JP6360761B2 - フロート式逆流防止弁 - Google Patents

Description

この発明は、工場などの敷地内や建屋内で発生する排水を河川や海、公共排水施設などに排出する排水系統中に配設されるフロート式逆流防止弁に関する。

従来より、工場などの敷地内や建屋内で発生する排水を河川や海、公共排水施設などに排出する排水系統では、上流から下流への順方向に排水を行うべく、逆流を防止する目的でフロート式逆流防止弁が配設されている（例えば、特許文献１参照）。

一般的に、フロート式逆流防止弁は、排水系統の上流側と下流側とを連通する環状弁座、環状弁座の下方に位置するフロート及びこのフロートを上下方向に案内する複数のガイド部材等を備えている。フロートは、排水の水位に伴って浮上および降下して環状弁座を開閉する。平常時においては水位が低いため、フロートは、降下して環状弁座の下方の底板に載った（着地した）状態となり、環状弁座は開栓された状態となる。したがって、環状弁座を通過して上流から下流へ順方向に排水が行われる。一方、逆流時においては水位が上昇するため、フロートは、浮上した状態となり、環状弁座は閉栓された状態となる。これにより、環状弁座より上流側への逆流が防止される。

実開平６−６７５８８号公報

上述したフロートは、平常時においては環状弁座が開栓された状態となるので、空気（気体）は環状弁座の上流側と下流側とを自由に移動可能である。そのため、複数の建屋が接続されている排水系統において、１つの建屋内で火災が生じた場合、火災による煙などが排水系統に流入して別の建屋内に流入（逆流）する虞がある。また、排水系統下流の排水枡等で発生したガスなどが、排水系統を逆流して建屋内に流入する虞もある。

上述したようにフロート式逆流防止弁は、逆流を防止するべく排水系統中に配設される。しかしながら、例えば、配設後に、建屋の使用目的が変わるなどして煙の逆流等も追加的に防止したいと考えが変わる場合もある。このような場合、新たに別の逆止弁を排水系統中に配設することも考えられるが、コストが上昇してしまう。

この発明は、逆流のみを防止する機能、気体の移動を遮断しつつ逆流を防止する機能のいずれかに切り換えることができるフロート式逆流防止弁を提供することにある。

本発明によって提供される上流から下流に排水を行う排水系統中に配設されるフロート式逆流防止弁は、環状弁座、フロート、ガイド部材、付勢手段及び切換機構を備えている。環状弁座は、上下方向に開口し、前記排水系統の上流側と下流側とを連通する。フロートは、前記環状弁座下方の下流側において該環状弁座から下限位置までの間を上下方向に移動可能に配置され、前記開口に嵌合して該開口を閉じることで前記環状弁座を閉栓し、該開口を開放することで該環状弁座を開栓する。ガイド部材は、前記フロートの上下方向の移動をガイドする。付勢手段は、前記下限位置を規定し、該下限位置に降下した状態の前記フロートを支持し且つ上方に付勢する。切換機構は、前記環状弁座及び前記付勢手段の相対位置を、前記フロートが該環状弁座及び該付勢手段に挟持されて該環状弁座を閉栓している状態となる第１の相対位置、及び、前記フロートが排水の水位の上昇及び下降に伴って上下方向に浮上及び降下して該環状弁座を開閉する状態となる第２の相対位置に切り換える。

第１の相対位置に切り換えられた状態において、前記フロートは、上流からの排水の水頭圧によって付勢力に抗して降下するようにしてもよい。

切換機構は、前記環状弁座及び前記付勢手段の相対位置を、前記フロートが該環状弁座及び該付勢手段に挟持されて排水の水頭圧によって降下しないように該環状弁座を閉栓している状態となる第３の相対位置にも切り換え可能にしてもよい。

切換機構は、前記環状弁座及び前記付勢手段の少なくとも一方の高さ位置を変更するようにしてもよい。

付勢手段は、板部材に支持された単一のコイルバネであってもよい。

この発明によれば、環状弁座及び付勢手段の相対位置を、逆流に関わらず環状弁座を閉栓する第１の相対位置、及び、逆流時にのみ環状弁座を閉栓する第２の相対位置に切り換えることができるので、排水系統に配設後であっても、逆流のみを防止する機能、気体の移動を遮断しつつ逆流を防止する機能のいずれかに切り換えることができる。したがって、機能を変更するために発生するコストを低減することができる。

この発明の実施例１に係る逆流防止弁の断面図である。 逆流防止弁の本体に環状弁座及び弁座押えを取り付けた状態を下流側から見た図である。 逆流防止弁の底板の平面図である。 逆流防止弁の本体と挿通管とのねじ結合部分の拡大図である。 逆流防止弁の挿通管の平面図である。 逆流防止弁が有する機能を説明するための断面図である。 逆流防止弁が有する機能を説明するための断面図である。 この発明の実施例２に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の実施例３に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の実施例４に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の実施例５に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の実施例６に係る逆流防止弁の断面図である。

図面を参照してこの発明の実施形態であるフロート式逆流防止弁（以下、逆流防止弁という）について説明する。なお、この発明の構成は、実施形態に限定されるものではない。

図１は、この発明の実施例１に係る逆流防止弁１の断面図である。図２は、逆流防止弁１の本体５に環状弁座６及び弁座押え１４（挿通管４）を取り付けた状態を下流側から見た図であり、図３は、逆流防止弁１の底板８の平面図である。また、図４は、逆流防止弁１の本体５と挿通管４とのねじ結合部分の拡大図である。図５は、逆流防止弁１の挿通管４の平面図である。

図１に示すように、この実施例の逆流防止弁１は、建屋の床面２に発生する排水を河川や海などに排出する排水系統中に配設され、河川等から床面２に水が逆流してくるのを防止する。排水系統は、床面２に形成された凹部Ｈ、凹部Ｈの底面から下方に延びる排水管３等から構成されている。逆流防止弁１は、この排水管３の上端部に配設されている。

逆流防止弁１は、本体５、挿通管４、挿通管４に取り付けられた環状弁座６、本体５に取り付けられた４本のガイド棒７、ガイド棒７に取り付けられた底板８、環状弁座６とガイド棒７と底板８（コイルバネ１０）との内方に配設されたフロート９、底板８に取り付けられたコイルバネ１０等を備えている。本体５は、上下方向に貫通した断面が円形状の挿通口１１を有する円環（穴あき円盤）形状を呈する。本体５上端のフランジ５Ａが溶接２０によって床面２（凹部Ｈ底面）に固定支持される。また、本体５は、ガイド棒７を挿入するためのネジ孔１５（図２参照）を有している。

挿通管４は、上下方向に貫通した断面が円形状の上流口１３を有し、本体５の挿通口１１に挿通される。挿通管４の上端の外周面には、図４に示すように、雄ネジ４Ａ（ネジ溝）が形成されている。雄ネジ４Ａが、本体５の挿通口１１の周面に形成された雌ネジ１１Ａとねじ結合することで、挿通管４が本体５に固定支持される。なお、挿通管４の上面には、例えば、図５に示すような溝部４Ｂが形成されている。この溝部４Ｂに工具（不図示）を挿入して挿通管４を回転させて、本体５に挿通管４を取り付ければよい。また、本体５の雌ネジ１１Ａは、挿通口１１の上端から下端にわたって形成されているので、挿通管４の高さ位置を雌ネジ１１が形成されている範囲で調整可能である。したがって、本体５の雌ネジ１１Ａ及び挿通管４の雄ネジ４Ａは、本発明の切換機構に含まれる。

環状弁座６は、例えばゴム製であり、中央に連通開口６Ａを有している。環状弁座６は、弁座押え１４（図２参照）を介して挿通管４の下端に押圧固定されている。環状弁座６は、連通開口６Ａを介して、上流口１３（挿通口１１）と排水管３とを連通する。

弁座押え１４は、図２に示すように、環状構造を有している。弁座押え１４は、環状弁座６を固定する小ネジ（不図示）を挿入するための小ネジ孔１２を有している。この小ネジが小ネジ孔１２及び環状弁座６を貫通して挿通管４とねじ結合することで、弁座押え１４が挿通管４に固定支持される。

４本のガイド棒７は、ステンレス鋼等の金属製であり、上端部が本体５下端に等間隔に設けられたネジ孔１５とねじ結合し、本体５に固定支持されている。この４本のガイド棒７は、フロート９を上下方向に案内する。なお、ガイド棒７は、少なくとも３本設けられていればよい。

また、ガイド棒７の下端部は、底板８のガイド棒孔１６（図３参照）を貫通した状態でナット１７に螺合する。底板８は、板面が水平になるようにナット１７によって支持され、コイルバネ１０を固定支持する。また、底板８は、図３に示すように排水を通過させるための複数の貫通孔１８を有する。なお、底板８の板面は、精密に水平支持される必要はなく略水平であればよい。

コイルバネ１０は、フロート９の下限位置を規定する規定部材であり、降下した際のフロート９を支持する。また、コイルバネ１０は、金属製であり、例えば、溶接によって底板８に取り付けられている。

フロート９は、ステンレス鋼等の金属で形成され、図１に示すように中空の球形状を呈する。フロート９は、排水よりも比重が軽く形成され、図１に示すような状態では、排水管３内の水位変化に伴って環状弁座６及びコイルバネ１０間を上下方向に移動（浮上及び降下）する。また、フロート９は、上下方向の移動によって環状弁座６を開閉する。具体的には、フロート９が連通開口６Ａに嵌合して連通開口６Ａを閉じることで環状弁座６を閉栓する。また、フロート９が連通開口６Ａから離間して連通開口６Ａを開放することで環状弁座６を開栓する。

次に、逆流防止弁１が有する３つの機能について図６（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。図６（Ａ）〜（Ｃ）は、逆流防止弁が有する機能を説明するための断面図である。

逆流防止弁１は、逆流のみを防止する機能、気体の移動を遮断しつつ逆流を防止する機能、気体及び流体の移動の全てを遮断する機能を有する。これらの機能は、挿通管４（環状弁座６）の高さ位置を変更することで切り換えることができる。逆流防止弁１は、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、上述したように工具などを用いて挿通管４（環状弁座６）の高さ位置を変更することで３つの形態に切り換えわる。１つの形態において１つの機能が発揮される。

図６（Ａ）は、逆流のみを防止する機能が発揮される形態である。図６（Ａ）の形態では、フロート９がコイルバネ１０に載った状態でフロート９が環状弁座６から離間した状態となるように環状弁座６及びコイルバネ１０の相対位置が設定されている（第２の相対位置）。すなわち、逆流が発生していない平常時において環状弁座６が開栓された状態となる。

平常時においては、排水管３内の水位は、一般的に底板８の配置位置よりも低いので、フロート９は、自重などによって降下して図６（Ａ）に示すように底板８に載った（着地した）状態にあり、環状弁座６は開栓される。これにより、排水が床面２（上流）から連通開口６Ａ、ガイド棒７間や貫通孔１８を通過して下流口１９に流れ、最終的に河川等（下流）に排出される。

一方、下流側からの水の逆流時においては、排水管３内の水位は下流側から環状弁座６に向かって上昇するので、フロート９は、例えば、下部略半分が水没した状態で浮力によって浮上する。そして、水位が更に上昇すると、フロート９は、浮上して環状弁座６を閉栓する状態となる。これにより、環状弁座６よりも上流側に水が逆流して床面２などに溢れ出すことを確実に防止する。この逆流のみを防止する機能は、例えば、火災等の煙の逆流などを防止する必要性が低く、排水性能を重視するような場合に適用すればよい。

なお、逆流が終息して急激に水位が低下する場合や、平常時の排水が順方向に流れる場合には、フロート９がコイルバネ１０に向かって降下するが、コイルバネ１０が弾性変形によって衝撃を吸収するので、凹む等のフロート９の損傷の発生を低減できる。

図６（Ｂ）は、気体の移動を遮断しつつ逆流を防止する機能が発揮される形態である。図６（Ｂ）の形態では、フロート９が環状弁座６及びコイルバネ１０（上端部）で挟持され、また下方向の力が加えられることでフロート９が下方に移動可能な状態となるように環状弁座６及びコイルバネ１０の相対位置が設定されている（第１の相対位置）。すなわち、コイルバネ１０の上方への付勢力によってフロート９が環状弁座６に当接し、排水時を除いて環状弁座６が閉栓された状態となる。

平常時において、排水が発生していない場合、フロート９は、上述したようにコイルバネ１０の付勢力によって環状弁座６に当接した状態にあり、環状弁座６は閉栓されている。また、排水が発生した場合、フロート９は、図７に示すように上流口１３に達した排水の水頭圧によって付勢力に抗して降下する。これにより、環状弁座６は開栓される。そして、排水は、上流口１３から連通開口６Ａ、ガイド棒７間や貫通孔１８を通過して下流口１９に流れ、最終的に河川等（下流）に排出される。

一方、下流側からの水の逆流時においては、フロート９は、コイルバネ１０の付勢力、及び水位上昇に伴って生じる浮力などによって、環状弁座６に当接した状態にあり、環状弁座６は閉栓された状態となる。これにより、環状弁座６よりも上流側に水が逆流して床面２などに溢れ出すことを確実に防止する。この気体の移動を遮断しつつ逆流を防止する機能は、例えば、排水機能も必要であるが火災等の煙の逆流などを防止する必要もある場合に適用すればよい。なお、環状弁座６の高さ位置は、排水性能などを考慮して調整すればよい。

図６（Ｃ）は、気体及び流体の移動の全てを遮断する機能が発揮される形態である。図６（Ｃ）の形態では、フロート９が環状弁座６及びコイルバネ１０（上端部）で挟持され、また下方向の力が加えられてもフロート９が下方に移動できない下限位置で固定された状態となるように環状弁座６及びコイルバネ１０の相対位置が設定されている（第３の相対位置）。すなわち、コイルバネ１０が最大収縮位置に達した状態でフロート９が挟持され、環状弁座６が常時閉栓された状態である。

したがって、環状弁座６は開栓されないので、床面２からの排水を行うことができない。この気体及び流体の移動の全てを遮断する機能は、例えば、床面２のある建屋が排水の生じない設備に変更されるなどして、排水系統が不要になった場合に適用すればよい。

以上のように、環状弁座６及び付勢手段（コイルバネ１０）の相対位置を、逆流に関わらず環状弁座６を閉栓する第１の相対位置、及び、逆流時にのみ環状弁座６を閉栓する第２の相対位置に切り換えることができるので、逆流防止弁１が排水系統に配設された後であっても、逆流のみを防止する機能、気体の移動を遮断しつつ逆流を防止する機能のいずれかに切り換えることができる。したがって、機能を変更するために発生するコストを低減することができる。

なお、上述の実施例では、挿通管４の上端の外周面及び挿通口の周面に形成されたネジ溝を用いて環状弁座６の高さ位置を調整しているが、高さ位置を調整できる機構であれば、特にこれに限定されるものではない。また、上述の実施例では、付勢手段としてコイルバネ１０を用いているが、特にこれに限定されるものではない。

この実施例は、環状弁座及びコイルバネの相対位置を調整する構成において前述の実施例１と異なる。この異なる構成について図８を用いて説明する。その他の構成については実施例１と同様であるため説明は省略する。

図８は、この発明の実施例２に係る逆流防止弁１００の断面図である。この実施例では、環状弁座６（挿通管４）に加えて、コイルバネ１０（底板８）の高さ位置も調整可能な構成である。具体的には、４本のガイド棒７０の下端から突出部７１の間にネジ溝（不図示）が形成され、工具等を用いてナット１７の高さ位置を変更することでコイルバネ１０の高さ位置を変更することができる。突出部７１は、底板８の移動の上限位置を規定する。したがって、４本のガイド棒７０下端のネジ溝及びナット１７は、本発明の切換機構に含まれる。

このように、環状弁座６及びコイルバネ１０の高さ位置を調整する構成を用いても、前述の実施例１と同様の効果を奏することができる。なお、コイルバネ１０の高さ位置のみを変更する構成にしてもよい。

この実施例は、フロートの下限位置を規定する付勢手段の構成が前述の実施例１及び実施例２と異なる。この異なる構成について図９を用いて説明する。その他の構成については実施例１と同様であるため説明は省略する。

図９は、この発明の実施例３に係る逆流防止弁１０１の断面図である。この実施例では、降下時にフロート９が底板８に載る構成である。底板８は、４つのコイルバネ２００によって付勢支持されている。コイルバネ２００は、ガイド棒７００が貫通した状態でナット１７及び底板８によって挟持されている。そして、前述の実施例１と同様に環状弁座６の高さ位置を変更することで、環状弁座６及び底板８の相対位置を調整することができる。これにより、上記第１の相対位置となる場合は、フロート９は、環状弁座６及び底板８によって挟持される状態となって環状弁座６を閉栓する。したがって、この実施例では、底板８及びコイルバネ２００が本発明の付勢手段に相当する。

このように、付勢手段としてコイルバネ２００及び底板８の構成を用いても、前述の実施例１と同様の効果を奏することができる。なお、底板８に代えて、例えば、フロート９が着地する凹部を有する椀型の部材を用いてもよく、フロート９を支持できるものであればよい。

この実施例は、逆流防止弁が２つの排水管の間に設けられる構成において前述の実施例１〜３と異なる。この異なる構成について図１０を用いて説明する。その他の構成については実施例１と同様であるため説明は省略する。

図１０は、この発明の実施例４に係る逆流防止弁１０２の断面図である。逆流防止弁１０２の本体５０は、外周の一部に雄ネジ５０Ａを有している。この雄ネジ５０Ａが排水管３０の内周の一部に形成された雌ネジ３０Ａとねじ結合することで、逆流防止弁１０２が排水管３０に取り付けられた状態となる。また、本体５０の上端には、図示しない上流側の排水管が排水管３０と同様にねじ結合により接続される。

この実施例は、逆流防止弁が２つの排水管の間に設けられる構成において前述の実施例１〜３と異なる。また、取付具を用いて２つの排水管の間に設けられる構成において前述の実施例４と異なる。この異なる構成について図１１を用いて説明する。その他の構成については実施例１と同様であるため説明は省略する。

図１１は、この発明の実施例５に係る逆流防止弁１０３の断面図である。逆流防止弁１０３の本体５１は、排水管３１から突出した上端外周が取付具４００とねじ結合している。取付具４００は、略円筒形状であり、内周に設けられた雌ネジ４００Ａが排水管３１の端部の外周に設けられた雄ネジ３１Ａにねじ結合している。これにより、取付具４００を介して逆流防止弁１０３が排水管３１に取り付けられた状態となる。また、取付具４００の上端には図示しない上流側の排水管が、取付具４００に外嵌するようにねじ結合する。

この実施例は、逆流防止弁が２つの排水管の間に設けられる構成において前述の実施例１〜４と異なる。また、フランジを用いて２つの排水管の間に設けられる構成において前述の実施例４及び実施例５と異なる。この異なる構成について図１２を用いて説明する。その他の構成については実施例１と同様であるため説明は省略する。

図１２は、この発明の実施例６に係る逆流防止弁１０４の断面図である。逆流防止弁１４の本体５２は、上端にフランジ５２Ｂを有している。このフランジ５２Ｂが排水管３２の端部の外周に設けられたフランジ３２Ｂにボルト４５０により固定されることで、逆流防止弁１０４が排水管３２に取り付けられた状態となる。また、本体５２の上端には、図示しない上流側の排水管が排水管３２と同様にフランジ５２Ｂに固定される。

［その他の実施例］
前述の実施例では、環状弁座及び付勢手段の相対位置を、３つの相対位置に切り換え可能であるが、少なくとも第１の相対位置及び第２の相対位置に切り換えることができれば、特にこれに限定されるものではない。

また、前述の実施例は、工具などを用いて環状弁座及び付勢手段の相対位置を手動で調整可能な構成であるが、相対位置を調整できる構成であれば、特にこれに限定されるものではない。例えば、モータ等の電動の駆動装置を設け、スイッチを押すことで相対位置の変更を自動で行えるようにしてもよい。

この発明は、工場などの敷地内や建屋内で発生する排水を河川や海、公共排水施設などに排出したり、一般家庭などで浴槽や洗面所などで使用した水を公共排水施設などに排水したりする排水系統などを施工、販売、運用する産業分野で利用することができる。

１、１００〜１０４ フロート式逆流防止弁
５、５０、５１、５２ 本体
６ 環状弁座
７、７０ ガイド棒（ガイド部材）
８ 底板（板部材）
９ フロート
１０、２００ コイルバネ（付勢手段）

Claims (5)

1. 上流から下流に排水を行う排水系統中に配設されるフロート式逆流防止弁であって、
   上下方向に開口し、前記排水系統の上流側と下流側とを連通する環状弁座と、
   前記環状弁座下方の下流側において該環状弁座から下限位置までの間を上下方向に移動可能に配置され、前記開口に嵌合して該開口を閉じることで前記環状弁座を閉栓し、該開口を開放することで該環状弁座を開栓するフロートと、
   前記フロートの上下方向の移動をガイドするガイド部材と、
   前記下限位置を規定し、該下限位置に降下した状態の前記フロートを支持し且つ上方に付勢する付勢手段と、
   前記環状弁座及び前記付勢手段の相対位置を、前記フロートが該環状弁座及び該付勢手段に挟持されて該環状弁座を閉栓している状態となる第１の相対位置、及び、前記フロートが排水の水位の上昇及び下降に伴って上下方向に浮上及び降下して該環状弁座を開閉する状態となる第２の相対位置に切り換える切換機構と、
   を備えたフロート式逆流防止弁。
2. 前記第１の相対位置に切り換えられた状態において、前記フロートは、上流からの排水の水頭圧によって付勢力に抗して降下する請求項１に記載のフロート式逆流防止弁。
3. 前記切換機構は、前記環状弁座及び前記付勢手段の相対位置を、前記フロートが該環状弁座及び該付勢手段に挟持されて排水の水頭圧によって降下しないように該環状弁座を閉栓している状態となる第３の相対位置にも切り換え可能である請求項１又は請求項２に記載のフロート式逆流防止弁。
4. 前記切換機構は、前記環状弁座及び前記付勢手段の少なくとも一方の高さ位置を変更する請求項１〜３のいずれかに記載のフロート式逆流防止弁。
5. 前記付勢手段は、板部材に支持された単一のコイルバネである請求項１〜４のいずれかに記載のフロート式逆流防止弁。

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