(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と流出口を有するボデーの流入側に着座部を設け、この着座部に着座させたボール弁体をガイド部を介してボデー内の退避路に退避させるボール逆止弁において、前記退避路の中心線と流路の中心線を結ぶ縦断面と平行に設けられたリブをフランジの内側に位置するボデーの外周面に形成すると共に、前記縦断面に対して垂直方向で、かつ、フランジの内側位置に突設部を一体に形成し、この突設部の外端面に外側開口部を形成し、前記流入口と前記着座部との間に形成した内側開口部と前記外側開口部とを連通路で連通させ、前記突設部の外側開口部の端面を前記フランジの外周面に一致させたことを特徴とするボール逆止弁。
【請求項２】
前記外側開口部の外端側にめねじを形成した請求項１に記載のボール逆止弁。
【請求項３】
貯槽流体を外部へ排出する揚送装置であって、貯槽流体を所定量に制御するために揚送及び停止を繰り返すポンプと、このポンプに揚送される前記貯槽流体を外部へ排出するための配管と、この配管上に設けられ前記ポンプの停止状態時に排出流体の逆流を防止する請求項１又は２に記載したボール逆止弁を具備することを特徴とする揚送装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、上水、中水、下水、農業用水、汚水、工業排水、雑排水等の液体或は油等の配管に用いるボール逆止弁及び下水槽、マンホールポンプ場、貯水池等において、これら液体或いは油等の流体を汲み上げるための揚送装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このボール逆止弁には、金属製球体の外側にゴムや樹脂を被覆したボール弁体をボデーに内蔵し、ボデーには、流入口と流出口を設け、ボデー内にボールを誘導するガイド部を設けて流体が正流する時にボールを流体の流れを阻害しない場所に退避させ、流体が停止した時にボールが自重によって閉位置に移動するようにした逆止弁が知られている。
【０００３】
このボール逆止弁は、各種の用途に配置されるが、例えば、マンホール用のポンプシステムに用いる場合、水中ポンプの上部に、この逆止弁を設けた揚送機能を２系統（又は１系統）を有しており、マンホール内に貯槽される流体が常時一定量になるようにポンプ動作によって揚送され、ポンプ停止後は、逆止弁が閉止状態となって逆流を防止するようにしている。
【０００４】
この場合、一般に、逆止弁とポンプとの間の配管には、逆止弁とは別に空気抜き弁が設けられ、配管内に常時空気が流通するように設けられている。
【０００５】
特に、ポンプが停止したとき、二次側配管の水頭圧により逆止弁が働いて閉止する。このとき、一次側と二次側には圧力差がないと逆止め機能が発揮されない。即ち、一次側の圧力が小さいことが必要であって、ポンプの停止と共に、一次側の配管の水をポンプ等から抜かなければならないため、まず、一次側配管内の空気を空気抜き弁より取り入れる必要がある。
【０００６】
また、ポンプを駆動させて揚送の際にも、配管内に空気があるとポンプ能力が低下するため、早期に空気抜き弁より空気を抜く必要がある。
このように、逆止弁とポンプの間の配管内に含有されている空気を空気抜き弁より抜くようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、空気抜き弁を別個に設けることなく、逆止弁と一体化する要望もあったが、逆止弁自体が大型化し、面間寸法が変わるおそれがあると共に従来品との寸法上の互換性がなくなるため、実現には至っていなかった。
特に、一連の揚送・逆流防止機能部を並列に２系統設けて交互に動作させるマンホールポンプシステムでは、配管を含めた構成要素が多く、システムのレイアウトを変更すると、そのためのコストが非常に高くなるため、従来のマンホールには適用できなかった。
【０００８】
本発明は従来の課題に鑑み、逆止弁一体型の要望に対応するため、鋭意検討の結果、開発に至ったものであり、逆止弁を大型化することなく、一次側の空気抜き機能を逆止弁に付加した構造とし、コンパクト性と強度性の向上を図ると共に、従来品との互換性も有する実用的価値の高いボール逆止弁を提供すると共に従来のマンホール等にも適用できる揚送装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、流入口と流出口を有するボデーの流入側に着座部を設け、この着座部に着座させたボール弁体をガイド部を介してボデー内の退避路に退避させるボール逆止弁において、前記退避路の中心線と流路の中心線を結ぶ縦断面と平行に設けられたリブをフランジの内側に位置するボデーの外周面に形成すると共に、前記縦断面に対して垂直方向で、かつ、フランジの内側位置に突設部を一体に形成し、この突設部の外端面に外側開口部を形成し、前記流入口と前記着座部との間に形成した内側開口部と前記外側開口部とを連通路で連通させ、前記突設部の外側開口部の端面を前記フランジの外周面に一致させたボール逆止弁である。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記外側開口部の外端側にめねじを形成したボール逆止弁である。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、貯槽流体を外部へ排出する揚送装置であって、貯槽流体を所定量に制御するために揚送及び停止を繰り返すポンプと、このポンプに揚送される前記貯槽流体を外部へ排出するための配管と、この配管上に設けられ前記ポンプの停止状態時に排出流体の逆流を防止するボール逆止弁を具備する揚送装置である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明におけるボール逆止弁の実施形態を図面に従って具体的に説明する。
図１〜図６はボール逆止弁の一例を示したものであり、図７〜図１０は、他例を示したものであり、図１１は、マンホールポンプシステムの一例を示した説明図である。
【００１３】
図面において、鋳鉄、ステンレス等の鋳造手段により形成したボデー１の一次側に流入口２を、二次側に流出口３を形成し、流入口２の近傍位置に環状の着座部(シート部)４を設け、ボデー１内の流路８の外方にボール弁体５を退避させる退避路６を形成し、この退避路６の開口部６ａをボルト・ナット７ａを介して固着したキャップ７で被蓋している。
【００１４】
ボール弁体５は、金属製球体５ａの外側にゴム又は合成樹脂を包囲し、このボール弁体５の外側は、流入口２及び流入口３の内側より大きく形成している。
このボール弁体５は、ボール弁体５より大きい開口の開口部６ａより挿入してボデー１内に収納している。
【００１５】
図４において、ボデー１にボール弁体５を退避路６に案内して二次側への移動を阻止するガイド部９を設け、このガイド部９の幅は、ボール弁体５の外径よりも小さくしてあり、更に、ボール弁体５の飛び出しを防止するため、金属製球体５ａの外径を流入口２、ガイド部９の幅及び流出口３よりも大きくすることが有効である。そのほか、本例に示すように、流入口２と流出口３に突部１１，１２を設けて、この突部１１，１２より金属製球体５ａの外径を大きく設置して飛び出しを防止するようにしてもよい。
【００１６】
また、着座部４は、流路の中心線に対して一次側に傾斜させている。このため、バルブを水平に配置して使用する場合に、ボール弁体５は、閉止位置に移動する際に、やや一次側へ重心を移動した状態で、傾斜状態の着座部４へ案内されながら圧着されるので、ボール弁体５は、確実に着座される。
この傾斜角度は、適宜設定できるが５〜１０度程度が好ましく、本例における傾斜角度θは、５度の傾斜角度を採用している。
【００１７】
更に、ガイド部９には、ボール弁体５を着座部４に導くため、一次側に傾斜させた円弧状の案内部１０を設けている。この案内部１０は、ボール弁体５がガイド部９に案内されながら転動し、案内部１０の端部に形成した突条の位置決め部１０ａに、ボール弁体５が、転動し、位置決め部１０ａに移動付勢して位置決めされ、傾斜状の着座部４側にボール弁体５が圧着されて確実に着座部４を封止する。
【００１８】
また、図５及び図８において、ボデー１の流入口２の配管接続部(フランジ)
１３側に外側開口部１４を形成し、更に、流入口２と着座部４との間に内側開口部１５を形成し、この外側開口部１４と内側開口部１５を連通路１６で連通させている。この連通路１６は、ポンプ作動時に不要に流体が流出して揚送を阻害することにもなるため、ポンプに求められる最低揚送能力を確保する条件を満たし、且つ、目詰まりを生じると逆止弁の閉止動作を阻害することにもなるため、流体の混入異物によって目詰まりを生じない条件を満たす口径に設定される。この外側開口部１４は、ボデー１の一部を突設させた突設部１ａに形成し、本例において、めねじ１７（おねじでも良い）を設けている。この連通路１６は、図５に示すように、流路方向に対して垂直方向に設ける場合と、図８に示すように、外側開口部１４を設けた突設部１ａを着座部４寄りに設け、連通路１６を曲折させて内側開口部１５を流入口２側に開口させる場合がある。
【００１９】
この二つの場合について詳述する。
まず、図５に示す場合であるが、これに用いられるバルブの口径が例えば５０mmのように比較的小さく、配管と接続する際には、図６に示すように、フランジ２１の４つの接続穴２１ａにボルト・ナット３０を用いて締め付けるよう要求される。
図１に示すフランジ１３の締め付け状態（ナットのみ図示）によれば、両ナットの間隔が外側開口部１４の寸法に比べ余裕がある場合には、連通路１６は、両ナット３０の間に配し、フランジ１３の肉厚部分にかかるように流路方向に対して垂直方向に設ける。ここで、連通路１６の存在によって、フランジ１３の肉厚部分が薄くなるが、隣接する締め付け部分では所定の肉厚となるように、フランジ１３及び突設部１ａが形成されているため、フランジ１３と配管との接続で要求される接続強度を確保しながら、バルブ本体の面間寸法を変えることなく連通路１６を設けることが可能となる。
【００２０】
一方、図８に示す場合は、これに用いられるバルブの口径が例えば８０mm以上のように比較的大きく、配管と接続する際には、図１０に示すように、フランジ２１の８つの接続穴２１ａにボルト・ナット３０を用いて締め付けるよう要求される。
【００２１】
図７に示すフランジ１３の締め付け状態（ナット３０のみ図示）によれば、突設部１ａに隣接する両ナット３０の間隔が外側開口部１４の寸法より小さい場合には、上述のごとく、外側開口部１４を設けた突設部１ａを着座部４寄りに設け、連通路１６を曲折させて内側開口部１５を流入口２側に開口させる。ここで、着座部４は、傾斜角度θをもって一次側に傾斜して設けられているため、内側開口部１５の設定位置の自由度が広がり、連通路１６の製造上の加工を容易にすることができる。
【００２２】
上述したように、いずれの状態であっても、突設部１ａの突設部位は、配管へのフランジ１３の接続のためのボルト・ナットの締め付けスペースを確保できるような形状に配置しているため、フランジ１３と配管との接続は、従来の施工と同様にボルト・ナットの締め付けを行って、確実な接続が可能となる。また、図８に示す場合において、ボルト・ナットの締め付けによらずに配管側からボルトのタップ締め付けによって配管接続すれば、図５と同様に連通路１６は、流路方向に対して垂直方向に設けることが可能で、加工が一層容易となり製造コストを削減することができる。
【００２３】
更に、図８に示すように、外側開口部１４のめねじ１７には、エルボジョイント１８を介して開閉弁１９を接続している。通常は、この状態でマンホール内に設置される。とりわけ、一連の揚送・逆流防止機能部２８を並列に２系統設けて交互に動作させるマンホールポンプシステムでは、配管を含めた構成要素が多く、システムのレイアウトを変更すると、そのためのコストが非常に高くなる。そこで、ボール弁体５の退避路６の中心線及び流路の中心線とを結ぶ縦断面に対して垂直方向のボデー１に突設部１ａを形成することで、バルブの面間寸法が変わらず、システムのレイアウトを変更することなく、従来のマンホールにそのまま適用できる。
【００２４】
図４、図５及び図８において、着座部４の二次側近傍の周囲に、環状凹部の異物溜まり部２０を形成して、砂等の異物を溜めることによって着座部４のシート部位とボール弁体５との間に異物が挟まれにくいようにしている。
【００２５】
図２、図４、図７及び図９に示すように、退避路６の中心線と流路の中心線とを結ぶ縦断面と平行に設けられたリブ３１をフランジ１３の内側に位置するボデー１の外周面に形成する。突設部１ａは、前述の縦断面に対して垂直方向で、かつ、フランジ１３の内側位置にボデー１と一体に形成されている。
図５及び図８に示すように、突設部１ａの外側開口部１４の端面をフランジ１３の外周面と一致させて、湯流れを良くしている。
【００２６】
また、図１１において、マンホール蓋２２ａと流入管２５を有するマンホール２２内の貯槽流体２３を外部へ排出するマンホールポンプシステムであって、貯槽流体２３を所定量に制御するために揚送及び停止を繰り返すポンプ２４ａ，２４ｂと、このポンプに揚送される貯槽流体２３を外部へ排出するための排出管２７と、この排出管２７に接続する一次側配管２６ａと二次側配管２６ｂとの間に、ポンプの停止状態時に排出流体の逆流を防止するボール逆止弁２９ａ，２９ｂを設けたシステムである。
この場合、ポンプ２４ａ，２４ｂ、配管２６ａ，２６ｂ及び逆止弁２９ａ，２９ｂを含んで構成される一連の揚送・逆流防止機能部２８を並列に設け、これら一連の揚送・逆流防止機能部２８を交互に運動するようにしている。
【００２７】
なお、図中２１は流出口３側に設けた配管接続部(フランジ)、１３ａ、２１ａは接続穴である。
【００２８】
次に、上記実施形態の作用を説明する。
例えば、図１１において、マンホール２２用のポンプシステムに用いる場合、１系統又は２系統の水中ポンプの一次側配管の上部に、ボール逆止弁２９ａ，２９ｂを配置し、マンホール２２内に貯槽される貯槽流体２３が常時一定量になるようにポンプ２４ａ，２４ｂの動作によって揚送され、ポンプ２４ａ，２４ｂの停止後は、ボール逆止弁２９ａ，２９ｂが閉止状態となって逆流を防止する。
【００２９】
この場合、ポンプ２４ａ，２４ｂの動作は、二つのポンプ２４ａ，２４ｂが交互に動作し、１系統に異常をきたしても並列に設けられたもう一つの別系統によってシステムに支障をきたさないようにしている。
【００３０】
先ず、ポンプ２４ａ，２４ｂを停止させるとき、ボール逆止弁２９ａ，２９ｂの一次側の水をポンプ等から抜く場合、ボール逆止弁２９ａ，２９ｂの連通路１６から開閉弁１９を通って一次側配管２６ａ内に空気を取り入れると共に、流体の正流が止まって図４に示す退避路６のボール弁体５がガイド部９に沿って自重で移動し、案内部１０に案内されながら位置決め部１０aに位置する。すると、ボール弁体５は、やや一次側へ重心を移動した状態で、傾斜状態の着座部４へ案内されながら圧着されると同時に、一次側の圧力が二次側の圧力より小さいため、二次側配管２６ｂの水頭圧により逆止め機能が発揮され、ボール弁体５は、着座部４に確実に着座される。
即ち、連通路１６から取り入れられる空気によって一次側配管２６ａ内の流体が抜け、従って、バルブの一次側と二次側に差圧が発生し、ボール弁体５と着座部４とが確実に閉止状態になる。
【００３１】
次に、ポンプ２４ａ，２４ｂを駆動させて揚送する場合、一次側配管２６ａ内の空気は、連通路１６から開閉弁１９を通って外部へ抜かれるので、ポンプ能力が低下することなく、流体の正流が発生すると、ボール弁体は、着座部４を離れてガイド部９に案内されながら退避路６に退避するので、流体は圧力損失を生じることなく、一次側から二次側へ供給され、排出管２７より排出される。
【００３２】
なお、本例においては、マンホールポンプシステム等の揚送装置に用いられる場合について説明したが、例えば、雨水などを貯槽して揚送する中水ラインにも広く適用できる。
【００３３】
【発明の効果】
以上のことから明らかなように、本発明によると、ボール逆止弁を大型化することなく、空気抜き機能を有する逆止弁を製造することができ、コンパクト化に寄与でき得るばかりでなく、従来のマンホール等にも適用できる揚送装置を得ることが可能となり、特に、突設部自体がリブの機能を有し、縦方向に設けられたリブに対し、この突設部によって軟弱な垂直方向を強固にすることができ、特に、着座部付近のボール逆止弁の強度を向上させることが可能となる。
【００３４】
また、突設部の外側開口部の端面をフランジの外周面に一致させたので、湯流れを良好にして鋳造性を向上させることができると共に、外側開口部の加工作業性や、開口部へのエルボジョイント等の取付作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるボール逆止弁の一例を示す正面図である。
【図２】図１の逆止弁に開閉弁を設けた例を示す平面図である。
【図３】図２の正面図である。
【図４】図１の縦断拡大断面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図６】図１のＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図７】本発明におけるボール逆止弁の他例を示す正面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図９】図７の平面図である。
【図１０】図７の縦断側面図である。
【図１１】マンホールポンプシステムの一例を示した説明図である。
【符号の説明】
１  ボデー
１a  突設部
２  流入口
３  流出口
４  着座部
５  ボール弁体
６  退避路
９  ガイド部
１３  配管接続部(フランジ)
１４  外側開口部
１５  内側開口部
１６  連通路
２２  マンホール
２３  貯槽流体
２４ａ，２４ｂ  ポンプ
２８  揚送・逆流防止機能部
２９ａ，２９ｂ  ボール逆止弁
３１  リブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003725494.tif 000010
【図１０】
0003725494.tif 000011
【図１１】
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