JP2015161062A - フロート式逆流防止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートの損傷の発生を低減して逆流防止機能の低下を抑制することを目的とするフロート式逆流防止弁を提供する。
【解決手段】フロート式逆流防止弁は、環状弁座、フロート、ガイド部材及び規定部材を備えている。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上下方向に移動可能に位置し、排水の水位上昇に伴って浮上して、前記開口に嵌合して前記開口を閉じて、前記環状弁座を閉栓し、排水の水位低下に伴って降下して前記開口を解放して、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。規定部材は、上部に開口部を有する水溜部を備え、前記フロートの移動の下限位置を規定する。
【選択図】図１

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及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、上下方向に移動可能であるため、この移動に伴って周面が凹む等の損傷を受ける虞がある。例えば、平常時において順方向に排水される際、環状弁座側から流れてくる排水がフロートに当接しながら流れていくため、その当接によってフロートが上下左右に移動し、ガイド棒や底板に衝突して凹む場合がある。また、逆流が終息して急激に水位が低下する際、フロートが急激に降下して底板に衝突することで凹む場合もある。その他、地震などの揺れによってフロートが移動する際にも上記例と同様に損傷を受ける場合がある。そして、この損傷によって、逆流時の環状弁座の閉栓機能（逆流防止機能）が低下しまう虞がある。

この発明は、フロートの損傷の発生を低減して逆流防止機能の低下を抑制することを目的とす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、ガイド部材及び規定部材を備えている。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上下方向に移動可能に位置し、排水の水位上昇に伴って浮上して、前記開口に嵌合して前記開口を閉じて、前記環状弁座を閉栓し、排水の水位低下に伴って降下して前記開口を解放して、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。規定部材は、上部に開口部を有する水溜部を備え、前記フロートの移動の下限位置を規定する。

水溜部は、内径が前記フロートの径よりも大きい有底の円筒形状であってもよい。

水溜部は、内部に溜まった水が通過する貫通孔を有してもよい。

この発明によれば、フロートの移動の下限位置を水溜部を有する規定部材で規定しているので、水溜部に排水などの水が溜まった状態では、フロートが規定部材（水溜部）へ向かって降下しようとする時などは、溜まった水による浮力や抵抗などによってフロートの降下（下方への移動）の運動エネルギーが喪失、減少されるので、フロートの降下の速度が減少し又は降下が停止する。これにより、フロートの損傷発生を低減することができ、逆流防止機能の低下を抑制することができる。また、平常時、フロートが水溜部に溜まった水に浮く場合においては、フロートが規定部材に接触し続けることを回避できるので、フロートが規定部材に固着することを防止できる。

この発明の第１実施形態に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の第１実施形態に係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。 この発明の第１実施形態に係る逆流防止弁の円筒部の平面図である。 この発明の第２実施形態に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の第３実施形態に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の第３実施形態に係る逆流防止弁の円筒部の平面図である。 この発明の第４実施形態に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の第５実施形態に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の第６実施形態に係る逆流防止弁の断面図である。 この発明の第７実施形態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。

（第１実施形態）
図１は、この発明の実施形態に係る逆流防止弁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の円筒部（凹部）８の平面図である。

図１に示すように、この実施形態の逆流防止弁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、本体５に取り付けられた環状弁座６及び４本のガイド棒７、ガイド棒７に取り付けられた円筒部８、環状弁座６とガイド棒７と円筒部８との内方に配置されたフロート９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上流口１１を有する略円筒形状を呈する。また、本体５上部の外周には、取付具１０がねじ結合されている。取付具１０は、溶接４によって凹部Ｈに固定支持されている。

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を介して本体５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、上流側の上流口１１と下流側の排水管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１３（図１参照）を挿入するための小ネジ孔１２、及び、ガイド棒７を挿入するためのネジ孔１５を有している。なお、弁座押え１４は、図１に示すように、小ネジ１３によって、本体５に固定される。

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、図３に示すように、ガイド棒７の下端部は、円筒部８のガイド棒孔１６に貫通した状態でナット１７とねじ結合することで、円筒部８を固定支持している。図１に戻って、円筒部８は、内径がフロート９径よりも大きい円筒形状を呈し、底面が水平になるように支持されている。円筒部８は、底面でフロート９の移動の下限位置を規定する。円筒部８の外周壁（側壁）の高さは、円筒部８の底面にフロート９が載った状態で、フロート９の中心よりも高く且つ上部よりも低い。また、円筒部８は、外周壁の内面及び底面で構成される水溜部８Ａを有する。水溜部８Ａは、上部が開口し、上流側から流れてくる排水や下流側から上流側に逆流してくる水などが溜まる。図１は、水溜部８Ａの上部（点線部）にまで排水などが溜まった状態を示す。円筒部８は、この発明の規定部材に相当する。なお、円筒部８は、水溜部８Ａに水が溜まる形状であれば底面が水平でなくてもよい。

フロート９は、図１に示すように、ステンレス鋼等の金属で形成され、中空の球形状を呈する。また、フロート９は、排水よりも比重が軽く形成されている。例えば、フロート９の下部略半分が水没した状態で浮力によって浮上する。そのため、下流側から上流側へ水が流れ込む逆流時、排水管３内の水位上昇により浮上して、一部が環状弁座６の連通開口６Ａと嵌合すると、環状弁座６を閉栓し、その後、水位低下により降下して、環状弁座６の連通開口６Ａと嵌合しなくなると、環状弁座６を開栓する。

また、フロート９は、図１に示すように、水溜部８Ａに水が溜まった状態においても浮力によって水面に浮いた状態となる。一方、図示しないが、水溜部８Ａに水が溜まっていない状態においては、フロート９は、円筒部８（水溜部８Ａ）の底面に載った（着地した）状態となる。なお、フロート９は、精密な球形状でなくてもよく、環状弁座６を閉栓できる程度の略球形状であればよい。

平常時においては、排水管３内の水位は、一般的に円筒部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、円筒部８の底面に載った（着地した）状態、又は、水溜部８Ａの水面に浮いた状態にある。したがって、環状弁座６は開栓される。これにより、排水が床面２（上流）から上流口１１、環状弁座６の連通開口６Ａ、ガイド棒７間を通過して下流口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、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。

また、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が降下して円筒部８（水溜部８Ａ）に衝突、当接しようとする。その際、水溜部８Ａには図１に示すように排水などが溜まっているので、フロート９は、水溜部８Ａ内に着水し、円筒部８の底面に衝突することなく水面に浮いた状態となる。あるいは、着水後、フロート９は、円筒部８の底面に衝突した後に水面に浮いた状態となる。これらのいずれの状態であっても、着水後、水溜部８Ａに溜まった水による浮力や抵抗などによってフロート９の降下（下方への移動）の運動エネルギーが喪失、減少されるので、フロート９の降下の速度が減少し又は降下が停止する。したがって、凹む等のフロート９の損傷発生を低減することができるので、フロート９による環状弁座６の閉栓機能、すなわち逆流防止機能の低下を抑制することができる。

また、平常時においては排水が生じているので、水溜部８Ａには水が溜まっている状態にあることが多い。そのため、平常時、フロート９は、水溜部８Ａの水面に浮いている状態にあることが多いので、円筒部８の底面に接触（接地）し続けることを回避でき、円筒部８に固着することを防止できる。

（第２実施形態）
この実施形態は、円筒部８の形状が第１実施形態と異なる。この異なる構成について図４を用いて説明する。その他の構成については同様であるため説明は省略する。

図４は、この発明の実施形態に係る逆流防止弁１の断面図である。この実施形態では、円筒部８の外周壁の高さが、円筒部８の底面にフロート９が載った状態でフロート９の中心よりも低くなっている。そして、図４に示すように水溜部８Ａの上部（点線部）にまで水が溜まった状態では、フロート９は、浮かずに円筒部８の底面に載った（着地した）状態となる。この実施形態のフロート９は、第１実施形態と同一であって排水よりも比重が軽く形成されているが、円筒部８の底が浅いために浮くまでには至っていない状態である。

このように、フロート９が水溜部８Ａに溜まった水に浮かばない状態であっても、水溜部８Ａに溜まった水にフロート９が接触できる構成であれば、第１実施形態と同様に、水溜部８Ａに溜まった水による浮力や抵抗などによってフロート９の降下（下方への移動）の運動エネルギーが喪失、減少されるので、フロート９の損傷発生を低減することができる。なお、円筒部８の内径がフロート９の径以下であっても、上述のように水溜部８Ａに溜まった水にフロート９が接触できる構成であれば、上述と同様の効果を奏することができる。

（第３実施形態）
この実施形態は、円筒部８の形状が第１実施形態及び第２実施形態と異なる。この異なる構成について図５及び図６を用いて説明する。その他の構成については同様であるため説明は省略する。

図５は、この発明の実施形態に係る逆流防止弁１の断面図である。図６は、逆流防止弁１の円筒部８の平面図である。図６に示すように、この実施形態では、円筒部８の底面に排水が通過するための４つの貫通孔１８が形成されている。その他の形状については、図５に示すように、第１実施形態と同様である。

例えば、上流からの排水の一部は、水溜部８Ａに一旦溜まって貫通孔１８を通過していく。そのため、水溜部８Ａには一時的に水が溜まる状態となる。フロート９は、水溜部８Ａに一時的に水が溜まった場合には浮いた状態となるが、図５に示すような水が溜まってない状態では円筒部８の底面に載った状態となる。

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が降下して円筒部８に衝突、当接しようとする。その際、水溜部８Ａには一時的に水が溜まっているので、フロート９は、水溜部８Ａ内に着水する。そして、水溜部８Ａ内の水位の低下に伴ってゆっくり降下して円筒部８の底面に着地する。したがって、第１実施形態などと同様に、水溜部８Ａに溜まった水による浮力や抵抗などによってフロート９の降下（下方への移動）の運動エネルギーが喪失、減少されるので、フロート９の損傷発生を低減することができる。

（第４実施形態）
この実施形態は、フロートの下限位置を規定する規定部材として、円筒部に代えて断面が円弧形状を呈する碗状体を用いた構成において第１実施形態〜第３実施形態と異なる。この異なる構成について図７を用いて説明する。その他の構成については同様であるため説明は省略する。

図７は、この発明の実施形態に係る逆流防止弁１の断面図である。図７に示すように、この実施形態の逆流防止弁１は、フロート９の下限位置を規定する断面が円弧形状を呈する碗状体８０を備えている。碗状体８０は、断面が円弧形状の内壁で形成される水溜部８０Ａを有する。図７は、水溜部８０Ａの上部（点線部）にまで排水などが溜まった状態を示す。碗状体８０は、ガイド棒７の下端部に固定支持されている。ガイド棒７の下端部は、碗状体８０のガイド棒孔１６０に貫通した状態でナット１７とねじ結合している。また、碗状体８０は、内壁の円弧の径がフロート９の径よりも大きく、フロート９の３分の１が収まる程度の深さである。フロート９は、図７に示すように排水などが溜まった状態であっても第２実施形態と同様に浮上しない。また、碗状体８０には、第１実施形態の円筒部８のような外周壁（側壁）はない。

このように、外周壁がない規定部材（碗状体８０）であっても、水溜部８０Ａに溜まった水にフロート９が接触できる構成であるので、上述の実施形態と同様にフロート９の損傷発生を低減することができる。

なお、上述の碗状体８０の内壁の円弧の径及び長さは、水溜部８０Ａに溜まった水にフロート９が接触できる構成であればよい。例えば、径がフロート９の径よりも大きく、断面が半円形状の碗状体を用いてもよい。また、碗状体８０に第３実施形態と同様な貫通孔を設けてもよい。

（第５実施形態）
この実施形態は、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第１実施形態と異なる。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同様であるため説明は省略する。

図８は、この発明の実施形態に係る逆流防止弁１の断面図である。逆流防止弁１の本体５は、外周の一部に雄ネジ５ａを有している。この雄ネジ５ａが排水管３の内周の一部に形成された雌ネジ３ａとねじ結合することで、逆流防止弁１が排水管３に取り付けられた状態となる。また、本体５の上端には、図示しない上流側の排水管が排水管３と同様にねじ結合により接続される。

（第６実施形態）
この実施形態は、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第１実施形態と異なる。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第５実施形態と異なる。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同様であるため説明は省略する。

図９は、この発明の実施形態に係る逆流防止弁１の断面図である。逆流防止弁１の本体５は、排水管３から突出した上端外周が取付具１０とねじ結合している。取付具１０は、内周に設けられた雌ネジ１０ａが排水管３の端部の外周に設けられた雄ネジ３ｂにねじ結合している。これにより、取付具１０を介して逆流防止弁１が排水管３に取り付けられた状態となる。また、取付具１０の上端には図示しない上流側の排水管が、取付具１０に外嵌するようにねじ結合する。

（第７実施形態）
この実施形態は、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第１実施形態と異なる。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第５実施形態及び第６実施形態と異なる。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同様であるため説明は省略する。

図１０は、この発明の実施形態に係る逆流防止弁１の断面図である。逆流防止弁１の本体５は、上端にフランジ５ｂを有している。このフランジ５ｂが排水管３の端部の外周に設けられたフランジ３ｃにボルト２０により固定されることで、逆流防止弁１が排水管３に取り付けられた状態となる。また、本体５の上端には、図示しない上流側の排水管が排水管３と同様にフランジ５ｂに固定される。

なお、上述した各実施形態では、フロート９の下限位置を規定する規定部材として円筒部８又は碗状体８０を用いているが、排水などを溜めることができる水溜部を有するものであれば特にこれに限定されるものではない。例えば、角筒であってもよい。また、規定部材の高さ方向の配置位置は、平常時、水が溜まった状態でフロート９が環状弁座６を閉栓しない位置であればよい。

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 フロート式逆流防止弁
５ 本体
６ 環状弁座
７ ガイド棒（ガイド部材）
８ 円筒部（規定部材）
８Ａ 水溜部
９ フロート
８０ 碗状体（規定部材）
８０Ａ 水溜部

Claims (3)

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上下方向に移動可能に位置し、排水の水位上昇に伴って浮上して、前記開口に嵌合して前記開口を閉じて、前記環状弁座を閉栓し、排水の水位低下に伴って降下して前記開口を解放して、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、
   上部に開口部を有する水溜部を備え、前記フロートの移動の下限位置を規定する規定部材と、
   を備えたフロート式逆流防止弁。
2. 前記水溜部は、内径が前記フロートの径よりも大きい有底の円筒形状である請求項１に記載のフロート式逆流防止弁。
3. 前記水溜部は、内部に溜まった水が通過する貫通孔を有する請求項１または請求項２に記載のフロート式逆流防止弁。

Images