(57)【要約】【課題】構造が簡単で装置全体を小型化することができ、直管状の流体管路に適用することができ、発電力が良好な逆止弁を提供する。【解決手段】流入閉止弁１２０を少なくとも一対のマグネット１４１,１４２の反発力により流入口１１１に弁付勢機構１４０が付勢する。流入口１１１から流入して流入閉止弁１２０の周囲を通過する流体を流体回転機構１５０が回転させる。流体とともに回転する流入閉止弁１２０の外周部に少なくとも一対の極性の磁力を磁力発生機構１２１が発生させる。回転する流入閉止弁１２０の外周部と対向している電力発生機構１６０が磁力で電力を発生する。【選択図】図１
2012007687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流入する流入口と流出する流出口とを有する流路を形成する弁本体と、
前記流路に位置して前記流入口を開閉自在に閉止する流入閉止弁と、
前記流入閉止弁を前記流入の方向に直線状に移動自在かつ直交する方向に回転自在に支持する弁支持機構と、
前記流入閉止弁を前記流入口に付勢する弁付勢機構と、
前記流入口から流入して前記流入閉止弁の周囲を通過する前記流体を回転させる流体回転機構と、
前記流体とともに回転する前記流入閉止弁により電力を発生する電力発生機構と、
を有する逆止弁。
【請求項２】
前記流体回転機構は、前記弁本体の少なくとも前記流入口の内周面に形成されている螺旋部を有する請求項１に記載の逆止弁。
【請求項３】
前記流体回転機構は、前記流入閉止弁の外周面に形成されている螺旋部を有する請求項１または２に記載の逆止弁。
【請求項４】
前記流体回転機構は、前記弁本体の少なくとも前記流入口の内周面に形成されている螺旋部を有し、
前記弁本体の螺旋部と前記流入閉止弁の螺旋部とが反対方向に傾斜している請求項３に記載の逆止弁。
【請求項５】
前記流体とともに回転する前記流入閉止弁に少なくとも一対の極性の磁力を発生させる磁力発生機構を、さらに有し、
前記電力発生機構は、回転する前記流入閉止弁と対向して前記磁力で電力を発生する請求項１ないし４の何れか一項に記載の逆止弁。
【請求項６】
前記磁力発生機構は、前記流入閉止弁の外周部に前記磁力を発生させ、
前記電力発生機構は、回転する前記流入閉止弁の外周部と対向して前記電力を発生する請求項５に記載の逆止弁。
【請求項７】
前記弁付勢機構は、前記流入閉止弁を少なくとも一対のマグネットの反発力により前記流入口に付勢する請求項１ないし６の何れか一項に記載の逆止弁。
【請求項８】
前記弁付勢機構は、前記弁支持機構の支持軸で少なくとも一部が軸支されている多段の前記マグネットを有する請求項７に記載の逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の流動方向を一方に規制する逆止弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、流体の流動方向を一方に規制するために逆止弁が利用されている。このような逆止弁では、例えば、流体が流入する流入口と流出する流出口とを有する流路を弁本体が形成する。
【０００３】
流路に位置する流入閉止弁が流入口を開閉自在に閉止する。流入閉止弁を流入の方向に直線状に移動自在に弁支持機構が支持する。流入閉止弁を流入口に弾発的に弁付勢機構が付勢する。
【０００４】
このため、流体の流入が停止されると弁付勢機構の付勢により即座に流入口が流入閉止弁で閉止される。従って、流体の逆流が最小限となるので、発生する水撃も最小限となる（特許文献１，２）。
【０００５】
さらに、逆止弁であるリフト弁の弁体を流体で回転させて発電する逆止弁の提案もある。その技術は、流体管路にリフト弁を介設し、そのリフト弁の弁体の回転により発電機を駆動させるもので、リフト弁を流体管路の湾曲部に設けている。
【０００６】
流体管路の湾曲部では、流体に生じる偏流は強いものとなり、弁体は、その湾曲部の偏流の影響下に配置される。このため、弁体に作用する流体圧がより不均一なものとなり、弁体がより早い速度で回転するため、発電量を大きくできる。
【０００７】
また、そのリフト弁を流体管路に介設した曲管の下流側に直結して設ければ、さらに発電量を大きくできる。また、その弁体の外周に軸心周り外側に向く羽根を設ければ、その弁体の流体圧を受ける部分が外側に広がる。このため、弁体の回転速度が高まり、さらに発電量を大きくすることができる（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−１８０２７１号公報
【特許文献２】特開２００１−０５９５７８号公報
【特許文献３】特開２００６−２６６１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献３のリフト弁では、流体で弁体を回転させるため、弁体を湾曲した流体管路に配置している。このため、弁体の配置の自由度が低く、例えば、直管状の流体管路に適用することができない。
【００１０】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、直管状の流体管路に適用することができ、簡単な構造で電力を発生させることができる逆止弁を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の逆止弁は、流体が流入する流入口と流出する流出口とを有する流路を形成する弁本体と、流路に位置して流入口を開閉自在に閉止する流入閉止弁と、流入閉止弁を流入の方向に直線状に移動自在かつ直交する方向に回転自在に支持する弁支持機構と、流入閉止弁を流入口に付勢する弁付勢機構と、流入口から流入して流入閉止弁の周囲を通過する流体を回転させる流体回転機構と、流体とともに回転する流入閉止弁により電力を発生する電力発生機構と、を有する。
【００１２】
従って、本発明の逆止弁では、流体が流入する流入口と流出する流出口とを有する流路を弁本体が形成する。流路に位置する流入閉止弁が流入口を開閉自在に閉止する。流入閉止弁を流入の方向に直線状に移動自在に弁支持機構が支持する。流入閉止弁を流入口に弁付勢機構が付勢する。流入口から流入して流入閉止弁の周囲を通過する流体を流体回転機構が回転させる。流体とともに回転する流入閉止弁により電力発生機構が電力を発生する。このため、流入閉止弁の支持軸に別体の発電機を装着する必要がなく、流入閉止弁の周囲を通過する流体を流体回転機構が回転させ、この流体とともに回転する流入閉止弁により電力が発生される。
【００１３】
また、上述のような逆止弁において、流体回転機構は、弁本体の少なくとも流入口の内周面に形成されている螺旋部を有してもよい。
【００１４】
また、上述のような逆止弁において、流体回転機構は、流入閉止弁の外周面に形成されている螺旋部を有してもよい。
【００１５】
また、上述のような逆止弁において、流体回転機構は、弁本体の少なくとも流入口の内周面に形成されている螺旋部を有し、弁本体の螺旋部と流入閉止弁の螺旋部とが反対方向に傾斜していてもよい。
【００１６】
また、上述のような逆止弁において、流体とともに回転する流入閉止弁に少なくとも一対の極性の磁力を発生させる磁力発生機構を、さらに有し、電力発生機構は、回転する流入閉止弁と対向して磁力で電力を発生してもよい。
【００１７】
また、上述のような逆止弁において、磁力発生機構は、流入閉止弁の外周部に磁力を発生させ、電力発生機構は、回転する流入閉止弁の外周部と対向して電力を発生してもよい。
【００１８】
また、上述のような逆止弁において、弁付勢機構は、流入閉止弁を少なくとも一対のマグネットの反発力により流入口に付勢してもよい。
【００１９】
また、上述のような逆止弁において、弁付勢機構は、弁支持機構の支持軸で少なくとも一部が軸支されている多段のマグネットを有してもよい。
【００２０】
なお、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【００２１】
また、本発明で云う螺旋部は、螺旋形で流動する流体を回転させるものであればよく、螺旋形の凹部や凸部でよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の逆止弁では、流入閉止弁の支持軸に別体の発電機を装着する必要がなく、流入閉止弁の周囲を通過する流体を流体回転機構が回転させ、この流体とともに回転する流入閉止弁により電力が発生される。従って、流入閉止弁の周囲を通過する流体を流体回転機構が回転させるので、直管状の流体管路に適用することができ、流体の逆流を防止する流入閉止弁で電力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の逆止弁の内部構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図２】流体が流入する状態の逆止弁を示す模式的な縦断正面図である。
【図３】逆止弁の内部構造を示す模式的な横断平面図である。
【図４】一の変形例の逆止弁の内部構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図５】他の変形例の逆止弁の内部構造を示す模式的な横断平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。なお、本実施の形態では図示するように上下方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【００２５】
本実施の形態の逆止弁１００は、図１ないし図３に示すように、流体が流入する流入口１１１と流出する流出口１１２とを有する流路１１３を形成する弁本体１１０と、流路１１３に位置して流入口１１１を開閉自在に閉止する流入閉止弁１２０と、流入閉止弁１２０を流入の方向に直線状に移動自在かつ直交する方向に回転自在に支持する弁支持機構１３０と、流入閉止弁１２０を少なくとも一対のマグネット１４１,１４２の反発力により流入口１１１に付勢する弁付勢機構１４０と、流入口１１１から流入して流入閉止弁１２０の周囲を通過する流体を回転させる流体回転機構１５０と、流体とともに回転する流入閉止弁１２０の外周部に少なくとも一対の極性の磁力を発生させる磁力発生機構１２１と、回転する流入閉止弁１２０の外周部と対向して磁力で電力を発生する電力発生機構１６０と、を有する。
【００２６】
なお、流体回転機構１５０は、弁本体１１０の流入口１１１の内周面および流入閉止弁１２０の周囲に形成されている溝状の螺旋部１５１，１５２を有する。また、弁支持機構１３０は、流入閉止弁１２０に固定されている支持軸１３１を滑り軸受１３２でスライド自在かつ回転自在に軸支している。
【００２７】
流入閉止弁１２０は、磁力発生機構１２１として、例えば、一対の極性に着磁されていてもよく、複数対の極性に着磁されていてもよい。また、このために複数のマグネットが内蔵されていてもよい。電力発生機構１６０は、複数の電磁コイル１６１からなり、例えば、流量センサや流温センサなどに電力を供給する(図示せず)。
【００２８】
上述のような構成において、本発明の逆止弁１００では、流入口１１１に流体が流入していない状態では、図１に示すように、流路１１３に位置する流入閉止弁１２０が流入口１１１を開閉自在に閉止する。
【００２９】
流入口１１１に流体が流入すると、図２に示すように、弁支持機構１３０で支持されている流入閉止弁１２０が弁付勢機構１４０の反発力に抗して浮遊するので、流体が流路１１３を流出口１１２まで流動する。
【００３０】
このとき、流入口１１１から流入して流入閉止弁１２０の周囲を通過する流体を流体回転機構１５０が回転させるので、回転自在に軸支されている流入閉止弁１２０も回転する。
【００３１】
すると、流体とともに回転する流入閉止弁１２０の外周部に磁力発生機構１２１が磁力を発生させているので、回転する流入閉止弁１２０の外周部と対向している電力発生機構１６０が磁力で電力を発生する。
【００３２】
このため、本実施の形態の逆止弁１００では、流入閉止弁１２０の支持軸に別体の発電機を装着する必要がないので、構造が簡単で装置全体を小型化することができる。しかも、流入閉止弁１２０の周囲を通過する流体を流体回転機構１５０が回転させるので、直管状の流体管路に適用することができる。
【００３３】
さらに、弁付勢機構１４０がマグネット１４１,１４２の反発力により流入閉止弁１２０を非接触に付勢するので、この付勢のために発電力が阻害されることがなく、良好な発電力を実現することができる。
【００３４】
また、本実施の形態の逆止弁１００では、流体回転機構１５０は、弁本体１１０の少なくとも流入口１１１の内周面に形成されている螺旋部１５１を有する。このため、簡単な構造で流入閉止弁１２０の周囲を通過する流体を回転させることができる。
【００３５】
しかも、本実施の形態の逆止弁１００では、流入閉止弁１２０が流体とともに回転するので、そのジャイロ効果により流入閉止弁１２０が安定に回転することができる。また、流動する流体が回転するので、例えば、流体である汚水の異物(図示せず)が逆止弁１００の内部に付着したり滞積することも抑制できる。
【００３６】
なお、本実施の形態の逆止弁１００は、流入閉止弁１２０の回転数に対応した周波数の交流電力を発生するが、この交流電力を整流回路により直流電力とすることもできる(図示せず)。
【００３７】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態では流体回転機構１５０として弁本体１１０の流入口１１１の内周面だけでなく、流入閉止弁１２０の周囲にも螺旋部１５１，１５２が形成されていることを例示した。
【００３８】
しかし、図４に例示する逆止弁２００のように、流体回転機構２１０として弁本体１１０の流入口１１１の内周面に螺旋部１５１が形成されているが、流入閉止弁１２０の周囲には螺旋部１５２が形成されていなくともよい。また、図４に例示する逆止弁２００のように、流体回転機構２１０として、流入閉止弁１２０の外周面に螺旋部２１１が形成されていてもよい。
【００３９】
さらに、上記形態では弁付勢機構１４０として一対のマグネット１４１，１４２の反発力で流入閉止弁１２０が付勢されていることを例示した。しかし、図４に例示する逆止弁２００のように、弁付勢機構２２０が、弁支持機構１３０の支持軸１３１で少なくとも一部が軸支されている多段のマグネット２２１〜２２３を有してもよい。
【００４０】
また、弁本体１１０に固定した支持軸１３１に軸受機構をスライド自在に軸支して一般的なコイルスプリングで下方に付勢し、その軸受機構に流入閉止弁１２０を装着してもよい(図示せず)。
【００４１】
さらに、上記形態では流入閉止弁１２０の外周部に永久磁石からなる磁力発生機構１２１が配列されており、これと対向する弁本体１１０に電力発生機構１６０の電磁コイル１６１が配列されていることを例示した。
【００４２】
しかし、流入閉止弁１２０の外周部に電力発生機構１６０の電磁コイル１６１が配列されており、これと対向する弁本体１１０に永久磁石からなる磁力発生機構１２１が配列されていてもよい(図示せず)。
【００４３】
また、前述のように弁本体１１０に固定した支持軸１３１に軸受機構で流入閉止弁１２０を回転自在に装着する場合には、支持軸１３１と流入閉止弁１２０の内周部との一方に磁力発生機構１２１が配列されていて他方に電磁コイル１６１が配列されていてもよい。
【００４４】
さらに、図１ないし図３に示すように、上記形態では電磁コイル１６１が流入閉止弁１２０の支持軸１３１と平行な軸心方向で弁本体１１０に配列されていることを例示した。
【００４５】
しかし、図５に例示する逆止弁３００のように、円周方向と平行な軸心方向で電磁コイル１６１が弁本体１１０に配列されていてもよく、電磁コイル１６１が弁本体１１０に放射状に配列されていてもよい(図示せず)。
【００４６】
また、上記形態では流入閉止弁１２０が単純な円盤状に形成されていることを例示した。しかし、図５に例示する逆止弁３００のように、流入閉止弁３１０が外周面に凹部と凸部のあるギヤ状に形成されていてもよい。
【００４７】
この場合、流入閉止弁３１０の凸部を着磁することにより、着磁されている流入閉止弁３１０の凸部と電磁コイル１６１とのクリアランスを短縮して発電性能を向上させることができる。
【００４８】
しかも、流入閉止弁３１０の外周面に凹部と凸部とが形成されていることにより、回転する流体の流動により、より良好に流入閉止弁３１０を回転させて発電性能を向上させることができる。それでいて、凹部を流体が流動するので、逆止弁３００の流体の流動性能も向上させることができる。
【００４９】
さらに、上記形態では弁支持機構１３０が流入閉止弁１２０を支持軸１３１の上端のみで軸支していることを例示した。しかし、弁支持機構が流入閉止弁１２０を支持軸１３１の上端と下端との両方で軸支していてもよい(図示せず)。
【００５０】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１００    逆止弁
１１０    弁本体
１１１    流入口
１１２    流出口
１１３    流路
１２０    流入閉止弁
１２１    磁力発生機構
１３０    弁支持機構
１３１    支持軸
１３２    軸受
１４０    弁付勢機構
１４１，１４２    マグネット
１５０    流体回転機構
１５１    螺旋部
１５２    螺旋部
１６０    電力発生機構
１６１    電磁コイル
２００    逆止弁
２１０    流体回転機構
２１１    螺旋部
２２０    弁付勢機構
２２１-２２３    マグネット
【図１】
2012007687.tif 000003
【図２】
2012007687.tif 000004
【図３】
2012007687.tif 000005
【図４】
2012007687.tif 000006
【図５】
2012007687.tif 000007