特許 6552297 ポンプ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6552297

(24)【登録日】2019年7月12日

(45)【発行日】2019年7月31日

(54)【発明の名称】ポンプ装置

(51)【国際特許分類】

   F04D 7/04 20060101AFI20190722BHJP

   F04F 5/10 20060101ALI20190722BHJP

   F04D 13/12 20060101ALI20190722BHJP

【ＦＩ】

   F04D7/04 K

   F04F5/10 E

   F04D7/04 M

   F04D13/12 A

【請求項の数】9

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2015-129101(P2015-129101)

(22)【出願日】2015年6月26日

(65)【公開番号】特開2017-14909(P2017-14909A)

(43)【公開日】2017年1月19日

【審査請求日】2018年2月22日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100146710

【弁理士】

【氏名又は名称】鐘ヶ江 幸男

(74)【代理人】

【識別番号】100117411

【弁理士】

【氏名又は名称】串田 幸一

(72)【発明者】

【氏名】能見 基彦

【審査官】 岸 智章

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−２２１２９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５３−０４３２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２２１２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭２９−００９７８４（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００１７３０７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ７／０４，１３／１２

Ｆ０４Ｆ ５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を移送するポンプと、
前記ポンプの上流に設けられ、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、前記第１流出口とは異なる第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と、
前記ポンプの下流の流出配管に分岐して接続される接続管と、
前記接続管に接続される噴出部と、前記第２流出口に接続される吸入部とを有し、前記噴出部からの噴流により前記吸入部の流体を吐出するジェットポンプと、
前記接続管を開け閉め可能なバルブと、
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3】

請求項１又は２に記載のポンプ装置であって、
前記異物案内部は、前記流体に対して前記異物を沈降または浮揚させることにより、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4】

請求項３に記載のポンプ装置であって、
前記異物案内部には、前記第１流出口と前記第２流出口とが鉛直方向において異なる高さに形成される、
ポンプ装置。

【請求項5】

請求項１又は２に記載のポンプ装置であって、
前記異物案内部には、前記流入口からの流体の流入方向の延長線上に前記第２流出口が
形成される、
ポンプ装置。

【請求項6】

請求項１又２に記載のポンプ装置であって、
前記異物案内部は、前記流入口から流入される流体に旋回流を生じさせ、前記旋回流の内周側に前記第１流出口が形成され、前記旋回流の外周側に前記第２流出口が形成されている、
ポンプ装置。

【請求項7】

請求項１乃至５のいずれかに記載のポンプ装置であって、
前記異物案内部の第２流出口と前記ジェットポンプの吸入部との間には、前記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。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれか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、前記バルブを開ける制御部と、
を更に備えるポンプ装置。

【請求項9】

請求項８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バルブの開閉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。

【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、ポンプの上流に設けられた異物案内部と、ポンプの下流に接続される接続管と、ジェットポンプと、を備える。異物案内部は、流入口、ポンプの吸入口に接続される第１流出口、及び、第１流出口とは異なる第２流出口を有する。異物案内部は、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。ジェットポンプは、接続管に接続される噴出部と、第２流出口に接続される吸入部とを有する。ジェットポンプは、噴出部からの噴流により吸入部の流体を吐出する。
かかる構成により、流体に含まれる異物は、異物案内部において、ポンプの吸入口に接続される第１流出口とは異なる第２流出口に案内される。これにより、異物がポンプ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のトラブルを抑制することができる。しかも、異物案内部の第２流出口は、ポンプから吐出された流体を作動流体とするジェットポンプに接続されている。このため、制御系を含めた構成を簡易にすることができる。

【0008】

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。

【0009】

また、異物案内部は、前記流体に対して前記異物を沈降または浮揚させることにより、異物を第２流出口に案内してもよい。この場合には、異物案内部には、第１流出口と第２流出口とが鉛直方向において異なる高さに形成されてもよい。また、異物案内部には、流入口からの流体の流入方向の延長線上に第２流出口が形成されてもよい。また、異物案内部は、流入口から流入される流体に旋回流を生じさせ、旋回流の内周側に第１流出口が形成され、旋回流の外周側に第２流出口が形成されていてもよい。

【0010】

また、異物案内部の第２流出口とジェットポンプの吸入部との間には、異物を捕集する異物捕集部が設けられていてもよい。
こうすれば、異物捕集部によって異物を捕集することができる。また、ジェットポンプに異物が侵入するのを抑制することができる。

【0011】

また、ポンプ装置は、接続管に設けられるバルブと、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、バルブを開ける。
こうすれば、流体に異物が含まれていない場合には、ジェットポンプを作動させることなく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、ジェットポンプを作動させて、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バルブの開閉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。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【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】ジェットポンプの概略構成を示す図である。

【図3】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構成の概略を示す図である。

【図4】第１実施形態の異物捕集部の一例を示す図である。

【図5】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の構成の概略を示す図である。

【図6】第２実施形態の異物捕集部の一例を示す図である

【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。

【発明を実施するための形態】

【0014】

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。

【0015】

＜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。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。

【0016】

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の上流側に接続され、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、異物捕集部３０に接続され、異物捕集部３０を介してジェットポンプ４０の吸入管４４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から流出して異物捕集部３０へと向かうことになる。

【0017】

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、他端がジェットポンプ４０のジェットノズル４２に接続される。接続管１６には、接続管１６を開け閉め可能なバルブ１８が設けられている。バルブ１８は、接続管１６を開け閉め可能であれば、如何なる構成としてもよい。本実施形態では、バルブ１８は、制御部５０によって開閉が制御されるとともに、管理者などの切替スイッチ１９の操作によって開閉できるように構成されている。

【0018】

ジェットポンプ４０は、接続管１６に接続されたジェットノズル４２と、異物捕集部３０を介して異物案内部２０に接続された吸入管４４とを有する。また、ジェットポンプ４０は、吸入管４４およびジェットノズル４２の下流に当たる排出管４６を有する。本実施形態では、排出管４６は、廃液タンク４８に接続される。以下、ジェットポンプ４０の作用原理について説明する。

【0019】

図２は、ジェットポンプの概略構成を示す図である。図２に示すように、ジェットポンプ４０では、ジェットノズル４２の吐出口４２ａと吸入管４４の吐出口４４ａとが同一方向に向いて隣接して配置されている。ここで、ジェットノズル４２の吐出口４２ａは、接続管１６に比べて口径が小さく形成されている。また、ジェットポンプ４０の排出管４６は、ジェットノズル４２および吸入管４４の吐出口４２ａ，４４ａから廃液タンク４８側に向けて徐々に口径が大きくなるテーパ状に形成されている。

【0020】

上記したように、ジェットポンプ４０のジェットノズル４２は、接続管１６を介してポンプ１２の下流に接続されている。このため、接続管１６のバルブ１８が開いているときには、ポンプ１２により圧送された流体の一部がジェットノズル４２に向かい、ジェットノズル４２から高速の噴流となって吐出される。すると、吸入管４４内の流体が、ジェットノズル４２からの噴流に伴って排出管４６に引き込まれ、排出管４６内でジェットノズル４２からの噴流と混合される。排出管４６は徐々に口径が大きくなるテーパ状に形成さ
れているので、ジェットノズル４２及び吸入管４４からの混合液は、排出管４６を流れることによって徐々に速度が下がり圧力が大きくなる。そして、排出管４６を流れる混合液は、排液タンク４８へと送られる。このように、ジェットポンプ４０は、接続管１６のバルブ１８が開いているときに、ポンプ１２により圧送された流体を作動流体として、吸入管４４内の流体を圧送することができる。

【0021】

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、異物捕集部３０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。

【0022】

図３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構成の概略を示す図である。なお、図３では、制御部５０及び切替スイッチ１９の図示を省略している。また、図３中の三角形は、異物Ｆｍを模式的に示したものである。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。

【0023】

図３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。

【0024】

異物案内部２０では、バルブ１８が開いてジェットノズル４２から噴流が吐出されると、ジェットポンプ４０の吸入管４４内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、異物捕集部３０へ向かう。

【0025】

図４は、第１実施形態の異物捕集部の一例を示す図である。図３及び図４に示すように、本実施形態では、異物捕集部３０は、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。異物捕集部３０は、異物案内部２０の第２案内部２３とジェットポンプ４０の吸入管４４とに接続される本体３２を有している。本体３２には、第２案内部２３および吸入管４４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。

【0026】

本実施形態では、図４に示すように、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１０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。

【0027】

なお、異物案内部２０から流出口２３を通過した異物のうち、異物捕集部３０にて捕捉
されなかった異物は、廃液タンク４８まで圧送されるため、廃液タンク４８にも異物を回収するためのフィルタ、可動式のバケット、又は、クレーンなどの異物排出機構が設置されていることが望ましい。

【0028】

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およびバルブ制御部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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

バルブ制御部５２は、異物検知部５１の検知に基づいて、接続管１６のバルブ１８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、バルブ制御部５２はバルブ１８を閉じる。これにより、ジェットポンプ４０は作動せず、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、バルブ制御部５２はバルブ１８を開く。これにより、ジェットノズル４２から噴流が吐出されてジェットポンプ４０が作動し、流入配管１３に含まれる所定の異物が異物捕集部３０に案内される。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異物捕集部３０で捕集することができる。

【0032】

また、本実施形態では、制御部５０とは別に、バルブ１８の開閉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、バルブ１８を開閉することができる。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。

【0033】

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。

【0034】

＜第２実施形態＞
図５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および異物捕集部３０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。

【0035】

図５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５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。

【0036】

図６は、第２実施形態の異物捕集部の一例を示す図である。図５及び図６に示すように、第２実施形態では、異物捕集部３０Ａは、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。異物捕集部３０Ａは、異物案内部２０Ａの第２案内部２３Ａとジェットポンプ４０の吸入管４４とに接続される本体３２Ａを有している。本体３２Ａには、第２案内部２３Ａおよび吸入管４４との接続部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は、流体に含まれる異物Ｆｍは、異物捕集部３０Ａ内部で浮揚して本体３２Ａ内部に捕集される。

【0037】

本実施形態では、異物捕集部３０Ａの本体３２Ａの鉛直上部には、第１実施形態と同様に開口蓋３４Ａが形成されている。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。

【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１０Ｃ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】

＜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。

【0048】

上記実施形態では、異物捕集部３０，３０Ａは、流体に対する異物の沈降または浮揚を利用して、異物を捕集するものとした。しかし、異物捕集部３０，３０Ａは、これに代えて、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３０，３０Ａは、異物を捕集するフィルタを備えてもよい。

【0049】

上記実施形態では、異物捕集部３０，３０Ａは、異物案内部２０〜２０Ｃとジェットポンプ４０との間に設けられるものとした。しかし、こうした例に限定されず、たとえば、異物捕集部３０，３０Ａは、異物案内部２０〜２０Ｃと一体に設けられてもよい。また、異物捕集部３０，３０Ａは、ジェットポンプ４０の下流に設けられてもよい。さらに、異物捕集部３０，３０Ａを備えなくてもよい。

【0050】

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、接続管１６のバルブ１８が開閉されるものとした。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。また、バルブ１８を備えずに、常にジェットポンプ４０が作動するものとしてもよい。

【0051】

上記実施形態では、ジェットポンプ４０のジェットノズル４２は、吸入管４４および排出管４６の流路断面の中央付近に設けられるものとした。しかし、ジェットノズル４２は、流路壁に接して、又は流路壁の近傍に設けられてもよい。この場合には、ジェットノズル４２の吐出口は、環状に形成され、ジェットノズル４２からの流体が外周側を流れ、吸入管４４からの流体が内周側に流れるように構成されてもよい。

【0052】

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】

【0053】

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
１８ バルブ
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 ジェットポンプ
４２ ジェットノズル
４４ 吸入管
４６ 排出管
５０ 制御部
５１ 異物検知部
５２ バルブ制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】