(57)【要約】【課題】    装置の小型化を図りつつ、連続搬送が可能で、搬送性能（搬送効率）を大幅に向上させること。【解決手段】    所定の距離を隔てて同一線上に配置した複数の固定筒２０〜２２と、前記固定筒２０と２１の間と２１と２２の間にスライド自在に嵌挿して配置したふたつの可動筒２３，２４と、前記した各可動筒２２，２３に取り付けられた開閉装置３０，３１とよりなり、前記可動筒２３，２４は相互に接近方向と離隔方向にスライドを繰り返すスライド手段２３ａ，２４ａを具備すると共に、前記開閉装置３０，３１は可動筒２３，２４の相互に同期したスライド運動中に開状態および閉状態の組み合わせとなり、かつスライド方向の切替え時に共に閉状態に切り替え可能に構成した。【選択図】      図２
2005273486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輸送管の途中に介装して、輸送管の流体を取り込んで下流側へ吐出する流体搬送装置であって、
複数の固定筒の間に、流路の開放及び閉鎖が可能な開閉装置を具備した複数の可動筒をスライド自在に配置してこれらの筒の内部に連続流路を形成し、
前記した各可動筒に、開閉装置の開閉に対応させてスライド移動させるスライド手段を具備させ、
隣り合う前記開閉装置の間に体積を拡縮可能な中間室を形成したことを特徴とする、
流体の搬送装置。
【請求項２】
請求項１において、前記スライド手段が、開状態にした一方の開閉装置を搬送方向の下流側へスライド移動させたときにこれと同期させて、開状態にした他の開閉装置を搬送方向の上流側へ向けてスライド移動可能に構成したことを特徴とする、流体の搬送装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、前記開閉装置が、両可動筒の同期したスライド運動中に開状態および閉状態の組み合わせとなり、かつスライド方向の切替時に共に閉状態の組み合わせとなるように切り替え可能に構成したことを特徴とする、流体の搬送装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかにおいて、連続流路にひとつの中間室を形成したことを特徴とする、流体の搬送装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３の何れかにおいて、連続流路に複数の中間室を直列に形成したことを特徴とする、流体の搬送装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかにおいて、二分した固定筒の間にジョイント筒を介装して搬送方向を変更可能に構成したことを特徴とする、流体の搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体搬送装置に関し、より詳細には流体を連続的に搬送できる流体搬送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体搬送装置は流体の種類により搬送手段が異なるが、例えばコンクリートや泥水等の粘性を有する流動体を輸送管を用いて輸送する場合には圧送ポンプを用いている。
この種の圧送ポンプとしては、例えばホッパに並列形式のピストン内蔵式のシリンダを並列に設け、ホッパ吸入口へ各シリンダを交互に押し込み、切替えバルブと連動させてシリンダ内に取り込んだコンクリートをピストンで交互に押し出して輸送管に圧送するようにしたポンプが知られている。
【０００３】
また、他の流体搬送装置として、特許文献１に記載の圧送ポンプが知られている。
この圧送ポンプは、回転スクリュを内蔵したホッパに固定シリンダと可動シリンダとを直列に連結し、各シリンダに固定シリンダに夫々開閉バルブを取り付けて構成し、可動シリンダのスライド作動と、各シリンダの開閉バルブの開閉作動により、回転スクリュで強制的に押し出した粘性流体を固定シリンダ内に取り込む工程と、可動シリンダの進退作動による粘性流体の吐出工程とを繰り返し行うことで輸送管へ搬送し得る構造になっている。
【特許文献１】特開２００１−９９０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記した従来の流体搬送装置にあってはつぎの問題点がある。
（１）並列形式のシリンダ及びピストンを備えた前者の圧送ポンプにあっては、装置の横幅が大きいため狭隘なスペースに設置が困難であることと、搬送時に大きな振動及び騒音を発生する問題がある。
（２）ホッパに固定シリンダと可動シリンダとを直列に連結した後者の圧送ポンプの場合は、設置スペースをある程度小さくできる利点がある半面、可動シリンダが戻るときは粘性流体を吐出できないので、間欠的な搬送となって搬送性能（搬送効率）が低いという致命的な欠点があるうえに、搬送時に粘性流体の脈動が生じる難点もある。
加えて、ホッパが必須であるため輸送管のラインポンプとしては使用できないといった不都合もある。
さらに、粘性流体の逆流防止を目的として、吐出側の固定シリンダに開閉バルブを設置する必要があり、ポンプ装置の構成部品点数が多くなる。
【０００５】
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、その目的とするところはつぎの何れかひとつの流体搬送装置を提供することにある。
（１）装置の小型化を図りつつ、連続搬送が可能で、搬送性能（搬送効率）を大幅に向上させること。
（２）搬送時の脈動を低減すること
（３）搬送方向を自由に変更できること。
（４）多種の流体の搬送に適用できる、汎用性に優れていること。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る流体の搬送装置は、輸送管の途中に介装して、輸送管の流体を取り込んで下流側へ吐出する流体搬送装置であって、複数の固定筒の間に、流路の開放及び閉鎖が可能な開閉装置を具備した複数の可動筒をスライド自在に配置してこれらの筒の内部に連続流路を形成し、前記した各可動筒に、開閉装置の開閉に対応させてスライド移動させるスライド手段を具備させ、隣り合う前記開閉装置の間に体積を拡縮可能な中間室を形成したことを特徴とするものである。
【０００７】
さらに本発明に係る流体の搬送装置は、前記した流体の搬送装置において、前記スライド手段が、開状態にした一方の開閉装置を搬送方向の下流側へスライド移動させたときにこれと同期させて、開状態にした他の開閉装置を搬送方向の上流側へ向けてスライド移動可能に構成したことを特徴とするものである。
【０００８】
さらに本発明に係る流体の搬送装置は、前記した何れかの流体の搬送装置において、前記開閉装置が、両可動筒の同期したスライド運動中に開状態および閉状態の組み合わせとなり、かつスライド方向の切替時に共に閉状態の組み合わせとなるように切り替え可能に構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに本発明に係る流体の搬送装置は、前記した何れかの流体の搬送装置において、連続流路にひとつの中間室を形成したことを特徴とするものである。
【００１０】
さらに本発明に係る流体の搬送装置は、前記した何れかの流体の搬送装置において、連続流路に複数の中間室を直列に形成したことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに本発明に係る流体の搬送装置は、前記した何れかの流体の搬送装置において、二分した固定筒の間にジョイント筒を介装して搬送方向を変更可能に構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明はつぎのいずれかひとつの効果を奏する。
（１）複数の筒体を同一線上に配置するので装置の小型化が図れるので、狭隘なスペースに設置する事が可能となる。
（２）流体の吐出を連続的に行えるので、搬送効率と搬送性能を大幅に向上させることができる。
したがって、従来の装置では達成し得なかった装置の小型化と、搬送性能の向上の両立を図ることが可能となる。
（３）流体の吐出を連続的に行えるので、搬送時の脈動を著しく低減することができる。
（４）閉状態の開閉装置による吐出工程を連続的に行えるので、従来まで設置していた流体逆流防止専用の開閉バルブを省略できる。そのため、搬送装置の構成簡略化することができる。
（５）中間室の形成数を選択することで、使途に応じた最終吐出圧力の調整を簡単に行うことができる。
（６）固定筒の間にジョイント筒を介在させるだけで、流体の搬送方向を自由に変更することができる。
（７）多種の流体の搬送に適用できるうえに、ホッパ類が存在しないのでラインポンプとしても使用することができ、汎用性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
尚、本発明の説明に当たり、「流体」とは、水等の液体や各種粒体に加えてコンクリートや泥水等の粘性体や各種の気体を含むものである。
【００１４】
［構成］
（１）流体搬送装置の概要
図１乃至図４に本発明に係る流体搬送装置の概念を示す。
基板１０上の同一軸線上には、所定の間隔を隔てて上流固定筒２０、中間固定筒２１、下流固定筒２２が設置されていて、上流固定筒２０と中間固定筒２１の間の流路を結ぶ第一可動筒２３が嵌挿してスライド自在に配置され、また中間固定筒２１と下流固定筒２２の間の流路を結ぶ第二可動筒２４が嵌挿してスライド自在に配置されている。
各固定筒２０〜２２の端部にはシール材４０が設置してあって、各可動筒２３，２４との周面間に高いシール性を確保している。
各可動筒２４，２５には、流路の解放及び遮断の切り替えが可能な第一開閉装置３０と第二開閉装置３１とが夫々介装されている。
【００１５】
搬送方向の上流側から下流側へ向けて直列的に配列した上流固定筒２０、第一可動筒２３、中間固定筒２１、第二可動筒２４、下流固定筒２２の内部には連続流路が形成されていて、この連続流路のうち第一開閉装置３０の上流側に取込室５０を形成し、両開閉装置３０，３１の間に中間室５１を形成し、第二開閉装置３１の下流側に吐出室５２を形成している。
上流固定筒２０の左方と下流固定筒２２の右方には、輸送管２５，２６が夫々接続していて、本発明に係る流体搬送装置は上流側の輸送管２６から取り込んだ流体を下流側の輸送管２７へ吐出するために機能する装置である。
【００１６】
（２）可動筒のスライド手段
また各可動筒２３，２４のスライド手段２３ａ，２４ａとしては、図示するように伸縮自在の流体シリンダを用いたり、或いはねじ送り機構等の公知のスライド手段を適用したりすることができる。
スライド手段２３ａ，２４ａは、その一端が固定部材（固定筒２０，２１，２２，または基板１０）に固定されて、その他端が各可動筒２３，２４の一部に接続して配置されていればよい。
また本発明では、次記する第一開閉装置３０と第２開閉装置３１の開閉作動に関連して、両可動筒２３，２４が相互に離隔する方向にするスライド運動と、相互に接近する方向にするスライド運動とを繰り返すようにスライド手段２３ａ，２４ａを制御する点が、制御上の特徴である。
【００１７】
（３）開閉装置
各可動筒２４，２５に介装した第一開閉装置３０と第二開閉装置３１はほぼ同一構造の装置であり、例えば可動筒２４，２５を横断方向に配置した板体と、この板体をスライドする駆動手段で構成したり、或いは可動筒２４，２５を横断方向に配置し、側面に貫通孔を形成した筒と、この筒を所定角度で回転する駆動手段で構成したり、或いはカメラのシャッター構造のように放射状に配置した複数枚の板体と、これらの板体を拡径と縮径方向に作動させる手段で構成した流路の開閉手段を採用することができ、要は流路の開放と閉鎖が可能な構造であればよい。
【００１８】
各開閉装置３０，３１の開閉制御について説明すると、前述した両可動筒２３，２４が相互に離隔する方向または相互に接近する方向へスライド運動しているときは、各開閉装置３０，３１の一方が開状態で他方が閉状態の組み合わせとなり、また各可動筒２３，２４のスライド方向を切替える時（ストロークが最大または最小に達したとき）は両開閉装置３０，３１が閉状態となるように、各開閉装置３０，３１の開閉を制御できるようになっている。
すなわち、各開閉装置３０，３１は両可動筒２３，２４のスライド中に、共に開状態となる組み合わせはなく、必ず、開閉の組み合わせか、或いは閉だけの組み合わせとなる。
各開閉装置３０，３１の開閉制御をこのような組み合わせにしたのは、流体を連続的に搬送するためと、逆流防止専用のバルブの設置を回避して、流体の逆流を効果的に防止するためである。
【００１９】
［作動］
つぎに本発明に係る流体搬送装置の作動について説明する。
【００２０】
（１）中間室の拡張時
図２は各可動筒２３，２４に設けた実線で示す開閉装置３０，３１が接近状態から、スライド手段２３ａ，２４ａの作動により、一点鎖線で示す開閉装置３０，３１の如く相互に離隔方向に向けてスライドを開始した直後の状態を示す。
この状態のとき、第一開閉装置３０は開状態であって、取込室５０は中間室５１の間が連通状態にある。また第二開閉装置３１は閉状態であって、中間室５１と吐出室５２の間が遮断状態にある。尚、各室５０〜５２内には既に流体が充満していることを前提として以降を説明する。
【００２１】
この状態で、スライド手段２３ａ，２４ａの作動により、各可動筒２３，２４を相互に離隔する方向ヘスライドさせると、各室５０〜５２内ではつぎの工程が並行して進行する。
まず第二可動筒２４と第二開閉装置３１が右動（下流側へスライド）することに伴い、吐出室５２内の流体は閉鎖状態の第二開閉装置３１に押し出されて下流側へ吐出される（吐出工程）。
また両開閉装置３０，３１の離隔方向のスライドに伴い、中間室５１内の容積は拡張する。第二開閉装置３１の右動（下流側へスライド）に伴って中間室５１内の第二開閉装置３１に近い位置に負圧が発生しようとする。この負圧と、開放状態の第一開閉装置３０を通して上流側から供給される流体の供給圧力とにより、流体の蓄積量が増していく（吸入工程）。
また第一可動筒２３と第一開閉装置３０の左動（上流側へスライド）することに伴い、取込室５０は容積を縮小するが、上流側からの流体の供給を受けて流体の取込みを継続する（取込工程）。
以上のように、各可動筒２３，２４を相互に離隔する方向ヘスライドさせて、中間室５１の体積が拡張を続けるときは、各室５０〜５２内では、流体の取込工程、流体の吸入工程、流体の吐出工程が同時進行する。
このとき、中間室５１内に空洞を発生させないために、第二可動筒２４と第二開閉装置３１による流体の吐出量が、上流側からの流体の供給量と均衡するか、或いはそれ以下の関係となるように、スライド速度を制御することが望ましい。
【００２２】
（２）スライド方向の切替え時
各可動筒２３，２４に設けた開閉装置３０，３１が最も離隔した状態に達すると、開状態であった第一開閉装置３０が閉状態に切り替わる。
このように各可動筒２３，２４のスライド方向を切替えるときは、中間室５１の両側に位置する第一及び第二開閉装置３０，３１を閉状態として、流路を一時的に遮断して流体の逆流を防止する。
流路の遮断時間は、流体の連続搬送に支障をきたさない程度の極短い時間（コンマ数秒程度）とする。この遮断時間が短いほど流体の搬送時の脈動低減効果が大きくなる。
尚、図２に示した各可動筒２３，２４に設けた開閉装置３０，３１が最も接近した状態から離隔方向にスライド方向が切り替わるときも同様に第一及び第二開閉装置３０，３１は一瞬だけ閉状態となる。
【００２３】
（３）中間室の縮小時
図３に示すように、各可動筒２３，２４に設けた開閉装置３０，３１が最も離隔した状態に達して接近方向にスライド方向が変わると、開状態であった第一開閉装置３０が閉状態に切り替わって、取込室５０と中間室５１の間の流路を遮断すると共に、閉状態であった第二開閉装置３１が開状態に切り替わって、中間室５１と吐出室５２が連通状態となる。
【００２４】
スライド手段２３ａ，２４ａの作動により、各可動筒２３，２４を相互に接近する方向ヘスライドさせると、各室５０〜５２内ではつぎの工程が並行して進行する。
第一可動筒２３と第一開閉装置３０が右動（下流側へスライド）することに伴い、中間室５１内に位置する流体は閉鎖状態の第一開閉装置３０に押し出され、開状態の第二開閉装置３１を通過して吐出室５２内に吐出される（吐出工程）。
これにより吐出室５２内では、予め充満していた流体がトコロテン式に押し出されて下流側へ吐出される（吐出工程）。
また両開閉装置３０，３１の接近方向のスライドに伴い、中間室５１内の容積が縮小する一方、取込室５０の体積は拡張する。
したがって、第一開閉装置３０の右動（下流側へスライド）に伴って取込室５０に発生する負圧と、上流側から流体が供給されることにより、取込室５０流体の蓄積量が増していく（取込工程／吸入工程）。
以上のように、各可動筒２３，２４を相互に接近する方向ヘスライドさせて、中間室５１の体積が縮小するときは、各室５０〜５２内では、流体の取込工程、流体の吸入工程、流体の吐出工程が同時進行する。
【００２５】
各可動筒２３，２４に設けた開閉装置３０，３１を相互に離隔方向または接近方向へスライドさせているときと、スライド方向の切替時における第一、第二開閉装置３０，３１の開閉状態を整理して表１に示す。
【００２６】
【表１】
2005273486.tif 000003
【００２７】
また各可動筒２３，２４に設けた開閉装置３０，３１を相互に離隔方向または接近方向へスライドさせているときにおける、各室５０〜５２内における作動工程を整理して表２に示す。
【００２８】
【表２】
2005273486.tif 000004
【００２９】
また図４には、各可動筒２３，２４に設けた開閉装置３０，３１をスライドさせたときの開閉装置３０，３１の開閉状態と、各室５０〜５２内における作動工程を組み合わせて図化した搬送チャートを示す。
同図において、中央の直線は左から右へ向けて進行する時間軸を示し、上半の波形は第一可動筒２３と第一開閉装置３０による搬送作動を示し、下半の波形は第二可動筒２４と第二開閉装置３１による搬送作動を示す。波形に関し、矢印はスライド方向を示し、実線は開閉装置３０，３１の閉状態を示し、破線は開閉装置３０，３１の開状態を示している。黒丸印は、スライド方向の切替時期を示す。
【００３０】
上述したように、本発明に係る流体搬送装置は、各可動筒２３，２４を何れの方向へスライドさせているときでも吐出工程が必ず存在するため、流体の連続した搬送が可能となる。
しかもスライド方向の切替時に両開閉装置３０，３１を同時に閉状態とするが、この時間は搬送上無視できるほどの短い時間であるから、搬送中に脈動の発生を抑制することも可能となる。
また吐出工程をしていない残りの各室では流体の取込工程と吸入工程を行って吐出準備に備えているため、スライド方向の切替え直後に継続して流体を搬送することができるので、搬送効率が格段向上する。
しかも直列状態に配置した各筒内に、上流室と中間室と下流室とを直列的に形成するので搬送装置の幅寸法を小型化できて、狭隘な空間でも設置が可能である。
さらに、搬送装置の搬送能力は、流路断面積に開閉装置のスライド移動量を掛け合わせたものが流路に対して複数組を直列に配置してあるので、従来装置と比較して搬送性能の点でも優れている。
【００３１】
［その他の実施の形態］
以降に他の実施の形態について説明するが、その説明に際し、前記した実施の形態と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００３２】
図５と図６は流体を直線以外の方向に搬送可能に構成した他の流体搬送装置を示す。
図５は流体の供給方向に対し交差する方向へ搬送する形態を示し、図６は流体の供給方向に対し逆向きの方向へ搬送する形態を示す。
何れの形態にあっても、中間固定筒２１を二分し、その間に角度付きのジョイント筒２７を介在させればよい。
ジョイント筒２７は変形不能な硬質素材で成形したものであるか、或いは可撓性を有する素材で形成するか、または変形可能な機構を組み込んだものであってもよい。
本例のように構成することで、使途や使用現場状況に応じてあらゆる方向に流体の搬送方向を簡単に変更して対応することができる。
【００３３】
また図示しないが、各室５０〜５２の内圧を電気信号として取出し可能な圧力計を追加して設置すると共に、これらの圧力信号を基に各開閉装置３０，３１の駆動手段と各可動筒のスライド手段２３ａ，２４ａへ制御指令を発する制御部と組み合わせて、各室５０〜５２の内圧に異常を感知したとき、スライド作動を一時的に中断する制御を行たり、これと連動して各開閉装置３０，３１を閉状態に切り替える等の自動制御を行うことも可能である。
【００３４】
また以上の実施の形態は、隣り合う開閉装置の間に体積を拡縮可能な中間室５１をひとつだけ具備する場合について説明したが、複数の中間室５１を直列に配置して流体搬送装置を構成しても良い。
本例にあっては、中間室５１の形成数に比例して最終吐出圧を昇圧できるので、筒体の径を変更せずに、中間室５１の形成数を選択するだけで、使途に応じた最終吐出圧力の調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る流体搬送装置のモデル図
【図２】中間室の拡張時における流体搬送装置の作動のモデル図
【図３】中間室の縮小時における流体搬送装置の作動のモデル図
【図４】本発明に係る流体搬送装置の作動原理を説明するための搬送チャート
【図５】搬送方向を変更した他の形態の説明図
【図６】搬送方向を変更した他の形態の説明
【符号の説明】
【００３６】
１０・・・基板
２０・・・上流固定筒
２１・・・中間固定筒
２２・・・下流固定筒
２３・・・第一可動筒
２３ａ・・スライド手段
２４・・・第二可動筒
２４ａ・・スライド手段
２５，２６・・輸送管
２７・・・ジョイント筒
３０・・・固定ビット
４０・・・シール材
５０・・・取込室
５１・・・中間室
５２・・・吐出室
【図１】
2005273486.tif 000005
【図２】
2005273486.tif 000006
【図３】
2005273486.tif 000007
【図４】
2005273486.tif 000008
【図５】
2005273486.tif 000009
【図６】
2005273486.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成16年4月20日(2004.4.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2005273486.tif 000011
【図２】
2005273486.tif 000012
【図３】
2005273486.tif 000013
【図４】
2005273486.tif 000014
【図５】
2005273486.tif 000015
【図６】
2005273486.tif 000016