JP6387539B2 - 逆流防止弁 - Google Patents

Description

本発明は、排水配管等に取り付けられる逆流防止弁に関するものである。

洗面ボウルやシンク、浴槽等、使用により排水が生じる設備機器に対して、排水を下流側へと排出するための排水配管が備えられている。

当該排水配管においては、設備機器と下流側を直接繋いでしまうと、下流側からの臭気や害虫が排水配管内を通り、屋内へと侵入してしまう。そのため、排水配管の途中に、下水側からの臭気や害虫の侵入を防ぐトラップ機能を有する排水トラップ若しくは逆流防止弁が配置されている。

排水トラップは内部に設備機器から排出された排水を貯留することが可能な形状となっており、排水流路の一部を当該排水によって満たすことでトラップ機能を形成する構造となっている。しかし、当該排水トラップにおいては、長期の不使用等によって排水が蒸発する等の理由により、内部に貯留された排水が減少してトラップ機能が失われてしまう「破封」と呼ばれる現象が生じることがある。

対して、図１５に示す従来の逆流防止弁は、シリコン等の弾性を有する材質から形成されており、内部に排水流路を有する略円筒形状であるが、上方近傍より下方に向けて漸次近接する傾斜面を有し、該傾斜面が対向する面に当接することで下端に止水面を形成している。即ち、止水面は円筒の一端を押し潰し、軸上で重ね合わせた形状をしており、逆流防止弁は正面視において略漏斗状を成している。又、当該止水面は無排水時において閉塞している。
上記逆流防止弁の上流側（設備機器側）から排水が流入した際、排水が逆流防止弁の内側から傾斜面及び止水面を押し広げることによって、止水面の閉塞が解除されて排水は下流側へと排出される。そして、上流からの排水の流れが終了すると、逆流防止弁は自身の弾性力によって再び止水面を閉塞させる。
従って、従来の逆流防止弁は止水面の閉塞によってトラップ機能を形成する構造となっている。又、他の設備機器から大量の排水が排出された場合等、逆流防止弁に対し、下流側から正圧が加わった場合において、止水面は閉塞を維持し、臭気や排水の逆流を防ぐことができる。

上記構造を有する逆流防止弁においては、上記排水トラップのように内部に排水を貯留する必要性がないことから、破封現象が生じる恐れがない。
しかし、上記逆流防止弁は、下流側より過度の正圧が加わった際に、止水面が該正圧に耐えきれず変形してしまうことによって開弁し、下流側からの臭気や排水等が屋内に逆流してしまうという事態が生じていた。

上記下流側からの正圧に対抗する為、例えば逆流防止弁の素材の硬度を上げて正圧への耐性を増加させる構造が考えられるが、素材の硬度を上げると開弁に必要な圧力が大きくなり、排水性能が悪化してしまう。又、その他の方法として、止水面を長尺にすることで止水面の当接面積を増大させ、下流側からの正圧に対抗する構造が考えられるが、この場合においても開弁に必要な圧力が大きくなり、排水性能が悪化してしまう。

又、図１６に示すように、上記逆流防止弁は止水面下端が内側に向くようにして開弁状態となるため、止水面が弁の開口面積を狭めてしまい、十分な排水流量を確保することが困難であった。特に、止水面が長尺である場合に顕著に開口面積が狭められていた。

特開２０１４−０１５７１９号公報

そこで本発明は、下流側の正圧に対して強い耐性を有するとともに、好適な排水流量を備えた逆流防止弁を提供することを課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の本発明は、略筒状にして弾性を有する素材からなる一つの入口と一つの出口を備えた逆流防止弁であって、
下流側に進むにつれて、対向する面に対して漸次近接するよう傾斜を設けた傾斜面と、
前記傾斜面が対向する面と当接するとともに、下流側へ向けて延設されることによって形成された止水面とを備え、
前記止水面は弾性変形によって上流から下流側への流体の流れを許容するとともに、下流側から上流側への流体の流れを阻止し、
前記止水面の少なくとも一部には、下流側端部より上流側に向けて切り欠きが形成されていることを特徴とする逆流防止弁である。

請求項２に記載の本発明は、前記切り欠きは、止水面の中央が切り欠かれるようにして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆流防止弁である。

請求項３に記載の本発明は、前記切り欠きは、下流側に向かうにつれて漸次幅広となるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の逆流防止弁である。

請求項４に記載の本発明は、前記止水面が、
平時において閉弁状態となっており、上流側からの正圧によって開弁状態となる第一止水面と、
前記第一止水面の上流側であって、平時において開弁状態となっており、下流側からの正圧によって閉塞し閉弁状態となる第二止水面より成り、
前記切り欠きが、第一止水面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の逆流防止弁である。

上記請求項１に記載の本発明においては、止水面に切り欠きが形成されていることから、開弁状態において止水面が弁の開口面積を狭めてしまうことを防ぐことができる。従って、下流側からの正圧に対する耐性を高めるために止水部分（止水面）を長尺にしても、好適な排水流量を確保することができる。又、止水面に切り欠きが設けられているため、開弁に必要な圧力を小さくすることができる。従って、上流からの排水が少量であっても開弁を行うことが可能となり、逆流防止弁内部に排水が残留し難い。
請求項２に記載の本発明においては、最も通水が多くなるとともに開口幅が大きくなる逆流防止弁の中心位置において切り欠きが最も深くなるように形成されている。従って、止水面によって弁の開口面積が狭められてしまうことを防ぎ、好適な排水流量を確保することができる。
請求項３に記載の本発明においては、切り欠きは下流側に進むにつれて漸次幅広となるように形成されていることから、止水面の両端は十分な長さが確保されており、下流側からの正圧に対して強い耐性を有することができる。
請求項４に記載の本発明においては、第二止水面を設けることにより下流側からの正圧に対する耐性を高めることができるとともに、切り欠きが第一止水面にのみ形成されていることによって、逆流防止弁の排水流量を確保することができる。尚、ここにいう「平時」とは逆流防止弁に対し、上流側及び下流側から正圧も負圧も付与されていない状態のことを指す。

本発明の施工状態を示す断面図である。 本発明を示す斜視図である。 本発明を示す斜視図である。 本発明を示す正面図である。 本発明を示す右側面図である。 図４のＡ−Ａ’断面図である。 図５のＢ−Ｂ’断面図である。 本発明の開弁状態を示す正面断面図である。 下流側から正圧が付与された状態を示す正面断面図である。 本発明の第二実施形態を示す側面図である。 本発明の第三実施形態を示す側面図である。 本発明の第四実施形態を示す側面図である。 本発明の第五実施形態を示す側面図である。 本発明の第六実施形態を示す側面図である。 従来の逆流防止弁を示す正面断面図である。 従来の逆流防止弁の開弁状態を示す正面断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の逆流防止弁１を説明する。尚、以下に記載する説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。又、特に断りの無い限り、図１に示す施工状態を基準として上下左右を説明する。

本発明の逆流防止弁１は、洗面ボウルやシンク、浴槽、エアコン等、使用によって排水を生じる設備機器（図示せず）から連続する排水配管に取り付けられる。又、逆流防止弁１は図１乃至図７に示すように、正面視略漏斗状且つ側面視略円筒状であって内部に排水流路を有し、シリコン等の弾性素材より成り、取付部２、傾斜面３、止水面４、筒部６より構成されている。尚、逆流防止弁１の背面視は正面視と同一であるため省略し、左側面視は右側面視と同一であるためその記載を省略する。

取付部２は逆流防止弁１の上端であって、傾斜面３の上流側に設けられており、外周及び内周が拡径して形成されている。図１に示すように、逆流防止弁１は当該取付部２において排水配管のフランジ部分と嵌着して取り付けられる。尚、当該取付部２は排水配管に対して水密に取り付け可能な形状であれば良く、形状について特に限定されるものではない。

傾斜面３は逆流防止弁１の両側面において、取付部２の下端より下流側に向けて延設され、一方の傾斜面３が対向する傾斜面３に向けて漸次近接するように形成されている。

ここで、図４及び図７に示すように、傾斜面３は軸方向に対して異なる傾斜角をもって形成された第一傾斜面３１と第二傾斜面３２より形成されている。（以降、第一傾斜面３１と第二傾斜面を合わせて指す場合には「傾斜面３」として記載する）
第一傾斜面３１は上流側の傾斜面３であって、中心軸に対して第二傾斜面３２よりも大きな角度を有して傾斜している。
第二傾斜面３２は上記第一傾斜面３１の下端より連続し、その下端において対向する第二傾斜面３２と当接している。

止水面４は逆流防止弁１の内面同士が当接することによって形成される弁部分であり、第一止水面４１と第二止水面４２より構成されている。（以降、第一止水面４１と第二止水面４２を合わせて指す時は「止水面４」と記載する。）
第一止水面４１は下流側の止水面４であって、前記第二傾斜面３２が逆流防止弁１の中心軸上で対向する第二傾斜面３２と当接するとともに、下流側へ向けて延設されることによって形成されている。即ち、第一止水面４１は円筒の一端を押し潰し、逆流防止弁１の軸上で重ね合わせた形状をしている。図７に示すように、第一止水面４１は上流側及び下流側から正圧も負圧も付与されていない状態（以下、「平時」）において閉塞状態を維持し、下流側からの臭気や害虫の逆流を防ぐ機能（トラップ機能）を有している。即ち、逆流防止弁１は平時において閉弁状態となっている。

ここで、図５及び図６に示すように、第一止水面４１は下端から中程にかけて、第一止水面４１の中央に切り欠き５が形成されている。当該切り欠き５は側面視略Ｖ字状であって、下流側に向かうにつれて漸次水平方向に幅広となるように形成されている。従って、第一止水面４１はその中心部分において最も第一止水面４１同士の当接面積が小さくなるように形成されているとともに、両端に向かうにつれて第一止水面４１同士の当接面積が増大するように構成されている。尚、当該切り欠き５は第一止水面４１にのみ形成されており、後述する第二止水面４２には形成されていない。

第二止水面４２は前記第一止水面４１の上流側であって、第二傾斜面３２の内面によって形成され、平時においては対向する第二止水面４２の内面同士が当接しておらず、開放されている。

筒部６は前記取付部２より垂設され、傾斜面３と隣接する筒状部である。又、筒部６は正面側の筒部６と背面の筒部６にそれぞれ２箇所ずつ、合計４箇所にリブ７が形成されている。尚、図４においては逆流防止弁１の正面視を図示しているが、逆流防止弁１の背面視は正面視と同一であるため、その記載を省略する。即ち、図４においては記載されていないが、背面視においてもリブ７が２箇所形成されている。
リブ７は図４に示すように、逆流防止弁１の軸方向に対して平行に設けられた肉厚部分であって、逆流防止弁１の他の部分よりも高い剛性、特に軸方向の圧力に対して高い剛性を有する。又、リブ７は前記第一傾斜面３１上端の高さ位置から、傾斜面３に達する位置まで垂設されており、傾斜面３上には達していない。
即ち、図５に示すように、逆流防止弁１はリブ７が設けられているエリアＸにおいて軸方向に高い剛性を備えて下流側からの正圧による変形を防ぎ、リブ７下端より止水面４下端までのエリアＹにおいては好適な排水を行うため、リブ７を設けないようにして剛性（弾性）が押さえられている。尚、第二傾斜面３２はエリアＹに配置されているため、下流側にて正圧が生じた際、リブ７が後述する第二傾斜面３２（第二止水面４２）以下の閉塞動作を妨げることはない。
一方、リブ７は第一止水面４１の両端部の上方に設けられているが、図４に示すように、正面視における逆流防止弁１の中心軸を挟むように配置されており、止水面４の当接面と同一平面上には配置されていない。

図７に示すように、上記構造を有する逆流防止弁１は平時においては対向する第一止水面４１同士が当接することによって閉弁状態を維持しているが、その他の場合においては以下のように作動する。

設備機器等の使用により逆流防止弁１の上流側より排水が発生した場合、当該排水は排水配管を通り逆流防止弁１へと流入する。逆流防止弁１内部へと流入した排水は、逆流防止弁１内部より傾斜面３及び止水面４に対して水勢又は排水の自重によって圧力（正圧）を加え、内側より第一止水面４１を押し広げる。そして、図８に示すように、第一止水面４１が一時的に開弁状態となることによって、逆流防止弁１内部に流入した排水は下流側へと排出される。

この時、逆流防止弁１はその構造上、排水の流入の際に一時的に第一止水面４１が開弁状態となるものであるが、本発明の逆流防止弁１においては、第一止水面４１に切り欠き５が形成されているため、第一止水面４１によって逆流防止弁１の開口面積が狭められることはない。特に、最も通水が多くなるとともに開口幅が大きくなる逆流防止弁１の中心位置において、切り欠き５が最も深くなるように形成されていることから、好適な排水流量を確保することが可能となる。従って、下流側からの正圧に対する耐性を高めるために止水面４を長尺にしても、好適な排水流量を確保することができる。又、切り欠き５によって、第一止水面４１の中央近傍は第一止水面４１同士の当接面積が小さくなっていることから、上流からの排水が少量であっても容易に第一止水面４１を開弁させることができる。
又、本発明においてはリブ７が筒部６にのみ設けられているため、第一止水面４１の開弁／閉弁に伴い大きく変形する傾斜面３及び止水面４はリブ７によってその動作を妨げられることはない。尚、筒部６は開弁時において、下端が軸方向と直交する方向に倒れ込むように変形するが、リブ７は逆流防止弁１の軸方向に対して平行に設けられているため、軸方向と直交する方向に対しては（軸方向に比べて）高い剛性を有さず、開弁を妨げることはない。

設備機器からの排水が終了すると、第一止水面４１は自身の弾性力によって再び閉塞し、逆流防止弁１は再び閉弁状態となる。そして、当該閉弁状態によって、下流側からの臭気や害虫の侵入を防ぐ。

一方、逆流防止弁１の下流側より正圧が発生した場合、本発明の逆流防止弁１は図９に示すように、対向する第二止水面４２同士が逆流防止弁１の中心軸に向けて互いに近接する。そして第二傾斜面３２（第二止水面４２）同士が当接することによって、当接面積が増大し、逆流防止性能が向上する。
この時、前述のように、リブ７は第二止水面４２までは達していないため、当該第二止水面４２の閉塞動作がリブ７によって阻害されることはない。

即ち、本発明における逆流防止弁１においては、下流側からの強い正圧発生時において、エリアＹに設けられた第二止水面４２が閉塞することで逆流防止性能を増大させることができ、且つエリアＸが剛性部であるリブ７によって下流側からの正圧が生じる方向（軸方向）に対して強い耐性を備えるため、該正圧に伴う変形を防ぐことができる。

尚、本発明の逆流防止弁１は第一止水面４１に切り欠き５が設けられているが、当該切り欠き５は下流側に向かうにつれて漸次幅広となるように形成されていることから、第一止水面４１は端部に向かうにつれて漸次第一止水面４１同士の当接面積が増大する。従って、第一止水面４１はその両端において十分に当該当接面積が確保されており、好適な逆流防止性能を有している。

本発明の第一実施形態は以上のようであるが、本発明は上記実施形態の形状に限定されるものではなく、主旨を逸脱しない範囲において自由に変更可能である。
例えば、上記第一実施形態においては切り欠き５は略Ｖ字形状であったが、図１０に示す第二実施形態のように、切り欠き５を略弧状に形成しても良い。尚、切り欠き５については図１１や図１２に示すように略コの字状や略台形形状でも良く、又、図１３のようにスリット状であっても良いが、下流側に進むにつれて漸次幅広となるように形成されている形成されている方が好ましい。さらに、切り欠き５の数は１箇所に限定されるものではなく、図１４に示すように２箇所以上の切り欠き５を設けても良い。

尚、本発明における逆流防止弁１は、排水配管等に取り付けられる吸気弁として使用されても良い。

又、本発明における逆流防止弁１は、排水配管以外にも、例えばエアコン等の気体の通気構造においても採用することができる。この場合においては、上記各実施形態のように、逆流防止弁１の下流側が正圧になる場合だけでなく、逆流防止弁１の上流側が負圧になることも考えられるが、当該場合においても、本発明の逆流防止弁１は好適な逆流防止性能を発揮することができる。

１ 逆流防止弁
２ 取付部
３ 傾斜面
３１ 第一傾斜面
３２ 第二傾斜面
４ 止水面
４１ 第一止水面
４２ 第二止水面
５ 切り欠き
６ 筒部
７ リブ

Claims (4)

1. 略筒状にして弾性を有する素材からなる一つの入口と一つの出口を備えた逆流防止弁であって、
   下流側に進むにつれて、対向する面に対して漸次近接するよう傾斜を設けた傾斜面と、
   前記傾斜面が対向する面と当接するとともに、下流側へ向けて延設されることによって形成された止水面とを備え、
   前記止水面は弾性変形によって上流から下流側への流体の流れを許容するとともに、下流側から上流側への流体の流れを阻止し、
   前記止水面の少なくとも一部には、下流側端部より上流側に向けて切り欠きが形成されていることを特徴とする逆流防止弁。
2. 前記切り欠きは、止水面の中央が切り欠かれるようにして形成されていることを特徴とする請求項１に記載の逆流防止弁。
3. 前記切り欠きは、下流側に向かうにつれて漸次幅広となるように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の逆流防止弁。
4. 前記止水面が、
   平時において閉弁状態となっており、上流側からの正圧によって開弁状態となる第一止水面と、
   前記第一止水面の上流側であって、平時において開弁状態となっており、下流側からの正圧によって閉塞し閉弁状態となる第二止水面より成り、
   前記切り欠きが、第一止水面にのみ形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の逆流防止弁。

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