JP2016079995A - 流量調整弁 - Google Patents

Abstract

【課題】上流から所定量以上の排水が生じた場合には下流への排水を停止する流量調整弁を提供する。
【解決手段】流量調整弁は、水槽と、開口部と、フロートと、規定部材と、ガイド部材と、弁体と、連結機構とを備えている。水槽は、上流から内部に流入した排水が、下部に接続された流出管から排出される。開口部は、前記水槽内と前記流出管とを連通する。フロートは、前記水槽内に配設され、該水槽内の水位変動に応じて上下方向に移動可能である。規定部材は、前記開口部よりも上方で前記フロートの移動の下限位置を規定する。ガイド部材は、前記フロートを上下方向にガイドする。弁体は、前記開口部の下方に配設され、該開口部を開閉する。連結機構は、前記フロート及び前記弁体を連結し、該フロートの移動に連動して該弁体を上下方向に移動させることで前記開口部を開閉させる。
【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流量調整弁に関する。

工場や発電所などの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、建屋などで発生した排水（流体）が床面の床ドレンファンネルに流れ込み、その後に共有サンプタンクに収容される。共有サンプタンクは、複数箇所に配設されたファンネルに接続され、各ファンネルから流入する排水を収容する。そして、排水は、サンプポンプの駆動によってサンプタンクから排水施設などに排出される。上述した床ドレンファンネルには、下流の気体が床面に流入しないようにファンネル本体内にフロート式排水弁などが設けられている（例えば、特許文献１参照）。

実開昭６１−１９８３６９号公報

上述したファンネルでは、通常時とは異なる大量の排水が流入した場合であっても共有サンプタンクに排水は流れていく。しかしながら、能力を超える流量が共有サンプタンク流入すると、共有サンプタンクから他のファンネルに排水が逆流していく虞がある。また、この場合、共有サンプタンクの排水能力も低下してしまう。

このような場合、大量の排水が発生した箇所のファンネルからの下流への排水を停止してでも、他の排水経路への逆流を防止し、さらに排水系統の排水性能も維持したいとの要望がある。この場合、大量の排水が発生した箇所では排水で溢れてしまう虞もあるが、重要な設備が配設されている他の建屋などを優先的に保護したい場合や、他の建屋などでの排水機能を維持させたい場合もある。

この発明は、上流から所定量以上の排水が生じた場合には下流への排水を停止する流量調整弁を提供することを目的とする。

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流量調整弁は、水槽と、開口部と、フロートと、規定部材と、ガイド部材と、弁体と、連結機構とを備えている。水槽は、上流から内部に流入した排水が、下部に接続された流出管から排出される。開口部は、前記水槽内と前記流出管とを連通する。フロートは、前記水槽内に配設され、該水槽内の水位変動に応じて上下方向に移動可能である。規定部材は、前記開口部よりも上方で前記フロートの移動の下限位置を規定する。ガイド部材は、前記フロートを上下方向にガイドする。弁体は、前記開口部の下方に配設され、該開口部を開閉する。連結機構は、前記フロート及び前記弁体を連結し、該フロートの移動に連動して該弁体を上下方向に移動させることで前記開口部を開閉させる。

上記上流から前記水槽内に流入する排水の流入位置は、前記開口部が閉栓された状態での該水槽内の水位よりも上方に位置するようにしてもよい。

上記連結機構は、上下方向に延びたロッドを含み、前記ロッドは、前記開口部を貫通した状態で、上端側が前記フロートに連結し、下端側が前記弁体に連結するようにしてもよい。

上記規定部材は、前記ロッドが上下方向に貫通して上端が前記水槽内に含まれ且つ下端が前記流出管に含まれる筒状体であって、降下した前記フロートを該上端で支持する筒状体を含み、前記筒状体は、中空内部に前記開口部を含んで前記水槽内と前記流出管とを連通し、該開口部よりも上流側の周面に該水槽内と中空内部とを連通する流入孔を有していてもよい。

上記筒状体は、前記ロッドが貫通する貫通孔を有する板部材で上端の上面が形成され、降下した前記フロートを該上面で支持するようにしてもよい。

この発明によれば、フロートに連動して上下方向に移動する弁体によって、水槽の下部に設けられた開口部が開閉される。例えば、大量の排水が発生した異常時、水槽内には大量の排水が流れ込んで水位が上昇する。これにより、フロートが浮上するとともに弁体も上昇移動し、開口部を閉栓する。これにより、水槽内の排水が開口部下流の流出管に流れ出ていくことが停止される。一方、異常時に比べて排水量の少ない通常時、フロートは弁体が開口部を閉栓するほど浮上せず、水槽内の排水は開口部を通過して流出管に流れ出る。したがって、上流から所定量以上の排水が生じた場合には下流への排水を停止することができ、この流量調整弁が配設されている排水系統の他の排水経路が逆流等することを防止でき、他の排水経路での排水機能を維持することができる。

この発明の実施例１に係る流量調整弁の断面図である。 この発明の実施例１に係る本体の底面図である。 この発明の実施例１に係る通常時及び異常時の流量調整弁の動作状態を示す説明図である。 この発明の実施例２に係る流量調整弁の断面図である。 この発明の実施例３に係る流量調整弁の断面図である。 この発明の実施例４に係る流量調整弁の断面図である。

図面を参照してこの発明の実施形態である流量調整弁について説明する。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に係る流量調整弁１の断面図である。図２は、流量調整弁１の本体３の底面図である。流量調整弁１は、建屋の床面に発生する結露水などの排水（流体）を河川や処理施設などに排出する排水系統中に配設される。流量調整弁１は、上流から流入する排水をファンネル（水槽）２内に収容し、下流に流れていく排水の量を調整する。具体的には、ファンネル２内に所定量以上の排水が流入した場合には閉弁して下流への排水の流出を停止する。

流量調整弁１は、ファンネル２、本体３、ロッド４、フロート５、弁体６等を備えている。ファンネル２は、上部に蓋体を有する箱体であり、側面に接続された排水管（流入管）１０からの排水を収容する。収容された排水は、流入孔３７、開口部３６、流出孔３８の順に通過して底面に接続された排水管（流出管）１１に流れ出る。

本体３は、上面３１及び底面３２を有する中空の円筒形状を呈し、ファンネル２内と排水管１１とを連通する。本体３は、外周面のフランジ部３３とファンネル２底面とを溶接することでファンネル２底面に固定支持されている。また、本体３は、内部を上下方向に区切る板部材３５を備えている。板部材３５には、本体３内部の上方と下方とを連通する円形の開口部３６が形成されている。

また、本体３の開口部３６上方の側面には、６つの流入孔３７が形成されている（図１では４つのみ図示）。流入孔３７は、本体３の内部上方とファンネル２内とを連通し、ファンネル２内の排水を開口部３６に導く。さらに、本体３の底面３２には、４つの流出孔３８が形成されている（図２参照）。流出孔３８は、本体３内部の下方と排水管１１とを連通し、開口部３６を通過した排水を排水管１１に導く。なお、流入孔３７及び流出孔３８は、上述した形状や数に限定されるものではない。

さらに、本体３には、上下方向にロッド４が貫通している。ロッド４は、横断面が円形状を呈し、上下方向に移動自在に上面３１のガイド孔３１Ａ、開口部３６、底面３２のガイド孔３２Ａを貫通している。ガイド孔（貫通孔）３１Ａ、３２Ａは、ロッド４と略同径であり、ロッド４の上下方向の移動をガイドする。したがって、ロッド４、ガイド孔３１Ａを有する上面３１、及び、ガイド孔３２Ａを有する底面３２は、フロート５を上下方向にガイドするガイド部材を形成する。なお、開口部３６は、排水の移動経路であるため、ロッド４の径よりも大きい。

また、ロッド４の上端には、フロート５が溶接等によって固定されている。さらに、ロッド４の開口部３６よりも下方の下端側には、弁体６が形成されている。ロッド４は、これらフロート５及び弁体６を連結する連結機構であり、フロート５の浮上及び降下に連動して弁体６を昇降させる。なお、上述した本体３及びロッド４は、ステンレス鋼等の金属で形成されている。

フロート５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５は、排水よりも比重が軽く形成され、ファンネル２内の水位変化に伴って上下方向に移動（浮上及び降下）する。フロート５は、降下した状態では、図１に示すように上面３１に載った状態（下限位置）となる。すなわち、上面３１は、フロート５の下限位置を規定する規定部材に含まれる。なお、フロート５は、水位上昇に伴って浮上できれば球形状でなくてもよい。

弁体６は、ステンレス鋼等の金属で形成され、上面にテーパを有する円盤形状を呈し、開口部３６を開閉する。弁体６は、フロート５（ロッド４）の浮上に伴って上方に移動して開口部３６に当接する。これにより、開口部３６が閉栓された状態となる。また、弁体６は、フロート５の降下に伴って下方に移動して開口部３６から離間する。これにより、開口部３６が開放された状態となる。なお、弁体６の形状は、開口部３６を開閉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。

図３（Ａ）は、通常時に上流の排水管１０から排水が流入してきた際の流量調整弁１の動作状態を示す説明図であり、図３（Ｂ）は、異常時に上流の排水管１０から排水が流入してきた際の流量調整弁１の動作状態を示す説明図である。異常時とは、通常時と比較して排水量が多く、排水の下流（排水管１１）への流出を停止する必要がある排水量が発生した場合をいう。すなわち、ファンネル２内に所定量以上の排水が貯留された場合をいう。

通常時において、ファンネル２内への排水の流入量は、例えば、ファンネル２内の水位が上面３１に到達しない程度となる。したがって、フロート５は、図３（Ａ）に示すように上面３１に載った状態となる。そのため、ロッド４も降下した状態となって弁体６が開口部３６を開放する。そして、排水は、図３（Ａ）の矢印に示すように流入孔３７、開口部３６、流出孔３８を通過して排水管１１に流れ、最終的に河川や処理施設等（下流）に排出される。

一方、異常時において、ファンネル２への排水の流入量は、例えばファンネル２内の水位が上面３１を超えていく。したがって、フロート５は、図３（Ｂ）に示すように、水位上昇に伴って、例えば下部略半分が水没した状態で浮力等によって浮上する。そのため、ロッド４も上昇した状態となって弁体６が開口部３６を閉栓する。したがって、ファンネル２内の排水の排水管１１への流出が停止される。

以上のように、流量調整弁１を用いることで、上流から所定量以上の排水が生じた場合には下流への排水を停止することができ、この流量調整弁１が配設されている排水系統の他の排水経路が逆流等することを防止でき、他の排水経路での排水機能を維持することができる。

また、この流動調整弁１は、下流の排水管１１からの水の逆流を防止する逆流防止弁として機能する。通常時においては、上述したように開口部３６が図３（Ａ）に示すような開放状態にある。この状態において排水管１１側から水が逆流してきた場合、図３（Ａ）に示す矢印方向とは逆方向にファンネル２内に水が流入してくる。これにより、ファンネル２内は逆流水が溜まって水位が上昇していく。そして、フロート５も水位上昇に伴って図３（Ｂ）に示すように浮上するので、開口部３が閉栓される。これにより、逆流時において、ファンネル２よりも上流に水が逆流することを確実に防止することができる。したがって、逆流防止弁を別に設ける必要がなく、コストアップも抑制できる。

また、フロート５の浮上によって開口部３６が閉栓された状態でのファンネル２内の水位は、図３（Ｂ）に示すような排水管１０とファンネル２との接続位置よりも低くなるようにすることが望ましい。すなわち、上流からファンネル２内に流入する排水の流入位置が、開口部３６が閉栓された状態でのファンネル２内の水位よりも上方に位置していることが望ましい。これにより、排水管１１側から逆流してきた水が、配水管１０に流れ込むことを防止することができる。

なお、この実施例では、２つのガイド孔３１Ａ、３２Ａでロッド４の移動をガイドしているが、ガイド機能を維持できれば、いずれか１つのガイド孔だけを設けた構成としてもよい（実施例２参照）。また、フロート５の下限位置（上面３１の高さ位置）は、排水の下流への流出を停止させたいファンネル２内の水量などを考慮して決定すればよい。

この実施例は、フロートの上下方向の移動をガイド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４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４は、この発明の実施例２に係る流量調整弁１００の断面図である。この実施例の流量調整弁１００は、実施例１の本体の下方部分を備えていない本体３００等を備えている。本体３００には、底面３５０に開口部３６が形成されている。ロッド４は、フロート５の移動に連動して上面３１のガイド孔３１Ａにガイドされて上下方向に移動する。そして、排水管１０から流入する排水も、実施例１と同様に流入孔３７、開口部３６、流出孔３８の順に通過して排水管１１に流出する。

このように、上面３１の３１Ａのみでロッド４をガイドする構成であっても、実施例１と同様の効果を奏することができる。

この実施例は、フロートの上下方向の移動をガイドする構成及びフロートの下限位置を規定する構成において前述の実施例１、２と異なる。この異なる構成について図５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５は、この発明の実施例３に係る流量調整弁１０１の断面図である。この実施例の流量調整弁１０１は、上面を有しない筒状体の本体３０１、フロート５を内包する円筒５０等を備えている。本体３０１は、フランジ部３３０とファンネル２底面との溶接によってファンネル２底面に固定支持される。また、降下したフロート５が、開口している本体３０１上端に着座する状態となる。すなわち、本体３０１上端は、フロート５の下限位置を規定する規定部材に含まれる。円筒５０は、開口している下端部がフランジ部３３０上面に溶接等によって固定されることで、本体３０１に固定支持される。

また、円筒５０は、上面５１に空気孔５２及びガイド孔５３を有する。空気孔５２は、円筒５０内とファンネル２内とを連通する。ガイド孔５３は、ガイド棒６０が貫通し、ガイド棒６０の上下方向の移動をガイドする。さらに、円筒５０の内径はフロート５と略同一であるので、円筒５０の内周面でもフロート５の移動をガイドする。

ガイド棒６０は、下端がフロート５の上端に固定され、ロッド４とともにフロート５の上下方向の移動をガイドする。なお、ロッド４は、本体３０１の底面３２のガイド孔３２Ａによって上下方向の移動がガイドされる。

また、円筒５０の下端側の周面には、複数の流入孔５５が形成されている。流入孔５５は、ファンネル２内と円筒５０内とを連通し、ファンネル２内の排水を円筒５０内に導く。したがって、排水管１０からファンネル２内に流入した排水は、円筒５０の流入孔５５、本体３０１の流入孔３７、開口部３６、流出孔３８を通過して排水管１１に流入する。そして、ファンネル２内の水位が上昇した場合には、実施例１と同様にフロート５が浮上し、弁体６が開口部３６を閉栓する。

このように、円筒５０を用いた構成であっても、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、この実施例では、ガイド棒６０、円筒５０の内周面、底面３２のガイド孔３２Ａでフロート５の移動をガイドしているが、ガイド機能を維持できれば、いずれか１つだけを設けた構成としてもよい。

この実施例は、上流の排水がファンネル内に流入する構成が前述の実施例１〜３と異なる。この異なる構成について図６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６は、この発明の実施例４に係る流量調整弁１０２の断面図である。この実施例の流量調整弁１０２は、排水が建屋内の床面８０から蓋体２１０を通じてファンネル２００内に流入する。ファンネル２００は、蓋体２１０の上面が床面８０と面一になるように床面８０下に埋設される。蓋体２１０は、例えば、ステンレス鋼等の金属製であり、網目形状を呈する。床面８０の排水は、蓋体２１０の網目を通過してファンネル２００内に流入する。

このように、排水が床面８０からファンネル２００内に流入する構成であっても、前述の実施例１と同様の効果を奏することができる。

［その他の実施例］
前述の実施例では、本体の上端側でフロートの下限位置を規定しているが、特にこれに限定されるものではない。例えば、ワイヤを用いてもよい。ファンネルの上面から吊り下げられたワイヤの端部にフロートの上部を固定する。この場合、フロートが降下した状態では、ワイヤによって吊り下げ支持された状態となる。そして、水位上昇によってフロートが浮上する場合には、フロート下方に連結されているロッドも上昇して弁体が開口部を閉栓する。

また、前述の実施例では、ファンネルに接続される上流側の排水管（流入管）は、１つだけであるが、複数あってもよい。また、ファンネルに接続される下流側の排水管（流出管）は１つだけであるが、複数あってもよい。この場合、各流出管の開口部を開閉する弁体及びフロート等の構成を複数設けるようにすればよい。

さらに、前述の実施例では、弁体が開口部に当接する構成であるが、例えば開口部にゴム製の環状弁座を設けた構成であってもよい。これにより、開口部と弁体との密閉性を向上させることができる。

この発明は、上流から所定量以上の排水が生じた場合には下流への排水を停止する流量調整弁として有用である。また、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、１０１、１０２ 流量調整弁
２、２００ ファンネル
３、３００、３０１ 本体
４ ロッド
５ フロート
６ 弁体
１０、１１ 排水管
３１ 上面
３１Ａ ガイド孔
３２ 底面
３２Ａ ガイド孔
３６ 開口部
３７ 流入孔
３８ 流出孔

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流量調整弁であって、
   上流から内部に流入した排水が、下部に接続された流出管から排出される水槽と、
   前記水槽内と前記流出管とを連通する開口部と、
   前記水槽内に配設され、該水槽内の水位変動に応じて上下方向に移動可能なフロートと、
   前記開口部よりも上方で前記フロートの移動の下限位置を規定する規定部材と、
   前記フロートを上下方向にガイドするガイド部材と、
   前記開口部の下方に配設され、該開口部を開閉する弁体と、
   前記フロート及び前記弁体を連結し、該フロートの移動に連動して該弁体を上下方向に移動させることで前記開口部を開閉させる連結機構と、
   を備えた流量調整弁。
2. 前記上流から前記水槽内に流入する排水の流入位置は、前記開口部が閉栓された状態での該水槽内の水位よりも上方に位置する請求項１に記載の流量調整弁。
3. 前記連結機構は、上下方向に延びたロッドを含み、
   前記ロッドは、前記開口部を貫通した状態で、上端側が前記フロートに連結し、下端側が前記弁体に連結した請求項１又は請求項２に記載の流量調整弁。
4. 前記規定部材は、前記ロッドが上下方向に貫通して上端が前記水槽内に含まれ且つ下端が前記流出管に含まれる筒状体であって、降下した前記フロートを該上端で支持する筒状体を含み、
   前記筒状体は、中空内部に前記開口部を含んで前記水槽内と前記流出管とを連通し、該開口部よりも上流側の周面に該水槽内と中空内部とを連通する流入孔を有する請求項３に記載の流量調整弁。
5. 前記筒状体は、前記ロッドが貫通する貫通孔を有する板部材で上端の上面が形成され、降下した前記フロートを該上面で支持する請求項４に記載の流量調整弁。

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