JP4262634B2 - 逆止弁の水撃防止装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば上水、工業用水などの管路に設置される逆止弁の水撃防止装置に関するものである。

この種の逆止弁としては、スイング式、バタフライ式、リフト式やコーン式など各種のタイプのものがあるが、スイング式逆止弁は基本構成として流路を有する弁箱と、該弁箱の流路を開閉可能に弁軸上に回動自在に取り付けられた弁体とを具えている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１は、弁体がスプリングにより閉弁方向に回動するように付勢されたスイング式の逆止弁であって、前記スプリングが弁軸より外れた下流位置に、かつ弁軸に対して平行に設けたスプリングガイド棒に巻回されており、この構成によってスプリングより弁体に作用する閉弁方向の付勢力は強くなり、その結果、弁体の速やかな開閉、水撃（ウォーターハンマ）の発生防止が保証されるとされている。

特開平７−１４５８７０号公報

ところで、前記特許文献１は、弁体を上流側からの流体圧で開き、流体が逆流したときには弁体を閉方向に回動するように強力に付勢しているスプリングによりその急速な閉弁を防止するものであるが、水撃を防止するために前記のようにスプリングガイド棒や軸受けガイド等を設ける必要があり、その分弁箱内の構造が複雑となってしまうとともに、それなりの設備費用もかかり高価なものになってしまうという問題点があった。このような問題点に鑑み弁体に小弁孔を設けるものも提案されているが、それは小弁孔を開閉する小弁体を別途設ける必要があったり、経時作動で弁体が損傷し易いという問題があった。また、弁箱流路の上流側と下流側を連通するバイパス管路を弁箱の外に設けるものも提案されているが、それは弁箱の外にある程度のスペースを確保しなければならず、設置に支障が生ずるという問題があった。

そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、簡素な構造で、水撃を効果的に防止することができる逆止弁の水撃防止装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、流路を有する弁体ホルダと、該弁体ホルダの流路と一端開口部が連通して配設された両端開口の中空短管とを具え、前記ホルダには弁体が流路を開閉可能に設けられているとともに、前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材が配設されている逆止弁の水撃防止装置であって、前記短管内に両端開口のリテーナパイプが短管との間に環状空間を形成して配設され、このリテーナパイプに開口が形成されているとともに、該開口を覆うようにエラステックチューブが外周面に配設され、前記環状空間と弁体上流側の流路を連通し、流体が逆流したときにその一部を開口からエラステックチューブを環状空間側に膨らませるようにして環状空間内に受け入れるとともに、環状空間内の流体の一部を弁体上流側の流路へ流通させる連通路が短管と弁体ホルダ間にわたり形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記開口は、リテーナパイプの円周方向に所定間隔をおいて複数個、パイプ軸方向に沿ってスリット状に形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２において、前記エラステックチューブは、その両端部がリテーナパイプの両端部外周面と短管の両端部外周面とで挟持されたうえ、内向きに折り曲げられ一端側はリテーナリングにより、他端側は出口リングで押さえられて固定されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３において、前記連通路は、弁体側の短管に形成されたバイパス弁室と、該弁室と環状空間とを連通する連通孔と、前記弁室と弁体上流側の流路とを連通する連通孔とからなっていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４において、前記バイパス弁室と環状空間とを連通する連通孔は、短管の軸線とほぼ平行に形成され、バイパス弁室と弁体上流側の流路とを連通する連通孔は、弁体上流側の流路中心を向いて傾斜して形成されていることを特徴とする。

この発明は、短管内に両端開口のリテーナパイプが短管との間に環状空間を形成して同心状に配設され、このリテーナパイプに開口が形成されているとともに、該開口を覆うようにエラステックチューブが外周面に配設され、また前記環状空間と弁体上流側の流路を連通し、流体が逆流したときにその一部を開口からエラステックチューブを環状空間側に膨出させるようにして受け入れるとともに、環状空間内の流体の一部を弁体上流側の流路へ流通させる連通路が短管と弁体ホルダ間にわたり形成されているので、流路に逆流が起きて急激な圧力上昇が生じても、その圧力を、エラステックチューブを膨らませることにより環状空間内に逃がす一方、環状空間内の流体の一部を連通路から弁体上流側の流路に流通させることにより逃がし、これにより水撃を効果的に防止することができる。しかも、構造も短管内にリテーナパイプとエラステックチューブを設けるとともに、短管と弁体ホルダ間に連通路を設けるだけできわめて簡素にでき、設備費用も安価に抑えることができる。

この発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１は一実施の形態のスイング式逆止弁を示す縦断正面図、図２は図１の左側からみた右半部省略の側面図、図３は図１の右側からみた左半部省略の側面図である。１はスイング式逆止弁、２はその弁体ホルダ（弁箱）で、内部に軸方向長さが比較的短い流路３が形成され、該流路を開閉する弁体５が弁軸６で支持されて回動自在に設けられている。７は両端開口の中空短管で、弁体ホルダ２の流路３と一端開口部が連通して配設されている。

弁体ホルダ２の流路３はその中央部に中心孔部３ａが流路３の中心軸線Ｘからやや下方に偏心して形成されている。中心孔部３ａはその上流側となる軸方向長さが、図１で下流側のそれよりも短く、中心軸線Ｘと平行に形成されている。また、中心孔部３ａはその上流側縁部から中心軸線Ｘと同心となっている流路３の上流側開口に向けて拡開状となったテーパ面３ｂに形成されている。中心孔部３ａの下流側には環状凹所３ｃが形成され、該凹所には弁体５が嵌まるように配置されている。弁体５は、一端が弁軸６に介装され、他端が弁体背面に当接して配置されたスプリング１０により常に閉弁方向に付勢されている。スプリング１０の他端は弁体５の背面中央部を押すように当接しており、弁体外周に加わるスプリング１０の付勢力が均一になるようになっている。１１は全閉状態で弁体５の上流側外周側面が当接する弁座で、環状凹所３ｃの流路３の中心軸線Ｘと直交する側面に環状に配設されている。

中空短管７は弁体ホルダ２とほぼ同じ外径からなっているが、両端部に内向きの環状突部１３，１４が形成され、該両環状突部間の内側には両端開口のリテーナパイプ１５が短管７との間に環状空間１６を形成して同心状に配設されている。リテーナパイプ１５にはその両端部を除き、円周方向に所定の間隔をおいて複数個のスリット状開口１７が、軸方向に沿って切り欠き形成されている。１８はエラステックチューブで、十分な柔軟性を有して、開口１７を覆うようにリテーナパイプ１５の外周面に配設されている。エラステックチューブ１８は、その両端部がリテーナパイプ１５の両端部外周面と短管７の両端部外周面とで挟持されたうえ、内向きに折り曲げられて環状突部１３，１４の外向き面に形成された環状凹部２１に装入され、さらにその上流側となる一端側は短管７の環状突部１３と弁体ホルダ２間の空隙に配置されたリテーナリング２３で押えられ、他端側は短管７の環状突部１４の後端面にボルト２４により取付けられた出口リング２５で押さえられて固定されている。

２６は水抜き用に設けられたバイパス弁で、スイング式逆止弁１の弁体ホルダ２と接する短管７の一端部に設置されている。２７はそのバイパス弁室で、該室内にはボンネット２８が挿入して配設され、該ボンネットを上下に貫通してバルブステム３０が上下動可能に設けられている。バルブステム３０の下端部にはバイパス弁室２７の弁口３１を開閉するジスク３２が取付けられている。弁口３１はリテーナリング２３に設けられた連通孔３３と連通しており、リテーナパイプ１５内とバイパス弁室２７とを連通孔３３及び弁口３１を介して連通させている。バイパス弁２６は図示のような横向きではなく、短管７側を上向きとして縦向きに設置され、弁体５が全閉状態となったときに弁口３１をジスク３２が開き、短管７のある下流側配管に溜まった流体を排出する。

短管７の環状突部１３にはバイパス弁室２７と環状空間１６を連通する連通孔３５が短管７の軸線と平行に形成され、該連通孔と対向する側にも連通孔３６が短管７の軸線と平行および直交して形成されている。連通孔３６は弁体上流側の流路３とを連通して弁体ホルダ２に斜め下向きに形成された連通孔３７と連通しており、該連通孔は弁体上流側の流路３中心を向いている。前記の連通孔３５，３６，３７及びバイパス弁室２７は環状空間１６と弁体上流側の流路３を連通する連通路を形成している。

連通孔３７と連通している部分以外の連通孔３６の外側口にはプラグ３８，３９が取付けられて閉止されている。４１，４２，４３，４４はＯリング、４５はキャップ、４６は操作ハンドル、４７はナット、４８はインジケータ、４９は弁体ホルダ２と単管７を締結するボルト挿入孔、５０は出口リング２５と単管７を締結するボルト挿入孔、５１は単管７に設けられたブラケット５２に設けられた図示しない管路との接続用ボルト挿入孔である。

前記のように構成されたスイング式逆止弁１と単管７は、スイング式逆止弁１側に図示しないポンプが配設された管路に設置されて使用に供される。そして通常の使用では図１に示す全閉状態で前記ポンプから汲み上げられた流体の正常流があると、弁体５はその流体圧を受けてスプリング１０の付勢力に抗して弁軸６を中心に回動し、流路３を所定開度に開放し、これにより流体が上流側から下流側に流れる。このとき、上流側の流体の一部は連通孔３７，３６、バイパス弁室２７、連通孔３５を経て環状空間１６へも流れ、該空間を流体で満たすようにする。

流れが停止したり、あるいは何らかの原因により逆流が生ずると、弁体５はスプリング１０の力によって逆回動し、全閉状態で弁体５が弁座１１に当接することにより、流路３を閉塞することになる。この閉弁に際して逆流した流体の一部が図示のようにリテーナパイプ１５の開口１７からエラステックチューブ１８を環状空間１６側に膨らませるようにして環状空間１６内に入り込み、これの影響により環状空間１６にある流体が連通孔３５、バイパス弁室２７、連通孔３６，３７を経て弁体上流側の流路３へ流れる。そのため急激な逆流圧により起きる水撃現象は効果的に回避され、水撃は防止される。

すなわち、逆流による瞬間的な水圧の上昇が、エラステックチューブ１８が環状空間１６側に膨らむことにより抑止され、その結果、エラステックチューブ１８の内側の水圧（下流側の水圧）上昇が緩やかになり水撃の発生が防止されるのである。エラステックチューブ１８が膨らむときは上流側にあるポンプが停止しており、上流側の圧力が下がり大気圧に近くなっているとともに、下流側は弁体５が閉じたことにより流路中に流体が溜まっていて上流側より圧力が高くなっているので、環状空間１６にある流体が連通孔３５、バイパス弁室２７、連通孔３６，３７から上流側の流路３へ流れてエラステックチューブ１８の膨張を妨げないので、エラステックチューブ１８は無理なく膨らむ。

エラステックチューブ１８と、開口１７を有するリテーナパイプ１５を下流側に設けたので、ポンプなどの脈動も効果的に防止できる。すなわち、上流側にあるポンプなどで脈動が発生しても、該脈動は、リテーナパイプ１５の開口１７を通って流体の流れと直交する方向に伝わることにより減衰される。さらに、エラステックチューブ１８の内側に到達した脈動は、エラステックチューブ１８の弾力と、エラステックチューブ１８の外側の環状空間１６の流体に伝わり減衰される。このように開口１７を設けたリテーナパイプ１５、エラステックチューブ１８と、連通孔３５、バイパス弁室２７、連通孔３６，３７を設けることにより、通過流体の脈動を防止するサイレンサーとしての機能も有する。

前記のように閉弁に際して弁体５にかかる急激な逆流圧による圧力上昇はエラステックチューブ１８の膨らみによって吸収される。しかも、このエラステックチューブ１８の膨らみによる環状空間１６内の流体を連通孔３５、バイパス弁室２７、連通孔３６，３７によって上流側の流路３へ流すことができ、この逃がし機構が水抜き用のバイパス弁２６の機構の一部を利用して弁体ホルダ２と単管７間に形成した連通孔３５，３６，３７及びバイパス弁室２７により実現できる。従来のように弁体に小弁孔や該小弁孔を開閉する小弁体を設けたり、あるいは別途バイパス管路を設ける等の必要がなくなり、簡素な構造とすることができ、設備費用も安価にできる。

前記実施の形態は好ましい一例を示したにすぎず、この発明はこの実施の形態に限定されることなく、その実施に際してはほかの形態を採用することもできる。すなわち、例えば逆止弁であれば、必ずしもスイング式逆止弁でなくともよく、種々のタイプの逆止弁にも適用が可能である。また、実施の形態では図示のように横向きタイプとしたが、これから向きを９０度変更した縦向きタイプとしてもよい。そのほかにも細部の設計変更的な事項は任意に同効のほかの機構と代替することができる。

この発明の一実施の形態のスイング式逆止弁を示す縦断正面図である。 図１の左側からみた右半部省略の側面図である。 図１の右側からみた左半部省略の側面図である。

符号の説明

１ スイング式逆止弁
２ 弁体ホルダ
３ 流路
５ 弁体
６ 弁軸
７ 短管
１０ スプリング（付勢部材）
１１ 弁座
１３，１４ 環状突部
１５ リテーナパイプ
１６ 環状空間
１７ 開口
１８ エラステックチューブ
２３ リテーナリング
２５ 出口リング
２６ バイパス弁
２７ バイパス弁室
３３ 連通孔
３５，３６，３７ 連通孔

Claims (5)

1. 流路を有する弁体ホルダと、該弁体ホルダの流路と一端開口部が連通して配設された両端開口の中空短管とを具え、前記ホルダには弁体が流路を開閉可能に設けられているとともに、前記弁体を閉弁方向に付勢する付勢部材が配設されている逆止弁の水撃防止装置であって、
   前記短管内に両端開口のリテーナパイプが短管との間に環状空間を形成して配設され、このリテーナパイプに開口が形成されているとともに、該開口を覆うようにエラステックチューブが外周面に配設され、前記環状空間と弁体上流側の流路を連通し、流体が逆流したときにその一部を開口からエラステックチューブを環状空間側に膨らませるようにして環状空間内に受け入れるとともに、環状空間内の流体の一部を弁体上流側の流路へ流通させる連通路が短管と弁体ホルダ間にわたり形成されていることを特徴とする逆止弁の水撃防止装置。
2. 前記開口は、リテーナパイプの円周方向に所定間隔をおいて複数個、パイプ軸方向に沿ってスリット状に形成されている請求項１記載の逆止弁の水撃防止装置。
3. 前記エラステックチューブは、その両端部がリテーナパイプの両端部外周面と短管の両端部外周面とで挟持されたうえ、内向きに折り曲げられ一端側はリテーナリングにより、他端側は出口リングで押さえられて固定されている請求項１又は２記載の逆止弁の水撃防止装置。
4. 前記連通路は、弁体側の短管に形成されたバイパス弁室と、該弁室と環状空間とを連通する連通孔と、前記弁室と弁体上流側の流路とを連通する連通孔とからなっている請求項１ないし３のいずれかに記載の逆止弁の水撃防止装置。
5. 前記バイパス弁室と環状空間とを連通する連通孔は、短管の軸線とほぼ平行に形成され、バイパス弁室と弁体上流側の流路とを連通する連通孔は、弁体上流側の流路中心を向いて傾斜して形成されている請求項４記載の逆止弁の水撃防止装置。

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