JP6123101B2 - 濾過装置 - Google Patents

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Description

本発明は、濾過装置および逆洗機構を備える濾過装置に関する。本発明に係る装置は、圧力損失および処理流体損失が最小である、効率的で拡張可能な濾過を提供する。本濾過装置は、排他的にではないが、特に、家庭および工業処理からの水の再循環を含む飲料水の生産、発電所のための冷却水の取入、石油／ガスの探査から生産された水、バラスト水、および養殖管理、または水以外の流体を含む他の用途などの大量用途における使用に適している。
水の管理は、幅広い用途領域を示しており、世界の特定地域におけるその限定された入手可能性、および、ある地域から別の地域への病気の拡散および望ましくない有機体の拡散の源としてのその潜在性に起因して、大きな注目を受けている。濾過またはより具体的には精密濾過は、水の品質を改善し、望ましくない元素を含む水に関連するリスクを低減するための、処理工程における準備ステップとして考えることができる。改善された濾過技術は、媒体および用途に関係なく、現在適用されている処理方法に恩恵をもたらすことができ、さらに、改善された処理および技術の開発への道を開く。
船舶のバラスト水の処理および濾過は、船団の運用者にとって重要性が高まりつつある。大量の海水を移動させることは、海洋生物多様性に損害を与えることが知られている。現代の船舶の規模は、バラスト水タンクの容積が大きく、このため、バラストタンクの注排水にかかる時間が、船団の運用者にとって商業的な重要性を有することを意味している。さらに、船舶上の空間は、驚くほど少なく、大量の水を濾過することができ、相当量の物質（有機および無機の）を除去することができる効率的な濾過システムまたはより具体的には精密濾過システムは、改善された処理性能および処理システムの設置面積の低減の可能性を開く。
本発明者らは、海水などの大量の流体を短期間で濾過することのできる効率的な濾過または精密濾過システムの必要性が、本明細書の本発明の開示により満たされ得ることを確認した。
様々な濾過システムが、これらの用途において海水を濾過するために利用可能である。このようなシステムは、一般に、例えば海水を流通させる従来の濾過要素を備える。
液体の流れが、濾過要素の壁を通過するとき、濾過サイズの仕様よりも大きなサイズの任意のちり、粒子、または有機物質は、濾過要素を通過することができず、濾過要素の内壁に捕らえられ、濾過された物質の「固まり」として知られるデブリを形成し始める。物質の固まりが形成され始めると、濾過要素における圧力損失が大きくなり、このため、効率を維持すべき場合、濾過要素の内壁から固まりを洗浄する必要がある。
この洗浄工程は、濾過装置を解体することによって、または、連続的な洗浄のために構成されるか、もしくは、圧力損失が特定の監視レベルに到達したときにのみ作動されるか、もしくは、周期的にもしくは手動で作動される逆洗機構によって、実現されてもよい。逆洗機構はまた、物質の固まりが濾過要素から収集され、次に適切な排出導管によって排出され得る、濾過要素の下の収集室を利用してもよい。
濾過壁を通る反対方向の水流によって濾過要素を洗浄することを可能とする様々な逆洗機構が採用されている。逆洗は、濾過装置が使用されている間に実行されてもよく、これにより、濾過装置が、洗浄の間に水を連続に濾過することが可能となる。
本明細書は、従来とは異なる濾過装置および追加的に、最小の圧力降下および処理液体の流れで、大量の濾過を行うことができる高効率の濾過を好適に提供する逆洗機構について記載している。
本発明の態様によれば、チャンバおよび該チャンバに収容された複数の細長中空の濾過要素を備え、各濾過要素が、半透過性の濾過壁および内部に配置された逆洗機構を備え、各逆洗機構が、中空の濾過要素の断面に対応する断面を有する少なくとも１つのデブリ受入部を備え、デブリ受入部の外周が、中空の濾過要素の濾過壁の内周に直接隣接するよう配置されている濾過装置が提供される。
本発明に係る濾過装置は、複数の濾過要素のそれぞれの濾過壁からデブリを効率的かつ効果的に除去する逆洗機構を提供する。デブリ受入部とその周囲の全体にわたる各濾過要素の内壁との近接した配置は、濾過壁の均一な逆洗動作をもたらす。濾過要素は、濾過装置の通常動作の継続を可能にしながらも、迅速に逆洗され得る。すなわち、逆洗は、通常の濾過の間に行うことができる。
本発明によれば、濾過要素における圧力損失は、従来技術と比べて低減される。さらに、濾過要素を洗浄する方法も改善される。本発明によって実現されるこれらの改善は、特定の濾過装置の流量または機能を低減することなく、濾過要素のメッシュサイズの減少を可能にする。このようにして、より精密な濾過のゆえに相当に「清浄」な（大容量の）処理工程への液体の供給を可能にすることによって示される利点は、処理工程の負担を低減し、処理工程の縮小（例えば、「調整」化学物質の濃度の低減）の可能性を開くか、または、別の処理工程の導入の可能性を開く。
このようにして、本発明は、複数の濾過要素を備える高効率のインライン逆洗濾過、低圧のヘッド要求、圧力および処理液体／流体の最小の損失、および手動または自動の自浄式濾過スクリーン（逆洗）動作を提供する。
本発明に係る濾過装置は、好適には、濾過要素の数ならびに濾過要素の直径および長さを調整することによって、１００ｍ３／ｈｒ未満から１０，０００ｍ３／ｈｒ超まで、非常に高い容積まで大型化可能である。さらに、装置は、水平もしくは垂直な方向または任意の中間の方向で組み込まれてもよく、処理配管の最小の分解しか必要としない。
濾過装置が逆洗され得る速度は、デブリ出口へ方向転換させなければならない処理流体／液体（濾過装置を通過する液体）の量を低減する。このことは、濾過装置の性能全体をさらに強化する。
濾過要素が特定のサイズを上回る有機および無機粒子などの物質の物理的な分離および除去を実現する濾過装置が提供される。濾過要素は、複数の金属スクリーン層がそれ自身の重量を支持することのできる強い濾過要素を形成するために支持構造と共に焼結される、金属編みワイヤ焼結スクリーン法によって構成されてもよいが、これに限定されない。濾過要素の各端部では、内部または外部のＯリングと組み合わされた金属またはプラスチックのリングが、濾過要素の端部をシールする適切な方法として機能する。
あるいは、濾過の動作条件下で、処理中の液体混合物、溶液、または懸濁液の１つ以上の選択された成分に対して透過性であり、残りの成分に対して不透過性である他のタイプの濾過要素の設計が組み込まれてもよい。このような濾過要素は、天然繊維もしくは加工繊維、人工の有機もしくは合成物質、鉄および非鉄金属、ガラス、活性炭素もしくは天然炭素、セラミック、紙、およびプラスチックから構成されてもよいが、これらに限定されない。このような濾過要素の設計は、シート材料もしくは織物材料、非織物材料、プリーツメルトスパン（pleated meltspun）材料、無機結合多孔質媒体、ミネラルウール、ガラス繊維、炭素繊維、織りワイヤおよびスクリーン、焼結ワイヤメッシュ、穿孔板、くさびワイヤ、および膜タイプの設計、またはこれらの任意の組合せから構成されてもよいが、これらに限定されない。
濾過サイズの仕様は、濾過される液体および粒子の性質に応じて決定される。このようにして、濾過サイズ（すなわち、濾過要素の孔または流路のサイズ）は、所望の用途に応じて任意の適切なサイズであってもよい。例えば、濾過要素の透過性は、選択された用途に応じて１ミクロン未満、１、１０、２０、４０、５０ミクロン、又は５０ミクロン以上が選択されてもよい。
付加的な利点として、濾過要素は、好適には、耐食性の改善または表面品質の改善のために、適切な化合物によって被覆され得る。例えば、原位置での重合によって合成されたＴｉＯ２またはポリアニリン−ナノ−ＴｉＯ２粒子から準備された被覆は、厳しい環境における優れた耐食性を有する。したがって、個々の濾過要素は、耐食性を改善するために被覆されてもよい。さらに、得られたナノ表面が、表面を非常に滑りやすくし、物質が表面に付着しにくくし、これにより、洗浄の頻度がより少なくて済む表面品質の改善を実現してもよい。
濾過要素は、用途に応じて任意の断面形状または外形を有してもよい。用途は、例えば、装置が配置され得る空間（エンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ））を決定してもよい。デブリ受入部は、好適には、選択された濾過要素の形状に厳密に一致する断面形状または外形を有し、これにより、デブリ受入部の外縁または外周と濾過要素の内面との密接な配置を可能としている。より具体的には、デブリ受入部と濾過要素との位置合わせは、濾過要素の内面の全周囲にわたっている。
デブリ受入部と濾過壁との間の分離距離は、デブリが以下でさらに説明するようにデブリ受入部内に吸い込まれることを可能にしながらも要素の長手方向に沿ってデブリ受入部が移動することを可能にするように選択される。
濾過要素およびデブリ受入部には、任意の適切な形状が使用されてもよいが、濾過要素およびデブリ受入部の双方は、好適には、円形断面を備えてもよい。このような構成では、デブリ受入部は、円盤の形態であってもよく、濾過要素は、円盤が配置され得る中空円筒の形態であってもよい。
濾過要素は、好適には、開放端が濾過アセンブリの入口の方を向くように設けられるように配置される。このようにして、各濾過要素は、濾過アセンブリの入口から流体を受け入れるように配置された第１の開放端と、第２の閉鎖端とを備えてもよく、この場合、濾過要素に進入する流体は、半透過性の濾過壁を通じて誘導されるようになっている。この構成によれば、各濾過要素は、濾過アセンブリに進入する等しい分量の流体を受け入れ、次に、流体は、各要素の反対の閉鎖端によって濾過壁を通じて誘導される。
好適には、各要素の中空部内には、追加的に、内部に配置される逆洗機構が設けられてもよい。逆洗機構は、好適には、各濾過要素の長さの少なくとも一部に沿ってデブリ受入部が移動することを可能にするように構成される。
このようにして、デブリ受入部は、デブリを濾過壁のすべての部分から収集することができるように、要素の内面に亘って運ばれることができる。このようにして、壁の表面の全体を洗浄して、デブリを取り除くことができる。デブリ受入部は、完全な３６０度の回転（中空の要素に対して）方向に亘って延びている。これにより、濾過要素に対してデブリ受入部を回転させる必要がないことが意味されている。直線移動が、濾過要素の内面の全体をカバーするために必要とされるすべてである。
デブリ受入部は、任意の適切な手段および構造を用いて移動され、支持されてもよい。例えば、デブリ受入部は、濾過要素と同軸に配置された中空シャフトまたは中空管に配置され、その伸長軸線に沿って移動可能であってもよい。
逆洗機構を移動させるために、アセンブリは、濾過要素の軸線に沿って逆洗機構の直線移動および往復移動を行う駆動機構を備えてもよい。移動は、ピストンまたは他の電子機械的、空圧式、もしくは油圧式の装置などのリニアアクチュエータによって行われてもよい。
これらの複数の逆洗機構は、各濾過要素の中心線に揃えて取り付けられ、互いに独立してまたは同時にまたはサブグループ（例えば組）として駆動されてもよい。このようにして、濾過アセンブリは、装置内の処理流体の流れへの有害な影響を最小限に抑えながら、最も効果的な方法で逆洗することができる。
複数のデブリ受入部は、濾過要素の長手方向に沿って均等に離間され、所定の間隔だけ互いに分離されている。好適には、濾過要素壁からのデブリの均一な収集を確実にするために、逆洗機構が、それぞれの相反する方向に、互いに隣接するデブリ受入部の軸方向の間隔の半分と等しい距離だけ、濾過要素の長手方向に沿って往復移動するように配置される。
逆洗機構は、デブリ受入部が要素の外周の３６０度に亘っているので、互いに隣接するデブリ受入部の離隔距離の半分と等しい量だけ往復移動させる必要があるのみである。
デブリは、デブリ受入部の周囲に延びる開放流路、すなわち、デブリが引き込まれ得る連続的な開放「溝」または流路内に受け入れられてもよい。あるいは、複数のオリフィスまたは孔が、デブリ受入部の外面からデブリ受入部の内部流路までの経路を形成してもよい。実際には、デブリ受入部の外周は、それ自体穿孔されてもよい。
このような装置では、デブリ受入部が直線移動する通路または支持体は、濾過要素壁の表面全体が洗浄されることを確実にするためにデブリ受入部を回転させるように、追加的に、外側または戻りストロークの修正された経路を備えてもよい。回転は、デブリ受入部の互いに隣接する孔の間の距離を範囲とする必要があるだけで、連続的な回転動作は必要がないことを理解されよう。
このことは、好適には、逆洗機構の移動の距離を最小限に抑え、これにより、濾過要素を逆洗するために必要とされる時間を低減し、濾過要素を逆洗するために必要とされる処理液体の量を低減し、結果として、濾過アセンブリの処理能力を最大化する。
デブリ受入部は、好適には、濾過壁を通じた逆流の適用時に濾過要素壁からデブリを受け入れるように構成される。実際には、デブリ受入部は、濾過壁から離れるデブリを収集するために配置されたデブリ「トラップ」または収集流路として機能する。このようにして、複数のデブリ受入部は、好適には、濾過壁からデブリを受け入れるために配置された周囲に延びる流路または凹部を備えてもよい。流路は、好適には、各流路から濾過装置のデブリ出口までデブリを通すために配置された１つ以上の導管を備えてもよい。
このようにして、流路内に受け入れられたデブリは、濾過装置からデブリ出口または放出ポートへ送られ得る。各デブリ受入部の流路を接続する導管は、好適には、逆洗機構の軸線に沿って延びる共通の導管と接続されてもよい。これは、例えば、デブリ受入部を支持する中空管によって形成されてもよい。このようにして、デブリは、濾過壁から共通の導管またはレールへ、および、デブリ出口へ送られ得る。
本発明はまた、ガス濾過装置にも及ぶことを理解されよう。例えば、本発明は、ガス流から固体粒子を濾過するために使用され得る。このような装置では、紙製の濾過要素が、例えば使用され得る。
デブリは、処理流体の逆流または反転流によって濾過要素壁から除去される。このことは、濾過壁にまたがる差圧によって達成される。通常動作では、中空の濾過要素の内部の圧力は、外部よりも大きく、これにより、流体の前方への流れが形成される。流路と濾過装置のチャンバとの間の差圧を反転させることによって、処理流体の局所的な（分離された）反転流または逆流が実現され、これにより、デブリが濾過壁から除去され得る。
差圧は、任意の適切な方法で実現されてもよい。しかしながら、好適には、差圧は、デブリ受入流路と連通する導管内の圧力を低減することによって実現されてもよい。このことは、結果として、デブリ受入部の流路内の圧力を低減して、デブリを流路内へ移動させる。
大気圧と、濾過装置のチャンバ内の圧力との差は、逆流を実現するために十分である場合があり、このような装置では、制御弁が、デブリ出口を選択的に開閉し、これにより、逆流を形成するために設けられてもよい。
さらに、または、代替的に、真空または吸引機器が、逆洗または洗浄動作を強化するために逆流圧を高めるように設けられてもよい。このような装置では、真空機器は、逆洗機構を形成するデブリ出口またはデブリ受入導管と結合されてもよい。
逆洗機構は、好適には、上述したような任意の適切な構造体を用いて複数のデブリ受入部を支持してもよい。構造体は、例えば、シャフトと円周方向に延びる複数の円盤またはリングとを結合する半径方向に延びる複数の支持アームまたは「スポーク」を備える中心に延びる中空管またはシャフトであってもよい。また、円盤またはリングは、上述したようにデブリ受入流路を備えてもよい。
したがって、流路からデブリ出口までデブリを通す導管は、好適には、支持アームまたはスポークおよび中空管内に形成されてもよく、これにより、一体化された逆洗支持構造体およびデブリ除去導管が形成される。
チャンバ筐体の濾過要素は、用途およびアセンブリが組み込まれるべきエンベロープに応じて任意の適切な形状であってもよい。
好適には、本発明のチャンバの断面は、一般に、円筒形であってもよく、複数の中空の濾過要素は、円筒形チャンバの伸長軸線と平行に配置される。好適には、濾過要素もまた、円筒形であってもよい。
上述した濾過装置にとっての処理流体の入口および濾過された処理流体の出口は、従来の配管構成を用いてチャンバと結合されてもよい。
しかしながら、従来とは異なり、処理流体の入口および濾過された流体の出口は、好適には、互いに同軸となり、チャンバおよび濾過要素の軸線と平行となるように配置されてもよい。このような構成は、濾過装置が、処理配管において「インライン」に、すなわち、処理配管と同軸に組み込まれることを可能とする。このことは、濾過装置に進入し、濾過装置から離れる処理流体にとっての、従来の９０度の方向転換を否定する。これは、従来、濾過装置に、具体的には、バラスト水濾過装置に使用されている。
好適には、このような構成では、濾過装置から離れる処理流体は、濾過装置に進入した処理流体とインラインである。好適には、処理流体の濾過を行うために必要な方向転換は、濾過装置のチャンバ内でのみ行われる。このような装置によれば、圧力降下および濾過を作動させるために必要とされる圧力ヘッドが、好適には驚くほど低減され得ることが確認された。
複数の濾過要素は、チャンバ内に任意の適切な構成で配置されてもよい。本発明に係る複数の中空の濾過要素は、チャンバの周囲の内部に周辺に沿って均等に離間されてもよい、すなわち、濾過装置の入口および出口の共通の軸線に対して半径方向および円周方向に離間されてもよい。
このようにして、濾過要素のリングは、従来とは異なり、チャンバの中央の中心に位置する空間から離れて、チャンバの内面の周囲に設けられる。好適には、中心に位置する空間は、濾過要素の外面から濾過された処理流体を受け入れるように機能し、さらに、装置の出口と流体接続される。これにより、好適な流路が、濾過装置の、装置の入口と収集室との間に形成される。
濾過装置のチャンバの直径は、好適には、濾過装置の入口の直径よりも大きくなるよう選択されてもよく、これにより、チャンバ内に含まれる濾過要素の数が増加される。アセンブリは、入口の直径からチャンバの直径まで拡径し、かつこれらの間で流体を通すように配置された拡径部をさらに備えてもよい。
このようにして、インライン濾過装置の上流端では、入口導管が、圧力損失を最低限に抑え、入口導管の直径を低減するために、流入する液体流体の流れの速度を穏やかに減速するように機能する拡径導管部によって、円筒形の濾過筐体またはチャンバと連結されてもよい。
この拡径導管部内には、適切な流体流れガイドまたは導流体が、流入する液体流体の流れを分割し、等量の流入する液体流体の流れを濾過要素のそれぞれの開放端に向けて最小の圧力損失で誘導するために、配置されてもよい。このガイドは、特別な形状に形成されてもよいし、または、許容できる圧力損失のレベルに応じて、半球形状または円錐形状などの単純な形状であってもよい。また、付加的な導流体が、流入する液体流体の流れを調節および整流してもよい。
封止板が、濾過装置中の流体の流れの誘導を防止するために、すなわち、濾過要素中の流体の流れを誘導するために、追加的に設けられてもよい。
濾過装置の出口は、上述したように出口とチャンバ内の中心に位置する空間との間に拡径部を備えるように、同様に配置されてもよい。このようにして、流体を穏やかに減速することによって、出口における圧力を回復させることができ、これにより、システム内での濾過装置の影響が最小限に抑えられる。
周囲に配置された複数の濾過要素は、上述したようなチャンバ内の中心に位置する空間を形成していると見ることができる。中心に位置する空間の半径は、濾過装置の中心軸線から周囲に配置された濾過要素のうちの１つの表面まで半径方向に画定された距離として定義されてもよい。好適には、中心に位置する空間の半径は、濾過装置の出口の半径未満となるように選択されてもよい。これにより、濾過における圧力損失は、最小限に抑えられる。
使用の際、流入する流体の流れは、好適には、個々の濾過要素のそれぞれの内部に等量が最小の圧力損失で誘導される。この場合、処理流体の流れは、個々の濾過要素のそれぞれの内部に進入し、個々の濾過要素のそれぞれの濾過面を通過し始める。流体の流れが、個々の濾過要素のそれぞれの濾過面を通過すると、上述した中心に位置する空間において主要な大部分の濾過された流体に合流し、インライン濾過装置の下流端に向けて誘導される。インライン濾過装置の下流端では、出口導管が、圧力損失を最小限に抑えるために、および、処理ラインへ続く前に出口導管の直径を増加させるために、流出する流体の流れの速度を穏やかに減速するよう機能する上述したような第２の拡径導管部によって、円筒形の濾過筐体と連結される。
別の態様から見ると、濾過装置を逆洗する方法であって、濾過装置が、チャンバおよび該チャンバに収容された複数の細長中空の濾過要素を備え、各濾過要素が、半透過性の濾過壁および内部に配置された逆洗機構を備え、各逆洗機構が、中空の濾過要素の断面に対応する断面を有する少なくとも１つのデブリ受入部を備え、デブリ受入部の外周が、濾過要素の濾過壁の内周に直接隣接するように配置されている方法であって、（Ａ）流体が濾過壁を通じて反対方向に流れるように、チャンバとデブリ受入部との間に差圧を形成するステップと、（Ｂ）濾過壁からデブリを除去するために濾過壁に対してデブリ受入部を移動させるステップとを含む方法が提供される。
このようにして、このような態様によれば、濾過装置を効率的に逆洗する方法が提供される。
上述したように、濾過アセンブリは、追加的に、処理配管における圧力損失を最小限に抑えるインライン濾過装置を提供する。
本発明の態様は、本明細書に記載した濾過装置を備える水処理システム、および同様に、本明細書に記載した濾過装置を備えるバラスト水処理システムにも及ぶ。
より具体的には、濾過装置は、有機および無機物質を分離するために適用されてもよく、その結果、陸地または浮遊水産設備（養魚場）などの浮遊ユニット、石油およびガスの生産に関連する設備、および船上の設備（例えば、バラスト水管理と関連する）において、清浄水用途、生産水処理用途、海水用途、廃水用途、および水産用途を含むが、これらに限定されない任意の液体におけるそのような効果が得られる。
また、濾過は、食品および飲料の処理、ミネラルおよびスラリーの処理、薬剤処理、化学処理、および発電所の冷却水の事前処理または変圧器の油の処理などの発電用途などの工業領域に効果的に適用されてもよく、水ベースの液体に限定されず、酸およびアルカリを処理するためにも使用され得る。
本明細書に記載した本発明の態様の特徴は、任意の適切な組合せにおいて、好適には交換可能に使用することができることが理解されよう。
次に、添付図面を参照しながら、単なる例として、本発明の実施形態について説明する。
２つの水平導管の間のインライン濾過装置の断面図を示している。 ２つの水平導管の間のインライン濾過装置の端面図を示している。 ２つの水平導管の間の別のインライン濾過装置の断面図を示している。 ２つの水平導管の間の別のインライン濾過装置の端面図を示している。 図１Ａ〜図１Ｄのインライン濾過装置用の別の入口部を示している。 処理流体のインライン濾過装置内への／中の流路を示している。 本明細書に記載されている発明に係る逆洗機構を含むインライン濾過装置を示している。 図３に示されている本発明の実施形態の流体の主要流路の拡大図を提示している。 図４に示されている本発明の実施形態の別の図を提示している。 図４に示されている本発明の実施形態のさらに別の図を提示している。 中心の中空管、狭い３６０度円周溝、およびシーリング装置の連結を示している、円盤形状の構成部品の内部断面図を提示している。 本明細書に記載されている発明に係るシーリング装置、処理流体の流れ、および逆洗機構の移動を示している。 圧力損失を低減することによって逆洗機構の効率を高めるために排出導管と各逆洗機構とを連結する別の方法を提示している。 本明細書に記載されている発明に係るインライン濾過アセンブリのさらなる端面図を示している。 本明細書に記載されている発明に係るインライン濾過アセンブリのさらなる断面図を示している。
本発明は、様々な修正および別の形態についても可能であるが、特定の実施形態が、例として図面に示され、本明細書において詳細に説明される。しかしながら、図面およびここに付け加えた詳細な説明は、本発明を、開示されている特定の形態に限定することを目的としておらず、それどころか、本発明は、特許請求された発明の本質および範囲に含まれるあらゆる修正物、均等物、および代替物を包含することを理解すべきである。
図１Ａは、同軸水平導管の間のインライン濾過装置としての本発明を示している。また、垂直な構成または中間の任意の変形も可能である。
この実施形態の濾過装置は、複数の濾過要素（２）を収容する円筒形の濾過筐体（１）から構成されている。なお、複数の濾過要素（２）は、円筒形の濾過筐体の外周と同心のピッチ円径上に並べられている。この図は、左端（３）に付加的な固定具（４）および右側に付加的な固定具（６）を伴うホルダ（５）を有する支持体を示しており、これらは、正しい位置に濾過要素を支持する。
水平な入口導管（７）は、拡径導管部（８）によって、円筒形の濾過筐体と連結されており、拡径導管部（８）は、流体の流れを個々の濾過要素のそれぞれに最小の圧力損失でもって穏やかに誘導するために、適切な流れガイド（９）および付加的な導流体（１０）を含む。この例では、流れガイドは、円錐形である。流体は、個々の濾過要素のそれぞれの濾過面によって濾過されると、流体の流れの主要な大部分と合流し、インライン濾過装置の下流端に向けて誘導される。
下流端において、水平な出口導管（１１）は、処理ラインへ流れ続ける前に、出て行く流体の流れの速度を穏やかに低減するために、第２の拡径導管部（１２）と接合されている。この図では、逆洗機構は、明瞭にするために示していない。しかしながら、逆洗処理中に使用される収集室（１３）および排出導管（１４）が強調されている。
図１Ｂは、濾過装置の入口からの端面図を示しており、ここでは、適切な流れガイド（９）および導流体（１０）だけを見ることができる。図１Ａは、図１Ｂに示されているＡ−Ａにおける断面図である。
図１Ｃは、図１Ａに示されているインライン濾過装置の別の構成を示している。
別の構成では、流れガイド（９Ａ）の形状が、凹半球である。これは、拡径導管部（８）が極めて短い場合に特に有用である。
短い拡径部（８）は、空間が制限されている場合に必要とされ得る。しかしながら、短い拡径部に、図１Ａに示されている円錐形状のガイド部（９）を使用することは、流体が極めて急激に方向転換しなければならないため、流体を濾過要素に誘導する際に問題を引き起こす可能性がある。凹半球形状の流れガイドを使用することは、流体が、減速され、均一に広がることをもたらし、その結果、濾過要素に等量が進入することをもたらす。流れガイド（９Ａ）は、流体が、減速されて広がる限りは、正確な半球形状を有する必要はない。例えば、流れガイドの断面は、半円の代わりに弓形であってもよいし、または、必要な効果を生み出す任意の他の形状であってもよい。
図１Ｄは、濾過装置の入口からの端面図を示しており、ここでは、流れガイド（９Ａ）だけを見ることができる。図１Ｃは、図１Ｄに示されているＡ−Ａにおける断面である。
図１Ｅは、図１Ａに示されているインライン濾過装置の入口の第３の可能な構成を示している。この構成では、拡径部（８Ｂ）の形状は、圧力容器状である。これにより、空間を節約する短い拡径部が形成される。周知の圧力容器状の形状を使用することにより、製造コストを低減することができる。拡径部（８Ｂ）の形状が圧力容器状である場合、上述したように等量の流体が濾過要素に進入することを確実にするために、半球形の流れガイド（９Ｂ）が使用される。
図２は、本発明に係る処理流体のインライン濾過装置内への／中の流路を示している。矢印は、流体の流れの方向を示している。
図示されているように、流体の流れは、左端から進入し、最小の圧力損失で、個々の濾過要素のそれぞれの内部に向けて等量が誘導される。次に、流体の流れは、個々の濾過要素のそれぞれの内部に進入し、個々の濾過要素のそれぞれの濾過面を通過し始める。この時点で、流体の流れは、一般に、装置の入口および出口の軸線に対して垂直である。
流体の流れが、個々の濾過要素のそれぞれの濾過面を通過すると、濾過された主要な大部分の流体にチャンバの中央空間において再合流し、インライン濾過装置の下流端に向けて第２の拡径導管部内に誘導され、その後、最小の圧力損失で出口導管内に誘導される。
図３は、本発明に係る逆洗機構を示している。逆洗機構は、リニアアクチュエータによって実現される直線移動のみを行う。
逆洗機構は、中心の中空管（２５）から構成されており、該中心の中空管（２５）は、中心の中空管から外側に向けて濾過要素内面まで延びる円盤形状の構成部品（２６）の形態をとる一組の特別に設計されたデブリ受入部を有する。円盤形状の構成部品（２６）の外周は、シーリングヘッドまたはシーリング装置（２７）（例えば、濾過要素の凹凸を補償し、濾過されていない流体の漏れを最小限に抑えるために、円盤形状の構成部品と濾過要素内面との間の効果的なシールを形成する、ばね荷重を加えられたシーリングヘッドまたはゴムタイプのシール）で終わっている。
ばね荷重を加えられた装置では、デブリ受入部には、濾過要素に沿って軸方向に摺動することができると同時に濾過要素の内壁との接触を維持することができる例えばＰＴＦＥまたは他の適切な材料から形成されたヘッドが設けられてもよい。例えば、このようなヘッドは、適切なばね（例えば、コイルばね）を用いて濾過面に対して付勢されてもよい。このようにして、シールを、デブリ受入部と濾過要素壁との間に形成することができ、凹凸を吸収することができる。このようなヘッドは、もちろん、デブリがデブリ受入部内へ通過することを可能にする溝または流路を備える。
円盤形状の構成部品（２６）は、濾過要素内面の全周囲に亘る３６０度の範囲を有する狭い溝または流路を含む。このことについては、以下でさらに説明する。中心の中空管は、逆洗機構を直線移動させるリニアアクチュエータ（２８）によって外部から駆動される。また、中心の中空管は、排出導管（１４）と連結されたデブリ収集室（１３）に通じる開口（２９）を有する。このようにして、導管が、構成部品（２６）の溝または流路と、濾過装置のデブリ出口として形成された排出導管との間に設けられている。
図４は、個々の濾過要素および関連する逆洗機構を通る流体の流れの詳細を提示している。開放矢印が、濾過中の流体の流れの方向を示している。
各濾過要素は、第１の中空端（図４の左側に示されている）および閉鎖端（図４の要素の右側に示されている）を備える。
図示されているように、流体の流れは、濾過要素（２）に進入し、濾過要素の半透過性の濾過面を通過し始める。液体の流れは、濾過要素の濾過面を通過すると、上述したように主要な大部分の流体の流れに再合流する。中心の中空管（２５）は、外部リニアアクチュエータから最も遠い端部（図４の左側の）において閉鎖されているが、その反対の端部（２９）においては開放されている。このようにして、経路または導管が設けられる。中心の中空管の反対の端部は、濾過要素の下のデブリ収集室において終端しており、ここでは、中心の中空管の一部が、外部リニアアクチュエータと連結され、中心の中空管の一部が、デブリ収集室に対して開放されている。洗浄が必要なとき、弁は、排出導管において開かれることができ、液体流体が、外部の濾過要素表面から流れ、デブリ受入部または円盤（２６）の狭い円周溝または流路（２７）内へ、さらに、中心の中空管（２５）に沿って、開口（２９）を通じてデブリ収集室まで物質の固まりを逆洗し、そこでは次に、液体流体は、排出導管を通じてさらに排出され得る。逆洗流体の流れが、黒塗り矢印により示されている。このようにして、開放矢印は、処理流体の前方への流れを示しており、黒塗り矢印は、逆洗流れの逆進を示している。この図ではさらに、逆洗機構の直線移動が示されている。
図５Ａおよび図５Ｂは、図４の断面に示されている濾過要素の別の図である。図５Ｂは、逆洗機構の支持構造およびその長手方向に沿って同等の間隔で互いに離間された複数のデブリ受入部を示している。図示されているように、デブリ受入部は、複数のスポークまたは支持アームによって中空の中心シャフトと結合されたリングまたは円盤から形成されている。図５Ｂでは、円盤ごとに４つのスポークが示されている。任意の適切な数または形状のデブリ受入部が使用され得ることが理解されよう。例えば、流体の流れを容易にするために、部分的に角度を付けたり、または、部分的に外形を変更してもよい。
中心の中空管から外側へ濾過要素内面に向かって半径方向に延びる円盤形状の複数の構成部品（２６）が取り付けられた中心の中空管（２５）が示されている。シール（２７）は、以下でさらに説明するように設けられている。
円盤形状の構成部品は、濾過要素内面の全周囲に亘る３６０度の範囲を有する狭い溝を含む。デブリ受入部および溝の形状および構成は、濾過装置を形成する特定の濾過要素の形状に応じて構成される。
例えば、円形断面の場合、濾過領域が、３６０度の周囲に延びているため、溝３６０度の範囲の溝が必要とされ、装置が、正方形の濾過要素を備える場合、デブリ受入部は、同様に正方形の断面を有し、正方形の各面に溝を備える。このような構成では、正方形の角が、濾過領域とは対照的に支持領域として機能することが可能であり、したがって、溝がこれらの領域にわたって延びる必要がない。したがって、溝は、所定の断面における濾過領域の全体にわたって延びるように構成される。これにより、濾過要素の濾過面全体が、不必要に非濾過領域を洗浄することなく、デブリ受入部の軸方向の移動において洗浄される。
実際には、デブリ受入部に、濾過領域および濾過要素壁の断面に対応するように構成された溝（またはデブリが通過することのできる複数の孔）が設けられる。
中心の中空管（２５）は、外部リニアアクチュエータから最も遠い端部において閉鎖されており、その反対の端部（２９）において開放されている。これは、デブリの放出出口または排出出口を形成している。
円盤形状の構成部品の間で延びるスポークは、逆洗流体を中心の中空管に到達させる経路を実現するために空洞にされる。
スポーク構成はまた、濾過されていない処理流体が、進入し、好適にも中空濾過要素の長手方向に沿って移動することを可能にする。
図では誇張して示されているが、円盤部は、用途に応じた必要な構造強度を維持しながらも可能な限り薄くなるように選択される。このようにして、いかなるときも円盤の外周により覆われる濾過壁の領域は、最小化され、これにより、濾過領域が最大化される。
図５Ａは、中空細長の濾過要素（２）内に挿入される逆洗機構を示している。図５Ａに示されているように、逆洗機構の開放端（２９）、すなわち、デブリがアセンブリから除去されるポートが、濾過要素の遠位端または下端から伸びていることを見ることができる。濾過要素のこの端部は、濾過の閉鎖端に対応している。図５Ｂから分かるように要素の上端は、要素の開放端に対応している。
図６Ａは、図５Ｂに示されている濾過装置および逆洗機構の断面を提示している。図６Ａに示されている濾過装置および機構の部分は、図５Ｂの上端に対応しており、処理流体が通る濾過要素の開放端および中心の中空管（２５）の閉鎖端を示している。
図６Ａおよび図６Ｂに示されているように、円盤形状の構成部品（２６）は、中心に配置された中空管（２５）から濾過要素壁の内面（３２）まで延びている。３６０度の狭い円周溝（３３）が、濾過壁に直接隣接するよう設けられている。シール（２７）は、濾過要素の中空部内の処理流体が、中空管（２５）内へ直接通過することを防止するために、円盤形状の構成部品（２６）の両側に設けられている。図６Ａはまた、中空の中心管（２５）を支持する支持板（３４）を示している。
図６Ｂは、デブリ受入部および濾過壁の拡大断面を示している。
図６Ｂは、デブリ受入部を形成している円盤形状の構成部品（２６）、濾過壁（２）、および濾過装置の外部筐体（１）を示している。構成部品（２６）は、構成部品（２６）の外周が濾過壁の内面（３２）に直接隣接するよう延びており、また、構成部品（２６）の両側には、濾過要素の中空の空間と中心流路（３５）または部分（２６）との間をシールするためにＯリングシール（２７）が設けられている。
中心流路（３５）は、濾過壁に隣接する狭い部分、および、中空管（２５）と連通するより幅の広い部分を備える。このことは、図６Ａに示されている。さらに、図６Ｂに示されているのは、互いに隣接する部分（２６）のピッチ間隔Ｓ１、および、以下で説明されるような、部分のハーフピッチ移動Ｓ２である。
使用の際、濾過装置は、以下のように機能する。
処理流体は、例えば図６Ａに示されている支持板（３４）の孔を通じて、中空細長の濾過要素の中心部に流入する。再び図６Ｂを参照すると、通常の動作モード、すなわち、非逆洗モードでは、処理流体は、黒塗りされていない矢印によって示されているように流れる。すなわち、流体は、中空濾過要素の内部から濾過壁を通じて、要素の外面とチャンバ筐体（１）との間に形成された空洞内へ流れる。
処理流体の流れは、Ｐ１およびＰ２の圧力の間の差によって動かされる。Ｐ１は、中空濾過要素内の圧力であり、Ｐ２は、中空濾過要素の外部の圧力である。部分（２６）の流路（３５）内の圧力は、濾過要素の外部の圧力以上の圧力に維持される。すなわち、以下の通りである。
Ｐ３＝＞Ｐ２
Ｏリングシール（２７）は、濾過されていない流体が流路（３５）内に流れることを防止し、処理流体は、半透過性の濾過壁を通じて、アセンブリの出口に誘導され、これにより、不純物は、デブリまたは「固まり」の形態として、濾過壁によって除去され、保持される。
逆洗サイクルを達成するために、流路内の圧力が、濾過要素の外部の圧力未満になるよう低減される。すなわち、以下の通りとなる。
Ｐ３＜＝Ｐ２
この圧力の低減は、例えば、上述したデブリ出口ポート（２９）から減圧するか、または、吸引することによって達成されてもよい。
逆洗流体の流れは、黒塗りされた矢印によって示されている。図示されているように、中空濾過要素の外面において濾過された処理流体は、濾過の内面（３２）に位置するデブリの固まりを流路（３５）内に運ぶために、濾過要素壁を通じて反対方向に流れる。この場合も同様に、Ｏリングシール（２７）は、濾過されていない処理液体が、チャンバ内に直接進入することを防止する。これにより、逆洗サイクル中に濾過装置から出る液体の量が最小限に抑えられる。
次に、逆洗機構の動作について説明する。図６Ｂに示されているように、互いに隣接する構成部品（２６）は、間隔ピッチＳ１だけ互いに分離されている。Ｓ２は、このピッチの半分を示しており、それぞれの構成部品（２６）の第１の直線方向および第２の直線方向の移動の限界を示している。
逆洗サイクルを実現するために、最初に、流路内の圧力が、制御弁が中空管（２５）を介してデブリ出口（２９）と複数の流路とを接続するために開かれることによって低減される。大気圧とＰ２との間の差が十分に大きい場合、付加的な吸引は必要とされない。圧力差が十分に大きくない場合、Ｐ３＜＝Ｐ２という条件を満たすように付加的な吸引が適用され得る。両方の条件が、処理流体の流れを反対にしてもよく、流体は、流路（３５）内に流れ始め、濾過壁から流路内へ、そしてデブリ出口（２９）の外へデブリを運ぶ。
同時に、リニアアクチュエータが、逆洗機構の直線移動を行うために、各または個々の逆洗機構に対して作動される。複数の構成部品（２６）が、中空管と一体的に結合されているため、構成部品のすべてが、各濾過要素に沿って軸方向に同期して移動する。
リニアアクチュエータは、第１の方向ｘ＋にＳ２の距離だけ、および、反対の方向ｘ−にＳ２の距離だけ、逆洗機構を往復移動させるために配置されている。このことは、図６Ｂに示されており、ここでは、構成部品Ａが、起点Ａｘ０からｘ−の方向に距離Ｓ２だけ移動され、次に、起点Ａｘ０に戻される。同様に、構成部品Ａが移動するにつれて、構成部品Ｂも移動し、Ａがｘ＋の方向に移動すると、構成部品Ｂは、同じ方向に距離Ｓ２だけ移動する。
円盤形状の構成部品のそれぞれは、中空濾過要素の内周の全体にわたって延びている。上述したように、濾過要素の形状に応じて、デブリ受入部およびデブリ受入流路は、しかるべく構成される。
このようにして、直線移動を伴う組み合わされた効果は、構成部品ピッチＳ１の半分の各方向への逆洗機構の移動によって、中空の要素の全表面を、最小の時間およびしたがって最小の処理流体の使用で洗浄することができることである。
図７は、圧力損失を低減することによって逆洗機構の効率を高めるためにデブリ除去出口または排出導管と各逆洗機構とを接続する別の方法を示している。
図７に示されているように、可撓性の導管（３０）は、中心管（２５）の開口から排出導管（１４）までを直接つないでおり、これにより、デブリ収集室の必要性を回避し、除去し、圧力損失を低減する。次に、物質の固まりを逆洗する流れは、その経路に制約するものがほとんどないため、より効率的な方法で濾過要素から排出され得る。さらに、各逆洗機構のための専用のソレノイド弁（３１）が示されている。これにより、各逆洗機構は、互いに影響を及ぼさないように独立して作動されてもよい。
図８Ａは、入口から濾過装置を見た場合の端面図を示している。入口軸線Ａ１は、半径方向および円周方向に配置された複数の中空濾過要素を有する濾過装置の中心に示されており、複数の中空濾過要素は、それぞれ、半径ｒおよび角度シータ（Θ）で配置されている。３つの要素のみが示されており、これらはそれぞれ、軸線Ａ２を有する。
図８Ｂは、濾過装置の断面を示しており、同様に、図示されているように図８Ｂの右側の出口と同軸である軸線Ａ１を示している。濾過要素のそれぞれは、図示されているように軸線Ａ１と平行であるが、軸線Ａ１から半径方向に離間されている軸線Ａ２を有する。
濾過されていない処理流体は、黒塗りされていない矢印によって示されており、濾過された処理流体は、黒塗りされた矢印によって示されている。図８Ｂに示されているように、濾過されていない流体は、軸線Ａ１に沿って濾過装置に進入し、次に、軸線Ａ２に沿って中空濾過要素のそれぞれに分散して進入する。閉鎖板（３６）は、流体が、濾過装置の軸線に沿って直接流れないことを確実にする。流体は、半径方向に向かって濾過壁を通過し、次に、軸線Ａ１と再び並ぶように方向転換する。次に、濾過された流体は、図８Ｂの右側に示されている出口まで送られる。図示されているように、濾過されていない入口流体および濾過された出口流体は、共通で同軸の軸線を有する。図８Ｂに示されている中央領域（３７）は、従来、一定のチャンバ内で濾過領域を最大化するために付加的な濾過要素で満たされている。本発明者らは、中心に配置される流体収集調整室のためにこの領域を犠牲にすることは、濾過装置の全体的な性能の観点から驚くほど重要な利点をもたらすことを、好適にも発見した。等量の流体は、上述したように、各濾過要素へ容易かつ穏やかに誘導することができ、このことが今度は、好適には、圧力損失を低減する。
このようにして、本明細書に記載されている本発明によれば、濾過要素の入口および出口ならびに内部装置の同軸特性により機能する、圧力損失が最小であり、最小の圧力ヘッドを必要とするインライン濾過装置が提供される。さらに、従来の濾過アセンブリとは分離して使用することのできる逆洗機構、または、濾過装置をさらに強化するために囲まれたインライン濾過装置と相乗的に使用することのできる逆洗機構が提供され得る。
本明細書に記載されている発明のいずれかの態様を特徴とする本明細書の教示の利点が、好適にも、任意の適切な組合せにおいて使用され得ることが理解されよう。
（条項）
１．同軸の入口および出口、ならびに複数の中空濾過要素を備え、中空濾過要素のそれぞれが、入口および出口の軸線に対して半径方向および円周方向に離間され、かつ軸線と平行に延びるように配置されており、中空濾過要素のそれぞれが、半透過性の濾過壁を通じて、該中空濾過要素の内部から外部へ流体を通すように配置されている濾過装置。
２．濾過装置を通過する流体の流路が、入口および出口によって規定されている軸線からの流体の方向の変化が、濾過装置の筐体内で生じるように構成されている、条項１に記載の濾過装置。
３．条項１または２に記載の濾過アセンブリを備える流体処理システム。
４．条項１〜３のいずれか１つに記載の濾過装置または方法を含むバラスト水処理システム。
［発明の項目］
［項目１］
チャンバおよび該チャンバに収容された複数の細長中空の濾過要素を備え、前記濾過要素のそれぞれが、半透過性の濾過壁および内部に配置された逆洗機構を備え、
前記逆洗機構のそれぞれが、少なくとも１つのデブリ受入部を備え、該少なくとも１つのデブリ受入部の断面が、中空の前記濾過要素の断面に対応していて、前記デブリ受入部の外周が、中空の前記濾過要素の前記濾過壁の内周に直接隣接するよう配置されている、濾過装置。
［項目２］
前記濾過要素および前記デブリ受入部の双方が、円形の断面を有し、前記デブリ受入部の外周が、前記濾過要素の内面に直接隣接するよう配置されている、項目１に記載の濾過装置。
［項目３］
前記デブリ受入部が、円盤の形態をしており、前記濾過要素が、中空円筒の形態をしている、項目２に記載の濾過装置。
［項目４］
前記濾過要素のそれぞれが、入口から当該濾過装置へ流体を受け入れるために配置された第１の開放端と、第２の閉鎖端とを備え、前記濾過要素に進入する前記流体が、半透過性の前記濾過壁を通じて誘導されるようになっている、項目１〜３のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目５］
前記逆洗機構が、前記濾過要素のそれぞれの長さの少なくとも一部に沿う前記デブリ受入部の移動を可能にするよう構成されている、項目１〜４のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目６］
前記デブリ受入部が、前記濾過要素と同軸に配置されたシャフトに配置され、該シャフトの伸長軸線に沿って移動可能である、項目５に記載の濾過装置。
［項目７］
前記逆洗機構が、前記濾過要素の長手方向に沿ってそれぞれの相反する方向に、互いに隣接するデブリ受入部の軸線方向の間隔の半分と等しい距離だけ往復移動するように構成されている、項目５または６に記載の濾過装置。
［項目８］
前記逆洗機構のそれぞれが、前記濾過要素のそれぞれの長手方向に沿って均等に離間された複数のデブリ受入部を備える、項目１〜７のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目９］
前記逆洗機構が、複数のデブリ受入部を備え、
前記デブリ受入部のそれぞれが、前記濾過壁からデブリを受け入れるために配置された周囲に延びる周囲流路と、前記周囲流路のそれぞれから当該濾過装置のデブリ出口までデブリを通すために配置された少なくとも１つの導管とを備える、項目１〜８のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目１０］
前記少なくとも１つの導管が、前記デブリ受入部のそれぞれの前記周囲流路から、前記逆洗機構の長手方向に沿って延びる中心に配置された導管まで延びている、項目９に記載の濾過装置。
［項目１１］
前記デブリ出口を選択的に開閉するために配置された制御弁をさらに備える、項目９または１０に記載の濾過装置。
［項目１２］
前記デブリ出口と結合された吸引機器をさらに備える、項目９〜１１のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目１３］
前記濾過要素の軸線に沿った前記逆洗機構の直線移動および往復移動を行うように構成された駆動機構をさらに備える、項目１〜１２のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目１４］
前記チャンバが、略円筒形であり、複数の中空の前記濾過要素が、円筒形の前記チャンバの伸長軸線と平行に配置されている、項目１〜１３のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目１５］
複数の中空の前記濾過要素が、前記チャンバの周囲の内部に周囲に沿って均等に離間されている、項目１４に記載の濾過装置。
［項目１６］
当該濾過装置の入口と中空の前記濾過要素との間に配置され、かつ使用の際に当該濾過装置の入口から中空の前記濾過要素のそれぞれの開放端へ流体を誘導するために配置された流れガイドをさらに備える、項目１４または１５に記載の濾過装置。
［項目１７］
前記流れガイドが、円錐形である、項目１６に記載の濾過装置。
［項目１８］
前記流れガイドが、前記入口に対して対向しかつ位置合わせされた凹部を備える、項目１６に記載の濾過装置。
［項目１９］
前記流れガイドの形状が、凹半球である、項目１８に記載の濾過装置。
［項目２０］
前記流れガイドが、導流板を備える、項目１６〜１９のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目２１］
前記チャンバの直径が、当該濾過装置の入口の直径よりも大きく、当該濾過装置が、前記入口の直径から前記チャンバの直径まで拡径し、かつ前記入口と前記チャンバの間で流体を通すように配置された拡径部をさらに備える、項目１６〜２０のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目２２］
周囲に配置された複数の濾過要素が、中心に位置する空間を形成しており、該中心に位置する空間が、当該濾過装置の中心軸線から前記周囲に配置された複数の濾過要素のうちの１つの近接面まで半径方向に画定された半径を有し、
前記中心に位置する空間の前記半径が、当該濾過装置の出口の半径以下である、項目１４〜２１のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目２３］
前記中心に位置する空間と前記出口との間に配置され、かつ前記空間と前記出口の間で流体を通すために配置された拡径部をさらに備える、項目２２に記載の濾過装置。
［項目２４］
アセンブリの入口および出口を備え、前記入口および前記出口が同軸である、項目１〜２３のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目２５］
前記デブリ受入部に、シーリング手段が設けられ、該シーリング手段が、前記デブリ受入部の外周と前記濾過要素の内壁との間のシールを形成するために配置されている、項目１〜２４のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目２６］
前記シーリング手段が、１対のＯリングシールである、項目２５に記載の濾過装置。
［項目２７］
前記シーリング手段が、前記濾過要素の前記内壁に対して付勢されるように配置されたシーリング部材である、項目２５に記載の濾過装置。
［項目２８］
複数の前記デブリ受入部が、第１の方向に向かって直線的にのみ移動し、第２の戻り方向に向かって直線的であると同時に回転しながら移動するように配置されている、項目１〜２７のいずれか一項に記載の濾過装置。
［項目２９］
濾過装置を逆洗する方法であって、前記濾過装置が、
チャンバおよび該チャンバに収容された複数の細長中空の濾過要素を備え、該濾過要素のそれぞれが、半透過性の濾過壁および内部に配置された逆洗機構を備え、
前記逆洗機構のそれぞれが、少なくとも１つのデブリ受入部を備え、該少なくとも１つのデブリ受入部の断面が、中空の前記濾過要素の断面に対応しており、前記デブリ受入部の外周が、前記濾過要素の前記濾過壁の内周に直接隣接するよう配置されている方法であって、
（Ａ）流体が前記濾過壁を通じて反対方向に流れるように、前記チャンバと前記デブリ受入部との間に圧力の差を生み出すステップと、
（Ｂ）前記濾過壁からデブリを除去するために前記濾過壁に対して前記デブリ受入部を移動させるステップと
を含む方法。
［項目３０］
項目１〜２８のいずれか一項に記載の濾過装置を備える流体処理システム。
［項目３１］
項目１〜２９のいずれか一項に記載の濾過装置または方法を含むバラスト水処理システム。
［項目３２］
添付図面を参照しながら本明細書で説明したのと実質的に同様の濾過装置。
［項目３３］
添付図面を参照しながら本明細書で説明したのと実質的に同様の方法。

Claims (27)

  1. 入口と、出口と、チャンバと、該チャンバに収容された複数の細長中空の濾過要素と、を備え、前記濾過要素のそれぞれが、半透過性の濾過壁および内部に配置された逆洗機構を備えている、濾過装置であって、
    前記チャンバが、略円筒形であり、複数の中空の前記濾過要素が、円筒形の前記チャンバの伸長軸線と平行に配置されており、
    複数の中空の前記濾過要素が、前記チャンバの周囲の内部に周囲に沿って均等に離間されており、
    前記逆洗機構のそれぞれが、少なくとも１つのデブリ受入部を備え、該少なくとも１つのデブリ受入部の断面が、中空の前記濾過要素の断面に対応していて、前記デブリ受入部の外周が、中空の前記濾過要素の前記濾過壁の内周に直接隣接するよう配置されており、
    周囲に配置された複数の前記濾過要素が、中心に位置する空間を形成しており、該中心に位置する空間が、当該濾過装置の中心軸線から周囲に配置された複数の前記濾過要素のうちの１つの近接面まで半径方向に画定された半径を有しており、
    前記中心に位置する空間の前記半径が、当該濾過装置の前記出口の半径以下であり、
    当該濾過装置の前記入口から流入する流体は、前記濾過要素のそれぞれに進入し、前記濾過要素のそれぞれの前記濾過壁を通過し、前記中心に位置する空間において収集されるとともに前記出口に向けて誘導され、
    前記入口及び前記出口が互いに同軸であり、前記チャンバ及び濾過要素の軸線と平行である、
    濾過装置。
  2. 前記濾過要素および前記デブリ受入部の双方が、円形の断面を有し、前記デブリ受入部の外周が、前記濾過要素の内面に直接隣接するよう配置されている、請求項１に記載の濾過装置。
  3. 前記デブリ受入部が、円盤の形態をしており、前記濾過要素が、中空円筒の形態をしている、請求項２に記載の濾過装置。
  4. 前記濾過要素のそれぞれが、当該濾過装置の前記入口からの流体を受け入れるために配置された第１の開放端と、第２の閉鎖端とを備え、前記濾過要素に進入する前記流体が、半透過性の前記濾過壁を通じて誘導されるようになっている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の濾過装置。
  5. 前記逆洗機構が、前記濾過要素のそれぞれの長さの少なくとも一部に沿う前記デブリ受入部の移動を可能にするよう構成されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の濾過装置。
  6. 前記デブリ受入部が、前記濾過要素と同軸に配置されたシャフトに配置され、該シャフトの伸長軸線に沿って移動可能である、請求項５に記載の濾過装置。
  7. 前記逆洗機構が、前記濾過要素の長手方向に沿ってそれぞれの相反する方向に、互いに隣接するデブリ受入部の軸線方向の間隔の半分と等しい距離だけ往復移動するように構成されている、請求項５または６に記載の濾過装置。
  8. 前記逆洗機構のそれぞれが、前記濾過要素のそれぞれの長手方向に沿って均等に離間された複数のデブリ受入部を備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の濾過装置。
  9. 前記逆洗機構が、複数のデブリ受入部を備え、
    前記デブリ受入部のそれぞれが、前記濾過壁からデブリを受け入れるために配置された周囲に延びる周囲流路と、前記周囲流路のそれぞれから当該濾過装置のデブリ出口までデブリを通すために配置された少なくとも１つの導管とを備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の濾過装置。
  10. 前記少なくとも１つの導管が、前記デブリ受入部のそれぞれの前記周囲流路から、前記逆洗機構の長手方向に沿って延びる中心に配置された導管まで延びている、請求項９に記載の濾過装置。
  11. 前記デブリ出口を選択的に開閉するために配置された制御弁をさらに備える、請求項９または１０に記載の濾過装置。
  12. 前記デブリ出口と結合された吸引機器をさらに備える、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の濾過装置。
  13. 前記濾過要素の軸線に沿った前記逆洗機構の直線移動および往復移動を行うように構成された駆動機構をさらに備える、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の濾過装置。
  14. 当該濾過装置の前記入口と中空の前記濾過要素との間に配置され、かつ使用の際に当該濾過装置の前記入口から中空の前記濾過要素のそれぞれの開放端へ流体を誘導するために配置された流れガイドをさらに備える、請求項１に記載の濾過装置。
  15. 前記流れガイドが、円錐形である、請求項１４に記載の濾過装置。
  16. 前記流れガイドが、前記入口に対して対向しかつ位置合わせされた凹部を備える、請求項１４に記載の濾過装置。
  17. 前記流れガイドの形状が、凹半球である、請求項１６に記載の濾過装置。
  18. 前記流れガイドが、導流板を備える、請求項１４〜１７のいずれか一項に記載の濾過装置。
  19. 前記チャンバの直径が、当該濾過装置の前記入口の直径よりも大きく、当該濾過装置が、前記入口の直径から前記チャンバの直径まで拡径し、かつ前記入口と前記チャンバの間で流体を通すように配置された拡径部をさらに備える、請求項１４〜１８のいずれか一項に記載の濾過装置。
  20. 前記中心に位置する空間と前記出口との間に配置され、かつ前記空間と前記出口の間で流体を通すために配置された拡径部をさらに備える、請求項１に記載の濾過装置。
  21. 前記デブリ受入部に、シーリング手段が設けられ、該シーリング手段が、前記デブリ受入部の外周と前記濾過要素の内壁との間のシールを形成するために配置されている、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の濾過装置。
  22. 前記シーリング手段が、１対のＯリングシールである、請求項２１に記載の濾過装置。
  23. 前記シーリング手段が、前記濾過要素の前記内壁に対して付勢されるように配置されたシーリング部材である、請求項２１に記載の濾過装置。
  24. 複数の前記デブリ受入部が、第１の方向に向かって直線的にのみ移動し、第２の戻り方向に向かって直線的であると同時に回転しながら移動するように配置されている、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の濾過装置。
  25. 濾過装置を逆洗する方法であって、前記濾過装置が、
    入口と、出口と、略円筒形のチャンバと、該チャンバに収容された複数の細長中空の濾過要素と、を備え、複数の中空の前記濾過要素が、円筒形の前記チャンバの伸長軸線と平行に配置されており、複数の中空の前記濾過要素が、前記チャンバの周囲の内部に周囲に沿って均等に離間されており、周囲に配置された複数の前記濾過要素が、中心に位置する空間を形成しており、該中心に位置する空間が、当該濾過装置の中心軸線から周囲に配置された複数の前記濾過要素のうちの１つの近接面まで半径方向に画定された半径を有しており、
    前記中心に位置する空間の前記半径が、当該濾過装置の前記出口の半径以下であり、細長中空の該濾過要素のそれぞれが、半透過性の濾過壁および内部に配置された逆洗機構を備え、
    前記逆洗機構のそれぞれが、少なくとも１つのデブリ受入部を備え、該少なくとも１つのデブリ受入部の断面が、中空の前記濾過要素の断面に対応しており、前記デブリ受入部の外周が、前記濾過要素の前記濾過壁の内周に直接隣接するよう配置されており、
    当該濾過装置の前記入口から流入する流体は、前記濾過要素のそれぞれに進入し、前記濾過要素のそれぞれの前記濾過壁を通過し、前記中心に位置する空間において収集されるとともに前記出口に向けて誘導され、
    前記入口及び前記出口が互いに同軸であり、前記チャンバ及び濾過要素の軸線と平行であり、当該方法が、
    （Ａ）流体が前記濾過壁を通じて反対方向に流れるように、前記チャンバと前記デブリ受入部との間に圧力の差を生み出すステップと、
    （Ｂ）前記濾過壁からデブリを除去するために前記濾過壁に対して前記デブリ受入部を移動させるステップとを含む方法。
  26. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の濾過装置を備える流体処理システム。
  27. 請求項１〜２４のいずれか一項に記載の濾過装置を含むバラスト水処理システム。
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