JPH06170117A - 濾過装置用下部集水モジュール及び濾過装置用下部集水システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 濾材の洗浄及び濾過時の集水が効率よく円滑
に行え、安価で据付等も簡単に行えるようにした濾過装
置下部集水モジュールと下部集水システムを提供する。 【構成】 下部集水モジュールは、長細く、一体構造
で、囲まれた内部構造を備え、またその外面には、洗浄
水と洗浄空気が内部構造を通って吐出される別々の吐出
口を有し、（ａ）水用吐出口は空気用吐出口から独立し
ていること、（ｂ）モジュール内部に水と空気を夫々の
吐出口へ別々に導くための少なくとも二つの囲まれた導
水路を備えていること、（ｃ）モジュールの外部断面形
状が実質的に矩形であること、及び（ｄ）水又は空気の
吐出口はすべて実質的に同じ形状、同じ寸法であり、モ
ジュールの長手方向に沿って実質的に均一な間隔で設け
られていることを構造的特徴とし、濾床全体に洗浄水と
洗浄空気が均一に分配され、また洗浄の間に下部集水モ
ジュール内で水と空気の混合が起こらず、更に前記各吐
出口から出た上昇水流と上昇空気流が、濾床と接触する
以前に混合しないようにしたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶液中の粒子やその他
の汚染物質を濾過の工程によって除去する濾過装置の濾
床の下部に位置する濾過装置下部集水システム用のモジ
ュールと、これらのモジュールによって構成される濾過
装置下部集水システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

（発明の背景）溶液中に含まれる固形物やその他の汚染
物質を除去する濾過装置は、重力式にしろ、圧力式にし
ろ或いは真空式にしろ、一般に各種粒径の粒状濾材によ
って成り立っている（時には、濾床が一種類の濾材しか
持たず、粒子全体が同じ成分で且つ実質的に同じ粒径の
場合もあるが、そのような場合でも慣例的に、濾床を構
成する濾材は複数形で呼ばれる）。液体は下向流あるい
は上向流により濾床を通過し、濾過される。

【０００３】下向流濾過装置の場合、濾過される液体
は、濾床や濾材を支える支持床（もしあったら）を下向
きに通過し、下部集水システムの開口穴を通って濾過タ
ンクより排出される。上向流濾過装置の場合、濾過原水
は下部集水システムの開口穴を通って濾過タンクに流入
し、濾材を支える支持床（もしあったら）を通過し、次
いで濾過床自体を通り、濾床の上部に取り付けられた集
水樋またはその他の集水装置に集められ、濾過タンクよ
り排出される。

【０００４】濾過装置が下向流式であっても上向流式で
あっても、濾材の洗浄（一般的に逆洗と称す）は、水の
みによる洗浄の場合、水と空気による洗浄が別々に行わ
れる場合、あるいは水と空気による洗浄が同時若しくは
交互に行われる場合などいずれの場合においても、上向
きに行われる。

【０００５】濾床は、通常各種サイズの粒子の複数層に
より構成される。下向流濾過装置の場合、最も粗い粒子
が濾床の上部になり、最も細かい粒子、例えば通常砂や
ガーネットが下部に位置する。上向流の場合は、濾床は
通常一種類の粒子で成り立っており、最も粗い粒子が濾
床の下部に、最も細かい粒子が上部に位置する。

【０００６】しばしば、砂利や他の適切な材料を大きさ
別に積み上げた層から成る濾材支持床が、濾床と下部集
水システムとの間を中継する役割を果たすために設けら
れる。支持床を形成する砂利あるいは他の材料の粒子寸
法は、支持床と濾床の境界面に於いて、濾材の粒子より
大きい。濾材支持床の主たる目的は、濾材粒子が下部集
水システムへ移動したり、流出したりすることを防ぐ防
壁を設けることにある。

【０００７】もしも濾材の最も細かい粒子が、濾床洗浄
流体が吐出されて上方へ流れる下部集水システムの吐出
口穴より大きかったり、或いは下部集水装置の排出口に
ある種の濾材保持装置（例えばメッシュスクリーン）が
取り付けられている場合には、前記濾材支持材は必ずし
も必要ではないだろう。しかしながら、若し支持床がな
くて濾床が下部集水システムの上に直接に置かれる場合
には、濾床への洗浄水や洗浄用空気の吐出口の口径（あ
るいはメッシュスクリーンの目幅）は、細かい濾材粒子
が下部集水システムより流出しないようにするために極
めて小さなものでなければならず、そして、その極端に
小さな開口はしばしば下部集水システムの閉塞を招きか
ねない。そのような訳で、一般に下部集水システムと濾
床そのものの間に、砂利あるいは他のふさわしい材料の
支持床を用意することが望ましい。

【０００８】下向流形式及び上向流形式の濾過装置は、
多年に亙り逆洗により洗浄されている。逆洗工程中水ま
たは水と空気の組合せは上向きに濾過床を通過するの
で、下向流濾過装置の場合においては、逆洗用流体の流
れは濾過工程中の流体の流れとは逆の方向になる。

【０００９】濾過工程にあっては、下部集水システム
は、濾過対象液体の流れが濾床の水平断面全体に亙って
できる限り均一な分布になるようコントロールする。下
向流濾過装置の場合、下部集水システムは同様に濾床を
通過した水を均一に集水する役割を果たす。

【００１０】原液中の固形物が濾材によって捕捉され、
濾材の粒子に付着したり、或いは濾材の粒子間にはさま
っていると、濾過抵抗を増大させるので、時々濾材を洗
浄する必要が生じる。下向流濾過装置の洗浄の間、下部
集水システムは濾過工程のときと反対方向に流れる水
（そして空気を使用するときは空気の流れ）をコントロ
ールする。

【００１１】濾床が逆洗される比較的短時間の間に濾床
を通過する液体の最大流量は、原則として通常の濾過の
ときの流量より大きい。この理由から本発明の運転に関
する明細書中の記述は、逆洗洗浄の運転に関するものに
限定する。

【００１２】空気を用いて濾床の洗浄を行う場合、空気
の気泡は濾床装置を通過する際に、濾材の粒子を極めて
完全に攪拌することができる。空気洗浄を別々に行って
も同時に行っても、攪拌によって蓄積された汚濁物質や
ゼラチン状のフロックが追い出されるので、それらは液
による逆洗によって容易に除去することができる。この
完全な濾材の攪拌は、濾過工程において著しく重くかつ
粘着性のある推積物を生ずるような濾過装置の洗浄に、
特に効果的である。

【００１３】濾床に対するよく知られている下部集水シ
ステムの多くは、気体と液体が同じ通路を通り、同じ吐
出口より吐出される。この方式では物理的に非常に異質
な流体、つまり液体とガスが同時に運ばれ吐出されるた
め、極めて深刻な問題を屡々起こしている。これらの内
２つの問題点は： （１）２つの流体の流速の衝突のため、液体と気体の流
速に厳密な上限が課せられること。 （２）同じ通路と吐出口により生じる液体と気体の混合
が気泡の合体による大きな気泡を生ずることになり、望
まざる乱流を発生させること。

【００１４】若しこのような気泡の合体が、水と空気が
通る同じ導入管内で起こった場合、大きくなった気泡
は、まるでバルブのような作用をし、多数の吐出口を通
過する水の流れを阻止し、水の逆流によるシステムの破
壊を招く。

【００１５】ある種の従来の下部集水システムでは、水
と空気の混合とその結果生じる気泡の合体が、水と空気
の導入路の外、つまり下部集水装置の上で、二つの流体
が濾床に入るまでの砂利支持床の中で起こる。その結果
として、この乱流が砂利支持床に望ましくない移動や膨
張を引き起こす可能性がある。

【００１６】水逆洗と空気洗浄の目的は、濾材自身を可
能な限り解きほぐすことにある。事実、濾床が単層（１
種類）以上の場合、同じ逆洗流量によって全体の濾床が
流動するように、濾材の粒径や比重を選ぶのが好まし
い。これと対照的に、濾床のすぐ下に直接接する支持床
はゆり動かしたり、膨張させたりするのは望ましいこと
ではない。なぜなら支持床の上にある濾床を物理的にば
らばらにするからである。それゆえに、水と空気流の混
合とそれによる乱流は、この２つの流体が濾床に導入さ
れ時までは常に出来るだけ防ぐことが重要である。

【００１７】二つの流体が実際に濾床の中に導入される
まで、できるだけ長く洗浄液と空気の混合を避けるさら
にもう一つの理由は、濾床内部での水と空気の均一な分
散を維持できる可能性が、濾床自体の中で両者の混合が
起こらない場合の方がそれだけ高くなるということであ
る。

【００１８】濾床の内部で逆洗水や洗浄空気が均一に分
散しないとき、逆洗を行った後でも濾床内に汚染物質が
残るといったような濾過にとって深刻な障害が起きる。
また不均一な分散によって、濾床を崩壊させる。なおそ
の上、濾床内の洗浄水の不均一な分散によって、逆洗水
が通り難い一部分で汚染物質が固まって、「マッドボー
ル」が形成されやすい。不均一な分散は、同時に「サン
ドボイル」を起こさせ、濾床内で濾材を掻き混ぜたり、
濾床の一部に集めたりする。そのため、再々濾材を取り
除き、全く新しい濾材に入れ替える必要が生じる。

【００１９】濾過装置の逆洗に水と空気を、別々にある
いは同時に用いることは古くから知られていた。水と空
気をこの目的に使用することは、例えば米国において、
１９０５年、１０月１０日、Ｐａｒｍｅｌｅｅの特許Ｎ
Ｏ．８０１，８１０の中で、当時すでに公知として普及
されている。それから何十年にも亙り、この方法での大
変多くの濾床洗浄用下部集水システムの発明がなされて
きた。しかしながら、これらのシステムにおいては、洗
浄用の水や空気を濾床内に導くまでは常に混合させない
ことが望ましいという認識はなく、殆どのこれらのシス
テムは、水の流れと気泡が濾材の中に導入される前のあ
るポイントで、混合するにまかせたり、わざわざそうさ
せている。

【００２０】隣のモジュールと連結することによって、
濾過装置の下部集水システムを形成する一体構造で完全
に囲まれた内部構造を内蔵したモジュールの利点は、古
くから知られている（代表的なこのような装置は、１９
４５年６月１２日、Ｍｙｒｏｎの米特許ＮＯ．２，３７
８，２３９によって公知）。しかしながら、本出願人の
知るかぎり、一体構造型の下部集水モジュール内部での
水と空気の混合をもっぱら防ぐことのできる唯一の他の
集水システム（１９９１年２月２６日，Ｗｅｓｔｏｎの
米特許ＮＯ．４，９９５，９９０）でも、下記のいずれ
もが提議されていない。

【００２１】（１）その上面が実質的にフラットで、実
質的に濾過表面積の全てをカバーし、水と空気の吐出口
の配置を事実上制限なく柔軟に備えることができる下部
集水システム。 （２）水と空気の開孔を水平的に分離。 （３）水と空気の気泡の上昇流が、濾材そのものに到達
する前に砂利または他の材料の支持材の中で混合するの
を防止若しくは最少限に押さえる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従前のこの種
濾過装置下部集水モジュール及び下部集水システムにお
ける上述の如き問題、即ち洗浄水と洗浄用空気の流量
や流速の制限が厳しくなること、洗浄水と洗浄用空気
の混合により、円滑な水の流れが阻止されたり、濾床支
持床が乱れたりすること、洗浄水と洗浄用空気の混合
により濾床材内部における水と空気の分散が不均一とな
り、洗浄効果が低下すること等の問題を解決せんとする
ものであり、導入路内に於ける水と空気の混合による様
々な不都合を除去すると共に、支持床内に於いても水と
空気の混合が起こり難く、しかも濾床内へ極めて均一に
水と空気を噴出できるようにした濾過装置下部集水モジ
ュールとこれを用いた濾過装置下部集水システムを提供
するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本件発明の下部集水モジ
ュールは、濾過装置を通過する液体から微粒子や汚染物
質を除去するための最少限一層の粒状濾材を有する濾過
装置の下部に位置する下部集水システムに使用されるモ
ジュールに於いて、当該モジュールは長細く、一体構造
で、囲まれた内部構造を内蔵し、そしてその外面には、
夫々の流量で水と空気をモジュール内部へ導入し且つ洗
浄水と洗浄空気が前記内部構造を通って吐出される別々
の吐出口を有すると共に、（ａ）前記水用吐出口は空気
用吐出口から独立していること、（ｂ）モジュール内部
に、導入された水と空気を夫々の流体用吐出口へ別々に
導くための少なくとも二つの囲まれた導水路を備えてい
ること、（ｃ）モジュールの外部断面形状は実質的に矩
形であること、及び（ｄ）水用吐出口はすべて実質的に
同じ形状、同じ寸法であり、モジュールの長手方向に沿
って長細いモジュールの上面に実質的に均一の間隔で設
けられていることを構造的特徴とし、濾床全体に洗浄水
と洗浄空気の分配の均一化が最適となり、且つ水での洗
浄と空気での洗浄が別々若しくは同時に行われる場合に
あっても、濾床の洗浄の間に下部集水モジュール内で水
と空気との混合が起こりえないと共に、前記二つの吐出
口から出た水の上昇流と上昇空気泡が濾床と接触する以
前に、水と空気が混合することが最少化されるようにし
たことを発明の基本構成とするものである。

【００２４】本件発明の下部集水システムは、濾過装置
を通過する液体から微粒子や汚染物質を除去する濾床と
共に使用される濾過装置下部集水システムに於いて、前
記濾床は少なくとも一層の粒状濾材からなると共に、前
記濾床の下部集水システムは細長く、一体構造で、囲ま
れた内部構造を備えた下部集水モジュールの少なくとも
一つからなる少なくとも一列を含むと共に、一つ以上の
モジュールを含む何列かの前記モジュールは働きのある
ように直列に接続され、且つ一列以上のモジュールを含
む下部集水システムの前記の列はすべて横並びでくみた
てられ、更に、モジュール中の前記囲まれた内部構造に
より形成された導入路は、水源及び空気源に夫々働きの
あるように接続され且つ前記モジュールの長手方向の上
面に形成された水と空気用吐出口は前記濾床の濾材の底
の下方レベルに位置取りされることにより、（ａ）濾過
工程の間だ濾過された液体が当該下部集水システムを通
って集水ポイントまで流れ出ていくようにすると共に、
（ｂ）洗浄工程の間だ、濾材を逆洗洗浄するための水と
空気を当該下部集水システムを通して夫々濾床の底へ送
ることを構造的特徴とし、洗浄水及び洗浄空気を濾床全
体に均一に分配するのを最適化し且つ洗浄水と洗浄空気
が前記少なくとも一つの下部集水モジュール内で混合す
ることが起こらないと共に、少なくとも一つの前記下部
集水モジュールから前記の二つの流体が吐出された後、
水と空気が濾材中へ導入される以前に両者の混合が起き
るのを最少化するようにしたことを発明の基本構成とす
るものである。

【００２５】（発明の概要）即ち、本発明の下部集水モ
ジュールは、濾床を通過する液中の微粒子や汚染物質を
除去する濾床の下部に位置し、横長の一体構造で、囲ま
れた内部空間を内蔵し、平面で且つ方形の上壁面を有す
るユニットである。基本的に、夫々矩形の断面を有して
いる。

【００２６】モジュールは、別々の吐出口をその外壁に
有しており、時間の経過とともに行われる濾過装置の逆
洗時に、洗浄水と洗浄空気が前記吐出口を通して前記内
部構造から出ていく。このモジュールは、濾床の逆洗時
にモジュール内部に導入された水と空気を、水と空気の
夫々の吐出口へ別々に運ぶための２つの導水路を内蔵し
ている。水と空気は、夫々を異なる流量で導入するため
別々の入口開口を通して、モジュール内部へ導入され
る。

【００２７】流体の吐出口は、すべて実質的には同じ形
と寸法で、下部集水モジュールの長手方向に沿って実質
的に等間隔に配置される。加えて、複数のモジュール
は、濾過装置下部集水システム中に横並びで一定間隔を
もって組み合わされる時には、夫々の流体の吐出口が組
み合わされた細長いモジュールを横切って、横方向にも
実質的に均等な間隔になるように配置される。

【００２８】下部集水モジュール内部の水および空気の
導入路の一つ或いは両方に、最低一つの内部隔壁を設
け、それぞれの流体に対し複数のダクトを備える。この
内部隔壁内に最低一つの開口を設け、それを通じ対象の
流体を、ダクトの一方からもう一方のダクトへ送り出
す。尚、この明細書及びクレイム中で、導入路は水や空
気の全体的な通路を表す意味に使用され、また、ダクト
は、前記導入路の一部分を表す意味に使用されている。

【００２９】下部集水モジュールの導入路の内部の断面
積と、洗浄用空気を送ってくる導入路の内部の断面積
は、その比率に対する満足で選好されるべき数値が明ら
かにされる。同じく洗浄水のすべての吐出口の総断面積
と洗浄空気の吐出口の総断面積の比率に対する同様の数
値が、明らかにされる。

【００３０】この発明の濾過装置下部集水システムは、
最低一つの下部集水モジュールの複数列から構成される
ものである。一つ以上のモジュールを含む各列のモジュ
ールは、有効に連続して連結され、有効に水と空気の供
給源に夫々連結されている。システム中の各列は隣接状
態で配列されている。

【００３１】とりわけ、組み合わされた下部集水システ
ムの中で、下部集水モジュールが互いに思うとおりに改
善され、さらに改善された間隔で配置されているもの
が、公開される。隣同士組み合わされたモジュールは、
実質的に相接しているのが好ましい。

【００３２】

【作用】洗浄水と空気流は、夫々別々の導入路を通して
各モジュール内へ導入される。また、モジュール内へ導
入された洗浄水と空気流は、モジュール上壁面に一定の
ピッチで分散形成された水吐出口と空気吐出口から、夫
々上方へ向けて均一に噴出される。

【００３３】濾床支持材内へ別々の吐出口から上向きに
且つ均一に噴出された洗浄水と空気流の大部分は、濾床
支持材内で混合を生ずることなく濾床下面へ到達し、濾
床材内へ噴出されていく。尚、濾床材による原水の濾過
作用や濾過工程中のモジュールの集水作用及び洗浄水及
び洗浄空気流による濾床材の洗浄作用は、従前の濾過装
置の場合と全く同じである。

【００３４】

【発明の効果】本発明の濾過装置下部集水モジュール
と、下部集水システムを使用する利点の二つは、下記の
（１）と（２）である。 （１）このようなモジュールを濾過装置の下部集水シス
テムに用いることによって、その据付が容易となるこ
と。 （２）このようなシステムのコストが低廉であること。

【００３５】しかしながら、この発明モジュールとシス
テムを用いた最も重要な利点は下記の点にある。 （３）粒状濾材の濾過装置を洗浄するために用いられる
液体および気体の流路が、一体構造で自己完備のモジュ
ール内に組み込まれるけれども、液体と気体が、別々に
モジュール壁に設けられた二流体夫々の完全に別々の吐
出口に導かれるように、前記流路が装備される。これら
の別々の導入路と吐出口は、二つの流体がモジュールの
中で混合されるのを防ぎ、かようにして上記に述べたと
おり、乱流による深刻な問題を防止する。本発明により
回避される二つの主要問題は、（ａ）望まざる空気泡の
合体と、その結果発生する望まざる乱流、及び（ｂ）液
体及び気体夫々の流量に対する望まざる制限である。二
番目の問題点の回避のため、本発明においては、空気及
び水それぞれの吐出口のサイズは、予想される流量範囲
にわたって最小の損失水頭のもとで最高度の分散均一性
を与えるよう特定できる。この事は、一体構造で自己完
備型下部集水モジュールでは、これまで可能ではあると
は考えられておらず、いろいろのタイプのエアヘッダ
ー、グリッドまたはマニホールドを逆に取り付けた、全
く独立した下部集水設備においてのみ可能と考えられて
きた。 （４）水の吐出口は、細長い下部集水モジュールの縦方
向に均等に配置され、同種のモジュールと下部集水シス
テムの中に組み込まれる場合は、横方向にも均等間隔で
配置されるのが好ましい。空気の吐出口についても同じ
である。水と空気の吐出口の均等な配置は濾床全体に対
し、逆洗水と洗浄空気の分散の均一化を最適にする。 （５）下部集水モジュールの平坦で且つ矩形の外側断面
は、ある一つの下部集水システムのすべてのモジュール
は同じ高さなので、システムとして組み立てられた場合
にその上面をフラットにする。これによって、逆洗水と
洗浄空気の吐出口の位置の選定が実質的に完全に柔軟に
行え、その結果これらの吐出口から一層均等な分散が可
能となる。 （６）矩形の外部断面を持つモジュールは、濾過タンク
全体の壁から壁に亙り、下部集水システムの上部表面を
支障なく広げて行くことができる。これはまた二つの流
体の吐出口により大きな柔軟性を与える。 （７）吐出口の配置の均一性を増すことによって、水と
空気気泡の上昇流が濾過床自体に到達する前に、濾過床
の下に位置する砂利や或いは他の材料の支持床中で、液
体と気体の混合が起こることをできるだけ防止すること
ができる。たとえ完全に防止できなくても、そのような
早い段階での混合が惹き起こしかねなかった望ましくな
い空気泡の合体と乱流の増加を、最少限に留める。 （８）濾過装置のモジュールの内部の矩形の導入路は、
下部集水システムを通ってある一定流量の水と空気が流
れるとき、ある一定幅の濾過タンクに対して最大の効率
をもたらす。

【００３６】

【実施例】本発明の下部集水モジュール及び下部集水シ
ステムに関する種々の望ましい具体例を下記に説明す
る。

【００３７】（構造の概要）図１は、本発明の濾過装置
下部集水システムの具体例の平面図である。濾過タンク
２０は、壁２２、２４、２６および２８の内に、各種寸
法の粒状の濾過材から成り立つ濾床を内蔵している（図
解されていない）。必要に応じ、砂利あるいは他の適す
る材料（この図には示さない）の支持床が、濾床と下部
集水システムの間に設けられる。

【００３８】下部集水システム３０は複数の下部集水モ
ジュール３２を有し、実際の据付において形も寸法も同
一であることが好ましい。本具体例では、各下部集水モ
ジュールは濾過タンクの壁２２の端より壁２６の端まで
張りつめられる。要求によっては、各下部集水モジュー
ルを縮めることもできる。このようなケースの場合で
も、一つ以上のモジュールによりなる一列のモジュール
は、効果的に連続して接続される。図１に示す下部集水
システム３０は、並んで組み合わされた下部集水モジュ
ール３２の８列を含む。これらのモジュールは、実質的
には濾過タンク２０の全床をカバーする。

【００３９】下記に詳述する通り、各下部集水モジュー
ル３２は、濾床の濾材を洗浄するための圧力を有する水
と空気をモジュールの内部に別々に導入するため、最低
２つの導入路を有する。これらの導入路は、夫々水と空
気の供給源（図示省略）に接続される。図１の具体例の
濾床洗浄用の水は、３４の閉鎖された溝を通って供給さ
れる。説明の目的で、図においては空気は３方向から、
２つは３６の空気ダクトを通り、１つは３８の空気ダク
トを通り下部集水モジュールの中の導入路４０へ供給さ
れるように示されている。

【００４０】図２は、図１の右下隅の２−２矢視に沿っ
て見た断面で、これらの内の最初のものを図解する。図
１と図２に見られるように、洗浄用空気は主ダクトの３
６よりダクト３９に分岐し、そこから各モジュール３２
の中の別々の導入路４０へと供給される。これらの別々
のダクトは、水平の隔壁４２によって形成される。隔壁
４２のほかのサイドの上を、水は水路３４ａより開口４
３を通り分離導入路４４へ流入する（導入路４０と４４
の夫々における空気と水の吐出口は、この図と図３，４
では省略した）。

【００４１】図３は、図１の下部中央の３−３矢視の断
面で、下部集水モジュール３２の導入路４４へ、水を導
入するためのもう一つの構造を示す。この構造におい
て、開口４６を通じ水路３４ｂより導入路４４へ水は供
給される。濾過室の境界の下に水路３４ｂが横たわり、
水は各水ダクトの底の開口を通って、下部集水モジュー
ルの各列に入る。

【００４２】図４は、図１における４−４矢視に沿った
断面図である。この構造において空気は、主管３８から
下部集水モジュール３２の導入路４０へと導かれる。水
はダクトの底の開口４８を通り、水路３４ｃからダクト
４４に供給される。よりよく流体を均一に分配するのみ
ならず、より小さい断面積の下部集水モジュールを使え
るようにするために、この空気と水の導入方法は、より
長い下部集水モジュールに有効である。

【００４３】図１では、囲まれた水路３４ａ，３４ｂ，
及び３４ｃそれぞれの上壁３５ａ，３５ｂ，及び３５ｃ
は、同図で図解する下部集水システムの他の要素を見せ
るため取り払われている。明瞭にするために、図２〜４
では、上壁３５ａ，３５ｂ，及び３５ｃは、全く省略さ
れている。

【００４４】（所与の流体に対する単列の導入路内の圧
力、及び導入路列間の圧力）認識されるように、類似の
水の導入路４４の単列（或いは場合によっては単一の導
入路）の全長にわたる圧力差は、導入路列（或いは単一
の導入路）の吐出口前後で発生する圧力差、即ち損失水
頭に比較すると、殆どの場合実際には取るに足らない。
というのは、すべての水の導入路４４の総断面積の全て
の水の吐出口５０の総断面積に対する比率が、比較的高
いからである。この事と、圧力を受けた水は典型的には
（囲まれた水路３４ａ，３４ｂ或いは３４ｃを通ずる）
共通水源から導入路４４へと導入される事実を組み合わ
せると、導入路４４の各列内の水圧は、下部集水システ
ムの他の導入路４４内の圧力と実質的には等しくなる傾
向があるということが意味される。濾材中への洗浄水の
最高度の分散均一性を達成するために、このことは勿論
重要である。

【００４５】同様に、空気導入路４０の総断面積の空気
吐出口５４の総断面積に対する比率が高く、共通空気源
（主空気ダクト３６）から導入される空気の場合も、各
空気導入路４０内の空気圧は、システム中の他の導入路
内の圧力と実質的に等しくなる傾向がある。濾材中への
洗浄空気の最高度の分布均一性を達成するために、この
ことはまた重要である。

【００４６】一定の流体（水または空気）の導入路総断
面積の同流体吐出口総断面積に対する比率が高ければ高
いほど、流体分散均一性の度合いは高くなる。当然、こ
の比率には実際上の上限があり、通常エネルギー管理上
の必要事項や他の制限により抑えられる。

【００４７】いろいろな水の導入路が、特に共通水源を
有しない場合には、隣接するモジュール内の洗浄水導入
路間の流体連通性を高める手段が、下部集水モジュール
内に追加しうることは理解されるべきである。このよう
に、流体連通性を高めることは、下部集水システムの組
み合わされたモジュール全てを通じて、水圧が等しくな
るのに一層役に立つ。

【００４８】（分離吐出口と導入路）図５は、図１の左
側に示されている下部集水モジュール５２の平面図の一
部の拡大図である。これはさきに述べた吐出開口５０を
通る水の分配を図解したものである。既に指摘したとお
り、下部集水モジュール３２（５２についても同じ）の
導入路４４および４０は、水と空気に対し夫々二つの別
のダクトを供給する。

【００４９】モジュール５２の上面の開口５０は、モジ
ュールから水が濾床、或いは場合によっては支持床へ排
出されるために設けられている。これらの開口は、すべ
て実質的には同じ形状と寸法を有し、モジュールの長手
方向に実質的に均等な間隔で設けられる。

【００５０】開口５４は、通常水の吐出口５０より小さ
く、洗浄用空気用の吐出口である。（若し何かの理由
で、通常より少ない空気吐出口を設定する場合は、水の
吐出口より小さくならないこともある。）これらの空気
吐出口もまた、すべて実質的に同じ形状と寸法を有し、
下部集水モジュール５２の長手方向に実質的に均等な間
隔で設けられる。

【００５１】図１の具体例において、水の吐出口５０
は、濾過機の下部集水システム中に相並んで組み立てら
れているこのタイプの細長い複数のモジュールにおい
て、並べられたモジュールの上壁にわたって、横方向に
実質的に均一な間隔で配置された位置で、モジュール５
２の上壁５３に設置されている。この具体例では、各モ
ジュール５２の上壁に平行な二列の水吐出口５０があ
り、各モジュールは、同種の隣接するモジュールと両側
で完全に接している（但し図１の左右両端のモジュール
は、片側でのみ接している）。

【００５２】図１及び図５で、左端のモジュール５２の
右側の水吐出口５０は、モジュールの右縁から距離４９
をおいて設置されており、モジュールの左側の水吐出口
５０は、モジュールの左縁から同じ距離４９をおいて設
置されている。更に、この二列間の間隔は距離４９の二
倍の距離５１である。

【００５３】この列からも分かるように、本発明のモジ
ュールに関しては、下部集水システム全体のモジュール
５２の吐出口５０の全列の横方向間隔が等しくなるよう
に、下部集水モジュール５２の上壁５３の水吐出口５０
の列の間隔と位置を容易に選択することが出来る。勿
論、この選択は、各モジュールの上壁にある水吐出口の
長手方向の列の数により、影響される。

【００５４】図１及び図５の具体例においては、モジュ
ール５２の上壁５３の水吐出口５０は二列である。ま
た、上壁５３には二列の空気吐出口５４がある。この事
は有利である。なぜなら、下部集水モジュールは普通か
なり幅広いので、若し、従来の幅の各モジュールに水ま
たは空気吐出口のどちらか一列だけがあるなら、二つの
モジュールが下部集水モジュールに設置される場合、各
列と隣接モジュールの同種の列との開きが生ずると云
う、望ましくないことが起こりうるからである。同種の
吐出口（特に空気吐出口）の隣接列間の開きが余り大き
いと、問題の流体の分散が殆ど或いは全然行われない場
所が、望ましくない程広範になる。個々のモジュールの
幅が従来より十分狭ければ、水吐出口一列と空気吐出口
一列で勿論申し分ない。

【００５５】図６は、本発明による下部集水モジュール
５２´のもう一つの具体例の一部を示している。この具
体例においては、吐出口５０´の長手方向の列が空気吐
出口の長手方向の列と交互になっている。

【００５６】見られるように、一つの下部集水モジュー
ル５２´が各側で他の同種のモジュールと相並ぶ関係で
設置される場合、モジュール上壁５３´の水吐出口５０
´の列は、横方向に等しい間隔で配置される。同様に、
空気吐出口５４´の列は、各側で隣接するモジュールの
上壁５３´を横切って横方向に等しい間隔で配置され
る。水吐出口と同様に空気吐出口は、モジュールの上壁
に沿って長手方向にも等しい間隔で配置される。

【００５７】気付かれるように、図５及び図６の具体例
では、各下部集水モジュールの上壁には、空気吐出口５
４及び５４´の二列がそれぞれある。各モジュールにそ
のような列が少なくとも二列あることが重要である。と
いうのは、若し、各下部集水モジュールに、空気吐出口
が一列しかないなら、吐出口のその単一の列の両側のモ
ジュールの上壁に空気吐出口のない非常に広い場所が出
来るので、下部集水システムのモジュールのアッセンブ
リーで二ないしそれ以上のモジュールが相並んで設置さ
れる場合、隣接モジュールの吐出口列間の空所が余りに
も大きすぎることになる。そしてこの事は、濾床全体に
わたる洗浄空気の流れの分散の均一性の度合いに悪影響
を及ぼす。

【００５８】図５及び図６それぞれの水吐出口５０及び
５０´の列に関しても同じ考慮が当てはまる。もっと
も、水吐出口は空気吐出口よりも大きいので、全く同じ
程度ではないが。図７及び図８は、図５の６−６及び７
−７矢視で示された位置から見た断面図であるが、図解
の目的のため、図２〜４に表示されているものから、も
う二つの導入路の内部導入路の配置を示す。

【００５９】図７においては、水平隔壁５５が、下部集
水モジュール５６の内部を水と空気の通路に仕切ってい
る。この水の通路は更に水平内部隔壁５８によって分割
されている。この後者の隔壁は、水の通路を６０と６２
に分割している。尚、この明細書では、導入路という用
語は水又は空気の夫々の通過路を示すために使用されて
おり、またダクトと云う用語は前記導入路の部分を示す
ものとして使用されている。

【００６０】これらの別々のダクトは、開口６４によっ
て接続され、そこを通じ水は片方のダクトより他のダク
トへ流れ込むことができる。ダクト６２は供給路であ
り、ダクト６０は分配用の通路と考えてよいであろう。
洗浄工程中におけるこの下部集水モジュールの働きで、
水はパイプ６６（それは空気ダクト６８を貫通してい
る）を通り、吐出口７０から出て、粒径順に積まれた砂
利支持床７２を通じて上方へ流れて行く。

【００６１】いま述べたとおり、６０及び６２という独
立したダクトを二本接続していることにより、洗浄水用
吐出口のサイズや間隔を柔軟に決定できる。この柔軟性
がなかった場合、かなり大きな制約がこの二つの流体の
流量範囲に課せられるよう。この具体例において、空気
の通る導入路６８は単一の通路である。下部集水モジュ
ール５６の独立した導入路６８を流れる洗浄空気は、開
口７４からエアバブルとなって砂利支持床を通り、更に
濾材へと流れ込む。

【００６２】図８の具体例では、水平隔壁８０が、下部
集水モジュール８２を水と空気の別々の通路に分割して
いる。水の独立した通路は、水平内部隔壁８４により更
に分割され、空気の独立した通路は、水平内部隔壁８６
により更に分割される。水平内部隔壁８４は、水が通る
導入路を二つの独立したダクト８８と９０に分割する。
これらの独立したダクトは、本具体例では開口９６によ
り接続され、水はここを通って一方のダクトから他方の
ダクトへ流れ込める。

【００６３】ダクト８８と９０は、夫々配水ダクトと給
水ダクトと考えて良いであろう。この下部集水モジュー
ルの働きで、洗浄水はパイプ９８（それは空気ダクト９
２と９４を貫通している）を通り、吐出口１００から出
て、粒径順に積まれた砂利支持床７２を通って上方へ流
れる。

【００６４】独立した空気ダクト９２と９４は、開口１
０２にて接続され、空気はそこを通って一方のダクトか
らもう一方のダクトへ流れ込める。空気ダクト９２と９
４は夫々、分配空気ダクトと給気ダクトと考えてもよい
であろう。（水平隔壁８６により形成される）ダクト９
２と９４という独立したダクトを二本接続していること
により、洗浄空気用吐出口の寸法や間隔をより柔軟に決
定できる。洗浄工程中、空気は吐出口１０４からバブル
となって流れ出て、砂利支持床７２を通り、更に濾床へ
と上昇する。隔壁８６は、空気が通る導入路を二つの独
立したダクト９２と９４に分割している。

【００６５】（具体例の追加）図９は、この発明に関す
る三つの下部集水モジュールの断面図を示しているが、
各モジュールは種々の水平隔壁によって、いろいろに分
割されている。この三つのモジュールは、濾過装置の室
底部のコンクリート床１０６上に設置されている。各モ
ジュールは互いに比較的に狭い距離で離れており、その
間隙１０８は、適切な充填材により固定される。

【００６６】図９の左側の下部集水モジュール１１０
は、夫々水用と空気用に水平隔壁１１６によって仕切ら
れた単独ダクト１１２と１１４を有する。洗浄工程中、
本具体例の働きでは、水はパイプ１１８（これは空気ダ
クト１１４を貫通している）を通り、吐出口１２０を出
て、粒径順に積まれた砂利支持床７２を通って上方に流
れて行く。本具体例では、水と空気の吐出口は、下部集
水モジュールの長手方向に互いに間隔を置いて設けられ
ているので、図９の断面図の中には空気の吐出口は見ら
れない。

【００６７】図９の中央に示された具体例では、下部集
水モジュール１２２は水平隔壁１２８で仕切られた二重
のダクト１２４と１２６を有している。隔壁に設けられ
た開口１３０を通って水は一方のダクトからもう一方の
ダクトへ流れ込める。水はダクト１２６からパイプ１３
２を通り、吐出口１３４から流出する。パイプ１３２は
単独空気ダクト１３６を貫通している。

【００６８】図９の右側に示された具体例では、下部集
水モジュール１３８は水用も空気用も夫々二重のダクト
を有している。水平隔壁１４０は水用ダクト１４２と１
４４を形成し、隔壁中の開口１４６によりこれらの二つ
のダクト間は連通している。洗浄工程中、水は配水ダク
ト１４４から出て、パイプ（空気ダクト１５０と１５２
を貫通している）を通り、吐出口１５４より流出する。

【００６９】具体例では、下方に伸びている軸１５６
が、図９に示された断面の水平面から縦方向に間隔が開
けられたように表示されている。下部集水モジュール１
３８に入る洗浄空気は、先ず給気ダクト１５２に流れ込
み、そこから開口（表示されていない）を通って、空気
分配ダクト１５０へはいる。空気はそれから軸１５６を
通って空気吐出口１６２から、砂利支持床７２へ流れ込
んでいく。軸１５６の下端が空気分配ダクト１５０の底
近くに位置しているので、たとえ水が空気ダクト１５０
か１５２へ入り込んでも、先ず給気ダクトから次いで空
気分配ダクトから追い出され、その結果、空気は上述の
通り、軸１５６を通って吐出口１６２から上方へ流れて
行くことができる。

【００７０】図１０は、本発明による三つの下部集水モ
ジュールの、水と空気を各々分離する内部隔壁を垂直に
配置したときの断面を示している。具体例の中の一例で
は、垂直隔壁が一つの流体導入路を二つのダクトに仕切
り、他の一例では、垂直隔壁が両流体導入路を夫々二重
のダクトに仕切っている。これらの配置は、垂直隔壁が
支持力を追加するので、特により深いモジュールにあっ
てはその構造を一層完全なものにするのに資する。それ
にも拘わず、たいていの実施例では、内部隔壁を水平に
配置する下部集水モジュールが選好されるが、これは、
洗浄水と洗浄空気の吐出口の位置定めが実際限りなく柔
軟にできるためである。

【００７１】（図１０の左側の）下部集水モジュール１
６４において、垂直隔壁１６６は、モジュールを夫々水
用、空気用の独立したダクト１６８と１７０に分割す
る。洗浄工程中、水はモジュールの天板にある吐出口１
７２を通って出ていき、空気は吐出口１７４を通って出
て行く。

【００７２】図１０の中央に示された具体例では、隔壁
１７６が水用の二重のダクト１７８と１８０を空気用単
独ダクト１８２から分離している。この水用の二重のダ
クトは垂直隔壁１８４によって形成され、その垂直隔壁
には二重ダクト間の連通用開口１８６が設けられてい
る。水はこのモジュール１７５から、モジュール上部の
吐出口１８８を通って出ていく。この具体例では、空気
はモジュールから吐出口１９０を通って出ていく。

【００７３】図１０の右側に示された下部集水モジュー
ル１９２においては、二重の水用ダクト１９４と１９６
は垂直隔壁１９８により形成されている。これらのダク
ト間の連通は、垂直隔壁１９８に設けられた開口２００
によって行われる。濾床の洗浄中、水はモジュール上部
の吐出口２０２を通って出ていく。二重の空気ダクト２
０４と２０６は、垂直隔壁２０８により形成されてい
る。これらのダクト間の連通は、垂直隔壁２０８にある
開口２１０により行われる。空気は、モジュールからモ
ジュール上部にある吐出口２１２を通じて出ていく。

【００７４】図１１は、本発明による下部集水システム
中に、相並んで配置された各下部集水モジュール２４２
の上壁２４０の平面図の一部である。各モジュールは、
モジュールの幅２４４の１／２０にほぼ等しい距離だけ
その隣接するモジュールから離れている。隣接モジュー
ル間のスペース２４６は、グラウト又は隣接するモジュ
ール列を間隔をあけて接着するのに適した他の材料で埋
められる。

【００７５】図示されている組み立てられた状態のモジ
ュール２４２に関して、各空気吐出口２４８は、各側の
長手方向に配置されている空気吐出口から、距離２５０
だけ離れている。同様に、空気吐出口２４８は、各側の
横方向に配置されている空気吐出口から同じ距離２５０
だけ離れている。各水吐出口２５２は同様に、長手方向
及び横方向に配置された隣接の水吐出口から同じ距離２
５４だけ離れている。

【００７６】見られるように、吐出口のこのパターン
は、空気吐出口２４８及び水吐出口２５２に関して完全
に均一である。更に、その様な吐出口各組の個々の吐出
口は周囲のもう一方の流体の吐出口から全く均一な間隔
で配置されている。かくして、図１１では、各空気吐出
口２４８´はそれを取りまく四つの水吐出口の各々から
距離２５６（距離２５０よりやや小さい。）の間隔で配
置されている。同様に、各水吐出口２５２´はそれを取
りまく空気吐出口各々から距離２５８（距離２５４より
やや小さい。）で離れている。

【００７７】いずれの場合も、前記各距離は、一つの吐
出口の中心から他の吐出口の中心までを測定したもので
ある。空気吐出口に対する距離２５０及び２５６は水吐
出口に対する距離２５４及び２５８にそれぞれ等しい。

【００７８】図１２は、本発明による下部集水システム
の斜面図の一部である。そこでは、空気吐出口２４８と
水吐出口２５２は、図１１のように、下部集水モジュー
ル２４２の上壁２４０内で同じ分散パターンを有してい
る。この様な下部集水モジュールの集合体内の隣接する
モジュールは、モジュールの幅の約１／１２のグラウト
２４６の薄い層により分離されている。グラウト２４６
により分離された下部集水モジュール２４２は、もう一
層の追加グラウトとコンクリート支持床２８０の上に乗
っている。

【００７９】この図の下部集水システムで使われている
下部集水モジュールに於いては、水を送る導入路は、モ
ジュールの底にある供給ダクト２６０と、水平壁２４６
により供給ダクト２６０から分離され、且つ三つの短い
垂直壁２６６により仕切られている二つの小さな分配ダ
クト２６２，２６２とを含む。

【００８０】供給ダクト２６０は、水平隔壁２６４にあ
る（図１２の右手側に見えている）開口２７０を通じ
て、分配ダクト２６２と連通している。供給ダクト２６
０を通って送られる洗浄用水は分配ダクトの底壁２６４
にある開口２７０を通じて流れ込み、吐出口２５２を通
じて流れ出る。

【００８１】洗浄空気は、下部集水モジュール２４２を
通じて二つの空気ダクト２７２によって運ばれ、空気吐
出口２４８を通じてモジュールから流れ出る。図１２の
中央のモジュール２４２の左手側のダクトは、水平壁２
６４、モジュール側壁２７４、モジュール上壁２４０及
び短い垂直壁２６６の一つにより仕切られている。もう
一つの空気ダクトは短い垂直壁２６６の一つがモジュー
ル側壁２７４に取って替わる点を除いて、同じ様に仕切
られている。見られるように、二つの空気ダクト２７２
は、二つの水供給ダクト２６２と下部集水モジュールの
上部を横切って交互になっている。

【００８２】図１３は、図１２の矢視線１２−１２に沿
って同図に示されるモジュール２４２の集合体の断面図
である。

【００８３】図１１〜図１３の具体例は、本発明の下部
集水システムの最も好ましい具体例の一つである。何故
ならそれは、水および空気吐出口の位置決定における
非常に大きな弾力性、水平壁２６４および短い垂直壁
２６６により増加される構造上の強度、製作の一層の
容易さという利点を合わせ持っているからである。

【００８４】（重要な比率）上述の如く、本発明の下部
集水モジュールの水の吐出口は、空気吐出口よりも通常
大きい（例えば図１と図５の中の吐出口５０と５４）。
上水、産業排水、都市下水あるいは生活排水の濾過に粒
状濾材の濾床を使用するときに最善の結果を得るために
は、逆洗用の水の吐出口の全ての断面積の総計と洗浄空
気用の吐出口のすべての断面積の総計の比率は、一定の
範囲の間に納まらなければならない。この比率が約１０
から約４０の範囲に入れば満足な結果を生むだろう。こ
の比率が約１５から３０の範囲に入ることが好ましい。

【００８５】一つの装置に対する特定の比率は、水と空
気夫々の流量と、それにそれら流量各々の考えられる最
大変動率と、期待される均一性の程度とにより決定され
る。洗浄用液体と洗浄用気体の少なくとも一方が水と空
気と異なる他の濾過システムにおいては、指摘すべき最
適で好ましい比率は、若干上記の数字とは異なる。

【００８６】図６に示された具体例では、水のダクト６
０と６２の断面積総計は、空気ダクト６８の断面積の２
倍より少し大きい。最善の結果を得るには、上水濾過、
産業排水、都市下水或いは生活排水の濾過に粒状濾材の
濾床を使用するときには、洗浄水用導入路の断面積と洗
浄用空気用導入路の断面積との比率は、一定の範囲内に
納まらなければならない。この比率が、約１．５から約
２５の範囲に入れば満足な結果を生むだろう。この比率
が、約４から約１５の範囲に入ることが好ましい。

【００８７】一つの装置に対する特定の比率は、水と空
気夫々の流量と、夫々の流量の考えられる最大変動率に
より決定される。洗浄用液体と洗浄用気体の少なくとも
一方が、水と空気とは異なる他の濾過システムにおいて
は、指摘すべき最適で好ましい比率は若干上記の数字と
は異なる。

【００８８】本発明の下部集水システムにおけるもう一
つの重要な比率は、濾床のコンクリート支持床上の下部
集水モジュールの位置取りに関係する。本発明の下部集
水システムを形成する下部集水モジュールは、互いによ
り接近して設置されればされる程、隣接するモジュール
の天面上の水と気体の吐出口の位置決めがますます柔軟
に出来る。隣接する下部集水モジュール間の距離が、一
つの長手方向に対する幅の数分の一より大きくならない
場合、柔軟性はいくらか与えられる。若し、その距離が
モジュールの幅の約１／５しかなければ、より大きな柔
軟性が与えられるし、その問題の距離が長手のモジュー
ルの一つの幅の約１／１０しかなければ、なお一層大き
な柔軟さが与えられる。水と気体の吐出口の位置決めの
柔軟さを最大にするには、相隣り合うモジュールが実質
的にお互いに接触することが好まれる。

【００８９】本発明は、それを実行するに最善と発明者
が現在考えている方法に関連してこれまで説明されてき
たが、記述され表示された好ましい具体例は、単に図解
の目的のためだけであり、本発明の何らの限界を構成す
ると解釈されるべきではない。技術に熟練した者にとっ
ては、修正は明らかであろうし、本発明の精神から離れ
ない全ての修正は、特許請求の範囲内に含まれると意図
される。

【００９０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の下部集水システムの一具体例の平面図
で、一部を破断除去した本発明の複数の下部集水モジュ
ールを含んでいる。

【図２】図１の２−２矢視に於ける部分断面図で、濾床
を洗浄する際の下部集水システムに水と空気を導入する
代替構造を示している。

【図３】図１の３−３矢視に於ける部分断面図であり、
水と空気を導入する代替構造の他の例を示すものであ
る。

【図４】図１の４−４矢視に於ける部分断面図であり、
水と空気を導入する代替構造の更に他の例を示すもので
ある。

【図５】図１に示す下部集水システムのモジュールの一
つの部分平面の拡大図である。

【図６】この発明の下部集水システムの他の実施例に係
るモジュールの一つの部分平面拡大図である。

【図７】図５の６−６矢視に沿って見た断面図である
が、図解の目的でモジュールの上部の砂利支持床と、も
う一つの導入路の内部構造を示す。

【図８】図５の７−７矢視に沿って見た断面図で、再び
図解の目的でもう一つの導入路の内部構造を示す。

【図９】本発明の下部集水システム断面図で、この中に
上部の砂利支持床と、水と空気のダクトの異なった組合
せを持つ３種類の下部集水モジュールが示されている。

【図１０】本発明に沿った、下部集水モジュールのもう
三つの具体例を図解した断面概要図である。

【図１１】本発明による下部集水システム中に相並んで
配置された三つの下部集水モジュールの部分平面図であ
り、隣接するモジュール上壁面に設けた水と空気の吐出
口の他の分布パターン例を示すものである。

【図１２】本発明による下部集水システムの斜面図の一
部であり、図１１と同様の水及び空気の吐出口の分布パ
ターンを有する下部集水モジュールを利用したものであ
る。

【図１３】図１２のライン１２−１２矢視に於ける断面
図である。

【符号の説明】

濾過タンク ２０ 壁 ２２．２４．２６．２８ 充填材 １０８ コンクリート支持床 ２８０ 空気供給管 ３６．３８．３９ 砂利支持層 ７２ 下部集水モジュール ３２．５２．５６．８２．１１
０．１２２．１３２．１６４．１７５．１９２．２４２ 洗浄水吐出口 ５０．７０．１００．１２０．１
３４．１５４．１７２．１８８．２０２．２５２ 洗浄空気吐出口 ５４．７４．１０４．１７４．１
９０．２１０．２４８ 水導入路 ４４ 空気導入路 ４０．６８ 洗浄水ダクト ６０．６２．８８．９０．１６
８．１７８．１８０．１９４．１９６．２６０．２６６ 洗浄空気ダクト ９２．９４．１１４．１３６．１
５０．１５２．１７０．１８２．２０４．２０６．２７
２ 溝 ３４ａ．３４ｂ．３４ｃ 水平隔壁 ４２．５５．５８．８０．８４．
１１６．１２８．１３０．１４０ 垂直隔壁 １６６．１８７．１７６．１９
８．２０８ 隔壁の水導入用開口 ４３．４４．４８．６４．９６．
１３０．１４６．１８６．２００．２７０ 隔壁の空気流通用開口 １０２．２１０ 水パイプ ６６．９８．１１８．１３２．１
４８

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ０１Ｄ 29/62 24/02 8925−4Ｄ Ｂ０１Ｄ 29/08 Ｚ 7112−4Ｄ 29/38 Ｚ

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 濾過装置を通過する液体から微粒子や汚
   染物質を除去するための最少限一層の粒状濾材を有する
   濾過装置の下部に位置する下部集水システムに使用され
   るモジュールに於いて、当該モジュールは長細く、一体
   構造で、囲まれた内部構造を内蔵し、そしてその外面に
   は、夫々の流量で水と空気をモジュール内部へ導入し且
   つ洗浄水と洗浄空気が前記内部構造を通って吐出される
   別々の吐出口を有すると共に、（ａ）前記水用吐出口は
   空気用吐出口から独立していること、（ｂ）モジュール
   内部に、導入された水と空気を夫々の流体用吐出口へ別
   々に導くための少なくとも二つの囲まれた導水路を備え
   ていること、（ｃ）モジュールの外部断面形状は実質的
   に矩形であること、及び（ｄ）水用吐出口はすべて実質
   的に同じ形状、同じ寸法であり、モジュールの長手方向
   に沿って長細いモジュールの上面に実質的に均一の間隔
   で設けられていることを構造的特徴とし、濾床全体に洗
   浄水と洗浄空気の分配の均一化が最適となり且つ水での
   洗浄と空気での洗浄が別々若しくは同時に行われる場合
   にあっても、濾床の洗浄の間に下部集水モジュール内で
   水と空気との混合が起こりえないと共に、前記二つの吐
   出口から出た水の上昇流と上昇空気泡が濾床と接触する
   以前に、水と空気が混合することが最少化されるように
   したことを特徴とする濾過装置用下部集水モジュール。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の濾過装置下部集水モジ
   ュールに於いて、濾過装置下部集水システムにおいて複
   数の前記モジュールが横に並んで組み立てられる時に
   は、前記水用の吐出口が組み立てられた細長いモジュー
   ルを横切って横方向に、実質的に均一な間隔で配された
   ような位置にあるようにした濾過装置下部集水モジュー
   ル。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の濾過装置下部集水モジ
   ュールにおいて、その中の水用吐出口は、実質的に同一
   形状、同一寸法で、長細いモジュールの長手方向に沿っ
   て実質的に均一な間隔で設けられている濾過装置下部集
   水モジュール。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の濾過装置下部集水モジ
   ュールにおいて、濾過装置下部集水システムにおいて複
   数の前記モジュールが横に並んで組み立てられる時に
   は、前記空気用の吐出口が組み立てられた細長いモジュ
   ールを横切って横方向に、均一な間隔で配された位置に
   あるようにした濾過装置下部集水モジュール。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の濾過装置下部集水モジ
   ュールにおいて、その中にある流体を独立して運ぶ前記
   導入路の少なくとも一つは、前記ある流体の複数のダク
   トを形成する少なくとも一つの内部隔壁を含んでおり、
   且つ前記の少なくとも一つの内部隔壁は、ある流体が前
   記複数のダクトの一つから、前記もう一方のダクトへ通
   過し得る少なくとも一つの開口を有するようにした濾過
   装置下部集水モジュール。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の濾過装置下部集水モジ
   ュールにおいて、その中の前記少なくとも一つの内部隔
   壁は実質的に水平に位置するようにした濾過装置下部集
   水モジュール。
7. 【請求項７】 請求項５に記載の濾過装置下部集水モジ
   ュールに於いて、その中の前記少なくとも一つの内部隔
   壁は実質的に垂直に位置するようにした濾過装置下部集
   水モジュール。
8. 【請求項８】 請求項５に記載の濾過装置下部集水モジ
   ュールに於いて、ある流体を運ぶ前記複数のダクトを画
   する前記少なくとも一つの隔壁にある開口は、実質的に
   同一形状、同一寸法であり、且つ前記ある流体用の前記
   開口はすべて、実質的に細長いモジュールの長手方向に
   沿って均一な間隔で設けるようにした濾過装置下部集水
   モジュール。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の濾過装置下部集水モジ
   ュールに於いて、モジュールの内部断面は実質的に矩形
   であり、且つ水用吐出口はすべて実質的に同一形状、同
   一寸法で、細長いモジュールの長手方向に沿って実質的
   に均一な間隔で設けられると共に、複数の前述モジュー
   ルが濾過装置下部集水システムにおいて横並びで組み立
   てられる時には、前記水用吐出口は組み立てられた細長
   いモジュールを横切って横方向に、実質的に均一な間隔
   で配された位置にあり、更に、空気用吐出口は、すべて
   実質的に同一形状、同一寸法で、細長いモジュールの長
   手方向に沿って、実質的に均一な間隔で設けられると共
   に、複数の前記モジュールが濾過装置下部集水システム
   において横並びで組み立てられる時には、前記空気用吐
   出口は組み立てられた細長いモジュールを横切って横方
   向に、実質的に均一な間隔で配された位置にあるように
   した濾過装置下部集水モジュール。
10. 【請求項10】 請求項９に記載の濾過装置下部集水モジ
    ュールに於いて、ある流体を独立して運ぶ前記導入路の
    少なくとも一つは、前記ある流体の複数のダクトを形成
    する少なくとも一つの内部隔壁を含んでおり、且つ前記
    の少なくとも一つの内部隔壁は、ある流体が前述流体用
    の複数のダクトの一つから、前記もう一方のダクトへ通
    過し得る少なくとも一つの開口を有し、更にある流体
    を、独立して運ぶ前記複数のダクトを画する前記少なく
    とも一つの隔壁にある開口は、実質的に同一形状、同一
    寸法であり、細長いモジュールの長手方向に沿って実質
    的に均一な間隔で配されているようにした濾過装置下部
    集水モジュール。
11. 【請求項11】 請求項１に記載の濾過装置下部集水モジ
    ュールに於いて、洗浄水を運ぶ前記導入路の内部の断面
    積と、洗浄空気を運ぶ前記導入路の内部の断面積との比
    率は、約１．５から約２５の範囲内にあるようにした濾
    過装置下部集水モジュール。
12. 【請求項12】 請求項１１に記載の濾過装置下部集水モ
    ジュールに於いて、前記比率を約４から約１５の範囲に
    収まるようにした濾過装置下部集水モジュール。
13. 【請求項13】 請求項１に記載の濾過装置下部集水モジ
    ュールに於いて、洗浄水用の前記吐出口すべての総断面
    積と、洗浄空気用すべての前記吐出口の総面積との比率
    は、約１０から約４０の範囲にあるようにした濾過装置
    下部集水モジュール。
14. 【請求項14】 請求項１３に記載の濾過装置下部集水モ
    ジュールに於いて、前記比率は約１５から約３０の範囲
    内に収まるようにした濾過装置下部集水モジュール。
15. 【請求項15】 濾過装置を通過する液体から微粒子や汚
    染物質を除去する濾床と共に使用される濾過装置下部集
    水システムにおいて、前記濾床は少なくとも一層の粒状
    濾材からなると共に、前記濾床の下部集水システムは細
    長く、一体構造で、囲まれた内部構造を備えた下部集水
    モジュールの少なくとも一つからなる少なくとも一列を
    含むと共に、一つ以上のモジュールを含む何列かの前記
    モジュールは働きのあるように直列に接続され、且つ一
    列以上のモジュールを含む下部集水システムの前記の列
    はすべて横並びで組み立てられ、更に、モジュールの中
    の前記囲まれた内部構造により形成された導入路は、水
    源及び空気源に夫々働きのあるように接続され且つ前記
    モジュールの長手方向の上面に形成された水と空気用吐
    出口は前記濾床の濾材の底の下方レベルに位置取りされ
    ることにより、（ａ）濾過工程の間だ濾過された液体が
    当該下部集水システムを通って集水ポイントまで流れ出
    ていくようにすると共に、（ｂ）洗浄工程の間、濾材を
    逆洗洗浄するための水と空気を当該下部集水システムを
    通して夫々濾床の底へ送ることを構造的特徴とし、洗浄
    水及び洗浄空気を濾床全体に均一に分配するのを最適化
    し且つ洗浄水と洗浄空気が前記少なくとも一つの下部集
    水モジュール内で混合することが起こらないと共に、少
    なくとも一つの前記下部集水モジュールから前記二つの
    流体が吐出された後、水と空気が濾材中へ導入される以
    前に、両者の混合が起きるのを最少化するようにしたこ
    とを特徴とする濾過装置下部集水システム。
16. 【請求項16】 請求項１５に記載の濾過装置下部集水シ
    ステムに於いて、下部集水システムを形成するために横
    並びで組み立てられた前記モジュールの各々は、実質的
    に同一の形状と外部高さを有し、これにより当該下部集
    水システムは実質的に平たんな上部表面を備え且つその
    表面中に水と空気用の夫々の吐出口が設けられている構
    成とした濾過装置下部集水システム。
17. 【請求項17】 請求項１５に記載の濾過装置下部集水シ
    ステムに於いて、前記水用吐出口は、前記組み立てられ
    た細長いモジュールを横切って横方向に実質的に均一な
    間隔で配されているようにした濾過装置下部集水モジュ
    ール。
18. 【請求項18】 請求項１５に記載の濾過装置下部集水シ
    ステムに於いて、前記空気用吐出口は、前記組み立てら
    れた細長いモジュールを横切って横方向に実質的に均一
    な間隔で配されているようにした濾過装置下部集水モジ
    ュール。
19. 【請求項19】 請求項１５に記載の濾過装置下部集水シ
    ステムに於いて、隣接する濾過装置下部集水モジュール
    間の距離は、細長いモジュールの一つの幅のわずか何分
    の一かに過ぎないようにした濾過装置下部集水モジュー
    ル。
20. 【請求項20】 請求項１５に記載の濾過装置下部集水シ
    ステムに於いて、隣接する濾過装置下部集水モジュール
    間の距離は、細長いモジュールの一つの幅のわずか約１
    ／５に過ぎないようにした濾過装置下部集水モジュー
    ル。
21. 【請求項21】 請求項１５に記載の濾過装置下部集水シ
    ステムに於いて、隣接する濾過装置下部集水モジュール
    間の距離は、細長いモジュールの一つの幅のわずか約１
    ／１０に過ぎないようにした濾過装置下部集水モジュー
    ル。
22. 【請求項22】 請求項１５に記載の濾過装置下部集水シ
    ステムに於いて、隣接するモジュールは実質的に互いに
    接触しているようにした濾過装置下部集水モジュール。