設定変更が可能なポンプ動力をオプションで有する軽量モジュラー形水浄化装置
最適な融通性及び重量を有するモジュラー形水浄化装置であり、ポンプを受け入れて動かすことの出来る、選択可能な原動機モジュールに、標準化された器具を介してポンプ部品を装着自在に設ける。ポンプは、逆浸透段用の重い高圧ポンプでもよく、内燃機関又は電気モータモジュールに交換自在に装着される。ポンプは、端部プレート、細長いバー材のハンドル及び標準化されたベースが設けられたフレームにより保護され、ベースは、スライドするフランジ及びクランプ構造と係合して、固定され、ポンプを、原動機に接続された相補的な器具と、ポンプ軸の回転器具が係合する正確な位置に位置決めする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、現場設置された水浄化装置に関わり、特に、不適切な水源から浄化された飲料水を製造するために、運搬、組み立て及び運転が容易なように特に設計された一連の部品が必要とされる、軍事、災害救援及びその他の状況に使用するための装置に関する。こうした装置の構成では、取り外し及び再取り付けが可能な水ポンプが、２台以上の、ディーゼルエンジンや電気モータからなる選択可能な複数の原動機のうちの選択された一台を使用して、交互に駆動されている。これらの原動機は、それぞれ異なるモジュラー装置の部品である。この構成は、取り外し可能なポンプが、逆浸透圧フィルターユニットを駆動する重い容積式高圧ポンプである時には、装置にとって有利である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ここで参考として言及する米国特許第5,972,216 及び 5,788,858号に開示されたように、ポンプ部品、フィルター部品、貯蔵タンクその他からなるモジュラー形水浄化装置を設置することは、知られている。モジュラー部品は、トラック又はトレーラに全体又は一部分を載せることが出来、また、貨物として飲料水の製造が必要な場所に応じて分解して運ぶことが出来る。飲料水は、クリークや川などの自然の水流からの水など、多様な水源から該水を浄化することで得ることが出来る。海水は、適当な濾過システムを使用して淡水化することで水源となる。水は、受け入れ可能と考えられる水源から抽出し、浄化することも出来るが、溢れた都市用水や水泳プールのような汚染され、又は汚染された可能性のある水源からも、抽出浄化が可能である。水は、また、水源が、攻撃者による病原菌などの外部物質の混入に晒されることが有るので、濾過されることとなる。
【０００３】
こうした場合の水処理は、複数のフィルター処理ステップから構成される。
混入した沈泥や藻などの固形物は、スクリーニング、沈殿、遠心動作などで分離する。混入し、又は溶けているもしれない化学物質は、例えば、化学反応で沈殿分離したり、または当該化学物質を吸着するような反応表面に晒したりすることで、吸収される。水には、銅、銀及びその他の殺菌性材料などのイオン放出材料が使用されることもある。水は、逆浸透フィルター段を通過させて、イオン、微生物及びとても小さな大きさに至る粒子を除去することが出来る。最終的な製品は塩素消毒され、分配され、又は、例えばタンクや膨張自在の袋などに貯蔵され、そこから浄化され、消毒された水が配られる。好ましくは、これらの異なるフィルタレーションや処理ステップは、水源からくみ上げた水により、連続的な処理ステップにより行われる。即ち、モジュラー化された汲み上げフィルタレーション、処理及び貯蔵モジュールを介して行われる。
【０００４】
モジュール装置は自己完結型の水処理システム内での処理ステージであるが、処理ステージをばらばらのモジュラー部品に分割した装置にして、必要なときに使用したり、使用しなかったり、また異なる目的のために異なる構成で組み合わせることで、より幅広く容易にサービス可能な装置を提供することが出来る。例えば、提供容量が求められる場合、並列流路を構成する導管、ポンプ、濾材を供給して、単一の流路での供給流量を増やすようにする必要がある。異なる構成やフィルタレーションステップが、必要な場合も生じる。例えば、泥の混じった淡水は、他のステップよりも多くの微粒子分離処理が求められる。澄んだ海水を処理する場合には、微粒子の分離よりも淡水化が求められる。異なる展開や構成が可能となるモジュールを備えることが有効である。
【０００５】
フィルターカートリッジ内に濾材を入れ、処理すべき生水の特性で決まる予想流量だけ使用するが、その後に該カートリッジは交換しなければならない。異なる流れの状態に対応させるため、そして、それぞれの運転段階で、それらの素子を切り替え、流路を切り替え、その時の必要に応じて構成可能なようにするために、上記した米国特許第5,972,216号及び第5,788,858号は、必要に応じた運転要求に応じて、ポンプ、セパレータ（分離器）、タンク及びフィルターなどの運転素子（装置）を現場で接続する、モジュラー構成を提案している。
【０００６】
例えば、淡水化では、フィルター装置は、逆浸透水純化素子（装置）を使用するが、その要求されるポンプ圧は生水の水源から水をセパレータからタンクへ単に移動するよりも一般的に高くなる。最初の生水の収集、固形物の除去及び濾材中の水の通過は、比較的低圧な水圧で行われる。逆浸透フィルターの段階を通して水を移動させるポンプは、浸透膜を介してイオン濃度が高い側へ移動して拡散しようとする水の傾向に十分逆らえるだけの差圧を逆浸透膜に与えなければならない。淡水化のためには、より塩分濃度の高い海水を高圧側に残す形で、低圧側に純水を拡散させるだけの差圧が必要である。所定の薄膜表面領域を提供することで、一定の流量が得られるものとすると、流量は逆浸透フィルター段を並行的に設けることで、増加させることが出来る。
【０００７】
迅速なカップリング接続などの多様な選択可能な構成も有効である。それぞれが低圧又は高圧で運転される多数のポンプモジュールも利用出来るようにする必要がある。低圧及び高圧の導管や付属機器も準備される必要がある。適当なマニホールドや多様な弁が、必要に応じて流れを切り替えたり分流したりするために有効である。
【０００８】
現場に設置された飲料水源は、水の必要性が長引くにつれ、浄化水を必要な現場に運び込むよりもより効率的である。現場水浄化装置は、軍隊の展開、災害救助及び、一時的な必要性が生じた際や公的な水源が利用できないその他の状況に際しても有効である。水処理設備はトラックやトレーラで運ぶことが出来、トラックやトレーラに載せられたタンクに貯めるようにすることも出来るが、ある場所で設備が必要な限り、移動性は要求されない。現場への展開は、輸送用に梱包されたモジュラー素子（装置）を用いて、現場に運ばれ設置される。モジュラー素子（装置）は、２，３人の兵士や作業者により当該素子を取り扱えるようにその重量規格が決められている。例えば、組み立てられた水処理モジュールが生水の水源近くに投下されても、個々の単一のモジュールの重さは約２００ポンド（約１００キログラム）を超えず、二人の兵士が共同で同日に水処理プラントを構築して、兵士仲間に提供するに十分な飲料水を製造することが出来る。
【０００９】
水処理装置は、それぞれより小さな素子（装置）に分割すると、より重い素子（装置）よりも、それぞれの分割された素子（装置）の重量が軽くなり、取り扱いが容易となり、より少ない人手で済む利点がある。もし、より多くのモジュールが異なる方法で、混ぜたり、セットしたり、結合したりすることが可能ならば、水処理装置はより融通性の高いものとなるが、それらモジュラー部品の構成及び接続は複雑なものとなる。融通性を最大限にし、個々のモジュール重量を最小化し、運転装置の構成及び接続を複雑化しないことが必要である。
【００１０】
今回の開示は、水純化装置を運転するために使用される動力源、即ち水ポンプの性質と構成に関わるものである。吸引及び加圧ラインは生水を吸って、濾材に差圧を与え、水圧を与え、及び／又は供給すべき水を高い場所に引き上げることが要求される。必要なポンプは、電力源がある場合には電気モータで駆動することが出来、それは静かで好ましい。ポンプは、内燃機関で直接駆動することも出来る。ポンプは、内燃機関により駆動される発電機からの電力で
駆動される電気モータにより駆動することも出来る。また、そのほかの構成も可能である。
【００１１】
軍事用途においては、内燃機関は独立して運転可能なことから、望ましいが、電力源があれば、電気モータは軽量で静かであり比較的メンテナンスフリーである。ある軍用車両は車両動力源に接続された発電機からの電力を供給することが出来る。本発明の一つの観点は、電気モータ及び内燃機関の一方又は両方の能力をモジュラー形水浄化装置に適用することである。そうすることで、モジュラー部品の重さを最小化し、同時に水ポンプの接続及び解体が複雑化することを防止する。
【発明の概要】
【００１２】
一つ以上のポンプ部品をアレンジすることで、軽量なモジュール構成で融通性や機能面で好適な装置を提供することが本発明の目的である。特に、逆浸透膜による水浄化段の重量のある高圧ポンプを、ポンプドッキング場所が設けられた選択可能な原動機モジュールに対して交換可能に装着するようにすることである。ドッキング構造はポンプ側に用意される。使用される原動機モジュールのそれぞれは、ポンプのドッキング構造を受け入れる相補的なドッキング構造を有している。ポンプが接続されると、ドッキング構造により、ポンプの駆動軸は原動機モジュールの駆動軸と係合する。原動機モジュールには、機械的な動力を独立して供給する内燃機関モジュール、発電機や利用可能な商業電力と協動して機械的な動力を供給する電気モータモジュール、油圧ポンプその他がある。回転力源に対するポンプの必要な機械的な接続は、ポンプハウジングをドッキング場所に挿入して、ポンプハウジングを接続位置に固定するだけで得られる。
【００１３】
実施例では、標準的なベースパネルが、選択可能な原動機モジュールのそれぞれに設けられ、それぞれが電気モータ／エンジンの原動機及び、原動機と正確に係合するようにポンプを位置決めすることの出来るドッキング場所を搭載している。軸方向に係合可能な回転軸継ぎ手がこの目的に使用される。軸カプラーは、軸方向に係合、係合解除自在な非円形雌雄構造を有し、係合時には、互いに回転方向に固定される。例えば、互いに挟み込むように、円周方向に間隔を開けて、軸方向に伸延したフィンガーが設けられた顎軸継ぎ手や振動吸収十字軸などである。他の例としては、一方の軸の継ぎ手に、軸方向に突出し、半径方向に間隔が開いたフィンガーが設けられ、他方の軸の継ぎ手に、それと係合可能な相補的なフィンガーソケットを設けたものもある。
【００１４】
ポンプハウジングは、単一シャーシを形成する部品に組み立てられ、詳細に言うと、互いに接続した端部プレート間で、ポンプハウジングの周囲に設けられ、ベースプレートにおいてポンプハウジングに装着されたケージであり、ポンプを原動機と係合する位置に、手動で位置決め取り付ける際に、取り扱いが便利なように細長いバー材が設けられている。ポンプを位置決め取り付けるには、ポンプユニットのシュー部分を原動機モジュールのベースパネルのスライド受け中に摺動挿入し、スライド受けのボルトを締め付けてシューをベースパネルに対してクランプすることで行う。
【００１５】
より詳細には、水の浄化装置は、水流導管により接続自在な多数の機能的なモジュールを有しており、一つ以上のモジュールが、水フィルター素子を有し、一つ以上のモジュールが水ポンプを有する。水流ポンプは、該ポンプが選択的に接続され得る駆動ユニットに対して取り外し自在である。一つ以上の駆動ユニットには、例えば、電気モータ原動機が設けられ、他の駆動ユニットには、内燃機関が設けられている。装置は、ポンプを、同じ又異なるタイプの駆動ユニットを有する、該ポンプが接続可能な異なるモジュールに再設置可能なように構成されている。電気モータと内燃機関は好ましくは、それぞれ自分のモジュールを有しており、水浄化装置の設置場所に応じてそれらの内のいずれか、又は両方を使用することが出来る。それらのモジュールには、電気モータ、内燃機関又は、油圧駆動ユニットなどの他の原動機をそれぞれ接続することが出来る。ポンプは、動力源としてのいずれかの原動機に取り付けられ、駆動される。
【００１６】
個々のモジュールは特定の機能に限られるので、多くの機能素子で構成することが出来る。機械的な力をトルクの形でポンプ軸に供給するモジュールに加えて、モジュールとしては、固体分離モジュール、ポンプ水、生水や処理済み水を集めるタンクや袋、濾材素子及び塩素消毒装置など、取り外し機能を持ったり、持ってなかったりする一つ以上の追加的なモジュールなどがある。好ましくは、装置は逆浸透フィルター段及び、海水の淡水化のような要求される水の浄化処理に十分な圧力を提供することが出来る、取り外し可能な高圧ポンプを有する。タンク、貯蔵袋、取り入れ素子及び出力ノズル含まれるが、好ましくは、全体装置は、１セットの互いに積み重ね可能なモジュラー素子からなるパッケージであり、ホース、工具及び備品の容器も含まれてもよい。そして、現場での投下を容易に行い、そこで供給されたこれらの素子を用いて飲料水を提供する。
【００１７】
水の浄化装置は、好ましくは少なくとも一つのフィルターモジュール及び少なくとも二つのポンプ駆動モジュールを有する。少なくとも一つのポンプ駆動モジュールは、該ポンプ駆動モジュールにポンプを取り外し可能に、また、同様に交換可能に装着することで、いつでも駆動することが出来る。そして、該ポンプは、取り外して、異なるポンプ駆動モジュールの一つに交換可能に再装着することが出来る。装置は、また、一つ以上の追加的な取り外し可能なポンプを有することが出来、複数のポンプを使用した両ポンプ駆動モジュールにおいて、ポンプを装着して駆動することが出来る。標準構成のポンプが、電気モータ、内燃機関、他の動力源又はアクチェーター又はそれらの組み合わせをそれぞれ有する原動機モジュールにより交換可能に駆動される限り、装置は、独立した形で駆動され、また、商業電源、他のモジュールとしての発電機、又は、軍隊車両に搭載された車載発電機などの車両電源からの電力などにより、駆動される。また、複数の利用可能な原動機の最も望ましい一つにポンプを切り替えて使用することに加えて、またはそれに代えて、追加のポンプを接続して、容量を増大させることも出来、更に、ポンプと原動機のどのような組み合わせでも、使用することが出来る。
【００１８】
好ましくは、二つのポンプ駆動モジュールを使用することができる（もっとも、現場でいつも２台が必要とは限らないが）。こうしたモジュールは、選択可能な原動機モジュールであり、好ましくは、電気モータを搭載したモジュールと内燃機関を搭載したモジュールである。こうしたポンプ駆動モジュールのそれぞれは、（着脱可能で無く）恒久的に設置された原動機（電気モータ又は内燃機関のうち、一つ）を有しており、水ポンプを取り外し可能に受け入れる設備を有する。これにより、ポンプは、交換可能で取り替え可能となり、電気モータ及び内燃機関の一つにより駆動される（もしくは、共に電気モータを有する二つのモジュール間、又は、共に内燃機関を有する二つのモジュールの間で交換される）。要は、電気モータ及び内燃機関のそれぞれ一つを搭載するモジュールに設けられた相補的な受け入れ構造内に、標準化された取り外し可能な取り付け部材を使用したポンプを、該部材を位置決め固定することで、装着することである。
【００１９】
モジュールは、一つ以上の逆浸透フィルター膜を有するフィルター素子を有するモジュラー形水浄化装置においては、極めて有効である。この場合、高圧ポンプで、膜を介した流れを維持するための運転圧力を生成する必要がある。適切な容量を持った容量移送式高圧ポンプは、例えば、１６０lbs.と重い。５又は１０馬力程度の内燃機関又は電気モータのような原動機もまた、比較的重く、例えば２００lbs.である。もし、ポンプと電気モータ／内燃機関を含んだポンプモジュールを恒久的に設置した場合には、ポンプモジュールを移動し設置する際に、二人の能力では重い負担となる。取り外し可能で、再取り付け可能な高圧ポンプを提供することで、モジュールの重量は軽減され、装置の融通性は向上する。
【００２０】
ポンプは、該ポンプの周囲を囲んで保護するケージ又はシャーシを部品として有している。ポンプユニットは、該ポンプを原動機モジュールに対する脱着操作を可能とする、一体的な構造である。１実施例では、該ポンプユニットは、ポンプハウジング、ポンプハウジングにボルト止めされ、該ポンプハウジングから伸延する端部プレート、ハンドルとして機能する、端部プレート間に伸延するバー材、及び該ポンプハウジングに装着されたスライドシューを有する。スライドシューはポンプハウジングの下部に設けられ、原動機を搭載するポンプ駆動モジュールのスライド金具と係合する横フランジを有する。端部プレートとシャーシはポンプハウジングを保護し、人手による取り扱いを容易にし、取り付け構造を標準化し、ポンプの運転によって生成される熱を放散する。スライドシューは、駆動モジュールのスライド金具内に受け入れられ、スライドシューの横フランジを締め付け係合させることで位置決めする。
【００２１】
ポンプユニット及びポンプ駆動原動機は装着時にはポンプ駆動モジュールのベースパネル上に搭載される。ポンプユニットのスライドシューはポンプ軸芯に平行な方向にスライドし、ベースパネルに固定された案内受け入れ具内に入る。案内受け入れ具には、スライドシューの横方向端部又は横フランジに重なるように形成されたフランジが、間隔を開けて設けられている。クランプ構造は、ポンプと内燃機関又は電気モータの軸継ぎ手が運転状態で接続する、軸方向に前進した位置で、スライドシューを機械的にベースパネルに固定する。停止位置は、位置決めピンや止め具を用いてセットすることが出来、実施例では、図示したように、端部ブロックを用いている。実施例では、ベースパネル上の間隔を設けたフランジはシューに向けて下方にクランプ移動することが出来る。また、他の方法も可能である。例えば、クランプとクランプされる部品との間に雌雄関係の係合を用いたり、シューを直接ベースパネルに対してボルト固定する等である。
【００２２】
追加的な目的や装置の状態は、説明され明らかになる有利な点を持った、例示的な特定の実施例を以下に述べることで、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本記述と図面は、一般的な観点及び特定の実施例の開示に関しては、特定の例を示すものである。主題は、例として使用された実施例とその変形に限定されるものでは無い。また、主題の範囲を決定するのは、添付したクレームでなされるべきである。図面において、
【００２４】
図１は、電気モータ駆動ユニットと内燃機関駆動ユニッを有し、そのどちらかをポンプに接続することの出来る、水処理装置の１実施例の模式図。
【００２５】
図２は、パレット貨物として直方体状に積み重ねて輸送されるような大きさに形成された水処理装置を示す斜視図。
【００２６】
図３は、選択された駆動ユニットの一つにポンプを設置するための、ポンプハウジングに接続される取り付け及び接続部品を示す立体分解図。
【００２７】
図４は、選択された駆動ユニット内に取り外し自在に配置された、ポンプユニットを示す斜視図。
【００２８】
図５ａから５ｄは、ポンプユニットの斜視図であり、駆動ユニットの基板に設けられた受け構造とポンプユニットがどのように関わっているかを示す模式図である。
【００２９】
図６は、組み立て時のポンプユニットと駆動ユニットを示す斜視図であり、ポンプユニットが手動で所定位置に脱着される様子を示すものである。
【００３０】
図７は、図６に示したポンプユニットをその取り付け位置に近接させた状態を示す斜視図である。
【００３１】
図８は、ポンプユニットのシャーシ部分（ポンプハウジング自体は図示せず）と基板上のスライド受け金具との間の関係を示す部分斜視図。
【００３２】
図９は、駆動ユニットの所定位置に固定されるポンプユニットを示す部分斜視図。
【００３３】
図１０は、原動機の駆動軸とポンプ軸との間を接続する典型的な機械軸継ぎ手を示す斜視図であり、原動機は例えば、ディーゼルエンジンである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１に、例示的な実施例に基づく水浄化装置を示す。水浄化装置は、水が流れる導管により接続された複数の機能的なモジュールを有しており、それらモジュールは少なくとも一つのフィルター素子と該フィルター素子に導管を介して接続された少なくとも一つの水ポンプを有している。水ポンプのうちの一つ、即ち高圧ポンプ３０は、本実施例では、少なくとも二つの交換可能な駆動ユニット２２，２４の選択された一つと接続することが出来、それら駆動ユニット２２，２４としては、電気モータ２５を有する駆動ユニット２４と、内燃機関２３を有する複数の内燃機関駆動ユニット２２が例示されている。
【００３５】
駆動ユニットの原動機、即ち、電気モータ２５と内燃機関２３は、それら各駆動ユニットを支持する枠構造体に永久的に固定されている。こうして、例えば、内燃機関駆動ユニット２２には、ディーゼルエンジン２３及び該ディーゼルエンジンに必要又は利便性のある、燃料タンク、バッテリー及びヒータなどが設けられている。同様に、電気モータ駆動ユニット２４は、電気モータ２５に加えて、該モータを電源に接続するに必要な接続機器や、接続するためのスイッチ類及びサーキットブレーカーを有している。本実施例では、電気モータは、電気事業システム又は発電機（図示せず）に接続するために使用される普通のＡＣプラグを用いた代表的な接続が図示されている。
【００３６】
好ましくは、それぞれのモジュールのフレームは、図２に示すように、積み重ねてパレット搭載が可能なるようなユニット部品１１であり、各フレームは、フォークトラックや他の荷受け装置による船積みや取り扱い、空中投下や他の適当な取り扱いに便利なユニットとしてまとめることができる標準的な容積を持ったセグメントである。
【００３７】
本システムの一つの観点は、各駆動ユニットに固定部品として設置されたポンプの代わりに、少なくとも一つの水ポンプ３０を、該ポンプ３０を交換可能に受け入れるように構成された複数の駆動ユニット２２，２４のうち、選択された一つと択一的に接続することである。すなわち、水ポンプ３０は、手動で取り扱いが出来るように構成された、装置の一部である。水ポンプ３０は一つの駆動ユニットから取り外して、同じか異なる原動機タイプの他の駆動ユニットに設置することが出来るのである。ポンプユニットの部品は図３に別々に示すが、図４に示すように、ポンプハウジングと共に組み立てられる。
【００３８】
ポンプユニットは、ポンプハウジング３１にボルト又は他のもので接続されるシュー１３を有している。シュー１３には、ポンプユニットのベースを構成し、駆動ユニットに設けられたベースパネル１７上のスライド１５に挿入係合されるフランジが横方向に突設されている。ベースパネル１７のスライドは断面が直角に形成された平行に設置されたアングル材で構成されている。好ましくは、スライド１５は、図示するように、軸方向に端部ストッパー１９まで伸びた、連続したバー材で形成されるが、一連の間隔を開けて設置された押さえ板から構成することも出来る。本実施例のアングル材は、平行で間隔を開けて設けられており、ベースパネル１７の表面の上方に窪んだ溝状の十分なスペースを形成する自由端部１６が設けられている。アングル材は強く締め付け固定しなければ、シュー１３の側方端部上に間隙を形成することが出来る。アングル材は位置決め用スライドを形成し、シュー１３の端部の上に配置される。従って、アングル材をボルトで取り付けパネル１７に対してしっかりと締め付けると、ボルトで下方に締め付けられたアングル材によりベースシューが取り付けパネルに対して挟まれ、ポンプユニットはベースパネル１７上の適正な位置にしっかりと固定される。端部ストッパー１９は、平行なアングル材の間で、取り付けパネルに設けられたスライドの最大前進位置を規定するものであり、その位置で、原動機の駆動軸と駆動ポンプの軸の、運転に際した軸接続が行われる。
【００３９】
ディーゼル内燃エンジン、電気モータ、油圧モータなどの原動機は取り付けプレート１７に対して固定されており、ポンプ軸と相補的な接続を行えるように位置決めされた継ぎ手が設けられた駆動軸を有している。これにより、水ポンプは設置され、与えられた状況に応じた異なる動力供給フレームユニットにより駆動される。使用しなかった交換用原動機ユニットは、設置済みのポンプが無いので、固定的に設置されたポンプを有するユニットに比して、重くは無い。一つの原動機からポンプを他の原動機に交換し、必要な水系統の接続を行うことは、原動機フレームに永久的に設置された新しいポンプ装置全体を持ち込んで、必要な水系統の接続を行うよりも簡単である。
【００４０】
図１は、開発された水浄化装置を示す模式図である。水浄化装置は、交換可能な内燃機関２３で駆動される動力供給フレームユニット２２及び電気モータ２５で駆動される動力供給フレームユニット２４が装備されている。関連する水ポンプ３０は使用可能な内燃機関ユニット２２の一つに設置されているが、電気駆動ユニット２４又は他の同様な内燃機関ユニット２２への交換設置のために当該ユニットから簡単に取り外すことが出来る。
【００４１】
好ましくは、動力ユニット２２，２４のうちのどちらかにより選択的に駆動される水ポンプ３０は、逆浸透フィルター素子３５に接続された高圧水ポンプである。水浄化装置のそれぞれの素子としては、生水を固体分離装置４６に送る低圧ポンプ４４に接続された、一つ以上の吸水装置４２を含んでおり、また、生水貯蔵タンク又は袋４８を通してもよい。取り除かれた固体は除去される。水は濾材を内蔵するカートリッジが設けられた一つ以上のフィルターユニットを通過し、水は公知の方法で濾材に晒される。
【００４２】
こうして、水は高圧ポンプ３０を介して逆浸透フィルター３５に連結される。通常、水をより大きなイオン濃度の側、即ちより塩分濃度の高い側に向けて拡散させることとなる浸透圧に対抗して、膜に対して十分な水圧又は差圧を掛ける必要がある。高圧ポンプは、浸透圧に対抗した十分な圧力を維持するために運転され、イオンを所謂海水側に残す形で、水を膜を通して低イオン濃度側に拡散させるように作用する。高圧ポンプはまた、海水側の徐々に塩分濃度が高まった水に圧力を作用させてフィルター素子を介した流路に沿って、塩又は徐々に高まりつつあるその他の濃縮イオンと共に、海水側の水が排出されるまで、例えば、勢い良く流したり、生水の水源に戻したりする形で、流す。逆浸透フィルターでフィルターされた水は、塩素消毒ユニット５４で消毒され（オプションである）、飲料水タンク又は袋５６に貯蔵される。任意的に低圧ポンプ５８を用いて、放出バルブ６２を介して水を配給し、浄化された水流は関連する分配ノズルや他の設備を介して放水される。
【００４３】
説明した水浄化装置は、互いに接続して水源から水を吸い上げ、フィルターを通し、浄化された水をタンクなどにくみ出す、一つ以上のポンプ及び一つ以上のフィルターなど多数の部品を有している。例えば、淡水化などの状況に応じて、逆浸透フィルターが有効である。時間当たり多少の流量は必要である。フィルター装置素子は、恒久的に構成されてトラックやトレーラに積まれ、内蔵ユニットを形成するが、装置を多数の機能的なモジュールに分けて、選択的に組み立て得るようにすると、便利である。本実施例に示すように、複数の浸透膜容器が、部分的に囲まれたフレーム上に整列した形で搭載され、浸透膜容器には他の装置及び／又は濾過水又は海水流路の接続のために端部に、蛇口やマニホールドが、並列にまた直列に配置された形で設けられている。また、時には、こうした膜ラックを複数、積み重ねて、逆浸透膜容器及び／又はフレーム又は素子のラックの並列及び直列接続を必要に応じて作るとよい。
【００４４】
設置に適切な機能素子を組み合わせて、設計したり、要求される圧力や流れの条件に合う流れや圧力を得るために相互接続したりすることが出来る。例えば、更に流量が必要な場合には、一つ以上のフレーム又はラックの上に、逆浸透フィルター素子などの素子を、流れに並列に構成する形で配置したり、それらの素子を、直列接続構成から並列接続構成に変更したりする。水源とユーザの間に距離や揚程の問題がある場合には、距離に応じて素子を配置し、直列に配置されたポンプによりそれらを接続する。多様な構成の変更を容易に行うことが出来る。モジュール構成が装置を融通の利くものとしている。
【００４５】
水浄化装置モジュールは、圧力又は吸引力を生成するために使用されるが、それには、例えばガソリンや他の燃料を燃焼させる内燃機関２３又は、対応する電源に接続された電気又は油圧モータ２５などの原動機により駆動されるポンプが必要である。今までは、原動機エンジン又はモータは、ポンプと同じモジュール上に恒久的に搭載されており、該ポンプと機械的に接続していた。これにより、原動機から取り出された動力、特に駆動軸を回転させるトルクが、ポンプに接続され、水を動かすのである。いままでは機能モジュール間を結ぶ流体ラインは、ポンプモジュールがモータ又はエンジンと恒久的に接続されていたので、異なる形で構成されていた。
【００４６】
図１の実施例では、それぞれのモジュールとして、分離モジュール４６，イオン交換、揮発性物質などの分離のための二つのフィルターモジュール５２、いくつかの浸透膜容器を搭載する逆浸透膜フレームラック及び、水を移動させる複数のポンプモジュール４４，２２，２４、５８がある。稼働ポンプモジュールは、それぞれ機械的な動力の原動力源を必要とするが、本実施例によると、少なくともポンプモジュール２２又は２４の内の一つでは、ポンプは動力により圧力及び／または、水の流れを生成する。そして、ポンプモジュールのポンプユニットは簡単に取り外すことが出来、同じ又は異なるタイプの原動機を持った別のポンプモジュール上に簡単に設置することが出来るように、構成されている。
【００４７】
一つの観点によれば、少なくとも二つのポンプモジュールがフレームに設けられ、交換しながら使用することが出来る。一つのモジュール２４は、電気モータ２５を有する。他のモジュール２２（二つ示す）は、内燃機関２３を有する。電気モータを有するモジュール２４及び内燃機関モジュール２２のそれぞれは、標準化された構造のポンプ３０を装着し、原動機に適切に接続することが出来る、以下に説明するドッキング構造を有している。
【００４８】
選択可能な原動機を持った少なくとも二つのモジュール（電気モータモジュール、内燃機関モジュール、及び／又は異なるモジュールタイプの組み合わせなど）で、それぞれのモジュールは、モータ及びエンジンの内のひとつを、モジュールの各フレームに恒久的に設けている。モータ及びエンジンは、ポンプのための着脱可能な軸継ぎ手を有している。このモジュール構造は、ポンプを交換可能に受け入れるためのドッキング装置を有しており、またポンプユニットをモジュール上の運転位置にしっかりと固定することでモータ又はエンジンとポンプとの間で軸接続が出来るようになっている。ポンプは、選択可能でまた交換可能なモータ及びエンジンの内の一つにより駆動される。そして、該ポンプは、該ポンプをモータ及びエンジンの内の一つを有するモジュールに脱着可能に装着することで、駆動される。
【００４９】
好ましくは、本発明は、逆浸透フィルター３５の膜を介して水を、水固有の方向とは反対の方向に拡散するように十分な圧力を与えるポンプモジュールに適用される。該ポンプは、該膜を介した流動を維持するための圧力を発生する高圧ポンプである。逆浸透フィルター段を使用して海水源を淡水化し、１５０から２００人程度の兵士団の各メンバー毎に、１日２０ガロンの水といったように、ある程度の人員に対する飲料水を提供するに十分な能力で運転するためには、おそらく１，０００lbs/in２（ＰＳＩ）の高圧を生成することの出来る、やや大型で重い高圧ポンプが必要である。一つの実施例では、ポンプは、1,750RPMで8.0gal./min.の汲み上げが可能な、Wanner
Engineering社のHydra-Cell容積式ポンプモデルD/G-10Eが使用可能である。ポンプ重量は約６６lbs.である。
【００５０】
本実施例に基づく水浄化装置は、兵士団の構成が上記したようなものだとすると、５から１０馬力（ＨＰ）の原動機が必要となる。好ましい電気モータは、Baldor社のCP 3770T（Siemens社の ESH6415に相当）であり、７．５馬力（５．５ＫＷ）で、三相モータで名目上、６０Ｈｚで１，７６５ＲＰＭで運転可能である。このモータは、重さが１６６ポンドと記されている。エンジンは、５及び１０馬力の間が望ましい。７．５ＨＰのガソリンエンジンは、例えば、Briggs
& Stratton社の水平エンジン、モデルl# 138432-0035がある。ディーゼルエンジンでは、例えば、ヤンマー社のモデルL70 V 5.8 HP (4.3 KW)である。同様な出力を持った原動機の他のモデルやタイプも使用可能である。
【００５１】
ポンプを交換自在に受け入れる原動機は、それらのそれぞれのモジュールフレームに、ポンプユニットを、ポンプユニットのベースシュー１３をベースパネルのスライドソケット内に係合させ、バー材１６（例えば図５参照）を下方に締め付けることで、該フレーム内に設置した際に、該原動機（モータ又はエンジン）の駆動軸がポンプの軸と同芯に位置し、それらの軸が係合出来るような位置に、恒久的に設置されている。恒久的に設置された原動機の駆動軸とポンプの軸は、図１０に示すように、相補的な軸継ぎ手を有しており、これにより、原動機は機械的に接続され、ポンプの軸を回転させることとなる。好ましくは、原動機軸とポンプ軸は、軸方向に共に又は単独で移動自在で、軸方向に係合することで回転方向にも係合し、軸方向に離脱することで、係合解除される、同軸で軸方向に係合自在な非円形構造を用いて、直接結合される。また、原動機軸とポンプの駆動軸の間に設けられた追加的な継ぎ手や素子でそれら軸間を結合することも可能である。例えば、減速ギヤユニット（図１０に示す）を、駆動軸とポンプ軸との間の駆動列に配置することが出来る。この場合、ポンプ軸は減速ギヤユニットの出力と同軸に配置される。
【００５２】
好適な軸の接続は、ポンプをポンプ軸に平行な線に沿って移動させることで簡単に係合するジョータイプの継ぎ手である。これは、継ぎ手の一方に、回転軸心から離れた位置に、該回転軸心に平行に伸延するピン又はジョー部材を設け、相補する継ぎ手部の対応する開口に係合させるものである。ジョータイプ回転継ぎ手、例えば、Lovejoy Inc.社から入手可能なものは、一方の軸に形成された雄円盤を有し、雄円盤は回転軸心から離れた軸方向のピンを有する。これらのピンは、第１の軸と同軸に配置された他の軸に形成された、対向する雌円盤内の対応する開口に係合自在である。望ましい継ぎ手は、Lovejoy社のＬＪシリーズの撓み継ぎ手である。いすれにせよ、軸継ぎ手は、長さ方向の軸に沿ってポンプユニットを手動で移動させることで係合、係合解除が可能である。係合すると、原動機からの回転力は継ぎ手を介してポンプに伝達される。
【００５３】
好適な実施例では、撓み継ぎ手は、軸心から半径方向に離れて１２０度の角度間隔で配置された３つのフィンガーを持った、第１の軸に設けられた円盤を有する。３つのフィンガーは、第２の軸の接続円盤内の３つの対応する穴に係合する。第２の軸の接続円盤は、堅い弾性体からなり、３つの穴を有している。これにより、ある程度の緩衝作用を有する回転アタッチメントの役を果たす。継ぎ手又は軸との接触に際して異物が混入することを防止するために防護カラー内に継ぎ手は配置される。
【００５４】
開示された実施例の観点に基づくと、ベース装着構造がポンプに、モータを搭載したモジュール又はエンジンを搭載したモジュールのいずれかに対して脱着及び交換自在に設けられている（または、同様に設けられた他の原動機モジュールに対しても選択的に）。この目的から、ベース装着構造は、ポンプのハウジング及び原動機モジュールのフレーム構造に設けられた相補的な構造を有している。これらの構造は、ポンプ軸の軸継ぎ手とモータ又はエンジンの軸が互いに軸方向に係合して、回転方向に、モータ又はエンジンのトルクがポンプに向けて伝達されるように接続される位置で、ポンプのハウジングをフレーム構造上に挿入させ、係止させ得るように、構成されている。同様に、このドッキングの構成は、ポンプを該ポンプとモータ軸に平行な方向に引き出すことで、取り出して接続を解除する際にも、適用される。
【００５５】
図３から８に示すように、ドッキング構造はそれぞれの原動機モジュールに設けられ、ポンプのハウジングを駆動のために、原動機モジュール２２，２４を選択することで交換自在に設けられている。原動機モジュールはそれぞれ、好ましくは溶接されたバー材、例えば鉄、ステンレスのアングル材及び／又はアルミニウムの中空角材からなるフレーム７２を有している。設置パネル又はベースプレートパネル１７は図３の右側にフレームから離れて示しているが、フレーム７２にボルトで取り付けられている。パネル１７は、好ましくはフレーム７２とベースパネル１７の間に配置された振動減衰弾性パッド７３を介して取り付けられる（図６及び８参照）。ベースパネル１７は３／８インチ厚のアルミニウム又はステンレス板で有り、同じベースパネル１７上の所定の位置に設けられる内燃機関２３又は他の原動機等の原動機を取り付けるための取り付け穴又はそれに類する設備を有している。ポンプのハウジング３１を含む装置は同様に、該ポンプユニットを摺動させて、該ポンプを運転する原動機と係合させる形で、ベースパネル１７上の相補的な位置に取り付けられる。
【００５６】
図３は、ポンプ、エンジン又はモータ以外の部品の分解したものを示す。固定スライド１５を有するベースパネル１７が、両側に回動自在な取っ手が設けられたフレーム７２に取り付けられる。組立済みのポンプユニット７５は、図４に示すように、軸継ぎ手を有する端部から、ポンプハウジング３１を有している。図５ａは、ポンプへの流体接続がなされる、反対側から見たポンプハウジング装置を示すものである。また、ベースパネル１７上へのポンプハウジングユニット７５の取り付けを模式的に示すものであり、シューパッド１３のフランジが固定フランジ１６の下に受容されるような方向にポンプユニットを移動させることで行われる。シュー１３は、端部ストッパー１９まで移動し、固定フランジ１６のボルトが下方に締め付けられてポンプユニットを所定位置に固定する。
【００５７】
シューパッド１３は、ポンプハウジング３１の下側に、例えば、図５ｂに示すように、シューパッド１３のボルト穴を介してボルトで装着することが出来る。図５ｂの実施例では、固定フランジ１６は、ベースパネル１７から遠ざかる方向にコイルバネにより付勢されている。固定ボルトは座ぐり穴内に挿入係合しており、バネはその外周に、固定フランジ１６の座ぐり穴の端部とベースパネル１７の上面との間に縮設されている。ボルトが緩められると、フランジはパネル１７から浮き上がり、図５ｃに示すように、シューパッド１３上にポンプユニット７５が出入り移動するための間隙を生じさせる。ボルトを締め付けると、シューパッド１３の横方向に突出したフランジは、ベースパネル１７方向にクランプされる。ベースパネル１７は、モジュールフレーム７２の下部レール及び横部材にボルト固定されている（図６−８参照）。図５ｄに示すように、パネル１７の下面には、ボルトの頭の隣に、追加の位置決めピンやスタッドが設けられ、クランプ部材が作動位置に移動した際のシューパッド１３の横方向の端部の上に位置する固定フランジ１６の横方向の位置を正確に規定している。シューパッド１３はベースパネル１７上を端部ストッパー１９まで軸方向に移動することが出来る。また、ポンプ装置７５の軸方向の、モータ又はエンジン２３に対する相対位置は、ポンプ装置７５をポンプ軸及びモータ又はエンジン軸のそれぞれの継ぎ手の係合軸方向に、継ぎ手同士が底をつくまで移動させることで、固定することも出来る。ポンプハウジングユニット７５のシューパッド１３が位置決めされたところで、ボルトを用いて、シューパッド１３はベースパネル１７に対して固定され、ポンプハウジング３１は強固に固定され、ベースパネル１７上で運転状態にあるモータ／エンジン２３による駆動が可能となる。
【００５８】
図３及び４に、ポンプハウジング３１の軸方向両端部にボルト締めされて設けられた２枚の端部プレート８２を有するポンプユニットを示す。２本のグリップバー８３がそれらのプレートの間にボルト締めされて設けられている。また、一つの横グリップバー８４がポンプハウジングの流体接続側に配置されている。（図８を参照のこと。図８は、ポンプユニットの部品を示しているが、ポンプそのものは、図示を省略している。）横グリップバー８４は盲穴が開けられた端部支柱間に溶接された横部材を有し、端部支柱には、該端部支柱又は横グリップバーのねじ穴に螺合したボルト（図示せず）が装着されている。図３には、また、軸継ぎ手８５及び保護ガード８７が示されているが、保護ガード８７は軸継ぎ手８５が装着された際にその軸部分を包み込むように配置されるのが望ましい。
【００５９】
ポンプユニットの端部プレート８２とグリップバー８３，８４により、図６及び７に示すように、ポンプ装置を一人又は二人で把持して取り扱えるようになる。ポンプは比較的重い（公称６６lbs.又は３０Kg）ので、これは便利である。更に、端部プレート８２はポンプハウジング４２に対してボルト締めされており、ポンプハウジング４２に対する熱伝導性を有している。端部プレート８２にはポンプにより発生した摩擦熱が伝わる外部に露出した表面があるので、空気中に該熱を伝達することで、放散することが出来る。通常、ポンプにより生成される摩擦熱エネルギーはポンプを介した水の流れにより除去されるが、熱を放散する端部プレートは、ポンプの最高温度が熱エネルギーの放散により抑制される利点がある。仮に、ポンプが或る時間の間、空運転となっても、こうしてポンプに対する損傷は限られ、先送りされる。
【００６０】
図示されたグリップバー８３，８４はポンプユニットに対して、直接ポンプハウジング３１に装着されるので無く、端部プレート８２に接続されている。これにより、グリップバーはポンプハウジングや端部プレートよりも温度が低く保たれる。この構成より、ポンプハウジングが熱くても、即ちポンプハウジングが冷えるのを待つこと無く、ポンプユニット７５をグリップでつかんで取り扱うことが出来る。
【００６１】
実施例に示すように、シュー部材１３は、ポンプハウジング装置７５上で、ベースパネル１７のフランジバー１６間のクランプガイド機構に受け入れられるスライド構造を形成する。シュー部材１３とクランプガイド機構の雄雌の関係は、逆転してもよい。同様のドッキング構造が採用可能で有り、ベースパネル１７上方に支持棒を介して距離を置いてスライド機構を設け、ポンプハウジング装置７５に設けられたスライドクランプ用の受け器内に挿入する形でもよい。これらの実施例では、スライドシュー１３は、モジュールフレーム７２又はベースパネル１７及びポンプハウジング３１の一つに対して固定される。相補的な案内受け入れ具は、スライドを受け入れるためにモジュールフレーム７２及びポンプのハウジング３１の一方の側に対して固定されている。従って、図６及び７に示すように、長手方向のグリップバー８３を掴んで、ポンプハウジング装置７５をベースパネル１７上で移動させ、又は、横方向のグリップバー８４を掴んで、ポンプハウジング装置７５をポンプ回転軸に平行な方向に押し引きし、全体的にポンプハウジング装置３１をモータ／エンジン２３と係合する稼働端部位置に対して進退させることが出来る。ポンプがその端部位置に来ると、ポンプハウジング装置７５は、図９に示すように、レンチを使用してスライドフランジ１６とスライドシュー１３の間で締め具のクランプ又はアンクランプ動作を行う。
【００６２】
クランプ留め具の詳細を、図８及び９に示す。図８では、図面を簡略化するためにポンプハウジングは図示されていない。しかし、ポンプハウジング装置の一部を構成するシュー１３が、受け入れフランジ１６の間の空間を、ポンプユニット７５の軸方向端部を固定する端部ストッパー１９に向けて摺動する状態が示されている。シュー１３に対して受け入れフランジ１６を下方に締め付け、シューを取り付けパネル１７に対して固定するボルトが設けられている。ポンプハウジング装置７５を設置する際にシュー１３を簡単に挿入できるように、フランジ材の座繰り穴に配置された圧縮コイルバネが該ボルトの軸に設けられ、該受け入れフランジ１６をベースパネルに対して上方に、ボルトで決定される位置まで付勢している。これにより、シュー１３のためのスペースが広がる。ボルトは、図９に示すように、下方に締め付けられ、これによりスプリングを圧縮して受け入れフランジ１６をシュー１３上に移動固定し、ポンプハウジング装置７５をベースパネル１７上に強固に固定する。こうして、ポンプは、図１０に示すように、ポンプ軸とモータ／エンジン軸間の軸継ぎ手８５が係合した位置で保持される。この工程は、ボルトを緩める（しかし、ボルトを完全に取り外すことは無い）ことで、逆に行うことが出来、圧縮コイルバネが固定用の受け入れフランジ１６を上昇させる。ポンプユニットはポンプ軸に平行な方向に引き抜かれ、モータ／エンジン軸とポンプ軸を回転方向に係合した状態は解除される。
【００６３】
従って、図示したように、水浄化装置のポンプは回転自在なポンプ軸が設けられたポンプハウジングを有し、更に、ポンプハウジングを有するポンプユニットを有する。ポンプユニットは、ポンプを、モータ又はエンジン又はその他の原動機を搭載する、一つ又は他の原動機モジュールに対して取り外し及び交換自在な少なくとも一つのベース装着構造を有する。ここで述べたベース装着構造は、一方のモジュール及びポンプユニットに取り付けられるスライド及び、他方のモジュール及びポンプユニットに取り付けられる、スライドを受け入れるための案内受け入れ具を有する。好ましくは、スライドはポンプユニットに、受け入れ具は、原動機モジュールのフレームに取り付けられたベースパネルに設けられる。
【００６４】
ポンプユニットは、ポンプのハウジングに取り付けられた少なくとも一つのポンプ端部プレート、ベース装着構造の反対側で、ベースパネルから離れた位置に、ポンプ端部プレートからポンプ側面上を伸延し、ポンプユニットを取り扱うためのハンドルを形成する、少なくとも一つの細長いバー材を有する。好ましくは、ポンプユニットのシャーシは、ポンプハウジングの対向する端部に取り付けられ、ポンプハウジングと熱伝導接触を有する二つのポンプ端部プレート及び、モータ／エンジンフレーム上のベース装着構造の反対側で、ベース装着プレートから離れた位置で、ポンプユニットを取り扱うためのハンドルを形成する、ポンプ端部プレート間に伸延する少なくとも一つの細長いバー材により形成される。ハンドルは、少なくともポンプ端部プレートにより、ポンプハウジングから熱伝導的に離れている。
【００６５】
図４に示すように、ポンプ軸は、端部プレートの一つから突出しており、モータ又エンジンのそれぞれ一つと駆動軸を介して係合する回転継ぎ手を有している。モータ／エンジンは好ましくは、ポンプのシューを受け入れるドッキング用摺動部が設けられたベースプレートに恒久的に取り付けられている。または、モータ／エンジンは同タイプ又は異なるタイプの原動機と交換可能なように取り外し可能な素子として構成することも出来る。
【００６６】
図１及び２に示すように、水浄化装置は機能的なモジュールを構成する多数の直線的なフレームを有しており、それぞれのフレームは、ホースやその他の流体導管を使用して並列又は直列に接続するように構成された水浄化装置の素子を搭載している。ホースやその他の流体導管は、迅速な接続が可能な金具を介して容易に脱着自在とすることが望ましい。フレームの内、少なくとも二つは、異なるタイプの一つ以上の水フィルター素子をそれぞれ持っており、またフレームの内、少なくとも一つは、脱着自在な水ポンプを駆動するためのモータ又はエンジンを搭載する原動機モジュールである。図２に示すフレームは、上に積み重ねられるような大きさになっており、フレームのセットが船積みや貯蔵に便利な直線的な直方体状の外殻形状を呈した、運転可能な水浄化装置を形成するように、互いに接合している。
【００６７】
個々のフレームは、それぞれ機能的な水浄化素子を搭載しており、それらは少なくとも一つの低圧ポンプ、固体分離素子、化学的な濾過素子、高圧ポンプ原動機及び逆浸透フィルター素子を含むものである。装置は、図２に示すように、フレームの直線的な積み重ねに適合したパレットに載せられて出荷される。水ポンプが、少なくとも二つの原動機モジュールの選択された一つと、運転時に選択的に脱着することが出来るように構成される限り、二つの原動機フレームの内の一つに搭載されたポンプを交換自在に装着し、運転するように構成した二つの原動機フレームを出荷することも出来る。また、外見的に同じ大きさの原動機フレームを、特定の設置場所に選択的にどちらかを出荷することも出来る。
【００６８】
本発明は、特定の実施例に関して述べられ開示されたが、これら実施例は限定的なものとして示してはいない。本発明は、例として述べられた実施例に限定されない。例示された実施例よりも、排他的な権利が要求される本発明の範囲を決定する際には、添付されたクレームを参照すべきである。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【技術分野】
【０００１】
この開示は、現場設置された水浄化装置に関わり、特に、不適切な水源から浄化された飲料水を製造するために、運搬、組み立て及び運転が容易なように特に設計された一連の部品が必要とされる、軍事、災害救援及びその他の状況に使用するための装置に関する。こうした装置の構成では、取り外し及び再取り付けが可能な水ポンプが、２台以上の、ディーゼルエンジンや電気モータからなる選択可能な複数の原動機のうちの選択された一台を使用して、交互に駆動されている。これらの原動機は、それぞれ異なるモジュラー装置の部品である。この構成は、取り外し可能なポンプが、逆浸透圧フィルターユニットを駆動する重い容積式高圧ポンプである時には、装置にとって有利である。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ここで参考として言及する米国特許第5,972,216 及び 5,788,858号に開示されたように、ポンプ部品、フィルター部品、貯蔵タンクその他からなるモジュラー形水浄化装置を設置することは、知られている。モジュラー部品は、トラック又はトレーラに全体又は一部分を載せることが出来、また、貨物として飲料水の製造が必要な場所に応じて分解して運ぶことが出来る。飲料水は、クリークや川などの自然の水流からの水など、多様な水源から該水を浄化することで得ることが出来る。海水は、適当な濾過システムを使用して淡水化することで水源となる。水は、受け入れ可能と考えられる水源から抽出し、浄化することも出来るが、溢れた都市用水や水泳プールのような汚染され、又は汚染された可能性のある水源からも、抽出浄化が可能である。水は、また、水源が、攻撃者による病原菌などの外部物質の混入に晒されることが有るので、濾過されることとなる。
【０００３】
こうした場合の水処理は、複数のフィルター処理ステップから構成される。
混入した沈泥や藻などの固形物は、スクリーニング、沈殿、遠心動作などで分離する。混入し、又は溶けているもしれない化学物質は、例えば、化学反応で沈殿分離したり、または当該化学物質を吸着するような反応表面に晒したりすることで、吸収される。水には、銅、銀及びその他の殺菌性材料などのイオン放出材料が使用されることもある。水は、逆浸透フィルター段を通過させて、イオン、微生物及びとても小さな大きさに至る粒子を除去することが出来る。最終的な製品は塩素消毒され、分配され、又は、例えばタンクや膨張自在の袋などに貯蔵され、そこから浄化され、消毒された水が配られる。好ましくは、これらの異なるフィルタレーションや処理ステップは、水源からくみ上げた水により、連続的な処理ステップにより行われる。即ち、モジュラー化された汲み上げフィルタレーション、処理及び貯蔵モジュールを介して行われる。
【０００４】
モジュール装置は自己完結型の水処理システム内での処理ステージであるが、処理ステージをばらばらのモジュラー部品に分割した装置にして、必要なときに使用したり、使用しなかったり、また異なる目的のために異なる構成で組み合わせることで、より幅広く容易にサービス可能な装置を提供することが出来る。例えば、提供容量が求められる場合、並列流路を構成する導管、ポンプ、濾材を供給して、単一の流路での供給流量を増やすようにする必要がある。異なる構成やフィルタレーションステップが、必要な場合も生じる。例えば、泥の混じった淡水は、他のステップよりも多くの微粒子分離処理が求められる。澄んだ海水を処理する場合には、微粒子の分離よりも淡水化が求められる。異なる展開や構成が可能となるモジュールを備えることが有効である。
【０００５】
フィルターカートリッジ内に濾材を入れ、処理すべき生水の特性で決まる予想流量だけ使用するが、その後に該カートリッジは交換しなければならない。異なる流れの状態に対応させるため、そして、それぞれの運転段階で、それらの素子を切り替え、流路を切り替え、その時の必要に応じて構成可能なようにするために、上記した米国特許第5,972,216号及び第5,788,858号は、必要に応じた運転要求に応じて、ポンプ、セパレータ（分離器）、タンク及びフィルターなどの運転素子（装置）を現場で接続する、モジュラー構成を提案している。
【０００６】
例えば、淡水化では、フィルター装置は、逆浸透水純化素子（装置）を使用するが、その要求されるポンプ圧は生水の水源から水をセパレータからタンクへ単に移動するよりも一般的に高くなる。最初の生水の収集、固形物の除去及び濾材中の水の通過は、比較的低圧な水圧で行われる。逆浸透フィルターの段階を通して水を移動させるポンプは、浸透膜を介してイオン濃度が高い側へ移動して拡散しようとする水の傾向に十分逆らえるだけの差圧を逆浸透膜に与えなければならない。淡水化のためには、より塩分濃度の高い海水を高圧側に残す形で、低圧側に純水を拡散させるだけの差圧が必要である。所定の薄膜表面領域を提供することで、一定の流量が得られるものとすると、流量は逆浸透フィルター段を並行的に設けることで、増加させることが出来る。
【０００７】
迅速なカップリング接続などの多様な選択可能な構成も有効である。それぞれが低圧又は高圧で運転される多数のポンプモジュールも利用出来るようにする必要がある。低圧及び高圧の導管や付属機器も準備される必要がある。適当なマニホールドや多様な弁が、必要に応じて流れを切り替えたり分流したりするために有効である。
【０００８】
現場に設置された飲料水源は、水の必要性が長引くにつれ、浄化水を必要な現場に運び込むよりもより効率的である。現場水浄化装置は、軍隊の展開、災害救助及び、一時的な必要性が生じた際や公的な水源が利用できないその他の状況に際しても有効である。水処理設備はトラックやトレーラで運ぶことが出来、トラックやトレーラに載せられたタンクに貯めるようにすることも出来るが、ある場所で設備が必要な限り、移動性は要求されない。現場への展開は、輸送用に梱包されたモジュラー素子（装置）を用いて、現場に運ばれ設置される。モジュラー素子（装置）は、２，３人の兵士や作業者により当該素子を取り扱えるようにその重量規格が決められている。例えば、組み立てられた水処理モジュールが生水の水源近くに投下されても、個々の単一のモジュールの重さは約２００ポンド（約１００キログラム）を超えず、二人の兵士が共同で同日に水処理プラントを構築して、兵士仲間に提供するに十分な飲料水を製造することが出来る。
【０００９】
水処理装置は、それぞれより小さな素子（装置）に分割すると、より重い素子（装置）よりも、それぞれの分割された素子（装置）の重量が軽くなり、取り扱いが容易となり、より少ない人手で済む利点がある。もし、より多くのモジュールが異なる方法で、混ぜたり、セットしたり、結合したりすることが可能ならば、水処理装置はより融通性の高いものとなるが、それらモジュラー部品の構成及び接続は複雑なものとなる。融通性を最大限にし、個々のモジュール重量を最小化し、運転装置の構成及び接続を複雑化しないことが必要である。
【００１０】
今回の開示は、水純化装置を運転するために使用される動力源、即ち水ポンプの性質と構成に関わるものである。吸引及び加圧ラインは生水を吸って、濾材に差圧を与え、水圧を与え、及び／又は供給すべき水を高い場所に引き上げることが要求される。必要なポンプは、電力源がある場合には電気モータで駆動することが出来、それは静かで好ましい。ポンプは、内燃機関で直接駆動することも出来る。ポンプは、内燃機関により駆動される発電機からの電力で
駆動される電気モータにより駆動することも出来る。また、そのほかの構成も可能である。
【００１１】
軍事用途においては、内燃機関は独立して運転可能なことから、望ましいが、電力源があれば、電気モータは軽量で静かであり比較的メンテナンスフリーである。ある軍用車両は車両動力源に接続された発電機からの電力を供給することが出来る。本発明の一つの観点は、電気モータ及び内燃機関の一方又は両方の能力をモジュラー形水浄化装置に適用することである。そうすることで、モジュラー部品の重さを最小化し、同時に水ポンプの接続及び解体が複雑化することを防止する。
【発明の概要】
【００１２】
一つ以上のポンプ部品をアレンジすることで、軽量なモジュール構成で融通性や機能面で好適な装置を提供することが本発明の目的である。特に、逆浸透膜による水浄化段の重量のある高圧ポンプを、ポンプドッキング場所が設けられた選択可能な原動機モジュールに対して交換可能に装着するようにすることである。ドッキング構造はポンプ側に用意される。使用される原動機モジュールのそれぞれは、ポンプのドッキング構造を受け入れる相補的なドッキング構造を有している。ポンプが接続されると、ドッキング構造により、ポンプの駆動軸は原動機モジュールの駆動軸と係合する。原動機モジュールには、機械的な動力を独立して供給する内燃機関モジュール、発電機や利用可能な商業電力と協動して機械的な動力を供給する電気モータモジュール、油圧ポンプその他がある。回転力源に対するポンプの必要な機械的な接続は、ポンプハウジングをドッキング場所に挿入して、ポンプハウジングを接続位置に固定するだけで得られる。
【００１３】
実施例では、標準的なベースパネルが、選択可能な原動機モジュールのそれぞれに設けられ、それぞれが電気モータ／エンジンの原動機及び、原動機と正確に係合するようにポンプを位置決めすることの出来るドッキング場所を搭載している。軸方向に係合可能な回転軸継ぎ手がこの目的に使用される。軸カプラーは、軸方向に係合、係合解除自在な非円形雌雄構造を有し、係合時には、互いに回転方向に固定される。例えば、互いに挟み込むように、円周方向に間隔を開けて、軸方向に伸延したフィンガーが設けられた顎軸継ぎ手や振動吸収十字軸などである。他の例としては、一方の軸の継ぎ手に、軸方向に突出し、半径方向に間隔が開いたフィンガーが設けられ、他方の軸の継ぎ手に、それと係合可能な相補的なフィンガーソケットを設けたものもある。
【００１４】
ポンプハウジングは、単一シャーシを形成する部品に組み立てられ、詳細に言うと、互いに接続した端部プレート間で、ポンプハウジングの周囲に設けられ、ベースプレートにおいてポンプハウジングに装着されたケージであり、ポンプを原動機と係合する位置に、手動で位置決め取り付ける際に、取り扱いが便利なように細長いバー材が設けられている。ポンプを位置決め取り付けるには、ポンプユニットのシュー部分を原動機モジュールのベースパネルのスライド受け中に摺動挿入し、スライド受けのボルトを締め付けてシューをベースパネルに対してクランプすることで行う。
【００１５】
より詳細には、水の浄化装置は、水流導管により接続自在な多数の機能的なモジュールを有しており、一つ以上のモジュールが、水フィルター素子を有し、一つ以上のモジュールが水ポンプを有する。水流ポンプは、該ポンプが選択的に接続され得る駆動ユニットに対して取り外し自在である。一つ以上の駆動ユニットには、例えば、電気モータ原動機が設けられ、他の駆動ユニットには、内燃機関が設けられている。装置は、ポンプを、同じ又異なるタイプの駆動ユニットを有する、該ポンプが接続可能な異なるモジュールに再設置可能なように構成されている。電気モータと内燃機関は好ましくは、それぞれ自分のモジュールを有しており、水浄化装置の設置場所に応じてそれらの内のいずれか、又は両方を使用することが出来る。それらのモジュールには、電気モータ、内燃機関又は、油圧駆動ユニットなどの他の原動機をそれぞれ接続することが出来る。ポンプは、動力源としてのいずれかの原動機に取り付けられ、駆動される。
【００１６】
個々のモジュールは特定の機能に限られるので、多くの機能素子で構成することが出来る。機械的な力をトルクの形でポンプ軸に供給するモジュールに加えて、モジュールとしては、固体分離モジュール、ポンプ水、生水や処理済み水を集めるタンクや袋、濾材素子及び塩素消毒装置など、取り外し機能を持ったり、持ってなかったりする一つ以上の追加的なモジュールなどがある。好ましくは、装置は逆浸透フィルター段及び、海水の淡水化のような要求される水の浄化処理に十分な圧力を提供することが出来る、取り外し可能な高圧ポンプを有する。タンク、貯蔵袋、取り入れ素子及び出力ノズル含まれるが、好ましくは、全体装置は、１セットの互いに積み重ね可能なモジュラー素子からなるパッケージであり、ホース、工具及び備品の容器も含まれてもよい。そして、現場での投下を容易に行い、そこで供給されたこれらの素子を用いて飲料水を提供する。
【００１７】
水の浄化装置は、好ましくは少なくとも一つのフィルターモジュール及び少なくとも二つのポンプ駆動モジュールを有する。少なくとも一つのポンプ駆動モジュールは、該ポンプ駆動モジュールにポンプを取り外し可能に、また、同様に交換可能に装着することで、いつでも駆動することが出来る。そして、該ポンプは、取り外して、異なるポンプ駆動モジュールの一つに交換可能に再装着することが出来る。装置は、また、一つ以上の追加的な取り外し可能なポンプを有することが出来、複数のポンプを使用した両ポンプ駆動モジュールにおいて、ポンプを装着して駆動することが出来る。標準構成のポンプが、電気モータ、内燃機関、他の動力源又はアクチェーター又はそれらの組み合わせをそれぞれ有する原動機モジュールにより交換可能に駆動される限り、装置は、独立した形で駆動され、また、商業電源、他のモジュールとしての発電機、又は、軍隊車両に搭載された車載発電機などの車両電源からの電力などにより、駆動される。また、複数の利用可能な原動機の最も望ましい一つにポンプを切り替えて使用することに加えて、またはそれに代えて、追加のポンプを接続して、容量を増大させることも出来、更に、ポンプと原動機のどのような組み合わせでも、使用することが出来る。
【００１８】
好ましくは、二つのポンプ駆動モジュールを使用することができる（もっとも、現場でいつも２台が必要とは限らないが）。こうしたモジュールは、選択可能な原動機モジュールであり、好ましくは、電気モータを搭載したモジュールと内燃機関を搭載したモジュールである。こうしたポンプ駆動モジュールのそれぞれは、（着脱可能で無く）恒久的に設置された原動機（電気モータ又は内燃機関のうち、一つ）を有しており、水ポンプを取り外し可能に受け入れる設備を有する。これにより、ポンプは、交換可能で取り替え可能となり、電気モータ及び内燃機関の一つにより駆動される（もしくは、共に電気モータを有する二つのモジュール間、又は、共に内燃機関を有する二つのモジュールの間で交換される）。要は、電気モータ及び内燃機関のそれぞれ一つを搭載するモジュールに設けられた相補的な受け入れ構造内に、標準化された取り外し可能な取り付け部材を使用したポンプを、該部材を位置決め固定することで、装着することである。
【００１９】
モジュールは、一つ以上の逆浸透フィルター膜を有するフィルター素子を有するモジュラー形水浄化装置においては、極めて有効である。この場合、高圧ポンプで、膜を介した流れを維持するための運転圧力を生成する必要がある。適切な容量を持った容量移送式高圧ポンプは、例えば、１６０lbs.と重い。５又は１０馬力程度の内燃機関又は電気モータのような原動機もまた、比較的重く、例えば２００lbs.である。もし、ポンプと電気モータ／内燃機関を含んだポンプモジュールを恒久的に設置した場合には、ポンプモジュールを移動し設置する際に、二人の能力では重い負担となる。取り外し可能で、再取り付け可能な高圧ポンプを提供することで、モジュールの重量は軽減され、装置の融通性は向上する。
【００２０】
ポンプは、該ポンプの周囲を囲んで保護するケージ又はシャーシを部品として有している。ポンプユニットは、該ポンプを原動機モジュールに対する脱着操作を可能とする、一体的な構造である。１実施例では、該ポンプユニットは、ポンプハウジング、ポンプハウジングにボルト止めされ、該ポンプハウジングから伸延する端部プレート、ハンドルとして機能する、端部プレート間に伸延するバー材、及び該ポンプハウジングに装着されたスライドシューを有する。スライドシューはポンプハウジングの下部に設けられ、原動機を搭載するポンプ駆動モジュールのスライド金具と係合する横フランジを有する。端部プレートとシャーシはポンプハウジングを保護し、人手による取り扱いを容易にし、取り付け構造を標準化し、ポンプの運転によって生成される熱を放散する。スライドシューは、駆動モジュールのスライド金具内に受け入れられ、スライドシューの横フランジを締め付け係合させることで位置決めする。
【００２１】
ポンプユニット及びポンプ駆動原動機は装着時にはポンプ駆動モジュールのベースパネル上に搭載される。ポンプユニットのスライドシューはポンプ軸芯に平行な方向にスライドし、ベースパネルに固定された案内受け入れ具内に入る。案内受け入れ具には、スライドシューの横方向端部又は横フランジに重なるように形成されたフランジが、間隔を開けて設けられている。クランプ構造は、ポンプと内燃機関又は電気モータの軸継ぎ手が運転状態で接続する、軸方向に前進した位置で、スライドシューを機械的にベースパネルに固定する。停止位置は、位置決めピンや止め具を用いてセットすることが出来、実施例では、図示したように、端部ブロックを用いている。実施例では、ベースパネル上の間隔を設けたフランジはシューに向けて下方にクランプ移動することが出来る。また、他の方法も可能である。例えば、クランプとクランプされる部品との間に雌雄関係の係合を用いたり、シューを直接ベースパネルに対してボルト固定する等である。
【００２２】
追加的な目的や装置の状態は、説明され明らかになる有利な点を持った、例示的な特定の実施例を以下に述べることで、明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
本記述と図面は、一般的な観点及び特定の実施例の開示に関しては、特定の例を示すものである。主題は、例として使用された実施例とその変形に限定されるものでは無い。また、主題の範囲を決定するのは、添付したクレームでなされるべきである。図面において、
【００２４】
図１は、電気モータ駆動ユニットと内燃機関駆動ユニッを有し、そのどちらかをポンプに接続することの出来る、水処理装置の１実施例の模式図。
【００２５】
図２は、パレット貨物として直方体状に積み重ねて輸送されるような大きさに形成された水処理装置を示す斜視図。
【００２６】
図３は、選択された駆動ユニットの一つにポンプを設置するための、ポンプハウジングに接続される取り付け及び接続部品を示す立体分解図。
【００２７】
図４は、選択された駆動ユニット内に取り外し自在に配置された、ポンプユニットを示す斜視図。
【００２８】
図５ａから５ｄは、ポンプユニットの斜視図であり、駆動ユニットの基板に設けられた受け構造とポンプユニットがどのように関わっているかを示す模式図である。
【００２９】
図６は、組み立て時のポンプユニットと駆動ユニットを示す斜視図であり、ポンプユニットが手動で所定位置に脱着される様子を示すものである。
【００３０】
図７は、図６に示したポンプユニットをその取り付け位置に近接させた状態を示す斜視図である。
【００３１】
図８は、ポンプユニットのシャーシ部分（ポンプハウジング自体は図示せず）と基板上のスライド受け金具との間の関係を示す部分斜視図。
【００３２】
図９は、駆動ユニットの所定位置に固定されるポンプユニットを示す部分斜視図。
【００３３】
図１０は、原動機の駆動軸とポンプ軸との間を接続する典型的な機械軸継ぎ手を示す斜視図であり、原動機は例えば、ディーゼルエンジンである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
図１に、例示的な実施例に基づく水浄化装置を示す。水浄化装置は、水が流れる導管により接続された複数の機能的なモジュールを有しており、それらモジュールは少なくとも一つのフィルター素子と該フィルター素子に導管を介して接続された少なくとも一つの水ポンプを有している。水ポンプのうちの一つ、即ち高圧ポンプ３０は、本実施例では、少なくとも二つの交換可能な駆動ユニット２２，２４の選択された一つと接続することが出来、それら駆動ユニット２２，２４としては、電気モータ２５を有する駆動ユニット２４と、内燃機関２３を有する複数の内燃機関駆動ユニット２２が例示されている。
【００３５】
駆動ユニットの原動機、即ち、電気モータ２５と内燃機関２３は、それら各駆動ユニットを支持する枠構造体に永久的に固定されている。こうして、例えば、内燃機関駆動ユニット２２には、ディーゼルエンジン２３及び該ディーゼルエンジンに必要又は利便性のある、燃料タンク、バッテリー及びヒータなどが設けられている。同様に、電気モータ駆動ユニット２４は、電気モータ２５に加えて、該モータを電源に接続するに必要な接続機器や、接続するためのスイッチ類及びサーキットブレーカーを有している。本実施例では、電気モータは、電気事業システム又は発電機（図示せず）に接続するために使用される普通のＡＣプラグを用いた代表的な接続が図示されている。
【００３６】
好ましくは、それぞれのモジュールのフレームは、図２に示すように、積み重ねてパレット搭載が可能なるようなユニット部品１１であり、各フレームは、フォークトラックや他の荷受け装置による船積みや取り扱い、空中投下や他の適当な取り扱いに便利なユニットとしてまとめることができる標準的な容積を持ったセグメントである。
【００３７】
本システムの一つの観点は、各駆動ユニットに固定部品として設置されたポンプの代わりに、少なくとも一つの水ポンプ３０を、該ポンプ３０を交換可能に受け入れるように構成された複数の駆動ユニット２２，２４のうち、選択された一つと択一的に接続することである。すなわち、水ポンプ３０は、手動で取り扱いが出来るように構成された、装置の一部である。水ポンプ３０は一つの駆動ユニットから取り外して、同じか異なる原動機タイプの他の駆動ユニットに設置することが出来るのである。ポンプユニットの部品は図３に別々に示すが、図４に示すように、ポンプハウジングと共に組み立てられる。
【００３８】
ポンプユニットは、ポンプハウジング３１にボルト又は他のもので接続されるシュー１３を有している。シュー１３には、ポンプユニットのベースを構成し、駆動ユニットに設けられたベースパネル１７上のスライド１５に挿入係合されるフランジが横方向に突設されている。ベースパネル１７のスライドは断面が直角に形成された平行に設置されたアングル材で構成されている。好ましくは、スライド１５は、図示するように、軸方向に端部ストッパー１９まで伸びた、連続したバー材で形成されるが、一連の間隔を開けて設置された押さえ板から構成することも出来る。本実施例のアングル材は、平行で間隔を開けて設けられており、ベースパネル１７の表面の上方に窪んだ溝状の十分なスペースを形成する自由端部１６が設けられている。アングル材は強く締め付け固定しなければ、シュー１３の側方端部上に間隙を形成することが出来る。アングル材は位置決め用スライドを形成し、シュー１３の端部の上に配置される。従って、アングル材をボルトで取り付けパネル１７に対してしっかりと締め付けると、ボルトで下方に締め付けられたアングル材によりベースシューが取り付けパネルに対して挟まれ、ポンプユニットはベースパネル１７上の適正な位置にしっかりと固定される。端部ストッパー１９は、平行なアングル材の間で、取り付けパネルに設けられたスライドの最大前進位置を規定するものであり、その位置で、原動機の駆動軸と駆動ポンプの軸の、運転に際した軸接続が行われる。
【００３９】
ディーゼル内燃エンジン、電気モータ、油圧モータなどの原動機は取り付けプレート１７に対して固定されており、ポンプ軸と相補的な接続を行えるように位置決めされた継ぎ手が設けられた駆動軸を有している。これにより、水ポンプは設置され、与えられた状況に応じた異なる動力供給フレームユニットにより駆動される。使用しなかった交換用原動機ユニットは、設置済みのポンプが無いので、固定的に設置されたポンプを有するユニットに比して、重くは無い。一つの原動機からポンプを他の原動機に交換し、必要な水系統の接続を行うことは、原動機フレームに永久的に設置された新しいポンプ装置全体を持ち込んで、必要な水系統の接続を行うよりも簡単である。
【００４０】
図１は、開発された水浄化装置を示す模式図である。水浄化装置は、交換可能な内燃機関２３で駆動される動力供給フレームユニット２２及び電気モータ２５で駆動される動力供給フレームユニット２４が装備されている。関連する水ポンプ３０は使用可能な内燃機関ユニット２２の一つに設置されているが、電気駆動ユニット２４又は他の同様な内燃機関ユニット２２への交換設置のために当該ユニットから簡単に取り外すことが出来る。
【００４１】
好ましくは、動力ユニット２２，２４のうちのどちらかにより選択的に駆動される水ポンプ３０は、逆浸透フィルター素子３５に接続された高圧水ポンプである。水浄化装置のそれぞれの素子としては、生水を固体分離装置４６に送る低圧ポンプ４４に接続された、一つ以上の吸水装置４２を含んでおり、また、生水貯蔵タンク又は袋４８を通してもよい。取り除かれた固体は除去される。水は濾材を内蔵するカートリッジが設けられた一つ以上のフィルターユニットを通過し、水は公知の方法で濾材に晒される。
【００４２】
こうして、水は高圧ポンプ３０を介して逆浸透フィルター３５に連結される。通常、水をより大きなイオン濃度の側、即ちより塩分濃度の高い側に向けて拡散させることとなる浸透圧に対抗して、膜に対して十分な水圧又は差圧を掛ける必要がある。高圧ポンプは、浸透圧に対抗した十分な圧力を維持するために運転され、イオンを所謂海水側に残す形で、水を膜を通して低イオン濃度側に拡散させるように作用する。高圧ポンプはまた、海水側の徐々に塩分濃度が高まった水に圧力を作用させてフィルター素子を介した流路に沿って、塩又は徐々に高まりつつあるその他の濃縮イオンと共に、海水側の水が排出されるまで、例えば、勢い良く流したり、生水の水源に戻したりする形で、流す。逆浸透フィルターでフィルターされた水は、塩素消毒ユニット５４で消毒され（オプションである）、飲料水タンク又は袋５６に貯蔵される。任意的に低圧ポンプ５８を用いて、放出バルブ６２を介して水を配給し、浄化された水流は関連する分配ノズルや他の設備を介して放水される。
【００４３】
説明した水浄化装置は、互いに接続して水源から水を吸い上げ、フィルターを通し、浄化された水をタンクなどにくみ出す、一つ以上のポンプ及び一つ以上のフィルターなど多数の部品を有している。例えば、淡水化などの状況に応じて、逆浸透フィルターが有効である。時間当たり多少の流量は必要である。フィルター装置素子は、恒久的に構成されてトラックやトレーラに積まれ、内蔵ユニットを形成するが、装置を多数の機能的なモジュールに分けて、選択的に組み立て得るようにすると、便利である。本実施例に示すように、複数の浸透膜容器が、部分的に囲まれたフレーム上に整列した形で搭載され、浸透膜容器には他の装置及び／又は濾過水又は海水流路の接続のために端部に、蛇口やマニホールドが、並列にまた直列に配置された形で設けられている。また、時には、こうした膜ラックを複数、積み重ねて、逆浸透膜容器及び／又はフレーム又は素子のラックの並列及び直列接続を必要に応じて作るとよい。
【００４４】
設置に適切な機能素子を組み合わせて、設計したり、要求される圧力や流れの条件に合う流れや圧力を得るために相互接続したりすることが出来る。例えば、更に流量が必要な場合には、一つ以上のフレーム又はラックの上に、逆浸透フィルター素子などの素子を、流れに並列に構成する形で配置したり、それらの素子を、直列接続構成から並列接続構成に変更したりする。水源とユーザの間に距離や揚程の問題がある場合には、距離に応じて素子を配置し、直列に配置されたポンプによりそれらを接続する。多様な構成の変更を容易に行うことが出来る。モジュール構成が装置を融通の利くものとしている。
【００４５】
水浄化装置モジュールは、圧力又は吸引力を生成するために使用されるが、それには、例えばガソリンや他の燃料を燃焼させる内燃機関２３又は、対応する電源に接続された電気又は油圧モータ２５などの原動機により駆動されるポンプが必要である。今までは、原動機エンジン又はモータは、ポンプと同じモジュール上に恒久的に搭載されており、該ポンプと機械的に接続していた。これにより、原動機から取り出された動力、特に駆動軸を回転させるトルクが、ポンプに接続され、水を動かすのである。いままでは機能モジュール間を結ぶ流体ラインは、ポンプモジュールがモータ又はエンジンと恒久的に接続されていたので、異なる形で構成されていた。
【００４６】
図１の実施例では、それぞれのモジュールとして、分離モジュール４６，イオン交換、揮発性物質などの分離のための二つのフィルターモジュール５２、いくつかの浸透膜容器を搭載する逆浸透膜フレームラック及び、水を移動させる複数のポンプモジュール４４，２２，２４、５８がある。稼働ポンプモジュールは、それぞれ機械的な動力の原動力源を必要とするが、本実施例によると、少なくともポンプモジュール２２又は２４の内の一つでは、ポンプは動力により圧力及び／または、水の流れを生成する。そして、ポンプモジュールのポンプユニットは簡単に取り外すことが出来、同じ又は異なるタイプの原動機を持った別のポンプモジュール上に簡単に設置することが出来るように、構成されている。
【００４７】
一つの観点によれば、少なくとも二つのポンプモジュールがフレームに設けられ、交換しながら使用することが出来る。一つのモジュール２４は、電気モータ２５を有する。他のモジュール２２（二つ示す）は、内燃機関２３を有する。電気モータを有するモジュール２４及び内燃機関モジュール２２のそれぞれは、標準化された構造のポンプ３０を装着し、原動機に適切に接続することが出来る、以下に説明するドッキング構造を有している。
【００４８】
選択可能な原動機を持った少なくとも二つのモジュール（電気モータモジュール、内燃機関モジュール、及び／又は異なるモジュールタイプの組み合わせなど）で、それぞれのモジュールは、モータ及びエンジンの内のひとつを、モジュールの各フレームに恒久的に設けている。モータ及びエンジンは、ポンプのための着脱可能な軸継ぎ手を有している。このモジュール構造は、ポンプを交換可能に受け入れるためのドッキング装置を有しており、またポンプユニットをモジュール上の運転位置にしっかりと固定することでモータ又はエンジンとポンプとの間で軸接続が出来るようになっている。ポンプは、選択可能でまた交換可能なモータ及びエンジンの内の一つにより駆動される。そして、該ポンプは、該ポンプをモータ及びエンジンの内の一つを有するモジュールに脱着可能に装着することで、駆動される。
【００４９】
好ましくは、本発明は、逆浸透フィルター３５の膜を介して水を、水固有の方向とは反対の方向に拡散するように十分な圧力を与えるポンプモジュールに適用される。該ポンプは、該膜を介した流動を維持するための圧力を発生する高圧ポンプである。逆浸透フィルター段を使用して海水源を淡水化し、１５０から２００人程度の兵士団の各メンバー毎に、１日２０ガロンの水といったように、ある程度の人員に対する飲料水を提供するに十分な能力で運転するためには、おそらく１，０００lbs/in２（ＰＳＩ）の高圧を生成することの出来る、やや大型で重い高圧ポンプが必要である。一つの実施例では、ポンプは、1,750RPMで8.0gal./min.の汲み上げが可能な、Wanner
Engineering社のHydra-Cell容積式ポンプモデルD/G-10Eが使用可能である。ポンプ重量は約６６lbs.である。
【００５０】
本実施例に基づく水浄化装置は、兵士団の構成が上記したようなものだとすると、５から１０馬力（ＨＰ）の原動機が必要となる。好ましい電気モータは、Baldor社のCP 3770T（Siemens社の ESH6415に相当）であり、７．５馬力（５．５ＫＷ）で、三相モータで名目上、６０Ｈｚで１，７６５ＲＰＭで運転可能である。このモータは、重さが１６６ポンドと記されている。エンジンは、５及び１０馬力の間が望ましい。７．５ＨＰのガソリンエンジンは、例えば、Briggs
& Stratton社の水平エンジン、モデルl# 138432-0035がある。ディーゼルエンジンでは、例えば、ヤンマー社のモデルL70 V 5.8 HP (4.3 KW)である。同様な出力を持った原動機の他のモデルやタイプも使用可能である。
【００５１】
ポンプを交換自在に受け入れる原動機は、それらのそれぞれのモジュールフレームに、ポンプユニットを、ポンプユニットのベースシュー１３をベースパネルのスライドソケット内に係合させ、バー材１６（例えば図５参照）を下方に締め付けることで、該フレーム内に設置した際に、該原動機（モータ又はエンジン）の駆動軸がポンプの軸と同芯に位置し、それらの軸が係合出来るような位置に、恒久的に設置されている。恒久的に設置された原動機の駆動軸とポンプの軸は、図１０に示すように、相補的な軸継ぎ手を有しており、これにより、原動機は機械的に接続され、ポンプの軸を回転させることとなる。好ましくは、原動機軸とポンプ軸は、軸方向に共に又は単独で移動自在で、軸方向に係合することで回転方向にも係合し、軸方向に離脱することで、係合解除される、同軸で軸方向に係合自在な非円形構造を用いて、直接結合される。また、原動機軸とポンプの駆動軸の間に設けられた追加的な継ぎ手や素子でそれら軸間を結合することも可能である。例えば、減速ギヤユニット（図１０に示す）を、駆動軸とポンプ軸との間の駆動列に配置することが出来る。この場合、ポンプ軸は減速ギヤユニットの出力と同軸に配置される。
【００５２】
好適な軸の接続は、ポンプをポンプ軸に平行な線に沿って移動させることで簡単に係合するジョータイプの継ぎ手である。これは、継ぎ手の一方に、回転軸心から離れた位置に、該回転軸心に平行に伸延するピン又はジョー部材を設け、相補する継ぎ手部の対応する開口に係合させるものである。ジョータイプ回転継ぎ手、例えば、Lovejoy Inc.社から入手可能なものは、一方の軸に形成された雄円盤を有し、雄円盤は回転軸心から離れた軸方向のピンを有する。これらのピンは、第１の軸と同軸に配置された他の軸に形成された、対向する雌円盤内の対応する開口に係合自在である。望ましい継ぎ手は、Lovejoy社のＬＪシリーズの撓み継ぎ手である。いすれにせよ、軸継ぎ手は、長さ方向の軸に沿ってポンプユニットを手動で移動させることで係合、係合解除が可能である。係合すると、原動機からの回転力は継ぎ手を介してポンプに伝達される。
【００５３】
好適な実施例では、撓み継ぎ手は、軸心から半径方向に離れて１２０度の角度間隔で配置された３つのフィンガーを持った、第１の軸に設けられた円盤を有する。３つのフィンガーは、第２の軸の接続円盤内の３つの対応する穴に係合する。第２の軸の接続円盤は、堅い弾性体からなり、３つの穴を有している。これにより、ある程度の緩衝作用を有する回転アタッチメントの役を果たす。継ぎ手又は軸との接触に際して異物が混入することを防止するために防護カラー内に継ぎ手は配置される。
【００５４】
開示された実施例の観点に基づくと、ベース装着構造がポンプに、モータを搭載したモジュール又はエンジンを搭載したモジュールのいずれかに対して脱着及び交換自在に設けられている（または、同様に設けられた他の原動機モジュールに対しても選択的に）。この目的から、ベース装着構造は、ポンプのハウジング及び原動機モジュールのフレーム構造に設けられた相補的な構造を有している。これらの構造は、ポンプ軸の軸継ぎ手とモータ又はエンジンの軸が互いに軸方向に係合して、回転方向に、モータ又はエンジンのトルクがポンプに向けて伝達されるように接続される位置で、ポンプのハウジングをフレーム構造上に挿入させ、係止させ得るように、構成されている。同様に、このドッキングの構成は、ポンプを該ポンプとモータ軸に平行な方向に引き出すことで、取り出して接続を解除する際にも、適用される。
【００５５】
図３から８に示すように、ドッキング構造はそれぞれの原動機モジュールに設けられ、ポンプのハウジングを駆動のために、原動機モジュール２２，２４を選択することで交換自在に設けられている。原動機モジュールはそれぞれ、好ましくは溶接されたバー材、例えば鉄、ステンレスのアングル材及び／又はアルミニウムの中空角材からなるフレーム７２を有している。設置パネル又はベースプレートパネル１７は図３の右側にフレームから離れて示しているが、フレーム７２にボルトで取り付けられている。パネル１７は、好ましくはフレーム７２とベースパネル１７の間に配置された振動減衰弾性パッド７３を介して取り付けられる（図６及び８参照）。ベースパネル１７は３／８インチ厚のアルミニウム又はステンレス板で有り、同じベースパネル１７上の所定の位置に設けられる内燃機関２３又は他の原動機等の原動機を取り付けるための取り付け穴又はそれに類する設備を有している。ポンプのハウジング３１を含む装置は同様に、該ポンプユニットを摺動させて、該ポンプを運転する原動機と係合させる形で、ベースパネル１７上の相補的な位置に取り付けられる。
【００５６】
図３は、ポンプ、エンジン又はモータ以外の部品の分解したものを示す。固定スライド１５を有するベースパネル１７が、両側に回動自在な取っ手が設けられたフレーム７２に取り付けられる。組立済みのポンプユニット７５は、図４に示すように、軸継ぎ手を有する端部から、ポンプハウジング３１を有している。図５ａは、ポンプへの流体接続がなされる、反対側から見たポンプハウジング装置を示すものである。また、ベースパネル１７上へのポンプハウジングユニット７５の取り付けを模式的に示すものであり、シューパッド１３のフランジが固定フランジ１６の下に受容されるような方向にポンプユニットを移動させることで行われる。シュー１３は、端部ストッパー１９まで移動し、固定フランジ１６のボルトが下方に締め付けられてポンプユニットを所定位置に固定する。
【００５７】
シューパッド１３は、ポンプハウジング３１の下側に、例えば、図５ｂに示すように、シューパッド１３のボルト穴を介してボルトで装着することが出来る。図５ｂの実施例では、固定フランジ１６は、ベースパネル１７から遠ざかる方向にコイルバネにより付勢されている。固定ボルトは座ぐり穴内に挿入係合しており、バネはその外周に、固定フランジ１６の座ぐり穴の端部とベースパネル１７の上面との間に縮設されている。ボルトが緩められると、フランジはパネル１７から浮き上がり、図５ｃに示すように、シューパッド１３上にポンプユニット７５が出入り移動するための間隙を生じさせる。ボルトを締め付けると、シューパッド１３の横方向に突出したフランジは、ベースパネル１７方向にクランプされる。ベースパネル１７は、モジュールフレーム７２の下部レール及び横部材にボルト固定されている（図６−８参照）。図５ｄに示すように、パネル１７の下面には、ボルトの頭の隣に、追加の位置決めピンやスタッドが設けられ、クランプ部材が作動位置に移動した際のシューパッド１３の横方向の端部の上に位置する固定フランジ１６の横方向の位置を正確に規定している。シューパッド１３はベースパネル１７上を端部ストッパー１９まで軸方向に移動することが出来る。また、ポンプ装置７５の軸方向の、モータ又はエンジン２３に対する相対位置は、ポンプ装置７５をポンプ軸及びモータ又はエンジン軸のそれぞれの継ぎ手の係合軸方向に、継ぎ手同士が底をつくまで移動させることで、固定することも出来る。ポンプハウジングユニット７５のシューパッド１３が位置決めされたところで、ボルトを用いて、シューパッド１３はベースパネル１７に対して固定され、ポンプハウジング３１は強固に固定され、ベースパネル１７上で運転状態にあるモータ／エンジン２３による駆動が可能となる。
【００５８】
図３及び４に、ポンプハウジング３１の軸方向両端部にボルト締めされて設けられた２枚の端部プレート８２を有するポンプユニットを示す。２本のグリップバー８３がそれらのプレートの間にボルト締めされて設けられている。また、一つの横グリップバー８４がポンプハウジングの流体接続側に配置されている。（図８を参照のこと。図８は、ポンプユニットの部品を示しているが、ポンプそのものは、図示を省略している。）横グリップバー８４は盲穴が開けられた端部支柱間に溶接された横部材を有し、端部支柱には、該端部支柱又は横グリップバーのねじ穴に螺合したボルト（図示せず）が装着されている。図３には、また、軸継ぎ手８５及び保護ガード８７が示されているが、保護ガード８７は軸継ぎ手８５が装着された際にその軸部分を包み込むように配置されるのが望ましい。
【００５９】
ポンプユニットの端部プレート８２とグリップバー８３，８４により、図６及び７に示すように、ポンプ装置を一人又は二人で把持して取り扱えるようになる。ポンプは比較的重い（公称６６lbs.又は３０Kg）ので、これは便利である。更に、端部プレート８２はポンプハウジング４２に対してボルト締めされており、ポンプハウジング４２に対する熱伝導性を有している。端部プレート８２にはポンプにより発生した摩擦熱が伝わる外部に露出した表面があるので、空気中に該熱を伝達することで、放散することが出来る。通常、ポンプにより生成される摩擦熱エネルギーはポンプを介した水の流れにより除去されるが、熱を放散する端部プレートは、ポンプの最高温度が熱エネルギーの放散により抑制される利点がある。仮に、ポンプが或る時間の間、空運転となっても、こうしてポンプに対する損傷は限られ、先送りされる。
【００６０】
図示されたグリップバー８３，８４はポンプユニットに対して、直接ポンプハウジング３１に装着されるので無く、端部プレート８２に接続されている。これにより、グリップバーはポンプハウジングや端部プレートよりも温度が低く保たれる。この構成より、ポンプハウジングが熱くても、即ちポンプハウジングが冷えるのを待つこと無く、ポンプユニット７５をグリップでつかんで取り扱うことが出来る。
【００６１】
実施例に示すように、シュー部材１３は、ポンプハウジング装置７５上で、ベースパネル１７のフランジバー１６間のクランプガイド機構に受け入れられるスライド構造を形成する。シュー部材１３とクランプガイド機構の雄雌の関係は、逆転してもよい。同様のドッキング構造が採用可能で有り、ベースパネル１７上方に支持棒を介して距離を置いてスライド機構を設け、ポンプハウジング装置７５に設けられたスライドクランプ用の受け器内に挿入する形でもよい。これらの実施例では、スライドシュー１３は、モジュールフレーム７２又はベースパネル１７及びポンプハウジング３１の一つに対して固定される。相補的な案内受け入れ具は、スライドを受け入れるためにモジュールフレーム７２及びポンプのハウジング３１の一方の側に対して固定されている。従って、図６及び７に示すように、長手方向のグリップバー８３を掴んで、ポンプハウジング装置７５をベースパネル１７上で移動させ、又は、横方向のグリップバー８４を掴んで、ポンプハウジング装置７５をポンプ回転軸に平行な方向に押し引きし、全体的にポンプハウジング装置３１をモータ／エンジン２３と係合する稼働端部位置に対して進退させることが出来る。ポンプがその端部位置に来ると、ポンプハウジング装置７５は、図９に示すように、レンチを使用してスライドフランジ１６とスライドシュー１３の間で締め具のクランプ又はアンクランプ動作を行う。
【００６２】
クランプ留め具の詳細を、図８及び９に示す。図８では、図面を簡略化するためにポンプハウジングは図示されていない。しかし、ポンプハウジング装置の一部を構成するシュー１３が、受け入れフランジ１６の間の空間を、ポンプユニット７５の軸方向端部を固定する端部ストッパー１９に向けて摺動する状態が示されている。シュー１３に対して受け入れフランジ１６を下方に締め付け、シューを取り付けパネル１７に対して固定するボルトが設けられている。ポンプハウジング装置７５を設置する際にシュー１３を簡単に挿入できるように、フランジ材の座繰り穴に配置された圧縮コイルバネが該ボルトの軸に設けられ、該受け入れフランジ１６をベースパネルに対して上方に、ボルトで決定される位置まで付勢している。これにより、シュー１３のためのスペースが広がる。ボルトは、図９に示すように、下方に締め付けられ、これによりスプリングを圧縮して受け入れフランジ１６をシュー１３上に移動固定し、ポンプハウジング装置７５をベースパネル１７上に強固に固定する。こうして、ポンプは、図１０に示すように、ポンプ軸とモータ／エンジン軸間の軸継ぎ手８５が係合した位置で保持される。この工程は、ボルトを緩める（しかし、ボルトを完全に取り外すことは無い）ことで、逆に行うことが出来、圧縮コイルバネが固定用の受け入れフランジ１６を上昇させる。ポンプユニットはポンプ軸に平行な方向に引き抜かれ、モータ／エンジン軸とポンプ軸を回転方向に係合した状態は解除される。
【００６３】
従って、図示したように、水浄化装置のポンプは回転自在なポンプ軸が設けられたポンプハウジングを有し、更に、ポンプハウジングを有するポンプユニットを有する。ポンプユニットは、ポンプを、モータ又はエンジン又はその他の原動機を搭載する、一つ又は他の原動機モジュールに対して取り外し及び交換自在な少なくとも一つのベース装着構造を有する。ここで述べたベース装着構造は、一方のモジュール及びポンプユニットに取り付けられるスライド及び、他方のモジュール及びポンプユニットに取り付けられる、スライドを受け入れるための案内受け入れ具を有する。好ましくは、スライドはポンプユニットに、受け入れ具は、原動機モジュールのフレームに取り付けられたベースパネルに設けられる。
【００６４】
ポンプユニットは、ポンプのハウジングに取り付けられた少なくとも一つのポンプ端部プレート、ベース装着構造の反対側で、ベースパネルから離れた位置に、ポンプ端部プレートからポンプ側面上を伸延し、ポンプユニットを取り扱うためのハンドルを形成する、少なくとも一つの細長いバー材を有する。好ましくは、ポンプユニットのシャーシは、ポンプハウジングの対向する端部に取り付けられ、ポンプハウジングと熱伝導接触を有する二つのポンプ端部プレート及び、モータ／エンジンフレーム上のベース装着構造の反対側で、ベース装着プレートから離れた位置で、ポンプユニットを取り扱うためのハンドルを形成する、ポンプ端部プレート間に伸延する少なくとも一つの細長いバー材により形成される。ハンドルは、少なくともポンプ端部プレートにより、ポンプハウジングから熱伝導的に離れている。
【００６５】
図４に示すように、ポンプ軸は、端部プレートの一つから突出しており、モータ又エンジンのそれぞれ一つと駆動軸を介して係合する回転継ぎ手を有している。モータ／エンジンは好ましくは、ポンプのシューを受け入れるドッキング用摺動部が設けられたベースプレートに恒久的に取り付けられている。または、モータ／エンジンは同タイプ又は異なるタイプの原動機と交換可能なように取り外し可能な素子として構成することも出来る。
【００６６】
図１及び２に示すように、水浄化装置は機能的なモジュールを構成する多数の直線的なフレームを有しており、それぞれのフレームは、ホースやその他の流体導管を使用して並列又は直列に接続するように構成された水浄化装置の素子を搭載している。ホースやその他の流体導管は、迅速な接続が可能な金具を介して容易に脱着自在とすることが望ましい。フレームの内、少なくとも二つは、異なるタイプの一つ以上の水フィルター素子をそれぞれ持っており、またフレームの内、少なくとも一つは、脱着自在な水ポンプを駆動するためのモータ又はエンジンを搭載する原動機モジュールである。図２に示すフレームは、上に積み重ねられるような大きさになっており、フレームのセットが船積みや貯蔵に便利な直線的な直方体状の外殻形状を呈した、運転可能な水浄化装置を形成するように、互いに接合している。
【００６７】
個々のフレームは、それぞれ機能的な水浄化素子を搭載しており、それらは少なくとも一つの低圧ポンプ、固体分離素子、化学的な濾過素子、高圧ポンプ原動機及び逆浸透フィルター素子を含むものである。装置は、図２に示すように、フレームの直線的な積み重ねに適合したパレットに載せられて出荷される。水ポンプが、少なくとも二つの原動機モジュールの選択された一つと、運転時に選択的に脱着することが出来るように構成される限り、二つの原動機フレームの内の一つに搭載されたポンプを交換自在に装着し、運転するように構成した二つの原動機フレームを出荷することも出来る。また、外見的に同じ大きさの原動機フレームを、特定の設置場所に選択的にどちらかを出荷することも出来る。
【００６８】
本発明は、特定の実施例に関して述べられ開示されたが、これら実施例は限定的なものとして示してはいない。本発明は、例として述べられた実施例に限定されない。例示された実施例よりも、排他的な権利が要求される本発明の範囲を決定する際には、添付されたクレームを参照すべきである。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５ａ】
【図５ｂ】
【図５ｃ】
【図５ｄ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の導管により接続可能な複数のモジュールを有し、それらモジュールは、少なくとも一つの水フィルター素子及び、前記導管により前記水フィルター素子に接続される少なくとも一つの水ポンプを搭載し、
前記水ポンプは、電気モータ及び内燃機関の内の一つと選択的に接続可能に構成され、それら電気モータ及び内燃機関は前記水ポンプをどちらかで受け入れ可能に構成されていることを特徴とする水浄化装置。
【請求項２】
前記複数のモジュールには、フィルター素子を搭載するフィルターモジュール及びポンプモジュールを含むことを特徴とする請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】
前記複数のモジュールには、フィルターモジュール及び少なくとも二つのポンプモジュールを含み、前記少なくとも二つのポンプモジュールには、前記電気モータを搭載する一つのモジュール及び前記内燃機関を搭載する他のモジュールを含むことを特徴とする請求項１記載の水浄化装置。
【請求項４】
前記少なくとも二つのモジュールには、電気モータを搭載するモジュール及び内燃機関を搭載するモジュールを含み、それぞれの前記モジュールは、前記電気モータ及び内燃機関の内、それぞれ一つを恒久的に搭載し、かつ前記水ポンプを取り外し自在に搭載しており、これにより、前記電気モータ及び内燃機関のそれぞれ一つを搭載する前記モジュールに取り外し自在に搭載された前記水ポンプを装着することで、前記水ポンプは前記電気モータ及び内燃機関の一つによって二者択一的に交換自在に駆動されることを特徴とする請求項３記載の水浄化装置。
【請求項５】
前記水フィルター素子は、逆浸透フィルター膜を有し、前記水ポンプは、前記逆浸透フィルター膜を介した流れを維持するだけの運転圧力を生成することの出来る高圧ポンプであることを特徴とする請求項４記載の水浄化装置。
【請求項６】
前記恒久的に搭載された前記電気モータ及び内燃機関の一つは、回転駆動軸を有し、前記水ポンプは、前記回転駆動軸の駆動系に沿って接続自在な回転駆動ポンプ軸を有することを特徴とする請求項４記載の水浄化装置。
【請求項７】
前記駆動軸と前記ポンプ軸の間の前記駆動系に減速ギヤユニットを設けて構成した請求項６記載の水浄化装置
【請求項８】
前記駆動軸と前記ポンプ軸の間の前記駆動系に沿って、継ぎ手を設け、前記継ぎ手は前記駆動軸と前記ポンプ軸の一つと回転方向に固定可能に設けられ、前記継ぎ手は、手動で長手軸に沿って移動させることで係合、係合解除自在であることを特徴とする請求項６記載の水浄化装置。
【請求項９】
前記ポンプを、前記電気モータ及び内燃機関を搭載する前記モジュールの内のどちらかに、取り外し可能かつ交換可能にそれぞれ取り付けるベース装着構造を設け、前記ベース装着構造は、前記モジュール及び前記ポンプのハウジングの内の一方に取り付けられるスライド及び、前記スライドを受け入れるための前記モジュール及び前記ポンプのハウジング内の他方に取り付けられる案内受け入れ具を有して構成される請求項８記載の水浄化装置
【請求項１０】
前記継ぎ手が係合する位置で前記スライドを前記ベース装着構造に対して機械的に固定する少なくとも一つのクランプを設けたことを特徴として構成した請求項９記載の水浄化装置。
【請求項１１】
前記ポンプは、ポンプハウジング及び回転自在なポンプ軸、更に前記ポンプハウジングを含むポンプユニットを有し、該ポンプユニットは、前記ポンプを、電気モータ及び原動機を搭載するいずれかのモジュールに取り外し可能で交換可能にそれぞれ装着するためのベース装着構造を有し、前記ベース装着構造は、前記モジュール及びポンプユニットの一方に装着されるスライド及び、該スライドを受け入れるために、前記モジュール又はポンプユニットの他方に設けられた前記スライドを受け入れるための案内受け入れ具を有することを特徴とする請求項４記載の水浄化装置。
【請求項１２】
前記ポンプユニットは、少なくとも一つの、ポンプのハウジングに取り付けられたポンプ端部プレートを有し、また、前記ベース装着構造の反対側のポンプの側方で、ベースプレートから離れた形で、前記ポンプ端部プレートから伸延する、少なくとも一つの細長いバー材を有し、それは前記ポンプユニットを一体として取り扱う際のハンドルを形成することを特徴とする請求項１１記載の水浄化装置。
【請求項１３】
前記ポンプユニットは、前記ポンプのハウジングの対向する両側に取り付けられた２枚のポンプ端部プレートを有し、前記前記ポンプ端部プレート間に、前記ベース装着構造の反対側の、ポンプの側方で、前記ベースプレートから離れた形で伸延する、少なくとも一つの細長いバー材を有し、それは前記ポンプユニットを一体として取り扱う際のハンドルを形成することを特徴とする請求項１１記載の水浄化装置。
【請求項１４】
前記ポンプ軸は、前記端部プレートの一つを貫通伸延し、前記電気モータ及び原動機の内のそれぞれ一つの駆動軸と係合する回転継ぎ手を有していることを特徴とする請求項１３記載の水浄化装置。
【請求項１５】
前記回転継ぎ手の反対側の前記端部プレートの一つに、前記ポンプに水導管を接続するための少なくとも一つの金具が設けられている、請求項１４記載の水浄化装置。
【請求項１６】
前記電気モータ及び原動機のモジュールの一つに装着するために設けられたベース装着構造のそばで、前記ポンプの一方の側に、互いに間隔を開けて設けられたポンプ端部プレートを有するシャーシを有し、前記端部プレートは、前記ベース装着構造の反対側のポンプの側部に、２本の間隔を開けて設けられた細長いバー材により、互いに取り付けられており、前記バー材は前記モジュールから前記ポンプを脱着する際に該ポンプを取り扱うためのハンドルを形成することを特徴とする請求項１４記載の水浄化装置。
【請求項１７】
前記モジュールは、直線状のフレームを有し、前記各フレームは、機能的な水浄化素子を搭載し、前記フレームの少なくとも二つは、前記少なくとも一つの水フィルター素子及び前記少なくとも一つの水ポンプをそれぞれ搭載し、前記フレームは上下方向に積み重ね可能で有り、前記フレームのセットは、出荷及び貯蔵に適した直方体状の容積を持った水浄化用の運転システムを形成する形で互いに隣接していることを特徴とする請求項１記載の水浄化装置。
【請求項１８】
前記フレームのそれぞれは、少なくとも一つの低圧ポンプ、固体分離素子、化学フィルター素子、高圧ポンプ原動機及び逆浸透フィルター素子を含む水浄化素子を搭載し、それらフレームを運搬するための前記直方体状の容積に適合したパレットを有することを特徴とする請求項１７記載の水浄化装置。
【請求項１９】
少なくとも一つの水フィルター素子及び、少なくとも一つの水ポンプからなる水浄化素子をそれぞれ搭載する複数のモジュールを有し、前記素子は、水導管により、互いに、そして浄化すべき水源に接続自在で有り、
前記モジュールは直線状のフレームを有し、前記フレームのそれぞれは水浄化素子を搭載し、前記フレームの少なくとも二つはそれぞれ前記少なくとも一つの水フィルター素子及び少なくとも一つの水ポンプを搭載し、前記フレームは上下方向に積み重ね可能であり、前記フレームのセットは、出荷及び貯蔵に適した直方体状の容積を持った水浄化用の運転システムを形成する形で互いに接合していることを特徴とする水浄化装置。
【請求項２０】
前記水ポンプは、該水ポンプを選択的に受け入れ運転するように構成された前記フレームのそれぞれにおいて、少なくとも二つの原動機モジュールの内、選択された一つに対して脱着自在に運転が可能なるように構成されていることを特徴とする請求項１９記載の水浄化装置。
【請求項１】
水の導管により接続可能な複数のモジュールを有し、それらモジュールは、少なくとも一つの水フィルター素子及び、前記導管により前記水フィルター素子に接続される少なくとも一つの水ポンプを搭載し、
前記水ポンプは、電気モータ及び内燃機関の内の一つと選択的に接続可能に構成され、それら電気モータ及び内燃機関は前記水ポンプをどちらかで受け入れ可能に構成されていることを特徴とする水浄化装置。
【請求項２】
前記複数のモジュールには、フィルター素子を搭載するフィルターモジュール及びポンプモジュールを含むことを特徴とする請求項１記載の水浄化装置。
【請求項３】
前記複数のモジュールには、フィルターモジュール及び少なくとも二つのポンプモジュールを含み、前記少なくとも二つのポンプモジュールには、前記電気モータを搭載する一つのモジュール及び前記内燃機関を搭載する他のモジュールを含むことを特徴とする請求項１記載の水浄化装置。
【請求項４】
前記少なくとも二つのモジュールには、電気モータを搭載するモジュール及び内燃機関を搭載するモジュールを含み、それぞれの前記モジュールは、前記電気モータ及び内燃機関の内、それぞれ一つを恒久的に搭載し、かつ前記水ポンプを取り外し自在に搭載しており、これにより、前記電気モータ及び内燃機関のそれぞれ一つを搭載する前記モジュールに取り外し自在に搭載された前記水ポンプを装着することで、前記水ポンプは前記電気モータ及び内燃機関の一つによって二者択一的に交換自在に駆動されることを特徴とする請求項３記載の水浄化装置。
【請求項５】
前記水フィルター素子は、逆浸透フィルター膜を有し、前記水ポンプは、前記逆浸透フィルター膜を介した流れを維持するだけの運転圧力を生成することの出来る高圧ポンプであることを特徴とする請求項４記載の水浄化装置。
【請求項６】
前記恒久的に搭載された前記電気モータ及び内燃機関の一つは、回転駆動軸を有し、前記水ポンプは、前記回転駆動軸の駆動系に沿って接続自在な回転駆動ポンプ軸を有することを特徴とする請求項４記載の水浄化装置。
【請求項７】
前記駆動軸と前記ポンプ軸の間の前記駆動系に減速ギヤユニットを設けて構成した請求項６記載の水浄化装置
【請求項８】
前記駆動軸と前記ポンプ軸の間の前記駆動系に沿って、継ぎ手を設け、前記継ぎ手は前記駆動軸と前記ポンプ軸の一つと回転方向に固定可能に設けられ、前記継ぎ手は、手動で長手軸に沿って移動させることで係合、係合解除自在であることを特徴とする請求項６記載の水浄化装置。
【請求項９】
前記ポンプを、前記電気モータ及び内燃機関を搭載する前記モジュールの内のどちらかに、取り外し可能かつ交換可能にそれぞれ取り付けるベース装着構造を設け、前記ベース装着構造は、前記モジュール及び前記ポンプのハウジングの内の一方に取り付けられるスライド及び、前記スライドを受け入れるための前記モジュール及び前記ポンプのハウジング内の他方に取り付けられる案内受け入れ具を有して構成される請求項８記載の水浄化装置
【請求項１０】
前記継ぎ手が係合する位置で前記スライドを前記ベース装着構造に対して機械的に固定する少なくとも一つのクランプを設けたことを特徴として構成した請求項９記載の水浄化装置。
【請求項１１】
前記ポンプは、ポンプハウジング及び回転自在なポンプ軸、更に前記ポンプハウジングを含むポンプユニットを有し、該ポンプユニットは、前記ポンプを、電気モータ及び原動機を搭載するいずれかのモジュールに取り外し可能で交換可能にそれぞれ装着するためのベース装着構造を有し、前記ベース装着構造は、前記モジュール及びポンプユニットの一方に装着されるスライド及び、該スライドを受け入れるために、前記モジュール又はポンプユニットの他方に設けられた前記スライドを受け入れるための案内受け入れ具を有することを特徴とする請求項４記載の水浄化装置。
【請求項１２】
前記ポンプユニットは、少なくとも一つの、ポンプのハウジングに取り付けられたポンプ端部プレートを有し、また、前記ベース装着構造の反対側のポンプの側方で、ベースプレートから離れた形で、前記ポンプ端部プレートから伸延する、少なくとも一つの細長いバー材を有し、それは前記ポンプユニットを一体として取り扱う際のハンドルを形成することを特徴とする請求項１１記載の水浄化装置。
【請求項１３】
前記ポンプユニットは、前記ポンプのハウジングの対向する両側に取り付けられた２枚のポンプ端部プレートを有し、前記前記ポンプ端部プレート間に、前記ベース装着構造の反対側の、ポンプの側方で、前記ベースプレートから離れた形で伸延する、少なくとも一つの細長いバー材を有し、それは前記ポンプユニットを一体として取り扱う際のハンドルを形成することを特徴とする請求項１１記載の水浄化装置。
【請求項１４】
前記ポンプ軸は、前記端部プレートの一つを貫通伸延し、前記電気モータ及び原動機の内のそれぞれ一つの駆動軸と係合する回転継ぎ手を有していることを特徴とする請求項１３記載の水浄化装置。
【請求項１５】
前記回転継ぎ手の反対側の前記端部プレートの一つに、前記ポンプに水導管を接続するための少なくとも一つの金具が設けられている、請求項１４記載の水浄化装置。
【請求項１６】
前記電気モータ及び原動機のモジュールの一つに装着するために設けられたベース装着構造のそばで、前記ポンプの一方の側に、互いに間隔を開けて設けられたポンプ端部プレートを有するシャーシを有し、前記端部プレートは、前記ベース装着構造の反対側のポンプの側部に、２本の間隔を開けて設けられた細長いバー材により、互いに取り付けられており、前記バー材は前記モジュールから前記ポンプを脱着する際に該ポンプを取り扱うためのハンドルを形成することを特徴とする請求項１４記載の水浄化装置。
【請求項１７】
前記モジュールは、直線状のフレームを有し、前記各フレームは、機能的な水浄化素子を搭載し、前記フレームの少なくとも二つは、前記少なくとも一つの水フィルター素子及び前記少なくとも一つの水ポンプをそれぞれ搭載し、前記フレームは上下方向に積み重ね可能で有り、前記フレームのセットは、出荷及び貯蔵に適した直方体状の容積を持った水浄化用の運転システムを形成する形で互いに隣接していることを特徴とする請求項１記載の水浄化装置。
【請求項１８】
前記フレームのそれぞれは、少なくとも一つの低圧ポンプ、固体分離素子、化学フィルター素子、高圧ポンプ原動機及び逆浸透フィルター素子を含む水浄化素子を搭載し、それらフレームを運搬するための前記直方体状の容積に適合したパレットを有することを特徴とする請求項１７記載の水浄化装置。
【請求項１９】
少なくとも一つの水フィルター素子及び、少なくとも一つの水ポンプからなる水浄化素子をそれぞれ搭載する複数のモジュールを有し、前記素子は、水導管により、互いに、そして浄化すべき水源に接続自在で有り、
前記モジュールは直線状のフレームを有し、前記フレームのそれぞれは水浄化素子を搭載し、前記フレームの少なくとも二つはそれぞれ前記少なくとも一つの水フィルター素子及び少なくとも一つの水ポンプを搭載し、前記フレームは上下方向に積み重ね可能であり、前記フレームのセットは、出荷及び貯蔵に適した直方体状の容積を持った水浄化用の運転システムを形成する形で互いに接合していることを特徴とする水浄化装置。
【請求項２０】
前記水ポンプは、該水ポンプを選択的に受け入れ運転するように構成された前記フレームのそれぞれにおいて、少なくとも二つの原動機モジュールの内、選択された一つに対して脱着自在に運転が可能なるように構成されていることを特徴とする請求項１９記載の水浄化装置。
【公表番号】特表２０１３−５２１１１８（Ｐ２０１３−５２１１１８Ａ）
【公表日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５５６１０７（Ｐ２０１２−５５６１０７）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２５９７７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０９２０４
【国際公開日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５１２２２４４９７）テラ グループ コーポレーション (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１１／０２５９７７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／１０９２０４
【国際公開日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（５１２２２４４９７）テラ グループ コーポレーション (1)
【Ｆターム（参考）】
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