JP2003519347A - 一方向の流れを達成するための方法と装置 - Google Patents

一方向の流れを達成するための方法と装置

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JP2003519347A JP2001549953A JP2001549953A JP2003519347A JP 2003519347 A JP2003519347 A JP 2003519347A JP 2001549953 A JP2001549953 A JP 2001549953A JP 2001549953 A JP2001549953 A JP 2001549953A JP 2003519347 A JP2003519347 A JP 2003519347A
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ペアッソン，マッツ
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Abstract

(57)【要約】 一方向バルブの流体抵抗を増大させることなく、既存の導管に組み込むことができるようにする。 【解決手段】本発明は導管（２）内における一方向の流れに関して最小の流体抵抗で自動機能を達成するための方法及び装置に関する。影響を受けない状態において導管（２）を閉止する一方向バルブ（１）は可撓性を有する弾性材料であり、導管（２）の内面に対して密着状態で配置される。そして、一方向バルブ（１）は導管（２）内に長手方向／周方向の延出部を有するその外面の一つ又は複数の部分によって導管（２）の内周面に沿って部分的に固定されている。媒体からの圧力が導管（２）内で一方向に印加された場合には、その媒体からの圧力が一方向バルブ（１）の非固定部分を導管（２）の内面に押圧して完全密着要素を形成するという事実によって流れが阻止される。逆に、媒体からの圧力が反対方向の場合には、一方向バルブ（１）の非固定部分がへこまされ、それによって、圧力の大きさに応じた流れが実質的な抵抗なしで形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、導管内における自動的な一方向の流れを最小の流体抵抗で達成する
ための方法及び装置に関連する。
【０００２】 一方向タイプの従来の自動チェックバルブは、傾斜ゲートと、ボール、ゴム製
ダイヤフラムまたは浮動体を有するチェックバルブとによって特徴付けられる。
上記チェックバルブすべてに共通するのは、それらのバルブが取り付けられてい
る導管内において、程度の大小こそあれ流体抵抗を発生させることである。さら
に、流体抵抗は、程度の大小はあるが、閉塞に関する問題を生じさせる。要求さ
れる品質が信頼性であることが多いので、他の解決法が必要とされる。
【０００３】 特に、導管の内部に取り付けられるように設計されたチェックバルブは大きな
流体抵抗を発生させる。加圧導管に使用される時には、満足できる機能性を達成
するために、ポンプの容量及び、場合によっては、導管の外側寸法を修正しなけ
ればならない。そのため、このタイプのチェックバルブは、必要とされるかなり
の長所を備えているのにも関わらず、実際に使用されることは稀である。無視し
得る程度の流体抵抗を有するチェックバルブも存在するが、これらのバルブは壁
又は室を有しており、それ自体が高価であるとともに既存の導管への取り付け費
用も高い。
【０００４】 したがって、本発明の目的は、無視し得る程度の流体抵抗より大きい流体抵抗
を発生させることなく、自動的な一方向の流れを達成するための、簡単だが信頼
できる方法と手段を提供することである。
【０００５】 本発明のさらなる目的は、アセンブリに関する再設計や寸法変更を必要とせず
に、この種の一方向バルブを既存の導管に組み込むことができるようにすること
である。
【０００６】 本発明によれば、非影響状態で導管を封鎖する一方向バルブは可撓性を有する
弾性材料であり、導管の内面に密着した状態で配置される。一方向バルブは導管
内に長手方向／周方向の延出部を有するその外面の一つ又は複数の部分によって
導管の内周面に沿って部分的に固定されており、媒体からの圧力が導管内で第１
方向に印加された場合には、その媒体からの圧力が一方向バルブの非固定部分を
導管の内面に押圧するために、発生し得る流れが阻止される。このようにして、
完全密着要素が形成される。媒体からの圧力が反対方向に加えられると、一方向
バルブの非固定部分がへこまされ、それによって、圧力の大きさに応じた無視し
得る程度の抵抗の流れが形成される。
【０００７】 本発明の好適な実施の形態によれば、一方向バルブの部分的固定が導管の内周
の半分以下に沿って行なわれ、それによって、流れが許容される時には、一方向
バルブは程度の差は別として流れの圧力に応じて導管の内面と接触する。この特
徴により、流れが最大の時には、一方向バルブは導管の内面へ完全に折り畳まれ
、バルブの径方向延出部はほとんど無視し得る程度になる。
【０００８】 本発明のさらに好適な実施の形態によれば、一方向バルブは、影響を受けない
時には、一方向バルブが導管を完全に閉じる非変形位置に戻るような固有の弾性
を有するように設計される。この特徴は、材料自体が「固有の戻りばね」を有し
、流れがない時にはチェックバルブを閉じ、阻止方向に「わずかな流れ」すらも
発生させないことを意味する。
【０００９】 さらなる実施の形態においては、一方向バルブは、部分的に固定された単数ま
たは複数の領域において、一方向バルブの全長にわたって導管の内側に固定され
る。これにより、一方向バルブは、折り畳まれた状態においては、一方向バルブ
のほぼ全長に対応する表面に接着するという長所が得られる。これは一方向バル
ブと導管との接合の強度が導管内の流れによって向上されることを意味する。 以下、同封の図面に図示された実施の形態を参照して、本発明をさらに詳しく
説明する。
【００１０】 図１ａには、本発明による方法を実施することを意図した一方向バルブ装置１
の長手方向断面が示されている。装置１は導管２に載置されており、接着剤など
の適当な方法により導管に接着されている。導管２は従来設計のものであり、予
想できる最小から最大の材料厚さを持つ材料から形成され、用途に適した寸法を
有している。この図においては、導管２及び一方向バルブ１はその設計対象であ
る下水などの何らかの媒体による影響を受けていない状態で示されている。さら
に、印加される圧力の方向に関係なく、導管２の方向を向いた一方向バルブ１の
表面は、図１ａに図示されているような導管の突出方向から見た傾斜において、
３５°±１０°の角度だけ傾斜されていることが示されている。傾斜の目的は圧
力の方向におけるチェックバルブの開口を容易にしてこのような開口を可能にす
ることである。同時に、この傾斜は阻止方向における流れの進行が基本的に妨害
されるという作用を有する。
【００１１】 理由を明らかにするため、図１ｂは一方向バルブ１の外周が導管２の内面と完
全に接触した状態を示す。これは強制的に行なわれる。その理由は、一方向バル
ブ１は図１ａのような一方向バルブ１のオリジナル形状を弾性的に維持しようと
する部品（図示せず）を製造時に有しているからである。
【００１２】 誤解を防ぐために、図２ａは、図示された実施の形態においては、一方向バル
ブ１は流れが最大の時にどのように折り畳まれ、また、導管２の内面の半分に沿
ってどのように配置されるのかを示す。導管の材料厚さは一方向バルブの材料厚
さと同じと考えられるので、一方向バルブ１の材料厚さに関連する寸法は図では
概ね誇張されている。これは事実と異なるけれども、この誇張は、様々な流れに
おける一方向バルブの変形を明示するため、意図的に行なわれたものである。次
の図２ｂは導管２及び一方向バルブ１を断面で示した図であり、図１ｂと類似し
た図であるが、この場合は流れが最大の場合を示している。
【００１３】 もちろん、チェックバルブ１，２は、程度の差は別として、媒体の圧力の大き
さとは無関係に機能する。これはそれぞれ図３ａおよび３ｂに図示されている。
流体抵抗が非常に低いことに加えて、導管２の一方向バルブ１は水１０mmの範囲
の圧力で開口するが、反対方向においては、数メートルの水圧に耐えることがで
きる。図３ａおよび３ｂにおいては、それぞれ、導管部分は媒体の流れが中間程
度の時の導管部分が図示されており、特に、図３ｂにおいては、一方向バルブの
要素がこのような流れにおいて部分的にへこんでいる。同時に、これらの図は、
一方向バルブの阻止状態から最大圧力が印加されたとき、すなわち最大の流れが
発生したときにおける完全なへこみ／折り畳み状態までの連続的な変形に関連し
た中間状態を示している。
【００１４】 図４は、上述した図と類似した方法で、反対方向つまり阻止方向に媒体圧力が
印加された時の一方向バルブの作用を示す。図に示されるように、一方向バルブ
１のダイヤフラム部分３は圧力の影響を受けて膨張している。とりわけ、この阻
止位置における導管内の媒体圧力は、その媒体圧力が上昇したときに、密封作用
を向上させるという正の作用を有することが明らか示されている。
【００１５】 最後に図５は本発明の別の実施の形態を示している。この形態においては、上
記した機能と同じ機能を有する一方向バルブ１は若干異なる設計を有する。傾斜
を有する上記の好ましい実施の形態とは対照的に、この場合においては、一方向
バルブ１は断面において多かれ少なかれＶ字形である。すなわち、２種類の異な
る傾斜を有する。これは、図１〜４の実施の形態に関連して述べた機能に対応す
る機能を達成するために、この場合の一方向バルブ１は２本の直線状の接触ライ
ン４に沿って導管２の内面に固定されていることを意味する。しかし、チェック
バルブの機能は概ね同じであり、同時に、上述した目的と長所を達成することも
概ね変わらない。
【図面の簡単な説明】
【図１ａ】 本発明による方法と手段を達成するための一方向バルブを有する導管部分の長
手方向断面を示す図である。
【図１ｂ】 図１ａに対応する導管部分を示す図であり、Ｉｂ−Ｉｂ線断面図である。
【図２ａ】 図１ａに対応する導管部分を示す図であり、導管部分の流れが最大の状態を示
す図である。
【図２ｂ】 図２ａと同じ導管部分のＩＩｂ−ＩＩｂ線断面図であり、図１ａと２ａの違い
と同じ違い、つまり流れがない時と流れが最大の時との違いを示す図である。
【図３ａ】 図１ａと２ａに対応する導管部分を示す図であり、流れが制限された状態を示
す図である。
【図３ｂ】 図２ｂに対応するＩＩＩｂ−ＩＩＩｂ線断面図であり、流れが制限された状態
を示す図である。
【図４】 図１ａ、２ａ及び３ａに対応する導管部分を示す図であり、圧力が反対方向つ
まり阻止方向の状態を示す図である。
【図５】 導管部分の長手方向断面を示す図１ａ〜４と類似した図であり、本発明の別の
実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１ 一方向バルブ ２ 導管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導管（２）内における一方向の流れに関して最小の流体抵抗
    で自動機能を達成するための方法であって、 非影響状態において導管（２）を閉止する一方向バルブ（１）が可撓性を有す
    る弾性材料であり、導管（２）の内面に対して密着した状態で配置され、また、
    一方向バルブ（１）が導管（２）内に長手方向／周方向の延出部を有するその外
    面の一つ又は複数の部分によって導管（２）の内周面に沿って部分的に固定され
    ており、媒体からの圧力が導管（２）内で一方向に印加された場合には、その媒
    体からの圧力が一方向バルブ（１）の非固定部分を導管（２）の内面に押圧して
    完全密着要素を形成するという事実によって発生し得る流れが阻止され、さらに
    、媒体からの圧力が反対方向に加えられると、一方向バルブ（１）の非固定部分
    がへこまされ、それによって、圧力の大きさに応じた無視し得る程度の抵抗の流
    れが形成されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 一方向バルブ（１）の部分的固定が導管（２）の周の半分又
    はそれ未満に沿って形成され、それによって、流れが許容される時には、一方向
    バルブ（１）は程度の差は別として流れの圧力に応じて導管の内面と接触するこ
    とを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 一方向バルブ（１）は、影響を受けていない状態では、固有
    の弾性によって非変形位置へ自動的に回復するように設計され、その非変形位置
    においては、一方向バルブ（１）は導管（２）を完全に閉止していることを特徴
    とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 一方向バルブ（１）は、部分的に固定された領域において、
    一方向バルブ（１）の全長にわたって導管（２）の内側に固定されることを特徴
    とする請求項２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 導管（２）内における自己制御された一方向の流れを最小の
    流体抵抗で達成することを目的とした自己制御式チェックバルブ装置であって、 一方向バルブ（１）を有し、一方向バルブはその両側が同じ圧力の場合には導
    管（２）を閉止し、また、一方向バルブは導管に密着した状態で配置されるとと
    もに、導管（２）内に長手方向／周方向の延出部を有する一つ又は複数の部分に
    よって導管（２）の内面に沿って部分的に固定され、それによって、媒体からの
    圧力が第１方向の圧力である場合には、前記第１方向の流れを阻止して一方向バ
    ルブによって完全密着要素を形成し、媒体からの圧力が反対方向である場合には
    、圧力の大きさに応じてほぼ無制限の流れを許容することを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 一方向バルブ（１）の部分的固定が導管（２）の周の半分又
    はそれ未満に沿って形成され、それによって、流れが許容される時には、一方向
    バルブ（１）は程度の差は別として流れの圧力に応じて導管の内面と接触するこ
    とを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 一方向バルブ（１）は、影響を受けていない状態では、固有
    の弾性によって非変形位置へ自動的に回復するように設計され、その非変形位置
    においては、導管（２）が一方向バルブの位置によって完全に閉止されることを
    特徴とする請求項５または６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 一方向バルブ（１）は、部分的に固定された領域において、
    一方向バルブ（１）の全長にわたって導管（２）の内側に固定されることを特徴
    とする請求項６に記載の装置。
  9. 【請求項９】 媒体の圧力が導管の内側に作用している表面が導管に対して
    ９０°異なる傾斜を有し、特に圧力差が小さい時の機能が向上されていることを
    特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 傾斜が３５°±５°であることを特徴とする請求項９に記
    載の装置。
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