TW212762B - Water clarifier with first filtrate isolation, improved backwashing and improved bubble generation - Google Patents

Description

經濟部中夹襟率屬貝工消费合作杜印製 212762 五、發明説明（1 ) 本發明係有關-種水之淨化裝 =及：上升顯微氣泡流之浮動以“ i _ 匕裝 Ξ=:ίΓ:Γ931，175 號美 _ ^ίέ:加、，、、 <改艮，其係利用浮動及經由浮動 θ 々床或其触物之職㈣獲淨水作用。 7 #倾理（移㈣料树之 用以處理來自製造程序，尤其是紙及紙漿工業;:i係 :於，水供應之處理，及用於㈣理業=粒 子mt漂浮而淨化.f知之沈職術及裝置雖極有 效，惟即使於料效率亦僅限制於比較低的沈殿率，約 ，为鐘每平方英呎〇.5加侖。為能處理大量的生水，必 眉使用大型沈澱設備，而衍生成本及空間利用等問題。 浮動技術係將幾個體積百分率之空氣溶入加壓水中 ，然後再釋放空氣使成顯微泡沫狀，此等泡沫附著於粒 子並載使向上浮升至表面，成為浮動於渣。粒子通常係 於引入氣泡之前，利用傳統劑物，例如明礬及聚合物， 使之凝聚凝結。浮動技術理論上可達獲之淨化率為每分 鐘每平方英吸浮動面積7. 5加命。迄今，實際上之淨化 率均小於此理論値，惟卻遠較沈澱技術者佳。 申請人持有多項關於水淨化裝置及方法之美國專利 ，包括美國專利第 4,022,696、4,377,485、4,626,345、 4，184,967及4,931，175號。於，696號淨化器中，其商標名 稱為「SPCj及「Supracell」’浮動係於圓形槽發生。 生水係經由中心管，液壓接頭，及具有多出口之進入管 -3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4現格（21〇 X 297公货） 82.6. 40.000 (請先閲讀背面之注意事項*填寫本莨) .裝· 訂. 212762

五、發明説明（2) A6 B6

饋入槽中，彼等出口係沒入槽中，而進入管係可繞槽轉 動。進入流係相對進入管之旋轉方向定向，其關於旋轉 速率之速度則為使生水於進入槽内時為淨零速度者。生 水進入流總成及移浮動於逢用之杓係安裝於一繞槽旋 轉之溜板上。杓之型式最好係如申請人之第4 184,967號 美國專利所述者。旋轉速率係設定成使浮動粒子能於— 轉之時間内到達槽之水面。使用比較淺的槽，即8 英吋，則在溜板之每一旋轉下，可達獲相當好的淨化度 美國專利第4,377,485號揭示一種淨水器，其商標名 稱為「SAF」及「Sandfi〇at」，其係利用，6卯發明之 基本方法，亦以淨零速度原理運作，惟添加一第二過滹 級，具有一組遮覆在浮動槽底部上之楔形砂床。由浮g 過程所淨化之水係流經下層砂床而進入淨水收集室中。 士裝在溜板上之吸入裝置係能夠與自收集室引入之逆洗 水流結合，俾週期性地逆流每一段過濾器。於淨化過程 當中，當形成有凝聚物時’將加壓充氣水經由—具有 出口之歧管引入絮凝室之開放下端。泡沫載使絮^顆 物向上流動，俾形成一浮動淤渣層。其淨化 = ’696「Supracell」淨化器者相比。 ’、 美國專利第4, Θ26, 345號揭示一種淨水器，A古加 稱為「SASF」及「Sandfl〇a卜 Sedifl〇at」::^名 利用淨零速度原理，惟卻使用一作二級淨化用之未 於此裝置中，生水係進人中㈣柱形室（充作液壓^凝 212762 經濟部中央镲準局Λ工消费含作社印製 A6 B6 五、發明説明（3) 器）’然後流經分隔壁而流入環繞式圓形浮動槽中。充 氣水係經由固定歧管加入。旋轉元件包含一移除浮動淤 )查用之杓形移除器尽一清潔過濾器床體用之吸取漏斗。 构之型式係與上述「Supracell」及「Sandfloat」淨 水器者相同。此，345 SASF裝置提供一種二級淨化處理， 而其構造較SAF淨化器者更為緊密，成本亦較低。 雖然SASF淨水器業已證明為有效，構造緊密且成本 較低者，惟其並未能符合某些法令要求：第一過濾水（ 於砂床或一部分砂床逆洗之後所產生之淨化水）必須和 所產生之淨化水分開，而不會使最近之逆洗作業中產生 ;亏濁情事β另一問題為：SAF及SASF皆使用一遮蔽砂床段 部之吸取罩，以排除累積污染物及淤渣。SAF計係使用 導至淨水出口之逆洗水；SASF則完全依賴藉護罩施加在 砂床上之吸取泵之作用。結杲，SASF設計並未能使砂床 強力攪動’以達獲完全清潔。又，SAF及SASF二者之逆洗 構造會將某些過濾媒質連同污染物及淤渣一起移除。於 SAF置中’旋風分離器可用以回收砂子。就从证淨水器言 ’過濾、媒質損失問題至少有一部分會限制其清潔完整性 及總括效率。 於SASF淨水器中，砂床部分將把淨化水饋至下層收 集井’此井再將之排至淨化水出口。此收集井的存在係 表示第一過濾水乃與淨化水混合，及表示控制液壓絮凝 器之可用空間受到限制（530公升或140加侖，此為五英 呎直徑SASF淨水器之絮凝槽之典型容量）。此體積導致 本紙張又度適用中國國家揉準（CNS> Τ 4规格（210 X 297公货） (婧先«尊面之注意事項再填寫本κ> 丨裝· •ΤΓ. 82.6. 40,000 212762 五、發明説明（4) 經濟部中央撐準易R工消费含作社印製 較短的保持時間（流量率U(M/晒時為3.8分鐘），此將 P艮制絮凝％整性及淨化效率1 SAF裝置巾，開槽管係 =以回收逆洗於造，,惟其係位於護罩下定位於水中，並 k至吸取$。逆洗水係經由砂床段下方之諸室供應, 向開槽管亦使用於SPC淨水器中，惟彼等管並未&用於 任何逆洗作業。彼等管係在浮動槽中旋轉 水；SPC並未具備第二級砂過濾器，因而矣H果斤 彼等習知淨水器之效率皆受到產生最佳 凝絮用 顯微泡沐之效率的限Φ卜理想上言，泡須 =微使上昇速度達3Qem/_。又，泡沐數= 不具合併㈣。—料時’料賴域可能地 產生更多泡社直娜宜之計為較乡的 =中；溶解空氣過度飽和時，則減壓時所 ϋί泡〜太大，而'泡沫之上昇速度亦會妨礙最佳浮 另外，己知的是，僅將水解壓，並不能使溶解 有效釋放。某些錢將保留溶練態。為能釋放全 大邵分的溶解空氣’必須對加壓水施行強力 =' 於申請人之美國專利第4,咖，175號中，加壓二= 2氣係經由-具有中心桿之垂直管之端部相距 * 提供-環形出π。當加壓水撞擊圓板且向側旁 加壓水即受到剪作用，而能更有效率地釋出泡沫。 ，此出口之環形間隙相當大（其典型値為3 ^历; 然I? (請先閲f面之注意事項再場寫本頁) 裝. 訂· 212762 Α6 Β6 五、發明説明（5) 經濟部中夹«率局典工消费合作杜印" ，此間隙有所變化，以使流量平均分配至多個出口，而 非使所產生之泡沫大小最佳化。再者，出口開口大得使 其不會為水中所載#之顆粒型污染物所阻塞。至少己説 明種使用小圓盤及極小孔之裝置，惟就實際淨水器言 ，假如流量率夠大時，該等孔將立即塞住。迄今，並無 一種習知加壓水用減壓閥能有效率地將泰半的溶解空氣 釋放成可供浮動過減用之最佳大小料，而不會引起 嚴重的堵塞問題者。 因此，本發明之主要目的在提供一種二級淨水器及 操作方法，其中第一過濾水係與淨水器所收集之其它淨 化水隔離者。 另:主要目的在提供一種加壓水減壓閥及加壓水與 溶解空氣又排放方法，其係可可靠地產生最佳尺寸的顯 微氣泡且具備高度效率者。 本發明之又一主要目的在提供一種減壓閥，其可實 質減少所使用之充氣加壓水之數量及減少使水充氣所消 耗之功率者。 本發明之再一主要目的在提供一種緊密的二級淨水 器及操作方法，其係具有較高的容量，能以較高的水頭 Ί貝失運作，且係較習知淨水器更具效率者。 ，本發明之另一優點在提供一種具有改良的浮動率及 改良的逆洗與媒質保持能力的二級淨化裝置及方法。 另一目的在提供所有上述優點與具增進容量的液壓 絮凝器及相關的較長保持時間。 7 —

82.6. 40,000 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝· 訂· 束. 212762 五、發明説明（ 嫌濟部中央標準爲貝工消费合作杜印製 。再-目的為以衫之製造成本雜供时上述優點 ^發供-種二級浮動/過滤淨水器，其具有一 由大致圓柱形d外垂直壁界定 、 =::rr，惟此底壁係定二= 、万某距離處’俾與内壁共同界定出中心液壓絮凝样 顯微泡沫係於靠近液壓絮凝器之頂部引入‘ 。如是處理之生水溢流過内壁之上緣流入外 固净動槽中。 本發明之主要特點為：浮動槽之大部分係由徑向壁 分隔成複數個相互獨立的垂直延伸囊室。於較佳型式中 ，每一囊^佔據槽之—徑向扇形部，並自槽之底部延伸 至其上緣前之某一點，俾留下一環形區；於此環形區， 已處理水饋至所有囊室中，而漂浮淤渣則收集在水之表 面上。每一囊室之底部設有一如砂層之過濾媒質層，最 好為一由微細砂層與粒狀無煙煤或活性焦炭上舖層所形 成<雙媒質過濾器。每一囊室亦具有一開槽導管及相連 分支開槽導管；彼等分支開槽導管係穿經鄰近每一囊 底壁之砂層。開槽係可收容已淨化水，惟將排除過濾 質。 一固定式傾斜擋板陣列，最好為設成通道陣列形式 ’係安裝在浮動槽中。最好每一囊室均設有置於過濾媒 負上方之擋板。於過濾媒質逆洗當中，水及壓縮空氣係 自分支開槽導管流出，而通道容許水流向上流動以將淤 室媒 (請先聞f面之注意事項再填寫本頁) 丨裝- 訂. 本紙張尺度適用中a國家樣準（cns) 甲4现格（210 X 297公* ) 82 •^4〇1〇〇^· 212762 五、發明説明（7) »濟部中央樣半曷Λ工消费合作杜印製 渣及粒狀物帶回至絮凝器，惟由於雙媒質過濾構造及高 囊室壁使其實質能防止媒質損失情事。由於通道為傾斜 的，且由於囊室中冬上昇絮凝物必須通過通道而到達表 面，故通道乃延伸遍及整個上升路徑長度，因而能增進 淨化過程之持續時間及效率，而無須相應加大浮動槽的 尺寸。 各囊室中之分支開槽導管係連至一對環繞淨水器下 端之大致平行封閉式環形導管。一對氣壓致動閥係連接 於每一分支導管與環（形導管）之間。以協調方式與其 它所有的閥一起運作之閥係控制流體流入及從淨水器流 出’以使環中之水流相互隔離。下環係僅收集淨化水， 並將之進給至一共用淨化水出口。另一上環則僅從已完 成逆洗之囊室收集第一過濾水。其將第一過濾水經由導 管進給至第一過濾水儲存槽直至混濁度下降為止。此儲 存槽亦可充作逆洗水源。導管及相關泵浦將處於壓力下 之第一儲存過濾水導至第二上環。藉由使閥適度開啓及 關閉以封閉不準備逆洗之囊室，則上環可將逆洗水導至 選足的囊至。外界泵浦係將淨化水導至一座落高度位置 較浮動槽低之密封槽，以產生較大的水頭損失，此有助 以較大的推送量率來驅動淨化過程。 空氣壓縮機及進給空氣溶解管之水泵浦係可產生具 溶解空氣之加壓水之流動。導管將此加壓水導至定位於 液壓絮凝器上端之進水分配環。將至少一個，最好為複 數個減壓閥連至此環，俾以強剪力釋放水流。此將把所 -9 - (請先W讀背面之注意事项再填寫本頁) 裝- 訂. 本紙張尺度適用中國國家樣準（CNS)甲4 ^^格（210 X 297公釐） 82·6. 40,〇〇〇 212762

、發明說明（8) 有的溶解空氣釋放成顯微泡沫流。由於閥係配置於絮凝 益的頊部，故泡沫於溢流於浮動槽之前很少有機會合併 經濟部中央櫺竿扃员工清费合作社印製 減壓閥係由相互固定在一起之上、下殼體所形成， 二殼體之間有一環形間距，此間距最好係由一或多數個 載持在一組沿轴向延伸於殼體之間而使殼體相互固定之 螺检上之墊圈予以設定。填隙片可調整此間距。於較佳 型式中，下殼體安裝有一由高強度对蚀合金所製成之環 。環之一邊緣係位於此間隙上，而環係定心在殼體上。 上妓體安裝有一可於第一位置與第二位置之間自由轴向 滑動之活塞；於第一位置時，其將設定出最小槽溝開口 ’而第二位置之特徵為甚大之槽溝開口。加壓水係饋入 下殼體中’再流經環'經由環形間隙及由環與處於第一 限帘]位置之活塞所界定之狹_環形槽溝而從閥流出。此 槽溝開口其沿軸向測定之尺寸最好係在0 2 _ 〇.5mm之範 圍内，且係均勻一致者。 流體壓力驅使活塞短暫地處於结二限制位置，以使 槽溝張開至寬間距’而使流經閥之水流能沖出夾陷其中 之粒子。於某一型式中，活塞係具有軸向通道’可將加 壓水導至活塞的背側。由於環具有較活塞之外直徑小的 内直徑’故暴露於水壓下之面積差將產生能將活塞推壓 至第一限制位置的力。可轉動控制構件，其最好係由聯 結於旋轉溜板之機械聯結器週期性地驅動，係可週期性 地使閥之排放孔口開啓並釋放此壓力，以促使活塞移至 -10- 本紙張尺度逋用中苗a家揉準（CN-S)甲4規格（21〇 X 297 82.6. 40,000 fH先IVJ讀背面之it*事項再¾、寫衣κ) • n n - n n . .裝· 訂- 212762

M濟部中夬揉竿屬R工滴费合作社印製 第二限制位置。溜板之連續旋轉動作係可驅使控制構件 轉動，以便關閉排放孔口，俾促使閥回返至其操作位置 。於另一型式中，活塞係為實心的，而三通閥係可使活 塞後方之區域通向高壓壓縮空氣源，或通向低壓區（即 大氣）。壓力差會促使活塞移動至對應限制位置。 彼等及其它特點及目的等，可由下列參照附圖所作 之詳細説明而臻於明瞭。 圖1係本發明之二級淨水器之透視圖； 圖2係圖1所示之本發明之加壓水減壓閥之一之垂 直斷面圖； 圖3係一與圖2對應之圖式，以顯示本發明之減壓 閥之替代氣壓式實施例；以及 圖4係多通道擠製物之透視圖，此擠製物以某一角 度切除，俾形成每一浮動氣囊之上端之傾斜撞板 通道之線性陣列之一。 圖1顯示本發明之二級淨水器10，其係美國專利第 4, 626, 345號所述SASF型淨水器之改良。此淨水器具備一 環繞内槽I4之外槽12，内槽14係作為液壓絮凝器。外槽 係浮動槽，於此，上昇氣泡使絮凝粒子浮動，俾令生水 淨化。多葉片式杓16係在槽12上轉動，以除去形成於槽 中之浮動淤渣層。淤渣係由杓饋至收集錐18，其再將之 饋至淤渣於出導管20。馬達22驅使杓轉動。馬達24驅使 輪2e轉動，輪26則推動溜板28繞槽轉動，該輪26係跨乘 —11 — 本紙張Μ朗中S國家樣準（CNS)甲4规格（210 X 297公分) (講先閲讀背面之注意事项再峨寫本 —裝- 訂· 212762 A6 B6

五、發明説明（W 在槽12上緣之凸緣30上。溜板28支撐杓16及逆洗護罩 32。逆洗護罩致動器34係配合溜板繞槽之旋轉動作而使 護罩32上昇下降。當欲逆洗某一囊室（cell)時，護罩將 下降以遮蔽該囊室，並將逆洗水及污染物導至絮凝槽 14。旋轉式接觸器36將電力供至馬達及致動器。 浮動槽12係由外壁38、内壁4〇、及使壁38與4〇跨連 之‘環开> 底壁42所界定而成。内壁4〇連續地接至並終止 於底壁42，而外壁向下延伸使其下部38a連至淨水器之 圓形大致平坦底壁44。底壁42、44、内壁40及外壁下部 38a界足成内槽14。與早先之以邡型淨水器之液壓絮凝器 比較，此槽具有加大的體積。於SASF淨水器中，'底壁 42下方之區域係作為清除井，以收淨化水。本發明之主 要優點為：不需具備此種清除井空間，因而可增大絮凝 器的容量。下述僅供舉例而非作為，就五英叹直徑 淨水器言，本發明之内槽14之保持容量為机哪公升（ 512加侖）’而SASF淨水器僅為53〇公升（14〇加命）。於 同一生水^率140 1/min (32 _下，本發明之保持時 間為13_8分鐘’而⑽裝置為3.8分鐘。在進給率為m 1/m (6G綱）之情形下，本發明所提供 鐘，此數値仍為卿淨水器之保持時間的兩倍^ 經濟部中央標準局R工消费合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再璜寫本頁) 此加大贿體積錢騎使用Μ嘴生水分配環 46 ’此環係自王人口 48接收絲。如^ 由導管50加入生水中。進入管線中 =凝劑係，，- 禾甲<閥48a係用以控制 —12 — 本紙張尺度適用中國國家標進（CNS〉甲4規格（210 X 297公洚） 212762

進入流量率。一組生水喷射噴嘴46a係各連至分配環， 穿經外壁部38a，並終止成角形狹窄尖端部46b。噴嘴最 好係呈相等角度分亨；對於五英呎直徑外槽12言，其數 目為8個。尖端部46b為水平的，並向同一方向彎曲，俾 於槽14中產生渦旋流52。旋渦可增進絮凝劑與生水的 j合，俾便利於生水喷灑在上緣14a上進入浮動槽12之 =形成絮凝物。如圖所示，生水分配環46最好係於淨水 器底壁44之正上方環繞該外壁38。 本發明之主要特點為有一组徑向定向垂直分隔壁 53固定於浮動槽中，俾將槽最上部以外之部分分隔成 相Π數目的囊室54，如圖.所tr，為七個囊室。分隔壁為 堅固的，且自底壁42垂直延伸至靠近内槽上緣24a之部 位處。此種配置使充氣絮凝水得均勻分布於槽12之上部 ，惟可於與其它囊室之澄清過程無關之情形下，於每一 囊室中藉浮動法而澄清。 每一囊室54之高度高得足以於其底部設置一過濾媒 質床56，其在該床上方延伸相當距離使其得以容納床在 逆洗時之膨脹性（一般為20 - 30%)。譬如，以過濾床 深度約61cm之五英呎直徑淨水器為例，囊室之高度為 約132cm ( 52英吋）。此種高度亦可容納一組分別安裝在 各囊室上端之擋板58。 * 於所示之較佳樣式中，擋板58係由和垂直線成傾斜 ? 之多通道58a所形成。每一通道阻止過濾媒質直接向上 | 移動，惟容許逆洗水流經其中，俾將淤渣及累積粒子自 Ϊ12762

五 、發明説明（β β濟部中夹標準房w工消费合作社印製 過遽媒質帶至絮凝槽14進行再處理。通道亦可因迫使上 昇凝聚物歷經一較直接垂直上升長的路徑而延緩浮動過 程’如上述之第4,9,31，175號美國專利所述。（自水平線 測定之）傾斜角度愈小，路徑長度愈長。此種效應係受 到空間限制性及因傾斜角度（自水平線測量）太小或通 道太小而使淤渣堆積於通道中妨礙浮動過程之趨勢性的 限制。尺寸及傾斜角度係根據應用及相關操作參數而變 動。 通道5 8b取好係形成於如圖4所示之由塑料擠製成 早7C之線性陣列58b中，每一線性陣列係沿橫越徑向之 方向延伸於囊室54中。陣列得依端對端的方式固定成相 似陣列，俾延伸通過囊室。同樣地，陣列之徑向相鄰侧 壁得相互黏結固定。徑向相鄰線性陣列58b係向相反方 向X錯傾斜。所示切線58b、58d之斜率為相反的，俾形 成相對傾斜陣列。於較佳形式中，内分隔壁58f相互隔 開，俾產生具大致方形橫斷面且界定出大致相等流動橫 斷面積之通道。僅供例示而非作為限制，通道之橫斷面 積得為1平方英吋，其與水平面之傾斜角為6〇。。擋板 58之典型垂直高度為6 - 8英吋。擋板58係完全延伸於囊 室内。 本發明最好係使用由砂或相等微細過濾材料層 56a及較佳材料（最好為無煙煤）上覆層56b所形成之雙 媒，過滤器。於較佳型式中，砂之平均直徑為〇 35咖， 而播煙煤之平均直徑為〇·8 _ 1〇酬。每一層之深度最好

82.6. 40.000 (请先Mi#背ίΰ之ii意事項存蜞寫本頁) 裝· 訂- 212762 A6

五、發明説明（4 «濟部中央標準爲貝工消费合作社印製 ，30cm。當使用擋板單元58，及於逆洗當中，以流量率 向至25gpm/ft2及以壓縮空氣流使床短暫而劇烈地攪動而 令此床膨脹或流體化時，媒質損失亦甚微小而可略而不 計。 ，本發明之另一主要特點在於雙環/分歧式收集導管 系統60 ’可用以收集淨化水第一過濾水，及將逆洗水導 至，擇囊室中，同時保持淨化水與第一過濾水間之隔離 、。淨化水導管62係圍繞著外槽12靠近其底壁42。第一過 滤水導管64亦環繞外槽I2，最好平行於環形導管62並與 之緊治、相隔，如圖所示。每一環62、64係一封閉迴路， 俾提供—與所有囊室54連通之共同流動路徑。蓄積於環 62中之淨化水係經由控制閥66a流至主淨化水出口 66，而 流入定位於淨水器下方之槽67中，產生大水頭損失。槽 67最好係定位於浮動槽下方拾英呎。此種水頭損失，以 及使用泵浦以產生逆洗壓力，可令淨水器產生比較高的 推送量率（throughput rate )。閥48a與66a二者可聯合運 作’或一組採固定率運作而另组以可變率運作；此等閥 係響應傳統式水位感測器以控制浮動槽丨4中之水位。 混濁的第一過濾水係於環64中流動，經由導管7〇流 至槽12外面之第一過濾水儲存槽68。具有與之相連之泵 浦74之導管72係將水從槽68抽至環64，俾供逆洗使用。 於混濁度攪動（spike )當中，自逆洗室回轉至槽68之水 的體積係足以供應充分的水，以便逆洗另一囊室54。此 外，來自槽67之淨化水係可經由管線69及泵浦69a供至槽 —15 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CN_S)甲4规格（210 X 297公Ϊ 82.6. 40.000 (精先閏f面之注意事項再«寫本頁) •丨裝- 訂· 泉· 212762

五、發明説明（1今 經濟部t央樣準屬·*工消#合作社印製 68, ϊϊί水位保持於足預定植。 定位2在64係㈣氣壓自動操作_路76連至一組 =;=:4之底部之砂層-中，且鄰鄰近底壁 ίΐ78。於所示之較佳型式中，每-分支 _，彼等較小直徑分支導管78b、他及 倒之細壁53之前方。導管含有設在其下 以:::8;二容=過麟質之淨化水， 吋長， 開槽係穿經導管壁，其一般為2_6英 7S f企—丨麵寬，视砂子之尺寸而定。每一主導管 私貫穿外壁部38a，並連至短τ型連接器之各支管中， 刊3之兩側，俾該等閥對76之一開啓，同時另 64,而可將來自分支導管78之水流導至環62或環 、P斷該等環間之任何明顯交流。 於正巧操作當中而無任何囊室正在逆洗時，所有鄰 衣64之上閥76皆將關閉，而所有下閥76皆開啓， 俾收集S分支導管Μ之淨化祕至環62再駐出口 66。 於囊室逆洗當中，與該囊室相關之上閥76將開啓， =與環62關聯之下閥76則關閉。另—上閥76保持關^狀 態、’而另一下閥76保持開啓狀態。泵浦74與護罩致動器 同=起動動作會產生一股水流從儲存槽68流至待逆 允之囊室。此水流係由床56底部之分支導管予以分配， 以使整個床有效流體化。五英呎直徑淨水器之逆洗流量 率最好為2〇 — 25gpm/ft2。於完成逆洗操作之後，閥皆 注 2 頁 裝 訂 泉 16 82.6. 40.000 212762

經濟部中央標準扃貝工消费合作社印« 五、發明說明（1$ ，持於相同狀態❶此將把第一過濾水從剛完成逆洗之囊 至導至儲存槽68 ’而淨化水則從其它囊室經由環62連續 收集之。雙環、與分支導管連通之自動閥網路，以及浮 動槽與過濾床组織成操作性相當獨立的囊室，可使第 —過濾水與淨化水隔離。 淨化水之一部分係經由導管84及使水加壓之泵浦 卵轉向空氣溶解管（ADT)82。空氣壓縮機88將壓縮空氣供 至ADT，以使空氣溶解於加壓水中。導管9〇將加壓水連 Π產生於ADT中之溶解空氣一起載入淨水器iq中。詳言 之，加壓水係利用分配環92加入絮凝槽14之上端，該分 配環92載設有一組減壓閥94。將閥定位於絮凝器之頂部 ，可使已處理水直接充氣，並可減少已處理水中之顯微 氣泡合併之機會。 本發明之另一主要特點在於產生浮動過程所需最適 尺寸顯微氣泡之減壓閥94之構造及操作方法，及對溶解 於水中之可用空氣作最有效利用。圖2係顯示閥94之較 佳實施例’於此，閥係以機械方式啓動，俾能沖洗其本 身。閥之殼體形成為兩個主要組件：下殼體96及上殼體 98。各具有一夾設於本體96與98間之整圈1〇2之三支螺栓 100係將殼體相互固定’並於閥之侧面設定出環形間隙 104。除墊圈及螺栓之部位外，間隙104係呈連績狀。於 箭頭106所示之軸向操作當中，間隙尺寸為固定不變者 。下本體96具有入口 ，此入口 108係螺合於分配環 -17- ------------------------裝------tT-----丨泉 (請先W讀背面之注意ί項再堉寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家樣準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 82.6. 40.000 212762 A6 B6 五、發明説明（16) 92 4垂直排出管上。人口 1()8將加壓水經由中央 110導向間隙104正前之狭窄環形槽溝112。雜佳形 ’此槽溝係由環114與固持於上殼體98之中心圓柱形口 二m!16所界定而成。環係由任一種耐磨損合 金所製成，其係採壓入配合方式，且為可置換者。 nTiL12其㈣開卩之尺寸對於有效產生顯微氣泡 係極為重要。於正常操作中，槽溝開口最好設定於 =2 - 0.5咖（約〇.〇1 _ 〇 〇3英忖）之範圍内。此等設定 値可產m態磨擦力，此動驗擦力與因水流由抽向 突然改變為橫向所產生之#力結合將產生供浮動過程使 狀理想尺寸顯微氣泡，此尺寸& 4〇 _ 8〇微米。此過 程極有效率，可將所有溶解空氣實質釋出，因而產生大 量泡來。槽制口之精確㈣視流量率，待循環淨化水 之百分率’通過槽溝之壓降、所用之_，及水中之粒 子濃度等操作參數而定缝生大量理想尺寸泡沫之 效率對於於ADT 82中產生加壓充氣水所需之功率有極有 利之影響。 使用此種狹窄槽溝之主要問題在於水中之顆粒物； 此等顆粒物會夾陷於槽溝中而迅速將閥阻塞。本發明由 =其活塞可於如圖所示之第—限制位置與如虚線所示之 弟了限制城之_向移動而能解決此種問題；按於第 二位置時’活塞係與環114緊密_俾設定出所欲狹窄 槽溝，而於第二位《，活塞將遠離環ιΐ4。於此第二 21^762 A6 B6 經濟部中央櫺準局Λ工消费含作杜印製 五、發明説明（u 限制位置時’槽溝開口將大得足以使加壓水在其中突然 大量流動’俾沖洗夾陷其中之粒子並清除閥件。此種動 作會迅速發生，其缘，活塞將回返至第一限制位置。於 此種沖洗操作當中’槽溝開口之典型値為0. 2英吋（約 5, 0mm )。於活塞退離至此種距籬之情形下，槽溝開口 將僅由環114之外側邊緣與口徑118之内直徑間之間距加 以限制，而非由環與活塞間之間距予以限制。沖洗流之 持續期間與強度必須是不會大得足以破壞絮凝物者。 於圖2之實施例中，控制圓盤120係藉螺栓122而可 迴轉地安裝在上殼體98之中心上=鎖緊裝置124係將圓 盤固定在本體98上。貝氏彈簧126將圓盤120推壓使之抿 靠於本體98，以建立彼二組件間之滑動面密封關係。最 好使用一〇型環128或相等密封構件，俾儘管本體98與 圓盤120間有相互滑動關係，仍能確保可靠的密封。另 一密封件130係可阻止流體於螺栓112周圍流動。四支轴 向延伸桿132其一端係各固定於圓盤120上，其自由端則 定位成可被溜板28銜接，而且於溜板移動90。角時，其 亦將旋轉相等的角距離。 活塞116含有軸向延伸通道U6a，此通道U6a之終端 形成為一面對通道110之較小開口 116b。於正常操作中， 通道116a、116b係可容許加壓水從通道no流至口徑118， 於此’加壓水將作用在活塞之後端表面116c及通道 116a之小環形區116d。由於通道11〇内之高水壓僅延伸至 環114之内直徑，故暴露於加壓水之活塞端表面116e之面 一 19 — 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（21〇 X 297公發） 82.6. 40.000 (請先閲讀背面之注意事項再壞寫本頁) •丨装· 訂. A6 B6 212^62 五、發明説明（β (請先Μ讀背面之注意事項再螭寫本頁) 積知較恭露於表面116c及116d之面積者小。此種暴露於 實質相同愿力下之面積差會產生—淨流體力，以促使活 塞移，芏其第一限_位置。如圖所示，活塞係於其圓柱 形側表靣為〇形環134及邊緣密封構件136所密封及導引 。彼等密封件可防止水流於活塞周園流動，而使其從槽 溝112旁通。 ' 流ά孔口 138係形成於上殼體卯之端壁9如。流出通 道140係形成於圓盤12〇中。當圓盤12〇轉動而使連至通道 140之入口 140a重疊在壁98a之外表面上之孔口 138上方時 ，則活塞116後面之口徑體積118&將通向低壓區（大氣） 。加壓水將經由通道丨抑、14〇流出，以促使表面u6c、 116d上之流體壓力下降至能使表面U6e上之水壓可驅使 活塞移動至其第二限制位置之壓力位準。圓盤12〇繼績 轉動，而於圓盤之實心部分緊密重疊在端壁98a之外表 面之孔口上時將該子山138封閉。孔口 138與通道14〇短暫 對準，通常僅為幾分之一秒，惟此短暫時間已足以使活 塞位於弟二限制位置上達相同時距之久，此已足以使閥 94之槽苒112開啓。在圓盤設有一孔口 14〇及四支桿件 132之情形下，則於溜板28每繞淨水器旋轉四周時，閥 94將沖洗一次。額外之孔口 14〇或138或不同數目之桿件 經濟部中央螵準扃貝工消费含作社印製 132或不同之桿件設計，可於相同之操作循環下產生更 多或較少的沖洗次數。 圖3係顯tf閥94’之替代實施例；相似之組件將標 20-

212762 A6 B6 經濟部中央樣竿局Λ工消费合作社印製 五、發明説明（19) 以相同之件號，惟另加撇號。除活塞116，係為實心的， 且係利用氣磨致動方式而非機械致動方式使之定位及移 動外’閥94’之構埠及操作原理係與閥94者相同。壓縮 空氣源120’係經由三通閥144及端壁98a，中之通道146導向 活塞116之背面116c。空氣壓力係足以對抗由作用在表 面116c’上之加壓水所產生之相反力而將活塞驅動至第 一限制位置。為能沖洗閥94’ ，閥被致動以關閉壓縮空 氣，並開啓口控118’使之通向大氣。此會使經由密封禮 件作用在表㈣上之壓力下降= 至第一限制位置。可使用加壓水以取代壓縮空氣。孽如 ，管線117可將一部分的加壓充氣水流從入口 1〇8,轉二至 閥 114。 依本發明建造之淨水器不僅可處理較習知同尺寸 sasf淨水器大之流量率，而且亦較為有效率。對於進入 淨水器H)之含__污染物之生水言，其自淨水器離開 之淨化水經岐僅含有U.2_污染物。此效率係較如 SPC淨水器等較緊密裝置所能達獲者佳。 文中已説明一種改良式二級淨水器， 之第-過料與穩定㈣淨化水流_。文中明<一 種供具有溶解空氣之加至水使狀新_=月 生供浮動過程使用之最適尺寸氣泡，而不會令閥ίϊ 減少至可略而不計的程度，並t ^可將媒質損失 行完全清洗操作。 連心一定間距對過滤床施 21 本纸張制中SU家料（CNS)甲4“（21G X 297公^ (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂· •線 82.β. 40.000 212762 五 A6 B6 、發明說明（2d 雖然本發明已就其較佳實施例加以説明，惟熟習本 頃技藝之人士仍可由前述説明及附圖而知悉各種不同之 修飾及變更。譬如，雖然文中揭示一組具有網路値之平 行封閉環形導管以收集水流及使水流與淨水器分離，惟 亦可使用其它各種不同的水流控制分離構造。譬如，雖 然會增加若干成本，惟環可為C型者，或由各囊室起源 之導管陣列取代之。同樣地，亦可以各種陣列或功能性 相等的結構，例如其一表面或數表面設有流體孔口之低 咼度室，來取代分支，開槽導管。亦可以各種不同的機 械方式使浮動槽區隔化。減壓閥亦可製成各種不同型式 、J衣可製成為可動元件。活塞得被彈簧推壓’而以流體 壓力對抗彈簧力俾驅動可動元件。可由環__活塞或填隙 片間隔式墊圈組合以外的結構，亦即設在平坦表面上方 某-距離之管形人口，來形成随。可利用直接機械式 或電磁/機械式（亦即電磁線圈驅動之活塞）構造，以 使狹窄槽溝週期性開啓，俾能清除槽溝。擒板58亦可設 計成各種不同的形狀。擋板得定位在囊室上方，戋製^ 為一組偏心彎曲板，呈傾斜而相互重疊者。彼等及其 之修飾與變更悉仍在下述申請專利範圍所界定之範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塽寫本頁) •裝· 訂· 嫂濟部中*樣準屌典工消费合作社印製 22, 本紙張尺度適用中®國家樣準（CNS)甲4规格（210 X 297公货〉 ^2.6. 40,〇〇〇

Claims (1)

1. 212762 A7 B7 C7 D7 經 濟 部 中 央 標 準 貝 X 消 費 合 作 社 印 製 申請專利範園 1. —種淨水器，具有：一供含有粒狀污染物之生水進入 用之入口；一浮動槽，污染物係於此為加入進入水中 之化學劑所絮凝，並為顯微氣泡帶使漂浮於浮動槽之 水面’形成一淤渣漂浮層；一置設於浮動槽底部之過 遽媒質層，俾於水流動至淨化水出口之前將水加以過 濾；以及用以自槽移除漂浮淤渣並將之導至淤渣出口 之機構；包括： 分隔機構，用以將至少該浮動槽之底部及過滤媒 質分隔成複數個垂直延伸之囊室； 第一機構，用以從該等囊室取出已淨化過渡水； 第二機構，用以自該等囊室中之至少一選定囊室 取出第一過濾水； 逆洗機構，用以逆洗該等囊室之至少一囊室中之 過濾媒質；以及 閥機構，用以使該第一過濾水與該淨化水隔離。 2. 如申請專利範圍第丨項之淨水器’其中該逆洗機構包 含一第一過濾水儲存槽，而且其中該第二取出機構係 將取出之第一過濾水導至該第一過濾水儲存槽及從該 儲存槽導出。 3. 如申請專利範圍第丨項之淨水器’其中該第一及第二 取出機構各包括一圍繞該槽之環形導管，及複數個定 位於各該囊室之過濾媒質中之淨化水收集機構，而且 其中該閥機構係可選擇地將各該收集機構與該第一及 第二環形導管中所選定之環形導管連接。 23- (請先閲讀背面之注意事項再場寫木頁) •裝. 订. I 本紙張適用中因园家標準（CNTS)甲4 見格（21〇 X 297公愛） 212762 A7 B7 C7 D7 六、申請專利範S (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 4. 如申請專利範圍第3項之淨水器，其中該等收集機構 係各包栝一具有形成於該等導管上之孔口之分支導管 網路，以便接收淨化水。 5. 如申請專利範圍第4項之淨水器，其中該等孔口係為 細長狹窄的開槽。 6. 如申請專利範圍第3項之淨水器，其中該等閥機構係 各包括一對連接於各該收集機構與該第一及第二環形 導管間之閩。 7. 如申請專利範圍第6項之淨水器，其中該等閥係為能 以氣壓方式自動操作者，俾與該淨水器之操作協調一 致。 8. 如申請專利範圍第1項之淨水器，其中該淨水器具有 一底壁，一大致圓柱形外側壁，一大致圓柱形内侧壁 ，及一延伸於該内壁與該外壁之間且置於該淨水器底 壁上方之環形絮凝槽底壁，該外壁係延伸至該内壁下 方，俾與該内壁，該淨水器底壁及該絮凝槽底壁共同 界定出一液壓絮凝槽。 經濟部中央標準局S工消費合作社印製 9. 如申請專利範圍第8項之淨水器，復包括一生水分配 機構，此機構包含一環繞該外壁且用以自該生水入口 接收生水之環形導管，及一組各自該環形導管延伸且 伸入該絮凝槽之第二進入噴嘴，該等喷嘴係向同一方 向以某一角度彎曲，以便於液壓絮凝槽之生水中產生 旋渦運動，俾促進粒狀污染物之絮凝作用者。 10. 如申請專利範圍第1或8項之淨水器，復包括：一具有 一 24 — 本紙張尺度適用中國國家標準（CXS)曱4規格（210 X 297公梦） A7 B7 C7 2i〔7C 二 六、申請專利範圍 溶解空氣之加壓水源；至少一加壓水減壓閥；及一用 以將具有溶解空氣之加壓水從該水源導引至該至少一 個加壓水減壓閥之導管。 11. 如申請專利範圍第10項之淨水器，其中該加壓水減壓 閥包括： 本體，其具有一供含有溶解空氣之加壓水進入用 之入口，及一供水及由釋放空氣所形成之顯微泡沫流 出用之出口： 由至少一可動構件所形成之槽溝機構，該槽溝機 構係置設於該本體内介於該入口與出口之間，且朝與 沿第一方向自該入口進入之水流成垂直之方向定向， 該可動構件係可於第一位置與第二位置之間移動；於 第一位置時，該槽溝係狹窄得足以產生供浮動過程使 用之最佳尺寸顯微氣泡，而於第二位置時，該槽溝 之尺寸將增大俾得從該槽溝沖出粒狀污染物；以及 週期性致動機構’俾週期性地促使該可動構件於 該第一與第二位置之間移動。 12. ·^申請專利範圍第u項之淨水器，其中該本體包含沿 第一軸線藉一與該槽溝機構成直接流體連通關係之環 形間隙相互分離之上、下殼體，該下殼體組件係具有 前述之可接收具溶解空氣之加壓水之進入通道，而且 其中該數量至少為一個之可動槽溝形成構件係包括一 可於該上殼體内在該第一位置與該第二位置之間自由 移動之活塞；於該第—位置時，活塞之表面將與該下 —25 — ---------------^--------裝------訂-----『.4 (請先閲讀背面之注意事項再塡窝本頁) 經濟部t央標準局WC工消费合作社印製

   A7 B7 212762 六、申請專利範園 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 殼體组件共同界定出該槽溝機構。 13. 如申請專到範圍第12項之淨水器，其中該下殼體組件 包含一可輿該活塞共同界定出該槽溝機構之環體，該 環體之内直徑係較該活塞之外直徑小者。 14. 如申請專利範圍第11項之淨水器，其中該槽溝機構具 有一沿該第一方向延伸之大致均勻開口，此開口係較 該環形間隙之開口小者。 15. 如申請專利範圍第14項之淨水器，其中該槽溝開口之 尺寸範圍係為0.2 - 0.5mm。 16. 如申請專利範圍第13 g項之淨水器，其中該活塞係大 致呈圓柱形，且具有一面對該環體之第一端表面及一 面對該上殼體組件之第二端表面，而且該週期性致動 機構係包含一形成於該活塞中自該第一端表面延伸至 該第二端表面之通道，俾使由作用在該第二端表面上 之流禮塵力所產生之力得大於由作用在該第一端表面 上之流醴蔡力所產生之相對力。 17. 如申請專利範圍第16項之淨水器，其中該週期性致動 機構包含： 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 一 7?^氏於該上殼體組件中5且自鄰近該弟二活塞 端表面之區域延伸至該上殼體外面之排放口；以及 一可迴轉地安裝在該上殼體上且其中至少形成有 一排放通道之控制器；除當該排放通道重疊於該排放 口上，以將作用在該第二端表面上之流體壓力減小至 能促使該活塞移動至該第二位置之壓力位準之外， —26 — 本紙張尺度適用中囯囯家筚準（CXS)甲4規格（210 X 297公釐） A7 B7 C7 D7

   六、申請專利範圍 绖濟部中央標準局er工消費合作社印製 阻止任何流體明顯流經該排放口者β 18. 如申料__㈣之淨林 括一連至該上殼體組件内部之愚〗:、構匕 鰱默士办丄~ ， 堅力况體源’於此該流 體壓力係大仔足以驅使該活塞移動 及一連至該壓力源且可於第二、、=以 體源將施加在該活塞上）與第力流 ==與該活塞之作㈣係=活I;; ί區Γ通向—具較小流體壓力之區域 )疋間作動〈間，由此’該下殼體中之加壓水將堪： 該活塞移動至該第二位置。 η籍水將堪使 19. 如申請專職_ 2項之淨切，其找逆 =ί;ίΓ滤水儲存槽與該第二取出機構連 洗以及一以可連動方式聯結於該逆 20. 如申請專利範圍第19項之淨水器，其中該逆洗機構包 含有用以將該過濾媒質保持於該等囊室中之保持機構 〇 21·如申請專利範圍第20項之淨水器，其中該保持機構包 含形成界定該等囊室之垂直壁，俾使之足以承納該過 濾媒質於逆洗時之膨脹情形。 22.如申請專利範圍第21項之淨水器，其中該保持機構復 包括複數個置於各該囊室中位於該過濾媒質上方之傾 斜稽板，該等擋板之尺寸及定向係設計成能遲緩絮凝 污染物之浮動過程並能阻止該過濾媒質流經其中者。 27* (請先Η#面之注意事項再填寫本頁) •丨装. 訂. L用中固®家橒準（CKS)甲4規格（210 X 297公货） 212762 A7 B7 C7 D7

   申請專利範圍 經濟部中央標準局S工消費合作社印製 23·如申請專利範j|[帛㈣之淨水器，其巾該等播板係為 一傾斜通道陣列。 24·了種減壓閥，可带供至淨水器之浮動槽之具溶解空氣 之加壓水流中之空氣釋放成一股顯微泡沫流，其包括 、本體，其具有一供含有溶解空氣之加壓水進入用 (入口，及一供水及由釋放空氣所形成之顯微泡沫流 出用之出口； 由至少一可動構件所形成之槽溝機構，該槽溝機 構係置設於該本體内介於該入口與出口之間，且朝與 沿第一方向自該入口進入之水流成垂直之方向定向， 該可動構件係可於第一位置與第二位置之間移動；於 第一位置時，該槽溝係狹窄得足以產生供浮動過程使 用之具所欲尺寸之顯微氣泡，而於第二位置時，該 才r溝之尺寸將增大俾得從該槽溝沖出粒狀污染物；以 及 、週期性致動機構，俾週期性地促使該可動構件於 該第一與第二位置之間移動。 25.如申請專利範圍第24項之減壓閥，其中該本體包含沿 第一軸線藉一與該槽溝機構成直接流體連通關係之環 =間隙相互分離之上、下殼體，該下殼體組件係具有 前述之可接收具溶解空氣之加壓水之進入通道，而且 其中該數量至少為一個之可動槽溝形成構件係包括一 可於該上殼體内在該第一位置與該第二位置之間自由 — 28 — (請先.«讀背面之注专？#項再項寫本頁) .裝. 訂. :名. 本紙張以適时SΨ4^(2ΐ〇Τ^ΪΤ 212762 A7 B7 C7 D7

   申請專利範固 經濟部中央標準局貝工消費合作钍印製 ’於該第一位置時，活塞之表面將與該下 Α 又體j件共同界定出該槽溝機構。 利範園苹25項之減壓閥，其中該下殼體組件 二、孩活塞共同界定出該槽溝機構之環體，該 衣體〈内直徑係較該活塞之外直徑小者。 27. J::專利範圍第24項之減壓閥，其中該槽溝機構具 =二菘弟—方向延伸之大致均句開口，此開口係較 該榷形間隙之開口小者。 28. 如申，糊範之減㈣，其巾該槽溝開口之 尺寸範圍係為〇· 2 - 0. 5mm。 29. t申請4利_第25散減壓㈤，其中塞係大致 主圓柱，，且具有一面對該環體之第—端表面及一面 對該上设體紅件之第二端表面，而且該週期性致動機 ，係包含一形成於該活塞中自該第一端表面延伸至該 ，一端表面之通道，俾使由作用在該第二端表面上之 流體愿力所產生之力得大於由作用在該第—端表面上 之流體壓力所產生之相對力。 30. 如申請專利範圍第29項之減壓閥，其中該週期性致動機構包含： 一形成於該上殼體組件中，且自鄰近該第二活塞 端表面之區域延伸至該上殼體外面之排放口；以及 一可迴轉地安裝在該上殼體上且其中至少形成有 一排放通道之控制器；除當該排放通道重疊於該排放 口上’以將作用在該第二端表面上之流體壓力減小至 29· 本紙張尺及適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公發） (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂· -.4. ►12762 A7 B7 C7 D7 申請專利範圍 能促使該活塞移動至該第二位置之壓力位準之外， 該控制器係可阻止任何流體明顯流經該排放口者。 31.如申請專利範圍第26項之減壓閥，其中該週期性致動 機構包括一連至該上殼體組件内部俾驅使該活塞移動 至該第一位置之壓力流體源，以及一連至該壓力源且 可於第一位置（於此，該壓力流體源將施加在該活塞 上）與第二位置（於此，該壓縮流體源將阻斷與該活 塞之作用關係，同時由_該活塞與該上殼體所界定之區 域將通向大氣）之間作動之閥，由此，該下殼體中之 加壓水將堤使該活塞移動至該第二位置。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) i裝· 訂. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 30- 本紙張又度適用中國S家標準（CNS)甲4堤格（？1·3 X 297公釐）