JP6068160B2 - 連続移送用ポンプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、粒状の移送対象物を、少ない水量で高濃度に歩留り良く連続的に移送することを可能にした連続移送用ポンプ装置に関する。
ここで、「粒状の移送対象物」としては、例えばイクラ、ますこ、キャビアなどの各種の魚卵を想定することができる。
この場合、「少ない水量で高濃度に」とは、単位体積中での水（液体）と魚卵（粒状の移送対象物）との合算量における当該魚卵の含有割合（含有率）が高いことを指す。
また、「歩留り良く」とは、当該魚卵を破損（壊れたり、傷付いたり）させることなく移送することを指す。

従来、各種粒状の魚卵（移送対象物）に対する加工処理においては、当該魚卵に味付け処理を施すための種々の方法が知られている（例えば、特許文献１「発明の名称：醤油漬けイクラの歩留りを向上させる加工方法」参照）。この場合、魚卵に効率よく味付け処理を施すためには、当該味付け処理設備に向けて、当該魚卵を少ない水量で高濃度に歩留り良く連続的に移送することができるようなポンプ装置が必要となる。

特開２０１０−１１０３１８号公報

ところで、従来のポンプ装置として、例えば、幅広（幅太）の羽根車を逆回転させるように制御することで魚卵を移送させるものや、高い水圧により魚卵を移送させるものが知られている。しかしながら、いずれのポンプ装置も、魚卵の移送に際して大量の水を必要とするため、結果的に、魚卵を高濃度で移送することができないといった問題があった。

特に、上記した羽根車によるポンプ装置では、幅広（幅太）の羽根車を高速回転させることができない関係上、魚卵に対する移送力に限界があるため、魚卵を連続的に大量に移送させることができない。一方、上記した水圧によるポンプ装置では、大量の水が必要となるため、魚卵を高濃度で移送することができないだけでなく、また、魚卵に対して高い水圧を作用させる関係上、魚卵が破損（壊れたり、傷付いたり）する場合があり、そうなると、歩留りを一定に維持することができない。

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、粒状の移送対象物を、少ない水量で高濃度に歩留り良く連続的に移送することを可能にした連続移送用ポンプ装置を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明は、粒状の移送対象物を所定の液体と共に収容し、滞留させる第一の滞留領域を形成する滞留管構造と、前記滞留管構造よりも上部側に設けられ、当該滞留管構造に連通接続されたポンプ構造とを備え、前記第一の滞留領域に液体と共に収容されて滞留している移送対象物が、前記ポンプ構造によって、当該液体と共に汲み上げられて連続的に送出管方向へと移送される連続移送用ポンプ装置であって、前記第一の滞留領域に収容・滞留される移送対象物は、単位体積中での液体と移送対象物との合算量を１００％としたときに、当該合算量の３０％以上に調整され、前記ポンプ装置は、前記滞留管構造に連通接続されたシリンダと、前記シリンダ内に沿って移動可能なピストンとを含み、前記シリンダは、前記滞留管構造を構成する管と前記送出管との間に介在されており、前記ピストンは、ピストン弁と、前記シリンダの内壁に摺接し、かつ前記ピストン弁が着座した際に密閉し、離間した際に貫通する中空の弁座と、前記弁座と共に構成され、前記ピストン弁が自由に遊動可能な領域を有し、かつ脱落を防止し得るように前記ピストン弁を囲んでいるフレームとで構成されており、前記シリンダの上流側には、前記ピストンの引き上げ作動により生じる吸引力によって貫通し、前記ピストンの押し下げ作動により生じる押圧力によって密閉可能な下部側逆止弁が設けられ、前記シリンダの下流側には、前記ピストンの引き上げ作動により生じる押圧力によって貫通し、前記ピストンの引き下げ作動により生じる吸引力によって密閉可能な上部側逆止弁が設けられ、前記下部側逆止弁は、逆止ボールと、前記シリンダの上流側に存する管内壁に前記逆止ボールと共に内装され、かつ前記逆止ボールが着座した際に密閉し、離間した際に貫通する中空の弁座と、前記弁座と共に構成され、前記逆止ボールが自由に遊動可能な領域を有し、かつ脱落を防止し得るように前記逆止ボールを囲んでいるフレームとで構成され、前記上部側逆止弁は、逆止ボールと、前記シリンダの下流側に存する管内壁に前記逆止ボールと共に内装され、かつ前記逆止ボールが着座した際に密閉し、離間した際に貫通する中空の弁座と、前記弁座と共に構成され、前記逆止ボールが自由に遊動可能な領域を有し、かつ脱落を防止し得るように前記逆止ボールを囲んでいるフレームとで構成され、前記ピストンは、前記上部側逆止弁と下部側逆止弁との間に形成される第二の滞留領域に配設されていることを特徴とする連続移送用ポンプ装置としたことである。
本発明においては、前記滞留管構造において、移送対象物が液体と共に収容される管の内径Ｗ１と、前記ポンプ構造において、移送対象物を液体と共に汲み上げる部分のシリンダの内径Ｗ２とは、Ｗ１＜Ｗ２なる関係を満足するように設定されている。
本発明において、Ｗ２を１００％とした場合、Ｗ１は４０％〜７０％の範囲に設定されている。
本発明において、前記ポンプ構造は、１又は複数のポンプから構成されており、複数のポンプを用いる場合、隣り合うポンプを交互に動作させることで、各ポンプにおける汲み上げ移送処理を互い違いに行う。
本発明において、粒状の移送対象物は、所定の加工処理によって粒状に分離された各種の魚卵である。

本発明によれば、粒状の移送対象物を、少ない水量で高濃度に歩留り良く連続的に移送することを可能にした連続移送用ポンプ装置を実現することができる。

本発明の一実施形態に係る連続移送用ポンプ装置の構成を一部拡大して示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る連続移送用ポンプ装置の駆動機構の構成を一部拡大して示す斜視図。 本発明の一実施形態に係る連続移送用ポンプ装置の主要な構成を一部拡大して示すと共に、その動作を説明するための図。

以下、本発明の一実施形態に係る連続移送用ポンプ装置について、添付図面を参照して説明する。
本実施形態では、粒状の移送対象物を連続移送するためのポンプ装置において、かかる粒状の移送対象物として、所定の加工処理によって粒状に分離された各種の魚卵（例えばイクラ、ますこ、キャビアなど）を想定する。

図１に示すように、本実施形態の連続移送用ポンプ装置は、粒状の魚卵（移送対象物）を所定の液体（例えば、塩分濃度が１〜５％程度に調整された食塩水）と共に収容可能であって、単位体積中での液体と粒状の魚卵との合算量における当該魚卵の含有割合（含有率）を高めた状態で滞留させる滞留管構造２と、滞留管構造２よりも上部側に設けられ、当該滞留管構造２に連通接続されたポンプ構造４とを備えている。

この場合、本発明の技術思想に係る要旨の１つとしては、ポンプ構造４の下部側に滞留管構造２を設けたことにあり、かつ、かかる滞留管構造２（管２ｔ）に、粒状の魚卵（移送対象物）を高濃度状態で収容して滞留させるようにしたことにある。

ここで、「魚卵の含有割合（含有率）を高めた状態」とは、単位体積中での液体と粒状の魚卵との合算量を１００％とした場合、かかる合算量における当該魚卵の含有割合（含有率）が３０％以上（好ましくは４０％以上、より好ましくは５０％以上）であること、換言すると、「少ない水量で高濃度な状態」であることを指す。

また、ポンプ構造４としては、往復動ポンプや回転ポンプを用いることができるが、本実施形態では、往復動ポンプの一例として、シリンダ内のピストンを逆止弁相互間で往復動させて汲み上げ移送（送出）処理を行うピストンポンプを想定する。

このような連続移送用ポンプ装置において、滞留管構造２には、魚卵の含有割合（含有率）を高めた状態（高濃度状態）に調節するための濃度調節機構６が接続されており、濃度調節機構６は、滞留管構造２に連通接続された濃度調節容器６ａと、所定の液体（例えば、塩分濃度が１〜５％程度に調整された食塩水）を濃度調節容器６ａに注水するための注水管路６ｂとを備えている。

かかる濃度調節機構６によれば、所定の加工処理によって粒状に分離された魚卵が濃度調節容器６ａに供給された際、これに同期して、注水管路６ｂから少量の液体（１〜５％食塩水）を濃度調節容器６ａに注水することで、上記した高濃度状態に調節された魚卵を実現することができる。

また、滞留管構造２は、濃度調節容器６ａに連通し、その下部側に向けて延在しているため、高濃度状態に調節された魚卵は、少量の液体（１〜５％食塩水）と共に、濃度調節容器６ａから自由落下（即ち、魚卵及び液体の自重により落下）して、当該滞留管構造２を構成している管２ｔに収容される。なお、当該管２ｔは、連結具Ｇを介して接続及び分解が容易であるため、当該連続移送用ポンプ装置の使用目的や使用環境、或いは、設置場所の広さや形状などに応じて、任意に延長及び短縮することができる。

ポンプ構造４は、１又は複数のピストンポンプ４ｐから構成することが可能であるが、図面には一例として、２つのピストンポンプ４ｐから構成されたポンプ構造４が示されている。この場合、上記した滞留管構造２の管２ｔを複数用意し、それらを互いに連結具Ｇで連結することで、当該滞留管構造２（管２ｔ）の上部側に２つのピストンポンプ４ｐを連通接続させることができる。

２つのピストンポンプ４ｐは、互いに同一構成を成しており、滞留管構造２（管２ｔ）に連通接続されたシリンダ８と、シリンダ８内に沿って移動可能なピストン１０と、ピストン１０の上部側に接続され、当該ピストン１０を往復動（上下動）させるピストンロッド１２とを備えている。

シリンダ８には、滞留管構造２（管２ｔ）に連通接続したシリンダ下部とは反対側（シリンダ上部）において、その内部にシール体１４が設けられており、これにより、当該シリンダ８内が外部から密封された状態に維持されている。この結果、例えば水や塵埃などの異物がシリンダ８内に浸入することが防止され、当該シリンダ８内は、常に清潔・清浄な状態に維持されている。

また、シリンダ８には、そのシール体１４寄りの部分に排出管１６が連通接続されており、排出管１６は、合流管１８を介して送出管２０に連通接続されている。なお、シリンダ８には、そのシリンダ上部からカバー管２２が連設されており、これにより、上記したピストンロッド１２が外部に露出しないようになっている。この場合、シリンダ８、排出管１６、合流管１８、送出管２０、カバー管２２は、互いに連結具Ｇを介して接続及び分解が容易に構成されている。

ピストン１０は、上記したシール体１４によって密封されたシリンダ８内に配置されていると共に、ピストンロッド１２は、シール体１４を貫通して延出し、その延出端は、後述する当該連続移送用ポンプ装置の駆動機構２８（図２参照）に連結されている。この場合、駆動機構２８によってピストンロッド１２を往復動（上下動）させることで、ピストン１０をシリンダ８内に沿って往復動（上下動）させることができる。

この場合、ピストン１０は、球状のピストン弁１０ａと、中空の弁座１０ｂと、ピストン弁１０ａの脱落防止用フレーム１０ｃとを備え、ピストン弁１０ａが弁座１０ｂに着座することで流入・流出不可能状態となり、これに対して、ピストン弁１０ａが弁座１０ｂから離間することで流入・流出可能状態となる。

また、ピストン１０の往復動（上下動）方向両側には、上部側逆止弁２４と下部側逆止弁２６とが設けられている。本実施形態では一例として、上部側逆止弁２４は、シリンダ８に連通接続された排出管１６内に設けられ、下部側逆止弁２６は、シリンダ８のシリンダ下部に設けられている。なお、上部側及び下部側逆止弁２４,２６は、それぞれ、球状の逆止ボール２４ａ,２６ａと、中空の弁座２４ｂ,２６ｂと、逆止ボール２４ａ,２６ａの脱落防止用フレーム２４ｃ,２６ｃと備え、逆止ボール２４ａ,２６ａが弁座２４ｂ,２６ｂに着座することで流入・流出不可能状態となり、これに対して、逆止ボール２４ａ,２６ａが弁座２４ｂ,２６ｂから離間することで流入・流出可能状態となる。

更に、ピストン１０を往復動（上下動）させるための駆動機構２８として、図２には、回転運動を直線往復運動に変換してピストンロッド１２に伝達するための構成が示されている。即ち、駆動機構２８は、図示しないモータによって回転制御される回転板３０と、回転板３０の回転運動を直線運動に変換する変換ロッド３２とを備えており、変換ロッド３２は、その一端３２ａが回転板３０の周方向１点に回転自在に連結されていると共に、その他端３２ｂがピストンロッド１２の延出端に回転自在に連結されている。

かかる駆動機構２８において、モータによって回転板３０を回転させると、このときの回転運動に伴って変換ロッド３２が旋回することで、回転板３０の回転運動が変換ロッド３２を介して直線往復運動に変換されてピストンロッド１２に伝達される。これにより、ピストンロッド１２が往復動（上下動）することで、ピストン１０をシリンダ８内に沿って往復動（上下動）させることができる。

また、図３に示すように、本実施形態の連続移送用ポンプ装置では、上記した滞留管構造２において、粒状の魚卵（移送対象物）が液体（１〜５％食塩水）と共に収容される管２ｔの内径Ｗ１と、ポンプ構造４において、粒状の魚卵（移送対象物）を液体（１〜５％食塩水）と共に汲み上げる部分（即ち、上記したシリンダ８）の内径Ｗ２とは、Ｗ１＜Ｗ２なる関係を満足するように設定されている。

即ち、本発明の技術思想に係る要旨の１つとしては、滞留管構造２（管２ｔ）の内径Ｗ１をシリンダ８の内径Ｗ２よりも小さく設定したことにあり、具体的には、Ｗ２を１００％とした場合、Ｗ１は４０％〜７０％の範囲に設定されている。ここで、Ｗ１は５０％〜６５％の範囲に設定することが好ましく、ベストモードとしては、６３％に設定すればよい。

なお、滞留管構造２（管２ｔ）の高さ寸法Ｔ、換言すると、濃度調節機構６（濃度調節容器６ａ）から下部側に向う深さ寸法Ｔ、別の捉え方をすると、ピストンポンプ４ｐ（シリンダ８）のシリンダ下部から更に下部側に向う深さ寸法Ｔ、並びに、滞留管構造２（管２ｔ）の長さ寸法Ｌについては、当該連続移送用ポンプ装置の使用目的や使用環境、或いは、設置場所の広さや形状などに応じて設定されるため、特に数値限定はしない。

次に、本実施形態の連続移送用ポンプ装置の動作について説明する。
駆動機構２８によってピストン１０を上方（図３の矢印Ｓ１方向）に移動させた場合、当該ピストン１０のピストン弁１０ａが弁座１０ｂに着座して流入・流出不可状態となることで、当該ピストン１０の下部側には吸引力が作用すると共に、上部側には押圧力が作用する。

このとき、シリンダ８のシリンダ下部に設けられている下部側逆止弁２６は、逆止ボール２６ａが弁座２６ｂから離間することで流入・流出可能状態となり、その結果、滞留管構造２（管２ｔ）に液体と共に収容されて滞留している魚卵は、液体に対する含有割合を高めた状態を維持しつつ、当該液体と共に汲み上げられ、下部側逆止弁２６を通過してシリンダ８内（ピストン１０の下部側）に新たに収容される。

同時に、排出管１６に設けられている上部側逆止弁２４は、逆止ボール２４ａが弁座２４ｂから離間することで流入・流出可能状態となり、その結果、シリンダ８内（ピストン１０の上部側）に既に収容されていた魚卵は、液体に対する含有割合を高めた状態を維持しつつ、当該液体と共に押し出され、上部側逆止弁２４を通過した後、合流管１８から送出管２０（図１参照）を介して送り出され、所定の味付け処理装置に向けて連続的に移送される。

これに対して、駆動機構２８によってピストン１０を下方（図３の矢印Ｓ２方向）に移動させた場合、当該ピストン１０のピストン弁１０ａが弁座１０ｂから離間して流入・流出可状態となることで、当該ピストン１０の下部側及び上部側に圧力が作用しなくなり、その結果、上部側及び下部側逆止弁２４,２６は、共に、逆止ボール２４ａ,２６ａが弁座２４ｂ,２６ｂに着座することで流入・流出不可能状態となる。

このとき、シリンダ８内に既に収容されていた魚卵は、液体に対する含有割合を高めた状態を維持しつつ、当該液体と共にピストン弁１０ａを通過した後、当該シリンダ８内のピストン１０の上部側に移される。この後、上記同様に、駆動機構２８によってピストン１０を上方（図３の矢印Ｓ１方向）に移動させることで、当該シリンダ８内（ピストン１０の上部側）の魚卵を、液体と共に、所定の味付け処理装置に向けて連続的に移送することができる。

以上、本実施形態によれば、ポンプ構造４の下部側に滞留管構造２（管２ｔ）を設け、かかる滞留管構造２（管２ｔ）に、粒状の魚卵（移送対象物）を高濃度状態で収容して滞留させるようにしたことで、当該粒状の魚卵（移送対象物）を少ない水量で連続的に移送することができる。これにより、大量の魚卵に対して一時に魚卵洗浄分離処理を行う装置に対して、粒状の魚卵（移送対象物）を効率よく連続的に移送して供給することができるため、高濃度移送魚卵の分離洗浄効率を飛躍的に向上させることができる。

また、本実施形態によれば、粒状の魚卵（移送対象物）に対して過剰な外力（押圧力、水圧など）が作用することはなく、これにより、魚卵を破損（壊れたり、傷付いたり）させることなく連続的に移送させることができるため、歩留りを飛躍的に高めることができる。

更に、本実施形態によれば、滞留管構造２（管２ｔ）、並びに、シリンダ８、排出管１６、合流管１８、送出管２０、カバー管２２は、連結具Ｇを介して接続及び分解が容易であるため、頻繁に又は定期的に、メンテナンスや清掃を簡単に行うことができる。これにより、特に高い衛生状態が要求される部分（例えば、滞留管構造２（管２ｔ）、シリンダ８、排出管１６、合流管１８、送出管２０）を常に清潔・清浄な状態に維持することができる。

また、本実施形態によれば、ポンプ構造４として、複数のピストンポンプ４ｐを用いる場合、駆動機構２８によって、隣り合うピストンポンプ４ｐを交互に動作させることで、各ピストンポンプ４ｐにおける汲み上げ移送（送出）処理を互い違いに行うことが好ましい。これにより、複数のピストンポンプ４ｐを同時に動作させた際に生じる脈動現象（振動、がたつき等）を少なくすることができるため、当該連続移送用ポンプ装置の早期劣化を防止しつつ、長期に亘って安定して使用し続けることが可能となる。

ここで、例えば２つのピストンポンプ４ｐを用いる場合（図１参照）を想定すると、図２に示された駆動機構２８において、図示しないモータによって回転制御される一対の回転板３０に対して、相対的に１８０°位相をずらした位置に一対の変換ロッド３２の一端３２ａをそれぞれ連結させると共に、その他端３２ｂを各ポンプ４ｐのピストンロッド１２の延出端に連結させればよい。

そうすると、一対の回転板３０の回転運動に伴って一対の変換ロッド３２が相対的に１８０°位相がずれて旋回することになり、このとき、一対のピストンロッド１２が交互に（互い違いに）直線往復運動することとなる。これにより、２つのピストンポンプ４ｐにおけるピストン１０を交互（互い違いに）往復動（上下動）させることができるため、当該各ピストンポンプ４ｐにおける汲み上げ移送（送出）処理を互い違いに行うことができる。

２ 滞留管構造
４ ポンプ構造
６ 濃度調節機構
８ シリンダ
１０ ピストン
１２ ピストンロッド
１４ シール体
１６ 排出管
１８ 合流管
２０ 送出管
２８ 駆動機構

Claims (5)

1. 粒状の移送対象物を所定の液体と共に収容し、滞留させる第一の滞留領域を形成する滞留管構造と、
   前記滞留管構造よりも上部側に設けられ、当該滞留管構造に連通接続されたポンプ構造とを備え、
   前記第一の滞留領域に液体と共に収容されて滞留している移送対象物が、前記ポンプ構造によって、当該液体と共に汲み上げられて連続的に送出管方向へと移送される連続移送用ポンプ装置であって、
   前記第一の滞留領域に収容・滞留される移送対象物は、単位体積中での液体と移送対象物との合算量を１００％としたときに、当該合算量の３０％以上に調整され、
   前記ポンプ装置は、前記滞留管構造の第一の滞留領域に連通接続されたシリンダと、前記シリンダ内に沿って移動可能なピストンとを含み、
   前記シリンダは、前記滞留管構造を構成する管と前記送出管との間に介在されており、
   前記ピストンは、ピストン弁と、前記シリンダの内壁に摺接し、かつ前記ピストン弁が着座した際に密閉し、離間した際に貫通する中空の弁座と、前記弁座と共に構成され、前記ピストン弁が自由に遊動可能な領域を有し、かつ脱落を防止し得るように前記ピストン弁を囲んでいるフレームとで構成されており、
   前記シリンダの上流側には、前記ピストンの引き上げ作動により生じる吸引力によって貫通し、前記ピストンの押し下げ作動により生じる押圧力によって密閉可能な下部側逆止弁が設けられ、
   前記シリンダの下流側には、前記ピストンの引き上げ作動により生じる押圧力によって貫通し、前記ピストンの引き下げ作動により生じる吸引力によって密閉可能な上部側逆止弁が設けられ、
   前記下部側逆止弁は、逆止ボールと、前記シリンダの上流側に存する管内壁に前記逆止ボールと共に内装され、かつ前記逆止ボールが着座した際に密閉し、離間した際に貫通する中空の弁座と、前記弁座と共に構成され、前記逆止ボールが自由に遊動可能な領域を有し、かつ脱落を防止し得るように前記逆止ボールを囲んでいるフレームとで構成され、
   前記上部側逆止弁は、逆止ボールと、前記シリンダの下流側に存する管内壁に前記逆止ボールと共に内装され、かつ前記逆止ボールが着座した際に密閉し、離間した際に貫通する中空の弁座と、前記弁座と共に構成され、前記逆止ボールが自由に遊動可能な領域を有し、かつ脱落を防止し得るように前記逆止ボールを囲んでいるフレームとで構成され、
   前記ピストンは、前記上部側逆止弁と下部側逆止弁との間に形成される第二の滞留領域に配設されていることを特徴とする連続移送用ポンプ装置。
2. 前記滞留管構造において、移送対象物が液体と共に収容される管の内径Ｗ１と、
   前記ポンプ構造において、移送対象物を液体と共に汲み上げる部分のシリンダの内径Ｗ２とは、
   Ｗ１＜Ｗ２なる関係を満足するように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の連続移送用ポンプ装置。
3. Ｗ２を１００％とした場合、Ｗ１は４０％〜７０％の範囲に設定されていることを特徴とする請求項２に記載の連続移送用ポンプ装置。
4. 前記ポンプ構造は、１又は複数のポンプから構成されており、
   複数のポンプを用いる場合、隣り合うポンプを交互に動作させることで、各ポンプにおける汲み上げ移送処理を互い違いに行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の連続移送用ポンプ装置。
5. 粒状の移送対象物は、所定の加工処理によって粒状に分離された各種の魚卵であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の連続移送用ポンプ装置。

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