JP4250243B2 - 同時逆洗分配装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ろ過媒体の逆洗のために気体及び液体を共通のフルームすなわち主暗渠からろ過装置の暗渠に同時に分配する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水及び排水をろ過するための代表的な重力式ろ過装置においては、１又は２以上のろ過槽が隣接又は対向する組で配置されている。暗渠取付け管が、ろ過媒体床の下側に気液流の管を形成するために、ろ過槽の底部に互いに隣接して平行な列に敷設されている。その気液流管は、逆洗のために気液をろ過しかつ分配する間中ろ過した液体の収集を可能にする。フルームとして知られる共通の主暗渠は、ろ過の間中暗渠取付け管からろ過した液体を収集し、気体（代表的には空気）又は液体（代表的には水）による逆洗の間中暗渠取付け管に気体又は液体を分配するためにろ過槽に近接して配置されている。共通の主暗渠はまた、気体及び液体による同時逆洗の間中、各取付け管に気体及び液体を同時に分配する。ある設備においては、共通の主暗渠は、ろ過床の高さより幾分下方に（図２参照）又はろ過床と同じ高さに（図１参照）に配置された床を有する。技術者及び建設業者は、設置が容易で安価であることから、この配置すなわち「凹みフルーム」又は「平底フルーム」として知られる配置を好む。新しい暗渠を備えた古いろ過装置を改良工事するに際して、経費を減ずるために既存のフルームを維持することが好ましい。
【０００３】
同時の気液逆洗中、暗渠取付け管における気体と液体の境界面は、ろ過床上方のわずか数インチにある。この時の共通主暗渠における気体と液体の境界面は、壁スリーブを経ることによる摩擦損失により取付け管内の境界面より低い。
壁スリーブは、共通主暗渠を暗渠取付け管に連結する。したがって、実際に、気液による同時の逆洗中に暗渠取付け管に液体を分配する空間は、前記平底フルームにはなく、前記凹みフルームでは不十分である。これらの場合、空気スペースは共通主暗渠に不相応に大きい。
【０００４】
暗渠取付け管に液体のほぼ均一な分配をするために、共通主暗渠内の流体の最大流量は秒速２フィート以下に制限されなければならない。一般に、液体流路の横断面積が小さければ小さいほど速度は大きい。主暗渠の床は平底フルームのろ過床と同じ高さにあり、また、あるフルームの床は凹みが十分でないので秒速２フィートより小さい最大速度を維持するために、液体の流れの横断面積をより大きくする唯一の方法として、床からの気体及び液体の境界面を高くするか、フルームの凹みを深くする。図８、９に示すようにフルームの凹みが不十分である場合、暗渠取付け管への気体の通路が気液同時逆洗中に液体により塞がれるおそれがある。
【０００５】
別の方法は、液体分配のための床高さを下げることにより（図３参照）又は気体及び液体の制御された流過と分配のために切り離された手段を設けることにより（図４ないし７参照）、共通主暗渠内の気液の境界面下に十分な空間を与えることである。
【０００６】
図３の場合、特別な掘削、形枠作業及びコンクリート打設作業が必要である。これは、装置の改造及び新築の両方とも高価につく。さらに、取付け管入口エルボーを備えたバッフル又は個々の壁スリーブが、取付け管に液体を向けるために必要である。図４ないし図７の場合、各取付け管に対するステンレス鋼製の気体ヘッダーは、組立て及び設置が非常に高価につく。図６、７に示した気体ヘッダーから各暗渠取付け管への個々の気体管は、個々の配管がろ過媒体床を突き抜けるので、漏れが生じた場合、ろ過されていない水とろ過された水と混合問題を生じるおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、気液の同時逆洗の間中ユニークな方法で気液の境界面を引き上げることにより共通主暗渠内により大きな空間を創り出すことであり、同時に、暗渠取付け管への気体流のために共通主暗渠内に完全な通路を設けることである。本発明は、これを、逆洗装置内の全動圧を高めることなしに達成する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ろ過槽を有するろ過装置のための同時逆洗分配装置を提供する。ろ過槽は、該ろ過槽に配置された複数の暗渠取付け管及び該暗渠取付け管の上方に配置されたろ過媒体床を有する。共通主暗渠（すなわちフルーム）がろ過槽に隣接しかつこれに流体連通関係で配置されている。ろ過槽の床は、前記共通主暗渠の床の幾分上方にあるか又はそれと同じ高さにある。
【０００９】
同時逆洗分配装置は、共通主暗渠に配置された分離装置を含み、該分離装置とろ過槽との間に補助フルームを構成する。この補助フルームは共通主暗渠及びろ過槽と流体流通関係にある。分離装置は少なくとも１つの液体計量オリフィスを有する。
【００１０】
流れ分配板を補助フルームとろ過槽内の暗渠取付け管との間に配置することができ、該流れ分配板は少なくとも１つの取付け管液体計量オリフィスと少なくとも１つの気体計量オリフィスとを有する。取付け管液体計量オリフィスは逆Ｔ字状又は他の形状の対応する気体計量オリフィスと近接することができる。
【００１１】
分離装置はバッフルであり、該バッフルは、好ましくは、その上方に隙間を置くように共通主暗渠の高さより低い高さまで伸びる。フルーム液体計量オリフィスは、好ましくは、分離装置の下方部分に配置されるが、共通主暗渠およびこれが連結されるろ過槽の特別な設計に従って分離装置のいずれか適当な箇所に配置することもできる。
【００１２】
同時逆洗分配装置は、補助フルームとろ過槽とを分離するろ過槽壁を含み、該ろ過槽壁は補助フルームをろ過槽に流体を通すように接続する少なくとも１つの開口を有する。前記流れ分配板はろ過槽壁とろ過槽の暗渠取付け管との間に配置されている。ろ過槽壁に設けられる開口は気液同時逆洗中該開口を経る気体及び液体の双方の通路であるために十分な大きさであることが好ましい。
【００１３】
前記バッフルは、前記主暗渠に配置されかつその側壁から隔てられた直立する仕切り壁とすることができる。これに代えて、バッフルは、垂直部分及び上方水平部分を有する逆Ｌ字状の仕切り壁とすることができる。上方の水平部分は気体の流れ及び過剰な液体の流れを容易にするための複数の穴すなわち開口を有する。さらに、これに代えて、バッフルは、Ｌ字状又は三日月形でもよい。
【００１４】
バッフルに代え、貯水塔を各取付け管に設けることもできる。液体計量オリフィスは、気液同時逆洗中フルームから貯水塔への液体の流れを計量するために、貯水塔の適当な箇所に設ける。
【００１５】
本発明は、ろ過槽を有するろ過装置に逆洗気体及び逆洗液体を導く方法を提供する。特に、この方法は、ろ過槽に隣接して配置された包囲されたすなわち被包囲のフルームに逆洗用の気体及び液体を同時に導くことを含む。第１の気液境界面が前記被包囲フルーム内に生じ、逆洗液体は前記被包囲フルームと流体連通関係にある少なくとも１つのフルーム液体計量オリフィスを通過する。
【００１６】
第２の気液境界面が前記被包囲フルーム内に生じ、該第２の気液境界面は第１の気液境界面の下方に配置される。逆洗液体は、前記被包囲フルームとろ過槽とを分離するろ過槽壁に設けられた開口を経てろ過槽に通される。最後に、逆洗気体は、第２気液境界面の上方にありかつ第１の気液境界面の下方にある開口を経て、前記被包囲フルームからろ過槽へ逆洗液体と共に同時に通される。
【００１７】
図１０、１２に示すように、本発明は、フルーム、水路、チャンネル、マニフォルド又はチャンバーとも称される共通の主暗渠１２内に補助フルーム１４を設けるために該共通主暗渠内に配置された仕切壁すなわちバッフル１０の形態を取る分離装置を含む。フルームすなわち主暗渠１２はろ過装置１１内に形成され、ろ過槽１３に隣接して配置されている。主暗渠１２は包囲されており、大気に開放されていない。図１０において、主暗渠１２及びろ過槽１３は共通のろ過床１５を有し、主暗渠１２及びろ過槽１３の床は同じ高さにある。これは「平底フルーム」配置として知られている。図１２において、主暗渠１２の底部すなわち床はろ過床１５の高さより幾分低い。これは「凹みフルーム」配置として知られている。フルームの液体計量オリフィス１６は、気液同時逆洗中主暗渠１２から補助フルーム１４への液体の流れのために、バッフル１０の下方部分に配置されることが好ましい。液体計量オリフィス１６は、該オリフィスを横切る差圧が主暗渠１２内の液体の最大流速を気液同時逆洗中秒速２フィート以下にするに十分な横断面積を与える高さに、主暗渠１２中の気体と液体の境界面を高めるような寸法とされている。バッフル１０は、その端部が底部に沿って、また、いずれのジョイントでもシールをされており、その結果、フルームの計量オリフィス１６は気液境界面の高さを制御している。
【００１８】
補助フルーム１４は、気液同時逆洗中気体及び液体の通路として働く。長方形の気体計量スロット２０及び取付け管液体計量オリフィス２２を備えた流れ分配板１８（図１１）を設けることができる。気体及び液体用の他の形状及び組合わせの計量オリフィスを使用することもできる。
【００１９】
図１０、１２において等しい高さで概略的に示されているが、補助フルーム１４における気体と液体の境界面４２は、流れ分配板１８に設けられた気体計量スロット２０を経る損失水頭により、暗渠取付け管２４における境界面２３より低い。
【００２０】
液体は液体計量オリフィス１６、２２を経て暗渠取付け管２４へ流れ、他方気体は補助フルーム１４及び気体計量スロット２０を経て暗渠取付け管２４へ流れる。便宜である場合、それぞれが取付け管に対応する複数の気液計量オリフィスを有する拡大された流れ分配板１８を設けることができる。これに代え、流れ分配板１８は、これを完全に省くか、暗渠取付け管２４の入口端と一つにすることができる。
【００２１】
気体のみの逆洗のために、主暗渠１２内の気液の境界面はこの時に流体の流れがないので補助フルーム１４内の気液の境界面４２と同じ高さに下がるが、気体は補助フルーム１４を経て暗渠取付け管２４へ流れる。液体のみの逆洗のために、気液境界面はなく、液体は補助フルーム１４及び液体計量オリフィス１６、２２を経て暗渠取付け管２４へ流れる。
【００２２】
フルーム液体計量オリフィス１６は補助フルーム１４内の気液境界面４２の下方に位置することが好ましいが、不可欠ではない。例えば、オリフィス１６は、気液の境界面４２の上方に配置することはできるが、水は気液の境界面に上方から強い衝撃を与えるので、オリフィス１６を通過する水が補助フルーム１４内で過度の飛散や乱流を生じないようにすることが必要である。
【００２３】
図１３、１４には、本発明に係る装置の第２の実施例が示されている。２つの直立するコンクリート仕切り壁２６が主暗渠１２内に配置されており、各仕切り壁は補助フルーム１４を形成すべく主暗渠１２の側壁２８から間隔を置かれている。図１０、１２のバッフル１０のように、仕切り壁２６は、その頂部を超えての気体及び液体の補助フルーム１４への流れのための空間を形成するように、主暗渠１２の全高さには達していない。フルーム液体計量オリフィス１６は仕切り壁２６の下方部分に配置され、予め定められた直径及び間隔を有する。この配置は、ろ過槽１３及び暗渠取付け管２４が主暗渠１２のいずれかの側に配置されている、中央フルームを有するろ過装置に適している。この配置を新築に使用することが企図される。前記した流れ分配板１８も設けられている。
【００２４】
図１５、１６には、本発明に係る装置の第３の実施例が示されている。前記したように中央フルームの一部を構成する仕切り壁３０は、逆Ｌ字状の形状を有し、主暗渠１２内に配置されている。補助フルーム１４は側壁２８とステンレス鋼製の仕切り壁３０との間に形成されている。仕切り壁３０の上部水平部分に設けられた大きな穴すなわち開口３２は、気体のみ及び気液同時の逆洗中の気体の流れのために、また、液体のみの逆洗中の液体の流れのために補助フルーム１４と主暗渠１２との間で流体を流通させる。開口３２は仕切り壁３０の垂直部分に配置することもできる。
【００２５】
フルーム液体計量オリフィス１６は、各仕切り壁３０の垂直部分の底部に近い下方部分に配置されている。この配置の残る部分は前記したとおりである。仕切り壁３０に設けられた開口３２は、例えば、フルーム液体計量オリフィス１６より直径が大きく、過度の損失水頭を生じないように、水平部分３４に沿って適当な間隔を置いて配置されている。図１５、１６に示した配置は、既存設備に対する本発明の適用例であるが、新築の設備に使用することもできる。
【００２６】
図１７、１８には、本発明に係る装置の第４の実施例が示されている。ここでは、分離装置は、ろ過槽の各取付け管をフルームに連結する壁スリーブ３６、３７を備えた貯水塔３５の形を取る。液体計量オリフィス１６は、主暗渠１２の底部がろ過床１５（図１７）と同じ高さに配置されるとき、貯水塔の下方部分に配置される。液体計量オリフィス１６は、貯水塔３５の下端に配置することができ、また、主暗渠１２が凹み底部（図１８）を有するとき、貯水塔の適当な箇所に配置することができる。前記のバッフルを備えた流れ分配装置１８は第４の実施例では必要ない。これは、液体は気液同時逆洗中に液体計量オリフィス１６により計量され、液体のみの逆洗中貯水塔の頂部開口３８によって制御されることによる。また、気体は、頂部開口３８に入り、気体のみの逆洗及び気液同時逆洗中に壁スリーブ３７の開口３９により計測される。貯水塔は、ステンレス鋼、ＰＶＣプラスチック、繊維ガラス又は他の耐食材料によって造られる。主暗渠１２内の第１の気液境界面の下方にある第２の気液境界面が貯水塔３５内に形成される。
【００２７】
図１９は本発明の第５の実施例を示し、補助フルール１４を仕切るバッフル１０が主暗渠１２の側壁に取り付けられかつシールがされている。バッフル１０は直立のＬ字状の形状を有する。
【００２８】
図２０は側壁取付けの他のバッフル１０を示し、該バッフルは、補助フルールを仕切り、三日月形状を有し、側壁に取り付けられかつシールがされている。三日月形状のバッフル１０に設けられた開口３２は、気液同時逆洗中気体を補助フルーム１４に入れまた液体のみの逆洗中余剰液体を補助フルームに入れるために、バッフルの長さ方向に設けた多数の大きな穴の１つ又はスロットである。前記三日月形状のバッフルは、前記した他のバッフル又は仕切り壁に比較して（アーチのように）自己支持性で強度に優れている。全ての仕切り壁すなわちバッフルは、ステンレス鋼、繊維ガラス又は同様の耐食材料で造られる。
【００２９】
一般に、オリフィス１６、２０、２２、３２、３８、３９の寸法及び間隔は、本発明が適用される設備の特徴に従って計算し、設計しなければならない。さらに、本発明の適用によっては、気液同時逆洗中変化する流量に適合するように、一方が他方の上方にある２つのフルーム液体計量オリフィス１６を使用することが可能である。このエンジニアリングの詳細は当業者には明らかである。以下の具体例は、適当なオリフィスのサイズ及び間隔を決定するについて有用である。
【００３０】
具体例
【００３１】
【００３２】
全体的な作動
【００３３】
図１３に示す実施例を参照するに、補助フルームは空気・水同時逆洗のための空気の暗渠取付け管への通過を可能にするために主フルームすなわち主暗渠内に設けられている。フルーム仕切り壁又はその底部近くの水オリフィスは、同時逆洗中逆洗水の暗渠取付け管への均一な分配のために主フルーム内にある水深を維持するように設計されている。
【００３４】
空気のみによる空気洗のために、主フルーム内の空気と水の境界面は、補助フルームにおけると同じ高さに下がる。空気は補助フルームに対する仕切り壁の上方を流れ、次いで流れ分配板を経て暗渠取付け管に流れる。
【００３５】
空気・水同時逆洗のために、水は主フルーム中に入り、仕切り壁に設けられたオリフィスを経て補助フルームに流れる。空気及び水の双方は、暗渠取付け管への流れ分配板に設けられたオリフィスを経て計測される。
【００３６】
水のみの逆洗のために、水は空間２７から補助フルーム１４に流れ、同様に仕切り壁に設けられた水オリフィス１６を経て補助フルームに流れ、次いで流れ分配板１８を経て暗渠取付け管２４に流れる。
【００３７】
II. 取付け管内における気液境界面
3scfm/sfの空気及び 8gpm/sの水 による同時逆洗のためのIMS Cap(商標名)を備えたUniversal Type S Blocks（商標名）上方の水の6" 及び 24"のテストデータは、取付け管の主チャンバー内の空気と水の境界面はブロック頂部の5.3" 下方又はろ過床の6.7"上方にあることを示した。
【００３８】
空気・水同時逆洗の開始時、ろ過装置内の水のレベルは、通常、媒体の6" 上方にあり、この場合、IMS Caps（商標名）の78"上方にある。
【００３９】
水の78"のために、同じ空気及び水の流量の取付け管の主チャンバー内における空気と水の境界面は、ろ過床の上方約6.9"にある。
【００４０】
空気のみの逆洗中、空気と水の境界面は上記より幾分低い。
【００４１】
III. 取付け管内の空気圧
取付け管の主チャンバーにおける空気圧は、取付け管に設けられたオリフィスを経る圧力損失、IMS Caps（商標名）を経る圧力損失及びこのIMS Caps（商標名） より高い水位の高さの合計に等しい。
h = 0.0463 * (Q/CA)2 , P2/T
h = 取付け管及びキャップのオリフィスによる損失水頭、水柱インチ
Q = 主チャンバー内の空気流量cfm.
C = オリフィス係数
A = 主チャンバー、補助室、キャップにおけるオリフィスの面積in2
P2 = 主チャンバーにおける圧力sia.
T = 取付け管内の空気の絶対温度
3scfm/sfの空気及び 8gpm/sfの水によるテスト結果から、 (CA)2は取付け管１フット当たり 0.000998であることが判明した。
p = 主チャンバーの空気圧力、水柱インチ
とすると、取付け管1'-0"について
h = p - 78
Q = 3 scfm * 14.7/(14.7 + p/27.7) = 1221.6/(p + 407.2)
P2 = p/27.7 + 14.7
取付け管内の空気温度を68°Fとすると、
T = 460 + 68 = 528
p - 78 = 0.0463 * [ (1221.6)/(p + 407.2)]2 *
(p/27.7 + 14.7)/(0.000998 * 528)
p = 水の87.6"
【００４２】
これは、IMS Caps （商標名）上方78"の水を有する主チャンバー内の、3scfm/sfの空気及び8gpm/sfの水が同時逆洗に使用されるときの空気の圧力である。
【００４３】
IV. 補助フルーム内の気体と水の境界面
空気及び水は、図１１に示すように、分配オリフィス板を経て補助フルーム
から取付け管に入る。補助フルーム内の空気と水の境界面は取付け管内での飛散を防止するために取付け管におけるとほぼ同じ高さに維持されなければならない。
【００４４】
補助フルーム内の空気の圧力＝ｐ水柱インチとすれば、
水にとって、
Q = CA√(2gh)
ここで、Q = 8 * 14 = 112 gpm = 0.2496 cfs
C = 0.62
A =流れ分配板１８の水分配オリフィスの面積
= 15.175 in2 = 0.1054 ft2
h = (p - 87.6)/12 ft.
したがって、
0.2496 = 0.62 * 0.1054√[2 * 32.2 * (p - 87.6)/12 ]
p =水の90.32"
空気にとって、
h = 0.0463 * (Q/CA)2 * P2/T (see III above).
ここで、h = 90.32 - 87.6 = 2.72"
空気流 = 3 * 14 = 42scfm
Q = 42 * 14.7/(14.7 + 90.32/27.7)
= 34.37 cfm
C = 0.65
A = オリフィスの面積 in2
P2 = 14.7 + 90.32/27.7 = 17.96psia
T = 528°
したがって、
2.72 = 0.0463 * (34.37/0.65A)2 * 17.96/528
A = 1.27 in2
オリフィス（スロットの頂部）を床から8.75" 伸ばす。
【００４５】
修正された空気圧は水の90.3"であり、空気と水の境界面は床から7"である。
【００４６】
V. フルーム内の空気と水の境界面
同時逆洗中取付け管への水の良好な分配を維持するために、フルーム内の水の流速は2 fpsより高くない値に維持されねばならない。
ろ過装置の面積 = 532sf/隔室 = 1,064sf/ろ過装置
同時逆洗の水の流量 = 8 * 1,064 = 8,512gpm = 18.97cfs
バッフル26間の主フルームの幅 = 4.33 ft.
したがって、必要とされる水深h = 18.97/(2 * 4.33) = 2.189' or 26.27"
【００４７】
VI. 同時逆洗水オリフィス
フルームの底部はろ過床と同じ高さにあるので、フルーム内の水面は補助フルームの水面上方26.27" - 7"又は19.27"に維持されなければならない。19.27"の損失水頭をもつ4"コンクリート仕切り壁を経る小さなオリフィスは、したがって、フルームから補助フルームへの同時逆洗のための水の流れを計測することが必要である。
Q = CA√(2gh)
ここで、Q = 112 glum or 0.2496 cfs
C = 0.62
h = 19.27" = 1.6'
0.2496 = 0.62 * A * √(2 * 32.2 * 1.6)
A = 0.0396 ft2 = 5.7 in2
2-11/16"の直径の穴（フルーム液体計量オリフィス）を仕切り壁の底部近くに使用する。
【００４８】
VII. その他
図１５に示すように、仕切り壁をコンクリートに代えてステンレス鋼板により造る。仕切り壁３０間の主フルームの幅は4.97 ftである。
フルーム内の空気と水の境界面
必要な水深 = 18.97/(2 * 4.97)
= 1.91' = 23"
仕切りの底部近くの水オリフィス
h = 23 - 7 = 16" = 1.333'
0.2496 = 0.62 * A * √(2 * 32.2 * 1.333)
A = 0.0434 ft2 = 6.25 in2
27/8" の直径の穴を16 @ 12" c/c使用する。
【００４９】
分離装置の共通主暗渠１２への本発明による付加は、ろ過媒体の気液同時逆洗のために暗渠取付け管２４へ気体と液体を同時に分配する最も費用効果のある手段である。
【００５０】
本発明は、また、気液同時逆洗の間中、ろ過槽を有するろ過装置に逆洗用の気体及び液体を導く方法を含む。気体及び液体は、例えば主暗渠１２のような、ろ過槽に隣接する被包囲フルーム位置に導かれる。第１の気液境界面４０はその被包囲フルーム内に形成される。逆洗用液体は、その後、方位フルームと流体連通関係にある少なくとも１つのフルーム液体計量オリフィスを通過する。
【００５１】
第２の気液境界面４２は、前記被包囲フルーム内に形成される。この第２の気液境界面は、第１の気液境界面の下方に位置する。逆洗用液体は、被包囲フルームとろ過槽とを分離するろ過槽壁に設けられた開口を経てろ過槽に流入する。逆洗用気体は、第２の気液境界面４２の上方にありまた第１の気液境界面４０の下方にある開口（例えば、開口３９又は気体計量スロット２０）を経て被包囲フルームからろ過槽へ流入する。
【００５２】
流れ分配板１８が設けられている場合、本発明の方法は、逆洗用の気体及び液体が被包囲フルームからろ過槽に入る際に前記流れ分配板を通過させるステップを含む。
【００５３】
この方法は、また、第２の気液境界面を形成するように前記被包囲フルームに配置された、前記したバッフル又は貯水塔のような分離装置を経て逆洗用液体を通すステップを含む。貯水塔が図１７、１８に示すように使用されるとき、第２の気液境界面は開口３９直下の貯水塔内に形成される。
【００５４】
この明細書において、用語「流体」は液体及び／又は気体を意味する。
本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術思想から逸脱することなく種々の変更を行うことができ、本発明の実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】平底フルームを有する従来のろ過装置の概略図。
【図２】凹みフルームを有する従来のろ過装置の概略図。
【図３】完全に掘削されたフルームを有する従来のろ過装置の概略図。
【図４】平底フルーム及び該フルーム内の気体ヘッダーを有する従来のろ過装置の概略図。
【図５】凹みフルーム及び該フルーム内の気体ヘッダーを有する従来のろ過装置の概略図。
【図６】ろ過媒体床を経る管を備えた気体ヘッダーを有する従来のろ過装置の概略図。
【図７】ろ過媒体床を経る管を備えた気体ヘッダーを有する従来のろ過装置の概略図。
【図８】フルーム内の気液境界面が気体にろ過槽を通過させるためには余りにも高い従来のろ過装置の概略図。
【図９】フルーム内の気液境界面が気体にろ過槽を通過させるためには余りにも高い従来のろ過装置の概略図。
【図１０】バッフルを備えた平底フルームを有する本発明のろ過装置の概略図。
【図１１】本発明に係る流れ分配板の正面図。
【図１２】バッフルを備えた凹みフルームを有する本発明のろ過装置の概略図。
【図１３】それぞれが２つの直立するコンクリート仕切り壁壁を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第２の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１４】それぞれが２つの直立するコンクリート仕切り壁壁を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第２の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１５】それぞれが２つの逆Ｌ字状の仕切り壁壁を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第３の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１６】それぞれが２つの逆Ｌ字状の仕切り壁壁を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第３の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１７】それぞれが貯水塔を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第４の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１８】それぞれが貯水塔を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第４の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１９】本発明の第５の実施例に係る、直立するＬ字状のバッフルを示す図。
【図２０】本発明の第６の実施例に係る、三日月形バッフルを示す図。
【符号の説明】
１０ バッフル（分離装置）
１２ 主暗渠（フルーム）
１３ ろ過槽
１４ 補助フルーム
１６、２２ 液体計量オリフィス
２４ 暗渠取付け管
２６、３０ 仕切り壁（分離装置）
２８ 側壁
３２、３９ 開口
３５ 貯水塔（分離装置）
４２ 気液境界面
【発明の属する技術分野】
本発明は、ろ過媒体の逆洗のために気体及び液体を共通のフルームすなわち主暗渠からろ過装置の暗渠に同時に分配する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水及び排水をろ過するための代表的な重力式ろ過装置においては、１又は２以上のろ過槽が隣接又は対向する組で配置されている。暗渠取付け管が、ろ過媒体床の下側に気液流の管を形成するために、ろ過槽の底部に互いに隣接して平行な列に敷設されている。その気液流管は、逆洗のために気液をろ過しかつ分配する間中ろ過した液体の収集を可能にする。フルームとして知られる共通の主暗渠は、ろ過の間中暗渠取付け管からろ過した液体を収集し、気体（代表的には空気）又は液体（代表的には水）による逆洗の間中暗渠取付け管に気体又は液体を分配するためにろ過槽に近接して配置されている。共通の主暗渠はまた、気体及び液体による同時逆洗の間中、各取付け管に気体及び液体を同時に分配する。ある設備においては、共通の主暗渠は、ろ過床の高さより幾分下方に（図２参照）又はろ過床と同じ高さに（図１参照）に配置された床を有する。技術者及び建設業者は、設置が容易で安価であることから、この配置すなわち「凹みフルーム」又は「平底フルーム」として知られる配置を好む。新しい暗渠を備えた古いろ過装置を改良工事するに際して、経費を減ずるために既存のフルームを維持することが好ましい。
【０００３】
同時の気液逆洗中、暗渠取付け管における気体と液体の境界面は、ろ過床上方のわずか数インチにある。この時の共通主暗渠における気体と液体の境界面は、壁スリーブを経ることによる摩擦損失により取付け管内の境界面より低い。
壁スリーブは、共通主暗渠を暗渠取付け管に連結する。したがって、実際に、気液による同時の逆洗中に暗渠取付け管に液体を分配する空間は、前記平底フルームにはなく、前記凹みフルームでは不十分である。これらの場合、空気スペースは共通主暗渠に不相応に大きい。
【０００４】
暗渠取付け管に液体のほぼ均一な分配をするために、共通主暗渠内の流体の最大流量は秒速２フィート以下に制限されなければならない。一般に、液体流路の横断面積が小さければ小さいほど速度は大きい。主暗渠の床は平底フルームのろ過床と同じ高さにあり、また、あるフルームの床は凹みが十分でないので秒速２フィートより小さい最大速度を維持するために、液体の流れの横断面積をより大きくする唯一の方法として、床からの気体及び液体の境界面を高くするか、フルームの凹みを深くする。図８、９に示すようにフルームの凹みが不十分である場合、暗渠取付け管への気体の通路が気液同時逆洗中に液体により塞がれるおそれがある。
【０００５】
別の方法は、液体分配のための床高さを下げることにより（図３参照）又は気体及び液体の制御された流過と分配のために切り離された手段を設けることにより（図４ないし７参照）、共通主暗渠内の気液の境界面下に十分な空間を与えることである。
【０００６】
図３の場合、特別な掘削、形枠作業及びコンクリート打設作業が必要である。これは、装置の改造及び新築の両方とも高価につく。さらに、取付け管入口エルボーを備えたバッフル又は個々の壁スリーブが、取付け管に液体を向けるために必要である。図４ないし図７の場合、各取付け管に対するステンレス鋼製の気体ヘッダーは、組立て及び設置が非常に高価につく。図６、７に示した気体ヘッダーから各暗渠取付け管への個々の気体管は、個々の配管がろ過媒体床を突き抜けるので、漏れが生じた場合、ろ過されていない水とろ過された水と混合問題を生じるおそれがある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、気液の同時逆洗の間中ユニークな方法で気液の境界面を引き上げることにより共通主暗渠内により大きな空間を創り出すことであり、同時に、暗渠取付け管への気体流のために共通主暗渠内に完全な通路を設けることである。本発明は、これを、逆洗装置内の全動圧を高めることなしに達成する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ろ過槽を有するろ過装置のための同時逆洗分配装置を提供する。ろ過槽は、該ろ過槽に配置された複数の暗渠取付け管及び該暗渠取付け管の上方に配置されたろ過媒体床を有する。共通主暗渠（すなわちフルーム）がろ過槽に隣接しかつこれに流体連通関係で配置されている。ろ過槽の床は、前記共通主暗渠の床の幾分上方にあるか又はそれと同じ高さにある。
【０００９】
同時逆洗分配装置は、共通主暗渠に配置された分離装置を含み、該分離装置とろ過槽との間に補助フルームを構成する。この補助フルームは共通主暗渠及びろ過槽と流体流通関係にある。分離装置は少なくとも１つの液体計量オリフィスを有する。
【００１０】
流れ分配板を補助フルームとろ過槽内の暗渠取付け管との間に配置することができ、該流れ分配板は少なくとも１つの取付け管液体計量オリフィスと少なくとも１つの気体計量オリフィスとを有する。取付け管液体計量オリフィスは逆Ｔ字状又は他の形状の対応する気体計量オリフィスと近接することができる。
【００１１】
分離装置はバッフルであり、該バッフルは、好ましくは、その上方に隙間を置くように共通主暗渠の高さより低い高さまで伸びる。フルーム液体計量オリフィスは、好ましくは、分離装置の下方部分に配置されるが、共通主暗渠およびこれが連結されるろ過槽の特別な設計に従って分離装置のいずれか適当な箇所に配置することもできる。
【００１２】
同時逆洗分配装置は、補助フルームとろ過槽とを分離するろ過槽壁を含み、該ろ過槽壁は補助フルームをろ過槽に流体を通すように接続する少なくとも１つの開口を有する。前記流れ分配板はろ過槽壁とろ過槽の暗渠取付け管との間に配置されている。ろ過槽壁に設けられる開口は気液同時逆洗中該開口を経る気体及び液体の双方の通路であるために十分な大きさであることが好ましい。
【００１３】
前記バッフルは、前記主暗渠に配置されかつその側壁から隔てられた直立する仕切り壁とすることができる。これに代えて、バッフルは、垂直部分及び上方水平部分を有する逆Ｌ字状の仕切り壁とすることができる。上方の水平部分は気体の流れ及び過剰な液体の流れを容易にするための複数の穴すなわち開口を有する。さらに、これに代えて、バッフルは、Ｌ字状又は三日月形でもよい。
【００１４】
バッフルに代え、貯水塔を各取付け管に設けることもできる。液体計量オリフィスは、気液同時逆洗中フルームから貯水塔への液体の流れを計量するために、貯水塔の適当な箇所に設ける。
【００１５】
本発明は、ろ過槽を有するろ過装置に逆洗気体及び逆洗液体を導く方法を提供する。特に、この方法は、ろ過槽に隣接して配置された包囲されたすなわち被包囲のフルームに逆洗用の気体及び液体を同時に導くことを含む。第１の気液境界面が前記被包囲フルーム内に生じ、逆洗液体は前記被包囲フルームと流体連通関係にある少なくとも１つのフルーム液体計量オリフィスを通過する。
【００１６】
第２の気液境界面が前記被包囲フルーム内に生じ、該第２の気液境界面は第１の気液境界面の下方に配置される。逆洗液体は、前記被包囲フルームとろ過槽とを分離するろ過槽壁に設けられた開口を経てろ過槽に通される。最後に、逆洗気体は、第２気液境界面の上方にありかつ第１の気液境界面の下方にある開口を経て、前記被包囲フルームからろ過槽へ逆洗液体と共に同時に通される。
【００１７】
図１０、１２に示すように、本発明は、フルーム、水路、チャンネル、マニフォルド又はチャンバーとも称される共通の主暗渠１２内に補助フルーム１４を設けるために該共通主暗渠内に配置された仕切壁すなわちバッフル１０の形態を取る分離装置を含む。フルームすなわち主暗渠１２はろ過装置１１内に形成され、ろ過槽１３に隣接して配置されている。主暗渠１２は包囲されており、大気に開放されていない。図１０において、主暗渠１２及びろ過槽１３は共通のろ過床１５を有し、主暗渠１２及びろ過槽１３の床は同じ高さにある。これは「平底フルーム」配置として知られている。図１２において、主暗渠１２の底部すなわち床はろ過床１５の高さより幾分低い。これは「凹みフルーム」配置として知られている。フルームの液体計量オリフィス１６は、気液同時逆洗中主暗渠１２から補助フルーム１４への液体の流れのために、バッフル１０の下方部分に配置されることが好ましい。液体計量オリフィス１６は、該オリフィスを横切る差圧が主暗渠１２内の液体の最大流速を気液同時逆洗中秒速２フィート以下にするに十分な横断面積を与える高さに、主暗渠１２中の気体と液体の境界面を高めるような寸法とされている。バッフル１０は、その端部が底部に沿って、また、いずれのジョイントでもシールをされており、その結果、フルームの計量オリフィス１６は気液境界面の高さを制御している。
【００１８】
補助フルーム１４は、気液同時逆洗中気体及び液体の通路として働く。長方形の気体計量スロット２０及び取付け管液体計量オリフィス２２を備えた流れ分配板１８（図１１）を設けることができる。気体及び液体用の他の形状及び組合わせの計量オリフィスを使用することもできる。
【００１９】
図１０、１２において等しい高さで概略的に示されているが、補助フルーム１４における気体と液体の境界面４２は、流れ分配板１８に設けられた気体計量スロット２０を経る損失水頭により、暗渠取付け管２４における境界面２３より低い。
【００２０】
液体は液体計量オリフィス１６、２２を経て暗渠取付け管２４へ流れ、他方気体は補助フルーム１４及び気体計量スロット２０を経て暗渠取付け管２４へ流れる。便宜である場合、それぞれが取付け管に対応する複数の気液計量オリフィスを有する拡大された流れ分配板１８を設けることができる。これに代え、流れ分配板１８は、これを完全に省くか、暗渠取付け管２４の入口端と一つにすることができる。
【００２１】
気体のみの逆洗のために、主暗渠１２内の気液の境界面はこの時に流体の流れがないので補助フルーム１４内の気液の境界面４２と同じ高さに下がるが、気体は補助フルーム１４を経て暗渠取付け管２４へ流れる。液体のみの逆洗のために、気液境界面はなく、液体は補助フルーム１４及び液体計量オリフィス１６、２２を経て暗渠取付け管２４へ流れる。
【００２２】
フルーム液体計量オリフィス１６は補助フルーム１４内の気液境界面４２の下方に位置することが好ましいが、不可欠ではない。例えば、オリフィス１６は、気液の境界面４２の上方に配置することはできるが、水は気液の境界面に上方から強い衝撃を与えるので、オリフィス１６を通過する水が補助フルーム１４内で過度の飛散や乱流を生じないようにすることが必要である。
【００２３】
図１３、１４には、本発明に係る装置の第２の実施例が示されている。２つの直立するコンクリート仕切り壁２６が主暗渠１２内に配置されており、各仕切り壁は補助フルーム１４を形成すべく主暗渠１２の側壁２８から間隔を置かれている。図１０、１２のバッフル１０のように、仕切り壁２６は、その頂部を超えての気体及び液体の補助フルーム１４への流れのための空間を形成するように、主暗渠１２の全高さには達していない。フルーム液体計量オリフィス１６は仕切り壁２６の下方部分に配置され、予め定められた直径及び間隔を有する。この配置は、ろ過槽１３及び暗渠取付け管２４が主暗渠１２のいずれかの側に配置されている、中央フルームを有するろ過装置に適している。この配置を新築に使用することが企図される。前記した流れ分配板１８も設けられている。
【００２４】
図１５、１６には、本発明に係る装置の第３の実施例が示されている。前記したように中央フルームの一部を構成する仕切り壁３０は、逆Ｌ字状の形状を有し、主暗渠１２内に配置されている。補助フルーム１４は側壁２８とステンレス鋼製の仕切り壁３０との間に形成されている。仕切り壁３０の上部水平部分に設けられた大きな穴すなわち開口３２は、気体のみ及び気液同時の逆洗中の気体の流れのために、また、液体のみの逆洗中の液体の流れのために補助フルーム１４と主暗渠１２との間で流体を流通させる。開口３２は仕切り壁３０の垂直部分に配置することもできる。
【００２５】
フルーム液体計量オリフィス１６は、各仕切り壁３０の垂直部分の底部に近い下方部分に配置されている。この配置の残る部分は前記したとおりである。仕切り壁３０に設けられた開口３２は、例えば、フルーム液体計量オリフィス１６より直径が大きく、過度の損失水頭を生じないように、水平部分３４に沿って適当な間隔を置いて配置されている。図１５、１６に示した配置は、既存設備に対する本発明の適用例であるが、新築の設備に使用することもできる。
【００２６】
図１７、１８には、本発明に係る装置の第４の実施例が示されている。ここでは、分離装置は、ろ過槽の各取付け管をフルームに連結する壁スリーブ３６、３７を備えた貯水塔３５の形を取る。液体計量オリフィス１６は、主暗渠１２の底部がろ過床１５（図１７）と同じ高さに配置されるとき、貯水塔の下方部分に配置される。液体計量オリフィス１６は、貯水塔３５の下端に配置することができ、また、主暗渠１２が凹み底部（図１８）を有するとき、貯水塔の適当な箇所に配置することができる。前記のバッフルを備えた流れ分配装置１８は第４の実施例では必要ない。これは、液体は気液同時逆洗中に液体計量オリフィス１６により計量され、液体のみの逆洗中貯水塔の頂部開口３８によって制御されることによる。また、気体は、頂部開口３８に入り、気体のみの逆洗及び気液同時逆洗中に壁スリーブ３７の開口３９により計測される。貯水塔は、ステンレス鋼、ＰＶＣプラスチック、繊維ガラス又は他の耐食材料によって造られる。主暗渠１２内の第１の気液境界面の下方にある第２の気液境界面が貯水塔３５内に形成される。
【００２７】
図１９は本発明の第５の実施例を示し、補助フルール１４を仕切るバッフル１０が主暗渠１２の側壁に取り付けられかつシールがされている。バッフル１０は直立のＬ字状の形状を有する。
【００２８】
図２０は側壁取付けの他のバッフル１０を示し、該バッフルは、補助フルールを仕切り、三日月形状を有し、側壁に取り付けられかつシールがされている。三日月形状のバッフル１０に設けられた開口３２は、気液同時逆洗中気体を補助フルーム１４に入れまた液体のみの逆洗中余剰液体を補助フルームに入れるために、バッフルの長さ方向に設けた多数の大きな穴の１つ又はスロットである。前記三日月形状のバッフルは、前記した他のバッフル又は仕切り壁に比較して（アーチのように）自己支持性で強度に優れている。全ての仕切り壁すなわちバッフルは、ステンレス鋼、繊維ガラス又は同様の耐食材料で造られる。
【００２９】
一般に、オリフィス１６、２０、２２、３２、３８、３９の寸法及び間隔は、本発明が適用される設備の特徴に従って計算し、設計しなければならない。さらに、本発明の適用によっては、気液同時逆洗中変化する流量に適合するように、一方が他方の上方にある２つのフルーム液体計量オリフィス１６を使用することが可能である。このエンジニアリングの詳細は当業者には明らかである。以下の具体例は、適当なオリフィスのサイズ及び間隔を決定するについて有用である。
【００３０】
具体例
【００３１】
全体的な作動
【００３３】
図１３に示す実施例を参照するに、補助フルームは空気・水同時逆洗のための空気の暗渠取付け管への通過を可能にするために主フルームすなわち主暗渠内に設けられている。フルーム仕切り壁又はその底部近くの水オリフィスは、同時逆洗中逆洗水の暗渠取付け管への均一な分配のために主フルーム内にある水深を維持するように設計されている。
【００３４】
空気のみによる空気洗のために、主フルーム内の空気と水の境界面は、補助フルームにおけると同じ高さに下がる。空気は補助フルームに対する仕切り壁の上方を流れ、次いで流れ分配板を経て暗渠取付け管に流れる。
【００３５】
空気・水同時逆洗のために、水は主フルーム中に入り、仕切り壁に設けられたオリフィスを経て補助フルームに流れる。空気及び水の双方は、暗渠取付け管への流れ分配板に設けられたオリフィスを経て計測される。
【００３６】
水のみの逆洗のために、水は空間２７から補助フルーム１４に流れ、同様に仕切り壁に設けられた水オリフィス１６を経て補助フルームに流れ、次いで流れ分配板１８を経て暗渠取付け管２４に流れる。
【００３７】
II. 取付け管内における気液境界面
3scfm/sfの空気及び 8gpm/sの水 による同時逆洗のためのIMS Cap(商標名)を備えたUniversal Type S Blocks（商標名）上方の水の6" 及び 24"のテストデータは、取付け管の主チャンバー内の空気と水の境界面はブロック頂部の5.3" 下方又はろ過床の6.7"上方にあることを示した。
【００３８】
空気・水同時逆洗の開始時、ろ過装置内の水のレベルは、通常、媒体の6" 上方にあり、この場合、IMS Caps（商標名）の78"上方にある。
【００３９】
水の78"のために、同じ空気及び水の流量の取付け管の主チャンバー内における空気と水の境界面は、ろ過床の上方約6.9"にある。
【００４０】
空気のみの逆洗中、空気と水の境界面は上記より幾分低い。
【００４１】
III. 取付け管内の空気圧
取付け管の主チャンバーにおける空気圧は、取付け管に設けられたオリフィスを経る圧力損失、IMS Caps（商標名）を経る圧力損失及びこのIMS Caps（商標名） より高い水位の高さの合計に等しい。
h = 0.0463 * (Q/CA)2 , P2/T
h = 取付け管及びキャップのオリフィスによる損失水頭、水柱インチ
Q = 主チャンバー内の空気流量cfm.
C = オリフィス係数
A = 主チャンバー、補助室、キャップにおけるオリフィスの面積in2
P2 = 主チャンバーにおける圧力sia.
T = 取付け管内の空気の絶対温度
3scfm/sfの空気及び 8gpm/sfの水によるテスト結果から、 (CA)2は取付け管１フット当たり 0.000998であることが判明した。
p = 主チャンバーの空気圧力、水柱インチ
とすると、取付け管1'-0"について
h = p - 78
Q = 3 scfm * 14.7/(14.7 + p/27.7) = 1221.6/(p + 407.2)
P2 = p/27.7 + 14.7
取付け管内の空気温度を68°Fとすると、
T = 460 + 68 = 528
p - 78 = 0.0463 * [ (1221.6)/(p + 407.2)]2 *
(p/27.7 + 14.7)/(0.000998 * 528)
p = 水の87.6"
【００４２】
これは、IMS Caps （商標名）上方78"の水を有する主チャンバー内の、3scfm/sfの空気及び8gpm/sfの水が同時逆洗に使用されるときの空気の圧力である。
【００４３】
IV. 補助フルーム内の気体と水の境界面
空気及び水は、図１１に示すように、分配オリフィス板を経て補助フルーム
から取付け管に入る。補助フルーム内の空気と水の境界面は取付け管内での飛散を防止するために取付け管におけるとほぼ同じ高さに維持されなければならない。
【００４４】
補助フルーム内の空気の圧力＝ｐ水柱インチとすれば、
水にとって、
Q = CA√(2gh)
ここで、Q = 8 * 14 = 112 gpm = 0.2496 cfs
C = 0.62
A =流れ分配板１８の水分配オリフィスの面積
= 15.175 in2 = 0.1054 ft2
h = (p - 87.6)/12 ft.
したがって、
0.2496 = 0.62 * 0.1054√[2 * 32.2 * (p - 87.6)/12 ]
p =水の90.32"
空気にとって、
h = 0.0463 * (Q/CA)2 * P2/T (see III above).
ここで、h = 90.32 - 87.6 = 2.72"
空気流 = 3 * 14 = 42scfm
Q = 42 * 14.7/(14.7 + 90.32/27.7)
= 34.37 cfm
C = 0.65
A = オリフィスの面積 in2
P2 = 14.7 + 90.32/27.7 = 17.96psia
T = 528°
したがって、
2.72 = 0.0463 * (34.37/0.65A)2 * 17.96/528
A = 1.27 in2
オリフィス（スロットの頂部）を床から8.75" 伸ばす。
【００４５】
修正された空気圧は水の90.3"であり、空気と水の境界面は床から7"である。
【００４６】
V. フルーム内の空気と水の境界面
同時逆洗中取付け管への水の良好な分配を維持するために、フルーム内の水の流速は2 fpsより高くない値に維持されねばならない。
ろ過装置の面積 = 532sf/隔室 = 1,064sf/ろ過装置
同時逆洗の水の流量 = 8 * 1,064 = 8,512gpm = 18.97cfs
バッフル26間の主フルームの幅 = 4.33 ft.
したがって、必要とされる水深h = 18.97/(2 * 4.33) = 2.189' or 26.27"
【００４７】
VI. 同時逆洗水オリフィス
フルームの底部はろ過床と同じ高さにあるので、フルーム内の水面は補助フルームの水面上方26.27" - 7"又は19.27"に維持されなければならない。19.27"の損失水頭をもつ4"コンクリート仕切り壁を経る小さなオリフィスは、したがって、フルームから補助フルームへの同時逆洗のための水の流れを計測することが必要である。
Q = CA√(2gh)
ここで、Q = 112 glum or 0.2496 cfs
C = 0.62
h = 19.27" = 1.6'
0.2496 = 0.62 * A * √(2 * 32.2 * 1.6)
A = 0.0396 ft2 = 5.7 in2
2-11/16"の直径の穴（フルーム液体計量オリフィス）を仕切り壁の底部近くに使用する。
【００４８】
VII. その他
図１５に示すように、仕切り壁をコンクリートに代えてステンレス鋼板により造る。仕切り壁３０間の主フルームの幅は4.97 ftである。
フルーム内の空気と水の境界面
必要な水深 = 18.97/(2 * 4.97)
= 1.91' = 23"
仕切りの底部近くの水オリフィス
h = 23 - 7 = 16" = 1.333'
0.2496 = 0.62 * A * √(2 * 32.2 * 1.333)
A = 0.0434 ft2 = 6.25 in2
27/8" の直径の穴を16 @ 12" c/c使用する。
【００４９】
分離装置の共通主暗渠１２への本発明による付加は、ろ過媒体の気液同時逆洗のために暗渠取付け管２４へ気体と液体を同時に分配する最も費用効果のある手段である。
【００５０】
本発明は、また、気液同時逆洗の間中、ろ過槽を有するろ過装置に逆洗用の気体及び液体を導く方法を含む。気体及び液体は、例えば主暗渠１２のような、ろ過槽に隣接する被包囲フルーム位置に導かれる。第１の気液境界面４０はその被包囲フルーム内に形成される。逆洗用液体は、その後、方位フルームと流体連通関係にある少なくとも１つのフルーム液体計量オリフィスを通過する。
【００５１】
第２の気液境界面４２は、前記被包囲フルーム内に形成される。この第２の気液境界面は、第１の気液境界面の下方に位置する。逆洗用液体は、被包囲フルームとろ過槽とを分離するろ過槽壁に設けられた開口を経てろ過槽に流入する。逆洗用気体は、第２の気液境界面４２の上方にありまた第１の気液境界面４０の下方にある開口（例えば、開口３９又は気体計量スロット２０）を経て被包囲フルームからろ過槽へ流入する。
【００５２】
流れ分配板１８が設けられている場合、本発明の方法は、逆洗用の気体及び液体が被包囲フルームからろ過槽に入る際に前記流れ分配板を通過させるステップを含む。
【００５３】
この方法は、また、第２の気液境界面を形成するように前記被包囲フルームに配置された、前記したバッフル又は貯水塔のような分離装置を経て逆洗用液体を通すステップを含む。貯水塔が図１７、１８に示すように使用されるとき、第２の気液境界面は開口３９直下の貯水塔内に形成される。
【００５４】
この明細書において、用語「流体」は液体及び／又は気体を意味する。
本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術思想から逸脱することなく種々の変更を行うことができ、本発明の実施形態は本発明の技術的範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】平底フルームを有する従来のろ過装置の概略図。
【図２】凹みフルームを有する従来のろ過装置の概略図。
【図３】完全に掘削されたフルームを有する従来のろ過装置の概略図。
【図４】平底フルーム及び該フルーム内の気体ヘッダーを有する従来のろ過装置の概略図。
【図５】凹みフルーム及び該フルーム内の気体ヘッダーを有する従来のろ過装置の概略図。
【図６】ろ過媒体床を経る管を備えた気体ヘッダーを有する従来のろ過装置の概略図。
【図７】ろ過媒体床を経る管を備えた気体ヘッダーを有する従来のろ過装置の概略図。
【図８】フルーム内の気液境界面が気体にろ過槽を通過させるためには余りにも高い従来のろ過装置の概略図。
【図９】フルーム内の気液境界面が気体にろ過槽を通過させるためには余りにも高い従来のろ過装置の概略図。
【図１０】バッフルを備えた平底フルームを有する本発明のろ過装置の概略図。
【図１１】本発明に係る流れ分配板の正面図。
【図１２】バッフルを備えた凹みフルームを有する本発明のろ過装置の概略図。
【図１３】それぞれが２つの直立するコンクリート仕切り壁壁を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第２の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１４】それぞれが２つの直立するコンクリート仕切り壁壁を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第２の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１５】それぞれが２つの逆Ｌ字状の仕切り壁壁を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第３の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１６】それぞれが２つの逆Ｌ字状の仕切り壁壁を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第３の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１７】それぞれが貯水塔を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第４の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１８】それぞれが貯水塔を備えた中央平底フルーム及び凹みフルームを有する、本発明の第４の実施例に係るろ過装置の概略図。
【図１９】本発明の第５の実施例に係る、直立するＬ字状のバッフルを示す図。
【図２０】本発明の第６の実施例に係る、三日月形バッフルを示す図。
【符号の説明】
１０ バッフル（分離装置）
１２ 主暗渠（フルーム）
１３ ろ過槽
１４ 補助フルーム
１６、２２ 液体計量オリフィス
２４ 暗渠取付け管
２６、３０ 仕切り壁（分離装置）
２８ 側壁
３２、３９ 開口
３５ 貯水塔（分離装置）
４２ 気液境界面
Claims (13)
- ろ過槽と、該ろ過槽に隣接して配置されたフルームとを有するろ過装置のための同時逆洗分配装置であって、
前記フルーム内に配置された分離装置を含み、
前記分離装置は該分離装置と前記ろ過槽との間に前記フルーム及び前記ろ過槽と流体連通関係にある補助フルームを前記フルーム内に形成し、
前記分離装置は該分離装置に設けられた少なくとも１つのフルーム液体計量オリフィスを有し、該フルーム液体計量オリフィスは前記ろ過装置における気液同時逆洗運転中前記フルームから前記補助フルームに液体を流入させるように配置されている、同時逆洗分配装置。 - 前記フルーム液体計量オリフィスは気液同時逆洗中前記補助フルーム内の気液境界面の下方にあるように配置されている、請求項１に記載の同時逆洗分配装置。
- 前記ろ過槽内に配置された複数の暗渠取付け管と、該暗渠取付け管の上方に配置されたろ過媒体床であって前記補助フルームと前記暗渠取付け管との間に配置された流れ分配板を備えるろ過媒体床とを含み、前記流れ分配板は、少なくとも１つの取付け管液体計量オリフィスと、少なくとも１つの気体計量オリフィスとを有する、請求項１に記載の同時逆洗分配装置。
- 前記分離装置は仕切壁を含み、該仕切壁はその上方に空間を置くように前記フルームの高さより低い高さまで伸びる、請求項１に記載の同時逆洗分配装置。
- 前記補助フルームと前記ろ過槽とを分離するろ過槽璧を含み、該ろ過槽壁は前記補助フルームを前記暗渠取付け管に連結するための少なくとも１つの開口を有する、請求項１に記載の同時逆洗分配装置。
- 前記分離装置は、前記フルームに配置され、該フルームの側壁から間隔を置かれた仕切壁を含む、請求項１に記載の同時逆洗分配装置。
- 前記フルームは前記ろ過槽の床と同じ高さ又はこれより低い高さにある床を有する、請求項１に記載の同時逆洗分配装置。
- 内部に複数の暗渠取付け管を有しかつ該暗渠取付け管の上方に配置されたろ過媒体床を有するろ過槽と、該ろ過槽に隣接して配置されたフルームと、該フルームの床と同じ高さ又はこれより低い高さにある前記ろ過槽の床とを有するろ過装置のための同時逆洗分配装置であって、
前記フルーム内に配置され、前記暗渠取付け管と流体連通関係にある貯水塔と、
前記貯水塔と前記暗渠取付け管とを分離するろ過槽壁と、
気液同時逆洗中前記暗渠取付け管への気体の流れのために前記貯水塔を前記暗渠取付け管に連結する壁スリーブとを含み、
前記貯水塔は該貯水塔内に配置された少なくも１つのフルーム液体計量オリフィス及び前記貯水塔内に配置された気体用開口を有し、
前記貯水塔は前記フルームを前記ろ過槽内の少なくとも１つの取付け管に連結する、同時逆洗分配装置。 - 請求項１ないし８に記載の同時逆洗分配装置を有するろ過槽から構成されるろ過装置に逆洗気体及び逆洗液体を導く方法であって、
a) 包囲されたフルーム内に逆洗気体及び逆洗液体を同時に導くこと、
b) 前記フルーム内に第１の気液境界面を形成すること、
c) 前記フルームと流体連通関係にある少なくとも１つのフルーム液体オリフィスを経て逆洗液体を通すこと、
d) 前記フルーム内に、前記第１の気液境界面の下方に配置された第２の気液境界面を形成すること、
e) 前記フルームと前記ろ過槽とを分離するろ過槽壁に設けられた開口を経て前記ろ過槽に前記逆洗液体を通すこと、
f) 前記第２の気液境界面の上方にありかつ前記第１の気液境界面の下方にある開口を経て前記フルームから前記ろ過槽へ前記逆洗気体を前記逆洗液体と同時に通すことを含む、ろ過装置に逆洗気液を導く方法。 - 前記包囲されたフルーム内に配置された分離装置を経て逆洗液体を通すことを含む、請求項９に記載の方法。
- 前記ろ過槽内の複数の暗渠取付け管に逆洗気体及び逆洗液体を通すことを含む、請求項９に記載の方法。
- 前記分離装置は仕切り壁であり、前記フルーム液体計量オリフィスは前記仕切り壁に配置されている、請求項１０に記載の方法。
- 前記分離装置は貯水塔である、請求項１０に記載の方法。
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