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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】2024-07-26
(54)【発明の名称】スクリーン取水口
(51)【国際特許分類】
E02B 9/04 20060101AFI20240719BHJP
【ＦＩ】
E02B9/04 E
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024505521
(86)(22)【出願日】2022-08-01
(85)【翻訳文提出日】2024-02-19
(86)【国際出願番号】 US2022039084
(87)【国際公開番号】W WO2023009897
(87)【国際公開日】2023-02-02
(31)【優先権主張番号】63/227,851
(32)【優先日】2021-07-30
(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】524037993
【氏名又は名称】ジョンソン スクリーンズ インク
【氏名又は名称原語表記】Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｓｃｒｅｅｎｓ，Ｉｎｃ．
【住所又は居所原語表記】１９５０ Ｏｌｄ Ｈｗｙ．８ ＮＷ，Ｎｅｗ Ｂｒｉｇｈｔｏｎ，ＭＮ ５５１１２，Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000394
【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ベルク，ウォーレン
(72)【発明者】
【氏名】ベルテルソン，ダリン
(72)【発明者】
【氏名】ヴィサー，デニス
(57)【要約】
中央取水構造体の上に取り付けられたドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体を有する取水スクリーン組立体。ドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体は、スクリーン面上の任意の点で所望の流速を達成するために追加の内部流制御構造体または流れ変更体を必要とすることなく、内側部分が主要な流速等値面に密接に適合するように構成される。中央取水構造体はドーム型またはドーム様の上部スクリーン構造体が動作可能に連結される、上部フランジ面を形成することができる。ドーム型またはドーム状の上部スクリーン構造体は、取水開口部から間隔を空けた箇所で中央取水構造の外周に取り付けることができる。ドーム型またはドーム状の上部スクリーン構造体は、複数の弧状または平坦なろ過スクリーンパネルを含むことができる。空気バーストシステムを中央取水構造体に取り付けてドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体を逆洗することができる。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
取水スクリーン組立体であって、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体と中央取水構造体とを備え、
上部スクリーン構造体は、展開可能でないスクリーン形状に近似しており、内側部分を形成しており、複数のろ過スクリーンから形成され、複数のろ過スクリーンの各々が展開可能な形状を有し、かつ、スクリーン面を含み、
中央取水構造体は中央開口部を形成する取水管を含んでおり、
ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体は、中央開口部が内側部分内にあるように、中央取水構造体に取り付けられており、
主要な流速等値面が、中央開口部に入る、ふるい分けられた水によって形成され、その主要な流速等値面が中央開口部周りに展開可能でない形状を形成し、
内側部分が、当該展開可能でない形状をちょうど包含するようになっている、取水スクリーン組立体。
【請求項2】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、複数のろ過スクリーンのそれぞれのスクリーン面が弧状のスクリーン面を備える、取水スクリーン組立体。
【請求項3】
請求項２に記載の取水スクリーン組立体であって、ドーム状の上部スクリーン構造体の展開可能でない形状が半球を含む、取水スクリーン組立体。
【請求項4】
請求項２に記載の取水スクリーン組立体であって、ドーム状の上部スクリーン構造体の展開可能でない形状が、一対の対向する側部間で、かつ、ドーム状の上部スクリーン構造体の最上点を通して測定される、ドーム外周を形成し、ドーム外周が１８０°超３６０°未満である、取水スクリーン組立体。
【請求項5】
請求項２に記載の取水スクリーン組立体であって、ドーム状の上部スクリーン構造体の展開可能でない形状が、部分トロイダル形状を備える、取水スクリーン組立体。
【請求項6】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、複数のろ過スクリーンのそれぞれのスクリーン面が平らなスクリーン面を備える、取水スクリーン組立体。
【請求項7】
請求項６に記載の取水スクリーン組立体であって、ドーム状の上部スクリーン構造体が多面体形状を備える、取水スクリーン組立体。
【請求項8】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、中央取水構造体が上部連結フランジを含む、取水スクリーン組立体。
【請求項9】
請求項８に記載の取水スクリーン組立体であって、ドーム状の上部スクリーン構造体が枠構造体をさらに備え、枠構造体が上部連結フランジに取り付けられている、取水スクリーン組立体。
【請求項10】
請求項９に記載の取水スクリーン組立体であって、枠構造体が内部枠と外部枠とを備え、複数のろ過スクリーンが内部枠と外部枠との間に保持可能に捕捉されている、取水スクリーン組立体。
【請求項11】
請求項１０に記載の取水スクリーン組立体であって、内部枠が上部連結フランジに溶接されている、取水スクリーン組立体。
【請求項12】
請求項１１に記載の取水スクリーン組立体であって、外部枠が上部連結フランジに着脱可能に連結されている、取水スクリーン組立体。
【請求項13】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、取水管が中央開口部と同じ管径を有する、取水スクリーン組立体。
【請求項14】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、取水管が上部と下部とを有し、上部が中央開口部と同じ上部径を有し、下部が上部径よりも小さな下部径を有する、取水スクリーン組立体。
【請求項15】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、取水管がテーパ状の円錐部を有し、円錐部は中央開口部に流体結合されており、テーパ状の円錐部は、取水管の下部に向けて先細になっており、当該下部が、中央開口部の中央開口径よりも小さい下部径を有する、取水スクリーン組立体。
【請求項16】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、取水管が、中央開口部を形成する裾広がり部分を有する、取水スクリーン組立体。
【請求項17】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、取水管を取り囲む空気バーストシステムをさらに備え、空気バーストシステムが、ドーム状の上部スクリーン構造体の内側部分に流体連結されている、取水スクリーン組立体。
【請求項18】
請求項１７に記載の取水スクリーン組立体であって、空気バーストシステムが、取水管上の上部連結フランジの底部フランジ面に動作可能に連結されており、上部連結フランジが、中央開口部を取り囲む複数の空気バースト開口部を有し、空気バースト開口部が空気バーストシステムと、半球状の上部スクリーン構造体の内側部分とに流体連結している、取水スクリーン組立体。
【請求項19】
請求項１８に記載の取水スクリーン組立体であって、空気バーストシステムが、底部フランジ面によって形成される円形逆洗ダクトと、一対の側壁と、底部ダクト壁とを備え、空気バースト注入管が、底部ダクト壁または側部ダクト壁に流体接続されている、取水スクリーン組立体。
【請求項20】
請求項１９に記載の取水スクリーン組立体であって、円形逆洗ダクトがダクト断面を形成しており、ダクト断面が、空気バースト注入管から空気バースト注入管に対向する対向ダクト位置にかけて小さくなっている、取水スクリーン組立体。
【請求項21】
請求項１９に記載の取水スクリーン組立体であって、円形逆洗ダクトが対向ダクト位置に近づくにつれて、ダクト断面が、壁の高さとダクト幅との一方または両方を選択的に小さくすることによって小さくなる、取水スクリーン組立体。
【請求項22】
請求項１に記載の取水スクリーン組立体であって、中央取水構造体が側部アクセス中央取水構造体を備える、取水スクリーン組立体。
【請求項23】
取水スクリーン組立体のスクリーン面を通過する流速を管理するための方法であって、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体を中央取水構造体に取り付けるステップを備え、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体の内側部分が、中央取水構造体の中央取水開口部周りに形成される、主要な流速等値面をちょうど包含するようになっている、方法。
【請求項24】
請求項２３に記載の方法であって、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体を取り付けるステップが、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体を、中央取水構造体上の上部連結フランジに連結するステップをさらに含む、方法。
【請求項25】
請求項２３に記載の方法であって、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体を取り付けるステップが、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体を、中央取水構造体の取水管の側壁に連結するステップをさらに含む、方法。
【請求項26】
請求項２３に記載の方法であって、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体を取り付けるステップが、内部枠を中央取水構造体に取り付けるステップと、
内部枠に対して複数のスクリーンを配置するステップと、
複数のろ過スクリーンが内部枠と外部枠との間に保持されるように、中央取水構造体に外部枠を取り付けるステップとをさらに備える、方法。
【請求項27】
請求項２３に記載の方法であって、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体を取り付けるステップが、複数のスクリーンを合わせて溶接して、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体を形成するステップをさらに備える、方法。
【請求項28】
ドーム状またはドームのような形の取水スクリーンを逆洗するための方法であって、空気バーストシステムを、上部のドーム状またはドームのような形のスクリーンの下に位置する中央取水構造体に連結するステップと、
加圧空気を空気バーストシステムに供給するステップと、
加圧空気を、上部のドーム状またはドームのような形のスクリーンの下部に近接する、複数の空気バースト開口部を通して送るステップとを備える、方法。
【請求項29】
請求項２８に記載の方法であって、空気バーストシステムを中央取水構造体に連結するステップが、空気バーストシステムを、上部フランジ面と下部フランジ面とを形成する取水フランジに取り付けるステップを備え、ドーム状またはドームのような形のスクリーンが上部フランジ面に係合し、空気バーストシステムが下部フランジ面に係合し、複数の空気バースト開口部が下部フランジ面と上部フランジ面との間に延びている、方法。
【請求項30】
請求項２８に記載の方法であって、空気バーストシステムを中央取水構造体に連結するステップが、空気バーストシステムを、中央取水構造体の側壁にある取付組立体に取り付けるステップを備え、ドーム状またはドームのような形のスクリーンが取付組立体に係合し、複数の空気バースト開口部が取付組立体を貫通している、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水源から流入する水を濾過するためのスクリーン取水口を対象とする。より具体的には、本発明は、取水管における主要な流速の等値面（key flow velocity isosurface）をちょうど模倣する内部体積を形成するドーム状またはドーム様形状のスクリーン取水口を対象とする。
【0002】
優先権の主張
本出願は、２０２１年７月３０日に出願された「スクリーン取水口」と題された米国仮出願番号第６３／２２７，８５１号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に援用される。
本出願は、２０２１年７月３０日に出願された「スクリーン取水口」と題された米国仮出願番号第６３／２２７，８５１号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【0003】
集水システムは通常、河川、湖沼、塩水体などの水域に隣接して位置する製造工場、都市、灌漑システム、発電施設などのエンドユーザーに水を供給するために使用される。そのエンドユーザーは、井戸を掘削したり自治体の水源から直接水を購入したりする代わりに、この種のシステムを採用することができる。さらに、これらのシステムを使用することは、エンドユーザーの場所、例えば、自治体の水源からの水および／またはポンプを作動させるための電力が容易に利用できない遠隔地で決定される場合がある。これらの集水システムは、さまざまな水・環境条件に適応する能力を備え、効率的かつ経済的に運転できるという点で有利である。
【0004】
従来の集水システムでは、典型的には、水域に沈めた位置から水域に隣接または近接するエンドユーザーに水を輸送するように適合された取水管を使用する。取水管は概して水域に沈められ、取水管の端部は通常は１以上のろ過部材を形成する取水スクリーン組立体に連結される。１つの一般的な取水スクリーン形状はＴ字型構成であり、対向する端部に２つのろ過スクリーンを有する。大型の取水スクリーン組立体の典型的な形状としては、Ｔ部分の対向する端部から片持ち梁になっている２つのスクリーンシリンダを備えたフランジ付きＴ部分であり、各スクリーンシリンダの遠位端に平板状、円錐状、または皿型などの堅牢なクロージャを備えている。これらのクロージャは、取り外し可能であってもよく、またはその意匠内にアクセスポータルを含むことができる。組立体の個々の部品は、通常、一緒に溶接されている。
【0005】
具体的な構成にかかわらず、スクリーン取水口は概して一定の大きさの水上のゴミが取水管に入るのを防ぐようになっている。同時に、スクリーン取水口は、取水スクリーン面の長さに沿ってゴミをろ過しながら、水生生物を保護するように設計されなければならない。このためには、スクリーンを通過する流速を最大ピークレベル以下に保つ必要がある。この最大ピークレベルは、約０．５フィート／秒、または地域の要件や仕様によって規定されるその他の制限であってもよい。スクリーン面での流速を制御する１つの方法として、スクリーン取水口の内部において流れ変更部を使用することである。例えば、Ｊｏｈｎｓｏｎ Ｓｃｒｅｅｎｓブランドのスクリーン取水口は、米国特許第６，０５１，１３１号及びおよび米国特許公開第２０１２／０２９８５７２号に開示されているような流れ変更部を使用することにより、ろ過スクリーン全体の流れの均一性を向上させる。それぞれの開示内容は参照によりその全体が本明細書に援用される。
【0006】
内部の流れ変更部は、ろ過スクリーンを通過する均一な流速を提供することはできるが、その設計は複雑となり、スクリーン取水口に多大なコストを追加し得る。そのため、内部の流れ制御部や流れ変更部を必要とすることなく、ろ過スクリーンを通過する流速を均一にするという目標を達成できるように、スクリーン取水口の設計を改善することが有用となるであろう。
【発明の概要】
【0007】
本明細書で開示されるように、本発明による取水スクリーン組立体は、中央取水構造体の上方に取り付けられる、ドーム状またはドーム様上部スクリーン構造体を備えることができる。概して、ドーム状またはドームのような形の取水スクリーン組立体の様々な開示された実施形態は、ドーム状またはドーム様取水スクリーン組立体の内部容積が、スクリーン面上の任意の点で所望の流速を達成するために付加的な内部流れ制御構造または流れ変更構造が不要であるように、主要な流速等値面にちょうど適合するように構成され得る。実施形態によっては、中央取水構造体は上部フランジ面を形成することができ、上部フランジ面には、ドーム状またはドーム様上部スクリーン構造体が動作可能に連結される。これらの実施形態において、上部フランジ面は、概して、中央取水構造体の中央入口を取り囲むフランジ外周部を形成できる。ここで、フランジ外周部は、３６０°の外周を形成する。代替の実施形態として、ドーム状またはドーム様上部スクリーン構造体は、取水口から間隔を空けた箇所で中央取水構造体の外周に取り付けられ得る。ドーム型またはドーム状の上部スクリーン構造体は、概して、複数のろ過スクリーンパネルから形成される。ろ過スクリーンパネルは、弧状ろ過スクリーンを備えることができ、あるいは、例えば、三角形スクリーンパネルから形成される測地線ドームや、五角形スクリーンパネルから形成される正十二面体ドームなどの、多面体のドーム状またはドーム様部分を形成するように組み合わされる、複数の平面スクリーンパネルを備えうる。ドーム型またはドーム状の上部スクリーン構造体は、半球状の上部スクリーン構造体を形成することができる。ドーム型またはドーム状の上部スクリーン構造体は、ドーム型上部スクリーン構造体の対向する側面とドーム型上部スクリーン構造体の最上点との間に形成されるドーム外周部を形成することができる。ドーム外周部は１８０°より大きく３６０°より小さく、部分的なトロイダル形状に似せることができる。ドーム型またはドーム状の上部スクリーン構造体は、ドーム型上部スクリーン構造体の対向する側面とドーム型上部スクリーン構造体の最上点との間に形成されるドーム外周部を１８０°未満とすることができる。スクリーン組立体は、中央取水構造体の下側フランジ面に取り付けられた円形逆洗ダクトを含むことができ、あるいは、中央取水構造体に直接取り付けられるか、または中央取水構造体の一部として一体化された円形逆洗ダクトを含むことができる。円形逆洗ダクトは、中央取水構造体の中央入口によって形成される外周を実質的に取り囲む。
【0008】
本明細書に開示されるように、本発明によるスクリーン取水組立体は、追加的な内部流制御部または内部流調整部がなくても、スクリーン面を横切る任意の点で所望の限界を超えないスクリーン面を通る流速を有する。スクリーン取水組立体は、中央取水構造体に取り付けられるドーム状またはドーム様のスクリーン構造体を含む。内部容積は、中央取水構造体の中央開口部周りに形成される主要な流速等値面が内部容積内に密接に（ちょうど）模倣され包含されるように選択および構成され得る。概して、追加的な内部流または内部流調整部がない場合、主要な流速等値面は、中央開口部から延びる展開可能でない形状を形成する。実施形態によっては、中央開口部の中心点からスクリーン面の任意の点まで測定したスクリーン半径はほぼ等しい。ドーム状又はドーム様スクリーン構造体は、概して、複数のろ過スクリーンを含み、ろ過スクリーンは、例えば、平坦又は弧状ろ過スクリーンなどの展開可能な形状を有する。複数のろ過スクリーンは、中央取水構造体に連結された枠構造体の間に保持され得る。中央取水構造体は、濾過された水を使用箇所に送る取水管を含む。取水管は、中央開口部と等しい管径を有するか、または管径が中央開口部よりも小さくなるように変化できる。円形逆洗ダクトは、中央開口部の下方に動作可能に組み込むことができ、これにより、複数の空気バースト開口部が、ドーム型またはドームのような形のスクリーン構造体内に加圧空気を送り込み、ドーム型またはドーム様スクリーン構造体上に蓄積し得るゴミを逆洗して除去する。
【0009】
実施形態によっては、本発明のスクリーン取水組立体は、半球状または半球に近似する形状を有する上部のドーム状またはドーム様スクリーン構造体を含む。これらの実施形態によっては、中央開口部の中心点から測定される半径は、半径が上部ドーム状またはドーム様スクリーン構造体上のどこで測定されるかにかかわらず、ほぼ同じである。
【0010】
実施形態によっては、本発明のスクリーン取水組立体は、例えば、三角形スクリーンパネルから形成される多面体または五角形スクリーンパネルから形成される１２面体のような、測地線形状を有する上部ドーム型またはドーム様スクリーン構造体を含む。
【0011】
実施形態によっては、本発明のスクリーン取水組立体は、ドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体の対向する側面と、ドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体の最上部との間に形成されるドーム外周を含み、ドーム外周は１８０°より大きく３６０°より小さい。
【0012】
実施形態によっては、本発明のスクリーン取水組立体は、ドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体の対向する側面と、ドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体の１８０°未満の最上点との間に形成されるドーム外周を形成する上部ドーム状またはドーム様の構造体を含む。
【0013】
別の態様において、本発明は、ドーム状またはドーム様上部スクリーン構造体を中央取水構造体に取り付けることによって、取水スクリーン組立体のスクリーン面を横切る流速を管理する方法を含む。概して、本方法は、ドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体の内部領域が、中央取水構造体の中央開口部に入る流体によって形成される主要な流速等値面を包含するように、ドーム状またはドーム様上部スクリーン構造体を構成することを含み得る。実施形態によっては、中央取水構造体上の中央開口部の中心点は、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体上に形成されたスクリーン面の任意の部分に対してほぼ等距離である。
【0014】
さらに別の態様において、本発明は、ドーム型またはドーム様の上部スクリーン構造体の下方の中央取水構造体に空気バーストシステムを連結することによって、取水スクリーン組立体のドーム型またはドーム様の上部スクリーン構造体を逆洗するための方法を備える。実施形態によっては、空気バーストシステムは、ドーム型またはドーム様の上部スクリーン構造体が取り付けられる上部連結フランジの底部フランジ面に取り付けることができる。あるいは、空気バーストシステムは、中央取水構造体に直接取り付けられ得るか、または中央取水構造体に一体化され得る。本方法はさらに、空気バーストシステムに加圧空気を供給するステップと、加圧された空気を、ドーム型またはドーム様の上部スクリーン構造体の内側部分と流体接触する複数の空気バースト開口部を通して流すステップとを備える。
【0015】
本開示全体を通して使用されるように、「主要な流速等値面（key flow velocity isosurface）」という用語は、上部ドーム状またはドーム様の上部スクリーン構造体のすべての点でスロットを通過する流速を所定の制限値以下に維持するように、スクリーン面が越えて（完全に包含して）留まらなければならない高速流領域の外側の境界として定義される。一例として、多くの管轄区域や規制当局は、水生生物を保護するために、取水スクリーンのスルースロット流速が０．５フィート／秒を超えないことを要求している。
【0016】
本開示全体を通して 使用されるように、「展開可能でない表面」という用語は、例えば、スクリーン面のｘ軸とｙ軸の両方に沿った二重曲率を有し、あるいは平面に沿って平坦にすることができない表面を表す。
【0017】
本開示全体を通して使用されるように、「展開可能な表面」という用語は、スクリーン面のｘ軸とｙ軸によって定義される平面に沿って平坦化され得る表面を表す。本開示全体を通して使用されるように、「展開可能な表面」という用語は、平坦なスクリーン面、または単一の軸に沿って弧状に形成され、平坦化され得るスクリーン面（例えば楕円形）の両方に関して使用され得る。
【0018】
本開示全体を通して使用されるように、「ドーム型（状）またはドーム様」という用語は、球体の一部を構成する形状、例えば、半球または１８０度未満または１８０度以上の弧を有する円弧形状を指す。「ドーム型またはドーム様」とは、さらに、球形を模倣しようとする形状、例えば測地線形状を指す。「ドーム型またはドーム様」は、さらに例えば、トロイダル形状のような球状部分を有する形状をさらに含むことができる。
【0019】
上記の要約は、図示された各実施形態または本明細書の主題のすべての実施形態を説明することを意図するものではない。以下に続く図および詳細な説明は、様々な実施形態をより具体的に例示するものである。
【図面の簡単な説明】
【0020】
本明細書の主題は、添付の図面に関連する様々な実施形態の以下の詳細な説明を考慮すれば、より完全に理解できる。
【発明を実施するための形態】
【0021】
様々な実施形態は、様々な修正形態および代替形態にすることができるが、その詳細は、図面において例として示され、詳細に説明されるであろう。しかしながら、その意図は、特許請求の範囲に記載された発明を、説明した特定の実施形態に限定することでないことは理解されたい。それどころかその意図は、特許請求の範囲によって規定される主題の趣旨および範囲内に入るすべての修正物、均等物、および代替物をカバーすることにある。
【0022】
図１ａは、水域内に配置された取水管５０を示している。特に制限または変更がなければ、取水管５０の開口部５２内に水を引き込むことで、開口部５２を取り囲む高流速領域５４が形成される。概して、高流速領域５４内の流速は、流れが開口部に近づくにつれて高くなる。高流速領域５４の境界となる主要な流速等値面５６は、スクリーン面が完全に包含しなければならないその領域を画定する。
【0023】
図１ｂは、従来技術の取水スクリーン組立体１００を示す。取水スクリーン組立体１００は、概して、中央のフランジ付きＴ部分１０の形態で示される、取水部材または他の本体と、端部プレート２０ａ、２０ｂとして示される１以上の閉鎖部材と、中央マニホールド１０２と、下部分１０４と、１以上のスクリーン部分１０６ａ、１０６ｂと、１以上のマニホールド壁１０８ａ、１０８ｂとを含むことができる。実施形態において、スクリーン取水組立体１００のほぼ中心が軸Ａに沿って示されている。中央マニホールド１０２は、軸Ａからマニホールド壁１０８ａ、１０８ｂまで実質的かつ連続的に延びており、ステンレス鋼または銅ニッケル管または管類（チューブ）などの、流体の取水または流入を許容しない材料で構成されている。スクリーン部分１０６ａ、１０６ｂはそれぞれ、各マニホールド壁１０８ａ、１０８ｂからそれぞれの端部プレート２０ａ、２０ｂまでの間に形成される、対応するスクリーン長さ１１０ａ、１１０ｂを有する。
【0024】
取水スクリーン組立体１００では、内部流れ変更組立体６０、例えば、ＰＣＴ公報ＷＯ２０１９／２００２０８に記載されているような内部流れ変更部が、図１ｃに示されているように、主要な流速等値面５６が変更され、実質的にローブ６２内に侵入するように、高流速領域５４を変更する役割を果たす。このような内部流れ変更組立体６０をうまく利用して、取水スクリーン組立体１００の内側部分内に、主要な流速等値面５６を維持することはできるが、内部流れ変更組立体６０の製造および設置は、材料および労力の両方において高価となり得るとともに、特定の空隙領域６４を残すこととなり、これは実質的に取水スクリーン組立体１００の内側部分が大きくされたことを意味する。
【0025】
本発明の一実施形態による取水スクリーン組立体２００を図２、図２ａ、図３、図４および図５に示す。概して、取水スクリーン組立体２００は、水域に長期間沈めておくのに適した材料で製作される。代表的な材料としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、銅、銅ニッケル合金などの金属および金属合金、ならびに例えば、ポリ塩化ビニル、プロピレンなどの高分子材料等を挙げることができる。図示したように、取水スクリーン組立体２００は、概して、中央取水構造体２０４に作動可能に連結される、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体２０２を備える。図２ａに示されるように、中央取水構造体２０４は、取水スクリーン組立体２００が濾過された水を所望の使用場所（例えば、取水スクリーン組立体２００が沈められた水域に隣接する海岸線）に供給することを可能にする管またはチューブ組立体に流体連結される。
【0026】
図２ａを参照すると、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２を使用することで、内部流れ変更組立体６０を必要とすることなく、高流速領域５４を包含する。さらに具体的には、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体の大きさは、主要な流速等値面５６に対してちょうどオーバーサイズになるようにすることができる。
【0027】
図２、図３、図４および図５に見られるように、取水スクリーン組立体２００は、概して５つの弧状ろ過スクリーン２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃ、２１２ｄおよび２１２ｅを備えるが、弧状ろ過スクリーン２１２の数は、取水スクリーン組立体２００の所望の流れ性能および全体的なサイズに応じて変えられるということは理解されたい（後の実施形態に示される）。枠構造体２１０は概して、図６、図７および図８に最もよく見られるように、内部枠２１４と外部枠２１６を備える。図９、図１０および図１１を参照すると、内部枠２１４は、内部フランジ端２２０と内部ハブ端２２２とを有する複数の内部枠部材２１８によって形成される。内部ハブ端部２２２は、内部の角度のついた端面２２４を含み得る。外部枠２１６は、外部フランジ端部２２８と外部ハブ端部２３０とを有する複数の外部枠部材２２６によって形成される。外部ハブ端部２３０は、外部の角度のついた端面２３２を含むことができる。概して、内部枠部材２１８と外部枠部材２２６とは、隣接する内部の角度のついた端面２２４と隣接する外部の角度のついた端面２３２とが上部ハブ２３４を形成するように配置される。枠構造体２１０は、垂直面２３８と水平面２４０とを形成する複数のアングル部材２３６をさらに備え、水平面２４０は概して複数のアングル部材開口部２４２を備える。
【0028】
各弧状ろ過スクリーン２１２は、概して、弧状でほぼ三角形形状２５０を形成する。弧状ろ過スクリーン２１２は、もともと平坦な形状に形成された後、所望の弧状形状を形成するために「巻かれる」または他の方法で処理される。概して、各弧状ろ過スクリーン２１２はスクリーン面２５２を有する。スクリーン面２５２は、複数の支持リブまたは支持ロッド２５６に動作可能に連結される、間隔をあけて配置された複数のワイヤ２５４によって形成される。好ましくは、離間したワイヤ２５４は、例えば、ほぼ三角形の断面を形成するＶｅｅ－Ｗｉｒｅのような形状のワイヤ部品を含み得る。概して、隣接する離間したワイヤ２５４間の間隔は、弧状ろ過スクリーン２１２のろ過精度（filter rating）を規定し、スクリーン面２５２を通過させない微粒子およびごみのサイズを決定する。一つの代表的な実施形態において、支持リブ２５６は、間隔をあけて平行に配置することができ、そこに間隔をあけて配置されたワイヤ２５４が、支持ロッド２５６に対して垂直に存在するように、支持リブ２５６の上部に配置される。間隔をあけて配置されたワイヤ２５４は、例えば適切な溶接操作によって支持ロッド２５６に連結され、スクリーン面２５２を形成する。
【0029】
図１５、図１６、図１７、図１８および図１９を参照すると、中央取水構造体２０４は、概して、取水管２６０と、上部連結フランジ２６２と、下部連結フランジ２６４とを備える。取水管２６０は、概して、管入口２６８と管出口２７０との間に延びる中空管体２６６を備える。実施形態によっては、中空管体２６６は、上側管部分２７２と下側管部分２７４とを備えることができ、上側管部分２７２は、下側管部分２７４と比較して大きい直径を有する。上部連結フランジ２６２は、中央流れ開口部２７６が上部管部分２７２に対して実質的に液密となり、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２のあらゆる流体バイパスを防止するように、管入口２６８に、または管入口２６８に近接して、中空管体２６６に流体連結される。上部連結フランジ２６２は、概して、複数のフランジ側面２８０によって形成されたフランジ外周部２７８を備え、フランジ側面２８０の数は、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２を構成する際に使用される弧状ろ過スクリーン２１２の数に対応する。フランジ外周部２７８は、概して、中央流れ開口部２７６を取り囲む３６０°の外周部を形成する。概して、各フランジ側面２８０は、一対の枠取付け開口部２８２と、複数のスクリーン保持開口部２８４とを含み、隣接するフランジ側面２８０は側面接合部２８５で交わる。各側面接合部２８５は、１つの枠取付け開口部２８２と取付けスロット２８７とを含む。中央取水構造体２０４は、複数の支持ブラケット２８６をさらに含むことができる。支持ブラケット２８６は、中空管体２６６と上部連結フランジ２６２とを動作可能に連結し、取水スクリーン組立体２００を補強して構造強度を与えることができる。下部連結フランジ２６４は、中空管体２６６に動作可能に連結され、概して、取水スクリーン組立体２００を、取水スクリーン組立体２００の内部から使用箇所に水を供給する管または管路と動作可能に連結するための連結面２８８を提供する。
【0030】
概して、取水スクリーン組立体２００は、図２０および図２１に代表的に示されるように、内部枠２１４を中央取水構造体２０４に動作可能に連結することによって組み立てることができる。具体的には、内部フランジ端部２２０が、対応する側面接合部２８５に近接して配置されるように内部枠部材２１８を配置することによって、内部枠２１４は順次組み立てられる。なお、図示していないが、上部連結フランジ２６２は、各取付スロット２８７の内側に位置する第２の取付スロットを含むことができ、この中に、組立中に内部フランジ端部２２０を挿入して保持できることは理解されたい。内部フランジ端部２２０を側面接合部２８５に配置した状態で、内部ハブ端部２２２を近接させて、上部ハブ２３４を形成し始めることができる。この時点で、内部枠２１４を中央取水構造体２０４に確実に連結させるように、内部ハブ端部２２２を一緒に溶接し、内部フランジ端部２２０を上側連結フランジ２６２に溶接することができる。
【0031】
中央取水構造体２１４が組み立てられて中央取水構造体２０４に連結された状態で、弧状ろ過スクリーン２１２を、隣接する内部枠部材２１８の間の位置に配置することができる。概して、弧状ろ過スクリーンは、スクリーン面２５２が中央取水構造体２０４から外側に向くように配置される。
【0032】
弧状ろ過スクリーン２１２は、外部枠２１６を組み立て、弧状ろ過スクリーン２１２を内部枠２１４と外部枠２１６との間に捕捉することによって、定位置に保持される。概して、外部枠部材２２６は、外部フランジ端部２２８が各側面接合部２８５で対応する取り付けスロット２８７に保持されるように位置決めされ、外部ハブ端部２３０が近接し、かつ、互いに接触し、上部ハブ２３４を形成し終える。平坦部材２９０を使用して、各外部フランジ端部２２８を、適切なコネクタを使用して、対応する枠取付け開口部２８２に連結することができる。次いで、アングル部材開口部２４２が、対応するスクリーン保持開口部２８４と一致するように、アングル部材２３６を各フランジ側面２８０に沿って位置決めするとともに、垂直面２３８が弧状スクリーンフィルタ２１２の下縁２５３を保持するように位置決めされた状態で、アングル部材２３６を上部連結フランジ２６２に連結することができる。外部枠２１６が完全に組み立てられた状態で、弧状スクリーンフィルタ２１２は、内部枠２１４と外部枠２１６との間に保持可能に捕捉される。通常の組立工程の一部には含まれないが、弧状スクリーンフィルタ２１２が外部枠２１６によって保持される工程は、２以上の外部枠部材２２６の連結を解除し、かつ、新しい弧状スクリーンフィルタ２１２を用いて外部枠２１６の組立工程を繰り返すことにより、損傷または摩耗した弧状スクリーンフィルタ２１２を交換する機会を提供する。
【0033】
一旦組み立てられると、取水スクリーン組立体２００は、所望の水域に運ばれ、水に沈められ、濾過された水を使用地点に輸送するための管またはチューブ組立体に取り付けられる。概して、水は、スクリーン面２５２を通過することによって、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２に入り、それによって、隣接する間隔を隔てたワイヤ２５４間の間隔よりも大きい粒子およびゴミが、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２に入らないようにしている。その後、スクリーン面２５２を通過した水は、中央流れ開口部２７６を通って、取水管２６０の管入口２６８に移動する。水は中空の管体２６６を通って流れ、管出口２７０から出る。そこから水は管または管又はチューブ組立体を通って、使用地点に流れる。
【0034】
ドーム状（型）または半球状の上部スクリーン構造体２０２は、寸法上の利点を提供する。この利点により、従来のスクリーン取入口でしばしば必要とされるような複雑で高価な内部流調整組立体の必要性を排除することができる。図２２に見られるように、管入口２６８の中心点３０２からのスクリーン半径３００は、各弧状スクリーンフィルタ２１２のどの点でも概ね一定である。このように、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体２０２を通過するときの圧力低下および流速は、各弧状スクリーンフィルタ２１２のスクリーン面２５２に沿ってほぼ等しい。この設計は、各スクリーンフィルタ２１２を通過するときの流速が、所定の流速（例えば水生生物を捕捉したり害したりするのを防止するために一般的に規定されているような０．５フィート／秒）を超えないように制限される場合に据え付けるにあたり、特に有利である。
【0035】
前述したように、本発明の取水スクリーン組立体は、任意の数の弧状ろ過スクリーンと上部連結フランジ側面とを有することができる。例えば、図２３および図２４は、６つの弧状ろ過スクリーン２１２と、６つのフランジ側面２８０とを有する取水スクリーン組立体３５０の一実施形態を示す。それ以外の組立て工程は、取水スクリーン組立体２００に関して先に説明したものと同じである。同様に、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体を有する取水スクリーン組立体は、所望の濾過性能および利用者の好みに基づいて、４、８、９、１０個、またはそれ以上の弧状ろ過スクリーンとフランジ側面を有するように容易に作ることができる。
【0036】
実施形態によっては、中央取水構造体２０４は、中央流れ開口部２７６を取水管２６０に連結するための別の構成を備えることができる。図２５、図２６および図２７を参照すると、取水管３６０の別の実施形態として、中央流れ開口部２７６の直径が取水管３６０の直径に等しくなるように、管入口３６４から管出口３６６まで単一の共通する直径を有する中空管体３６２を備え得る。図２８、図２９および図３０を参照すると、取水管３７０の別の代替実施形態は、中央流れ開口部２７６の直径が、管出口３７８における直径よりも大きくなるような、テーパ状の円錐形部分３７４を有する中空管体３７２を備えることができ、テーパ状の円錐形部分３７４は、２つの異なる直径の間を継ぎ目なく相互接続している。概して、取水管の構成とその中央流れ開口部２７６への接続とを調整して、所望の流れ特性を提供することができる。
【0037】
前述したように、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２の使用によって提供される寸法上の利点としては、圧力降下における差がないため、流速が実質的に等しくなることを可能にし、したがって、取水スクリーン組立体２００内の流れ特性を管理すること以外には高価な内部流調整部または内部流調整構造は必要ないといえる。そのため、取水スクリーン組立体２００と共に使用できる空気バーストシステム４００を有することに、さらなる利益があるだろう。取水スクリーン組立体２００は、同様に、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体２０２内の、流れ特性に悪影響を及ぼしたり、追加のコストおよび複雑さを増す可能性があったりする構造を欠いているため、有利であろう。ここで図３１、図３２、図３３、図３４および図３５を参照すると、空気バーストシステム４００は、上部連結フランジ２６２の底部フランジ面４０２に動作可能に連結され得る。概して、空気バーストシステム４００は、底部フランジ面４０２、一対の側壁４０６ａ，４０６ｂ、および底部ダクト壁４０８によって形成される円形逆洗ダクト４０４を備えることができる。ここで円形逆洗ダクト４０４は、取水管２６０と中央流れ開口部２７６とを取り囲むように配置される。底部ダクト壁４０８は、空気入口４１２を形成する空気バースト注入管４１０を含むことができる。底部フランジ面４０２は、上部連結フランジ２６２を貫通する複数の空気バースト開口部４１４を含み、空気バースト開口部４１４は、円形逆洗ダクト４０４と連通するように中央流れ開口部２７６の周囲に配置される。
【0038】
概して、空気バーストシステム４００によって、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体２０２内に加圧空気を導入できる。その結果、弧状ろ過スクリーン２１２のスクリーン面２５２に捕捉された微粒子またはゴミを、スクリーン面２５２を通過する通常の水流とは反対方向に空気を向けることによって取り除くことができる。概して、加圧空気は遠隔コンプレッサーから供給され、空気バースト注入管４１０に接続された管または配管システムを通して供給され得る。加圧された空気がドーム状または半球状の上部スクリーン構造体２０２内に移動し、弧状ろ過スクリーン２１２のスクリーン面２５２を通って進むように、加圧空気は円形逆洗ダクト４０４に入った後、空気バースト開口部４１４を通して方向付けられる。これにより、捕捉された粒子またはゴミがスクリーン面２５２から吹き飛ばされる。空気が空気バースト開口部４１４を通り、その結果としてドーム状または半球状の上部スクリーン構造体２０２内に均一に分配されるようにするために、円形逆洗ダクト４０４の断面は、空気バースト注入管４１０の反対側に位置する対向ダクト位置４１６で断面が小さくなるように変化させることができる。その断面は、円形逆洗ダクト４０４が空気バースト注入管４１０と対向ダクト位置４１６との間で推移するにつれて、壁の高さ４１８とダクト幅４２０との一方または両方をテーパ状にすることによって小さくすることができる。
【0039】
空気バーストシステム４００は、図３１、図３２、図３３および図３５において、底部フランジ面４０２、一対の側壁４０６ａ，４０６ｂおよび底部ダクト壁４０８によって形成されているように示されているが、円形逆洗ダクト４０４の断面外観は、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体２０２の有益な逆洗を依然として提供しながら、様々な構成（形状）をとり得ることは理解されたい。例えば、円形逆洗ダクト４０４は、例えば管またはチューブの一部のような、弧状または半球状の断面を有することができる。あるいは、円形逆洗ダクト４０４は、断面が三角形または六角形若しくは八角形などの一部と似たものとなるように、複数の面または表面によって形成された断面を有し得る。さらに別の実施形態として、空気室が空気バースト開口部４１４を越えて延びる直径を有するように、単一の大きな空気室が取水管２６０と中央流れ開口部２７６とを取り囲むか、あるいは、空気室から個々の空気バースト開口部４１４まで延びる複数のダクトを含み得る。空気バーストシステム４００の特定の構成にかかわらず、規定する特徴は、空気バーストシステム４００のどの部分も、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２の内部に物理的に存在せず、その代わりに底部フランジ面４０２に取り付けられている。このようにして、空気バーストシステム４００は、通常の動作中に取水スクリーン組立体２００の流れ特性に影響を与えない。
【0040】
ここで図３６、図３７、図３８、図３９および図４０を参照すると、取水スクリーン組立体２００の別の実施形態では、中央取水構造体５０３に動作可能に連結されるドーム状または半球状の上部スクリーン構造体５０２を有する取水スクリーン組立体５００を備えることができる。ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体５０２は、概して、尖った楕円形またはマンドルラ形の外周５０６を有する複数の弧状ろ過スクリーン５０４によって形成される。概して、各弧状ろ過スクリーン５０４は、一対の尖った端部５１０ａ，５１０ｂと、外周５０６を形成する一対の弧状側面５１２ａ，５１２ｂとによって形成される枠５０８を有する。概して、各弧状ろ過スクリーン５０４は、弧状側面５１２ａと弧状側面５１２ｂとの間にスクリーン面５１４を含む。概して、スクリーン面５１４は、弧状側面５１２ａ，５１２ｂの間に取り付けられた複数の支持ロッドを備えることができ、そこに水が流れ、微粒子やごみが通過するのを防ぐことができるスロットを形成するように、例えばＶｅｅ－ｗｉｒｅなどの複数の平行ワイヤが取り付けられる。
【0041】
中央取水構造体５０３は、フランジ外周部５２０が、概して、個々のフランジ側面２８０を形成するのとは対照的に、弧状または丸みを帯びた外周形状を備えることを除いては、中央取水構造体２０４に実質的に類似し得る。概して、弧状または丸みを帯びた外周形状５２０は、ドーム状または半球状スクリーン構造体５０２の各端部で、弧状ろ過スクリーン５０４の適切な弧状側面５１２ａ，５１２ｂを適切に連結する必要がある。フランジ外周部５２０は、３６０°の外周が依然として中央流れ開口部２７６の周りに形成されるという点で、フランジ外周部２７８と類似している。端部ろ過スクリーン５０４が、溶接で、または従来の締結具を使用して、上部連結フランジ２６２に動作可能に連結された状態で、残りのろ過スクリーン５０４をそれらの適切な位置に配置し、隣接するろ過スクリーン５０４間の弧状側面５１２ａ，５１２ｂを同様に連結して、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体５０２を形成することができる。一旦組み立てられると、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体５０２は同様の方法で機能し、空気バーストシステム４００の使用を含む、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２に関して先に説明したものと同様の利益を提供する。個々の弧状ろ過スクリーン５０４は、それぞれが個々の枠５０８を備えるように説明してきたが、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体５０２は、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２に関して先に説明されたものと同様の方法で構成され得ることは理解されたい。例えば、個々のろ過スクリーンを協働的に保持する内部枠および外部枠を含む枠構造体を使用して構成することができる。同様に、半球型の上部スクリーン構造体２０２は、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体５０２で利用される様式に類似した枠構造体を使用して構成することができ、別個の内部枠２１４および外部枠２１６が必要となるのを回避することができる。ここで、各枠構造体は、上部連結フランジ２６２に溶接でまたは適切な締結具を用いて簡単に取り付けられる。
【0042】
図４１、図４２、図４３および図４４を参照すると、取水スクリーン組立体２００の別の実施形態では、中央取水構造体６０３に動作可能に連結されるドーム状または半球状の上部スクリーン構造体６０２を有する取水スクリーン組立体６００を備えることができる。ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体６０２は、概して、半球状の多面体、例えば、三角形の枠６０８を有する複数の個々のろ過スクリーン６０６によって形成され得る測地線ドーム６０４を形成し得る。代替実施形態として、その半球状の多面体は、五角形の枠を有する個々のろ過スクリーンで形成された１２面体ドームを備えることができる。多角形又は三角形の枠６０８はそれぞれ、複数の側部部材６１０を備える。各ろ過スクリーン６０６は、側部部材６１０間に延びる複数の支持ロッドの上に、例えばＶｅｅ－Ｗｉｒｅなどの複数の平行なワイヤを取り付けることによって形成されるスクリーン面６１２を形成することができる。個々のろ過スクリーン６０６は、隣接する側部部材６１０が測地線ドーム６０４を形成するように連結された状態で動作可能に連結される。
【0043】
中央取水構造体６０３は、実質的に中央取水構造体５０３に類似することができ、測地線ドーム６０４が取り付けられる弧状または丸みを帯びた外周形状６２０を形成する。測地線ドーム６０４は、溶接によってまたは従来の締結具を使用することによって上部連結フランジ２６２に連結され、最下部の側部部材６１０を上部連結フランジ２６２に連結する。一旦組み立てられると、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体６０２は、空気バーストシステム４００の使用を含む、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２および５０２に関して先に説明したものと同様の方法で機能し、同様の利益を提供する。個々の弧状ろ過スクリーン６０６は、それぞれが個々の枠６０８を備えるように説明してきたが、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体６０２は、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体２０２に関して先に説明したものと同様の方法で構成され得ることは理解されたい。例えば、個々のろ過スクリーンを協働的に保持する内部枠および外部枠を含む枠構造体を使用して構成され得る。
【0044】
取水スクリーン組立体２００に対する別の変形例として、図４５、図４６、図４７、図４８、図４９、図５０および図５１に示すような取水スクリーン組立体７００、または図５２、図５３、図５４、図５５、図５６および図５７に示すような取水スクリーン組立体８００を含むことができる。概して、取水スクリーン組立体７００および８００はそれぞれ、ドーム型上部スクリーン構造体を含む。ここで、ドーム型上部スクリーン構造体の最上部から最下部まで測定したときの外周は、１８０°の半球を超えて延びている。より具体的には、ドーム型上部スクリーン構造体の最上部から最下部までの外周は、概して１８０°より大きく３６０°より小さい。
【0045】
図４５～図５１を具体的に参照すると、取水スクリーン組立体７００は、概して、中央取水構造体７０４に動作可能に連結される、ドーム型上部スクリーン構造体７０２を備える。ドーム型上部スクリーン構造体７０２は、概して、先端を切った楕円形の外周７０８を有する複数の弧状ろ過スクリーン７０６によって形成される。先端を切った楕円形の外周７０８は、一対の弧状側部７１２ａ，７１２ｂと、尖った端部７１４と、先端を切った端部７１６とを有する枠７１０によって形成される。各弧状ろ過スクリーン７０６は、概して、例えばＶｅｅ－Ｗｉｒｅなどの複数の平行なワイヤを複数の支持ロッドに取り付けることによって形成されたスクリーン面７１８を含む。このようにして、平行なワイヤの隣接する部分間にスロットが形成され、水がドーム型上部スクリーン構造体７０２の外側からスロットを通って流れ、それによってスロットの幅より大きい微粒子およびゴミが通過するのが阻止され、ドーム型上部スクリーン構造体７０２内に水が流入する。
【0046】
中央取水構造体７０４は、ドーム型上部スクリーン構造体７０２が動作可能に取り付けられる、上部連結フランジ７２０を含む中央取水構造体２０４に実質的に類似し得る。上部連結フランジ７２０はフランジ外周部７２２を含む。フランジ外周部７２２は、弧状または丸みを帯びた外周形状を備えるか、あるいは複数のフランジ側面によって形成され得る。概して、フランジ外周部７２２の大きさと形状とは、各弧状ろ過スクリーン７０６の、先端を切ったような形の端部７１６を上部連結フランジ７２０に取り付けることができるものとなっている。各弧状ろ過スクリーン７０６の、先端を切ったような形の端部７１６が、溶接で、または従来の締結具を使用して、上部連結フランジ７２０に連結される。このとき、隣接する弧状ろ過スクリーン７０６は、隣接する弧状側部７１２ａ，７１２ｂを使用して動作可能に接続され、各弧状ろ過スクリーン７０６の尖った端部７１４が近接して配置され、ドーム型上部スクリーン構造体７０２の最上点７２４を形成する。一旦組み立てられると、ドーム型の上部スクリーン構造体７０２は、空気バーストシステム４００の使用を含む、ドーム型または半球型の上部スクリーン構造体に関して先に説明したものと同様の方法で機能する。個々の弧状ろ過スクリーン７０６は、それぞれが個々の枠７１０を備えるように説明してきたが、ドーム型の上部スクリーン構造体７０２は、ドーム型の上部スクリーン構造体２０２に関して先に説明したものと同様の方法で構成され得ることは理解されたい。例えば、個々のろ過スクリーンを協働的に保持する内部枠および外部枠を含む枠構造体の使用などによって構成され得る。
【0047】
取水スクリーン組立体７００は、概して、ドーム型上部スクリーン構造体がドーム外周部７２６を有する点において、先に説明した取水スクリーン組立体と異なる。すなわち、ドーム外周部７２６は、対向する側面７２８ａ，７２８ｂから形成され、最上点７２４を通って１８０°超でかつ３６０°未満である点で異なる。ドーム外周部７２６の１つの利点は、同様に形成されたドーム外周部が１８０°以下である実施形態と比較して、同じスクリーン表面積７３０を維持しながらスクリーン半径を減少させられることである。このように、これは、ドーム外周部７２６が１８０°以下であるドーム型上部スクリーン構造体を使用して、所望のスクリーン表面積を達成できない物理的スペースおよび他の動作上の制限を有する場所において、所望の量のスクリーン表面積７３０を提供することができるという点で有利であり得る。言い換えれば、ドーム型上部スクリーン構造体７０２は、同じ半径を共有するが１８０°以下のドーム外周部７２６を有する別のドーム型上部スクリーン構造体よりも大きなスクリーン面積７３０を提供する。
【0048】
ここで図５２～図５７を参照すると、取水スクリーン組立体８００は、取水スクリーン組立体７００に関して先に説明したものと同様の利益を提供する。しかしながら、取水スクリーン組立体８００は、ドーム型上部スクリーン構造体８０２が、複数の五角形スクリーンパネル８０６によって形成される多面体形状、例えば十二面体形状８０４を形成するように接合される平らなスクリーンパネルで構成される点において異なる。概して、各五角形スクリーンパネル８０６は、複数の側部８１０を有する形状枠８０８によって形成される。各五角形スクリーンパネル８０６は、例えばＶｅｅ－Ｗｉｒｅなどの複数の平行ワイヤを複数の支持ロッドに取り付けることによって概して形成されるスクリーン面８１１を含む。このようにして、スロットは平行ワイヤの隣接する部分間に形成され、水がドーム型上部スクリーン構造体８０２の外側からスロットを通って流れ、スロット幅より大きい粒子およびゴミが通過するのが妨げられ、ドーム型上部スクリーン構造体８０２の中に流れる。
【0049】
先に説明した実施形態と同様に、ドーム型上部スクリーン構造体８０２は、先に説明した中央取入口構造体２０４および７０４に実質的に類似し得る、中央取水構造体８１２に連結され得る。中央取水構造体８１２は、弧状または丸みを帯びた外周形状を備えるか、あるいは代替的に複数のフランジ側面によって形成され得るフランジ外周部８１６を有する上部連結フランジ８１４を含むことができる。概して、フランジ外周部８１６の大きさ及び形状は、最下部の五角形スクリーンパネル８０６の最下の側部８１０を取り付けるのに適合するようになっている。測地線形状８０４は、隣接する五角形スクリーンパネル８０６の隣接する側部８１０を動作可能に連結することによって形成される。側部８１０の互いに対する連結または上部連結フランジ８１４への連結は、溶接を介してまたは従来の締結具を使用して達成できる。一旦組み立てられると、ドーム型上部スクリーン構造体８０２は、空気バーストシステム４００の使用を含めて先に説明したドーム型または半球型の上部スクリーン構造体に関して説明したものと同様に機能する。個々の五角形スクリーンパネル８０６は、それぞれが個々の形状枠８０８を備えるように説明してきたが、ドーム型上部スクリーン構造体８０２は、例えば、個々のろ過スクリーンを協働的に保持する内部枠および外部枠を含む枠構造体の使用など、ドーム型上部スクリーン構造体２０２に関して先に記載されたものと同様の方法で構成され得ることは理解されたい。ドーム型上部スクリーン構造体８０２は、ドーム外周８１８が１８０°超３６０°未満である対向する側部８２０ａ、８２０ｂの間に形成されるという点で、ドーム型上部スクリーン構造体７０２と類似している。
【0050】
次に図５８～６２を参照すると、取水スクリーン組立体９００の別の実施形態は、先に説明したものと同様の利益を提供するが、全体的な材料コストを低減するために、中央取水フランジが除去されるように中央取水構造体９１２が変更されたデザインを取り入れている。概して、取水スクリーン組立体９００は、弧状スクリーンパネル９０６で構成されるドーム型上部スクリーン構造体９０２を含む。弧状スクリーンパネル９０６は、内部枠９５０と外部枠９５２との間に取り付けられ、かつ、部分トロイダル形状９０４を形成する。概して、各弧状スクリーンパネル９０６は、例えばＶｅｅ－Ｗｉｒｅなどの複数の平行ワイヤを複数の支持ロッドに取り付けることによって概して形成されるスクリーン面９１１を含む。このようにしてスロットは、平行なワイヤの隣接する部分間に形成され、水がドーム型上部スクリーン構造体９０２の外側からスロットを通って流れ、スロット幅より大きい粒子およびゴミが通過するのを妨げられ、ドーム型上部スクリーン構造体９０２の中に流れる。
【0051】
内部枠９５０は、概して、複数の内部弧状支持体９５４を含み、内部弧状支持体９５４の数は、弧状スクリーンパネル９０６の数に対応する。内部弧状支持体９５４のそれぞれは、中間クロス部材９５８と、上部クロス部材９６０と、一対の側部部材９６２ａ、９６２ｂとを含み、各側部部材９６２ａ、９６２ｂは、下側内部フランジ９６３ａ、９６３ｂを有する。各上部クロス部材９６０は、内部ハブ９６８の側面に取り付けることができ、内部ハブ９６８は、内部弧状支持体９５４の数に等しい数の側面を有する。図示するように、内部ハブ９６８は、６つの側面を有する六角形状を有する。このようにして、内部枠構造体９５０の上部は、各内部弧状支持体９５４上の上部クロス部材９６０を、内部ハブ９６８の対応する側面に連結することによって組み立てられる。
【0052】
外部枠９５２は概して、複数の外部弧状支持体９７０を備える。ここで、外部弧状支持体９７０の数は弧状スクリーンパネル９０６の数に対応する。概して、外部弧状支持体９７０のそれぞれは、上部フランジ状部分９７２と、下部フランジ状部分９７４と、弧状体９７６とを含む。外部枠９５２の上部は、各上部フランジ状部分９７２を、外部ハブ９８２から上方に突出する、対応する外部ハブフランジ９７８に連結することによって組み立てられる。外部ハブフランジ９７８の数は、上部フランジ状部分９７２の数に等しくなる。図示されているように、外部ハブ９８２は、外部ハブが六角形状を有するように、６つの外部ハブフランジ９７８を含む。部分トロイダル形状９０４の性質により、外部ハブ９８２は、外部中実板を有するように作製され得るか、または代替的に、図示されるように、外部ハブ９８２は、弧状スクリーンパネル９０６と同様の方法で作製されたハブスクリーンパネル９８４を含み得る。外部ハブ９８２は、１以上の持ち上げラグ９８６をさらに含んでもよく、取水スクリーン９００の持ち上げと配置を容易にできる。
【0053】
先に説明した実施形態と同様に、ドーム型上部スクリーン構造体９０２は、中央取水構造体９１２に連結され得る。ドーム型上部スクリーン構造体９０２は、取水管９１８の側壁９１６に連結され、かつ、側壁９１６を取り囲む、外周取付組立体９１４に取り付けられ得るので、中央取水構造体９１２は、先に説明した中央取水構造体、例えば中央取水構造体２０４および７０４とは異なる。取水管９１８は、取水開口部９４０が取水出口９４２よりも大きくなるように作製され得る。このように、側壁９１６は、取水開口部９４０と取水出口９４２との間で角度が付けられている。概して、外周取付組立体９１４は、下側部材９２０と上側部材９２２とを含むことができる。下側部材９２０は側壁９１６の下側部分９１８ａの近くに連結される。上側部材９２２は、下側部分９１８ａと取水開口部９４０との間にある中間部分９１８ｂに連結される。上側部材９２２は、概して、複数の開口９６６を含む。概して、内部枠９５０は、上側部材９２２の対向する側にある下側内部フランジ９６３ａ、９６３ｂを連結することによって上側部材９２２に取り付けることができる。外部枠９５２は、下部フランジ部９７４を、下側部材９２０から突出する、対応する取り付けフランジ９１９に連結することによって、下側部材９２０に連結できる。一旦組み立てられると、ドーム型上部スクリーン構造体９０２は、先に説明したドーム型または半球型の上部スクリーン構造体に関して先に説明したものと同様に機能する。
【0054】
中央取水フランジがないため、取水システム９００は、空気バーストシステム４００に関して先に説明したものとは異なる空気バーストシステム９９０を含む。空気バーストシステム９９０では、空気バースト管９９２が、外周取付組立体９１４に取り付けられる。より具体的には、空気バースト管９９２は、外周取付組立体９１４と側壁９１６との間に形成された取付組立体内部と流体連通するように、下側部材９２０のうちの１つを通して取り付けられる。所望の場合、加圧空気バーストは、空気バースト管９９２を通して外周取付組立体９１４に導入され、加圧空気バーストが開口部９６６を通って移動し、ドーム型上部スクリーン構造体９０２の内側部分９９６にアクセス可能にできる。
【0055】
次に図６３～図６６を参照すると、取水管９１８の代わりに取水管の変形例を利用して、主要な流速等値面の形状および圧力降下に関する性能をさらに改善することができる。例えば、取水管１０００は、図６３および図６４に示すように、管入口１００６に上部リップ１００４を有する角度の付いた側壁１００２を含むことができる。図示されているように、上部リップ１００４は、複数の表面１００８ａ、１００８ｂで形成することができる。あるいは、図６５および図６６に示すような取水管１０１０は、管入口１０１６に弧状上部リップ１０１４を有する弧状側壁１０１２を含むことができる。側壁と上部リップの形状を調整することにより、設計者は、管入口１００６／１０１６における様々な流れ特性を調整し、所望に応じて主要な流速等値面の形状を調整することができる。図示していないが、上部リップ１００４／１０１４は、空気バーストシステムの一部として使用される複数の開口を含むことができる。
【0056】
図６７に示されるように、取水スクリーン組立体１１００の代替実施形態は、浅い場所または浅くした場所で使用する目的で構成され得る。概して、取水スクリーン組立体１００は、ドーム状または半球状の上部スクリーン構造体２０２に実質的に類似する、ドーム状またはドームのような形の上部スクリーン構造体１１０２を含むことができる。取水スクリーン組立体１１００が前に開示した実施形態と異なるのは、他の実施形態の底部アクセスバージョンとは対照的に、側部アクセス中央取水構造体１１０４を含むことである。側部アクセス中央取水構造体１１０４は、開示された実施形態のいずれにも同様に適用することができ、議論したように、浅い場所または浅くした場所で特に適切であり得る。
【0057】
本明細書では、システム、装置、および方法の様々な実施形態について説明してきた。これらの実施形態は、例示としてのみ与えられたものであり、特許請求の範囲に記載した発明の範囲を限定することを意図するものではない。さらに、これまで説明してきた実施形態の様々な特徴は、様々な方法で組み合わせて、多数の追加の実施形態を作り出すことができることを理解されたい。さらに、開示した実施形態で使用するために、様々な材料、寸法、形状、構成および配置などを説明してきたが、開示されたもの以外のものも、特許請求の範囲に記載の発明の範囲を超えることなく利用できる。
【0058】
関連する技術分野における当業者であれば、本明細書の主題が、上述した個々の実施形態に示されるよりも少ない特徴で構成され得ることを認識するであろう。本明細書で説明する実施形態は、本明細書の主題の様々な特徴を組み合わせることができる方法の網羅的な提示を意味するものではない。したがって、実施形態は、特徴の相互に排他的な組み合わせではなく、むしろ、様々な実施形態は、当業者によって理解されるように、異なる個々の実施形態から選択される異なる個々の特徴の組み合わせを含み得る。さらに、一実施形態に関して記載した要素は、特に断りのない限り、そのような実施形態に記載されていない場合であっても、他の実施形態において実装することができる。
【0059】
従属請求項は、特許請求の範囲において、１以上の他の請求項との特定の組み合わせを指す場合があるが、他の実施形態は、従属請求項と他の各従属請求項の主題との組み合わせ、または１以上の特徴と他の従属請求項もしくは独立請求項との組み合わせを含むこともできる。そのような組み合わせは、特定の組み合わせが意図されていないと記載されていない限り、本明細書において提案されている。
【0060】
上記文書の参照による援用は、本明細書の明示的な開示に反する主題が取り込まれないように制限される。上記文書の参照による援用は、その文書に含まれる請求項が参照により本明細書に組み込まれないように、さらに制限される。上記文書の参照による援用は、本明細書に明示的に含まれない限り、その文書に規定されるいかなる定義も参照により本明細書に援用されないように、さらに制限される。
【0061】
クレームを解釈する目的で「～する手段」又は「～するステップ」という特定の用語がクレームに記載されていない限り、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１２（ｆ）の規定は発動されないことが明示的に意図されている。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2】
【図2A】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36】
【図37】
【図38】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55】
【図56】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
【図65】
【図66】
【図67】
【国際調査報告】