(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス水及び／又は廃水から浮遊固体粒子を連続精密ろ過する装置であって、当該装置が、流れ方向（Ｆ）を規定する、ろ過される液体の為の入口導管（４）を備える基部容器（２）を有し、
当該基部容器（２）が、
−ろ過される液体を溜める為の流入室（７）と、
−当該流入室（７）の下流に配置され、少なくとも部分的に円筒形の底壁（９）を有する処理室（８）と、
−当該流れ方向に対して実質的に垂直な軸（１２）に連動している、少なくとも一対のフィルターディスク（１０）であって、当該処理室（８）を画定するのに適している複数のろ過内面（１０’）及び当該底壁（９）と滑り接触する複数の周縁部（１５）を有している、少なくとも一対のフィルターディスク（１０）と、
−当該処理室（８）の下流に配置され、当該一対のフィルターディスク（１０）により範囲を定められている、ろ過された液体を受け入れる為の少なくとも１つの流出室（１７）であって、当該基部容器（２）内に形成された排出導管（１８）を有する流出室（１７）と、
−所定の方向に当該軸（１２）及び当該一対のフィルターディスク（１０）を回転させる為に、当該軸（１２）及び／又は当該一対のフィルターディスク（１０）に作用する駆動手段（１３、１４）と、
−当該一対のフィルターディスク（１０）に保持されている固体粒子を除去する為に、当該一対のフィルターディスク（１０）の外面（１０”）に向けられている噴流洗浄手段（２０）と、
−当該噴流洗浄手段（２０）により除去された固体粒子を運搬する手段であって、除去された固体粒子を回収する為に当該一対のフィルターディスク（１０）の当該内面（１０’）から所定の最小距離（Ｄ）に配置された実質的に平行な複数の側端部を備える、当該処理室（８）の上に当該一対のフィルターディスク（１０）の間に配置された少なくとも１つの第１の回収導管（２４）を有する運搬手段と、
を有している連続精密ろ過装置であって、
それぞれのフィルターディスク（１０）は、一連の楔形区画を規定する為に半径方向要素（３４）を介して中央ハブ（１１）に結合されている実質的に円形の周縁部（３３）を有する軸受構造（３２）を有し、
それぞれの楔形区画は、実質的に扇形のフィルター要素（３５）を支持するように設計されており、そして、それぞれのフィルター要素（３５）は扇形の周辺枠組みを備える格子状取り付け具（３６）を有し、当該周辺枠組みに所定の張力を付して固定されているフィルター網目（３７）の対応部分を当該格子状取り付け具（３６）は有しており、
それぞれの周辺枠組み及びそれぞれのフィルター網目（３７）の部分が当該フィルター要素（３５）を支持する当該区画と同じ楔形であり、
当該フィルター要素（３５）は、当該軸受構造（３２）に固定されており、当該格子状取り付け具（３６）の側端部及び実質的に連続的な平坦な内面（１０’）が互いに接触して実質的に硬質な一体の組立部を規定しており、そして、除去された固体粒子の回収を増やして当該処理室（８）内への固体粒子の落下を減少させる為に、当該内面（１０’）の平面性の誤差（ε）が、所定の最小距離（Ｄ）よりも小さな値になるように構成されている、ことを特徴とする連続精密ろ過装置。
【請求項２】
当該平面性の誤差（ε）が、当該一対のフィルターディスク（１０）の最大直径の１％よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項３】
当該軸受構造（３２）の当該周縁部（１５）が、基部容器（２）の当該底壁（９）上を滑るように設計されている周縁シール（１６）を有することを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項４】
当該所定の最小張力が少なくとも２０Ｎ／ｃｍであることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項５】
当該フィルター網目（３７）が、８μｍ〜１５μｍまたは８μｍ未満の「目開き」（ａ  ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を有する、三次元単一層平編み又は二重層平編み又は編み組繊維（ａ  ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｓｉｎｇｌｅ−  ｏｒ  ｄｏｕｂｌｅ−ｌａｙｅｒ  ｐｌａｉｎ  ｏｒ  ｂｒｅａｄｅｄ  ｋｎｉｔ  ｆａｂｒｉｃ）から成ることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項６】
当該軸受構造（３２）、当該フィルター網目（３７）及び当該取り付け具（３６）が、合成材料及びステンレス鋼を含む一群から選択される硬質の材料から作られることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項７】
フィルター網目（３７）のそれぞれの部分が、適切な接着剤又は適切な実質的に連続的な微細溶接（Ｓ）により、それぞれの取り付け具（３６）の枠組みに固定されることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項８】
当該フィルター要素（３５）が、取り外し可能な一般的な接続部材により、当該軸受構造（３２）に取り外し可能に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項９】
当該一般的な接続部材が、格子状枠組み内に形成された穴内に適合し、当該軸受構造（３２）内に形成されたかみ合いねじ山が付けられた穴内に締め付けられるように構成されている、平坦又は円錐形ヘッド固定ねじを有することを特徴とする請求項８に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１０】
当該噴流洗浄手段（２０）が、加圧洗浄液を供給される、当該一対のフィルターディスク（１０）の両側に配置された、少なくとも１つの第１の対の管（２１）を有し、当該第１の対の管（２１）が、それぞれ、当該管（２１）の長手方向にわたって均等に配置されている複数のノズル（２３）を有することを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１１】
当該第１の対の管（２１）が、実質的に水平であるか又は水平から下り傾斜しており、そして、固体粒子を排出する為の排出管に接続している運搬用多岐管（２２）に接続しており、そして、当該第１の対の管（２１）が、当該第１の回収導管（２４）の側端部（２５）に対して実質的に平行であり、上り傾斜していることを特徴とする請求項１０に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１２】
加圧洗浄液が供給される第２の対の管（２７）を備える第２の洗浄手段（２６）を有し、当該第２の対の管（２７）がそれぞれ、その長手方向に沿って均等に配置されている一連の第２のノズル（２９）を有することを特徴とする請求項１０に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１３】
当該運搬手段が、少なくとも１つの第２の回収導管（３０）を有し、当該第２の回収導管（３０）が、当該第２の対の管（２７）と関連付けられており、そして、固体粒子の回収領域を拡大する為に、当該軸（１２）の上の実質的に垂直な位置に、当該一対のフィルターディスク（１０）の間に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１４】
当該第２の回収導管（３０）が、対称の垂直面に対して間隔を置いて配置されている、一対の向かい合う細長い半殻要素（３０’、３０”）を有し、当該半殻要素（３０’、３０”）が、洗浄噴流の通過の為に、当該半殻要素（３０’、３０”）の間に実質的に垂直な一対の左右の細長い隙間を規定していることを特徴とする請求項１３に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１５】
当該一対のフィルターディスク（１０）の上に実質的に円形の汚れ止め板装置（３８）が配置され、当該汚れ止め板装置（３８）が、基本的に、２つの半円形外形を有する実質的に半円形の中央壁（３９）から成り、当該２つの半円形外形は、中央壁（３９）と結合してＵ字形の断面を有し、当該一対のフィルターディスク（１０）の周縁部（１５）を部分的に取り囲むように設計されていることを特徴とする請求項１４に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１６】
固体粒子を吸引する為に吸入管（４０）が備えられ、当該吸入管（４０）が、それぞれのフィルター網目により捕まえられた固体粒子を吸引する為に、当該一対のフィルターディスク（１０）の内面（１０’）に向けられている複数の取出し装置（４２）を有することを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１７】
当該底壁（９）が、当該底壁（９）に蓄積された固体粒子の沈着物により形成された泥を排出する為の排水管（４４）を備えた排水孔（４３）を有し、弁（４５）が当該排水管（４４）に沿って配置され、当該弁（４５）が、当該一対のフィルターディスク（１０）の損傷を防止する為に、泥の排出を制御するように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１８】
作動時に、ディスク（１０）の水面下の部分に、処理される流体の流れ方向に反対方向の接線速度を有する反回転を当該ディスク（１０）に作用させるように当該駆動手段（１３、１４）は制御されていることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項１９】
液体制御手段が当該流出室（１７）内に備えられ、当該液体制御手段が、当該流出室（１７）内のろ過された液体の水面を当該底壁（９）の位置と同じかそれより高い位置に維持するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項２０】
少なくとも１つの加圧空気管が備えられ、当該加圧空気管が、ろ過荷重を増加する為に、当該処理室（８）の上の当該一対のフィルターディスク（１０）の間の空間に連通していることを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項２１】
処理される液体の乱流を増加する為に、当該底壁（９）に近接して当該一対のフィルターディスク（１０）の間の隙間に加圧流体を噴出する為の装置が備えられており、そして、乱流の増加により、レイノルズ数が増加し、当該一対のフィルターディスク（１０）を通過する流体の流れが増加することを特徴とする請求項１に記載の連続精密ろ過装置。
【請求項２２】
当該流体を圧力下に維持する為に、ポンプ及び／又は圧縮機又は加圧貯水タンクが備えられていることを特徴とする請求項２１に記載の連続精密ろ過装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通常、水処理の分野において用途を見出すものであり、即ち、農業及び工業分野において再利用する為に設計された、プロセス水及び廃水の連続精密ろ過装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
知られているように、水は我々の惑星にとって必要不可欠な資源となっており、世界的に戦略上重要な資産である。特に農業及び工業用途の、水の増加する需要は、民間及び工業用浄水場からプロセス水及び廃水を再循環させて再利用することを目的とする、新技術によって対処されている。
【０００３】
本件の出願人によるＥＰ１１２９７５７には、本願の請求項１の前提部分の全ての特徴を有する、液体流から浮遊固体粒子を精密ろ過する装置が開示されている。
【０００４】
特に、上記特許に開示されている装置は、流れ方向を規定する、ろ過される液体を受け入れる為の入口導管を備える箱状の筺体を有し、該筺体は、そのような箱内に、処理される液体を収容する流入室と、流入室の下流に配置され、少なくとも部分的に円筒形の底壁を有する処理室と、流れ方向に対して実質的に垂直な軸に連動している、少なくとも一対のフィルターディスクであって、処理室を画定するのに適した内面及び底壁と滑り接触する周縁部を有するフィルターディスクと、処理室の下流に配置され、一対のフィルターディスクによって画定される、ろ過された水を受け入れる為の少なくとも１つの流出室と、筺体内に形成され、流出室内に収容されている液体を排出する為の排出導管と、を有する。所定の方向に一対のフィルターディスクを回転させる為に、軸及び／又はフィルターディスクに作用する駆動手段と、フィルターディスクに保持されている固体粒子を除去する為に、一対のフィルターディスクの外面に向けられている噴流洗浄手段と、当該噴流洗浄手段によって除去された固体粒子を運搬する手段であって、除去された固体粒子を回収する為に、一対のフィルターディスクの内面から最小距離に配置された実質的に平行な複数の縦端部を備える、一対のフィルターディスクの間に配置された少なくとも１つの第１の回収導管を有する運搬手段と、が備えられている。
【０００５】
本件の出願人により登録商標ULTRASCREENの下で製造及び販売されている、この周知の装置は、「動的接線ろ過」の原則で動作するフィルター網目を有する一対のディスクを使用しており、このことは、一対のディスクが回転すると、流入流の方向が一対のフィルターディスクと実質的に平行であることを意味しており、ここで、一対のフィルターディスク上を移動する固体粒子が、主成分は流れに平行な速度を有し、そして第２の成分は流れに垂直な速度を有し、即ち、速度ベクトルの合力は網目の平面に対して傾斜している。
【０００６】
その結果、固体粒子の相対速度の傾斜により、網目の実際の流路部分は理論的な正面部分よりは小さくなる。したがって、ディスクの回転速度が増加すると、網目の流路部分が減少する。このことが、個々の網目開口よりも小さな寸法を有する固体粒子の通過を阻止する運動力の作用をもたらし、それにより、ろ過工程の有効性が増加する。
【０００７】
したがって、より大きな固体粒子が阻止されると、ろ過効率を増加するプレコート(precoat)として作用する膜が形成される。この先行技術装置はその意図する目的を完全に果たすが、まだ更なる改善をする余地がある。ディスクの網目上に沈着した固体粒子は定期的に、一対のディスクの外面に向けられている噴流洗浄及び逆洗手段により除去され、一対のディスクの間に配置された回収導管に向かって固体粒子を促し、そして、適切な多岐管を使用して、固体粒子を外部に運搬する。
【０００８】
各々のディスクは、一般的に約５００ｍｍの、かなりの最大直径を有しているので、ディスクの表面及び特にディスクのフィルター網目の表面は多少不規則であり、そして、導管の端部は、網目を妨害すること又は網目を損傷することを防止する為に、２０〜３０ｍｍ未満の距離に維持されることはできない。したがって、ディスクによって保持された固体粒子の一部が、回収導管の端部及び一対のディスクの内面の間の隙間を通過して、処理室内に落下し、それにより、ろ過の有効性が減少し、そして、ろ過された水に浮遊している固体粒子の量を任意の値以下に減少することができなくなる。
【０００９】
さらに、カリフォルニア健康安全規則規制、水規則、２２章及び１７章のような、廃水の再利用に関する国内規制はより厳しくなってきており、浮遊固体粒子の総量（ＳＳＴ）を５ｍｇ／ｌよりも少なくすることが必要とされており、可能な限りの有効性で、農業及び工業用途の為の廃水の再生利用を可能にする為に、これらのろ過条件を改善しなければならないという問題が生じている。
【００１０】
この先行技術装置の更なる特徴は、かなりの水圧荷重及び大流速に耐える為の、一対のディスクの特有の巨大で重い構造であり、それにより、ローターの慣性が増加し、したがって、駆動モーターの動力、並びに始動時及び定常状態条件のエネルギー消費が増加し、そして、運搬要件及び保守要求が高まる。
【００１１】
更なる改善可能な特徴は、フィルターディスクの逆洗手段の効果的な効率であり、そして、逆洗流体噴流の跳ね返りに対する保護の欠如である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、高性能で相対的に費用効率の高い、液体流から浮遊固体粒子を精密ろ過する装置を提供することにより、上記の欠点を解消することである。
【００１３】
特定の目的は、固定粒子の総量を５ｍｇ／ｌよりもかなり少ない量に減少することであり、それにより、国及び地方の規制機関によりさらに厳しい規制が課されることを考慮して、再生利用水に関する最も厳しい要件をも満たすことである。
【００１４】
更なる特定の目的は、単純化された構造を有し、低い保守要求を有する、上記の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
これらの目的及び以下により詳しく記載される他の目的は、請求項１の特徴部分による、上記の装置により達成され、該装置は、除去された固体粒子の回収を増加し、そして、該処理室内への固体粒子の落下を減少する為に、一対のディスクの内面から回収導管の端部までの該最少距離よりも小さな平面性誤差を有する、実質的に連続的な平坦な内面を備えた一対のディスクを有する。
【００１６】
この特定の構成により、精密ろ過の効率が高められ、そして、５ｍｇ／ｌよりもかなり少ない固体粒子の総量を実現することができる。また、以下の利点が達成される。
【００１７】
−過去に使用されていた構造よりもフィルターディスクの重量を約２０％低くすることができる。
【００１８】
−回転部品の慣性質量が約２０％低くなり、そして、ディスクはより高い回転速度を有することができ、それにより、ろ過流速が増加する。
【００１９】
−ディスクを支える軸がより少ない応力にさらされる。
【００２０】
−摩耗が減少し、そして支持軸受がより長い寿命を有する。
【００２１】
−モーターを含む駆動システム、ギアユニット、及び伝動装置がより少ない動力及び吸収作用を有する。
【００２２】
−これらの部材がより長い寿命及び疲労強度を有する。
【００２３】
−始動時及び定常状態条件において機械がより少ないエネルギー消費を有する。
【００２４】
−機械の全体重量がより低くなり、運搬及び取扱いがより容易になる。
【００２５】
−機械の構造がより単純になる。
【００２６】
本発明の更なる有利な実施形態は、従属請求項によって規定されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】蓋を有しておらず、装置のより明確な視界の為に特定部分を削除している、停止状態の本発明の装置の全体斜視図である。
【図２】蓋を有する、図１の装置の全体側面図である。
【図３】矢印IIIに沿った、図２の装置の全体正面図である。
【図４】図３の平面IV−IVに沿った、図２の装置の第１の実施形態の部分的縦断面図である。
【図５】平面V−Vに沿った、図４の装置の部分的断面図である。
【図６】図４の部分的断面図の一部の要素の側面図である。
【図７】図６の部分の上面図である。
【図８】図４の装置の変形実施形態の部分的縦断面図である。
【図９】図８の変形実施形態の断面図である。
【図１０】図９のディスクの一部の軸方向前面図である。
【図１１】図４の装置の更なる変形実施形態の部分的縦断面図である。
【図１２】図４の装置の更なる変形実施形態の部分的縦断面図である。
【図１３】図４の装置のディスクの正面図である。
【図１４】図１３のディスクの一部の正面図である。
【図１５】図１４の図の詳細拡大図である。
【図１６】平面XVI−XVIに沿った、図１４の一部の断面図である。
【図１７】図１６の詳細拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の更なる特徴及び利点は、添付の図面を参照にして非限定的な実施例として記載されている、本発明による、液体流から浮遊固体粒子を精密ろ過する装置の好ましいが非排他的な実施形態の詳細な説明からより明らかになるであろう。
【００２９】
上記の図面を参照にして、本発明の精密ろ過装置は、通常、参照番号１として示されており、プロセス水及び／又は図示されていない民間又は工業用浄水場の最終部分から来る廃水の処理に使用することができる。該装置によって得られるろ過生成物は、主に農業用途、例えば農作物の灌漑、又は飲料水の利用が必要ではない工程に再利用することができ、また、工業用途、例えば飲料水の利用が必要ではない全ての生産工程に再利用することもできる。
【００３０】
装置１は基本的に、箱状の形状を有する基部容器又は箱２を有し、該箱は、好ましくはシートメタル製であり、側壁２’、２”、２’’’及び底壁２””を有し、そして、上部が開放されており、それにより、箱の中に垂直中心線Ｍを有する空間Ｖを規定している。
【００３１】
動作時に、基部容器２は、シートメタル製又は合成材料製の蓋３によって上部を閉鎖される。ろ過される液体の為の入口導管４が１つの側壁２’の下部に形成され、そして、入口導管４の中心線が流れ方向Ｆを規定する。
【００３２】
再循環導管５を基部容器２の側壁２’に備えることができ、再循環導管５は、箱の内部空間Ｖから上部堰６”を有する隔壁６’によって分離された越流室６と連通している。何らかの理由で空間Ｖ内の水位が堰６”よりも上に達したら、水は再循環導管５に向かって導かれ、入口導管４の上流に運ばれる。
【００３３】
ろ過される液体を供給する為に流入室７が箱２内に形成され、流入室７は下端において底壁２””により閉鎖され、そして、入口導管４と連通している。
【００３４】
ろ過室又は処理室８が流入室７の下流に配置され、そして、処理室８が少なくとも部分的に円筒形の底壁又は架台９を有している。
【００３５】
少なくとも一対の実質的に同一のフィルターディスク１０が、箱２の内部空間Ｖ内に収容されており、そして、中心面Ｍに対して互いに向き合っている。それぞれのディスク１０は、所定の最小距離Ｗを置いて軸１２に固く連結されている中央ハブ１１を有し、所定の最小距離Ｗが一対のディスク間の隙間を形成し、そして、処理室８の最大幅も規定している。軸１２は図示されていない軸受に回転可能に支持されており、一方で、軸１２をその回転軸Ｘのまわりに回転させる為に、軸受は箱２の上端部に固定されている。
【００３６】
代替案として、一対のディスク１０の代わりに、第１の対と同一であり、同一の軸１２又は隣接軸に連動し、そして、回転軸Ｘと一致するか平行な回転軸を有する、複数対のディスク１０を備えることもできる。
【００３７】
一対のディスク１０は、例えば参照番号１３として概略的に示されている歯車モーター等の適切な駆動手段により、回転軸Ｘのまわりに連続的に回転させられ、一方で、該駆動手段は、参照番号１４として概略的に示されているモーターにより駆動され、そして、運動力学的に一対のディスク１０と連結している。
【００３８】
歯車モーター１３及び一対のディスク１０間の運動力学的連結は、当業者に周知の操作上及び構成上の配置により、軸１２との継手を使用したり、又は一対のディスク１０の周縁部における一対のディスク１０との直接接続により、又は図示されていない適切な周縁冠歯車を使用したり、どのような機構により提供されてもよい。
【００３９】
それぞれのフィルターディスク１０は、いわゆる動的接線ろ過をもたらす為に、流れ方向Ｆと実質的に平行に配置された主延長面を有する。この種のろ過においては、ろ過される液体の流れは直交しないものであるが、ディスクに備えられたフィルター網目の延長面に対して傾斜しているものである。そのような傾斜は、幾何学的に得られるものではなく、ディスクの回転軸の周りに回転しているディスクの相対速度の結果として、したがって、粒子の速度ベクトルにフィルター網目の平面に対して平行及び垂直に成分を与えることにより、動力学的に得られるものである。したがって、速度の合力はそれぞれの個別の網目開口に対して傾斜しており、それにより、フィルター網目開口の最大寸法よりも小さな固体粒子の通過も妨げられる。即ち、動的接線ろ過状態の下では、静止状態の下の網目の実際の寸法に対して網目の流路部分が減少するものである。
【００４０】
また、浮遊固体粒子の層から成り、プレコートとして作用する膜が事前に形成され、それにより、ろ過効率が増加する。
【００４１】
構造に関する限り、一対のディスク１０は、互いに向かい合う内面１０’と、装置の中心面Ｍから流入室７に向かって互いに反対向きの外面１０”と、底壁９と滑り接触しているリップシール(lip seals)１６等を備えた周縁部１５と、を有する。
【００４２】
一対のディスクの内面１０’及びリップシール１６は、実質的に水密な方法で処理室８を画定している。ろ過される液体の流れが一対のディスク１０の内側から供給されるので、固定粒子は一対のフィルターディスクの内面１０’に保持される。
【００４３】
ろ過された液体を受け入れる為の少なくとも１つの流出室１７が、流れ方向Ｆに関して、一対のフィルターディスク１０の下流に配置される。図示される実施形態においては、流出室１７はまず、中心面Ｍに対して対称的な２つの外側部１７’、１７”を有し、それぞれの外側部１７’、１７”がそれぞれのディスク１０の外面１０”により画定されており、そして、外側部１７’、１７”が下流において互いに結合され、それにより、単一の流出室１７を形成している。
【００４４】
流出室１７は、箱２の縦端壁２”に形成された排出導管１８を有し、該排出導管１８は、ろ過された水を再生水分配システム又は他の使用場所又は場合により調整貯水池に運搬するように設計されている。
【００４５】
一対のディスクによって保持されている固体粒子を除去して、ろ過の効率を改善する為に、第１の噴流洗浄手段が備えられ、該第１の噴流洗浄手段は、一般的に符号番号２０により示されており、一対のディスクの外面１０”に向けられている。
【００４６】
特に、第１の噴流洗浄手段２０は、加圧洗浄流体が供給される多岐管２２に接続され、一対のディスク１０の両側に配置された少なくとも１つの第１の対の管２１を有する。第１の対の管２１に沿って複数のノズル２３が均等に配置されており、該複数のノズルが、洗浄噴流を噴出して網目の内面１０’上に保持されている固体粒子を除去する為に一対のディスクの外面１０”に向けられている。
【００４７】
第１の噴流洗浄手段２０は、噴流により除去された固体粒子を運搬する為に備えられている第１の運搬手段を有し、該第１の運搬手段が、除去された固体粒子を回収する為の、一対のディスク１０の間に配置された、少なくとも１つの回収導管２４を有し、該回収導管２４が、一対のディスクの内面１０’から所定の最小距離Ｄに配置された実質的に平行な複数の縦端部２５を有する。そのような第１の回収導管２４は、図示されていない固体粒子を排出する為の排出管に接続されている回収多岐管に向かって、ろ過された液体と混合された固体粒子を運搬する為に実質的に水平であるか、わずかに水平から傾斜している。
【００４８】
洗浄流体は、場合により化学洗剤を加えられた、水、空気又はその混合物から選択することができる。
【００４９】
場合により、一般的に符号番号２６により示される垂直型の第２の洗浄手段を備えることもでき、該第２の洗浄手段２６は第２の対の管２７を有し、該第２の対の管２７は、実質的に垂直な配向性を有し、一対のディスク１０の両側に配置され、そして、各々の供給ライン２８により加圧洗浄液を供給される。第２の対の管２７はそれぞれ、その縦方向伸長部に沿って均等に配置され、一対のフィルターディスク１０の外面に向かって配向された、一連のノズル２９を有する。
【００５０】
第２の噴流洗浄手段２６は、第２の回収導管３０を備える第２の回収手段を有し、該第２の回収導管３０が、一対のディスク１０の間の隙間に、実質的に垂直位置に、第２の対の管２７と平行に、配置されるが、回収された固体粒子が同一の外部下水管に向かって運搬されるように、第１の回収導管２４と共通の回収端部を有する。
【００５１】
好都合なことに、第２の回収導管３０は、実質的に同一で向かい合う一対の細長い半殻要素３０’、３０”から成り、該半殻要素３０’、３０”は、ノズル２９により生成された洗浄噴流を通過させる為に、各々の垂直端部の間に一対の左右の細長い隙間３１を規定する為に間隔を置いて配置されている各々の垂直端部を有する。
【００５２】
本発明の特有の特徴は、一対のディスク１０の内面１０”が実質的に連続的であり、平坦なことであり、そして、該最小距離Ｄよりも小さな平面性誤差εを有することである。したがって、平面性誤差がかなり低い値に維持されるので、最小距離Ｄを減少することができ、したがって、洗浄手段２０により除去された固体粒子が処理室に落ちる量を減少することができる。
【００５３】
一対のディスク１０の平面性を増加させ、作業中のフィルター表面の変形を減少する為に、それぞれのフィルターディスク１０は、半径方向要素又はスポーク３４により中央ハブ１１と連結されている実質的に円形の周縁部３３から成る軸受構造３２を有し、それにより、一連の楔形の区画を規定している。
【００５４】
それぞれの楔形の区画は、図１３及び１４により良く図示されているように、実質的に扇形のフィルター要素３５を支持するように設計されている。
【００５５】
それぞれのフィルター要素３５は、扇形の周縁フレームを備えた格子状の取り付け具３６を有し、そして、該周縁フレームに取り付けられたフィルター網目３７の対応部分を有し、該フィルター網目３７の対応部分は、所定の最小張力、即ち少なくとも２０Ｎ/ｃｍの最少張力で適切にプレテンションを施される(pre-tensioned)。
【００５６】
フィルター網目は、例えば８〜１５μｍ以下の範囲の多孔性を有する、三次元単一又は二重層平編み又は編組繊維から成る。
【００５７】
単なる実施例として、フィルター網目は単一又は二重層ステンレス鋼から作ることもできるが、合成材料から作ることもできる。
【００５８】
得られたフィルター要素３５は、とても軽量であり、扱いやすく、さらに、高い平坦性を有し、したがって、主要な技術課題を満たしているものである。
【００５９】
好ましくは、取り付け具３６は、簡単な交換及び/又は整備の為に、図示されていない、適切な取り外し可能な一般的な接続部材を有する。例えば、これらの接続部材は、格子枠内に形成された穴内に適合するのに適しており、そして、軸受構造３２内に形成されたかみ合いねじ山内に締め付けられるのに適している、平坦又は円錐形ヘッド固定ねじから成る。
【００６０】
高い耐久性があり、頑丈なステンレス鋼フィルター網目の使用は、全体構造にかなりの剛性及び変形抵抗を与え、このことは、第１の回収導管２４の端部２５及び第２の回収導管３０の端部の両方からディスクの表面１０”までの距離Ｄを最少化する為の重要な特徴となる。
【００６１】
好ましくは、平面性誤差εは、ディスク１０の最大外径の１％未満に減少される。
【００６２】
蓋３が検査及び機械の作動点検の為に取り外されている時に洗浄液の拡散を防止する為に、環状保護部としても知られる、大体半円形を有する適切な汚れ止め板装置３８を一対のディスク１０の上に配置することができる。
【００６３】
特に、汚れ止め板装置３８は、一対のディスクの最大寸法よりも大きな幅を有する、実質的に円筒形の中央シート壁３９から成り、該中央シート壁３９は、該中央シート壁３９の両端部に固定されて、大体Ｕ字形の断面を有する２つの湾曲した側方外形を有し、該側方外形のそれぞれがディスク１０の上部を取り囲んでいる。
【００６４】
この装置が存在することにより、特に、洗浄管のノズルにより放出され、一対のディスクの外壁に向かって大量の液体を導く、洗浄液の液はねの回収が可能である。
【００６５】
一対のディスクの水面下の部分の固体粒子の沈着を減少する為に、図８に図示されている局部的吸引装置４０が処理室８内に配置されており、該局部的吸引装置４０が、実質的に処理室８内に沈んでいる管４１を有し、該管４１が、各々のフィルター網目により捕らえられた固体粒子を吸引する為に、一対のディスク１０の内壁１０’に向けられた複数の取出し装置４２を有している。
【００６６】
延長作業時には、固体粒子が処理室８の底に沈着し、その後、砂又は泥になり、それにより、一対のディスク１０の周縁シール１６の通常の水密滑りが妨害され、したがって、周縁シール１６の損傷の原因となる。したがって、処理室８の底壁９に、定期的な泥排出の為に制御されている弁４５及び排水管４４を備える排水孔４３が適切に形成されている。
【００６７】
フィルターディスクによる動的接線ろ過は、フィルター網目開口に対する流れの速度ベクトルの傾斜の結果によることが見出されている。また、フィルターディスクのより速い回転速度が、より大きな傾斜をもたらし、したがって、改善された動的接線ろ過効果をもたらすことも見出されている。
【００６８】
従来技術のろ過装置において、ディスクは、処理室８内に沈んでいる部分の一対のディスクの接線速度がその領域の流れＦの速度と一致するように、回転されるものである。したがって、フィルター網目に対する粒子の相対速度は、一対のディスクの接線速度により減少され、そして、このことは、網目開口に対する傾斜の減少も伴うものである。本発明のろ過装置においては、駆動手段１３、１４は、一対のディスク１０に逆回転を与えるように制御され、そして、水面下の部分における一対のディスクの接線速度は流れ速度に反しており、したがって、速度ベクトルの傾斜を増大することにより、フィルター網目の表面に平行な成分を増大し、その結果として、網目開口を通過することができる粒子の寸法を減少する。
【００６９】
従来技術において、作業は制限流の遮断を伴い、そして、処理室８内の液体及び流出室１７内の液体の間の水位差の原因となる。流出室１７内のろ過された液体の水位Ｈ１が増加すると、処理室８内の水位Ｈ２も増大して一対のディスクの回転軸まで達する。ここで、一対のディスクは「水面下」状態で動作すると言われる。
【００７０】
処理室８内のろ過される液体及び流出室１７内のろ過された液体の間に水位差△Ｈが存在すると仮定した場合に、図１０に概略的に図示されているように、もし水位ｈ１と等しい水位ｈ２に一対のディスクがさらに沈んだら、処理室８内のフィルター網目に接触する液体の領域Ａ２は、流出室１７の上部が増大して液体流路から差し引かれているろ過表面の領域Ａ1よりも面積が大きいことが見出されている。このことにより、より大きなろ過表面がもたらされ、したがって、処理された液体のより高い効率及び流速がもたらされる。
【００７１】
装置の流速をさらに増加させる為に、処理室８内に超過気圧を発生させることができ、該超過気圧は、ろ過される液体上に流体ピストンとして作用する。この目的の為に、図１２に概略的に図示されているように、一対のディスク１０の上部に環状カバー４６が備えられ、該環状カバーが、一対のディスク１０に作用する側方シール端部４７を有し、そして、図示されていない、外部圧縮機に接続する加圧空気供給管を有している。一対のディスク１０が閉鎖区画の壁として作用し、そして、加圧空気が処理室８内の水面上に作用して一対のディスクのろ過表面上に作用する荷重を増大させる。
【００７２】
装置内の流速を増加させる更なるシステムは、図示されていないが、一対のフィルターディスク１０の間の水面下の領域において処理室８内に高圧流体を噴出する装置から成る。高圧流体は水又は空気又はその混合物であることができ、そして、処理室８内の乱流を増加させる効果を有する。そのような増加した乱流は、レイノルズ数を増加し、その結果として、処理室８から流出室１７への液体の流出に対する抵抗をより少なくする。
【００７３】
上記開示は、廃水から浮遊固体粒子を連続精密ろ過する装置が、意図する目的を果たし、特に改善された性能及びより低い製造費及び維持費を可能にすることを明確に示している。
【００７４】
本発明の連続精密ろ過装置は、添付の特許請求の範囲に開示される発明概念の範囲内で、変形及び変更が可能である。本発明の範囲から逸脱することなく、その細部の全ては他の技術的に同等な部品により置き換えることができ、そして、異なる需要に応じて材料を変更することもできる。
【００７５】
本発明の装置は添付の図面を特に参照にして記載されているが、上記開示及び特許請求の範囲において参照している番号は、本発明をより良く理解する為に使用されているものであり、いかなる方法によっても請求範囲を限定することを意図していないものである。
【符号の説明】
【００７６】
１  精密ろ過装置
２  箱、基部容器
２’  側壁
２”  側壁
２’’’  側壁
２””  底壁
３  蓋
４  入口導管
５  再循環導管
６  越流室
６’  隔壁
６”  上部堰
７  流入室
８  処理室
９  架台
１０  フィルターディスク
１０’  １０の内面
１０”  １０の外面
１１  中央ハブ
１２  軸
１３  駆動手段、歯車モーター
１４  モーター
１５  周縁部
１６  リップシール、周縁シール
１７  流出室
１７’  外側部
１７”  外側部
１８  排出導管
２０  噴流洗浄手段
２１  第１の対の管
２２  多岐管
２３  ノズル
２４  第１の回収導管
２５  縦端部、側端部
２６  第２の洗浄手段
２７  第２の対の管
２８  供給ライン
２９  ノズル
３０  第２の回収導管
３０’  半殻要素
３０”  半殻要素
３１  細長い隙間
３２  軸受構造
３３  周縁部
３４  半径方向要素、スポーク
３５  フィルター要素
３６  取り付け具
３７  フィルター網目
３８  汚れ止め板装置
３９  中央シート壁
４０  局部的吸引装置、吸入管
４１  管
４２  取出し装置
４３  排水孔
４４  排水管
４５  弁
４６  環状カバー
４７  側方シール端部
Ｄ  所定の最少距離
Ｆ  流れ方向
Ｍ  垂直中心面
Ｓ  微細溶接
Ｖ  ２の内部空間
Ｘ  １２の回転軸
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６−１７】
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