(57)【要約】自洗式バックウォッシュ可能フィルタ装置（１２）及び濾過される流体の中に下ろされる揚水装置（１４）とともに使用するための方法。該フィルタ装置（１２）は、そこから複数本の管（３８）が延びるマニホールド（５０）を有するフィルタバスケット（５４）を含む。フィルタ要素（３４）は、砂または他の固形または溶解した粒子がポンプの取り入れ口から進入するのを遮るためにフィルタバスケットの少なくとも一部を包む。加圧されたガスまたは流体がマニホールド（５０）の中に、次に管（３８）の全長に沿って分散される穿孔（８０）または噴出口を通って向けられる。加圧されたガスの噴出は該穿孔（８０）または噴出口からフィルタ装置（１２）の内部に向けられ、次にフィルタ要素（３４）の内面に対して外向きの方向で穿孔（８０）または噴出口から噴霧される。穿孔（８０）からの空気または流体の噴出はフィルタ（３４）の内面に衝突し、混入した粒状物質を除去または放出する。
2005518270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプとともに使用するためのフィルタ装置であって、
フィルタ要素と、
フラッシング媒体の送達のための供給ラインと、
フィルタバスケットであって、前記フィルタ要素が前記フィルタバスケットの少なくとも一部を囲み、
マニホールドであって、
前記供給ラインを受け入れるためにその第１の表面にフラッシング媒体供給開口部と、
前記マニホールドの第２の表面の複数の開口と、
前記複数の開口と前記フラッシング媒体供給開口部を流動的に接続する内部チャンバと、
前記内部チャンバ内で回転自在に移動し、フラッシング媒体供給開口部から複数の開口へのフラッシング媒体の流れを周期的に遮るように構成される、前記内部チャンバ内に配置される遮断部品と、
複数の管であって、フラッシング媒体が内部チャンバを通って前記供給ラインから複数の管の中に、及び穿孔を通って前記フィルタ要素をバックフラッシングするために流れ得るように、前記複数の管のそれぞれの管が前記複数の開口の一つから延び、前記複数の穿孔を含む複数の管と、
を含むマニホールドと、
を含む前記フィルタバスケットと、
を含むことを特徴とするフィルタ装置。
【請求項２】
フィルタバスケット内に電気モータを有する水中ポンプをさらに含むことを特徴とする請求項１のフィルタ装置。
【請求項３】
マニホールドがさらにその中に第１の穴を備え、ポンプ排出ラインが前記第１の穴を通過し、前記ポンプに接続することを特徴とする請求項２のフィルタ装置。
【請求項４】
フラッシング媒体がポンプ排出ラインからの流体であることを特徴とする請求項３のフィルタ装置。
【請求項５】
マニホールドがさらにその中に第２の穴を含み、電気供給ラインが前記第２の穴を通過し、前記モータに電気的に接続されることを特徴とする請求項２のフィルタ装置。
【請求項６】
フィルタバスケットが実質的に円筒形であることを特徴とする請求項１のフィルタ装置。
【請求項７】
フィルタ要素がフィルタソックスであることを特徴とする請求項１のフィルタ装置。
【請求項８】
各管が管の全長に沿って２列の穿孔を含み、前記列が約１８０度離れて配置されることを特徴とする請求項１のフィルタ装置。
【請求項９】
フィルタバスケットが６本の管を含むことを特徴とする請求項１のフィルタ装置。
【請求項１０】
複数の管の下端に取り外し自在に取り付けられる下部プレートをさらに含むことを特徴とする請求項１のフィルタ装置。
【請求項１１】
水中ポンプを差し込むことができる開口部を有する下部プレートをさらに含むことを特徴とする請求項１のフィルタ装置。
【請求項１２】
前記フィルタ装置により濾過される流体をさらに含むことを特徴とする請求項１のフィルタ装置。
【請求項１３】
濾過される前記流体が自動潤滑油系統におけるオイルを含むことを特徴とする請求項１２のフィルタ装置。
【請求項１４】
濾過される前記流体が自動車トランスミッションシステムにおける流体を含むことを特徴とする請求項１２のフィルタ装置。
【請求項１５】
濾過される前記流体が装置潤滑油系統におけるオイルを含むことを特徴とする請求項１２のフィルタ装置。
【請求項１６】
濾過される前記流体が加圧油田からのオイルを含むことを特徴とする請求項１２のフィルタ装置。
【請求項１７】
濾過される前記流体が加圧された帯水層からの水を含むことを特徴とする請求項１２のフィルタ装置。
【請求項１８】
水中ポンプとともに使用するためのフィルタ装置であって、
フィルタ要素と、
フィルタバスケットであって、前記フィルタ要素が前記フィルタバスケットの少なくとも一部の回りに延び、
マニホールドであって、
複数の開口とフラッシング媒体供給開口部を流動的に接続するスロットチャンバを内部に形成するプレートと、
フラッシング媒体供給開口部及び複数の開口から流体の流れを周期的に遮るように構成されるスロットチャンバ内に配置される遮断部品と、
複数の管であって、前記複数の管のそれぞれの管が実質的に円筒形のフィルタバスケットを形成するように前記複数の開口の１つから延び、前記管がフィルタ要素の内面に当たり、フィルタ要素上に混入した粒状物質を取り除くまたは放出するためにフラッシング媒体を向けるための複数の穿孔を有する複数の管と、
を含むマニホールドと、
を含む前記フィルタバスケットと、
を含む前記フィルタ装置。
【請求項１９】
水中ポンプ及びフィルタバスケット内に電気モータをさらに含むことを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２０】
各管が管の全長に沿って２列の穿孔を含み、前記列が約１８０度離れて配置されることを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２１】
マニホールドがその中に第１の穴をさらに含み、ポンプ排出ラインが前記第１の穴を通過し、前記ポンプに接続することを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２２】
フィルタ要素が合成フィルタソックスであることを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２３】
管がマニホールドに熱定着されることを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２４】
管がマニホールドに溶接されることを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２５】
管がマニホールドに接着剤で取り付けられることを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２６】
フィルタバスケットが６本の管を含むことを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２７】
複数の管の下端に取り外し自在に取り付けられる下部プレートをさらに含むことを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２８】
水中ポンプを差し込むことができる開口部を有する下部プレートをさらに含むことを特徴とする請求項１８のフィルタ装置。
【請求項２９】
ポンプの取り入れ口をふるいに落とすために使用されるフィルタ装置を洗浄するためのシステムであって、
フラッシング媒体を保管するための供給タンクと、
フラッシング媒体の送達のための供給ラインとを含み、
フィルタ装置であって、
フィルタ要素と、
フィルタバスケットであって、前記フィルタ要素が前記フィルタバスケットの少なくとも一部の回りに延び、
マニホールドであって、
前記供給ラインを受け入れるためのその第１の表面のフラッシング媒体供給開口部と、
フラッシング媒体供給開口部を複数の開口に流動的に接続するように適応されるスロットチャンバが形成されるプレートと、
スロットチャンバ内に配置され、フラッシング媒体供給開口部から複数の開口への流体の流れを周期的に遮るように構成される遮断部品と、
複数の管であって、前記複数の管のそれぞれが前記複数の開口の１つから延び、フラッシング媒体を導き、フィルタ要素の内面に衝突するように適応される複数の穿孔を含む複数の管と、
を含むマニホールドと、
を含む前記フィルタバスケットと、
を含むフィルタ装置と、
を含む前記システム。
【請求項３０】
フィルタバスケット内に電気モータを有する水中ポンプをさらに含むことを特徴とする請求項２９のシステム。
【請求項３１】
フィルタバスケットが実質的に円筒形であることを特徴とする請求項２９のシステム。
【請求項３２】
フラッシング媒体が空気であることを特徴とする請求項２９のシステム。
【請求項３３】
フラッシング媒体が二酸化塩素、空気、塩素、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、陽極液、及び一酸化炭素から構成されるグループから選ばれる少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項２９のシステム。
【請求項３４】
フィルタ要素がフィルタソックスであることを特徴とする請求項２９のシステム。
【請求項３５】
各管が管の全長に沿って延びる２列の穿孔を含み、前記列が約１８０度離れて配置されることを特徴とする請求項２９のシステム。
【請求項３６】
複数の管の下端に取り外し自在に取り付けられる下部プレートをさらに含むことを特徴とする請求項２９のシステム。
【請求項３７】
水中ポンプを挿入できる開口部を有する下部プレートをさらに含むことを特徴とする請求項２９のフィルタ装置。
【請求項３８】
ポンプの取り入れ口をふるい落とすために使用されるフィルタ装置を洗浄する方法であって、
複数の管を含むフィルタバスケット内にポンプ吸引入口を有するポンプを包み込み、各管がその中に少なくとも１つの穿孔を有する工程と、
汲み上げられる流体がフィルタ要素を通過し、ポンプ吸引入口に達するように、フィルタ要素でフィルタバスケットの少なくとも一部を取り囲む工程と、
フラッシング媒体がフィルタ要素に対して外向きの方向で噴霧され、ポンプの作業中に混入した粒状物質を取り除くまたは放出するように管の中の穿孔と流体連通するチャンバにフラッシング媒体を向ける工程と、
遮断部品が、管のチャンバを接続する開口上を通過することにより管の少なくとも１本に対してフラッシング流体の流れを順次、遮るように、チャンバの回りで回転するように構成される遮断部品で管の少なくとも１本へのフラッシング媒体の流れを遮る工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３９】
フラッシング媒体がポンプの排出ラインから供給されることを特徴とする請求項３８の方法。
【請求項４０】
フラッシング媒体が水であることを特徴とする請求項３８の方法。
【請求項４１】
フラッシング媒体が、二酸化塩素、空気、塩素、窒素、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、陽極液及び一酸化炭素から構成されるグループから選ばれる少なくとも１つの部分を含むことを特徴とする請求項３８の方法。
【請求項４２】
遮断部品が、一度に実質的に管の内の２本の隣接する管への流れを可能とするように構成されることを特徴とする請求項３８の方法。
【請求項４３】
フラッシング媒体を向ける工程が、さらに、各管に沿って長手方向に離間される２列の穿孔からフラッシング媒体を向けることをさらに含むことを特徴とする請求項３８の方法。
【請求項４４】
ポンプ動作中にポンプの流体取り入れ口を濾過するためのフィルタ装置であって、
フィルタバスケットの中にポンプ吸引入口を包み込むための手段と、
汲み上げられる流体を、それがポンプ吸引入口に入る前に濾過するための手段と、
フラッシング流体が濾過手段を背にして外向きの方向で噴霧され、混入した粒状物質を取り除くまたは放出するようにポンプ吸引入口を包むための手段からフラッシング媒体を向けるための手段と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項４５】
フラッシング媒体が空気であることを特徴とする請求項４６のフィルタ装置。
【請求項４６】
フラッシング媒体が水であることを特徴とする請求項４６のフィルタ装置。
【請求項４７】
フィルタ要素全体で差圧を発生させる方法であって、
少なくとも部分的にフィルタ要素で容積を囲む工程と、
濾過される流体内にフィルタ要素を沈める工程と、
濾過要素の中に拡張ラインを差し込み、拡張ラインが濾過される流体の表面の上の大気に排出される工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４８】
濾過される流体が塩水であることを特徴とする請求項４７の方法。
【請求項４９】
濾過される流体が汽水であることを特徴とする請求項４７の方法。
【請求項５０】
濾過される流体が海水であることを特徴とする請求項４７の方法。
【請求項５１】
自洗式フィルタ装置であって、
内面及び外面を有する少なくとも１つのフィルタ要素と、
少なくとも１つの吸引ラインと、
複数の開口からフラッシング流体を連続して供給するように適応されるマニホールドと、
複数の管であって、フラッシング媒体が複数の管の中に、前記穿孔を通って流れ込むことができるように、前記複数の管のそれぞれの管が前記複数の開口の１つから延び、複数の穿孔を含む複数の管と、
を含み、
前記フィルタ要素が前記複数の管の少なくとも一部を囲み、穿孔がフィルタ要素の内面に向かって概ね外にフラッシング流体を向けるように適応されることを特徴とする。
【請求項５２】
フィルタ要素の外面に接触する流体の柱がフィルタ要素全体での差圧に作動自在に役立つことを特徴とする請求項５１の自洗式フィルタ装置。
【請求項５３】
流体の柱が吸引ラインと作用し、フィルタ要素を通る濾過水の流れを引き起こすことを特徴とする請求項５２の自洗式フィルタ装置。
【請求項５４】
フィルタ装置の内部を大気に排気するように適応された拡張ラインをさらに含むことを特徴とする請求項５３の自洗式フィルタ装置。
【請求項５５】
フィルタ装置が、フィルタ要素全体で所望される差圧を生じさせるであろう深さまで濾過される流体の中に沈められることを特徴とする請求項５１の自洗式フィルタ装置。
【請求項５６】
フィルタ装置が流体の加圧された容積の中に置かれることを特徴とする請求項５１の自洗式フィルタ装置。
【請求項５７】
流体の加圧された容積が圧力容器であることを特徴とする請求項５５の自洗式フィルタ装置。
【請求項５８】
流体の加圧された容積がオイルタンクであることを特徴とする請求項５５の自洗式フィルタ装置。
【請求項５９】
流体の加圧された容積が地熱井であることを特徴とする請求項５５の自洗式フィルタ装置。
【請求項６０】
流体の加圧された容積が天然ガス資源であることを特徴とする請求項５５の自洗式フィルタ。
【請求項６１】
流体の濾過方法であって、
フィルタ要素でフィルタ構造を取り囲み、それによりフィルタ要素によって分離される内部と外部のあるフィルタ装置を作成する工程と、
フィルタ装置の内部に濾液輸送ラインを接続する工程と、
フィルタ装置の内部に排気ラインを接続する工程と、
フィルタバスケットの内部へ濾過された流体の流れを引き起こすのに十分な差圧がフィルタ要素全体で生じるように、流体の表面下の深さまで濾過される流体中にフィルタバスケットを沈める工程と、
濾液輸送ラインを介してフィルタ装置の内部から濾液を輸送する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項６２】
フィルタ要素が半透過性の膜であり、深さが膜の表面積に合わせ、フィルタバスケットの内部への濾液の所定の流速を生じさせるように計算されることを特徴とする請求項６１の方法。
【請求項６３】
濾液が水中ポンプを使用して濾液輸送ラインを通して輸送されることを特徴とする請求項６２の方法。
【請求項６４】
フィルタバスケットが、フラッシング流体で濾液輸送ラインを加圧することによって周期的にバックフラッシングされることを特徴とする請求項６３の方法。
【請求項６５】
フラッシング流体が濾液を含むことを特徴とする請求項６４の方法。
【請求項６６】
フラッシング流体が、二酸化塩素、空気、塩素、窒素、ヘリウム、アルゴン、及び二酸化炭素、陽極液及び一酸化炭素から構成されるグループから選ばれる少なくとも一部を含むことを特徴とする請求項６４の方法。
【請求項６７】
濾液輸送ラインの中からの濾液の輸送を停止し、それにより濾液輸送ライン内の容積流体が半透過性の膜全体の浸透圧と組み合わさり、濾液のフィルタ装置の内部から外部への流れを引き起こすことによって、フィルタバスケットが周期的にバックフラッシングされることを特徴とする請求項６３の方法。
【請求項６８】
濾液が重力によりフィルタ装置の内部から排出されることを特徴とする請求項６２の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルタ装置に関し、さらに詳細にはポンプ取り入れ口から粒状物質を取り除くための自洗式バックフラッシング可能フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
水中ポンプは多くの場合、井戸ケーシングまたは池で見つけられる流体補給物のような流体補給物中に下ろされ、そこで見つけられる流体を採取するする。多くの場合、流体には揚水システムの非効率及び揚水システムの潜在的な故障の不変の原因である砂及び他の研摩粒子が含まれている。例えば、砂は揚水システムのポンプ及び弁に深刻な損傷を引き起こすことがある。
【０００３】
多くの種類のフィルタが水中ポンプとともに使用するために設計されてきた。このようなフィルタは通常ポンプ取り入れ口から粒状物質をふるいにかけるように設計されたフィルタ要素を含んでいる。しかしながら、粒状物質は多くの場合フィルタ要素の中に混入することになる。フィルタ要素上に収集される粒状物質の量は、フィルタ要素全体で発生する圧力低下に正比例している。フィルタ要素全体での過剰な圧力低下により流体の流量は大幅に削減されることがあるため、フィルタ要素は周期的に交換または清掃しなければならない。多くの場合、これは流体から水中ポンプを取り除き、フィルタ要素を取り除くことによって行われる。これは時宜に適った、かつ不便なプロセスである場合がある。複雑なバックウォッシングシステムを有するポンプが設計されてきたが、これらは多くの場合高価であり、既存のシステムの装備を改良するのには使用できない。その結果、多くのポンプは通常フィルタなしで操作されるため、早期のポンプ故障及び広範囲且つ犠牲の大きいダウンタイムに見舞われる。
【０００４】
したがって、自洗式フィルタ要素を有する流体フィルタ装置における追加の改善策に対する必要性が絶えない。また、既存のポンプとともに使用されるフィルタ要素をバックウォッシングする比較的簡略且つ確実な方法を有する必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
１つの実施形態においては、本発明は水中ポンプとともに使用するためのフィルタ装置である。フィルタ装置はフィルタ要素と、フラッシング媒体の送達のための供給ラインと、フィルタ要素がフィルタバスケットの少なくとも一部の回りで延びるフィルタバスケットとを含む。フィルタバスケットは、前記供給ラインを受け入れるためのその第１の表面のフラッシング媒体供給開口部と、前記マニホールドの第２の表面の複数の開口と、前記フラッシング媒体供給開口部を前記複数の開口と流動的に接続する内部チャンバと、前記内部チャンバ内に配置され、フラッシング媒体供給開口部から複数の開口へのフラッシング流体の流れを前記内部チャンバ内で回転自在に移動し、周期的に遮るように構成される遮断部品とを含むマニホールドを含む。フィルタバスケットは複数の管も含み、フラッシング媒体が供給ラインから内部チャンバを通って複数の管の中へ、及び穿孔を通ってフィルタ要素をバックフラッシュするために流れることができるように、該複数の管のそれぞれの管は複数の開口の１つから延び、複数の穿孔を含む。フィルタ要素は、さらに電気モータがフィルタバスケット内に位置する水中ポンプを含む場合がある。
【０００６】
本発明の別の実施形態は、ポンプの取り入れ口をふるいにかけるために使用されるフィルタ装置を洗浄するためのシステムである。システムは加圧されたフラッシング媒体を保管するための供給タンクと、フラッシング媒体の送達のための供給ラインと、フィルタ装置を含む。フィルタ装置はフィルタ要素と、フラッシング媒体の送達のための供給ラインと、フィルタ要素がフィルタバスケットの少なくとも一部の回りに延びるフィルタバスケットとを含む。フィルタバスケットは、前記供給ラインを受け入れるためのその第１の表面上のフラッシング媒体供給開口部と、フラッシング媒体供給開口部を複数の開口に流動的に接続するスロットチャンバがその中に形成されるプレートと、フラッシング媒体供給開口部及び複数の開口から流体の流れを周期的に遮るように構成されるスロットチャンバ内に配置される遮断部品とを含むマニホールドを含む。フィルタバスケットは複数の管を含み、フラッシング媒体が供給ラインから内部チャンバを通して複数の管の中へ、及び穿孔を通してフィルタ要素をバックフラッシングするために流れることができるように、該複数の管のそれぞれの管は複数の開口の一つから延び、複数の穿孔を含む。フィルタ装置は、フィルタバスケット内に電気モータを含む水中ポンプも含むことがある。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、ポンプの取り入れ口をふるいにかけるために使用されるフィルタ装置をフラッシュする方法である。該方法は複数の管を含むフィルタバスケット内にポンプ吸引入口のあるポンプを覆い、それぞれの管はその中に少なくとも１つの穿孔を有し、汲み上げられる流体がフィルタ要素を通過してポンプ吸引入口に到達するようにフィルタ要素でフィルタバスケットの少なくとも一部を囲み、フラッシング流体がフィルタ要素の内面に対して外向きの方向で噴霧され、ポンプの動作中に混入した粒状物質を取り除くまたは排除するように管内の穿孔と流体連通するチャンバにフラッシング媒体を向ける。方法はさらに、チャンバの回りで回転するように構成された遮断部品で、該遮断部品が管とチャンバを接続する１つまたは複数の開口の上を通過することによって多様な管へのフラッシング流体の流れを順次、遮るように、管へのフラッシング流体の流れを周期的に遮断する工程を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
全体を通じて類似する番号が類似する要素を指す添付図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。本明細書に提示されている説明の中で使用される専門用語は、当該技術における一般的な使用に従って、及び以下に提供されるあらゆる明白な定義に従って、最も幅広い妥当な方法で解釈されることが意図されている。
【０００９】
ここで図１を参照すると、自洗式フィルタ装置１２を使用して井戸から流体を汲み上げるためのシステム１０が描かれている。フィルタ装置１２は電気モータ１６と組み合わされて水中ポンプ１４を囲む。水中ポンプ１４及び電気モータ１６は好ましくは１つの共通したハウジングの中に入れられていて、従来の設計のものでよい。１つの実施形態では、フィルタ装置１２及びポンプ１４は典型的な井戸ケーシング１８の中に下ろされる。電気的な供給ライン２０は適切な電源２２を電気モータ１６に接続する。ポンプ排出ライン２６の第１の端部２４は、水中ポンプ１４に接続する。ポンプ排出ライン２６の第２の端部２８は、汲み上げられた流体を保管するために使用されている典型的な流体タンク３２上の金具３０に取り付けられる。作動中、フィルタ装置１２は、所定のサイズに等しいまたは所定のサイズより大きいサイズの砂などの研摩物質が水中ポンプ１４に入るのを実質的に防ぐ。本実施形態は井戸ケーシング１８から水を汲み上げ、濾過するためにシステム１０とともに使用されているフィルタ装置１２を描いているが、当業者は、フィルタ装置１２がオイル、ガス、下水、化学物質、産業廃棄物などの他の液体またはスラリーを濾過するために使用することができ、海、湖、川、池、小川、排水工事計画または他のソースから所望される収集場所に液体を汲み上げる１４ために使用することができることを理解するであろう。図１は水中ポンプ１４を描いているが、実施形態によっては、水中ポンプ１４を活用せず、むしろ汲み上げられている流体の表面の上で、あるいはタンク３２の近くでポンプ（図示されていない）を使用するであろう。このような実施形態では、ライン２６の吸引端部２４だけが使用され、吸引端部２４はフィルタ装置１２に設置されるであろう。
【００１０】
フィルタ装置１２は砂等の好ましくない粒子及び研摩物質をふるいにかけて落とすためにフィルタ要素３９（明確さのために削除されている）を有している。１つの実施形態では、フィルタ要素３９は１０ミクロンの開口部のある合成繊維から作られるフィルタソックス３４である。当業者は、砂などの粒状物質を濾過するように設計された他のフィルタ要素３９及び／またはさまざまな大きさの布開口部も使用できることを理解するであろう。例えば、フィルタ要素３９は管またはフィルタ装置１２の回りに巻き付けられたフィルタ材料が可能である。この説明から明らかとなるように、バックフラッシングによって洗浄できる再生可能なフィルタを使用できる。このようなフィルタは水から砂や岩または他の破片を濾過するための大きなメッシュのフィルタ、あるいは例えば海水を淡水化できるものなど、水から微細粒子またはイオンを含む粒子さえも濾過できる非常に小さなメッシュのフィルタまたは半透過性の膜を含む。濾過作業中、フィルタソックス３４がふるいにかけて落とす粒状物質の一部はフィルタ布の上に集まる。フィルタソックス３４の布の上に収集される粒状物質の量はフィルタソックス３４全体での圧力の低下に直接的に影響を及ぼす。フィルタソックス３４全体での過剰な圧力の低下は流体の流量を著しく低減し、それによりポンプ１４の性能に悪影響を及ぼすことがあるため、フィルタソックス３４はそこから蓄積された粒状物質を洗浄するために周期的に交換される、あるいは適切にバックウォッシュされるまたはフラッシュされる必要がある。ポンプ１４の性能が非許容レベルレベルまで低下するときの１つのオプションは、井戸ケーシング１８からポンプ１４とフィルタ装置１２を引き出し、洗浄または交換のためにフィルタソックス３４を取り除くことである。しかしながら、さらに便利且つ時間を節約する改善方法はフィルタソックス３４をバックウォッシュまたはバックフラッシュすることで有効である。
【００１１】
１つの実施形態では、このようなバックウォッシュはフィルタ装置１２の内部に空気の噴出を向け、この空気を強制的にフィルタソックス３４の内面に対して外向き方向で噴霧することにより達成される。このような噴霧動作は、その全長に沿って分散される微細な穿孔または噴出口を有し、図２に関してさらに完全に後述されるように空気ソースから供給される、相対的に薄く細長い管３８を使用することにより生じる。穿孔からの空気噴出はフィルタソックス３４の内面に衝突し、混入した微粒子材料を取り除く、または放出する。管３８の直径は、フィルタソックス３４とポンプ吸引入口３７の間に管３８の直径に等しい分離間隙を与えることにより、ポンプ１４のポンプ吸引入口３７とフィルタソックス３４の間のスペーシングを決定する。管３８は、フィルタソックス３４がポンプ流体入口の中に吸引されるのを防ぐ。これにより、フィルタソックス３４の実質的に全領域が流体の流れを濾過するために活用できる。
【００１２】
フィルタソックス３４は金属またはプラスチックのメッシュ状の材料または穴の開いた薄板材料から作られる外層３９に包まれている。外側層３９は、井戸ケーシング１８の中にポンプ１４とフィルタ装置１２を挿入する間にフィルタソックス３４が裂けるのを、あるいはポンプ１４が池または小川の中で使用されているときには岩または棒でもつれるのを保護する。外側層３９は、洗浄工程中の空気の噴射力によるフィルタソックス３４の変形も制限する。
【００１３】
供給ホース４０などの導管は、フィルタ装置１２によってふるいにかけられる濾過された粒子をフラッシュするために使用される加圧ガスまたは液体を供給するためにフィルタ装置１２に接続される。１つの実施形態では、供給ホース４０は空気供給タンク４２をフィルタ装置１２に接続する。以下の実施形態は空気を使用しているが、二酸化炭素、窒素、二酸化塩素陽極液等の任意の他のガスが使用できる。または、水などの流体がフィルタ装置１２をフラッシュするために使用できる。空気圧縮機４４は空気供給タンク４２の中の空気を加圧する。１つの実施形態では、安全弁は空気供給タンク４２とフィルタ装置１２の間の空気供給ホース４０の中に位置している。フィルタを洗浄することが所望されるとき、オペレータが圧縮機４４を作動させると、空気供給タンクの中の圧力が上昇し始める。空気供給タンク４２内の圧力が適切な圧力に達すると、安全弁４６は開放し、空気の噴出をフィルタ装置１２の内部に向けることができる。別の実施形態では、安全弁４６は、空気供給タンク４２とフィルタ装置１２の間の空気供給ホース４０の中の手動弁（図示されていない）で置き換えられ、オペレータが手動でまたは遠隔操作弁を使用してのどちらかでフィルタ装置１２の内部に空気の噴出を提供できるようにする。１つの実施形態では、弁は洗浄する空気の流れを開閉器または他のリモコンで遠隔的に制御できるようにする電磁弁である。
【００１４】
フラッシングの頻度をプログラムすることができる、あるいはフラッシングが任意の所望される信号に応えて発生できるように、フィルタ装置１２及び／または安全弁４６と協調するコントロールパネル４８が設けられ得る。これにより、いつフラッシングサイクルを実行するのかを選択する上でユーザが持つ柔軟性はさらに大きくなる。また、フラッシングのために許される時間を事前に確立し、コントロールパネルにプログラミングすることができる。ユーザはこのような洗浄手順を手動または半自動で達成できるため、前記洗浄手順のどれかを実行するためにこのようなプログラムは必要ではない。しかしながら、このようなコントロールパネル４８を使用すると、特定の設備に適するようにプログラミング及び自動洗浄が可能となる。描かれていないが、実施形態によっては、システム１０の多様な検出ポイントからコントロールパネル４８に信号を送信するために、任意の数の圧力センサまたは温度センサを使用するであろう。これらの検出ポイントでは、例えばポンプの吸引圧力または排出圧力、空気タンク４２圧力、または洗浄供給ホース４０供給圧力を含み得る。
【００１５】
図２は、フィルタ装置１２を使用するシステムの別の実施形態を示す。供給ホース４０は、フィルタ装置１２の内部に流体の噴出を提供するためにタンク３２から流体を供給できる。タンク３２から通る出力ライン４９のＴ字形の弁４７は流体をフィルタ装置１２に戻るように向けることができる。電磁弁５１は弁４７とフィルタ装置１２の間の供給ホース４０内に位置する。電磁弁５１は、所望される間隔で装置へフラッシュする流体の流れを提供するように制御できる。さらに、電磁弁５１はその上の手動オペレータが弁の手動動作を可能にできるようにするか、あるいは供給ホース４０は、オペレータがフラッシング間隔を制御できるようにする電磁弁５１を迂回する手動弁付き副管（図示せず）を有することができる。
【００１６】
図３は、明確にするためにフィルタソックス３４なしで図示されているフィルタ装置１２の１つの実施形態を示す。フィルタ装置１２は、円形の上部マニホールド５０と円形の下部プレート５２の間に伸張するいくつかの中空管３８を有している。１つの実施形態では、管３８、上部マニホールド５０及び下部プレート５２はポリ塩化ビニールから作られている。しかしながら、繊維ガラス、金属及びプラスチックなどの他の適切な材料を使用できる。１つの実施形態では、管３８は上部マニホールド５０に熱定着されている。または、管３８は接着剤で取り付けられる、ねじ付けられる、溶接される、あるいはその他の方法で上部マニホールド５０に固定される。下部プレート５２は管３８に熱定着される。または、下部プレート５２は溶接される、接着剤で取り付けられる、あるいは留め具を使用して管３８に取り外し自在に取り付けられる。図３に示す実施形態では、フィルタ装置１２は、上部マニホールド５０と下部プレート５２の外周の回りに実質的に均等に離間した６個の管３８を有し、実質的に円筒形のフィルタバスケット５４を形成する。または、さらに多くの、またはさらに少ない管３８を使用することができる。上部マニホールド５０及び下部プレート５２は、水中ポンプ１４及びモータ１６がフィルタバスケット５４によって形成される空洞５６に嵌合するように十分に大きい直径を有する。当業者は、その中に受け入れられる種々のサイズ及び形状のポンプ１４及びモータ１６を収容するために、多様なサイズのフィルタバスケット５４を製造できることを理解するであろう。例えば、フィルタバスケット５４は、４インチ、６インチ、８インチ、１０インチ、及び１２インチなどの内径で製造できる。フィルタ装置１２の内側で使用されるポンプ１４のサイズ及びフィルタソックス３４全体での圧力差などの要因を考慮に入れて、種々の数の管３８が所望されるように使用できる。例えば、８本から１２本などのさらに多くの管３８が、さらに大きなポンプと関連付けられるさらに大きなフィルタバスケット５４で使用できる。
【００１７】
上部マニホールド５０は、ポンプ排出ライン２６が通る第１の穴６０を内部に有する。シール６１は、ライン２６と第１の穴６０の周辺部の間のいかなる空間も満たすようにポンプ排出ライン２６の回りに延びる。上部マニホールド５０は電気供給ライン２０が通る第２の穴６２を内部に有する。シール６３は、ライン２０と第２の穴６２の周辺部の間の空の空間を満たすように電気供給ライン２０の回りに設置される。上部マニホールド５０もその上面に第３の開口部６４を有し、アダプタ６６は該開口部６４の中に位置し、空気供給ホース４０の第１の端部６８を受け入れる。アダプタ６６は空気供給ホース４０を上部マニホールド５０に取り付けるためのねじ込み真鍮取り付け具が可能である。アダプタ６６は、プラスチック、金属等の他の材料から製造することもできる。
【００１８】
図４では、上部マニホールド５０がその下部側７２に位置する６つの管開口７０を有することが分かる。これらの開口はそれぞれ対応する中空管３８を受け入れるように構成されている。内部同心チャンバ７４は上部マニホールド５０に位置し、空気供給ホース４０からの加圧された空気が中空管３８の中に通過するように、空気供給ホース４０が取り付けられる第３の開口部６４を管開口７０に流動的に接続する。１つの実施形態では、上部マニホールド５０は、上部プレート７６と下部プレート７８を位置合わせし、対応する溝（図示されていない）を適切な一直線上に各プレート上に設置し、次にプレート７６と７８をともに熱定着する、接着剤で付ける、溶接するまたはボルトで留めて、内部チャンバ７４を形成することによって製造することができる。言うまでもなく、マニホールド５０を製造する他の方法を使用できる。
【００１９】
各管３８はその中に数多くの穿孔または噴出口８０を含む。加圧された空気が管３８の中に挿入されると、空気は穿孔８０から抜ける。１つの実施形態では、穿孔８０は管３８の回りで約１８０度離れて離間される２列で配列され、空気の噴出をフィルタソックス３４の内面に沿って向ける。または、穿孔８０の列は１８０度未満の角度で離れて設置され、空気の噴出をフィルタソックス３４に対して直接的に向ける。穿孔８０は中空管３８に沿って長手方向に離間され、中空管３８の実質的に全長に沿って空気の噴出を提供する。１つの実施形態では、穿孔８０は穿孔の間で約３インチの管３８に沿って約３インチごとに離間されるが、他の間隔も使用できる。
【００２０】
フィルタソックス（図１参照）は管のソックスのような形状である。フィルタソックス３４の直径は、それが管３８によって形成されるフィルタバスケット５４上をぴったり摺動され得る大きさとする。フィルタソックス３４の上部周縁部は、好ましくは、適切かつ容易に取り外し自在のテープ、バンド、ストラップ、または他のリテイナによってマニホールド５０の周縁部の溝８２で密封され、粒子がフィルタソックス３４の開放端部を通ってフィルタバスケット５４の内部に接近するのを防ぐ。フィルタ要素が管または類似物である実施形態では、フィルタ要素の下部周縁部は同様に密封できる。
【００２１】
フィルタ装置１２（図１）は、下部プレート５２を取り除き、ポンプ及びモータをフィルタバスケット５４の中に摺動することによってポンプ１４及びモータ１６の回りに取り付けられている。ポンプ排出ライン２６はマニホールド内の第１の穴６０を通る。電気供給ライン２０はマニホールド５０内の第２の穴６２を通る。シール６１及び６３は、次に電気供給ライン２０及びポンプ排出ライン２６に取り付けられる。それから下部プレート５２が管３８に取り付けられ、フィルタソックス３４はフィルタバスケット５４上を摺動される。別の実施形態では、下部プレート５２はその中に開口部のあるリングが可能である。この実施形態では、下部リング５２は前述されたように管に恒久的に取り付けることができる。ポンプ１４は開口部を通してフィルタバスケット５４の中に差し込まれる。下部リング５２上のシールはポンプ１４の外面に一致する。シールは、多様なサイズのポンプとのシールを生じさせることができるＯリングまたはフラッシングが可能である。
【００２２】
作動中、ポンプ１４及びモータ１６を含むフィルタ装置１２は汲み上げられる粒状物質を含む流体の中に下ろされている。流体は、粒状物質を除去するフィルタバスケット５４の回りで伸ばされるフィルタソックス３４を通って吸引される。流体は、次にフィルタバスケット５４の領域の中に、次にポンプ１４の流体入口の中に入る。流体から除去された粒状物質はフィルタソックス３４の外面上に収集される。フィルタソックス３４の外面は、周期的に洗浄されなければならない。フィルタソックス３４を洗浄するために、空気、ガスまたは洗浄用流体が空気供給ホース４０を下方に、上部マニホールド５０の内部チャンバ７４の中に向けられる。空気、ガスまたは洗浄用流体は次に中空管３８のそれぞれにチャンバ７４内で分散される。空気、ガスまたは洗浄用流体は次に穿孔８０を通って中空管３８から抜け、フィルタソックス３０の内面に対して向けられる。逆方向での空気、ガスまたは洗浄用流体の流れが、フィルタソックス３４の外面に集まった粒状物質を除去する。
【００２３】
別の実施形態では、フィルタ装置１２は汲み上げられる流体の中に下ろされるポンプ吸引ラインの端部に設置できる。この実施形態ではフィルタバスケット５４の設計は、電気供給ラインがマニホールドを通過せず、ポンプ吸引ラインがポンプ排出ラインの代わりにマニホールドを通過する点を除き、ほぼ同じである。
【００２４】
可燃性流体を含む流体補給物からの汲み上げに使用するための別の実施形態では、フィルタバスケット及び供給ホースは不燃性及び耐熱性の材料から作ることができる。流体補給物で万一火災が発生した場合、システムは二酸化炭素などの消火剤を送達するために使用できる。
【００２５】
ここで図５を参照すると、複数の自洗式フィルタ１１２を使用して井戸または流体源から流体を汲み上げるためのシステム１００が示されている。例えば、図５は２個の自洗式フィルタ１１２Ａ及び１１２Ｂを含むシステム１００の実施形態を示す。しかしながら、３個、４個、または５個以上などのさらに多くのフィルタ１１２がシステム１００で使用できる。例示されている実施形態では、各フィルタ装置１１２Ａと１１２Ｂは電気モータ１１６Ａ、Ｂと組み合わされて水中ポンプ１１４Ａ、Ｂを囲むが、さらに少ないポンプまたはさらに多いポンプ１１４をシステム１００で使用することができる。各水中ポンプ１１４Ａ、Ｂ及びその関連付けられた電気モータ１１６Ａ、Ｂは好ましくは１つの共通したハウジングの中に入れられていて、従来の設計が可能である。１つの実施形態では、フィルタ１１２Ａと１１２Ｂ、及びポンプ１１４Ａ、Ｂは流体源１１８の中に下ろされる。電気供給ライン１２０は、適切な電源１２２を電気モータ１１６Ａ、Ｂに接続する。
【００２６】
主要な排出ライン１２６の第１の端部１２４は、２つのポンプ排出分岐１２７Ａと１２７Ｂに分離する。ポンプ排出分岐１２７Ａと１２７Ｂはそれぞれフィルタ１１２Ａと１１２Ｂの中の水中ポンプ１１４Ａ、Ｂに接続する。３個以上のフィルタ１１２Ａ、１１２Ｂを有する実施形態では、主要な排出ライン１２６は、各フィルタが主要な排出ラインに接続されるように複数のポンプ排出分岐に分岐するであろう。ポンプ排出ライン１２６の第２の端部１２８は、汲み上げられた流体を保管するために使用される典型的な流体タンク１３２に取り付けられる。作動中、各フィルタ装置１１２Ａ、Ｂは、濾過されることが所望される粒子、塩、イオンまたは他の材料などのフィルタによって除去される物質が、水中ポンプ１１４Ａ、Ｂに進入するのを防ぐ。この実施形態は、池などの流体供給から水を汲み上げ、濾過するためにシステム１００とともに使用されているフィルタ１１２Ａと１１２Ｂを示すが、当業者は、フィルタ１１２Ａと１１２Ｂが、海水、汽水、塩水、オイル、ガス、下水、化学物質、産業廃棄物などの他の液体を濾過するために使用でき、池、小川、排水工事計画、または他の源から任意の所望される収集場所へ液体を汲み上げるために使用できることを理解するであろう。１つの実施形態では、フィルタ１１２Ａ、Ｂは、流体の圧力が流体をフィルタ１１２Ａ、Ｂに押し通すように、濾過される流体１１８の表面以下の深さに設置されている。
【００２７】
各フィルタ装置１１２Ａ及び１１２Ｂは、望ましくない溶解したあるいは懸濁した粒子、及びコロイド、イオン、微生物、発熱物質及びウィルス、他の溶解した有機物と無機物、あるいは砂等の研摩物質をふるいにかけて落とすために（明確さのために部分的に削除された）フィルタ要素１３４を有している。１つの実施形態では、フィルタ要素１３４は、１０ミクロンの開口部のある合成繊維から作られるフィルタソックスを備えている。他の実施形態では、フィルタ要素１３４は、粒子の濾過、精密濾過、限外濾過、ナノフィルトレーション、または逆浸透に適した膜を備えることができる。不純物を濾過するように設計されたさまざまなサイズの開口部を備えた任意の他のフィルタ要素１３４及び／または濾過媒体も使用できる。例えば、フィルタ要素１３４はフィルタ装置１１２Ａ、Ｂの回りに巻き付けられた管またはフィルタ材料が可能である。濾過動作中、フィルタ要素１３４がふるいにかけて落とす物質の一部はフィルタ要素１３４の外部に集まる。フィルタ要素１３４の上または中に集められる物質の量は、フィルタ要素１３４全体での圧力低下に影響を及ぼす。フィルタ要素１３４全体での過剰な圧力の低下は流体の流量を大幅に低減し、それによりポンプ１１４の性能に悪影響を及ぼす、あるいはフィルタ要素１３４に損傷を与えることがあるため、フィルタ要素１３４は蓄積された粒状物質をそこから洗浄するために周期的に交換、あるいは適切にバックウォッシュまたはフラッシュされなければならない。
【００２８】
１つの実施形態では、電気制御ボックス１３５がポンプ１１４Ａ、Ｂを交替汲み上げサイクルで汲み上げるようにプログラミングする。例えば、ポンプ１１４Ａがフィルタ１１２Ａ及び分岐ポンプ排水１２７Ａを通して供給タンク１３２まで濾過された流体を汲み上げるにつれて、汲み上げられた流体の一部は第１の交差接続ライン１３７Ａを通って導かれ、他のフィルタ１１２Ｂをバックフラッシングする、または洗浄する。分岐ライン逆止弁１３８Ａ及び１３８Ｂはポンプ排出分岐ライン１２７Ａ及び１２７Ｂの中で所望される方向に流れを向ける。第２の交差接続ライン１３７Ｂは、他のポンプ１１４Ｂがフィルタ１１２Ａをバックフラッシングする、または洗浄するように動作しているときに使用される。相互接続逆止弁１３９Ａ及び１３９Ｂは相互接続ライン１３７Ａ及び１３７Ｂを通る流体の流れを適切な方向に向ける。システム１００は、電気制御ライン１２０及び制御ボックス１３５を通してポンプ１１４Ａ、Ｂを自動的に交互にすることができる。複数のポンプ１１４Ａ、Ｂを用いると、所望されるようにあるいは必要とされるように連続流体排出がタンク１３２に提供でき、フラッシング流体は動作していないフィルタ１１２Ａ、Ｂのフィルタ要素１３９を同時にバックフラッシング、及び洗浄することができる。
【００２９】
１つの実施形態では、ポンプ１１４Ａ、Ｂはフィルタアッセンブリ１１２Ａ、Ｂに位置されず、代わりに上述のように、汲み上げられる流体１１８の表面の上に位置される。この実施形態では、ライン１２７Ａ、Ｂはフィルタアセンブリ１１２Ａ、Ｂ中に下がって延び、吸引を提供する非折り畳み型ポンプ吸引ライン１２７Ａ、Ｂである。本例では、ポンプは排出タンク１３２内もしくはその外にあり得る。相互接続ライン１３７Ａ、Ｂを通る洗浄流体の流れは、やはり相互接続逆止弁１３９Ａ、Ｂによって制御されることができる。相互接続フラッシングの流れの制御を活用する多くの実施形態においては、相互接続逆止弁１３９Ａ、Ｂは、流れを停止、開始及び絞ることの可能な、但し一方向のみに可能な、遠隔操作される停止逆止弁であろう。また、本明細書に記載される多く実施形態では、排出弁１３８Ａ、Ｂも遠隔操作される停止逆止弁であろう。
【００３０】
１つの実施形態では、洗浄添加物供給ライン１４２もフィルタ１１２Ａと１１２Ｂに接続できる。洗浄流体で充填された洗浄供給タンク１４４に接続された注入システム（図示されていない）は、フィルタ１１２Ａ、Ｂを洗浄する、及び／または消毒するために追加洗浄溶液またはガスを供給するために使用できる。
【００３１】
１つの実施形態では、このようなバックウォッシュはフィルタ装置１１２Ａ、Ｂの内部に洗浄流体の噴出を向け、前述されたようにこの流体を強制的にフィルタ要素１３４の内面を対して外向き方向で噴霧することにより達成される。また、フィルタ要素１３４は、前述されたように金属またはプラスチックのメッシュ状の材料または穴の開いた薄板材料から作られる外層に包まれていて、フィルタ要素１３４に機械的強度を加え、濾過も提供することもできる。実施形態によっては、追加のまたは別個の供給ライン（図示されていない）のどちらか、及び１セットの追加の管（図示されていない）をフィルタ要素１３４の外部に備える別のマニホールド（図示されていない）が、フィルタアセンブリ１１２Ａ、Ｂに追加され得る。システムにこのような追加部分を追加することにより、濾過中の流体は、追加供給ラインを通して洗浄溶液またはガスを追加のマニホールドの中に、追加の外部管の中に、及びその中のオリフィスの中から注入して、フィルタ布を押し出している濾過流体と混合することにより、消毒することもできる。これは、好ましくない有機物がフィルタ要素１３４上で成長するのを妨げる上でこれらの実施形態を補助するであろう。次に、このような濾過及び消毒／処理の後に、この流体は所望される使用の準備完了となり得る。濾過の前に洗浄溶液及びまたはガスを濾過される流体に混合することにより、布の上に蓄積した濾過された物質はバックウォッシュするのがはるかに容易となるであろう。この追加の管のセットは、特に布をバックフラッシングするために高圧または高速が必要とされるときにフィルタ要素１３４を保護し、適所に保持するのにも役立つであろう。
【００３２】
依然として図５を参照すると、フィルタアセンブリ１１２の特定の実施形態は、既存の機械システムでも使用されている。濾過される流体１１８の表面の上にシステム１００を取り付けるよりむしろ、フィルタ装置は、圧力差がフィルタ要素１３４全体で確立され、流体にフィルタ要素を通過させるための推進力を提供するタンク（図示されていない）または他の圧力容器（図示されていない）の中に挿入できる。フィルタアセンブリ１１２のいくつかの実施形態は、不純物が懸濁液などに存在し、オイルの潤滑特性を改善するためには取り除かれなければならない滑油系統で活用される。これらの実施形態では、フィルタアセンブリ１１２は、フィルタ要素１３４全体でポンプが差圧を供給するオイルポンプの下流領域に設置できる。多くの実施形態では、フィルタアセンブリ１１２は、ドレンプラグまたは自動排出弁（図示されていない）を周期的に使用して、フィルタ要素１３４の外部の近傍に集まる沈殿物を排出することが可能なシステムの一部に設置される。このような実施形態はここに記載される他の変形例のいずれかを使用して、システムの目的を達成する、つまり流体を再循環し、フィルタ要素１３４の外面から沈殿物をフラッシュする。いくつかのこのような実施形態により、本明細書における他の箇所に説明されるように、濾過されたオイルの一部はフラッシング流体として再循環できる。このような滑油系統１００の１つは、フィルタアセンブリ１１２が、既存の交換可能な流体システムフィルタと直列で、あるいは並列でそれらの代替品として動作するように設計された追加の濾過システム１００として設置される、カーオイルトランスミッションまたは燃料システムであろう。しかしながら、システム１００は、船舶、電車、大型装置、または任意の他の機械類潤滑システムで使用できる。このようなシステム１００で使用される濾過物質は特定の用途での濾過に適した任意の物質であり得る。
【００３３】
また、システム１００のいくつかの実施形態は沈殿物または他の粒子の濾過を必要とする他の濾過システムで使用されであろう。１つのこのようなシステムは廃水処理システムである。このようなシステムでは、フィルタアセンブリ１１２は、フラッシング流体が沈降する沈殿物をフィルタ要素１３４の外面から周期的に除去できるようにする一方で、流体から不純物を濾過する。再び、フィルタアセンブリ１３４は、タンク、圧力容器、管、またはフィルタ要素１３４の表面全体の差圧がフィルタ要素１３４を通る流体の流れを引き起こす特殊なエンクロージャ内にあり得る。これらのシステムにおいては、本明細書の別の箇所に記載されるフィルタ材料のいずれかを使用することができる。例えば、実施形態によっては、濾過メッシュが、きわめて汚染されている水の急速な改善のために流体から大きなまたは大量の物質を取り除くために使用され得る、あるいはシステム１００が細菌、揮発性有機化合物、あるいは他の粒状のまたは溶解した不純物を取り除くために最終的な濾過プロセスで使用できる。
【００３４】
別の実施形態では、システム１００はフィルタ要素１３４の抵抗を克服するために必要とされる差圧を生じさせるために流体高さにより生じる圧力を活用する用途で使用される。１つのこのような用途は丘の頂上または山の水源地または貯水池である。随時または要求に応じて相対的に高い圧力に耐えることができる、排水渠などの管または他の流体配水システムを使って、それが保管されている高さから、それが濾過されることになるシステム１００まで流体を下方に配水することができる。高い水源からシステム１００に下がる流体高さ、及び濾過水の水位は、水が封じ込められる場合に圧力を生じさせるであろう。この圧力がこれらの実施形態の要素の外面に加えられ、フィルタアセンブリ１１２を通り、アセンブリから出る流体の流れを生じさせる。濾過水は他の場所に輸送され、それにより電力を活用する必要がある場合があるが、このフィルタシステム１００は自洗式であり、濾過水を生じさせるために外部の力を必要としない。フィルタ要素１３４全体で十分な圧力を生じさせるために必要とされる高さは、活用されるフィルタ要素１３４の種類に依存するであろう。フィルタ要素１３４により生じる流れの抵抗が大きいほど、流体の高さは大きくなくてはならないであろう。本明細書の別の箇所で説明されるように、濾過された流体の一部はフィルタアセンブリ１１２をフラッシュするために再循環される、あるいはフィルタアセンブリ１１２をフラッシュするためには別個のフラッシングライン１４２が活用されるかのどちらかであろう。
【００３５】
他の実施形態は、フィルタ要素１３４を通る流れを引き起こすために他の自然の圧力源を活用する。これらの源は地熱または他の自然の圧力源が可能である。１つの実施形態は油田の自然の圧力を活用し、溶解していようと、粒状であろうと所望されていない不純物を油田から採取される石油から除去し、それにより石油が地面から採取された後にこの濾過を実行するのに必要なエネルギーを省く。油田から出る石油の圧力がフラッシング流体、この場合、濾過された石油の一部をフィルタアセンブリ１１２に通過させ、フィルタ要素１３４をバックフラッシングするための推進力を提供するであろう。別の実施形態は、帯水層または他の地下水源内の水の地熱圧力を使用する。水を加熱することにより生じる圧力は、フィルタ要素１３４を通るこれらのシステム１００の流れを引き起こすために必要な圧力を提供する。再び、フィルタ要素１３４の種別が必要とされる圧力の量を決定するため、高差圧フィルタ材料によっては、すべての地熱源が十分な圧力を提供できるわけではないであろう。これらのシステム１００で濾過された水は、出力水の所望される品質を提供するために、濾過するだけではなく前述されたように消毒することもできる。これらは本明細書で熟考される本発明の実施形態のいくつかの例にすぎず、フィルタアセンブリ１１２を通して濾過される流体の流れを生じさせるためには任意の圧力源が使用できる。これらのシステムは、フィルタ要素１３４をフラッシュするための原動力となる圧力を提供するために図１及び図２に関して前述されたシステムなどの外部フラッシングシステム、またはこのような圧力を提供する他の任意のシステムを使用することができる。さらに、フラッシングラインで圧力を生じさせるために、流体源の油圧から他の任意の機械的な装置またはシステムを使用できる。これは、その油圧が高められた流体源の流体高さからであるのか、加圧された油田あるいは地熱井の圧力からであるのか、あるいは機械類または車の中の既存の潤滑システムからであるのかに関係なく、当てはまる。実施形態によっては、このような装置は、フラッシングラインを加圧するために濾過中の流体の油圧によって動力を供給されるターボポンプを含み得る。これらの実施形態は可能な限り少ない外部エネルギーまたは電力を使用して濾過システム１００及び装置１１２を動作するために、このようなエネルギー変換を活用できることが意図される。
【００３６】
図６は、ポンプ１１４Ａ、Ｂ動作中にフィルタ要素１３９に対して洗浄流体の流れを向けることができるフィルタ装置２１２の実施形態を、明確にするためにフィルタ要素１３９なしで示す。フィルタ装置２１２は、円形の上部マニホールド２５０と円形の下部プレート２５２の間に延びるいくつかの中空管２３８を有する。１つの実施形態では、管２３８、上部マニホールド２５０及び下部プレート２５２はフィルタバスケット２５４を形成し、ポリ塩化ビニールから作られている。しかしながら、繊維ガラスまたは他の合成物、金属及びプラスチックなどの他の適切な材料が使用できる。実施形態によっては、使用される材料はシステム２１２の用途に依存するであろう。例えば、深海水の用途が所望される場合には、材料は、それがこのような用途の油圧作用、腐食作用、及び機械的な作用に耐えることができるように選ばれる。このような用途に適切な材料は、例えば、ステンレス鋼、チタニウム、インコネル、またはニッケル−銅などの他の合金、あるいは非常に強力なプラスチックまたは合成物を含む可能性がある。１つの実施形態では、管２３８は上部マニホールド２５０に熱定着される。または、管２３８は上部マニホールド２５０に接着剤で取り付けられ、ねじ付けられ、溶接され、または留められる。
【００３７】
依然として図６を参照すると、下部プレート２５２は管２３８に熱定着される。または、下部プレート２５２は管２３８に溶接される、接着剤で取り付けられる、あるいは留め具を使用して取り外し自在に取り付けられる。１つの実施形態では、フィルタ装置２１２は、上部マニホールド２５２及び下部プレート２５２の外周の回りで実質的に均等に離間された６個の管を有し、実質的に円筒形のフィルタバスケット２５４を形成する。または、さらに多くのまたはさらに少ない管２３８を使用できる。管２３８のそれぞれが、管２３８を流れる流体を放出するために管２３８の全長に続く数多くのオリフィスまたは穿孔２９０を有する。穿孔２９０は管２３８の側面の穴にすぎない場合もあれば、それらは特定の用途が必要とし得る任意の数の速度及び噴霧パターン効果を生じさせるために、種々の形状を有することもある。例えば、各穿孔２９０は、管を通る速度を増すために、管２３８の内側は大きく、管２３８の外側に向かって小さくなり得る。別の実施形態では、穿孔２９０は、管２３８の全長に沿って均等に流体を分散するために、下部プレート２５２からそれらがさらに遠ざかるにつれて大きくなる。穿孔２９０は、１つの実施形態では１つまたは複数の列に分散されているが、他の実施形態では穿孔２９０は互いに関して線形に位置していない。実施形態によっては、穿孔２９０はフィルタ要素（図示されていない）の表面に向かってフィルタ装置２１２の中心から半径方向に外向きに向く列の中に位置しているが、他の実施形態では各管２３８からの穿孔２９０の列はフィルタ要素２１２の中心から直接的に半径方向に外向きに向けられていない。このような実施形態では、穿孔２９０から向けられる流体は、フィルタ要素（図示されていない）の内面に衝突しつつ、隣接する管２３８からの穿孔２９０から向けられる流体と相互作用するであろう。
【００３８】
上部マニホールド２５０及び下部プレート２５２は、水中ポンプ（図示されていない）及びモータ（図示されていない）がフィルタバスケット２５４により形成される空洞２５６内に収まるように十分に大きな直径を有している。当業者は、さまざまなサイズ及び形状のポンプ及びその中に受け入れられるモータを収容するためには、多様なサイズのフィルタバスケット２５４が製造できることを理解するだろう。例えば、フィルタバスケット２５４は、４インチ、６インチ、８インチ、１０インチ及び１２インチなどの内径で製造できるが、それらはより大きく、またはより小さくなり得る。さまざまな数の管２３８は、フィルタ装置１１２の内側で使用されるポンプのサイズ、及びフィルタソックス１３４全体での差圧などの要因を考慮に入れて、所望されるとおりに使用できる。例えば、８本から１２本などのさらに多くの管がより大型のポンプと関連付けられるさらに大きなフィルタバスケットで使用できる。
【００３９】
上部マニホールド２５０は、ポンプ排出ライン２２６が通る第１の穴２６０をその中に有する。シール（図示されていない）は、前述されたようにライン２２６と第１の穴２６９の周辺部の間のいかなる空間を充填するように、ポンプ排出ライン２２６の回りに延びる。上部マニホールド２５０は、前述されたように電気供給ラインが通る追加の穴をその中に（図示されていない）有する。上部マニホールド２５０は、フラッシング流体ライン２６６を受け入れるためのアダプタとともにその上面に第３の開口部２６４も有する。好ましくは、汲み上げられている流体の一部がフラッシング流体としてフィルタ２１２に戻されるように、フラッシング流体ライン２６６は排出ライン２２６に接続されている。しかしながら、フラッシングライン２６６はそれを通る流れを制御するために弁（図示されていない）も含み、前述されたように外部直交流型フラッシングシステムにも接続できる。分かるように、本実施形態では、フィルタ装置２１２内のポンプがフラッシング流体を加圧する力を供給し、フィルタ装置２１２を洗浄する。実施形態によっては、フラッシング流体供給ライン２６６に対して、ポンプ排出ライン２２６から９０度屈曲する代わりにＴ字形の接合部（図示されていない）が使用され、洗浄溶液／流体が濾過中の流体のバックフラッシング及び処理に組み込まれるように、逆止弁（図示されていない）がライン２６６に設置される。フィルタアセンブリ２１２内で吸引ラインを使用し、ポンプ（図示されていない）を使用しないいくつかの実施形態では、フラッシング流体ライン２６６は加圧されたライン（図示されていない）に接続され、フィルタ装置２１２にフラッシング／洗浄流体を供給できる。このようなＴ字形接合部は、カーオイルシステム、トランスミッション流体システム、地熱水濾過システム、加圧油田濾過システムまたは濾過装置２１２自体から直接的に提供されないバックフラッシングを活用する任意の他のシステムなど、すでに既存のシステムに追加される前述のシステム１００に、フラッシングライン２６６を追加するのに特に有効である。
【００４０】
１つの実施形態では、下部プレート２５２は、なんらかの流体が下部プレート２５２を通ってフィルタバスケット２５４の中に入ることができるようにフィルタ媒体によって覆われているリングが可能である。１つの実施形態では、フィルタバスケットは、モータを通る冷却流があるように、モータを越えて延び、フィルタ材料の十分な領域を可能にする。さらに、フィルタバスケット２５４はフィルタバスケットの上部の一部のみを覆い、フィルタバスケットの上部の残り部分は、入ってくる流体を濾過するのにこの領域を使用できるようにフィルタ材料で覆われるように構成できる。
【００４１】
図７はマニホールド２５０の分解図であり、いくつかの実施形態では、マニホールド２５０が上部プレート２７０、中間プレート２７２、及び下部プレート２７４を有することを示す。図８はマニホールド２５０の断面図である。図７及び図８は、中間プレート２７２がその上部２７８に形成される第１のスロットチャンバ２７６を有していることを示す。第１のスロットチャンバ２７６は、フラッシング流体ライン２２６からフラッシング流体の流れを受け入れるように構成されている。１つの実施形態では、フラッシング流体ライン２６６は、フラッシング流体がスロットチャンバ２７６内で右回りまたは左回りのいずれかの運動で流れるように斜めに上部プレート２７０を通過する。中間プレート２７２は、中間プレート２７２を通って延びる少なくとも１つの開口部２８０を有する。実施形態によっては、中間プレート２７２は、複数の開口部２８０を有し、いくつかの実施形態で少なくとも１つは管２３８のそれぞれの管と関連付けられる。１つの実施形態では、開口部は中間プレート２７２の回りで互いから実質的には等距離で離間されている。
【００４２】
下部プレート２７４は、その上部部分に形成される第２のスロットチャンバ２８２を有する。下部プレート２７４は、第２のスロットチャンバ２８２を管２３８と接続するその下部側に位置する多くの管開口２８４を有する。これらの開口２８４はそれぞれ、前述されたように対応する中空管２３８を受け入れるように構成されている。各管２３８はその中に多くの穿孔２９０または噴出口を含んでいる。加圧されたフラッシング流体が管２３８の中に導入されると、フラッシング流体は穿孔２９０から抜け出し、フィルタ要素（図示されていない）に対して向けられる。フラッシング流体は十分な圧力であり、フラッシング流体がフィルタ要素の内壁に対して向けられると、それがポンプ取り入れ口（図示されていない）及び濾過される流体の圧力によって生じる内向きの力を克服し、その結果、少なくとも穿孔２９０に隣接する領域においてはフィルタ要素の内部からフィルタ要素の外部への流体の最終的な流れがあり、それによりフィルタ要素上または中に混入された粒子を除去し、フィルタ要素を洗浄する。
【００４３】
実施形態によっては、開口部２８０は中間プレート２７２を通って斜めに延びるか、あるいはその他、流体の速度を加速するように設計されている。実施形態によっては、開口部２８０を通過する流体の角速度を生じさせる任意の設計を使用できるが、開口部２８０は約２０度と６０度の間で斜めに中間プレート２７２を通って延びる。多様な実施形態についての角度及び形状などの多様な設計選択肢は、開口部２８０を通って流れる流体を加速するためにこれらの限られた空間内での流体の圧力−速度関係性を活用するであろう。第１のスロットチャンバ２７６内で円運動で流れるフラッシング流体は、開口部２８０に入り、中間プレート２７２を通って、下部プレート２７４の中の第２のスロットチャンバ２８２の中に発射される。斜めに流れる加圧流体により、下部プレート２７４の第２のスロットチャンバ２８２の中に円形の流体の流れが引き起こされる。
【００４４】
アーチ形の遮断部品２８６は第２のスロットチャンバ２８２の中に配置される。遮断部品は、それが第２のスロットチャンバ内に収まり、第２のスロットチャンバ２８２内の下部プレート２７４の回りを自由に回転できるように形づくられる。作動中、遮断部品２８６は加圧されたフラッシング流体の流れによって下部プレート２８４の回りで円形運動で押される。遮断部品２８６が第２のスロットチャンバ２８２の回りを移動するにつれて、それは管２３８につながる開口２８４の１つまたは複数を周期的に覆う。その結果、遮断部品２８６がある特定の管２３８に繋がる開口２８４を覆っているときには、フラッシング流体は管２３８の中に入るのを妨げられる、あるいはそうでなければ制限される。
【００４５】
遮断部品２８６は、所望されるだけの数の開口２８４を同時に覆う、及び覆いを取り外すように設計できる。一度に１つの開口２８４だけが覆いを取り外される実施形態もあるが、他の実施形態では複数のまたは多くの開口２８４の覆いを取り外すことができる。フラッシング流体がほとんど、またはまったく管２３８に入らない時間中、濾過され、汲み上げられる流体はフィルタ要素を自由に通過できる。実施形態によっては、遮断部品２８６はその上面に多くの羽根２８８を有する。中間プレート２７２の開口部２８０を通って流れる流体は羽根２８８に衝突し、遮断部品２８６を第２のスロットチャンバ２８２内の下部プレート２７２の回りを回転させるのに役立つ。
【００４６】
羽根２８８は、遮断部品２８６の回転を生じさせるために開口部２８０を通って流れる流体の運動エネルギーを受け入れるために多様な方法で設計できる。羽根は遮断部品２８６の中から半径方向に切り出された平らな切り欠きも可能であれば、それらは角のある、または曲線状の前縁または後縁も可能である。
【００４７】
本発明のいくつかの実施形態では、開口部２８０は第１のスロットチャンバ２７６の半径方向外側に位置し、第２のスロットチャンバ２８２の外端縁へ下部プレートに下方に向けられる。これらの実施形態では、開口部２８０は中間プレート２７２から下部プレート２７４まで下方に続いてから、部分的に半径方向内向きに向けられ、接線角度で、流体の流れが遮断部品２８６に向かって内向きに、及びその移動に平行な接線角度で向けることができる遮断部品２８６の半径方向外向きの端縁に当たる。遮断部品２８６の上の羽根２８８は、これらの実施形態において遮断部品２８６の半径方向外側の端縁上にあり、このようにして開口部２８０から流れ及び運動エネルギーを受け取る。フィルタアセンブリ２１２が垂直位置にあり、その結果遮断部品２８６の移動の制限がさらに少なくなる場合にはこれらの実施形態は遮断部品２８６上の下方への力を削減し、水平の力が増加されてさらに容易な運動を可能にするであろう。これらはいくつかの実施形態でなされる設計の選択であり、各用途に適すると見なされると実現することができる。
【００４８】
依然として図８を参照すると、それぞれの溝２９２が２つの隣接する開口２８４の間に配置される状態で、１つまたは多くの間欠溝２９２を環状方向に下部プレート２７４の上面に加えることができる。いくつかの実施形態で１つまたは複数の溝２９２を使用すると、遮断部品２８６と下部プレート２７４の間の摩擦を削減するのに役立ち、それにより遮断部品２８２の回転を容易にする。
【００４９】
図９は、本発明の１つの実施形態のフィルタアセンブリ９１２の透視図である。このフィルタアセンブリ９１２は、水中ポンプ（図示されていない）を使用しない実施形態では吸引ラインとなるであろうポンプ排出ライン９２６を活用する。他の実施形態と同様に、ポンプ排出ライン９２６はフィルタアセンブリ９１２の上部を通って、フィルタアセンブリ９１２自体の中央に延びる。フィルタアセンブリ９１２もまた、フラッシング供給ライン９６６を使用して、フィルタアセンブリ９１２をバックフラッシングするためにフィルタアセンブリ９１２にフラッシング流体を供給する。最後に、図９に描かれている実施形態は、フィルタアセンブリ９１２の中央から上部９３０を通過して、汲み上げられている流体の表面まで延び、それによりフィルタアセンブリ９１２を大気圧にさらす拡張ライン９７０を組み込んでいる。例えば、フィルタアセンブリ９１２が海面下８００フィートの深さで使用される場合には、フィルタアセンブリ９１２の内部は大気圧となる、あるいはほぼ大気圧となるであろうが、フィルタアセンブリ９１２の外部は大気を超えて約３５７ｐｓｉの圧力を経験するであろう。流体は、フィルタ要素９３９を通って流れ始めると、最終的にはフィルタアセンブリ９１２の内側を充填し、拡張ライン９７０を上昇し始め、それによりフィルタアセンブリ９１２の内部の圧力を上昇させ、フィルタアセンブリ９１２の外部と内部の間の差圧を減少させるであろう。しかしながら、水中ポンプ（図示されていない）を使用する実施形態では、拡張ライン９７０内で高まる水はポンプの吸引に有効吸込ヘッドを提供し、多くのポンプの汲み上げ効率に役立つことができる。ポンプが濾過された流体を排出ライン９２６で水面まで汲み上げると、拡張内での流体の水位は、ポンプの流速とフィルタアセンブリ９１２を通る濾過の速度の間に均衡が生じるまで低下し、その時点では拡張ライン９７０内の水位は定常状態水位で安定するであろう。実施形態によっては、ポンプ効率は拡張ライン９７０により提供される吸引ヘッドに無関係になり、拡張ライン内の水位は、汲み上げ速度が濾過速度に等しくなければ、つねに変化するであろう。
【００５０】
本発明は汲み上げ作業中に既存の水中ポンプまたは他のポンプとともに使用できる自洗式フィルタアセンブリを提供するという長年の問題を克服する。水中ポンプまたは吸引ラインは、粒状物質がフィルタ要素により流体からふるい落とされるように、フィルタバスケットの中に差し込み、それから流体ソースの中に入れることができる。ふるい落とされた粒状物質は、次に、汲み上げを確保する、あるいはフィルタ要素を流体ソースから取り外す必要なしに汲み上げ作業中にフィルタ要素の表面から取り除くまたは放出できる。
【００５１】
上記の説明は本発明の特定の実施形態を詳説し、熟考される最善のモードを説明する。特定のパーツ、形状、材料、機能及びモジュールが示されてきた。しかしながら、技能のある科学技術者は、本発明の１つの実施形態のシステムを製造するための多くの方法があり、上記で示したものに代用され得る多くのパーツ、構成部品、モジュールまたは機能があることを理解するであろう。上記の詳細な説明は、多様な実施形態に適用される本発明の基本的かつ新規性のある特徴を示し、説明し、指摘したが、構成部品の形式及び詳細の多様な省略及び代用及び変更が、本発明の精神または本質的な特性から逸脱することなく当業者により行われ得ることが理解されるであろう。したがって、本発明の範囲は、添付請求項及びその同等物に従って解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
本発明のこれらの目的及び他の目的は、以下の図面とともに解釈される以下の説明及び添付請求項からさらに完全に明らかになり、類似する参照番号は同一または機能上類似した要素を示す。
【００５３】
【図１】本発明のある態様による自洗式フィルタ要素を使用して、流体を汲み上げるためのシステムの１つの実施形態の概略図である。
【図２】フィルタ装置を洗浄するために汲み上げられている流体を使用する図１の自洗式フィルタ装置を使用するシステムの別の実施形態の概略図である。
【図３】図１のフィルタ装置の透視図である。
【図４】マニホールドの開口部及び内部チャンバを描く、図１のフィルタ装置のマニノールドの透視図である。
【図５】本発明のある態様による複数の自洗式フィルタを使用して流体を汲み上げるためのシステムの別の実施形態の概略図である。
【図６】本発明の１つの実施形態によるフィルタ装置の透視図である。
【図７】図６のフィルタ装置のマニホールドの分解図である。
【図８】図６の線８−８に沿った、図６のフィルタ装置のマニホールド部分の断面図である。
【図９】図５のシステムの１つの実施形態のフィルタアセンブリの透視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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