(57)【要約】  種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるためのチャンバ（１３）を備える分離システム（１０）である。チャンバ（１３）は、選択されたアンダーサイズ固形粒子の通過を許容し、アンダーサイズ固形粒子よりも大きい粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらす柔軟媒体（３５）によって囲まれている。柔軟媒体（３５）を通る流体および固形粒子の移動を容易にすべく、柔軟媒体（３５）を振動させるための振動機（６１）が設けられており、この振動が、柔軟媒体をチャンバ（１３）内において流体に向う方および該流体から離れる方に往復振動させるようになっている。振動は、典型的には、チャンバ内において固形粒子を含む凝集物の破砕を誘発し、これによって、凝集物のオーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とへの分断をもたらすようになっている。また、振動は、ある周波数の振動または衝撃波を柔軟媒体（３５）との界面における液面内におよび柔軟媒体（３５）を横切って導入する効果を有している。
2016530092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるためのチャンバと、前記チャンバを囲む柔軟媒体であって、一部の固形粒子の通過を許容し、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、前記柔軟媒体を通る流体およびある特定の固形粒子の移動を容易にするために前記柔軟媒体を振動させるための振動機とを備える分離システムであって、前記振動が、前記柔軟媒体を前記チャンバ内において流体に向う方および該流体から離れる方に振動させるようになっている、分離システム。
【請求項２】
前記振動は、前記流体内の前記固形粒子を含む凝集物の破砕を誘発し、前記凝集物のオーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とへの分断をもたらすようになっている、請求項１に記載の分離システム。
【請求項３】
前記振動は、ある周波数の振動または衝撃波を前記柔軟媒体との界面における液面内におよび前記柔軟媒体を横切って導入する効果を有している、請求項１または２に記載の分離システム。
【請求項４】
前記流体は、前記チャンバ内に圧力を加え、前記流体によって加えられた前記圧力は、前記振動の生成に用いられるようになっている、請求項１、２、または３に記載の分離システム。
【請求項５】
前記柔軟媒体は、前記チャンバに露出した内面と、外面とを有しており、分離した流体および粒子は、前記柔軟媒体を通過した後、前記外面から排出されるようになっている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項６】
前記チャンバは、オーバーサイズ固形物を含む残留材料が前記チャンバから出るときに通る出口を有している、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項７】
前記出口を通って前記チャンバから排出される流体の流れに抵抗を生じさせる対策が施されている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項８】
前記対策は、流れに抵抗をもたらす流体の圧力ヘッドを生じさせる前記出口の形態を含んでいる、請求項７に記載の分離システム。
【請求項９】
前記対策は、前記チャンバからの残留材料の排出を遅らせ、これによって、前記チャンバからの流れを塞ぐ前記残留材料の緻密塊の形成をもたらすようになっている構成を含んでいる、請求項７に記載の分離システム。
【請求項１０】
前記出口は、前記チャンバの底端区域またはそこに隣接して設けられており、前記チャンバからの残留材料の排出を遅らせ、これによって、前記出口を塞ぐ前記残留材料の緻密塊の形成をもたらすように構成されている、請求項７に記載の分離システム。
【請求項１１】
前記出口は、前記流れを調節し、これによって、前記残留材料の緻密塊の形成を促進させる弁を備えている、請求項１０に記載の分離システム。
【請求項１２】
前記チャンバ内への供給材料の送達の速度は、残留している供給材料が前記出口を通って連続的に移動する速度に応じて調整されるようになっている、先行する請求項のいずれか１つに記載に分離システム。
【請求項１３】
前記振動機は、前記柔軟媒体の前記外面上の１つまたは複数の個別位置に振動を加えるように構成されている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項１４】
前記振動機は、複数の個別位置に振動を加えるように構成されている、請求項１３に記載の分離システム。
【請求項１５】
前記振動機は、前記個別位置に振動を加えるように配置された複数の振動装置を備えている、請求項１４に記載の分離システム。
【請求項１６】
前記複数の個別位置は、前記柔軟媒体の前記外面上に互いに離間して配置された個別位置を含んでいる、請求項１５に記載の分離システム。
【請求項１７】
前記個別位置は、恒久的位置であり、前記振動は、分離プロセスを通して、同一の個別位置に加えられるようになっている、請求項１６に記載の分離システム。
【請求項１８】
前記個別位置は、一時的位置であり、前記振動が加えられる前記外面上の前記位置は、分離プロセス中に変化するようになっている、請求項１６に記載の分離システム。
【請求項１９】
前記振動機は、振動力を前記柔軟媒体の各個別位置に一振動方向にのみ加え、他の力に依存して前記柔軟媒体の前記個別位置に復帰運動を加え、これによって、往復振動運動をもたらすように構成されている、請求項１３〜１８のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２０】
前記振動機は、各個別位置に内向き力を加え、前記往復振動運動を完結するための前記復帰力は、前記チャンバ内の流体によって前記柔軟媒体の前記内面に加えられた流体圧によってもたらされるようになっている、請求項１９に記載の分離システム。
【請求項２１】
前記振動機は、前記往復振動運動を完結するための内向き力および外向き復帰力の両方を加えるように構成されている、請求項１３〜１８のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２２】
前記柔軟媒体は、流体およびアンダーサイズ粒子の通過を可能にする一方、オーバーサイズ固形物に対してバリアをもたらすように構成された濾過薄膜を備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２３】
前記柔軟媒体は、前記チャンバの壁の少なくとも一部を画定することによって、前記チャンバを囲むようになっている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２４】
前記柔軟媒体は、前記チャンバの壁の全体を画定している、請求項２３に記載の分離システム。
【請求項２５】
前記柔軟媒体は、前記チャンバの周辺を画定している、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２６】
前記柔軟薄膜は、円筒構造を有している、請求項２３，２４，または２５に記載の分離システム。
【請求項２７】
前記円筒状柔軟薄膜は、その２つの端において支持され、これによって、前記２つの端間の適所に懸垂されるように構成されている、請求項２６に記載の分離システム。
【請求項２８】
前記チャンバに供給材料を送達するための送達手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２９】
前記送達手段は、ヘッダータンクを備えており、前記ヘッダータンクから、供給材料が前記チャンバ内に重力によって流れるようになっている、請求項２８に記載の分離システム。
【請求項３０】
前記チャンバから残留材料を取り出すための排出手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項３１】
記排出手段は、前記塞いでいる材料の緻密塊の流れを促進するための流体送達システムを備えている、請求項３０に記載の分離システム。
【請求項３２】
前記チャンバ内に補給流体を送達するための手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項３３】
固形粒子を前記チャンバ内の流体内に懸濁させて保持するのを助長するために流体を撹拌するための撹拌手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載に分離システム。
【請求項３４】
前記チャンバ内における供給材料のより長い滞留時間を促進するための手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項３５】
種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるためのチャンバと、  前記チャンバを囲む柔軟媒体であって、選択されたアンダーサイズ固形粒子の通過を許容し、前記アンダーサイズ固形粒子よりも大きい粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、前記柔軟媒体を通る流体および固形粒子の通過を容易にするために前記柔軟媒体を振動させるための振動機とを備え、前記振動が、前記柔軟媒体を前記チャンバ内において流体に向う方および該流体から離れる方に振動させるようになっている、分離システム。
【請求項３６】
種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるためのチャンバと、前記チャンバを囲む柔軟媒体であって、一部の固形粒子の通過を許容し、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、前記柔軟媒体を通る流体および固形粒子の移動を容易にするために前記柔軟媒体を振動させるための振動機とを備える分離システムであって、前記振動が、前記柔軟媒体を前記チャンバ内において流体に向う方および該流体から離れる方に振動させるようになっており、前記柔軟媒体の前記振動によって生じた衝撃波が、前記供給材料内に伝達されるようになっている、分離システム。
【請求項３７】
前記供給材料内に伝達される前記衝撃波は、前記柔軟媒体を通る一部の固形粒子の移動を容易にするのを助長するようになっている、請求項３６に記載の分離システム。
【請求項３８】
前記衝撃波は、前記供給材料内において定常波を生成する効果を有している、請求項３６または３７に記載の分離システム。
【請求項３９】
前記定常波は、固形粒子（前記バリアを通過することができる大きさの粒子）を前記選択的バリアを通して押し出す効果を有している、請求項３８に記載の分離システム。
【請求項４０】
先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システムを用いる分離の方法。
【請求項４１】
種々の大きさの固形粒子をオーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とに分離する方法であって、流体および固形粒子を含む混合物を生成することと、許容された固形粒子の通過を可能にし、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらす柔軟媒体に囲まれたチャンバ内に、前記混合物を導くことと、前記柔軟媒体を通る流体および許容された粒子の移動を容易にするために前記柔軟媒体を振動させることとを含み、前記振動が、前記柔軟媒体を前記チャンバ内において流体に向う方および該流体から離れる方に振動させるようになっている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料の分離に関する。一構成では、材料の分離は、微粒子材料のオーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とへの分離のような固形物−固形物分離を含んでいる。他の構成では、材料の分離は、固形物−流体分離、すなわち、流体からの固形物の分離を含んでいる。
【０００２】
材料の分離が固形微粒子のオーバーサイズ材料とアンダーサイズ材料とへの分離を含む場合、固形微粒子は、固形物−流体分離を受ける流体混合物であるとよく、これによって、アンダーサイズ固形微粒子は、流体混合物から分離され、オーバーサイズ微粒子は、流体混合物内に保持され、後で分離されることになる。
【０００３】
材料の分離が流体からの固形物の分離を含む場合、該分離は、完結しない可能性がある。すなわち、分離した固形物に一部の流体が混入している可能性があり、固形物が分離された流体は、一部のアンダーサイズ固形物を含んでいる可能性がある。
【背景技術】
【０００４】
背景技術の以下の検討は、本発明の理解を容易にすることのみが意図されている。この検討は、言及される資料のいずれも本願の優先権日における共通の一般的知識の一部であるかまたは一部であったことを承認または容認するものではない。
【０００５】
本発明は、粘土および任意選択的な灰分からの沈降性粉炭の分離に特に適用可能である。従って、本発明は、このような分離に関して主に検討されることになるが、本発明は、固形物−流体分離、およびオーバーサイズ粒子およびアンダーサイズ粒子によって表される大きさに基づく流動化環境における他の粒子の分離を含む他の沈降性固形物−固形物分離への用途を有していることを理解されたい。単なる例示にすぎず、制限するものではないが、本発明は、粘土または他の母材内の微細鉄鉱石の分離、ボーキサイト材料内の微細鉱物の分離、および掘削泥を再生する目的で行なう掘削泥内のアンダーサイズ粒子とオーバーサイズ粒子との分離に適用可能である。
【０００６】
粉炭には、多くの場合、細かく分布した混入材料、例えば、粘土および一般的に灰分が付随しており、また細かく割られた岩石および鉱物粒子、例えば、砂、石灰、長石、および黄鉄鉱が付随している。混入材料内にこのように分布した石炭の場合、石炭および混入材料は、凝集している傾向にある。現在の技術を用いて、粉炭粒子を効果的に回収し、粘土粒子のような細かく分布した混入材料を排除することは、困難である。何故なら、石炭および粘土は、多くの物理的かつ化学的特性が類似しているからである。従って、不純物が混入した粉炭粒子を、典型的には、それらを鉱滓堆積場または鉱滓／廃棄物山に捨てることによって、単純に廃棄するのが一般的である。
【０００７】
既存の濾過方法が、特許文献１に開示されている。この文献は、コロイドゲル、石灰および粘土スラリー、デンプン溶液、粘土塗材、などのような高固形分を含む液体の濾過を記載している。濾過される液体は、円筒状の濾過要素を半径方向内方に通過するようになっている。この濾過方法は、円筒状フィルター要素の外皮上への凝集固形物の堆積を低減させるのに有効である。しかし、この方法は、凝集塊内の互いに異なる大きさの粒子または互いに異なる種類の材料を物理的に分離する問題に対処していない。同様に、この方法は、互いに異なる大きさの材料または互いに異なる種類の材料を互いに異なる目標領域にもたらすようになっていない。また、この方法は、高固形分を含む原液体を凝集固形物の破砕を助長するように条件付けていない。すなわち、流体が半径方向内方に流れるので、流体自体は、濾過要素の張力を維持するように機能しないことになる。
【０００８】
他の既存の濾過方法が、特許文献２に開示されている。この方法は、繊維または固形物を多く含む液体の分離であって、固形物および液体をより容易に分離することができ、かつ濾過プロセスにおいて液体をより効率的に用いることができる分離について開示している。この文献は、円筒状フィルタースクリーンの洗浄を助長するための該フィルタースクリーンの振動に対する垂直運動を記載している。しかし、この方法は、凝集塊内の互いに異なる大きさの粒子または互いに異なる種類の材料を物理的に分離する問題に対処していない。同様に、この方法は、互いに異なる大きさの材料または互いに異なる種類の材料を互いに異なる目標領域にもたらすようになっていない。また、この方法は、原液体を凝集固形物の粉砕を助長するように条件付けていない。
【０００９】
さらに他の既存の濾過方法が、特許文献３に開示されている。この文献は、円筒状のフィルター要素を通る半径方向内方の流体流れと、フィルター要素に対する固形物の堆積を制限するためのブラシおよび超音波エネルギー源を記載している。この文献は、アンダーサイズ粒子およびオーバーサイズ粒子を破砕し、これによって、オーバーサイズ粒子を分離し、かつ収集する技術を開示していない。また、この方法は、高固形分を含む原液体内に衝撃波を進入させることによって、凝集固形物の粉砕を助長するように条件付けていない。
【００１０】
特許文献４は、特に廃水の処理ならびにスラリーおよびスラッジの脱水のために、液体および固形粒子のスラリーから液体を分離するための装置を開示している。この装置は、底端の固形粒子出口および最上端の液体出口開口を有する沈降チャンバを有している。フィルター手段は、沈降チャンバの最上端に液体出口開口を跨ぐように配置されている。スラリーを濾過手段の下方の沈降チャンバ内に導入するためのスラリー入口が設けられている。この構成では、沈降チャンバ内へのスラリーの導入が液体を濾過手段内を通って上方に流れるように付勢し、沈降チャンバから最上端の出口開口を通って排出させるようになっている。この装置は、固形粒子から液体を分離させ、固形粒子は、沈降チャンバ内に沈降し、チャンバの底において締め固められ、出口を通って取り出されるようになっている。沈降チャンバは、出口に向かって下方にテーパが付された壁を有しており、該壁を通して振動がスラリーに伝達されるようになっている。この振動は、液体および固形粒子の分離を助長すると共に、沈降チャンバの底端の固形粒子の締固めを助長するためである。しかし、この方法は、スラリー内の凝集塊内の互いに異なる大きさの粒子または互いに異なる種類の材料を物理的に分離する問題に対処していない。また、この方法は、スラリーを凝集固形物の破砕を助長するように条件付けていない。
【００１１】
さらに他の既存の篩分け方法および装置が、特許文献５に開示されている。具体的には、この文献は、（掘削泥として知られている）掘削流体からの破片の除去に関し、該掘削流体を上向きの上面および下向きの底面を有するように配置された振動スクリーンを通過させることを含んでいる。掘削流体は、スクリーンを通って上方に流れ、破片は、スクリーンを通過せず、概してスクリーンの底面よりも下方に沈降し、後で回収されるようになっている。振動が、破片からの泥土の除去を助長するようになっている。スクリーンに保持された破片は、振動によって離脱され、スクリーンの下に沈降し、後で回収されることになる。しかし、この方法は、粘土を粉砕させることによって、凝集塊内の互いに異なる大きさの粒子または互いに異なる種類の材料を物理的に分離する問題に対処していない。具体的には、この方法は、掘削泥を粉砕する振動によって掘削泥の相を変化させることによって、低粘度流体（すなわち、低粘度流体環境における重力を利用し、固形物をスクリーンから離れる方に落下または沈降させ、かつ粒子をスクリーンから離れる方に落下させることを可能にする低粘度流体）を生成することに貢献するものではない。また、この方法は、掘削泥を凝集固形物の破砕を助長するように条件付けていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第３，８７０，６４０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１０／０２１９１１８号明細書
【特許文献３】米国特許第６，７１２，９８１号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００３／００７５４８９号明細書
【特許文献５】米国特許第７，５５６，１５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明が開発されたのは、この背景技術に対してである。
【００１４】
具体的には、いくつかの用途において、本発明は、（ユーザーまたは法律によって）望まれる程度まで混入固形材料が十分に除去されるように、粉炭を清浄化することが意図されている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の第１の態様によれば、種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるためのチャンバと、チャンバを囲む柔軟媒体であって、一部の固形粒子の通過を許容し、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、柔軟媒体を通る流体およびある特定の固形粒子の移動を容易にするために柔軟媒体を振動させるための振動機とを備える分離システムであって、該振動が、柔軟媒体をチャンバ内において流体に向う方および流体から離れる方に振動させるようになっている、分離システムが提供されている。
【００１６】
バリアを通過することができる大きさの固形粒子は、以下、アンダーサイズ固形物と呼称され、バリアを通過することができない固形粒子は、以下、オーバーサイズ固形物と呼称される。
【００１７】
典型的には、供給材料の流体部分は、液体である。しかし、流体は、ガス性流体または液体とガス性流体との混合物であってもよい。
【００１８】
柔軟媒体は、流体が柔軟媒体に作用したとき、略緊張状態で支持されるようになっている。流体は、柔軟媒体に外方力を加える効果を有している。
【００１９】
振動は、典型的には、流体内の固形粒子を含む凝集物の破砕を誘発し、該凝集物のオーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とへの分断をもたらすようになっている。典型的には、オーバーサイズ固形物は、振動によってさらに分断されない比較的硬質の粒子であり、アンダーサイズ固形物は、振動に応じて分断される軟質の固形粒子からなっているとよい。
【００２０】
振動は、ある周波数の振動または衝撃波を柔軟媒体との界面における液面内および柔軟媒体を横切って導入する効果を有している。
【００２１】
この構成によれば、振動は、供給材料内にその液体の境界面において導入されることになる。液体境界面は、実際には、液体―空気界面にある。この理由は、柔軟媒体との界面における液面は、選択的バリアをもたらす柔軟媒体の浸透性によって空気に晒されているからである。これによって、振動が液体環境内において内部に送達される場合に生じる減衰効果をもたらすことなく、振動を極めて効果的に供給材料内に導入し、かつ振動を液体境界面に沿って容易に伝播させることができると考えられる。
【００２２】
好ましくは、流体がチャンバ内に圧力を加え、流体によって加えられたこの圧力を用いて、振動を生成するようになっている。典型的には、流体圧は、振動機によって柔軟媒体に加えられた外力に応じて、反発力をもたらすことになる。流体圧は、流体の圧力ヘッドを含んでいるとよい。
【００２３】
供給材料は、固形粒子および液体を含むスラリーからなっているとよい。典型的には、液体は、水からなっている。
【００２４】
好ましくは、柔軟媒体は、チャンバ（従って、チャンバ内の流体）に晒される内面と、分離した流体および粒子が柔軟媒体を通った後に排出される外面と、を有している。典型的には、柔軟媒体を通る材料の大半は、分離された流体からなっており、この分離された流体は、加圧下で柔軟媒体を通って外方に流れることになる。
【００２５】
好ましくは、チャンバは、オーバーサイズ固形物を含む残留材料がチャンバから排出される出口を有している。
【００２６】
好ましくは、システムは、出口を通るチャンバからの流体流れに抵抗をもたらすように適合されている。
【００２７】
一構成では、出口は、流れに抵抗をもたらす流体の圧力ヘッドを生じるように構成されていてもよい。例えば、出口は、流体の圧力ヘッドを生じるように配置された上昇部または直立部を備えるように構成されていてもよい。
【００２８】
他の構成では、システムは、チャンバからの残留材料の排出を遅らせ、チャンバからの流れを塞ぐ残留材料の緻密塊を生成させ、これによって、流れに抵抗をもたらすように構成されていてもよい。この構成では、塞いでいる材料の緻密塊は、チャンバからの残留材料の通過の全体を遮るものではなく、むしろ、残留材料の通過を遅らせる効果を有している。これは、チャンバ内の供給材料の滞留時間を延ばすのに役立ち、供給材料内の流体が出口を通ってチャンバから直接流出するのを防ぐことになる。これによって、分離システムの運転中、多量の流体材料がチャンバ内に常時保持され、この多量の流体材料が、チャンバ内の供給材料を加圧するための流体の圧力ヘッドを高めることになる。この構成によって、チャンバに入る供給材料とチャンバから出る供給材料とが均衡を保つことになる。後者のチャンバから出る供給材料は、柔軟材料を通ってチャンバから出るアンダーサイズ固形物および流体と、出口を通って排出される残留材料内のオーバーサイズ固形物および残っている流体との組合せである。
【００２９】
好ましくは、出口は、チャンバの底端区域またはその近傍に設けられており、チャンバからの残留材料の排出を遅らせ、これによって、出口を塞ぐ残留材料の緻密塊を生成させるように構成されている。出口は、弁を設けることによって、流れを調節し、これによって、残留材料の緻密塊の生成を促進するように構成されていてもよい。
【００３０】
典型的には、材料の緻密塊は、材料の栓状塊（plug）を構成している。栓状塊は、チャンバを通って、典型的には、出口を通って連続的に成長し、かつ移動するようになっている。チャンバ内の供給材料内に誘発された振動は、材料の栓状塊を流動化させるように働き、これによって、栓状塊は、完全な妨害物になるよりも、むしろ、出口を通って漸次的に流動することが可能になる。
【００３１】
好ましくは、チャンバ内への供給材料の送達の比率は、栓状塊が出口を通って連続的に移動する速度によって、調整されることになる。
【００３２】
好ましくは、振動機は、柔軟媒体の外面の１つまたは複数の個別位置に振動を加えるように構成されている。換言すれば、振動機は、外面の全体に振動を加えずに、むしろ、個別位置を構成する外面の局在領域を表す外面の１つまたは複数の部分にのみ振動を加えるようになっている。振動機が外面の全体に振動を加えないようになっているが、必ずしも、外面の全てがわずかでも振動しないようになっているわけではない。振動は、柔軟濾過薄膜を通って伝播し、個別位置を超え、例えば、外面の全体に及ぶこともある。
【００３３】
振動機は、１つの個別位置にのみ振動を加えてもよいが、好ましくは、複数の個別位置に振動を加えるように構成されている。
【００３４】
振動機が複数の個別位置に振動を加えるように構成されている場合、振動機は、該個別位置に振動を加えるように配置された複数の振動装置を備えているとよい。
【００３５】
好ましくは、複数の個別位置は、柔軟媒体の外面に互いに離間して配置された個別位置を含んでいる。
【００３６】
個別位置は、恒久的位置からなっていてもよいし、または一時的位置からなっていてもよい。もし個別位置が恒久的箇所からなっているなら、振動は、分離プロセスの全体を通して同一の個別位置に加えられることになる。もし個別位置が一時的箇所からなっているなら、振動が加えられる外面上の位置は、分離プロセス中に変化可能になっている。振動は、連続的であってもよいし、または間欠的であってもよい。
【００３７】
振動機は、一振動方向のみにおいて柔軟媒体の各個別位置に振動力を加え、他の力に依存して柔軟媒体の該個別位置に復帰運動を加え、これによって、往復振動運動をもたらすようになっているとよい。本発明の実施形態では、振動機は、各個別位置に内向き力を加え、往復運動を完結するための復帰力は、チャンバ内の流体によって柔軟媒体の内面に加えられる流体圧によってもたらされるようになっている。代替的構成では、振動機は、内向き力および往復運動を完結させるための外向きの復帰力の両方を加えるようになっていてもよい。
【００３８】
柔軟媒体の振動運動は、選択的バリアの作動性能を維持するのに役立つことになる。具体的には、柔軟媒体の振動運動は、柔軟媒体、特に、柔軟媒体の内面への固形粒子の堆積を粉砕する効果を有すると考えられる。これは、有益である。何故なら、堆積した固形物は、バリアの性能に悪影響を及ぼし、最終的に、流体流れに対して柔軟媒体を目潰しするケーキに成長する可能性があるからである。
【００３９】
さらに、柔軟媒体の振動運動は、アンダーサイズ固形物が柔軟媒体を通ってその外面に移動するのを容易にする効果を有すると考えられる。
【００４０】
さらにまた、柔軟媒体の振動運動によって生じた衝撃波は、柔軟媒体を通過したアンダーサイズ固形物を外面から外方に押し出す効果を有すると考えられる。
【００４１】
さらにまた、柔軟媒体の振動運動は、柔軟媒体を通過した流体を外面から振り落とす効果を有すると考えられる。
【００４２】
振動運動は、前述したように、流体内において伝播する衝撃波も生成するようになっていてもよい。
【００４３】
衝撃波は、チャンバ内の流体内における凝集した比較的軟質の固形粒子を破砕するのに役立ち、または少なくとも該破砕を助長するのに役立つことになる。
【００４４】
チャンバ内の流体に伝達された振動エネルギーは、流体内に浮遊して互いに直接接触していない浄化された材料に加えられてもよい。これによって、チャンバを通る流れが維持され、アンダーサイズ固形物の粒子を洗い流すことができる。アンダーサイズ粒子は、バリアに向かって運ばれ、次いで、バリアを通過することになる。
【００４５】
さらに、流体内の衝撃波は、アンダーサイズ固形物を柔軟媒体を通して押し出すのを助長するようになっていてもよい。
【００４６】
また、振動運動は、柔軟媒体内を伝播する波形成を生じさせるようになっていてもよい。
【００４７】
波形成は、柔軟媒体内に少なくとも１つの定在波を生じる干渉パターンをもたらすようになっていてもよい。定在波は、アンダーサイズ固形物を柔軟媒体を通してその外面の外に押し出すためのエネルギーをもたらすことができる。
【００４８】
好ましくは、振動は、定常であるとよい。しかし、振動は、他のパターン、例えば、間欠的送達パターン（例えば、周期的群発）または周期的送達パターンで加えられてもよい。
【００４９】
振動は、どのような適切な振幅のものであってもよい。特に有効な振幅は、約６ｍｍから１２ｍｍの範囲内にあると考えられる。しかし、有効な振幅は、柔軟材料の特性および分離プロセスが施される材料の特性によって変更されてもよいことを理解されたい。
【００５０】
振動は、どのような適切な周波数のものであってもよい。特に有効な周波数は、約３，０００サイクル／分から６，０００サイクル／分の範囲内にあると考えられる。一実施形態では、約５，０００サイクルの周波数／分が用いられている。これらの周波数は、小規模試験ユニットを用いて確認されている。しかし、有効な周波数は、柔軟材料の特性および分離プロセスが施される材料の特性によって変更されてもよいことを理解されたい。
【００５１】
前述したように、上記の周波数は、小規模試験ユニットを用いて確かめられている。製造ユニットは、チャンバ内の流体によって柔軟媒体の内面に加えられる圧力の影響によって復帰力が往復運動を完結させるための時間をもたらすために、低周波数を必要とすることを理解されたい。
【００５２】
好ましくは、柔軟媒体は、オーバーサイズ固形物に対してバリアをもたらすように構成された濾過薄膜を備えている。典型的には、濾過薄膜は、流体およびアンダーサイズ粒子の通過を可能にするようになっている。
【００５３】
濾過薄膜は、好ましくは、意図された分離プロセスに適する孔径、すなわち、オーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物との間に特定の分断（分離基準）をもたらすのに適切な孔径を有するように選択されている。
【００５４】
濾過薄膜は、濾過薄膜に加えられる振動負荷に耐えるのに十分な構造的完全性を有している。濾過薄膜は、積層構造であってもよい。一例を挙げると、積層構造は、内層および外層を備えていてもよい。この場合、内層は、オーバーサイズ固形物を排除するのに必要な微細濾過をもたらし、外層は、フープ張力に適合しかつ振動機との接触による摩耗に耐えるために、より頑強な構造を有しているとよい。
【００５５】
柔軟媒体は、チャンバの壁の少なくとも一部を画定することによって、チャンバを包囲しているとよい。しかし、柔軟媒体は、壁の全体を画定していてもよい。
【００５６】
柔軟媒体は、チャンバの周辺を画定していてもよい。すなわち、柔軟薄膜は、チャンバの外囲を画定するようにチャンバの周りに延在する壁を画定していてもよい。
【００５７】
柔軟薄膜は、円筒構造を有していてもよい。この構成では、円筒状柔軟薄膜は、２つの端において支持され、これによって、２つの端間の適所に懸垂されるように構成されているとよい。これによって、柔軟薄膜は、柔軟薄膜に加えられた振動に応じて、比較的自由に浮遊または浮動することになる。
【００５８】
この構成では、チャンバは、円筒構造を有しているとよい。
【００５９】
分離システムは、供給材料をチャンバに送達するための送達手段をさらに備えていてもよい。
【００６０】
送達手段は、ヘッダータンクを備え、該ヘッダータンクから供給材料がチャンバ内に重力流れによって流下するようになっていてもよい。
【００６１】
分離システムは、チャンバから残留材料を取り出すための排出手段をさらに備えていてもよい。残留材料は、柔軟媒体を通過しなかった固形粒子を含んでいる。本発明のいくつかの用途では、流体の殆ど全てが柔軟媒体を通ってチャンバから排出されるようになっているが、残留材料内の固形粒子には、いくらかの残っている流体が混入している可能性がある。このような場合、残留材料は、固形粒子および残っている流体を含んでいることになる。また、残留材料は、いくらかの捕捉されたアンダーサイズ固形物を含んでいることもある。残留材料には、この後、さらなる分離プロセス、または乾燥プロセスのような他のプロセスが施され、これによって、固形粒子から残っている流体が除去されるようになっているとよい。
【００６２】
排出手段は、（栓状塊をもたらす）塞いでいる材料の緻密塊の流れを促進させるための流体送達システムを備えていてもよい。
【００６３】
一構成では、流体送達システムは、緻密塊を流動化させるように操作可能になっているとよい。このような構成では、流体送達システムは、緻密塊を浄化し、これによって、オーバーサイズ固形物をチャンバの出口を通して流出させながら、緻密塊内の捕捉された微細物（アンダーサイズ固形物）を洗い流すように、構成されているとよい。この構成では、流れを調節することによって残留材料の緻密塊の形成を促進するために出口に付随して設けられた弁が、浄化された材料が出口から直接流出して栓状塊をもたらす効果を失わないように機能するようになっているとよい。
【００６４】
他の構成では、流体送達システムは、（栓状塊をもたらす）塞いでいる材料の緻密塊を洗い流すように操作可能になっていてもよい。
【００６５】
他の構成では、流体送達システムは、ジェット排出装置を備えていてもよい。
【００６６】
排出手段は、残留材料を搬出させるためのコンベヤを備えていてもよい。コンベヤは、スクリューコンベヤから構成されているとよい。このような構成は、（栓状塊をもたらす）塞いでいる材料の緻密塊が出口から流出することができず、またはポンプ送給または洗い流しによって取り出せない場合、特に適している。
【００６７】
排出手段の他の構成、例えば、ポンピングピストン構成、外輪構成、または柔軟排出経路も、勿論、可能である。柔軟排出経路は、振動がこの排出経路に伝達し、残留材料を該排出経路に沿ってかつ排出経路から押し出すようになっている。
【００６８】
分離システムは、チャンバ内に補給流体を送達するための手段をさらに備えていてもよい。これは、チャンバからの流体損失を調整するために、チャンバ内に固形粒子を流体懸濁の形態で保持するためである。流体は、その全てではないにしても、その大半が柔軟媒体を通して失われることになる。
【００６９】
補給流体は、柔軟媒体を通ってチャンバから排出された後の供給材料から再循環される流体を含んでいてもよい。
【００７０】
補給流体は、水からなっていてもよい。水は、チャンバ内に直接導かれてもよいし、または間接的に導かれてもよく、例えば、チャンバ内に導かれる前に供給材料内に導かれ、これによって、チャンバ内に間接的に導かれてもよい。
【００７１】
補給流体は、浄化状態にあるチャンバ内において固形粒子を流体懸濁の形態で保持するのを助長するように、チャンバ内に洗い流し流体として送達されてもよい。これに関して、補給流体は、好ましくは、加圧下でチャンバ内に注入されるとよい。
【００７２】
好ましくは、補給流体は、流体内に１つまたは複数の流れをもたらすようにチャンバ内に送達され、懸濁した固形粒子を柔軟媒体に向かって案内するようになっている。
【００７３】
しかし、補給流体が必ずしも必要ではないことを理解されたい。供給材料内に固形物に対して高比率の流体が含まれている場合、補給流体を供給しなくても、流体成分が分離プロセスを行なうのに十分な場合もある。
【００７４】
分離システムは、チャンバ内において固形粒子を流体懸濁の状態で維持するのを助長するために、流体を撹拌するための撹拌手段をさらに備えていてもよい。撹拌手段は、チャンバ内に空気のようなガスを送達するための手段を備えていてもよい。撹拌手段は、流体内にその底領域から空気を泡立たせるように、配置されていてもよい。これは、チャンバ内の流体内における固形物の浄化を助長することになる。
【００７５】
分離システムは、チャンバ内の供給材料のより長い滞留時間を促進するための手段をさらに備えていてもよい。一構成では、チャンバは、滞留時間を延ばすためにチャンバ内における流体の流れを変更させるように構成されていてもよい。一例を挙げると、蛇行する流路をもたらし、これによって、滞留時間を延ばすように流体の流れを変更するための要素がチャンバ内に配置されていてもよい。
【００７６】
チャンバ内の流れ変更装置は、柔軟媒体の内面に向かって流体の流れを案内するのを助長するようになっていてもよい。
【００７７】
一構成では、柔軟媒体は、略直立配置された内面を有していてもよい。この配置は、有利である。何故なら、この配置によって、固形物のチャンバの底に向う下向きの流れが促進されるからである。また、流体流れが底から上向き方向に生じる逆流構成をもたらすことも可能である。
【００７８】
他の構成では、柔軟媒体は、傾斜配置された内面を有していてもよい。傾斜配置では、傾斜は、下向きになっているとよく、これによって、内面は、チャンバ内において下降するオーバーサイズ固形物の一部に晒されることになる。この構成では、傾斜する内面に沿って下降するオーバーサイズ固形物は、内面に沿って転がるか、または跳ね返ることになる。これは、堆積した固形粒子を取り除くために内面を擦るのを助長するので、有利である。
【００７９】
さらに他の構成では、柔軟媒体は、略水平配置された内面を有していてもよい。この構成では、柔軟媒体は、チャンバの底に位置する傾向にある。しかし、この構成は、オーバーサイズ固形物を柔軟媒体から離れるように移送するかまたはその運動を促進し、これによって、オーバーサイズ固形物を柔軟媒体から取り出すためのなんらかの設備を必要とする。
【００８０】
好ましくは、チャンバは、外壁と内壁との間に画定されている。
【００８１】
外壁は、柔軟媒体を備えていてもよい。
【００８２】
外壁は、管状構造を有していてもよい。この構成では、柔軟媒体は、恒久的な管状構造を備えていてもよい。他の構成では、柔軟媒体は、管状構造を形成するために互いに接合されるように構成された縁を有する１つまたは複数のパネル区域を備えていてもよい。
【００８３】
外壁は、上側および下側区域をさらに備え、これらの区域間に管状柔軟媒体が密封して接続されていてもよい。
【００８４】
上側および下側区域または上側および下側区域の少なくとも１つは、管状柔軟媒体をその振動運動を容易にするために弾性的に支持するように構成されていてもよいし、任意選択的に、管状柔軟媒体に加えられる振動力に応じた浮遊または浮動を吸収するように構成されていてもよい。
【００８５】
内壁は、中心構造を備えていてもよい。中心構造は、補給流体を送達するように構成されていてもよい。さらに、中心構造は、インフラ必需品、例えば、（流体送達ラインのような）任意のサービス配管およびチャンバの底のかき混ぜ機構または他の流体撹拌機構に付随する任意の駆動設備を収容するように、構成されていてもよい。
【００８６】
内壁は、入射波の後方反射を促進させるために、衝撃波を吸収または反射させるように形成されていてもよい。
【００８７】
外壁と内壁との間の間隔は、それらの間に閉じ込められた多量の流体の厚みを振動している柔軟媒体によって生じた衝撃波が貫通する大きさに制限するように、選択されていてもよい。
【００８８】
一構成では、チャンバは、その流れ断面積が垂直方向において実質的に一定であるように構成されていてもよい。
【００８９】
他の構成では、チャンバは、その流れ断面積が垂直方向において変化するように構成されていてもよい。この変化の例として、流れ断面積が下向き方向において減少するような変化が挙げられる。これは、有利である。何故なら、この変化によって、チャンバの底端に向かう流体のための空間が減少し、これによって、チャンバの底区域に移動したオーバーサイズ固形物内の流体の比率が減少するからである。
【００９０】
好ましくは、分離システムは、チャンバから残留材料を取り出すための排出手段がチャンバの底区域に隣接して配置されるように、構成されている。この構成では、オーバーサイズ固形物を排出手段に移動させるために、重力が利用されることになる。
【００９１】
しかし、他の構成では、分離システムは、チャンバから残留材料を取り出すための排出手段がチャンバの上区域に隣接して配置されるように、構成されていてもよい。この構成では、オーバーサイズ固形物を上方に搬出するために、流体流れが用いられるとよい。
【００９２】
典型的には、分離プロセスは、対象となる材料から微細粒子を洗い流すための浄化プロセスを含んでいる。微細粒子は、アンダーサイズ固形物であり、対象となる材料は、オーバーサイズ固形物である。
【００９３】
本発明による分離システムは、粉炭を清浄化し、粘土および一般的に遊離灰分のような混入材料ならびに細かく分割された岩石および砂、長石、および黄鉄鉱を含む鉱物粒子を除去するために適用可能であると考えられる。このような用途では、粉炭がオーバーサイズ固形物を構成し、混入材料および超微粉炭は、アンダーサイズ固形物を構成することになる。このような目的に分離システムを用いるとき、粉炭、粘土、および（もし存在するなら）灰分を含む抽出材料が水内に導かれ、分離システムに送達される供給材料を構成するスラリーを生成する。好ましくは、スラリーは、ポンプ送給可能な形態にある。同様に、本発明は、抽出材料内の微鉄鉱の分離にも適用可能である。この場合、微鉄鉱は、オーバーサイズ固形物を構成し、混入材料は、アンダーサイズ固形物を構成することになる。ここでも、このような目的に分離システムを用いるとき、微鉄鉱を含む抽出材料が水内に導かれ、分離システムに送達される供給材料を構成するスラリーを生成する。好ましくは、スラリーは、ポンプ送給可能になっている。すでにそれとなく言及されているように、本発明による分離システムは、種々の他の用途、例えば、制限されるものではないが、ボーキサイト材料内の微鉱物の分離、掘削泥を再生するための掘削泥内のアンダーサイズ粒子とオーバーサイズ粒子との分離への用途を有している。掘削泥への用途では、衝撃波が、閉じ込められた支持環境内においてドリルヘッドから送られる掘削物を含む高度にチキソトロピックな掘削泥（従って、微鉱物の容易な分離を妨げる掘削泥））に直接加えられるようになっている。衝撃波は、掘削泥を流動化させ、掘削泥のチキソトロピー（揺変性）を破断させ、これによって、掘削泥が水のように流れることを可能にする効果を有している。掘削泥がいったん流動化したなら、オーバーサイズ固形物は、簡単に該泥から脱落することになる。この現象によって、掘削泥をより容易にスクリーンを通過させることも可能である。何故なら、スクリーンの全面積にわたって、スクリーンを通って流体に伝播する衝撃波が、チキソトロピックな流体／材料を剪断し、微鉱物をスクリーンを通って移動させるからである。泥が半径方向においてこのように低粘度でかつ高剪断を受けるという事実は、スクリーンが泥のチキソトロピーまたは微鉱物の閉塞のいずれによっても極めて目潰しされにくく、またはこれらの２つの因子の組合せによって、微鉱物がメッシュの内側に沈降し、粘土が孔を塞ぐという現象が極めて生じにくいことを意味している。
【００９４】
本発明の第２の態様によれば、種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるチャンバと、チャンバを囲む柔軟媒体であって、選択されたアンダーサイズ固形粒子の通過を許容し、アンダーサイズ固形粒子よりも大きい粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、柔軟媒体を通る流体および固形粒子の移動を容易にするために柔軟媒体を振動させるための振動機とを備える分離システムであって、振動が、柔軟媒体をチャンバ内において流体に向う方および流体から離れる方に振動させるようになっている、分離システムが提供されている。
【００９５】
本発明の第３の態様によれば、種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるチャンバと、チャンバを囲む柔軟媒体であって、一部の固形粒子の通過を許容し、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、柔軟媒体を通る流体および固形粒子の移動を容易にするために柔軟媒体を振動させるための振動機とを備える分離システムであって、振動が、柔軟媒体をチャンバ内において流体に向う方および流体から離れる方に振動させるようになっており、柔軟媒体の振動から生じた襲撃波が、供給材料に伝達されるようになっている、分離システムが提供されている。
【００９６】
供給材料内に伝達される衝撃波は、柔軟媒体を通る一部の固形粒子の移動を容易にするのに役立つことになる。
【００９７】
衝撃波は、供給材料内に定常波を生じるようになっていてもよい。
【００９８】
定常波は、固形粒子（バリアを通ることができる大きさの固形粒子）を選択的バリアを通して押し出す効果を有していてもよい。
【００９９】
本発明の第４の態様によれば、本発明の第１，第２，または第３の態様による分離システムを用いる分離の方法が提供されている。
【０１００】
本発明の第５の態様によれば、種々の大きさの固形物をオーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とに分離する方法であって、流体および固形粒子を含む混合物を生成することと、一部の固形粒子の通過を許容し、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらす柔軟媒体に囲まれたチャンバ内に、該混合物を導くことと、柔軟媒体を通る流体および許容された粒子の移動を容易にするために柔軟媒体を振動させることとを含み、振動が、柔軟媒体をチャンバ内において流体に向う方および流体から離れる方に振動させるようになっている、方法が提供されている。
【０１０１】
好ましくは、振動は、連続的ではなく、むしろ、選択的に行なわれるようになっている。一例を挙げると、バリアは、効果的な分離を妨げる程度に固形物をよって目潰しされる段階まで、柔軟媒体を振動させることなく、有効な分離プロセスを行なうことができる。この段階またはその近くにおいて、または他の適切とみなされる時期に、目潰しされた柔軟媒体を解放し、柔軟媒体が効果的に作動すること可能にするために、振動が柔軟媒体に加えられるとよい。
【０１０２】
チャンバ内に導かれた混合物からなる供給材料に、最初、分離プロセスが施されることになる。このとき、流体およびアンダーサイズ固形物は、バリアを通過し、オーバーサイズ固形物は、バリアを通る流れから排除される。分離プロセスが継続すると、固形物が次第にバリア上に堆積され、これによって、バリアを通るアンダーサイズ固形物および流体の移動が次第に遮られることになる。バリアを通る流体流れの遅れは、チャンバ内の供給材料の詰まりをもたらし、その結果、柔軟薄膜に流体圧を加える圧力ヘッドを高めることになる。流体圧は、往復振動運動をもたらすために振動力に応じて柔軟薄膜に復帰運動を加えるために、用いられることになる。
【０１０３】
本発明による分離システムのいくつかの用途では、分離システムの対象となる材料は、出口を通過する残留材料または該残留材料の成分を構成するオーバーサイズ固形物からなっているとよい。本発明による分離システムのいくつかの他の用途では、分離プロセスの対象となる材料は、柔軟媒体（選択的バリア）を通過するアンダーサイズ固形物からなっていてもよい。本発明による分離システムのいくつかの他の用途では、アンダーサイズ固形物およびオーバーサイズ固形物の両方が対象となる材料を構成していてもよい。さらに、本発明による分離システムのいくつかの用途では、柔軟媒体（選択的バリア）を通って流れる液体が、単独でまたはアンダーサイズ固形物および／またはオーバーサイズ固形物のような１つまたは複数の他の対象となる材料と組み合わさって、対象となる材料を構成していてもよい。
【０１０４】
本発明のさらなる特徴について、そのいくつかの非制限的な実施形態の以下の記載においてさらに十分に説明する。この説明は、本発明を実施することのみを目的としてなされるものである。前述したように、本発明は、要約、開示、または実施形態の記載に制限されると見なされるべきではない。以下の説明は、添付の図面を参照してなされることになる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明による分離システムの第１の実施形態の一部を断面で示す斜視図である。
【図２】図１に示されている構成の略側断面図である。
【図３】分離システムの内部の部分図である。
【図４】分離システムが運転中であることを除けば、図３と同様の図である。
【図５】分離システムの濾過薄膜形成部および薄膜に振動効果を与えるための振動機の略側斜視図である。
【図６】濾過薄膜によって行なわれる分離プロセスを示す略側面図である。
【図７】振動機によって濾過薄膜内に生じる衝撃波形成を示す略図である。
【図８】濾過薄膜を通る流体を示す濾過薄膜の一部の略図である。
【図９】固形物が薄膜上に付着し、薄膜を通る流体流れを遮っていることを除けば、図８と同様の図である。
【図１０】濾過薄膜に作用しようとしている振動機を除けば、図９に示されている構成の略図である。
【図１１】付着した固形物の一部を離脱させるために、振動が濾過薄膜に加えられていることを除けば、図１０と同様の図である。
【図１２】振動機の除去効果の後の濾過薄膜を示す図である。
【図１３】オーバーサイズ固形物が残留した状態でアンダーサイズ固形物と一緒に濾過薄膜を通る流体流れを示す、図１２と同様の図である。
【図１４】オーバーサイズ固形物の残留のみを示す、図１３と同様の図である。
【図１５】本発明による分離システムの第２の実施形態の略斜視図である。
【図１６】本発明による分離システムの第３の実施形態の略斜視図である。
【図１７】本発明による分離システムの第４の実施形態の略図である。
【図１８】直列運転用に配置された本発明によるいくつかの分離システムを示す略図である。
【図１９】図１８に示されている構成といくらか類似しているが、一部変更されている図である。
【図２０−２４】種々の構成のチャンバによって特徴付けられている、本発明による分離システムの種々のさらなる実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０６】
図面において、同様の構造は、いくつかの図を通して、同様の番号によって示されている。示されている図面は、必ずしも縮尺通りではなく、代わって、本発明の原理を説明するとき、概して、誇張されている。
【０１０７】
図は、本発明の種々の実施形態を示している。これら実施形態は、いくつかの構成を示しているが、当業者に明らかなように、本発明は、本発明を実施する多くの構成の形を取ることができることを理解されたい。これらの構成は、本発明の範囲内にあるとみなされるべきである。
【０１０８】
以下の詳細な記載において、本発明の特定の実施形態は、その好ましい実施形態に関連して説明される。しかし、以下の記載は、特定の実施形態または本技術の特定の使用に特定されているという限りにおいて、単なる例示にすぎず、単に例示的な実施形態を簡潔に記載しているにすぎないことが意図されている。従って、本発明は、以下に記載される特定の実施形態に制限されるものではなく、むしろ、添付の請求項の真の範囲内に含まれる全ての代替形態、修正形態、および等価物を含むものである。
【０１０９】
記載されかつ図示される実施形態は、燃料として用いられるのに望ましい程度に混入材料が十分に除去されるように石炭を清浄化させる粉炭の処理に関する。これは、燃料としての石炭のカロリー値を高める点において有利である。一例を挙げると、カロリー値を約４，０００ｋｃａｌ／ｋｇから約７，０００〜９，０００ｋｃａｌ／ｋｇに高めることができる。原料炭の場合、混入物の除去による原料炭の品質改良が、鋼および他の製品の良好な品質をもたらすと共に、原料炭の市場値を大幅に高めることになる。
【０１１０】
処理は、粉炭粒子および混入粘土粒子を含む固形物材料を、石炭の特性に依存して、オーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とに分離することを含んでいる。ここで、対象となる石炭粒子が、オーバーサイズ固形物に対応し、混入粘土粒子（および灰分のような他の混入物）ならびに場合によっては超微粉炭粒子が、アンダーサイズ固形物に対応している。
【０１１１】
分離を行なうとき、粉炭粒子および混入粘土粒子を含む固形物材料は、スラリーに生成される。スラリーは、液体、典型的には、水、および移送のためにポンプ送給され得るスラリー材料を形成するのに適する比率の固形物材料を含んでいる。
【０１１２】
このスラリーが、選択バリアに晒されるようにチャンバ内に導入される供給材料を構成する。選択バリアは、スラリー内のアンダーサイズ固形物およびスラリー内の液体の通過を許容し、オーバーサイズ固形物の通過を許容しないようになっている。
【０１１３】
対象となる粉炭粒子を構成するオーバーサイズ固形物は、チャンバから取り出されるようになっている。対象となる粉炭粒子には、必要に応じて、例えば、燃料または原料炭としての使用に適するようにするために、どのようなさらなる処理が施されてもよい。さらなる処理の例として、例えば、「重いもの」（すなわち、軽い石炭に対する残留灰分）を分離するための重力分離およびその後の過剰な残留湿気の除去が挙げられる。
【０１１４】
チャンバ内において、スラリー内の固形物材料は、典型的には、分離プロセスを容易にするために、振動の影響下で個別の粒子に分離されるようになっている。具体的には、スラリー内において粘土と凝集して大きな塊になっている固形粒子は、互いに分離されることになる。凝集した大きな塊は、個別の粒子への分離を誘発する種々の効果、例えば、スラリー内における流れの生成、スラリーの撹拌、例えば、さらなる水および／またはガスの注入によるスラリーの撹拌、スラリー内における衝撃波の生成、またはこれらの誘発の任意の組合せならびに他の誘発によって、分離されることになる。
【０１１５】
バリアを通過したスラリー内のアンダーサイズ固形物ならびスラリー内の液体は、チャンバから排出されるようになっている。
【０１１６】
液体がバリアを通過することによってチャンバから排出されるので、チャンバ内に残っているオーバーサイズ固形物に対する液体の比率が減少する。典型的には、オーバーサイズ固形物は、チャンバの底区域に向かって移動し、該底区域から最終的に取り出されることになる。チャンバのこの底区域において、チャンバ内に残っているオーバーサイズ固形物に対する液体の比率は、チャンバのその上の区域におけるよりも著しく低くなる。これは、有利である。何故なら、チャンバの底区域に移動した特定のオーバーサイズ固形物に付随する液体が少なくなるからである。
【０１１７】
典型的には、スラリー内の固形物材料を個別の粒子に分離するのに十分な液体を保持し、これによって、浄化を維持し、バリアおよび振動の効果によって行なわれる分離プロセスを容易にするために、補給洗浄液体が、バリアを通って失われた液体の一部を補償するためにチャンバ内に導かれるようになっている。
【０１１８】
バリアは、以下にさらに詳細に説明するように、振動に晒され得る柔軟媒体によって画定されている。
【０１１９】
典型的には、柔軟媒体は、バリアに対するアンダーサイズ固形物およびスラリー内の液体の通過を許容するが、オーバーサイズ固形物の通過を許容しない濾過プロセスを行なうように構成された隔膜から形成されている。隔膜は、薄膜の形態にあるとよい。
【０１２０】
薄膜は、チャンバの壁の少なくとも一部を構成しているとよく、これによって、バリアを通過するアンダーサイズ固形物およびバリアを通過するスラリー内の液体が、チャンバから排出されることになる。典型的には、スラリー供給材料から分離した液体は、加圧下でバリアを通って流れ、バリアの外側に沿って流れ落ちるようになっている。
【０１２１】
流体が柔軟媒体に作用するとき、柔軟媒体は、概して緊張状態で支持されている。流体は、柔軟媒体に外方力を加える効果を有している。
【０１２２】
バリアをもたらす柔軟媒体は、当業者によく知られているように、分離プロセスの要求およびスラリー材料の特性に従って、選択されるようになっている。実行可能な分離は、約２ｍｍ以下から約５μｍの範囲内の大きさの媒体によって達成されることが予期されるが、この範囲外の分離も可能である。
【０１２３】
柔軟媒体は、例えば、フィルター布またはメッシュスクリーンから構成されているとよい。例えば、１０〜２０μｍ以下の微細な篩分けが必要とされる一構成では、柔軟媒体は、ＰＰまたはＰＥＴから作製された二重層ラミネート、例えば、（２層の布が互いに溶着された）ＰＥＴ３３フィルター布からなる二重層ラミネートから構成されているとよい。例えば、最大１〜２ｍｍのより粗い篩分けが必要とされる他の構成では、柔軟薄膜は、適切な孔径のステンレス鋼メッシュから構成されているとよい。さらに、柔軟媒体は、ステンレス鋼メッシュの二重層から構成されていてもよい。柔軟薄膜として用いられるように選択された材料は、典型的には、必要に応じて、加えられる振動およびチャンバ内の流体圧によって加えられる復帰力に応じる適切な反発率を有している。
【０１２４】
振動がチャンバ内のスラリー供給材料に加えられ、これによって、柔軟媒体をチャンバ内のスラリーに向う方およびスラリーから離れる方に往復するように振動させることになる。
【０１２５】
スラリー供給材料は、チャンバ内に流体圧を加え、流体によって加えられたこの圧力が振動の生成に用いられるようになっている。典型的には、流体圧は、柔軟媒体に加えられた外力に応じて、振動をもたらすための反発力をもたらすことになる。流体圧は、流体の圧力ヘッドを含んでいるとよい。
【０１２６】
柔軟媒体の振動運動は、システムの運転性能に役立つことになる。具体的には、振動運動は、柔軟媒体への固形粒子の堆積を粉砕させる効果を有すると考えられる。これは、有益である。何故なら、堆積した固形物は、バリアの性能に悪影響を与え、最終的に、アンダーサイズ固形物ならびにスラリー内の液体の通過に対して柔軟媒体を目潰しするケーキに成長する可能性があるからである。
【０１２７】
また、振動運動は、アンダーサイズ固形物が柔軟媒体を通ってその外面に移動するのを容易にする効果を有すると考えられる。
【０１２８】
加えて、振動運動は、柔軟媒体を通過したアンダーサイズ固形物をバリアから外方に押し出す効果を有すると考えられる。
【０１２９】
さらに、振動運動は、柔軟媒体を通過した流体をバリアから振り落とす効果を有すると考えられる。
【０１３０】
また、振動運動は、チャンバ内のスラリー内において伝搬する衝撃波を生成するようになっているとよい。衝撃波は、スラリー内の凝集した「軟質の（soft）」固形粒子を破砕するのに役立ち、または該破砕を少なくとも助長するのに役立つことになる。
【０１３１】
さらに、スラリー内の衝撃波は、アンダーサイズ固形物を柔軟媒体を通して押し出すのに役立つことになる。
【０１３２】
また、振動運動は、柔軟媒体内において伝播する波形成を生じさせることができる。波形成は、スラリー内および／または柔軟媒体上に少なくとも１つの定在波を生成する干渉パターンを有している。定在波は、柔軟媒体を通ってかつ柔軟媒体を横切ってアンダーサイズ固形物を押し出すためのエネルギーをもたらすことができる。
【０１３３】
以下、分離システムの種々の実施形態について、さらに詳細に説明する。
【０１３４】
図１〜図１４を参照すると、分離システム１０の第１の実施形態は、装置１１を備えている。装置１１は、供給材料（粉炭粒子と粘土粒子および遊離灰分を含む混入物とを含むスラリー）を受け入れるためのチャンバ１３を画定している。
【０１３５】
チャンバ１３は、外壁１５、上端区域１７、および底端区域１９を有している。底端区域１９は、以下にさらに詳細に述べるように、（オーバーサイズ固形物を含む）残留材料をチャンバから排出させる出口を有するように構成されている。図示されている構成では、チャンバ１３は、環状断面を有しており、従って、内壁１６も有しており、環状構造は、外壁１５と内壁１６との間に画定されている。また、図示されている構成では、外壁１５および内壁１６は、円筒構造を有している。
【０１３６】
第１の実施形態によるシステム１０は、内壁１６を有しているが、この内壁１６は、他の実施形態、特に、より小さい形態のシステムでは、必ずしも必要ではない。
【０１３７】
内壁１６は、内部構造２１によって画定されている。内部構造２１は、外側区域２２および内側区域２３を有している。これらの区域２２，２３は、互いに離間し、入口２５を通して水を受け入れる空洞２４を画定している。外側区域２２は、チャンバ１３の内壁１６を画定しており、穿孔またはそれ以外の方法によって孔が形成されている。これらの孔は、空洞２４から該孔を通ってチャンバ１３内に入る液体（典型的には、水）の流れを容易にするように構成されている。これによって、液体補給手段２７が設けられることになる。この手段２７の目的は、以下にさらに詳細に説明する。
【０１３８】
装置１１は、チャンバ１３の上端区域１７および底端区域１９を支持するフレーム構造３１を備えている。
【０１３９】
チャンバ１３の外壁１５は、上端区域１７と底端区域１９との間に延在するスリーブ３３を備えている。スリーブ３３は、選択的に取外し可能になっており、これによって、その両端が上端区域１７および底端区域１９に離脱可能に密封接続するように構成されている。
【０１４０】
スリーブ３３は、濾過薄膜３５を画定する柔軟な浸透性材料から形成されている。濾過薄膜３５は、スラリー内のアンダーサイズ固形物およびスラリー内の液体の通過を許容し、オーバーサイズ固形物の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている。アンダーサイズ固形物は、混入材料を含んでいる。対象となる粉炭粒子を構成するオーバーサイズ固形物は、以下にさらに詳細に説明する方法によって、チャンバから取り出されるようになっている。アンダーサイズ固形物の全てがバリアを十分自由に通過せず、その一部がチャンバ内に捕捉され、チャンバ内において残留材料の一部になる可能性もある。
【０１４１】
濾過薄膜３５をもたらす柔軟な浸透性材料は、アンダーサイズ混入材料の粒子およびスラリー内の液体の通過を許容し、対象となるオーバーサイズ粉炭粒子の通過を許容しないようにするのに適する孔径を有するように選択されている。図示されている構成では、濾過薄膜３５をもたらす柔軟な浸透性材料は、細孔３６および細孔３６を囲んで支持するストランド３７を備えている。この実施形態では、濾過薄膜３５は、ＰＥＴ３３フィルター布からなる２層ラミネートから構成されているとよい。布の２層は、互いに溶着されている。この濾過薄膜３５は、粘土および粉炭を約１０〜２０μｍに至るまで分離することができる。これは、十分な量の供給材料を約６０μｍ以下まで連続的に分離することが通常可能とみなされていない従来の分離プロセスと比較した場合、極めて有利である。
【０１４２】
濾過薄膜３５は、チャンバ１３（従って、チャンバ内のスラリー）に晒される内面３８と、外面３９を有しており、分離した液体およびアンダーサイズ混入粒子は、濾過薄膜を通った後、外面３９から排出されるようになっている。
【０１４３】
濾過薄膜３５は、以下にさらに詳細に説明するように、濾過薄膜３５に加えられる振動負荷に耐えるのに十分な構造強度を有している。
【０１４４】
分離システム１０は、チャンバ１３の上端区域１７に供給材料（スラリー材料）を送達するための送達手段４１をさらに備えている。送達手段４１は、供給材料を重力流れによってチャンバ１３内に送達するように構成されている。送達手段４３は、ヘッダーユニット４３を備えている。ヘッダーユニット４３は、図示されている構成では、ホッパーとして構成されているが、どのような適切な形態にあってもよい。
【０１４５】
分離システム１０は、チャンバ１３の底端区域１９から残留材料を取り出するための排出手段５１をさらに備えている。この装置では、排出手段５１は、出口を構成している。残留材料は、バリアを通過しなかった対象となる石炭粒子を含んでいる。残留材料内の固形粒子に、いくらかの残留液体（典型的には、水）が混入している可能性がある。このような場合、残留材料は、固形粒子および残留液体を含んでいることになる。残留材料内の固形粒子は、石炭粒子のみならず、他のオーバーサイズ固形物、典型的には、石炭粒子よりも重いオーバーサイズ固形物を含んでいることもある。残留材料には、この後、（一般的には重力による）さらなる分離プロセス、または乾燥プロセスのような他のプロセスが施され、これによって、残留液体が固形粒子か除去されるようになっているとよい。さらなる分離プロセスは、より軽量の固形石炭粒子から重い固形物を分離させるようになっているとよい。
【０１４６】
約２ｍｍから約５μｍの範囲内の大きさに分離することは、実行可能であるとみなされている。ただし、２ｍｍ分離システムは、多量の流れを生じる傾向にあるので、供給材料内に存在する石炭の比率にもよるが、約１５００ｍｍ直径のチャンバ１３に原材料を供給し、約５０トン／時間から１７５トン超／時間の石炭を生成するために、約３００ｍｍ直径の送達ラインが必要である。この２ｍｍの分離システムから得られた材料が、多数のより小さい分離システムに通されるとよい。この構成によれば、１つの大きい分離システムが、例えば、３つの１ｍｍ分離システムに材料を供給し、次いで、各１ｍｍ分離システムが５つの５０μｍ分離システムに材料を供給し、次いで、各５０μｍ分離システムが３つの２０μｍ分離システムに材料を供給するようになっているとよい。しかし、これは、単なる例示にすぎず、分離システム１０は、約２ｍｍから約５μｍの範囲の大きさに制限されるものではなく、また前述の多数の順次的な分離システムを必要とする構成にも制限されるものではないことを理解されたい。
【０１４７】
図示されている構成では、排出手段５１は、残留材料を搬出するためのコンベヤ５５に連通する重力排出区域５３を備えている。コンベヤ５５は、スクリューコンベヤから構成されているとよい。コンベヤの必要な運転条件に応じて開くように適合された弁（図示せず）が、コンベヤ５５に付随して設けられているとよい。典型的には、この弁は、コンベヤ５５に固形物が十分投入されたときにのみ強制的に開くようになっている。この構成によれば、弁は、栓状塊が形成されるまで、コンベヤ５５内に材料を保持することになる。これによって、オーバーサイズ固形物がチャンバ１３内に堆積し、システムの性能を最適化するのに必要な程度まで流れを遮ることが確実になる。
【０１４８】
分離システム１０は、振動機６１をさらに備えている。振動機６１は、振動を柔軟な濾過薄膜３５を通してチャンバ１３内のスラリー供給材料に選択的に与え、これによって、濾過薄膜３５をチャンバ内においてスラリーに向う方およびスラリーから離れる方に往復するように振動させるためのものである。この振動によって、濾過薄膜３５を通る液体およびアンダーサイズ混入粒子の移動が容易になる。振動機６１は、濾過薄膜３５に歪を生じさせ、これによって、濾過薄膜のみならず、濾過薄膜との界面におけるスラリーによる液面にも衝撃を与えることになる。
【０１４９】
振動は、濾過薄膜３５との界面におけるスラリーによる液面内におよび濾過薄膜を横切ってある周波数の振動または衝撃波を導入する効果を有している。
【０１５０】
振動機６１は、外面３９の周りに互いに離間したいくつかの個別位置６３において、振動を柔軟濾過薄膜３５にかつ柔軟濾過薄膜３５を横切って加えるように構成されている。換言すれば、振動機６１は、外面３９の全体に振動を加えず、むしろ個別位置６３を構成する外面の局在領域を表す部分に振動を加えるようになっている。
【０１５１】
振動機６１は、外面３９の全体に振動を加えないようになっているが、必ずしも、外面３９の全てがわずかでも振動しないようになっているわけではない。振動は、典型的には、柔軟濾過薄膜３５を通って伝播し、個別位置６３を超え、例えば、外面３９の全体に及ぶこともある。
【０１５２】
この実施形態では、振動機６１は、振動を個別位置６３に与えるように配置された複数の振動源６５を備えている。図示されている構成では、各振動源６５は振動装置６６を備えている。振動装置６６は、それぞれの個別位置６３において柔軟濾過薄膜３５と直面する細長の振動ヘッド６７と、振動ヘッド６７に振動運動を送達するための振動駆動装置６８とを有している。振動駆動装置６８は、１つまたは複数の駆動モータ６９を備えている。駆動モータ６９は、適切な方法によって動力供給されるとよい。例えば、駆動モータは、衝撃動力を直接振動形態で供給する電気モータ、油圧モータ、または空圧モータであるとよい。
【０１５３】
個別位置６３は、恒久的位置からなっていてもよいし、または一時的位置からなっていてもよい。個別位置６３が恒久的位置からなっている場合、振動は、分離プロセスの全体を通して、同一の個別位置に加えられることになる。個別位置が一時的位置からなっている場合、振動が加えられる外面３９の位置６３は、分離プロセス中に変更可能になっている。この変更は、連続的であってもよいし、または間欠的であってもよい（例えば、振動は、急激に加えられてもよい）。
【０１５４】
この実施形態では、各振動装置６６は、柔軟濾過薄膜３５のそれぞれの個別位置６３に振動力を内方振動方向においてのみ加え、他の力に依存して柔軟濾過薄膜の該個別位置に復帰運動を加え、これによって、往復振動運動をもたらすようになっている。さらに具体的には、各振動装置６６は、個別位置６３に内向き力を加え、往復運動を完結させる復帰力は、チャンバ１３内のスラリーによって柔軟濾過薄膜３５の内面３８に加えられた流体圧によってもたらされるようになっている。この構成では、各個別位置６３において、各振動装置６６と柔軟濾過薄膜３５との間にどのような物理的な連結も存在していない。柔軟濾過薄膜３５は、柔軟濾過薄膜３５の内面３８に加えられた流体圧によって与えられる復帰力の影響によって、各振動装置６６の位置に跳ね返ることになる。
【０１５５】
個別位置６３が一時的位置からなっている場合、振動源６５は、スリーブ３３に対して移動可能になっている。一例を挙げれば、振動原６５は、スリーブ３３に沿って長さ方向に移動可能になっていてもよいし、スリーブの周りに回転可能になっていてもよいし、またはこのような運動の組合せを行なうようになっていてもよい。他の構成では、スリーブが、振動源６５に対して移動するようになっていてもよい。
【０１５６】
柔軟濾過薄膜３５の振動運動は、柔軟濾過薄膜によってもたらされる選択的バリアの作動性能を維持するのに役立つことになる。具体的には、柔軟濾過薄膜３５の振動運動は、内面３８および細孔３６を囲むストランド３７への固形粒子の堆積を粉砕させる効果を有すると考えられる。これは、有益である。何故なら、固形粒子は、内面３８およびストランド３７への付着によって堆積し、流体流れに対して柔軟媒体の目潰しをもたらすケーキに成長する可能性があるからである。
【０１５７】
さらに、柔軟濾過薄膜３５の振動運動は、柔軟濾過薄膜３５の細孔３６を通ってその外面３９に至るアンダーサイズ固形物の移動を容易にする効果を有すると考えられる
【０１５８】
さらにまた、柔軟濾過薄膜３５の振動運動は、細孔３６を通過したアンダーサイズ固形物を外面３９から外方に押し出す効果を有すると考えられる。
【０１５９】
さらにまた、柔軟濾過薄膜３５の振動運動は、細孔３６を通って外面３９に達した液体を柔軟濾過薄膜の表面から振り落とす効果を有すると考えられる。
【０１６０】
振動運動は、チャンバ１３内のスラリー内において伝播する衝撃波を生成するようになっているとよい。衝撃波は、チャンバ内のスラリー内における凝集した「軟質の（soft）」固形粒子を破砕するのに役立ち、または該破砕を少なくとも助長するのに役立つことになる。さらに、衝撃波は、チャンバ１３からの略外向きの流れと組み合わさって、アンダーサイズ固形物を柔軟濾過薄膜３５の細孔３６内に押し出すのを助長することになる。
【０１６１】
また、振動運動は、図７において線４０によって概略的に示されているように、柔軟濾過薄膜３５内において伝播する波形成を生じさせることができる。
【０１６２】
これらの波形成は、柔軟濾過薄膜３５内の定在波を生成する干渉パターンを有している。定在波は、細孔３６を通って外面３９の外方にアンダーサイズ固形物を押し出すためのエネルギーをもたらすことができる。
【０１６３】
振動は、定常であってもよいし、またはいくつかの他のパターン、例えば、間欠的送達パターンまたは周期的送達パターンで加えられてもよい。さらに、振動は、その強度が変化するようになっていてもよい。例えば、振動は、無振動から低強度振動または高強度振動に変化するようになっていてもよい。
【０１６４】
振動は、どのような適切な振幅のものであってもよい。特に有効な振幅は、約６ｍｍから１２ｍｍの範囲内にあると考えられる。しかし、有効な振幅は、柔軟材料の特性および分離プロセスが施される材料の特性によって変更されてもよいことを理解されたい。目標は、出力としての分離された材料に対する入力としてのエネルギーの比率を最適化させる「スイートスポット（最適値）」を達成することである。有利には、柔軟濾過薄膜３５を緊張状態に維持するためにおよび柔軟濾過薄膜３５を各振動装置６６に跳ね返させるために定められる流体の圧力ヘッドが、振動装置６６によって加えられる入力エネルギーならびに柔軟濾過薄膜の濾過特性（例えば、オーバーサイズ固形物およびアンダーサイズ固形物を決定するカットオフサイズ）と釣り合うようになっているとよい。「スイートスポット」は、種々のパラメータ、例えば、分離される材料、チャンバ内の流体圧、および振動速度によって変化しがちであることが想定される。チャンバ１３内の流体圧が高くなると、スラリーをより急速に押し出すことになるが、振動装置６６へのエネルギー入力をより高くする必要がある。さらに、分離システム１０は、もし流体圧が高すぎるかまたはスラリー供給材料の濃度が高すぎると、失速する可能性がある。
【０１６５】
振動は、どのような適切な周波数のものであってもよい。特に有効な周波数は、約３，０００サイクル／分から６，０００サイクル／分の範囲内にあると考えられる。この実施形態では、約５，０００サイクル／分の周波数が用いられている。これらの周波数は、小規模試験ユニットを用いて、確認されている。
【０１６６】
しかし、有効な周波数は、柔軟濾過薄膜３５の特性および分離プロセスが施されるスラリー供給材料の特性、特に、その液体成分の特性によって変更されてもよいことを理解されたい。前述したように、上記周波数は、小規模試験ユニットを用いて確認されている。製造ユニットは、チャンバ内の流体によって柔軟濾過薄膜の内面に加えられる流体圧の影響によって往復運動を完結させるための復帰力に必要な時間をもたらすために、低周波数を必要とすることを理解されたい。
【０１６７】
振動の効果が、図８〜図１４に概略的に示されている。図８は、参照番号７１によって表される流線によって示されているように、細孔３６を通る液体およびアンダーサイズ混入粒子の移動を可能にする、運転時の柔軟濾過薄膜３５を示している。図８は、流れに悪影響をもたらさない程度にすぎないが、柔軟濾過薄膜３５の内面３８およびストランド３７に付着による固形粒子がいくらか堆積していることも示している。以下、固形粒子の堆積は、付着物と呼び、参照番号７３によって示すことにする。この段階では、選択性バリアとしての柔軟濾過薄膜３５の作動性能を維持するために、柔軟濾過薄膜３５に振動を加える必要がない。
【０１６８】
図９は、もし内面３８およびストランド３７への付着物７３が継続したならどのようなことが生じるかを示す、図８と同様の図である。細孔３６が次第に塞がり、柔軟濾過薄膜３５を通る流れが次第に遮られ、最終的に、柔軟濾過薄膜３５を目潰しする固形物ケーキに成長することになる。
【０１６９】
図１０は、柔軟濾過薄膜３５のある位置６３における振動ヘッド６７の１つを示す図である。
【０１７０】
図１１は、図１０に示されている特定位置６３において柔軟濾過薄膜３５に振動を加えたときの効果を示している。振動は、図１１においてストランド３７ａ，３７ｂの相対位置によって示されているように、柔軟薄膜３５を撓ませ、かつ変形させている。具体的には、振動衝突によって、ストランド３７ａは、ストランド３７ｂに対して内方に押し込まれている。内面３８ならびに細孔３６を囲むストランド３７への（本質的に軟質材料の沈殿物である）付着物７３が粉砕され、細孔３６を解放し、アンダーサイズの混入固形物およびスラリー内の液体がバリアを通過することが可能になる。
【０１７１】
さらに具体的には、柔軟濾過薄膜３５への振動ヘッド６７の衝突が、ストランド３７の周りの付着物７３を剪断し、かつ粉砕することになる。衝突点から液体および空気の衝撃波が送り出され、柔軟濾過薄膜３５内およびその周りに進行し、軟質付着物をさらに粉砕／剪断することになる。衝撃波は、柔軟濾過薄膜３５の周りおよび濾過薄膜３５との界面におけるスラリーによる液面にも及び、これによって、直接の衝突点に限らず、大きな領域にわたって付着物を剪断および粉砕し、バリアを通る液体流れを著しく増大させることになる。
【０１７２】
振動機ヘッド６７がチャンバ１３から離れる方に外方ストロークを受けると、柔軟濾過薄膜３５は、チャンバ１３内の内部流体圧によって外方に跳ね返ることになる。これによって、ストランド３７に加えられている張力が、ストランドのどのような伸張によっても影響を受けることがない。その結果、ストランド３７のどのような伸張も、柔軟薄膜の（往復運動を受ける）能力に経時的に影響を及ぼすことがない。
【０１７３】
多量の液体流れが、小さい粒子および粉砕された付着物残部を殆ど瞬時に洗い流すことになる。スラリーを通って移動している衝撃波が、粘土のような他の脆弱な粒子を破断する。何故なら、衝撃波は、それらの粒子を互いに衝突させるからである。次いで、これらの破断した軟質のアンダーサイズ固形物は、液体流れによってバリアを通ってチャンバから排出されることになる。
【０１７４】
加えて、柔軟濾過薄膜３５の振動しているストランド３７は、軟質粒子に接触し、衝突で急速に前後に移動することによって、軟質粒子を破砕し、小さい粒子に分断することになる。これらの小さい粒子は、液体流れによって洗い流されることになる。
【０１７５】
しかし、より大きくかつより硬い対象となるオーバーサイズ石炭粒子は、容易に破砕されず、チャンバ１３の内側に捕捉された状態でとどまっている。より大きい石炭粒子は、柔軟濾過薄膜３５の内面３８に衝突し、スラリーを通って加速される可能性がある。付加的または代替的に、振動によって生じた衝撃波がスラリーを通って伝播し、より大きい石炭粒子を波の前方に押し出すことになる。これによって、（依然として、オーバーサイズ固形物である）より大きい石炭粒子は、より小さい石炭粒子から分離される。さらに、スラリー内の凝集した軟質粒子のどのような塊も分断され、スラリー内の硬質粒子から分離されることになる。
【０１７６】
図１２は、細孔３６が解放された時点における流れ構成を示している。
【０１７７】
図１３は、解放された細孔３６が、バリアを通るアンダーサイズ混入固形物およびスラリー内の液体の移動を可能にする一方、対象となるオーバーサイズ石炭粒子を残留させている状態を示す、図１２と同様の図である。図示されている構成では、アンダーサイズ混入固形物は、参照番号７５によって示されており、残留している対象となるオーバーサイズ石炭粒子は、参照番号７７によって示されている。
【０１７８】
図１４は、全てのアンダーサイズ混入固形物が除去され、スラリー内の液体のみがバリアを通って流れ、対象となるオーバーサイズ石炭粒子７７がバリアによって依然として残留している状態を示すことを除けば、図１３と同様の図である。
【０１７９】
分離システム１０は、チャンバ１３内に補給液体（水）を送達するための液体補給手段２７を備えている。これは、固形粒子をチャンバ内に流体懸濁させて保持することを目的とし、チャンバ１３からの液体損失を調整するためのものである。液体損失は、全てではないにしても、大部分が柔軟濾過薄膜を通って生じることになる。
【０１８０】
しかし、補給液体が必ずしも必要ではないことを理解されたい。供給材料内における固形物に対する液体の比率が高い場合、液体成分は、補給液体を必要とすることなく分離プロセスを行なうのに十分な場合がある。換言すれば、固形粒子を流動化させ、スラリーの浄化を維持し、振動と協働して固形粒子を液体内において自由に移動させるのに十分な液体が存在していればよいことになる。
【０１８１】
補給液体は、柔軟濾過薄膜３５を通ってチャンバ１３から排出された後の送給材料から再循環された液体を含んでいてもよい。
【０１８２】
補給液体は、チャンバ１３内において固形粒子をスラリー内に懸濁させて保持するのを助長するように、内部構造２１内の空洞２４からチャンバ１３内に送達されるようになっている。これに関して、補給液体は、好ましくは、加圧下でチャンバ１３内に注入されるとよい。さらに具体的には、補給液体は、スラリー内に１つまたは複数の流れを生じさせ、懸濁している固形粒子を柔軟濾過薄膜３５の内面３８の方に案内するように、チャンバ１３内に送達されるようになっている。
【０１８３】
分離システム１０は、チャンバ１３内のスラリーを撹拌し、固形粒子を該スラリー内に懸濁させて保持するのを助長するための撹拌手段（図示せず）をさらに備えている。撹拌手段は、空気のようなガスをチャンバ内に送達するための手段を備えているとよい。撹拌手段は、その底領域からガスを流体内に泡立てるように構成されているとよい。ガス（典型的には、空気）を用いて、チャンバ１３の底区域に堆積する固形粒子間のすき間から液体（典型的には、水）を排除し、これによって、栓状塊を構成する濃縮材料塊の形成を促すようになっているとよい。さらに、液体の排除によって、（連続的に成長し、チャンバを通って、典型的には、排出手段５１によって設けられた出口を通って移動する材料の栓状塊を構成する）堆積した濃縮材料塊の乾燥を促進するようになっているとよい。
【０１８４】
分離システム１０は、チャンバ１３内のスラリー材料のより長い滞留時間を促進するように構成されている。この目的のために、チャンバ１３は、滞留時間を延ばすためにチャンバ内においてスラリーの流れを変更するように構成されている。この実施形態では、滞留時間を延ばすために、蛇行する流路をもたらすように流体流れを変更する流れガイド装置９１がチャンバ内に配置されている。図示されている構成では、流れガイド装置９１は、柔軟濾過薄膜３５の内面３８に向かって流れを案内または促進するように機能している。さらに具体的には、図示されている構成では、流れガイド装置９１は、チャンバ１３内に螺旋フィン９３を備えている。
【０１８５】
柔軟濾過薄膜３５の内面３８に向って導かれる対象となるオーバーサイズ粉炭粒子は、重力の影響によって下降し、図６に示されているように、石炭粒子の少なくとも一部は、内面に沿って転がり落ちる。これらの粒子は、互いに反対の影響を受ける。すなわち、一方の影響は、内面３８に向かって粒子を案内するものであり、他方の影響は、内面３８から離れる方に粒子を推進させる効果を有する柔軟濾過薄膜３５に加えられる振動である。これらの互いに反対の影響によって、図６に関して前述したように、対象となるオーバーサイズ粉炭粒子を内面３８に沿って転がり落とす効果が生じる。これは、内面３８を洗い流し、該内面の付着物を除去するのを助長するので、有利である。
【０１８６】
チャンバ１３の底において、対象となるオーバーサイズ粉炭粒子を排出手段５１に移動させるために、重力が利用されている。チャンバ１３の底への対象となるオーバーサイズ粉炭粒子の移動中、液体は、連続的に柔軟濾過薄膜３５を通ってチャンバ１３から排出されることになる。補給液体は、前述したように、チャンバ１３に送達されるが、チャンバ１３の底端区域１９の上の区域にしか送達されないようになっている。
【０１８７】
液体が柔軟濾過薄膜３５を通ってチャンバ１３から排出されるので、チャンバ１３内に残留する対象となるオーバーサイズ粉炭粒子に対する液体の比率が減少する。チャンバ１３の底端区域１９において、チャンバ１３内に残留する対象となるオーバーサイズ粉炭粒子に対する液体の比率は、チャンバのその上の区域におけるよりも著しく低くなる。これは、有利である。何故なら、チャンバ１３の底端区域１９に移動した対象となる特定のオーバーサイズ粉炭粒子に付随する液体が少なくなるからである。対象となる特定のオーバーサイズ粉炭粒子に付随する液体の減少によって、チャンバ１３からの粉炭粒子の容易な回収およびそれに続く粉炭粒子の取扱いを促進させることができる。
【０１８８】
典型的には、液体の全てではないにしても殆どが、チャンバ１３の底端区域１９に堆積する対象となるオーバーサイズ粉炭粒子から除去されることになる。チャンバ１３からの回収時に、固形粒子から残っている流体を除去するために、対象となるオーバーサイズ粉炭粒子には、その後、さらなる分離プロセスまたは乾燥プロセスのような他のプロセスが施されるとよい。
【０１８９】
以下、図１５を参照すると、本発明による分離システム１０の第２の実施形態が示されている。第２の実施形態は、多くの点において第１の実施形態に類似しており、対応する部品を示すために、対応する参照番号が用いられている。
【０１９０】
第２の実施形態では、チャンバの底端区域１９は、送給区域１０１に開いている。送給区域１０１は、チャンバ１３から残留材料を受け入れ、残留材料を搬出するためのコンベヤ１０３に圧密形態で送達するように、構成されている。チャンバ１３から受け入れた圧密形態の残留材料は、栓状塊１０５を効果的に形成している。栓状塊１０５は、チャンバ１３の底を閉鎖または密封し、これによって、チャンバ内のスラリーがチャンバの底端区域１９から流出するのを阻止するのに役立つ。この栓状塊１０５は、コンベヤに付随して設けられた弁によって形成され、または強められるようになっている。この構成では、弁は、十分に成長した時点で栓状塊によって加えられる力によって開くまで、流れを阻止するようになっている。栓状塊の存在は、残留材料の排出を制御または阻止し、これによって、チャンバ１３内の滞留時間を延ばし、その結果、分離プロセスがさらに効果的なものになる。
【０１９１】
送給区域１０１は、ホッパー１０７として構成されている。ホッパー１０７は、チャンバ１３から入ってくる残留材料を（栓状塊１０５を構成する）圧密塊が得られるように案内するためのものである。
【０１９２】
送給区域１０１は、栓状塊１０５を構成する圧密塊をコンベヤ１０３に向かって徐々に移動させるための手段１０９を備えている。図示されている構成では、手段１０９は、ホッパー１０７の境界壁の周りに移動するようになっているスクレーパから構成されている。
【０１９３】
コンベヤ１０３は、第１のコンベヤ区域１１１および第２のコンベヤ区域１１２を備えており、これらの区域１１１，１１２は、各々、スクリューコンベヤを備えている。
【０１９４】
第１のコンベヤ区域１１１は、送給区域１０１に連通しており、該区域１０１から材料を受け入れるようになっている。第１のコンベヤ区域１１１のスクリューコンベヤは、スクレーパ１０９に操作可能に連結されており、スクリューコンベヤの回転によって、スクレーパがホッパー１０７の境界壁の周りを移動するようになっている。
【０１９５】
第２のコンベヤ区域１１２は、第１のコンベヤ区域１１１から材料を受け入れ、該材料を横方向に排出区域１１３に搬送するようになっている。
【０１９６】
他の構成では、コンベヤ１０３は、送給区域１０１に直接連通するスクリューコンベヤを備え、送給区域１０１から材料を受け入れるようになっていてもよい。この構成では、単一のコンベヤのみが設けられている。
【０１９７】
以下、図１６を参照すると、本発明による分離システム１０の第３の実施形態が示されている。第３の実施形態は、多くの点において第１の実施形態に類似しており、対応する部品を示すために、対応する参照番号が用いられている。
【０１９８】
第１の実施形態では、チャンバ１３は、その流れ断面積が垂直方向において実質的に一定であるように、構成されている。第３に実施形態では、この構成が異なっている。
【０１９９】
さらに具体的には、第３の実施形態では、チャンバ１３は、チャンバ１３の流れ断面積が垂直方向において変化するように構成されている。この変化の例として、流れ断面積は、下向き方向に減少している。これは、有利である。何故なら、この変化によって、チャンバ１３の底端区域１９に向かって、液体のための空間が減少し、これによって、チャンバの底端区域に移動した対象となるオーバーサイズ粉炭粒子内の液体（水）の比率が減少するからである。図示されている構成では、この変化は、チャンバ１３の内壁１６を下向き方向において外壁１５に向かって外方へ傾斜させることによって、達成されている。
【０２００】
出口は、流れに抵抗をもたらす流体圧力ヘッドを生じるように構成されているとよい。例えば、出口は、流体圧力ヘッドを生じるように構成された上昇部または直立部を含むように構成されているとよい。
【０２０１】
以下、図１７を参照すると、本発明による分離システム１０の第４の実施形態が示されている。第４の実施形態は、多くの点において第１の実施形態に類似しており、対応する部品を示すために、対応する参照番号が用いられている。
【０２０２】
第１の実施形態では、チャンバ１３は、柔軟濾過薄膜３５が略直交配置された内面３８を有するように構成されている。第４の実施形態では、この構成が異なっている。
【０２０３】
さらに具体的には、第４の実施形態では、チャンバ１３は、柔軟濾過薄膜３５が傾斜配置された内面３８を有するように構成されている。この構成では、傾斜した内面に対して下降するオーバーサイズ固形物は、内面３８に沿って転がるかまたは跳ね返ることになる。これは、堆積した固形粒子を取り出すために内面を擦るのを助長する点において、有利である。
【０２０４】
本発明による分離システム１０は、個別に運転されるように構成されていてもよいし、または１つまたは複数の他の分離システムと組み合わせて運転されるように構成されていてもよい。他の分離システムは、本発明によるものであってもよいし、または別のシステムであってもよい。
【０２０５】
図１８は、直列運転されるように配置された本発明によるいくつかの分離システム１０を概略的に示す図である。直列配置されたシステム１０は、各々、異なる程度の分離を行なうようになっている。加えて、液体（水）が再循環されるようになっている。図示されている構成では、１つのシステムから排出される液体は、補給水として用いるために、すぐ前のシステムに戻されるようになっている。
【０２０６】
図１９は、図１８に示されている構成といくらか類似している図である。しかし、この図の構成では、直列配置された第１のシステムから排出された液体（水）が１２１において凝集処理され、該流体からアンダーサイズ固形物を分離し、アンダーサイズ固形物が廃棄場に排出され、水が補給水として直列配置された最終システムに利用されるようになっている。アンダーサイズ固形物を液体から分離する凝集処理は、特にZ−Filter Pty Ltd名義の（「材料取扱いおよび処理」に関する）国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２００７／０００８２０号に開示されている形式の分離装置を含む、どのような適切な形態の分離装置によって行なわれてもよい。
【０２０７】
前述の実施形態から明らかなように、装置１１によって画定されたチャンバ１３は、種々の構成を有することができる。これについて、いくつかの有効な構成の追加的な非制限的例をもたらす図２０〜図２４に示されている実施形態に関して、さらに説明する。しかし、本発明は、記載され、かつ図示される構成に制限されるものではなく、他の構成も可能であることを理解されたい。
【０２０８】
図２０は、加圧下で供給材料（液体および固形粒子を含むスラリー材料）を受け入れるための略円筒チャンバ１３を画定する装置１１を備える分離システム１０を示している。供給材料は、チャンバ１３の上端区域１７に供給材料（スラリー材料）を送達するための送達手段４１を通して受け入れられるようになっている。排出手段５１が、チャンバ１３の底端区域１９から残留材料を取り出すための出口をもたらしている。図示されている構成では、チャンバ１３は、略円筒状である。チャンバ１３の円筒状外壁１５は、濾過薄膜３５を画定する柔軟浸透性材料から形成されている。濾過薄膜３５は、スラリー内のアンダーサイズ固形物およびスラリー内の液体の通過を許容し、オーバーサイズ固形物の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている。複数の振動源６３を備える振動機６１が、チャンバ１３内のスラリー供給材料に選択的に振動を与えるためにチャンバ１３の円筒状外壁１５に作用し、これによって、濾過薄膜３５をチャンバ内においてスラリーに向かう方およびスラリーから離れる方に往復するように振動させることになる。
【０２０９】
図２１は、加圧下で供給材料（液体および固形粒子を含むスラリー材料）を受け入れるための環状断面のチャンバ１３を画定する装置１１を備える分離システム１０を示している。図示されている構成では、チャンバ１３は、環状構造をもたらすように協働する外壁１５と内壁１６との間に画定されている。外壁１５は、傾斜した上壁区域１５ａおよび下壁区域１５ｂを備えている。同様に、内壁１６は、対応する傾斜した上壁区域１６ａおよび下壁区域１６ｂを有している。図示されている構成では、傾斜した上壁区域１５ａは、濾過薄膜３５を画定する柔軟浸透性材料から形成されている。濾過薄膜３５は、スラリー内のアンダーサイズ固形物およびスラリー内の液体の通過を許容し、オーバーサイズ固形物の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている。複数の振動源６３を備える振動機６１が、柔軟透過性材料からなる傾斜した上壁区域１５ａに作用するようになっている。
【０２１０】
図２２は、傾斜した下壁区域１５ｂが、スラリー内のアンダーサイズ固形物およびスラリー内の液体の通過を許容し、オーバーサイズ固形物の通過を許容しない選択的バリアをもたらす濾過薄膜３５を画定する柔軟浸透性材料から形成されている点を除けば、図２１に示されている構成と同様である。複数の振動源６３を備える振動機６１が、選択的バリアをもたらす濾過薄膜を画定する傾斜した下壁区域１５ｂに作用するようになっている。
【０２１１】
図２３は、加圧下で供給材料（液体および固形粒子を備えているスラリー材料）を受け入れるための略立体構造のチャンバ１３を画定する装置１１を備える分離システム１０を示している。図示されている構成では、チャンバ１３は、略矩形の直立した側壁１５を有している（ただし、他の側壁構成および他の配置も可能である）。側壁１５は、濾過薄膜３５を画定する柔軟浸透性材料から形成されている。濾過薄膜３５は、スラリー内のアンダーサイズ固形物およびスラリー内の液体の通過を許容し、オーバーサイズ固形物の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている。複数の振動源６３を備える振動機６１が、柔軟透過材料からなる側壁１５に作用するようになっている。
【０２１２】
図２４は、加圧下で供給材料（液体および固形粒子を含むスラリー材料）を受け入れるためのチャンバ１３を画定する装置１１を備える分離システム１０を示している。図示されている構成では、チャンバ１３は、略円筒状の上側区域１３ａおよび底１９に向かって下方にテーパが付された下側区域１３ｂを有している。底１９には、チャンバ１３から残留材料を取り出すための出口をもたらす排出手段５１が設けられている。円筒状の上側区域１３ａは、濾過薄膜３５を画定する柔軟浸透性材料から形成された最上壁１５を有している。濾過薄膜３５は、スラリー内のアンダーサイズ固形物およびスラリー内の液体の通過を許容し、オーバーサイズ固形物の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている。供給材料は、チャンバ１３の円筒状の上側区域１３ａ内に供給材料（スラリー材料）を送達するための送達手段４１を通して受け入れられるようになっている。この構成によれば、チャンバ１３内の加圧下の流体が上方に流れ、スラリー材料内の液体およびアンダーサイズ固形物が上壁１５のバリアを通過することになる。複数の振動源６３を備える振動機６１が、チャンバ１３内のスラリー供給材料に選択的に振動を与えるために上壁１５に作用し、これによって、濾過薄膜３５をチャンバ内においてスラリーに向かう方およびスラリーから離れる方に往復するように振動させることになる。
【０２１３】
記載され、かつ図示されている実施形態の各々において、チャンバ１３を画定する装置１１は、外壁１５が（振動を除いて）移動しないという点において、固定構造を有している。勿論、他の構成も可能である。一例として、チャンバ１３を画定する装置１１は、可動構造を備えていてもよい。このような一構成例では、チャンバ１３は、移動するように構成された管状壁構造によって画定されているとよい。この移動は、振動力が管状壁構造に加えられる箇所が管状構造の移動と共に変化するように、振動機に対して生じるようになっているとよい。一例として、管状壁構造は、前述の国際特許出願第ＰＣＴ／ＡＵ２００７／０００８２０号に記載かつ図示されている装置における連続的にエンドレスベルトに組み立てられ、かつエンドレスベルトから分解される形式の管状構造から構成されているとよい。この文献の内容は、参照することによって、ここに含まれるものとする。このような装置では、経路を巡回するように構成されたエンドレスベルト構造が設けられおり、このエンドレスベルト構造は、経路に沿って移動可能な１つまたは複数の細長シートを画定しており、１つまたは複数のシートは、可動管状構造を組み立てるために、その長手方向縁に沿って互いに離脱可能に接続されるように構成されている。チャンバが、組み立てられた管状構造の少なくとも一部内に画定されている。この構成では、残留材料の緻密塊によって構成された栓状塊が組み立てられた管状構造内において成長し、チャンバの底を画定するようになっているとよい。前進する組立管状構造は、前進する管状構造のチャンバを画定する区域に振動を加えるように操作可能な振動機を通り越して移動するようになっているとよい。エンドレスベルト構造は、分離操作中に連続的に移動するようになっていてもよいし、または間欠的に移動するようになっていてもよい。
【０２１４】
以上の説明から、本実施形態は、各々、一部の粒子の通過を許容し、他の粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらす柔軟壁構造に囲まれたチャンバを利用する分離システムおよび分離方法を提供することが明らかである。チャンバは、スラリー供給材料を受け入れ、バリアを通る液体流れの遅れに応じてチャンバ内に含まれる液体によって生じるヘッド圧力を高めることになる。柔軟壁構造および柔軟壁構造との界面においてスラリー供給材料による液面を介する供給材料に加えられる振動によって、バリアを通る液体およびアンダーサイズ固形物を含む固形物の移動が容易になる。また、振動は、チャンバ内の環境を進展させ、凝集した固形物を粒子に分離し、次いで、これらの粒子が分離プロセスを受けることになる。具体的には、アンダーサイズ固形物は、バリアを通過し、オーバーサイズ固形物は、チャンバ内に残留し、他の手段によって別に取り出されることになる。振動運動は、チャンバ内の供給材料内における凝集した固形物および「軟質な」固形粒子の破砕を容易にし、チャンバ内の浄化条件を進展させることになる。この挙動は、ある特定の地震に見られる地盤の液状化の現象にいくらか似ている。すなわち、地震の振盪（振動）によって生じた繰り返し負荷は、土壌粒を互いに接触して維持する土壌粒間の接触応力を越える程度まで水圧を増大させることになる。これが土壌構造の崩壊に進展し、剪断応力を伝達する能力の減少または消失をもたらし、その結果、土流が生じる。この土流が、液体流れに類似している。
【０２１５】
本発明の範囲が前述の実施形態の範囲に制限されないことを理解されたい。一例を挙げれば、前述の実施形態は、粘土からの粉炭の分離に関して説明してきたが、本発明は、他の材料の分離への用途を有することを理解されたい。広義において、本発明は、固形物−流体分離と、オーバーサイズ粒子およびアンダーサイズ粒子によって表される大ききによる粒子の分離を含む固形物―固形物分離への用途を有している。
【０２１６】
本発明の良好な理解を容易にするために、本発明を好ましい実施形態に関して説明してきたが、本発明の原理から逸脱することなく、種々の修正がなされてもよいことを理解されたい。それ故、本発明は、このような修正の全てをその範囲内に含むことを理解されたい。
【０２１７】
「上側（upper）」、「下側（upper）」、「最上部（top）」、および「底（bottom）」のような位置記述が、図面に示されている実施形態との関連で見られるが、このような位置記述は、用語の文字解釈に制限されるべきではなく、むしろ、当業者によって理解されるものとして解釈されるべきである。
【０２１８】
加えて、「システム（system）」、「装置（device）」、および「器具（apparatus）」という用語が本発明との関連で用いられているが、これらの用語は、互いに近接して、互いに分離して、互いに一体化して、または互いに離れて位置することがある互いに機能的に関連しているか、互いに相互作用しているか、互いに独立しているか、または互いに関連付けられている構成部品または要素の任意の群への言及を含んでいることを理解されたい。
【０２１９】
明細書の全体を通して、文脈が別の規定を要求しない限り、「備える（comprise）」という用語またはその変形、例えば、「備える（comprises）」または「備えている（comprising）」という用語は、記述された完全体または完全体の群を含むが、他のどのような完全体または完全体の群も排除するものではないことを理解されたい。
【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月19日(2016.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるためのチャンバと、前記チャンバを囲む柔軟媒体であって、一部の固形粒子の通過を許容し、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、前記柔軟媒体を通る流体およびある特定の固形粒子の移動を容易にするために前記柔軟媒体を振動させるための振動機とを備える分離システムであって、前記振動機は、前記チャンバに対して前記柔軟媒体の外面上の１つまたは複数の個別位置に振動を加えるように構成されており、前記振動が、前記柔軟媒体を前記チャンバ内において流体に向う方および該流体から離れる方に振動させるようになっている、分離システム。
【請求項２】
前記振動は、前記流体内の前記固形粒子を含む凝集物の破砕を誘発し、前記凝集物のオーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とへの分断をもたらすようになっている、請求項１に記載の分離システム。
【請求項３】
前記振動は、ある周波数の振動または衝撃波を前記柔軟媒体との界面における液面内におよび前記柔軟媒体を横切って導入する効果を有している、請求項１または２に記載の分離システム。
【請求項４】
前記流体は、前記チャンバ内に圧力を加え、前記流体によって加えられた前記圧力は、前記振動の生成に用いられるようになっている、請求項１，２，または３に記載の分離システム。
【請求項５】
前記柔軟媒体は、前記チャンバに露出した内面と、外面とを有しており、分離した流体および粒子は、前記柔軟媒体を通過した後、前記外面から排出されるようになっている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項６】
前記チャンバは、オーバーサイズ固形物を含む残留材料が前記チャンバから出るときに通る出口を有している、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項７】
前記出口を通って前記チャンバから排出される流体の流れに抵抗を生じさせる対策が施されている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項８】
前記対策は、流れに抵抗をもたらす流体の圧力ヘッドを生じさせる前記出口の形態を含んでいる、請求項７に記載の分離システム。
【請求項９】
前記対策は、前記チャンバからの残留材料の排出を遅らせ、これによって、前記チャンバからの流れを塞ぐ前記残留材料の緻密塊の形成をもたらすようになっている構成を含んでいる、請求項７に記載の分離システム。
【請求項１０】
前記出口は、前記チャンバの底端区域またはそこに隣接して設けられており、前記チャンバからの残留材料の排出を遅らせ、これによって、前記出口を塞ぐ前記残留材料の緻密塊の形成をもたらすように構成されている、請求項７に記載の分離システム。
【請求項１１】
前記出口は、前記流れを調節し、これによって、前記残留材料の緻密塊の形成を促進させる弁を備えている、請求項１０に記載の分離システム。
【請求項１２】
前記チャンバ内への供給材料の送達の速度は、残留している供給材料が前記出口を通って連続的に移動する速度に応じて調整されるようになっている、先行する請求項のいずれか１つに記載に分離システム。
【請求項１３】
前記振動機は、複数の個別位置に振動を加えるように構成されている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項１４】
前記振動機は、前記個別位置に振動を加えるように配置された複数の振動装置を備えている、請求項１３に記載の分離システム。
【請求項１５】
前記複数の個別位置は、前記柔軟媒体の前記外面上に互いに離間して配置された個別位置を含んでいる、請求項１３または１４に記載の分離システム。
【請求項１６】
前記個別位置は、恒久的位置であり、前記振動は、分離プロセスを通して、同一の個別位置に加えられるようになっている、請求項１５に記載の分離システム。
【請求項１７】
前記個別位置は、一時的位置であり、前記振動が加えられる前記外面上の前記位置は、分離プロセス中に変化するようになっている、請求項１５に記載の分離システム。
【請求項１８】
前記振動機は、振動力を前記柔軟媒体の各個別位置に一振動方向にのみ加え、他の力に依存して前記柔軟媒体の前記個別位置に復帰運動を加え、これによって、往復振動運動をもたらすように構成されている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項１９】
前記振動機は、各個別位置に内向き力を加え、前記往復振動運動を完結するための前記復帰力は、前記チャンバ内の流体によって前記柔軟媒体の前記内面に加えられた流体圧によってもたらされるようになっている、請求項１８に記載の分離システム。
【請求項２０】
前記振動機は、前記往復振動運動を完結するための内向き力および外向き復帰力の両方を加えるように構成されている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２１】
前記柔軟媒体は、流体およびアンダーサイズ粒子の通過を可能にする一方、オーバーサイズ固形物に対してバリアをもたらすように構成された濾過薄膜を備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２２】
前記柔軟媒体は、前記チャンバの壁の少なくとも一部を画定することによって、前記チャンバを囲むようになっている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２３】
前記柔軟媒体は、前記チャンバの壁の全体を画定している、請求項２２に記載の分離システム。
【請求項２４】
前記柔軟媒体は、前記チャンバの周辺を画定している、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２５】
前記柔軟薄膜は、円筒構造を有している、請求項２２，２３，または２４に記載の分離システム。
【請求項２６】
前記円筒状柔軟薄膜は、その２つの端において支持され、これによって、前記２つの端間の適所に懸垂されるように構成されている、請求項２５に記載の分離システム。
【請求項２７】
前記チャンバに供給材料を送達するための送達手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項２８】
前記送達手段は、ヘッダータンクを備えており、前記ヘッダータンクから、供給材料が前記チャンバ内に重力によって流れるようになっている、請求項２７に記載の分離システム。
【請求項２９】
前記チャンバから残留材料を取り出すための排出手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項３０】
前記排出手段は、前記塞いでいる材料の緻密塊の流れを促進するための流体送達システムを備えている、請求項２９に記載の分離システム。
【請求項３１】
前記チャンバ内に補給流体を送達するための手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項３２】
固形粒子を前記チャンバ内の流体内に懸濁させて保持するのを助長するために流体を撹拌するための撹拌手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載に分離システム。
【請求項３３】
前記チャンバ内における供給材料のより長い滞留時間を促進するための手段をさらに備えている、先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システム。
【請求項３４】
種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるためのチャンバと、 前記チャンバを囲む柔軟媒体であって、選択されたアンダーサイズ固形粒子の通過を許容し、前記アンダーサイズ固形粒子よりも大きい粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、前記柔軟媒体を通る流体および固形粒子の通過を容易にするために前記柔軟媒体を振動させるための振動機とを備え、前記振動機は、前記チャンバに対して前記柔軟媒体の外面上の１つまたは複数の個別位置に振動を加えるように適合されており、前記振動が、前記柔軟媒体を前記チャンバ内において流体に向う方および該流体から離れる方に振動させるようになっている、分離システム。
【請求項３５】
種々の大きさの固形粒子を含む流体からなる供給材料を受け入れるためのチャンバと、前記チャンバを囲む柔軟媒体であって、一部の固形粒子の通過を許容し、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらすようになっている柔軟媒体と、前記柔軟媒体を通る流体および固形粒子の移動を容易にするために前記柔軟媒体を振動させるための振動機とを備える分離システムであって、前記振動機は、前記チャンバに対して前記柔軟媒体の外面上の１つまたは複数の個別位置に振動を加えるように構成されており、前記振動が、前記柔軟媒体を前記チャンバ内において流体に向う方および該流体から離れる方に振動させるようになっており、前記柔軟媒体の前記振動によって生じた衝撃波が、前記供給材料内に伝達されるようになっている、分離システム。
【請求項３６】
前記供給材料内に伝達される前記衝撃波は、前記柔軟媒体を通る一部の固形粒子の移動を容易にするのを助長するようになっている、請求項３５に記載の分離システム。
【請求項３７】
前記衝撃波は、前記供給材料内において定常波を生成する効果を有している、請求項３５または３６に記載の分離システム。
【請求項３８】
前記定常波は、固形粒子（前記バリアを通過することができる大きさの粒子）を前記選択的バリアを通して押し出す効果を有している、請求項３７に記載の分離システム。
【請求項３９】
先行する請求項のいずれか１つに記載の分離システムを用いる分離の方法。
【請求項４０】
種々の大きさの固形粒子をオーバーサイズ固形物とアンダーサイズ固形物とに分離する方法であって、流体および固形粒子を含む混合物を生成することと、許容された固形粒子の通過を可能にし、他の固形粒子の通過を許容しない選択的バリアをもたらす柔軟媒体に囲まれたチャンバ内に、前記混合物を導くことと、前記柔軟媒体を通る流体および許容された粒子の移動を容易にするために前記柔軟媒体を振動させることとを含み、前記振動は、前記チャンバに対して前記柔軟媒体の外面上の１つまたは複数の個別位置に加えられるようになっており、前記振動が、前記柔軟媒体を前記チャンバ内において流体に向う方および該流体から離れる方に振動させるようになっている、方法。
【国際調査報告】
2016530092.tif 000027
2016530092.tif 000028
2016530092.tif 000029