JP7249484B2 - 逆流防止装置 - Google Patents

Description

本発明は、流体が通過する流路に用いられる逆流防止装置に関するものである。

排水や気体等の流体が内部を通過する流路には、下流側からの流体や害虫等の逆流を防止するために逆流防止装置が取り付けられる。

ここで、本出願人は図１３に示すように、流路に取り付けられる軸部と、軸部の一端より外側に向けて延設された傘状の開閉部を有し、当該開閉部が弁座に当接することによって流路を閉塞する弁体を用いた逆流防止装置を提案している。
上記弁体は、上流側と下流側の圧力が略等しい状態においては流路を閉塞しており、上流側より流体等による圧力が加わるか、下流側が負圧になった際には、開閉部が弁座から離間するよう変形することで流路を開放する。尚、上記弁体はゴムやシリコン等の弾性を有する素材から成るため、上流側からの圧力が無くなった後には、自身の弾性力によって元の状態に復帰する。
一方、下流側が正圧になる等して下流側より流体等による圧力が加わった際には流路の閉塞を維持し、下流側からの流体や害虫等の逆流を防ぐ構造となっている。

特願２０１８－３９３９６

上記逆流防止装置は、開閉部が全周に亘り弁座に当接し、流路を閉塞することができていないと、下流側からの流体等の逆流を防ぐことができない。
従って、上記逆流防止装置に対し、下流側から強く流体等による圧力が加わることによって弁体が異常変形をしてしまった場合、流路を閉塞できずに逆流防止機能が喪失するという問題があった。尚、上記異常変形とは、逆流防止装置としての機能を奏することが不可能となるような弁体の変形であって、通常の排水時等における変形とは異なる変形を指す。例えば、図１４に示すように、下流側から強く圧力が加わることによって、弁体が上流側の流路内に入り込んでしまった場合、弁体は元の状態に復帰することができなくなる。この時、逆流防止装置は開閉部上に生じる皺が原因となり、弁座と開閉部との間に隙間が生じ、逆流防止機能が喪失される。尚、上記図１４のように異常変形した上記弁体は、自身の弾性力によって開閉部を元の状態に復帰させようとするが、復帰しようとする応力が流路の内壁に当接する方向へ加わるため、復帰が困難となる。

本発明は上記問題に鑑み、逆流防止装置について、異常変形による逆流防止機能の喪失を防ぐとともに、安定した逆流防止機能を発揮することが可能な逆流防止装置の提供を課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に記載の本発明は、流体が通過する流路に用いられる逆流防止装置であって、
弁体と、前記弁体と当接する弁座を備え、
前記弁体は流路に取り付けられる軸部と、前記軸部の周囲に形成された傘状の開閉部を有し、前記開閉部が前記弁座に当接することによって流路を閉塞し、下流側からの流体の逆流を防止するとともに、上流側からの流体の圧力に対しては前記弁座から離間して流路を開放する逆止め弁であって、
逆流防止装置は、下流側からの流体の逆流発生時における前記弁体の異常変形を防ぐ防止機構を有し、
前記防止機構は、上流側に向けて窪むように凹設された前記弁座から成り、
前記弁体は、取付完了時において前記開閉部が前記弁座に沿って変形し、前記弁座に対して面接触することで流路を閉塞するよう固定されることを特徴とする逆流防止装置である。

上記異常変形とは、逆流防止装置としての機能を奏することが不可能となるような弁体の変形を指すものであり、通常の排水時等における弁体の変形以外の変形を指す。上記異常変形とは、予期せぬ方向に変形するような変形以外にも、所定の変形量よりも過剰に変形することも含むものである。
又、上記流路とは、内部に排水が通過する排水流路に限られるものではなく、大気等が通過する流路等を含むものである。

請求項２に記載の本発明は、前記防止機構によって、
前記開閉部は前記逆流発生時において復元方向への応力を残しつつ前記弁座に当接することを特徴とする請求項１に記載の逆流防止装置である。

請求項３に記載の本発明は、前記弁座は、
断面視直線状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の逆流防止装置である。

請求項４に記載の本発明は、前記弁座は、
断面視曲面状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の逆流防止装置である。

請求項５に記載の本発明は、前記防止機構は、
上流側に向けて外側に広がる傘状の前記開閉部から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の逆流防止装置である。

上記請求項１乃至請求項５に記載の本発明によれば、弁体の異常変形を防ぐことによって、逆流防止装置の機能を安定して発揮させることが可能となる。
又、開閉部が弁座に沿って変形することから、確実に開閉部と弁座を当接させるとともに、開閉部と弁座の当接面積を増加させること可能となる。これにより、本発明の逆流防止装置は逆流防止機能が向上する。

第一実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。 部材構成を示す分解断面図である。 アダプター及び弁座を示す要部拡大断面図である。 弁体を示す断面図である。 （ａ）上流からの流体発生時における動作を示す断面図（ｂ）下流側からの流体逆流時における動作を示す断面図である。 第二実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。 アダプター及び弁座を示す要部拡大断面図である。 （ａ）上流からの流体発生時における動作を示す断面図（ｂ）下流側からの流体逆流時における動作を示す断面図である。 第三実施形態に係る逆流防止装置を示す断面図である。 弁体を示す断面図である。 （ａ）上流からの流体発生時における動作を示す断面図（ｂ）下流側からの流体逆流時における動作を示す断面図である。 本発明の逆流防止装置を吸気弁に使用した状態を示す断面図である。 従来の逆流防止装置を示す断面図である。 弁体の異常変形を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の逆流防止装置を説明する。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。

逆流防止装置１は図１及び図２に示すように、壁面に点検口１４を有する継手本体１０と、点検口１４を閉塞する蓋部２０と、蓋部２０と連結されて継手本体１０内に配置されるアダプター３０と、アダプター３０に取り付けられた弁体５０から成る。又、逆流防止装置１はその上流側と下流側において、略水平方向に延設された円筒状の横引き管に対して接続されている。横引き管は設備機器（図示せず）と連続しており、当該設備機器の使用により排水等の流体が流入する排水配管である。尚、図１においては上流側及び下流側に接続された横引き管を二点鎖線にて記載している。

本発明における逆流防止装置１は、継手本体１０の中心軸Ｃを中心として、点検口１４の向きを任意の方向とした状態で固定することが可能であるが、発明の理解を容易にするため、図１に示すように、点検口１４が上方を向いた状態を基準として上下左右を説明する。

継手本体１０は半透明の硬質樹脂から成る筒状のケーシングであって、略Ｔ字形状を成し、上流側端部及び下流側端部に形成された流入口１１と流出口１２を有している。又、継手本体１０の内部には後述するアダプター３０及び弁体５０を収納する収納室１３が形成されており、当該収納室１３の壁面には点検口１４を有している
流入口１１と流出口１２は中心軸Ｃが合致する円筒状であって、接着により横引き管が接続されている。
収納室１３は流入口１１と流出口１２の間に形成されており、図１及び図２に示すように、点検口１４が上方を向いて配置されている状態において、当該点検口１４の直下となる位置に形成されている。又、収納室１３は内部に当接面１６とガイド部１７を有している。
点検口１４は継手本体１０の壁面に形成された円形の開口であって、その内周には内側に向けて凸部１５が形成されている。凸部１５は後述する蓋部２０と係合する突起であって、等間隔に４箇所形成されている。又、点検口１４は蓋部２０及びアダプター３０が挿入された際、凸部１５の下方（収納室１３側）では、アダプター３０に取り付けられたパッキン４０が点検口１４の内周全周に亘って当接しており、蓋部２０が取り付けられた状態において水密に閉塞されている。
当接面１６は収納室１３の上流側端部であって、流入口１１との境界に形成されており、蓋部２０及びアダプター３０の挿入方向に対して傾斜し、図１に示すように、施工完了時においてパッキン４１を介してアダプター３０と当接している。尚、当接面１６は点検口１４と対向する壁面（図１における下方）に進むにつれて、流入口１１から流出口１２へ向かうようにして傾斜している。
ガイド部１７は上記当接面１６と対向する位置に形成された面であって、点検口１４から対向する壁面（図１における下方）に進むにつれて、流出口１２から流入口１１へ向かうようにして傾斜している。

蓋部２０は上記点検口１４の内径と略同径となる外径を有する円形の閉塞部材であって、点検口１４の内周と対向する蓋部２０の外周には、上記凸部１５と係合する溝部２１が形成されている。溝部２１は螺旋状に形成されており、溝部２１内に凸部１５が配置された状態で蓋部２０を時計回りに回動させると、溝部２１内を凸部１５が相対移動するとともに、溝部２１の所定位置に凸部１５が配置された際に蓋部２０を点検口１４から抜脱不可能に固定する。又、蓋部２０の収納室１３側には係合部２２が突設されている。係合部２２は平面視円形であり、その端部において、全周に亘り外側に向けて突出するフランジ部分を有しており、アダプター３０と回動可能に連結されている。尚、蓋部２０は継手本体１０に取り付けられた状態において、外側に把持部２３が露出しており、使用者は当該把持部２３によって手動で蓋部２０を回動させることができる。

アダプター３０は上記蓋部２０の係合部２２に係合する爪部３１と、弁体５０を固定する固定部３６と、弁座３７を有している。又、上流側端部には、上記当接面１６と同一角度に傾斜する被当接部３４と、取り付け時にガイド部１７と当接する被ガイド部３５を有している。尚、アダプター３０は爪部３１の外側においてパッキン４０を、被当接部３４にパッキン４１をそれぞれ有している。
爪部３１は端部に内向きに突出する突起を有し、上記係合部２２と係合している状態において、蓋部２０とアダプター３０が相対回転可能となるように部材同士を連結する。
固定部３６はアダプター３０内周面から中心軸へ向けて延設された支承部によって収納室１３の中心に形成された開口を備え、当該開口に弁体５０の軸部５１が挿通されている。
弁座３７は、図３に示すように、アダプター３０の下流側において、流路の全周に亘り形成された断面視直線状の傾斜面であって、これによって本実施形態における弁体５０の異常変形を防ぐ防止機構６０を形成している。尚、弁座３７は上流側に向けて窪むように凹設されており、施工完了時において中心軸Ｃに向けて傾斜している。ここで、弁座３７は弁体５０が取り付けられた状態であって、無排水時及び下流側からの逆流発生時において開閉部５３が当接している。尚、弁座３７は当該開閉部５３が当接し、流路を閉塞している状態において、当該開閉部５３と面接触している。

図４に示すように、弁体５０はゴムやシリコン等の弾性材より成る断面視略Ｔ字形状であって、中央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を有するアンブレラ弁と呼ばれる逆止め弁である。
軸部５１は固定部３６に取り付けられた状態において、水平方向左右に延設されており、その中ほどに膨出部５２が形成されている。膨出部５２は固定部３６に形成された開口よりも大径であって、弁体５０が固定部３６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約１ｍｍ以下の円錐状の薄膜であって、開閉部５３はアダプター３０に取り付けられていない状態にある時、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。即ち、開閉部５３は上流側に向けて外側に広がる傘状である。尚、当該開閉部５３は弁体５０が固定部３６に取り付けられた状態において弁座３７と当接している。
ここで、弁体５０の取付完了時において、開閉部５３は弁座３７に当接するとともに当該弁座３７の傾斜に沿って変形している。この時、開閉部５３は自身の傾斜方向とは対向する方向に変形するため、自身の復元力によって強く弁座３７と面接触している。これによって、開閉部５３と弁座３７が確実に当接し、流路を閉塞することが可能となる。

上記逆流防止装置１は、以下のように組み立てられる。

まず、蓋部２０の係合部２２に対してアダプター３０の爪部３１を押し付け、蓋部２０とアダプター３０を係合させる。この時、爪部３１は係合部２２のフランジ部分を乗り越え、蓋部２０とアダプター３０は相対回転可能に接続される。
次に、アダプター３０の固定部３６に弁体５０の軸部５１を挿通した後、反対側から軸部５１を引っ張り、弁体５０を固定部３６に取り付ける。この時、弁体５０の膨出部５２は固定部３６に形成された開口よりも大径であるが、弁体５０は弾性素材から形成されており、上記引っ張りの際に膨出部５２が変形するため、当該膨出部５２を固定部３６よりも上流側に配置させることができる。尚、上記取り付けの際、弁体５０の開閉部５３は弁座３７に当接するとともに、図１に示す状態のように、弁座３７の傾斜面に沿って変形し、弁座３７と全周に亘り面接触する。
次に、蓋部２０とアダプター３０を点検口１４から挿入し、溝部２１内に凸部１５が配置された状態で蓋部２０を時計回りに回動させ、アダプター３０と弁体５０を収納室１３内に配置することで組み立てが完了する。この時、継手本体１０に形成されたガイド部１７とアダプター３０に形成された被ガイド部３５によって、アダプター３０の傾斜角度や挿入方向が誘導される。又、当接面１６と被当接部３４がそれぞれ挿入方向に対して傾斜していることにより、挿入方向に加えられた応力の一部が当接面１６と被当接部３４が互いに近接する方向の応力へと変換される。これによって、当接面１６と被当接部３４がパッキン４１を介して圧接されて水密状態となる。尚、挿入時に変換された応力は当接面１６と被当接部３４を離間させる方向にも働くが、ガイド部１７によってアダプター３０が当接面１６より離間することが防止されているため、確実に水密状態を維持することが可能となる。

上記逆流防止装置１の組み立てが完了した状態において、アダプター３０と継手本体１０の間はパッキン４０、パッキン４１によって水密状態となっている。又、アダプター３０の内側の流路は弁体５０によって閉塞されている。従って、本発明における逆流防止装置１は平時において流路が閉塞された状態となっている。

上記逆流防止装置１のメンテナンスを行う際には、蓋部２０を反時計回りに回動させることで、点検口１４より蓋部２０とアダプター３０と弁体５０を取り出すことが可能となる。

上記弁体５０が固定部３６に取り付けられている状態において、弁体５０の中心は継手本体１０の中心軸Ｃと合致しており、開閉部５３は自身の弾性によって弁座に向けて均等に応力が加えられている。従って、開閉部５３は自身の弾性を付勢手段として、弁座３７と全周に亘って均等に面接触している。

以下に、本実施形態における逆流防止装置１の動作について詳述する。

まず、図１に示すように、逆流防止装置１に対して上流側からの排水が無く、下流側からも流体等の逆流が生じていない場合において、弁体５０は自身の弾性によって開閉部５３が弁座３７に対して全周に亘り面接触している。これにより、継手本体１０内部の流路は開閉部５３によって閉塞されており、下流側からの流体等の逆流を防ぐことが可能となる逆流防止機能を奏する。
ここで、上流側より継手本体１０に対して流体等が流入すると、当該流体等が上流側より弁体５０の開閉部５３に当接し、図５（ａ）に示すように、開閉部５３が下流側に向けて弾性変形することによって弁座３７から離間し、流路を開放する。そして、上流側からの流体の流入が終了すると、弁体５０は自身の弾性力によって復元し、開閉部５３が再び全周に亘り弁座３７に面接触するとともに流路を閉塞する。
一方、継手本体１０の下流側より流体等の逆流が生じた場合、開閉部５３には弁座３７へ向けて押し付けられる方向に応力が加わることから、流路の閉塞が維持される。尚、図５（ｂ）に示すように、逆流に伴う圧力によって弁座３７の開閉部５３は上流側に向けて押し込まれるように変形するが、防止機構６０として形成された上流側に向けて窪むように凹設された傾斜面である弁座３７によって、弁体５０は逆流終了後に自身の弾性力によって図１に示す元の状態に容易に復帰することが可能となる。即ち、図５（ｂ）に示すように弁体５０の開閉部５３が上流側に押し込まれるように変形しても、弁座３７が断面視直線状の傾斜面によって形成されていることから、開閉部５３と弁座３７の当接角度を大きくとることが可能となり、開閉部５３は逆流発生時において復元方向への応力を残しつつ弁座３７に当接することが可能となる。

次に、本発明の第二実施形態を、図面を参照しつつ説明する。尚、以降の実施形態に係る逆流防止装置１は上記第一実施形態と同様の構成を備えており、当該同様の構成については第一実施形態と同一の符号を付してその説明を省略する。

図６乃至図８に示す本発明の第二実施形態に係る逆流防止装置１において、図７に示すように、弁体５０の異常変形を防ぐ防止機構６０は上流側に向けて窪むように凹設された弁座３７から成り、当該弁座３７は断面視曲面状である。

次に、第二実施形態の逆流防止装置１の動作について詳述する。

まず、図６に示すように、逆流防止装置１に対して上流側からの排水が無く、下流側からも流体等の逆流が生じていない場合において、弁体５０は自身の弾性によって開閉部５３が弁座３７に対して全周に亘り線接触している。これにより、継手本体１０内部の流路は開閉部５３によって閉塞されており、下流側からの流体等の逆流を防ぐことが可能となる逆流防止機能を奏する。
ここで、上流側より継手本体１０に対して流体等が流入すると、図８（ａ）に示すように、第一実施形態と同様に開閉部５３が下流側に向けて弾性変形することによって弁座３７から離間し、流路を開放する。そして、上流側からの流体の流入が終了すると、弁体５０は自身の弾性力によって復元し、開閉部５３が再び全周に亘り弁座３７に線接触するとともに流路を閉塞する。
一方、継手本体１０の下流側より流体等の逆流が生じた場合、開閉部５３には弁座３７へ向けて押し付けられる方向に応力が加わることから、流路の閉塞が維持される。尚、図８（ｂ）に示すように、逆流に伴う圧力によって弁座３７の開閉部５３は上流側に向けて押し込まれるように変形するが、防止機構６０として形成された上流側に向けて窪むように凹設された傾斜面である弁座３７によって、弁体５０は逆流終了後に自身の弾性力によって図６に示す元の状態に容易に復帰することが可能となる。即ち、図８（ｂ）に示すように弁体５０の開閉部５３が上流側に押し込まれるように変形しても、弁座３７が断面視曲線状の傾斜面によって形成されていることから、開閉部５３と弁座３７の当接角度を大きくとることが可能となり、開閉部５３は逆流発生時において復元方向への応力を残しつつ弁座３７に当接することが可能となる。

次に、本発明の第三実施形態を、図面を参照しつつ説明する。

図９乃至図１１に示す本発明の第三実施形態に係る逆流防止装置１において、図１０に示すように、弁体５０の異常変形を防ぐ防止機構６０は、上流側に向けて外側に広がる傘状の開閉部５３から成る。尚、第三実施形態に係る逆流防止装置１において、弁座３７は上記第一実施形態及び第二実施形態の弁座３７のように上流側に向けて窪むように凹設されていない。

以下に、本実施形態における逆流防止装置１の動作について詳述する。

まず、図９に示すように、逆流防止装置１に対して上流側からの排水が無く、下流側からも流体等の逆流が生じていない場合において、弁体５０は自身の弾性によって開閉部５３が弁座３７に対して全周に亘り線接触している。これにより、継手本体１０内部の流路は開閉部５３によって閉塞されており、下流側からの流体等の逆流を防ぐことが可能となる逆流防止機能を奏する。
ここで、上流側より継手本体１０に対して流体等が流入すると、当該流体等が上流側より弁体５０の開閉部５３に当接し、図１１（ａ）に示すように、開閉部５３が下流側に向けて弾性変形することによって弁座３７から離間し、流路を開放する。そして、上流側からの流体の流入が終了すると、弁体５０は自身の弾性力によって復元し、開閉部５３が再び全周に亘り弁座３７に面接触するとともに流路を閉塞する。
一方、継手本体１０の下流側より流体等の逆流が生じた場合、開閉部５３には弁座３７へ向けて押し付けられる方向に応力が加わることから、流路の閉塞が維持される。尚、図１１（ｂ）に示すように、逆流に伴う圧力によって弁座３７の開閉部５３は上流側に向けて押し込まれるように変形するが、防止機構６０として形成された上流側に向けて外側に広がる傘状の開閉部５３によって、弁体５０は逆流終了後に自身の弾性力によって図９に示す元の状態に容易に復帰することが可能となる。即ち、図１１（ｂ）に示すように弁体５０の開閉部５３が上流側に押し込まれるように変形しても、開閉部５３が上流側に向けて外側に広がる傘状であることから、開閉部５３と弁座３７の当接角度を大きくとることが可能となり、開閉部５３は逆流発生時において復元方向への応力を残しつつ弁座３７に当接することが可能となる。

上記各実施形態における係る逆流防止装置１は、下流側からの流体の逆流発生時における弁体５０の異常変形を防ぐ防止機構６０を有することから、装置の機能を安定して発揮させることが可能となる。

尚、本発明の実施例は以上のようであるが、本発明は上記実施例に限定される物ではなく、主旨を変更しない範囲において自由に変更が可能である。例えば、第一実施形態や第二実施形態に記載された、防止機構６０を形成する弁座３７に対し、第三実施形態の防止機構６０を形成する弁体５０を組み合わせても良い。
又、上記各実施形態に係る本発明の逆流防止装置は、略水平方向に流体が通過する横引き管に接続されていたが、略天地方向に流体が通過する縦引き管に接続されても良い。
又、逆流防止装置１は上記実施形態において、使用により排水等の流体を輩出する設備機器から連続する排水配管の管路中に取り付けられていたが、図１２に示すように、流体として空気等が流入する流路に本発明の逆流防止装置１を取り付け、通気弁として使用しても良い。図１２に示す逆流防止装置１は、管体と外部とを連通する通気孔７０を有しており、当該通気孔７０を弁体５０が閉塞することによって管体の外側へ臭気や排水が逆流することが可能となっている。

１ 逆流防止装置
１０ 継手本体
１１ 流入口
１２ 流出口
１３ 収納室
１４ 点検口
１５ 凸部
１６ 当接面
１７ ガイド部
２０ 蓋部
２１ 溝部
２２ 係合部
２３ 把持部
３０ アダプター
３１ 爪部
３４ 被当接部
３５ 被ガイド部
３６ 固定部
３７ 弁座
４０ パッキン
４１ パッキン
５０ 弁体
５１ 軸部
５２ 膨出部
５３ 開閉部
６０ 防止機構
７０ 通気孔
Ｃ 中心軸

Claims (5)

1. 流体が通過する流路に用いられる逆流防止装置であって、
   弁体と、前記弁体と当接する弁座を備え、
   前記弁体は流路に取り付けられる軸部と、前記軸部の周囲に形成された傘状の開閉部を有し、前記開閉部が前記弁座に当接することによって流路を閉塞し、下流側からの流体の逆流を防止するとともに、上流側からの流体の圧力に対しては前記弁座から離間して流路を開放する逆止め弁であって、
   逆流防止装置は、下流側からの流体の逆流発生時における前記弁体の異常変形を防ぐ防止機構を有し、
   前記防止機構は、上流側に向けて窪むように凹設された前記弁座から成り、
   前記弁体は、取付完了時において前記開閉部が前記弁座に沿って変形し、前記弁座に対して面接触することで流路を閉塞するよう固定されることを特徴とする逆流防止装置。
2. 前記防止機構によって、
   前記開閉部は前記逆流発生時において復元方向への応力を残しつつ前記弁座に当接することを特徴とする請求項１に記載の逆流防止装置。
3. 前記弁座は、
   断面視直線状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の逆流防止装置。
4. 前記弁座は、
   断面視曲面状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の逆流防止装置。
5. 前記防止機構は、
   上流側に向けて外側に広がる傘状の前記開閉部から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の逆流防止装置。

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