JP2023518961A - 処理装置用フィルタ - Google Patents

処理装置用フィルタ Download PDF

Info

Publication number
JP2023518961A
JP2023518961A JP2022557709A JP2022557709A JP2023518961A JP 2023518961 A JP2023518961 A JP 2023518961A JP 2022557709 A JP2022557709 A JP 2022557709A JP 2022557709 A JP2022557709 A JP 2022557709A JP 2023518961 A JP2023518961 A JP 2023518961A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chamber
filter unit
inlet
wall
inlet conduit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2022557709A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021191215A5 (ja
Inventor
ガレス・ジョーンズ
Original Assignee
フレッシュ ワークス エルティーディー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by フレッシュ ワークス エルティーディー filed Critical フレッシュ ワークス エルティーディー
Publication of JP2023518961A publication Critical patent/JP2023518961A/ja
Publication of JPWO2021191215A5 publication Critical patent/JPWO2021191215A5/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/06Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
    • DTEXTILES; PAPER
    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06FLAUNDERING, DRYING, IRONING, PRESSING OR FOLDING TEXTILE ARTICLES
    • D06F39/00Details of washing machines not specific to a single type of machines covered by groups D06F9/00 - D06F27/00 
    • D06F39/10Filtering arrangements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47LDOMESTIC WASHING OR CLEANING; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47L15/00Washing or rinsing machines for crockery or tableware
    • A47L15/42Details
    • A47L15/4202Water filter means or strainers
    • A47L15/4206Tubular filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D21/00Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/262Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a centrifuge
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/06Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums
    • B01D33/11Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for outward flow filtration
    • B01D33/13Filters with filtering elements which move during the filtering operation with rotary cylindrical filtering surfaces, e.g. hollow drums arranged for outward flow filtration with surface cells independently connected to pressure distributors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/70Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices
    • B01D33/72Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for feeding
    • B01D33/722Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for feeding containing fixed liquid displacement elements or cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/70Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices
    • B01D33/74Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for discharging filtrate
    • B01D33/742Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for discharging filtrate containing fixed liquid displacement elements or cores
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D33/00Filters with filtering elements which move during the filtering operation
    • B01D33/70Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices
    • B01D33/76Filters with filtering elements which move during the filtering operation having feed or discharge devices for discharging the filter cake, e.g. chutes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/06Arrangement of distributors or collectors in centrifuges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B11/00Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/08Skimmers or scrapers for discharging ; Regulating thereof
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B3/00Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Detail Structures Of Washing Machines And Dryers (AREA)

Abstract

微粒子含有液から微粒子状物質を分離するためのフィルタユニット(10)であって、チャンバ(12)と、チャンバ(12)内へ微粒子含有液を配送するための入口(23)と、チャンバ(12)から濾過液を排出するための出口(24)と、入口(23)から出口(24)への流路(22)とを備える。チャンバ(12)は、軸方向上端壁(14)と、軸方向上端壁(14)と対向する軸方向下端壁(16)と、粒子収集周壁(18)とによって画定される。軸方向上端壁(14)及び軸方向下端壁(16)は、粒子収集周壁(18)によって間隔を空けられている。また、チャンバ(12)は、前記液に回転運動を与えるために、回転軸(30)を中心に回転可能である。出口(24)は、軸方向上端壁(14)又は軸方向下端壁(16)に設けられている。流路(22)は、入口(23)から粒子収集周壁(18)までの半径方向構成要素と、粒子収集周壁(18)に沿った軸方向構成要素とを含む。【選択図】図22

Description

本開示は、微粒子含有液から微粒子状物質を分離するためのフィルタユニットと、当該フィルタユニットを含む洗浄装置とに関する。本開示はまた、微粒子含有液から微粒子状物質を濾過する方法に関する。
布地や織物の処理や洗浄を行う器具(家庭用及び商用の両方)は、通常、布帛や織物品を洗浄又は調整するための洗剤などの化学薬品を含む水を使用する。洗浄プロセスの間、洗浄される布帛/織物品からマイクロファイバー及び微小粒子が作り出されることが多い。これらのマイクロファイバー及び微小粒子が水に入り、洗浄サイクルの終わりに、当該器具から汚水と共に放出される。
これらのマイクロファイバー及び微小粒子が最終的に水循環に入り込み、河川や海を汚染してしまうことになるため、当該マイクロファイバー及び微小粒子の我々の環境に対する影響についての懸念が高まっている。一般的な家庭用洗濯機は、各洗浄ごとに約700,000本の微細繊維を生成しうると見積もられる。衣料品は、綿などの天然繊維、ポリエステルやナイロンなどの合成繊維、又は多様な繊維の混紡から構成され得る。ポリコットン材料製の衣料品は、合成繊維と天然繊維の両方を含む。合成繊維は、より大きいモノフィラメントとなる傾向にあることから、一般的には、約10ミクロンの一定の直径と、約150ミクロンの全長とを有する。綿繊維などの天然繊維は、糸を形成するためにまとめて紡がれる多くのより小さい繊維から成る。綿が解れると、結果として生じる繊維は、直径が数ミクロンである合成繊維よりもさらに小さくなる。
こうしたサイズのせいで、合成繊維は海洋生物によって容易に摂取されるが、これらはプラスチックであるため、毒性がある。これらの繊維が、海洋環境、とりわけ食物連鎖に対して長期的ダメージとなっているという懸念が高まっている。
洗浄器具は、当該器具から汚れた洗浄液が放出される前に、この洗浄液から不純物を濾過するためのフィルタ配置を有する場合がある。これらのフィルタ器具は、洗浄プロセスの間に生じたマイクロファイバーを取り除くのに常に効果的ではない。マイクロファイバー用の多くのフィルタが、液体を通過させるが、微粒子状物質を保持するように設計された何らかの形態の微細メッシュもしくは透過性フィルタ膜を利用している。
さらに、繊維が濾過されると、その繊維は徐々に蓄積して、フィルタ媒体上に不透過性層を形成する。蓄積された繊維の比較的小さい層であっても、フィルタを通しての継続的な水の流れを大幅に低減させ、時にはこの水の流れを防いでしまうことがある。フィルタが大きいメッシュサイズのものであるほど、より多くデブリ(debris)を収集し、フィルタがより効果的になる場合でさえ、上記が発生し、最終的に遮断をもたらすこととなる。これにより、洗浄サイクル中の流量に問題が生じ、収集されたデブリを排水することが困難になる。これはまた、効果的に機能するためには、フィルタを頻繁に空にしてクリーニングする必要があることを意味するが、これは家庭用又は商用の器具において望ましいことではない。時間と共にメッシュフィルタの孔が、水の中の水垢などの堆積物の蓄積によって遮蔽され得るものでもあり、これはフィルタの性能に影響を与え、メンテナンス又は交換が必要となる。
別の問題としては、多くの新しい織物が、その製造中に使用される化学薬品の残留物(例えば、製織プロセスの助けとなる潤滑剤を含む)を含むということである。これらの化学薬品が洗浄プロセス中に洗い流されると、化学薬品は洗浄プロセス中に生じた微細な繊維と混合して、不透過性ワックス状の沈殿物を作り出し、これが上記問題と組合せになる。これによって大幅に流れが低減され、さらに結果的にフィルタを早く遮断することとなり、定期的にフィルタを空にしてクリーニングすることが必要となる。
上記の問題を低減し得るフィルタの開発が望まれている。
第1の態様に従って提供されるフィルタユニットは、微粒子含有液から微粒子状物質を分離するためのものであって、
軸方向上端壁と、前記軸方向上端壁と対向する軸方向下端壁と、粒子収集周壁とによって画定されるチャンバであって、前記軸方向上端壁及び軸方向下端壁が前記粒子収集周壁によって間隔を空けられ、前記チャンバは、前記液に回転運動を与えるために回転軸を中心に回転可能である、チャンバと、
チャンバ内へ微粒子含有液を配送するための入口と、
チャンバから濾過液を排出するための軸方向上端壁又は軸方向下端壁における出口と、
入口から出口への流路と
を備え、
流路は、入口から粒子収集周壁までの半径方向構成要素と、粒子収集周壁に沿った軸方向構成要素とを含む、フィルタユニットである。
入口から粒子収集周壁までの半径方向構成要素(以下、「収集壁」と称する)と収集壁に沿った軸方向構成要素とを含む流路をフィルタユニットに設けることによって、微粒子含有液は、回転チャンバに入って、入口から収集壁へと向かい、その後は収集壁に沿って流れた後、出口を介してチャンバから出ることができる。微粒子含有液が収集壁に沿って軸方向に通過する際に、液体中の微粒子状物質(例えば、繊維、マイクロファイバー、粒子など)は大きな遠心力を受け、従って、収集壁上に堆積されるため、出口にてフィルタユニットから出る液体には、微粒子状物質がほぼ無くなる。従って、最終的に遮断してしまうことになるバリアフィルタ(メッシュ又は有孔膜/壁など)のいずれの形態も使用せずに、濾過を達成することができる。従って、フィルタの流動性及び分離(すなわち、濾過)性能は、収集される微粒子状物質の量に関係なく、効果的に一定となり得る。メッシュバリアを必要とせずに、フィルタユニットは、濾過を行う際に遮断されることを効果的に回避することができる。
オプションの特徴について以下に述べる。これらは単独で又はいずれかの態様と組み合わせて適用可能である。
流路軸方向構成要素は、収集壁に隣接(例えば、直接隣接)してよい。流路軸方向構成要素は、収集壁に並行であってよい。
半径方向構成要素は、軸方向上端壁(以下、単に「上端壁」と称することがある)に隣接してよい。半径方向構成要素は、軸方向下端壁(以下、単に「下端壁」と称することがある)に隣接してよい。
入口と出口とは、軸方向に間隔を空けてよい。入口は下端壁に(又はその近位に)あってよく、かつ出口は上端壁に(又はその近位に)あってよい。これらの実施形態において、流路は、収集壁に沿って軸方向上方の構成要素を含むことになる。チャンバが回転すると、液体は、(回転軸の周りの)周縁構成要素を含むことになる。すなわち、チャンバ内の液体は、渦を作るように回転する。回転チャンバ内の液体の渦は、当該液体を入口から出口へと上方向に移動させることを可能にする。その他の実施形態では、入口は上端壁に(又はその近位に)あってよく、かつ出口は下端壁に(又はその近位に)あってよく、流路は、収集壁に沿った軸方向下方の構成要素を含む。
入口と出口との間の軸方向間隔は、チャンバの軸方向長さであってよい(例えば、入口は上端壁における穴でよく、かつ出口は下端壁における穴でよく、又はその逆も同様である)。その他の実施形態では、入口と出口との間の軸方向間隔は、チャンバの軸方向全長未満であってよく、例えば、軸方向間隔は、チャンバの軸方向長さの90%未満、75%未満、50%未満、25%未満、5%未満であってよい。概して、軸方向間隔が大きいほど、微粒子状物質の分離がより良好となる。
フィルタユニットは、入口から収集壁までのガイド面を含んでよい。
ガイド面は、入口から収集壁まで半径方向に液体を案内するように構成されてよい。ガイド面は、入口から収集壁に向かって半径方向に延在してよい(すなわち、ガイド面は、少なくとも部分的に入口から収集壁までの流路の半径方向構成要素を画定してよい)。
ガイド面は、中実の壁の(すなわち、無孔の)表面でよい。例えば、入口が下端壁に(又はその近位に)ある実施形態では、ガイド面は下端壁の内面であってよい。入口が上端壁に(又はその近位に)ある実施形態では、ガイド面は上端壁の内面であってよい。
入口と収集壁との間の間断のないガイド面を含むことによって、チャンバ内へと導入された液体は、入口から収集壁へと案内される。
フィルタユニットは、下端壁と入口との間のガイドプレートを含んでよい。ガイドプレートは、間断のない表面を備えてよい。ガイド面は、ガイドプレートの上面でよい。
ガイドプレートは、例えばリブによって支持される下端壁に接続されてよい。よって、ガイドプレートは、チャンバと共に(すなわち、チャンバと同じ方向かつ同じ回転速度で)回転するように構成されてよい。
ガイドプレートは、下端壁とガイドプレートとの間に追加のスペースを作るように、チャンバ内で軸方向上方へと移動可能であってよい。ガイドプレートは、軸方向下方に移動可能であってよい。
フィルタユニットは、ガイドプレートを下端壁に接続する機械式アームを含んでよい。機械式アームは、チャンバ内で軸方向上方にかつ/又は下方にガイドプレートを移動するように構成されてよい。
いくつかの実施形態では、ガイドプレートは、チャンバに対して軸方向に固定されてよく、すなわち、チャンバ内で軸方向に移動可能でなくてよい。これらの実施形態では、ガイドプレートは、軸方向下端壁を封止しなくてよい。
前述の通り、入口は上端壁にあってよく、例えば、入口は、上端壁における開口部であってよい。入口は下端壁にあってよく、例えば、入口は、下端壁における開口部であってよい。
その他の実施形態では、フィルタユニットは、チャンバ内に(例えば、軸方向上端壁から)延在する入口導管を含んでよく、入口は導管開口部であってよい。入口/導管開口部は、入口導管の開口端(すなわち、入口導管の軸方向端部にある開口部)であってよい。入口/導管開口部は、入口導管の側壁にある開口部であってよい。入口導管は、導管の側壁にある多数の開口部を含んでよい。
入口/導管開口部は、下端壁に向かうものでよく、例えば、導管開口部と下端壁との間の軸方向間隔は、導管開口部と上端壁との間の軸方向間隔より小さくてよく、よって使用時には、液体は上端壁よりも下端壁に近く配送される。例えば、入口導管は、軸方向下端壁の近位のチャンバ内の開口部(例えば、側部又は端部開口部)を備えた軸方向下端壁に向かって、チャンバ内において軸方向上端壁から又は軸方向上端壁を通して延在してよい。
導管開口部と上端壁との間の軸方向間隔は、チャンバの軸方向長さの50%を上回り、60%を上回り、70%を上回り、80%を上回り又は90%を上回ってよい。
入口導管は、上端壁における開口部から延在してよい。入口導管は、上端壁を通して延在してよい(すなわち、入口導管は、上端壁の上から上端壁を通って、かつチャンバ内へと延在してよい)。
入口導管の中心長手方向軸は、チャンバの中心長手方向軸と同軸であってよい。入口導管の中心長手方向軸は、チャンバの回転軸と同軸であってよい。
入口導管は、回転可能チャンバに対して固定されてよい。あるいは、入口導管は、チャンバの回転軸を中心として回転可能であってよい。入口導管は、チャンバと同じ速度で、回転軸を中心として回転可能であってよい。
あるいは、入口導管は、チャンバとは異なる速度で、回転軸を中心に回転可能であってよい。入口導管は、入口導管をチャンバに接続するロータリーシールを含んでよい(よって、使用時には、入口導管はチャンバとは異なる速度で回転する)。
入口導管への供給は、圧力ポンプによって、又はフィルタチャンバ内のインペラによって重力下にあってよい。
入口導管は、入口半径方向フランジを含んでよい。入口フランジは、おおよそディスクとして形作られてよい。
入口フランジは、入口導管の軸方向端部(例えば、軸方向開口端)から半径方向に又はこれの近位に延在してよい。
入口フランジ(存在する場合)は、少なくとも部分的に流路の半径方向構成要素を画定する。例えば、ガイド面と入口フランジとの間に半径方向通路があってよい。
使用時には、入口フランジ(及びガイド面)は、配送された液体をチャンバの収集壁に向かって半径方向外側に逸らす。そして、逸らされた液体は、チャンバの半径方向外縁により近い位置で軸方向に流れることができ、そこで、(回転軸により近い液体と比べて)より高い遠心力を受けることになり、従って、液体内に含まれる微粒子状物質が、収集壁に向かい、収集壁に対して押し付けられる可能性を高める。遠心力が回転軸からの半径方向の間隔に正比例して増加することが理解されよう。
入口フランジは、下端壁の近位に延在する下部フランジであってよい。これらの実施形態では、半径方向流路が、下端壁の上部(ガイド)面と下部フランジの下面との間に延在することとなる。
入口導管は追加で又は代わりのものとして、出口の近位の入口導管から半径方向に延在する出口フランジを備えてよい。出口フランジは、例えば収集壁から出口までの流路の第2の半径方向構成要素を少なくとも部分的に画定してよい。
使用時には、出口フランジは、収集壁から半径方向に内側に、チャンバの中心軸に向かって液体を逸らし、チャンバの中心軸のところで、液体は出口を通って出ることができる。
出口フランジは、上端壁の近位に延在する上部フランジであってよい。これらの実施形態では、第2の半径方向流路は、上端壁の下面と上部フランジの上面との間に延在することとなる。例えば、上部フランジと上端壁との間に確定される半径方向通路があってよい。
いくつかの実施形態では、出口フランジを含めることが、液体が入口から下端壁に向かってチャンバへと配送される際に、液体が詰まるのを防ぎ得る。いくつかの実施形態では、入口導管に沿った出口(上部)フランジの軸方向位置及び出口フランジ直径は、フィルタを通る流量を制御するために変更されてよい。
いくつかの実施形態では、フィルタユニットは、出口(上部)フランジ及び入口(下部)フランジを含んでよい。出口(上部)フランジと入口(下部)フランジの両方を含むことは、フィルタユニットの濾過効率を効果的に高めることができる。
出口(例えば、上部)及び/又は入口(例えば、下部)フランジはそれぞれ、各フランジの対向する軸方向の面と面の間に延在する通気孔又はブリード配置(Bleed arrangement)を含んでよい。通気孔/ブリード配置は、例えば円形の穴などの穴、又は経路であってよい。これはバルブを含んでよい。出口/入口フランジにおける当該/各通気孔/ブリード配置は、幅が約1.5mmでよい。出口/入口フランジにおける通気孔/ブリード配置と入口導管との間の半径方向間隔は、出口/入口フランジにおける通気孔/ブリード配置と、出口/入口フランジの半径方向外縁との間の半径方向間隔よりも小さくてよい。使用時には、通気孔/ブリード配置は、空気圧(よって水位も)の平衡を保つために、フランジの一方の側からフランジの他方の側へと空気が通過できるように構成されてよい。通気孔/ブリード配置はまた、出口/入口フランジがチャンバ内の液体の流れを詰まらせることを防ぐための助けとなる。
出口/入口フランジは、連続的、又は非連続的な環形であってよい。
出口/入口フランジの半径方向外縁と収集壁との間の半径方向間隔は、入口導管の中心長手方向軸とフランジの半径方向外縁との間の半径方向間隔よりも小さくてよい(すなわち、フランジの半径方向外縁は、入口導管の中心長手方向軸よりも収集壁に近い)。入口導管の軸方向中心から出口/入口フランジの半径方向外縁への距離は、チャンバの半径の50%より大きく、60%より大きく、70%より大きく、80%より大きく、又は90%より大きくてよい。
その他の実施形態では、出口/入口フランジの半径方向外縁と収集壁との間の半径方向間隔は、入口導管の中心長手方向軸とフランジの半径方向外縁との半径方向間隔よりも大きくてよい(すなわち、フランジの半径方向外縁は、収集壁よりも入口導管の中心長手方向軸に近い)。入口導管の軸方向中心から出口/入口フランジの半径方向外縁までの距離は、チャンバの半径の95%以下又は70%以下(例えば、50%以下などの60%以下)、又は40%以下(30%以下など)、又は20%以下でよい。例えば、入口導管の軸方向中心から出口/入口フランジの半径方向外縁までの距離は、20~95%又は30~95%の間でよい(40~95%又は50及び95%の間など)。これらの範囲は、入口導管/フランジが、チャンバの直径の20~95%又は30~95%に亘って(例えば、40~95%又は50及び95%)半径方向に延在することを意味する。一般的に、フランジの直径が大きいほど、水がフランジを通過して流れる際に受ける重力加速度がより大きくなり、濾過効率もより大きくなる。
チャンバは、チャンバの領域(例えば、中心領域)を遮断するように構成されたソリッドコア(Solid core)を含んでよい。コアは、入口導管に外接してよく、すなわち、コアは概して環状であってよい。ソリッドコアは、チャンバの横幅の50%を上回る、60%を上回る、70%を上回る、80%を上回る、又は90%を上回る範囲に亘って半径方向に(すなわち、横方向に)延在してよい。
ソリッドコアは、(入口及び出口を遮蔽しないために)下端壁から上端壁まで又は下端壁の近位から上端壁の近位まで軸方向に延在してよい。入口(例えば、下部)フランジを含む実施形態では、ソリッドコアは、入口(例えば、下部)フランジから遠位の(例えば、上部)端壁の近位まで軸方向に延在してよい。
使用時には、ソリッドコアは、回転する液体を収集壁に向かって(すなわち、チャンバの外縁に向かって)逸らし、よって、液体がより高い遠心力を受けるようにする。従って、ソリッドコアは、チャンバ内の軸方向流路を画定し、かつチャンバの外縁に向かってより細い環状流路を設ける。
フィルタユニットは、入口に入口インペラ(例えば、回転可能インペラ)を含んでよい。例えば、入口インペラは、入口導管の下流、例えば、入口導管の開口端にあってよい。入口インペラは、入口フランジと、チャンバの近位の(例えば、下部)端壁との間に位置付けられてよい。
入口インペラの中心軸は、チャンバの中心長手方向軸と同軸であってよく、すなわち、チャンバの回転軸と同軸にあってよい。
入口インペラは、入口インペラの羽根がチャンバ全体に亘って横方向/半径方向に延在するように配向されてよく、すなわち、入口インペラは、チャンバの中心長手方向軸に対して垂直に回転可能であってよい。入口インペラは、チャンバに入る液体の流量を増すように構成されてよい。入口インペラは、チャンバと同じ回転速度で液体を回転するように構成されてよい。入口インペラは、チャンバ内に液体を吸入するように構成されてよい。
「横方向」という用語は、例えば、長手方向軸に対して垂直な略円形の断面を有するチャンバについて半径方向で、チャンバの長手方向回転軸に対して横である方向を定義するために使用される。
「上流」及び「下流」という用語は、構成要素の通常使用の間、当該構成要素を通して入口から出口へ液体が移動する方向を参照にして使用される。
出口は、例えば、上端壁又は下端壁における円形の開口部などの円形の開口部を含んでよい。
出口は、チャンバの回転軸から半径方向に間隔を空けてよい。回転軸から出口までの半径方向間隔は、出口から収集壁までの半径方向間隔よりも小さくてよい。
出口は、例えば、上端壁に配置された1個の開口部又は一連の複数の開口部を含んでよい。一連の複数の開口部は、チャンバの中心長手方向軸の両側に対称的に(すなわち、長手方向軸の直径方向に対向する両側に)位置してよい。その他の実施形態では、開口部は、中心長手方向軸の両側に非対称に配置されてよい。開口部は、チャンバの中心長手方向軸の周りの輪(例えば、当該中心長手方向軸を中心とする輪)状に配置されてよい。開口部は、開口部と開口部との間の均等な周縁上の間隔で輪状に配置されてよい。一連の複数の開口部は、様々なサイズであってよく又は回転軸に向かってサイズが大きくなってよい。開口部は、幅又は直径が約1.5mmであってよい。
出口は環状開口部であってよい。環状開口部の軸方向中心は、チャンバの中心長手方向軸と一致してよく、すなわち、回転軸と一致してよい。
環状開口部は、入口導管が上端壁を通過する際に、入口導管を取り囲んでもしくはこれに外接してよい。
いくつかの実施形態では、出口は、(例えば、上端壁における)環状開口部、並びに(例えば、上端壁における)追加の開口部又は多数の追加の開口部を含んでよい。環状開口部は、入口導管の近位であってよく、かつ追加の開口部は、入口導管から半径方向に遠位であってよい。
出口は、排水口に流動的に接続されてよい。出口は上端壁にあってよい。出口開口部は、外側に向けて(すなわち、上端壁の内面から上端壁の外面へ)テーパをつけてよい。これにより使用時には、放出された液体がチャンバから出る際に上方へかつ外側へ移動することを促し得る。
フィルタ内の回転する液体内の圧力は、回転軸からのラジアル距離の二乗として変化するため、出口開口部のサイズ及び位置は、フィルタを通した液体流量を判断するために使用されてよい。
フィルタユニットは、フィルタユニット出口から出る液体内の微粒子状物質の濃度を監視するための液体品質センサ(濁度センサなど)を含んでよい。液体品質センサは、出口の近位に位置付けられてよい。
フィルタユニットは、出口に出口インペラ(例えば、回転可能インペラ)を含んでよい。例えば、出口インペラは、液体が出口を通って放出される際に液体を案内するように出口の下流にあってよい。
出口インペラの中心軸は、チャンバの中心長手方向軸と同軸であってよく、すなわち、チャンバの回転軸と同軸であってよい。
出口インペラは、インペラの羽根が、チャンバ全体に亘って横方向に/半径方向に延在するように配向されてよく、すなわち、出口インペラは、チャンバの中心長手方向軸に垂直に回転可能であってよい。出口インペラは、チャンバを通る液体の流量及び/又はチャンバから出る液体の流量を増すように構成されてよい。
出口インペラは、液体流路の第2の半径方向構成要素内となるように、出口フランジに取り付けられてよい。例えば、出口インペラは、上部(出口)フランジの上面で、出口フランジと上端壁との間に取り付けられてよい。
フィルタユニットは、微粒子含有液を受けるためのチャンバを含む。このチャンバは円筒形でよい。円筒形チャンバは、120mm~180mmの範囲の直径を有してよい。円筒形チャンバは、約300mmの直径を有してよい。チャンバは、80~100mmの軸方向長さを有してよい。
チャンバの容量は、1~30リットルであってよい。例えば、チャンバの容量は、20~30リットルであってよい。例えば、チャンバの容量は約1リットルであってよい。
いくつかの実施形態では、チャンバは多角形又は回転軸を中心にしたその他あらゆる対称形状であってよく、すなわち、その横断面の輪郭(回転軸に対して垂直)は、多角形又はその他の対称的なものであってよい。
収集壁はテーパが付されていてよい(例えば、チャンバは概して円錐台状であってよい)。例えば、収集壁は上端壁から下端壁へと又は下端壁から上端壁へと外側へテーパが付されていてよい。
収集壁は、テーパ付き部分を含んでよい(例えば、チャンバは円錐台状部分を含んでよい)。収集壁は、収集壁の一部を外側に、かつ収集壁の一部(例えば、残り部分)を内側にテーパを付して、チャンバの最も幅広の部分が、チャンバの上部、底部又は中間部(すなわち、チャンバの軸方向長さの中間)に向かうようになってよい。
テーパ付き収集壁を含むチャンバは、チャンバの最も幅広の部分で微粒子状物質が収集され、かつ凝縮されるように促す。
テーパ付き壁又はテーパ付き部分の角度は、チャンバ内で収集される微粒子状物質の性質に依存してよい。より粘性のある微粒子状物質は、壁がより鋭角にテーパすることを必要とし得る。
収集壁は中実であってよい(すなわち、一切穴を含まなくてよい)。いくつかの実施形態では、上端壁又は下端壁は中実(すなわち、無孔)であってよい(入口/出口以外)。
チャンバは、少なくとも1つの半径方向に延在するバッフルを含んでよい。当該少なくとも1つのバッフルは、(例えば、入口導管から)収集壁の近位へと半径方向外側に延在してよい。当該バッフルは、収集壁からチャンバの軸方向中心(例えば、入口導管の近位)に向けて半径方向内側に延在してよい。バッフルは、入口導管及び/又は収集壁の少なくとも周縁の一部又は全周縁に沿って延在してよい。バッフルは、液体が入口から出口へと移動する際に、液体の流れをバッフルの周りに逸らすように構成される。
チャンバは、複数の半径方向延在バッフルを含んでよい。チャンバは、一連の交互の外側延在バッフル及び内側延在バッフルを含んでよい。
これらのバッフルは、液体が入口から出口へと移動する際に、液体の流路の長さを増すように構成されてよい。液体の流路の長さ、すなわち、液体が入口から出口へと移動しなければならない距離を増すことによって、滞留時間(すなわち、所定容量の回転する液体がチャンバから外に放出される前に回転チャンバ内に留まる時間量)が増えてもよい。滞留時間の増加は、濾過効率を高めることが示されてきている(すなわち、フィルタユニットは、特に小さい粒子を濾過できる)。
チャンバは、軸方向に延在する1つ以上のリブ(軸方向延在リブ)を含んでよい。1つ又は複数のリブは、チャンバの軸方向長さの少なくとも一部又は全体に沿って軸方向に延在してよい。例えば、1つ又は複数のリブは、チャンバの軸方向長さの4分の1から3分の1に沿って軸方向に延在してよい。1つ又は複数のリブは、チャンバの軸方向長さの20%、30%、40%より大きく、又は50%より大きく延在してよい。
使用時には、1つ又は複数のリブは、液体が出口に向かって回転する際に、チャンバ内で流体フローを真直ぐにするように(すなわち、乱流を減らすように)構成されてよい。
出口/入口フランジと、1つ又は複数のリブとを含む実施形態では、入口導管の軸方向中心から出口/入口フランジの半径方向外縁までの距離は、(1つ又は複数のリブを干渉しないように)チャンバの半径の50%未満、40%未満、30%未満、又は20%未満でよい。
1つ又は複数のリブは、収集壁からチャンバの中心長手方向軸の近位まで半径方向に延在してよい。1つ又は複数のリブは、チャンバの軸方向中心から半径方向に間隔を空けてよく、すなわち、1つ又は複数のリブは、チャンバの軸方向中心まで延在しない。入口の下流の領域は、配送された液体がチャンバに入ることができるように、1つ又は複数のリブが無くてよい。1つ又は複数のリブの内側上部角は丸くてよい。丸い角は、チャンバ内へのスムーズな液体の流れを効果的に促し、かつ毛髪などの長い繊維状のデブリがリブ上に集まるのを回避する。
入口導管を含む実施形態では、リブは、入口導管の近位へと半径方向内側に延在してよい。リブは、チャンバの周縁の周りに半径方向に均等に配置されてよい(すなわち、チャンバの横断面における各リブ間の角度分離は均等である)。
リブは、下端壁から軸方向に延在してよい。リブは下端壁にあってよい(例えば、下端壁と一体化され又は下端壁に固定されてよい)。よって、リブは、チャンバと共に(すなわち、チャンバと同じ方向かつ同じ回転速度で)回転するように構成されてよい。
ガイドプレートを含む実施形態では、リブはガイドプレート上にあってよい(例えば、ガイドプレートと一体化され、又はガイドプレートに固定されてよい)。よって、リブはガイドプレート共に回転するように構成されてよい。
使用時には、1つ又は複数のリブは、チャンバ内の液体を回転するように構成されてよい。1つ又は複数のリブは、液体をチャンバと同じ回転速度で効果的に回転させることができる。これは、インペラアイの中に流体を吸入し、かつ半径方向外側に流体を放出するように設計されて、流量に影響を与えるインペラ(例えば、チャンバに入る液体の流量を増すように構成された入口インペラなど)とは異なる。
1つ又は複数のリブは、チャンバに入る液体の流量よりも、むしろ回転する液体の回転速度に影響する。1つ又は複数のリブ無しでは、液体は、回転チャンバと同じ速度では回転しないかもしれない。その代わり、液体は回転チャンバよりも遅い回転速度で回転するかもしれず、その結果、濾過効率の低下をもたらし得る。1つ又は複数のリブを含めることで、液体が回転チャンバと同じ回転速度で回転することを確実にし得る。
1つ又は複数のリブを含めることで、フィルタユニットの濾過効率を高め得る。また、リブは、高い濾過効率を達成しながら、より高い流量(例えば、15~20リットル/分)でのフィルタユニットの稼働を可能にし得る。
チャンバは、入口導管の周りに又はソリッドコアの周りに半径方向に延在する少なくとも1つの螺旋状バッフルを含んでよく、例えば、バッフルは、概して内部アルキメデス式スクリューポンプとして形作られてよい。
螺旋状バッフルの1つ又は複数の羽根は、入口導管/ソリッドコアから収集壁に向かって半径方向に延在してよく、これにより、液体を入口導管の周りに螺旋状に移動させる。
螺旋状バッフルを含むことで、チャンバ内の液体の流路及び滞留時間を増し得る。
フィルタユニットは、チャンバの外面上に(例えば、収集壁の外面上に)1つ以上の羽根を含んでよい。羽根は、収集壁の外面から半径方向外側に延在してよい。羽根は、チャンバの軸方向長さの少なくとも一部又は全体に沿って延在してよい。
収集壁の外面上に羽根を含むことによって、チャンバはインペラとして作用し得るものであり、すなわち、フィルタユニットは、ポンプとして作用するように構成されてよい。
収集壁の外面に羽根を含む多数のフィルタユニットは、フィルタユニットが互いにポンプとして作用するように、直列に接続されてよい(すなわち、フィルタユニットは流体連通している)。
いくつかの実施形態では、フィルタユニットは、チャンバから液体を排出するためのチャンバ内の出口導管開口部である出口を備えた出口導管を含んでよい。出口導管は、上端壁を通してチャンバの中へと延在してよい。入口は、上端壁における開口部であってよい。これらの実施形態では、入口から収集壁までの半径方向構成要素と、上端壁から下端壁まで収集壁に沿った軸方向下側構成要素とを含んでよい。液体の渦は、液体を出口導管開口部の上へと逆流させる。
出口導管は、チャンバ内の軸方向導管部分を含んでよい。出口導管は、チャンバ外の半径方向導管部分を含んでよい。出口導管は、撓み部分(例えば、軸方向導管部分と半径方向導管部分とを結合する曲がり導管部分)を含んでよい。撓み部分は、上端壁を通して延在してよい。これらの実施形態では、排出された液体は、チャンバから半径方向に放出されてよい。出口導管は、ボルテックスファインダー(Vortex finder)であってよい。
その他の実施形態では、出口導管は、チャンバ内の半径方向導管部分を含んでよい。出口導管は、上端壁を通して延在する軸方向導管部分を含んでよい。これらの実施形態における撓み部分は、チャンバ内にあってよい。出口導管は、略「L」字型でよい。
出口導管は、出口(すなわち、導管開口部)とチャンバの中心軸との間の半径方向間隔を変えるように、上端壁に対して回転可能(例えば、軸方向に回転可能)であってよい。
出口導管は、軸方向に90度回転可能であってよい。
フィルタユニットは、チャンバを収容するためのハウジングを含んでよい。ハウジングは、排出された濾過液を収集し、かつ当該濾過液を排水口に向かわせるように構成されてよい。ハウジングは、チャンバから放出された微粒子状物質を収集するように構成されてよい(詳細後述)。ハウジングは、静的ハウジングであってよい(すなわち、ハウジングはチャンバと共に回転可能でなくてよい)。
フィルタユニットは、微粒子含有材料の流れが、フィルタチャンバ内全体に至るように、そしてハウジングを通して(チャンバの外に)流れないように構成されてよい。
フィルタユニットは、回転軸を中心にチャンバを回転するためのモータを含んでよい。モータは、モータからチャンバまで延在するドライブシャフトを含んでよい。モータは、チャンバを第1の方向及び第2の方向(すなわち、逆方向)に回転させるように構成されてよい。よって、チャンバは第1の方向及び/又は第2の方向に回転可能としてよい。
入口導管は、回転軸を中心に回転可能であってよい。モータは、入口導管を回転するように構成されてよい。入口導管は、第1の方向及び/又は第2の方向に回転可能としてよい。モータは、チャンバ及び入口導管を同じ方向かつ同じ回転速度で回転するように構成されてよい。
いくつかの実施形態では、導管は、チャンバを通して(例えば、軸方向にチャンバを通して)延在してよく、すなわち、入口導管は、上端壁を通して軸方向にかつ下端壁を通して軸方向に延在してよい。
いくつかの実施形態では、入口導管は、モータのドライブシャフトを形成してよい。モータは、1000~10000回転/分の速度で、例えば、より小さい家庭用フィルタユニット用では約10000回転/分で、例えば、約4000回転/分で、又は例えば、より大きいフィルタユニット用では約6000回転/分で、チャンバを回転するように構成されてよい。
入口導管の外面は、入口導管が、親ネジとして作用するようなネジ山と、導管の軸方向上方にかつ/又は下方に入口導管に取り付けられた駆動要素とを含んでよい(詳細後述)。
フィルタユニットは、フィルタユニットを回転する際の機械的応力を低減させるための1つ以上の軸受兼シール部を含んでよい。1つ又は複数の軸受兼シール部は、入口導管の周りに、入口導管と上端壁との間の接合部に、かつ/又はドライブシャフトの周りにあってよい。フィルタユニット及びモータ駆動装置は、可撓性軸受内に取り付けられてよい。これらは、チャンバが回転する際にフィルタユニット内に生じる振動の吸収を助ける。
フィルタユニットは、回転チャンバによって生み出されたバランス力に対抗するための自動バランス部を含んでよい。自動バランス部は、自動ダイナミックバランサーを含んでよい。
いくつかの実施形態では、チャンバの内面(例えば、収集壁の内面)は、リッジ又は溝を含んでよい(例えば、内面は波形になっていてよく又はメッシュ層を有してよい)。リッジ又は溝は、収集壁にて収集された微粒子状物質を捕獲し、捉え、濃縮させ、かつ当該微粒子状物質が回転する液体の中に再度同伴されることを防ぐように構成されてよい。
フィルタユニットは、1つ以上の形態で稼働されるように構成されてよい。上記の特徴は、チャンバが回転軸を中心に回転可能であり、よって、使用時には収集壁において微粒子状物質を収集するという使用形態で稼働される場合のフィルタユニットに関し得る。
フィルタユニットは、使用形態でフィルタユニットを稼働した後にチャンバ内に残った残液をチャンバから排水させるという排水形態で稼働されるように構成されてよい。
フィルタユニットは、チャンバ内で(例えば、収集壁上で)収集された微粒子状物質が、チャンバから抽出又は放出されるという粒子分注形態で稼働されるように構成されてよい。
フィルタユニットは、複数の形態に亘って連続して稼働されるように構成されてよく、例えば、フィルタユニットは、使用形態で、その後に排水形態で、そして最後に粒子分注形態で稼働されるように構成されてよい。その他の実施形態では、フィルタユニットは、いくつかの又は1つの形態のみで稼働されるように構成されてよく、又は、次の形態に移る前に1つの形態で多数回稼働されてよい。例えば、フィルタユニットは、使用形態、排水形態、別の使用形態、そして別の排水形態で稼働されて、その後に粒子分注形態に移るように構成されてよい。
フィルタユニットは、各形態の間に回転を停止してよい。フィルタユニットは、回転を止めずに1つの形態から次の形態へと直ちに進んでよい。
利用可能な液体が濾過されると、当該液体はもう入口には導入され得ない。チャンバ内に残っている液体は、出口を通してチャンバから放出されてよい。
出口が環状開口部と上端壁における追加の開口部とを含む実施形態において、チャンバが回転する際に、濾過液の大部分は環状開口部から出てよい。利用可能な液体が濾過されると、当該液体はもう入口には導入され得ない。チャンバ内に残っている液体は、上端壁における追加の開口部から放出されてよい。
残りの液体がチャンバから放出されると、チャンバは回転を止めてよい。
使用形態中に出口を通してチャンバから放出されなかった残液が、チャンバ内に残る場合もある。フィルタユニットは、残液をチャンバから流し出すために排水形態で稼働されてよい。チャンバから残液を排水することは、微粒子状物質をペーストに濃縮させ、又は微粒子状物質の層を固体に乾燥し得る。
チャンバは、使用形態の後にチャンバ内に残された残液をチャンバの外へ流し出すことができる開形態と、閉形態とを有する排水口を含んでよい。
排水口は、上端壁、下端壁及び/又は収集壁にあってよい。収集壁は、1つ又は複数の排水口以外は中実、すなわち無孔であってよい。
フィルタユニットは、多数の排水口を含んでよく、例えば、収集壁に2つの排水口及び/又はチャンバの両側に1つずつ排水口を含んでよい。
上端壁の排水口は、チャンバの中心長手方向軸から半径方向に間隔を空けてよい。チャンバの中心長手方向軸と排水口との間の半径方向間隔は、排水口と収集壁との間の半径方向間隔よりも大きくてよい。排水口は、収集壁から半径方向に間隔を空けてよい。使用時には、上端壁における排水口と収集壁との半径方向間隔は、排水液体水位(Dewatering liquid level)を画定してよい。収集壁から半径方向に間隔を空けた排水口を設けることによって、チャンバを効果的に排水し、なおかつチャンバ内にいくらかの残液を残して、微粒子物質がペーストに凝縮され得るようにすることができる。
排水口は、開形態と閉形態との間で排水口を動かすためのバルブを含んでよい。開形態では、チャンバの外に液体を流し出すことができるように、排水口を開き得る。バルブは遠心バルブ(すなわち、チャンバが所定の回転速度で回転し、かつ遠心バルブを開けるために遠心力が十分に高くなった時に開くように構成されたバルブ)であってよい。
フィルタユニットは、上端壁又は下端壁及び/又は収集壁の内面にメッシュライニングを含んでよい。メッシュライニングは、排水口を含む壁の内面上にあってよい。使用時には、液体が排水口から排水される際に、メッシュライニングは効果的に微粒子状物質を捕捉することができる。メッシュライニングは、フィルタユニットから取り外し可能であってよい。
前述したL型出口導管を含む実施形態では、L型導管は使用形態及び排水形態を有してよい。
使用形態におけるL型導管の出口開口部は、半径方向内側に面するものでよい。排水形態においてL型導管の出口開口部がチャンバの接線方向に沿って面するように、L型導管は、軸方向に回転可能であってよい(例えば、90度)。
L型導管が使用形態である場合の出口(すなわち、チャンバ内の導管開口部)と収集壁との間の半径方向間隔は、使用液体水位(Use liquid level)を画定してよい。L型導管が排水形態である場合の出口と収集壁との間の半径方向間隔は、排水液体水位を画定してよい。L型導管が使用形態である場合の出口と収集壁との間の半径方向間隔は、L型導管が排水形態である場合の出口と収集壁との間の半径方向間隔よりも大きくてよい。この結果、使用時には、使用液体水位は排水液体水位よりも大きくなる。
フィルタユニットは、濾過形態と排水形態との間のL型出口を回転するための機械式リンク機構を含んでよい。機械式リンク機構は、チャンバが回転している時、かつ/又はチャンバが静止している時に、L型出口を回転するように構成されてよい。チャンバは多数のL型導管を含んでよい。機械式リンク機構は多数のL型導管を同期的に回転してよい。当業者であれば、いくつかの適切な機械式リンク機構を知っているだろう。
フィルタユニットは、(チャンバから微粒子状物質を抽出/放出するための)粒子分注形態で稼働されるように構成されてよい。フィルタユニットは、排水形態で稼働された直後に粒子分注形態で稼働されてよい。フィルタユニットは、フィルタユニットが使用形態で稼働された20、30又は100サイクルごとに、粒子分注形態で稼働されるように構成されてよい。いくつかの実施形態では(例えば、微粒子高含有液体を濾過する場合)、フィルタユニットは、使用形態で稼働された直後に排水形態及び粒子分注形態で稼働されるように構成されてよい。
チャンバは、粒子分注開口部(例えば、収集壁における開口部)を含んでよい。分注開口部は、収集壁の底部に向かうものでよい(すなわち、下端壁に向かう)。粒子分注開口部は、チャンバの外へ微粒子状物質を分注するために選択的に開口可能であってよい。
チャンバの半径方向延在バッフルのうちの1つは、チャンバの周縁の一部の周りに延在する側壁を含んでよい。側壁は、粒子分注開口部に合わせて整列可能な開口部を含んでよく、これにより使用時には、開口部が粒子分注開口部に合わせて整列すると、微粒子状物質を開口部から分注することができる。
側壁は、螺旋状バッフル(又は、多数の螺旋状バッフルが含まれる場合には、当該多数の螺旋状バッフルのうちの1つ)の羽根から、例えば、螺旋状バッフルの羽根の下部部分から延在してよい。濾過稼働の間、螺旋状バッフルはチャンバと共に回転して、濾過の間粒子分注開口部が閉じたままとなるようにする。濾過の後にチャンバから収集された微粒子状物質を取り除くため、螺旋状バッフルは、側壁開口部を粒子分注開口部に合わせて整列させるように、回転軸を中心に回転可能であってよい。前述のように、螺旋状バッフルはアルキメデス式スクリューポンプとして形作られてよく、これにより微粒子分注の使用時には、螺旋状バッフルの回転は、収集壁上に収集された微粒子状物質を、粒子分注開口部に向けて下方向へと押し得る。
いくつかの実施形態では、粒子分注開口部は下端壁の開口部であってよい。
ガイドプレートを含む実施形態では、ガイドプレートは、下端壁における分注開口部を閉じるために、下端壁に向かって軸方向に下側に移動可能であってよい(前述の通り)。その他の実施形態では、ガイドプレートはチャンバに対して軸方向に固定されてよく、すなわち、軸方向に移動不能でよい。これは、粒子分注開口部を通して延在する、例えば、軸方向下端壁に設けられた粒子分注開口部を通して延在するロータ又は台座に取り付けられてよい。これは、粒子分注開口部が、稼働中にチャンバへと永久的に開口し/流体連通していること、すなわち、ガイドプレートが軸方向下端壁を封止しないことを意味し得る。代わりに、これは粒子分注開口部への経路を形成するリブを介して取り付けられる。
いくつかの実施形態において、ガイドプレートと共に、例えば、ガイドプレート及び永久的に開いた粒子分注開口部と共に、入口は、前述の通りの入口導管、例えば、軸方向下端壁の近位に(かつガイドプレートの近位に)開口部を有する入口導管を備えてよい。導管は、前述の通りの上部又は下部フランジ、例えば、それぞれが各通気孔/ブリード配置を有する上部及び/又は下部フランジを含んでよい。
開いた粒子分注開口部を有する軸方向に固定した/静止したガイドプレートがある場合、出口は、前述の通りの環状出口、例えば、入口導管に外接する環状出口であってよい。これらの実施形態では、(軸方向下端壁における)粒子分注開口部の直径は、(軸方向上端壁における)出口の直径よりも小さいことが好ましい。
いくつかの実施形態では、チャンバは単一の部材から形成されていてよい。その他の実施形態では、チャンバは、チャンバを形成するように接合する多数のケーシング構成要素から形成されてよい。ケーシング構成要素は、1つ以上の周辺継目で接合されてよい。1つ又は複数の周辺継目は液密シールを形成してよい。
チャンバは、2つのケーシング構成要素、すなわち、周辺継目で接合し得る上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素とから形成されてよい。上部ケーシング構成要素は上端壁を含んでよい。下部ケーシング構成要素は下端壁を含んでよい。上部及び下部ケーシング構成要素は、ケーシング半体(Casing halves)であってよい。上部ケーシング構成要素は蓋でよく、下部ケーシング構成要素はチャンバの基部でよい。
上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素は、上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素が周辺継目で接合して閉じたチャンバを形成する閉位置と、上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素が周辺継目で分離して、周辺継目にて環状開口部を形成する開位置との間で移動可能となってよい。粒子分注開口部は、開位置になった際の上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間の環状開口部であってよい。
上部及び下部ケーシング構成要素の収集壁は、ケーシング構成要素とケーシング構成要素との間の周辺継目に向かって外側にテーパしてよく、よって、チャンバの最も幅広の部分は周辺継目のところとなってよい。これにより、上部及び下部ケーシング構成要素が開位置に移動した際に、微粒子状物質が直ちに環状開口部から抽出できるように、微粒子状物質が周辺継目にて効果的に凝縮されることを可能にする。
上部及び下部ケーシング構成要素は、閉位置に向かって付勢されてよい(すなわち、上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素を閉位置から開位置へと移動するために力が必要となる)。上部ケーシング構成要素は、例えば、ばね(例えば、コイルばね)を介して閉位置に向かって付勢されてよい(すなわち、上部ケーシング構成要素は下部ケーシング構成要素に向かって付勢されてよい)。ばねは、上部ケーシング構成要素の軸方向上側に位置付けられてよい。ばねは入口導管に外接してよい。
移動可能な上部及び下部ケーシング構成要素を含む実施形態では、入口導管は駆動手段のドライブシャフトを形成してよく、かつ入口導管の外面は、ネジ山を含んでよい。入口導管が親ネジとして作用するように、入口導管はモータによって回転可能であってよい。
上部及び下部ケーシング構成要素は、入口導管に取り付けられてよい。上部及び下部ケーシング構成要素は、入口導管に対して横方向に/半径方向に拘束されてよい(例えば、上部及び下部ケーシング構成要素はそれぞれ、入口導管を収容するための軸方向スロット(又は穴)を含んでよい)。よって、上部及び下部ケーシング構成要素が閉位置と開位置との間を移動する際、上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素は、入口導管に合わせて軸方向に整列したままとなってよい(従って、互いに軸方向に整列したままとなる)。
軸方向スロット/穴の内面は、入口導管上のネジ山に接続し得るネジ山を含んでよく、すなわち、ケーシング構成要素がネジ山の回転によって入口導管に沿って軸方向に(すなわち、入口導管の上下に)駆動可能となるように、上部及び下部ケーシング構成要素は、入口導管上のネジ山に接続してよい。特に、上部及び下部ケーシング構成要素は、ネジ山の回転によって閉位置と開位置との間で入口導管に沿って軸方向に駆動可能であってよい。上部及び下部ケーシング構成要素を入口導管上のネジ山に接続することによって、入口導管は、ケーシング構成要素に対して親ネジとして作用してよく、すなわち、入口導管の回転は、開位置と閉位置との間で入口導管に沿って軸方向に上部及び下部ケーシング構成要素を駆動してよい。当業者は、入口導管の回転慣性が、上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間に付きものの摩擦を解消することを理解するであろう。
いくつかの実施形態では、下部ケーシング構成要素のみが入口導管上のネジ山に接続されてよい。上部ケーシング構成要素は、入口導管を中心に自由に回転可能であってよい(例えば、上部ケーシング構成要素が入口導管上のネジ山によって駆動可能とならないように、上部ケーシング構成要素における軸方向スロット/穴の内面は滑らかである(又は平軸受によって接続されてよい))。上部ケーシング構成要素は、入口導管に対して軸方向に拘束されてよく(例えば、軸方向スロット/穴は、入口導管の壁の中の溝内に保持可能であってよく、又は上部ケーシング構成要素は、肩又はサークリップによって入口導管に接続されてよく)、一方、下部ケーシング構成要素は、入口導管上のネジ山によって軸方向に駆動可能でよい。使用時には、入口導管は、閉位置と開位置との間で入口導管に沿って軸方向に下部ケーシング構成要素を駆動してよく、一方、上部ケーシング構成要素は軸方向に適切な位置にあるままとなる。
その他の実施形態では、上部ケーシング構成要素は、入口導管上のネジ山に接続されてよく、下部ケーシング構成要素は、入口導管を中心に自由に回転可能であってよい。上部ケーシング構成要素は、閉位置と開位置との間で入口導管上のネジ山によって軸方向に駆動可能であってよく、一方、下部ケーシング構成要素は、入口導管に対して軸方向に拘束されてよい。
その他の実施形態では、フィルタユニットは、閉位置と開位置との間で上部及び/又は下部ケーシング構成要素を駆動するための機械式アクチュエータを含んでよい。
フィルタユニットは、収集壁の内側から収集された微粒子状物質を掻き取るために入口導管に取り付けられた掻取プレート(例えば、掻取ディスク)を含んでよい。
当該プレートは、チャンバの幅全体に亘って半径方向に延在してよい(すなわち、プレートの半径方向外縁は、チャンバの収集壁に接触し得る)。
前記プレート(軸方向可動掻取プレート)は、下部ロック位置と上部係合位置との間で入口導管に沿って軸方向に(すなわち、入口導管の上下に)移動可能であってよい。プレートが入口導管の上下に移動すると、プレートは、効果的に収集壁を掻き擦ることができ、よって、収集壁の内面に蓄積した微粒子状物質の層を掻き取ることができる。掻取プレート/ディスクの半径方向外縁は、上方向角縁(Upwardly angled edge)を含んでよい。当該角縁は、収集壁を掻き擦る助けになるように鋭くされてよい。角縁は、チャンバの幅/直径の若干のバリエーションを受容するように可撓性であってよい。
掻取プレート/ディスクを含む実施形態では、入口導管は、モータのドライブシャフトを形成してよく、かつ入口導管の外面はネジ山を含んでよい。前述の通り、入口導管が親ネジとして作用するように、入口導管はモータによって回転可能であってよい。
掻取プレートがチャンバと共に回転するように、掻取プレートは、チャンバに対して回転可能に結合されてよい(例えば、掻取プレートは、チャンバにおけるスロットに嵌め込み可能な留め釘、タブ又はピンを含んでよい)。
掻取プレート/ディスクは入口導管に取り付けられてよい。当該プレート/ディスクは、入口導管に対して横方向に/半径方向に拘束されてよく、例えば、プレートは、入口導管を収容するための軸方向スロット又は穴を含んでよい。よって、掻取プレートが入口導管に沿って軸方向に入口導管に移動する際、掻取プレートは、入口導管に合わせて軸方向に整列されたままとなってよい。軸方向スロットの内面は、入口導管上のネジ山に接続し得るネジ山を含んでよく、すなわち、掻取プレートが、ネジ山の回転によって入口導管に沿って軸方向に駆動可能となるように、掻取プレートは入口導管上のネジ山に接続してよい。入口導管は、掻取プレートに対して親ネジとして作用してよく、すなわち、入口導管の回転が、入口導管に沿って軸方向に掻取プレートを駆動する。
掻取プレートは、上部係合位置にある場合、上部ケーシング構成要素と係合可能であってよく、よって使用時には、入口導管の軸方向上へと掻取プレートが移動した結果、掻取プレートは、上部ケーシング構成要素に押し付けられ、上部ケーシング構成要素を閉位置から開位置へと移動させることとなり、そして入口導管の軸方向下へ、かつ上部ケーシング構成要素から離れるようにプレートが移動すると、上部ケーシング構成要素を開位置から閉位置へと移動させることになる。
掻取プレートを含む実施形態では、上部及び下部ケーシング構成要素(例えば、チャンバの蓋及び基部の形態で)は、入口導管を中心に自由に回転可能であってよい。
掻取プレートは、下部ロック位置にある場合に、下部ケーシング構成要素に対してロック可能であってよく、例えば、掻取プレートは、下部ケーシング構成要素の底に達するように構成されてよい。下部ロック位置にある場合の掻取プレートの回転は、下部ケーシング構成要素を回転するように構成されてよい。
第2の態様に従って提供されるフィルタユニットは、微粒子含有液から微粒子状物質を分離するためのものであって、
軸方向上端壁と、軸方向上端壁と対向する軸方向下端壁と、粒子収集周壁とによって画定されるチャンバであって、前記上端壁及び下端壁が粒子収集周壁によって間隔を空けられ、前記チャンバは、前記液に回転運動を与えるために回転軸を中心に回転可能である、チャンバと、
前記チャンバ内へ微粒子含有液を配送するための入口と、
前記チャンバから濾過液を排出するための出口と、
を備え、
前記チャンバは、前記チャンバ内から微粒子状物質を分注するための粒子分注開口部を備える、フィルタユニットである。
粒子分注開口部は、第1の態様について前述の通りであってよい。実際のところ、第1の態様に関連する前述のいずれの特徴も、第2の態様と組合せ可能である。
粒子分注開口部は、チャンバの外へ微粒子状物質を分注するために選択的に開口可能であってよい。
粒子分注開口部は、チャンバの収集壁における開口部であってよい。
粒子分注開口部は、開位置にある場合、上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間の環状開口部であってよい。
これらの実施形態では、チャンバは、チャンバを形成するように接合する多数のケーシング構成要素から形成されてよい。ケーシング構成要素は、1つ以上の周辺継目で接合されてよい。1つ又は複数の周辺継目は液密シールを形成してよい。粒子分注開口部は、周辺継目に設けられてよく、すなわち、周辺継目は、環状粒子分注開口部を形成するように選択的に開口可能であってよい。
チャンバは、2つのケーシング構成要素、すなわち、周辺継目で接合し得る上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素とから形成されてよい。上部ケーシング構成要素は上端壁を含んでよい。下部ケーシング構成要素は下端壁を含んでよい。上部及び下部ケーシング構成要素は、ケーシング半体であってよい。上部ケーシング構成要素は蓋でよく、下部ケーシング構成要素はチャンバの基部でよい。
上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素は、上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素が周辺継目で接合して閉じたチャンバを形成する閉位置と、上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素が周辺継目で分離して、周辺継目にて環状開口部を形成する開位置との間で移動可能となってよい。
上部及び下部ケーシング構成要素は、閉位置に付勢されてよい(すなわち、上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素を閉位置から開位置へと移動するために力が必要となる)。上部ケーシング構成要素は、例えば、ばね(例えば、コイルばね)を介して閉位置に向かって付勢されてよい(すなわち、上部ケーシング構成要素は下部ケーシング構成要素に向かって付勢されてよい)。ばねは、上部ケーシング構成要素の軸方向上側に位置付けられてよい。ばねは入口導管に外接してよい。
移動可能な上部及び下部ケーシング構成要素を含む実施形態では、入口導管は駆動手段のドライブシャフトを形成してよく、かつ入口導管の外面は、ネジ山を含んでよい。入口導管が親ネジとして作用するように、入口導管はモータによって回転可能であってよい。
上部及び下部ケーシング構成要素は、入口導管に取り付けられてよい。上部及び下部ケーシング構成要素は、入口導管に対して横方向に/半径方向に拘束されてよい(例えば、上部及び下部ケーシング構成要素はそれぞれ、入口導管を収容するための軸方向スロット(又は穴)を含んでよい)。よって、上部及び下部ケーシング構成要素が閉位置と(環状粒子分注開口部が形成される)開位置との間を移動する際、上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素は、入口導管に合わせて軸方向に整列したままとなってよい(従って、互いに軸方向に整列したままとなる)。
軸方向スロット/穴の内面は、入口導管上のネジ山に接続し得るネジ山を含んでよく、すなわち、ケーシング構成要素がネジ山の回転によって入口導管に沿って軸方向に(すなわち、入口導管の上下に)駆動可能となるように、上部及び下部ケーシング構成要素は、入口導管上のネジ山に接続してよい。特に、上部及び下部ケーシング構成要素は、ネジ山の回転によって閉位置と開位置との間で入口導管に沿って軸方向に駆動可能であってよい。上部及び下部ケーシング構成要素を入口導管上のネジ山に接続することによって、入口導管は、ケーシング構成要素に対して親ネジとして作用してよく、すなわち、入口導管の回転は、開位置と閉位置との間で入口導管に沿って軸方向に上部及び下部ケーシング構成要素を駆動してよい。当業者は、入口導管の回転慣性が、上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間に付きものの摩擦を解消することを理解するであろう。
いくつかの実施形態では、下部ケーシング構成要素のみが入口導管上のネジ山に接続されてよい。上部ケーシング構成要素は、入口導管を中心に自由に回転可能であってよい(例えば、上部ケーシング構成要素が入口導管上のネジ山によって駆動可能とならないように、上部ケーシング構成要素における軸方向スロット/穴の内面は滑らかである(又は平軸受によって接続されてよい))。上部ケーシング構成要素は、入口導管に対して軸方向に拘束されてよく(例えば、軸方向スロット/穴は、入口導管の壁の中の溝内に保持可能であってよく、又は上部ケーシング構成要素は、肩及びサークリップによって入口導管に接続されてよく)、一方、下部ケーシング構成要素は、入口導管上のネジ山によって軸方向に駆動可能でよい。使用時には、入口導管は、閉位置と開位置との間で入口導管に沿って軸方向に下部ケーシング構成要素を駆動してよく、一方、上部ケーシング構成要素は軸方向に適切な位置にあるままとなる。
その他の実施形態では、上部ケーシング構成要素は、入口導管上のネジ山に接続されてよく、下部ケーシング構成要素は、入口導管を中心に自由に回転可能であってよい。上部ケーシング構成要素は、閉位置と開位置との間で入口導管上のネジ山によって軸方向に駆動可能であってよく、一方、下部ケーシング構成要素は、入口導管に対して軸方向に拘束されてよい。
その他の実施形態では、フィルタユニットは、閉位置と開位置との間で上部及び/又は下部ケーシング構成要素を駆動するための機械式アクチュエータを含んでよい。
フィルタユニットは、収集壁の内側から収集された微粒子状物質を掻き取るために入口導管に取り付けられた掻取プレート(例えば、掻取ディスク)を含んでよい。
当該プレートは、チャンバの幅全体に亘って半径方向に延在してよい(すなわち、プレートの半径方向外縁は、チャンバの収集壁に接触し得る)。
前記プレートは、下部ロック位置と上部係合位置との間で入口導管に沿って軸方向に(すなわち、入口導管の上下に)移動可能であってよい。プレートが入口導管の上下に移動すると、プレートは、効果的に収集壁を掻き擦ることができ、よって、収集壁の内面に蓄積した微粒子状物質の層を掻き取ることができる。掻取プレート/ディスクの半径方向外縁は、上方向角縁を含んでよい。当該角縁は、収集壁を掻き擦る助けになるように鋭くされてよい。角縁は、チャンバの幅/直径の若干のバリエーションを受容するように可撓性であってよい。
掻取プレート/ディスクを含む実施形態では、入口導管は、モータのドライブシャフトを形成してよく、かつ入口導管の外面はネジ山を含んでよい。前述の通り、入口導管が親ネジとして作用するように、入口導管はモータによって回転可能であってよい。
掻取プレートがチャンバと共に回転するように、掻取プレートは、チャンバに対して回転可能に結合されてよい(例えば、掻取プレートは、チャンバにおけるスロットに嵌め込み可能な留め釘を含んでよい)。
掻取プレート/ディスクは入口導管に取り付けられてよい。プレート/ディスクは、入口導管に対して横方向に/半径方向に拘束されてよく、例えば、プレートは、入口導管を収容するための軸方向スロット又は穴を含んでよい。よって、掻取プレートが入口導管に沿って軸方向に入口導管に移動する際、掻取プレートは、入口導管に合わせて軸方向に整列されたままとなってよい。軸方向スロットの内面は、入口導管上のネジ山に接続し得るネジ山を含んでよく、すなわち、掻取プレートが、ネジ山の回転によって入口導管に沿って軸方向に駆動可能となるように、掻取プレートは入口導管上のネジ山に接続してよい。入口導管は、掻取プレートに対して親ネジとして作用してよく、すなわち、入口導管の回転が、入口導管に沿って軸方向に掻取プレートを駆動する。
掻取プレートは、上部係合位置にある場合、上部ケーシング構成要素と係合可能であってよく、よって使用時には、入口導管の軸方向上へと掻取プレートが移動した結果、掻取プレートは、上部ケーシング構成要素に押し付けられ、上部ケーシング構成要素を閉位置から(微粒子分注開口部が形成される)開位置へと移動させることとなり、そして入口導管の軸方向下へ、かつ上部ケーシング構成要素から離れるようにプレートが移動すると、上部ケーシング構成要素を開位置から閉位置へと移動させることになる。
掻取プレートを含む実施形態では、上部及び下部ケーシング構成要素(例えば、チャンバの蓋及び基部の形態で)は、入口導管を中心に自由に回転可能であってよい。
掻取プレートは、下部ロック位置にある場合に、下部ケーシング構成要素に対してロック可能であってよく、例えば、掻取プレートは、下部ケーシング構成要素の底に達するように構成されてよい。下部ロック位置にある場合の掻取プレートの回転は、下部ケーシング構成要素を回転するように構成されてよい。
上部及び下部ケーシング構成要素の収集壁は、ケーシング構成要素とケーシング構成要素との間の周辺継目に向かって外側にテーパしてよく、よって、チャンバの最も幅広の部分は周辺継目のところとなってよい。これにより、上部及び下部ケーシング構成要素が開位置に移動した際に、微粒子状物質が直ちに環状開口部から抽出できるように、微粒子状物質が周辺継目にて効果的に凝縮されることを可能にする。
収集壁は、テーパ付き部分を含んでよい(例えば、チャンバは円錐台状部分を含んでよい)。例えば、チャンバの最も幅広の部分(及び粒子分注開口部)が、チャンバの軸方向の長さの中間に向かって形成されるように、上部ケーシングは外側へ(上部壁から周辺継目へと)テーパが付されてよく、かつ下部ケーシングは内側へ(周辺継目から下部壁へ)テーパが付されてよい。
分注開口部は、収集壁の底部に向かって(すなわち、下端壁に向かって)形成されてよい。
これらの実施形態では、チャンバは、入口導管(入口導管は前述の通り第1の態様用である)の周りに螺旋状に延在する少なくとも1つの螺旋状バッフルを含んでよく、例えば、バッフルは、概して内部アルキメデス式スクリューポンプとして形作られてよい。螺旋状バッフルの1つ又は複数の羽根は、入口導管から収集壁に向かって半径方向に延在してよく、これにより、液体を入口導管の周りに螺旋状に移動させる。螺旋状バッフルはチャンバと共に、例えば、濾過中に入口導管と共に回転可能であってよい。
チャンバの螺旋状バッフルのうちの1つは、チャンバの周縁の一部の周りに延在する側壁を含んでよい。側壁は、粒子分注開口部に合わせて整列可能な開口部を含んでよく、これにより(濾過の後の)粒子分注使用時には、開口部が粒子分注開口部に合わせて整列すると、微粒子状物質を開口部から分注することができる。
側壁は、螺旋状バッフル(又は、多数の螺旋状バッフルが含まれる場合には、当該多数の螺旋状バッフルのうちの1つ)の羽根から、例えば、螺旋状バッフルの羽根の下部部分から延在してよい。濾過の後に側壁開口部を粒子分注開口部に合わせて整列させるように、螺旋状バッフルは、回転軸を中心に回転可能であってよい。前述のように、螺旋状バッフルはアルキメデス式スクリューポンプとして形作られてよく、これにより使用時には、螺旋状バッフルの回転は、収集壁上に収集された微粒子状物質を、粒子分注開口部に向けて下方向へと押し得る。
粒子分注開口部は、下端壁における開口部であってよい。
これらの実施形態では、フィルタユニットは、前述の通り軸方向下端壁と入口との間の第1の態様用のガイドプレートを含んでよい。ガイドプレートは、例えば、リブによって下端壁に接続されて/取り付けられてよい。ガイドプレートは、軸方向下端壁とガイドプレートとの間に追加のスペースを作るように、チャンバ内で軸方向上方へと移動可能であってよい。上方に移動する際に、収集壁からデブリを除去する(例えば、重力により)ことを可能にするために、粒子分注開口部が露出される。ガイドプレートは、粒子分注開口部を閉じるために、軸方向下方に移動可能であってよい。フィルタユニットは、ガイドプレートを下端壁に接続する機械式アームを含んでよい。機械式アームは、チャンバ内にてガイドプレートを軸方向上方にかつ/又は下方に移動するように構成されてよい。ガイドプレートには、前述の通り第1の態様用の軸方向に延在するリブを設けてよい。
その他の実施形態では、ガイドプレートは、チャンバに対して軸方向に固定されてよく、すなわち、チャンバ内で軸方向に移動可能ではない。これは、粒子分注開口部を通して延在する、例えば、軸方向下端壁に設けられた粒子分注開口部を通して延在するロータ又は台座に取り付けられてよい。これは、粒子分注開口部が、稼働中にチャンバに流体連通していること、すなわち、ガイドプレートが軸方向下端壁を封止しないことを意味し得る。その代わり、軸方向に固定されたガイドプレートは、リブ上に置かれ、リブとリブの間に経路を有して、粒子分注開口部へのアクセスを提供する。
ガイドプレートを備えた実施形態、例えば、ガイドプレート及び開いた/露出された粒子分注開口部を備えた実施形態では、入口は、前述の通りの入口導管、例えば、軸方向下端壁の近位に(かつガイドプレートの近位に)開口部を有する入口導管を備えてよい。導管は、前述の通りの上部又は下部フランジ、例えば、それぞれが各通気孔/ブリード配置を有する上部及び/又は下部フランジを含んでよい。
粒子分注開口部が軸方向下端壁にある場合、フィルタユニットは、粒子分注開口部と流体連通する第2の(下部)チャンバをさらに備えてよい。第2のチャンバは、(第1の)チャンバと一体に形成されてよい。
第2のチャンバは、粒子分注開口部と流体連通する開口部を備えた軸方向上端壁を有してよい。第2のチャンバの軸方向上端壁は、第2の出口を有してよく、例えば、第2のチャンバの軸方向上端壁上にリング状に配された一連の出口穴を有してよい。1つ又は複数の第2の出口穴は、(第1の)チャンバの軸方向上端壁における1つ又は複数の出口の半径方向外側であってよい。第2のチャンバは、第2の(下部)粒子分注開口部を備えた軸方向下端壁を有してよい。これは、第2のチャンバの軸方向上端壁と軸方向下端壁との間に延在する収集周壁を有してよい。
((第1の)チャンバの)粒子分注開口部に面する収集開口部を備えた受け凹部を有する収集カップが、第2の(下部)チャンバに設けられてよい。収集カップは、軸方向台座/ロータに取り付けられてよく、例えば、(第1の)チャンバのガイドプレートが取り付けられている軸方向台座/ロータに取り付けられてよい。収集カップは、収集開口部が収集カップの基部よりも幅広になるように、テーパ付き壁を有する。
使用時には、微粒子状物質を含むペースト又は濃縮液が、(第1の)チャンバの粒子分注開口部から、当該ペースト又は濃縮液が収集カップ内に収集される第2のチャンバの中へと、(重力下で)放出される。
フィルタユニットの回転が再開すると、濃縮液/ペーストは、遠心力下で収集カップの基部からテーパ付き壁の上方へと移動し、カップから第2のチャンバの周壁上へと投げ飛ばされる。濃縮物/ペースト内の液体は、軸方向上端壁における1つ又は複数の出口から放出されて、濃縮物/ペーストはさらに濃縮される。回転が停止すると、第2のチャンバの周壁上に収集された微粒子状物質は、下部粒子分注開口部を通して重力下でフィルタユニットから放出される。
第2の態様のいずれの実施形態についても、入口及び/又は出口は、前述の通り第1の態様用であってよい。例えば、入口は、前述の通り入口導管によって、例えば、下端壁の近位の軸方向及び/又は側部開口部を備えた軸方向上端壁から又は当該軸方向上端壁を通して延在する入口導管によって提供されてよい。
入口導管は、前述の通り第1の態様用の出口(例えば、上部)フランジを含んでよい。
当該又は各フランジは、前述の通りそれぞれの通気孔/ブリード配置を含んでよい。
出口は、例えば、端壁における円形の開口部などの円形の開口部を含んでよい。出口は、入口導管に外接する環状開口部を含んでよく、かつ入口導管から半径方向に間隔を空けてよく、又は入口導管まで延在してよい。
いくつかの実施形態では、出口は、(例えば、上端壁における)環状開口部、並びに(例えば、上端壁における)追加の開口部又は多数の追加の開口部を含んでよい。環状開口部は、入口導管の近位であってよく、かつ追加の開口部は、入口導管から半径方向に遠位であってよい。
ガイドプレートがある実施形態、例えば、軸方向に静止したガイドプレート及び露出した分注開口部がある実施形態において、(軸方向下端壁における)粒子分注開口部の直径は、(軸方向上端壁における)環状出口の直径よりも小さくてよい。
第2の態様のフィルタユニットは、(チャンバから微粒子状物質を抽出/放出するために)粒子分注形態で稼働されるように構成されてよい。フィルタユニットは、(第1の態様について前述した)排水形態で稼働された直後に、粒子分注形態で稼働されてよい。フィルタユニットは、フィルタユニットが使用形態で稼働された20、30又は100サイクルごとに、粒子分注形態で稼働されるように構成されてよい。いくつかの実施形態では(例えば、微粒子高含有液体を濾過する場合)、フィルタユニットは、使用形態で稼働された直後に排水形態及び粒子分注形態で稼働されるように構成されてよい。
第3の態様に従って提供される洗浄装置は、布帛を洗浄するためのものであって、
その中にドラムが回転可能に取り付けられたハウジングであって、前記ドラムが、前記ドラムから液体を排出するように構成された1つ以上の穴を備える側壁を含む、ハウジングと、
前記ドラムの下流に位置し、かつ前記ドラムから排出された液体を収集するように構成された、収集器と、
第1又は第2の態様に係るフィルタユニットと、
前記収集器と、前記フィルタユニットの前記入口との間の流れ経路と
を備える洗浄装置である。
フィルタユニットの出口は、ドラムに流体接続されてよい。例えば、フィルタユニットの出口は、洗浄プロセス中にドラムに流体接続されるように、ドラムに選択的に流体接続可能としてよい。出口フィルタユニットは、排水プロセス中に排水口に選択的に流体接続可能としてよい。
装置は洗濯機であってよい。フィルタユニットは、洗浄性能を改善するため、洗浄サイクルの間に洗浄水中の水を洗浄するために使用することができる。
第4の態様に従って提供される方法は、第1又は第2の態様に係るフィルタユニットを含む洗浄装置内の微粒子含有液から微粒子状物質を濾過する方法であって、
入口を介してチャンバ内に微粒子含有液を導入することと、
入口から粒子収集周壁へと半径方向にかつ粒子収集周壁に沿って軸方向に前記液を移動させるように構成された第1の速度で、チャンバを回転軸を中心に回転させることとを含む、方法である。
回転軸を中心にチャンバを回転することは、チャンバを回転するためにモータを稼働することを含んでよい。
前記方法は、液体に作用する重力よりも桁違いに大きい遠心力を、回転する液体中に生成するように構成された第1の速度でチャンバを回転することを含んでよい。
遠心力が重力よりも桁違いに大きくなるため、当業者にとっては、フィルタユニットがいずれの配向でも、すなわち、上下逆に、水平に、又はその中間のいずれのポイントでも、記載の通り効果的に作動し得ることは明らかであろう。
いずれかの形態のバリアフィルタ(例えば、メッシュ)を使用することなしに、粒子収集周壁(すなわち、収集壁)にて望ましいパーセンテージの微粒子状物質を捕獲するのに十分な遠心力となるように、回転速度を選択してよい。
第1の速度は、1000~10000回転/分の速度でよく、例えば、より小さい家庭用フィルタユニット用では約10000回転/分で、例えば、約4000回転/分で、又は例えば、より大きいフィルタユニット用では約6000回転/分でよい。
前記方法は、液体中で生成される遠心力が15000ms-2又は約1500Gとなるように、チャンバを回転することを含んでよい。
前記方法は、前述の通り第1及び第2の態様用の入口導管を設けること、チャンバと同じ方法及び/又は同じ回転速度で入口導管を回転軸を中心に回転することを含んでよい。
前記方法は、液体内の微粒子状物質が収集壁にて収集され、濾過液が出口から出るように、前述の通り第1の態様用の出口を設け、かつ第1の速度でチャンバを回転することを含んでよい。
フィルタユニットは、1~120秒の滞留時間(すなわち、所定容量の回転する液体が、チャンバの外に放出される前に回転チャンバ内に留まる時間量)を有してよい。
例えば、フィルタユニットは、6秒の滞留時間を有してよく、例えば、フィルタユニットは、1リットルのチャンバ容量及び10リットル/分の流量を有してよい。例えば、フィルタユニットは、120秒の滞留時間を有してよく、例えば、フィルタユニットは、1リットルのチャンバ容量及び0.5リットル/分の流量を有してよい。
フィルタユニットは、0.5リットル/分~20リットル/分の流量を有してよい。例えば、フィルタユニットは、約10リットル/分の流量を有してよい。いくつかの実施形態では、フィルタユニットは、15~20リットル/分の流量を有してよい。大幅により高い流量の実施形態も想定されている。
また、フィルタチャンバの容量を増やすことによって、滞留時間を増やしてもよい。滞留時間を増やすことは、濾過効率を高めるということが示されており、すなわち、フィルタユニットは、特に小さい粒子を濾過し、フィード液内のより大きいパーセンテージの微粒子状物質を捕獲することができる。
フィルタを通る流量を変動させることによって、使用中にフィルタの分離効率を変動させてよい。チャンバへの入口をスロットルで調整することによって、又はチャンバ内の1つ又は複数の出口開口部のサイズ及び/又は回転軸に対する1つ又は複数の出口開口部の位置を変更することによって、流量を変動させてよい。液体品質センサは、出口でフィルタから出る液体の清浄度、及び一定の濾過効率を維持するために調整された流量を監視してよい。
上記特徴は、使用形態で稼働されるフィルタユニットに関し得る。利用可能な液体がすべて濾過されると、液体はもはや入口に導入されなくなってよい。
チャンバに残った液体は、出口を介してチャンバから放出されてよい。
前記方法は、上端壁における環状開口部及び前述の通り第1の態様用の上端壁における追加の開口部を含む出口を設け、かつ濾過液が環状開口部から出るように第1の速度でチャンバを回転することを含んでよい。利用可能な液体がすべて濾過されると、液体はもはや入口に導入されなくなってよい。チャンバ内に残った液体は、追加の開口部を介してチャンバから放出されてよい。
残っている液体がチャンバから放出されると、チャンバは回転を停止してよい。チャンバが回転を停止すると、収集壁上に収集された微粒子状物質は、下端壁に向けて落ちる(重力下で)ことができるようになってよい。前記方法は、チャンバが回転を停止すると、微粒子状物質が粒子分注開口部から落ちるように、前述の通り第1の態様用の下端壁における粒子分注開口部を設けることを含んでよい。
前述の通り、すべての液体がチャンバから放出されるわけではない場合もある。使用形態でフィルタユニットを稼働した場合にチャンバから放出されなかった残液は、チャンバ内に残ったままでもよい。
前記方法は、残液をチャンバから流し出すためにフィルタユニットを排水形態で稼働することを含んでよい。残液をチャンバから排水させることは、収集壁に堆積された微粒子状物質をペースト/濃縮液に濃縮させ(すなわち、微粒子状物質の水分を減らす)、又は微粒子状物質を、処理がより簡単であって、従ってチャンバからの微粒子状物質の除去を容易にする固体となるように乾燥させ得る。
前記方法は、前述の通り第1及び第2の態様用の1つ又は複数の排水弁を設け、かつ1つ又は複数の排水口の1つ又は複数の排水弁(例えば、1つ又は複数の遠心バルブ)を開くために第2の速度でチャンバを回転することを含んでよい。前記方法は、残液をチャンバから流し出すための1つ又は複数の排水弁を開くことを含んでよい。前記方法は、上端壁に1つ又は複数の排水弁を設け、1つ又は複数の排水弁を開け、かつチャンバから残液を排水液体水位まで流し出すためにチャンバを回転することを含んでよい。
前記方法は、前述の通り第1の態様用の使用形態のL型出口導管を設け、かつ収集壁で微粒子状物質を収集するためにチャンバを回転することを含んでよい。前記方法は、使用形態から排水形態までL型出口導管を回転し、かつ排水液体水位までチャンバ内の残液を流し出すためにチャンバを回転することを含んでよい。前記方法は、前述の通り第1の態様用の機械式リンク機構を設け、かつ排水形態ではく使用形態からL型出口導管を回転するように機械式リンク機構を稼働することを含んでよい。
前記方法は、前述の通り第1及び第2の態様用の入口導管を設け、かつ第1の方向(例えば、時計回りに)入口導管を回転することを含んでよい。前記方法は、入口導管とチャンバとの間に付きものの摩擦により第1の方向にチャンバを回転するために、第1の方向に入口導管を回転することを含んでよい。
前記方法は、前述の通り第1及び第2の態様用の上部及び下部ケーシング構成要素を設け、かつ上部及び下部ケーシング構成要素が閉位置にある場合に、入口導管を第1の方向に回転させることを含んでよい。前記方法は、入口導管及び下部ケーシング構成要素を第1の方向に回転させることを含んでよい。前記方法は、上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間に付きものの摩擦により下部ケーシング構成要素と同じ方向かつ同じ回転速度で上部ケーシング構成要素を回転するために、下部ケーシング構成要素を回転することを含んでよい。
前記方法は、第2の方向に(例えば、反時計回りに)入口導管を回転することを含んでよい。前記方法は、入口導管上のネジ山を設け、かつ入口導管上のネジ山を第2の方向に回転させるために入口導管を第2の方向に回転させることを含んでよい。前記方法は、下部ケーシング構成要素を閉位置から開位置へと駆動させるためにネジ山を第2の方向に回転させて、これによって上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間に環状開口部を設けることを含んでよい。上部ケーシング構成要素が入口導管に軸方向に固定される第1/第2の態様の実施形態において、前記方法は、ネジ山を第2の方向に回転させ、かつ下部ケーシング構成要素を入口導管の軸方向下側に閉位置から開位置へと駆動させるために、入口導管を第2の方向に回転させる(かつ上部ケーシング構成要素を軸方向において適所に維持する)ことを含んでよい。
前記方法は、上部及び下部ケーシング構成要素が開位置にある場合にチャンバを回転し、それによって、上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間の環状開口部から半径方向外側に収集された微粒子状物質を放出することを含んでよい。放出された微粒子状物質は、横方向下面に沿って環状開口部から放出されてよい。
前記方法は、上部及び下部ケーシング構成要素が開位置にある場合に、入口導管を第1の方向に回転させることを含んでよい。前記方法は、ネジ山を第1の方向に回転させ、かつ開位置から閉位置へと入口導管の上方に下部ケーシング構成要素を駆動し、これによって上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間の環状開口部を閉じるために、第1の方向に入口導管を回転することを含んでよい。
上部及び下部ケーシング構成要素の両方が入口導管上のネジ山に接続されている実施形態において、前記方法は、閉位置から開位置へと上部及び下部ケーシング構成要素の両方を駆動するために、ネジ山を第2の方向に回転することを含んでよい。前記方法は、開位置から閉位置へと上部及び下部ケーシング構成要素の両方を駆動するために、ネジ山を第1の方向に回転することを含んでよい。
前記方法は、前述の通り第1の態様用の掻取プレートを設け、そして掻取プレートが下部ロック位置にあり、かつ上部及び下部ケーシング構成要素が閉位置にある場合に、入口導管を第1の方向に回転させることを含んでよい。前記方法は、下部ケーシング構成要素を第1の方向に回転させるために(掻取プレートがロックされ又は下部ケーシング構成要素の底に達したため)、掻取プレートを第1の方向に回転させることを含んでよい。
前記方法は、ネジ山を第2の方向に回転させ、かつ掻取プレートを下部ロック位置からロック解除し、よって、掻取プレートを下部ケーシング構成要素からロック解除するために、入口導管を第2の方向に回転させることを含んでよい。前記方法は、下部ロック位置から上部係合位置へと入口導管の軸方向上方に掻取プレートを駆動するために、ネジ山を第2の方向に回転させることを含んでよい。前記方法は、入口導管を第2の方向に回転させ、かつ上部ケーシング構成要素に対して掻取プレートを駆動することを含んでよい。前記方法は、上部ケーシング構成要素に対して掻取プレートを駆動し、かつ閉位置から開位置へと上部ケーシング構成要素を移動するために、入口導管を第2の方向に回転させることを含んでよい。
上部ケーシング構成要素に対して掻取プレートを上方に駆動することで、上部ケーシング構成要素を閉位置に向けて押すばねの付勢を解消するために、上部ケーシング構成要素に対して十分な上向きの力を適用し得る。前記方法は、上部ケーシング構成要素が開位置にある場合に、チャンバを回転し、これによって、上部ケーシング構成要素と下部ケーシング構成要素との間の環状開口部から半径方向外側に微粒子状物質を放出することを含んでよい。
前記方法は、ネジ山を第1の方向に回転させるために、入口導管を第1の方向に回転させることを含んでよい。
前記方法は、入口導管の軸方向下方に掻取プレートを駆動するために掻取プレートが上部係合位置にある場合、ネジ山を第1の方向に回転させることを含んでよい。
前記方法は、入口導管の下方に掻取プレートを駆動し、かつ開位置から閉位置へと上部ケーシング構成要素を移動するために、ネジ山を第1の方向に回転させることを含んでよい。ばねが上部ケーシング構成要素を閉位置へと付勢することは、掻取プレートが入口導管の下方に駆動された場合、上部ケーシング構成要素が開位置から閉位置へと移動することを確実にし得る。前記方法は、掻取プレートを下部ロック位置まで入口導管の軸方向下方に駆動するためにネジ山を第1の方向に回転させ、かつ掻取プレートを下部ケーシング構成要素にロックすることを含んでよい。
前記方法は、螺旋状バッフルを設け、かつ螺旋状バッフルをチャンバに対して回転させることを含んでよい。前記方法は、螺旋状バッフルを回転チャンバよりも30~60回転/分速く又は遅く回転させることによって、螺旋状バッフルをチャンバに対して回転させることを含んでよい。
前記方法は、螺旋状バッフルをチャンバに対して回転させ、かつ分注開口部を開けるために側壁開口部を粒子分注開口部に合わせて整列させることを含んでよい。前記方法は、微粒子状物質が分注開口部から半径方向外側に放出されるように、側壁開口部が粒子分注開口部に合わせて整列された場合、チャンバを回転することを含んでよい。前記方法は、螺旋状バッフルの回転ごとに1回、側壁開口部が粒子分注開口部に合わせて整列するように、チャンバに対して螺旋状バッフルを回転することを含んでよい。
前記方法は、チャンバに対して螺旋状バッフルを回転し、かつ分注開口部を閉じるために粒子分注開口部に合わせて側壁開口部が整列しないようにすることを含んでよい。
上記の説明は液体から微粒子状物質を濾過するためのフィルタユニットに関係しているが、ガスから又はガス内の液体粒子の微細懸濁液から微粒子状物質を濾過するために、同技術が適用され得ることが直ちに明白となるであろう。
当該開示は、説明された複数の態様及び好ましい特徴の組合せを含む。但し、当該組合せが明らかに許可不能である場合又は明示的に回避される場合を除く。
添付の図面を参照して実施形態について以下に検討する。
第1の実施形態に係るフィルタユニットの概略図である。 第2の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 第3の実施形態に係るフィルタユニットの概略図である。 第4の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 多様なバッフル配置を含むフィルタユニットの一実施形態を示す。 多様なバッフル配置を含むフィルタユニットの一実施形態を示す。 多様なバッフル配置を含むフィルタユニットの一実施形態を示す。 別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 排水用フィルタユニットの一実施形態を示す。 排水用フィルタユニットの一実施形態を示す。 開閉位置におけるフィルタユニットの別の実施形態を示す。 開閉位置におけるフィルタユニットの別の実施形態を示す。 開閉位置におけるフィルタユニットの別の実施形態を示す。 開閉位置におけるフィルタユニットの別の実施形態を示す。 別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 さらに別の実施形態に係るフィルタユニットの断面図である。 図22の改変したフィルタユニットの断面図である。
添付の図面を参照して、複数の態様及び実施形態を以下に検討する。追加の態様及び実施形態が当業者にとって明らかとなるであろう。
図1は、第1の実施形態に係るフィルタユニット10の概略図を示す。フィルタユニット10は、軸方向上端壁(上端壁)14によって画定される円筒形のチャンバ12と、軸方向上端壁(上端壁)14と、上端壁14と対向する軸方向下端壁(下端壁)16と、粒子収集周壁(収集壁)18とを含む。上端壁14及び下端壁16は、収集壁18によって間隔を空けられており、かつ、接続されている。フィルタユニット10は、チャンバ12内に微粒子含有液を配送するための入口開口部23を含む。特に、入口23は、上端壁14を通してかつチャンバ12内へと軸方向に延在する入口導管20を含む。入口23の開口部(以下、「入口開口部23」とも称する)は、入口導管20の軸方向開口端である。
入口23は下端壁16に向かって開口している。入口開口部23と下端壁16との間の軸方向間隔が、入口開口部23と上端壁14との間の軸方向間隔よりも小さくなるように、入口導管20は、チャンバ12の軸方向長さの80%よりも大きい長さを含む。
フィルタユニット10は、チャンバ12から濾過液を排出するための上端壁14における出口24を含む。この実施形態において、出口24は入口導管20に外接する環状開口部である。
チャンバ12は、本実施形態においてチャンバ12の中心長手方向軸である回転軸30を中心に回転可能である。入口導管20の中心長手方向軸及び環状出口24の軸方向中心は、回転軸30と同軸である。フィルタユニット10は、回転軸30を中心にチャンバ12を回転するためのモータ34を含む。
矢印22で示される入口23から出口24までの液体の流路は、入口23から収集壁18までの半径方向構成要素と、収集壁18に沿った軸方向上方構成要素とを含む。下端壁16に向かって開口している入口23は、結果として、下端壁16に直に隣接しかつ並行である流路の半径方向構成要素となる。特に、下端壁16の内面25は、液体を入口23から収集壁18へと案内する間断のないガイド面を形成する。
図3では、フランジ50、特に下部フランジ50を含むフィルタユニット10の一実施形態を示す。フランジ50は、入口導管20の軸方向開口端23から半径方向外側に延在する。フランジ50の外縁と収集壁18との間の半径方向間隔(すなわち、横方向環状間隔)は、入口導管20の中心長手方向軸とフランジ50の外縁との間の半径方向間隔よりも小さい(すなわち、フランジ50の外縁は、入口導管20の中心長手方向軸よりも収集壁18に近い)。これは、チャンバ12に導入された液体の大部分が、より高い遠心力を受ける場所となるチャンバ12の収集壁18に向かって半径方向外側に逸らされることを効果的に確実なものとする。従って、収集壁18に沿った液体の軸方向構成要素は、収集壁18により近く、かつ好ましくは直に隣接する(すなわち、流路の軸方向構成要素は、チャンバ12の外縁に直に隣接する)。本実施形態において、フランジ50の下面52はガイド面を形成する。下端壁16の内面25及びフランジ50の下面52の両方は、液体を入口23から収集壁18へと案内するための間断のないガイド面を提供する。
図3の実施形態において、出口は回転軸30を中心にする環状開口部24である。回転軸30から環状開口部24への半径方向間隔は、環状開口部24から収集壁18への半径方向間隔よりも小さい(すなわち、環状開口部24は、収集壁18よりも回転軸30に近い)。
図3のフィルタユニット10は、ソリッドコア54(フィルタユニット10の他の部分を不明瞭にしないように外郭が示されている)を含む。ソリッドコア54は、入口導管20に外接し、チャンバ12の中心領域を遮断する。ソリッドコア54は、液体がより高い遠心力を受けることになる収集壁18に向かって液体を逸らす。ソリッドコア54は、チャンバ12の横方向幅の50%に亘って半径方向に延在する。ソリッドコア54は、フランジ50から上端壁14の近位まで軸方向に延在する。
図2は、フィルタユニット10の実施形態において提供され得る複数種類の出口を示す。前述の通り、出口は、入口導管20に外接する環状開口部24であってよい。いくつかの実施形態では、出口は、入口導管20から半径方向に間隔を空けた開口部46を含んでよい。図示される通り、液体が開口部46のみから出るように、必要な場合は、ロータリーシール42によって環状開口部を封止することができる。
図4では、フィルタユニット10の本実施形態は、入口導管20の開口端23のすぐ下流に、フランジ50と下端壁16との間に、入口インペラ60を含む。入口インペラ60の中心軸は、回転軸30と同軸である。入口インペラ60がチャンバ12の中心長手方向軸に垂直に回転可能となるように、入口インペラ60の羽根62は、チャンバ12を横切って横方向に/半径方向に置かれる。入口インペラ60は、チャンバ12に入る液体の流体を増し、かつチャンバ12の中へ液体を吸い込むように構成される。
フィルタユニット10は、出口24のすぐ下流に出口インペラ66も含む。入口インペラ60と同様に、出口インペラ66の中心軸は回転軸30と同軸であり、かつ出口インペラ66はチャンバ12の中心長手方向軸に垂直に回転可能である。出口インペラ66は、チャンバ12を通る液体の流量及びチャンバ12から出る液体の流量を増すように構成される。
図4のフィルタユニット10は、収集壁18の外面72に位置付けられた外部インペラ68も含む。外部インペラ68の羽根70は、収集壁18の外面72から半径方向外側に延在し、かつチャンバ12の軸方向長さに沿って延在する。外部インペラ68は、フィルタユニット10がポンプとして作用することを効果的に可能にする。
図5~図8は、フィルタユニット10に含まれ得る多様なバッフル配置を示す。最初に図5では、チャンバ12は、一連の交互な外側延在バッフル80a及び内側延在バッフル80bを含む。外側延在バッフル80aは、入口導管20から収集壁18の近位まで半径方向外側に延在し、かつ入口導管20の周縁全体の周りに延在する。内側延在バッフル80bは、収集壁18から入口導管20の近位まで半径方向内側に延在し、かつ収集壁18の周縁全体の周りに延在する。バッフル(80a、80b)は、矢印82によって示されるようにバッフルの周りに液体の流れを逸らすように構成される。これにより、液体が入口23から出口24へと移動する際に液体の流路を効果的に増し、よって、フィルタユニット10の滞留時間を増す。
図7は、チャンバ12が軸方向に延在する複数のリブ100を含む場合のフィルタユニット10を示す。リブ100は、収集壁18から入口導管20の近位まで半径方向に延在する。リブ100は、チャンバ12の周縁部の周りに半径方向に均等に間隔をおき、かつチャンバ12の長手方向全長に亘って軸方向に延在する。リブ100を含めることで、フィルタユニット10の濾過効率を高める。
図6は、チャンバ12が入口導管20の周りに半径方向に延在する螺旋状バッフル90を含む、フィルタユニット10を示す。螺旋状バッフル90の羽根92は、入口導管20から収集壁18まで半径方向に延在する。使用時には、これは液体を入口導管20の周りに螺旋状に移動させる。本実施形態において、入口導管20は、微粒子含有液を配送するための入口導管20の壁における開口部23を含む。
図8は、一連のリブ110を含むチャンバ12を備えたフィルタユニット10を示す。リブ110は、収集壁18から半径方向内側に延在し、かつ下端壁16と一体的に形成されている。よって、リブ110はチャンバ12と同じ回転速度で回転可能である。
リブ110は、チャンバ12の軸方向中心112から半径方向に間隔を空けている。入口23の下流の領域114には、配送された液体がチャンバ12に入ることができるようにリブ110が無い。リブ110の内側上部角116は面取りされ又は丸くされて、デブリがリブ110上に集まって入口23を遮ることを回避する。これにより、液体がチャンバ12内にスムーズに流れ込むことを効果的に促す。本実施形態において、フランジ50及び入口導管20は、チャンバ12の直径の30%以下に亘って半径方向に延在する。
リブ110は、チャンバ12の軸方向長さの4分の1に沿って軸方向に延在し、かつチャンバ12の中心長手方向軸112を中心に均等に半径方向に分配される。リブ110は、回転軸30を中心に回転可能であり、かつ使用時には、チャンバ12内で液体を回転するように構成されている。
リブ110は、チャンバ12と同じ回転速度で回転可能である。よって、リブ110は、効果的に液体をチャンバ12と同じ回転速度で回転させることができる。リブ無しでは、液体は回転するチャンバ12よりも遅い回転速度で回転し、その結果、濾過効率が低減し得る。リブ110を含めることで、チャンバ12内の液体が回転するチャンバ12と同じ回転速度で回転していることを確実にする。この結果、濾過効率は高くなり、また、フィルタユニット10を高い流量(例えば、15~20リットル/分)で稼働させることができ、その一方でなお高い濾過効率を達成し得る。
本実施形態において、入口導管20の軸方向中心から下部フランジ50の半径方向外縁までの距離は、リブ110を妨げないようにチャンバ12の半径の40%である(すなわち、入口導管20/下部フランジ50は、チャンバ12の直径の約40%を占める)。
図9は、一連のリブ110(上述の通り)と、上端壁14に向かう上部フランジ50aとを備えたフィルタユニット10を示す。上端壁14と上部フランジ50aとの間の軸方向間隔は、チャンバ12の軸方向長さの10%未満である。これにより、フランジがリブ110を妨げることを防ぐ。
次に図10は、テーパ付きの収集壁18を備えた(すなわち、チャンバ12は円錐台状である)フィルタユニット10を示す。本実施形態において、収集壁18は、上端壁14から下端壁16へと外側にテーパする。図10からわかるように、これにより、微粒子状物質36がチャンバ12の最も幅広の部分に集まることを効果的に促す。
図11は、上端壁14にて入口導管20の周りに環状の軸受兼シール材120を含むフィルタユニット10を示す。
図12及び図13は、フィルタユニット10の2つ代替配置を示す。まず図12では、上端壁14に入口開口部23’と、下端壁16に一対の出口開口部24’とを備えたフィルタユニット10を示す。矢印150で示される液体の流路は、入口23’から収集壁18までの半径方向構成要素と、収集壁18に沿った軸方向下側構成要素とを含む。図12の実施形態は、入口インペラ60及び上部フランジ50aも含む。入口インペラ60の羽根62は、上部フランジ50aを上端壁14に接続する。上端壁14の内面152及び上部フランジ50aの上面154は、液体を入口23’から収集壁18まで案内するための間断のないガイド面を提供する。
図13は、上端壁14に入口開口部23’と、ボルテックスファインダー156の形態の出口とを備えたフィルタユニット10を示す。ボルテックスファインダー156は、液体をチャンバ12から排出するための出口開口部158を備えた導管157を含む。ボルテックスファインダー156は、上端壁14を通して、かつチャンバ12から外へ延在する。
図14及び図15は、チャンバを排水するためのフィルタユニット10’及びフィルタユニット10”の2つの実施形態を示す。まずは最初に図14では、チャンバ内の排水口の2つの例を示す。
フィルタユニット10’は、上端壁における出口24を含み、かつ収集壁における排水口102又は上端壁における排水口104を含んでよい。各排水口(102、104)は、遠心バルブ(101、103)を含む。上端壁における排水口104は、チャンバの中心長手方向軸112から軸方向に空間を空けている。チャンバの中心長手方向軸112と排水口104との間の軸方向間隔は、排水口104と収集壁との間の軸方向間隔よりも大きい。フィルタユニット10’は、収集壁の内面107上にメッシュライニング106を含む。
図15は、上端壁を通して延在する「L」字型の出口導管108を含むフィルタユニット10”の上部断面図及び横断面図を示す。「L」字型の出口導管108は、出口が半径方向内側を指している第1の使用位置(図面の左側に示される)と、パイプが90度回転された第2の排水位置(図面の右側に示される)との間で軸方向に回転可能である。フィルタユニット10”は、第1の使用位置と第2の排水位置との間で「L」字型の出口導管108を回転するための機械式リンク機構(不図示)を含む。
次に図16~図20では、チャンバ12から外へ収集された微粒子状物質を分注できるフィルタユニットのいくつかの実施形態を示す。まずは図20では、フィルタユニット400”は、収集壁18における、特に収集壁18の底部に向かう、粒子分注開口部300を含む、チャンバ12を示す。粒子分注開口部300は、チャンバ12から外へ微粒子状物質を分注するために開口可能である。チャンバ12は、前述のものと類似する入口導管20の周りの螺旋状バッフル90を含む。本実施形態において、羽根のうちの1つ、特に螺旋状バッフル90の最も低い羽根94は、チャンバ12の周縁の周りに延在する側壁97を含む。側壁97は、粒子分注開口部300に合わせて整列可能である開口部(不図示)を含む。側壁開口部が粒子分注開口部300に合わせて整列可能なように、かつ開いた粒子分注開口部300を介してチャンバ12から微粒子状物質が分注されるように、螺旋状バッフル90は回転軸30を中心に回転可能である。螺旋状バッフル90の回転が、収集壁18上に収集された微粒子状物質を、粒子分注開口部300に向けて下方向へと押すように、螺旋状バッフル90は効果的にアルキメデス式スクリューポンプとして形作られる。
図18及び図19は、チャンバ12が上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素から形成される、フィルタユニット400’の実施形態を示す。本実施形態において、上部ケーシング構成要素は上部ケーシング半体192であり、下部ケーシング構成要素は下部ケーシング半体194である。上部ケーシング半体192及び下部ケーシング半体194は、閉位置(図18に示す)と開位置(図19に示す)との間で可動である。閉位置では、上部ケーシング半体192及び下部ケーシング半体194は、閉じたチャンバ12を形成するために周辺継目196にて接合する。周辺継目196は液密シールを形成する。開位置では、上部ケーシング半体192及び下部ケーシング半体194は、上部ケーシング半体192と下部ケーシング半体194との間で環状粒子分注開口部200を形成する周辺継目196にて分離される。上部ケーシング半体192及び下部ケーシング半体194の収集周壁(198、199)は、チャンバ12の最も幅広の部分が周辺継目196のところとなるように、周辺継目196に向かって外側にテーパする。これにより、上部ケーシング半体192及び下部ケーシング半体194が開位置に移動した際に、微粒子状物質が直ちに環状粒子分注開口部200から抽出できるように、微粒子状物質が周辺継目196に効果的に集まることを可能にする。
本実施形態において、入口導管174は、モータ34のドライブシャフトを形成し、入口導管174の外面はネジ山176を含む。入口導管174が親ネジとして作用できるように、入口導管174はモータ34によって回転可能である。
上部ケーシング半体192及び下部ケーシング半体194は入口導管174に取り付けられ、かつそれぞれ入口導管174を収容するための長手方向スロット/穴(191、193)を含む各ケーシング半体(192、194)によって、入口導管174に対して横方向に/半径方向に拘束される。よって、上部ケーシング半体192及び下部ケーシング半体194が閉位置と開位置との間で移動する際、両ケーシング半体(192、194)は、入口導管174に合わせて軸方向に整列されたままとなり(すなわち、これらの中心軸は入口導管174と一致したままとなり)、よって、互いに軸方向に整列されたままとなる。
下部ケーシング半体194の軸方向スロット/穴193の内面は、入口導管174上のネジ山176に接続するネジ山を含む。従って、下部ケーシング半体194は、ネジ山176によって軸方向に駆動可能である。上部ケーシング半体192が入口導管174を中心に自由に回転可能となるように、上部ケーシング半体192の軸方向スロット191の内面は滑らかである。上部ケーシング半体192は、入口導管174の壁内の溝195の中に嵌め込み可能な(保持又は拘束される)軸方向スロット191によって、入口導管174に対して軸方向に拘束される。
図16及び図17は、チャンバ12が、周辺継目164で接合する上部ケーシング構成要素160と下部ケーシング構成要素162とから形成される、フィルタユニット400の実施形態を示す。実際には、上部ケーシング構成要素160はチャンバ12の蓋を形成し、下部ケーシング構成要素162はチャンバ12の基部を形成する。上部ケーシング構成要素160は上端壁14を含み、出口は、上部ケーシング構成要素160における開口部168を含む。出口168は外側に向けてテーパが付される(すなわち、上端壁14の内面161から上端壁14の外面163に向けて)。外側に向けてテーパが付された出口は、放出された液体がチャンバ12から出る際に、面180に沿って上下に移動するように効果的に促す。
図16及び図17のフィルタユニット400は、掻取プレート170を含む。掻取プレート170は、チャンバ12の幅全体に亘って半径方向に延在し、かつ鋭い上方向角縁172を含む。掻取プレート170は、下部ロック位置(図16に示す)と上部係合位置(図17に示す)との間で入口導管174の軸方向上方及び下方に移動可能である。
掻取プレート170を入口導管174に対して横方向に/半径方向に拘束するために、掻取ディスクは、入口導管174に取り付けられ、かつ入口導管174を収容するための軸方向スロット/穴177を含む。軸方向スロット177の内面は、入口導管174上のネジ山176に接続するネジ山を含み、すなわち、掻取プレート170が、ネジ山176の回転によって入口導管174の軸方向上方及び下方に駆動可能となるように、掻取プレート170は入口導管174上のネジ山176に接続される。掻取プレート170は、下部ロック位置にある場合、下部ケーシング構成要素162にロック可能である。
本実施形態において、上部ケーシング構成要素160は、コイルばね178によって閉位置に付勢される(すなわち、上部ケーシング構成要素160は、下部ケーシング構成要素162に向かって付勢される)。コイルばね178は、上部ケーシング構成要素160の軸方向上方に配置され、かつ入口導管174に外接する。
本実施形態において、上部ケーシング構成要素160及び下部ケーシング構成要素162は、入口導管174を中心に自由に回転可能である。
図21は、粒子分注開口部510が下端壁16にあるフィルタユニット500の別の実施形態を示す。フィルタユニット500は、下端壁16と入口23との間に配置され、かつ入口から収集壁へと半径方向に液体を案内するように構成された、ガイドプレート520を含む。チャンバ12が回転する際に、ガイドプレート520がチャンバ12と同じ方向かつ同じ速度で回転するように、ガイドプレート520は下端壁16に接続される。フィルタユニット500は、テーパ付きの上端壁14及び下端壁16を含む。フィルタユニット500は、入口導管に外接する、上端壁14における環状出口穴524と、入口導管の両側の上端壁14における一連の出口開口部525とを含む。一連の開口部525は、チャンバ12の上端壁14と同心状に配置される。
フィルタユニット500はまた、前述の通りの一連のリブ110及び上部フランジ50aも含む。リブ110は、ガイドプレート520の一部を形成し(例えば、ガイドプレート520と一体的に形成され、又は、ガイドプレート520に取り付けられ)、よって、ガイドプレート520が(チャンバ12と共に)回転すると、リブ110がガイドプレート520(従って、チャンバ12とも)と同じ方向及び同じ回転速度で回転する。ガイドプレート520は、一対の機械式アームによって下端壁16に接続される。機械式アームは、下端壁16とガイドプレート520との間にスペースを設け、これによって粒子分注開口部510を開けるために、ガイドプレート520を軸方向上方に移動するように構成される。機械式アームは、粒子分注開口部510を閉じるために、ガイドプレート520を軸方向下方に移動させるように構成される。
図22は、ガイドプレートがリブ上の下端壁16に取り付けられており、かつチャンバ12内で軸方向に移動可能ではないことを除いて、図21に示されるものに類似したフィルタユニット500の実施形態を示す。粒子分注開口部510は、永久的にチャンバ12に対して開口しており、すなわち、ガイドプレートは下端壁16を封止しておらず、リブは、粒子分注開口部510へのアクセスを提供する経路を画定している。(下端壁16における)粒子分注開口部510は、(上端壁14における)環状出口穴524の直径よりも小さい。入口導管20は、下部フランジ50と上部フランジ50aとを有する。両方とも、フランジ(50、50a)の両側の空気圧(よって、水位も)のバランス調整を可能にする、フランジ(50、50a)を通して延在する穴又は経路を備えたそれぞれの通気孔550を含む。
上述の実施形態で示された上部フランジ50a又は下部フランジ50のいずれも、このような通気孔550を有してよい。
図23は、粒子分注開口部510と流体連通している第2の(下部)チャンバ560をさらに備えた、図22のフィルタユニット500を示す。第2のチャンバ560は、(第1の)チャンバ12と一体に形成されている。
第2のチャンバ560は、粒子分注開口部と流体連通している開口部を備えた軸方向における上端壁14aを有する。第2のチャンバ560の軸方向における上端壁14aは、第2の出口を有してよく、例えば、第2のチャンバ560の軸方向における上端壁14a上にリング状に配置された一連の出口穴525aを有してよい。1つ又は複数の第2の出口穴525aは、(第1の)チャンバ12の軸方向における上端壁14における1つ又は複数の出口(524、525)の半径方向外側にある。第2のチャンバ560は、第2の(下部)粒子分注開口部510aを備えた軸方向における下端壁16aを有してよい。これは、第2のチャンバ560の軸方向における上端壁14aと軸方向における下端壁16aとの間に延在する収集周壁18aを有してよい。
第1のチャンバ12の粒子分注開口部510に面した収集開口部563を備えた受け凹部562を有する収集カップ561は、第2の(下部)チャンバ560内に設けられてよい。収集カップ561は、(第1の)チャンバ12内のガイドプレート520が取り付けられている軸方向台座/ロータ564に取り付けられる。収集開口部563が収集カップ561の基部よりも幅広くなるように、収集カップ561はテーパ付き壁565を有する。使用時には、フィルタユニット(10、400、500)は、使用形態で稼働されるように構成される。微粒子含有液は入口23を介してチャンバ12内に導入され、フィルタユニット(10、400、500)は、液体に回転運動を与えるために、回転軸30を中心にチャンバ12を回転するように稼働される。特に、モータ34は、第1の速度でチャンバ12を回転するように稼働される。第1の速度でチャンバ12を回転することにより、チャンバ12内の液体に渦を生じさせる。よって、チャンバ12内の液体は、入口23から収集壁18へと半径方向に、その後、収集壁18に沿って軸方向に移動してから、1つ又は複数の出口(24、524、525)を介してチャンバ12の外へと排出される。
入口が出口より下にある(例えば、入口は下端壁に向かっていて又は入口は上端壁にあり、かつ出口はボルテックスファインダーである)実施形態では、液体の渦は、水が出口に向かって軸方向上方に移動することを可能にする。
チャンバを第1の速度で回転した結果、液体に作用する重力よりも桁違いに大きい遠心力が、回転する液体内で生成される。上記の実施形態では、チャンバ12は4000回転/分の第1の速度で回転されて、周縁の液体中に最大15000ms-2の遠心力を生じさせる。液体中の遠心力が、液体内の微粒子状物質が回転軸から離れるように、かつ収集壁18に向かうようにさせ、収集壁18にて微粒子状物質の層を形成する。
いくつかの実施形態では、入口導管20及び下部フランジ50は、チャンバ12と同じ方向かつ同じ回転速度で回転する。
下部フランジ50及び/又はソリッドコア54を含む実施形態では、チャンバ内の液体は、収集壁に向かって半径方向外側に逸らされる。逸らされた液体は、チャンバの外縁のより近くへと軸方向に流れ、そこでより高い遠心力を受ける。
リブ110を含む実施形態では、リブ110はチャンバ12と同じ回転速度で回転する。リブ110は、チャンバ12内の液体をチャンバ12と同じ回転速度で回転させる。これによって、より高い流量でフィルタユニットを稼働しつつ、それでもなお高い濾過効率を達成する。
利用可能な液体がフィルタユニット10を通って通過すると(又はすべての利用可能な液体が濾過されると)、液体はもはやチャンバ内に導入されなくなり、かつチャンバ内に残っている液体は出口から放出される。
図21、図22及び図23を参照すると、チャンバは、第1の速度で回転されるように構成され、微粒子含有液はチャンバ12内に導入される。微粒子状物質は収集壁にて収集され、かつ濾過液は環状出口開口部524から放出される。利用可能な液体がフィルタユニット500を通して通過すると、液体はもはやチャンバ内に導入されなくなる。チャンバ12内に残っている液体は、出口525から放出される。残っている液体がチャンバから放出されると、チャンバは回転を停止してよい。本実施形態において、チャンバは、チャンバを第1の速度で回転することによって、液体から粒子状物質を効果的に収集し、かつ残っている液体をチャンバから放出することができる。チャンバが回転を停止すると、収集壁にて収集された微粒子状物質は、粒子分注開口部510から外へ(重力下で)落ちることができる。
図21では、下端壁16とガイドプレート520との間に追加のスペースを作って、粒子分注開口部510を開け、かつ微粒子状物質が下端壁16における粒子分注開口部510から外に落ちることができるようにするために、ガイドプレート520は軸方向上方に移動可能である。ガイドプレート520は、粒子分注開口部510を閉じるために軸方向下方に移動可能である。
図22及び図23では、ガイドプレート520は、下端壁16を封止せず、かつ粒子分注開口部510は稼働中、例えば、第1の速度での回転中、開いたままとなる。濾過の間、フィルタ内の液体は、(より小さい直径の)粒子分注開口部510から外にというよりもむしろ出口(524、525)に向かって上方に移動する。これは遠心力の結果であり、環状出口穴524の直径によって画定される内径を有する液体の環状壁を生み出す。チャンバが回転を停止した時のみ、収集壁18上に収集された微粒子状物質は、粒子分注開口部510を通してチャンバの外に(重力下で)落ちる。チャンバを第1の速度で回転した際にチャンバ内に残った液体がチャンバから放出されない場合、フィルタユニットは、チャンバから残液を流し出すために、排水形態で稼働されるように構成される。
図23では、微粒子状物質を含むペースト又は濃縮液は、(第1の)チャンバ12の粒子分注開口部510から(重力下で)第2のチャンバ560の中へと放出され、そこで収集カップ561内に収集される。
フィルタユニット500の回転が再開されると、濃縮液/ペーストは、遠心力下で収集カップ561の基部からテーパ付き壁565を上に移動し、かつカップから第2のチャンバ560の収集周壁18aの上へと飛ばされる。濃縮物/ペースト内の液体は、濃縮物/ペーストがさらに濃縮されるように、軸方向における上端壁14aにおける1つ又は複数の出口525aから放出される。回転が止まると、第2のチャンバ560の収集周壁18aに収集された微粒子状物質は、フィルタユニット500から下部粒子分注開口部510aを通して重力下で放出される。
図14では、モータ(不図示)は第2の回転速度でチャンバ12を回転するように稼働され、第2の回転速度は第1の回転速度よりも速い。第2の速度は、第1の速度よりも20%高速である。チャンバ12を第2の回転速度で回転することで、排水口内の遠心バルブを開き、チャンバ12内に残っている残液を排水口から流し出すことを可能にする。収集壁に排水口を含むフィルタユニットの実施形態では、残液のすべてがチャンバ12から排水される。よって、チャンバ12を第2の回転速度で回転することで、収集壁18上に収集された微粒子状物質の層の乾燥もする。微粒子状物質の乾燥は、チャンバ12からの微粒子状物質の除去を効果的に容易にする。上端壁に排水口を含むフィルタユニットの実施形態では、液体は使用液体水位から排水液体水位へと排水される。排水口と収集壁との間の軸方向間隔の領域内の液体は排水されず、微粒子状物質を含むペースト/濃縮液を残す。微粒子状物質から排水してペーストにすることは、特定の状況では効果的であり得る。ペースト/濃縮液を乾燥して固体にすること(例えば、蒸発によって)は、取り扱いを容易にし、従って、チャンバ12からの微粒子状物質の除去を容易にする。
図20を参照すると、液体内の微粒子状物質が収集されると、フィルタユニットは排水され、収集壁に収集された微粒子状物質の層が上述の通り乾燥される。
その後、フィルタユニット400はさらに回転され、かつ螺旋状バッフル90がチャンバ12に対して回転される。最終的に側壁開口部が粒子分注開口部300に合わせて整列されるように、チャンバ12を所定の速度(例えば、500~3000回転/分)で回転し、かつチャンバ12よりも30~60回転/分速く又は遅く螺旋状バッフル90を回転することによって、螺旋状バッフル90はチャンバ12に対して回転される。側壁開口部が粒子分注開口部300に合わせて整列すると(すなわち、粒子分注開口部300が開かれると)、チャンバ12は回転し続け、これによってチャンバ12から半径方向に微粒子状物質を放出する。チャンバ12に対して螺旋状バッフル90を回転し続けると、粒子分注開口部300が閉じられるように、最終的に側壁開口部は粒子分注開口部300に合わせて整列されなくなる。チャンバ12に対して螺旋状バッフル90を回転することで、以下の2つの目的が効果的に達成される。すなわち、(i)収集壁上に収集された微粒子状物質が、粒子分注開口部300に向かって下方に押され、(ii)微粒子状物質をチャンバ12から外に放出できるように、粒子分注開口部300が、粒子分注開口部300に合わせて整列する側壁開口部によって定期的に開かれる。従って、十分な微粒子状物質が収集壁18から粒子分注開口部300へと押されると、粒子分注開口部300は開かれる。
図18及び図19を参照すると、モータ34は、上部ケーシング半体192及び下部ケーシング半体194が閉位置にある状態で入口導管174を第1の方向に回転するように稼働される。第1の方向に入口導管174を回転することで、下部ケーシング半体194を第1の方向に回転する。上部ケーシング半体192と下部ケーシング半体194との間の慣性(又はシール摩擦)は、上部ケーシング半体192を下部ケーシング半体194と同じ回転速度で回転させる。液体中の微粒子状物質が収集壁にて収集されるように、チャンバ12は第1の方向に第1の速度で(前述の通り)回転される。
液体内の微粒子状物質が収集されると、フィルタユニットは排水されて、かつ収集壁にて収集された微粒子状物質の層は、前述の通り乾燥され又は濃縮される。
その後、モータ34は、入口導管174を第2の方向に回転するために稼働される。入口導管174を第2の方向に回転することで、ネジ山176を第2の方向に回転し、これによって下部ケーシング半体194を入口導管174の軸方向下方に駆動する。これにより、下部ケーシング半体194を閉位置から開位置へと移動させる。軸方向スロット191が入口導管174の壁内の溝195の中に保持されるため、上部ケーシング半体192は、入口導管174に沿って軸方向にて適所にあるままとなる。
下部ケーシング半体194が開位置になると、チャンバ12の追加の回転により、上部ケーシング半体192と下部ケーシング半体194との間の環状粒子分注開口部200から半径方向外側に微粒子状物質を放出する。微粒子状物質がチャンバ12から放出されると、モータ34は、入口導管174を第1の方向に回転するために稼働され、これによってネジ山176を第1の方向に回転する。ネジ山176を第1の方向に回転することで、下部ケーシング半体194を入口導管174の軸方向上方に駆動する。これにより、下部ケーシング半体194を開位置から閉位置へと移動させ、よって、環状粒子分注開口部200を閉じる。その後、チャンバ12は第1の方向に回転し続けることができ、液体がもう一度導入されると、収集壁にて微粒子状物質を回収できる。
図16及び図17を参照すると、掻取プレート170が下部ロック位置にあり、かつ上部ケーシング構成要素160及び下部ケーシング構成要素162が閉位置にある場合、モータ34は入口導管174を第1の方向に回転するように稼働される。プレートが下部ロック位置にある場合、入口導管174の第1の方向への回転により、下部ケーシング構成要素162を第1の方向を回転するように、プレートは下部ケーシング構成要素162にロックされる(又はその底部に達する)。上部ケーシング構成要素160と下部ケーシング構成要素162との間の摩擦は、上部ケーシング構成要素160を下部ケーシング構成要素162と同じ回転速度で回転させる。液体中の微粒子状物質が収集壁にて収集されるように、チャンバは第1の速度で回転される(前述の通り)。
液体中の微粒子状物質が収集されると、フィルタユニットは排水されて、かつ収集壁にて収集された微粒子状物質の層は、前述の通り乾燥され又は濃縮される。
その後、モータ34は、入口導管174を第2の方向に回転するために稼働される。入口導管174を第2の方向に回転することで、ネジ山176を第2の方向に回転し、これによって(チャンバと内部のデブリの慣性と組合せて)掻取プレート170を下部ロック位置からロック解除し、かつ掻取プレート170を入口導管174の軸方向上方に駆動する。
入口導管174を第2の方向に回転し続けることで、掻取プレート170を下部ロック位置から上部係合位置へと駆動する。掻取プレート170が入口導管174に沿って軸方向に移動する際に、掻取プレート170は収集壁上の微粒子状物質を掻き取りかつ収集する。
掻取プレート170が上部係合位置に達すると、入口導管174を第2の方向に回転し続けることで、掻取プレート170を上部ケーシング構成要素160に押しつけ、かつ上部ケーシング構成要素160を閉位置から開位置へと移動させる。掻取プレート170は、上部ケーシング構成要素160を閉位置に向かって押すコイルばね178の付勢を解消するために、十分な上方の力を上部ケーシング構成要素160に適用する。上部ケーシング構成要素160が開位置になると、チャンバがさらに回転することにより、環状粒子分注開口部182から半径方向外側に微粒子状物質を放出する。微粒子状物質がチャンバから放出されると、モータ34は、入口導管174を、よってネジ山176を第1の方向に回転するように稼働される。ネジ山176を第1の方向の回転することにより、掻取プレート170を入口導管174の軸方向下方に駆動し、これによって、上部ケーシング構成要素160を開位置から閉位置へと移動させ、かつ環状粒子分注開口部182を閉じる。コイルばね178が上部ケーシング構成要素160を閉位置に向かって付勢することにより、掻取プレート170が入口導管174の下方に移動する際に、上部ケーシング構成要素160が開位置から閉位置へと移動することを確実にする。掻取プレート170が駆動されて下部ロック位置に戻ると、掻取プレート170は、下部ケーシング構成要素162とロックする。掻取プレート170を第1の方向に回転し続けることにより、下部ケーシング構成要素162を第1の方向に駆動する。上部ケーシング構成要素160と下部ケーシング構成要素162との間の摩擦は、上部ケーシング構成要素160を下部ケーシング構成要素162と同じ回転速度で回転させる。よって、フィルタユニットは、収集壁にて微粒子状物質を収集し続けることができる。
図17に示されるように、微粒子状物質は、放出された液体の面180よりも低く位置する面184に沿った環状粒子分注開口部182から半径方向に外へと放出される。チャンバを収容する外側ハウジング(不図示)は、このようにして放出された微粒子状物質及び放出された濾過液を個別の区画又は排水管に回収することができる。
上述の説明又は以下の請求項、又は添付の図面で開示され、特定の形態で又は開示された機能を実行する手段に関して表現された特徴、又は開示された結果を得るための方法もしくはプロセスは、適宜個別に又は当該特徴のいずれかの組合せで利用されてよい。
開示が上記実施形態例を含む一方で、本開示が与えられた場合、多くの同等の修正及びバリエーションが当業者にとって明らかなものとなるだろう。従って、上記実施形態例は例示的なものであり、制限するものとは見なされない。記載された実施形態に対して、請求の範囲から逸脱することなく多様な変更が加えられてよい。
疑義を避けるため、本明細書において提供されるあらゆる理論的説明は、読者の理解を高めるために提供される。発明者らは、これら理論的説明のいずれによっても拘束されることを希望しない。
本明細書で使用されているいずれのセクション見出しも、整理する目的のみのものであり、かつ記載されている主題を制限するものと解釈されるべきではない。
以下に続く請求項を含む本明細書全体を通して、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、「備える」及び「含む」という語、並びに「備える」、「備えた」、及び「含んだ」などのバリエーションは、記述された整数もしくはステップ(単数)、又は整数もしくはステップ(複数)の群を含むことを暗示しているが、その他いずれの整数もしくはステップ(単数)又は整数もしくはステップ(複数)の群の除外を暗示してはいないと理解されるだろう。
本明細書及び添付の請求項で使用されている通り、「前記」、「上記」及び「上述」などの語は、文脈上明らかに別の意味を示していない限り、複数の言及を含むことを留意すべきである。範囲は、「約」1つの特定の値から、かつ/又は「約」別の特定の値までとして表現されてよい。このような範囲が表現された場合、別の実施形態は、当該1つの特定の値から、かつ/又は当該他方の特定の値までを含む。同様に、先行詞「約」の使用により値が近似値として表現された場合、当該特定の値は別の実施形態を形成すると理解されるであろう。数値と関連した「約」という用語はオプションであり、例えば、+/-10%を意味する。

Claims (27)

  1. 微粒子含有液から微粒子状物質を分離するためのフィルタユニットであって、
    軸方向上端壁と、前記軸方向上端壁と対向する軸方向下端壁と、粒子収集周壁とによって画定されるチャンバであって、前記軸方向上端壁及び軸方向下端壁が前記粒子収集周壁によって間隔を空けられ、前記チャンバは、前記液に回転運動を与えるために回転軸を中心に回転可能である、チャンバと、
    前記チャンバ内へ微粒子含有液を配送するための入口と、
    前記チャンバから濾過液を排出するための前記軸方向上端壁又は軸方向下端壁における出口と、
    前記入口から前記出口への流路と
    を備え、
    前記流路は、前記入口から前記粒子収集周壁までの半径方向構成要素と、前記粒子収集周壁に沿った軸方向構成要素とを含む、
    フィルタユニット。
  2. 前記軸方向端壁のうちの1つから反対側の前記軸方向端壁に向けて前記チャンバ内に延在する入口導管を備え、前記入口導管は、前記入口を形成する開口部を備える、請求項1に記載のフィルタユニット。
  3. 前記入口導管は、前記入口を形成する前記開口部の近位の入口フランジを備える、請求項2に記載のフィルタユニット。
  4. 前記入口フランジは、軸方向対向面の間に延在する通気孔を備える、請求項3に記載のフィルタユニット。
  5. 前記出口は、前記入口導管に外接する環状開口部を備える、請求項2~4のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
  6. 前記周壁から半径方向に延在する少なくとも1つの軸方向延在リブをさらに備える、請求項1~5のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
  7. 少なくとも1つの半径方向かつ周方向に延在するバッフルをさらに備える、請求項1~6のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
  8. 螺旋状バッフルを備える、請求項1~7のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
  9. 微粒子含有液から微粒子状物質を分離するためのフィルタユニットであって、
    軸方向上端壁と、前記軸方向上端壁と対向する軸方向下端壁と、粒子収集周壁とによって画定されるチャンバであって、前記上端壁及び下端壁が粒子収集周壁によって間隔を空けられ、前記チャンバは、前記液に回転運動を与えるために回転軸を中心に回転可能である、チャンバと、
    前記チャンバ内へ微粒子含有液を配送するための入口と、
    前記チャンバから濾過液を排出するための出口と
    を備え、
    前記チャンバは、前記チャンバ内から微粒子状物質を分注するための粒子分注開口部を備える、
    フィルタユニット。
  10. 前記粒子分注開口部は選択的に開口可能である、請求項9に記載のフィルタユニット。
  11. 前記チャンバは、前記粒子分注開口部を開口するために第1の方向に回転可能である、請求項9又は10に記載のフィルタユニット。
  12. 前記チャンバは、入口導管の周りに螺旋状に延在する少なくとも1つの螺旋状バッフルを備え、かつ前記チャンバの前記螺旋状バッフルのうちの1つが、前記粒子分注開口部に合わせて選択的に整列可能な開口部を備える側壁を含む、請求項11に記載のフィルタユニット。
  13. 前記チャンバは、上部ケーシング構成要素及び下部ケーシング構成要素から形成され、前記上部ケーシング構成要素及び前記下部ケーシング構成要素は、前記上部ケーシング構成要素及び前記下部ケーシング構成要素が周辺継目で結合される閉位置と、前記上部ケーシング構成要素及び前記下部ケーシング構成要素が前記周辺継目で分離される開位置との間で移動可能である、請求項9~11のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
  14. 前記粒子分注開口部は、前記上部ケーシング構成要素と前記下部ケーシング構成要素との間の前記周辺継目における環状開口部である、請求項13に記載のフィルタユニット。
  15. 前記フィルタユニットは、前記収集壁から前記収集された微粒子状物質を掻き取るための軸方向可動掻取プレートをさらに備える、請求項13又は14に記載のフィルタユニット。
  16. 前記フィルタユニットは、前記軸方向下端壁と前記入口との間のガイドプレートを含む、請求項9又は10に記載のフィルタユニット。
  17. 前記ガイドプレートは、前記軸方向下端壁に設けられた前記粒子分注開口部をブロック解除するために軸方向に移動可能である、請求項16に記載のフィルタユニット。
  18. 前記粒子分注開口部は、前記出口よりも大きい直径を有する、請求項16又は17に記載のフィルタユニット。
  19. 前記粒子分注開口部は前記軸方向下端壁にあり、かつ前記出口は前記軸方向上端壁にある、請求項9、10、16~18のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
  20. 前記粒子分注開口部と流体連通している第2のチャンバをさらに備える、請求項19に記載のフィルタユニット。
  21. 前記第2のチャンバは、前記粒子分注開口部及び第2の出口に流体連通している開口部を備えた軸方向上端壁と、第2の粒子分注開口部を備えた軸方向下端壁とを有する、請求項20に記載のフィルタユニット。
  22. 前記第2のチャンバは、前記粒子分注開口部に面した収集開口部を備えた受け凹部を有する収集カップを備える、請求項20又は21に記載のフィルタユニット。
  23. 前記入口は、前記軸方向下端壁の近位の入口開口部を備えた入口導管を備える、請求項16~22のいずれか一項に記載のフィルタユニット。
  24. 前記入口導管は上部又は下部フランジを備える、請求項23に記載のフィルタユニット。
  25. 前記フランジ又は各フランジは、それぞれの通気孔を備える、請求項24に記載のフィルタユニット。
  26. 請求項1~25のいずれか一項に記載のフィルタユニットを含む洗浄装置内の微粒子含有液から微粒子状物質を濾過する方法であって、
    前記入口を介して前記チャンバ内に微粒子含有液を導入することと、
    前記入口から前記粒子収集周壁へと半径方向にかつ前記粒子収集周壁に沿って軸方向に前記液を移動させるように構成された第1の速度で、前記チャンバを前記回転軸を中心に回転させることと
    を含む、方法。
  27. 布帛を洗浄するための洗浄装置であって、
    その中にドラムが回転可能に取り付けられたハウジングであって、前記ドラムが、前記ドラムから液体を排出するように構成された1つ以上の穴を備える側壁を含む、ハウジングと、
    前記ドラムの下流に位置し、かつ前記ドラムから排出された液体を収集するように構成された、収集器と、
    請求項1~25のいずれか一項に記載のフィルタユニットと、
    前記収集器と、前記フィルタユニットの前記入口との間の流れ経路と
    を備える洗浄装置。

JP2022557709A 2020-03-23 2021-03-23 処理装置用フィルタ Pending JP2023518961A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB2004161.2 2020-03-23
GB2004161.2A GB2593465A (en) 2020-03-23 2020-03-23 Filter for a treatment apparatus
PCT/EP2021/057453 WO2021191215A1 (en) 2020-03-23 2021-03-23 Filter for a treatment apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023518961A true JP2023518961A (ja) 2023-05-09
JPWO2021191215A5 JPWO2021191215A5 (ja) 2024-04-01

Family

ID=70546544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022557709A Pending JP2023518961A (ja) 2020-03-23 2021-03-23 処理装置用フィルタ

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20230347267A1 (ja)
EP (1) EP4127302A1 (ja)
JP (1) JP2023518961A (ja)
KR (1) KR20230005171A (ja)
CN (1) CN115698416A (ja)
CA (1) CA3175902A1 (ja)
GB (1) GB2593465A (ja)
WO (1) WO2021191215A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114311802B (zh) * 2021-11-15 2023-11-21 青岛市市立医院 一种医用药液过滤设备
CN117123002B (zh) * 2023-10-26 2024-01-05 山西康益晟科技有限公司 一种有害物质提取装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1386575B1 (en) * 2002-07-31 2005-10-05 CANDY S.p.A. Dishwashing machine with macerator filter caused to rotate by the wash liquid flow
WO2006126478A1 (ja) * 2005-05-23 2006-11-30 Tokyo Sensen Kikai Seisakusho Co., Ltd. リント除去装置、および同方法
JP2007130380A (ja) * 2005-11-14 2007-05-31 Tosen Machinery Corp 洗濯液中のリント除去装置、及び同方法
KR20160130855A (ko) * 2014-03-27 2016-11-14 하이어 그룹 코포레이션 자동청결기능을 구비한 세탁기의 응집장치 및 그 세탁기
US20170159228A1 (en) * 2014-03-27 2017-06-08 Haier Group Corporation Filter apparatus for recycling water of a washing machine having self-cleaning function and washing machine
JP6917539B2 (ja) * 2016-11-11 2021-08-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 洗濯機
WO2018088321A1 (ja) * 2016-11-11 2018-05-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 洗濯機
JP7142213B2 (ja) * 2017-09-06 2022-09-27 パナソニックIpマネジメント株式会社 洗濯機
US20200316501A1 (en) * 2017-12-19 2020-10-08 Xeros Limited Filter for a treatment apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
GB202004161D0 (en) 2020-05-06
CN115698416A (zh) 2023-02-03
US20230347267A1 (en) 2023-11-02
EP4127302A1 (en) 2023-02-08
CA3175902A1 (en) 2021-09-30
WO2021191215A1 (en) 2021-09-30
GB2593465A (en) 2021-09-29
KR20230005171A (ko) 2023-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8733375B2 (en) Water conducting household appliance
JP2023518961A (ja) 処理装置用フィルタ
US4107033A (en) Apparatus for cleaning fibrous suspensions of low stock consistency
JP2022180425A (ja) 手持式真空掃除機
US5770058A (en) Centrifugal separator
GB2582042A (en) Microplastic Separator
US20230381693A1 (en) A microparticle filter, a textile treatment apparatus and method of filtering microparticles
KR102548044B1 (ko) 의류처리장치
US20240110325A1 (en) A filter unit, a textile treatment apparatus, use thereof and a method of filtering microparticles
PL124357B1 (en) Rotary apparatus for sifting a fibrous suspension
US20220298712A1 (en) New filter, filter unit, treatment apparatus, method and use
KR100710535B1 (ko) 섬유질 현탁액을 세척하기 위한 여과기
US4130404A (en) Method and device for cleaning fluid filters
US3543542A (en) Self-cleaning filter
JP2024519287A (ja) 微粒子を濾過するためのフィルターユニットとフィルターユニットに使用するためのフィルターケージ
KR20230098848A (ko) 필터 유닛, 섬유 처리 장치 및 방법
US3452875A (en) Pipeline thickener
KR20230008199A (ko) 분쇄 장치
WO2023046601A1 (en) Filter unit with dispense conduit
GB2589928A (en) Filter assembly & pumping system
RU2137552C1 (ru) Ротор центробежного сепаратора
WO2023233131A1 (en) A microparticle filter, a textile treatment apparatus, use thereof and a method of filtering microparticles
GB2619323A (en) A microparticle filter, a textile treatment apparatus, use thereof and a method of filtering microparticles
JPS5831920Y2 (ja) 紙パルプ精製装置
KR20090110458A (ko) 여과 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240319

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240319