JP4009107B2 - ふるい装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は請求項１の上位概念に示したように、流路の中を流れる液体から、固体成分、固体、または固形物を機械的に分離して運び出すためのふるい装置、特にプロセス流、冷却水流、または排水流のための、もしくは浄水設備や水力発電設備における格子型ふるいまたは格子型フィルタに関する。
【０００２】
このような種類のふるい装置は、通常、液体流の流れ方向に対して実質的に横断方向に方向づけられた、通例、相互につなぎ合わされていて、液体流に潜り込む循環するエンドレスふるいベルトを形成する複数のふるいパネルと、エンドレスふるいベルトのための駆動装置とを備えており、それによって、液体流からの固形物の分離と運び出しとを連続的に行うことができる。エンドレスふるいベルトは、いわゆる横流式の施工形態では、液体流の断面を完全に覆うのが通例であり、それにより、固形物のサイズがふるいパネルの間隙幅または網目幅よりも大きくない限り、固形物はふるい装置を通過することができず、そのためにふるいパネルで取り出される。
【０００３】
エンドレスふるいベルトの循環運動によって、ふるいパネルで析出された固形物は液体流から上方に向かって運ばれて、水面よりも上に位置する投出地点でふるいパネルから投げ出され、もしくは取り除かれる。投出地点でふるいパネルを洗い流すことによって、ふるいパネルの完全な洗浄を行うことができ、次いで、ふるいパネルを再び液体流の中に沈める。
【０００４】
このようなふるい装置は、次のような種々の構成のものが公知である：
【０００５】
第１のバリエーションは、長方形に成形されたふるいパネルで構成されたエンドレスふるいベルトを含んでおり、そのふるいパネルは相互に枢着結合されている。個々のふるいパネルは、水平方向の軸を中心として相互に揺動可能である。このエンドレスふるいベルトが液体流の中に沈められ、それによって、エンドレスふるいベルトの上流側に位置する区域と下流側に位置する区域を液体流が貫流する。エンドレスふるい装置の上流側に位置する区域と下流側に位置する区域は、上側および下側の方向転換部を介して相互に連結されており、上側の方向転換部には、通常、ふるいパネルのための洗い落とし装置が設けられている。
【０００６】
「横流式」の施工形態とも呼ばれるこのような従来技術の欠点は、エンドレスふるいベルトの上流側に位置する区域を貫流するとき、すでに液体流の所望の清浄化効果が達成されるにもかかわらず、エンドレスふるいベルトの下流側に位置する区域も液体流が通過しなければならないために、エンドレスふるいベルトを貫流するときの不可避的な圧力損失が２倍になってしまうことである。
【０００７】
こうした圧力損失は、部分的にポンプ等を利用することで再び上昇させなければならない、多くの場合好ましくない液体水位の低下に相当している。圧力損失という欠点は、ポンプその他の方策によって補償が行われる排水設備にとっても、本発明の有利な利用分野である冷却水設備にとっても生じる。冷却水設備では、全水量に対する大型のメイン冷却水ポンプが設けられている。追加的な圧力損失は、冷却水ポンプによって同時に克服されなければならない、ポンプ室における水位の低下に相当している。このことは、エネルギーおよびこれに伴う運転コストの著しい付加費用につながる。また必要な構造長さも、特にコスト面の理由から欠点となる場合がある。
【０００８】
貫流されるそれぞれ１つのふるいパネルだけの、清浄化効果にとって不可欠な圧力損失だけを甘受すればよいようにするために、公知のふるい装置の第２のバリエーションでは、液体流が構造上の措置によって分割され、それぞれほぼ半分ずつ約９０度だけ左右に方向転換させられる。この場合、エンドレスふるいベルトは、ふるいパネルが液体流の当初の流れ方向に沿って方向づけられるように、液体流に沈められる。そして分割された液体流の半分は、エンドレスふるいベルトの左側の区域によって左方へ、また液体流のもう一方の半分は、エンドレスふるいベルトの右側の区域によって右方へ、それぞれガイドされる。エンドレスふるいベルトを貫流した後、液体流の両方の半分が再び方向転換させられて、合流させられる。
【０００９】
この第２のバリエーションは、液体流がエンドレスふるいベルトの内側からエンドレスふるいベルトを通って外側へ流れるように行うことも、その逆にも行うことができる。それに応じて、このような施工形態は「内側から外側」型または「外側から内側」型と呼ばれる。しかしながら、こうして液体流がエンドレスふるいベルトを１回しか貫流せず、それによって相応に少ない圧力損失しか生じないという利点と引き換えに、構造上の措置にコストがかかって高価になるという欠点がある。しかも、流れの方向転換によって著しく高い減速率が生じ、このことは処理量の能力低下または装置の大型化につながる。そのうえ液体流の２度の方向転換は、しばしば利用することができないか、もしくは著しい付加費用を甘受しなければ利用することのできない、流れ方向全体の方向で見て不釣合いに大きな設置長さをもたらす。
【００１０】
こうした問題を解決するために、本出願人による出願ＤＥ１９６５４１３２Ａ１では、第１のバリエーションのふるい装置に、エンドレスふるいベルトの下流側に位置する後側の区域でエンドレスふるいベルトから揺動によって開くことのできるふるいパネルを装備し、それによって、開放位置のときに流れ断面の大部分を解放することが提案されている。それにより、上に述べた第２のバリエーションの構造上の方策は不要となる。にもかかわらず、ふるいパネルは実質的に１度しか貫流されないので、総圧力損失が低く保たれる利点がある。ただしそのためにエンドレスふるいベルトの構造が複雑化し、エンドレスふるいベルトの前側の区域で閉じたふるいパネルの密閉性を保証するために、多少のコストを払わなければならない。
【００１１】
さらに、こうした横流型の施工形態にも、汚水側から浄水側へと循環するふるいパネルによって、これに付着したままの汚れ物質の一部が汚水側から浄水側へと運ばれ、そのために浄水側の汚れにつながるという欠点がある。
【００１２】
従来技術に基づく「内側から外側」型および「外側から内側」型の施工形態や、特に「横流」型の施工形態はいずれも、沈降プロセスによって、ふるいパネルとふるいパネルの間の領域で汚れが底面にたまり、時間とともにふるいパネルの走行に悪影響を与える場合があるという欠点を有している。さらに公知の装置は、ふるいパネルを搬送するためにそれぞれ２つのチェーン列（内側／外側または左側／右側）が必要なので、構造的にコストがかかる。
【００１３】
以上の従来技術を背景とする本発明の課題は、液体流におけるできるだけ少ない圧力損失と、流れ方向で見たときの装置の短い構造長さと、エンドレスふるいベルトの簡単な構造とが組み合わされた、冒頭に述べた種類のふるい装置を提供することである。
【００１４】
この課題は本発明によれば、液体流の流れ方向に対して実質的に横断方向に方向づけられた複数のふるいパネルが備えられ、これらのふるいパネルは、液体流の中に潜り込んで循環するエンドレスふるいベルトを形成しており、このエンドレスふるいベルトでは、エンドレスふるいベルトの運動方向で連続的につながれている複数のふるいパネルが共通のふるい面を流路の中で形成しており、かつエンドレスふるいベルトのための駆動装置が備えられているものにおいて、前記エンドレスふるいベルトのふるいパネルは、エンドレスふるいベルトの循環運動が実質的に全体としてただ１つの平面内で行われるように連続的につながれており、前記ふるいパネルがエンドレスふるいベルトの方向転換点で揺動する揺動軸は、ふるい面に対して垂直に位置していることを特徴とするふるい装置によって解決される。
【００１５】
本発明の有利な実施形態および発展例が以下に説明される。
【００１６】
すなわち、流路の中を流れる液体から、固体成分、固体、または固形物を機械的に分離して運び出すための本発明のふるい装置は、液体流の流れ方向に対して実質的に横断方向に方向づけられた複数のふるいパネルを含んでおり、これらのふるいパネルは、液体流の中に潜り込んで循環するエンドレスふるいベルトを形成しており、このエンドレスふるいベルトでは、エンドレスふるいベルトの運動方向で連続的につながれている複数のふるいパネルが共通のふるい面を流路の中で形成しており、さらに本ふるい装置はエンドレスふるいベルトのための駆動装置を含んでおり、エンドレスふるいベルトのふるいパネルは、エンドレスふるいベルトの循環運動が全体としてただ１つの平面内で行われるように連続的につながれている。
【００１７】
本発明は、ふるいパネルのチェーンのような運動性が、これまでの従来技術では一貫してそうだったように、エンドレスふるいベルトの作用面に対して垂直に与えられる、つまりふるいパネル同士の間の揺動軸がエンドレスふるいベルトの作用面上にある、のではなく、個々のふるいパネルがエンドレスふるいベルトの作用面内で相互に揺動可能であるようにし、それにより、エンドレスふるいベルトが流れ方向で相前後して位置する２つの区域を必ずしも有してはいないことが達成されるように、個々のふるいパネルの間の枢着結合の構造を変更したことに基づいている。
【００１８】
つまり本発明は、上に説明した公知のふるい装置の２種類のバリエーションの利点を兼ね備えており、その欠点を甘受することはない。すなわち液体流は、エンドレスふるいベルトの一方の区域か他方の区域かのいずれかを１度だけ貫流し、したがってただ１つのふるいパネルしか通過せず、このことは好ましい低い圧力損失を結果としてもたらす。両方のふるいベルト区域は相前後してではなく横並びで配置されるので、同時に、液体流を方向転換させる必要性もなくなり、それによってコストのかかる構造方策を省略できるとともに、装置全体の構造長さを大幅に短くすることができ、このことは、建築設備コストの大幅な節約という重要な経済的メリットとなり得る。
【００１９】
ただし本発明による装置は、少ない圧力損失および短い構造長さという利点を有しているだけではなく、ふるいパネルの一方の側が常に汚れ側を向いているとともに他方の側は常に浄水側を向いており、したがって汚れ側から浄水側への「引きずり」が行われないので、汚水側から浄水側への汚れの転移という問題も回避するものである。そのうえ、ふるいパネルにはさまれた領域での、ふるい装置における汚れの蓄積も防止される。なぜなら構造的に、このような中間スペースがふるいパネルの間に存在しないからである。エンドレスふるいベルトを駆動するために、１本のチェーン（または代替的にその他の駆動手段）しか必要ないことによって、構造上の簡素化が得られる。
【００２０】
追加の有利な構成要件によれば、ふるいパネルの循環運動の平面が、液体流の流れ方向に対して実質的に垂直に配置されることが提案される。
【００２１】
別の有利な構成要件によれば、安定性の理由から、ふるい装置が、少なくともいくつかのふるいパネルの側方をガイドするガイド装置を含んでいることが提案される。このとき特殊な実施形態では、エンドレスふるいベルトで連続しているふるいパネルが、連結部材によって相互に重ね合わせ連結されることなく、横並びで配置されるとよい。この場合、ふるいパネルは、１つのふるいパネルまたは複数のふるいパネルをその運動方向で動かす駆動装置によって循環運動させられる。
【００２２】
そのためには、たとえば１つまたは複数の油圧シリンダを備える油圧式のタペット駆動装置が適しており、このようなタペット駆動装置は、ふるいパネルが後進運動をするのを防止するために、たとえばラチェット係止部などの逆行防止部を備えていてよい。このような後進運動は、たとえば、液体から引き上げられた汚れの付着しているふるいパネルが、液体中へ戻っていくふるいパネルよりも重くなり、そのために、エンドレスふるいベルトの循環運動に抗して作用する戻りモーメントが生じることによって引き起こされる可能性がある。ふるいパネルが相互につなぎ合わされていない場合、１つのふるいパネルまたは複数のふるいパネルに及ぼされる駆動力は、互いに接当するふるいパネルによって、１つのふるいパネルから別のふるいパネルへとエンドレスふるいベルトに沿って伝達される。少なくとも２つの油圧シリンダがある場合、１つのシリンダが、すでに他方のシリンダが機能を終える前に推進機能を果たしていれば、ほぼ連続的な運動行程を実現することができる。
【００２３】
有利な実施形態では、本発明のふるい装置のふるいパネルが、たとえば連結ロッドなどの連結部材によって相互につなぎ合わされる。このようなふるい装置は、エンドレスふるいベルトをその循環運動で運動させる力の伝達という点と、ふるいパネルのガイドという点から利点を備えている。このとき連結部材が、エンドレスふるいベルトに対する駆動チェーンの一部をなしており、特に駆動チェーンのリンクプレートをなしていると、格別に好ましい。このことは、部品点数が少ないという好都合な構造を可能にする。
【００２４】
ふるいパネルは、円形または多角形に構成されていてよい。ただしこの実施形態では、場合により、隣接する２つのふるいパネルが少なくとも部分区域で覆い被さり、ないしは重なり合うために、液体がこの区域で２つのふるいパネルを貫流しなければならないという欠点を甘受することになる。さらにこのような実施形態では、液体がろ過されずに通過するのを防止するためのふるいパネルの側方をカバーするのが困難になり、液体の通過を防止するために、隣接するふるいパネルの間に残された中間スペースをカバーする専用の挿入部材が必要になる可能性がある。
【００２５】
ふるいパネルが三日月形に構成されていると、格別な利点が得られる。これは実質的に、ふるいパネルの運動方向で見てふるいパネルの前側および後側の端部が円弧の輪郭部分の輪郭を有している形状を意味しており、この場合、前側および後側の端部における外側輪郭を生みだしている円の半径が等しいのが好ましい。このような実施形態は、ふるいパネルが連続して、かつ円状輪郭部分で形成される外側輪郭に沿った接触で常に互いに当接しながら、直線状に運動することも、方向転換部で方向転換することもでき、ふるいパネルの運動方向を変えるときに、たとえば方向転換のときに、隣接するふるいパネルの間に間隙ができて液体がこの間隙を通ってろ過されないまま通り抜けるといったことがないという利点がある。
【００２６】
ただし、エンドレスチェーンとして連続しているふるいパネルの恒常的な接触は、場合によっては、たとえばこれと結びついた摩擦の理由からまったく望ましくないこともあり、あるいは技術上の理由から、たとえば必要な製造精度や選択された駆動装置などの観点から、実現できないこともある。このようなケースでは、連続しているふるいパネルをそれぞれ互いに小さな間隙間隔をおいてエンドレスふるいベルトに配置することができ、その際の間隙間隔は、ふるい繊維の網目幅よりも大きくないのが好ましい。
【００２７】
あるいは、いくつかの実施形態では、エンドレスふるいベルトで連続しているふるいパネルの間の間隙間隔を、ふるい部材の網目幅よりも大きくするのが好都合である場合や、構造上必要な場合もある。そしてこの間隙を密閉するために、追加の密閉部材が設けられていてよい。このような密閉部材は、たとえば弾性的に変形可能な部品、カバー用のシール部材、あるいは、ふるい部材のばねが隣接するふるい部材の溝に係合する溝／ばね機構であってよい。
【００２８】
第１実施形態によれば、三日月形に構成されたふるいパネルは、外側輪郭が、それぞれ半径の等しい２つの円の重なり合ったところを切断することによって得られる輪郭部分で形成されるように構成されているのが好ましく、その際、ふるいパネルの外側輪郭の凸状の輪郭部分を形成する第１の円の中心点は、ふるいパネルの外側輪郭の凹状の輪郭部分を形成する第２の円の上に位置している。このような幾何学配置に基づき、ふるいパネルが各々の作用面内で相互に揺動することができ、その際に各々の間に隙間を生じさせることがなく、また、ふるいパネルが揺動したときに上下に重なることをなくすことが可能となる。パネルの重なりは圧力損失の最適化という点で不利となる、ふるいパネルの二重の重なりを引き起こすことになる。
【００２９】
このような利点は、三日月形のふるいパネルの外側輪郭が、それぞれ半径の等しい２つの円状の輪郭部分を直線状または円弧状の２つの連結部分でつなぐことによって形成されている、三日月形に構成されたふるいパネルの第２の実施形態でも達成することができる。こうした連結部分によって、このような種類のふるいパネルは第１実施形態に比べて長い形状、つまり長く引き延ばされた三日月形を有することになり、このことは、所定の長さのエンドレスふるいベルトを構成するふるいパネルの個数が少なくてすむという利点をもたらす。
【００３０】
ただし、ふるいパネルの幅に対するエンドレスふるいベルトの縦ピッチの比率が大きいことは、第１実施形態に比べて欠点になる場合もある。その理由は、エンドレスふるいベルトの方向転換を、外側輪郭の円状の輪郭部分を形成する円の中心点に軸が位置しているジョイントを中心として行うのが好ましいことにある。これらの間隔が連結部分のために大きくなると、エンドレスふるいベルトを方向転換させるのに、より大きな回転半径が必要になる。それに対して三日月形のふるいパネルの第１実施例では、ふるいパネルが方向転換するときに好ましい小さな回転半径しか生じない。
【００３１】
本発明によるエンドレスふるいベルトは、上記のように成形されたふるいパネルを用いて、三日月形のふるいパネルが連結部材を介して、特に連結ロッドを介して、相互につなぎ合わされることによって格別に簡単に具体化することができ、その際連結部材はそれぞれ一方ではふるいパネルの外側輪郭を形成する凸状の輪郭部分を作り出している第１の円の中心点で対応ふるいパネルに枢着され、また他方では、隣接するふるいパネルの外側輪郭の凹状の輪郭部分に沿ってスライド可能なように、隣接するふるいパネルに、その外側輪郭の凸状の輪郭部分を形成する第１の円の中心点で枢着される。
【００３２】
安定性の理由から、こうした連結部材は、それぞれ付属の隣接するふるいパネルの外側輪郭の凸状部分に沿ってこのふるいパネルにガイドされていてもよい。
【００３３】
特に枢支部分で固形物の好ましくない堆積を防ぐために、個々のふるいパネルの連結部材は、エンドレスふるいベルトの浄水側に配置されていると好都合である。
【００３４】
つなぎ合わされたふるいパネルの、特に連結ロッドまたはチェーン部品として構成される連結部材が、全体として、エンドレスふるいベルトのための駆動チェーンを構成していると格別に有利であることが判明している。そうすれば特に、エンドレスふるいベルトの駆動装置を具体化するために、つなぎ合わされた連結部材からなる駆動チェーンを、単に、エンドレスふるいベルトの上側の方向転換部で、モータ駆動されるスプロケットを介して走行させることが可能である。そうすれば、エンドレスふるいベルトを駆動するための追加の可動部品や連結部材を省略することができる。
【００３５】
一般に、チェーン駆動装置はエンドレスふるいベルトの駆動のための好ましい実施形態であるので、駆動装置が、エンドレスふるいベルトの上側の方向転換部で上側のスプロケットにかけ回されるとともに下側の方向転換部では下側のスプロケットにかけ回される駆動チェーンを含んでいると、好都合である。このとき、上側のスプロケットは駆動モータで駆動可能であるのが好ましい。
【００３６】
特殊な用途のために、エンドレスふるいベルトの駆動は側方に配置された駆動手段によって行うこともでき、この駆動手段はふるいパネルの少なくとも一部とエンドレスふるいベルトの循環軌道の少なくとも一部のところで連結可能である。このような駆動手段は、好ましくはチェーンで構成することができる。さらに、たとえば摩擦車、油圧式のタペット制御、リニアモータ、歯付きベルト駆動などによって、上記以外の駆動装置を実現することもできる。
【００３７】
別の有利な構成要件として、安定性の理由から、エンドレスふるいベルトの浄水側に、好ましくはふるいパネルの中心軸の領域にふるいベルト支持部材が設けられる場合がある。このようなふるいベルト支持部材は、ふるいパネルに負荷をかける流れによって引き起こされる力を受け止めて、ふるいパネルを支持する役目を果たすことができる。このとき好ましくは、エンドレスふるいベルトの確実な支持を保証するために、支持部材の間に、または流路の壁部もしくは底面に、横支柱が設けられていてもよい。したがってふるいベルト支持部材と横支柱は、本発明のふるい装置の安定性を高めるために、ベースに据え付けられているのが好ましい。
【００３８】
ふるいパネルは、ふるいベルト支持部材の上を摺動するように支持されていてよい。有利な実施形態では、転動によってエンドレスふるいベルトの摩擦の少ない循環運動を可能にする回転可能な支持部材、たとえば支持ローラやボールが、ふるいベルト支持部材の上でエンドレスふるいベルトないしふるいパネルを支持するために設けられていてよい。回転可能な支持部材は、たとえばふるいパネルに、またはふるいパネル同士の間にある連結部材に取り付けられていてよい。
【００３９】
本発明によるふるい装置の幾何学形状は、循環するエンドレスふるいベルトの下方へ移動している部分と、循環するエンドレスふるいベルトの上方へ移動している部分とが、それぞれ液体流の左右のほぼ半分をカバーするように選択するのが好ましく、その間に固定の中央ガイド部が配置される。この中央ガイド部は、安定性の理由から、下側の端部の領域でベースに据え付けられ、それによって液体流の流動圧に負けないようにすることができる。中央ガイド部は、ふるいパネルの少なくとも一部をこの中央ガイド部でガイドできるという利点があり、このことは有利なことに装置全体の安定性を高める。
【００４０】
中央ガイド部では、ふるいパネルがガイドされているのが好ましい。このガイドは、たとえば摺動するように行うことができ、あるいはふるいパネルまたは連結部材に配置された内部の回転可能なガイド部材、たとえばガイドローラやボールによって行うことができる。
【００４１】
ふるいパネルの少なくともいくつかは、好ましくは液体流を仕切っている外壁に沿って配置された側方のガイド装置でガイドされるのが望ましく、それにより、エンドレスふるいベルトと外壁の間で液体流の流動圧によって隙間が生じ、この隙間を通って液体が清浄化効果を受けずに通過してしまうことがない。このガイド部は外壁そのものに取り付けられるのが好都合である。このガイドは、たとえば摺動するように行うことができ、あるいはふるいパネルまたは連結部材に配置された外部の回転可能なガイド部材、たとえばガイドローラやボールによって行うことができる。
【００４２】
本発明によるふるい装置のふるいパネルは、結果として生じるエンドレスふるいベルトのふるい面が液体流を実質的に隙間なくカバーするようにガイド装置に入り込むのが好ましい。このことは、特にふるい面が円形に構成されている場合に重要である。
【００４３】
ガイド装置は溝状に構成されるのが好ましく、ふるいパネルの一部または全部が、ガイド装置の方を向いている側に、溝状のガイド装置に係合する走行ローラを備えている。このような方策により、本発明によるエンドレスふるいベルトのガイドが格別に簡単かつ頑丈となる。
【００４４】
本発明の別の実施形態によれば、液体流から引き上げられたエンドレスふるいベルトのふるいパネルを洗い落とすための複数の噴射ノズルと、エンドレスふるいベルトの、これらの噴射ノズルに対向する側に配置された汚物流路とが設けられる。噴射ノズルと汚物流路は、循環するエンドレスふるいベルトの下方に移動している部分と、上方に移動している部分との両方にわたって延びているのが好ましい。このような洗浄システムは非対称システムのように作用するので、このようにして、ふるいパネルの格別に良好な清浄化が達成される。自浄作用のあるスピン効果をもつノズルを使用すると、格別に有利な場合がある。
【００４５】
ふるいパネルの有利な実施形態は、ふるいパネルが、形材フレームと、これによって保持されるふるい部材とで構成されることにある。ふるいパネルないしふるい部材の網目幅は、０．１ｍｍから１０ｍｍの間、特に２ｍｍから４ｍｍの間であるのが好ましい。このようなふるいパネルの典型的な利用分野で、本発明のふるい装置は従来技術に比べてきわめて顕著な利点を提供する。さらに別の有利な構成要件は、ふるいパネルから落ちてくる汚物または固形物を一緒に液体から運び出すために、ふるいパネルが運動方向で見て後側の領域に、たとえば形材フレームのへりや凹部によって形成することができる汚物ポケットを有していることである場合がある。
【００４６】
エンドレスふるいベルトの幾何学形状は、その循環運動のために、もっとも単純な場合には、ふるいパネルがそれぞれ直線運動で液体流の中に沈み、かつ液体流から引き上げられるように構成され、その際ふるいパネルは下側の方向転換点と上側の方向転換点で、実質的に円運動によって方向転換させられる。
【００４７】
本発明のその他の構成要件や特殊性は、以下に詳しく説明する、図面に示されている実施例から明らかである。
【００４８】
図１は、エンドレスふるいベルトを備える本発明のふるい装置を模式的な正面図で示しており、図面の左半分はエンドレスふるいベルト１だけを取り出して図示している。このエンドレスふるいベルト１は、ここには図示しない液体流の流れ方向２０に対して横断方向に配置されており、図面平面に対して垂直に液体流が貫流する。エンドレスふるいベルトは、三日月形に構成された複数のふるいパネル２、２’、２’’を含んでおり、これらのふるいパネルは、運動方向２３に沿って循環運動をするときに、本図では左側に配置されている区域で、図面平面で見て上方に向かって液体流から引き上げられ、図面平面内にある上側の方向転換点で方向転換させられ、右側に配置された区域で下方に向かって液体流に沈められ、最後に下側の方向転換点で、相変わらず同一の図面平面で再び方向転換させられ、それによって閉じたエンドレスふるいベルト１を形成するように、連結部材３でつなぎ合わされている。
【００４９】
このとき、ふるいパネル２、２’、２’’は、揺動軸が図面平面に対して垂直に位置するように、方向転換点で相互に揺動させられる。図を見やすくする理由から、図示したふるいパネル２のうちの１つにのみ、ふるいパネルの網目が描かれている。連結部材３は、エンドレスふるいベルト１を駆動する役目をするチェーンの一部であり、モータで駆動される上側のスプロケット１２ａと、下側のスプロケット１２ｂで方向を転換している。スプロケット１２ａ，１２ｂは、図示した例ではそれぞれ８つの歯を有している。別の実施形態では方向転換部の半径や、ふるいパネル２，２’，２’’の寸法に応じて、これよりも多い、または少ない数の歯が設けられていてもよい。
【００５０】
上方および下方に向かって走行する、図示したエンドレスふるいベルト１の直線区域の間には、エンドレスふるいベルト１を内側に向かって仕切る中央ガイド部４が配置されている。外側に向かっての仕切りは、液体流の外壁５によって構成されている。この外壁は周縁部に、ふるいパネル２、２’、２’’がこれに支承された走行ローラ７でガイドされている溝状のガイド部６を含んでいる。ガイド部６は、ふるいパネル２、２’、２’’の周囲を液体が流れるのを防ぐために、エンドレスふるいベルト１の下側の方向転換領域まで延びて流れの遮蔽部を形成している。
【００５１】
図１を見ると良くわかるように、ふるいパネル２、２’、２’’は、ふるいパネル２、２’、２’’が三日月形状であることよってエンドレスふるいベルト１に存在する縁部側の隙間が、ガイド部６および中央ガイド部４によってカバーされる幅まで、ガイド部６および中央ガイド部４の中へ入り込んでいる。ふるいパネル２、２’、２’’の合算の結果として生じるエンドレスふるいベルト１のふるい面は、結果的に、液体流の断面を実質的に完全にカバーしている。
【００５２】
ふるいパネル２、２’、２’’は、外側のガイドローラ７ａで、外壁５ないしガイド部６の領域でガイドされるとともに、内側のガイドローラ７ｂで、中央ガイド部４の領域でガイドされている。
【００５３】
図２は図１の詳細図を示しており、この図面でふるいパネル２、２’の構成がさらに明瞭に示されている。図２の図面の側面図である図３と関連させながら、ここでは連結ロッド８、８’として構成された連結部材３による、ふるいパネル２、２’のつなぎ合わせについて詳しく説明する。
【００５４】
ふるいパネル２は、それぞれ形材フレーム２４と、これに挿入された、ないしは形材フレーム２４で保持された、網目状の通過開口部をもつふるい部材２５とを含んでいる。
【００５５】
ふるいパネル２の外側輪郭は、半径が等しい円を、重ね合わせて（互いにオーバーラップさせて）切断して得られる２つの輪郭部分２６、２７によって縁取られており、そのうち第１の輪郭部分２６は外側輪郭の凸状の部分を形成し、第２の輪郭部分２７は外側輪郭の凹状の部分を形成している。第１の輪郭部分２６に対する円の中心点は、外側輪郭の凹状輪郭部分２７の上に位置しているので、運動方向２３で一方のふるいパネル２’の外側輪郭の凸状輪郭部分２６’と、他方のふるいパネル２の外側輪郭の凹状の輪郭部分２７との間に隙間を生じさせたり、あるいは２つのふるいパネル２、２’の重なり合いを起したりすることなく、互いに隣接する２つのふるいパネル２、２’は図面平面内で相互に揺動することができる。
【００５６】
それぞれ２つのふるいパネル２、２’の枢着結合は、一方の端部で取付プレート９を介してふるいパネル２に（その外側輪郭の凹状輪郭部分２７に、外側輪郭を形成している円の凸状輪郭部分２６の中心点で）堅固に固定されるとともに、他方の端部では、後続するふるいパネル２’の次の取付プレート９’にジョイント１０’によって揺動可能に取り付けられた連結ロッド８で行われる。このことは、ふるいパネル２、２’が、液体流に対する高い安定性にもかかわらず、図２に示す運動性をもつことを可能にする。
【００５７】
図３からわかるように、連結ロッド８、８’は相互にジョイントのようにつなぎ合わされて、連結ロッド８、８’の全体が、エンドレスふるいベルト１の駆動を引き起こすことのできるエンドレスリンクチェーンを構成するようになっている。連結ロッド８、８’は、折れ曲がったリンクチェーンのリンクプレートを形成しており、ジョイント１０、１０’はリンクチェーンのボルトで形成されている。さらに図からわかるように、取付プレート９の力は支持ローラ１１に伝達され、この支持ローラは、流れ方向２０で見てふるいパネル２の後側に配置された、図３には図示しないふるいベルト支持部材の上を転動して、エンドレスふるいベルト１を支持している。全体として構成される駆動チェーン２８は、ここには図示しないスプロケットが係合することによって駆動することができる。
【００５８】
それに対して、ふるいパネル２の外側のガイドローラ７ａと内側のガイドローラ７ｂは、溝状のガイド部６ないし中央ガイド部４に係合する役目をしており、これらのガイドローラはガイド機能だけでなく支持機能も果たすことができる。
【００５９】
図４には、連結ロッド８、８’が別様に折り曲げられている、駆動チェーン２８の変形例の一例が模式的に示されている。エンドレスふるいベルトとふるいパネルの詳細な個々の部分は、この図面には示されていない。
【００６０】
図５は、ガイドローラ７を省いた図３の詳細図を示している。図からわかるように、ふるいパネル２は、ふるい部材２５が取り付けられている形材フレーム２４で取付プレート９に固定されている。
【００６１】
図６には、図５の変形例の詳細が図示されている。形材フレーム２４が、運動方向２３で見て後側の端部で、流れ方向２０と反対向きにふるい部材２５よりも突出していることによって（図５）、ふるいパネル２の後側端部は、ふるい部材２から落ちてくる汚物や水生動物などを連れ去ることのできる汚物ポケット２９を形成している。図６ではこの汚物ポケット２９は、形材フレーム２４を運動方向２３で追加的に折曲またはへり３０を形成することによって、汚物ポケット２９の中の物質のより良い保持をもたらす前側の受持へりが作り出されるように構成されている。
【００６２】
図７には、改変されたエンドレスふるいベルトの一部分が模式図で示されており、このエンドレスふるいベルトでは、三日月形のふるいパネル２、２’、２’’が凸状の輪郭部分２６と凹状の輪郭部分２７の間でそれぞれ直線状の連結部分３８によってつながれており、それにより、各々の輪郭部分がそれぞれ凸状の外側輪郭２６と凹状の外側輪郭２７を形成している円は、交わらない。連結部材３は相互につなぎ合わされ、ここでもやはり一方では、ふるいパネル２の外側輪郭の凸状輪郭部分２６を形成する第１の円の中心点でふるいパネル２に枢着されるとともに、他方では、隣接するふるいパネル２’の外側輪郭の凹状の輪郭部分２７に沿ってスライド可能なように、隣接するふるいパネル２’に、その外側輪郭を形成する第１の円の凸状の輪郭部分２６’の中心点に枢着されており、それにより、ふるいパネル２、２’、２’’は間に間隙をあけることなく方向転換することができる。
【００６３】
図７ではふるいパネル２’’にのみ、フレーム形材とふるい繊維とが図示されており、場合により存在しているガイドローラ７ａ、７ｂあるいは支持ローラ１１は図示されていない。図８は、図７のエンドレスふるいベルト１の模式的な側面図を示しており、ここでは連結部材３、３’、３’が駆動チェーン２８を構成している。
【００６４】
図９と図１０は、建築設備３１におけるふるいパネル２の側方のガイド部６および支持部を示している。このガイド部は、鋼材でできたガイド形材３３が嵌め込まれたガイド溝３２をそれぞれ含んでいる。図９では、ふるいパネル２の形材フレーム２４はローラなしで、すなわち摺動するように、ガイド形材３３でガイドされるのに対して図１０では形材フレーム２４に支承されたガイドローラ７ａが設けられている。
【００６５】
支承面、すなわち図９ではガイド形材３３の上に形材フレーム２４が載るところ、また図１０ではガイド形材３３の上にガイドローラ７ａが載るところは、汚物の堆積を最低限に抑えるために、流れの少ない凹部に設けられている。それに対してガイド装置６ないし外壁５は、ふるいパネル２の浄水側３４に斜面３６を有しており、この斜面は、このような斜面３６がない実施形態に比べてふるい面が広くなるので、液体が貫流することのできるふるいパネル２の有効幅を拡大して、より少ない流れ抵抗ないしより高い液体処理量が得られるようにする役目を果たす。
【００６６】
図１１には、上側のスプロケット１２ａの領域における模式的な部分断面平面図によって、ふるいパネル２からなるエンドレスふるいベルト１が、どのようにして連結ロッド８の全体で構成された駆動チェーン２８によって動かされるのかが図示されている。すなわち連結ロッド８は、エンドレスふるいベルト１の上側の方向転換点でスプロケット１２のそばを通過し、その際、ジョイント１０を構成している、連結ロッド８に取り付けられたチェーンボルトが、スプロケット１２ａと係合することになる。エンドレスふるいベルト１を駆動するには、さらに駆動軸１４と、たとえばギヤードモータまたは変速モータとして構成されていてよい駆動モータ１５が必要である。
【００６７】
安定性の理由から、汚水側３５から流れ方向２０と反対に位置しているふるいパネル２の浄水側３４では、横支柱３７で補強され、ふるいパネル２の支持ローラ１１が上を転動する、ふるいベルト支持部材１３を備える支持部が配置されている。
【００６８】
図１１では、ふるいパネル２がその外側のガイドローラ７ａで、または図１１に示すように摺動するようにガイドされている外壁５にある溝状のガイド部６の形状と、内側のガイドローラ７ｂ、または図１１に示すように摺動するようにガイドされている、中央ガイド部４にあるふるいパネル２のガイド部とを、同様に明白に見ることができる。中央ガイド部４は、同じく支持部材を介して横支柱３７と、もしくはふるいベルト支持部材１３と、荷重を受け止めるように連結されていてよい。中間ガイド部は、流れにとって好ましい断面形状１６を汚水側３５に有する遮蔽部を備えると好都合である。
【００６９】
最後に図１１は、ふるいパネル２を洗い落とすための複数の噴射ノズル１８を有する噴射バー１７による、エンドレスふるいベルト１の洗浄を示している。噴射バー１７は、エンドレスふるいベルト１の上方に動く区域と、下方に動く区域とにわたって延びているので、個々のふるいパネル２への二重の洗い落としが行われる。噴射ノズル１８によってふるいパネル２から取り除かれた固形物、水生動物などは、噴射水と一緒に、エンドレスふるいベルト１の汚水側３５に配置された汚物流路１９の中へ落ちて、そこで流路２２を介して運び出される。
【００７０】
方向矢印によって、本発明によるふるい装置を貫流してこれによって清浄化される液体流２０が図示されている。
【００７１】
図１２は、ふるい装置の断面図をほぼ半分の高さのところで示している。したがってこの図面は図１１の図面に対応しており、水平方向断面のレベルが違うため、上側のスプロケット１２ａ、駆動軸１４、駆動モータ１５、噴射ノズル１８を備える噴射バー１７、および流路２２を備える汚物流路１９は見ることができない。
【００７２】
図１３は、上記に準ずる水平断面図を、駆動されない下側のスプロケット１２ｂの領域で示している。したがって図１３の図面は図１２の図面に対応しており、ここでは追加的に下側のスプロケット１２ｂを見ることができる。横支柱３７は、壁５の凹部に据え付けられている。
【００７３】
図１４は装置全体を模式的な正面図で示している。液体流２０を仕切る外壁５に設置されているエンドレスふるいベルト１を、中央ガイド部４、汚物流路１９、および流路２２とともに見ることができる。エンドレスふるいベルト１ならびに付属の駆動アセンブリおよびカバー２１を有する洗浄アッセンブリは、上方に備えられている。駆動モータ１５は、図１１とは異なり、駆動力をチェーンによって、模式的に図示されている上側のスプロケット１２ａに伝達する。下側のスプロケット１２ｂも同じく図示されているが、ふるいパネル２は図を見やすくするために図示していない。そのため、垂直方向に延びるふるいベルト支持部材１３や、所要数だけそれぞれ所望の位置に設置される、一例として図示されている横支柱３７は良く見ることができる。横支柱３７は、必要に応じて、壁部５または地面に据え付けられてもよく、もしくはふるいベルト支持部材１３と連結されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるふるい装置を示す模式的な正面図
【図２】図１の詳細図
【図３】図２の詳細図の側面図
【図４】図３の変形例を示す模式図
【図５】図３の詳細図
【図６】図５の変形例の詳細図
【図７】図２の変形例を示す模式図
【図８】図７の側面図
【図９】側方のガイド部
【図１０】図９の変形例
【図１１】ふるい装置を示す部分断面平面図
【図１２】ふるい装置を示す第１の断面図
【図１３】ふるい装置を示す第２の断面図
【図１４】ふるい装置を示す別の正面図
【符号の説明】
１ エンドレスふるいベルト
２、２’、２’’ ふるいパネル
３ 連結部材
４ 中央ガイド部
５ 外壁
６ ガイド部
７ａ 外側のガイドローラ
７ｂ 内側のガイドローラ
８、８’ 連結ロッド
９ 取付プレート
１０ ジョイント
１１ 支持ローラ
１２ａ 上側のスプロケット
１２ｂ 下側のスプロケット
１３ ふるいベルト支持部材
１４ 駆動軸
１５ 駆動モータ
１６ 断面形状
１７ 噴射バー
１８ 噴射ノズル
１９ 汚物流路
２０ 液体流
２１ カバー
２２ 流路
２３ （１の）運動方向
２４ 形材フレーム
２５ ふるい部材
２６ 第１の凸状の輪郭部分
２７ 第２の凹状の輪郭部分
２８ 駆動チェーン
２９ 汚物ポケット
３０ へり
３１ 建築設備
３２ ガイド溝
３３ ガイド形材
３４ 浄水側
３５ 汚水側
３６ 斜面
３７ 横支柱
３８ 連結区域

Claims (21)

1. 浄水設備や水力発電設備におけるプロセス流、冷却水流、または排水流のための格子型ふるいまたは格子型フィルタ等の、流路の中を流れる液体から固体成分、固体、または固形物を機械的に分離して運び出すためのふるい装置であって、液体流（２０）の流れ方向に対して実質的に横断方向に方向づけられた複数のふるいパネル（２、２’、２’’）が備えられ、これらのふるいパネルは、液体流（２０）の中に潜り込んで循環するエンドレスふるいベルト（１）を形成しており、このエンドレスふるいベルトでは、エンドレスふるいベルト（１）の運動方向（２３）で連続的につながれている複数のふるいパネル（２、２’、２’’）が共通のふるい面を流路の中で形成しており、かつエンドレスふるいベルト（１）のための駆動装置（１２、１４、１５）が備えられているものにおいて、
   前記エンドレスふるいベルト（１）のふるいパネル（２、２’、２’’）は、エンドレスふるいベルト（１）の循環運動が実質的に全体としてただ１つの平面内で行われるように連続的につながれており、前記ふるいパネル（２、２’、２’’）がエンドレスふるいベルト（１）の方向転換点で揺動する揺動軸は、ふるい面に対して垂直に位置していることを特徴とするふるい装置。
2. 前記エンドレスふるいベルト（１）の循環運動（２３）の平面が、液体流（２０）の流れ方向に対して実質的に直交していることを特徴とする請求項１に記載のふるい装置。
3. 少なくともいくつかのふるいパネル（２、２’、２’’）の側方をガイドするガイド装置（６）が備えられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のふるい装置。
4. 前記ふるいパネル（２、２’、２’’）が連結部材（３）で相互に重ね合わせ連結されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のふるい装置。
5. 前記連結部材（３）が、エンドレスふるいベルト（１）のための駆動チェーン（２８）の一部を形成していることを特徴とする請求項４に記載のふるい装置。
6. 前記ふるいパネル（２、２’、２’’）が円状に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のふるい装置。
7. 前記ふるいパネル（２、２’、２’’）が三日月形に構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のふるい装置。
8. 前記三日月形のふるいパネル（２、２’、２’’）の外側輪郭が、それぞれ半径の等しい２つの円の重ね合わせ切断による輪郭部分（２６、２７）で形成されており、前記ふるいパネル（２）の外側輪郭の凸状の輪郭部分（２６）を形成する第１の円（２６）の中心点は、ふるいパネル（２）の外側輪郭の凹状の輪郭部分（２７）を形成する第２の円の上に位置していることを特徴とする請求項７に記載のふるい装置。
9. 前記三日月形のふるいパネル（２、２’、２’’）の外側輪郭が、それぞれ半径の等しい２つの円の重ね合わせ切断による残存輪郭部分（２６、２７）と、これらの円状輪郭部分をつなぐ直線状または円弧状の２つの連結部分（３８）とによって形成されていることを特徴とする請求項７に記載のふるい装置。
10. 前記三日月形のふるいパネル（２、２’、２’’）が連結部材（３）を介して相互につなぎ合わされており、この連結部材（３）はそれぞれ一方ではふるいパネル（２）の外側輪郭の凸状の輪郭部分（２６）を形成する第１の円の中心点で当該ふるいパネル（２）に枢着され、また他方では、隣接するふるいパネル（２’）の外側輪郭の凹状の輪郭部分（２７）に沿ってスライド可能なように、隣接するふるいパネル（２’）に、その外側輪郭の凸状の輪郭部分（２６’）を形成する第１の円の中心点で枢着されていることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載のふるい装置。
11. 前記連結部材（３）が、それぞれ付属の隣接するふるいパネル（２、２’、２’’）の外側輪郭の凸状の部分に沿ってこのふるいパネルにガイドされていることを特徴とする請求項１０に記載のふるい装置。
12. 前記連結部材（３）がエンドレスふるいベルト（１）の浄水側（３４）に配置されていることを特徴とする請求項４、５、１０、１１のいずれか１項に記載のふるい装置。
13. 前記エンドレスふるいベルト（１）の浄水側（３４）に配置されたふるいベルト支持部材（１３）が備えられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のふるい装置。
14. 前記エンドレスふるいベルト（１）が、前記ふるいベルト支持部材（１３）の上での支持のために回転可能な支持部材を備えていることを特徴とする請求項１３に記載のふるい装置。
15. 循環するエンドレスふるいベルト（１）の下方へ移動している部分と、循環するエンドレスふるいベルト（１）の上方へ移動している部分とが、それぞれ液体流の左右のほぼ半分を覆っており、その間に固定の中央ガイド部（４）が配置されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のふるい装置。
16. 前記中央ガイド部（４）がその下側端部の領域でベースに据え付けられていることを特徴とする請求項１５に記載のふるい装置。
17. 前記ふるいパネル（２、２’、２’’）の少なくともいくつかが前記中央ガイド部（４）でガイドされていることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のふるい装置。
18. 前記ふるいパネル（２、２’、２’’）の少なくともいくつかが、側方に配置された外壁（５）に沿って配置されたガイド装置（６）でガイドされるように構成されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のふるい装置。
19. 前記エンドレスふるいベルト（１）が前記ガイド装置（６）を摺動でガイドされるか、または外側のガイドローラ（７ａ）によってガイドされることを特徴とする請求項１８記載のふるい装置。
20. 液体流（２０）から引き上げられたエンドレスふるいベルト（１）のふるいパネル（２、２’、２’’）を洗い落とすための複数の噴射ノズルと、エンドレスふるいベルト（１）の、これらの噴射ノズル（１８）に対向する側に配置された汚物流路（１９）とを備えていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれか１項に記載のふるい装置。
21. 前記ふるいパネル（２、２’、２’’）の網目幅が０．１ｍｍから１０ｍｍの間で選択されていることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載のふるい装置。

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