JP7361440B2 - 濾過装置及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、概して、濾過に関する。特に、流体から粒子を濾過する濾過装置と、流体から粒子を濾過する方法とが提供される。

今日、例えば、環境を保護するための排水の濾過、又は工業プロセスを改善するための工業用流体の濾過による、様々なタイプの流体濾過が実施されている。周知の排水濾過施設は規模が膨大で極めてエネルギー集約的であることが多く、例えば、凝集のために大量の化学物質が使用される可能性がある。さらに、これらの濾過プロセスによって生成される残渣又はスラッジは水分含有量が多く、その値はしばしば９０％を超える。水分含有量が高いスラッジは、通常、スラッジを乾燥させるために離れた施設へ移送される。移送と乾燥とは共に大量の化石燃料の使用を伴い、その結果、環境に大きな影響を与える。

環境内への粒子の排出もまた今後ますます懸念される事項である。湖に排出される粒子は過剰施肥に寄与し、湖底の植物に太陽光が当たらないようにする可能性がある。環境内に排出されるプラスチック粒子も増加の一途をたどっている。多数のタイプのプラスチック粒子は水と同じ濃度を有し、したがって、湖底まで降下することがなく、これらの粒子を回収することはさらに困難になっている。

特許文献１は、液体を濾過する装置を開示する。この装置はサンプタンク、濾過材、サンプタンクの周囲を移動する濾過材を支持するために搭載されたエンドレスコンベヤ、液体分配器及び排出管を備える。濾過材の下にある空間は真空引きされて不完全真空を、又は大気圧よりも低い絶対圧力を生じ、濾過材を通過する液体及び空気のフローを促進し制御する。

特許文献２は、回収容器、エンドレスフィルタベルト、吸引室、及び吸引ポンプを備えるフィルタアセンブリを開示する。吸引ポンプは吸引室内に真空を生成するために使用され、それにより懸濁液が濾過される。

米国特許第３３５８８３４（Ａ）号明細書 欧州特許出願公開第０６６８０９４（Ａ２）号明細書

本開示の１つの目的は、効率的な濾過機能を有する濾過装置を提供することである。

本開示の別の目的は、エネルギー効率が高い濾過装置を提供することである。

本開示のさらに別の目的は、濾過容量が大きい濾過装置を提供することである。

本開示のさらに別の目的は、環境にやさしい、例えば、環境にとって有害な化学物質の使用が少なくて済む濾過装置を提供することである。

本開示のさらに別の目的は、中断なしに長時間の連続濾過操作を可能にする濾過装置を提供することである。

本開示のさらに別の目的は、小型のデザインを有する濾過装置を提供することである。

本開示のさらに別の目的は、柔軟な設置及び／又はレトロフィットの有効化などの簡単な設置を可能にする濾過装置を提供することである。

本開示のさらに別の目的は、上記の目的の組み合わせのいくつか又は全てを解決する濾過装置を提供することである。

本開示のさらに別の目的は、流体から粒子を濾過する方法であって、上記の目的の１つ、いくつか、又は全てを解決する方法を提供することである。

一態様によれば、流体から粒子を濾過する濾過装置であって、当該濾過装置が、濾過容器と、当該濾過容器を通過する流体から粒子を除去する少なくとも１つの濾過要素であって、当該少なくとも１つの濾過要素が当該濾過容器の内側へ向かい当該濾過容器の外側へたどる経路に沿って移動するように構成された少なくとも１つの濾過要素と、粒子と流体との混合物を当該濾過容器内の当該少なくとも１つの濾過要素へ搬送するように構成された濾過入口と、当該少なくとも１つの濾過要素によって濾過された流体を当該濾過容器から外側へ搬送するように構成された濾過出口とを備え、当該濾過容器内の当該少なくとも１つの濾過要素にかかる差圧を確立するように構成された濾過装置が提供される。

濾過容器内の濾過要素上に液柱を収容することができる。この液柱の重量は濾過要素上に、すなわち、濾過要素の上流側に過大圧力を生成する。差圧は濾過容器内の少なくとも１つの濾過要素の（測地学的に）上流側の圧力と濾過要素の（測地学的に）下流側の圧力との圧力差から構成されていてもよい。この差圧によって流体は濾過要素を通して濾過容器内に吸引される。

濾過要素を濾過容器から移動させることによって、濾過装置の濾過動作を中断することなく濾過ゾーン外で濾過要素の様々な処理を実行することができる。例えば、エンドレス濾過要素（又は濾過要素を備える１つのカセット）を濾過容器の外側で清浄する間、エンドレス濾過要素の別の部分（又は濾過要素を備える別のカセット）を粒子を濾過するために濾過容器内に配置しておくことが可能である。

本開示で一貫して、粒子が濾過装置によって濾過される元の流体は、液体、気体及びそれらの組み合わせであってもよい。特に、本開示による濾過装置は水から粒子を、また任意選択として、各種物質を濾過するように構成されていてもよい。

濾過装置を用いて、養魚タンクの入口の水及び／又は出口の水を、例えば、プラスチック粒子及びサケジラミなどのその他の粒子から濾過するために使用できる。養魚では、通常の場合、入口の水及び出口の水を濾過する必要性が大きい。通常の水流量は６ｍ³／ｓ～１５ｍ³／ｓの範囲内である。

別の例として、本開示による濾過装置を用いて、都市用水を浄化し、且つ／又は環境に戻る前の排水から排泄物及び食物などの粒子を濾過することができる。濾過装置を排水システム内に組み込んでもよい。この場合、濾過装置の差圧は設計によって確立することができ、すなわち、最適な差圧が排水システムの通常運転中に確立されるように濾過装置を組み込むことができる。

本開示による濾過装置を用いて、粒径が０．５ｍｍ未満のマイクロプラスチックなどのプラスチック粒子を濾過することができる。また、本開示による濾過装置を用いて、流体から油脂又は排泄物などの様々な物質を濾過することができる。

別の例として、本開示による濾過装置を用いて、例えば、管の清浄のための様々な液体又は空気圧システム内の流体を濾過する目的での様々な工業用流体の濾過に使用することができる。

別の例として、本開示による濾過装置を用いて、水から油を分離することができる。これは油の流出に関連して有用である。例えば、濾過装置を用いて、オイルフェンス内から回収された混合物内の海水から油を濾過するために使用することができる。大量の混合物を容器に搭載された濾過装置へポンプで送り込んで大容量の濾過を実行できる。濾液、すなわち、清浄された水は海へ排出することができる。このタイプの濾過は水と比較して油の粘度が極めて高い冷水において特に有効である。オイルフェンスは波の影響を受けやすいため、本開示による濾過装置はオイルフェンスの優れた補完を提供することができる。

本開示による濾過装置は、例えば、５ｍ³／ｓ～１５ｍ³／ｓ、例えば、１０ｍ³／ｓの流量を扱うように構成されていてもよい。濾過入口によって搬送される流体流量が８ｍ³／ｓの場合、濾過容器内の濾過要素を通過する差圧は１００Ｐａ（１ｍｂａｒ）～２６０ｋＰａ（２６００ｍｂａｒ）の間であってもよい。面積あたりの流体流量が５ｌ／ｃｍ²／ｍｉｎの差圧は少なくとも５ｋＰａ（５０ｍｂａｒ）、例えば、１０ｋＰａ（１００ｍｂａｒ）～６００ｋＰａ（６０００ｍｂａｒ）であってもよい。

差圧を確立することに加えて、濾過装置は濾過容器内の少なくとも１つの濾過要素にかかる差圧を制御するように構成されていてもよい。このようにして、濾過要素を通過する流体の流量も制御できる。差圧の制御は無段階であってもよい。差圧の制御は、濾過容器内の少なくとも１つの濾過要素の上流側の過大圧力を制御することによって、且つ／又は濾過要素の下流側の過少圧力を制御することによって実行することができる。

少なくとも１つの濾過要素は、一定の粒径を超える粒子を流体から分離するように構成されていてもよい。本開示で一貫して、少なくとも１つの濾過要素はエンドレス濾過要素などの単一の濾過要素、又は例えば経路に沿って順次配置された複数の濾過要素から構成されていてもよい。

少なくとも１つの濾過要素は経路に沿って循環するように構成されていてもよい。この循環は、例えば、回転するドラム又はコンベアベルトによって達成されてもよい。

経路は、濾過容器内に窪んだ低い部分を備えていてもよい。それにより、少なくとも１つの濾過要素は濾過容器内に含まれる流体を通して搬送することができる。したがって、濾過要素は濾過容器内の流体内に沈めることができる。

本開示で一貫して、濾過要素に供給される粒子と流体とを含む混合物をフィード、濾過要素によって濾過された流体を濾液、濾過要素によって除去された粒子を残渣と呼んでもよい。

濾過容器内に配置された濾過要素は濾過ゾーンを提供する。濾過装置はいくつかの濾過ゾーンをさらに備えていてもよい。例えば、濾過装置は濾過容器内の少なくとも１つの濾過要素の上流側の流体を濾過する粗いフィルタを備えていてもよい。粗いフィルタは、例えば、粗い粒子及び／又は油脂などの様々な物質を除去するように構成されていてもよい。一実施例によれば、粗いフィルタは３ｍｍ以上のメッシュサイズを有する。

濾過容器は、底面と、底面から直立した側壁とを備えていてもよい。経路が濾過容器内へ延び、底面と濾過入口との間を通過し、濾過容器の内部から外側へ延びていてもよい。一実施例によれば、濾過容器は少なくとも０．５ｍ、例えば、少なくとも１ｍの深さを有する。

濾過容器及び少なくとも１つの濾過要素は、濾過入口からの任意の流体が濾過出口に到達するために濾過容器内の濾過要素を通過しなければならないように構成されていてもよい。すなわち、濾過入口からの流体が濾過出口に到達する唯一の方法は、濾過容器内の濾過要素を通すものである。例えば、経路に対して垂直な濾過要素の幅と経路に対して垂直な濾過容器の内側の幅とは同じであってもよく、又はほぼ同じであってもよい。

少なくとも１つの濾過要素は、経路に沿って移動するように構成されたエンドレス濾過要素を備えていてもよい。このために、濾過装置は少なくとも２つのローラをさらに備えていてもよい。エンドレス濾過要素は少なくとも２つのローラの周囲に配置されていてもよい。例えば、エンドレス濾過要素は当該ローラの周囲で駆動されるエンドレスコンベヤベルトによって支持されていてもよい。コンベヤベルトは極めて高い透過率、例えば、コンベアベルト上に支持されている濾過要素よりも大幅に高い透過率を有していてもよい。代替策として、複数の濾過要素をベルトに装着してもよい。いずれにせよ、ベルトは粒子及び流体の混合物の全て又はかなりの荷重を支えることができる。

濾過容器の内側及び外側の両方の経路に沿って移動するエンドレス濾過要素を使用することで、濾過容器の外側の経路を特定の設置場所に容易に適合させることができ、柔軟な設置が可能になる。例えば、濾過容器に対する清浄デバイスの位置を変更することができる。

経路は、２つの測地学的に高い部分と当該２つの高い部分の間の測地学的に低い部分とを備えていてもよく、低い部分は濾過容器内に配置されていてもよい。２つの高い部分は経路の測地学的に最高の地点から構成されていてもよく、又はそうでなくてもよい。本開示による低い部分と２つの高い部分とはコンベヤベルト又はドラムのいずれかによって確立されてもよい。少なくとも１つの濾過要素、例えば、エンドレス濾過要素が回転するドラムによって支持されている場合、ドラムは極めて高い透過率、例えば、ドラムによって支持されている濾過要素よりも大幅に高い透過率を有していてもよい。

少なくとも１つの濾過要素は粒径が１００μｍ未満、例えば、５０μｍ未満の粒子を除去するように構成されていてもよい。例えば、少なくとも１つの濾過要素は５μｍ～４０μｍの細孔径を有していてもよい。マイクロプラスチックは０．５ｍｍ未満の粒径を有する。したがって、大半のマイクロプラスチックは濾過要素によって除去することができる。これよりも大きい細孔径はより低い差圧を必要とし、その逆もまた同様である。

細孔径に加えて、濾過要素の透過率及び／又は流体の粘度を考慮して最適な差圧を決定してもよい。濾過要素の透過率が上がるとより低い差圧が必要になる可能性があり、その逆もまた同様である。流体の粘度が上がるとり高い差圧が必要になる可能性があり、その逆もまた同様である。

少なくとも１つの濾過要素は、３次元細孔形状を有する金属ワイヤクロス又は合金ワイヤクロスなどのワイヤクロスを備えていてもよい。そのような濾過要素は高い透過率を提供する。ワイヤクロスは、相互に交差して織りパターンによって織り交ぜられたゆがみワイヤ及びよこ糸ワイヤを備えていてもよい。ゆがみワイヤは、第１及び第２のタイプのゆがみワイヤを画定する少なくとも２つの異なる構成で形成されていてもよい。第１のタイプのゆがみワイヤの長さは、第２のタイプのゆがみワイヤの長さから特定の長さ単位に関して外れていてもよい。２つの隣接するゆがみワイヤの各部分と２つの隣接するよこ糸ワイヤの交差部分との隙間に細孔が形成されていてもよい。

本開示によるワイヤクロスの一例は、ＲＰＤ ＨＩＦＬＯ ５Ｓ、１０Ｓ、１５Ｓ、２０Ｓ、３０Ｓ又は４０Ｓなどの、Ｈａｖｅｒ＆Ｂｏｅｃｋｅｒ社から発売されているＭｉｎｉｍｅｓｈ（登録商標）ＲＰＤ ＨＩＦＬＯ－Ｓである。そのようなワイヤクロスは例外的に大きい透過性と、同じ細孔径の他のフィルタと比較して大きい残渣運搬容量を有し、広範囲の差圧にわたって濾過を実行することができる。また、本開示によるワイヤクロスの別の例が米国特許出願公開第２０１１／２９０３６９（Ａ１）号明細書に記載されている。少なくとも１つの濾過要素は耐酸性、耐食性、耐圧性及び／又は耐熱性を有していてもよい。

濾過装置は、さらに、濾過容器の外側に少なくとも１つの清浄デバイスを備えていてもよく、少なくとも１つの濾過要素は清浄デバイスによる少なくとも１つの濾過要素の清浄のために清浄デバイスを通過する経路に沿って移動するように構成されていてもよい。それにより、少なくとも１つの濾過要素の清浄は濾過容器内の濾過ゾーンの外側、例えば、清浄ゾーン内で実行できる。したがって、清浄を濾過要素プロセスから分離することができる。清浄デバイスは、少なくとも１つの濾過要素の清浄のため、例えば、エアナイフ、スクレーパー、磁石、又はフラッシャーを備えていてもよい。

清浄ゾーンと濾過ゾーンとを分離することで、濾過装置による濾過動作は長時間にわたって連続的に実行できる。連続動作の間、粒子と流体との混合物を濾過容器内のエンドレス濾過要素へ搬送することができる。それにより、入口の混合物は濾過容器内の清浄な濾過要素に常に「出会う」か又はさらされることになる。

濾過装置は、濾過容器の外側に少なくとも１つの乾燥デバイスを備えていてもよく、少なくとも１つの濾過要素が少なくとも１つの濾過要素から除去された粒子を乾燥させるために乾燥デバイスを通過する経路に沿って移動するように構成されていてもよい。それにより、濾過された粒子の乾燥は、濾過容器内の濾過ゾーンの外側、例えば、乾燥ゾーン内で実行できる。したがって、濾過された粒子の乾燥を濾過プロセスから分離できる。清浄及び乾燥に加えて、濾過ゾーンの外側で実行可能な濾過要素の処理の別の例は殺菌である。

濾過装置は、濾過容器内の濾過要素にかかる差圧を制御するように構成された圧力デバイスをさらに備えていてもよい。圧力デバイスは、濾過要素の下流側の過少圧力を生成するように構成されていてもよい。さらに、圧力デバイスは差圧の無段階制御を提供するように構成されていてもよい。

濾過装置はさらに、濾過された流体を濾過出口から受け取る回収ボリュームと、濾過された流体を回収ボリュームから外側へ搬送するように構成された回収ボリューム出口とを備えていてもよい。それにより、濾過された液体の液柱を回収ボリューム内に収容することができる。この液柱の重量が濾過要素上で、すなわち、濾過要素の下流側に過少圧力を生成する。

回収ボリュームは回収容器内に提供できる。回収容器は大気に開かれていてもよい。さらに、濾過出口は、例えば、管によって回収容器内に延びていてもよい。濾過出口は回収容器の低い領域内の回収容器に開かれていてもよい。

あるいは、回収ボリュームを閉じた回収管の内部に提供してもよい。この場合、回収管は濾過出口と回収ボリューム出口との間に流体連通を確立してもよい。

圧力デバイスは回収ボリュームの出口を通過するフローを制御するように構成されたバルブを備えていてもよい。バルブを閉止することによって、差圧が減少する。バルブを開放することによって、差圧が増加する。

濾過装置は濾過容器内に液面に基づいてバルブの動作を制御するように構成されていてもよい。このために、濾過装置は濾過容器内の液面を読み取る液面センサを備えていてもよい。濾過装置の制御システムは液面センサによって読み取られた濾過容器内の液面データに基づいてバルブの動作を制御するように構成されていてもよい。

あるいは、又は追加的に、濾過装置は回収ボリューム内の液面に基づいてバルブの動作を制御するように構成されていてもよい。このために、濾過装置は回収ボリューム内の液面を読み取るように構成された液面センサを備えていてもよい。濾過装置の制御システムは液面センサによって読み取られた回収ボリューム内の液面データに基づいてバルブの動作を制御するように構成されていてもよい。

あるいは、又は追加的に、濾過装置は回収ボリューム内の圧力に基づいてバルブの動作を制御するように構成されていてもよい。このために、濾過装置は回収ボリューム内の圧力、例えば、濾過された流体の圧力、又は濾過された液体によって圧縮された気体の圧力を読み取るように構成された圧力センサを備えていてもよい。濾過装置の制御システムは圧力センサによって読み取られた回収ボリューム内の圧力データに基づいてバルブの動作を制御するように構成されていてもよい。

代替の変形例によれば、圧力デバイスは濾過容器内の流体の表面に浮かぶように構成されたフローターと、濾過容器内の流体の流体面が低い場合に回収ボリュームの出口を開放し、濾過容器内の流体の流体面が高い場合に回収ボリュームの出口を閉鎖するように構成されたプラグとを備える。圧力デバイスは、さらに、フローターとプラグとを接続する接続機構を備えていてもよい。接続機構はリンク装置を備えていてもよい。したがって、本開示による濾過装置は、例えば、完全に電子回路を用いずに、少なくとも１つの濾過要素にかかる差圧を機械的に制御するように構成されていてもよい。

濾過装置はモジュラ構造を有していてもよい。例えば、第１のモジュラユニットは濾過容器、濾過要素、濾過入口及び濾過出口を備えていてもよく、第２のモジュラユニットは回収容器などの回収ボリューム、回収ボリュームの出口及びバルブを備えていてもよい。この場合、第１のモジュラユニットは第２のモジュラユニットの上に配置してもよい。第１のモジュラユニット及び第２のモジュラユニットは設置場所に別々に移送することができる。第１のモジュラユニットと第２のモジュラユニットの各々はコンテナに収容してもよい。第１のモジュラユニットを濾過ユニットと呼んでもよく、第２のモジュラユニットを回収ボリュームユニットと呼んでもよい。

別の態様によれば、流体から粒子を濾過する方法であって、濾過容器内への経路に沿って、そこを通過する流体から粒子を除去するように構成された少なくとも１つの濾過要素を駆動するステップと、粒子及び流体の混合物を当該濾過容器内の当該少なくとも１つの濾過要素へ搬送するステップと、当該濾過容器内の当該少なくとも１つの濾過要素にかかる差圧を確立するステップと、当該濾過容器からの経路に沿って当該少なくとも１つの濾過要素を駆動するステップと、を含む方法が提供される。

この方法は、さらに、本明細書に記載のいずれかのステップを実行すること、又はいずれかのステップを実行するためのコマンドを備えていてもよい。この方法は、例えば、当該濾過容器内の液面に基づいて、回収ボリューム内の液面に基づいて、且つ／又は当該回収ボリューム内の圧力に基づいて、当該濾過容器内の当該少なくとも１つの濾過要素にかかる差圧を制御することを含んでいてもよい。

本開示の詳細内容、利点及び態様は、図面に関連して説明する以下の実施形態を読むことで明らかになろう。
図１は濾過装置の概略斜視図である。 図２は図１の濾過装置の概略垂直断面図である。 図３は別の濾過装置の概略垂直断面図である。 図４は別の濾過装置の概略垂直断面図である。

以下、流体から粒子を濾過する濾過装置と、流体から粒子を濾過する方法とについて説明する。同一又は同様の構造的特徴を示すために同一の参照番号を使用する。

図１は、濾過装置１０の一実施例の概略斜視図であり、図２は、濾過装置１０の一実施例の概略垂直断面図である。図１及び図２をまとめて参照すると、濾過装置１０は水などの液体から粒子を濾過するように構成されている。濾過装置１０は、例えば、水から粒子を濾過して養魚槽へ注ぎ込むか、又は排水から粒子を濾過するために使用できる。ただし、濾過装置１０は気体から粒子を濾過するためにも使用できる。濾過装置１０は、濾過容器１２、濾過要素１４、濾過入口１６及び濾過出口１８を備える。

この実施例の濾過容器１２は底部、４つの壁面及び開かれた最上部を備える。濾過容器１２の深さは１ｍであってもよい。

この実施例の濾過要素１４はエンドレス濾過要素１４である。濾過要素１４はエンドレスコンベヤベルト上に支持されている。濾過要素１４は経路２０に沿って駆動されるように構成されている。このために、濾過装置１０は、２つのローラ２２と、コンベヤベルトとその上の濾過要素１４とを案内する複数の案内部分（図示せず）とを備える。２つのローラ２２の一方又は両方を駆動することによって、濾過要素１４は、図２で概ね時計回りに経路２０に沿って循環するように駆動される。濾過要素１４は経路２０に沿って連続的又は間欠的に駆動されてよい。

図２に示すように、経路２０は濾過容器１２の内部の、濾過入口１６と濾過容器１２の底部との間へ延び、そこから上昇して濾過容器１２の内部から外へ抜ける。経路２０は、２つの測地学的に高い部分２４と、これらの高い部分２４の間にある濾過容器１２の底部の測地学的に低い部分２６とを備える。この実施例では、測地学的に高い部分２４は濾過容器１２のそれぞれの上端に隣接して配置されている。それにより、濾過要素１４は濾過容器１２の内側へ、さらに濾過容器１２の外側へ移動するように構成されている。濾過容器１２内の濾過要素１４によって濾過ゾーンが確立される。

濾過要素１４は、濾過要素１４を通過する流体から粒子を除去するように構成されている。この実施例の濾過要素１４は、例外的な透過率を有する、Ｈａｖｅｒ＆Ｂｏｅｃｋｅｒ社から発売されているＭｉｎｉｍｅｓｈ（登録商標）ＲＰＤ ＨＩＦＬＯ－Ｓなどの、３次元細孔形状を有するワイヤクロスである。濾過要素１４は５０μｍ未満の粒子を除去するように構成され、それにより、マイクロ粒子の大半を除去することができる。ただし、濾過装置１０はマイクロ粒子の濾過に限定されるわけではない。

この実施例の濾過装置１０はフラッシャーなどの２つの清浄デバイス２８をさらに備える。各々の清浄デバイス２８は、例えば、濾過要素１４から粒子の残渣を除去することによって、清浄デバイス２８の近くを通過する濾過要素１４の一部分を清浄するように構成されている。これに関して、濾過装置１０は除去された残渣をさらなる処理のために回収する溝（図示せず）を備えていてもよい。

１番目の清浄デバイス２８は、濾過容器１２内の、濾過容器１２の最上部に近い位置に配置されている。２番目の清浄デバイス２８は、右側のローラ２２（図２の）の下流側に配置されている。図２に示すように、各清浄デバイス２８は濾過ゾーンの外側に配置されている。経路２０は２つの清浄デバイス２８を通過し、その先へ延びている。

この実施例の濾過装置１０はエアブロアーなどの２つの乾燥デバイス３０をさらに備える。各々の乾燥デバイス３０は、乾燥デバイス３０の近くを通過する濾過要素１４の一部分を乾燥させるように構成されている。この実施例では、２つの乾燥デバイス３０は１番目の清浄デバイス２８と右側のローラ２２（図２の）との間に配置されている。図２に示すように、各乾燥デバイス３０も濾過ゾーンの外側に配置されている。経路２０は２つの乾燥デバイス３０を通過し、その先へ延びている。

濾過入口１６は、粒子と流体との混合物を、濾過ゾーンへ、すなわち、濾過容器１２内の濾過要素１４上へ搬送するように構成されている。この実施例では、濾過入口１６は測地学的に濾過ゾーンの上方に配置され、濾過容器１２内へ延びている。濾過装置１０は濾過入口１６の上流側に粗いフィルタ（図示せず）をさらに備えていてもよい。

濾過出口１８は、濾液、すなわち、濾過要素１４によって濾過された流体を濾過容器１２から外側へ搬送するように構成されている。図２の実施例では、濾過出口１８は濾過容器１２の底部、すなわち、濾過容器１２内の濾過要素１４の測地学的に下方に配置されている。

濾過装置１０は、ここでは回収容器３４として例示されている回収ボリューム３２と、回収ボリュームの出口３６とをさらに備える。濾過要素１４によって濾過された流体は回収ボリューム３２内に収納される。回収ボリュームの出口３６は濾過された流体を回収ボリューム３２から外側へ搬送するように構成されている。この実施例の回収容器３４は大気に開かれている。

この実施例の濾過装置１０は管３８をさらに備える。管３８の一端は濾過出口１８に接続され、管３８の一端は回収容器３４内の回収容器３４の低い領域内に開いている。それにより、濾過出口１８は回収容器３４内へ延びている。管３８は連絡管を構成する。

濾過装置１０は濾過容器１２内の濾過要素１４上、すなわち、濾過ゾーンにかかる差圧を確立するように構成されている。このために、この実施例の濾過装置１０は圧力デバイス４０をさらに備える。

この実施例の圧力デバイス４０は、濾過要素１４の下流側、例えば、管３８内に過少圧力を生成するように構成されている。圧力デバイス４０は、回収ボリュームの出口３６を選択的に開閉するように構成されたバルブ４２を備える。それにより、バルブ４２は、回収ボリュームの出口３６を通過するフローを制御するように構成されている。バルブ４２は、回収ボリュームの出口３６の開口の程度を制御するようにさらに構成されている。それにより、圧力デバイス４０は濾過要素１４にかかる差圧を無段階に制御するように構成されている。バルブ４２を開くことによって、差圧は増加し、その逆もまた同様である。

この実施例の濾過装置１０は、液面センサ４４をさらに備えていてもよい。液面センサ４４は、濾過容器１２内の液面４６を読み取るように構成されている。

この実施例の濾過装置１０は、液面センサ４８をさらに備えていてもよい。液面センサ４８は、ここでは回収容器３４を備える回収ボリューム３２内の液面５０を読み取るように構成されている。

この実施例の濾過装置１０は、圧力センサ５２をさらに備えていてもよい。圧力センサ５２は、回収ボリューム３２内の圧力を読み取るように構成されている。

濾過装置１０は、制御ユニット（図示せず）をさらに備える。制御ユニットは、液面センサ４４、液面センサ４８及び／又は圧力センサ５２からの信号に基づいてバルブ４２の動作を制御するように構成されている。それにより、圧力デバイス４０は濾過要素１４にかかる差圧を制御するように構成されている。

さらに、図１及び２の濾過装置１０は、回収ボリュームユニット５４と回収ボリュームユニット５４の最上部に配置されたフィルタユニット５６とを備えるモジュラ構造を有する。この実施例のフィルタユニット５６は、濾過容器１２、濾過要素１４、濾過入口１６及び濾過出口１８を備える。この実施例の回収ボリュームユニット５４は、回収容器３４、管３８、回収ボリュームの出口３６及びバルブ４２を備える。図１及び２に示すように、フィルタユニット５６及び回収ボリュームユニット５４は濾過装置１０の小型のデザインを提供する。

図１及び２を参照しながら、濾過装置１０の濾過動作の一実施例について説明する。任意選択で粗いフィルタを通過させた粒子と液体との混合物が濾過入口１６によって濾過容器１２内の濾過要素１４上へ搬送される。混合物の流量は、例えば、１０ｍ³／ｓであってもよい。

濾過要素１４は、濾過容器１２内の底部の低い部分２６を通して搬送される。濾過容器１２の底部の濾過要素１４によって粒子が回収され、濾過要素１４の経路２０に沿った動きによって濾過容器１２から外側へ搬送される。濾過動作中、濾過要素１４は、真新しい１つの濾過要素１４が濾過容器１２内に連続的に供給されるように、清浄デバイス２８によって連続的に清浄され、乾燥デバイス３０によって乾燥される。こうして、濾過要素１４の清浄のための中断も、他のタイプの保守動作のための中断もなく、濾過ゾーンの外側で濾過動作を実行することができる。

濾過要素１４の抵抗を受けて、濾過容器１２内の濾過要素１４上に液柱が確立される。この液柱の重量は濾過要素１４の上流側に圧力を生成する。

濾過された液体は濾過出口１８によって濾過容器１２の外側へ搬送される。濾過された液体は管３８によって回収ボリューム３２内へ搬送される。

バルブ４２を制御することで、回収ボリューム３２から回収ボリュームの出口３６を通して流れる濾過された流体の流量が制御される。それにより、回収容器３４内の液面５０を制御することができる。濾過容器１２内の液柱と回収容器３４内の液柱との関係が濾過容器１２内の濾過要素１４にかかる差圧を決定する。回収容器３４内の液面を調整することによって、差圧が調整される。差圧によって、濾過容器１２内の液体が濾過要素１４を通して回収ボリューム３２内へ吸引される。例えば流量を最大限にし、且つ／又は液体からの粒子の分離を最大限にするために、差圧は様々な方法で制御することができる。

濾過動作は水分含有量が低い残渣を提供する。これによって、より安価でより環境に優しい移送が可能になる。図１及び２の実施例の濾過装置１０は、約２０％の水分量を有する残渣を生成することができる。濾過装置１０は排水から粒子を除去することに関して大きな影響を及ぼすことができる。例えば、濾過装置１０は海洋生物の改善に大幅に寄与することができる。

図３は、別の濾過装置１０の概略垂直断面図である。主として、図１及び図２に関する差異について説明する。

図１及び２の回収容器３４及び管３８の代わりに、図３の濾過装置１０は回収ボリューム３２を形成する回収管５８を備える。回収管５８の一端は濾過出口１８に接続され、回収管５８の一端は回収ボリュームの出口３６に接続されている。回収管５８は濾過出口１８と回収ボリューム出口３６との間で閉じている。回収管５８内には流体ロック６０が提供されている。流体ロック６０によって、濾過された流体は回収ボリュームの出口３６の方へ流れることができ、濾過容器１２の方へ逆流することがない。

図４は、別の濾過装置１０の概略垂直断面図である。主として、図１～図３に関する差異について説明する。

図４の濾過装置１０は、代替の圧力デバイス４０を備える。図４の圧力デバイス４０は、フローター６２、プラグ６４及び接続機構６６を備える。接続機構６６はここでは固定枢軸６８周りに旋回可能なアームとして例示されている。フローター６２は濾過容器１２内の流体の表面に浮かぶ。プラグ６４は回収ボリューム出口３６を開閉するように構成されている。

図４に示すように、濾過容器１２内の液面４６が比較的低い場合、回収ボリュームの出口３６はプラグ６４によって開放されている。濾過容器１２内の液面４６が上昇すると、フローター６２が液面４６と共に上昇する。これによって、接続機構６６は枢軸６８を中心として回転する（図４では反時計回りに）。接続機構６６のこの回転によってプラグ６４は回収ボリュームの出口３６を閉鎖する。図４には液面センサ４４及び圧力センサ５２が示されているが、図４の圧力デバイス４０は完全に機械的に動作する。

好ましい実施形態に関連して本開示について説明してきたが、本発明は上記の記載内容に限定されないことを理解されたい。例えば、部品の寸法は必要に応じて変更できることを理解されたい。

Claims (12)

1. 液体から粒子を濾過する濾過装置（１０）であって、前記濾過装置（１０）が、
   濾過容器（１２）と、
   そこを通過する液体から粒子を除去する少なくとも１つの濾過要素（１４）であって、前記少なくとも１つの濾過要素（１４）が前記濾過容器（１２）の内側へ向かい前記濾過容器（１２）の外側へたどる経路（２０）に沿って移動するように構成された少なくとも１つの濾過要素と、
   粒子と液体との混合物を前記濾過容器（１２）内の前記少なくとも１つの濾過要素（１４）へ搬送するように構成された濾過入口（１６）と、
   前記少なくとも１つの濾過要素（１４）によって濾過された液体を前記濾過容器（１２）から外側へ搬送するように構成された濾過出口（１８）と、
   濾過された液体を前記濾過出口（１８）から受け取る回収ボリューム（３２）と、
   濾過された液体を前記回収ボリューム（３２）から外側へ搬送するように構成された回収ボリュームの出口（３６）と、を備え、
   前記回収ボリューム（３２）が、前記回収ボリューム（３２）内に収容された濾過された液体の液柱の重量が前記少なくとも１つの濾過要素（１４）の下流側に過少圧力を生成して前記濾過容器（１２）内の前記少なくとも１つの濾過要素（１４）にかかる差圧を確立し、
   前記濾過装置（１０）が前記濾過容器（１２）内の前記濾過要素（１４）にかかる前記差圧を制御するように構成された圧力デバイス（４０）をさらに備える、濾過装置（１０）。
2. 前記少なくとも１つの濾過要素（１４）が前記経路（２０）に沿って移動するように構成されたエンドレス濾過要素（１４）を備える、請求項１に記載の濾過装置（１０）。
3. 前記経路（２０）が測地学的に２つの高い部分（２４）と前記高い２つの部分（２４）の間の測地学的に低い部分（２６）とを備え、前記低い部分（２６）が前記濾過容器（１２）内に配置された、請求項１又は２に記載の濾過装置（１０）。
4. 前記少なくとも１つの濾過要素（１４）が、粒径が１００μｍ未満、例えば、５０μｍ未満の粒子を除去するように構成された、請求項１～３の何れか一項に記載の濾過装置（１０）。
5. 前記少なくとも１つの濾過要素（１４）が３次元細孔形状を有するワイヤクロスを備え、
   前記ワイヤクロスは相互に交差して織りパターンによって織り交ぜられたゆがみワイヤ及びよこ糸ワイヤを備え、
   前記３次元細孔形状は２つの隣接する前記ゆがみワイヤの各部分と２つの隣接する前記よこ糸ワイヤの交差部分との隙間に細孔を有する、請求項１～４の何れか一項に記載の濾過装置（１０）。
6. 前記濾過容器（１２）の外側に少なくとも１つの清浄デバイス（２８）を備え、前記少なくとも１つの濾過要素（１４）が前記清浄デバイス（２８）による前記少なくとも１つの濾過要素（１４）の清浄のために前記清浄デバイス（２８）を通過する前記経路（２０）に沿って移動するように構成された、請求項１～５の何れか一項に記載の濾過装置（１０）。
7. 前記濾過容器（１２）の外側に少なくとも１つの乾燥デバイス（３０）を備え、前記少なくとも１つの濾過要素（１４）が前記少なくとも１つの濾過要素（１４）から除去された粒子を乾燥させるために前記乾燥デバイス（３０）を通過する経路（２０）に沿って移動するように構成された、請求項１～６の何れか一項に記載の濾過装置（１０）。
8. 前記圧力デバイス（４０）が前記回収ボリュームの出口（３６）を通過するフローを制御するように構成されたバルブ（４２）を備える、請求項１～７の何れか一項に記載の濾過装置（１０）。
9. 前記濾過装置（１０）が前記濾過容器（１２）内の液面に基づいて前記バルブ（４２）の動作を制御するように構成された、請求項８に記載の濾過装置（１０）。
10. 前記濾過装置（１０）が前記回収ボリューム（３２）内の液面に基づいて前記バルブ（４２）の動作を制御するように構成された、請求項８又は９に記載の濾過装置（１０）。
11. 前記濾過装置（１０）が前記回収ボリューム（３２）内の圧力に基づいて前記バルブ（４２）の動作を制御するように構成された、請求項８～１０の何れか一項に記載の濾過装置（１０）。
12. 前記濾過装置（１０）がモジュラ構造を有する、請求項１～１１の何れか一項に記載の濾過装置（１０）。

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