フィルタ近接ノズル
遠位側を圧力シンクに連結された管と、ノズルと、前記ノズルを前記管の近位側に連結する弾性要素と、前記管の前記近位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋する変形可能な筐体とを備えた吸込みノズル組立体。任意選択的に、前記ノズルおよび前記筐体の一方または両方に形成され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の流体連通をもたらす、少なくとも１つの均圧孔を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２００９年１１月１２日に出願したＰＣＴ出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＩＢ２００９／００８０６１の優先権の利益、２００９年１１月１３日に出願した米国特許仮出願第６１／２６０，８５６号の米国特許法第１１９条（ｅ）の利益、及び２０１０年９月７日に出願した米国特許仮出願第６１／３８０，３８５号の米国特許法第１１９条（ｅ）の利益を主張し、それらの内容は全体として参照として本明細書中に援用される。
【０００２】
発明の分野
本発明は、その一部の実施形態では、自己清掃濾過システムに関し、さらに詳しくは、しかしそれに限定されないが、濾過スクリーンの清掃に使用されるノズル組立体に関する。
【背景技術】
【０００３】
世界貿易量の８０％超は依然として船で輸送される。貨物が存在しない場合、補償のためにバラスト水が必要である。バラスト水の使用による大きな環境上の脅威が現在存在する。固有の微生物、堆積物、植物、および動物がバラスト水に引き込まれ、世界の別の地域に輸送され、次いで未知の環境に排出される。それに対応して、国際海事機関は、全ての新造船および改造船におけるバラスト水処理システム内の自動フィルタの必須規格を導入した。
【０００４】
水および特に海水の濾過に使用される濾過スクリーンの清掃は困難である。フィルタの孔のサイズが小さければ小さいほど（通常１００ミクロン未満）、濾過スクリーンに蓄積かつ包埋された捕捉懸濁物を除去することが難しくなる。有機物は濾過スクリーンに固着する傾向があり、除去を特に困難にする。
【０００５】
濾過スクリーンの清掃の効率を高める試みの幾つかの例に含まれるものは、次の通りである：
濾過スクリーンに対し接近かつ離反する能力が無く、濾過スクリーンから事前に設定された距離で、吸込み管コレクタに固定されたノズル。
【０００６】
国際特許出願公開第２００６／００８７２９号明細書は、「ノズル３４は、ノズル管４４と、環状リム４７を持つノズルキャップ４６とを備える。管状基部４０は、カバー４８によって閉じられる。ノズル管４４は管状基部４０内で環状ガイド５０とカバー４８の開口とによって支持されて、軸線方向に移動可能な伸縮継手を形成する。円筒ばね４２は、ノズル管４４を軸線方向にメッシュ２０の入口面に向かって付勢する」と開示している。さらに、「伸縮継手およびばね４２は、２つの密封リング５２および５４によって有害な粒子から保護される」とある。
【０００７】
欧州特許出願公開第１７８５１７８号明細書は、「ノズル２３０は、微細フィルタ４０の内部に向かって延びながら、ガイド２１０に沿って、または少なくとも上方部分２１２に沿って移動する」と開示している。さらに、「逆洗操作中に、流体は、ノズル２４０内に画定される空間に向かって、最終濾過チャンバ３０中を通流する。この流れのため、ノズル２４０の外縁２４２が微細フィルタ４０から押し退けられる一方、内縁は微細フィルタに向かって押圧される。ノズル２４０の内縁２４４の面積は外縁２４２の面積より大きいので、流体の流れの全体的効果として、ノズル２４０は微細フィルタ４０の内面に向って押圧される」とある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一部の実施形態の態様では、
遠位側を圧力シンクに連結された管と、
ノズルと、
前記ノズルを前記管の近位側に連結する弾性要素と、
前記管の前記近位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋する変形可能な筐体と、
を備えた吸込みノズル組立体を提供する。任意選択的に、前記筐体は弾性管を含む。任意選択的に、または代替的に、前記筐体は蛇腹を含み、該蛇腹は前記弾性要素としても働く。任意選択的に、前記蛇腹はステンレス鋼から形成される。
【０００９】
本発明の例示的実施形態では、前記筐体は、前記ノズル内の流れに垂直な方向に延びるように変形可能である。
【００１０】
本発明の例示的実施形態では、組立体は、前記ノズルおよび前記筐体の一方または両方に形成され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の流体連通をもたらす、少なくとも１つの均圧孔を含む。任意選択的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記ノズルに形成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記筐体に形成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記ノズル組立体の内側に、かつ前記ノズル内の流れに垂直な面に突起を有する前記ノズルの部分に隣接して位置する。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記筐体の変形を防止および／または低減するように構成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記筐体内の圧力低下を防止および／または低減するように構成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記ノズルの後退を防止および／または低減するように構成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔は、前記隙間と前記外側との間の圧力差を少なくとも５０％低減する。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔は、合計して、６０ｍｍ２から８００ｍｍ２の間の総断面積を有する。任意選択的に、または代替的に、前記ノズルは少なくとも毎秒８メートルの断面流速を有するように構成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔は、前記ノズルの周方向に実質的に等間隔の位置に配列された複数の孔を含む。
【００１１】
本発明の例示的実施形態では、前記ノズルは低摩擦ノズルである。
【００１２】
本発明の例示的実施形態では、前記隙間は軸線方向の隙間を含む。任意選択的に、または代替的に、前記隙間は半径方向の隙間を含む。
【００１３】
また、本発明の一部の実施形態では、
フィルタ層と、
本書に記載する組立体と、
前記ノズル組立体を前記層の表面の少なくとも５０％にわたって移動させるように構成された移動アクチュエータと、
を備え、
前記組立体が表面の前記少なくとも５０％の前記移動全体にわたって前記フィルタから５ｍｍ以下の隙間を維持するように構成された、濾過システムを提供する。任意選択的に、前記弾性要素は、１００グラムから８００グラムの間の力で前記ノズルを前記管から前進させる。任意選択的に、前記力は、前記管の内側と前記管の外側との間の少なくとも２バールの圧力差の範囲にわたって維持される。
【００１４】
本発明の例示的実施形態では、組立体は、前記隙間に連結され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の圧力を均等にするように構成された、少なくとも１つの圧力シンクを含む。
【００１５】
本発明の例示的実施形態では、前記圧力シンクは環境への出口を含む。
【００１６】
本発明の一部の実施形態では、隙間を置いて圧力シンクに連結されたノズルをフィルタに接近させる方法であって、
前記ノズルを前記フィルタに向かって弾性的に付勢するステップと、
前記圧力シンクによる前記ノズルの後退を低減するように、前記ノズルの外側と前記隙間との間における充分な流体の流れを可能にするステップと、
を含む方法を提供する。任意選択的に、前記弾性的に付勢するステップは、前記隙間に対して架橋も行なう蛇腹を用いて弾性的に付勢することを含む。任意選択的に、または代替的に、前記充分な流れを可能にするステップは、前記ノズルの１つ以上の均圧チャネルの充分な通流を可能にすることを含む。
【００１７】
本発明の一部の実施形態では、
近位側を圧力シンクに連結された管と、
ノズルと、
前記管の前記遠位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋し、かつ前記ノズルを前記管の遠位側に連結し、かつ前記管に対する前記ノズルの傾斜運動を可能にする変形可能な筐体と、
を備えた、吸込みノズル組立体を提供する。
【００１８】
別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的用語および／または科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載される方法および材料と類似または同等である方法および材料を本発明の実施または試験において使用することができるが、例示的な方法および／または材料が下記に記載される。矛盾する場合には、定義を含めて、本特許明細書が優先する。加えて、材料、方法および実施例は例示にすぎず、限定であることは意図されない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本明細書では本発明のいくつかの実施形態を単に例示し添付の図面を参照して説明する。特に詳細に図面を参照して、示されている詳細が例示として本発明の実施形態を例示考察することだけを目的としていることを強調するものである。この点について、図面について行う説明によって、本発明の実施形態を実施する方法は当業者には明らかになるであろう。
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る濾過システムの略図である。
【００２１】
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る清掃ヘッドの断面図である。
【００２２】
【図３】図３は、本発明の別の実施形態に係る清掃ヘッドの断面図である。
【００２３】
【図４】図４は、本発明の別の実施形態に係る清掃ヘッドの断面図である。
【００２４】
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る蛇腹の断面図である。
【００２５】
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る、清掃サイクル中に清掃ヘッドを低い力で濾過スクリーンに接触し続けながら清掃する方法のフローチャートである。
【００２６】
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る、低い力で濾過スクリーンに接触する清掃ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、その一部の実施形態では、自己清掃濾過システムに関し、さらに詳しくは、しかしそれに限定されないが、濾過スクリーンの清掃に使用されるノズル組立体に関する。
【００２８】
本発明の一部の実施形態の態様は、スクリーンからノズルを通過する流れの存在下で、圧力シンクに接続されたノズルを濾過スクリーンに接近させることに関する。本発明の例示的実施形態では、ノズルは低い力でスクリーンに押し付けられる。任意選択的に、力は、密閉かつ／または閉囲された弾性要素によって提供される。任意選択的に、ノズルが圧力シンクに対して移動するにつれて、閉囲体および／または要素は、摺動するというよりむしろ、かつ／または摺動に加えて、変形する。任意選択的に、移動は軸線方向である。任意選択的に、または代替的に、移動は傾斜を含む。
【００２９】
本発明の例示的実施形態では、ノズルの後退は、それ無しにはノズルに関連付けられる圧力差を直接および／または間接的に低減かつ／または防止する。本発明の例示的実施形態では、閉囲体とノズルの外側の容積との間の圧力差が低減かつ／または防止される。任意選択的に、そのような低減は、前記閉囲体の軸線方向の収縮（および、おそらくそれによるノズルの後退）を低減させる。任意選択的に、または代替的に、ノズルの軸線方向前部と後部との間の圧力差が低減かつ／または防止される。任意選択的に、そのような低減は、ノズルの直接後退を防止する。任意選択的に、または代替的に、圧力シンクから組立体の他の部分に圧力差を伝達するノズル組立体における１つ以上の隙間は、均圧要素を用いて短絡される。
【００３０】
本発明の例示的実施形態では、均圧化は、ノズルおよび／または閉囲体に形成された１つ以上の孔によって提供される。
【００３１】
本発明の例示的実施形態では、ノズルは、間に隙間が形成される状態で、圧力シンクに連結され、閉囲体によって保護される。本発明の例示的実施形態では、隙間は、おそらく堆積物および／または他の外被および／または障害物の存在下でも、ノズルの自由運動を可能にする。任意選択的に、閉囲体は、ある種の外被および／またはデブリがノズル組立体機構を詰まらせかつ／または他の方法で妨害することを低減する。
【００３２】
本発明の例示的実施形態では、任意の可動部間の隙間、例えば摺動部および／または離反する部分の間の隙間は、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも２ｍｍ、またはその他のより小さいか、中間か、より大きい隙間である。
【００３３】
本発明の例示的実施形態では、圧力シンクによって生じる吸込み力の強さが変化する場合でも、均圧体は加えられた力を実質的に同一に維持させる。任意選択的に、１〜５ｍｍ、例えば２〜３ｍｍのような距離の範囲に対して低い力を使用することによって、ノズルは、その変形を生じることなく、濾過スクリーンの形状の種々の不規則性に適合させることができる。
【００３４】
本発明の一部の実施形態の態様は、濾過スクリーンの表面によりよく適合するようにノズルを傾斜させる能力を含むノズル組立体に関する。本発明の例示的実施形態では、ノズルは、傾斜スリーブ、任意選択的に変形可能なスリーブによって、管のような圧力シンクに取り付けられる。任意選択的に、または代替的に、ノズルは、ばねのような弾性要素によって、前記シンクから離反するように、かつ／または前記スクリーンに向かって付勢される。
【００３５】
本発明の一部の実施形態の態様は、蛇腹の両側の圧力を均等化し、蛇腹の力でノズルをスクリーンに向かって押圧することを可能にすることに関する。
【００３６】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳しく説明する前に、本発明は、その適用において、下記の説明に示されるか、および／または図面および／または実施例において例示される構成要素および／または方法の組み立ておよび構成の細部に必ずしも限定されないことを理解しなければならない。本発明は他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実施または実行されることが可能である。
【００３７】
濾過システムの概要
図面の図２〜７に示す本発明の一部の実施形態をよりよく理解するために、最初に、本発明の例示的実施形態を使用することができる図１に示す濾過システム１０２の実施例を参照する。
【００３８】
生水（例えば海水）は生水入口１を通して入口チャンバ３に流入する。水は次いで濾過チャンバ４に向けられ、次いで濾過スクリーン２６を通過する。濾過スクリーン２６は懸濁粒子を水から除去し、次いで懸濁粒子は保持される。濾過された水は、濾過水出口２を通して流出し、そこから下流に向かってシステムの残部に続く。
【００３９】
濾過スクリーン２６における固体の蓄積は汚物の「ケーキ」を形成し、それは徐々に、スクリーンの両側の圧力差を低減させる。本発明の例示的実施形態では、濾過スクリーン２６における局所的逆流を使用して、このケーキを取り除く。
【００４０】
本発明の例示的実施形態では、逆流は、濾過効果の低下の決定に基づいて適用される。任意選択的に、または代替的に、逆流は連続的にかつ／または周期的に適用される。１つの実施形態では、圧力差スイッチ２０が生水入口１と濾過水出口２との間の圧力差を監視する。この圧力が予め定められた閾値より低下すると、清掃サイクルを起動させるために、信号がシステムコントローラに送信される。記載の通り、濾過スクリーン２６の清掃は定期的に行なうこともできる。任意選択的に、または代替的に、清掃サイクルはオペレータが手動で起動させることもできる。
【００４１】
本発明の例示的実施形態では、清掃サイクルは、濾過スクリーン２６の１つ以上の部分に逆流を適用することを含む。任意選択的に、清掃サイクルは濾過スクリーン２６全体、またはその少なくとも３０％、５０％、７０％、もしくは中間百分率を横行することを含む。
【００４２】
本発明の例示的実施形態では、横行は濾過スクリーン２６上の清掃ヘッド７０のモータ駆動式移動を含む。他の移動源、例えば手動移動も提供することができる。本発明の例示的実施形態では、清掃ヘッド７０が移動するが、任意選択的に、濾過スクリーン２６が同様に、かつ／または代わりに移動する。
【００４３】
１つの実施例では、清掃サイクルはシステムコントローラがギヤモータ６のような駆動手段を起動させたときに開始され、それは次いで吸込み管コレクタ２１および取り付けられた清掃ヘッド７０を回転させる。濾過スクリーン２６の表面積の少なくとも５０％超を最終的に網羅するように、運動は螺旋状に行なうことができる。同時に、洗浄弁７が大気および／またはシステムの別の部分のような低圧シンクに開かれる。圧力差は、濾過スクリーン２６を通過する濾過水の逆流を引き起こす。濾過水の逆流は捕捉された固体を濾過スクリーン２６から清掃ヘッド７０内に、かつ任意選択的に洗浄チャンバ５および／または洗浄弁７を排水する吸込み管コレクタ２１を通して除去する。
【００４４】
本発明の例示的実施形態では、清掃プロセスに要する時間は約３０秒である。任意選択的に、例えば圧力差スイッチ２０によって決定された満足のいくレベルに清掃が実施されなかった場合、時間は自動的に増加することができる。
【００４５】
本発明の例示的実施形態では、清掃の方法は少量の水の使用を必要とする。任意選択的に、清掃の方法は、濾過スクリーン２６が充分にきれいになるまで、かつ／またはいつでもフィルタが稼働しているとき、濾過スクリーン２６の大量の蓄積物の清掃が延長時間にわたって続行される、連続洗浄モードとすることができる。
【００４６】
本発明の多くの実施形態では、閉塞した濾過スクリーン２６を通過する流れが制約されるときに、より効率的な清掃が行なわれる。そのような状況は、清掃サイクル中に清掃ヘッド７０が濾過スクリーン２６に接触しているときに発生することがある。清掃ヘッド７０が濾過スクリーン２６からある距離だけ離れて位置すると、濾過スクリーン２６と清掃ヘッド７０との間からの水の流れが存在し、それは、濾過スクリーン２６を清掃するために利用可能な水の量および／または吸込み力を低減させる。
【００４７】
濾過チャンバ４の大きさは、濾過スクリーン２６の大きさに依存することができ、かつ／または任意選択的に、流量を反映して調整される。例示的な非限定的流量は、約１ｍ３／時、約１０ｍ３／時、約１００ｍ３／時、約１０００ｍ３／時、約５０００ｍ３／時、約８０００ｍ３／時、約１００００ｍ３／時、または他のより小さいか、中間か、より大きい流量である。
【００４８】
本発明の例示的実施形態では、濾過スクリーン２６は、一体に焼結された４層ステンレス鋼網目から構成される。濾過スクリーン２６の構造は任意選択的に、潜在的な高い圧力差、例えば少なくとも５バール、少なくとも１０バール、少なくとも１５バール、または中間的数字の圧力差に耐えることができるように選択される。濾過スクリーン２６の金網設計は、その一部の実施形態では、より高い率の懸濁物を保持することができるが、それは清掃することがより難しくなることもあり得る。
【００４９】
潜在的利点
本発明の一部の実施形態は清掃ヘッド７０と濾過スクリーン２６との間の相対的移動をサポートし、圧力差によるスクリーンの歪みに適応することができることに注目されたい。
【００５０】
一部の実施形態では、濾過システム１０２の電力要件は低減される。任意選択的に、電力要件は、１清掃サイクル毎に濾過スクリーン２６から除去されるデブリ（ｄｅｂｒｉｓ）の量の増加のため低減され、それによって必要な清掃サイクルの頻度が低下する。任意選択的に、システムは約０．１ＨＰ、約０．５ＨＰ、約１ＨＰの低い動作エネルギ要件、または他のより小さいか、中間か、より大きいエネルギ要件を有する。
【００５１】
一部の実施形態では、清掃ヘッドノズルをスクリーンに向かって前進させるための弾性力の使用は、清掃ヘッドを任意の向きに作動させることを可能にする。
【００５２】
一部の実施形態では、濾過システム１０２は水平に、かつ／または他の向きに設置される。任意選択的に、システムはある角度範囲のかつ／または種々の向きの、例えば水平方向および／または垂直方向両方の設置をサポートする。
【００５３】
本書で使用する場合、近位および／または近位方向にという用語は、それぞれ濾過スクリーン２６方向の位置および／またはそれに向かう移動を指す。本書で使用する場合、遠位および／または遠位方向にという用語は、それぞれ濾過スクリーン２６から離れた位置および／またはそれから離反する移動を指す。
【００５４】
本発明の一部の実施形態は、伸縮自在の継手上のノズルを濾過スクリーン２６の方向に押圧するという、密閉されたチャンバ内部のばねの使用に勝る潜在的利点を有する。清掃サイクル中に、例えば濾過スクリーンの１つの領域が少量のデブリを有し、かつ／または別の領域が厚い層のデブリを有する場合に発生するように、濾過スクリーン２６を跨ぐ動作圧力は絶えず変化する。ノズルを常に濾過スクリーンに押し付けることができるように、ばねは可能な限りの高い動作圧力に打ち勝つ必要がある。実際的な結果として、ノズルは、単に濾過スクリーン２６に接触するために必要な力より高い力で濾過スクリーン２６を押し付ける。過度の力は摩擦による摩耗および／または断裂を引き起こす。
【００５５】
本発明の一部の実施形態はまた、伸縮継手および／またはばねに汚物が固着するのを防止するために密閉チャンバを使用しないことを選択することによって、潜在的な利点を有する。したがって、伸縮継手および／またはばねをシール上で移動させることによって生じる摩擦による高い摩耗および／または断裂を低減かつ／または回避することができる。任意選択的に、または代替的に、摺動シールを持たないことによって、そうしなければ正しい動作を阻害するシールにおける蓄積が回避される。
【００５６】
本発明の記載した実施形態は潜在的に、より安価かつ／またはより低頻度の保守および／または修理を必要とすることができる。
【００５７】
例示的実施形態
ここで図面を参照すると、図２は、ノズルが低い摩擦力で濾過スクリーンに接触するように、約１００グラム／ｍｍ、約１５０グラム／ｍｍ、約２００グラム／ｍｍのばね張力、または他のより小さいか、中間か、より大きいばね張力を提供して、ノズルを濾過スクリーン２６の表面に接近させることのできる清掃ヘッド７０の実施形態を示す。例えば、接触力は１０から５００グラムの間、例えば５０から３００グラムの間、または１００から２００グラムの間とすることができる。図示する通り、近接ノズル２３は蛇腹２４によって管２２に連結される。任意選択的に、蛇腹２４はそれが拡張および／または収縮することを可能にする複数の襞５１を含む。本発明の例示的実施形態では、蛇腹２４は、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６に向かって付勢するように（例えば長さ、位置、および／または弾力性を）構成される。近接ノズル２３の逆動が必要な場合、蛇腹２３は任意選択的にそのような運動に適応する。
【００５８】
動作中に、（例えば清掃サイクル中に）吸込み管コレクタ２１は任意選択的に圧力シンクに接続され、それにより管２１内および／または近接ノズル７３の内側に吸込み力１０３が形成される。そのような吸込み力１０３の潜在的な問題は、例えば近接ノズル２３の近位側がその遠位側より高い圧力を経験するため、近接ノズル２３が後退することがあり得ることである。任意選択的に、または代替的に、吸込み力１０３は蛇腹２４内部の圧力を低減させることができ、その収縮および／またはおそらく近接ノズル２３の後退を引き起こす。本発明の一部の実施形態は、大型化を防止または回避するために、そのような吸込み力を清掃ヘッドの種々の部分に伝達することのできる大きい隙間を含むことが注目される。また、吸込み力、濾過スクリーンからの清掃ヘッドの偏位、および／または閉塞度のみならず、ノズルの後退に対する抵抗も、経時的に（サイクル内および／またはサイクル間で）、かつ／またはシステムの間で変化し得ることも注目される。
【００５９】
本発明の例示的実施形態では、１つ以上の均圧体４２を使用して、近接ノズル２３および／または蛇腹２４に対する吸込み力１０３の後退効果を低減および／または中性化する。任意選択的に、均圧化は、近接ノズル２３の背後の隙間７４および／または蛇腹の内側５６および／または外側１０５の間の流体連通によって行なわれる。外側１０５は濾過スクリーン２６の表面に近接することができる。任意選択的に、近接ノズル２３に対する吸込み力１０３の中性化は、近接ノズル２３の遠位移動を防止する。任意選択的に、蛇腹２４に対する吸込み力１０３の中性化は、蛇腹２４が拡張形状（または均等化が調整された場合には再拡張）を維持し、かつ／または近接ノズル２３を濾過スクリーン２６に向かって押圧することを可能にする。
【００６０】
任意選択的に、再拡張は蛇腹２４のばね状動作によって達成される。任意選択的に、蛇腹２４は、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６に接触するまでずっと、ただし摩擦を低くするため低い力で押圧するように、その初期位置に対して近位方向または遠位方向に、例えば−３ｍｍ、−２ｍｍ、−１ｍｍ、０ｍｍ、＋１ｍｍ、＋３ｍｍ、＋５ｍｍ、または初期位置に対して他のより小さいか、中間か、より大きい距離、調整することができる。
【００６１】
任意選択的に、蛇腹２４は手動でかつ／または自動的に調整することができる。任意選択的に、蛇腹２４は、調整ねじ、調整用ワッシャ、および／または調整用ナット、および／または例えば当業界で公知の他の管および／または張力調整手段を用いて、調整することができる。任意選択的に、管２２の長さを同様に、かつ／または代わりに調整することができる。
【００６２】
任意選択的に、管２２は狭窄部７６を有することができる。
【００６３】
本発明の例示的実施形態では、均圧体４２は、任意選択的に弁付きのチャネルである。任意選択的に、または代替的に、均圧体４２は、電動弁および／またはポンプのような能動要素である。
【００６４】
本発明の例示的実施形態では、近接ノズル２３を通流する流速は少なくとも１０メートル／秒、少なくとも８メートル／秒、少なくとも２メートル／秒、少なくとも４メートル／秒、少なくとも６メートル／秒または他のより小さいか、中間か、より大きい流速である。
【００６５】
記載スル実施形態の潜在的な利点は、近接ノズル２３と濾過スクリーン２６との間に、吸込み力１０３の変化とは実質的に独立した、かつ／または必要な場合には近接ノズル２３の移動を可能にする、低い摩擦力がもたらされることである。低い摩擦力の潜在的な利点は、保守および／または修理要件が低いことである。ばねおよび／または伸縮継手の代わりに蛇腹２４を使用する潜在的な利点は、清掃ヘッド７０が小さい粒子の蓄積のために閉塞しないことである。清掃ヘッド７０の別の潜在的利点は、摩擦による摩耗および／または断裂を免れないシールを持たないことである。
【００６６】
一部の実施形態の別の潜在的利点は、保守を容易にすることができ、かつ／または特殊な工具および／または昇降器具無しで１人の人間によって達成することができることである。任意選択的に、または代替的に、近接ノズル２３および／または蛇腹２４を一体部品および／または別個の部品として取り外すことができるので、保守は容易化される。任意選択的に、または代替的に、清掃ヘッド７０が小さい粒子の蓄積のために閉塞しないので、保守は容易化される。任意選択的に、または代替的に、低い摩擦力の結果、低い摩耗および／または断裂のため、保守が容易化される。任意選択的に、または代替的に、濾過システム１０２が必要とする清掃サイクルの頻度が低下するので、保守が容易化される。
【００６７】
代替的実施形態
図３は、均圧体として使用される孔を示す、清掃ヘッド７０の別の実施形態を示す。また、管および／またはノズル間の管継手の選択肢をも示す。そのような特徴は、本書に記載する他の実施形態でも使用することができる。
【００６８】
図３に示す通り、均圧体４２は任意選択的にチャネルとして、例えばＬ形チャネル４１として具現される。代替的実施形態では、チャネルは直線状であり、かつ／または近接ノズル２３の流動軸線に対し傾斜する。
【００６９】
図示する実施形態では、孔４３の外端は、近接ノズル２３の外周６０に位置することができる。孔４４の内端は内部リム６３上に位置し、かつ／または蛇腹の内側５６および／または近接ノズル２３の背後の隙間７４と流体連通することができる。
【００７０】
上述の通り、均圧体４２は、蛇腹２４に対する吸込み力１０３および／または近接ノズル２３に対する吸込み力１０３を中性化することができる。任意選択的に、均圧体４２は、流体連通をもたらすことによって、外側１０５による蛇腹の内側５６および／または隙間７４の圧力を均等化する。外側１０５は濾過スクリーン２６に近接して位置することができる。任意選択的に、または代替的に、外側１０５は濾過スクリーン２６から０ｍｍ、０．２ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの距離、または他のより小さいか、中間か、より大きい距離に位置する。本発明の例示的実施形態では、４つの孔４１が設けられる。代替的に、他の数の孔、例えば２個、３個、５個、６個、または他のより小さいか、中間か、より大きい数の孔が設けられる。任意選択的に、孔４１は外周６０に等間隔に配置される。任意選択的に、孔は、単一のデブリ片によって同時に全部が閉塞することができないように配列される。任意選択的に、孔は、管２１内の前方向（逆方向ではなく）圧力の増大を達成することによって、閉塞を除去することができる。任意選択的に、そのような閉塞除去は、周期的にかつ／または手動でかつ／または自動的に達成される。
【００７１】
本発明の例示的実施形態では、孔４３の外端の表面積は約１ｍｍ２から約１０ｍｍ２の範囲、例えば２ｍｍ２から５ｍｍ２の範囲である。孔４４の内端の表面積は約１ｍｍ２から約１０ｍｍ２の範囲、例えば２ｍｍ２から５ｍｍ２の範囲である。任意選択的に、孔は実質的に均等な断面積を有する。孔４３の外端の表面積の総断面積は、近接ノズル開口４５の面積の０．１％から２０％の間、例えば５％から１５％、例えば２％から５％の範囲である。孔４３の総断面積は、約６０ｍｍ２から約８００ｍｍ２の間、例えば２００ｍｍ２から５００ｍｍ２の範囲である。
【００７２】
本発明の例示的実施形態では、清掃ヘッド７０は、管２２に取り付けられかつ／または近接ノズル２３の移動を案内する、任意近接ノズル挿入体３１を含む。本発明の例示的実施形態では、近接ノズル挿入体３１は、管２２に装着されかつ任意選択的にそこに取り付けかつ／またはその後方移動を防止するためのフランジを含む、幅広の端部９１を含む。任意選択的に、端部９１の外径は内径と一致し、管２２の内面９２と面一に適合する。任意選択的に、管は非円形断面を有し、挿入体３１および管２２の連動を助長することができる。
【００７３】
本発明の例示的実施形態では、挿入体３１の縮径９３を有する狭小頚部は、近接ノズル２３の主要管腔６１の内径より小さい直径を有する。任意選択的に、接触は面一であり、摩擦は材料の適切な選択によって低減される（例えば近接ノズル２３および／または挿入体３１は例えばテクパックまたはテフロン（登録商標）から形成される）。
【００７４】
一部の設計では、近接ノズル挿入体９３の細径部と近接ノズル６１の内側との間に空間４６が存在することができる。任意選択的に、近接ノズル挿入体３１は、蛇腹の内側５６、隙間７４、および／または孔４１を水の逆流９０から分離させる。分離の潜在的利点は、均圧体４２による均圧化および／または蛇腹２４および／または近接ノズル２３における吸込み力１０３の中性化を助けることである。近接ノズル挿入体３１は、近接ノズル開口４５の表面積の縮小をもたらすことができる。近接ノズル開口４５の表面積の縮小により、濾過スクリーン２６に向けられる吸込み力１０３を向上させることができ、その結果、清掃サイクルを効率化することができる。近接ノズル２３の管腔６１の表面は細径部９３上を自在に摺動することができ、近接ノズル２３の運動を可能にする。近接ノズル開口４５の直径の例示的寸法は２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい直径とすることができる。近接ノズル２３の外周６０の直径の例示的寸法は１０ｍｍ、２５ｍｍ、３２ｍｍ、３５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい直径とすることができる。近接ノズル挿入体３１は低摩擦力をもたらす耐久性のある材料、例えばテクパックまたはテフロン（登録商標）から形成することができる。
【００７５】
近接ノズル２３は環状の形状とすることができ、かつ／または丸みを付けた縁６２を備えることもできる。任意選択的に、近接ノズル２３は、耐久性のある材料、例えばテクパックまたはテフロン（登録商標）から形成され、それは濾過スクリーン２６に対する摩擦力をも低減させる。
【００７６】
近接ノズル２３は、種々の接続方式を用いて、例えば割りピン（図示せず）および／または他の方法を用いて、蛇腹２４に接続することができる。追加の代替的接続方法として、接着、溶接、および／またはピン留めが挙げられる。近接ノズル開口４５の総断面直径は、濾過スクリーン２６の表面積に対して０．１％から２０％、または例えば５％から１５％、例えば２％から５％の範囲、またはより小さいか、より大きい相対的サイズとすることができる。典型的には、小さい断面積を持つことにより逆流水９０が集中し、その結果、高い流速、高い圧力、および／または懸濁物および／または特に有機懸濁物の濾過スクリーン２６からの結果的に高い除去率がもたらされる。任意選択的に、清掃される全領域が充分な逆流圧力を達成するように、近接ノズル開口４５は断面を充分に小さくされる。
【００７７】
蛇腹２４は、割りピン２５により、かつ／または別の接続方法、例えば接着および／または溶接を用いて、管２２に接続することができる。
【００７８】
管２２の長軸は、吸込み管コレクタ２１の断面の接線に対し略垂直とすることができる。管２２の外径の例示的寸法は１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい径とすることができる。管２２の内径の例示的寸法は１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２１ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい径とすることができる。管２２は任意選択的に、耐久性のあるかつ／または剛性材料、例えばステンレス鋼、鋼、および／またはプラスチックから形成される。
【００７９】
代替的均圧体の設計
図４は、均圧孔に対する異なる位置の使用を例示する、清掃ヘッド７０の別の実施形態を示す。図示する通り、均圧体４２は、蛇腹２０１の中空空間（任意選択的に蛇腹と管２２との間の間隔２０３、例えば０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい間隔を含む）と連通し、かつ１つ以上の蛇腹穴２０２を介して外側２０６に開口する、ノズルの中空空間２００によって形成することができる。任意選択的に、蛇腹２０４は空間２００から隔離され、任意選択的にそれ自体の均圧体によって供される。任意選択的に、ノズル組立体の異なる部分は、それに関連付けられた異なる均圧体を有する。
【００８０】
本発明の例示的実施形態では、１個、３個、４個、５個、７個、１０個、または他のより小さいか、より大きいか、中間個数の蛇腹穴２０２が設けられる。任意選択的に、蛇腹２０１の一部分は、例えば繊維および／またはメッシュコーティングによって多孔性にされる。任意選択的に、穴２０２は、その複数の閉塞を防止するように配列される。任意選択的に、または代替的に、穴２０２は蛇腹２０１の長さおよび／または外周に沿って配列される。任意選択的に、または代替的に、穴２０２は、蛇腹２０１が逆流９０と流体連通する位置の近くに配列される。本発明の例示的実施形態では、穴２０２は、蛇腹２０１のノズル接近機能を阻害しないように配列される。
【００８１】
例示的均圧体のパラメータ
一部の例示的実施形態では、均圧体４２は、蛇腹の内側５６および／または隙間７４と外側１０５との間の圧力差を１００％低減させる。任意選択的に、または代替的に、均圧体４２は、蛇腹の内側５６および／または隙間７４と外側１０５との間の圧力差を約１００〜５０％の範囲、例えば９０％、８０％、７０％、５０％、または他のより小さいか、中間か、より大きい圧力差だけ低減させる。
【００８２】
一部の実施形態では、均圧体４２は、近接ノズル２３の外周６０の、吸込み力１０３に対して垂直な面上にすることのできる場所に位置付けることができる。
【００８３】
一部の実施形態では、均圧体４２は、弁を、例えばフラップ弁を含むことができる。
【００８４】
実施形態では、均圧体４２は、例えば、圧力を均等化かつ／または制御するように配列された弁、ポンプ、圧力検知器、均圧体、圧力コントローラ、電動制御回路構成、および／または任意の他のデバイスおよび／またはコンポーネントのうちの１つ以上を含め、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を含む。
【００８５】
一部の実施形態では、均圧体４２は、蛇腹２４の吸込み力１０３および／または近接ノズル２３の吸込み力１０３が中性化されるように、任意の２つおよび／またはそれ以上の領域の間の圧力を均等化すべく構成することができる。
【００８６】
一部の実施形態では、均圧体４２は、近接ノズル２３の背後の隙間７４の大きさを増大することによって、かつ／または近接ノズル面６４の表面積を低減することによって、最小限の摩擦力で近接ノズル２３を濾過スクリーン２６上に配置するように、正の圧力勾配を形成することができる。
【００８７】
蛇腹
図５は蛇腹２４の例示的実施形態を示す。蛇腹２４は、襞５１を持つ細管５０から構成することができる。蛇腹２４の寸法は、例えば外径５２を約２５ないし５０ｍｍの範囲、または２７ｍｍ、３５ｍｍ、４５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい外径とすることができる。蛇腹２４の内径５３は、外径５２より約５ないし８ｍｍ小さい範囲、または６ｍｍまたは７ｍｍ小さくすることができる。蛇腹２４の長さ５４は、約３０ないし８０ｍｍの範囲、例えば４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい長さとすることができる。襞５１の数は、約１０ないし２５の範囲、例えば１５個の襞または２０個の襞、または他のより小さいか、中間か、より大きい襞数とすることができる。材料の厚さ５５は、約１ｍｍないし１．５ｍｍの範囲、例えば１．１ｍｍ、１．３ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい厚さとすることができる。
【００８８】
任意選択的に、寸法は、例えば１から５ｍｍの間、例えば２〜３ｍｍのばねの延びのために、約１００〜８００グラム／ｍｍ、例えば１５０グラム／ｍｍ、２５０グラム／ｍｍ、３００グラム／ｍｍ、５００グラム／ｍｍのばね張力、または他のより小さいか、中間か、より大きいばね張力をもたらす。任意選択的に、襞５１は近位および／または遠位方向の運動をもたらす。襞５１間の空間５７が蛇腹２４の外周の周りで均等に増大すると、蛇腹２４の長さ５４が増大することができる。襞５１間の空間５７が蛇腹２４の外周の周りで均等に減少すると、長さ５４が減少することができる。任意選択的に、蛇腹２４は、長い寿命および／または耐久性のために、ステンレス鋼（ＳＳＴ）材から形成することができる。
【００８９】
一部の実施形態では、蛇腹２４の一方の端部は、方向矢印８１、８２によって示すように、例えば任意の方向に傾斜することができる。傾斜は、外周の周りの襞５１間の空間５７を不均等に増大させることによって生じることができる。実施例として、蛇腹２４の底部の襞５１間の空間５７を増大させる一方、蛇腹２４の上部の襞５１間の空間５７を減少させると、近接ノズル２３を方向矢印８１に従って上に傾斜させる効果を上げることができる。別の実施形態では、蛇腹２４が任意選択的に順応する濾過スクリーン２６の抵抗によって傾斜力をもたらす。
【００９０】
近接ノズル２３は、近接ノズル２３の傾斜を考慮して、蛇腹２４の端部に取り付けることができる。傾斜の潜在的利点は、例えば廃棄物の過度の局所的蓄積が存在する場合、濾過スクリーン２６に局所的凹みがある場合、かつ／または濾過スクリーン２６の形状のために発生することのある濾過スクリーン２６の表面の変形に合わせて、近接ノズル２３を調整できることである。蛇腹２４の傾斜能力は、濾過スクリーン２６に対する近接ノズル２３の平滑な運動をもたらし、それによって摩擦量を低減し、かつ／または濾過スクリーン２６にさらなる力を加えることなく濾過スクリーン２６に対して可能な限り接近した近接性を達成することができる。本発明の例示的実施形態では、近接ノズル面６４は濾過スクリーン２６に直角に接触することができる。任意選択的に、近接ノズル面６４は濾過スクリーン２６に直角に対し斜めに、例えば−１０度、−７度、−５度、−３度、０度、＋３度、＋５度、＋７度、＋１０度、または他のより小さいか、中間か、より大きい角度、例えば２０度以上の角度で接触することができる。
【００９１】
一部の実施形態では、襞５１は内側を中空とし、蛇腹の内側５６と連続した状態にすることができる。
【００９２】
一部の実施形態では、襞５１は内側が中空ではなく、例えばその中に発泡体を有する。
【００９３】
一部の実施形態では、ばね状機能を持つ蛇腹２４は、ばね状機能を持たない蛇腹に置換することができ、ばね状機能は取り付けられかつ／または埋め込まれたばねによってもたらされる。
【００９４】
一部の実施形態では、蛇腹２４は任意の弾性要素および／または任意の変形可能な筐体に置換される。
【００９５】
一部の実施形態では、蛇腹２４は変形可能な管（例えば従応性および／または弾性）および／またはばねに置換される。
【００９６】
例示的操作方法
図６は、本発明の実施形態に係る、清掃サイクル中に清掃ヘッドを低い力で濾過スクリーンに接触し続けながら清掃する方法のフローチャートである。該方法について、図７を参照しながら説明する。
【００９７】
図７は、任意選択的に、清掃ヘッド７０の位置の初期構成３００である。任意選択的に、蛇腹２４は、近接ノズル２３が非常に低い力で濾過スクリーン２６に接触するように、近接ノズル２３を押圧するように調整され、接触力は約１００グラムから約３００グラムの範囲、例えば１５０グラム、２５０グラム、または他のより小さいか、中間か、より大きい力である。任意選択的に、力は実質的に一定（例えば、管２２内の負の流圧範囲が１：２、１：４、１：１０の範囲、または他のより小さいか中間の圧力範囲にわたって２倍内）に維持される。
【００９８】
６０２で、清掃ヘッド７０は、例えば図７に示す初期構成３００に配置される。
【００９９】
６１８で、蛇腹２４のばね状張力によって加えられる力は任意選択的に、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６の表面に向かって押圧する。
【０１００】
６０４で、吸込み管コレクタ２１の圧力シンクへの接続により、管２２内に吸込み力１０３が発生する。例えば、図１に示すように、吸込み管コレクタ２１が大気に接続されるように、洗浄弁７を開くことができる。任意選択的に、吸込み力１０３は清掃サイクル中に強度を変動することができ、および／または個々の清掃サイクルの間で強度を変動させることができる。任意選択的に、既存の吸込み力１０３は強度を増大する。
【０１０１】
６０８で、吸込み力１０３は濾過スクリーン２６中に逆流を引き起こし、濾過スクリーン２６からデブリおよび／または廃棄物を除去する。
【０１０２】
任意選択的に、清掃ヘッド７０が濾過スクリーン２６の表面に沿って移動すると、清掃ヘッド７０は６０２にある通り再配置される。
【０１０３】
６１４で、充分な流体の流れの結果、外側１０５と近接ノズル２３の背後の隙間７４および／または蛇腹の内側５６との間で、圧力の均等化および／または低減が任意選択的に達成される。近接ノズル２３における吸込み力１０３および／または蛇腹２４における吸込み力１０３の中性化は任意選択的に、均圧化によって達成される。吸込み力１０３は、近接ノズル２３の背後の隙間７４および／または蛇腹の内側５６に負の圧力を形成する。圧力差は、外側１０５から均圧体４２の孔を介して近接ノズル２３の背後の隙間７４および／または蛇腹の内側５６への流体の流れを引き起こす。均圧体４２は、蛇腹の内側５６および／または近接ノズルの内部７４と外側１０５との間で充分な流体の流入および流出、例えば５リットル／時、１０リットル／時、１５リットル／時、または他のより小さいか、中間か、またはより大きい流量を可能にすることができる。
【０１０４】
６１４に記載された均圧体４２による吸込み力１０３の中性化は、吸込み力１０３が零から増強されるにつれて、かつ／または吸込み力１０３が清掃サイクル中に変動するにつれて、徐々に発生することができる。均圧体４２の潜在的利点は、可変吸込み力１０３に対処することができることである。ステップ６１８にある蛇腹２４の再拡張は、任意選択的に、近接ノズル２３における吸込み力１０３の中性化および／または蛇腹２４における吸込み力１０３の中性化とほぼ同時に発生する。実際、６０２、６１８、６０４、６１４は任意選択的にほぼ同時に発生し、その結果、近接ノズル２３は濾過スクリーン２６にほとんど接触し続けながら、濾過スクリーン２６を清掃する。さらに、たとえ吸込み力１０３が清掃サイクル中に変動する場合であっても、近接ノズル２３と濾過スクリーン２６との間の接触をほとんど維持するように、６０２、６１８、６０４、６１４、６０８は任意選択的に実質的に同時に動作する。
【０１０５】
再び６１８に関連して、可変吸込み力１０３の中性化の結果、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６の方向に押圧するために必要な力の量は、吸込み力１０３が無い場合とほぼ同一とすることができ、それは初期構成３００の場合とほぼ同一である。結果的に得られる構成は、初期構成３００と同一であり、近接ノズル２３が低い力で濾過スクリーン２６と接触できるようになるまでずっと、蛇腹２４は近接ノズル２３を押圧するように調整される。任意選択的に、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６に押し付けるために必要な力は、約０バールから２５バールの間、例えば３バール、５バール、１０バール、１５バール、２３バールの管２２の内側と外側１０５との間の圧力差の範囲、または他のより小さいか、中間か、より大きい圧力差にわたって維持される。
【０１０６】
実施形態では、清掃ヘッド７０の位置の初期構成は、近接ノズル２３が濾過スクリーン２６から約０ｍｍ以内にくるように、蛇腹２４が近接ノズル２３を押圧すべく調整されるようにすることができる。任意選択的に、近接ノズル２３は、初期構成３００に対して約−２ｍｍから約＋４ｍｍの範囲で近位方向および／または遠位方向に移動することができる。任意選択的に、近接ノズル２３の負の遠位方向の移動は、蛇腹２４の収縮によって生じることができる。任意選択的に、または代替的に、近接ノズル２３の負の遠位方向の移動は、例えば濾過スクリーン２６が変形した場合、運動機構のアラインメントがずれた場合、および／または管２２が突然濾過スクリーン２６に押し当てられた場合のノズル２３に対する圧力のため、発生することがある。
【０１０７】
任意選択的に、蛇腹２４と均圧体４２との組合せの結果、濾過スクリーン２６における圧力が例えば１．５バール以下の低圧条件下でも、濾過スクリーン２６を清掃する能力がもたらされる。
【０１０８】
任意選択的に、濾過スクリーン２６の低圧条件下でも濾過スクリーン２６を清掃する能力は結果的に、清掃用の洗浄水の使用量を低下させ、したがって無駄な水の割合を低下させる。
【０１０９】
任意選択的に、濾過システム１０２は連続洗浄モードで動作する能力を有する。
【０１１０】
本発明の例示的実施形態では、通常動作モード中に、濾過システム１０２は流量の約０．１％、０．５％、１％、２％、３％、または他のより小さいか、中間か、より大きい割合を洗浄用に使用する。
【０１１１】
本発明の例示的実施形態では、連続洗浄モード中に、濾過システム１０２は流量の約１％、５％、７％、１０％、１３％、または他のより小さいか、中間か、より大きい割合を洗浄用に使用する。
【０１１２】
単一清掃ヘッド７０の機能および／または構造は、単なる説明のために論じただけである。同一設計および／または異なる設計の複数のヘッドを濾過システムに設けることができる。例えば清掃ヘッド７０の個数は、濾過システム１０２の大きさおよび／または用途に応じて異なる。任意選択的に、他の個数の清掃ヘッド７０、例えば１個、５個、１０個、１５個、２０個、または他のより小さいか、中間か、より大きい個数の清掃ヘッド７０が設けられる。
【０１１３】
上記記載は、単なる実施例としてバラスト水の濾過を使用している。本書に記載する装置は、他の用途、例えば潅水システム、塩水脱塩システム、および／または浄水システムに適用することができる。さらに、用途は水の濾過に限定されない。任意の液体、例えば油を濾過するために使用される濾過スクリーン２６は、記載した実施形態を用いて清掃することのできる濾過システムの一部とすることができる。実施例として、海水の濾過用の濾過システムは、耐食性材料を使用する必要があり得る。別の実施例として、油の濾過用の濾過システムは、典型的にはより小さい清掃ヘッド７０を使用することができる。
【０１１４】
本出願から成熟する特許の存続期間の期間中には、多くの関連する濾過スクリーンが開発されることが予想され、濾過スクリーンの用語の範囲は、すべてのそのような新しい技術を先験的に包含することが意図される。
【０１１５】
本明細書中で使用される用語「約」は、±１０％を示す。
【０１１６】
用語「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、およびそれらの同根語は、「含むが、それらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを意味する。
【０１１７】
用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」は、「含み、それらに限定される（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｎｄ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを意味する。
【０１１８】
表現「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」は、さらなる成分、工程および／または部分が、主張される組成物、方法または構造の基本的かつ新規な特徴を実質的に変化させない場合にだけ、組成物、方法または構造がさらなる成分、工程および／または部分を含み得ることを意味する。
【０１１９】
本明細書中で使用される場合、単数形態（「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数の参照物を包含する。例えば、用語「化合物（ａ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」または用語「少なくとも１つの化合物」は、その混合物を含めて、複数の化合物を包含し得る。
【０１２０】
本開示を通して、本発明の様々な態様が範囲形式で提示され得る。範囲形式での記載は単に便宜上および簡潔化のためであり、本発明の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈すべきでないことを理解しなければならない。従って、範囲の記載は、具体的に開示された可能なすべての部分範囲、ならびに、その範囲に含まれる個々の数値を有すると見なさなければならない。例えば、１〜６などの範囲の記載は、具体的に開示された部分範囲（例えば、１〜３、１〜４、１〜５、２〜４、２〜６、３〜６など）、ならびに、その範囲に含まれる個々の数値（例えば、１、２、３、４、５および６）を有すると見なさなければならない。このことは、範囲の広さにかかわらず、適用される。
【０１２１】
数値範囲が本明細書中で示される場合には常に、示された範囲に含まれる任意の言及された数字（分数または整数）を含むことが意味される。第１の示された数字および第２の示された数字「の範囲である／の間の範囲」という表現、および、第１の示された数字「から」第２の示された数「まで及ぶ／までの範囲」という表現は、交換可能に使用され、第１の示された数字と、第２の示された数字と、その間のすべての分数および整数とを含むことが意味される。
【０１２２】
明確にするため別個の実施形態の文脈で説明されている本発明の特定の特徴が、単一の実施形態に組み合わせて提供されることもできることは分かるであろう。逆に、簡潔にするため単一の実施形態で説明されている本発明の各種の特徴は別個にまたは適切なサブコンビネーションで、あるいは本発明の他の記載される実施形態において好適なように提供することもできる。種々の実施形態の文脈において記載される特定の特徴は、その実施形態がそれらの要素なしに動作不能である場合を除いては、それらの実施形態の不可欠な特徴であると見なされるべきではない。
【０１２３】
本発明はその特定の実施態様によって説明してきたが、多くの別法、変更および変形があることは当業者には明らかであることは明白である。従って、本発明は、本願の請求項の精神と広い範囲の中に入るこのような別法、変更および変形すべてを包含するものである。
【０１２４】
本明細書で挙げた刊行物、特許および特許出願はすべて、個々の刊行物、特許および特許出願が各々あたかも具体的にかつ個々に引用提示されているのと同程度に、全体を本明細書に援用するものである。さらに、本願で引用または確認したことは本発明の先行技術として利用できるという自白とみなすべきではない。節の見出しが使用されている程度まで、それらは必ずしも限定であると解釈されるべきではない。
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本願は、２００９年１１月１２日に出願したＰＣＴ出願Ｎｏ．ＰＣＴ／ＩＢ２００９／００８０６１の優先権の利益、２００９年１１月１３日に出願した米国特許仮出願第６１／２６０，８５６号の米国特許法第１１９条（ｅ）の利益、及び２０１０年９月７日に出願した米国特許仮出願第６１／３８０，３８５号の米国特許法第１１９条（ｅ）の利益を主張し、それらの内容は全体として参照として本明細書中に援用される。
【０００２】
発明の分野
本発明は、その一部の実施形態では、自己清掃濾過システムに関し、さらに詳しくは、しかしそれに限定されないが、濾過スクリーンの清掃に使用されるノズル組立体に関する。
【背景技術】
【０００３】
世界貿易量の８０％超は依然として船で輸送される。貨物が存在しない場合、補償のためにバラスト水が必要である。バラスト水の使用による大きな環境上の脅威が現在存在する。固有の微生物、堆積物、植物、および動物がバラスト水に引き込まれ、世界の別の地域に輸送され、次いで未知の環境に排出される。それに対応して、国際海事機関は、全ての新造船および改造船におけるバラスト水処理システム内の自動フィルタの必須規格を導入した。
【０００４】
水および特に海水の濾過に使用される濾過スクリーンの清掃は困難である。フィルタの孔のサイズが小さければ小さいほど（通常１００ミクロン未満）、濾過スクリーンに蓄積かつ包埋された捕捉懸濁物を除去することが難しくなる。有機物は濾過スクリーンに固着する傾向があり、除去を特に困難にする。
【０００５】
濾過スクリーンの清掃の効率を高める試みの幾つかの例に含まれるものは、次の通りである：
濾過スクリーンに対し接近かつ離反する能力が無く、濾過スクリーンから事前に設定された距離で、吸込み管コレクタに固定されたノズル。
【０００６】
国際特許出願公開第２００６／００８７２９号明細書は、「ノズル３４は、ノズル管４４と、環状リム４７を持つノズルキャップ４６とを備える。管状基部４０は、カバー４８によって閉じられる。ノズル管４４は管状基部４０内で環状ガイド５０とカバー４８の開口とによって支持されて、軸線方向に移動可能な伸縮継手を形成する。円筒ばね４２は、ノズル管４４を軸線方向にメッシュ２０の入口面に向かって付勢する」と開示している。さらに、「伸縮継手およびばね４２は、２つの密封リング５２および５４によって有害な粒子から保護される」とある。
【０００７】
欧州特許出願公開第１７８５１７８号明細書は、「ノズル２３０は、微細フィルタ４０の内部に向かって延びながら、ガイド２１０に沿って、または少なくとも上方部分２１２に沿って移動する」と開示している。さらに、「逆洗操作中に、流体は、ノズル２４０内に画定される空間に向かって、最終濾過チャンバ３０中を通流する。この流れのため、ノズル２４０の外縁２４２が微細フィルタ４０から押し退けられる一方、内縁は微細フィルタに向かって押圧される。ノズル２４０の内縁２４４の面積は外縁２４２の面積より大きいので、流体の流れの全体的効果として、ノズル２４０は微細フィルタ４０の内面に向って押圧される」とある。
【発明の概要】
【０００８】
本発明の一部の実施形態の態様では、
遠位側を圧力シンクに連結された管と、
ノズルと、
前記ノズルを前記管の近位側に連結する弾性要素と、
前記管の前記近位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋する変形可能な筐体と、
を備えた吸込みノズル組立体を提供する。任意選択的に、前記筐体は弾性管を含む。任意選択的に、または代替的に、前記筐体は蛇腹を含み、該蛇腹は前記弾性要素としても働く。任意選択的に、前記蛇腹はステンレス鋼から形成される。
【０００９】
本発明の例示的実施形態では、前記筐体は、前記ノズル内の流れに垂直な方向に延びるように変形可能である。
【００１０】
本発明の例示的実施形態では、組立体は、前記ノズルおよび前記筐体の一方または両方に形成され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の流体連通をもたらす、少なくとも１つの均圧孔を含む。任意選択的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記ノズルに形成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記筐体に形成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記ノズル組立体の内側に、かつ前記ノズル内の流れに垂直な面に突起を有する前記ノズルの部分に隣接して位置する。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記筐体の変形を防止および／または低減するように構成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記筐体内の圧力低下を防止および／または低減するように構成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記ノズルの後退を防止および／または低減するように構成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔は、前記隙間と前記外側との間の圧力差を少なくとも５０％低減する。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔は、合計して、６０ｍｍ２から８００ｍｍ２の間の総断面積を有する。任意選択的に、または代替的に、前記ノズルは少なくとも毎秒８メートルの断面流速を有するように構成される。任意選択的に、または代替的に、前記少なくとも１つの均圧孔は、前記ノズルの周方向に実質的に等間隔の位置に配列された複数の孔を含む。
【００１１】
本発明の例示的実施形態では、前記ノズルは低摩擦ノズルである。
【００１２】
本発明の例示的実施形態では、前記隙間は軸線方向の隙間を含む。任意選択的に、または代替的に、前記隙間は半径方向の隙間を含む。
【００１３】
また、本発明の一部の実施形態では、
フィルタ層と、
本書に記載する組立体と、
前記ノズル組立体を前記層の表面の少なくとも５０％にわたって移動させるように構成された移動アクチュエータと、
を備え、
前記組立体が表面の前記少なくとも５０％の前記移動全体にわたって前記フィルタから５ｍｍ以下の隙間を維持するように構成された、濾過システムを提供する。任意選択的に、前記弾性要素は、１００グラムから８００グラムの間の力で前記ノズルを前記管から前進させる。任意選択的に、前記力は、前記管の内側と前記管の外側との間の少なくとも２バールの圧力差の範囲にわたって維持される。
【００１４】
本発明の例示的実施形態では、組立体は、前記隙間に連結され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の圧力を均等にするように構成された、少なくとも１つの圧力シンクを含む。
【００１５】
本発明の例示的実施形態では、前記圧力シンクは環境への出口を含む。
【００１６】
本発明の一部の実施形態では、隙間を置いて圧力シンクに連結されたノズルをフィルタに接近させる方法であって、
前記ノズルを前記フィルタに向かって弾性的に付勢するステップと、
前記圧力シンクによる前記ノズルの後退を低減するように、前記ノズルの外側と前記隙間との間における充分な流体の流れを可能にするステップと、
を含む方法を提供する。任意選択的に、前記弾性的に付勢するステップは、前記隙間に対して架橋も行なう蛇腹を用いて弾性的に付勢することを含む。任意選択的に、または代替的に、前記充分な流れを可能にするステップは、前記ノズルの１つ以上の均圧チャネルの充分な通流を可能にすることを含む。
【００１７】
本発明の一部の実施形態では、
近位側を圧力シンクに連結された管と、
ノズルと、
前記管の前記遠位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋し、かつ前記ノズルを前記管の遠位側に連結し、かつ前記管に対する前記ノズルの傾斜運動を可能にする変形可能な筐体と、
を備えた、吸込みノズル組立体を提供する。
【００１８】
別途定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術的用語および／または科学的用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載される方法および材料と類似または同等である方法および材料を本発明の実施または試験において使用することができるが、例示的な方法および／または材料が下記に記載される。矛盾する場合には、定義を含めて、本特許明細書が優先する。加えて、材料、方法および実施例は例示にすぎず、限定であることは意図されない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
本明細書では本発明のいくつかの実施形態を単に例示し添付の図面を参照して説明する。特に詳細に図面を参照して、示されている詳細が例示として本発明の実施形態を例示考察することだけを目的としていることを強調するものである。この点について、図面について行う説明によって、本発明の実施形態を実施する方法は当業者には明らかになるであろう。
【００２０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る濾過システムの略図である。
【００２１】
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る清掃ヘッドの断面図である。
【００２２】
【図３】図３は、本発明の別の実施形態に係る清掃ヘッドの断面図である。
【００２３】
【図４】図４は、本発明の別の実施形態に係る清掃ヘッドの断面図である。
【００２４】
【図５】図５は、本発明の実施形態に係る蛇腹の断面図である。
【００２５】
【図６】図６は、本発明の実施形態に係る、清掃サイクル中に清掃ヘッドを低い力で濾過スクリーンに接触し続けながら清掃する方法のフローチャートである。
【００２６】
【図７】図７は、本発明の実施形態に係る、低い力で濾過スクリーンに接触する清掃ヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、その一部の実施形態では、自己清掃濾過システムに関し、さらに詳しくは、しかしそれに限定されないが、濾過スクリーンの清掃に使用されるノズル組立体に関する。
【００２８】
本発明の一部の実施形態の態様は、スクリーンからノズルを通過する流れの存在下で、圧力シンクに接続されたノズルを濾過スクリーンに接近させることに関する。本発明の例示的実施形態では、ノズルは低い力でスクリーンに押し付けられる。任意選択的に、力は、密閉かつ／または閉囲された弾性要素によって提供される。任意選択的に、ノズルが圧力シンクに対して移動するにつれて、閉囲体および／または要素は、摺動するというよりむしろ、かつ／または摺動に加えて、変形する。任意選択的に、移動は軸線方向である。任意選択的に、または代替的に、移動は傾斜を含む。
【００２９】
本発明の例示的実施形態では、ノズルの後退は、それ無しにはノズルに関連付けられる圧力差を直接および／または間接的に低減かつ／または防止する。本発明の例示的実施形態では、閉囲体とノズルの外側の容積との間の圧力差が低減かつ／または防止される。任意選択的に、そのような低減は、前記閉囲体の軸線方向の収縮（および、おそらくそれによるノズルの後退）を低減させる。任意選択的に、または代替的に、ノズルの軸線方向前部と後部との間の圧力差が低減かつ／または防止される。任意選択的に、そのような低減は、ノズルの直接後退を防止する。任意選択的に、または代替的に、圧力シンクから組立体の他の部分に圧力差を伝達するノズル組立体における１つ以上の隙間は、均圧要素を用いて短絡される。
【００３０】
本発明の例示的実施形態では、均圧化は、ノズルおよび／または閉囲体に形成された１つ以上の孔によって提供される。
【００３１】
本発明の例示的実施形態では、ノズルは、間に隙間が形成される状態で、圧力シンクに連結され、閉囲体によって保護される。本発明の例示的実施形態では、隙間は、おそらく堆積物および／または他の外被および／または障害物の存在下でも、ノズルの自由運動を可能にする。任意選択的に、閉囲体は、ある種の外被および／またはデブリがノズル組立体機構を詰まらせかつ／または他の方法で妨害することを低減する。
【００３２】
本発明の例示的実施形態では、任意の可動部間の隙間、例えば摺動部および／または離反する部分の間の隙間は、少なくとも０．５ｍｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも２ｍｍ、またはその他のより小さいか、中間か、より大きい隙間である。
【００３３】
本発明の例示的実施形態では、圧力シンクによって生じる吸込み力の強さが変化する場合でも、均圧体は加えられた力を実質的に同一に維持させる。任意選択的に、１〜５ｍｍ、例えば２〜３ｍｍのような距離の範囲に対して低い力を使用することによって、ノズルは、その変形を生じることなく、濾過スクリーンの形状の種々の不規則性に適合させることができる。
【００３４】
本発明の一部の実施形態の態様は、濾過スクリーンの表面によりよく適合するようにノズルを傾斜させる能力を含むノズル組立体に関する。本発明の例示的実施形態では、ノズルは、傾斜スリーブ、任意選択的に変形可能なスリーブによって、管のような圧力シンクに取り付けられる。任意選択的に、または代替的に、ノズルは、ばねのような弾性要素によって、前記シンクから離反するように、かつ／または前記スクリーンに向かって付勢される。
【００３５】
本発明の一部の実施形態の態様は、蛇腹の両側の圧力を均等化し、蛇腹の力でノズルをスクリーンに向かって押圧することを可能にすることに関する。
【００３６】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳しく説明する前に、本発明は、その適用において、下記の説明に示されるか、および／または図面および／または実施例において例示される構成要素および／または方法の組み立ておよび構成の細部に必ずしも限定されないことを理解しなければならない。本発明は他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実施または実行されることが可能である。
【００３７】
濾過システムの概要
図面の図２〜７に示す本発明の一部の実施形態をよりよく理解するために、最初に、本発明の例示的実施形態を使用することができる図１に示す濾過システム１０２の実施例を参照する。
【００３８】
生水（例えば海水）は生水入口１を通して入口チャンバ３に流入する。水は次いで濾過チャンバ４に向けられ、次いで濾過スクリーン２６を通過する。濾過スクリーン２６は懸濁粒子を水から除去し、次いで懸濁粒子は保持される。濾過された水は、濾過水出口２を通して流出し、そこから下流に向かってシステムの残部に続く。
【００３９】
濾過スクリーン２６における固体の蓄積は汚物の「ケーキ」を形成し、それは徐々に、スクリーンの両側の圧力差を低減させる。本発明の例示的実施形態では、濾過スクリーン２６における局所的逆流を使用して、このケーキを取り除く。
【００４０】
本発明の例示的実施形態では、逆流は、濾過効果の低下の決定に基づいて適用される。任意選択的に、または代替的に、逆流は連続的にかつ／または周期的に適用される。１つの実施形態では、圧力差スイッチ２０が生水入口１と濾過水出口２との間の圧力差を監視する。この圧力が予め定められた閾値より低下すると、清掃サイクルを起動させるために、信号がシステムコントローラに送信される。記載の通り、濾過スクリーン２６の清掃は定期的に行なうこともできる。任意選択的に、または代替的に、清掃サイクルはオペレータが手動で起動させることもできる。
【００４１】
本発明の例示的実施形態では、清掃サイクルは、濾過スクリーン２６の１つ以上の部分に逆流を適用することを含む。任意選択的に、清掃サイクルは濾過スクリーン２６全体、またはその少なくとも３０％、５０％、７０％、もしくは中間百分率を横行することを含む。
【００４２】
本発明の例示的実施形態では、横行は濾過スクリーン２６上の清掃ヘッド７０のモータ駆動式移動を含む。他の移動源、例えば手動移動も提供することができる。本発明の例示的実施形態では、清掃ヘッド７０が移動するが、任意選択的に、濾過スクリーン２６が同様に、かつ／または代わりに移動する。
【００４３】
１つの実施例では、清掃サイクルはシステムコントローラがギヤモータ６のような駆動手段を起動させたときに開始され、それは次いで吸込み管コレクタ２１および取り付けられた清掃ヘッド７０を回転させる。濾過スクリーン２６の表面積の少なくとも５０％超を最終的に網羅するように、運動は螺旋状に行なうことができる。同時に、洗浄弁７が大気および／またはシステムの別の部分のような低圧シンクに開かれる。圧力差は、濾過スクリーン２６を通過する濾過水の逆流を引き起こす。濾過水の逆流は捕捉された固体を濾過スクリーン２６から清掃ヘッド７０内に、かつ任意選択的に洗浄チャンバ５および／または洗浄弁７を排水する吸込み管コレクタ２１を通して除去する。
【００４４】
本発明の例示的実施形態では、清掃プロセスに要する時間は約３０秒である。任意選択的に、例えば圧力差スイッチ２０によって決定された満足のいくレベルに清掃が実施されなかった場合、時間は自動的に増加することができる。
【００４５】
本発明の例示的実施形態では、清掃の方法は少量の水の使用を必要とする。任意選択的に、清掃の方法は、濾過スクリーン２６が充分にきれいになるまで、かつ／またはいつでもフィルタが稼働しているとき、濾過スクリーン２６の大量の蓄積物の清掃が延長時間にわたって続行される、連続洗浄モードとすることができる。
【００４６】
本発明の多くの実施形態では、閉塞した濾過スクリーン２６を通過する流れが制約されるときに、より効率的な清掃が行なわれる。そのような状況は、清掃サイクル中に清掃ヘッド７０が濾過スクリーン２６に接触しているときに発生することがある。清掃ヘッド７０が濾過スクリーン２６からある距離だけ離れて位置すると、濾過スクリーン２６と清掃ヘッド７０との間からの水の流れが存在し、それは、濾過スクリーン２６を清掃するために利用可能な水の量および／または吸込み力を低減させる。
【００４７】
濾過チャンバ４の大きさは、濾過スクリーン２６の大きさに依存することができ、かつ／または任意選択的に、流量を反映して調整される。例示的な非限定的流量は、約１ｍ３／時、約１０ｍ３／時、約１００ｍ３／時、約１０００ｍ３／時、約５０００ｍ３／時、約８０００ｍ３／時、約１００００ｍ３／時、または他のより小さいか、中間か、より大きい流量である。
【００４８】
本発明の例示的実施形態では、濾過スクリーン２６は、一体に焼結された４層ステンレス鋼網目から構成される。濾過スクリーン２６の構造は任意選択的に、潜在的な高い圧力差、例えば少なくとも５バール、少なくとも１０バール、少なくとも１５バール、または中間的数字の圧力差に耐えることができるように選択される。濾過スクリーン２６の金網設計は、その一部の実施形態では、より高い率の懸濁物を保持することができるが、それは清掃することがより難しくなることもあり得る。
【００４９】
潜在的利点
本発明の一部の実施形態は清掃ヘッド７０と濾過スクリーン２６との間の相対的移動をサポートし、圧力差によるスクリーンの歪みに適応することができることに注目されたい。
【００５０】
一部の実施形態では、濾過システム１０２の電力要件は低減される。任意選択的に、電力要件は、１清掃サイクル毎に濾過スクリーン２６から除去されるデブリ（ｄｅｂｒｉｓ）の量の増加のため低減され、それによって必要な清掃サイクルの頻度が低下する。任意選択的に、システムは約０．１ＨＰ、約０．５ＨＰ、約１ＨＰの低い動作エネルギ要件、または他のより小さいか、中間か、より大きいエネルギ要件を有する。
【００５１】
一部の実施形態では、清掃ヘッドノズルをスクリーンに向かって前進させるための弾性力の使用は、清掃ヘッドを任意の向きに作動させることを可能にする。
【００５２】
一部の実施形態では、濾過システム１０２は水平に、かつ／または他の向きに設置される。任意選択的に、システムはある角度範囲のかつ／または種々の向きの、例えば水平方向および／または垂直方向両方の設置をサポートする。
【００５３】
本書で使用する場合、近位および／または近位方向にという用語は、それぞれ濾過スクリーン２６方向の位置および／またはそれに向かう移動を指す。本書で使用する場合、遠位および／または遠位方向にという用語は、それぞれ濾過スクリーン２６から離れた位置および／またはそれから離反する移動を指す。
【００５４】
本発明の一部の実施形態は、伸縮自在の継手上のノズルを濾過スクリーン２６の方向に押圧するという、密閉されたチャンバ内部のばねの使用に勝る潜在的利点を有する。清掃サイクル中に、例えば濾過スクリーンの１つの領域が少量のデブリを有し、かつ／または別の領域が厚い層のデブリを有する場合に発生するように、濾過スクリーン２６を跨ぐ動作圧力は絶えず変化する。ノズルを常に濾過スクリーンに押し付けることができるように、ばねは可能な限りの高い動作圧力に打ち勝つ必要がある。実際的な結果として、ノズルは、単に濾過スクリーン２６に接触するために必要な力より高い力で濾過スクリーン２６を押し付ける。過度の力は摩擦による摩耗および／または断裂を引き起こす。
【００５５】
本発明の一部の実施形態はまた、伸縮継手および／またはばねに汚物が固着するのを防止するために密閉チャンバを使用しないことを選択することによって、潜在的な利点を有する。したがって、伸縮継手および／またはばねをシール上で移動させることによって生じる摩擦による高い摩耗および／または断裂を低減かつ／または回避することができる。任意選択的に、または代替的に、摺動シールを持たないことによって、そうしなければ正しい動作を阻害するシールにおける蓄積が回避される。
【００５６】
本発明の記載した実施形態は潜在的に、より安価かつ／またはより低頻度の保守および／または修理を必要とすることができる。
【００５７】
例示的実施形態
ここで図面を参照すると、図２は、ノズルが低い摩擦力で濾過スクリーンに接触するように、約１００グラム／ｍｍ、約１５０グラム／ｍｍ、約２００グラム／ｍｍのばね張力、または他のより小さいか、中間か、より大きいばね張力を提供して、ノズルを濾過スクリーン２６の表面に接近させることのできる清掃ヘッド７０の実施形態を示す。例えば、接触力は１０から５００グラムの間、例えば５０から３００グラムの間、または１００から２００グラムの間とすることができる。図示する通り、近接ノズル２３は蛇腹２４によって管２２に連結される。任意選択的に、蛇腹２４はそれが拡張および／または収縮することを可能にする複数の襞５１を含む。本発明の例示的実施形態では、蛇腹２４は、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６に向かって付勢するように（例えば長さ、位置、および／または弾力性を）構成される。近接ノズル２３の逆動が必要な場合、蛇腹２３は任意選択的にそのような運動に適応する。
【００５８】
動作中に、（例えば清掃サイクル中に）吸込み管コレクタ２１は任意選択的に圧力シンクに接続され、それにより管２１内および／または近接ノズル７３の内側に吸込み力１０３が形成される。そのような吸込み力１０３の潜在的な問題は、例えば近接ノズル２３の近位側がその遠位側より高い圧力を経験するため、近接ノズル２３が後退することがあり得ることである。任意選択的に、または代替的に、吸込み力１０３は蛇腹２４内部の圧力を低減させることができ、その収縮および／またはおそらく近接ノズル２３の後退を引き起こす。本発明の一部の実施形態は、大型化を防止または回避するために、そのような吸込み力を清掃ヘッドの種々の部分に伝達することのできる大きい隙間を含むことが注目される。また、吸込み力、濾過スクリーンからの清掃ヘッドの偏位、および／または閉塞度のみならず、ノズルの後退に対する抵抗も、経時的に（サイクル内および／またはサイクル間で）、かつ／またはシステムの間で変化し得ることも注目される。
【００５９】
本発明の例示的実施形態では、１つ以上の均圧体４２を使用して、近接ノズル２３および／または蛇腹２４に対する吸込み力１０３の後退効果を低減および／または中性化する。任意選択的に、均圧化は、近接ノズル２３の背後の隙間７４および／または蛇腹の内側５６および／または外側１０５の間の流体連通によって行なわれる。外側１０５は濾過スクリーン２６の表面に近接することができる。任意選択的に、近接ノズル２３に対する吸込み力１０３の中性化は、近接ノズル２３の遠位移動を防止する。任意選択的に、蛇腹２４に対する吸込み力１０３の中性化は、蛇腹２４が拡張形状（または均等化が調整された場合には再拡張）を維持し、かつ／または近接ノズル２３を濾過スクリーン２６に向かって押圧することを可能にする。
【００６０】
任意選択的に、再拡張は蛇腹２４のばね状動作によって達成される。任意選択的に、蛇腹２４は、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６に接触するまでずっと、ただし摩擦を低くするため低い力で押圧するように、その初期位置に対して近位方向または遠位方向に、例えば−３ｍｍ、−２ｍｍ、−１ｍｍ、０ｍｍ、＋１ｍｍ、＋３ｍｍ、＋５ｍｍ、または初期位置に対して他のより小さいか、中間か、より大きい距離、調整することができる。
【００６１】
任意選択的に、蛇腹２４は手動でかつ／または自動的に調整することができる。任意選択的に、蛇腹２４は、調整ねじ、調整用ワッシャ、および／または調整用ナット、および／または例えば当業界で公知の他の管および／または張力調整手段を用いて、調整することができる。任意選択的に、管２２の長さを同様に、かつ／または代わりに調整することができる。
【００６２】
任意選択的に、管２２は狭窄部７６を有することができる。
【００６３】
本発明の例示的実施形態では、均圧体４２は、任意選択的に弁付きのチャネルである。任意選択的に、または代替的に、均圧体４２は、電動弁および／またはポンプのような能動要素である。
【００６４】
本発明の例示的実施形態では、近接ノズル２３を通流する流速は少なくとも１０メートル／秒、少なくとも８メートル／秒、少なくとも２メートル／秒、少なくとも４メートル／秒、少なくとも６メートル／秒または他のより小さいか、中間か、より大きい流速である。
【００６５】
記載スル実施形態の潜在的な利点は、近接ノズル２３と濾過スクリーン２６との間に、吸込み力１０３の変化とは実質的に独立した、かつ／または必要な場合には近接ノズル２３の移動を可能にする、低い摩擦力がもたらされることである。低い摩擦力の潜在的な利点は、保守および／または修理要件が低いことである。ばねおよび／または伸縮継手の代わりに蛇腹２４を使用する潜在的な利点は、清掃ヘッド７０が小さい粒子の蓄積のために閉塞しないことである。清掃ヘッド７０の別の潜在的利点は、摩擦による摩耗および／または断裂を免れないシールを持たないことである。
【００６６】
一部の実施形態の別の潜在的利点は、保守を容易にすることができ、かつ／または特殊な工具および／または昇降器具無しで１人の人間によって達成することができることである。任意選択的に、または代替的に、近接ノズル２３および／または蛇腹２４を一体部品および／または別個の部品として取り外すことができるので、保守は容易化される。任意選択的に、または代替的に、清掃ヘッド７０が小さい粒子の蓄積のために閉塞しないので、保守は容易化される。任意選択的に、または代替的に、低い摩擦力の結果、低い摩耗および／または断裂のため、保守が容易化される。任意選択的に、または代替的に、濾過システム１０２が必要とする清掃サイクルの頻度が低下するので、保守が容易化される。
【００６７】
代替的実施形態
図３は、均圧体として使用される孔を示す、清掃ヘッド７０の別の実施形態を示す。また、管および／またはノズル間の管継手の選択肢をも示す。そのような特徴は、本書に記載する他の実施形態でも使用することができる。
【００６８】
図３に示す通り、均圧体４２は任意選択的にチャネルとして、例えばＬ形チャネル４１として具現される。代替的実施形態では、チャネルは直線状であり、かつ／または近接ノズル２３の流動軸線に対し傾斜する。
【００６９】
図示する実施形態では、孔４３の外端は、近接ノズル２３の外周６０に位置することができる。孔４４の内端は内部リム６３上に位置し、かつ／または蛇腹の内側５６および／または近接ノズル２３の背後の隙間７４と流体連通することができる。
【００７０】
上述の通り、均圧体４２は、蛇腹２４に対する吸込み力１０３および／または近接ノズル２３に対する吸込み力１０３を中性化することができる。任意選択的に、均圧体４２は、流体連通をもたらすことによって、外側１０５による蛇腹の内側５６および／または隙間７４の圧力を均等化する。外側１０５は濾過スクリーン２６に近接して位置することができる。任意選択的に、または代替的に、外側１０５は濾過スクリーン２６から０ｍｍ、０．２ｍｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの距離、または他のより小さいか、中間か、より大きい距離に位置する。本発明の例示的実施形態では、４つの孔４１が設けられる。代替的に、他の数の孔、例えば２個、３個、５個、６個、または他のより小さいか、中間か、より大きい数の孔が設けられる。任意選択的に、孔４１は外周６０に等間隔に配置される。任意選択的に、孔は、単一のデブリ片によって同時に全部が閉塞することができないように配列される。任意選択的に、孔は、管２１内の前方向（逆方向ではなく）圧力の増大を達成することによって、閉塞を除去することができる。任意選択的に、そのような閉塞除去は、周期的にかつ／または手動でかつ／または自動的に達成される。
【００７１】
本発明の例示的実施形態では、孔４３の外端の表面積は約１ｍｍ２から約１０ｍｍ２の範囲、例えば２ｍｍ２から５ｍｍ２の範囲である。孔４４の内端の表面積は約１ｍｍ２から約１０ｍｍ２の範囲、例えば２ｍｍ２から５ｍｍ２の範囲である。任意選択的に、孔は実質的に均等な断面積を有する。孔４３の外端の表面積の総断面積は、近接ノズル開口４５の面積の０．１％から２０％の間、例えば５％から１５％、例えば２％から５％の範囲である。孔４３の総断面積は、約６０ｍｍ２から約８００ｍｍ２の間、例えば２００ｍｍ２から５００ｍｍ２の範囲である。
【００７２】
本発明の例示的実施形態では、清掃ヘッド７０は、管２２に取り付けられかつ／または近接ノズル２３の移動を案内する、任意近接ノズル挿入体３１を含む。本発明の例示的実施形態では、近接ノズル挿入体３１は、管２２に装着されかつ任意選択的にそこに取り付けかつ／またはその後方移動を防止するためのフランジを含む、幅広の端部９１を含む。任意選択的に、端部９１の外径は内径と一致し、管２２の内面９２と面一に適合する。任意選択的に、管は非円形断面を有し、挿入体３１および管２２の連動を助長することができる。
【００７３】
本発明の例示的実施形態では、挿入体３１の縮径９３を有する狭小頚部は、近接ノズル２３の主要管腔６１の内径より小さい直径を有する。任意選択的に、接触は面一であり、摩擦は材料の適切な選択によって低減される（例えば近接ノズル２３および／または挿入体３１は例えばテクパックまたはテフロン（登録商標）から形成される）。
【００７４】
一部の設計では、近接ノズル挿入体９３の細径部と近接ノズル６１の内側との間に空間４６が存在することができる。任意選択的に、近接ノズル挿入体３１は、蛇腹の内側５６、隙間７４、および／または孔４１を水の逆流９０から分離させる。分離の潜在的利点は、均圧体４２による均圧化および／または蛇腹２４および／または近接ノズル２３における吸込み力１０３の中性化を助けることである。近接ノズル挿入体３１は、近接ノズル開口４５の表面積の縮小をもたらすことができる。近接ノズル開口４５の表面積の縮小により、濾過スクリーン２６に向けられる吸込み力１０３を向上させることができ、その結果、清掃サイクルを効率化することができる。近接ノズル２３の管腔６１の表面は細径部９３上を自在に摺動することができ、近接ノズル２３の運動を可能にする。近接ノズル開口４５の直径の例示的寸法は２ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい直径とすることができる。近接ノズル２３の外周６０の直径の例示的寸法は１０ｍｍ、２５ｍｍ、３２ｍｍ、３５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい直径とすることができる。近接ノズル挿入体３１は低摩擦力をもたらす耐久性のある材料、例えばテクパックまたはテフロン（登録商標）から形成することができる。
【００７５】
近接ノズル２３は環状の形状とすることができ、かつ／または丸みを付けた縁６２を備えることもできる。任意選択的に、近接ノズル２３は、耐久性のある材料、例えばテクパックまたはテフロン（登録商標）から形成され、それは濾過スクリーン２６に対する摩擦力をも低減させる。
【００７６】
近接ノズル２３は、種々の接続方式を用いて、例えば割りピン（図示せず）および／または他の方法を用いて、蛇腹２４に接続することができる。追加の代替的接続方法として、接着、溶接、および／またはピン留めが挙げられる。近接ノズル開口４５の総断面直径は、濾過スクリーン２６の表面積に対して０．１％から２０％、または例えば５％から１５％、例えば２％から５％の範囲、またはより小さいか、より大きい相対的サイズとすることができる。典型的には、小さい断面積を持つことにより逆流水９０が集中し、その結果、高い流速、高い圧力、および／または懸濁物および／または特に有機懸濁物の濾過スクリーン２６からの結果的に高い除去率がもたらされる。任意選択的に、清掃される全領域が充分な逆流圧力を達成するように、近接ノズル開口４５は断面を充分に小さくされる。
【００７７】
蛇腹２４は、割りピン２５により、かつ／または別の接続方法、例えば接着および／または溶接を用いて、管２２に接続することができる。
【００７８】
管２２の長軸は、吸込み管コレクタ２１の断面の接線に対し略垂直とすることができる。管２２の外径の例示的寸法は１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい径とすることができる。管２２の内径の例示的寸法は１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２１ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい径とすることができる。管２２は任意選択的に、耐久性のあるかつ／または剛性材料、例えばステンレス鋼、鋼、および／またはプラスチックから形成される。
【００７９】
代替的均圧体の設計
図４は、均圧孔に対する異なる位置の使用を例示する、清掃ヘッド７０の別の実施形態を示す。図示する通り、均圧体４２は、蛇腹２０１の中空空間（任意選択的に蛇腹と管２２との間の間隔２０３、例えば０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい間隔を含む）と連通し、かつ１つ以上の蛇腹穴２０２を介して外側２０６に開口する、ノズルの中空空間２００によって形成することができる。任意選択的に、蛇腹２０４は空間２００から隔離され、任意選択的にそれ自体の均圧体によって供される。任意選択的に、ノズル組立体の異なる部分は、それに関連付けられた異なる均圧体を有する。
【００８０】
本発明の例示的実施形態では、１個、３個、４個、５個、７個、１０個、または他のより小さいか、より大きいか、中間個数の蛇腹穴２０２が設けられる。任意選択的に、蛇腹２０１の一部分は、例えば繊維および／またはメッシュコーティングによって多孔性にされる。任意選択的に、穴２０２は、その複数の閉塞を防止するように配列される。任意選択的に、または代替的に、穴２０２は蛇腹２０１の長さおよび／または外周に沿って配列される。任意選択的に、または代替的に、穴２０２は、蛇腹２０１が逆流９０と流体連通する位置の近くに配列される。本発明の例示的実施形態では、穴２０２は、蛇腹２０１のノズル接近機能を阻害しないように配列される。
【００８１】
例示的均圧体のパラメータ
一部の例示的実施形態では、均圧体４２は、蛇腹の内側５６および／または隙間７４と外側１０５との間の圧力差を１００％低減させる。任意選択的に、または代替的に、均圧体４２は、蛇腹の内側５６および／または隙間７４と外側１０５との間の圧力差を約１００〜５０％の範囲、例えば９０％、８０％、７０％、５０％、または他のより小さいか、中間か、より大きい圧力差だけ低減させる。
【００８２】
一部の実施形態では、均圧体４２は、近接ノズル２３の外周６０の、吸込み力１０３に対して垂直な面上にすることのできる場所に位置付けることができる。
【００８３】
一部の実施形態では、均圧体４２は、弁を、例えばフラップ弁を含むことができる。
【００８４】
実施形態では、均圧体４２は、例えば、圧力を均等化かつ／または制御するように配列された弁、ポンプ、圧力検知器、均圧体、圧力コントローラ、電動制御回路構成、および／または任意の他のデバイスおよび／またはコンポーネントのうちの１つ以上を含め、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）を含む。
【００８５】
一部の実施形態では、均圧体４２は、蛇腹２４の吸込み力１０３および／または近接ノズル２３の吸込み力１０３が中性化されるように、任意の２つおよび／またはそれ以上の領域の間の圧力を均等化すべく構成することができる。
【００８６】
一部の実施形態では、均圧体４２は、近接ノズル２３の背後の隙間７４の大きさを増大することによって、かつ／または近接ノズル面６４の表面積を低減することによって、最小限の摩擦力で近接ノズル２３を濾過スクリーン２６上に配置するように、正の圧力勾配を形成することができる。
【００８７】
蛇腹
図５は蛇腹２４の例示的実施形態を示す。蛇腹２４は、襞５１を持つ細管５０から構成することができる。蛇腹２４の寸法は、例えば外径５２を約２５ないし５０ｍｍの範囲、または２７ｍｍ、３５ｍｍ、４５ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい外径とすることができる。蛇腹２４の内径５３は、外径５２より約５ないし８ｍｍ小さい範囲、または６ｍｍまたは７ｍｍ小さくすることができる。蛇腹２４の長さ５４は、約３０ないし８０ｍｍの範囲、例えば４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい長さとすることができる。襞５１の数は、約１０ないし２５の範囲、例えば１５個の襞または２０個の襞、または他のより小さいか、中間か、より大きい襞数とすることができる。材料の厚さ５５は、約１ｍｍないし１．５ｍｍの範囲、例えば１．１ｍｍ、１．３ｍｍ、または他のより小さいか、中間か、より大きい厚さとすることができる。
【００８８】
任意選択的に、寸法は、例えば１から５ｍｍの間、例えば２〜３ｍｍのばねの延びのために、約１００〜８００グラム／ｍｍ、例えば１５０グラム／ｍｍ、２５０グラム／ｍｍ、３００グラム／ｍｍ、５００グラム／ｍｍのばね張力、または他のより小さいか、中間か、より大きいばね張力をもたらす。任意選択的に、襞５１は近位および／または遠位方向の運動をもたらす。襞５１間の空間５７が蛇腹２４の外周の周りで均等に増大すると、蛇腹２４の長さ５４が増大することができる。襞５１間の空間５７が蛇腹２４の外周の周りで均等に減少すると、長さ５４が減少することができる。任意選択的に、蛇腹２４は、長い寿命および／または耐久性のために、ステンレス鋼（ＳＳＴ）材から形成することができる。
【００８９】
一部の実施形態では、蛇腹２４の一方の端部は、方向矢印８１、８２によって示すように、例えば任意の方向に傾斜することができる。傾斜は、外周の周りの襞５１間の空間５７を不均等に増大させることによって生じることができる。実施例として、蛇腹２４の底部の襞５１間の空間５７を増大させる一方、蛇腹２４の上部の襞５１間の空間５７を減少させると、近接ノズル２３を方向矢印８１に従って上に傾斜させる効果を上げることができる。別の実施形態では、蛇腹２４が任意選択的に順応する濾過スクリーン２６の抵抗によって傾斜力をもたらす。
【００９０】
近接ノズル２３は、近接ノズル２３の傾斜を考慮して、蛇腹２４の端部に取り付けることができる。傾斜の潜在的利点は、例えば廃棄物の過度の局所的蓄積が存在する場合、濾過スクリーン２６に局所的凹みがある場合、かつ／または濾過スクリーン２６の形状のために発生することのある濾過スクリーン２６の表面の変形に合わせて、近接ノズル２３を調整できることである。蛇腹２４の傾斜能力は、濾過スクリーン２６に対する近接ノズル２３の平滑な運動をもたらし、それによって摩擦量を低減し、かつ／または濾過スクリーン２６にさらなる力を加えることなく濾過スクリーン２６に対して可能な限り接近した近接性を達成することができる。本発明の例示的実施形態では、近接ノズル面６４は濾過スクリーン２６に直角に接触することができる。任意選択的に、近接ノズル面６４は濾過スクリーン２６に直角に対し斜めに、例えば−１０度、−７度、−５度、−３度、０度、＋３度、＋５度、＋７度、＋１０度、または他のより小さいか、中間か、より大きい角度、例えば２０度以上の角度で接触することができる。
【００９１】
一部の実施形態では、襞５１は内側を中空とし、蛇腹の内側５６と連続した状態にすることができる。
【００９２】
一部の実施形態では、襞５１は内側が中空ではなく、例えばその中に発泡体を有する。
【００９３】
一部の実施形態では、ばね状機能を持つ蛇腹２４は、ばね状機能を持たない蛇腹に置換することができ、ばね状機能は取り付けられかつ／または埋め込まれたばねによってもたらされる。
【００９４】
一部の実施形態では、蛇腹２４は任意の弾性要素および／または任意の変形可能な筐体に置換される。
【００９５】
一部の実施形態では、蛇腹２４は変形可能な管（例えば従応性および／または弾性）および／またはばねに置換される。
【００９６】
例示的操作方法
図６は、本発明の実施形態に係る、清掃サイクル中に清掃ヘッドを低い力で濾過スクリーンに接触し続けながら清掃する方法のフローチャートである。該方法について、図７を参照しながら説明する。
【００９７】
図７は、任意選択的に、清掃ヘッド７０の位置の初期構成３００である。任意選択的に、蛇腹２４は、近接ノズル２３が非常に低い力で濾過スクリーン２６に接触するように、近接ノズル２３を押圧するように調整され、接触力は約１００グラムから約３００グラムの範囲、例えば１５０グラム、２５０グラム、または他のより小さいか、中間か、より大きい力である。任意選択的に、力は実質的に一定（例えば、管２２内の負の流圧範囲が１：２、１：４、１：１０の範囲、または他のより小さいか中間の圧力範囲にわたって２倍内）に維持される。
【００９８】
６０２で、清掃ヘッド７０は、例えば図７に示す初期構成３００に配置される。
【００９９】
６１８で、蛇腹２４のばね状張力によって加えられる力は任意選択的に、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６の表面に向かって押圧する。
【０１００】
６０４で、吸込み管コレクタ２１の圧力シンクへの接続により、管２２内に吸込み力１０３が発生する。例えば、図１に示すように、吸込み管コレクタ２１が大気に接続されるように、洗浄弁７を開くことができる。任意選択的に、吸込み力１０３は清掃サイクル中に強度を変動することができ、および／または個々の清掃サイクルの間で強度を変動させることができる。任意選択的に、既存の吸込み力１０３は強度を増大する。
【０１０１】
６０８で、吸込み力１０３は濾過スクリーン２６中に逆流を引き起こし、濾過スクリーン２６からデブリおよび／または廃棄物を除去する。
【０１０２】
任意選択的に、清掃ヘッド７０が濾過スクリーン２６の表面に沿って移動すると、清掃ヘッド７０は６０２にある通り再配置される。
【０１０３】
６１４で、充分な流体の流れの結果、外側１０５と近接ノズル２３の背後の隙間７４および／または蛇腹の内側５６との間で、圧力の均等化および／または低減が任意選択的に達成される。近接ノズル２３における吸込み力１０３および／または蛇腹２４における吸込み力１０３の中性化は任意選択的に、均圧化によって達成される。吸込み力１０３は、近接ノズル２３の背後の隙間７４および／または蛇腹の内側５６に負の圧力を形成する。圧力差は、外側１０５から均圧体４２の孔を介して近接ノズル２３の背後の隙間７４および／または蛇腹の内側５６への流体の流れを引き起こす。均圧体４２は、蛇腹の内側５６および／または近接ノズルの内部７４と外側１０５との間で充分な流体の流入および流出、例えば５リットル／時、１０リットル／時、１５リットル／時、または他のより小さいか、中間か、またはより大きい流量を可能にすることができる。
【０１０４】
６１４に記載された均圧体４２による吸込み力１０３の中性化は、吸込み力１０３が零から増強されるにつれて、かつ／または吸込み力１０３が清掃サイクル中に変動するにつれて、徐々に発生することができる。均圧体４２の潜在的利点は、可変吸込み力１０３に対処することができることである。ステップ６１８にある蛇腹２４の再拡張は、任意選択的に、近接ノズル２３における吸込み力１０３の中性化および／または蛇腹２４における吸込み力１０３の中性化とほぼ同時に発生する。実際、６０２、６１８、６０４、６１４は任意選択的にほぼ同時に発生し、その結果、近接ノズル２３は濾過スクリーン２６にほとんど接触し続けながら、濾過スクリーン２６を清掃する。さらに、たとえ吸込み力１０３が清掃サイクル中に変動する場合であっても、近接ノズル２３と濾過スクリーン２６との間の接触をほとんど維持するように、６０２、６１８、６０４、６１４、６０８は任意選択的に実質的に同時に動作する。
【０１０５】
再び６１８に関連して、可変吸込み力１０３の中性化の結果、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６の方向に押圧するために必要な力の量は、吸込み力１０３が無い場合とほぼ同一とすることができ、それは初期構成３００の場合とほぼ同一である。結果的に得られる構成は、初期構成３００と同一であり、近接ノズル２３が低い力で濾過スクリーン２６と接触できるようになるまでずっと、蛇腹２４は近接ノズル２３を押圧するように調整される。任意選択的に、近接ノズル２３を濾過スクリーン２６に押し付けるために必要な力は、約０バールから２５バールの間、例えば３バール、５バール、１０バール、１５バール、２３バールの管２２の内側と外側１０５との間の圧力差の範囲、または他のより小さいか、中間か、より大きい圧力差にわたって維持される。
【０１０６】
実施形態では、清掃ヘッド７０の位置の初期構成は、近接ノズル２３が濾過スクリーン２６から約０ｍｍ以内にくるように、蛇腹２４が近接ノズル２３を押圧すべく調整されるようにすることができる。任意選択的に、近接ノズル２３は、初期構成３００に対して約−２ｍｍから約＋４ｍｍの範囲で近位方向および／または遠位方向に移動することができる。任意選択的に、近接ノズル２３の負の遠位方向の移動は、蛇腹２４の収縮によって生じることができる。任意選択的に、または代替的に、近接ノズル２３の負の遠位方向の移動は、例えば濾過スクリーン２６が変形した場合、運動機構のアラインメントがずれた場合、および／または管２２が突然濾過スクリーン２６に押し当てられた場合のノズル２３に対する圧力のため、発生することがある。
【０１０７】
任意選択的に、蛇腹２４と均圧体４２との組合せの結果、濾過スクリーン２６における圧力が例えば１．５バール以下の低圧条件下でも、濾過スクリーン２６を清掃する能力がもたらされる。
【０１０８】
任意選択的に、濾過スクリーン２６の低圧条件下でも濾過スクリーン２６を清掃する能力は結果的に、清掃用の洗浄水の使用量を低下させ、したがって無駄な水の割合を低下させる。
【０１０９】
任意選択的に、濾過システム１０２は連続洗浄モードで動作する能力を有する。
【０１１０】
本発明の例示的実施形態では、通常動作モード中に、濾過システム１０２は流量の約０．１％、０．５％、１％、２％、３％、または他のより小さいか、中間か、より大きい割合を洗浄用に使用する。
【０１１１】
本発明の例示的実施形態では、連続洗浄モード中に、濾過システム１０２は流量の約１％、５％、７％、１０％、１３％、または他のより小さいか、中間か、より大きい割合を洗浄用に使用する。
【０１１２】
単一清掃ヘッド７０の機能および／または構造は、単なる説明のために論じただけである。同一設計および／または異なる設計の複数のヘッドを濾過システムに設けることができる。例えば清掃ヘッド７０の個数は、濾過システム１０２の大きさおよび／または用途に応じて異なる。任意選択的に、他の個数の清掃ヘッド７０、例えば１個、５個、１０個、１５個、２０個、または他のより小さいか、中間か、より大きい個数の清掃ヘッド７０が設けられる。
【０１１３】
上記記載は、単なる実施例としてバラスト水の濾過を使用している。本書に記載する装置は、他の用途、例えば潅水システム、塩水脱塩システム、および／または浄水システムに適用することができる。さらに、用途は水の濾過に限定されない。任意の液体、例えば油を濾過するために使用される濾過スクリーン２６は、記載した実施形態を用いて清掃することのできる濾過システムの一部とすることができる。実施例として、海水の濾過用の濾過システムは、耐食性材料を使用する必要があり得る。別の実施例として、油の濾過用の濾過システムは、典型的にはより小さい清掃ヘッド７０を使用することができる。
【０１１４】
本出願から成熟する特許の存続期間の期間中には、多くの関連する濾過スクリーンが開発されることが予想され、濾過スクリーンの用語の範囲は、すべてのそのような新しい技術を先験的に包含することが意図される。
【０１１５】
本明細書中で使用される用語「約」は、±１０％を示す。
【０１１６】
用語「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、およびそれらの同根語は、「含むが、それらに限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを意味する。
【０１１７】
用語「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」は、「含み、それらに限定される（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ａｎｄ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを意味する。
【０１１８】
表現「から本質的になる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」は、さらなる成分、工程および／または部分が、主張される組成物、方法または構造の基本的かつ新規な特徴を実質的に変化させない場合にだけ、組成物、方法または構造がさらなる成分、工程および／または部分を含み得ることを意味する。
【０１１９】
本明細書中で使用される場合、単数形態（「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」）は、文脈がそうでないことを明確に示さない限り、複数の参照物を包含する。例えば、用語「化合物（ａ ｃｏｍｐｏｕｎｄ）」または用語「少なくとも１つの化合物」は、その混合物を含めて、複数の化合物を包含し得る。
【０１２０】
本開示を通して、本発明の様々な態様が範囲形式で提示され得る。範囲形式での記載は単に便宜上および簡潔化のためであり、本発明の範囲に対する柔軟性のない限定として解釈すべきでないことを理解しなければならない。従って、範囲の記載は、具体的に開示された可能なすべての部分範囲、ならびに、その範囲に含まれる個々の数値を有すると見なさなければならない。例えば、１〜６などの範囲の記載は、具体的に開示された部分範囲（例えば、１〜３、１〜４、１〜５、２〜４、２〜６、３〜６など）、ならびに、その範囲に含まれる個々の数値（例えば、１、２、３、４、５および６）を有すると見なさなければならない。このことは、範囲の広さにかかわらず、適用される。
【０１２１】
数値範囲が本明細書中で示される場合には常に、示された範囲に含まれる任意の言及された数字（分数または整数）を含むことが意味される。第１の示された数字および第２の示された数字「の範囲である／の間の範囲」という表現、および、第１の示された数字「から」第２の示された数「まで及ぶ／までの範囲」という表現は、交換可能に使用され、第１の示された数字と、第２の示された数字と、その間のすべての分数および整数とを含むことが意味される。
【０１２２】
明確にするため別個の実施形態の文脈で説明されている本発明の特定の特徴が、単一の実施形態に組み合わせて提供されることもできることは分かるであろう。逆に、簡潔にするため単一の実施形態で説明されている本発明の各種の特徴は別個にまたは適切なサブコンビネーションで、あるいは本発明の他の記載される実施形態において好適なように提供することもできる。種々の実施形態の文脈において記載される特定の特徴は、その実施形態がそれらの要素なしに動作不能である場合を除いては、それらの実施形態の不可欠な特徴であると見なされるべきではない。
【０１２３】
本発明はその特定の実施態様によって説明してきたが、多くの別法、変更および変形があることは当業者には明らかであることは明白である。従って、本発明は、本願の請求項の精神と広い範囲の中に入るこのような別法、変更および変形すべてを包含するものである。
【０１２４】
本明細書で挙げた刊行物、特許および特許出願はすべて、個々の刊行物、特許および特許出願が各々あたかも具体的にかつ個々に引用提示されているのと同程度に、全体を本明細書に援用するものである。さらに、本願で引用または確認したことは本発明の先行技術として利用できるという自白とみなすべきではない。節の見出しが使用されている程度まで、それらは必ずしも限定であると解釈されるべきではない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠位側を圧力シンクに連結された管と、
ノズルと、
前記ノズルを前記管の近位側に連結する弾性要素と、
前記管の前記近位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋する変形可能な筐体と、
を備えた吸込みノズル組立体。
【請求項２】
前記筐体は弾性管を含む、請求項１に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項３】
前記筐体は蛇腹を含み、該蛇腹は前記弾性要素としても働く、請求項１に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項４】
前記蛇腹はステンレス鋼から形成される、請求項３に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項５】
前記筐体は、前記ノズル内の流れに垂直な方向に延びるように変形可能である、請求項１〜４のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項６】
前記ノズルおよび前記筐体の一方または両方に形成され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の流体連通をもたらす、少なくとも１つの均圧孔を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記ノズルに形成される、請求項６に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項８】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記筐体に形成される、請求項６または７に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項９】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記ノズル組立体の内側に、かつ前記ノズル内の流れに垂直な面に突起を有する前記ノズルの部分に隣接して位置される、請求項６〜８のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記筐体の変形を防止および／または低減するように構成される、請求項６〜９のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記筐体内の圧力低下を防止および／または低減するように構成される、請求項６〜１０のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記ノズルの後退を防止および／または低減するように構成される、請求項６〜１１のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの均圧孔は、前記隙間と前記外側との間の圧力差を少なくとも５０％低減する、請求項６〜１２のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの均圧孔は、合計して、６０ｍｍ２から８００ｍｍ２の間の総断面積を有する、請求項６〜１３のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１５】
前記ノズルは少なくとも毎秒８メートルの断面流速を有するように構成される、請求項６〜１４のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの均圧孔は、前記ノズルの周方向に実質的に等間隔の位置に配列された複数の孔を含む、請求項６〜１５のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１７】
前記ノズルは低摩擦ノズルである、請求項１〜１６のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１８】
前記隙間は軸線方向の隙間を含む、請求項１〜１７のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１９】
前記隙間は半径方向の隙間を含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項２０】
フィルタ層と、
請求項１〜１９のいずれかに記載の吸込みノズル組立体と、
前記ノズル組立体を前記層の表面の少なくとも５０％にわたって移動させるように構成された移動アクチュエータと、
を備え、
前記組立体が表面の前記少なくとも５０％の前記移動全体にわたって前記フィルタから５ｍｍ以下の隙間を維持するように構成される、濾過システム。
【請求項２１】
前記弾性要素は、１００グラムから８００グラムの間の力で前記ノズルを前記管から前進させる、請求項２０に記載の濾過システム。
【請求項２２】
前記力は、前記管の内側と前記管の外側との間の少なくとも２バールの圧力差の範囲にわたって維持される、請求項２１に記載の濾過システム。
【請求項２３】
前記隙間に連結され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の圧力を均等にするように構成される、少なくとも１つの圧力シンクを含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項２４】
前記圧力シンクは環境への出口を含む、請求項１〜１９，２３のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項２５】
隙間を置いて圧力シンクに連結されたノズルをフィルタに接近させる方法であって、
前記ノズルを前記フィルタに向かって弾性的に付勢するステップと、
前記圧力シンクによる前記ノズルの後退を低減するように、前記ノズルの外側と前記隙間との間における充分な流体の流れを可能にするステップと、
を含む方法。
【請求項２６】
前記弾性的に付勢するステップは、前記隙間に対して架橋も行なう蛇腹を用いて弾性的に付勢することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記充分な流れを可能にするステップは、前記ノズルの１つ以上の均圧チャネルの充分な通流を可能にすることを含む、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
近位側を圧力シンクに連結された管と、
ノズルと、
前記管の前記遠位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋し、かつ前記ノズルを前記管の遠位側に連結し、かつ前記管に対する前記ノズルの傾斜運動を可能にする変形可能な筐体と、
を備えた、吸込みノズル組立体。
【請求項１】
遠位側を圧力シンクに連結された管と、
ノズルと、
前記ノズルを前記管の近位側に連結する弾性要素と、
前記管の前記近位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋する変形可能な筐体と、
を備えた吸込みノズル組立体。
【請求項２】
前記筐体は弾性管を含む、請求項１に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項３】
前記筐体は蛇腹を含み、該蛇腹は前記弾性要素としても働く、請求項１に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項４】
前記蛇腹はステンレス鋼から形成される、請求項３に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項５】
前記筐体は、前記ノズル内の流れに垂直な方向に延びるように変形可能である、請求項１〜４のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項６】
前記ノズルおよび前記筐体の一方または両方に形成され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の流体連通をもたらす、少なくとも１つの均圧孔を含む、請求項１〜５のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項７】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記ノズルに形成される、請求項６に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項８】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記筐体に形成される、請求項６または７に記載の吸込みノズル組立体。
【請求項９】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記ノズル組立体の内側に、かつ前記ノズル内の流れに垂直な面に突起を有する前記ノズルの部分に隣接して位置される、請求項６〜８のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記筐体の変形を防止および／または低減するように構成される、請求項６〜９のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記筐体内の圧力低下を防止および／または低減するように構成される、請求項６〜１０のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの均圧孔の少なくとも１つは、前記圧力シンクによる前記ノズルの後退を防止および／または低減するように構成される、請求項６〜１１のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの均圧孔は、前記隙間と前記外側との間の圧力差を少なくとも５０％低減する、請求項６〜１２のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの均圧孔は、合計して、６０ｍｍ２から８００ｍｍ２の間の総断面積を有する、請求項６〜１３のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１５】
前記ノズルは少なくとも毎秒８メートルの断面流速を有するように構成される、請求項６〜１４のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの均圧孔は、前記ノズルの周方向に実質的に等間隔の位置に配列された複数の孔を含む、請求項６〜１５のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１７】
前記ノズルは低摩擦ノズルである、請求項１〜１６のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１８】
前記隙間は軸線方向の隙間を含む、請求項１〜１７のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項１９】
前記隙間は半径方向の隙間を含む、請求項１〜１８のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項２０】
フィルタ層と、
請求項１〜１９のいずれかに記載の吸込みノズル組立体と、
前記ノズル組立体を前記層の表面の少なくとも５０％にわたって移動させるように構成された移動アクチュエータと、
を備え、
前記組立体が表面の前記少なくとも５０％の前記移動全体にわたって前記フィルタから５ｍｍ以下の隙間を維持するように構成される、濾過システム。
【請求項２１】
前記弾性要素は、１００グラムから８００グラムの間の力で前記ノズルを前記管から前進させる、請求項２０に記載の濾過システム。
【請求項２２】
前記力は、前記管の内側と前記管の外側との間の少なくとも２バールの圧力差の範囲にわたって維持される、請求項２１に記載の濾過システム。
【請求項２３】
前記隙間に連結され、かつ前記隙間と前記ノズル組立体の外側との間の圧力を均等にするように構成される、少なくとも１つの圧力シンクを含む、請求項１〜１９のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項２４】
前記圧力シンクは環境への出口を含む、請求項１〜１９，２３のいずれかに記載の吸込みノズル組立体。
【請求項２５】
隙間を置いて圧力シンクに連結されたノズルをフィルタに接近させる方法であって、
前記ノズルを前記フィルタに向かって弾性的に付勢するステップと、
前記圧力シンクによる前記ノズルの後退を低減するように、前記ノズルの外側と前記隙間との間における充分な流体の流れを可能にするステップと、
を含む方法。
【請求項２６】
前記弾性的に付勢するステップは、前記隙間に対して架橋も行なう蛇腹を用いて弾性的に付勢することを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記充分な流れを可能にするステップは、前記ノズルの１つ以上の均圧チャネルの充分な通流を可能にすることを含む、請求項２５または２６に記載の方法。
【請求項２８】
近位側を圧力シンクに連結された管と、
ノズルと、
前記管の前記遠位側と前記ノズルとの間の隙間に架橋し、かつ前記ノズルを前記管の遠位側に連結し、かつ前記管に対する前記ノズルの傾斜運動を可能にする変形可能な筐体と、
を備えた、吸込みノズル組立体。
【図５】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２０１３−５１０７０６（Ｐ２０１３−５１０７０６Ａ）
【公表日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３８４６７（Ｐ２０１２−５３８４６７）
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＬ２０１０／０００９３５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５８５５６
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（５１２１２４９５７）フィルター セーフ リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＬ２０１０／０００９３５
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５８５５６
【国際公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（５１２１２４９５７）フィルター セーフ リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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