JP2016125276A - フロート式逆流防止弁 - Google Patents

Abstract

【課題】排水によるフロートの浮上の阻害を低減することができ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、中空の第一収容部及び第二収容部、第一環状弁座、仕切部材、第二環状弁座、第一フロート、第二フロートを備える。第一収容部及び第二収容部は、上下方向に連結され、排水系統の上流側と下流側とを連通する。第一環状弁座は、第一収容部の上面に配置され、排水系統の上流側と第一収容部とを連通する。仕切部材は、第一収容部と第二収容部とを仕切り、第一収容部と第二収容部とを連通する連通孔を有する。第二環状弁座は、第二収容部の底面に配置され、第二収容部と排水系統の下流側とを連通する。第一フロートは、第一収容部に上下方向に移動可能に収容され、降下及び浮上に応じて第一環状弁座を開閉する。第二フロートは、第二収容部に上下方向に移動可能に収容され、浮上及び降下に応じて第二環状弁座を開閉する。
【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。

工場などの敷地内や建屋内で発生する排水（流体）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（溢水）を防止するフロート式逆流防止弁が配設されている。

フロート式逆流防止弁には、単一のフロートを使用する構成のもの（例えば、特許文献１参照）や、複数のフロートを使用する構成のもの（例えば、特許文献２参照）などの複数の種類がある。

特許文献２に記載のフロート式逆流防止弁は、上下に連結配置された２つの収容部のそれぞれに１つのフロートが収容されている。各収容部のフロートは、それぞれが異なる機能を有している。

上方の収容部のフロートは、上流から下流への順方向の排水の発生時に浮上により流通孔を開栓して下流側へ排水を導く。また、このフロートは、排水が発生していない状態では、降下により流通孔を閉じる。下方の収容部のフロートは、順方向とは逆方向の逆流水の発生時に浮上により流通孔を閉栓して上流への逆流を防止する。また、このフロートは、順方向の排水時及び排水の発生していない状態では、降下により流通孔を開栓する。

実開平６−６７５８８号公報 実開昭４９−１００２４１号公報

前述した２つのフロートを有するフロート式逆流防止弁は、順方向の排水の発生時、上方のフロートが浮上して流通孔を開栓するが、排水は上方のフロートに当接するように落下する。すなわち、排水は、浮上しようとしている上方のフロートに当接し、このフロートの浮上を阻害する。そのため、排水の流れが妨げられていた。

本願は、排水によるフロートの浮上の阻害を低減することができるフロート式逆流防止弁を提供することを目的とする。

本願に開示す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、中空の第一収容部及び第二収容部、第一環状弁座、仕切部材、第二環状弁座、第一フロート、第二フロートを備える。第一収容部及び第二収容部は、上下方向に連結され、前記排水系統の上流側と下流側とを連通する。第一環状弁座は、前記第一収容部の上面に配置され、上下方向に開口して前記排水系統の上流側と該第一収容部とを連通する。仕切部材は、前記第一収容部と前記第二収容部とを仕切り、該第一収容部と該第二収容部とを連通する連通孔を有する。第二環状弁座は、前記第二収容部の底面に配置され、上下方向に開口して該第二収容部と前記排水系統の下流側とを連通する。第一フロートは、前記第一収容部に上下方向に移動可能に収容され、該第一収容部内の水位上昇に伴って浮上して、前記第一環状弁座の開口に嵌合して該開口を閉じることで該第一環状弁座を閉栓し、また該第一収容部の水位低下に伴って降下して、該第一環状弁座の開口を開放することで該第一環状弁座を開栓する。第二フロートは、前記第二収容部に上下方向に移動可能に収容され、該第二収容部内の水位上昇に伴って浮上して、前記第二環状弁座の開口を開放することで該第二環状弁座を開栓し、また該第二収容部の水位低下に伴って降下して、該第二環状弁座の開口に嵌合して該開口を閉じることで該第二環状弁座を閉栓する。

前記連通孔は、前記第一フロート及び前記第二フロートに閉栓されない位置に配置されていてもよい。

前記連通孔は、前記第二収容部への流体の流入方向が前記第二環状弁座から離間する方向となるように形成されていてもよい。

前記連通孔は、前記第一収容部への流体の流入方向が前記第一フロートに近接する方向となるように形成されていてもよい。

本願に開示するフロート式逆流防止弁によれば、上下に連結された２つの収容部のそれぞれにフロートが収容される。排水系統の上流から下流への順方向の排水は、最初に上方の第一収容部に流入し、その後に下方の第二収容部に流入する。第二収容部に収容された第二フロートは、排水によって浮上して第二環状弁座を開栓する。そして、排水は、開栓された第二環状弁座の開口を通過して下流側に流出する。上記排水は、第一収容部に流入することで順方向（鉛直下方）の勢いが低減される。すなわち、第二フロートに到達する前の第一収容部で排水の順方向の勢いを低減させることができる。したがって、排水による第二フロートの浮上の阻害を低減させることができ、排水効率を向上させることができる。

実施例１に係る逆流防止弁の断面図である。 第一環状弁座を第一フロート側から見た図である。 仕切板を第一フロート側から見た図である。 第二環状弁座を第二フロート側から見た図である。 逆流防止弁の動作状態を示す説明図である。 仕切板の拡大断面図である。 実施例２に係る逆流防止弁の断面図である。 実施例３に係る逆流防止弁の断面図である。 実施例４に係る逆流防止弁の断面図である。 実施例５に係る逆流防止弁の断面図である。 その他の実施例に係る連通孔の形状を例示した仕切板の拡大断面図及び平面図である。 その他の実施例に係る仕切板の拡大断面図である。

図面を参照して本願に係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、本願に開示する逆流防止弁の構成は、実施例に限定されるものではない。

第１ 逆流防止弁１の構成
図１は、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の第一環状弁座１５を第一フロート９Ａ側から見た図である。図３は、逆流防止弁１の仕切板７を第一フロート９Ａ側から見た図である。図４は、逆流防止弁１の第二環状弁座１７を第二フロート９Ｂ側から見た図である。なお、図２〜図４では、説明の便宜上、フロート９Ａ、９Ｂなどの一部構成の図示を省略する。

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（上流）に発生する排水（流体）を河川や海など（下流）に排出する排水系統中に配設され、下流から床面２に逆流水（流体）が逆流してくるのを防止する（溢水防止）。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、フロート収容部６、仕切板７、支持板８、第一フロート９Ａ、第二フロート９Ｂ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を有する内面段付きの円環（穴あき円盤）形状を呈する。また、本体５（フランジ５Ａ）は、溶接４によって凹部Ｈの底面に固定支持されている。

フロート収容部６は、上面を有する円筒部材であり、上流口１１と排水管３（下流口１９）とを連通する。フロート収容部６は、２つの収容部（第一収容部２０、第二収容部２１）を有する。各収容部２０、２１には、フロート９Ａ、９Ｂが収容される。フロート収容部６は、例えばステンレス鋼等の金属製である。また、フロート収容部６は、上面において４つのネジ１２（図２参照）によって本体５の下面に固定支持される。フロート収容部６の上面は、内面段付きの環状構造を有し、内面段付き部１０と本体５の下面とで第一環状弁座１５を挟持する。すなわち、フロート収容部６の上面は、弁座押えとして機能し、第一環状弁座１５を本体５の下面に押圧固定する。

第一環状弁座１５は、例えばゴム製であり、図２に示すように中央に連通開口１５Ａを有している。環状弁座１５は、連通開口１５Ａを介して、上流口１１と第一収容部２０とを連通する。

仕切板（仕切部材）７は、図３に示すように円板形状を呈し、フロート収容部６の内部側面に溶接によって固定支持される。仕切板７は、例えばステンレス鋼等の金属製である。仕切板７は、フロート収容部６を第一収容部２０及び第二収容部２１の２つに仕切る。また、仕切板７は、上面から下面に貫通する複数の連通孔１６を有し、連通孔１６を介して第一収容部２０と第二収容部２１とを連通する。連通孔１６は、第一フロート９Ａによって閉栓されない位置である仕切板７の周面側に形成されている。また、連通孔１６は、図１に示すように、仕切板７の上面から下面に向かう貫通方向（孔方向）が、仕切板７の中心から離間する方向に傾斜している。

支持板８は、図４に示すように環状構造を有し、フロート収容部６の下端の内面に溶接によって固定支持される。支持板８は、上面で環状弁座１７を支持する。第二環状弁座１７は、弁座押え１８によって支持板８に押圧固定される。第二環状弁座１７は、例えばゴム製であり、中央に連通開口１７Ａを有している。第二環状弁座１７は、連通開口１７Ａを介して、上流側の収容部２１と下流側の排水管３とを連通する。弁座押え１８は、図４に示すように環状構造を有し、４つのネジ１３によって支持板８に固定されている。

フロート９Ａ、９Ｂは、ステンレス鋼等の金属で形成され、図１に示すように同一の中空の球形状を呈する。フロート９Ａ、９Ｂは、排水よりも比重が軽く形成され、収容部２０、２１内（排水系統中）の水位変化に伴って収容部２０、２１内を上下方向に移動（浮上及び降下）する。第一フロート９Ａは、浮上によって連通開口１５Ａに嵌合し、第一環状弁座１５を閉栓する。第二フロート９Ｂは、降下によって連通開口１７Ａに嵌合し、第二環状弁座１７を閉栓する。

第２ フロート９Ａ、９Ｂの動作
図５（Ａ）は、平常時に上流から下流（順方向）に排水が流れてきた際の逆流防止弁１の動作状態を示す説明図であり、図５（Ｂ）は、逆流時に下流から上流（逆方向）に逆流水が流れてきた際の逆流防止弁１の動作状態を示す説明図である。図５（Ａ）の点線で示す矢印は、順方向に流れる排水の流れを例示している。また、図５（Ｂ）は、収容部２０、２１内が逆流水に満たされた状態を示している。

平常時においては、排水管３内の水位は、一般的に支持板８の配置位置よりも低いので、排水が生じない場合、フロート９Ａ、９Ｂは、自重などによって図１に示すように降下した状態となる。すなわち、第一フロート９Ａは、仕切板７に載った（着地した）状態にあり、第二フロート９Ｂは、連通開口１７Ａに嵌合した状態である。したがって、第一環状弁座１５は開栓され、第二環状弁座１７は閉栓される。

平常時において、順方向の排水が生じた場合、排水は上流口１１及び連通開口１５Ａを通過して第一収容部２０に流入する。その後、排水は、連通孔１６を通過して第二収容部２１に流入する。第一フロート９Ａは、図５（Ａ）に示すように仕切板７に着地した状態、又は、流入してきた排水の当接等によって動作する状態となる。なお、平常時において、第一収容部２０の水位は、基本的に第一フロート９Ａが第一環状弁座１７を閉栓する程度に上昇しないため、第一フロート９Ａは第一環状弁座１７を閉栓しない。

第二収容部２１に流入した排水は、第二フロート９Ｂが第二環状弁座１７を閉栓しているので、第二収容部２１内に貯留される。そして、第二収容部２１の水位が上昇していくので、第二フロート９Ｂは、例えば、図５（Ａ）に示すように下部略半分が水没した状態で浮力によって浮上する。これにより、第二環状弁座１７が開栓され、第二収容部２１に貯留されていた排水は、連通開口１７Ａを通過して下流口１９に流出し、最終的に河川等に排出される。そして、第二収容部２１の水位も低下して第二フロート９Ｂは再び第二環状弁座１７に着座する。これにより、第二環状弁座１７は再び閉栓される。このように、第二フロート９Ｂは、順方向の排水が生じた際に浮上して第二環状弁座１７を開栓する。

一方、逆流時において、排水管３内の水位は下流側からフロート収容部６に向かって上昇するので、逆流水は、下流口１９から第二環状弁座１７に到達する。そして、第二フロート９Ｂは、図５（Ｂ）に示すように、上昇してきた排水に押し上げられる（浮上する）。これにより、第二環状弁座１７は開栓され、逆流水が下流口１９から連通開口１７Ａを通過して第二収容部２１に流入する。そして、第二収容部２１の水位が上昇していくことで、逆流水は、連通孔１６を通過して第一収容部２０に流入する。

逆流水によって第一収容部２０の水位が上昇していくことで、第一フロート９Ａ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し始める。そして、第一収容部２０の水位がさらに上昇していくと、第一フロート９Ａは、さらに上昇して図５（Ｂ）に示すように連通開口１５Ａと嵌合し、第一環状弁座１５を閉栓する。

これにより、逆流水が第一環状弁座１５よりも上流の床面２などに溢れ出すことを確実に防止することができる。なお、フロート９Ａ、９Ｂは、精密な球形状でなくてもよく、第一環状弁座１５及び第二環状弁座１７を閉栓できる程度の略球形状であればよい。また、フロート９Ａ、９Ｂは、同一形状でなくてもよい。

第３ 連通孔１６における排水及び逆流水の動作
図６は、仕切板７の拡大断面図である。連通孔１６は、前述したように貫通方向が仕切板７の中心から離間する方向に傾斜している。そのため、平常時の順方向の排水は、連通孔１６を通過する際、矢印Ｗ１に示すように第二収容部２１の内部側面に当接する方向で第二収容部２１に流入する。すなわち、排水は、第二フロート９Ｂ（第二環状弁座１７）から離間する方向で第二収容部２１に流入する。したがって、排水は直接的に第二フロート９Ｂに当接しないので、第二フロート９Ｂの浮上が、第二収容部２１に流入する排水の当接によって妨げられることが防止される。

また、逆流時の逆流方向の逆流水は、連通孔１６を通過する際、矢印Ｗ２に示すように第一フロート９Ａに近接する方向で第一収容部２０に流入する。これにより、逆流水は、直接的に第一フロート９Ａに当接し、第一フロート９Ａを上方に押し上げる方向に付勢する。

以上のように、上下に連結された２つの収容部２０、２１のそれぞれにフロート９Ａ、９Ｂが収容される。排水系統の上流から下流への順方向の排水は、最初に上方の第一収容部２０に流入し、その後に下方の第二収容部２１に流入する。第二収容部２１に収容された第二フロート９Ｂは、排水によって浮上して第二環状弁座を開栓する。そして、排水は、開栓された第二環状弁座の開口を通過して下流に流出する。上記排水は、第一収容部２０に流入することで順方向（鉛直下方）の勢いが低減される。すなわち、第二フロート９Ｂに到達する前の第一収容部２０で排水の順方向の勢いを低減させることができる。したがって、排水による第二フロート９Ｂの浮上の阻害を低減させることができ、排水効率を向上させることができる。

また、前述したように、貫通孔１６の貫通方向が仕切板７の中心から離間する方向に傾斜しているので、通常時、第二フロート９Ｂの浮上が、第二収容部２１に流入する排水の当接によって妨げられることを防止できる。したがって、より効率的に排水の排出を行うことができる。さらに、逆流時、逆流水の第一フロート９Ａへの当接によって、第一フロート９Ａを上方に押し上げる方向に付勢するので、より素早く第一環状弁座１５を閉栓することができる。

この実施例は、フロート収容部の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７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７は、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、フロート収容部６０が、別体の円筒部材６１、６２で構成されている。円筒部材６１は、収容部２０を形成し、実施例１と同様に上面において第一環状弁座１５とともに本体５の下端に固定支持される。また、円筒部材６１は、下端外周にフランジ６１Ａが形成されている。

円筒部材６２は、収容部２１を形成し、実施例１と同様に下端において第二環状弁座１７が配設された支持板８を支持する。また、円筒部材６２は、上端外周にフランジ６２Ａが形成されている。フランジ６２Ａは、仕切板７０を挟持した状態で円筒部材６１のフランジ６１Ａに図示しないボルト及びナットで固定支持される。仕切板７０は、実施例１と同形状の連通孔１６を有する。

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３に係る逆流防止弁１０１の断面図である。逆流防止弁１０１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１０１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３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１０２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３及び実施例４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１０３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］
前述の各実施例では、仕切板に形成された連通孔の貫通方向が仕切板の中心から離間する方向に傾斜しているが、特にこれに限定されるものではない。第一収容部に流入することで排水の勢いは低減されるので、少なくとも第一収容部と第二収容部との間で流体が移動できる構成であれば、連通孔の貫通方向はいずれであってもよい。例えば、連通孔を図１１（Ａ）〜（Ｄ）に示す形状としてもよい。

図１１（Ａ）に示す連通孔１６１は、平面視が正方形で仕切板７１の中心に形成されている。連通孔１６１は、正方形の一辺が第一フロートの径よりも短く、また第一フロートが着座した状態であっても隙間が形成される。排水は、上記隙間を通過することができる。

図１１（Ｂ）に示す連通孔１６２は、貫通方向が上下方向（鉛直方向）の貫通孔１６２Ａと、仕切板７２の中心から離間する方向に傾斜した貫通孔１６２Ｂとで形成されている。また、図１１（Ｃ）に示す連通孔１６３は、貫通方向が上下方向で仕切板７３の円周面に沿って形成されている。これら連通孔１６２、１６３によっても、第一収容部からの排水を第二フロート（第二環状弁座）から離間する方向で第二収容部に流入させることができる。なお、連通孔の配置位置及び配置数も前述の実施例に限定されず、流量などを考慮して任意に設定可能である。

また、前述の各実施例の仕切板は、上面及び下面が平面であるが、特にこれに限定されるものではない。例えば、図１２に示すような断面が円弧形状の凹部２５０、２５１を有する仕切板７４であってもよい。凹部２５０では、降下した第一フロートが着座可能である。また、凹部２５１では、浮上した第二フロートが着座可能である。

さらに、前述の各実施例の仕切板は、降下した第一フロートを支持する状態となるが、第一フロートを支持しなくてもよい。例えば、仕切板の上方に第一フロートを支持する支持部材を別途設けるようにしてもよい。

また、前述の各実施例では、仕切板を用いて第一収容部と第二収容部とに仕切っているが、第一収容部と第二収容部とに仕切ることができる仕切部材であれば、いずれの構成であってもよい。

本願は、フロート式逆流防止弁において排水によるフロートの浮上の阻害を低減するのに有用である。また、例えば、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、１００〜１０３ フロート式逆流防止弁
５、５０、５１、５２ 本体
３ 排水管
６、６０ フロート収容部
７、７０〜７４ 仕切板
８ 支持板
９Ａ 第一フロート
９Ｂ 第二フロート
１５ 第一環状弁座
１６、１６１〜１６３ 連通孔
１７ 第二環状弁座
２０ 第一収容部
２１ 第二収容部

Claims (4)

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、
   上下方向に連結され、前記排水系統の上流側と下流側とを連通する中空の第一収容部及び第二収容部と、
   前記第一収容部の上面に配置され、上下方向に開口して前記排水系統の上流側と該第一収容部とを連通する第一環状弁座と、
   前記第一収容部と前記第二収容部とを仕切り、該第一収容部と該第二収容部とを連通する連通孔を有する仕切部材と、
   前記第二収容部の底面に配置され、上下方向に開口して該第二収容部と前記排水系統の下流側とを連通する第二環状弁座と、
   前記第一収容部に上下方向に移動可能に収容され、該第一収容部内の水位上昇に伴って浮上して、前記第一環状弁座の開口に嵌合して該開口を閉じることで該第一環状弁座を閉栓し、また該第一収容部の水位低下に伴って降下して、該第一環状弁座の開口を開放することで該第一環状弁座を開栓する第一フロートと、
   前記第二収容部に上下方向に移動可能に収容され、該第二収容部内の水位上昇に伴って浮上して、前記第二環状弁座の開口を開放することで該第二環状弁座を開栓し、また該第二収容部の水位低下に伴って降下して、該第二環状弁座の開口に嵌合して該開口を閉じることで該第二環状弁座を閉栓する第二フロートと、
   を含むフロート式逆流防止弁。
2. 前記連通孔は、前記第一フロート及び前記第二フロートに閉栓されない位置に配置されている請求項１に記載のフロート式逆流防止弁。
3. 前記連通孔は、前記第二収容部への流体の流入方向が前記第二環状弁座から離間する方向となるように形成されている請求項１又は２に記載のフロート式逆流防止弁。
4. 前記連通孔は、前記第一収容部への流体の流入方向が前記第一フロートに近接する方向となるように形成されている請求項１〜３のいずれかに記載のフロート式逆流防止弁。

Images