KR101176687B1 - 고정식 천 매체 여과 및 자체 정렬식 역세척 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여과된 유입유를 위한 유출유 플레넘을 형성하는 고정식 천 필터 매체 지지체와, 천 필터 매체를 효율적으로 주기적으로 세척하기 위한 자체 정렬식 역세척 조립체를 포함하는 상하수 처리 장치에 관한 것이다.

상하수 처리, 천 필터 매체, 역세척

Description

고정식 천 매체 여과 및 자체 정렬식 역세척 조립체{STATIONARY CLOTH MEDIA FILTRATION AND SELF-ALIGNING BACKWASH ASSEMBLY}

본 발명은 일반적으로는 상하수 처리 방법 및 장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 본 발명은 여과된 유입유의 배출을 위한 유출유 플레넘(plenum)을 형성하는 천 매체(cloth media) 지지체를 사용하는 고정식 천 매체 여과에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 천 필터 매체의 역세척 시스템(backwash system)에 관한 것이다. 그리고, 보다 구체적으로는 여과 시스템 및 그 구성 요소들의 구조 및 설치와 관련된 편차 또는 공차를 보상하는 능력을 갖는 자체 정렬식 역세척 조립체에 관한 것이다.

상하수 처리에 이용할 수 있는 다양한 천 매체 여과 시스템이 존재한다. 그러나, 그들 시스템은 천 필터 매체를 지지하는 회전 프레임 조립체를 구비하며, 및/또는 유출유의 배출을 위해 별도의 유출유 채널을 필요로 한다.

예를 들면, 이용 가능한 디스크형 여과 시스템은 일반적으로 입구 및 출구를 갖는 탱크와, 입구와 출구 사이에 배치된 회전 가능한 필터 프레임 조립체를 갖고 있다. 천 필터 매체는 중앙 튜브 파이프와 같은 회전 가능한 지지체에 연결된 디스크형 프레임 섹션에 걸쳐 신장되어 있다. 여과 중에, 유입유는 탱크로 유입되 어, 천 필터 매체를 통과해 중공 디스크 프레임 섹션을 거쳐, 탱크 출구를 통해 배출되도록 유출유 중앙 튜브 안으로 보내진다(예를 들면, 미국 특허 제4,639,315호 참조). 천 필터 매체는 디스크 회전 중에 역세척 및/또는 고압 분사와 같은 여러 공정에 의해 주기적으로 세척된다(예를 들면, 미국 특허 제5,374,360호 및 제5,876,612호 및 제6,090298호 참조).

마찬가지로, 일반적으로 드럼형 여과 시스템으로서 불리는 다른 천 매체 여과 시스템이 있다. 드럼형 여과 시스템에서, 천 필터 매체는 디스크형과는 달리 큰 드럼 형상을 형성하는 지지 프레임 상에서 신장되어 있다. 이 드럼은 중앙 튜브 구조에 부착되고, 이와 함께 회전 가능한 필터 조립체를 형성한다. 여과 중에, 유입유는 탱크 안으로 유입되어 천 필터 매체를 통과하게 되어, 그 천 상에 현탁 고형분을 축적시킨다. 여과된 유입유는 필터 프레임 중앙 튜브를 통해 흘러 탱크 출구를 통해 배출된다(예를 들면, 미국 특허 제4,090,965호 참조). 디스크형 여과 시스템과 마찬가지로, 천 필터 매체는 회전 중에 역세척 등에 의해 주기적으로 세척된다.

천 매체 여과 시스템에서의 보다 최근의 발전으로는 본 발명과 동일한 공동 발명자가 발명하여 Aqua-Aerobic Systems, Inc에 양도한 고정식 천 매체 여과 시스템이 있다. 그 발전 사항은 2005년 2월 22일자로 허여된 "고정식 천 매체 여과를 사용하는 상하수 처리를 위한 방법 및 장치{Process and Devices for Water and Wastewater Treatment Including Stationary Cloth Media Filtration}"라는 명칭의 미국 특허 제6,858,140호에 개시되어 있다. 일반적으로, 그 시스템은 하나 이상의 별개로 밀봉된 유출유 플레넘을 갖고 있다. 천 필터 매체가 덮인 일련의 필터 플레이트가 유출유 플레넘에 부착되어 그 플레넘과 유체 연통 상태로 되어 있다. 유입유는 유입유 플레넘을 통해 여과조(filtration basin) 안으로 유입되어, 천 필터 매체가 덮인 중공의 필터 플레이트를 통과한다. 여과된 유입유는 이어서 유출유 플레넘을 통해 배출된다. 천 필터 매체는 통상 이동하는 브리지형 조립체 등을 사용하여 역세척함으로써 주기적으로 세척된다.

전술한 시스템이 여러 용례에 대해 효과적이기는 하지만, 다른 용례에 대해서는 몇 가지의 고유의 한계점을 갖고 있다. 예를 들면, 회전 디스크형 및 드럼형 천 매체 여과 시스템은 여과 및 세척 중에 조립체를 회전시킬 필요가 있어 그 조립체의 길이가 제한된다는 점에서 용량의 측면에서 한계가 있다. 그 길이 및 나아가서는 용량을 증대시키기 위해서는, 중간 지지체, 대형 펌프, 및 보다 많은 역세척 장비들이 요구될 것으로 여겨진다. 게다가, 그러한 시스템들은 적어도 하나의 회전 시일을 필요로 하게 되는 데, 이 시일은 미처리 유입유의 침투에 의한 손상 및 오염의 가능성을 갖는 영역이다. 또한, 그러한 시스템들은 조립체를 회전시키기 위해 필요로 하는 모터 및 관련 장비를 필요로 하게 된다.

미국 특허 제6,858,140호에 개시된 고정식 천 필터 매체는 또한 특정 형태의 용례에 대해 효과적이다. 그러나, 이 시스템은 특히 별도의 유출유 플레넘과, 이 유출유 플레넘에 부착된 일련의 천 매체 필터 플레이트를 필요로 한다. 따라서, 많은 수의 시일(예를 들면, 유출유 플레넘에 부착되는 각 필터 플레이트 사이)을 요구하게 되며, 나아가서는 잠재적인 오염 문제를 갖게 된다.

게다가, 고정식 천 필터 매체 여과 시스템의 역세척 작업을 능률적이면서도 효과적으로 수행하기 위해, 역세척 슈우(backwash shoes)를 역세척 작업 중에 천 필터 매체와 충분히 접촉시켜 유지하는 것이 중요하다. 이러한 작업은 대부분의 전형적인 설비에서 다양한 구성 요소, 재료 및 이들의 서로에 대한 공간적 관계에 있어서 제조 및 구조적 공차가 존재한다는 점 때문에 복잡하다. 따라서, 횡행 역세척 시스템(traversing backwash system)을 그러한 공차를 허용하도록 개선할 필요가 있다.

본 발명은 공지의 상하수 처리용 여과 시스템 및 장치의 이점을 유지하면서 그러한 시스템들에 대해 신규의 특징, 장점 및 이점을 제공한다. 게다가, 본 발명은 그러한 시스템들에 사용되거나 및/또는 관련될 수 있는 공지의 시스템 및 장치의 이점을 유지하면서 신규의 특징, 장점 및 이점을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 여과된 유입유의 배출을 위한 유출유 플레넘을 형성하는 고정식 천 필터 매체 지지체를 구비하는 상하수 처리용 천 매체 여과 시스템이 제공된다. 천 필터 매체, 바람직하기는 하지만 비한정적으로는 단일체의 소크(one piece sock)는 중공형의 천 매체 지지체에 부착되어, 통과하게 되는 유출유를 여과한다. 또한, 횡행 역세척 시스템이 천 필터 매체를 주기적으로 세척할 수 있도록 마련될 수 있다. 고정식 지지체의 단면 형상은 바람직하게는 다이아몬드형 또는 육각형이지만, 시스템 요구 조건 등과 같은 것에 따라 기타 단면 형상도 이용될 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 소정 길이 및 단면 형상을 갖는 한편 2개의 단부를 구비하는 적어도 하나의 고정식 천 매체 지지체를 포함하는 천 매체 여과 장치가 제공된다. 지지체의 일단부는 밀봉되며 지지체의 타단부는 개방되어 처리조의 출구와 유체 연통 상태이다. 지지체는 천 필터 매체를 지지하는 한편, 여과된 유출유의 배출을 위한 유출유 플레넘을 형성한다. 지지체의 단면 형상을 다양한 형상일 수 있으며, 천 필터 매체는 바람직하게는 단일체의 소크이지만, 당업계에 공지된 방식으로 조각 등으로 부착된 것일 수 있다. 또한, 천 필터 매체를 세척하는 횡행 역세척 시스템과, 여과 및 세척 작업을 제어하는 제어 시스템이 마련될 수 있다.

본 발명은 또한, 천 매체를 지지하는 천 매체 여과 장치로서, 상수 또는 하수 처리조 내에 배치하여 여과 중에 고정 상태로 유지되는 한편, 여과된 유입유의 배출을 위한 유출유 플레넘을 형성하는 적어도 한쌍의 긴 천 매체 지지체를 구비하는 천 매체 여과 장치가 제공된다. 또한, 횡행 역세척 및 제어 시스템이 제공될 수 있다.

처리조 내에서 상수 또는 하수의 유입유를 여과하고, 여과된 유입유를 유출유 플레넘을 통해 배출하는 바람직한 방법으로서, 처리하기 위한 유입유를 처리조에 도입하는 단계, 유입유를 고정식 천 매체 지지체상에 지지된 천 필터 매체를 통해 여과하는 단계, 및 여과된 유입유를 고정식 천 매체 지지체에 의해 형성된 유출유 플레넘을 통해 배출하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 이 방법은 또한 횡행 역세척 시스템 및 제어 시스템을 포함할 수 있다.

본 발명은 또한, 처리조 내에서 상수 또는 하수를 처리하기 위해, 천 필터 매체를 지지하는 한편, 여과된 유입유를 처리조로부터 배출하기 위한 유출 수단을 형성하는 고정식 천 매체 지지 수단을 구비하는 천 필터 매체 여과 시스템을 제공한다. 또한, 천 필터 매체를 주기적으로 세척하기 위한 횡행 역세척 수단이 제공될 수 있다. 천 필터 매체 지지 수단이 다양한 단면 형상을 가질 수 있고, 제어 수단도 마련될 수 있다.

본 발명은 또한, 횡행 역세척 시스템의 일부를 구성하는 자체 정렬식 역세척 조립체를 제공한다. 자체 정렬식 역세척 조립체는 2조의 대향하는 쌍의 서로 협동하는 역세척용 지지 아암 및 이들과 관련된 역세척 슈우를 지지하고 밸런싱(balancing)하여, 천 매체 지지체 및 유출유 플레넘의 수평 길이에 있어서 뿐만 아니라, 처리조 및 횡행 브리지 시스템에 대한 유출유 플레넘의 상대 위치에 있어서의 편차를 보상하도록 역세척 조립체를 수직으로 부동(浮動)할 수 있게 하는 힌지된 요동 케이지를 포함한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 유입유 채널 및 유출유 채널을 갖는 처리조에서 상수 또는 하수를 처리하는 섬유 매체 여과 시스템으로서, 처리조 내에 배치되고 유출유 플레넘을 형성하는 고정식 천 필터 매체 지지체와, 이 지지체에 부착 지지되는 천 필터 매체와, 이 천 필터 매체를 주기적으로 세척하도록 자체 정렬식 역세척 조립체를 갖는 횡행 역세척 시스템을 포함하는 섬유 매체 여과 시스템이 제공된다. 자체 정렬식 역세척 조립체는 힌지된 요동 케이지와, 특정 쌍의 관련 지지 아암의 역세척 작업을 가능하게 하거나 불가능하게 할 수 있는 캠 기구를 포함한다.

본 발명에서는 또한, 처리조 내에 위치하여 천 필터 매체를 지지하는 적어도 한 쌍의 고정식 천 매체 지지체를 주기적으로 세척하는 자체 정렬식 역세척 조립체가 제공되는 데, 천 매체 지지체는 소정 길이 및 단면 형상을 갖는 한편, 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 개방 단부를 구비한다. 이러한 자체 정렬식 역세척 조립체는, 횡행 역세척 조립체의 브리지 구조에 피벗 가능하게 장착된 힌지된 요동 케이지와, 이 힌지된 요동 케이지에 피벗 가능하게 장착된 2쌍의 대향하는 지지 아암과, 각 쌍의 대향하는 지지 아암과 협동하는 캠 기구와, 각 캠 기구와 협동하여, 대향하는 지지 아암의 쌍이 역세척 위치에서 맞물리게 되고 역세척을 행하지 않는 위치에서 분리될 수 있게 하는 플런저 기구를 포함한다. 또한, 지지 아암의 관련 쌍을 캠 기구에 의해 맞물리게 하거나 분리시킬 수 있는 플런저 기구(스프링에 의해 압박되는 형태일 수 있음)가 마련될 수 있다.

또한, 처리조 내에 배치하여 여과 중에 고정 상태로 유지되는 한편, 여과된 유입유의 배출을 위한 유출유 플레넘을 형성하는 적어도 한쌍의 긴 천 매체 지지체와, 천 매체 지지체 상에 지지된 천 필터 매체를 주기적으로 세척하도록 자체 정렬식 역세척 조립체를 갖는 횡행 역세척 조립체를 포함하는, 천 필터 매체를 지지하는 천 매체 여과 장치가 제공된다.

게다가, 본 발명에서는 또한, 처리조에서 상수 또는 하수를 처리하는 천 필터 매체 여과 시스템으로서, 천 필터 매체를 지지하는 한편, 여과된 유입유를 배출하기 위한 유출 수단을 형성하는 고정식 천 필터 매체 지지 수단과, 천 필터 매체를 주기적으로 세척하기 위한 횡행 역세척 수단을 포함하며, 이 횡행 역세척 수단이 천 필터 매체 여과 시스템의 구조, 재료 및 설치에 있어서의 편차를 보상하도록 자체 정렬식 역세척 수단을 구비하고 있는, 천 필터 매체 여과 시스템이 제공된다. 또한, 횡행 역세척 수단을 조정하는 제어 수단이 마련될 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 여과된 유입유의 배출을 위한 유출유 플레넘을 형성하는 고정식 천 매체 지지체에 의해 지지되는 천 필터 매체를 사용하여 상수 또는 하수를 처리하는 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은, 천 매체 지지체가 여과된 유입유를 위한 유출유 플레넘을 형성하는 고정식 천 매체 여과를 위한 방법 및 장치를 기존의 처리조에 개장되거나, 신규의 설비를 위해 설계되거나, 자립형 탱크 유닛으로서 설계될 수 있게 하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 시일의 개수를 감소시키며, 및/또는 미처리 유입유를 처리된 유출유로부터 격리시켜 유출유의 오염을 방지하기 위한 가동 또는 회전 시일의 필요성을 제거하는 섬유 매체 여과 시스템을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 표준형의 모래 또는 기타 입상 매체 여과 시스템과 관련한 전통적인 입상 매체에 대한 필요성을 제거한, 고정식 천 매체에 의한 상하수 처리를 위한 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 회전형 천 매체 시스템에 회전을 부여하는 데에 요구되는 장비를 제거하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 처리조의 공간을 증가시키지 않고 상수 또는 하수의 여과 능력을 향상시키는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 용례 또는 설계 요건에 따라 고정식 천 필터 매체 지지체의 단면 형상을 변경함으로써 여과 능력에 있어서의 유연성을 향상시키는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 여과 시스템의 다양한 구성 요소 및 이들의 설치와 관련한 편차 또는 공차를 보상할 수 있는 자체 정렬식 역세척 조립체를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 역세척 작업 동안에 역세척 슈우와 천 필터 매체 간에 접촉을 향상시킬 수 있는 한편, 역세척 작업을 수행하지 않을 때에 역세척 슈우와 천 필터 매체 사이에 적절한 클리어런스를 허용하는 자체 정렬식 역세척 조립체를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 자체 정렬식 역세척 조립체를 포함하는, 고정식 천 매체 여과를 위한 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 처리조의 단부에 장착된 플런저 조립체에 의한 회전 캠 기구의 작동을 통해 자동적으로 작동할 수 있는 개선된 역세척 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전술하거나 드러나는 양태, 특징 및 이점 중 하나 이상을 단독으로 또는 조합하여 구비하는 기재되거나 드러날 수 있는 역세척 조립체 및 장치를 갖는 상하수 여과 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

<용어 정의>

본 명세서의 여러 청구항에서 사용될 수 있는 이하의 용어는 특허법의 요건에 부합하는 광의의 의미를 갖도록 의도된 것이다.

천 필터 매체(cloth filter media): 천연 또는 합성 섬유 혹은 맴브레인 구조를 가지며 이에 한정되지 않는 임의의 투과성을 갖는 천 형태의 물질.

처리조(treatment basin): 여과가 발생하는 영역을 비롯하여 여과 공정에 이용되는 전체 영역으로서, 유입유를 도입하고 처리된 유출유를 최종적으로 배출하기 위한 관련 챔버, 도관, 채널 등도 포함할 수 있다.

천 필터 매체 지지체(cloth filter media support structure): 처리조 내에 배치되어 천 필터 매체를 지지하고, 여과된 유출유가 배출을 위해 통과하는 유출유 플레넘을 형성하는 고정 조립체이다. 이 조립체는 또한 "지지체"로도 불릴 수 있다.

횡행 역세척 시스템(traversing backwash system): 역세척 및 기타 작업을 수행하는 데에 필요한 구성 요소를 구비하는 한편, 천 필터 매체 지지체 및 관련 천 필터 매체의 길이를 따라 이동할 수 있는 구조적 및 기계적 조립체이다. 이 시스템은 이동 브리지 형태의 조립체 및 역세척 슈우, 잠긴 상태로 풀리에 의해 작동되는 조립체 등을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

제어 시스템 : 처리조 내의 수위, 유입 및 유출 수준, 여과 시스템의 작동 및 횡행 역세척 시스템 작동 등을 측정 및 제어하는 구조적, 기계적 및 전기적 조립체를 의미한다.

유출유 플레넘(effluent plenum): 처리조로부터 여과된 유입유를 배출하도록 천 필터 매체 지지체에 의해 형성된 유출유 배출부를 의미한다. 이 유출유 플레넘은 본 발명의 지지체에 의해 형성된 유출유 배출부를 통상의 처리조 또는 탱크와 관련하여 및/또는 그 일부로서 사용되는 유출유 챔버, 도관, 채널 등과 구분 짖기 위해, 본 명세서에서의 이하의 상세한 설명 및 청구의 범위에서 약칭으로서 비한정적으로 사용된다.

자체 정렬식 역세척 조립체(self-aligning backwash assembly): 횡행 역세척 시스템의 일부로서, 여과 시스템 구성 요소의 기본 구조, 장비 설치, 그리고 제조 또는 조립에 대한 공차 또는 편차를 보상할 수 있는 구성 요소를 지칭한다. 이러한 자체 정렬식 역세척 조립체는 처리조 내에 위치하는 2개의 인접하는 천 필터 매체 구조의 선택적 역세척 작업을 수행하기 위해, 브리지 구조에 현수된 횡행 역세척 시스템의 구성 요소들을 포함한다. 바람직하게는, 자체 정렬식 역세척 조립체는 또한 힌지된 요동 케이지(hinged rocker cage) 및/또는 캠 기구를 포함할 수도 있다.

상세한 설명 또는 청구의 범위에서 대안적인 의미가 가능한 광의의 의미를 가질 것이다. 청구 범위에 사용되는 모든 용어는 표현 및 문법 상에 통상적이고 관용적으로 사용되도록 의도된 것이다.

본 발명의 전술한 목적, 특징 및 이점뿐만 아니라, 기타 목적, 특징 및 이점은 상세한 설명 및 도면을 참조함으로써 명백해 질 것이며, 다수의 도면에서 동일한 구성 요소에 대해 동일한 도면 부호를 사용한다.

본 발명의 전술한 목적, 특징 및 이점은 물론 기타 목적, 특징 및 이점(때로는 단수로서 사용되지만 복수인 경우를 배제하는 것은 아님)은 상세한 설명 및 도면을 참조함으로써 명백해 질 것이며, 도면에 있어서 동일한 도면 부호는 여러 도면에서 동일한 요소를 지칭하는 데에 사용되고 있다.

도 1은 통상의 상하수 처리조 내에 위치하는 본 발명의 일련의 천 필터 매체 지지체의 개략적 평면도이다.

도 1a는 통상의 상하수 처리조 내에 위치하는 일련의 천 필터 매체 지지체의 개략적 평면도로서, 본 발명의 바람직한 자체 정렬식 역세척 조립체의 작동 구성 요소뿐만 아니라, 처리조의 길이를 따라 도면의 좌측과 우측 사이를 이동하는 전형적인 브리지 구조를 도시하는 도면이다.

도 2는 도 1의 발명의 개략적 정면도이다.

도 2a는 자체 정렬식 역세척 조립체를 개략적으로 나타내고 있는 도 1a의 바람직한 발명의 개략적 측면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 천 필터 매체 지지체의 정면도이다.

도 4는 통상의 처리조 내에 설치된 바람직한 천 필터 매체 지지체의 실시예의 각 단부를 상세하게 도시하고 있는 평면도이다.

도 5는 도 3의 바람직한 지지체의 폐쇄 단부를 도 3의 선 5-5를 따라 취하여 도시한 단부도이다.

도 6은 도 3의 바람직한 지지체의 개방 단부를 도 3의 선 6-6을 따라 취하여 도시한 단부도이다.

도 7은 도 3의 바람직한 지지체의 폐쇄 단부의 추가적인 세부 구성을 도시하는 확대 측면도이다.

도 8은 도 3의 바람직한 지지체의 개방 단부의 추가적인 세부 구성을 도시하는 확대 측면도이다.

도 9는 천 필터 매체 지지체의 대안적인 단면 형상을 나타내는 개략적 단면도이다.

도 10은 천 필터 매체 지지체의 대안적인 단면 형상을 나타내는 개략적 단면도이다.

도 10a는 천 필터 매체 지지체의 대안적인 단면 형상을 나타내는 개략적 단면도이다.

도 10b는 평평한 단면을 가지며 처리조의 바닥 위에 위치하는 본 발명의 천 필터 매체 지지체의 대안적인 실시예의 개략적 단면도이다.

도 11은 처리조의 바닥에 인접한 천 매체 지지체를 도시하는, 천 매체 지지체의 대안적인 단면 형상의 개략도이다.

도 12는 본 발명의 횡행 역세척 시스템의 주요 구성 요소의 바람직한 실시예를 나타내는 단부도이다.

도 13은 본 발명에 따른 천 필터 매체로 덮인 지지체와 맞물린 전형적인 역세척 슈우를 도시하는, 본 발명의 바람직한 횡행 역세척 시스템의 단부도이다.

도 14는 한쌍의 협동하는 조립체들을 도시하는, 본 발명의 바람직한 자체 정렬식 역세척 조립체의 구성 요소들을 도 1a의 선 14-14를 따라 취한 개략적 단부도 이다.

도 15a는 한쌍의 지지 아암이 분리된 위치[역세척 작업을 행하지 않는 위치]에 로킹(locking)되어 있는 상태를 도시하는, 본 발명의 바람직한 캠 기구의 개략적 평면도이다.

도 15b는 도 15a의 바람직한 캠 기구를 선 15b를 따라 취한 측면도이다.

도 15c는 한쌍의 지지 아암이 맞물린 위치(역세척 작업 위치)에 있는 상태를 도시하는, 도 15a의 바람직한 캠 기구를 선 15c를 따라 취한 측면도이다.

도 16은 횡행 역세척 조립체의 이동 축선을 따라 맞물림 위치 및 분리 위치에 있는 제어 아암을 도시하는 한편, 본 발명의 예시적인 플런저 작동 조립체를 개략적으로 도시하는, 본 발명의 바람직한 캠 기구의 개략적 평면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예 혹은 최선의 대표적인 실시예로서 현재 여겨지고 있는 것에 대해 아래에서 상세히 설명한다. 이러한 바람직한 실시예에 대한 현재 또는 장래의 변형 및 수정을 예상할 수 있다. 기능, 목적, 구조, 용도 또는 효과에 있어서 실질적 변경이 없는 임의의 변형예 또는 수정예도 본 발명의 청구 범위에 포함될 것이다.

본 발명의 전형적인 실시예의 시스템 및 장치가 도 1 및 도 2에 전체적으로 도면 부호 20으로 도시되어 있다. 자체 정렬식 역세척 조립체를 포함하는 본 발명은, 예를 들면 통상의 입상 매체형 중력 여과 시스템을 대체하기 위해 기존의 여과조의 공간에 개장되도록 구성될 수 있다. 당업자들이라면 이해할 수 있는 바와 같 이, 기존의 여과조의 수정은, 기존의 처리조가 분할 벽 등을 만드는 등의 기존의 여과조가 본 발명을 수용할 수 있게 하는 것을 필요로 할 수 있다. 본 발명은 또한 새로이 설치하도록 구성되거나, 종래의 회전 디스크 여과 시스템과 유사한 자립형 탱크 내에 설치될 수 있다. 명료성을 위해, 본 발명은 콘크리트 또는 기타 적절한 재료로 통상 구성된 처리조(21) 및/또는 그 일부와 관련하여 비한정적으로 설명될 것이다. 처리조(21)는 통상 측벽(22)과 바닥, 즉 저부(23)를 포함한다. 공통의 유입유 챔버(24)가 처리조의 유입유 채널(25)과 유체 연통 상태로 마련될 수 있다. 또한, 유입유 위어(weir)(26)도 처리될 상수 또는 하수의 유입 흐름을 제어하도록 마련될 수 있다. 유입유는 유입유 채널(25)을 따라 흘러 구멍(27) 또는 기타 공지의 수단을 거쳐 처리조(21) 안으로 흐른다. 통상의 처리조(21)는 또한 유출유 위어(30) 또는 공지의 기타 흐름 제어 수단을 통해 유출유 채널(29)과 유체 연통하는 유출유 챔버(28)를 구비하고 있거나, 이 유출유 챔버(28)가 마련될 수 있다.

본 발명은 천 필터 매체(43)를 지지하는 한편, 이하에서 설명하는 여과 및 세척 중에 모두 고정 상태로 유지되는 천 필터 매체 지지체(40)를 포함한다. 이 천 필터 매체 지지체(40)는 개방 단부(42)를 구비하며, 바람직한 실시예에서는 폐쇄 단부(41)를 구비할 수도 있다. 천 필터 매체(43)는 바람직하게는 지지체(40)의 개방 단부(42)에서 종결되어 그에 밀봉되는 개방 단부를 갖는 단일체의 소크(sock)로 형성되지만 반드시 그럴 필요는 없다. 바람직한 실시예에서, 지지체(40)의 폐쇄 단부(41)는 예를 들면 장착 브래킷(44) 또는 기타 적절한 수단에 의해 처리 조(21)의 단부벽(22) 또는 바닥(23)에 고정된다. 존재하는 경우, 폐쇄 단부(41)가 필요에 따라 여과 작업을 수행하도록 구성될 수도 있다. 대안적으로, 폐쇄 단부(41)는 여과된 유출유(도시 생략)를 배출하기 위한 다른 하나의 개방 단부를 형성하도록 구성될 수 있다. 지지체(40)의 개방 단부(42)는 이하에서 설명하고 도 1 및 도 2에서 전체적으로 도면 부호 21로 나타낸 파이프, 커플링, 플랜지, 브래킷 등을 이용하여 처리조(21)의 대향하는 벽(22)에 부착된다. 개방 단부(42)는 유출유 출구(32)와 유체 연통 상태에 있으며, 이 출구는 유출유 챔버(28)와 유체 연통 상태에 있다.

지지체(40)는 천 필터 매체(43)를 지지하여, 이하에서 설명하는 바와 같이 내부 중공부, 즉 유출유 플레넘(46)(도 1 및 도 2에서는 도시 생략)을 형성하게 되는 데, 이 유출유 플레넘(46)은 천 필터 매체(43)를 지나 지지체(40)의 유출유 플레넘(46)의 안으로 흘러, 개방 단부(42)를 거쳐 유출유 출구(32)를 통해 유출유 챔버(28)로 배출되게 한다. 이러한 방식으로, 천 필터 매체 지지체(42)는 천 필터 매체(43)를 지지함은 물론 유출유 플레넘(46)을 형성한다. 작동 및 역세척 중에, 지지체(40)는 고정 상태로 유지되어, 본 실시예에서는 이하에서 설명하는 바와 같이 미처리 유입유가 유출유 안으로 침투하는 것을 방지하도록 지지체(40)의 개방 단부(42)에서 단지 2개의 비가동 시일을 필요로 하게 된다.

본 발명의 천 필터 매체 지지체(40)의 바람직한 실시예에 대해서는 도 3 내지 도 8에 보다 상세하게 도시되어 있다. 바람직한 지지체(40)는 특히 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 균일한 단면을 갖는 거의 다이아몬드 형상 또는 임의의 형상 을 갖는다. 지지체(40)는 스테인레스강, 알루미늄, 플라스틱 또는 기타 적절한 재료의 하나 이상의 조각으로 제조될 수 있는 종방향 상부 프레임 부재(50) 및 종방향 저부 프레임 부재(51)로 이루어질 수 있다. 또한, 종방향 측부 프레임 부재(52, 53)가 마련될 수 있다. 일련의 측부 지지 프레임 부재(54)가 지지체(40)의 길이를 따라 간격을 두고 마련될 수 있다. 이 때, 천 지지 스크린(55)이 프레임 부재(50, 51, 52, 53)의 측부에 부착될 수 있다. 지지 스크린(55)은 천 필터 매체(43)를 지지하는 한편, 지지 프레임 부재(50, 51, 52, 53, 54)와 함께 중공형 내부, 즉 유출유 플레넘(46)을 형성하며, 이를 통과하여 유입유가 여과 배출된다.

당업자라면, 지지체(40)가 본 명세서에서 논의, 개시 및/또는 청구 범위에 기재된 바와 같은 본 발명에 부합하는 다양한 구조로 구성 및 조립될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 하나의 변형예로서, 충분한 지지 프레임 부재들이 지지체(40)의 측부에 합체되기 때문에 별도의 상부 또는 저부 프레임 부재(50, 51)는 필요하지 않을 수 있다. 지지체(40)를 제조하는 다른 방법 또는 수단은 당업자들에게는 자명할 것이다.

지지체(40)의 바람직한 폐쇄 단부(41)의 실시예는 도 4, 도 5 및 도 7에서 확인할 수 있다. 지지체(40)의 단면 형상과 일치하는 폐쇄 단부 플레이트(56)가 종방향 프레임 부재(50, 51, 52, 53)에 부착되어, 유체 흐름을 통과시키지 않고 있다. 다른 장착 수단을 용이하게 이용할 수도 있지만 장착 브래킷(44)이 폐쇄 단부 플레이트(56)에 부착되거나, 그 일부로서 형성될 수 있다. 폐쇄 단부 플레이트(56)는 그 외측에 채널(57)을 구비하여, 천 필터 매체(43)를 설치한 후에 그 천 필터 매체(43)를 지지체(40)에 간장 상태로 밀봉 고정하는 데에 기여하도록 그 채널(57) 내에 바아 또는 밴드(도시 생략)가 배치 고정될 수 있게 한다. 마찬가지로, 상부 및 저부 프레임 부재(50, 51) 또한 외향하는 채널(58)[도 4에서는 상부 채널(58)]을 구비할 수 있고, 이 채널(58) 내에 바아 또는 밴드(도시 생략)가 고정되어, 천 필터 매체(43)의 설치 후에 이 천 필터 매체(43)를 천 필터 매체 지지체(40)에 긴장 상태로 고정하는 데에 기여하게 된다.

지지체(40)의 개방 단부(42)의 실시예는 도 3, 도 4, 도 6 및 도 8에 상세하게 도시되어 있다. 지지체(40)의 단면 형상과 일치하는 단부 플레이트(60)가 종방향 프레임 부재(50, 51, 52, 53)에 부착된다. 단부 플레이트(60)는 또한 측부 채널(61)을 구비할 수 있어, 그 채널 내에 대응하는 바아 또는 밴드(도시 생략)가 천 필터 매체(43)의 설치 후에 그 천 필터 매체(43)를 지지체(40)에 긴장 상태로 밀봉 고정하는 데에 기여하도록 배치 고정될 수 있다. 원형 파이프(64) 또는 기타 공지의 형상 또는 수단의 형태로 될 수 있는 개구(63)가 단부 플레이트(60)에 부착되거나 그 일부로서 형성될 수 있다.

파이프(64)의 말단은 홈(65)을 포함할 수 있다. 개방 단부(62)를 유출유 출구(32)에 부착하는 것에 도움이 되도록, 처리조(21)의 유출유 출구(32)와 유체 연통 상태에 있는 유출유 파이프(45)가 마련될 수 있다. 파이프(45)는 통상 개방 단부(42)의 원형 파이프(64)와 동일한 크기를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 원형 파이프(64)는 홈(65)과 맞물려 파이프(64)의 말단을 파이프(45)에 연결함으로써 수밀 밀봉을 제공하는 링 커플링(66)의 사용을 통해 파이프(45)에 부착된다. 다른 방법으로는 당업자들에게 자명한 바와 같은 플랜지, 나사 및/또는 슬리브를 들 수 있다.

본 발명(20)의 바람직한 실시예의 작동 시에, 미처리 유입유는 공통의 유입유 챔버(24) 안으로 흘러, 유입유 위어(26)를 통해 유입유 채널(25) 안으로 도입된다. 이 유입유는 유입유 채널(25) 상의 구멍(27) 또는 기타 적절한 수단을 통해 처리조(21) 내에 분배된다. 일단 처리조(21) 내로 유입되면, 유입유는 고정식 천 필터 매체 지지체(40)에 부착 및/또는 지지된 천 필터 매체(43)를 통과해 흘러 그에 의해 여과된다. 여과된 유입유는 지지체(40)에 의해 형성된 유출유 플레넘(46)을 통과하고 개방 단부(42) 및 원형 파이프(64)를 거쳐 파이프(45) 안으로, 이어서 출구(32)를 통해 최종 배출을 위해 유출 챔버(28)로 보내진다.

본 발명이 표준 폭의 처리조에 개장되는 경우, 일련의 천 필터 매체 지지체(40)가 바람직한 것으로 확인되었다. 예를 들면, 표준 9피트 폭의 처리조의 경우 4개의 지지체(40)가 사용될 수 있으며, 12.5 피트의 처리조의 경우 6개의 지지체(40)가 사용될 수 있고, 16 피트의 처리조의 경우 8개의 지지체(40)가 사용될 수 있다. 그러나, 지지체(40)의 개수 및 간격은 당업자들에게는 자명한 바와 같이 유량, 용량 및 기타 설계 고려 사항에 기초하여 결정된다.

천 필터 매체(43)의 주기적 세척은 도 12 및 도 13에 전체적으로 도면 부호 67로 나타낸 횡행 역세척 시스템에 의해 달성될 수 있다. 횡행 역세척 시스템(67)의 실시예는 통상의 이동 브리지 형태의 조립체와 마찬가지로, 횡행 역세척 시스템(67)을 플레넘(46)의 축선을 따라 천 필터 매체(43)에 걸쳐 이동시킬 수 있는 바 퀴(71), 펌프(70) 및 모터(69)를 지지하는 브리지 구조(68)를 포함할 수 있다. 브리지 구조(68)에는 이에 의해 지지되는 지지 아암(72)이 또한 마련된다. 지지 아암(72)은 천 필터 매체(43)를 세척하는 데에 사용되는 역세척 슈우(73)를 구비하고 있다. 본 명세서에서 상세하게 논의하지는 않지만, 당업자들에게는 자명한 바와 같이, 호스, 와이어 및 기타 필요한 전기적, 기계적 및 구조적 구성 요소가 역세척 슈우(73)를 통한 역세척 작업을 가능하게 하도록 제공될 수 있다.

하나의 실시예에서, 역세척 슈우(73)는 도 13에 도시한 바와 같이 지지체(40)와 적절히 맞물리도록 스프링에 의해 압박된다. 역세척 슈우(73)의 개수, 간격 및 구조는 천 필터 매체 지지체(40)의 단면 형상에 좌우된다(예를 들면, 도 1a 및 도 2a 참고). 역세척이 요구되는 경우, 브리지 구조(68)는 처리조(21)의 상부 및 지지체(40)의 축선을 따라 이동한다. 역세척 시스템(67)은 또한 특정 실시예에 따라 중간 깊이에서 또는 지지체(40)의 아래에서 이동할 수도 있다. 역세척 슈우(73)에 가해지는 흡인력은 조립체(67)가 고정식 천 필터 매체 지지체(40)를 길이 및 처리조의 길이를 따라 이동할 때에 천 필터(43)를 세척한다. 당업자들에게는 자명한 바와 같이, 역세척 작업, 여과 작업 및 기타 작업을 조정하기 위해 제어 시스템이 통상 마련된다.

기타 특정 및 불특정 실시예가 본 발명을 실시하는 데에 사용될 수도 있다. 예를 들면, 지지체(40)의 상이한 단면 형상으로는 도 9 및 도 10 및 도 10a에 도시한 바와 같이 육각형, 원형, 정사각형을 용이하게 이용할 수 있으며, 이들에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 단일체의 소크형 천 필터 매체(43)가 바람직하기는 하 지만, 분리된 섹션 및/또는 조각들이 사용될 수도 있다. 게다가, 도 11에 도시한 바와 같이, 지지체(40)는 처리조의 바닥(23) 상에 배치 및/또는 고정되어, 유출유 플레넘(46)을 형성하는 데에 바닥을 잠재적으로 이용할 수 있는 한편, 다양한 단면 형상을 가질 수 있다. 마찬가지로, 도 10b에 도시한 바와 같이, 지지체(40)는 평탄하며, 처리조(21)의 측부(22) 및 바닥(23)과 함께 유출유 플레넘(46)을 형성할 수 있다.

게다가, 대안적인 횡행 역세척 시스템도 생각할 수 있다. 예를 들면, 역세척 슈우(73)(그리고 역세척 작업을 수행하기 위한 관련 구성 요소)는 처리조(21) 내에 잠겨져, 케이블, 풀리 등에 의해 지지체(40)를 따라 밀어지거나 끌어당겨질 수 있다.

전술한 바와 같은 횡행 역세척 시스템(67)은 역세척 중에 세척수를 유출유 플레넘(46)에서부터 천 필터 매체(43)를 거쳐, 지지 아암(72)이 구비한 역세척 슈우(73)를 통해 후방으로 인출함으로써 천 필터 매체(43)를 세척한다. 지지 아암(72)은 횡행 역세척 시스템(67)의 브리지 구조(68)에 부착된다. 천 필터 매체(43)의 효율적인 주기적 세척을 제공하기 위해, 역세척 슈우(73)와 천 필터 매체(43) 사이에 일관된 접촉 또는 접촉압을 유지하는 것이 바람직할 수 있다. 천 매체 여과 시스템(20), 처리조(21) 및 횡행 역세척 시스템(67)의 구조 및 이들 자체의 재료에서의 편차 및/또는 공차로 인해, 횡행 역세척 시스템(67)은 역세척 슈우(73)와 천 필터 매체(43) 간의 효율적인 접촉을 유지하기 위해 수평 및 수직 치수에서의 편차 또는 오차를 보정(즉, 자체 정렬)할 수 있는 것이 유리하다. 본 발명의 여과 방법에서, 그러한 편차 또는 공차를 보상할 수 있는 역세척 조립체를 이용하는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 바람직한 자체 정렬식 역세척 조립체는 도 1a, 도 2a, 도 14 내지 도 16에 전체적으로 도면 부호 200으로 도시되어 있다. 편의를 위해, 자체 정렬식 역세척 조립체(200)는 도 1 내지 도 8에 도시한 바와 같이 대체로 다이아몬드 형상을 갖는 천 필터 매체 지지체(40)와 관련하여 설명한다. 게다가, 바람직한 실시예에서는 평행하게 간격을 두고 떨어진 일련의 짝수의 천 필터 매체 지지체(40)를 갖는 천 매체 필터 시스템(20)에 대해 설명한다. 예를 들면, 전형적인 천 매체 여과 시스템(20) 설비는 처리조(21) 내에 배치된 8개의 천 매체 지지체(40)를 구비할 수 있다. 그 결과, 그러한 시스템(20)은 통상 4쌍의 협동하는 자체 정렬식 역세척 조립체(200)를 포함할 것이다. 그러나, 자체 정렬식 역세척 조립체(200)는 임의의 홀수의 천 매체 역세척 조립체(40)를 갖는 여과 시스템(200)에도 적용할 수 있다.

수평 및 수직 치수에서의 편차를 보상하는 능력을 갖는 바람직한 횡행 역세척 시스템(67)의 한쌍의 협동하는 자체 정렬식 역세척 조립체(200)의 바람직한 예가 도 14에 개략적으로 도시되어 있다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 자체 정렬식 역세척 조립체(200)는 브리지 구조(68)에 장착되어 그에 이동 가능하게 지지된다(도 2a 참조).

자체 정렬식 역세척 조립체(200)는 힌지된 요동 케이지(201)를 포함한다. 이 힌지된 요동 케이지(201)는 간격을 두고 떨어진 평행한 2개의 밸런스 바아(202, 203)를 포함한다. 이들 밸런스 바아(202, 203)는 이들의 각 단부에서 한쌍의 수직 부재(204)에 의해 서로 연결된다. 각 밸런스 바아(202, 203)의 각 단부는 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 피벗점을 형성하는 핀(205) 또는 기타 공지의 수단에 의해 수직 부재(204)에 피벗 가능하게 연결된다. 바람직하게는, 힌지된 요동 케이지(201)는 도 14의 지면에 의해 형성되는 평면에 대해 수직인 축선을 따라 서로 간격을 두고 떨어진 2쌍의 구성 요소로 제조된다. 예를 들면, 수직 부재(204)는 당업자들에 자명한 바와 같이 도 15b 및 도 15c에 도시한 대향하는 쌍의 박스형 구조 또는 바아와 같은 기타 형상으로 제조될 수 있다. 캠 기구(220)의 구성 요소와 상호 작용하도록 배치된 가이드 스톱(207)(guide stop)이 수직 부재(204)에 현수되어 있다.

각각의 수직 부재(204)는 지지 아암 링크(206)가 수직 부재(204)에 용접되거나, 그와 일체로 이루어지거나 혹은 공지의 기타 수단을 통해 그 수직 부재에 고정됨으로써 지지 아암 링크(206)가 장착되도록 되어 있다. 이 때, 힌지된 요동 케이지(21)는 브리지 구조(68)에 부착되거나 그 일부로 형성되어 피벗점을 형성하는 고정 피벗(208)에 피벗 가능하게 장착된다. 바람직한 실시예에서, 요동 케이지(201)는 행거(209)에 의해 고정 피벗(208)에 현수된다. 행거(hanger)(209)는 바람직하게는 피벗점을 형성하는 핀(210) 또는 기타 공지의 수단에 의해 하부 밸런스 바아(203)에 피벗 가능하게 연결된다. 도 14에 도시한 바와 같이, 하부 밸런스 바아(203)에 대한 행거(209)의 피벗 연결은 피벗 핀(205)과 일렬로 이루어진다. 마찬가지로, 힌지된 요동 케이지(201)와 같은 4절의 바아 링크 기구에 부합하도록, 고정 피벗(208)은 바람직하게는 상부 밸런스 바아(202) 및 그와 관련된 피벗 핀(205)과 일렬로 된다.

당업자에게는 자명한 바와 같이, 고정 피벗(208)은 브리지 구조(68)로부터 연장하여, 피벗 핀(205) 및 상부 밸런스 아암(202)과 일렬로 되는 한편, 고정 피벗(208)을 통과하는 축선을 중심으로 한 힌지된 요동 케이지(201)의 요동을 가능하게 한다. 요동 케이지(201)는 바람직하게는 고정 피벗(208)을 중심으로 회전할 수 있지만, 이하에 설명하는 바와 같이 횡행 역세척 시스템(67)이 역세척 작업 동안에 처리조(21)의 길이를 따라 이동할 때에 요동 케이지(201)는 천 매체 지지체(40)의 종방향 축선을 따라 이동하게 된다.

각 지지 아암 링크(206)에는 대향하는 지지 아암(72)들 및 이들과 관련된 역세척 슈우(73)들의 서로 협동하는 쌍이 현수되어 있다. 지지 아암(72)은 피벗점을 형성하는 핀(211) 또는 기타 공지의 피벗 수단에 의해 지지 아암 링크(206)의 각 단부에 피벗 가능하게 장착된다. 스프링(212)이 각 쌍의 서로 협동하는 지지 아암(72)의 사이에 제공되어 그들에 탭 또는 기타 수단(도시 생략)을 통해 연결되어 있다. 스프링(212)은 역세척 작업이 수행될 때에 지지 아암(72)의 쌍에 장력을 가하여 맞물린 위치(도 14에서 좌측)로 되게 한다. 이 스프링(212)은 역세척 작업이 수행되지 않아 지지 아암(72)들이 분리 위치(도 14에서 우측)에 로킹(locking)될 때에 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 캠 기구(220)를 회전시킴으로써 개방 상태로 밀려진다. 스프링(212)은 지지 아암(72)의 서로 협동하는 쌍의 사이에 충분한 장력을 제공하여, 관련 역세척 슈우(73)를 역세척 작업 동안에 천 필터 매체(43)와 적절한 접촉 상태로 유지하게 될 것이다. 당업자들에게는 자명한 바와 같이, 스프링 강도는 특히 스프링(212)의 수평 배향에는 물론, 브리지 구조(68)의 이동 중에 고정 피벗(211)을 중심으로 한 천 필터 매체(43) 및 스프링(212)의 상대적 모멘트 아암 및 마찰에 영향을 받는 설계 고려 사항이다.

캠 기구(220)의 바람직한 실시예가 도 15a 내지 도 15c에 도시되어 있다. 바람직한 캠 기구(220)의 한쪽에는 링크(221)를 구비하며, 캠 기구(220)의 다른쪽에는 상부 링크(222)와 하부 링크(223)를 포함한다. 당업자들에게는 자명한 바와 같이, 상부 및 하부 링크(222, 223)는 단지 하나의 링크가 사용될 수도 있지만 원하는 경우 집합적 링크 강성을 제공하도록 마련된다. 마찬가지로, 링크(221)는 원하는 경우 1개 보다 많은 부재로 이루어질 수 있다. 링크(221)는 플랜지(225) 및 피벗점을 형성하는 볼트-너트(226) 또는 기타 공지의 수단을 통해 하나의 대향하는 관련 지지 아암(72)에 부착된다. 링크(222, 223)는 또한 볼트-너트(228) 또는 기타 공지의 피벗 형성 수단에 의해 지지 아암(72) 상의 플랜지(227)를 통해 다른 대향하는 지지 아암(72)에 피벗 가능하게 부착된다. 이 때, 링크(221, 222, 223)는 대향하는 제어 아암(72)들 사이의 중간 지점에서 볼트-너트(224) 또는 기타 피벗 형성 수단에 의해 서로에 피벗 가능하게 연결된다.

링크(221) 및 상부 링크(222)에는 똑바로 세워진 기계적 멈춤 기구(229, 230)가 각각 마련된다. 각 멈춤 기구(229, 230)에는 지지 아암(72)이 도 15a, 도 15b 그리고 도 14의 좌측에 도시한 바와 같은 분리 위치, 즉 역세척을 행하고 있지 않는 위치에 있는 경우 가이드 스톱(207)과 맞물리게 되는 크기 및 위치로 된 로킹 탭(231, 232)이 마련된다. 당업자라면, 똑바로 선 기계적 멈춤 기구(229, 230) 및 이들과 관련된 로킹 탭(231, 232)은 본 명세서에서 설명하는 바람직한 작동 순서를 비롯한 본 발명에 부합하는 다양한 구조를 가질 수 있다는 것을 이해할 것이다.

캠 기구(220), 이와 관련된 제어 아암(72) 및 역세척 슈우(73)(도 16에서 도시 생략)의 쌍들의 바람직한 작동이 도 16에 개략적으로 도시되어 있다. 캠 기구(220)는 피스톤(241)과 이 피스톤(241)을 압박하기 위한 스프링(242) 또는 기타 수단을 포함할 수 있는 플런저 조립체(240)에 의해 선택적으로 작동된다. 하나의 플런저 조립체(240)는 처리조(21)(도 1a 및 도 2a 참조)의 일단부에 위치하며, 다른 플런저(240)는 처리조(21)의 타단부에 위치한다. 플런저 조립체(240)는 이동 브리지 조립체가 처리조(21)의 어느 한쪽 단부에 있을 때에 각 플런저 조립체(240)에 관련된 피스톤(241)이 캠 기구(220)[바람직하게는 중앙 핀(224)]와 맞물리게 되도록 위치 설정된다. 이러한 방식으로, 캠 기구(220)는 처리조(21)의 일단부에서 지지 아암(72)들이 천 필터 매체 지지체(40)로부터 분리되어 간격을 두고 떨어지게 되는 개방 위치로 밀릴 수 있지만, 그 캠 기구(220)는 브리지 구조(68)가 처리조(21)의 타단부에 도달하였을 때에는 지지 아암(72)이 맞물림 위치로 되게 해방될 수 있다.

도 1a, 도 2a 및 도 16에 도시한 바와 같이, 플런저 조립체(240)는 바람직하게는 각 천 필터 매체 지지체(40)의 종방향 중심 축선을 따라 처리조(21)의 어느 한쪽 단부에 위치 설정된다. 도 16에는 1조의 관련 지지 아암(72)들의 쌍과 캠 기구(220)가 도시되어 있다. 도 16의 좌측에 도시한 바와 같이, 제어 아암(72)은 맞 물린 위치에 있어, 역세척 작업이 수행될 수 있다. 로킹 탭(231, 232)은 가이드 스톱(207)과 접촉하지 않으며, 스프링(212)은 지지 아암(72)들을 함께 압박하여, 브리지 조립체(67)가 도 16에서의 좌측을 향해 이동할 때에 역세척 슈우(73)가 천 필터 매체(43)와 접촉하게 한다.

횡행 역세척 조립체(67)의 브리지 지지 구조(68)가 도 16에 도시한 바와 같이 처리조(21)의 좌측 단부에 도달함에 따라, 플런저 조립체(240)의 피스톤(241)은 바람직하게는 중앙 피벗(224)에서 캠 기구(220)와 맞물린다. 이러한 상황이 발생하는 경우, 링크(221, 222, 223)는 똑바로 선 기계적 멈춤 기구(229)의 로킹 탭(231, 232)이 가이드 스톱(207)과 접촉하고 제어 아암(72)이 도 15a, 도 15b, 그리고 도 16의 우측에 도시한 바와 같이 분리 위치로 될 때까지 피스톤(224)으로부터 멀리 회전하게 된다. 도 15a에 도시한 개방 위치에 있는 경우, 피벗점(226, 228)은 피벗점(224)과 수평 정렬 상태로부터 약간 벗어나 당업자라면 이해할 수 있는 바와 같이 안정적 개방 위치를 보장한다.

반대로, 지지 구조(68)가 천 필터 매체 지지체(40)의 종방향 축선을 따라 다른 방향(도 16에서 우측을 향해)으로 이동할 때에, 지지 아암(72)이 분리 위치에 로킹되어 있기 때문에 어떠한 세척 작업도 행해지지 않는다. 지지 구조(68)가 처리조(21)의 단부에 도달한 경우, 플런저 조립체(240)의 피스톤(241)은 중앙 피벗(224)에서 캠 기구(220)의 반대측과 접촉한다. 피스톤(224)은 링크 기구(221, 222, 223)를 플런저 조립체(240)로부터 멀어지도록 회전하게 하여, 스프링(212)에 의해 지지 아암(72)들이 역세척 작업을 허용하는 맞물린 위치로 함께 끌어당겨 진 다.

당업자들에게는 자명한 바와 같이, 2쌍의 지지 아암(72)이 각 힌지된 요동 케이지(201)에 관련되고, 하나의 캠 기구(220)가 각 쌍의 서로 협동하는 지지 아암(72)들과 관련된다. 자체 정렬식 역세척 조립체(220)의 바람직한 실시예에서, 각 쌍의 지지 아암(72)에 대한 캠 기구(220)들은 반대 방향으로 위치 설정되어, 도 14에 도시한 바와 같이 1조의 제어 아암(72)이 맞물려 역세척 작업을 수행할 때에, 다른 관련 쌍의 지지 아암(72)은 분리 위치, 즉 역세척을 행하지 않는 위치에 있게 된다. 조립체가 처리조(21)의 단부에 도달한 경우, 플런저 조립체(240)에 의한 캠 기구(220)의 작동은 다른 천 필터 매체 지지체(40)가 역세척되도록 상기한 과정과 반대로 된다.

당업자라면 역시 이해할 수 있는 바와 같이, 분리 상태, 즉 역세척 작업을 행하지 않을 경우에 역세척 슈우(73)에 의한 천 필터 매체 지지체(40)의 충분한 클리어런스가, 횡행 역세척 시스템(67)이 천 필터 매체 지지체(40)의 종방향 축선을 따라 한쪽 방향으로 이동하는 한편 다른 쌍의 역세척 슈우(73)가 역세척 작업을 행함에 따라 요구된다. 이는 본 명세서에서 설명하는 바와 같이 특히 힌지된 요동 케이지(201)가 이루는 4절의 바아 링크 구조를 통해 달성된다. 힌지된 요동 케이지(201)는 이 힌지된 요동 케이지(201)의 회전이 로킹되지 않도록 하는 것을 보장하기 위해 충분한 시스템 클리어런스를 갖도록 설계된, 피벗 핀(210)을 중심으로 한 센터링 피벗점을 포함한다. 이러한 핀(210)을 중심으로 센터링 피벗은 가이드 스톱(207)이 브리지 구조(68)에 대해 실질적으로 고정된 수평 배향 상태를 유지하 게 한다. 따라서, 바람직한 실시예에서는 2개의 천 필터 매체 지지체(40) 중 단지 하나가 한쪽 방향으로 세척되며, 다른 지지체는 다른 쪽 방향으로 세척된다. 그리고, 힌지된 요동 케이지(201)는 역세척 중인 한쌍의 지지 아암(72)이 역세척 중에 있지 않는 관련 쌍의 지지 아암(72)에 의해 카운터 밸런싱(counter-balancing)되게 하는 한편, 다양한 여과 시스템 구성 요소의 구조 및 설치로 인한 임의의 편차를 상쇄시킬 수 있다.

게다가, 바람직한 실시예에서, 플런저 조립체(240)는 스프링에 의해 가압되어, 브리지 구조(68)의 이동 길이 및 캠 기구(220)의 배치의 편차를 보상할 수 있다. 또한, 부드러운 멈춤 및 작동이 제공된다. 플런저 조립체(240)는 또한 처리조(21)의 상이한 단부에서 상이한 길이를 가져, 각 관련 쌍의 지지 아암(72)이 천 필터 매체 지지체(40)의 종방향 축선을 따른 선택적 오프셋 배치될 수 있게 하여, 한쌍의 지지 아암(72)이 바람직한 실시예의 다른 관련 쌍의 지지 아암(72)의 작동을 방해하지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 천 매체 여과 시스템(20)의 전형적인 바람직한 실시예는 처리조(21) 내에 평행 구조로 배열되어 장착된 적어도 한쌍, 흔히는 다수 쌍의 천 필터 매체 지지체(40)를 포함한다. 본 발명의 바람직한 자체 정렬식 역세척 조립체(220)는 천 필터 매체 지지체(40)의 각각의 인접하는 쌍과 관련하여 쌍을 이루도록 배열된다.

본 명세서에서 설명하는 바와 같이, 인접하는 천 필터 매체 지지체(40)의 쌍 중 하나를 처리조(21)의 길이를 따른 지지 구조(68)의 한쪽 이동 방향으로 역세척 하고, 천 필터 매체 지지체(40)의 쌍 중 다른 하나를 처리조(21)의 길이를 따른 지지 구조(68)의 다른쪽 이동 방향으로 역세척하는 것이 바람직하지만 반드시 그럴 필요는 없다.

이러한 비한정적인 작동 방식에 있어서, 지지 아암(72) 및 역세척 슈우(73)를 포함하는 자체 정렬식 역세척 조립체(200)의 서로 협동하는 쌍은 서로 카운터 밸런싱한다. 하나의 자체 정렬식 역세척 조립체(200)가 세척 작업을 수행할 때에, 관련 쌍 중 세척 작업을 행하지 않는 자체 정렬식 역세척 조립체(200)는 힌지된 요동 케이지(201)를 통해 다른 협동하는 조립체를 부동시키거나 카운터 밸런싱하여, 역세척을 행하고 있는 자체 정렬식 역세척 조립체(200)가 전술한 바와 같이 여러 공차 및/또는 편차를 수용할 수 있게 한다. 브리지 지지체(68) 이동이 반대로 되는 경우에 반대의 상황이 발생한다.

물론, 당업자라면 자체 정렬식 역세척 조립체(201)[뿐만 아니라, 힌지된 요동 케이지(201) 및 캠 기구(220)]은 본 명세서에서 개시되고 논의되거나 및/또는 청구 범위에 기재된 바와 같은 다양한 구조 및 재료로 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 마찬가지로, 자체 정렬식 역세척 조립체(200)는 계획적으로 임의의 원하거나 적절한 순서로 역세척 작업을 행하도록 구성할 수도 있다.

전술한 상세한 설명은 본 발명의 범위를 정하는 이하의 청구의 범위에 사용된 용어의 의미를 제한하고자 하는 것은 아니다. 오히려, 구조, 기능 또는 효과에서 실질적 변경을 초래하지 않는 장래의 수정예가 존재할 것이며, 청구된 발명에서 모든 미미한 변경은 청구 범위에 포함되는 것으로 여겨진다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 예시하고 설명하였더라도, 청구된 발명으로부터 벗어나지 않고 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이다. 게다가. 본 명세서에서 "청구된 발명" 또는 "본 발명"라는 용어가 간혹 단수 형태로 사용되더라도, 개시되고 청구되는 복수 개의 발명이 존재할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

본 발명의 여러 특징들을 이하의 청구 범위에 기재한다.

Claims (15)

1. 유입유 및 유출유 채널을 갖는 처리조에서 상수 또는 하수를 처리하는 천 매체(cloth media) 여과 시스템으로서,

   처리조 내에 배치되어 유출유 플레넘(plenum)을 형성하는 고정식 천 필터 매체 지지체와,

   천 필터 매체 지지체에 부착 지지되는 천 필터 매체와,

   천 필터 매체를 주기적으로 세척하도록 자체 정렬식 역세척 조립체를 갖는 횡행 역세척 시스템(traversing backwash system)

   을 포함하되,

   상기 자체 정렬식 역세척 조립체는 힌지된 요동 케이지(hinged rocker cage)를 포함하는 것인 천 매체 여과 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 역세척 작업을 가능 또는 불가능하게 할 수 있는 캠 기구가 마련되는 것인 천 매체 여과 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 캠 기구를 선택적으로 작동시키는 플런저 조립체를 포함하는 것인 천 매체 여과 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 플런저 조립체는 스프링 가압식인 것인 천 매체 여과 시스템.
6. 처리조 내에 위치하여 천 필터 매체를 지지하는 적어도 한 쌍의 고정식 천 매체 지지체를 주기적으로 세척하는 자체 정렬식 역세척 조립체로서,

   상기 천 매체 지지체는 소정 길이 및 단면 형상을 갖는 한편, 출구와 유체 연통하는 적어도 하나의 개방 단부를 구비하며, 상기 자체 정렬식 역세척 조립체는,

   횡행 역세척 조립체의 브리지 구조에 피벗 가능하게 장착된 힌지된 요동 케이지와,

   상기 힌지된 요동 케이지에 피벗 가능하게 장착된 2쌍의 대향하는 지지 아암과,

   각 쌍의 대향하는 지지 아암과 협동하는 캠 기구와,

   각 캠 기구와 협동하여, 대향하는 지지 아암의 쌍이 역세척 위치에서 서로 맞물리게 하며 역세척을 행하지 않는 위치에서 분리될 수 있게 하는 플런저 기구

   를 포함하는 자체 정렬식 역세척 조립체.
7. 제6항에 있어서, 관련 쌍의 지지 아암들을 캠 기구를 통해 서로 맞물리게 하거나 분리시키는 플런저 기구를 포함하는 것인 자체 정렬식 역세척 조립체.
8. 제6항에 있어서, 상기 플런저 기구는 스프링에 의해 압박되는 피스톤을 포함하는 것인 자체 정렬식 역세척 조립체.
9. 제6항에 있어서, 한 쌍의 대향하는 지지 아암은 상기 브리지 구조의 한쪽 이동 방향으로 역세척을 행하는 한편, 이 이동 방향에서 다른 쌍의 대향하는 지지 아암은 역세척을 행하지 않는 것인 자체 정렬식 역세척 조립체.
10. 천 필터 매체를 지지하는 천 매체 여과 장치로서,

    처리조 내에 배치하여 사용중에 고정 상태로 유지되는 한편, 여과된 유입유의 배출을 위한 유출유 플레넘을 형성하는 적어도 한쌍의 긴 천 매체 지지체와,

    상기 천 매체 지지체 상에 지지된 천 필터 매체를 주기적으로 세척하도록 자체 정렬식 역세척 조립체를 갖는 횡행 역세척 조립체

    를 구비하되,

    상기 자체 정렬식 역세척 조립체는 힌지된 요동 케이지 및 회전하는 캠 기구를 포함하는 것인 천 매체 여과 장치.
11. 삭제
12. 제10항에 있어서, 플런저 조립체를 포함하는 것인 천 매체 여과 장치.
13. 처리조에서 상수 또는 하수를 처리하는 천 필터 매체 여과 시스템으로서,

    천 필터 매체를 지지하는 한편, 여과된 유입유를 배출을 위한 유출 수단을 형성하는 고정식 천 필터 매체 지지 수단과,

    상기 천 필터 매체를 주기적으로 세척하기 위한 횡행 역세척 수단

    을 포함하며, 상기 횡행 역세척 수단은, 천 필터 매체 여과 시스템의 구조 및 설치에 있어서의 편차를 보상하기 위한 자체 정렬식 역세척 수단을 포함하되,

    상기 자체 정렬식 역세척 수단은 힌지된 요동 케이지와 캠 기구를 포함하는 것인 천 필터 매체 여과 시스템.
14. 제13항에 있어서, 상기 횡행 역세척 수단을 조정하기 위한 제어 수단이 마련되는 것인 천 필터 매체 여과 시스템.
15. 삭제

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