(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を移送するポンプと、
前記ポンプの吸入口に接続される流入配管と、
前記ポンプの吐出口に接続される流出配管と、
前記流入配管と前記流出配管とに接続される接続管と、
前記接続管を閉じた第１状態と、前記接続管を開くと共に前記流出配管の開口度を小さくする第２状態と、を切り替え可能であるジェットポンプ部と、
を備えるポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のポンプ装置であって、
前記ジェットポンプ部の第２状態では、前記接続管および前記流出配管の接続部における前記流出配管の開口度を小さくする、
ポンプ装置。
【請求項３】
請求項２に記載のポンプ装置であって、
前記ジェットポンプ部は、前記接続管と前記流出配管との接続部に設けられて前記接続部を一端として回転可能なフラップ弁を有し、前記第１状態では前記フラップ弁が第１方向に回転することによって前記フラップ弁が前記接続管を閉じ、前記第２状態では前記フラップ弁が第２方向に回転することによって前記フラップ弁が前記流出配管の開口度を小さくする、
ポンプ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のポンプ装置であって、
前記流入配管に接続される流入口、前記ポンプの吸入口に接続される第１流出口、及び、前記接続管に接続される第２流出口を有し、前記流入口から流入される流体に含まれる異物を前記第２流出口に案内する異物案内部を、
更に備えるポンプ装置。
【請求項５】
請求項４に記載のポンプ装置であって、
前記異物案内部は、前記流体と前記異物との比重差を用いて前記異物を前記第２流出口に案内する、
ポンプ装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のポンプ装置であって、
前記異物案内部の上流に設けられ、前記流体に前記異物が含まれているか否かを検知する異物検知部と、
前記異物検知部により前記流体に前記異物が含まれていることが検知された場合には、前記ジェットポンプ部を前記第２状態とする制御部と、
を更に備えるポンプ装置。
【請求項７】
請求項６に記載のポンプ装置であって、
前記異物検知部による検知にかかわらず前記ジェットポンプ部の状態を切り替え可能な切替スイッチを、
更に備えるポンプ装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載のポンプ装置であって、
前記ポンプと、前記流入配管と、前記流出配管と、前記接続管と、前記ジェットポンプ部とは、一組のポンプユニットを構成し、
複数組の前記ポンプユニットが直列に接続され、最終組の前記ポンプユニットの流出配
管には、前記流体に含まれる異物を捕集する異物捕集部が設けられている、
ポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に先進国の都市部では、下水道がクモの巣のように整備されている。このため、下水道の汚染水を移送するポンプ装置は、都市生活に重要な設備となっている。ポンプ装置が移送する下水道の汚染水には、液体ばかりでなく、衣服、紐、木材、金属製品、ビニール類、または、陶器などの固体の異物が混入される場合がある。これらの異物は、さまざまな材質、サイズ、及び、形状のものが含まれる。こうした異物がポンプ装置のポンプに侵入しても、汚染水に含まれる異物のサイズが小さいときには、異物がポンプ装置の羽根車を素通りすることができる。一方、汚染水に含まれる異物のサイズが大きいときには、異物が羽根車に詰まる又は絡まるおそれがあり、ポンプ装置の性能の低下、及び、ポンプ装置の寿命が縮む原因となる。したがって、汚染水に異物が混入することにより、ポンプ装置の修理および交換などのメンテナンス費用が大きくなってしまう。このため、従来から異物の混入に対する対応策が求められている。
【０００３】
異物を取り除く方法としては、例えばフィルタによる捕集が挙げられる。しかし、下水道に含まれる異物のサイズは大きく、またその量も多いことから、フィルタは短時間で目詰まりを生じてしまう。このため、従来、異物がポンプ装置の羽根車を素通りしやすくなるように、羽根車の羽根が少ない（例えば１枚、２枚）ポンプ装置が用いられている。また、ポンプに流入しようとする異物を砕くグラインダを設けたものも提案されている。さらに、ポンプ装置に流入される異物のサイズ及び形状に応じて、ポンプ装置が詰まらないように、ポンプの回転数を調整するものも提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５６−１２９７９７号公報
【特許文献２】特開昭５８−３８３９６号公報
【特許文献３】特開２００６−２８３５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような対応を講じても、下水道に含まれる異物は、さまざまな材質、サイズ、及び、形状のものが含まれるので、異物を詰まらせることなく羽根車を通過させることが困難な場合もある。
【０００６】
本発明は上記課題の少なくとも一部に鑑みてなされたものであり、異物が含まれる流体を移送するポンプ装置において、異物によるポンプのトラブルを抑制できる簡易な構成のポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のポンプ装置は、流体を移送するポンプと、ポンプの吸入口に接続される流入配管と、ポンプの吐出口に接続される流出配管と、流入配管および流出配管に接続される接続管と、ジェットポンプ部と、を備える。ジェットポンプ部は、接続管を閉じた第１状態と、接続管を開くと共に流出配管の開口度を小さくする第２状態と、を切り替え可能である。
かかる構成により、ジェットポンプ部は、第２状態のときに、ポンプから吐出された流
体を作動流体として、接続管の流体を流出配管に移送することができる。これにより、ポンプに侵入するのが好ましくない異物が流体に含まれる場合には、ジェットポンプ部を第２状態にして、異物がポンプに侵入するのを抑制することができる。したがって、異物によるポンプのトラブルを抑制することができる。しかも、ジェットポンプ部は、ポンプから吐出された流体を作動流体とするので、複数のポンプを備えるものに比して簡易な構成とすることができる。
【０００８】
また、ジェットポンプ部の第２状態では、接続管および流出配管の接続部における流出配管の開口度を小さくしてもよい。この場合、ジェットポンプ部は、接続管と流出配管との接続部に設けられて接続部を一端として回転可能なフラップ弁を有してもよい。そして、第１状態ではフラップ弁が第１方向に回転することによってフラップ弁が接続管を閉じてもよい。また、第２状態ではフラップ弁が第２方向に回転することによってフラップ弁が流出配管の開口度を小さくしてもよい。
こうすれば、簡易な構成でジェットポンプ部を構成することができる。
【０００９】
また、ポンプ装置は、流入配管に接続される流入口、ポンプの吸入口に接続される第１流出口、及び、接続管に接続される第２流出口を有し、流入口から流入される流体に含まれる異物を第２流出口に案内する異物案内部を、更に備えてもよい。
こうすれば、異物がポンプに侵入するのを更に抑制することができる。
【００１０】
また、異物案内部は、流体と異物との比重差を用いて異物を第２流出口に案内してもよい。
こうすれば、簡易な構成で異物案内部を構成することができる。
【００１１】
また、ポンプ装置は、異物検知部と、制御部と、を更に備えてもよい。異物検知部は、異物案内部の上流に設けられ、流体に異物が含まれているか否かを検知する。制御部は、異物検知部により流体に異物が含まれていることが検知された場合には、ジェットポンプ部を第２状態とする。
こうすれば、流体に異物が含まれていない場合には、ジェットポンプ部を第１状態にしてポンプによって流体を移送することができる。また、流体に異物が含まれている場合には、ジェットポンプ部を第２状態にして、異物によるポンプのトラブルを抑制することができる。
【００１２】
また、ポンプ装置は、異物検知部による検知にかかわらずジェットポンプ部の状態を切り替え可能な切替スイッチを更に備えてもよい。
こうすれば、例えば管理者の判断によって、ジェットポンプの作動と停止とを切り替えることができる。
【００１３】
また、ポンプと、流入配管と、流出配管と、接続管と、ジェットポンプ部とは、一組のポンプユニットを構成してもよい。そして、複数組のポンプユニットが直列に接続され、最終組のポンプユニットの流出配管には、流体に含まれる異物を捕集する異物捕集部が設けられてもよい。
こうすれば、異物捕集部の管理を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のポンプ装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１のフラップ弁周辺を拡大して示す図である。
【図３】ジェットポンプの概略構成を示す図である。
【図４】フラップ弁が第１方向に回転しているときのポンプ装置を示す図である。
【図５】異物案内部を具体的に示した第１実施形態のポンプ装置の概略構成を示す図である。
【図６】異物案内部を具体的に示した第２実施形態のポンプ装置を示す図である。
【図７】異物案内部を具体的に示した第３実施形態のポンプ装置を示す図である。
【図８】第３実施形態の異物案内部を拡大して示す図である。
【図９】異物案内部を具体的に示した第４実施形態のポンプ装置を示す図である。
【図１０】第４実施形態の異物案内部を別の方向から示す図である。
【図１１】第５実施形態のポンプ装置の構成概略を示す図である。
【図１２】異物捕集部の一例を示す図である。
【図１３】異物捕集部の他の一例を示す図である。
【図１４】第６実施形態のポンプ装置の構成概略を示す図である。
【図１５】第７実施形態のポンプ装置の構成概略を示す図である。
【図１６】第８実施形態のポンプ装置の構成概略を示す図である。
【図１７】第９実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。
【図１８】第９実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。
【図１９】第１０実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。
【図２０】第１０実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。
【図２１】第１１実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。
【図２２】第１１実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明はあくまでも一例を示すものであって、本願発明の技術的範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。また、各実施形態を構成する構成要素は任意に組み合わせることが可能であり、以下に説明する組み合わせに限定されるものではない。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態のポンプ装置の概略構成を示す図である。なお、図１中の三角形は、流体に含まれる異物Ｆｍを模式的に示したものである。図１に示すように、ポンプ装置１０は、流入配管１３から流出配管１４へ流体を移送するポンプ１２を備える。ポンプ１２は、流体を移送できるものであれば、如何なる構成としてもよい。なお、ポンプ１２は、羽根車（図示せず）の数を１〜２枚程度に極端に少なくすることが好ましい。こうすれば、流入配管１３からの異物が意図せずにポンプ１２に侵入した場合にも、ポンプ１２が詰まるなどのトラブルを生じるのを抑制できる。また、ポンプ１２は、ポンプ１２に侵入する異物を粉砕するグラインダなどを備えてもよい。
【００１７】
ポンプ１２の上流である流入配管１３には、異物案内部２０が設けられている。異物案内部２０には、流入口２１と、第１流出口２２と、第２流出口２３とが形成されている。流入口２１は流入配管１３に接続され、第１流出口２２はポンプ１２の吸入口１２ａに接続される。また、第２流出口２３は、接続管１６に接続され、接続管１６を介してポンプ１２の下流に接続される。こうした構成により、流入口２１から異物案内部２０に流入した流体は、第１流出口２２から流出してポンプ１２へと向かうか、または、第２流出口２３から流出して接続管１６へと向かうことになる。
【００１８】
ポンプ１２の下流である流出配管１４には、接続管１６が接続されている。接続管１６は、一端が流出配管１４に接続され、他端が異物案内部２０の第２流出口２３に接続されている。接続管１６は、ポンプ１２の吐出口１２ｂ側に鋭角（θｃ＜９０°）となるように接続されることが好ましい。そして、接続管１６と流出配管１４との接続部１７には、フラップ弁４２が取り付けられている。
【００１９】
図２は、図１のフラップ弁周辺を拡大して示す図である。フラップ弁４２は、図２の紙面に垂直な方向に板面を有する板状に形成されており、図１及び図２では、フラップ弁４２の側面が示されている。図２に示すように、フラップ弁４２は、接続管１６と流出配管１４との接続部１７におけるポンプ１２の吐出口１２ｂに近い端部１７ａに、一端が回転自在に取り付けられている。具体的には、フラップ弁４２は、流出配管１４の流れ方向Ａａと接続管１６の流体の流方向Ａｂとを含む平面に対して垂直な方向（図２の紙面に垂直な方向）に延びる回転軸４４を有し、この回転軸４４回りに回転する。本実施形態では、フラップ弁４２は、アクチュエータ４８（例えば、モータなど）によって回転する。ただし、アクチュエータ４８を備えずに、フラップ弁４２は管理者などの操作によって回転してもよい。
【００２０】
フラップ弁４２は、第１方向（図２中、反時計回り）に回転すると、接続管１６を覆う（図２中、破線）。このときには、フラップ弁４２は、流出配管１４（ポンプ１２の吐出口１２ｂ）を開き、且つ、接続管１６を閉じる位置に回転する。一方、フラップ弁４２は、第２方向（図２中、時計回り）に回転すると、流出配管１４（ポンプ１２の吐出口１２ｂ）を覆う（図２中、実線）。このときには、フラップ弁４２は、流出配管１４の開口度（流路面積）を小さくしてオリフィス４６を形成し、且つ、接続管１６を開く位置に回転する。このフラップ弁４２は、ジェットポンプ部４０の一部を構成する。なお、本実施形態では、流出配管１４と接続管１６とフラップ弁４２とがジェットポンプ部４０を構成する。ここで、一般的なジェットポンプの作用原理について説明する。
【００２１】
図３は、ジェットポンプの概略構成を示す図である。図３に示すように、ジェットポンプ１００は、それぞれに流路を形成するジェットノズル１０２と吸入管１０４とを有する。そして、ジェットノズル１０２の吐出口１０３と、吸入管１０４の吐出口１０５とは、同一方向に向いて隣接して配置されている。また、ジェットノズル１０２の吐出口１０３は、口径が小さいオリフィスとなっている。ジェットノズル１０２と吸入管１０４とは、排出管１０６に連通する。
【００２２】
ジェットポンプ１００では、ジェットノズル１０２に高圧の流体を作用させ、ジェットノズル１０２から高速の噴流を吐出させる。すると、吸入管１０４内の流体が、ジェットノズル１０２からの噴流に伴って排出管１０６に引き込まれ、ジェットノズル１０２からの噴流と排出管１０６内で混合される。このように、ジェットポンプ１００は、ジェットノズル１０２からの噴流を作動流体として、吸入管１０４内の流体を圧送する。
【００２３】
説明を図１及び図２に戻す。フラップ弁４２は、第２方向に回転してオリフィス４６を形成することにより、ジェットポンプ部４０をジェットポンプ状態（第２状態）とする。上記したように、フラップ弁４２は、ポンプ１２の下流である流出配管１４に設けられている。このため、フラップ弁４２によって流出配管１４にオリフィス４６が形成されると、ポンプ１２からの流体がオリフィス４６から高速の噴流となって吐出される。これにより、接続管１６の流体が、オリフィス４６からの噴流に伴って引き込まれる。つまり、ジェットポンプ部４０がジェットポンプ状態のときには、フラップ弁４２と流出配管１４の一部とが図３のジェットノズル１０２に相当し、接続管１６が図３の吸入管１０４に相当する。このように、ジェットポンプ部４０は、オリフィス４６からの噴流を作動流体として接続管１６の流体を圧送することができる。
【００２４】
図４は、フラップ弁が第１方向に回転しているときのポンプ装置を示す図である。フラップ弁４２は、第１方向に回転して流出配管１４を開くと共に接続管１６を閉じることによって、ジェットポンプ部４０を停止状態（第１状態）とする。このときには、ポンプ１２から吐出された流体はそのまま流出配管１４に流れ、接続管１６から流出配管１４に流体は流れない。
【００２５】
このように、ジェットポンプ部４０が停止状態のときには、流入配管１３からの流体は、ポンプ１２を通って流出配管１４に移送される（図４参照）。一方、ジェットポンプ部４０がジェットポンプ状態のときには、流入配管１３からの流体は一部がポンプ１２を通ってオリフィス４６から流出配管１４に移送され、残部が接続管１６を通って流出配管１４に移送される。ここで、ジェットポンプ状態のときには、オリフィス４６を通って流出配管１４に移送される流量は小さく、多くの流体は接続管１６を通って流出配管１４に移送される。このため、ジェットポンプ状態では、すべての流体がポンプ１２を通過する場合に比して、流体に含まれる異物がポンプ１２に侵入するのを抑制することができる。したがって、異物によるポンプ１２のトラブルを抑制することができる。また、本実施形態では、ポンプ装置１０は、接続管１６が接続された第２流出口２３に異物を案内する異物案内部２０を備える。このため、ジェットポンプ部４０をジェットポンプ状態とすることによって、異物がポンプに侵入するのを好適に抑制することができる。
【００２６】
次に、異物案内部２０について詳細に説明する。異物案内部２０は、流入配管１３からの流体に含まれる異物がポンプ１２に侵入しないように、接続管１６が接続された第２流出口２３に異物を案内する。異物案内部２０は、流入口２１からの流体に含まれる異物を、流体作用、又は、流体力を応用して第２流出口２３に案内する。具体的には、異物案内部２０は、流体と異物との比重差を用いて、流体に含まれる異物を第２流出口２３に案内する。
【００２７】
図５は、異物案内部を具体的に示した第１実施形態のポンプ装置の概略構成を示す図である。なお、図５では、アクチュエータ４８などの図示を省略している。第１実施形態の異物案内部２０は、流体よりも異物Ｆｍの比重が大きい場合に流体に対する異物Ｆｍの沈降を利用して、異物Ｆｍを第２流出口２３に案内する。
【００２８】
図５に示すように、異物案内部２０は、流入口２１、第１流出口２２、及び、第２流出口２３が形成されて、流体の流路を画定する本体２４を備える。流入口２１及び第１流出口２２は、本体２４の鉛直上方に形成されている。一方、第２流出口２３は、本体２４の鉛直下方に形成されている。つまり、異物案内部２０の本体２４には、第１流出口２２よりも鉛直下方に広がるスペースが形成されており、第２流出口２３は、第１流出口２２よりも鉛直下方に形成されている。こうした構成により、流体よりも異物Ｆｍの比重が大きい場合には、流入口２１から本体２４に侵入した異物Ｆｍは、本体２４内部で沈降して第２流出口２３に案内される。なお、本実施形態では、流入口２１は、本体２４の鉛直上方に形成されるものとしたが、こうした例に限定されず、例えば本体２４の鉛直下方に形成されてもよい。
【００２９】
異物案内部２０では、ジェットポンプ部４０がジェット状態になると、接続管１６の流体が圧送されて、異物案内部２０の第２流出口２３が負圧となる。これにより、流入口２１から異物案内部２０に流入した流体の一部と異物Ｆｍとが第２流出口２３から流出される。そして、第２流出口２３から流出した流体および異物Ｆｍは、ポンプ１２へ侵入することなく流出配管１４へ向かう。
【００３０】
説明を図１に戻す。制御部５０は、ポンプ装置１０の動作全般を制御するほか、異物検知部５１およびフラップ弁制御部５２としても機能する。制御部５０は、本実施形態では、ＣＰＵとメモリとを有する情報処理装置として構成されており、メモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって、所要の機能を実現する。ただし、制御部５０の機能の少なくとも一部は、専用のハードウェア回路によって実現されてもよい。また、制御部５０の各機能は、２以上の装置に分散して配置されていてもよい。
【００３１】
異物検知部５１は、流入配管１３を流れる流体に、ポンプ１２へ侵入するのが好ましくない異物（以下、「所定の異物」という）が含まれているか否かを検知する。異物検知部５１は、異物を検知することができれば如何なる構成としてもよい。例えば、異物検知部５１は、レーザなどの光、超音波などの音波、または、Ｘ線などの電磁波を用いて流体に含まれる異物を検知してもよい。また、異物検知部５１は、流入配管１３内に設置されて、異物と接触することによってオンオフされるメカニカルセンサを用いて流体に含まれる異物を検知してもよい。さらに、異物検知部５１は、流入配管１３内に設置された水中カメラ等を用いて画像解析をするものでもよい。あるいは、異物検知部５１は、流入配管１３に形成された一部透明の窓を通じて、外部から流入配管１３内を撮像するカメラ等を用いて画像解析をするものでもよい。また、異物検知部５１は、異物の材質などに基づいて、所定の異物の検知をしてもよい。
【００３２】
異物検知部５１は、例えば予め定められたサイズよりも大きいサイズの異物が流入配管１３に含まれる場合に、流体に所定の異物が含まれていると検知する。例えば、異物検知部５１は、異物の最も長い部分の長さ、又は代表寸法が、予め定められた長さよりも長い場合に、所定の異物が含まれていることを検知する。ここで、予め定められたサイズ（例えば長さ）は、例えばポンプ１２の羽根車の間隔などポンプ１２の構造に基づいて決められればよい。
【００３３】
フラップ弁制御部５２は、異物検知部５１の検知に基づいて、フラップ弁４２を回転するアクチュエータ４８を制御する。具体的には、流入配管１３を流れる流体に所定の異物は含まれないと異物検知部５１により検知されたときには、フラップ弁制御部５２はフラップ弁４２を第１方向に回転させる（図４参照）。これにより、ジェットポンプ部４０は停止状態となり、流入配管１３の流体はポンプ１２に案内される。このときには、ポンプ１２に侵入しても問題のない異物および流体がポンプ１２を通過して流出配管１４へ移送される。一方、流入配管１３を流れる流体に所定の異物が含まれると異物検知部５１により検知されたときには、フラップ弁制御部５２はフラップ弁４２を第２方向に回転させる（図１参照）。これにより、ジェットポンプ部４０がジェットポンプ状態となり、流入配管１３に含まれる所定の異物が接続管１６を通って流出配管１４に移送される。したがって、ポンプ１２へ侵入するのが好ましくない異物を、ポンプ１２へ侵入させることなく流出配管１４に移送することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、制御部５０とは別に、フラップ弁４２の回転位置を切り替え可能な切替スイッチ１９が設けられている。このため、ポンプ装置１０の管理者などは、異物検知部５１による検知にかかわらず、切替スイッチ１９によって、フラップ弁４２を回転させることができる。これにより、例えば異物検知部５１に不具合が生じた場合などにも対応することができる。なお、切替スイッチ１９は、アクチュエータ４８を駆動させるものでもよいし、物理的にフラップ弁４２を回転させるものでもよい。
【００３５】
以上説明したポンプ装置１０は、流体に含まれる異物は、異物案内部２０によって、異物捕集部３０が接続された第２流出口２３に案内される。これにより、ポンプ１２に異物が侵入するのを抑制することができる。したがって、異物がポンプ１２に侵入することによって生じる性能の低下などのポンプ１２のトラブルを抑制することができる。加えて、ポンプ１２のメンテナンス頻度を低減することができる。しかも、第２流出口２３からの流体は、ポンプ１２から吐出された流体を作動流体とするジェットポンプ部４０によって圧送される。このため、第２流出口２３の流体を移送するために、新たにポンプを設けるものに比して、制御系を含めた構成を簡易にすることができる。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図６は、異物案内部を具体的に示した第２実施形態のポンプ装置を示す図である。以下の第２〜第４実施形態では、第１実施形態と比較して、異物案内部２０などが異なる。そこで、第２〜第４実施形態では、第１実施形態と異なる部分だけを説明し、重複する部分の説明を省略する。
【００３７】
図６に示すように、第２実施形態のポンプ装置１０Ａは、流体よりも異物Ｆｍの比重が小さい場合に流体に対する異物Ｆｍの浮揚を利用して、異物Ｆｍを第２流出口２３Ａに案内する。図６に示すように、異物案内部２０Ａは、流入口２１Ａ、第１流出口２２Ａ、及び、第２流出口２３Ａが形成されて、流体の流路を画定する本体２４Ａを備える。流入口２１Ａ及び第１流出口２２Ａは、本体２４Ａの鉛直下方に形成されている。一方、第２流出口２３Ａは、本体２４Ａの鉛直上方に形成されている。つまり、異物案内部２０Ａの本体２４Ａには、第１流出口２２Ａよりも鉛直上方に広がるスペースが形成されており、第２流出口２３Ａは、第１流出口２２Ａよりも鉛直上方に形成されている。こうした構成により、流体よりも異物Ｆｍの比重が小さい場合には、流入口２１Ａから本体２４Ａに侵入した異物Ｆｍは、本体２４Ａ内部で浮揚して第２流出口２３Ａに案内される。なお、第２実施形態では、流入口２１Ａは、本体２４Ａの鉛直下方に形成されるものとしたが、こうした例に限定されず、例えば本体２４Ａの鉛直上方に形成されてもよい。
【００３８】
以上説明した第２実施形態のポンプ装置１０Ａにおいても、第１実施形態のポンプ装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００３９】
＜第３実施形態＞
図７は、異物案内部を具体的に示した第３実施形態のポンプ装置を示す図である。図７に示すように、第３実施形態のポンプ装置１０Ｂは、比較的大きな異物Ｆｍが慣性によって直進しやすいことを利用して、異物Ｆｍを第２流出口２３Ｂに案内する。図７に示すように、異物案内部２０Ｂは、流入口２１Ｂ、第１流出口２２Ｂ、及び、第２流出口２３Ｂが形成されて、流体の流路を画定する本体２４Ｂを備える。そして第３実施形態の異物案内部２０Ｂでは、第２流出口２３Ｂは、流入口２１Ｂからの流体の流入方向Ａｆの延長線上に形成されている。一方、第１流出口２２Ｂは、流入口２１Ｂからの流体の流入方向Ａｆから外れた位置に形成されている。
【００４０】
図８は、第３実施形態の異物案内部を拡大して示す図である。異物案内部２０Ｂの本体２４Ｂは、流入口２１Ｂから離れるほど徐々に口径が大きくなるテーパ状に形成されたテーパ部２５Ｂと、流入口２１Ｂの口径Ｄ１より大きい口径Ｄ２の円筒部２６Ｂとを有する。円筒部２６Ｂは、底部２７Ｂを有する円筒状に形成されており、外周面に第１流出口２２Ｂが形成されている。また、本体２４Ｂは、円筒部２６Ｂの内部に、底部２７Ｂを貫通する異物案内管２８Ｂを有する。異物案内管２８Ｂは、内部の流路が、流入口２１Ｂからの流体の流入方向Ａｆの延長線上となるように形成されており、第２流出口２３Ｂに連通する。
【００４１】
ここで、異物案内部２０Ｂのテーパ部２５Ｂは、入射角度（テーパ角）θｔが５〜１５°であることが好ましい。ただし、こうした例に限定されず、入射角度θｔは任意（０〜１８０°）に定められればよい。
【００４２】
また、異物案内部２０Ｂの円筒部２６Ｂの口径Ｄ２は、流入口２１Ｂの口径Ｄ１に対して、１．１〜５．０倍となるように形成されることが好ましい。さらに、異物案内部２０Ｂの異物案内管２８Ｂの口径Ｄ３は、流入口２１Ｂの口径Ｄ１に対して、０．８〜２．０倍となるように形成されることが好ましい。そして、第３実施形態の異物案内部２０Ｂは、異物の平均粒径（代表寸法）が、円筒部２６Ｂの口径Ｄ２に対して４分の１以上である場合に、特に好適に異物を案内することができる。
【００４３】
こうした構成により、第３実施形態の異物案内部２０Ｂでは、流入口２１Ｂから本体２４Ｂ内部に流体および異物が侵入すると、比較的大きな異物Ｆｍが慣性力によって異物案内管２８Ｂに案内される（図７参照）。このため、第３実施形態のポンプ装置１０Ｂにおいても、第１、第２実施形態のポンプ装置１０，１０Ａと同様の効果を奏することができる。
【００４４】
＜第４実施形態＞
図９は、異物案内部を具体的に示した第４実施形態のポンプ装置を示す図である。図９に示すように、第４実施形態のポンプ装置１０Ｃは、流体よりも異物Ｆｍの比重が大きいことを利用して、異物Ｆｍを第２流出口２３Ｃに案内する。図９に示すように、異物案内部２０Ｃは、流入口２１Ｃ、第１流出口２２Ｃ、及び、第２流出口２３Ｃが形成されて、流体の流路を画定する本体２４Ｃを備える。そして、第４実施形態の異物案内部２０Ｃでは、本体２４Ｃは、流入口２１Ｃから流入した流体に旋回流を生じさせる。
【００４５】
図１０は、第４実施形態の異物案内部を別の方向から示す図である。図９及び図１０に示すように、異物案内部２０Ｃの本体２４Ｃは、円筒状の第１円筒部２５Ｃと、第１円筒部２５Ｃの内側に設けられて第１円筒部２５Ｃと同心円状に位置する第２円筒部２６Ｃと、が一体に形成されている。外周側の第１円筒部２５Ｃには、円筒軸方向の一端側に流入口２１Ｃが形成されており、円筒軸方向の他端側に第２流出口２３Ｃが形成されている。ここで、流入口２１Ｃは、流入口２１Ｃからの流体が本体２４Ｃ内部で旋回するように、本体２４に形成されている。そして、内周側の第２円筒部２６Ｃは、第１流出口２２Ｃに連通する。
【００４６】
こうした構成により、第４実施形態の異物案内部２０Ｃでは、流入口２１Ｃから本体２４Ｃ内部に流体が侵入すると、本体２４Ｃ内部で旋回流が生じる。これにより、比重の小さい流体は内周側の第２円筒部２６Ｃを通じて第１流出口２２Ｃから流出され、比重の大きい異物Ｆｍは第１円筒部２５Ｃの外周側を流れて第２流出口２３Ｃに案内される。このため、第４実施形態のポンプ装置１０Ｂにおいても、第１〜第３実施形態のポンプ装置１０〜１０Ｂと同様の効果を奏することができる。
【００４７】
＜第５実施形態＞
図１１は、第５実施形態のポンプ装置の構成概略を示す図である。第５実施形態のポンプ装置１０Ｄでは、第１実施形態のポンプ装置１０を１組のポンプユニットとする複数組のポンプユニット１００Ａ〜１００Ｘを備えている。複数組のポンプユニット１００Ａ〜１００Ｘは、直列に接続されている。例えば、上流側から見て、１組目のポンプユニット１００Ａの流出配管１４は、２組目のポンプユニット１００Ｂの流入配管１３に接続されている。流体に異物が含まれる場合には、各ポンプユニット１００の異物案内部２０において異物が第２流出口２３に案内され、接続管１６を通って次の組のポンプユニット１１０に移送される。こうした構成により、流体を広域に移送することができる。
【００４８】
そして、複数組のポンプユニット１００Ａ〜１００Ｘのうち、最も下流に接続されているポンプユニット１００Ｘの下流（流出配管１４）には、異物を捕集する異物捕集部３０が設けられている。このように異物を捕集する異物捕集部３０が、複数組のポンプユニット１００Ａ〜１００Ｘに対して１か所に設けられることによって、異物捕集部３０の場所および設備などを少なくすることができる。また、異物捕集部３０の管理も容易になる。
【００４９】
図１２は、異物捕集部の一例を示す図である。図１２に示すように、異物捕集部３０は、第１実施形態の異物案内部２０と同様に、流体に対する異物Ｆｍの沈降を利用して、異物Ｆｍを捕集する。具体的には、異物捕集部３０は、流入口３３及び流出口３４が形成され、流体の流路を画定する本体３２を有している。本体３２には、流入口３３及び流出口３４よりも鉛直下方に広がるスペースが形成されている。これにより、異物捕集部３０を流体が通過するときに、流体に含まれる異物Ｆｍは、本体３２内部で沈降して本体３２に捕集される。
【００５０】
また、図１２に示す例では、異物捕集部３０の本体３２の鉛直上部には、開口蓋３４が形成されている。これにより、例えばポンプ装置１０Ｄの管理者は、メンテナンス作業時などに開口蓋３４を開くことで、本体３２に捕集された異物を容易に回収することができる。
【００５１】
図１３は、異物捕集部の他の一例を示す図である。図１３に示すように、異物捕集部３０Ａは、第２実施形態の異物案内部２０Ａと同様に、流体に対する異物Ｆｍの浮揚を利用して、異物Ｆｍを捕集する。具体的には、異物捕集部３０Ａは、流体の流路を画定する本体３２Ａを有しており、本体３２Ａには、流入口３３Ａ及び流出口３４Ａよりも鉛直上方に広がるスペースが形成されている。これにより、異物捕集部３０Ａを流体が通過するときに、流体に含まれる異物Ｆｍは、本体３２Ａ内部で浮揚して本体３２Ａに捕集される。また、図１３に示す例では、図１２に示す例と同様に、異物捕集部３０の本体３２Ａの鉛直上部には、開口蓋３４Ａが形成されている。これにより、例えばポンプ装置１０Ｄの管理者は、メンテナンス作業時などに開口蓋３４Ａを開くことで、本体３２Ａに捕集された異物を容易に回収することができる。
【００５２】
また、異物捕集部３０は、流体に対する異物の沈降または浮揚の利用に代えて、又は加えて、異物案内部２０Ｂ，２０Ｃの構成と同様に、慣性力または遠心力を利用して異物を捕集してもよい。また、異物捕集部３０は、異物を捕集するフィルタを備えてもよい。
【００５３】
＜第６実施形態＞
図１４は、第６実施形態のポンプ装置の構成概略を示す図である。第６、第７実施形態のポンプ装置では、第１実施形態のポンプ装置と比較して、異物捕集部３０を備えることなどが異なる。そこで、第１実施形態と重複する部分の説明は省略する。
【００５４】
図１４に示すように、第６実施形態のポンプ装置１０Ｅは、異物案内部２０の第２流出口２３とジェットポンプ部４０との間に異物捕集部３０を備える。このように、異物捕集部３０を備えることによって、ジェットポンプ部４０および流出配管１４に異物が向かうのを抑制することができる。
【００５５】
＜第７実施形態＞
図１５は、第７実施形態のポンプ装置の構成概略を示す図である。図１５に示すように、第７実施形態のポンプ装置１０Ｆは、ジェットポンプ部４０の下流（流出配管１４）に異物捕集部３０を備える。こうすれば、ポンプ装置１０Ｆの下流に異物を含まない流体を移送することができる。
【００５６】
＜第８実施形態＞
図１６は、第８実施形態のポンプ装置の構成概略を示す図である。図１６に示すように、第８実施形態のポンプ装置１０Ｇは、ジェットポンプ部４０Ａを備える。ポンプ装置１０Ｇでは、ポンプ１２の下流である流出配管１４と、接続管１６と、が接続部１７において接続される。また、流出配管１４には、接続部１７よりも上流側の接続部１７Ａにおいて、流出分岐管１４ａが接続されている。流出分岐管１４ａは、一端が流出配管１４に接続され、他端が接続管１６に接続される。流出分岐管１４ａの接続管１６側の端部は、開
口度（流路面積）が小さいオリフィス４６Ａとなっている。そして、ポンプ装置１０Ｇでは、流出配管１４における接続部１７と接続部１７Ａとの間にバルブ１８Ａが設けられ、流出分岐管１４ａにバルブ１８Ｂが設けられ、オリフィス４６Ａよりも下流側の接続管１６にバルブ１８Ｃが設けられている。バルブ１８Ａ〜１８Ｃは、制御部３０が図示しないアクチュエータを駆動することによって開閉制御される。
【００５７】
第８実施形態のジェットポンプ部４０Ａでは、バルブ１８Ａが開かれ、バルブ１８Ｂ，１８Ｃが閉じられることにより、接続管１６は閉じられ、ジェットポンプ部４０Ａは停止状態となる。このときには、ポンプ１２から吐出された流体はそのまま流出配管１４に流れて下流に向かう。また、ジェットポンプ部４０Ａでは、バルブ１８Ａが閉じられ、バルブ１８Ｂ，１８Ｃが開かれることにより、接続管１６が開かれて流出配管１４の開口度が小さくされ、ジェットポンプ部４０Ａはジェットポンプ状態となる。このときには、ポンプ部１２から吐出された流体は流出分岐管１４ａに流れてオリフィス４６Ａから吐出される。そして、接続管１６の流体がオリフィス４６Ａからの噴流を作動流体として下流に圧送される。この第８実施形態のジェットポンプ部４０Ａにおいても、第１実施形態のジェットポンプ部４０と同様の効果を奏することができる。なお、バルブ１８Ｃは、開かれた状態（開状態）のときに異物が通過するので、開状態のときに弁体周辺などに狭隘部が無いバルブを用いることが望ましい。
【００５８】
＜第９実施形態＞
図１７及び図１８は、第９実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。図１７及び図１８に示すように、第９実施形態のジェットポンプ部４０Ｂでは、流入配管１４に対して２つの接続管１６が対称に接続されている。そして、２つの接続管１６と流入配管１４との接続部１７Ａには、フラップ弁４２Ａ，４２Ｂが設けられている。
【００５９】
こうした構成においても、フラップ弁４２Ａ，４２Ｂを制御することによって、第１実施形態のジェットポンプ部４０と同様の効果を奏することができる。つまり、図１７に示すように、フラップ弁４２Ａ，４２Ｂを一端側に回転させることで、流出配管１４を開き、且つ、接続管１６を閉じて、ジェットポンプ部４０Ｂを停止状態とすることができる。また、図１８に示すように、フラップ弁４２Ａ，４２Ｂを他端側に回転させることで、流出配管１４の開口度を小さくしてオリフィス４６Ｂを形成し、且つ、接続管１６を開いて、ジェットポンプ部４０Ｂをジェットポンプ状態とすることができる。また、流入配管１４に対して２つの接続管１６が対称に接続されることにより、ジェットポンプ部４０状態での流体の流れを対称にすることができ、エネルギーの損失を低下することができる。
【００６０】
＜第１０実施形態＞
図１９及び図２０は、第１０実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。図１９及び図２０に示すように、第１０実施形態のジェットポンプ部４０Ｃでは、流出配管１４と、接続管１６と、が接続部１７において接続される。また、流出配管１４には、接続部１７よりも上流側の接続部１７Ａにおいて、流出分岐管１４ｂが接続されている。流出分岐管１４ｂは、一端が流出配管１４に接続され、他端が接続管１６に接続される。また、ジェットポンプ部４０Ｃでは、アクチュエータ４８Ａにより直線的に移動する移動体４２Ｃが設けられている。移動体４２は、流出分岐管１４ｂ内にオリフィス４６Ｃを形成する。
【００６１】
移動体４２Ｃは、図１９に示すように、一端側に移動しているときに、接続管１６及び流出分岐管１４ｂを閉じ、ジェットポンプ部４０Ｃを停止状態とする。このときには、ポンプ１２から吐出された流体はそのまま流出配管１４に流れて下流に向かう。また、移動体４２Ｃは、図２０に示すように、他端側に移動しているときに、流出配管１４を閉じ、接続管１６及び流出分岐管１４ｂを開き、ジェットポンプ部４０Ｃをジェットポンプ状態とする。このときには、ポンプ１２から吐出された流体は流出分岐管１４ｂに流れて移動
体４２Ｃのオリフィス４６Ｃから吐出される。そして、接続管１６の流体がオリフィス４６Ｃからの噴流を作動流体として下流に圧送される。この第１０実施形態のジェットポンプ部４０Ａにおいても、第１実施形態のジェットポンプ部４０と同様の効果を奏することができる。
【００６２】
＜第１１実施形態＞
図２１及び図２２は、第１１実施形態のジェットポンプ部周辺の構成概略を示す図である。第１１実施形態のジェットポンプ部４０Ｄは、第８実施形態のジェットポンプ部４０Ａのバルブ１８Ａ〜１８Ｃに代えて、アクチュエータ４８Ａにより直線的に移動する移動体４２Ｄを備えている。移動体４２Ｄは、図２１に示すように、一端側に移動しているときに、接続管１６及び流出分岐管１４ａを閉じ、ジェットポンプ部４０Ｄを停止状態とする。また、移動体４２Ｄは、図２２に示すように、他端側に移動しているときに、流出配管１４を閉じ、接続管１６及び流出分岐管１４ｂを開き、ジェットポンプ部４０Ｄをジェットポンプ状態とする。この第１１実施形態のジェットポンプ部４０Ａにおいても、第１実施形態のジェットポンプ部４０と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
＜変形例＞
上記実施形態では、１つの異物案内部２０〜２０Ｃを設けるものとした。しかし、例えば第１実施形態の異物案内部２０の第１吐出口２２に、第２実施形態の異物案内部２０Ａの流入口２１Ａが接続されるなど、複数の異物案内部２０〜２０Ｃが設けられてもよい。
【００６４】
上記実施形態では、制御部５０および切替スイッチ１９によって、フラップ弁４２を回転させるものとした。しかし、制御部５０と切替スイッチ１９との一方だけが設けられてもよい。
【００６５】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれることはもちろんである。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、実施形態および変形例の任意の組み合わせが可能であり、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１０，１０Ａ〜１０Ｃ  ポンプ装置
１２  ポンプ
１３  流入配管
１４  流出配管
１６  接続管
１９  切替スイッチ
２０，２０Ａ〜２０Ｃ  異物案内部
２１，２１Ａ〜２１Ｃ  流入口
２２，２２Ａ〜２２Ｃ  第１流出口
２３，２３Ａ〜２３Ｃ  第２流出口
２４，２４Ａ〜２４Ｃ  本体
３０，３０Ａ  異物捕集部
３２，３２Ａ  本体
３４，３４Ａ  開口蓋
４０，４０Ａ〜４０Ｄ  ジェットポンプ部
４２，４２Ａ，４２Ｂ  フラップ弁
４２Ｃ，４２Ｄ  移動体
４４  回転軸
４６，４６Ａ〜４６Ｄ  オリフィス
４８，４８Ａ  アクチュエータ
５０  制御部
５１  異物検知部
５２  フラップ弁制御部
１００Ａ〜１００Ｘ  ポンプユニット
【図１】
0006556527.tif 000002
【図２】
0006556527.tif 000003
【図３】
0006556527.tif 000004
【図４】
0006556527.tif 000005
【図５】
0006556527.tif 000006
【図６】
0006556527.tif 000007
【図７】
0006556527.tif 000008
【図８】
0006556527.tif 000009
【図９】
0006556527.tif 000010
【図１０】
0006556527.tif 000011
【図１１】
0006556527.tif 000012
【図１２】
0006556527.tif 000013
【図１３】
0006556527.tif 000014
【図１４】
0006556527.tif 000015
【図１５】
0006556527.tif 000016
【図１６】
0006556527.tif 000017
【図１７】
0006556527.tif 000018
【図１８】
0006556527.tif 000019
【図１９】
0006556527.tif 000020
【図２０】
0006556527.tif 000021
【図２１】
0006556527.tif 000022
【図２２】
0006556527.tif 000023