JP3725494B2 - ボール逆止弁及び揚送装置 - Google Patents
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Description
【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
Claims (3)
- 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。
- 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。
- 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。
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2002
- 2002-06-10 JP JP2002169228A patent/JP3725494B2/ja not_active Expired - Lifetime
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