８ａの外周に対応する。濾過容器１４は、反対側に、対応する円形部分９２ｂを備える。ホイール１８ａ、１８ｂは、重力によってそれぞれの円形部分９２ａ、９２ｂ内に押し込まれ、その間にて濾過要素１６が圧迫される。この例では、各円形部分９２ａ、９２ｂは、約１５０度の角度の広がりを有する。
【0086】
図３は、ホイール１８ａと濾過容器１４との間でホイール１８ａの横方向外側に空洞９４ａが設けられていることをさらに示す。濾過構成１２は、ホイール１８ｂと濾過容器１４との間のホイール１８ｂの横方向外側に、対応する空洞９４ｂ（図４）を備える。
【0087】
図３は、濾過構成１２が空洞９４ａの底部に固定空洞封止部材９６ａを備え、空洞９４ｂの底部に、対応する固定空洞封止部材９６ｂ（図４）を備えることをさらに示す。各固定空洞封止部材９６ａ、９６ｂは円形であり、それぞれの円形部分９２ａ、９２ｂの輪郭に適合する。各固定空洞封止部材９６ａ、９６ｂは、この例では約１５０度の角度の広がりを有する。固定空洞封止部材９６ａ、９６ｂは発泡体で作成されてもよい。
【0088】
空洞９４ａ、９４ｂは、まき散らしによる水２０のあらゆる溢れを収集するように配置される。固定空洞封止部材９６ａ、９６ｂは、空洞９４ａ、９４ｂ内の水２０が濾過要素１６の下流で濾過された水２０に混ざるのを防ぐ。水２０が空洞９４ａ、９４ｂ内に長時間滞留するのを防ぐために、水２０の少量の流れを意図的に各空洞９４ａ、９４ｂに導いて、空洞９４ａ、９４ｂ内に水２０のある程度の循環を提供してもよい。
【0089】
図４は、濾過構成１２の部分平面図を概略的に表す。図４では、空洞９４ｂ及び固定空洞封止部材９６ｂを示している。図４は、濾過要素１６がホイール１８ａ、１８ｂの座部２４ａ、２４ｂに受容されることをさらに示す。
【0090】
図５は濾過構成１２の部分断面平面図を概略的に示し、図６は濾過構成１２の部分断面平面図を概略的に示す。図６では、濾過要素１６が取り外される。図５及び図６をまとめて参照すると、濾過構成１２は、固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂをさらに備える。固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂは、一体的に形成されても、互いに（直接的又は間接的に）堅固に接続されてもよい。固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂは濾過容器１４に固定される。図５及び図６に示すように、固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂはこのほか、濾過要素１６がホイール１８ａ、１８ｂと固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂとの間に位置決めされ、固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂが濾過要素１６と濾過容器１４との間に位置決めされるように、座部２４ａ、２４ｂ内に受容される。固定ホイール封止部材９８ａは、ホイール１８ａと濾過容器１４との間に設けられる。固定ホイール封止部材９８ｂは、ホイール１８ｂと濾過容器１４との間に設けられる。固定ホイール封止部材９８は、両方のホイール１８ａ、１８ｂと濾過容器１４との間に設けられる。固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂは、濾過要素１６と濾過容器１４の円形部分９２ａ、９２ｂとの間を封止する。
【0091】
濾過要素１６の動作中、ホイール１８ａ、１８ｂは回転し、ホイール１８ａ、１８ｂと濾過要素１６との間に相対運動はない。濾過要素１６は、固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂ上を摺動する。固定ホイール封止部材９８、９８ａ、９８ｂは、摩擦損失をさらに低減するためにプラスチックから作成される。
【0092】
図７は、濾過構成１２の封止の追加の例の断面平面図を概略的に示す。図７では、ホイール１８ａは２つの座部２４ａ１、２４ａ２を備える。座部２４ａ１、２４ａ２は、曲がりくねった構造を形成する。濾布２８は座部２４ａ１に受容される。担体ベルト３０と固定ホイール封止部材９８の両方が座部２４ａ２に受容される。ホイール１８ｂは、これに対応する方法で構成されてもよい。この場合、濾過構成１２は回転可能なラビリンスシールを備える。
【0093】
図８は、濾過構成１２の部分斜視側面図を概略的に示す。図８に示すように、濾過構成１２は、濾過容器１４の外側、ここでは濾過容器１４の垂直下方の領域で担体ベルト３０から濾布２８を分離するように構成される。流体噴射装置３６は、担体ベルト３０と濾布２８との間に位置決めされ、それにより、担体ベルト３０を流体噴射装置３６の上方に案内し、濾布２８を流体噴射装置３６の下方に案内する。これにより、流体噴射装置３６を濾布２８の近くに位置決めすることができる。流体噴射装置３６は、濾布２８が自由に垂れ下がる領域、ここではローラ３４ａと３４ｂとの間の領域に位置決めされる。
【0094】
流体噴射装置３６は、濾布２８に空気の流れを供給するように構成される。空気の流れは、濾布２８が形成するループに対してほぼ垂直下方かつ外側に向けて供給される。同時に、流体噴射装置３６は担体ベルト３０を支持する。
【0095】
図９は、濾過構成１２の部分斜視背面図を概略的に示す。図９に示すように、流体噴射装置３６は、流体パイプ１００と、複数の流体噴射管１０２、ここでは１０本の流体噴射管１０２とを備える。ここでは、流体噴射管１０２は横方向８６に整列している。加圧空気が流体パイプ１００内に導入され、さらに各流体噴射管１０２に導入される。
【0096】
流体噴射装置３６は、各流体噴射管１０２用の管案内具１０４をさらに備える。各管案内具１０４は、関連する流体噴射管１０２の横方向８６への移動を制限する。流体噴射管１０２は可撓性である。流体噴射管１０２から濾布２８に向かう空気の流れにより、濾布２８から粒子が吹き飛ばされる。また、流体噴射管１０２に空気が供給されると、流体噴射管１０２が横方向８６に揺動する。これにより、濾布２８上の空気の流れが変化する。その結果、濾布２８内に振動が誘発される。このような振動により、濾布２８から粒子がさらに除去される。即ち、濾布２８は、粒子を除去するために空気の流にさらされると共に、粒子を除去するために揺らされる。
【0097】
このほか、流体噴射管１０２の振動により、濾布２８の全幅が空気の流れによって覆われることになる。流体パイプ１００には、一定の流量の空気が供給されてもよい。これとは別に、空気の流量を変化させて、変化する空気の流れを提供して、濾布２８の振動を誘発してもよい。
【0098】
図１０は、流体噴射装置３６の部分斜視側面図を概略的に示す。図１０に示すように、流体噴射装置３６は、複数の担体支持体１０６、ここでは５つの担体支持体１０６をさらに備える。この例の担体支持体１０６は、環状であり、固定流体パイプ１００を包囲する。担体支持体１０６は、担体ベルト３０を支持する。
【0099】
本開示を例示的な実施形態を参照して説明してきたが、本発明がこれまで挙げてきた実施形態に限定されないことが理解されよう。例えば、部品の寸法は必要に応じて変更され得ることが理解されよう。このため、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定され得ることが意図される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【国際調査報告】