JPH07504484A - 流出方向が調節可能な逆流防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流出方向が調節可能な逆流防止装置 この出願は、１９９１年２４５日に提出されたＮ字型逆流防止装置についての出 願連続番号第０７／６５０，７９９号を部分的に継続したものである。またこの １９９１年２月５日の出願は１９８９年１１月１３日の、開いた状態に保つ圧力 が低減された逆止弁についての出願連続番号第０７／４３５．８７０号を部分的 に継続したものであって、これは１９９１年２月５日に米国特許第４．　９８９ ．　６３５号として発行される。

この発明は逆流防止装置に関し、特に排出口の方向を調節するための設備を備え た防止装置に関する。

発明の背景 逆比弁は、導管を通る流れが確実に予め規定された方向にしか起こらないように 用いられるものとしてよく知られている。逆比弁は、たとえば１つの流体のかた まりか別の流体のかたまりの中に逆流してしまうことを防ぐために、逆流防止ア センブリで用いられる。逆流の防止は、しばしば飲用水用の給水装置を汚染物質 から守ることとの関連で使用される。さもなければ汚染物質は逆サイホン作用ま たは背圧によってその給水装置の中に導入されてしまうことかあり得る。多くの 逆流防止装置は、１５０ｐｓｉ　（１０３０ｋＰａ）またはそれ以上のもののよ うな、屯営の給水施設でよく見られるような圧力に対処するへく設計される。

逆流防止装置を特定の用途のために設計するまたは選択するにあたっては、性能 （たとえば圧力低下を最小限にすること）、実用性、および設置の容易さとコス トとを含む、いくつかの重要な要因がある。

多くの逆流防止装置は流入の方向と流出の方向とが予め定められるように構成さ れる。それらの装置では、（流入方向に関して）予め定められた方向と異なる流 出方向を設けることが望まれる場合には、エルボ、Ｕ字型ジヨイント、Ｌ字型ジ ヨイント、Ｔ字型ジヨイントなどのような付加的な取付具が接続されなければな らない。これらの付加的なおよび設計のコストを増加させるだけでなく、望まし くない圧力の損失をももたらすものである。さらにこれらの取付具はかさばるの で、隙間の狭い応用においては非実用的である。このような圧力の損失は、防火 システムや高層ビルディングなど、圧力の維持が重要な応用では、特に難点とな り得る。

以前の装置では、実用性を最大限に高めることは、性能および設置の要素をも最 大限にすることとは両立しない。

したがって、過去の装置では性能および設置の容易さを高めようとして、実用性 の低下した装置が作られてきた。図６は、以前の逆流防止装置１１０を概略的に 示しており、これはｌ１２ａおよび１１２ｂの双方の弁を縦方向の構成で含み、 かつ取除かれると弁１１２ａおよび１１２ｂへの（たとえは整備のための）縦方 向のアクセスができるようになるカバー１１４を含むことによって、実用性にお ける容８さを提供しようとしている。図６で示した装置はしかし・ｊがら、最適 な性能をもたらすには至らない。これは少なくとも部分的には、引込口開口部１ １６と排出口開口部１１８とに関しての弁１１２ａおよび１１２ｂの配向のため 、弁の開口部１１６および１１８を通っての流れか（実線による矢印の流線１２ ０ａおよび１２０ｂで示される）分岐した経路を辿らざるを得ないからである。

この分岐した流れ１’２０ａおよび１２０ｂをもたらすバルブディスク１２２ａ および１２２ｂのせき止め作用により、逆流防止装置ｉｉｏを通る流れに対する 抵抗が生じ、逆流防止装置かもたらす圧力低下が増大する。

図６に示した装置はまた、設置の面から見ても欠点を有する。一般的にいって、 設置のコストはその逆流防止装置が占めるスペースの量が最も小さい場合に最も 低い。したがって、逆流防止装置かビルディング内に設置される場合は、設置に 必要なフロアスペースを最小限にすることか所望される。逆流防止装置が戸外に 設置される場合、設置の費用は必要とされる囲い（たとえば図７に示した囲い１ ３２）の大きさに関連する。逆流防止装置か地下に設置される場合は、地下での 設置に必要な溝（図示せず）の大きさを最小限にすることが望ましい。

図６かられかるように、引込口導管１２４および排出口導管＋２６は、水平の距 離１２８を占め、これか逆流防止装置の設置に理論的に必要とされるスペースの 最小量を決定する。逆流防止装置１１０の上方の部分１３４は、設置に要求され る最小限の水平方向の長さ１２８よりもわずかに大きいだけである水平方向の長 さ１３６を占める。しかしながら、下方の部分１３８が有する最小限の水平方向 の長さ１４２は、それより実質的に大きい。これは主に、遮断弁のハンドル部分 １４４ａおよび１４４ｂがハウジング１４６から、導管１２４および１２６の軸 線に平行（すなわち導管１２４および１２６を通過する線に平行）である方向へ 外に向かって延びるからである。さらに、ハンドル１４４ａおよび１４４ｂは導 管１２４および１２６の軸線に平行な方向において動くので、遮断弁の開口部に 対処するためにはさらに大きい水平方向の広さ１４８が要求される。

図７は、やはりある一定の欠点がある逆流防止装置のための別の構成を表わす。

第１および第２の逆止弁１５４ａおよび１５４ｂがそれに沿って延びる軸線１５ ２ａおよび＋５２ｂ（そのために、弁１５４ａおよび１５４ｂの引込ボートの中 央を通過し、かつ弁内への流込みの方向に平行である線として規定される）は、 互いに平行であり、双方とも垂直線に対して約４５°の角度で延びる。整備のた めのアクセスはカバー１５６ａおよび１５６ｂを外して開口部を提供することに よって得られる。開口部は面１５８ａおよび１５８ｂにあり、これらは水平線に 対し約４５°傾斜している。開口部はどちらも水平面には置かれないので、装置 は縦方向におけるアクセスには備えていない。これは、図７の装置における実用 性の面から見た欠点である。

図７で示した装置の設置にはまた、ある一定の欠点がある。設置には、引込口導 管１２４および排出口導管１２６の上下に向いた流れの方向を逆流防止装置１６ ４の水平の流れ方向に変えるため９０°のエルボ１６２ａおよび１６２ｂなとの ある一定の付加的な部品が必要である。要求される囲い１３２の大きさは、追加 された部品１６２ａと１６２ｂとを収納するよう、また２つの遮断弁１６６ａお よび１６６ｂならびに逆止弁１５４ａおよび１５４ｂが一般に直線状に配列され るので、比較的大きい。流れの方向が変わるので、逆流防止装置１６４を設置す るためのフランジ１６８ａおよび１６８ｂは縦に配向される。これには、少なく とも設置の間、逆流防止装置１６４を支え、かつ位置決めするためのサポート１ ７２ａおよび１７２ｂを設けることか必要である。図６に示した装置と同じく、 図７の装置における逆止弁１５４ａおよび１５４ｂは、弁を通る流れかバルブデ ィスクの縁の周りで分岐する１２０ａおよび１２０ｂであることをめるタイプの ものである。

図８は、やはりある一定の欠点を有する、以前に提供された逆流防止装置の別の タイプを表わす。

第１および第２の逆止弁１５４Ｃおよび１５４ｄがそれに沿って延びる、軸線１ ５２Ｃおよび１５２ｄは、互いに直角であり、双方とも垂直線に対し４５°の角 度で延びる。

カバー１５６ｃおよび１５６ｄは、アクセス開口部を覆い、これらの開口部は面 １５８ｃおよび１５８ｄにあって、どちらも水平面には置かれていない。設置に は、エルボ１６２Ｃおよび１６２ｄなとの付加的な部品が必要である。２つの遮 断弁１６６ｃおよび１６６ｄならびに２つの逆止弁１５４ｃおよびｌ　５４ｄは 一般的に直線状に配列される。

止め弁１６６ｃおよび１６６ｄの引込口と排出口との接続のための手段１６８ｃ および１６８ｄは縦に配向される。

逆止弁１５４ｃと１５４ｄとは、弁を通っての流れがバルブディスクの縁の周り での分岐１２０ａおよび１２０ｂであることを要求するタイプのものである。

典型的には、逆止弁はその弁を通る流れがある限り開いた形態を維持するべく設 計される。一旦流れが止まる、または予め定められた値を下回ると、逆止弁は閉 じる。典型的には、逆止弁は、一旦バルブか閉じてしまうと、流入圧力か予め定 められたしきい値を超えなければその弁か開かないように設計される。通常、単 一の構造、典型的にはばねが、（しきい値か到達されるまで）弁を閉じたままに 保つ力を与えるのと、弁を開いた位置から閉じた位置へ動かすパイアスカを与え るのとの双方に使用される。バイアス装置は、通常の流れの状態の間でさえも弁 を閉じようとするいくらかの力を加えているので、通常の流れの状況の間、閉じ ようとする力と反対に作用し弁を開いたままに保つための対抗する力か与えられ なければならない。典型的には、対抗する力は弁を通って動く流体によって与え られる。したかって、加圧流体か弁を通って動くにつれ、弁を閉じようとしてい るパイアスカに対抗して弁を開いた位置に保持するのに、いくらかの仕事か費や される。この仕事の消費は逆比弁にかかる圧力の低下をもたらすので、逆止弁自 体が必然的にある一定の量の圧力ヘッドにおける損失をもたらすことになる。引 込入口において、弁を開いた位置に保つのに必要な最小限の圧力の量は、「開い たままに保つための圧力」と称される。逆止弁を通って遷移している間の圧力低 下または圧力ヘッドの損失を最小限にすることが望ましく、したがって開いたま まに保つための力を低減することが望ましい。特に、開いたままに保つための力 が、しきい値圧力による力よりも小さいことが望ましい。ゆえに、これまでいく つかのバイアス装置を有する逆止弁が生産されており、これらは開いた位置にあ るときよりも閉じた位置にあるときに、より大きい力を弁に対してもたらすもの である。

開いたままに保つための圧力か低減された逆止弁のためのこれまでの設計の多く は、クラッパを弁の壁または本体に接続するｌまたは２以上の剛いピボットアー ムのリンクを提供することを必要とする。１９１１年１月３日にブローベルト（ Ｂｌａｕｖｅｌｔ）に発行された米国特許第９８０，１８８号はたとえば、弁座 に向かって、または弁座から離れるように旋回させることのできるクラッパを有 するフラップまたはスイングタイプの弁を開示する。クラッパは剛いリンクまた はアームに旋回可能なように接続され、このリンクまたはアームは旋回可能なよ うにばねに接続される。

他の弁装置は、１または２以上の相対的に旋回するアームまたはリンクを有する ナックルまたはトグルタイプのリンクを含む。

発明の概要 この発明は、上述のものを含むこれまでの装置における問題点に対する認識を含 む。この発明に従い、流入方向に対し、無数の流出方向の中から流出方向の調整 を行なうことができるようになる逆流防止装置が提供される。１つの実施例では 、調節は第２の逆流防止装置のバルブを収納するハウジングの部分が、第１の逆 流防止装置のバルブを収納するハウジングのセクションに対して移動可能または 回転可能なようにすることによって提供される。１つの実施例では、ハウジング の円筒形の領域が２つの弁を接続し、この円筒形の領域は分離させて、円筒形の ハウジング領域の１つの部分か他方の部分に関して回転できるようにすることが できる。１つの実施例では、円筒形の部分はパイプ継手を収納するための環状の 肩になった平坦な部分を含む。

１つの実施例では、ハウジングは、１つの鋳型によるものとして提供され、これ は平坦な部分の間でのこ引き、またはそうでなければハウジングの円筒形部分を 貫いて切断を行なうことによって分離することができる。

流れの方向転換の回数か増えると、逆流防止装置の性能か低下するということが 発見されている。平均的な流線による流れ方向において、転換の回数が増大する ことには、圧力低下を増し、逆流防止装置の性能を低下させる傾向がある。ここ での用いられ方では、平均的な流線は、弁の引込口の中央を通過し、上流の弁の 排出口から下流の弁の引込口への方向に沿って通過し、導管の中央に沿ってどこ か別のところへ進むものとして考えることができる。上で規定された平均的な流 線は説明および分析のために用いられるものであるが、実際の流れには典型的に はいくらかの乱れか含まれる。いずれにせよ、この発明を説明するという目的の ためには、規定され示された流線は一般的な流れの方向に近いものであり、空間 および時間において平均される実際の流線に近いものであると信じられる。

図７は平均的な流線１８２を点線の矢印として示す。引込口導管１８２における 上方への流れから排出口導管１２６における下方への流れへ、流れを辿っていく と、第１のエルボジヨイント１６２ａで９０°の転換１８４ａがあり、第１の弁 １５４ａの引込ボートのすぐ前に４５°の転換１８４ｂかあり、第１の弁１５４ ａの引込口と排出口との間に９０°の転換１８４ｃがあり、第１の弁１５４ａの 排出口の下流において４５°の転換１８４ｄかあり、第２の弁１５４ｂへの引込 口の上流において４５°の転換１８４ｅがあり、第２の逆止弁１５４ｂの引込入 口および排出口の間に９０°の転換１８４ｆがあり、第２の逆比弁１５４ｂから の排出口の下流に４５°の転換１８４ｇがあり、第２のエルボ１６２ｂにおいて ９０’の転換１８４ｈがある。

したがって、平均的な流線の分析は、引込導管１２４と排出導管１２６との間で 合計５４００の転換があるということを示す。

図８は、この図に示される構造のための平均的な流線１８２を示す。第１のエル ボジヨイント１６２ｃにおいて９０°の転換１８６　ａ、第１の弁１５４ｃの引 込口部分の前に４５°の転換１８６ｂ、第１の弁１５４ｃの引込口と排出口との 間に９０°の転換１８６　ｃ、第２の逆止弁１５４ｄの引込口と排出口との間に ９０°の転換１８６ｄ、第２の逆止弁１５４ｄからの排出口の下流に４５°の転 換１８６ｅ、および第２のエルボ１６２ｄにおいて９００の転換１８６ｆがある 。したがって、平均的な流線の分析は引込導管１２４と排出導管１２６との間に 合計４５００の転換があるということを示す。

図６に示した装置における、対応する流線の分析は、約１８０°の総合的な流れ の転換を示す。

この発明は実用性または設置の要因を受入れられないほど低下させてしまうこと なく向上した性能をもたらすものである。この発明はバルブディスクの縁の周り で流れが分岐する必要なしに流れが開いた弁を通ることができるようにする。こ の発明の弁要素は、流れか弁を通って動く際に分岐することを要求することによ って流れを抑制するのではなく、流れを所望の経路に沿って導くことによって所 望の流れを強めるのに役立つものである。この発明は、合計約１８０°の平均的 な流線状の流れにおける方向転換を有する。この発明の一実施例に従い、逆止弁 の一方へのアクセスは縦方向におけるものであり、その一方で他方に対するアク セスは水平方向におけるものである。弁は好ましくは互いに９０°に配向された 軸線に沿って延びる。

旋回する剛いアームなとの、比較的多数の動く部分を含む弁は、典型的には特に 硬水中なと腐食性の、または汚染された、または沈澱物の多い環境においては磨 耗または劣化しやすい。さらに、剛いリンクシステムは、設計、生産、設置、お よび維持に比較的費用かかかるものである。設置および整備にはしばしば特殊な 工具の使用が必要となる。

この発明は弁クラッパを弁体に接続するばねを含む。好ましくは、ばねはクラッ パを弁体の取外し可能なカバ一部分に接続する。ばねはこれまでの装置における ｌまたは２以上の剛いリンクの代わりになるものとして見ることもできる。好ま しくは、ばねはクラッパ装置に直接、すなわちリンクか介在することなく接続さ れており、クラッパ装置と弁の壁（好ましくは弁の壁におけるカバ一部分）との 間の唯一の接続をなす。ばねはピボットポイントの周りでクラッパに対して旋回 し、ピボットポイントは弁か開閉する間ばねの端とクラッパ装置との双方に対し て固定された位置にとどまる。ばねは横方向の成分なしで縦方向の軸線に沿って 力を加える。

図面の簡単な説明 図１は、閉じた逆止弁と開いた逆止弁とを示す、逆止弁装置の断面図である。

図ＩＡは、図１に対応する部分断面図であるが、別の実施例を示すものである。

図２は、図１における線２−２に沿った断面図である。

図３Ａおよび３Ｂは、それぞれ閉じた荊態および開いた形態における、旋回また は取付軸もしくはポイントによって形成される三角形を概略的に示す。

図４Ａおよび４Ｂは、応力を受けていないコイルはねと圧縮され曲げられたコイ ルばねとを概略的に示す。

図５Ａおよび５Ｂは、それぞれ応力を受けていない形態と応力を受けている形態 とにおける２つの端が接合されたコイルばねを概略的に示す。

図６は、これまでの装置に従う逆流防止装置の概略的断面図である。

図７は、これまでの装置に従う囲い込まれた逆流防止装置の概略的断面図である 。

図８は、これまでの装置に従う逆流防止装置の概略的断面図である。

図９は、逆流防止装置の部分的に破断された側面図であ図１０は、逆流防止装置 の側面図である。

図１１は、逆流防止装置の側面図である。

図１２は、この発明の一実施例に従う、逆流防止装置の部分的に破断された側面 図である。

図１３は、この発明の一実施例に従う、逆流防止装置の側面図である。

図１４は、この発明の一実施例に従う、継手によって連結された逆流防止装置の ハウジングの部分的な断面図である。

図１５は、図１４の線１５−１５に沿った断面図である。

図１６Ａは図１３で示した装置の簡略化された概略図である。

図１６Ｂは図１６Ａの装置の端面図である。

図１７Ａは図１６Ａの装置の側面図であるが、流出方向は９０°変えられている 。

図１７Ｂは図１７Ａの装置の端面図である。

図１８Ａは図１６Ａの装置の側面図であるか、流出方向は１８０°回転されてい る。

図１８Ｂは図１８Ａの装置の端面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 この発明の一実施例に従う、逆流防止装置２１２が図１２に示される。逆流防止 装置２１２は第１および第２の遮断弁２１４ａおよび２１４ｂ、ならびに第１お よび第２の逆止弁１２および１４を含む。弁２１４ａ、２１４ｂ、１２、および １４はハウジング２１６に入れられる。導管２２８は第１の逆止弁１２と第２の 逆止弁１４との間で流体か伝わるようにするものである。第１および第２の逆止 弁Ｉ２および１４は引込口および排出口の止め弁２１８および２２０の一般的に 縦方向の上方に位置付けられ、第２の逆止弁および遮断弁１４および２１４ｂは 、第１の逆止弁および遮断弁１２および２１４ａからは実質的に同じ高さである が、水平方向に変移させられている。したがって、第１の遮断弁２１４ａから第 １の逆止弁１２と第２の逆止弁１４と第２の遮断弁２１４ｂとへの流れは、一般 的に直線の形状とは反対にＵ字型に分岐させられる。

動作の間、流体は第１の流れ方向２６８で引込導管１２４から第１の遮断弁２１ ４ａに入る。流れが第１の逆止弁１２に到達すると、９０°の方向転換２７４が ある。流れ２７２ｂは導管２２８を通り第２の逆止弁１４に向かって流れる。流 れ２７２ｂが第１の逆止弁１４に到達すると、平均的流線２７２における第２の ９０’の流れ方向の転換２８２がある。図１２から見てとれるように、平均的流 線２７２の総合的な方向転換は２回の方向転換２７４および２８２の和であって 、これらの転換は双方ともおよそ９゜０のものなので、合計で約１８０°の方向 転換がもたらされる。図１２て示した構成では、流出方向２７２ｃは流入方向２ ７２ａに実質的に平行であり、かつ間隔をあけられており、かつ反対方向である 。

図１２に示したように、導管２２８は流出方向の調整を可能にするための装置を 備える。図１２の実施例では、この装置は第１および第２の間隔をあけられた環 状の平らな部分３１２および３１４を含む。外側では、［ＪＩ３に示されるよう に、環状の平らな部分３１２および３１４は溝３１６によって間隔をあけられた リプまたは隆起部分として現われる。平らな部分３１２および３１４の外面３１ ８および３２０は実質的に円筒形である。平らな部分３１２および３１４を導管 ２２８の主要部分に接続する肩３２２および３２４は、好ましくはわずかに湾曲 している。図１２および１３の実施例では、導管２２８および双方の平らな部分 ３１２および３１４は１つの鋳型で形成されるなど、一体のものとして形成され る。このようにして、この発明の逆流防止装置は流入方向２７２ａと流出方向２ ７２Ｃが図１２に示されるように平行かつ逆である第１の構成で用いられること もてきるし、または異なった流出方向を提供するへく再構成されることもできる 。そのような異なった流出方向をもたらすには、導管２２８は溝３１６に沿って のこ引きなどによって切断される。好ましくは切断によって生じた切り目により 実質的に平らな面が残される。そのような切断で、導管２２８は第１の部分３２ ６と第２の部分３２８とに分割される。切断のあと、第１および第２の部分３２ ６および３２８は分離される。第２の部分３２８はこの時点で、後により完全に 説明するように第１の部分３２６に対して回転などによって動かすことができる 。回転後、第１の部分３２６および第２の部分３２８は図１４および１５で示し たもののような継手装置３３０などを用いて接続される。図１４および１５で示 した継手３３０は、ラバーガスケット３３２のようなガスケット、キー３３４、 およびハウジング３３６を含む。ガスケット３３２は形状が実質的に環状である 。好ましくは、キー３３４およびハウジング３３６はポルｌ−３３８とナツト３ ４０などのコネクタによって近づけ、共に保持することのできる割りリング型の ものである。キー３３４は棚状突起３４２および３４４を含み、これらは平らな 部分３１２および３１４の肩３２２および３２４を係合する。継手３３０は導管 ２２８における第１および第２の部分３２６および３２８の間での漏れのない接 続を提供するべく構成される。

図１６Ａで示されるように、導管２２８が切断されていないとき、それぞれ弁の 引込口開口部３５０と排出口開口部３５２とによって規定される流入方向２７２ ａおよび流出方向２７２ｃは、実質的に平行かつ逆である。上述のように導管２ ２８か切断されたあと、弁は再構成されて異なった流出の方向をもたらすことが できる。たとえば図１７Ａに示されるように、導管２２８の右手部分は約９０° の角度３５４まて回転させて第１の流出方向２７２ｃとは異なる流出方向２７２ ｄを規定する排出口開口部３５２を提供することができる。図１７Ａおよび１７ Ｂに示した構成では、流出方向２７２ｄは実質的に流入方向２７２ａに対し直角 である。排出口開口部３５２は、異なった角度だけ回転させることによって複数 個の異なった位置に位置付けることができるので、複数個の流出方向、好ましく は無数の流出方向が提供され得る。示された実施例では、すべての流出方向が流 入方向２７２ａと平行な面にある。図１８Ａおよび１８Ｂに示された構成では、 流出開口部３５２は約１８０°の角度３５６だけ回転されており、それにより流 入方向２７２ａと平行でありかつ同じ方向である流出方向２７２ｅを提供する。

図９に逆流防止装置２１２が示されている。逆流防止装置２１２は第１および第 ２の遮断弁２１４ａおよび２１４ｂ、ならびに第１および第２の逆止弁１２およ び１４を含む。遮断弁は、ボール弁、しきり弁、または好ましくは玉形弁を含む 、いくつかのよく知られた弁の設計のうちいずれのものでもあり得る。好ましく は、遮断弁は外部のハンドル２６４ａおよび２６４ｂを動かすことによって手動 で開閉できる。弁２１４ａ、２１４ｂ、１２、および１４はハウジング２１６に 入れられており、このハウジング２１６は引込口である下部２１８、弁体１６、 および排出口である下部２２０を含む。導管２２２は第１の遮断弁２１４ａから 第１の逆止弁１２の引込ボート２２４に繋がる。引込ボート２２４は好ましくは 形状か円形であり、弁座２８によって取囲まれている。引込ボート２２４はクラ ッパまたはバルブディスク３２によって閉じることができる。バルブディスク３ ２は閉じた形態または位置（図１）と図９で示したような開いた形態との間で動 かすことができる。

流れは排出ボート２２６を介して第１の弁頭域１２から出て、第１の逆止弁１２ と第２の逆止弁１４との間での流体の伝わりをもたらす導管２２８に入る。図９ で示された実施例では、導管２２８は第１の下方に傾斜した部分２３２を含み、 この部分２３２は装置にｒＮＪの字と似た形を与えている。導管２２８の下流の 端には、第２の逆止弁１４の引込ボート２３４がある。引込ボート２３４を取囲 むのは弁座７６である。第２の逆止弁１４は後により完全に説明するように第１ の逆止弁１２の動作する態様と実質的に類似の態様で動作する。流れは第２の逆 止弁１４を離れて排出ボート２３６に至り、導管２３８によって第２の遮断弁２ １４ｂに運ばれる。

図９でわかるように、第１および第２の逆止弁１２および１４は引込口および排 出口の止め弁２１８および２２０から一般的に垂直方向の上方に位置付けられて おり、第２の逆止弁１４および遮断弁２１４ｂは、第１の逆止弁１２および遮断 弁２１４ａからは実質的に同じ高さであるが、水平方向に変移させられている。

したがって、第１の遮断弁２１４ａから第１の逆止弁１２、第２の逆止弁１４、 および第２の遮断弁２１４ｂへの流れは図７および８で示されたもののような直 線状の形状に対して一般に逆Ｕ字型である。このようにして、逆流防止装置２１ ２の水平方向の長さ２６２は図７および８のもののような直線状の形態と比較し て低減される。図９から見てとれるように、逆流防止装置２１２の水平方向の長 さ２６２はまた、遮断弁２１４ａおよび２１４ｂを動作させるハンドル２６４ａ および２６４ｂか、引込口の導管１２４および排出口の導管１２６を接続する線 と垂直な方向に延びるので、図６で示されたもののような構成と比へても低減さ れている。遮断弁２１４ａおよび２１４ｂか開閉されるにつれてハンドル２６４ ａおよび２６４ｂか動く方向は、導管１２４および１２６を接続する線と垂直の 方向である。導管１２４および１２６を接続する線と垂直な方向に延びかつこの 方向に動く遮断弁のハンドル２６４ａおよび２６４ｂを設けることにより、逆流 防止装置２１２の、導管１２４および１２６を接続する線に沿った方向における 水平方向の長さか、図６で示されたもののような装置と比較して短縮される。

第１の逆止弁１２は一般に軸線２４２に沿って延びる。

第２の逆止弁１４は軸線２４４に沿って延びる。図９に示した実施例では、第２ の逆止弁は、第１の逆止弁１２の軸線２４２に対しておよそ９０°の軸線２４４ に沿って延びる。

第１の逆止弁１２の領域においてハウジング２１６に開口部２４６が設けられ、 これは覆い２４８によって覆われる。覆い２４８（図１０）は取外し可能なよう にボルト２５２ａおよび２５２ｂによって適所に保持される。整備または設置な とのために、第１の逆止弁１２へのアクセスが所望される場合、ボルト２５２ａ および２５２ｂが取外され、覆い２４８が取外されて開口部２４６を介し第１の 逆止弁１２が露出される。図９から見てとれるように、第１の逆止弁１２へのア クセスは縦方向に沿ったものである。

第２の逆止弁１４の領域においてハウジング２１６に第２の開口部２５４が設け られる。開口部２５４は覆０２５６によって覆われ、これはボルト２５８ａおよ び２５８ｂによって取外し可能なように適所に保持される。第２の逆比弁１４へ のアクセスが所望されると、覆い２５６は取外される。図９から見てとれるよう に、第２の逆比弁１４へのアクセスは水平方向におけるものである。

逆流防止装置２１２の下方の部分は、引込口導管１２４および排出口導管１２６ への接続のためのフランジ２６６ａおよび２６６ｂを含む。フランジ２６６ａお よび２６６ｂか水平方向に配向されているので、逆流防止装置２１２は設置され ている間引通口の導管１２４および排出口の導管１２６の上に据置かれ得る。し たがって、図７で示した１７２ａおよび１７２ｂのようなサポートの必要性は回 避される。

動作の間、流体は第１の流れ方向２６８において引込口の導管１２４から第１の 遮断弁２１４ａに入る。平均的な流線状の流れ２７２ａはバルブディスクまたは クラッパ３２に到達するまでは実質的に方向転換をすることなく導管２２２を通 り引込？−ト２２４を通って続いていく。図９で示したように、バルブディスク ３２の形態のために、引込ボート２２４を通る流れは実質的に真っ直ぐな流れ２ ７６であり、分岐することがない。流れがクラッパ３２に到達すると（すなわち 流れを司る流体成分のいずれのものがクラッパ３２に到達しても）、９０°の方 向転換２７４がある。クラッパ３２が図９に示されるように開いた形態をもつ場 合、クラッパ３２は（平均的な流線の位置によって分析された）流れを第１の方 向２７２ａ　（すなわち実質的に垂直に上方へのもの）から第２の方向２７２ｂ 　（すなわち実質的に水平に第２の逆止弁１３に向かう方向）に導くように位置 決めされる。図９に示される実施例では、クラッパ３２は上方への流れ２７２ａ に対しである角度を実質的になすように位置付けられた表面を形成するので、流 れを導（ものとして作用する。

クラッパ３２によって再び方向付けされた流れ２７２ｂは排出ポー１−２２６を 出て導管２２８を通り、第２の逆上弁１４に向かう。流れ２７２ｂは第２の逆止 弁１４の引込ボート２３４を通過する。そのような通過の間、流れは実質的に真 っ直ぐであり、分岐はしていない２７８である。

流れ２７２ｂは第１の逆止弁１２から第２の逆止弁１４に向かって進み、第２の 逆止弁１４のクラッパ７２に到達するまては実質的に方向転換をすることがない 。クラッパ７２は第１のクラッパ３２と同様な態様で流れを導くものとして作用 し、流れ２７２ｂを垂直に下の方向へ再び方向付けして２７２ｃにする。したが って、平均的な流線２７２においては第２の９０°の流れ方向の転換２８２があ る。

図９から見てとれるように、平均的流線２７２の総合的な方向転換は２回の方向 転換２７４および２８２の和であって、これらの方向転換は双方ともおよそ９０ °なので、合計で約１８０°の方向転換がもたらされる。

図１１は逆流防止装置２８６を表わす。図１１に表わされた逆流防止装置２８６ は、逃し弁２８８と導管２９２とが付加されていることを除けば図１０に示した 逆流防止装置と実質的に類似のものである。逃し弁２８８は汚染されている可能 性のある水を周囲に排出して、水源に入らないようにするために設けられる。当 該技術においてよく知られているタイプのいくつかの逃し弁を用いることかでき る。

逃し弁２８８と導管２９２とはハウジング２１６に２箇所で接続される。導管２ ９２は逃し弁２８８をハウジングにおける第１の逆止弁１２の上流にある部分２ ９３に接続する。逃し弁２８８はまた、第１の逆止弁１２の下流にある領域２９ ６（図９）にも接続される。適正な動作のためには、領域２９６は第１の逆止弁 １２のための引込ボート２２４の高さ２９９よりも距離２９８だけ下方にあるべ きである。この高さの変化２９８は下に向かって傾斜した部分２３２によっても たらされる。動作中、上流の位置２９３における圧力が弁の内部における圧力に 対して予め定められたレベルを下回るまで低下すると、弁２８８が開いて水が排 出されるようになる。

試験コック２９７ａ、２９７ｂ、２９７ｃかハウジング２１６に接続されており 、それによってたとえば差圧計を接続することによる圧力試験のための位置か提 供される。

図１に示したように、第１の逆止弁１２と第２の逆止弁１４とを有する逆止弁装 置１０が提供される。図１および２て示したものを含むいくつかの弁を逆止弁と して用いることかできる。図１および２て示された弁のような旋回する弁か用い られた場合、そのような弁は（水平方向の旋回軸に対して）垂直に上方へ、また は垂直に下方への位置において構成された場合、最も磨耗が少ないと経験上予想 される。したがって、磨耗を防ぐことが望まれる場合、そのような弁を用いた調 節可能な排出口のための好ましい構成は、図１６Ａおよび１８Ａで示されるもの のようになる。

それ以外の配向が望まれており、かつ磨耗を防ぐのであれば、排出口の方向を調 節したあと弁の配向か垂直に上方または下方へのものとなるようなハウジング内 の位置に弁を装着することが望ましいだろう。代替的には、他の位置ではもっと 磨耗しにくい別のタイプの弁を使用することが可能であろう。図１では第１の逆 止弁１２が閉じた位置で示されており、第２の逆止弁１４が開いた位置で示され ているが、実際の動作では、より完全に後で説明するように、第１および第２の 弁１２および１４は互いに実質的に同時または短い時間の間隔をおいて開いたり 閉じたりする。弁装置は壁１８からなる弁体１６を含む。弁体１６は、ダクタイ ル鉄、真鍮、ステンレス、鋼鉄または他の金属、プラスチック、樹脂、ガラス、 および／またはセラミックなどを含むいくつかの材料から形成され得る。弁体１ ６は引込ボート２２と排出ボート２４とを規定し、好ましくは実質的に円形の断 面を有する。好ましくは、引込ボートと排出ボートとはフランジ２６などの装置 を含み、それによって弁装置ＩＯを流体の導管に接続する。引込ボート２２に隣 接して、たとえば鉄から形成された環状の座部などの弁座２８がある。

ディスク形状のクラッパ３２か、ポルト３４およびナツト３６などを用いてクラ ッパアーム３８に開く接続される。

アーム３８の第１の端３９は、弁体１６の一部へ接続されることによって弁座２ ８に隣接して旋回可能なように装着される。これはピボットジヨイント４２ａお よび４２ｂによるものであって、これらはアーム３８が旋回できるようにするた めのものであって、かつ第１の軸線４３の周りでディスク３２に剛く取付けられ ている。

クラッパ３２の下部表面は、図１の左の部分で示したように、クラッパ３２か閉 じた位置まで旋回させられたときに弁座２８と密着して嵌まるように構成された シ一トデイスフ４４を含む。ディスク４４は、プラスチック、ゴム、樹脂などを 含み、好ましくは合成ゴム、たとえばＥＰＤＭ（エチレンーブロビレンテルボリ マ（エチレン−プロピレン共重合体））などの柔らかい（約４０ジユロメータな ど）エラストマ材料であるいくつかの材料から作られ得る。

ディスク４４はリバーシブルなので摩耗してしまうと取外して水平面の周りで１ ８０°回転させ、再び設置することができる。

クラッパアーム３８の第２の端４８はばね５２に旋回可能なように接続される。

ばね５２は第１のばねシート５４および第２のばねシート５６の間に含まれる。

ばね５２は好ましくは圧縮性のコイルばねである、すなわち弁１２が開くにつれ てその長さは短くされる。ばね５２はばね鋼、プラスチックまたはゴムなどのい くつかの材料から形成され得る。図４Ａて示されたような単一のコイルはね５２ ′は、圧縮されると普通変形されてしまう。図４Ｂで示したように、圧縮された コイルばねは普通、弓なりにされた形態またはアーチ堅の形態になると思われる 。この発明に従いそのようなばねを用いることかできるが、好ましい実施例に従 えば、図５八で示されるように２つのばね５２ａと５２ｂとが座金５３などのプ レート状のまたは環状の装置への接続によって端同士で接合される。圧縮される と、図５Ｂに示されるように、そのようなばね５２は真線的な形状を維持する傾 向にあり、通常のコイルはね５２′はど曲げられたり変形されたりすることがな い。

第１のばねシート５４はクラッパアーム３８の第２の端４８に旋回可能なように 取付けられて、ばね５２が第２の軸線６４の周りで旋回できるようにする。

第２のばねシート５６は弁体の壁１８に旋回可能なように接続される。好ましい 実施例では、弁の壁における第２のばねシート５６が接続される部分は、取外し のできるカバー６５であって、これは弁体の壁１８の残りの部分に、例えばボル ト、スクリュ、クランプなど（図示せず）によって取付けることができる。図１ に示されるように、第２のばねシート５６は取付点６２においてポケット５８内 に接続でき、それによってばね５２が第３の軸線６６の周りで旋回運動を行なう ことを可能にする。

図１に示した実施例では、第２の弁１４は第１の弁１２の下流に位置付けられる 。好ましくは、第２の弁１４はその構成において第１の弁１２と同じであり、か つクラッパ７２、ばね７４のようなバイアス装置、および弁座７６を含む。しか しなから、この発明は逆止弁が１つの構成、または他のタイプの弁の構成で用い ることもできるということが理解されるであろう。

断面で見ると、２つの弁１２および１４は各々、頂点が第１の軸線４３および４ ３′、第２の軸線６４および６４′、ならびに第３の軸線６６および６６′にそ れぞれある、三角形を規定している。弁１２が閉じているとき、ばねバイアス装 置５２はクラッパ３２に力を加え、クラッパ３２を閉じた位置に保つ役割を持つ 。力の量は以下の２つの要因に依存する。（１）ばね５２によって与えられた長 さ方向の力の大きさ、（２）その力の、クラッパ３２を閉じる役割を持つ方向に 作用する成分。図３Ａおよび３Ｂで示されるように、ばねの閉じようとする力は 次の弐で表わすことかできる。

Ｓｉｎ　（１８０°−（Ｚ）　・Ｆ　（１）ここてα７７および７７′は第１の 軸線４３および第２の軸線６４を含む線、ならびに第２の軸線６４および第３の 軸線６６を含む線の間で形成される角であり、Ｆ７９および７９′は第２の軸線 ６４および第３の軸線６６と交差する長さ方向のばねの軸線に沿ってばねによっ て与えられるベクトル力である。

流入の圧力か流出の圧力を上回ると、開こうとする力か生しる。クラッパ３２に 対する開こうとする力が、（方程式（１）に示した）ばねによる閉じようとする 力に流体の圧力など他の発生源によってもたらされるいかなる閉じようとする力 をも加えたものを上回ると、クラッパ３２は弁座２８から離れるように動き、弁 １２を開いて引込ポートと排出ボート２４との間での流体の伝わりをもたらす。

弁１２の開く動作の間、第２の軸線６４の位置は弁体ｌＯに対して変化するが、 クラッパ３２に対しては、またはばね５２の隣接する端に対しては、変化がない 。

クラッパ３２が第１の軸線４３の周って旋回するにつれ、角αは図１の左手の部 分て示した形態（図３Ａで概略的に表わされる）における約１１８°の値７７か ら増大して、弁１４が完全に開いた形態になったとき図１の右手部分（図３Ｂで 概略的に表わされる）で示される約１６４°の値７７′になる。クラッパ３２に 与えられる閉じようとする力の大きさはしたかって、ばねの力Ｆ７９の約８７％ からばねの力Ｆ７９′の約２７％まで変化する。しかしながらこの時間の間に、 ばねの力Ｆの大きさは、この力がはね５２の長さに比例しているので、やはり変 化し、弁１２が開いていくに従って大きくなっていく。開いたままに保とうとす る力か低減された弁１２を作るには、方程式（１）によってもたらされる閉じよ うとする力が弁の閉じた位置（図３Ａ）よりも弁の開いた位置（図３Ｂ）におい て小さくなるように、角α７７および７７′の最大値と第１の軸線４３および第 ３の軸線６６ならびに第１の軸線４３および第２の軸線６４の間の距離とが選択 される。

開いたままに保とうとする力と、耐えられ得る最大限のヘッドの損失と、開こう とする圧力のしきい値との特定的な値は、弁装置１０の特定的な用途または応用 に依存する。

この発明の一実施例では、弁装置ｌＯは流入圧力が流出の圧力を約２〜５ｐｓｉ （約１４〜３５ｋＰａ）だけ超えると開き、流出の圧力か流入の圧力に等しくな るかそれを超えた場合に閉じる。好ましくは、この実施例は静的なまたは流れの ない（制限された）状況下で２ｐｓ　ｉ未満のヘッドの損失を有し、かつ流れが 増大するにつれてのヘッド損失がわずかなものであって、これは約７．５ｆｔ、 ／秒（約２．３メ一トル／秒）の動作的な流れの速度、またはたとえば１８ｆｔ 、／秒（約５．５メ一トル／秒）の比率の流れの速度で、約３ｐｓｉ（約２０ｋ Ｐａ）のヘッドの損失などである。別の実施例では、静的な状況でのヘッドの損 失は約８ｐｓｉ（約５６ｋＰａ）であり、流れのある状況の間のヘッドの損失は 約１０ｐｓｉ（約７０ｋＰａ）より下にとどまる。

以上のことに基づき、この発明のいくつかの利点は明白である。この発明の逆流 防止装置は、圧力の低下がより少ないことなど性能が向上しており、かつ流れの 方向の転換の回数が減少している。弁が互いに対し９０°に整列され、総合的な 方向転換が約１８０°のものである装置を提供することによって、実質的に実用 性が低下しない、性能の向上した逆流防止装置が提供される。

この発明の装置を用いることにより、圧力が損失されることなく、かつ付加的な 取付具を設けることによる費用なしで、複数個の方向のうちいずれにおける流出 をも提供する、逆流防止装置が提供され得る。たとえば、防火や高層ビルにおけ るものなど圧力に敏感な応用において、双方ともが垂直に上の方に向かう流入お よび流出を提供する一方で圧力の損失を低減することが可能である。単一のピー スとして鋳造され、所望されるならば切断され得るノ１ウ−ジングを設けること によって、切断されると調節可能な排出口に用いられる本体の鋳型と同じものを 、標準的な装置において切断せずに用いることができる。

この発明においてい（つかの修正および変形を用いることができる。上述の逆流 防止装置、特定的には）１ウジングおよび流れの構成は、上述された逆止弁以外 の逆止弁との関連で用いることもできる。これは別のタイプのノくイアスメカニ ズムを備えたフラッパ弁などである。この発明の逆止弁は他の弁または流体制御 装置と組合わせて使うこともできる。この弁は液体以外の流体で用いることがで きる。

弁はクラッパアームを用いずに構成されることができる。

これはばねを直接にクラッパへ旋回させる、および／またはクラッパを直接に弁 座に隣接するように旋回させることなどによって行なわれる。クラッパ、ボート 、弁座、およびその他の構成要素における他の形状またはジオメトリを用いるこ ともできる。コイルばね以外のばね、水圧ノくイアス装置などを含む、他のタイ プのバイアス装置を用いることもできる。この発明は導管の分割された部分を接 合するのに、上述のもの以外のタイプのものであり、様々な材料から構成され得 る継手を用いても使用できる。この発明は環状の平らな部分以外の装置を用いて 、たとえば回転可能な密閉されたジヨイントなどを用いて排出口の開口部の動き に備えることもできる。／％’７ジングの一実施例は単一のピースとして提供さ れ、これは回転をなしとげるために切断することかできるが、このハウジングは たとえば継手によって接合された２つまたはそれ以上の別個のピースとして設け 、回転を行うためにハウジングを切断する必要がないようにすることもできる。

この発明の説明には、好ましい実施例およびある一定の修正および変形の説明が 含まれるが、他の修正および変形もこの発明の範囲内で用いることができ、それ らはこの後に記載する請求の範囲で述へられる。

Ｆｌ（ＬＪＡ。

ＦＩＧ−色 ＦＩＬ３Ｌ　ＦＩＧ、ｊＢ。

ＦＩＬ４Ｂ。

ヨ 特表平７−５０４４８４　（１２） ；ｃ８　吊 ５！　芒　τ ！ コ） ＦＩＧ、　１０゜ ＦＩＧ、　ＩＩ。

特表千７−５０４４８４　（１３） 返 ＦｌＧ、１３゜ Ｆｌ６　１４゜ Ｆｌ（５，１５ Ｆ／Ｇ／７Ａ、　ＦＩＧ、　１７Ｂ。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．逆流防止装置アセンブリであって、第１および第２の逆流防止弁と、 前記第１および第２の逆流防止弁を内包し、それによって前記逆流防止装置アセ ンブリを通る流れが予め定められた値より下まで低下した場合に前記弁の双方が 自動的に閉じるようにするハウジングとを含み、前記ハウジングは流入方向を規 定する引込口開口部と、流出方向を規定する排出口と、前記第１および第２の逆 流防止弁の間での流体の伝わりをもたらす導管とを含み、 前記導管の少なくとも第１の部分は前記導管の第２の部分に対して移動させ、前 記流入方向に対して前記流出方向を変えることができる、逆流防止装置アセンブ リ。
2. ２．前記導管は、切断によって分離されてからパイプ継手装置を収納するように 構成された、第１および第２の間隔をあけられた環状の平らな部分を含む、請求 項１に記載の逆流防止装置アセンブリ。
3. ３．前記流出方向は、複数個の方向のうちのいずれにも変えることができる、請 求項１に記載の逆流防止装置アセンブリ。
4. ４．前記複数個の流れの方向は、前記流入方向に対し実質的に平行である面のう ちに実質的にある、請求項３に記載の逆流防止装置アセンブリ。
5. ５．逆流防止装置アセンブリであって、第１および第２の逆流防止弁と、 前記第１および第２の逆流防止弁を内包して、それによって前記逆流防止装置ア センブリを通る流れが予め定められた値より下まで低下すると、前記弁の双方が 自動的に閉じるようにするハウジングとを含み、前記ハウジングは流入の方向を 規定する引込口開口部と、流出の方向を規定する排出口と、前記第１および第２ の逆流防止弁の間での流体の伝わりをもたらす導管とを含み、さらに前記引込口 開口部に対し前記排出口開口部が移動できるようにして、前記流出の方向が前記 流入の方向に対して変化できるようにする手段を含む、逆流防止装置アセンブリ 。
6. ６．前記移動できるようにする手段は、前記導管の上に、前記導管が切断によっ て分離されてからパイプ継手装置を収納するべく構成された第１および第２の間 隔をあけられた環状の平らな部分を含む、請求項５に記載の逆流防止装置アセン ブリ。
7. ７．逆流防止装置アセンブリにおける流出の方向を調節するための方法であって 、 第１および第２の逆流防止弁を設けるステップと、前記第１および第２の逆流防 止弁をハウジング内に入れ、それによって前記逆流防止装置アセンブリを通る流 れが予め定められた値より下まで低下すると前記弁が双方とも自動的に閉じるよ うにするステップとを含み、前記ハウジングは流入の方向を規定する引込口開口 部と、流出の方向を規定する排出口と、前記第１および第２の逆流防止弁の間で の流体の伝わりをもたらす導管とを含み、さらに前記導管の少なくとも第１の部 分を前記導管の第２の部分に対して移動させ、前記流出方向を前記流入方向に対 して変えるステップを含む、方法。
8. ８．前記導管は、第１および第２の間隔をあけられた環状の平らな部分を含み、 さらに 前記第１および第２の平らな部分の間で前記ハウジングを切断して前記導管を第 １および第２の部分に分離するステップと、 前記第１の部分を前記第２の部分に対して回転させるステップと、 前記第１および第２の部分を継手と接続するステップとを含む、請求項７に記載 の方法。
9. ９．互いに平行でありかつ流れが逆である引込口導管および排出口導管に接続す るための逆流防止装置であって、第１および第２の弁を収納し、かつ第１の方向 に流れる前記引込口導管からの流体の流れを受けるべく構成されたハウジングと 、 前記ハウジング内に装着され、縁を有する据付け可能なバルブディスクを有し、 流れをせき止める閉じた形態と前記第１のバルブディスクの縁の周りにおける実 質的に分岐した流れが存在しない状態での流れを可能にする開いた形態との間で 動くことのできる第１の弁と、前記ハウジング内に装着され、縁を有する据付け 可能なバルブディスクを有し、流れをせき止める閉じた形態と前記第２のバルブ ディスクの縁の周りでの実質的に分岐する流れが存在しない状態での流れを可能 にする開いた形態との間で動くことのできる第２の弁とを含み、前記流体の流れ は前記引込口導管と前記排出口導管との間で平均的な流線形の経路を有し、前記 平均的な流線形の経路における流れの方向転換の和は実質的に約１８０°以下で あり、 前記第１のバルブディスクは、前記開いた形態にあるときには、前記第１の方向 からの前記流れを導いて前記第２の弁に向かう第２の方向に流れをもたらすべく 位置付けられ、 前記第２のバルブディスクは、前記開いた形態にあるときには、前記流れを前記 第２の方向から前記排出口導管に向かう第３の方向に導くべく位置付けられ、前 記ハウジングは、第２の形態に再構成されることができ、それにより前記流れを 前記第２の方向から前記第３の方向と異なる第４の方向に導く、逆流防止装置。