JP2020023997A - 吸気弁 - Google Patents

Abstract

【課題】排水配管に取り付けられる吸気弁に関し、吸気弁の小型化、吸気量の増加、及び正圧発生時における確実な臭気や排水の漏出を防止する。【解決手段】外気を吸気する吸気孔３１と、吸気孔３１から吸気した外気を排水配管１００へと流入させる連通部４１を有する本体部２と、吸気孔３１を開閉する第一弁体５と、連通部を開閉する第二弁体６から成り、第一弁体５は本体部２に固定される軸部５１と、軸部５１の周囲に形成された傘状の開閉部５３を有し、常圧において開閉部５３によって吸気孔３１を閉塞するとともに、吸気時には開閉部５３が吸気孔３１から離間するアンブレラ弁であって、第二弁体６は常圧において連通部４１を開放するが、排水配管１００からの逆流が生じた際に作動し、連通部４１を閉塞する。【選択図】図１

Description

本発明は、排水配管に取り付けられる吸気弁に関するものである。

排水等の流体が内部を通過する配管構造において、排水配管内に負圧が生じた場合、排水器具に連結された排水トラップ内の封水が引き込まれて破封する等の不具合が生じる恐れがある。そこで、上記排水トラップの封水保護等を目的として、排水配管には吸気弁が取り付けられている。

上記吸気弁は外部と通じる吸気孔を有し、当該吸気孔には弁体が配置されている。弁体は排水配管内の圧力が大気圧と等しい状態、即ち常圧において、上記吸気孔を閉塞している。
上記吸気弁が取り付けられた排水配管について、大量の排水が流れる等して排水配管内が負圧となった時、弁体は吸気孔を開放して外気を吸入し、当該負圧を解消する。一方、排水配管内が正圧となった時、弁体は吸気孔の閉塞を維持し、排水配管内の臭気や排水が漏出することを防ぐ。

特開２０１４−７４４８３号公報

上述の通り、吸気弁は排水配管に取り付けられるものであるが、当該排水配管は床下等の狭い空間内に配設されることが多く、装置の小型化が求められている。又、排水配管内に負圧が生じた時、吸気弁は当該負圧を解消するに足る吸気量が求められているとともに、排水配管内に正圧が生じた際、確実に臭気や排水の漏出を防ぐことが求められている。

本発明は上記問題に鑑み、吸気弁の小型化、吸気量の増加、及び正圧発生時における確実な臭気や排水の漏出防止を課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の本発明は、排水配管に取り付けられる吸気弁であって、
外気を吸気する吸気孔と、吸気孔から吸気した外気を排水配管へと流入させる連通部を有する本体部と、
吸気孔を開閉する第一弁体と、
連通部を開閉する第二弁体から成り、
第一弁体は本体部に固定される軸部と、軸部の周囲に形成された傘状の開閉部を有し、常圧において開閉部によって吸気孔を閉塞するとともに、吸気時には開閉部が吸気孔から離間するアンブレラ弁であって、
第二弁体は常圧において連通部を開放するが、排水配管からの逆流が生じた際に作動し、連通部を閉塞する逆止め弁であることを特徴とする吸気弁である。

請求項２に記載の本発明は、前記第一弁体と第二弁体は同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の吸気弁である。

請求項３に記載の本発明は、前記第二弁体は、
下流側の圧力によって浮上するフロート弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸気弁である。

請求項４に記載の前記第二弁体は、
本体部に固定される軸部と、軸部の周囲に形成された傘状の開閉部を有するアンブレラ弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸気弁である。

請求項１に記載の本発明によれば、吸気孔を閉塞する第一弁体としてアンブレラ弁を使用することによって、吸気弁の小型化を図ることが可能となる。又、第二弁体を連通部に配置するとともに、当該第二弁体は常圧において連通部を開放する構造となっていることによって、負圧発生時には第一弁体のみを作動させるだけで吸気が可能となることから、吸気量が増加するとともに、装置の動作が安定する。一方で、逆流が生じた際には第二弁体が作動し、第一弁体と共に逆流を確実に防止することが可能となる。
請求項２に記載の本発明によれば、第一弁体と第二弁体を同軸上に配置することによって、装置を更に小型化することが可能となる。
請求項３及び請求項４に記載の本発明によれば、第二弁体を明確にすることが可能となる。

本発明の第一実施形態を示す断面図である。 吸気弁の分解断面図である。 排水配管内が負圧となった状態における吸気弁の動作を示す断面図である。 排水配管内が正圧になった状態における吸気弁の動作を示す断面図である。 吸気弁が取り付けられる配管構造を示す参考図である。 第二実施形態を示す断面図である。 第三実施形態を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の吸気弁を説明する。尚、以下に記載する発明は実施形態の理解を容易にするためのものであり、これによって発明が制限して理解されるものではない。

第一実施形態にかかる吸気弁１は図５に示すように、床下において排水配管１００に取り付けられる。尚、以降において、排水配管１００内の圧力が外気圧と等しい状態を「常圧」と記載する。

排水配管１００は、洗面台や洗濯機等の設備機器から連続しており、床下空間において各設備機器からの排水配管１００が合流し、所定の排水勾配を有しつつ、横引き管として略水平方向に配設されている。又、床下に配設された排水配管１００はその管路中に継手部材１１０が接続されている。
継手部材１１０は略Ｔ字形状を成し、その両端が横引き管に接続されているともに、上方に向けて形成された枝管部分には吸気弁１が取り付けられている。

図１及び図２に示すように、吸気弁１は本体部２、第一弁体５と第二弁体６から成り、上端に吸気孔３１が開口されているとともに、連通部４１を通じて当該吸気孔３１から吸入した外気を排水配管１００に流入させる。

本体部２は吸気部３と筒状部４を備える円筒状であって、当該吸気部３と筒状部４は螺合により接続されている。又、本体部２は継手部材１１０の側面に形成された枝管部分に接着によって取り付けられている。

吸気部３は本体部２の上端に位置する筒状の蓋体であって、内側面には雌螺子が形成されており、筒状部４の雄螺子と螺合されている。又、吸気部３は上面を上下方向に貫通する吸気孔３１が開口されているとともに、第一固定部３２に第一弁体５が取り付けられている。
第一固定部３２は吸気部３の中心に形成されるとともに、軸部５１が挿通される小開口を有している。尚、第一弁体５は第一固定部３２に取り付けられた状態において、第一弁座３３と当接することによって吸気孔３１を閉塞している。
第一弁座３３は吸気孔３１の外側に形成された環状の傾斜面であり、中心に向かうにつれて上流側、即ち上方に向けて傾斜し、内側程小径となっている。又、第一弁座３３は常圧において、後述する第一弁体５の開閉部５３と面接触している。

筒状部４は中空の筒状であって、上端は外周に形成された雄螺子によって吸気部３の雌螺子と螺合されており、下端は接着により継手部材１１０に接続されている。又、筒状部４は内部を上下方向に貫通する連通部４１が開口されているとともに、第二固定部４２に第二弁体６が取り付けられている。
第二固定部４２は筒状部４の中心に形成されるとともに、第二弁体６の軸部６１が挿通される小開口を有している。尚、第二弁体６は第二固定部４２に取り付けられた状態において、第二弁座４３と当接することによって連通部４１を閉塞している。
第二弁座４３は連通部４１の外側に形成された第二弁体６との当接部分であるが、常圧においては第二弁体６とは接触していない。

第一弁体５はゴムやシリコン等の弾性素材から成るアンブレラ弁であって、中心に形成された棒状の軸部５１と、軸部５１の周囲に形成された傘状の開閉部５３を有している。軸部５１は第一弁体５が第一固定部３２に取り付けられた状態において、天地方向に延設されており、その中程に膨出部５２が形成されている。
膨出部５２は第一固定部３２に形成された開口よりも大径であって、第一弁体５が第一固定部３２に取り付けられた際に脱落防止の効果を奏する。
開閉部５３は軸部５１の一端から外側に向けて延設された厚さ１ｍｍ以下の円錐状の薄膜であって、図１に示すように、断面視において軸部５１の他端側へ向かうように傾斜している。尚、開閉部５３は第一弁体５が第一固定部３２に取り付けられた状態において第一弁座３３と当接している。
前述のように、第一弁座３３は傾斜を備えているが、当該傾斜は開閉部５３の傾斜と逆方向の傾斜であるため、図１等に示すように、第一弁体５の開閉部５３は、第一弁座３３に合わせて変形して強く当接し、気密性を高めている。

第二弁体６は上記第一弁体５と略同形であるが、第一弁体５よりも小型のアンブレラ弁である。従って、上記第一弁体５と同様にゴムやシリコン等の弾性素材から成り、中心に形成された棒状の軸部６１と、軸部６１の周囲に形成された傘状の開閉部６３を有している。又、軸部６１はその中程に膨出部６２が形成されている。尚、第二弁体６の開閉部６３は、第二弁体６が第二固定部４２に取り付けられた状態において第二弁座４３と離間している。

ここで、上記本体部２は、吸気部３と筒状部４が共に筒状であり、同心円上に配置されている。又、第一弁体５と第二弁体６はそれぞれ吸気部３と筒状部４の中心に形成された第一固定部３２と第二固定部４２に取り付けられている。従って、図１及び図２に示すように、第一弁体５と第二弁体６は吸気弁１の中心軸Ｃ上であって、同軸上に配置されている。

上記吸気弁１は以下のように組み立て、施工される。

まず、吸気部３の下方から第一弁体５の軸部５１を第一固定部３２に挿入した後、反対側から軸部５１端部を引き上げ、第一弁体５を第一固定部３２に固定する。ここで、第一弁体５の膨出部５２は第一固定部３２の開口よりも大径であるが、第一弁体５は弾性素材から形成されており、上記引き上げの際に膨出部５２が変形するため、当該膨出部５２を第一固定部３２よりも上方に配置することができる。尚、上記引き上げの際、第一弁体５の開閉部５３は第一弁座３３に当接するとともに、図２に示された状態から、図１に示された状態に、第一弁座３３に沿って弾性変形する。これにより、開閉部５３は第一弁座３３に対して面接触し、吸気孔３１を閉塞する。従って、常圧において、吸気孔３１は閉塞された状態となっている。又、この時開閉部５３には自身の復元力によって、第一弁座３３に当接する方向に向けて応力が加わることから、確実に吸気孔３１を閉塞するとともに、閉塞状態を容易に維持することができる。
次に、第一弁体５と同様に第二弁体６を第二固定部４２に取り付ける。尚、第二弁体６が取り付けられた状態において、開閉部６３は第二弁座４３から離間している。従って、常圧において、連通部４１は開放された状態となっている。
次に、吸気部３と筒状部４を螺合させるとともに、筒状部４下端を継手部材１１０に接着することで吸気弁１の組み立て及び施工が完了する。

次に、上記吸気弁１の動作について詳述する。

まず、常圧において、第一弁体５は第一弁座３３と面接触しており、吸気孔３１を閉塞している。一方、第二弁体６は第二弁座４３から離間しており、連通部４１は開放されているが、上述の通り吸気孔３１が閉塞されているため、排水配管１００内の臭気等が外部へ漏出することはない。

次に、排水が流れる等して排水配管１００内が負圧となった時には、図３に示すように第一弁体５の開閉部５３が下方へ向けて変形し、吸気孔３１が開放される。この時、吸気孔３１より外気が吸入され、連通部４１を通じて外気が排水配管１００に流入することによって排水配管１００内の負圧が解消される。尚、軸部５１は第一固定部３２によって固定されているため、第一弁体５は開閉部５３のみが動作する。
上記吸気によって排水配管１００内の負圧が解消されると、第一弁体５は自身の弾性による復元力によって再び第一弁座３３に面接触し、吸気孔３１を閉塞する。

一方、排水配管１００内が正圧となり、臭気や排水の逆流が生じた際には、図４に示すように、当該正圧に付勢されて第二弁体６の開閉部６３が上方に向けて変形し、第二弁座４３と当接することによって連通部４１を閉塞する。これにより、排水配管１００内の臭気や排水等が漏出することは無い。又、第一弁体５によって吸気孔３１も閉塞されていることから、例え臭気や排水等が連通部４１を超えて逆流したとしても、第一弁体５によって吸気弁１より外部に漏出することはない。

上記本発明における吸気弁１は第一弁体５と第二弁体６は同軸上に配置されていることから、装置の横幅を抑え、小型化することが可能となる。又、第一弁体５は本体部２に固定される軸部５１と、軸部５１の周囲に形成された傘状の開閉部５３を有し、常圧において開閉部５３によって吸気孔３１を閉塞するとともに、吸気時には開閉部５３が吸気孔３１から離間するアンブレラ弁である。当該アンブレラ弁は軸部５１が第一固定部３２に固定されており、作動時には軸部５１に周囲に形成された開閉部５３のみが動作する。従って、フロート式の弁体のように、弁体自体が上下する構造に比べて装置の高さ幅を抑え、小型化することが可能となる。

又、第二弁体６は常圧において第二弁座４３から離間しており、連通部４１は開放されている。従って、負圧発生時に吸気弁１は第一弁体５のみを作動させるだけで吸気が可能となり、吸気量が増加するとともに装置の動作が安定する。一方で、逆流が生じた際には第二弁体６が作動し、第一弁体５と第二弁体６の２つの弁体によって逆流を確実に防止することが可能となる。

本発明の吸気弁は以上であるが、本発明は上記第一実施形態の形状に限られるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の変更を行っても良いものである。例えば、上記第一実施形態において、第一弁体及び第二弁体は共にアンブレラ弁であり、同一方向を向くように取り付けられていたが、図６に示す第二実施形態のように、第二弁体６の開閉部６３が上方に位置するように取り付けられても良い。この場合は、逆流が生じた際には、第二弁体６の開閉部６３が上方に向けて変形し、第二弁座４３と当接することによって連通部４１を閉塞する。即ちアンブレラ弁としての開閉部６３の変形の方向は、第一実施形態とは逆方向になる。
又、上記第一実施形態において第一弁体及び第二弁体は共にアンブレラ弁であったが、図７に示すように、第二弁体６をフロート弁としても良く、その他の弁体であっても良い。この場合において、主たる弁体であってサイズの大きい第一弁体５をアンブレラ弁としていることから、装置の小型化を図ることができる。尚、フロート弁の種類については図７に記載した板型以外にも、ボール型、ヒンジ型等であっても良く、その種類を問うものではない。
又、上記第一実施形態において、吸気弁１は排水配管１００に対して、床下において略水平に配設された横引き管に取り付けられていたが、本発明の吸気弁１は当該横引き管にのみ取り付けられるものではない。即ち、横引き管よりも下流側であって、集合住宅等の各階層の排水をまとめて下流側へ排出する縦管に取り付けられても良く、横引き管よりも上流側であって、床上に配設された排水配管１００に取り付けられても良い。
又、第一実施形態に係る吸気弁１は、吸気孔３１より第一弁体５が外部に露出しているが、吸気を妨げないカバーを取り付けることによって、第一弁他５に埃等が堆積することを防ぐように構成しても良い。

１ 吸気弁
２ 本体部
３ 吸気部
３１ 吸気孔
３２ 第一固定部
３３ 第一弁座
４ 筒状部
４１ 連通部
４２ 第二固定部
４３ 第二弁座
５ 第一弁体
５１ 軸部
５２ 膨出部
５３ 開閉部
６ 第二弁体
６１ 軸部
６２ 膨出部
６３ 開閉部
Ｃ 中心軸
１００ 排水配管
１１０ 継手部材

Claims (4)

1. 排水配管に取り付けられる吸気弁であって、
   外気を吸気する吸気孔と、吸気孔から吸気した外気を排水配管へと流入させる連通部を有する本体部と、
   吸気孔を開閉する第一弁体と、
   連通部を開閉する第二弁体から成り、
   第一弁体は本体部に固定される軸部と、軸部の周囲に形成された傘状の開閉部を有し、常圧において開閉部によって吸気孔を閉塞するとともに、吸気時には開閉部が吸気孔から離間するアンブレラ弁であって、
   第二弁体は常圧において連通部を開放するが、排水配管からの逆流が生じた際に作動し、連通部を閉塞する逆止め弁であることを特徴とする吸気弁。
2. 前記第一弁体と第二弁体は同軸上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の吸気弁。
3. 前記第二弁体は、
   下流側の圧力によって浮上するフロート弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸気弁。
4. 前記第二弁体は、
   本体部に固定される軸部と、軸部の周囲に形成された傘状の開閉部を有するアンブレラ弁であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の吸気弁。

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