JP2022041767A - ポンプ及びポンプシステム - Google Patents

Abstract

【課題】円すい状の負圧領域を形成することで効率よく負圧を発生させ、かつ回転流を発生させることができるポンプ及びポンプシステムを提供する。【解決手段】ポンプ１は、円筒状の移送用流路２３を有する本体部３０と、前記本体部に設けられる圧縮気体を導入するための吸気ポート４１と、吸気ポート４１からの圧縮気体を流すため本体部３０の中に設けられる第一の流路３１と、前記移送用流路２３の軸心方向よりも移送用流路２３の内側へ傾斜され、第一の流路３１よりも幅が狭く構成される第二の流路３２と、前記移送用流路２３の内周に円環状に設けられ、前記第二の流路３２からの圧縮気体を前記移送用流路２３の軸心と平行な角度よりも前記移送用流路２３の内側に傾斜させて噴射する噴射口３３と、を備え、前記噴射口から噴射する圧縮気体は、前記本体部３０の前記円筒状の前記移送用流路の軸よりも、円周方向に傾けて噴射されるための回転翼３５を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、ワークを移送させるためのポンプ及びそのポンプを備えたポンプシステムに関する。

従来、圧縮空気を利用してワークを移送させるために、内部に圧縮空気を噴射することにより内部に流体の流れを発生させてワークの移送を行うポンプがある。特許文献１に記載のポンプは、ポンプ内部の圧縮気体の噴射口が円環状に構成されており、内部に圧縮気体が噴射されると、負圧領域を円すい状に形成するポンプが開示されている。また、特許文献２においてはポンプ内部に複数の圧縮空気噴射用のノズルが設けられ、その複数のノズルが傾斜をつけて設けられることによって、角度をつけて内部に圧縮空気が噴射され、内部の流体が回転しつつ移送されるものである。これにより、効率よく水を排水できることを目的としている。

特開平8-240200号公報 実開昭60-194200号公報

しかしながら、特許文献２のポンプではその内部に回転する流れを生じさせることはできるが、複数のノズルが独立していることから、ポンプ内部に円すい状の負圧領域を形成することはできない。一方、特許文献１の円環状の噴射口を採用したポンプはその内部に円すい状の負圧領域を形成することによって、負圧を発生して、効率よくワークを移送することを狙ったものであるが、特許文献１のポンプのようにポンプ内部に回転する流れを起こすことはできない、という問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、円すい状の負圧領域を形成することで負圧を発生させつつ、回転流を発生させることができるポンプ及びそのポンプを備えたポンプシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明のポンプは、圧縮気体を内部に噴射して、内部で流体の流れを生じさせることにより吸込み力と排出力を発生し、ワークを移送するポンプであって、
円筒状の移送用流路を有する本体部と、
前記本体部に備えられ、前記圧縮気体を導入するための吸気ポートと、
前記吸気ポートからの前記圧縮気体を通過させる前記本体部に設けられる第一の流路と、
前記本体部の前記移送用流路の軸心方向と平行となる角度よりも噴射口側が内側へ傾斜され、前記第一の流路よりも幅が狭く構成される、前記第一の流路からの前記圧縮気体を通過させる、前記本体部に設けられる第二の流路と、
前記本体部の前記移送用流路の内周に円環状に設けられ、前記第二の流路からの前記圧縮気体を前記移送用流路の軸心と平行となる角度よりも前記移送用流路の内側へ傾斜させて噴射する噴射口と、を備え、
前記噴射口から噴射する前記圧縮気体は、円筒状の前記移送用流路の軸心と並行となる角度よりも、円周方向に傾けて噴射されることを特徴とする。

この構成によれば、本体部の前記移送用流路の内周に円環状に設けられ、前記第二の流路からの気体を本体部の軸と平行な角度よりも前記本体部の内側に傾斜させて噴射する噴射口によって、圧縮気体が噴射されると、ポンプ内部に円すい状の負圧領域が形成され、効率よく負圧が生じて、ワークの移送を効率よく行うことが可能になる。これに加えて、噴射口から噴射する圧縮気体は、前記円筒状の前記本体部の軸心と平行となる角度よりも、進行方向を円周方向に傾けて噴射される構成としたので、圧縮空気による回転力が発生し、ポンプ内部において流体が回転する方向に流れが生じる。これらにより、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。する。また、ポンプ内部の流体が回転するため、石などの固形物がワークに含まれる場合に、その固形物が中心に集まりやすくなり、ポンプ及び配管（ホース）の内周に接触することを抑制することができる。従って、配管の磨耗を抑制することができる。また、ホースの内周に固形物が接触して、配管が脈動することを抑制することができる。

（２）本発明のポンプにおいて、前記第一の流路には、前記圧縮気体を円周方向に傾けるための、前記第一の流路に対して傾斜した回転翼が設けられることが好ましい。

このように、第一の流路には、流路に対して傾斜した回転翼が設けられるため、圧縮空気が第一の流路で傾斜するため、第二の流路を通過して、噴射口からの圧縮気体は、移送用流路の軸と平行となる角度から円周方向に回転する方向に噴射される。これらにより、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。

（３）本発明のポンプにおいて、前記第一の流路には、複数の経路を形成するために前記第一の流路を仕切る仕切り部が設けられ、前記複数の経路は、前記本体部の円筒状の前記移送用流路の軸心に平行となる角度から円周方向に傾斜していることが好ましい。

このように、第一の流路には、複数の経路を形成するために前記第一の流路を仕切る仕切り部が設けられ、前記複数の経路は、前記本体部の円筒状の移送用流路の軸心と平行となる角度から円周方向に傾斜しているため、圧縮空気が第一の流路で傾斜するため、第二の流路を通過して噴射口で噴射される際にも傾斜して噴射される。これらにより、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。

（４）本発明のポンプにおいて、前記第二の流路には、前記圧縮気体を円周方向に傾けるための、前記第二の流路における本来の流路に対して傾斜した傾斜片が設けられ、前記傾斜片の噴射口側端部は、前記噴射口よりも手前に設けられることを特徴とする。

このように、前記第二の流路には、前記圧縮気体を円周方向に傾けるための、前記第二の流路における本来の流路に対して傾斜した傾斜片が設けられるため、噴射口からの圧縮気体は、移送用流路の軸から円周方向に回転する方向に噴射される。また、傾斜片の噴射口側端部は、前記噴射口よりも手前に設けられることにより、本来の円すい状の負圧領域が第二の流路の傾斜片によって途切れて、均一な負圧を生じさせることを疎外して、生じる負圧が弱まることを抑制することができる。これらにより、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。

（５）本発明におけるポンプシステムは、これまで記載した発明に係るポンプと、
前記ポンプの吸込み口側に設けられる吸込み側配管と、
前記ポンプの排出側に設けられる排出側配管と、
前記ポンプに前記圧縮気体を供給するコンプレッサーと、
前記吸込み側配管の吸込み口側端部に取り付ける吸込み口装置と、
を備えたことを特徴とする。

このように、コンプレッサーによって圧縮空気を供給してポンプを稼動して、吸い込み口から排出側配管へと、ワークを移送することができる。また、動力源にコンプレッサーを利用するので、ポンプシステムの動力の確保が比較的容易となる。また、上述のポンプによって、排出側配管内に回転流を生じさせることができるので、石などの比重の高いワークが配管の中心側に偏るため、排出側配管内部に接触することを抑制することができる。このため、排出側配管の接触による磨耗や脈動を抑制することができる。

（６）本発明のポンプシステムにおいて、
前記吸込み口装置は、
移送対象に向けるための、吸込み口側に設けられた開口部と、
その開口部よりも内径の大きい筒部と、
その筒部の内周に、円周方向の流れを生じさせるための前記筒部の軸と平行となる角度から円周方向に傾斜した吸込み口用回転翼と、
を設けることが好ましい。

このように、ポンプシステムの吸い込み口装置の内筒に、吸込み口用回転翼を傾斜して設けたため、吸込み側配管の内部に流体を回転させる方向に流れが生じる。このため、吸込み口側は配管内に回転流が生じることで、効率よく流体を移送でき、例えば石などのワークが配管の中心軸に寄るため、配管の内周に接触することを抑制することができる。

本発明によれば、ポンプ内部に円すい状の負圧領域を形成することで効率よく負圧を発生させつつ、回転流を発生させることによって、配管内周にワークが接触することを抑制するポンプ及びそのポンプを備えたポンプシステムが可能となる。

本発明のポンプシステムの一実施の形態の構成を示す図である。 本発明のポンプの第一の実施の形態を示した半断面側面図である。 本発明の第一実施形態のポンプの第二の流路付近の拡大断面図である。 （Ａ）は本実施形態に係るポンプを構成する吸込み側部材の半断面側面図である。（Ｂ）は回転翼３５が吸込み側部材２１に取付けられる構造を示す拡大図である。 （Ａ）は、図４（Ａ）のＡ－Ａ断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 （Ａ）はポンプを構成する排出側部材２２の半断面側面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＥ矢視図である。 本実施の形態において、ポンプ内部の噴射口から噴射された圧縮空気により形成される負圧領域及び加圧領域を示す図である。 （Ａ）は、吸込み口装置を吸込み側から見た図である。（Ｂ）は（Ａ）のＡ－Ａ断面図である。 図８（Ｂ）の吸込み口装置のＢ矢視図である。 吸込み口装置にストレーナを取付けた例を示す図である。 （Ａ）は図１０のストレーナのＡ矢視図である。（Ｂ）は図１０のＢ－Ｂ断面図である。 （Ａ）はポンプ取付け用ブラケットの側面図である。（Ｂ）はそのブラケットの正面図である。 ブラケットを設置台に固定した状態を示す図である。 従来のポンプと本実施の形態のポンプの配管内の流体及びワークの流れを比較して説明する図である。 本発明に係る第二実施形態のポンプの半断面側面図である。 （Ａ）は第二実施形態のポンプの吸込み側部材と帯状部品を示す半断面側面図である。（Ｂ）は吸込み口部材と帯状部品の部分拡大断面図である。 （Ａ）は、図１６のＡ―Ａ断面図である。（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 帯状部品を吸込み側部材に取付ける前の状態を説明する図である。 本発明のポンプの第三実施形態の半断面側面図である。 第三実施形態の第二の流路及び傾斜片の拡大図である。 第三実施形態の傾斜片を吸込み側部材の傾斜面に取付けた状態の部分側面図である。 （Ａ）は、本発明に用いる傾斜片を吸込み側部材の傾斜面に取付けた状態をポンプにおける排出側から見た図である。（Ｂ）は（Ａ）の傾斜片の拡大図である。

＜ポンプシステム＞
図１は本発明の一実施の形態のポンプを採用したポンプシステムの構成を示す図である。図１において、ポンプシステム１０は、ポンプ１と、吸込み側配管２と、排出側配管３と、吸込み口装置４と、コンプレッサー６とを備える。

ポンプ１には、コンプレッサー６からの圧縮気体としての圧縮空気が管路８ａと管路８ａから分岐した管路８ｂと、コネクタ１６を介して供給される。圧縮空気を供給されたポンプ１は内部において後述の負圧領域と、その負圧領域よりも下流側（排出側）の加圧領域とを形成し、その負圧による吸引力を発生させるとともに、加圧による排出力を発生する。吸込み側配管２の端部に取付けられた吸込み口装置４の吸込み口から、例えば砂利などのワーク（移送対象）１３を吸い込む。吸い込まれたワーク１３は、吸込み側配管２、ポンプ１及び排出側配管３を通過して、排出側装置としてのトラック５に排出されることで、移送がされる。

管路８ａ及び管路８ｂにおいて、１１は流量制御弁である。この流量制御弁１１を操作することにより、圧縮空気の量を制御してポンプ１への圧縮空気の量をコントロールし、ポンプ１の吸い込み力を制御することが可能である。流量制御弁１１には、圧力確認用の圧力計１２が設けられる。なお、流量制御弁１１に圧力を制御するレギュレータを付加して構成してもよい。開閉バルブ９ａ、９ｂ及び９ｃは、組み立てやメンテナンスの際に管路を閉じるためのバルブである。

図１のように、吸込み口装置４には、吸込み口操作棒１７を設けてもよい。作業者１４が、吸込み口操作棒１７を手で持って、吸込み口装置４の向きを操作することが可能になる。固定具１８は、ポンプ１と吸込み側配管２を固定するための固定具である。固定具１９は、ポンプ１と排出側配管とを固定する円環状の固定具である。

このポンプシステム１０は、吸込み口から空気などの気体を吸い込むことができ、水などの液体も吸い込むことが可能である。従って、図１のように空気とともに砂利などを移送することも可能であるが、水中の石などを移送することも可能である。また、藁など水よりも比重の軽いものや、家畜の糞などやわらかいものも移送も可能である。吸込み側配管２及び排出側配管３の配管は樹脂製ホースでもよいし、金属製の配管でもよいし、部分的にこれらを組み合わせた配管としてもよい。

＜第一実施形態＞
図２は、本発明のポンプの第一の実施形態を示す半断面側面図である。図１の上側半分は、ポンプ１の断面図であり、下半分はポンプ１の側面図である。図２のポンプ１は、本体部３０を備え、その本体部３０において、吸気ポート４１と、第一の流路３１と、第二の流路３２と、噴射口３３とを備える。

また、図２の本体部３０は、排出側部材２２と、吸込み側部材２１と、中間部材２４の部材を備える。また、本体部３０は、吸込み側部材２１の内面２１ｂと、排出側部材２２の内面２２ｂを有する円筒状の移送用流路２３を備える。この吸込み側部材２１の内面２１ｂと排出側部材２２内面２２ｂは、ワークが段差や傾斜に接触することを防止するため、同径で同軸に構成することが好ましい。

ポンプ１の吸込み側端部と吸込み側配管２は、接続部分をボルト１８ａを締め付けることで締まる固定具１８で固定され、ポンプ１の排出側端部と排出側配管３の接続部分はボルト１９ａを締め付けることで締まる固定具１９によって固定される。これらの配管は、移送用流路２３とほぼ同じ内径の吸込み側配管２及び排出側配管３が用いられる。

ポンプ１の本体部３０は、圧縮空気を導入するための吸気ポート４１を備える。吸気ポート４１には、吸気ポート４１のねじ山によって螺合して導入管４２が取付けられ、その導入管４２にはコネクタ１６が取付けられる。管路８ｂからの圧縮空気は、コネクタ１６、導入管４２を介して吸気ポート４１に供給される。

圧縮空気は、吸気ポート４１から本体部３０に導入され、円筒状をなす第一の流路３１と、テーパー状をなす第二の流路３２を通過し、円環状の噴射口３３から移送用流路２３内に、その軸心に対して平行な角度よりも、進行先を内側へ（軸心へ）傾斜して噴射される。

図３は、第二の流路３２付近の拡大断面図である。第二の流路３２は、排出側部材２２と吸込み側部材２１とを対向させて、第一の流路３１よりも狭めて形成される。また、第二の流路３２は、移送用流路２３の軸心方向（以下単に「軸心方向」と呼ぶことがある）よりも、図３の断面図のとおり内側に傾斜して設けられ、全体形状としては吸込み側から排出側にいくに従って狭まるように略テーパー状をなす。噴射口３３は、第二の流路３２の排出側の端部に設けられる。また、第二の流路と噴射口３３によってノズルが構成される。第二の流路３２は、移送用流路２３の軸心より、すなわち内側に傾斜して設けられているので、噴射口３３からの圧縮空気は移送用流路２３の軸心に向かって噴射される。

図３のとおり、第一の流路３１は、中間部材２４の内側面２４ｅに対し、吸込み側部材２１の、軸心方向に平行な面２１ｄ及び傾斜面２１ｅを対向させて形成する。第一の流路３１は、移送用流路２３と軸心を同じとする略円筒形をなす。第二の流路３２は、吸込み側部材の傾斜面２１ｇと排出側部材２２の傾斜面２２ｄを対向させて形成する。吸込み側部材２１の軸心方向に平行な面２１ｄ及び軸心方向に平行な面２１ｆの間の傾斜面２１ｅは、振動による応力集中を抑制するために設けられ、傾斜面を設けない場合に比べて、この傾斜面２１ｆとその周辺の固有振動周波数が変更され、振動による破損を抑制することができる。

図４（Ａ）は、吸込み側部材２１を示す半断面側面図である。図４の上半分は断面図であり、下半分は側面図である。この吸込み側部材２１は、内面２１ｂを有する円筒状の部分と、フランジ２１ａを備える。フランジ２１ａにはボルト挿通孔２１ｃが備えられる。吸込み側部材２１の第二の流路に相当する場所には傾斜面２１ｇが備えられる。吸込み側部材２１の第一の流路３１に相当する位置に、回転翼３５が設けられる。図４（Ｂ）の回転翼３５の取付け構造を示す拡大図のとおり、回転翼３５は、吸込み側部材２１に溶接３６によって取付けられる。回転翼３５は軸心方向と平行な面２１ｄと、外側に向かって傾斜した傾斜面２１ｅと、軸心方向に平行な面２１ｆの一部に取付けられる。なお、軸心方向と平行な面２１ｄより吸込み側に設けられる、傾斜面２１ｈは、振動による応力集中を抑制するために設けられ、この傾斜面２１ｈを設けずに直角に構成する場合に比べて、傾斜面２１ｈとその周辺の固有振動周波数が変更され、振動による破損を抑制し、耐久性を向上させることができる。

図４（Ａ）のとおり、回転翼３５は移送用流路２３の軸心方向に対して円周方向に傾けた矢印Dの方向に傾いて取り付けられている。図５（Ａ）は、図４（Ａ）のＡ－Ａ断面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。図５（Ａ）のとおり、フランジ２１ａは円形をなし、ボルト挿通孔２１ｃが複数設けられている。図５（Ｂ）のとおり、回転翼３５は、円周に沿って複数設けられている。本実施形態においては、回転翼３５は等間隔に4個設けられているが、個数はこれに限らず、複数であればよく、必ずしも等間隔に設けずともよい。回転翼３５を４つ以上にすることは確実に圧縮空気の方向を変更できるので、好ましく、回転翼３５を等間隔におくことは、圧縮空気の傾きを均等に近いものにすることができるため好ましい。

図６（Ａ）は排出側部材２２の半断面側面図である。図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＥ矢視図である。排出側部材２２は、円筒状の内面２２ｂと、フランジ２２ａと、第二の流路に相当する位置の傾斜面２２ｄを備える。図６（Ｂ）のとおり、フランジ２２ａは円形をなし、ボルト挿通孔２２ｃを複数有する。

排出側部材２２と、吸込み側部材２１との組み立てについて、説明する。図２のとおり、排出側部材２２と、吸込み側部材２１は、中間部材２４を介して取付けられている。図３に示すとおり、排出側部材２２と中間部材２４の間の取付けは、排出側部材２２のフランジ２２ａと、中間部材２４のフランジ２４ａを対向させて、ボルト２７をフランジ２２ａのボルト挿通孔２２ｃと、フランジ２４ａのボルト挿通孔２４ｃと、ブラケット２５のボルト挿通孔２５ｂを挿通させて、ナット２６と螺合することによって行われる。なお、フランジ２２ａとフランジ２４ａの間には気密性を高めるためのパッキン４３が設けられる。

吸込み側部材２１と中間部材２４との結合は、吸込み側部材２１のフランジ２１ａと中間部材２４のフランジ２４ｂを対向させ、それらのフランジ２１ａとフランジ２４ｂのボルト挿通孔（不図示）にボルト２９を挿通させて、ナット２８と螺合させることによって行われる。

円すい状の負圧領域について説明する。図７は、ポンプ内部の噴射された圧縮空気により形成される負圧領域４５を示す図である。圧縮空気は、第一の流路３１及び第二の流路３２を通過し、移送用流路２３の内周に円状に配置される噴射口３３から、噴射される。第二の流路３２が移送用流路２３の軸心方向よりも移送用流路２３の軸心へ（本体部３０の内側へ）傾斜しているため、圧縮空気も第二の流路３２と同様の方向に傾斜して噴射される。そのため、噴射された圧縮空気により負圧が生じるため、円すい状の負圧領域４５が形成される。また、その負圧領域４５よりも排出側には、圧縮空気により流体が加圧された加圧領域４６が形成される。この負圧領域４５が形成されることにより、ポンプ内部の移送用流路２３内の吸込み側に吸引力が発生するとともに、円すい状の負圧領域４５よりも排出側においては、加圧領域４６が形成されることにより、排出側方向へ流体が加圧されて排出力が発生して、矢印Ｆの方向にワークが移送される。

円すい状の負圧領域４５を形成する圧縮空気は、前述のとおり、回転翼３５が前記円筒状の移送用流路２３の中心軸よりも、円周方向に傾けられている（図４（Ａ）の矢印Ｄ方向に傾けられている）ことによって、圧縮空気は移送用流路２３の円周方向に回転する方向に傾斜している。このため、噴射口３３から噴射される圧縮空気も円周方向に回転する方向に傾斜しているため、移送用流路２３においても、噴射される圧縮空気が、流体の回転流れを生じさせる。移送用流路２３において流体が回転する方向に流れが生じると、配管内の流体の抵抗が低減され、効率がよくなるとともに、石等のワークが配管の中心に集まろうとするので、配管の内面と接触することを抑制することができる。

吸込み口装置４について説明する。図８（Ａ）は、吸込み口装置４の吸込み側から見た図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＡ－Ａ断面図である。吸込み口装置４は、図８（Ａ）のとおり、吸込み口装置４の吸込み側には、移送対象（ワーク）を取入れる開口部５５と、開口部よりも内径の大きい筒部４ｃと、円周方向の流れを生じさせるための筒部の軸心から円周方向に傾斜した吸込み口用回転翼６０とを供える。

開口部５５は、中心に円５５ｂをベースとして、その円５５ｂの外側を切り欠いて拡張された拡張部５５ａを備える。吸込み口装置４は内部に、吸込み口の円５５ｂより大きな内径をなす内面４ｂ（筒部４ｃの内周）を有するとともに、円５５ｂから内面４ｂとの間には傾斜面４ａを有する。内面４ｂによって、円５５ｂよりも径が広くなった拡大領域５７が形成されている。その拡大領域５７に、吸込み口用回転翼６０が筒部４ｃの軸心方向から円周方向に傾斜をつけて、（矢印Ｈの方向に傾けて）溶接５８によって取付けられている。

吸込み口用回転翼６０によって、開口部５５から吸込み口装置４に吸い込まれた流体が、矢印Ｈの方向に流れることにより、流体が回転する。このように、吸込み口用回転翼６０より排出側の吸込み口装置４と排出側配管３において流体が回転する方向に流れが生じると、配管内の流体の抵抗が低減され、効率がよくなるとともに、石等のワークが配管の中心に集まろうとするので、配管の内面と接触することを抑制することができる。

また、吸込み口用回転翼６０は開口部５５の円５５ｂよりも吸込み口装置４の口径よりも拡大された拡大領域５７に位置するので、石などの固形物のワークが当接しにくい。このため、吸い込まれたワークが吸込み口用回転翼６０と接触して磨耗や破損をすることを抑制することができ、長寿命化が図れる。

図９は、図８（Ｂ）のＢ矢視図である。この図９のとおり、吸込み口用回転翼６０は等間隔に、４枚設けられる。ただし、吸込み口用回転翼６０は複数あればよく、４枚以上でもよい。吸込み口用回転翼６０は必ずしも等間隔に設けなくともよいが、等間隔に設けることで、筒部４ｃの軸心に対する円周の方向において、均等に回転する流れを発生させるため、効率のよい移送が可能となる。

図１０は、吸込み口装置４にストレーナを取付けた例を示す側面図である。図１１（Ａ）はストレーナ６３のＡ矢視図であり、図１１（Ｂ）は、図１０のＢ－Ｂ断面図である。ストレーナ６３は、格子状をなし、第一部材６３ａと第二部材６３ｂを備える。第一部材６３ａと第二部材６３ｂとの取付けは、ボルト６８を、取付け部６４ａと取付け部６４ｂのボルト挿通孔（不図示）に挿通し、ナット６９と螺合することによって行われる。図１０及び図１１（Ａ）のとおり、ストレーナ６３は格子状になっており、通過できるワークのサイズを制限できる。その通過できるワークの最大サイズは、図１０の幅Ｉ×幅Ｊのサイズとなっている。また、ストレーナ６３は、意図しない対象を吸い込まないための安全装置としての役割もある。即ち、ストレーナ６３によって、例えば、人や家畜などが開口部５５に当接して怪我をさせることがない。このストレーナ６３は、吸込み口装置４に任意でとりつけられるものであり、常に取り付けられるものではない。例えば、吸込み口近くに人がいる作業に用いる場合や、砂利を移送したいが、ホースに合わせたサイズの砂利以外は移送したくない場合などに、ストレーナ６３が用いられる。

ストレーナ６３を吸込み口装置４に取付ける構造について説明する。図１１（Ｂ）のとおり、吸込み口装置４の外側を、ストレーナ６３の排出側部７０ａと排出側部７０ｂにより挟持する形で、取付けられる。第一部材６３ａの排出側部７０ａと、第二部材６３ｂの排出側部７０ｂとの取り付けは、ボルト７４を排出側部７０ａの取付け部７１ａと排出側部７０ｂの取付け部７２ａのボルト挿通孔に挿通し、ナット７３と螺合することによって、取付けられる。

吸込み口操作棒１７は、作業者１４が吸込み口装置４の位置を操作するためのものである。吸込み口操作棒１７は、平板状の取付け部１７ａを備える。吸込み口操作棒１７の吸込み口装置４への取付けは、操作棒取付け用ボルト７２を、取付け部１７ａの不図示のボルト挿通孔に挿通させつつ、吸込み口装置４の外側に設けられるボルト取付け用のナット５９螺合することにより行われる。

ポンプ１のブラケット２５を用いた取付け構造について説明する。図２において、ブラケット２５は、フランジ２２ａとフランジ２４ａと一緒に、ボルト２７及びナット２６によって取付けられている。図３に示すとおり、ボルト２７は、フランジ２２ａのボルト挿通孔２２ｃ、フランジ２４ａのボルト挿通孔２４ｃ及びブラケット２５のボルト挿通孔２５ｂを挿通して、ナット２６に螺合することにより取付けられている。

図１２（Ａ）はブラケット２５の側面図である。図１２（Ｂ）はブラケット２５の正面図である。図１３はブラケット２５を設置台５６に固定した状態を示す図である。図１２（Ａ）のとおり、ブラケット２５は、水平部２５ｃ及び垂直部２５ｄを備えて略Ｌ字型をなし、水平部２５ｃにボルト挿通孔２５ａ、垂直部２５ｄにボルト挿通孔２５ｂを有する。

図１２（Ｂ）のとおり、ブラケット２５のボルト挿通孔２５ｂは、ポンプ１のフランジ２４ａのボルト挿通孔２４ｃとともにボルト２７を挿通させるために複数備えられる。これにより図２及び図３のように、ブラケット２５はポンプ１に取付けられる。図１３のとおり、ブラケット２５を設置台５６に設置する際には、ボルト６１を、ブラケット２５の水平部２５ｃのボルト挿通孔２５ａと、設置台５６のボルト挿通孔５６ａとに挿通させ、ナット６２と螺合されることにより、固定される。このように、ポンプ１は、ブラケット２５を介して設置台５６に設置される。ブラケット２５がＬ型をなし、フランジ２４ａと水平な設置台５６に固定されるので、容易にポンプ１を水平（設置台５６と平行）に配置することができる。

図１４は、配管内の流体及びワークの流れについて、回転する流れがないポンプによる場合と、本発明の実施形態のポンプによる回転する流れがある場合の配管内の流体及びワークの流れを比較して説明する図である。この図１４において、左側の（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）が回転する方向に流れがない場合の配管３ｘの流れを説明する図であり、右側（Ｂ１）（Ｂ２）（Ｂ３）が本実施形態の排出側配管３の管内に回転する流れがある場合を説明する図である。

管内に回転する流れが生じているときに、流体が効率よく流れることを図１４により説明する。左側の（Ａ１）では、配管３ｘ内を回転する流れがない状態の流体（水の場合も空気の場合もある）５２ｘが図面における上から下に向かって流れているときの摩擦を、流れ摩擦線５０ｘが示している。配管３ｘ内では、管内を流れる流体には回転する方向の流れはない。このため、静止した配管３ｘと流体の間に直接の摩擦抵抗が生じる。一般的に静止している固体と流体の摩擦抵抗は、流体どうしの摩擦抵抗よりも大きい傾向があるので、（Ａ１）のように配管３ｘ内の流れ摩擦線５０ｘは、尖って急峻になる。これは管内の流体の流れる抵抗が比較的大きいことを意味する。

図１４の右側の（Ｂ１）については、流体の回転により、流体層５１が構成される。排出側配管３の内壁と、流体層５１よりも内側の流体５２との間が、流体層５１によって、離れるため、流体５２は、流体層５１との摩擦抵抗しか受けなくなる。流体どうしの摩擦抵抗は、固体と流体の抵抗よりも小さい。流体層５１も流体であり、流体５２も流体であることから、摩擦抵抗は少なくなって、流れ摩擦線５０は比較的フラットになる。これは、流体５２の摩擦抵抗が少なくなり、流体５２が比較的流れやすいことを意味する。このため、配管に流体が回転する流れがあれば、抵抗が少なく、効率よくワークを移送することができる。

配管内に回転する流れがあると、配管の内壁にワークが接触しにくいことを説明する。（Ａ３）に示すように流体に回転方向の流れがない場合には、管内の流体よりも比重の小さいものとしての木の葉５４等は、浮力で浮いてしまい、配管３ｘの内面上部に接触する。また、管内の流体よりも質量の大きい例えば石５３などのワークは、移送中に管内の内側の下部と接触する傾向がある。（Ｂ３）において、矢印Ｇのように回転する流れが存在する場合、その流れによって、流体５２とワークの一例としての石５３が回転する。この回転によって 石５３の回転の中心が流体の回転の中心へ移動しようとする力（渦の力）が働く。これにより排出側配管３の中心と、石５３の回転の中心が一致する。このため、配管に流体が回転する流れがある場合には、石５３などのワークが配管に内面に接触することが抑制される。このため、配管が接触によって磨耗して劣化することを抑制することができる。また、配管の内面とワークの接触によって、配管に重み伝わって、配管が脈動することを抑制することができる。このため、配管を支持しやすくなる。

本実施形態のポンプ１は、圧縮気体としての圧縮空気を内部に導入して、吸引力を発生させるため、流体として気体も液体も吸引することが可能である。

ポンプ１の移送用流路２３は、吸込み側部材２１の内面２１ｂと、排出側部材２２の内面２２ｂを有する円筒状をなし、内部にワークが接触するものがない。このため、管路上記気体や流体とともに移送できるものであれば、原則としてどのようなワークでも移送が可能である。即ち、本発明に係るポンプ１は、流動物質に限らず、非流動物質でも、質量の制限もなく移送可能である。例えば、石などの固形物を移送させることができる。また、完全に固まっていない家畜の糞なども移送可能である。

また、ポンプ１の移送用流路２３は吸込み側配管２と排出側配管３とほぼ同じ径であるため、ワークが接触することがなく、効率よく移送することが可能である。

ポンプ１の本体部３０の移送用流路２３の内周に円環状に設けられ、前記第二の流路３２からの気体を移送用流路２３の軸心と平行な角度よりも噴射口側を軸心側に傾斜させて噴射する噴射口３３によって、圧縮気体が噴射すると、ポンプ内部に円すい状の負圧領域が形成される。この円すい状の負圧領域が生じることで、大きな負圧が生じるため、効率よく負圧が生じて、高効率のワークの移送が可能になる。併せて、円すい状の負圧領域の排出側には、その円すい状の形状に対応した加圧領域が生じるため、圧縮気体によってワークの移送力の移送効率を向上させる。

また、ポンプ１に第一の流路３１を流路の方向よりも円周方向に傾けた回転翼３５を設けたので、噴射口３３から噴射する圧縮気体は、前記円筒状の前記本体部３０の軸よりも、円周方向に傾けて噴射される構成である。このため、圧縮空気による回転する流れが発生し、ポンプ内部において流体が回転する方向に流れが生じる。これらにより、共通の噴射口で、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成及び円すい状に対応する加圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。また、ポンプ１の移送用流路２３及び排出側配管３の流体が回転するため、例えば石等のワークが管路の軸（管路断面における中心）に集まりやすくなり、ポンプ及びホースの内周に接触することを抑制することができる。従って、ホースの内周に固形物が接触して、ホースが磨耗したり、配管が脈動することを抑制することができる。このため、小さい力で配管を固定することができる。

本実施形態のポンプシステムによれば、コンプレッサー６の圧縮空気によって、流体を移送することが可能である。コンプレッサー６を用いるので、簡易に動力源を確保することができる。また、流体の種類に係らずコンプレッサーを用いるので、水や空気など流体の種類によって動力源を使い分ける手間がかからない。

本実施形態における吸込み口装置４によれば、内部に軸方向から円周方向に傾斜をつけた吸込み口用回転翼６０を有するので、吸い込む流体を回転する流れを作ることができる。このため、吸込み側配管２内に回転する流れを生じさせ、配管内の流体の抵抗が低減され、効率がよくなるとともに、石等のワークが配管の中心に集まろうとするので、配管の内面と接触することを抑制することができる。また、図１のポンプシステムにおいて、ポンプ１と吸込み口装置４を組み合わせることによって、吸込み側配管２から排出側配管３まで内部に回転する流れを生じさせることができる。

また、ポンプ１の移送用流路２３を構成する吸込み側部材２１の内面２１ｂと排出側部材２２内面２２ｂは、同径で同軸に構成したため、例えば石などのワークが移送用流路２３を通過する際に、軸心方向において当接する部品、段差又は傾斜が存在しない。このため、ポンプ１は流動物質に限らず、非流動物質でも制限なくワークとして移送することができる。また、軸心方向において衝突による部品への衝撃も考慮する必要がないため、ワークの質量についても制限がない。すなわちポンプ１は流動性や質量制限がなくワークを移送することができる。更に、移送用流路２３に軸心方向において当接する部品、段差又は傾斜が存在しないため、ワークが軸心方向に移送されている際に、ポンプ１にワークと強く衝突する部品等がないから、耐久性が優れる。また、本実施形態におけるポンプシステムにおいては、吸込み口装置４の吸込み口用回転翼６０と、噴射口３３からの噴射される圧縮空気によって、ポンプ１移送用流路２３の流体には回転する流れが生じているので、例えば石などのワークが移送用流路２３の内面に接触することが抑制されるので、ポンプの磨耗が防止され、長寿命化が図られる。

＜第二実施形態＞
図１５は本発明のポンプの第二の実施形態を示す半断面側面図である。図１５において、図２のポンプ１と機能、形状及び名称が同様のものについては、同じ符号を付し、説明を省略する。この図１５のポンプ１Ａは、第一の流路３１に、この第一の流路を仕切る仕切り部７９ｂを有する。

図１６（Ａ）は、吸込み側部材２１と帯状部品７９を示す半断面側面図である。図１６（Ｂ）は、吸込み口部材と帯状部品の取り付け構造を示す部分拡大断面図である。図１７（Ａ）は、図１６のＡ―Ａ断面図である。図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。図１６（Ａ）に示すように、ポンプ１Ａの吸込み側部材２１は軸心方向に平行な面２１ｄ及び面２１ｉを有する。また、その面２１ｄと面２１ｉとの間に、帯状部品７９の位置決めのための突出部２１ｊが設けられる。また、傾斜面２１ｅと面２１ｉの間には立上り面２１ｋが設けられる。その立上り面２１ｋと突出部２１ｊとの間であって面２１ｉの外側に帯状部品７９が配置されている。なお、図１７（Ｂ）のとおり、立上り面２１ｋと帯状部品７９のベース部７９ａの高さはほぼ同じであることが、圧縮空気の抵抗を少なくするためには好ましい。
図１７（Ａ）に示すように、二つの帯状部品７９は、分割線８０で分割されており、二つの帯状部品７９によって円形を形成する。また、帯状部品７９は、半円状のベース部７９ａとその外側に設けられた仕切り部７９ｂとからなる。ベース部７９ａの外側の仕切り部７９ｂがない部分は、切り欠き部７９ｃである。図１５のとおり、帯状部品７９（仕切り部７９ｂ及び切り欠き部７９ｃ）の外側に、中間部材２４の内側面２４ｅが設けられる。これにより、切り欠き部７９ｃの部分に圧縮空気の経路が構成される。

切り欠き部７９ｃは、図１６（Ａ）のとおり、本来の第一の流路３１の流れる方向から円周方向へ（矢印Ｍの方向に）傾いている。このため第一の流路３１において、複数の切り欠き部７９ｃによって傾いた圧縮空気の経路が複数形成される。即ち、切り欠き部７９ｃと、その外側の中間部材２４の内側面２４ｅによって形成される複数の経路によって、第一の流路３１の圧縮空気の方向は、矢印Ｍの方向に傾斜するように変えられ、その後に圧縮空気は、第二の流路３２を通り、噴射口３３においても、そのまま傾斜した方向で噴射される。このため、移送用流路２３において吸込み口から移送される流体が回転する流れが生じる。

図１８のように二つの半円状の帯状部品７９を吸込み側部材２１の軸方向に平行な面２１ｉに配置し、その後、この帯状部品７９の外側から図１５の中間部材２４を取り付けることで、帯状部品７９を吸込み側部材２１の面２１ｄと中間部材２４の内側面２４ｅで挟持して取付ける。

このように、本実施形態のポンプ１Ａにおいて、第一の流路３１を仕切る仕切り部７９ｂによって移送用流路２３の軸心と平行な方向から円周方向に傾いた切り欠き部７９ｃによる経路ができることにより、移送用流路２３に回転する流れができる。このため、圧縮空気は、噴射口３３から円周方向に傾いた方向に噴射され、流体が回転する流れが生じる。このため、排出側配管３において摩擦抵抗が少なく、排出側配管３に移送され石などのワークが接触することが抑制されることが可能となる。なお、仕切り部７９ｃは、本実施の形態においては、吸込み側部材２１とは別体である帯状部品７９の一部として構成したが、吸込み側部材２１に直接接着あるいは溶着して形成することによって吸込み側部材２１に形成してもよい。

＜第三実施形態＞
図１９は本発明のポンプの第三の実施形態を示す半断面側面図である。図１９において、図２のポンプ１と機能、形状及び名称が同様のものについては、同じ符号を付し、説明を省略する。この図１９のポンプ１Ｂは、第二の流路３２に、本来の流路に対して傾斜した傾斜片８２を備える。本来の流路とは、ポンプ１Ｂの第二の流路３２において、上記傾斜片が存在しなかった圧縮空気の流れる方向のことであり、具体的には第二の流路３２において移送用流路２３の中心軸と同一面に含まれる方向を意味する。傾斜片の傾斜とは、傾斜面２１ｇの面上において沿って傾くことを意味する。

図２０は、第二の流路３２及び傾斜片８２の拡大図である。図２０のとおり、傾斜片８２、排出側部材２２の傾斜面２２ｄと、吸込み側部材２１の傾斜面２１ｇとが対向してテーパー状の第二の流路３２が形成されている。その第二の流路３２に、その第二の流路３２の断面の幅と同程度の高さの傾斜片８２が設けられている。なお、圧縮空気を傾けられればよいので、傾斜片８２の高さは、第二の流路３２の幅よりも若干低くてもよい。傾斜片８２の噴射口側端部８２ｃは、噴射口３３よりも距離Ｓだけ噴射口３３と反対の方向(手前)に離れて配置されている。

このように、噴射口３３から傾斜片８２の噴射口側端部８２ｃが離れていると、移送用流路２３の内周に円形に構成されている噴射口３３からの圧縮空気による円すい状の負圧領域の負圧が、傾斜片８２によって均等にならない不具合を防止することができる。即ち、円すい状の負圧領域が効果を発揮するためには、噴射口３３から噴射される圧縮空気による圧力は、円周方向に均一である必要があるところ、傾斜片８２の噴射口側端部８２ｃが噴射口３３まで達していると、それによって、その圧力が均一とならなくなってしまい、円すい形が破れ、崩れてしまって、適切な円すい状の負圧領域と加圧領域が形成されず、効率のよい負圧と加圧が発生せずに、ポンプの効率が悪くなってしまう不具合が生じてしまう。このため、傾斜片８２の噴射口側端部を噴射口３３から距離Ｓだけ離すことによって、これを防止することができる。

図２１は、傾斜片８２を吸込み側部材２１の傾斜面２１ｇに取付けた状態の部分側面図である。図２１のとおり、傾斜面２１ｇに本来の第二の流路３２の圧縮空気が流れる方向（図２１の中央の傾斜片８２の場合には、図面上横方向）から移送用流路２３の軸に対して円周方向に傾けて、矢印Ｎの方向に、傾斜片８２が設置される。

図２２（Ａ）は、傾斜片８２を吸込み側部材２１の傾斜面２１ｇに取付けた状態をポンプ１Ｂの排出側から見た図である。図２２（Ｂ）は（Ａ）の傾斜片８２の拡大図である。図２２（Ａ）のとおり、４個の傾斜片８２が傾斜面２１ｇに均等の間隔で配置される。傾斜片８２は複数あればよく、４個でなくてもよい。

また、図２２（Ｂ）のとおり、傾斜片８２は溶接８３によって傾斜面２１ｇに取付ける。傾斜片８２の形成方法について説明する。傾斜片８２は、丸棒を傾斜面２１ｇに接するように追従させて曲げてから、傾斜面２１ｇに溶接して取付け、その溶接が完了してから、旋盤でその丸棒の切削を行って、上面８２ａが構成されるように平らに加工して形成する。この傾斜片８２は、初めから矩形の平鋼を曲げて取付けることで形成してもよいが、丸棒を用いて傾斜片８２を形成したほうが、傾斜面２１ｇに追従して曲げやすいため、比較的容易に製造することができる。

この移送用流路２３の軸に対して円周方向に傾けた傾斜片８２を設けたので、第二の流路３２において、圧縮空気の方向が移送用流路２３の軸に対して円周方向（図２１の矢印Ｎの方向）に傾けられる。このため、圧縮空気は、噴射口３３から円周方向に傾いた方向に噴射され、流体が回転する流れが生じる。このため、排出側配管３において摩擦抵抗が少なくなるため、効率よくワークを移送することができる。また、移送される石などのワークが排出側配管３に接触することが抑制されることが可能となるので、排出側配管３の脈動を抑制することができる。

また、噴射口３３から傾斜片８２が離れていることにより、移送用流路２３の内周に円形に構成されている噴射口３３からの圧縮空気による円すい状の負圧領域の負圧が、傾斜片８２によって均等にならない不具合を防止することができる。このため、ポンプ１Ｂの内部に円すい状の負圧領域が正しい形に形成され、一つの噴射口３３により、円すい状の負圧領域の形成と流体の回転の両立が可能となる。

これらの実施形態に係るポンプ１，１Ａ，１Ｂ及びそれらポンプを備えたポンプシステムは、上述のとおり移送対象であるワークについて流動性や質量の制限がなく、入手が容易なコンプレッサーを動力源として用いるため、導入が容易である。このため、豪雨水害によって生じる住宅などの建造物の床上又は床下の残土の撤去や、住宅地の道路脇の側溝に溜まって水の流れを阻害する残土の撤去にも好適に用いることができる。

本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、構成部材の構造や組み合わせ等について、種々の変更、付加が可能である。

１，１Ａ，１Ｂ ポンプ
２ 吸込み側配管
３ 排出側配管
４ 吸込み口装置
４ｃ 筒部
１３ ワーク
２３ 移送用流路
２４ 中間部材
３０ 本体部
３１ 第一の流路
３２ 第二の流路
３３ 噴射口
３５ 回転翼
４１ 吸気ポート
４５ 負圧領域
６０ 吸込み口用回転翼
７９ｂ 仕切り部
８２ 傾斜片

本発明は、移送対象物を移送させるためのポンプ及びそのポンプを備えたポンプシステムに関する。

従来、圧縮空気を利用して移送対象物を移送させるために、内部に圧縮空気を噴射することにより内部に流体の流れを発生させて移送対象物の移送を行うポンプがある。特許文献１に記載のポンプは、ポンプ内部の圧縮気体の噴射口が円環状に構成されており、内部に圧縮気体が噴射されると、負圧領域を円すい状に形成するポンプが開示されている。また、特許文献２においてはポンプ内部に複数の圧縮空気噴射用のノズルが設けられ、その複数のノズルが傾斜をつけて設けられることによって、角度をつけて内部に圧縮空気が噴射され、内部の流体が回転しつつ移送されるものである。これにより、効率よく水を排水できることを目的としている。

特開平8-240200号公報 実開昭60-194200号公報

しかしながら、特許文献２のポンプではその内部に回転する流れを生じさせることはできるが、複数のノズルが独立していることから、ポンプ内部に円すい状の負圧領域を形成することはできない。一方、特許文献１の円環状の噴射口を採用したポンプはその内部に円すい状の負圧領域を形成することによって、負圧を発生して、効率よく移送対象物を移送することを狙ったものであるが、特許文献２のポンプのようにポンプ内部に回転する流れを起こすことはできない、という問題があった。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、円すい状の負圧領域を形成することで負圧を発生させつつ、回転流を発生させることができるポンプ及びそのポンプを備えたポンプシステムを提供することを目的とする。

（１）本発明のポンプは、圧縮気体を内部に噴射して、内部で流体の流れを生じさせることにより吸込み力と排出力を発生し、移送対象物を移送するポンプであって、
円筒状の移送用流路を有する本体部と、
前記本体部に備えられ、前記圧縮気体を導入するための吸気ポートと、
前記吸気ポートからの前記圧縮気体を通過させるために前記本体部に設けられ、前記本体部の前記移送用流路と軸心方向を同じにするほぼ円筒形の第一の流路と、
前記本体部の前記移送用流路の軸心方向と平行となる角度よりも噴射口側が内側へ傾斜され、前記第一の流路よりも幅が狭く構成され、前記第一の流路からの前記圧縮気体を通過させる、前記本体部に設けられる第二の流路と、
前記本体部の前記移送用流路の内周に円環状に設けられ、前記第二の流路からの前記圧縮気体を前記移送用流路の軸心と平行となる角度よりも前記移送用流路の内側へ傾斜させて噴射する噴射口と、を備え、
前記第二の流路は、前記第一の流路と前記移送用流路の軸心方向に連続して配置され、
前記噴射口から噴射する前記圧縮気体は、円筒状の前記移送用流路の軸心と平行となる角度よりも、円周方向に傾けて噴射されることを特徴とする。

この構成によれば、本体部の前記移送用流路の内周に円環状に設けられ、前記第二の流路からの気体を本体部の軸と平行な角度よりも前記本体部の内側に傾斜させて噴射する噴射口によって、圧縮気体が噴射されると、ポンプ内部に円すい状の負圧領域が形成され、効率よく負圧が生じて、移送対象物の移送を効率よく行うことが可能になる。これに加えて、噴射口から噴射する圧縮気体は、前記円筒状の前記本体部の軸心と平行となる角度よりも、進行方向を円周方向に傾けて噴射される構成としたので、圧縮空気による回転力が発生し、ポンプ内部において流体が回転する方向に流れが生じる。これらにより、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。また、ポンプ内部の流体が回転するため、石などの固形物が移送対象物に含まれる場合に、その固形物が中心に集まりやすくなり、ポンプ及び配管（ホース）の内周に接触することを抑制することができる。従って、配管の磨耗を抑制することができる。また、ホースの内周に固形物が接触して、配管が脈動することを抑制することができる。

（２）本発明のポンプにおいて、前記移送用流路は、その内径が、前記本体部の吸込み側から排出側にわたってほぼ同径に形成され、その内面に前記噴射口が設けられていることが好ましい。

このように、本体部の内面により形成される移送用流路の内径を、吸込み側から排出側にわたってほぼ同径とすれば、移送用流路に、軸心方向において当接する部品、段差又は傾斜が存在しないため、移送対象物が軸心方向に移送されている際に、ポンプに移送対象物と強く衝突する部品等がないから、移送対象物を効率よく移送することが可能である。

（３）本発明のポンプにおいて、前記第一の流路には、前記圧縮気体を円周方向に傾けるための、前記第一の流路に対して傾斜した回転翼が設けられることが好ましい。

このように、第一の流路には、流路に対して傾斜した回転翼が設けられるため、圧縮空気が第一の流路で傾斜するため、第二の流路を通過して、噴射口からの圧縮気体は、移送用流路の軸と平行となる角度から円周方向に回転する方向に噴射される。これらにより、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。

（４）本発明のポンプにおいて、前記第一の流路には、複数の経路を形成するために前記第一の流路を仕切る仕切り部が設けられ、前記複数の経路は、前記本体部の円筒状の前記移送用流路の軸心に平行となる角度から円周方向に傾斜していることが好ましい。

このように、第一の流路には、複数の経路を形成するために前記第一の流路を仕切る仕切り部が設けられ、前記複数の経路は、前記本体部の円筒状の移送用流路の軸心と平行となる角度から円周方向に傾斜しているため、圧縮空気が第一の流路で傾斜するため、第二の流路を通過して噴射口で噴射される際にも傾斜して噴射される。これらにより、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。

（５）本発明のポンプにおいて、前記第二の流路には、前記圧縮気体を円周方向に傾けるための、前記第二の流路における本来の流路に対して傾斜した傾斜片が設けられ、前記傾斜片の噴射口側端部は、前記噴射口よりも手前に設けられることを特徴とする。

このように、前記第二の流路には、前記圧縮気体を円周方向に傾けるための、前記第二の流路における本来の流路に対して傾斜した傾斜片が設けられるため、噴射口からの圧縮気体は、移送用流路の軸から円周方向に回転する方向に噴射される。また、傾斜片の噴射口側端部は、前記噴射口よりも手前に設けられることにより、本来の円すい状の負圧領域が第二の流路の傾斜片によって途切れて、均一な負圧を生じさせることを疎外して、生じる負圧が弱まることを抑制することができる。これらにより、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。

（６）本発明におけるポンプシステムは、これまで記載した発明に係るポンプと、
前記ポンプの吸込み口側に設けられる吸込み側配管と、
前記ポンプの排出側に設けられる排出側配管と、
前記ポンプに前記圧縮気体を供給するコンプレッサーと、
前記吸込み側配管の吸込み口側端部に取り付ける吸込み口装置と、
を備えたことを特徴とする。

このように、コンプレッサーによって圧縮空気を供給してポンプを稼動して、吸い込み口から排出側配管へと、移送対象物を移送することができる。また、動力源にコンプレッサーを利用するので、ポンプシステムの動力の確保が比較的容易となる。また、上述のポンプによって、排出側配管内に回転流を生じさせることができるので、石などの比重の高い移送対象物が配管の中心側に偏るため、排出側配管内部に接触することを抑制することができる。このため、排出側配管の接触による磨耗や脈動を抑制することができる。

（７）本発明のポンプシステムにおいて、
前記吸込み口装置は、
移送対象に向けるための、吸込み口側に設けられた開口部と、
その開口部よりも内径の大きい筒部と、
その筒部の内周に、円周方向の流れを生じさせるための前記筒部の軸と平行となる角度から円周方向に傾斜した吸込み口用回転翼と、
を設けることが好ましい。

このように、ポンプシステムの吸い込み口装置の内筒に、吸込み口用回転翼を傾斜して設けたため、吸込み側配管の内部に流体を回転させる方向に流れが生じる。このため、吸込み口側は配管内に回転流が生じることで、効率よく流体を移送でき、例えば石などの移送対象物が配管の中心軸に寄るため、配管の内周に接触することを抑制することができる。

本発明によれば、ポンプ内部に円すい状の負圧領域を形成することで効率よく負圧を発生させつつ、回転流を発生させることによって、配管内周に移送対象物が接触することを抑制するポンプ及びそのポンプを備えたポンプシステムが可能となる。

本発明のポンプシステムの一実施の形態の構成を示す図である。 本発明のポンプの第一の実施の形態を示した半断面側面図である。 本発明の第一実施形態のポンプの第二の流路付近の拡大断面図である。 （Ａ）は本実施形態に係るポンプを構成する吸込み側部材の半断面側面図である。（Ｂ）は回転翼３５が吸込み側部材２１に取付けられる構造を示す拡大図である。 （Ａ）は、図４（Ａ）のＡ－Ａ断面図であり、（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 （Ａ）はポンプを構成する排出側部材２２の半断面側面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＥ矢視図である。 本実施の形態において、ポンプ内部の噴射口から噴射された圧縮空気により形成される負圧領域及び加圧領域を示す図である。 （Ａ）は、吸込み口装置を吸込み側から見た図である。（Ｂ）は（Ａ）のＡ－Ａ断面図である。 図８（Ｂ）の吸込み口装置のＢ矢視図である。 吸込み口装置にストレーナを取付けた例を示す図である。 （Ａ）は図１０のストレーナのＡ矢視図である。（Ｂ）は図１０のＢ－Ｂ断面図である。 （Ａ）はポンプ取付け用ブラケットの側面図である。（Ｂ）はそのブラケットの正面図である。 ブラケットを設置台に固定した状態を示す図である。 従来のポンプと本実施の形態のポンプの配管内の流体及び移送対象物の流れを比較して説明する図である。 本発明に係る第二実施形態のポンプの半断面側面図である。 （Ａ）は第二実施形態のポンプの吸込み側部材と帯状部品を示す半断面側面図である。（Ｂ）は吸込み口部材と帯状部品の部分拡大断面図である。 （Ａ）は、図１６のＡ―Ａ断面図である。（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。 帯状部品を吸込み側部材に取付ける前の状態を説明する図である。 本発明のポンプの第三実施形態の半断面側面図である。 第三実施形態の第二の流路及び傾斜片の拡大図である。 第三実施形態の傾斜片を吸込み側部材の傾斜面に取付けた状態の部分側面図である。 （Ａ）は、本発明に用いる傾斜片を吸込み側部材の傾斜面に取付けた状態をポンプにおける排出側から見た図である。（Ｂ）は（Ａ）の傾斜片の拡大図である。

＜ポンプシステム＞
図１は本発明の一実施の形態のポンプを採用したポンプシステムの構成を示す図である。図１において、ポンプシステム１０は、ポンプ１と、吸込み側配管２と、排出側配管３と、吸込み口装置４と、コンプレッサー６とを備える。

ポンプ１には、コンプレッサー６からの圧縮気体としての圧縮空気が管路８ａと管路８ａから分岐した管路８ｂと、コネクタ１６を介して供給される。圧縮空気を供給されたポンプ１は内部において後述の負圧領域と、その負圧領域よりも下流側（排出側）の加圧領域とを形成し、その負圧による吸引力を発生させるとともに、加圧による排出力を発生する。吸込み側配管２の端部に取付けられた吸込み口装置４の吸込み口から、例えば砂利などの移送対象物（移送対象）１３を吸い込む。吸い込まれた移送対象物１３は、吸込み側配管２、ポンプ１及び排出側配管３を通過して、排出側装置としてのトラック５に排出されることで、移送がされる。

管路８ａ及び管路８ｂにおいて、１１は流量制御弁である。この流量制御弁１１を操作することにより、圧縮空気の量を制御してポンプ１への圧縮空気の量をコントロールし、ポンプ１の吸い込み力を制御することが可能である。流量制御弁１１には、圧力確認用の圧力計１２が設けられる。なお、流量制御弁１１に圧力を制御するレギュレータを付加して構成してもよい。開閉バルブ９ａ、９ｂ及び９ｃは、組み立てやメンテナンスの際に管路を閉じるためのバルブである。

図１のように、吸込み口装置４には、吸込み口操作棒１７を設けてもよい。作業者１４が、吸込み口操作棒１７を手で持って、吸込み口装置４の向きを操作することが可能になる。固定具１８は、ポンプ１と吸込み側配管２を固定するための固定具である。固定具１９は、ポンプ１と排出側配管とを固定する円環状の固定具である。

このポンプシステム１０は、吸込み口から空気などの気体を吸い込むことができ、水などの液体も吸い込むことが可能である。従って、図１のように空気とともに砂利などを移送することも可能であるが、水中の石などを移送することも可能である。また、藁など水よりも比重の軽いものや、家畜の糞などやわらかいものも移送も可能である。吸込み側配管２及び排出側配管３の配管は樹脂製ホースでもよいし、金属製の配管でもよいし、部分的にこれらを組み合わせた配管としてもよい。

＜第一実施形態＞
図２は、本発明のポンプの第一の実施形態を示す半断面側面図である。図１の上側半分は、ポンプ１の断面図であり、下半分はポンプ１の側面図である。図２のポンプ１は、本体部３０を備え、その本体部３０において、吸気ポート４１と、第一の流路３１と、第二の流路３２と、噴射口３３とを備える。

また、図２の本体部３０は、排出側部材２２と、吸込み側部材２１と、中間部材２４の部材を備える。また、本体部３０は、吸込み側部材２１の内面２１ｂと、排出側部材２２の内面２２ｂを有する円筒状の移送用流路２３を備える。この吸込み側部材２１の内面２１ｂと排出側部材２２内面２２ｂは、移送対象物が段差や傾斜に接触することを防止するため、同径で同軸に構成することが好ましい。

ポンプ１の吸込み側端部と吸込み側配管２は、接続部分をボルト１８ａを締め付けることで締まる固定具１８で固定され、ポンプ１の排出側端部と排出側配管３の接続部分はボルト１９ａを締め付けることで締まる固定具１９によって固定される。これらの配管は、移送用流路２３とほぼ同じ内径の吸込み側配管２及び排出側配管３が用いられる。

ポンプ１の本体部３０は、圧縮空気を導入するための吸気ポート４１を備える。吸気ポート４１には、吸気ポート４１のねじ山によって螺合して導入管４２が取付けられ、その導入管４２にはコネクタ１６が取付けられる。管路８ｂからの圧縮空気は、コネクタ１６、導入管４２を介して吸気ポート４１に供給される。

圧縮空気は、吸気ポート４１から本体部３０に導入され、円筒状をなす第一の流路３１と、テーパー状をなす第二の流路３２を通過し、円環状の噴射口３３から移送用流路２３内に、その軸心に対して平行な角度よりも、進行先を内側へ（軸心へ）傾斜して噴射される。

図３は、第二の流路３２付近の拡大断面図である。第二の流路３２は、排出側部材２２と吸込み側部材２１とを対向させて、第一の流路３１よりも狭めて形成される。また、第二の流路３２は、移送用流路２３の軸心方向（以下単に「軸心方向」と呼ぶことがある）よりも、図３の断面図のとおり内側に傾斜して設けられ、全体形状としては吸込み側から排出側にいくに従って狭まるようにほぼテーパー状をなす。噴射口３３は、第二の流路３２の排出側の端部に設けられる。また、第二の流路と噴射口３３によってノズルが構成される。第二の流路３２は、移送用流路２３の軸心より、すなわち内側に傾斜して設けられているので、噴射口３３からの圧縮空気は移送用流路２３の軸心に向かって噴射される。

図３のとおり、第一の流路３１は、中間部材２４の内側面２４ｅに対し、吸込み側部材２１の、軸心方向に平行な面２１ｄ及び傾斜面２１ｅを対向させて形成する。第一の流路３１は、移送用流路２３と軸心を同じとするほぼ円筒形をなす。第二の流路３２は、吸込み側部材の傾斜面２１ｇと排出側部材２２の傾斜面２２ｄを対向させて形成する。吸込み側部材２１の軸心方向に平行な面２１ｄ及び軸心方向に平行な面２１ｆの間の傾斜面２１ｅは、振動による応力集中を抑制するために設けられ、傾斜面を設けない場合に比べて、この傾斜面２１ｆとその周辺の固有振動周波数が変更され、振動による破損を抑制することができる。

図４（Ａ）は、吸込み側部材２１を示す半断面側面図である。図４の上半分は断面図であり、下半分は側面図である。この吸込み側部材２１は、内面２１ｂを有する円筒状の部分と、フランジ２１ａを備える。フランジ２１ａにはボルト挿通孔２１ｃが備えられる。吸込み側部材２１の第二の流路に相当する場所には傾斜面２１ｇが備えられる。吸込み側部材２１の第一の流路３１に相当する位置に、回転翼３５が設けられる。図４（Ｂ）の回転翼３５の取付け構造を示す拡大図のとおり、回転翼３５は、吸込み側部材２１に溶接３６によって取付けられる。回転翼３５は軸心方向と平行な面２１ｄと、外側に向かって傾斜した傾斜面２１ｅと、軸心方向に平行な面２１ｆの一部に取付けられる。なお、軸心方向と平行な面２１ｄより吸込み側に設けられる、傾斜面２１ｈは、振動による応力集中を抑制するために設けられ、この傾斜面２１ｈを設けずに直角に構成する場合に比べて、傾斜面２１ｈとその周辺の固有振動周波数が変更され、振動による破損を抑制し、耐久性を向上させることができる。

図４（Ａ）のとおり、回転翼３５は移送用流路２３の軸心方向に対して円周方向に傾けた矢印Dの方向に傾いて取り付けられている。図５（Ａ）は、図４（Ａ）のＡ－Ａ断面図であり、図５（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。図５（Ａ）のとおり、フランジ２１ａは円形をなし、ボルト挿通孔２１ｃが複数設けられている。図５（Ｂ）のとおり、回転翼３５は、円周に沿って複数設けられている。本実施形態においては、回転翼３５は等間隔に4個設けられているが、個数はこれに限らず、複数であればよく、必ずしも等間隔に設けずともよい。回転翼３５を４つ以上にすることは確実に圧縮空気の方向を変更できるので、好ましく、回転翼３５を等間隔におくことは、圧縮空気の傾きを均等に近いものにすることができるため好ましい。

図６（Ａ）は排出側部材２２の半断面側面図である。図６（Ｂ）は図６（Ａ）のＥ矢視図である。排出側部材２２は、円筒状の内面２２ｂと、フランジ２２ａと、第二の流路に相当する位置の傾斜面２２ｄを備える。図６（Ｂ）のとおり、フランジ２２ａは円形をなし、ボルト挿通孔２２ｃを複数有する。

排出側部材２２と、吸込み側部材２１との組み立てについて、説明する。図２のとおり、排出側部材２２と、吸込み側部材２１は、中間部材２４を介して取付けられている。図３に示すとおり、排出側部材２２と中間部材２４の間の取付けは、排出側部材２２のフランジ２２ａと、中間部材２４のフランジ２４ａを対向させて、ボルト２７をフランジ２２ａのボルト挿通孔２２ｃと、フランジ２４ａのボルト挿通孔２４ｃと、ブラケット２５のボルト挿通孔２５ｂを挿通させて、ナット２６と螺合することによって行われる。なお、フランジ２２ａとフランジ２４ａの間には気密性を高めるためのパッキン４３が設けられる。

吸込み側部材２１と中間部材２４との結合は、吸込み側部材２１のフランジ２１ａと中間部材２４のフランジ２４ｂを対向させ、それらのフランジ２１ａとフランジ２４ｂのボルト挿通孔（不図示）にボルト２９を挿通させて、ナット２８と螺合させることによって行われる。

円すい状の負圧領域について説明する。図７は、ポンプ内部の噴射された圧縮空気により形成される負圧領域４５を示す図である。圧縮空気は、第一の流路３１及び第二の流路３２を通過し、移送用流路２３の内周に円状に配置される噴射口３３から、噴射される。第二の流路３２が移送用流路２３の軸心方向よりも移送用流路２３の軸心へ（本体部３０の内側へ）傾斜しているため、圧縮空気も第二の流路３２と同様の方向に傾斜して噴射される。そのため、噴射された圧縮空気により負圧が生じるため、円すい状の負圧領域４５が形成される。また、その負圧領域４５よりも排出側には、圧縮空気により流体が加圧された加圧領域４６が形成される。この負圧領域４５が形成されることにより、ポンプ内部の移送用流路２３内の吸込み側に吸引力が発生するとともに、円すい状の負圧領域４５よりも排出側においては、加圧領域４６が形成されることにより、排出側方向へ流体が加圧されて排出力が発生して、矢印Ｆの方向に移送対象物が移送される。

円すい状の負圧領域４５を形成する圧縮空気は、前述のとおり、回転翼３５が前記円筒状の移送用流路２３の中心軸よりも、円周方向に傾けられている（図４（Ａ）の矢印Ｄ方向に傾けられている）ことによって、圧縮空気は移送用流路２３の円周方向に回転する方向に傾斜している。このため、噴射口３３から噴射される圧縮空気も円周方向に回転する方向に傾斜しているため、移送用流路２３においても、噴射される圧縮空気が、流体の回転流れを生じさせる。移送用流路２３において流体が回転する方向に流れが生じると、配管内の流体の抵抗が低減され、効率がよくなるとともに、石等の移送対象物が配管の中心に集まろうとするので、配管の内面と接触することを抑制することができる。

吸込み口装置４について説明する。図８（Ａ）は、吸込み口装置４の吸込み側から見た図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）のＡ－Ａ断面図である。吸込み口装置４は、図８（Ａ）のとおり、吸込み口装置４の吸込み側には、移送対象を取入れる開口部５５と、開口部よりも内径の大きい筒部４ｃと、円周方向の流れを生じさせるための筒部の軸心から円周方向に傾斜した吸込み口用回転翼６０とを供える。

開口部５５は、中心に円５５ｂをベースとして、その円５５ｂの外側を切り欠いて拡張された拡張部５５ａを備える。吸込み口装置４は内部に、吸込み口の円５５ｂより大きな内径をなす内面４ｂ（筒部４ｃの内周）を有するとともに、円５５ｂから内面４ｂとの間には傾斜面４ａを有する。内面４ｂによって、円５５ｂよりも径が広くなった拡大領域５７が形成されている。その拡大領域５７に、吸込み口用回転翼６０が筒部４ｃの軸心方向から円周方向に傾斜をつけて、（矢印Ｈの方向に傾けて）溶接５８によって取付けられている。

吸込み口用回転翼６０によって、開口部５５から吸込み口装置４に吸い込まれた流体が、矢印Ｈの方向に流れることにより、流体が回転する。このように、吸込み口用回転翼６０より排出側の吸込み口装置４と排出側配管３において流体が回転する方向に流れが生じると、配管内の流体の抵抗が低減され、効率がよくなるとともに、石等の移送対象物が配管の中心に集まろうとするので、配管の内面と接触することを抑制することができる。

また、吸込み口用回転翼６０は開口部５５の円５５ｂよりも吸込み口装置４の口径よりも拡大された拡大領域５７に位置するので、石などの固形物の移送対象物が当接しにくい。このため、吸い込まれた移送対象物が吸込み口用回転翼６０と接触して磨耗や破損をすることを抑制することができ、長寿命化が図れる。

図９は、図８（Ｂ）のＢ矢視図である。この図９のとおり、吸込み口用回転翼６０は等間隔に、４枚設けられる。ただし、吸込み口用回転翼６０は複数あればよく、４枚以上でもよい。吸込み口用回転翼６０は必ずしも等間隔に設けなくともよいが、等間隔に設けることで、筒部４ｃの軸心に対する円周の方向において、均等に回転する流れを発生させるため、効率のよい移送が可能となる。

図１０は、吸込み口装置４にストレーナを取付けた例を示す側面図である。図１１（Ａ）はストレーナ６３のＡ矢視図であり、図１１（Ｂ）は、図１０のＢ－Ｂ断面図である。ストレーナ６３は、格子状をなし、第一部材６３ａと第二部材６３ｂを備える。第一部材６３ａと第二部材６３ｂとの取付けは、ボルト６８を、取付け部６４ａと取付け部６４ｂのボルト挿通孔（不図示）に挿通し、ナット６９と螺合することによって行われる。図１０及び図１１（Ａ）のとおり、ストレーナ６３は格子状になっており、通過できる移送対象物のサイズを制限できる。その通過できる移送対象物の最大サイズは、図１０の幅Ｉ×幅Ｊのサイズとなっている。また、ストレーナ６３は、意図しない対象を吸い込まないための安全装置としての役割もある。即ち、ストレーナ６３によって、例えば、人や家畜などが開口部５５に当接して怪我をさせることがない。このストレーナ６３は、吸込み口装置４に任意でとりつけられるものであり、常に取り付けられるものではない。例えば、吸込み口近くに人がいる作業に用いる場合や、砂利を移送したいが、ホースに合わせたサイズの砂利以外は移送したくない場合などに、ストレーナ６３が用いられる。

ストレーナ６３を吸込み口装置４に取付ける構造について説明する。図１１（Ｂ）のとおり、吸込み口装置４の外側を、ストレーナ６３の排出側部７０ａと排出側部７０ｂにより挟持する形で、取付けられる。第一部材６３ａの排出側部７０ａと、第二部材６３ｂの排出側部７０ｂとの取り付けは、ボルト７４を排出側部７０ａの取付け部７１ａと排出側部７０ｂの取付け部７２ａのボルト挿通孔に挿通し、ナット７３と螺合することによって、取付けられる。

吸込み口操作棒１７は、作業者１４が吸込み口装置４の位置を操作するためのものである。吸込み口操作棒１７は、平板状の取付け部１７ａを備える。吸込み口操作棒１７の吸込み口装置４への取付けは、操作棒取付け用ボルト７２を、取付け部１７ａの不図示のボルト挿通孔に挿通させつつ、吸込み口装置４の外側に設けられるボルト取付け用のナット５９に螺合することにより行われる。

ポンプ１のブラケット２５を用いた取付け構造について説明する。図２において、ブラケット２５は、フランジ２２ａとフランジ２４ａと一緒に、ボルト２７及びナット２６によって取付けられている。図３に示すとおり、ボルト２７は、フランジ２２ａのボルト挿通孔２２ｃ、フランジ２４ａのボルト挿通孔２４ｃ及びブラケット２５のボルト挿通孔２５ｂを挿通して、ナット２６に螺合することにより取付けられている。

図１２（Ａ）はブラケット２５の側面図である。図１２（Ｂ）はブラケット２５の正面図である。図１３はブラケット２５を設置台５６に固定した状態を示す図である。図１２（Ａ）のとおり、ブラケット２５は、水平部２５ｃ及び垂直部２５ｄを備えてほぼＬ字型をなし、水平部２５ｃにボルト挿通孔２５ａ、垂直部２５ｄにボルト挿通孔２５ｂを有する。

図１２（Ｂ）のとおり、ブラケット２５のボルト挿通孔２５ｂは、ポンプ１のフランジ２４ａのボルト挿通孔２４ｃとともにボルト２７を挿通させるために複数備えられる。これにより図２及び図３のように、ブラケット２５はポンプ１に取付けられる。図１３のとおり、ブラケット２５を設置台５６に設置する際には、ボルト６１を、ブラケット２５の水平部２５ｃのボルト挿通孔２５ａと、設置台５６のボルト挿通孔５６ａとに挿通させ、ナット６２と螺合されることにより、固定される。このように、ポンプ１は、ブラケット２５を介して設置台５６に設置される。ブラケット２５がＬ型をなし、フランジ２４ａと水平な設置台５６に固定されるので、容易にポンプ１を水平（設置台５６と平行）に配置することができる。

図１４は、配管内の流体及び移送対象物の流れについて、回転する流れがないポンプによる場合と、本発明の実施形態のポンプによる回転する流れがある場合の配管内の流体及び移送対象物の流れを比較して説明する図である。この図１４において、左側の（Ａ１）、（Ａ２）、（Ａ３）が回転する方向に流れがない場合の配管３ｘの流れを説明する図であり、右側（Ｂ１）（Ｂ２）（Ｂ３）が本実施形態の排出側配管３の管内に回転する流れがある場合を説明する図である。

管内に回転する流れが生じているときに、流体が効率よく流れることを図１４により説明する。左側の（Ａ１）では、配管３ｘ内を回転する流れがない状態の流体（水の場合も空気の場合もある）５２ｘが図面における上から下に向かって流れているときの摩擦を、流れ摩擦線５０ｘが示している。配管３ｘ内では、管内を流れる流体には回転する方向の流れはない。このため、静止した配管３ｘと流体の間に直接の摩擦抵抗が生じる。一般的に静止している固体と流体の摩擦抵抗は、流体どうしの摩擦抵抗よりも大きい傾向があるので、（Ａ１）のように配管３ｘ内の流れ摩擦線５０ｘは、尖って急峻になる。これは管内の流体の流れる抵抗が比較的大きいことを意味する。

図１４の右側の（Ｂ１）については、流体の回転により、流体層５１が構成される。排出側配管３の内壁と、流体層５１よりも内側の流体５２との間が、流体層５１によって、離れるため、流体５２は、流体層５１との摩擦抵抗しか受けなくなる。流体どうしの摩擦抵抗は、固体と流体の抵抗よりも小さい。流体層５１も流体であり、流体５２も流体であることから、摩擦抵抗は少なくなって、流れ摩擦線５０は比較的フラットになる。これは、流体５２の摩擦抵抗が少なくなり、流体５２が比較的流れやすいことを意味する。このため、配管に流体が回転する流れがあれば、抵抗が少なく、効率よく移送対象物を移送することができる。

配管内に回転する流れがあると、配管の内壁に移送対象物が接触しにくいことを説明する。（Ａ３）に示すように流体に回転方向の流れがない場合には、管内の流体よりも比重の小さいものとしての木の葉５４等は、浮力で浮いてしまい、配管３ｘの内面上部に接触する。また、管内の流体よりも質量の大きい例えば石５３などの移送対象物は、移送中に管内の内側の下部と接触する傾向がある。（Ｂ３）において、矢印Ｇのように回転する流れが存在する場合、その流れによって、流体５２と移送対象物の一例としての石５３が回転する。この回転によって 石５３の回転の中心が流体の回転の中心へ移動しようとする力（渦の力）が働く。これにより排出側配管３の中心と、石５３の回転の中心が一致する。このため、配管に流体が回転する流れがある場合には、石５３などの移送対象物が配管に内面に接触することが抑制される。このため、配管が接触によって磨耗して劣化することを抑制することができる。また、配管の内面と移送対象物の接触によって、配管に重み伝わって、配管が脈動することを抑制することができる。このため、配管を支持しやすくなる。

本実施形態のポンプ１は、圧縮気体としての圧縮空気を内部に導入して、吸引力を発生させるため、流体として気体も液体も吸引することが可能である。

ポンプ１の移送用流路２３は、吸込み側部材２１の内面２１ｂと、排出側部材２２の内面２２ｂを有する円筒状をなし、内部に移送対象物が接触するものがない。このため、管路上記気体や流体とともに移送できるものであれば、原則としてどのような移送対象物でも移送が可能である。即ち、本発明に係るポンプ１は、流動物質に限らず、非流動物質でも、質量の制限もなく移送可能である。例えば、石などの固形物を移送させることができる。また、完全に固まっていない家畜の糞なども移送可能である。

また、ポンプ１の移送用流路２３は吸込み側配管２と排出側配管３とほぼ同じ内径であるため、移送対象物を効率よく移送することが可能である。すなわち、移送用流路２３に、軸心方向において当接する部品、段差又は傾斜が存在しないため、移送対象物が軸心方向に移送されている際に、ポンプ１に移送対象物と強く衝突する部品等がないから、移送対象物を効率よく移送することが可能である。

ポンプ１の本体部３０の移送用流路２３の内周に円環状に設けられ、前記第二の流路３２からの気体を移送用流路２３の軸心と平行な角度よりも噴射口側を軸心側に傾斜させて噴射する噴射口３３によって、圧縮気体が噴射すると、ポンプ内部に円すい状の負圧領域が形成される。この円すい状の負圧領域が生じることで、大きな負圧が生じるため、効率よく負圧が生じて、高効率の移送対象物の移送が可能になる。併せて、円すい状の負圧領域の排出側には、その円すい状の形状に対応した加圧領域が生じるため、圧縮気体によって移送対象物の移送力の移送効率を向上させる。

また、ポンプ１に第一の流路３１を流路の方向よりも円周方向に傾けた回転翼３５を設けたので、噴射口３３から噴射する圧縮気体は、前記円筒状の前記本体部３０の軸よりも、円周方向に傾けて噴射される構成である。このため、圧縮空気による回転する流れが発生し、ポンプ内部において流体が回転する方向に流れが生じる。これらにより、共通の噴射口で、噴射される圧縮気体による円すい状の負圧領域の形成及び円すい状に対応する加圧領域の形成と回転する方向の流れを同時に発生させることができる。また、ポンプ１の移送用流路２３及び排出側配管３の流体が回転するため、例えば石等の移送対象物が管路の軸（管路断面における中心）に集まりやすくなり、ポンプ及びホースの内周に接触することを抑制することができる。従って、ホースの内周に固形物が接触して、ホースが磨耗したり、配管が脈動することを抑制することができる。このため、小さい力で配管を固定することができる。

本実施形態のポンプシステムによれば、コンプレッサー６の圧縮空気によって、流体を移送することが可能である。コンプレッサー６を用いるので、簡易に動力源を確保することができる。また、流体の種類に係らずコンプレッサーを用いるので、水や空気など流体の種類によって動力源を使い分ける手間がかからない。

本実施形態における吸込み口装置４によれば、内部に軸方向から円周方向に傾斜をつけた吸込み口用回転翼６０を有するので、吸い込む流体を回転する流れを作ることができる。このため、吸込み側配管２内に回転する流れを生じさせ、配管内の流体の抵抗が低減され、効率がよくなるとともに、石等の移送対象物が配管の中心に集まろうとするので、配管の内面と接触することを抑制することができる。また、図１のポンプシステムにおいて、ポンプ１と吸込み口装置４を組み合わせることによって、吸込み側配管２から排出側配管３まで内部に回転する流れを生じさせることができる。

また、ポンプ１の移送用流路２３を構成する吸込み側部材２１の内面２１ｂと排出側部材２２内面２２ｂは、同径で同軸に構成したため、例えば石などの移送対象物が移送用流路２３を通過する際に、軸心方向において当接する部品、段差又は傾斜が存在しない。このため、ポンプ１は流動物質に限らず、非流動物質でも制限なく移送対象物として移送することができる。また、軸心方向において衝突による部品への衝撃も考慮する必要がないため、移送対象物の質量についても制限がない。すなわちポンプ１は流動性や質量制限がなく移送対象物を移送することができる。更に、移送用流路２３に軸心方向において当接する部品、段差又は傾斜が存在しないため、移送対象物が軸心方向に移送されている際に、ポンプ１に移送対象物と強く衝突する部品等がないから、耐久性が優れる。また、本実施形態におけるポンプシステムにおいては、吸込み口装置４の吸込み口用回転翼６０と、噴射口３３からの噴射される圧縮空気によって、ポンプ１移送用流路２３の流体には回転する流れが生じているので、例えば石などの移送対象物が移送用流路２３の内面に接触することが抑制されるので、ポンプの磨耗が防止され、長寿命化が図られる。

＜第二実施形態＞
図１５は本発明のポンプの第二の実施形態を示す半断面側面図である。図１５において、図２のポンプ１と機能、形状及び名称が同様のものについては、同じ符号を付し、説明を省ほぼする。この図１５のポンプ１Ａは、第一の流路３１に、この第一の流路を仕切る仕切り部７９ｂを有する。

図１６（Ａ）は、吸込み側部材２１と帯状部品７９を示す半断面側面図である。図１６（Ｂ）は、吸込み口部材と帯状部品の取り付け構造を示す部分拡大断面図である。図１７（Ａ）は、図１６のＡ―Ａ断面図である。図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ－Ｂ断面図である。図１６（Ａ）に示すように、ポンプ１Ａの吸込み側部材２１は軸心方向に平行な面２１ｄ及び面２１ｉを有する。また、その面２１ｄと面２１ｉとの間に、帯状部品７９の位置決めのための突出部２１ｊが設けられる。また、傾斜面２１ｅと面２１ｉの間には立上り面２１ｋが設けられる。その立上り面２１ｋと突出部２１ｊとの間であって面２１ｉの外側に帯状部品７９が配置されている。なお、図１７（Ｂ）のとおり、立上り面２１ｋと帯状部品７９のベース部７９ａの高さはほぼ同じであることが、圧縮空気の抵抗を少なくするためには好ましい。
図１７（Ａ）に示すように、二つの帯状部品７９は、分割線８０で分割されており、二つの帯状部品７９によって円形を形成する。また、帯状部品７９は、半円状のベース部７９ａとその外側に設けられた仕切り部７９ｂとからなる。ベース部７９ａの外側の仕切り部７９ｂがない部分は、切り欠き部７９ｃである。図１５のとおり、帯状部品７９（仕切り部７９ｂ及び切り欠き部７９ｃ）の外側に、中間部材２４の内側面２４ｅが設けられる。これにより、切り欠き部７９ｃの部分に圧縮空気の経路が構成される。

切り欠き部７９ｃは、図１６（Ａ）のとおり、本来の第一の流路３１の流れる方向から円周方向へ（矢印Ｍの方向に）傾いている。このため第一の流路３１において、複数の切り欠き部７９ｃによって傾いた圧縮空気の経路が複数形成される。即ち、切り欠き部７９ｃと、その外側の中間部材２４の内側面２４ｅによって形成される複数の経路によって、第一の流路３１の圧縮空気の方向は、矢印Ｍの方向に傾斜するように変えられ、その後に圧縮空気は、第二の流路３２を通り、噴射口３３においても、そのまま傾斜した方向で噴射される。このため、移送用流路２３において吸込み口から移送される流体が回転する流れが生じる。

図１８のように二つの半円状の帯状部品７９を吸込み側部材２１の軸方向に平行な面２１ｉに配置し、その後、この帯状部品７９の外側から図１５の中間部材２４を取り付けることで、帯状部品７９を吸込み側部材２１の面２１ｄと中間部材２４の内側面２４ｅで挟持して取付ける。

このように、本実施形態のポンプ１Ａにおいて、第一の流路３１を仕切る仕切り部７９ｂによって移送用流路２３の軸心と平行な方向から円周方向に傾いた切り欠き部７９ｃによる経路ができることにより、移送用流路２３に回転する流れができる。このため、圧縮空気は、噴射口３３から円周方向に傾いた方向に噴射され、流体が回転する流れが生じる。このため、排出側配管３において摩擦抵抗が少なく、排出側配管３に移送され石などの移送対象物が接触することが抑制されることが可能となる。なお、仕切り部７９ｃは、本実施の形態においては、吸込み側部材２１とは別体である帯状部品７９の一部として構成したが、吸込み側部材２１に直接接着あるいは溶着して形成することによって吸込み側部材２１に形成してもよい。

＜第三実施形態＞
図１９は本発明のポンプの第三の実施形態を示す半断面側面図である。図１９において、図２のポンプ１と機能、形状及び名称が同様のものについては、同じ符号を付し、説明を省ほぼする。この図１９のポンプ１Ｂは、第二の流路３２に、本来の流路に対して傾斜した傾斜片８２を備える。本来の流路とは、ポンプ１Ｂの第二の流路３２において、上記傾斜片が存在しなかった圧縮空気の流れる方向のことであり、具体的には第二の流路３２において移送用流路２３の中心軸と同一面に含まれる方向を意味する。傾斜片の傾斜とは、傾斜面２１ｇの面上において沿って傾くことを意味する。

図２０は、第二の流路３２及び傾斜片８２の拡大図である。図２０のとおり、傾斜片８２、排出側部材２２の傾斜面２２ｄと、吸込み側部材２１の傾斜面２１ｇとが対向してテーパー状の第二の流路３２が形成されている。その第二の流路３２に、その第二の流路３２の断面の幅と同程度の高さの傾斜片８２が設けられている。なお、圧縮空気を傾けられればよいので、傾斜片８２の高さは、第二の流路３２の幅よりも若干低くてもよい。傾斜片８２の噴射口側端部８２ｃは、噴射口３３よりも距離Ｓだけ噴射口３３と反対の方向(手前)に離れて配置されている。

このように、噴射口３３から傾斜片８２の噴射口側端部８２ｃが離れていると、移送用流路２３の内周に円形に構成されている噴射口３３からの圧縮空気による円すい状の負圧領域の負圧が、傾斜片８２によって均等にならない不具合を防止することができる。即ち、円すい状の負圧領域が効果を発揮するためには、噴射口３３から噴射される圧縮空気による圧力は、円周方向に均一である必要があるところ、傾斜片８２の噴射口側端部８２ｃが噴射口３３まで達していると、それによって、その圧力が均一とならなくなってしまい、円すい形が破れ、崩れてしまって、適切な円すい状の負圧領域と加圧領域が形成されず、効率のよい負圧と加圧が発生せずに、ポンプの効率が悪くなってしまう不具合が生じてしまう。このため、傾斜片８２の噴射口側端部を噴射口３３から距離Ｓだけ離すことによって、これを防止することができる。

図２１は、傾斜片８２を吸込み側部材２１の傾斜面２１ｇに取付けた状態の部分側面図である。図２１のとおり、傾斜面２１ｇに本来の第二の流路３２の圧縮空気が流れる方向（図２１の中央の傾斜片８２の場合には、図面上横方向）から移送用流路２３の軸に対して円周方向に傾けて、矢印Ｎの方向に、傾斜片８２が設置される。

図２２（Ａ）は、傾斜片８２を吸込み側部材２１の傾斜面２１ｇに取付けた状態をポンプ１Ｂの排出側から見た図である。図２２（Ｂ）は（Ａ）の傾斜片８２の拡大図である。図２２（Ａ）のとおり、４個の傾斜片８２が傾斜面２１ｇに均等の間隔で配置される。傾斜片８２は複数あればよく、４個でなくてもよい。

また、図２２（Ｂ）のとおり、傾斜片８２は溶接８３によって傾斜面２１ｇに取付ける。傾斜片８２の形成方法について説明する。傾斜片８２は、丸棒を傾斜面２１ｇに接するように追従させて曲げてから、傾斜面２１ｇに溶接して取付け、その溶接が完了してから、旋盤でその丸棒の切削を行って、上面８２ａが構成されるように平らに加工して形成する。この傾斜片８２は、初めから矩形の平鋼を曲げて取付けることで形成してもよいが、丸棒を用いて傾斜片８２を形成したほうが、傾斜面２１ｇに追従して曲げやすいため、比較的容易に製造することができる。

この移送用流路２３の軸に対して円周方向に傾けた傾斜片８２を設けたので、第二の流路３２において、圧縮空気の方向が移送用流路２３の軸に対して円周方向（図２１の矢印Ｎの方向）に傾けられる。このため、圧縮空気は、噴射口３３から円周方向に傾いた方向に噴射され、流体が回転する流れが生じる。このため、排出側配管３において摩擦抵抗が少なくなるため、効率よく移送対象物を移送することができる。また、移送される石などの移送対象物が排出側配管３に接触することが抑制されることが可能となるので、排出側配管３の脈動を抑制することができる。

また、噴射口３３から傾斜片８２が離れていることにより、移送用流路２３の内周に円形に構成されている噴射口３３からの圧縮空気による円すい状の負圧領域の負圧が、傾斜片８２によって均等にならない不具合を防止することができる。このため、ポンプ１Ｂの内部に円すい状の負圧領域が正しい形に形成され、一つの噴射口３３により、円すい状の負圧領域の形成と流体の回転の両立が可能となる。

これらの実施形態に係るポンプ１，１Ａ，１Ｂ及びそれらポンプを備えたポンプシステムは、上述のとおり移送対象である移送対象物について流動性や質量の制限がなく、入手が容易なコンプレッサーを動力源として用いるため、導入が容易である。このため、豪雨水害によって生じる住宅などの建造物の床上又は床下の残土の撤去や、住宅地の道路脇の側溝に溜まって水の流れを阻害する残土の撤去にも好適に用いることができる。

本発明を実施する場合、上記実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、構成部材の構造や組み合わせ等について、種々の変更、付加が可能である。

１，１Ａ，１Ｂ ポンプ
２ 吸込み側配管
３ 排出側配管
４ 吸込み口装置
４ｃ 筒部
１３ 移送対象物
２３ 移送用流路
２４ 中間部材
３０ 本体部
３１ 第一の流路
３２ 第二の流路
３３ 噴射口
３５ 回転翼
４１ 吸気ポート
４５ 負圧領域
６０ 吸込み口用回転翼
７９ｂ 仕切り部
８２ 傾斜片

Claims (6)

1. 圧縮気体を内部に噴射して、内部で流体の流れを生じさせることにより吸込み力と排出力を発生し、ワークを移送するポンプであって、
   円筒状の移送用流路を有する本体部と、
   前記本体部に備えられ、前記圧縮気体を導入するための吸気ポートと、
   前記吸気ポートからの前記圧縮気体を通過させる前記本体部に設けられる第一の流路と、
   前記本体部の前記移送用流路の軸心方向と平行となる角度よりも噴射口側が内側へ傾斜され、前記第一の流路よりも幅が狭く構成される、前記第一の流路からの前記圧縮気体を通過させる、前記本体部に設けられる第二の流路と、
   前記本体部の前記移送用流路の内周に円環状に設けられ、前記第二の流路からの前記圧縮気体を前記移送用流路の軸心と平行となる角度よりも前記移送用流路の内側へ傾斜させて噴射する噴射口と、を備え、
   前記噴射口から噴射する前記圧縮気体は、円筒状の前記移送用流路の軸心と平行となる角度よりも、円周方向に傾けて噴射されることを特徴とするポンプ。
2. 請求項１に記載のポンプにおいて、前記第一の流路には、前記圧縮気体を円周方向に傾けるための、前記第一の流路に対して傾斜した回転翼が設けられることを特徴とするポンプ。
3. 請求項１に記載のポンプにおいて、
   前記第一の流路には、複数の経路を形成するために前記第一の流路を仕切る仕切り部が設けられ、前記複数の経路は、前記本体部の円筒状の前記移送用流路の軸心に平行となる角度から円周方向に傾斜していることを特徴とするポンプ。
4. 請求項１に記載のポンプにおいて、
   前記第二の流路には、前記圧縮気体を円周方向に傾けるための、前記第二の流路における本来の流路に対して傾斜した傾斜片が設けられ、前記傾斜片の噴射口側端部は、前記噴射口よりも手前に設けられることを特徴とするポンプ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のポンプと、
   前記ポンプの吸込み口側に設けられる吸込み側配管と、
   前記ポンプの排出側に設けられる排出側配管と、
   前記ポンプに前記圧縮気体を供給するコンプレッサーと、
   前記吸込み側配管の吸込み口側端部に取り付ける吸込み口装置と、
   を備えたことを特徴とするポンプシステム。
6. 請求項５に記載のポンプシステムにおいて、
   前記吸込み口装置は、
   移送対象に向けるための、吸込み口側に設けられた開口部と、
   その開口部よりも内径の大きい筒部と、
   その筒部の内周に、円周方向の流れを生じさせるための筒部の軸心から円周方向に傾斜した吸込み口用回転翼と、
   を設けたことを特徴とするポンプシステム。
   
   

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