WO2021152842A1

WO2021152842A1 - 逆止弁

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Publication number: WO2021152842A1
Application number: PCT/JP2020/003755
Authority: WO
Inventors: 信之石崎; 剛志大内; 和浩太田; 大輔菊池; 和彦小島; 太史長谷川; 英司原; 佑介吉田
Original assignee: Ishizaki Co Ltd
Current assignee: Ishizaki Co Ltd
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2021-08-05
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JPWO2021152842A1; JP7068500B2; EP3889480A4; MY203917A; PH12020551954A1; US11828373B2; CA3097290C; SG11202011867SA; CA3097290A1; US20220316612A1; EP3889480A1; CN113474584A; MX2020011430A; KR20210098840A

Abstract

逆止弁（１）は、ストレート管継手タイプの斜めリフト型である。逆止弁（１）は、弁座（１２ａ）と、弁座（１２ａ）に対して密着する閉状態と弁座（１２ａ）から離間した開状態とに直線的に往復移動可能な移動体（２）と、移動体（２）よりも上流側に状態する一次流路（流入路（１２ｃ））と、移動体（２）よりも下流側に状態する二次流路（流出路（１２ｄ））と、を備える。移動体（２）は、弁体（６）と、弁体（６）から延在する弁軸（７）と、を含む。弁体（６）を支持する弁座（１２ａ）は、一次流路（流入路１２ｃ）と二次流路（流出路１２ｄ）とを含んで直線的に延在する接続流路の中心線（ＣＬ）を含む断面図において、中心線（ＣＬ）に跨るように形成されていることを特徴とする。

Description

逆止弁

　本発明は、フート弁の構造に係るものであり、リフト式の逆止弁に関する。

　配管内の流体を一方向に通過させる逆止弁が知られている。逆止弁には、弁体の動作態様により分類される種々の方式のものがある。
　このうち、リフト式逆止弁は、弁体が弁座に対して接近又は離間する方向に直線的に往復移動する構造であるため、迅速な閉止動作が可能である。特に、スモレンスキ式のリフト式逆止弁は、バネ体を備えることで水撃の発生を好適に抑制することが可能である。

　特許文献１には、ストレート管継手タイプの斜めリフト型であるＹ字の逆止弁が開示されている。この逆止弁は、弁体と、弁体を押し下げる方向に弁座側に付勢するバネ体と、を備える。
　この逆止弁の弁体は、流入口と流出口を結ぶ直線方向に対して、順方向に流れる流体によって斜め上方にリフトされて開状態となり、逆方向に流体が流れようとすると、バネ体に押し下げられて弁体は斜め下方に移動して閉状態となる。

米国特許出願公開第２００５／００６２０００号明細書

　上記のように、特許文献１に開示された逆止弁は、順方向に流体が流れる際には、流入口と流出口とを結ぶ直線方向に対して、弁体を斜め上方にリフトする都合上、流路内の流体圧力が不均一となりやすかった。このため、流路の一部に渦が生じることもあり、圧力損失が大きくなることがあった。

　本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、流体を流す際に生じる圧力損失を低減可能な逆止弁を提供するものである。

　本発明によれば、ストレート管継手タイプの斜めリフト型の逆止弁であって、弁座と、弁座に対して密着する閉状態と弁座から離間した開状態とに直線的に往復移動可能な移動体と、移動体よりも上流側に位置する一次流路と、移動体よりも下流側に位置する二次流路と、を備え、移動体は、閉状態で弁座に支持される弁体と、弁体から延在する弁軸と、を含み弁座は、接続対象である他の管体に接続する接続部分同士を結ぶ接続流路の中心線を含む断面において、中心線に跨るように形成されていることを特徴とする逆止弁が提供される。

　本発明によれば、流体を流す際に生じる圧力損失を低減可能な逆止弁を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る逆止弁の外観を示す斜視図である。第１実施形態に係る逆止弁の閉状態を示す縦断面図である。第１実施形態に係る逆止弁の開状態を示す縦断面図である。第１実施形態に係る逆止弁を流入路側から見た側面図である。第１実施形態に係る逆止弁に流体を流したときの流路内の動圧分布を示す説明図である。第２実施形態に係る逆止弁の開状態を示す縦断面図である。第３実施形態に係る逆止弁の開状態を示す縦断面図である。第３実施形態に係る移動体を示す斜視図である。第４実施形態に係る逆止弁の閉状態を示す模式的な縦断面図である。

　以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
　なお、以下に説明する実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。すなわち、以下に説明する部材の形状、寸法、配置等については、本発明の趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
　また、全ての図面において、同様の構成要素には同様の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。

　本明細書では、上下方向を規定して説明する場合があるが、これは構成要素の相対関係を説明するために便宜的に設定するものであり、本発明に係る製品の製造時や使用時の方向を特定するものではない。
　理想的には、鉛直上方が上向き、鉛直下方が下向きであるが、逆止弁の設置状態を限定するものではない。逆止弁に係る「上下」は、逆止弁が接続される流路である接続流路方向に対して垂直な方向のうち、移動体が弁体から離間する向きを上向き、弁体に近接する向きを下向きとする。

＜＜第１実施形態＞＞
　＜本実施形態に係る逆止弁の概要＞
　まず、本実施形態に係る逆止弁１の概要について、図１及び図２を主に参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る逆止弁１の外観を示す斜視図、図２は、第１実施形態に係る逆止弁１の閉状態を示す縦断面図である。なお、弁軸７の軸心を含む断面を縦断面と称呼する。
　本実施形態に係る逆止弁１は、図１及び図２に示すように、ストレート管継手タイプの斜めリフト型である。逆止弁１は、弁座１２ａと、弁座１２ａに対して密着する閉状態と弁座１２ａから離間した開状態とに直線的に往復移動可能な移動体２と、移動体２よりも上流側に位置する一次流路（流入路１２ｃ）と、移動体２よりも下流側に位置する二次流路（流出路１２ｄ）と、を備える。
　移動体２は、閉状態で弁座に支持される弁体６と、弁体６から延在する弁軸７と、を含む。
　弁座１２ａは、一次流路（流入路１２ｃ）と二次流路（流出路１２ｄ）とを含んで直線的に延在する接続流路の中心線ＣＬを含む断面において、中心線ＣＬに跨るように形成されていることを特徴とする。

　「ストレート管継手タイプ」とは、他の配管に接続される管継手であり、流入方向の延長上に流出方向があるものである。
　「斜めリフト型」とは、流入方向と流出方向を結ぶ直線に対して斜めに弁体が動作するものであり、弁体が流体によって持ち上げられるタイプである。
　本実施形態において、他の配管と接続する接続部分は鍔部１３、１４であり、フランジであるが、このような構成に限定されず、他の配管と接続されるものであればよい。例えば、ヘルール接続による部分であったり、ねじ接続による部分であってもよい。
　「弁座１２ａが中心線ＣＬに跨る」について換言すると、中心線ＣＬが弁座１２ａによって画定される開口を通っていることをいい、また、弁座１２ａの一部が中心線ＣＬよりも下方にあり、他の一部が中心線ＣＬよりも上方にあることをいう。
　なお、弁座１２ａは、中心線ＣＬを含む任意の断面のいずれかにおいて中心線に跨るように形成されていればよい。

　上記構成によれば、弁座１２ａが接続流路の中心線ＣＬを跨るように形成されていることで、これを跨がずに一方に偏って形成されているものと比較して、弁体６が開いたときに直線的に流体を流しやすくなり、乱流（渦流）が生じることを抑制できる。このため、流体を流す際に生じる逆止弁１の圧力損失を低減できる。

　＜各部の構成＞
　次に、第１実施形態に係る逆止弁１を構成する各部の構成について、図１及び図２に加え、図３～図５を参照して説明する。図３は、第１実施形態に係る逆止弁１の開状態を示す縦断面図、図４は、第１実施形態に係る逆止弁１を流入路１２ｃ側から見た側面図、図５は、第１実施形態に係る逆止弁１に流体を流したときの流路内の動圧分布を示す説明図である。なお、図５は、弁体上部６ｂ、パッキン８、弁箱１２及びバネ体２０等を省略し、その他逆止弁１の構成を簡略化して示して、動圧分布を主に説明する図である。

　本実施形態に係る逆止弁１は、上記のようにストレート管継手タイプの斜めリフト型であり、弁体６を含む移動体２が弁座１２ａに対して接近又は離間する方向に直線的に往復揺動するものである。特に、逆止弁１は、同一の中心線ＣＬとする流入路１２ｃと流出路１２ｄとを含む。移動体２は、この中心線ＣＬに対して斜めに傾斜する方向、具体的には、流出路１２ｄ側に傾いた方向に往復揺動するものである。
　逆止弁１により逆流が規制される流体は、水等の液体又は空気等の気体である。

　図２に示す閉状態で、弁体６はバネ体２０に付勢されて弁座１２ａに押し付けられており、本実施形態の逆止弁１は、いわゆるスモレンスキ式である。このため、バネ体２０による付勢力により、逆止弁１は流体の流れが二次側から一次側に流れる逆流に転ずる瞬間に、弁体６が弁座１２ａに当接して迅速に流路を閉止する。これにより、逆止弁１は、逆流を防止して水撃発生を抑制し、その閉止状態の確実性（止水性）を高めることができる。
　しかしながら、逆止弁１は、バネ体２０を備えて弁座１２ａに弁体６を押圧する構成に限定されない。例えば、移動体２の自重のみにより、又は、移動体２の自重と弁軸７と後述するガイド筒４とによるダンパ機構から加わる荷重によって、弁座１２ａに弁体６を押圧する構成であってもよい。

　例えば、本実施形態の逆止弁１は、いわゆるフート弁として揚送ポンプ（図示せず）の一次側に用いることにより、止水の確実性が高いことで、揚水管における落水を良好に防止することができる。

　逆止弁１は、液体又は気体（流体）を流通させる流路に設けられ、弁体６の一次側と二次側との差圧が所定の最低作動圧力（クラッキング圧）を超えているときに、図３に示すように、弁体６は開状態となって流体を流通させる。弁体６の一次側と二次側との差圧が負又は最低作動圧力以下となった場合、図２に示すように弁体６は閉状態となって流体の流通が遮断される。
　なお、流体に関して所望の量の流通面積を確保することが可能であれば、弁体６は必ずしも図３に示す全開状態になる構成でなくてよい。図３においては、弁体６の全開状態を示しているが、移動体２の質量及びバネ体２０の復元力により、弁体６の開度は流量に応じて変わることになる。

　逆止弁１は、移動体２と、移動体２における弁体６とは逆側の少なくとも一部を収容する弁箱１２と、ガイド筒４を有して弁箱１２に取り付けられるガイドキャップ３と、弁体６とガイドキャップ３との間に設けられて、弁体６を一次流路側に付勢するバネ体２０と、を備える。つまり、本書における逆止弁１は、弁体６等を内部に含む管継手全体を指称するものである。

（弁箱及び継手部について）
　本実施形態に係る弁箱１２は、流入路１２ｃ及び流出路１２ｄを形成する略直線的に延在する継手部９とロストワックス製法により一体的に形成されたものであり、継手部９から枝分かれて交差している。弁箱１２及び後述する弁軸７は、一次流路（流入路１２ｃ）及び二次流路（流出路１２ｄ）の流路方向に対して交差する方向で流出路１２ｄ側に傾斜して延在している。

　継手部９には、上流側（一次側）に鍔部１３、下流側（二次側）に鍔部１４が一体的に形成されており、配管類（図示せず）に対してボルト・ナットなどの緊締具（図示せず）を用いて固定される。本実施形態に係る弁箱１２（継手部９）の流入路１２ｃ側には、図１に示すように、吸引ポンプ（不図示）に接続された吸引管（不図示）を取り付けるための平坦な取付台１５が形成されている。取付台１５には、弁箱１２の一次流路側の内部まで貫通する減圧口１５ａが形成されている。

　作業者は、吸引ポンプを作動して、吸引管から流体を減圧口１５ａに向けて引き込むことで、弁体６よりも上流側を負圧にして流体で満たすことが可能となる。なお、減圧口１５ａに圧力センサが取り付けられている構成を採用すれば、作業者は、弁箱１２内部の圧力状態を確認して、弁箱１２内部が流体で満たされているかを確認することもできる。
　そして、弁箱１２における、流入路１２ｃと流出路１２ｄの中心線ＣＬに交差する方向に延在する部位の末端には、後述するガイドキャップ３が着脱可能に装着されている。

（弁座について）
　弁座１２ａは、図２に示して上記したように、接続対象である他の管体に接続する接続部分同士（鍔部１３、１４）を結ぶ接続流路の中心線ＣＬを含む断面図において、中心線ＣＬに跨るように形成されている。
　また、弁座１２ａは、弁箱１２の内壁の一部が、全周に亘って、流路側に迫り出すように（流入路１２ｃを狭めるように）形成されている。弁座１２ａの座面は、環状に形成されており、移動体２の往復動方向に垂直に延在している。つまり、弁座１２ａは、流入路１２ｃ及び流出路１２ｄの流路方向並びに弁軸７及び弁箱１２の延在方向に対して交差する方向に延在している。

　弁座１２ａの外周には、環状溝１２ｈが形成されている。環状溝１２ｈは、弁座１２ａの座面に対して、流入路１２ｃ側（移動体２から離間する側）に窪んで形成されている。環状溝１２ｈにより、移動体２の弁体６が当接する弁座１２ａの面積が制限されており、弁体６が弁座１２ａに密着しやすくなる。

　弁座１２ａは、一次流路（流入路１２ｃ）及び二次流路（流出路１２ｄ）の流路方向並びに弁軸７の延在方向に対して交差する方向に延在している。
　二次流路（流出路１２ｄ）を形成する弁座１２ａよりも下流側の内壁面の下部に、中心線ＣＬ側に張り出す下流側張出部１２ｆが設けられている。ここで、「中心線ＣＬ側に張り出す」は、継手部９の内壁面の主壁面（鍔部１３、１４から直線的に連続する内壁面）よりも中心線ＣＬ側に張り出していることを指す。つまり、図９に示すように、下流側張出部は、弁座から連続して形成されているものであっても、（主壁面から）張り出していることとなる。
　本実施形態において、図２に示す下流側張出部１２ｆは、流出路１２ｄを画定する継手部９の下部が肉厚になっていることで、肉厚部の内壁面が、中心線ＣＬ側に張り出す構成となっている。
　そして、下流側張出部１２ｆの張り出し量は、下流側に向かうにつれて漸次的に減少している。

　換言すると、弁座１２ａよりも下流側の流路断面積が局所的に急激に変化していない。本実施形態に係る逆止弁１においては、流出路１２ｄを形成する部位のうち、下流側張出部１２ｆは、弁座１２ａにおける中心線ＣＬ側に近い部位よりも流路の中心線ＣＬ側に突出しておらず、この部位の延長上にある。そして、下流側張出部１２ｆは、環状溝１２ｈの下流側の外周を画定するように流路内側に突出した後に、さらに下流側に向かうにつれて外周面側に向かうようになだらかに広がっている。

　例えば、米国特許出願公開第２００５／００６２０００号明細書の図２等に示された逆止弁にあっては、弁座よりも下流側の流路断面積が急激に拡張している。このため、下流側の拡張部分に流れ込んだ流体の動圧の差異によって渦が生じることになる。
　本実施形態においては、流出路１２ｄの弁座１２ａ近傍における流路断面積が、一定、又は下流側に向かうにつれて漸次的に変化していることで、弁座１２ａを越えた二次側で流路断面積が急拡大することにより、渦が生じることを抑制できる。

　また、一次流路（流入路１２ｃ）を形成する弁座１２ａよりも上流側の内壁面の上部に、中心線側に張り出す上流側張出部１２ｉが設けられている。
　より具体的には、上流側張出部１２ｉは、下流側に向かうにつれて斜め下方に張り出している。
　そして、上流側張出部１２ｉの張り出し量は、下流側に向かうにつれて漸次的に増加している。

　例えば、米国特許出願公開第２００５／００６２０００号明細書の図２等に示された逆止弁にあっては、弁座よりも上流側に本実施形態の上流側張出部１２ｉが設けられておらず、一次流路は斜め上方に向けられている。このため、弁体の開口を通って下流側に向かう流体は大幅に蛇行することになる。
　一方で、本実施形態においては、流入路１２ｃから流入する流体の一部が上流側張出部１２ｉに当接することにより、上流側張出部１２ｉは斜め下方に向かう流れを形成することができる。このため、弁座１２ａ部分の開口によって弁体６を押し上げるために斜め上方に向かわせる必要がある流体を、流入路１２ｃ及び流出路１２ｄを通じて直線的に流すことが可能となり、圧力損失を抑制できる。

　上流側張出部１２ｉは、中心線ＣＬに至るまでは張り出していない。例えば、本実施形態に係る上流側張出部１２ｉは、図３に示す縦断面において、流入側の流路幅の１／３（略１／３を含む）だけ上壁面から張り出している。
　上記構成によれば、図４に示すように、流体の一部を流入路１２ｃから中心線ＣＬに沿って直線的に流れ込みやすくでき、圧力損失の低減することができる。

（移動体について）
　移動体２は、弁箱１２の内部を往復移動して、一次流路と二次流路の間において、弁体６を弁座１２ａに対して近接離間させることで、流量に応じて弁体６の開口量を調整しつつ逆流を防止するものである。
　移動体２は、往復移動方向に延在する弁軸７と、弁軸７の下側端部に設けられた弁体６と、閉状態で弁座１２ａに当接する弁体６に取り付けられた止水部（パッキン８）と、から主に構成されている。

　図３に示すように、弁軸７は、後述するガイド筒４に収容されることで、移動体２が弁軸７の軸心方向に垂直な方向にブレないように、移動体２を往復移動させるためのものである。弁軸７は、棒状に形成されて弁体６の上面の中央部分から連続的に延在している。

　弁体６及び弁軸７は、ステンレス鋼により形成されているが、例えばポリ塩化ビニルなどの耐食性の合成樹脂材料で形成することもできる。図２に示す閉状態及び図３に示す開状態で、弁軸７の周囲に装着されたバネ体２０が弁体６（弁体上部６ｂ）の上面を弾性的に付勢している。

　弁体６は、弁体下部６ａと弁体上部６ｂと、を含んで構成されている。
　弁体上部６ｂは、流入路１２ｃ及び流出路１２ｄの流路方向並びに弁軸７及び弁箱１２の延在方向に対して交差する方向に延在している。
　弁体上部６ｂは、弁軸７を中心として弁体下部６ａよりも径方向に広がった鍔６ｃを有する。本実施形態においては弁体上部６ｂ自身の端部が鍔６ｃとなっている。
　鍔６ｃの下端部は、図３に示す閉状態にあるときに、中心線ＣＬよりも下方にあり、図２に示す開状態のいずれかの位置で、中心線ＣＬよりも上方の位置まで移動する。

　上記構成によれば、閉状態から開状態のいずれかの位置となるときに、鍔６ｃが中心線ＣＬよりも上方の位置まで移動することで、直線的に流れる流体の量を多くすることができる。

　本実施形態においては、鍔６ｃの下端部よりも後述するパッキン８の下端部の方が下方に位置している。
　しかし、鍔６ｃの径をパッキン８に対してより大きくしたり、弁箱１２がより傾いていることによって、鍔６ｃの下端部の方がパッキン８の下端部よりも下方に位置する構成としてもよい。
　この場合に、鍔６ｃの下端部が、開状態のいずれかの位置で、中心線ＣＬよりも上方の位置まで移動する公正であれば、パッキン８の下端部も中心線ＣＬよりも上方の位置まで移動することになり、逆止弁１を直線的に流れる流体の量を多くすることができる。

　また、弁体上部６ｂは、移動体２が往復移動する際に、移動体２の下端側が弁軸７の軸心方向に垂直な方向にブレないように、弁箱１２の内壁１２ｂに摺接することによって、その移動をガイドする機能を有する。
　つまり、弁体６の開放時に、弁体上部６ｂにおける流入路１２ｃ側の端部が、弁箱１２の内壁１２ｂに摺接可能に配置されている。

　弁体上部６ｂが摺接する弁箱１２の内壁１２ｂは、平坦なものに限定されず、周囲よりも突出したガイドリブ１２ｇ等のリブ状のものが付加されたものについても内壁１２ｂの一部に含むものとする。
　本実施形態においては、弁体上部６ｂは、弁箱１２の内部に突出して弁箱１２の長尺方向に沿って延在する４本のガイドリブ１２ｇに摺接可能に配置されている。
　上記構成によれば、弁体上部６ｂの流入路１２ｃ側の端部が、弁箱１２の内壁１２ｂに摺接可能に配置されていることで、弁体上部６ｂの振れを弁箱１２によって抑制することができる。

　また、弁体上部６ｂは、上面をナット１１から押し込まれることによって、弁体下部６ａとの間でパッキン８を面方向に均等に支持するワッシャーとしての機能を有する。弁体上部６ｂの中心には、弁軸７が挿通する挿通孔６ｇが肉厚方向に貫通して形成されている。

　弁体下部６ａは、弁軸７が中央部に連続して形成された平面状の上面と、部分球状に形成された他の面と、を備える。
　より具体的には、弁体下部６ａは、流路に面する側の外面に部分球面を有する。特に、弁体下部６ａの部分球面は、図４に示すように、流入路１２ｃから流路方向に直線的に流れ込む流体が当接する位置に配設されている。
　流入路１２ｃから流れ込んだ流体が弁体６（弁体下部６ａ）に当接し、移動体２（弁体６）を弁座１２ａから上方に離すように押し上げた後も、弁体下部６ａの部分球面側に流体が接しながら逆止弁１を流れることになる。このため、弁体３６は、流体の流れの妨げとなりにくく、流体の速度が低下することを抑制できる。このため、低い損失水頭（摩擦抵抗）にて流体を流通させることができる。

　弁軸７の下部及び弁体下部６ａと、弁体上部６ｂとは、別個の部材が組み付けられることで構成されている。
　しかしながら、このような構成に限定されず、パッキン８が可撓性を有することにより、パッキン８を変形させることによって弁体６に取り付けることが可能であれば、必ずしも弁体下部６ａと弁体上部６ｂとが別個の部材で構成されていなくてもよい。

　止水部（パッキン８）は、逆止弁１の閉状態で弁体６（弁体上部６ｂ）と弁座１２ａとで押圧されて弁座１２ａを止水する部材であり、弁体下部６ａと弁体上部６ｂ（鍔６ｃ）との間に配設されている。パッキン８は、厚さ方向に貫通する中心孔を有して環状に形成されている。具体的には、パッキン８は、パッキン８の中心孔に弁軸７が通されて、弁体下部６ａと弁体上部６ｂとの間に配設されている。
　パッキン８の一部は、図３に示す閉状態にあるときに、中心線ＣＬよりも下方にあり、図２に示す開状態のいずれかの位置で、パッキン８のすべては、中心線ＣＬよりも上方の位置まで移動する。
　上記構成によれば、閉状態から開状態のいずれかの位置に変わったときにパッキン８が中心線ＣＬを通る流れを妨げることを抑制でき、圧力損失を低減できる。

　上記の「開状態のいずれかの位置」としては、標準的な流量のときに弁体６が開状態になったときの位置であると好ましい。
　例えば、この位置とは、全開状態に対して７０％（逆止弁１の最大開度の７０％）逆止弁１（弁体６）が開いている状態の位置である。
　このような構成によれば、標準的な流量のときに、パッキン８が最も流れが早くなる中心線ＣＬ近傍の流れを妨げることを抑制でき、圧力損失が大きくなることを抑制できる。

　逆止弁１は、弁体上部６ｂを、他方側（上方側）から弁体下部６ａ側に向けて押圧するナット１１を更に備える。ナット１１は、弾性変形可能なフリクションリングを有し、緩み止め機能を有する。なお、ナット１１は、緩み止め機能を有すればよく、フリクションリングを有するものに限定されない。例えば、ダブルナット（図示せず）から成る構成であってもよい。具体的には、ダブルナットのうち一方のナットが、くさび状の突起を有し、他方ナットが当該突起を受け入れるように対応する形状で凹溝が形成されていればよい。

（ガイドキャップについて）
　ガイドキャップ３は、図２に示すように、弁箱１２に対して着脱可能に装着されて弁体６の上方側を封止しつつ、移動体２の往復移動をガイドするためのものである。ガイドキャップ３は、ガイド筒４と、ガイド筒４の上端に一体的に形成された円盤状の天板部５と、から構成されている。
　天板部５は、図２に示すヘルールフランジ５ｅを端縁に有し、ヘルールフランジ５ｅと、弁箱１２の上端部に形成されたヘルールフランジ１２ｅとの間にガスケット１６を挟み込むようにして、ヘルール継手（図示せず）によって着脱可能に締結されている。

　天板部５の略中央には、ガイド筒４が斜め下方（一次流路側）に向けて立設されている。
　ガイド筒４は、弁体６の弁軸７の摺動をその内面で案内するものであり、天板部５から弁座１２ａ側である斜め下方に延在して、弁体６が往復移動可能となるように弁体６に接続された弁軸７を案内する。

　　＜動圧分布＞
　次に、逆止弁１に流体（水）を流したことを想定した流体解析による動圧分布について、図５を参照して説明する。図５は、第１実施形態に係る逆止弁１に流体を流したときの流路内の動圧分布を示す説明図であり、流入側の流速約４ｍ／ｓ、流量約４８００Ｌ／ｍｉｎ（弁開度５０％）における流体の流れ、及び動圧分布を示す図である。なお、図５においては、色が濃いほど（ドット密度が高いほど）、動圧が高いことを示している。

　図５に示すように、流体が弁座１２ａと弁体６の間を通過する前後で、高い動圧（動圧ＤＰ１）を有する主流は、流路の底側に向かわず、ほぼ流路方向に平行に延在している。そして、主流によって誘導される渦Ｗは、流路の中心側まで侵食しておらず、その範囲は小さいことがわかる。このため流体の拡散及び剥離は少なく、損失水頭は約２．８ｍであり、圧力損失を小さく抑えることができていた。

　＜＜第２実施形態＞＞
　次に、第２実施形態に係る逆止弁１Ｘについて、図６を主に参照して説明する。逆止弁１Ｘは、逆止弁１と比較して口径の大きい配管に取り付けられるものである。図６は、第２実施形態に係る逆止弁１Ｘの開状態を示す縦断面図である。
　なお、逆止弁１Ｘにおいて、第１実施形態に係る逆止弁１と共通する構成については説明については省略する。

　本実施形態に係る逆止弁１Ｘは、移動体３２を備える。移動体３２は、弁軸３７と、弁軸３７の下端部と一体的に形成された弁体３６とを備える。弁体３６は、弁体下部３６ａと弁体上部３６ｂと、を含んで構成されている。
　弁体下部３６ａは、中空部３６ｄを有する部分球状に形成されている。
　より具体的には、弁体下部３６ａは、流路に面する側の外面に部分球面を有して、中心線ＣＬに対称となるような形状を有しており、かつ、逆止弁１内に配設されている。

　上記構成によれば、弁体下部３６ａが、中空部３６ｄを有することで流量の変化に対する応答性を良好にしつつ、部分球状に形成されていることにより、流れの抵抗となることを抑制して圧力損失を低くすることができる。

　弁体下部３６ａは、弁体上部３６ｂに当接する部位に、環状の小径部３６ｈを備える。
　この小径部３６ｈに、中空部３６ｄに繋がる開口３６ｉが形成されている。
　小径部３６ｈの外周側と弁体上部３６ｂと弁体下部３６ａとの間に形成された窪み３６ｅに、パッキン８が嵌合している。
　この窪み３６ｅは、より具体的には、弁体上部３６ｂの下面と、小径部３６ｈの周面から連続する弁体下部３６ａの一部の上面によって断面Ｌ字状に形成された部位と、が重なり合うことで形成されている。

　弁軸３７の軸心方向に対して垂直な方向において、中空部３６ｄの最大径は、開口３６ｉよりも大きく形成されている。
　弁体下部３６ａに中空部３６ｄが形成されていることにより、移動体３２を軽量化できる。中空部３６ｄを含む弁体３６が、流路方向と弁軸３７の軸心方向とを面内に含む仮想面に対して鏡面対称に形成されている。このように形成されていることで、流体が流路方向に流れる際に、流体から弁体３６に加わる力によって弁体３６がブレることを抑制でき、流体の流れを安定させることができる。

　＜＜第３実施形態＞＞
　次に、第３実施形態に係る逆止弁１Ｙについて、図７及び図８を主に参照して説明する。図７は、第３実施形態に係る逆止弁１Ｙの開状態を示す縦断面図、図８は、第３実施形態に係る移動体５２を示す斜視図である。
　なお、逆止弁１Ｙにおいて、第１実施形態に係る逆止弁１又は第２実施形態に係る逆止弁１Ｘと共通する構成については説明については省略する。例えば、逆止弁１Ｙに係るガイドキャップは、第１実施形態及び第２実施形態のものと大きさ以外が共通するため、その説明を省略する。

　逆止弁１Ｙは、移動体５２と、移動体５２を収める弁箱６２と、を主に備える。移動体５２は、往復移動方向に延在する丸棒状の弁軸５７と、弁軸５７の下側端部に設けられた弁体５６と、弁体５６に取り付けられたパッキン８と、から主に構成されている。
　弁体５６は、弁軸５７の下側（一次流路側）の端部に一体的に形成された弁体下部５６ａと、弁体下部５６ａに取り付けられた弁体上部５６ｂと、から構成されている。

　弁体下部５６ａは、部分球面状に形成された外面を有し、移動体５２の往復動方向に平行に切り立ち、互いに平行に延在する２つの平面部５６ｆを、軸心方向を中心として１８０度ずれた位置に有する。
　この２つの平面部５６ｆが設けられていることで、後述する縁部５６ｋの面積を、平面部５６ｆがないものと比較して大きくすることができる。このため、弁体５６を押し上げる流体の荷重を、球面状の部分に流体が押し込むよりも、大きくすることができ、流体の流れ始めをスムーズにすることができる。

　また、弁体下部５６ａの中央部に雌ねじ部が形成されており、弁軸５７の下端部に形成された雄ねじ部に螺合している。
　初期状態において、図７に示すように平面部５６ｆが流路方向に対して傾斜していたとしても、流体が逆止弁１Ｙに流れ込んで移動体５２を上方に押し上げて下流側に流れようとするときに、弁体５６は弁軸ごと回動することになる。
　換言すると、平面部５６ｆが流体の動圧を受けて、流路方向に平行な向きに、自動的に移動体５２の姿勢が調整されることになる。このようにして、弁体５６の圧力損失は低減される。

　弁体下部５６ａは、弁体上部５６ｂの小径部５６ｈに一部が対向する位置に形成された対向部５６ｊと、対向部５６ｊよりも径方向外側に形成され、弁体下部５６ａにおいて、弁体上部５６ｂとの間でパッキン８を挟持する縁部５６ｋと、を有する。

　また、弁体下部５６ａには、中空部５６ｄと、中空部５６ｄに繋がり弁体上部５６ｂに対向する位置にある開口５６ｉと、が形成されている。
　この対向部５６ｊは、弁体下部５６ａにおいて、中空部５６ｄの径方向外側の上部を画定するものである。対向部５６ｊの径方向の中央部分に上記の開口５６ｉが形成されている。
　縁部５６ｋは、弁体上部５６ｂとの間でパッキン８を挟持する機能を有し、対向部５６ｊよりも厚肉に形成されている。このように、縁部５６ｋが対向部５６ｊよりも厚肉に形成されていることで、中空部５６ｄの体積を広くしつつ、弁体５６の開閉を繰り返すことにより、弁箱６２に設けられた弁座６２ａから繰り返し衝撃荷重がかかるパッキン８を安定して保持することができる。

　図８に示すように、弁体上部５６ｂの他方側の面（上面）における径方向内側には、径方向外側の部位よりも下方（一次流路側）に窪んだばね座面５６ｅが形成されている。

　＜＜第４実施形態＞＞
　次に、第４実施形態に係る逆止弁１Ｚを、図９を主に参照して説明する。図９は、第４実施形態に係る逆止弁１Ｚの閉状態を示す模式的な縦断面図である。なお、図９においては、バネ体２０を省略して示している。

　本実施形態に係る逆止弁１Ｚが備える弁軸７７は、中空空間７７ａを有して筒状に形成されている。弁軸７７は、弁軸７７内の中空空間７７ａに挿入されたガイド棒７４によって往復動可能に案内されている。つまり、弁軸７７は、その中空空間７７ａに面する内面でガイド棒７４の外面に摺動することによって、ガイド棒７４に往復動方向を案内されている。
　上記構成によれば、弁軸７７が、ガイド棒７４に案内されることによって、弁軸７７に接続された弁体７６が往復動方向に案内されることになる。

　特に、本実施形態に係る弁体７６には、弁軸７７の中空空間７７ａに連続する中空部７６ｄが形成されている。
　上記構成によれば、弁軸７７の中空空間７７ａと弁体７６の中空部７６ｄが連続して形成されていることで、弁軸７７と弁体７６とを備える移動体７２を軽量化でき、流量の変化に対する応答性を高めることができる。

　以上、図面を参照して各実施形態を説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
　本発明の逆止弁及び逆止弁を構成する往復動部材の各種の構成要素は、個々に独立した存在である必要はない。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、等を許容する。

　本実施形態は以下の技術思想を包含する。
（１）ストレート管継手タイプの斜めリフト型の逆止弁であって、
　弁座と、
　該弁座に対して密着する閉状態と前記弁座から離間した開状態とに直線的に往復移動可能な移動体と、
　該移動体よりも上流側に位置する一次流路と、
　前記移動体よりも下流側に位置する二次流路と、を備え、
　前記移動体は、
　前記閉状態で前記弁座に支持される弁体と、
　該弁体から延在する弁軸と、を含み
　前記弁座は、前記一次流路と前記二次流路とを含んで直線的に延在する接続流路の中心線を含む断面において、前記中心線に跨るように形成されていることを特徴とする逆止弁。
（２）前記移動体は、前記閉状態で前記弁座に当接する止水部を更に有し、
　該止水部の一部は、前記閉状態にあるときに、前記中心線よりも下方にあり、前記止水部のすべては、前記開状態のいずれかの位置で、前記中心線よりも上方の位置まで移動する（１）に記載の逆止弁。
（３）前記弁体は、弁体下部と弁体上部と、を含んで構成されており、
　前記弁体上部は、前記弁軸を中心として前記弁体下部よりも径方向に広がった鍔を有し、
　前記鍔の下端部は、前記閉状態にあるときに、前記中心線よりも下方にあり、前記開状態のいずれかの位置で、前記中心線よりも上方の位置まで移動する（１）又は（２）に記載の逆止弁。
（４）前記開状態のいずれかの位置とは、全開状態に対する７０％の位置である（２）又は（３）に記載の逆止弁。
（５）前記弁体下部は、中空部を有する部分球状に形成されている（３）に記載の逆止弁。
（６）前記二次流路を形成する前記弁座よりも下流側の内壁面の下部に、前記中心線側に張り出す下流側張出部が設けられており、
　該下流側張出部の張り出し量は、下流側に向かうにつれて漸次的に減少している（１）から（５）のいずれか一項に記載の逆止弁。
（７）前記一次流路を形成する前記弁座よりも上流側の内壁面の上部に、前記中心線側に張り出す上流側張出部が設けられており、
　該上流側張出部の張り出し量は、下流側に向かうにつれて漸次的に増加している（１）から（６）のいずれか一項に記載の逆止弁。
（８）前記上流側張出部は、前記中心線に至るまでは張り出していない（７）に記載の逆止弁。
（９）前記移動体における前記弁体とは逆側の少なくとも一部を収容する弁箱を更に備え、
　前記弁体は、弁体下部と弁体上部と、を含んで構成されており、
　前記弁軸及び前記弁箱は、前記一次流路及び前記二次流路の流路方向に対して交差する方向で前記二次流路側に傾斜して延在し、
　前記弁座及び前記弁体上部は、前記一次流路及び前記二次流路の流路方向並びに前記弁軸及び前記弁箱の延在方向に対して交差する方向に延在しており、
　前記弁体の開放時に、前記弁体上部における前記一次流路側の端部が、前記弁箱の内壁に摺接可能に配置されている（１）から（８）のいずれか一項に記載の逆止弁。
（１０）前記弁軸は、中空空間を有して筒状に形成されており、
　前記弁軸内の前記中空空間に挿入されたガイド棒によって往復動可能に案内されている（１）から（９）のいずれか一項に記載の逆止弁。
（１１）前記弁体には、前記弁軸の前記中空空間に連続する中空部が形成されている（１０）に記載の逆止弁。

１、１Ｘ、１Ｙ、１Ｚ　逆止弁
２　移動体
３　ガイドキャップ（キャップ）
４　ガイド筒
５　天板部
　５ｅ　ヘルールフランジ
６　弁体
　６ａ　弁体下部
　６ｂ　弁体上部
　６ｃ　鍔
　６ｇ　挿通孔
７　弁軸
８　パッキン（止水部）
９　継手部
１１　ナット
１２　弁箱
　１２ａ　弁座
　１２ｂ　内壁
　１２ｃ　流入路（一次流路）
　１２ｄ　流出路（二次流路）
　１２ｅ　ヘルールフランジ
　１２ｆ　下流側張出部
　１２ｇ　ガイドリブ
　１２ｈ　環状溝
　１２ｉ　上流側張出部
１３、１４　鍔部
１５　取付台
　１５ａ　減圧口
１６　ガスケット
２０　バネ体
３２　移動体
３６　弁体
　３６ａ　弁体下部
　３６ｂ　弁体上部
　３６ｄ　中空部
　３６ｅ　窪み
　３６ｈ　小径部
　３６ｉ　開口
３７　弁軸
５２　移動体
５６　弁体
　５６ａ　弁体下部
　５６ｂ　弁体上部
　５６ｄ　中空部
　５６ｅ　ばね座面
　５６ｆ　平面部
　５６ｈ　小径部
　５６ｉ　開口
　５６ｊ　対向部
　５６ｋ　縁部
５７　弁軸
６２　弁箱
６２ａ　弁座
７２　移動体
７３　ガイドキャップ
７４　ガイド棒
７６　弁体
　７６ａ　弁体下部
　７６ｂ　弁体上部
　７６ｄ　中空部
７７　弁軸
　７７ａ　中空空間
ＣＬ　中心線
ＤＰ１　動圧
Ｗ　渦

Claims

　ストレート管継手タイプの斜めリフト型の逆止弁であって、
　弁座と、
　該弁座に対して密着する閉状態と前記弁座から離間した開状態とに直線的に往復移動可能な移動体と、
　該移動体よりも上流側に位置する一次流路と、
　前記移動体よりも下流側に位置する二次流路と、を備え、
　前記移動体は、
　前記閉状態で前記弁座に支持される弁体と、
　該弁体から延在する弁軸と、を含み
　前記弁座は、前記一次流路と前記二次流路とを含んで直線的に延在する接続流路の中心線を含む断面において、前記中心線に跨るように形成されていることを特徴とする逆止弁。
　前記移動体は、前記閉状態で前記弁座に当接する止水部を更に有し、
　該止水部の一部は、前記閉状態にあるときに、前記中心線よりも下方にあり、前記止水部のすべては、前記開状態のいずれかの位置で、前記中心線よりも上方の位置まで移動する請求項１に記載の逆止弁。
　前記弁体は、弁体下部と弁体上部と、を含んで構成されており、
　前記弁体上部は、前記弁軸を中心として前記弁体下部よりも径方向に広がった鍔を有し、
　前記鍔の下端部は、前記閉状態にあるときに、前記中心線よりも下方にあり、前記開状態のいずれかの位置で、前記中心線よりも上方の位置まで移動する請求項１又は２に記載の逆止弁。
　前記開状態のいずれかの位置とは、全開状態に対する７０％の位置である請求項２又は３に記載の逆止弁。
　前記弁体下部は、中空部を有する部分球状に形成されている請求項３に記載の逆止弁。
　前記二次流路を形成する前記弁座よりも下流側の内壁面の下部に、前記中心線側に張り出す下流側張出部が設けられており、
　該下流側張出部の張り出し量は、下流側に向かうにつれて漸次的に減少している請求項１から５のいずれか一項に記載の逆止弁。
　前記一次流路を形成する前記弁座よりも上流側の内壁面の上部に、前記中心線側に張り出す上流側張出部が設けられており、
　該上流側張出部の張り出し量は、下流側に向かうにつれて漸次的に増加している請求項１から６のいずれか一項に記載の逆止弁。
　前記上流側張出部は、前記中心線に至るまでは張り出していない請求項７に記載の逆止弁。
　前記移動体における前記弁体とは逆側の少なくとも一部を収容する弁箱を更に備え、
　前記弁体は、弁体下部と弁体上部と、を含んで構成されており、
　前記弁軸及び前記弁箱は、前記一次流路及び前記二次流路の流路方向に対して交差する方向で前記二次流路側に傾斜して延在し、
　前記弁座及び前記弁体上部は、前記一次流路及び前記二次流路の流路方向並びに前記弁軸及び前記弁箱の延在方向に対して交差する方向に延在しており、
　前記弁体の開放時に、前記弁体上部における前記一次流路側の端部が、前記弁箱の内壁に摺接可能に配置されている請求項１から８のいずれか一項に記載の逆止弁。