(57)【要約】      （修正有）【課題】粘性の高いスラリーや繊維質を含むスラリーであっても円滑に吐出することができる往復ポンプ装置を有したスラリー供給システムを提供する。【解決手段】スラリー供給システム１００は、往復ポンプとボール弁２３０，２４０とを有する往復ポンプ装置２００を備えている。往復ポンプは、スラリーＳを一時的に保持するシリンダ内にシリンダライナを介してプランジャが往復摺動可能な状態で設けられている。往復ポンプのシリンダ室には、連結管２２１、Ｔ字管２２２および導入管２２３からなる導入流路と、連結管２２１、Ｔ字管２２２、吐出管２２４からなる吐出流路が連結されている。導入管２２３および吐出管２２４には、各管を開閉するためのボール弁２３０，２４０が設けられている。また、吐出流路を形成する連結管２２１、Ｔ字管２２２および導入管２２３は、互いに略同一の口径に形成されるとともに互いに直線状に連結されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内にてプランジャを往復動させることにより、スラリーを前記シリンダ内に吸引して吐出する往復ポンプと、
前記シリンダ内に前記スラリーを導くための導入流路と、
前記導入流路上に設けられ、同導入流路を開閉する導入流路弁と、
前記シリンダ内から吐出された前記スラリーを導くための吐出流路と、
前記吐出流路上に設けられ、同吐出流路を開閉する吐出流路弁とを備えた往復ポンプ装置において、
前記導入流路弁および前記吐出流路弁は、ボール弁で構成されており、
前記吐出流路は、少なくも前記シリンダと前記吐出流路弁との間の流路が前記プランジャの軸線方向に沿って略直線状に形成されていることを特徴とする往復ポンプ装置。
【請求項２】
請求項１に記載した往復ポンプ装置において、
前記ボール弁は、
前記導入流路および／または前記吐出流路を開閉するために回転自在に配置されたボール部の開口縁に、同ボール部を回転摺動自在に支持する支持部材と協同して前記スラリー内に含まれる固形物を切断可能な刃部を備えることを特徴とする往復ポンプ装置。
【請求項３】
請求項２に記載した往復ポンプ装置において、
前記ボール弁は、
前記ボール部における前記刃部が、前記ボール部における前記刃部以外の部分を構成する部材より硬質な部材で構成されていることを特徴とする往復ポンプ装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載した往復ポンプ装置において、
前記吐出流路は、下流側の流路の口径が少なくとも同下流側より相対的に上流側である流路の口径以上の太さで形成されていることを特徴とする往復ポンプ装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した往復ポンプ装置において、
前記ボール弁を開閉するアクチュエータと、
前記アクチュエータの作動を制御する制御部とを備えていることを特徴とする往復ポンプ装置。
【請求項６】
スラリーを貯留する貯留槽と、
前記貯留槽に貯留された前記スラリーを搬送する往復ポンプ装置と、
前記貯留槽から前記往復ポンプ装置に導かれる前記スラリーの沈殿を防止するための沈殿防止手段とを備えたスラリー供給システムにおいて、
前記往復ポンプ装置は、
シリンダ内にてプランジャを往復動させることにより、スラリーを前記シリンダ内に吸引して吐出する往復ポンプと、
前記シリンダ内に前記スラリーを導くための導入流路と、
前記導入流路上に設けられ、同導入流路を開閉する導入流路弁と、
前記シリンダ内から吐出された前記スラリーを導くための吐出流路と、
前記吐出流路上に設けられ、同吐出流路を開閉する吐出流路弁とを備え、
前記導入流路弁および前記吐出流路弁は、ボール弁で構成されており、
前記吐出流路は、少なくも前記シリンダと前記吐出流路弁との間の流路が前記プランジャの軸線方向に沿って略直線状に形成されていることを特徴とするスラリー供給システム。
【請求項７】
請求項６に記載したスラリー供給システムにおいて、
前記沈殿防止手段は、
前記スラリーが前記貯留槽から前記往復ポンプ装置に導かれる流路から分岐して前記貯留槽に至る還流流路と、
前記還流流路上に設けられ、前記貯留槽から前記往復ポンプ装置に導かれる前記スラリーの少なくとも一部を前記貯留槽に送る還流ポンプとを備えることを特徴とするスラリー供給システム。
【請求項８】
請求項６または請求項７にスラリー供給システムにおいて、
前記沈殿防止手段は、
前記貯留槽内にて回転駆動する棒状、板状またはプロペラ状の撹拌子を有する撹拌装置を備えることを特徴とするスラリー供給システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、シリンダ内にてプランジャを往復動させることにより、スラリーを同シリンダ内に吸引して吐出する往復ポンプ装置およびスラリー供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、食品加工工場、製紙工場、化学プラントおよび汚泥処理施設などにおいては、スラリー状の食品や廃棄物の搬送に、スネーク状の回転シャフトのポンプや往復ポンプ装置が用いられている。往復ポンプ装置は、例えば、下記特許文献１に示すように、プランジャが往復動するシリンダに対して同シリンダ内にスラリーを導くための導入流路と、同シリンダ内から吐出したスラリーを導くための吐出流路とがそれぞれ連通されて構成されている。この場合、導入流路および吐出流路には、流動体（スラリー）を一方向にのみ流動させる逆止弁がそれぞれ設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−９５５２３号公報
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載したような往復ポンプ装置においては、シリンダ内からスラリーを吐出するための吐出流路が直角方向に屈曲する屈曲部を有しているため、スラリーの流動性が悪くスラリーの円滑な吐出に支障を来たすという問題がある。また、特に、粘性が高いスラリーを搬送する場合においては、粘性が高いスラリーを流動させるために吐出流路内を高圧状態とすると、圧縮されたスラリーが屈曲部で滞り易くなるため、スラリーの円滑な吐出がより困難になるという問題があった。
【０００５】
また、植物繊維や毛髪などの繊維質を含むスラリーにおいては、繊維質単体や繊維質の塊が吐出流路上の屈曲部や逆止弁を流動し難いとともに、前記高圧状態によって屈曲部や逆止弁の開閉部に詰まり易く、前記弊害がより顕著に現れるという問題があった。
【考案の概要】
【０００６】
本考案は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、粘性の高いスラリーや繊維質を含むスラリーであっても円滑に吐出することができる往復ポンプ装置およびスラリー供給システムを提供することにある。
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に係る本考案の特徴は、シリンダ内にてプランジャを往復動させることにより、スラリーをシリンダ内に吸引して吐出する往復ポンプと、シリンダ内にスラリーを導くための導入流路と、導入流路上に設けられ、同導入流路を開閉する導入流路弁と、シリンダ内から吐出されたスラリーを導くための吐出流路と、吐出流路上に設けられ、同吐出流路を開閉する吐出流路弁とを備えた往復ポンプ装置において、導入流路弁および吐出流路弁は、ボール弁で構成されており、吐出流路は、少なくもシリンダと吐出流路弁との間の流路がプランジャの軸線方向に沿って略直線状に形成されていることにある。
【０００８】
このように構成した請求項１に係る本考案の特徴によれば、往復ポンプ装置は、スラリーを吐出する往復ポンプのシリンダに対して吐出流路がプランジャの軸線方向に沿って直線状に形成されている。これにより、シリンダから吐出されるスラリーは直線状に形成された吐出流路内を前記屈曲部による抵抗なく流動する。このため、往復ポンプ装置は、吐出流路内にてスラリーを滞りなく円滑に流動させることができる。すなわち、プランジャ型の往復ポンプは、特に高圧圧送を目的とするポンプに適しており、本ポンプ装置は、スラリー、特に繊維質を多量に含む、高粘度・高圧圧送を目的として発明されたものである。
【０００９】
また、往復ポンプ装置は、吐出流路上に設けられ同吐出流路を開閉する開閉弁がボール弁で構成されている。この場合、ボール弁は、一般に、流路内において貫通孔を有するボール部が支持部材を介して回転摺動することにより流路の開閉を行なうように構成されている。すなわち、ボール弁は、流路内において体積変化を生じさせることなく流路を開閉することができるため、流路の開閉時における流路内の圧力変化を抑えることができ、圧力変化による流路の劣化を抑えることができる。また、流路を閉じる際のボール部の回転によりスラリー内に含まれる繊維質などの固形物を切断することができるため、流路内に前記繊維質などの固形物が詰まることも防止することができる。これらにより、往復ポンプ装置は、繊維質を含むスラリーであっても円滑にスラリーを吐出することができる。
【００１０】
また、請求項２に係る本考案の他の特徴は、前記往復ポンプ装置において、ボール弁は、導入流路および／または吐出流路を開閉するために回転自在に配置されたボール部の開口縁に、同ボール部を回転摺動自在に支持する支持部材と協同してスラリー内に含まれる固形物を切断可能な刃部を備えることにある。
【００１１】
このように構成した請求項２に係る本考案の他の特徴によれば、往復ポンプ装置における導入流路および／または吐出流路に設けられるボール弁は、ボール部に支持部材と協同してスラリー内に含まれる固形物を切断可能な刃部を備えている。これにより、往復ポンプ装置は、流路を閉じる際のボール部の回転によりスラリー内に含まれる繊維質などの固形物をより確実に切断することができるため、流路内に前記繊維質などの固形物が詰まることを効果的に防止することができる。この結果、往復ポンプ装置は、繊維質を含むスラリーであっても円滑にスラリーを吐出することができる。
【００１２】
また、請求項３に係る本考案の他の特徴は、前記往復ポンプ装置において、ボール弁は、ボール部における前記刃部が、ボール部における前記刃部以外の部分を構成する部材より硬質な部材で構成されていることにある。
【００１３】
このように構成した請求項３に係る本考案の他の特徴によれば、往復ポンプ装置は、
ボール弁におけるボール部の刃部が、同ボール部をおける刃部以外の部分を構成する素材より硬質な素材で構成されている。一般に、ボール弁におけるボール部は、鋳鉄や銅系の金属で構成されていることが多い。このため、ボール部における刃部は、これらの素材よりも硬質な素材、例えば、焼入れ鋼、各種工具鋼またはセラミックで構成するとよい。これにより、スラリー内に含まれる固形物を精度良く切断することができるとともに、刃部の耐久性を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項４に係る本考案の他の特徴は、前記往復ポンプ装置において、吐出流路は、下流側の流路の口径が少なくとも同下流側より相対的に上流側である流路の口径以上の太さで形成されていることにある。
【００１５】
このように構成した請求項４に係る本考案の他の特徴によれば、往復ポンプ装置は、往復ポンプのシリンダ内から吐出されたスラリーを導く吐出流路における下流側の口径が上流側の口径以上の大きさで形成されている。この場合、吐出流路の口径が一定の口径で形成されている場合も含むものである。これにより、往復ポンプのシリンダ内から吐出されるスラリーを滞りなく吐出流路内を流動させることができ、円滑に吐出させることができる。
【００１６】
また、請求項５に係る本考案の他の特徴は、前記往復ポンプ装置において、ボール弁を開閉するアクチュエータと、アクチュエータの作動を制御する制御部とを備えていることにある。
【００１７】
このように構成した請求項５に係る本考案の他の特徴によれば、往復ポンプ装置は、スラリーの導入流路や吐出流路に設けられるボール弁を作動させるためのアクチュエータ、および同アクチュエータの作動を制御する制御部をそれぞれ備えて構成されている。これによれば、ボール弁の作動を自動制御することができるため、スラリーを精度良く効率的に搬送することができる。
【００１８】
また、本考案は往復ポンプ装置として実施できるばかりでなく、同往復ポンプ装置を備えるスラリー供給システムとしても実施できるものである。
【００１９】
具体的には、請求項６に示すように、スラリーを貯留する貯留槽と、貯留槽に貯留されたスラリーを搬送する往復ポンプ装置と、貯留槽から往復ポンプ装置に導かれるスラリーの沈殿を防止するための沈殿防止手段とを備えたスラリー供給システムにおいて、往復ポンプ装置は、シリンダ内にてプランジャを往復動させることにより、スラリーをシリンダ内に吸引して吐出する往復ポンプと、シリンダ内にスラリーを導くための導入流路と、導入流路上に設けられ、同導入流路を開閉する導入流路弁と、シリンダ内から吐出されたスラリーを導くための吐出流路と、吐出流路上に設けられ、同吐出流路を開閉する吐出流路弁とを備え、導入流路弁および吐出流路弁は、ボール弁で構成されており、吐出流路は、少なくもシリンダと吐出流路弁との間の流路がプランジャの軸線方向に沿って略直線状に形成されている。
【００２０】
この場合、請求項７に示すように、沈殿防止手段を、例えば、貯留槽内にて回転駆動する棒状、板状またはプロペラ状の撹拌子を有する撹拌装置で構成することができる。また、これに代えて、または加えて、請求項８に示すように、沈殿防止手段を、例えば、貯留槽内にて回転駆動する棒状、板状またはプロペラ状の撹拌子を有する撹拌装置で構成することもできる。
【００２１】
このように構成した請求項６ないし請求項８に係る本考案によれば、スラリー供給システムは、前記往復ポンプ装置の他に、貯留槽から往復ポンプ装置に導かれるスラリーの沈殿を防止するための沈殿防止手段を備えている。これにより、スラリー中に含まれる固形成分の沈殿を防止して均質なスラリーを往復ポンプ装置に導くことができ、往復ポンプ装置における各流路内おいて円滑にスラリーを搬送することができるとともに同各流路の目詰まりなどの不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本考案の一実施形態に係る往復ポンプ装置を備えたスラリー供給システムの全体構成を模式的に示すブロック図である。
【図２】図１に示すスラリー供給システムを構成する往復ポンプ装置の主要部の構成の概略を示した一部破断断面図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は図２に示す往復ポンプ装置におけるボール弁を示しており、（Ａ）は同ボール弁の一部破断断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるＡ−Ａ線から見たボール弁の平面断面図である。
【図４】往復ポンプ装置におけるボール弁がスラリーに含まれる繊維状の固形物を切断する様子を図３（Ａ）におけるＡ−Ａ線から見た平面断面図である。
【図５】図３に示すボール弁におけるボール部の変形例を示すボール部の平面断面図である。
【図６】（Ａ），（Ｂ）は図３に示すボール弁におけるボール部の他の変形例をそれぞれ示すボール部の平面断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２３】
以下、本考案に係る往復ポンプ装置および同ポンプ装置を備えたスラリー供給システムの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本考案に係るスラリー供給システム１００の全体構成を模式的に示すブロック図である。また、図２は、図１に示すスラリー供給システム１００を構成する往復ポンプ装置２００の主要部の構成の概略を示した一部破断断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本考案の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。このスラリー供給システム１００は、食品加工工場や汚泥処理施設などにおいて、植物繊維（例えば、セルロース）や毛髪などの繊維質を含むスラリー状の被搬送物（以下、単に「スラリーＳ」という）を貯留施設から処理施設に送る機械設備である。
【００２４】
（スラリー供給システム１００の構成）
スラリー供給システム１００は、貯留槽１０１を備えている。貯留槽１０１は、前記処理施設による処理の対象となるスラリーＳを貯留するための容器である。貯留槽１０１の底部には、排出管１０２が接続されている。排出管１０２は、貯留槽１０１内に貯留されたスラリーＳを貯留槽１０１内から排出して往復ポンプ装置２００に導くための流路を構成する管部材である。この排出管１０２の下流端には、三方弁１０３を介して還流管１０４および往復ポンプ装置２００が接続されている。
【００２５】
三方弁１０３は、排出管１０２を介して導かれるスラリーＳを還流管１０４側および往復ポンプ装置２００側に任意の流量割合で分流させることができる手動型の弁である。還流管１０４は、排出管１０２によって導かれたスラリーＳの一部または全部を貯留槽１０１に導くための管部材であり、下流端が貯留槽１０１に接続されている。すなわち、この還流管１０４が、本発明に係る還流流路に相当する。この還流管１０４には、還流ポンプ１０５が設けられている。還流ポンプ１０５は、貯留槽１０１から排出管１０２にスラリーＳを吸引するとともに、同排出管１０２に導かれたスラリーＳの一部または全部を三方弁１０３および還流管１０４を介して貯留槽１０１に戻すための送液ポンプ装置であり、後述する制御部２５０によって作動が制御される。
【００２６】
往復ポンプ装置２００は、詳しくは図２に示すように、往復ポンプ２１０を備えている。往復ポンプ２１０は、貯留部層１０１に貯留されたスラリーＳを吸引して吐出する機械装置であり、主として、ポンプ部２１１と駆動部２１８とで構成されている。ポンプ部２１１は、円筒状のシリンダ２１２の両端部に板状の挟持プレート２１５，２１６を配置して構成されている。シリンダ２１２は、吸引したスラリーＳを一時的に保持するための筒状部材であり、鋼材を円筒状に鋳造加工することにより成形されている。このシリンダ２１２の内部には、シリンダライナ２１３を介してプランジャ２１４が配置されている。
【００２７】
シリンダライナ２１３は、プランジャ２１４の往復運動によるシリンダ２１２の内周面の摩耗を防止するために、シリンダ２１２の内周面とプランジャ２１４の外周面との間に設けられる円筒部材であり、耐磨耗性を有する素材（例えば、鋳鉄）で構成されている。プランジャ２１４は、シリンダライナ２１３内をシリンダ２１２（シリンダライナ２１３）の軸線方向（図示左右方向）沿って往復摺動する軸部材であり、耐磨耗性を有する硬質素材（例えば、ＳＵＳ４４０、アルミナ、超硬合金、各種工具鋼など）で構成されている。このプランジャ２１４の往復運動によって前記シリンダ室２１３ａの容積が連続的に変化する。すなわち、シリンダライナ２１３の内側空間が吸引したスラリーＳを一時的に保持するシリンダ室２１３ａである。
【００２８】
挟持プレート２１５，２１６は、シリンダ２１２を両側から挟んで支持する板状部材であり、それぞれ鋳造によって成形されている。挟持プレート２１５は、シリンダ２１２における図示右側端面に配置されており、その中央部にシリンダ室２１３ａに連通した状態で貫通孔２１５ａが形成されるとともに同貫通孔２１５ａに連通した状態でネジ孔２１５ｂがそれぞれ形成されている。この場合、貫通孔２１５ａは、シリンダライナ２１３の内径、すなわち、シリンダ室２１３ａの内径と略同径に形成されている。また、ネジ孔２１５ｂは、貫通孔２１５ａより大径に形成されるとともに、その内周面に雌ネジが形成されている。
【００２９】
挟持プレート２１６は、シリンダ２１２における図示左側端面に配置されており、その中央部にプランジャ２１４が液密性を維持した状態で摺動可能に貫通する図示しない貫通孔が形成されている。これらの挟持プレート２１５，２１６は、シリンダ２１２を挟んだ状態で取付ボルト２１７ａおよび取付ナット２１７ｂによって互いに連結されている。これにより、ポンプ部２１１が一体的に形成されている。
【００３０】
駆動部２１８は、ポンプ部２１１のプランジャ２１４を往復駆動させるための動力源となる原動機であり、直進方向（図示左右方向）に往復運動するピストン２１８ａを備えている。本実施形態においては、駆動部２１８は、後述する制御部２５０によって作動が制御される油圧ポンプ装置によって構成されている。ピストン２１８ａは、プランジャ２１４の一方（図示左側）の端部に調芯機構２１９を介して接続された軸状部材であり、駆動部２１８の駆動によりプランジャ２１４を押したり引いたりする。調芯機構２１９は、ピストン２１８ａの軸芯とプランジャ２１４の軸芯とのずれを吸収しつつピストン２１８ａとプランジャ２１４とを連結する装置である。なお、駆動部２１８は、プランジャ２１４を往復駆動することができれば、油圧ポンプ以外の原動機、例えば、サーボモータなどの電動機にネジ送り機構を組み合わせて構成してもよいし、内燃機関にピストンクランク機構を組み合せて構成してもよい。
【００３１】
ポンプ部２１１における挟持プレート２１５の貫通孔２１５ａには、連結管２２１を介してＴ字管２２２が連結されている。連結管２２１は、ポンプ部２１１のシリンダ室２１３ａとＴ字管２２２とを連結するための管部材であり、一方の端部が挟持プレート２１５のネジ孔２１５ｂにネジ結合するとともに他方の端部がＴ字管２２２にネジ結合している。この連結管２２１の内径は、貫通孔２１５ａ、すなわち、シリンダ室２１３ａと略同径に形成されている。
【００３２】
Ｔ字管２２２は、３つの管を互いに繋ぐための継ぎ手である。具体的には、Ｔ字管２２２には、前記連結管２２１の他に導入管２２３および吐出管２２４がそれぞれネジ結合により接続されており、これら３つの管を互いに連通させている。このＴ字管２２２の内径は、連結管２２１の内径と略同径に形成されている。導入管２２３は、上流端が前記三方弁１０３に接続されており、同三方弁１０３を介して導かれるスラリーＳを往復ポンプ２１０のシリンダ室２１３ａ内に導くための管部材であり、前記連結管２２１に対して前記Ｔ字管２２２を介して直交した状態で連結されている。この導入管２２３の内径も連結管２２１の内径と略同径に形成されている。
【００３３】
一方、吐出管２２４は、往復ポンプ２１０のシリンダ室２１３ａ内からスラリーＳを吐出するための管部材であり、前記連結管２２１に対して前記Ｔ字管２２２を介して直線状に連結されている。この吐出管２２４の内径も連結管２２１の内径と略同径に形成されている。これら導入管２２３および吐出管２２４には、それぞれボール弁２３０，２４０が設けられている。これらのボール弁２３０，２４０は、互いに同じ構成であるため、以下ではボール弁２３０について説明しボール弁２４０の説明は符号のみ示して省略する。
【００３４】
ボール弁２３０（２４０）は、詳しくは図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、主として本体部２３１（２４１）とアクチュエータ２３８（２４８）とから構成されている。本体部２３１（２４１）は、スラリーＳを通過させるとともに堰き止める部分であり、主として、収容体２３２（２４２）、蓋体２３３（２４３）および弁体２３４（２４４）によって構成されている。収容体２３２（２４２）は、導入管２２３（吐出管２２４）にネジ結合するための雌ネジ部２３２ａ（２４２ａ）、スラリーＳの流路となる管部２３２ｂ（２４２ｂ）、弁体２３３（２４３）の一部を収容する収容部２３２ｃ（２４２ｃ）、および同弁体２３３（２４３）の他の一部を収容する筒部２３２ｄ（２４２ｄ）によって構成された鋳物製の管体である。
【００３５】
一方、蓋体２３３（２４３）は、導入管２２３（吐出管２２４）にネジ結合するための雌ネジ部２３３ａ（２４３ａ）およびスラリーＳの流路となる管部２３３ｂ（２４３ｂ）によって構成された鋳物製の管部材である。この蓋体２３３（２４３）は、収容体２３２（２４２）の収容部２３２ｃ（２４２ｃ）に弁体２３４（２４４）を収容した状態で収容体２３２（２４２）にパッキン２３５（２４５）およびボールシート２３６（２４６）をそれぞれ介してネジ結合により固着している。また、これらの収容体２３２（２４２）および蓋体２３４（２４４）にそれぞれ設けられた管部２３２ｂ（２４２ｂ），２３３ｂ（２４３ｂ）は、連結管２２１の内径と略同径に形成されている。
【００３６】
弁体２３４（２４４）は、ボール部２３４ａ（２４４ａ）および同ボール部２３４ａ（２４４ａ）からアクチュエータ２３８（２４８）側に延びる軸部２３４ｂ（２４４ｂ）によって構成されている。ボール部２３４ａ（２４４ａ）は、鋼材を略球体に形成して構成されており、その中心部にスラリーＳを通過させるための貫通孔２３４ｃ（２４４ｃ）が形成されている。貫通孔２３４ｃ（２４４ｃ）は、管部２３２ｂ（２４２ｂ），２３３ｂ（２４３ｂ）、すなわち、連結管２２１の内径と略同径に形成されている。
【００３７】
この弁体２３４（２４４）のボール部２３４ａ（２４４ａ）は、軸部２３４ｂ（２４４ｂ）の軸線回りの回転によって貫通孔２３４ｃ（２４４ｃ）の軸線が収容体２３２（２４２）および蓋部２３３（２４３）の管部２３２ｂ（２４２ｂ），２３３ｂ（２４３ｂ）の各軸線と平行な向きおよび同各軸線と直交する向きに回転摺動可能な状態で収容部２３２ｃ（２４２ｃ）内にボールシート２３６（２４６）を介して収容されている。すなわち、ボール部２３４ａ（２４４ａ）は、貫通孔２３４ｃ（２４４ｃ）の軸線が収容体２３２（２４２）および蓋部２３３（２４３）の管部２３２ｂ（２４２ｂ），２３３ｂ（２４３ｂ）の各軸線と平行な向きに位置決めされることにより管部２３２ｂ（２４２ｂ）と管部２３３ｂ（２４３ｂ）とを連通させるとともに、同各軸線と直交する向きに位置決めされることにより管部２３２ｂ（２４２ｂ）と管部２３３ｂ（２４３ｂ）とを遮断する。
【００３８】
軸部２３４ｂ（２４４ｂ）は、アクチュエータ２３８（２４８）の駆動軸２３８ａ（２４８ａ）とボール部２３４ａ（２４４ａ）とを連結してアクチュエータ２３８（２４８）の回転駆動によりボール部２３４ａ（２４４ａ）を回転させる鋼製の軸部材である。この軸部２３４ｂ（２４４ｂ）は、収容体２３２（２４２）の筒部２３２ｄ（２４２ｄ）内に２つのＯリング２３７（２４７）を介して液密的、かつ回転摺動可能な状態で収容されている。ボールシート２３６（２４６）は、ボール部２３４ａ（２４４ａ）に対する収容体２３２（２４２）の管部２３２ｂ（２４２ｂ）および蓋部２３３（２４３）の管部２３３ｂ（２４３ｂ）の液密性を保持するためシール部材であり、樹脂材をリング状に形成して構成されている。アクチュエータ２３８（２４８）は、制御部２５０によって作動が制御される電動モータであり、軸部２３４ｂ（２４４ｂ）を介してボール部２３４ａ（２４４ａ）を回転駆動する。
【００３９】
制御部２５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどからなるマイクロコンピュータによって構成されており、図示しない入力装置からの指示に従って、図示しない制御プログラムを実行することにより往復ポンプ２１０（駆動部２１８）およびボール弁２３０，２４０（アクチュエータ２３８，２４８）の作動をそれぞれ制御する。また、この制御部２５０は、往復ポンプ装置２００を構成する往復ポンプ２１０（駆動部２１８）およびボール弁２３０，２４０（アクチュエータ２３８，２４８）の他に、還流ポンプ１０５の作動も併せて制御する。このように構成された往復ポンプ２１０は、スラリーＳの貯留施設である貯留槽１０１に排出管１０２、三方弁１０３および導入管２２３を介して接続されるとともに、図示しないスラリー処理施設（例えば、焼却炉）に吐出管２２４を介して接続される。
【００４０】
（スラリー供給システム１００の作動）
次に、上記のように構成した往復ポンプ装置２００の作動について説明する。まず、作業者は、スラリー供給システム１００の作動を開始させる。具体的には、作業者は、往復ポンプ装置２００における制御部２５０を操作することにより往復ポンプ装置２００の電源を入れて作動を開始させる。これにより、制御部２５０は図示しない制御プログラムを実行することにより、還流ポンプ１０５、往復ポンプ２１０（駆動部２１８）およびボール弁２３０，２４０（アクチュエータ２３８，２４８）を含む各部の制御を開始して作業者からの指示を待つ待機状態となる。
【００４１】
次に、作業者は、貯留槽１０１に貯留されたスラリーＳの往復ポンプ装置２００による搬送（圧送）作業を開始する。具体的には、作業者は、三方弁１０３を開くことにより排出管１０２に対して還流管１０４および導入管２２３を連通した状態とするとともに、制御部２５０に対して往復ポンプ装置２００によるスラリーＳの搬送作業の開始を指示する。この指示に応答して制御部２５０は、往復ポンプ２１０のシリンダ室２１３ａにスラリーＳを吸引する吸引処理を実行する。具体的には、制御部２５０は、ボール弁２３０のアクチュエータ２３８の作動を制御することによりボール部２３４ａを回転変位させてボール弁２３０を開くとともに、ボール弁２４０のアクチュエータ２４８の作動を制御することによりボール部２４４ａを回転変位させてボール弁２４０を閉じる。これにより、導入管１２３はスラリーＳが流動可能な状態となるとともに、吐出管２２４はスラリーＳが流動不能な状態となる。
【００４２】
次に、制御部２５０は、還流ポンプ１０５の作動を開始させるとともに、往復ポンプ２１０の駆動部１１８の作動を制御してシリンダ室１１３ａ内のプランジャ１１４を引く（後退させる）。これにより、貯留槽１０１に貯留されたスラリーＳが排出管１０２および三方弁１０３を介して還流管１０４および導入管２２３にそれぞれ導かれる。この場合、還流管１０４および導入管２２３にそれぞれ導かれるスラリーＳの流量は、作業者によって開かれた三方弁１０３の開度に対応する。そして、還流管１０４に導かれたスラリーＳは、還流ポンプ１０５によって再び貯留槽１０１に戻る。これにより、貯留槽１０１内のスラリーＳが排出管１０２、三方弁１０３、還流管１０４および還流ポンプ１０５を介して循環して撹拌されるため、スラリーＳ中に含まれる固形物の沈殿が防止される。この結果、均質なスラリーＳを往復ポンプ装置２００に導くことができ、往復ポンプ装置２００における各流路内おいて円滑にスラリーＳを搬送することができるとともに同各流路の目詰まりなどの不具合を防止することができる。すなわち、これらの三方弁１０３、還流管１０４および還流ポンプ１０５が、本発明に係る沈殿防止手段に相当する。
【００４３】
一方、導入管２２３に導かれたスラリーＳは、ボール弁２３０、Ｔ字管１２２および連結管２２１を介して往復ポンプ２１０のシリンダ室２１３ａに吸引される。この場合、導入管２２３、ボール弁２３０、Ｔ字管２２２および連結管２２１の各管内を流動するスラリーＳは、シリンダ室２１３ａに生じた負圧によって吸引されて圧力および密度が低い状態となるため、導入管２２３、ボール弁２３０、Ｔ字管２２２および連結管２２１の各部において滞ることなく円滑に流動する。特に、直角の屈曲部を有するＴ字管２２２においてもスラリーＳは円滑に流動する。すなわち、これらの導入管２２３、Ｔ字管２２２および連結管２２１が本発明に係る導入流路に相当する。
【００４４】
往復ポンプ２１０のシリンダ室２１３ａ内に所定量のスラリーＳが導入された場合には、制御部２５０は、同シリンダ室２１３ａ内からスラリーＳを吐出する吐出処理を実行する。具体的には、制御部２５０は、ボール弁２３０のアクチュエータ２３８の作動を制御することによりボール部２３４ａを回転変位させてボール弁２３０を閉じるとともに、ボール弁２４０のアクチュエータ２４８の作動を制御することによりボール部２４４ａを回転変位させてボール弁２４０を開く。これにより、導入管２２３はスラリーＳが流動不能な状態となるとともに、吐出管１２４はスラリーＳが流動可能な状態となる。
【００４５】
この場合、ボール弁２３０の管部２３２ｂ，２３３ｂとボール部２３４ａの貫通孔２３４ｃとの間に位置するスラリーＳに含まれる繊維質などの固形物は、図４に示すように、ボール部２３４ａの回転変位によってボール部２３４ａの開口部の縁部とボールシート２３５の縁部とに挟まれて切断される。このため、ボール弁２３０内にスラリーＳに含まれる繊維質などの固形物が詰ったり堆積したりすることはない。これにより、再度、ボール弁２３０を開いてスラリーＳの吸引処理が再開された場合においてもスラリーＳの円滑な流動を確保することができる。また、ボール弁２３０が閉じられることにより導入管２２３におけるスラリーＳの流動が不能となった場合であっても、排出管１０２、三方弁１０３、還流管１０４および還流ポンプ１０５を循環させるスラリーＳの撹拌処理は引き続き実行される。
【００４６】
次に、制御部２５０は、往復ポンプ２１０の駆動部２１８の作動を制御してシリンダ室２１３ａ内のプランジャ２１４を押す（前進させる）。これにより、往復ポンプ２１０のシリンダ室２１３ａ内に導入されたスラリーＳが連結管２２１、Ｔ字管２２２、吐出管２２４およびボール弁２４０を介して吐出される。この場合、連結管２２１、Ｔ字管２２２、吐出管２２４およびボール弁２４０内を流動するスラリーＳは、プランジャ２１４による圧縮により圧力および密度が高い状態となって圧縮される。しかし、連結管２２１、Ｔ字管２２２、吐出管２２４およびボール弁２４０がプランジャ２１４の軸線方向に沿って直線状に連通しているため、シリンダ室２１３ａ内から吐出されたスラリーＳはこれらの各管内を滞りなく円滑に流動する。また、この場合、連結管２２１、Ｔ字管２２２、吐出管２２４およびボール弁２４０は、各管の内径がそれぞれ略同径に形成されているため、スラリーＳをより円滑に流動させることができる。すなわち、これらの連結管２２１、Ｔ字管２２２および吐出管２２４が本発明に係る吐出流路に相当する。
【００４７】
往復ポンプ２１０のシリンダ室２１３ａ内のスラリーＳを吐出し終えた場合には、制御部２５０は、再びシリンダ室２１３ａへのスラリーＳの吸引処理を実行する。このスラリーＳの吸引処理の実行の際、制御部２５０は、前記と同様に、ボール弁２４０のアクチュエータ２４８の作動を制御することによりボール部２４４ａを回転変位させてボール弁２４０を閉じる。この場合、ボール弁２４０は、流路内において体積変化を生じさせることなく流路を閉じることができるため、連結管２２１、Ｔ字管２２２、導入管２２３、吐出管２２４およびボール弁２３０，２４０に特段の圧力負荷を与えることなく吐出流路を閉じることができる。これにより、連結管２２１、Ｔ字管２２２、導入管２２３、吐出管２２４およびボール弁２３０，２４０における圧力変化による損傷を防止することができる。
【００４８】
また、前記と同様に、ボール弁２４０の管部２４２ｂ，２４３ｂとボール部２４４ａの貫通孔２４４ｃとの間に位置するスラリーＳに含まれる繊維質などの固形物は、図４に示すように、ボール部２４４ａの回転変位によりボール部２４４ａの開口部の縁部とボールシート２４５の縁部とに挟まれて切断される。このため、ボール弁２４０内にスラリーＳに含まれる繊維質などの固形物が詰ったり堆積したりすることはない。これにより、再度ボール弁２４０を開いてスラリーＳの吐出処理が再開された場合においてもスラリーＳの円滑な流動を確保することができる。
【００４９】
このように、往復ポンプ２１０のシリンダ室２１３ａ内へのスラリーＳの吸引処理および同シリンダ室１１３ａからのスラリーＳの吐出処理が繰り返し実行されることにより、ボール弁２４０の下流側に連結された吐出管１２４からスラリーＳが断続的に吐出される。すなわち、貯留槽１０１に貯留されているスラリーＳが処理施設に断続的に搬送される。そして。このスラリーＳの搬送処理が実行されている間、排出管１０２、三方弁１０３、還流管１０４および還流ポンプ１０５を循環させるスラリーＳの撹拌処理も引き続き実行される。
【００５０】
このスラリーＳの搬送処理および撹拌処理は、作業者による搬送処理および撹拌処理の中断の指示が制御部２５０に対してなされるまで実行される。搬送処理および撹拌処理の中断の指示が入力されると、制御部２５０は、還流ポンプ１０５、ボール弁２３０のアクチュエータ２３８およびボール弁２４０のアクチュエータ２４８の作動をそれぞれ制御してボール弁２３０，２４０を共に閉じる。これにより、導入管１２３および吐出管１２４は、共にスラリーＳが流動不能な状態となり、制御部２５０は、再び作業者からの指示を待つ待機状態となる。なお、本実施形態においては、スラリーＳの搬送処理と撹拌処理とを同時に実行したが、必要に応じて各々単独で実行することもできる。
【００５１】
さらに、本考案の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本考案の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記変形例の説明においては、参照する各図における上記実施形態と同様の構成部分に同じ符号を付して、その説明は省略する。
【００５２】
例えば、上記実施形態においては、連結管２２１、Ｔ字管２２２および吐出管２２４をプランジャ２１４の軸線方向に沿って直線状に連通させて構成した。しかし、直線状とは、厳密な直線を意味するものではないことは当然である。すなわち、連結管２２１、Ｔ字管２２２および吐出管２２４において、スラリーＳの円滑な流動を妨げない程度の湾曲部が存在していても略直線と看做すことができるものである。また、連結管２２１、Ｔ字管２２２および吐出管２２４によって構成される略直線状に形成される吐出流路は、少なくとも往復ポンプ２１０からボール弁２４０までの間に形成されていればよい。
【００５３】
また、上記実施形態においては、連結管２２１、Ｔ字管２２２、吐出管２２４およびボール弁２４０の各管の内径をそれぞれ略同径に形成した。しかし、これらの各管によって構成される吐出流路の口径は、下流側の口径が少なくとも同下流側より相対的に上流側である管の口径以上の太さで形成されていればよい。すなわち、吐出流路は、下流側に向って口径が同一または拡がるように形成されていれば、スラリーＳの円滑な流動の妨げとならない。
【００５４】
また、上記実施形態においては、導入管２２３および吐出管２２４をそれぞれ開閉する弁としてボール弁２３０，２４０を用いることにより、ボール弁２３０，２４０の閉弁時にスラリーＳに含まれる繊維質などの固形物を切断するように構成した。この場合、ボール弁２３０，２４０のボール部２３４ａ，２４４ａの開口縁にボールシート２３５，２４５と協同してスラリーＳに含まれる固形物を積極的に切断するための刃部を設けてもよい。例えば、図５に示すように、ボール弁２３０，２４０のボール部２３４ａ，２４４ａに形成された貫通孔２３４ｃ，２４４ｃの開口縁をすくい面を有する尖った形状に形成して刃部２３４ｄ，２４４ｄとする。これによれば、ボール弁２３０，２４０は、流路を閉じる際のボール部２３４ａ，２４４ａの回転により刃部２３４ｄ，２４４ｄとボールシート２３５，２４５とが協同してスラリーＳ内に含まれる繊維質などの固形物をより確実に切断することができる。これにより、流路内に前記繊維質などの固形物が詰まることを効果的に防止することができる。この結果、往復ポンプ装置２００は、繊維質を含むスラリーＳであっても、より円滑にスラリーＳを吐出することができる。
【００５５】
また、この場合、図６（Ａ）に示すように、ボール弁２３０，２４０のボール部２３４ａ，２４４ａにおいて、刃部２３４ｄ，２４４ｄを同刃部２３４ｄ，２４４ｄ以外の部分を構成する素材より硬質な素材、例えば、焼入れ鋼、各種工具鋼またはセラミックで構成するとよい。この場合、ボール部２３４ａ，２４４ａは、本体部が刃部２３４ｄ，２４４ｄを除いた形状で形成された後、別工程で形成された略リング状の刃部２３４ｄ，２４４ｄが嵌め込まれて形成される。これによれば、スラリーＳ内に含まれる固形物を精度良く切断することができるとともに、刃部２３４ｄ，２４４ｄの耐久性を向上させることができる。
【００５６】
なお、図６（Ｂ）に示すように、上記実施形態におけるボール弁２３０，２４０のボール部２３４ａ，２４４ａの開口縁２３４ｅ，２４４ｅを、上記と同様に、同開口縁２３４ｅ，２４４ｅ以外の部分を構成する素材より硬質な素材、例えば、焼入れ鋼、各種工具鋼またはセラミックで構成することもできる。これによっても、上記と同様に、開口縁２３４ｅ，２４４ｅの耐久性を向上させることができる。
【００５７】
また、上記実施形態においては、往復ポンプ装置２００における往復ポンプ２１０（駆動部１１８）およびボール弁２３０，２４０（アクチュエータ２３８，２４８）の各作動は、それぞれ制御部２５０による制御プログラムの実行により連続的に制御されるように構成されている。しかし、これらの往復ポンプ２１０およびボール弁２３０，２４０の各作動は、各動作ごとに作業者による制御部２５０を介した手動操作に従って逐次動作するように構成されていてもよい。また、往復ポンプ２１０およびボール弁２３０，２４０を作業者による手動操作によってスラリーＳの吸引・吐出や流路の開閉を行なうように往復ポンプ装置２００を構成することもできる。これらによれば、制御部２５０を簡易に構成または不要となり、往復ポンプ装置２００の構成を簡単にすることができる。
【００５８】
また、上記実施形態においては、三方弁１０３、還流管１０４および還流ポンプ１０５によって本発明に係る沈殿防止手段を構成することにより貯留槽１０１に貯留されたスラリーＳの沈殿を防止した。しかし、沈殿防止手段は、貯留槽１０１に貯留されたスラリーＳの沈殿を防止することができれば、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態における三方弁１０３に代えてＴ字管２２２により排出管１０２に対して還流管１０４および導入管２２３をそれぞれ接続することもできる。また、上記実施形態における沈殿防止手段に代えてまたは加えて、図１において破線で示すように、貯留槽１０１内にて回転駆動するプロペラ状の撹拌子１０６を有する撹拌装置（図示せず）によって沈殿防止手段を構成することもできる。これらによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。なお、貯留槽１０１内のスラリーＳを撹拌する撹拌子１０６は、プロペラ状以外にも棒状または板状のものを採用することができる。
【００５９】
また、上記実施形態においては、スラリー供給システム１００は、三方弁１０３、還流管１０４および還流ポンプ１０５からなる沈殿防止手段を備えて構成した。しかし、スラリーに含まれる固形物の沈殿が問題とならない場合などにおいては、沈殿防止手段は必ずしも必要な構成ではない。すなわち、沈殿防止手段を省略してスラリー供給システムを構成することもできる。これによれば、スラリー供給システム１００の構成を簡単にすることができる。
【００６０】
なお、還流ポンプ１０５は、貯留槽１０１に貯留されたスラリーＳを還流させて沈殿を防止する目的の他に、スラリーＳを円滑に往復ポンプ２１０に送液する目的も有する。すなわち、スラリーＳは粘性を有するため、往復ポンプ２１０に導き難い。このため、往復ポンプ２１０による吸引力に還流ポンプ１０５の吸引力を加えることにより、すなわち、還流ポンプ１０５を補助ポンプとして用いることにより、粘性を有するスラリーＳを精度良く往復ポンプ２１０に送ることができる。したがって、本発明に係るスラリー供給システムにおいて沈殿防止手段を省略した場合であっても、還流ポンプ１０５などの補助ポンプを設けることによりスラリーＳを精度良く往復ポンプ２１０に送ることができる。
【符号の説明】
【００６１】
１００…スラリー供給システム、１０１…貯留槽、１０２…排出管、１０３…三方弁、１０４…還流管、１０５…還流ポンプ、１０６…撹拌子、
２００…往復ポンプ装置、２１０…往復ポンプ、２１１…ポンプ部、２１２…シリンダ、２１３…シリンダライナ、２１３ａ…シリンダ室、２１４…プランジャ、２１５，２１６…挟持プレート、２１８…駆動部、２１８ａ…ピストン、２１９…調芯機構、２２１…連結管、２２２…Ｔ字管、２２３…導入管、２２４…吐出管、
２３０，２４０…ボール弁、２３１，２４１…本体部、２３２，２４２…収容体、２３３，２４３…蓋体、２３４，２４４…弁体、２３４ａ，２４４ａ…ボール部、２３４ｂ，２４４ｂ…軸部、２３４ｃ，２４４ｃ…貫通孔、２３４ｄ，２４４ｄ…刃部、２３５，２４５…パッキン、２３６，２４６…ボールシート、２３８，２４８…アクチュエータ、
２５０…制御部。
【図１】
0003163588.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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