JP6803464B2 - バイパス水を逆洗で使用されることから防止するバイパス水制御器を備えるフレーム型ディスクフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、水を濾過する回転式のディスクフィルタに関し、および、特に、ディスクフィルタによって生成された濾過された水を受容する水盤を含むコンクリート構造体上に典型的に支持されるフレーム型ディスクフィルタに関する。

回転式のディスクフィルタは、浮遊物質を水から除去するために使用される。流入水は、ドラム内に流れ、かつ、ドラムからドラムの周りに固定された、一連のディスク形状フィルタ部材内に流れる。ディスク形状フィルタ部材から、水は、ディスク形状フィルタ部材の対向側面上に配置されたフィルタ媒体を通って外側に流れる。水中の浮遊物質は、フィルタ媒体の内側表面上に捕獲される。時々、浮遊物質は、フィルタ媒体の内側表面から除去される。これは、フィルタ媒体を上側洗浄位置に回転させ、およびフィルタ媒体を逆洗することによって達成される。加圧逆洗は、フィルタ媒体の外側表面上に噴霧され、ドラム内に配置された桶内に浮遊物質を放出する。それから、浮遊物質は、桶およびディスクフィルタから放出される。

ディスクフィルタ内のヘッド圧力を制御するため、流入水のいくらかは、ドラムおよびディスク形状フィルタ部材から分岐され得る。この分水は、バイパス水と呼ばれる。フレーム型ディスクフィルタは、濾過された水を受容する組込み式水盤を含むコンクリート構造体上に典型的に支持される。いくつかの場合において、バイパス水は、入口から水盤内へのディスクフィルタにあふれ出る。これは、逆洗の問題を示す。基礎となる支持構造体の水盤内に集められた濾過された水が、逆洗のため典型的に使用される。バイパス水は、濾過されず、したがって、浮遊物質を含むと理解される。したがって、バイパス水が濾過された水と混合され、およびこの混合物がフィルタ媒体を逆洗するために使用されるとき、逆洗内の浮遊物質が、逆洗ノズルを保護するよう使用される上流ストレーナを妨害する傾向があると理解される。他の場合において、逆洗水は、ディスクフィルタから直接放出される。すなわち、バイパス水は、支持構造体の水盤内の濾過液とバイパス水を組み合わせることなく、ディスクフィルタから別個に放出される。これは、末端使用者によって好まれない、しばしば高価な解決策がある。この解決策を実施するために、一つは、バイパス水がディスクフィルタ流出水または濾過された水と混合され得る、ディスクフィルタのバイパス水下流に水路を作るために、別体のパイプ、または別のコンクリートチャネルを提供しなければならない。

したがって、フレーム側ディスクフィルタにおいてバイパス水を扱う現実的な方法で、かつ費用効率の良い方法の必要性があり、かつ続いている。

本発明は、フレーム型ディスクフィルタに関する。フレーム型ディスクフィルタは、濾過された水を集める一体タンクを含まない。代わりに、フレーム型ディスクフィルタは、水盤、および流放出チャネルを含む、支持構造体（典型的には、コンクリート支持構造体）上に支持されるように構成される。フレーム型ディスクフィルタからの濾過液は、水盤内に落下し、それから、ディスクフィルタおよび支持構造体から離れるよう濾過液を向ける流出チャネル内に流れる。一実施形態において、本発明のフレーム型ディスクフィルタは、ディスクフィルタ上に濾過される水を向ける、入口に隣接して配置されたバイパス水収集器を備える。いくつかの状況において、流入水は、入口から、入口に隣接して配置されたバイパス水収集器内にあふれ出る。導管または出口は、バイパス水をフレーム型ディスクフィルタから流出チャネル内に向けるバイパス水収集器に連通可能に連結される。水盤内に集められた濾過された水は、ディスクフィルタの逆洗システムによって利用され、フィルタ媒体を洗浄する。したがって、フィルタ媒体を逆洗するために使用される水は、バイパス水内にある浮遊物質で汚染されていない。

本発明の他の目的、および利点は、以下の記述、および、そのような発明の単なる実例である添付の図面の検討から明らかで、かつ自明となるだろう。

図１は、本発明のフレーム型ディスクフィルタの斜視図であり、および、入口端部およびディスクフィルタの側面を示している。 図２は、ディスクフィルタの後端部、およびディスクフィルタの他の側面を示しているフレーム型ディスクフィルタの別の斜視図である。 図３は、フレーム型ディスクフィルタの側面立面図である。 図４は、フレーム型ディスクフィルタの入口端部の一部を示す部分斜視図であり、および、特に、入口およびバイパス水収集器を示している。 図５は、バイパス水収集器のための代替えの設計を示す部分斜視図である。 図６は、濾過された水を受容する水盤を含む支持構造体上に支持されたフレーム型ディスクフィルタを示す模式的平面図である。

図面にさらに関連して、フレーム型回転式のディスクフィルタは、図面に示され、および番号１００によって一般に示される。図１およびず２参照。以下で述べられるように、ディスクフィルタ１００は、バイパス水がディスクフィルタのフィルタ媒体を逆洗するために使用されないような方法で、バイパス水を扱うため、および、フレーム型ディスクフィルタからバイパス水を向けるための設計を含む。バイパス水を扱うことに関連するこの設計特徴を述べる前に、フレーム型ディスクフィルタ１００の基本設計が述べられることになり、ならびにディスクフィルタを支持し、かつディスクフィルタによって生成された濾過液を収集および放出するために典型的に使用される支持構造体１２０（図６）が述べられることになる。

ディスクフィルタと併せて使用されるときの用語「フレーム型」は、一体濾過液保持タンクを含まないディスクフィルタを意味する。すなわち、いくつかのディスクフィルタは、タンク型と呼ばれ、濾過液を集め、かつ保持する、一体濾過液保持室またはタンクを含む。例えば、タンク型ディスクフィルタを記載し、かつ示す、「回転式のディスクフィルタ」と題する米国特許出願第１４／９５８００１号参照。この出願の記述は、参照によって本願明細書に明確に組み込まれる。ここでは、この場合は当てはまらない。本願明細書で記載されるディスクフィルタ１００は、フレーム型のものである。

フレーム型ディスクフィルタ１００は、支持構造体１２０上に支持されるように構成される。典型的な支持構造は、コンクリートで構成され、およびディスクフィルタ１００の設置前に予め形成される。図面、特に図６に示されるように、支持構造体の一例は、流入チャネル１２Ａ、濾過液水盤１２Ｂ、および流出／バイパスチャネル１２Ｃを含むコンクリート構造体を含む。支持構造体１２は、フレーム型ディスクフィルタ１００から分離されている。典型的に、ディスクフィルタ１００は、濾過液水盤１２Ｂ内に供給され、かつ固定され、それにより、水盤はディスクフィルタ１００の下側部分の周りの濾過液保持領域を形成する。

ディスクフィルタ１００を参照して続けると、同じものが番号１２によって一般に示される開口フレームアセンブリを含むことが図面からわかる。再度、設置されたとき、フレームアセンブリ１２が水盤１２Ｂ内に固定されることを留意してください。回転式のドラム１４は、フレーム構造体１２内に回転載置されている。一般に、ドラム１４は、それがディスクフィルタ１００の入口端部上に形成された入口開口を含むことを除いて閉じられている。ドラムの表面内に形成された一連の開口１４Ａは、流入水が、ドラムから、番号１６で一般に示され、ドラム上に載置される一連のディスク形状フィルタ部材内に流れることを可能とする。すなわち、以下の記述から理解されることになるように、流入水は、ドラム内に向けられ、およびドラムから、水は開口１４Ａを介して各ディスク形状フィルタ部材１６内に流れる。

ドラム１４上に固定されたフィルタディスク１６の数は変更できる。各フィルタディスク１６は、フィルタフレーム１８、および、それの対向側面上に固定されたフィルタ媒体２０を含む。図２参照。保持領域は、ディスクフィルタ１００によって濾過される水を受け取り、かつ保持するための各フィルタディスク１６の内側に確定される。流入水と関連するヘッド圧力は、水をフィルタディスク１６から外側に、かつフィルタ媒体２０を通して流すよう有効にする。フィルタディスク１６を出ていく水は、濾過された水、または濾過液と呼ばれる。これは、フィルタ媒体２０の内側表面上に捕獲される水中の浮遊物質を生じる。以下に述べられるように、逆洗システムは、浮遊物質をフィルタ媒体２０から放出するように使用され、および、浮遊物質は、浮遊物質およびいくらかの逆洗がスラッジ出口２６を介してディスクフィルタ１００の入口端部から放出される、ドラム内に配置される槽内に落下する。図１参照。フィルタディスク１６によって放出された濾過された水は、フィルタディスク１６の下にある水盤１２Ｂ内に落下する。濾過された水は、水盤１２Ｂ内にたまり、およびフィルタディスク１６の下側部分が濾過された水内に沈められる高さに上昇する。水盤１２Ｂを流出／バイパスチャネル１２Ｃから分離する堰または壁がある。この壁または堰は、水盤１２Ｂ内の濾過された水が、水盤１２Ｂおよびディスクフィルタ１００から濾過された水を放出または向ける、流出／バイパスチャネル１２Ｃ内にあふれ出るような選択された高さで提供される。

ディスクフィルタ１００は、ドラム１４、および、その上に載置されたフィルタディスク１６を回転駆動するための駆動システムを備える。順番に、ドラム１４を回転させるように動作する、スプロケットまたはシーブを駆動するよう動作するドラムモータ３０が、ディスクフィルタ１００の後端部に隣接して載置される。図２参照。種々の手段は、ドラムモータ３０と、ドラム１４を回転させるスプロケットまたはシーブと、の間に動作可能に相互に連絡され得る。すなわち、種々の駆動システムが、ドラムおよびフィルタディスク１６を回転させるために利用され得る。一例において、チェーン駆動がドラム１４を直接または間接的に回転させるスプロケットを駆動するために利用され得る。種々の他の型の駆動システムが、ドラムおよびフィルタディスク１６を回転させるために利用され得る。当業者によって理解されるように、フィルタディスク１６の回転の基礎となる目的は、逆洗プロセスを適応させることである。典型的な用途において、フィルタディスクは回転させられ、かつ逆洗操作がフィルタディスクの選択された上側部分の周りで実施される。したがって、フィルタディスクを連続的に回転させること、またはフィルタディスクを徐々に回転させることによって、逆洗操作は実行され得、および、各フィルタディスク１６の全フィルタ媒体２０は、逆洗操作によって洗浄され得る。

ディスクフィルタ１００は、ディスクフィルタ内に流入水を向けるための入口を備える。一例において、流入入口は、ドラム１４の入口に隣接して配置された水保持タンク３２を含む。特に、水保持タンク３２は、ドラムへの入口と、支持構造体１２０内に形成された流入チャネル１２Ａと、の間に配置される。したがって、このフレーム型ディスクフィルタの場合において濾過される流入水は、流入チャネル１２Ａ内に受容され、および、そこから水保持タンク３２内に向けられ、および水保持タンクからドラム１４内に向けられることが理解される。示されていないが、水保持タンク３２とドラム１４との間にシールされた関係がある。

ドラム１４内の水の高さを制御するため、水保持タンク３２内に組み込まれた内部堰バイパスが提供される。図４および図５は、内部堰バイパスの２つの例を示す。両者の場合において、バイパス水収集器３３は、水保持タンク３２内に組み込まれる。しかしながら、バイパス水収集器３３は、水保持タンク３２の外側に配置され得ることが理解される。第１に、図４の設計に関して、バイパス水収集器３３は、水保持タンク３２の左側面上に配置された仕切りを含むことがわかる。上部に開かれた一連のパイプ３３Ａが、バイパス水収集器３３の上部の周りに固定される。水保持タンク３２内の流入水のレベルが特定の高さに達すると、流入水はパイプ３３Ａ内にあふれ出て、およびバイパス水収集器３３内に流れ下る。第２の例は、図５に示される。この例において、バイパス水収集器は、傾斜上部３３Ｂを含む。傾斜上部３３Ｂは、水保持タンク３２の隣接端部壁の手前で終わる末端部を含む。これは、傾斜上部３３Ｂと端部壁との間に小さいスペースを形成する。言い換えれば、これは、流入水がバイパス水収集器３３内に堰を超えて、かつ下方に流れることを可能にする堰を有効に形成する。図４に示される設計は、あるものがバイパス水の相対的に大きい流れを予想するところで、より適切であり得る。図５の設計は、バイパス水の流れが相対的に小さいときに、より適切であり得る。

バイパス水出口３５は、バイパス水収集器３３に連通可能連結されている。バイパス水出口３５は、バイパス水をバイパス水収集器３３から向けるための、導管、パイプ等のような種々の手段を含み得る。バイパス水収集器３３、およびバイパス水出口３５は、それらがディスクフィルタ１００の事実上の部品を形成するように構成され、およびバイパス水内の浮遊物質がフィルタ媒体２０を洗浄するために使用される逆洗の一部となるように、濾過液と混合されることからバイパス水を防止するように設計される。バイパス水出口３５は、種々の形態をとることができる。図面において、出口３５は、フランジを有するスタブ導管を含む。流出チャネル１２Ｃにバイパス水を供給するため、追加の導管またはパイプがスタブ導管に連結され得る。図６を参照し、例えば、バイパス水がバイパス水収集器３３から流出チャネル１２Ｃ内に向けられることを可能とする設計を示している。

以前に簡単に述べたように、ディスクフィルタ１００は、フィルタ媒体２０を逆洗するための逆洗システムを備える。逆洗システムが周知であり、および当業者によって理解されるので、逆洗システムの詳細は、本願明細書では扱われないだろう。図面に示された代表的な逆洗システムは、ディスクフィルタ１００の後部上に載置された逆洗ポンプ６０を含む。逆洗ポンプ６０は、濾過液を水盤１２Ｂからディスクフィルタ１００の一方の側面に沿って延在するマニホールドまでポンプで吸い出すように動作する。一連の供給チューブ６４は、マニホールドから分岐し、および供給チューブの外側末端部分がノズル６６を含むところへ内部に延在する。逆洗モードにおいて、ノズル６６は、フィルタディスク１６の対向側面に隣接して配置され、および、従来の形態において、加圧逆洗をフィルタ媒体２０の外側表面上に噴霧するように動作する。以前に回避されるように、加圧逆洗は、フィルタ媒体２０の表面の内側上に捕獲された浮遊物質をもたらし、ドラム１４内に配置された槽内に落下する。これらの浮遊物質は、水保持タンク３２の側壁から延在するよう及ぶスラッジ出口２６を介してスラッジとして放出される。

上述されるディスクフィルタ１００に対する利点がある。逆洗ポンプ６０、およびノズル６６は、逆洗システムに入るバイパス水に対して常に保護される。これは、ディスクフィルタがバイパス水を生成しているときに、トラブルおよびメンテナンス費用を削除する。さらに、高価であり得るバイパス水を扱うための追加のパイプまたは追加のコンクリートのチャネルを必要としない。本設計では、ディスクフィルタ１００と一体であるバイパスを集めるための対策があり、および、同時に、バイパス水を集め、かつ放出するための対策が、ディスクフィルタ１００上に戦略的に配置され、そのため、バイパス水が存在している流出チャネル内に容易に放出され得る。

本発明は、当然ながら、本発明の範囲および本質的な特徴から逸脱することなく、本願明細書に示されているものとは異なる他の特定の方法で実行され得る。したがって、本発明の実施形態は、全ての態様において、実例として、かつ限定的でないものとして解釈されることになり、および、添付の特許請求の範囲の意味する範囲および均等の範囲内にある全ての変更が、本願明細書に含まれるよう意図される。

Claims (3)

1. フレーム型ディスクフィルタ（１００）で水を濾過する方法であって、
   回転ドラム（１４）の入口端部に隣接して配置された水保持タンク内に濾過される前記水を向けることであって、前記水保持タンク（３２）および前記回転ドラムが前記フレーム型ディスクフィルタの一体部品を形成する、前記水を向けること、
   前記水保持タンクから前記回転ドラム内に、かつ、前記回転ドラム内の開口を通り前記回転ドラム上に載置された一連のディスク形状フィルタ部材（１６）内に、処理される前記水を向けることであって、前記ディスク形状フィルタ部材が前記ディスク形状フィルタ部材の対向側面上に固定されたフィルタ媒体（２０）を含む、前記水を向けること、
   前記フィルタ媒体を通過して前記水を濾過し、濾過液を生成すること、
   基礎となる支持構造体内に形成された、濾過液水盤（１２Ｂ）と、流出チャネル（１２Ｃ）と、を含む、前記基礎となる支持構造体（１２０）内に前記フレーム型ディスクフィルタを受容し、かつ支持すること、
   前記支持構造体内に形成された前記基礎となる濾過液水盤内の前記フレーム型ディスクフィルタによって生成された前記濾過液を集めること、
   前記支持構造体内の前記濾過液水盤から前記支持構造体内の前記濾過液水盤に隣接して延在する前記流出チャネル内に前記濾過液をあふれ出させること、
   前記支持構造体内に形成された前記濾過液水盤から前記フィルタ媒体に隣接して配置された一連のノズル（６６）に濾過液をポンプで吸い出し、かつ前記フィルタ媒体に前記濾過液を噴霧することで前記フィルタ媒体を逆洗すること、
   前記回転ドラムから、かつ前記ディスク形状フィルタ部材から、処理されるに前記水の少なくとも一部を分岐して、バイパス水を形成すること、
   前記水保持タンクから、バイパス水を受容および保持し、かつ前記フレーム型ディスクフィルタの一体部品を形成するバイパス水収集器（３３）に前記バイパス水を向けること、
   前記バイパス水収集器から前記支持構造体内に形成された前記流出チャネル内に前記バイパス水を向けること、
   前記バイパス水を前記支持構造体内に形成された前記流出チャネル内の前記濾過液と混合すること、および
   前記フレーム型ディスクフィルタの基礎となる前記支持構造体内に形成された前記流出チャネルからのバイパス水と濾過液との混合物を放出すること、を含む水を濾過する方法。
2. フレーム型ディスクフィルタの基礎となる別体の支持構造体（１２０）上に受容され、かつ支持されるよう構成され、前記支持構造体が前記支持構造体内に形成された濾過液水盤（１２Ｂ）と、前記濾過液水盤に隣接して延在する前記支持構造体内に形成された流出チャネル（１２Ｃ）と、を含む、前記フレーム型ディスクフィルタ（１００）であって、
   前記支持構造体上に支持されるように構成されたフレーム構造体（１２）と、
   濾過される水を受容する前記フレーム構造体上に支持され、水が回転ドラムから流れることを可能とする複数の開口を有する前記回転ドラム（１４）と、
   水を前記回転ドラム内に向ける水保持タンク（３２）を含む入口と、
   前記回転ドラムを回転可能に駆動する駆動部と、
   前記回転ドラムから濾過される水を受容する前記回転ドラムの周りに固定された一連のディスク形状フィルタ部材（１６）と、
   前記水が前記ディスク形状フィルタ部材からフィルタ媒体を通り外側に流れ、濾過液を生成するように、前記水を濾過する各ディスク形状フィルタ部材の対向側面上に配置された前記フィルタ媒体（２０）であって、
   前記ディスク形状フィルタ部材が前記支持構造体内に形成された前記濾過液水盤上に横たわるように構成され、前記濾過液が前記基礎となる支持構造体内に形成された前記濾過液水盤内に重力によって落下する、前記フィルタ媒体と、
   前記フレーム型ディスクフィルタ内に組み込まれ、前記支持構造体内に形成された前記濾過液水盤から、前記濾過された媒体を逆洗する前記フィルタ媒体に隣接して配置された一連のノズル（６６）を通り濾過液をポンプで吸い出すように構成された逆洗システムと、
   バイパス水を受容し、かつ保持するため、前記フレーム型ディスクフィルタの入口端部上に配置され、かつ前記フレーム型ディスクフィルタと一体である、バイパス水収集器（３３）であって、前記バイパス水収集器が、囲い壁構造体と、前記バイパス水収集器の上部を覆い延在し、前記囲い壁構造体の手前で終わる縁部を含む傾斜上部パネルと、を含み、前記傾斜上部パネルの縁と前記囲い壁構造体の部分との間のバイパス水収集器入口を画定し、前記傾斜上部パネルが前記水保持タンクからバイパス水を受け取る前記バイパス水収集器入口を除いて前記バイパス水収集器を塞いでいる、バイパス水収集器と、
   前記バイパス水収集器に連結され、かつ前記バイパス水収集器から延在するバイパス出口（３５）であって、前記バイパス水収集器から前記支持構造体内に形成された前記流出チャネル内にバイパス水を向けるように構成され、前記濾過液水盤に隣接して延在する、前記バイパス出口と、を含み、
   前記濾過液水盤内の前記濾過液が、前記流出チャネル内にあふれ出し、前記流出チャネル内の前記バイパス水と混合し、バイパス水と濾過液の混合物が前記流出チャネルから放出される、フレーム型ディスクフィルタ。
3. 前記基礎となる支持構造体内に形成された前記流出チャネルが堰によって前記濾過液水盤から分離され、前記流出チャネルが前記支持構造体内の支持された前記濾過液水盤と前記フレーム型ディスクフィルタに対してオフセットされ、前記バイパス水収集器から前記支持構造体内に形成された前記流出チャネル内に前記バイパス水を向けることが、前記バイパス水収集器と連通可能に連結され、前記バイパス水収集器から側方外に延在し、かつ前記支持構造体内に形成された前記流出チャネル上に配置された末端部を含む、側方に延在する導管内に前記バイパス水を向けることを含み、前記バイパス水が前記側方に延在する導管から前記流出チャネル内に落下する、請求項１に記載の方法。