JP4519534B2 - 下水用の樹脂製ボール逆止め弁とこれを用いたマンホールポンプユニット - Google Patents

Description

本発明は、下水用の樹脂製ボール逆止め弁とこれを用いたマンホールポンプユニットに関する。

この種のボール逆止め弁は、流体の背圧によってボールである弁体が流体の逆流を防止するように作動するバルブであり、各種の配管設備に用いられている。

例えば、汚水の入っているマンホール内に沈めた水中ポンプの吐出管の途中に、このボール逆止め弁を配設し、水中ポンプの停止時に圧送した汚水が逆流しないように配慮している。通常、この逆止め弁は、ボデー内に形成したボールガイドに沿って退避路に移動するように設けられ、かつ、このボールを一次側の着座部に着座させ、前記退避路の開口部位を蓋で被蓋するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平１１−１３２１８１号公報

この場合、逆止め弁を垂直に配管して使用すると、退避路の開口部位にボールが乗り上げるおそれがあり、そのため、ボールが着座部側に転動することなく、着座部に着座しない状態が生じていた。

特に、ボデーを樹脂で成形すると、成形時の金型の抜けに配慮して開口部位は、ボデーの内方から開口部側に向かって拡径するテーパ形状となっている。
そのため、樹脂製のボール逆止め弁を垂直に配管して使用すると、ボールがテーパ状の開口部位に乗り上げることがあるため、ボールが着座部に着座しないおそれがあり、逆止め弁としての機能を損なう等の課題を有していた。

本発明は、従来の課題点を解決するものであり、その目的とするところは、ボール逆止め弁を垂直に配管しても、ボールが退避路の開口近傍に乗り上げることなく、確実にボールを着座部に導くことを可能とした下水用の樹脂製ボール逆止め弁を提供することにある。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、樹脂製で両端に接続部を有するボデーの内部にボール弁体を収納し、このボール弁体は、下水の背圧によりボデー内の一次側の着座部に着座して逆止めされ、かつ、下水の正圧によってボデー内の二次側に向けて形成したボール案内部に案内されながら退避路に移動自在に設けられ、前記退避路のボデー上方に設けた開口を樹脂製の蓋で着脱自在に被蓋すると共に、この蓋の内周面の流路方向略中央面に前記着座部側に向けて蓋と一体にボールガイドを突設形成し、このボールガイドは、複数条の板厚で平行に緩やかな弧を描くように蓋内周面に設けた下水用の樹脂製ボール逆止め弁である。

請求項２に係る発明は、前記ボールガイドを前記開口の着座部側に沿うように蓋内周より延設させた下水用の樹脂製ボール逆止め弁である。

請求項３に係る発明は、マンホール内に配置した水中ポンプの垂直吐出管に前記ボール逆止め弁の一次側を接合し、このボール逆止め弁の二次側に送出管を接合してボール逆止め弁を垂直配管に配設した下水用の樹脂製ボール逆止め弁を用いたマンホールポンプユニットである。

本発明によると、垂直配管に取付けたボール逆止め弁において、ボール弁体が退避路の開口近傍位置に移動しても、開口の近傍に乗り上げることなく、ボールガイドに案内されながら、着座部側に移動して着座部に確実に着座され、樹脂製ボデーによる課題点を解決することができる。

しかも、蓋と一体に樹脂成形でき、開口の近傍に位置しているボール弁体は、複数条の板厚で緩やかな内周面をもった弧状のボールガイドにより円滑に案内される。

更に、開口の着座部側に沿うようにボールガイドを延設したから、開口に乗り上げることなく、確実に移動を促し、逆止め弁としての機能を有効に発揮させる。

また、マンホール内に配置した水平ポンプの垂直吐出管に樹脂製のボール逆止め弁を設けた場合、退避路の開口近傍に位置しているボールは、ボールガイドにより円滑に案内されながら、着座部側に移動するため、樹脂製ボール逆止め弁を用いたマンホールユニットとしてその実用的価値は大きい。

本発明における下水用の樹脂製ボール逆止め弁とこれを用いたマンホールポンプユニットの実施形態を図面に基づいて詳述する。
図１及び図２において、１は樹脂製で一体に成形したボデーであり、ボデー１の両端に設けた接続部２，３におねじ部４，５を設け、ボデー１の中央内部にはボール弁体１０を退避させるための退避路６を設け、この退避路６の開口６ａをＯリング７及びボルト９を介して樹脂製の蓋８で被蓋している。

この蓋８の内方には、退避路６を被覆した際に、開口６ａに沿うように延設したボールガイド３４を設けている。
このボールガイド３４を設けた理由は、ボデー１を樹脂で成形した場合、成形時の金型の抜けに配慮して、開口６ａは、ボデー１の内方から開口部側に向って拡径するテーパ形状となっているため、ボール逆止め弁を図９のように、垂直に配管して使用すると、ボール弁体１０がテーパ状の開口６ａに乗り上げてしまい、着座部１６に着座しないおそれがある。そこで、本発明におけるボール逆止め弁では、図７等に示すように、蓋８の内方に、一方を開口６ａに沿うようにし、一方を蓋８の内方中央から着座部１６に向って緩やかな弧を描くように形成したボールガイド３４を設けている。このボールガイド３４は、所定の厚みを有する板状で、開口６ａの略全体に沿うように長く形成しており、ボール逆止め弁を垂直に配管しても、ボール弁体１０が開口６ａに乗り上げることなく、確実にボール弁体１０を着座部１６に導くことができる。なお、この板状ボールガイド３４を平行に複数設けることにより、更に、安定的にボール弁体１０を着座部１６に導くことができる。

更に、ボデー１の内部には、芯金１０ａにゴムを被覆したボール弁体１０が収納されており、このボール弁体１０は、流体の背圧により着座部１６に着座して逆止めされ、流体の正圧によってボデー１内に形成したボール案内部１１に沿って退避路６に移動するように設けられている。
また、ボデー１には、ボデー１の一次側（接続部２）の開口側に向けて切り欠き形成したＵ字形の装入溝１２を複数個（本例では３個）設けている。

図５及び図６において、１３は樹脂製の挿入筒であり、この挿入筒１３の外周面に内外を連通させた１つの空気抜き穴１４を形成している。同図に示すように、空気抜き穴１４には、めねじ部１５ａを有する突出部１５を一体に突出形成しており、ボデー１の適宜の装入溝１２に、挿入筒１３の突出部１５を装入しながら、ボデー１内に挿入筒１３を嵌合し、ボデー１の内部に設けた係合段部１ａと挿入筒１３の挿着溝１３ａの間に装着したＯリング１７を介して挿入筒１３とボデー１とをシールしている。また、この挿入筒１３の先端内側にボール弁体１０を着座させる着座部１６を形成している。なお、突出部１５には、めねじではなく、おねじ等その他の配管継手形状を形成してもよい。
なお、上記空気抜き穴１４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能力を阻害することとなるため、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。具体的には、呼び径５０のバルブであれば、空気抜き穴の径を１５〜２５mmの範囲内で設定するのが良く、本実施例では約２０mmに設定している。

このように、本実施形態においては、ボデー１に、ボデー１とは別体の空気抜き機能を有した挿入部としての挿入筒１３を脱着可能に嵌合させて、逆止め弁を組み込み完成する構造であるため、従来技術のように流入管部を新たに逆止め弁に外付けする必要がなくなる。

また、図１〜図６に示すように、ボデー１の接続部２のおねじ部４にユニオンナット１８を着脱可能に螺合し、樹脂製のエンドコネクタ１９ａ，１９ｂ，１９ｃのフランジ部２０を挟み付けてエンドコネクタ１９ａ，１９ｂ，１９ｃをボデー１の接続部（一次側）２に接続するユニオン継手構造を採用している。

このエンドコネクタは、図６に示すように、ソケット接合１９ａ、ねじ式接合１９ｂ及びフランジ接合１９ｃに対応するようにして、各種の樹脂配管に適宜に接続できるようにしている。

また、図中、２１は、挿入筒１３の後端に形成した装着溝１３ｂに装着したＯリングで、このＯリング２１を介して挿入筒１３とフランジ部２０とをシールしている。２２は、ボデー１の接続部（二次側）３に設けたおねじ部５に螺合するユニオンナットであり、このユニオンナット２２によりＯリング２３を介してボデー１とエンドコネクタ２４ａ，２４ｂ，２４ｃのフランジ部２５をシールしながら着脱自在に接合するように設けている。

本例における逆止め弁は、例えば、ポリアミド、硬質塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、その他の樹脂材料を適宜に選択して用いるが、ステンレス等の金属材料であってもよい。
なお、図中、２６は、空気抜き穴不使用時に突出部１５を被蓋するキャップであり、２７は、マンホール２８内に沈めて配設した水中ポンプであり、２９は、水中ポンプ２７に設けた吐出管、３０は、逆止め弁の二次側に接続した樹脂製の送出管である。

次に、上記実施形態の作用を説明する。
例えば、図９に示すように、汚水等が入っているマンホール２８に配置した水中ポンプ２７の吐出管２９と送出管３０の間に本例におけるボール逆止め弁を装着する場合、樹脂製吐出管２９と樹脂製送出管３０に応じた接合方式のエンドコネクタ（例えば、ねじ式エンドコネクタ１９ｂ，２４ｂ）によって吐出管２９と送出管３０に接合する。

この場合、マンホール２８内における逆止め弁の取付作業性や装着性、装着スペース等を含めた施工性を考慮して、空気抜き穴１４に設けた突出部１５を配置するよう、ボテー１の装入溝１２の位置を選択する。本例において、ボデー１の左右及び下方の３ヶ所の装入溝１２から１つを選択し、例えば、図４及び図５において、空気抜き穴１４をボデー１の側方に位置させる場合は、ボデー１の側方に設けた装入溝１２に挿入筒１３の突出部１５を装入し、ユニオンナット１８を締め付けることによってボデー１へ挿入筒１３を組み込むことができ、突出部１５の配置も完了する。
更に、この突出部１５に排出管３１を接続して、逆止め弁の一次側に溜まっている空気を空気抜き穴１４を介して外部に排出させるように構成する。

次いで、水中ポンプ２７を駆動させると、汚水等の流体が流れて逆止め弁のボール弁体１０を押し上げ、ボール弁体１０は、ボール案内部１１に案内されながら、退避路６に移動するので、流路が開放され、流体は、逆止め弁の送出管（二次側）３０側に送出されることになる。

次に、水中ポンプ２７を停止させると、ボール弁体１０は、自重と流体の背圧によって逆止め弁の着座部１６に着座して逆止め状態に閉止され、汚水等の流体が逆流するのが阻止される。

この場合、ボデー１の一次側外周に設けた空気抜き穴１４によって、一次側に溜まっている空気が外部へ排出されるので、ボール弁体１０は、着座部１６に確実に着座され閉塞状態を保持する。

一方、ボール弁体１０が着座された状態で、水中ポンプ２７を再駆動させると、一次側の空気抜き穴１４より、空気が外部へ確実に排出されるので、例えば、滞留している空気が圧縮されて流体を押し上げないような事態が回避されるため、水中ポンプ２７で吐出された汚水等の流体が確実に圧送されて、ボール弁体１０を押し上げ、流体を円滑に送出させることができる。

また、ボール弁体１０は、ボデー１の退避路６に形成した開口６ａより装入することができるので、吐出管２９や送出管３０からボール逆止め弁を取り外すことなく、ボール弁体１０の組み込み、交換が容易である。
本例におけるボール逆止め弁によると、ボールが退避路の開口側に移動するが、流体の逆流を防止しようとするとき、ボール弁体は、このボールガイドにより円滑に移動を案内されて着座部側に移動するので、退避路の開口側に乗り上げる心配は全くない。
なお、本例においては、挿入筒１３の先端内側に着座部１６を形成しているので、着座部１６を精度よく加工することができると共に、逆止め弁を組み立てる際に、ボデー１の一次側（接続部２）の開口側からボール弁体１０をボデー１に挿入することも可能である。

図８は、別の実施形態を示したもので、ボデー１の外周面に複数個の連通穴３２を形成し、このうち適宜の連通穴３２と挿入筒１３の外周面に形成した１つの空気抜き穴１４とを連通させるようにボデー１内に挿入筒１３を嵌合し、この空気抜き穴１４のめねじ１４ａに連通穴３２を介して筒部３３のおねじ３３ａを螺着させたボール逆止め弁である。この筒部３３には、排出管３１との接続のためのめねじやおねじ等の配管接続継手を形成し、筒部３３と排出管３１とを接続するが、筒部３３を用いることなく、直接めねじ１４ａに排出管３１を接続してもよい。なお、本例における作用効果は、上記の実施形態と略同様の作用効果を発揮する。

本発明におけるボール逆止め弁の一例を示した正面図である。 図１の縦断面図である。 図１の背面図である。 図１の上面図である。 図４の一部切欠き断面図である。 図１の逆止め弁を分解して示した分離斜視図である。 フランジ接合のエンドコネクタの接合例を示したボール逆止め弁の一部切欠き断面図である。 ボール逆止め弁の他例を示した一部の分離斜視図である。 マンホール内に本発明におけるボール逆止め弁を装着した例を示す説明図である。

１ ボデー
２、３ 接続部
６ 退避路
６ａ 開口
８ 蓋
１０ ボール弁体
１６ 着座部
３４ ボールガイド
２７ 水中ポンプ
２９ 吐出管
３０ 送出管

Claims (3)

1. 樹脂製で両端に接続部を有するボデーの内部にボール弁体を収納し、このボール弁体は、下水の背圧によりボデー内の一次側の着座部に着座して逆止めされ、かつ、下水の正圧によってボデー内の二次側に向けて形成したボール案内部に案内されながら退避路に移動自在に設けられ、前記退避路のボデー上方に設けた開口を樹脂製の蓋で着脱自在に被蓋すると共に、この蓋の内周面の流路方向略中央面に前記着座部側に向けて蓋と一体にボールガイドを突設形成し、このボールガイドは、複数条の板厚で平行に緩やかな弧を描くように蓋内周面に設けたことを特徴とする下水用の樹脂製ボール逆止め弁。
2. 前記ボールガイドを前記開口の着座部側に沿うように蓋内周より延設させた請求項１に記載の下水用の樹脂製ボール逆止め弁。
3. マンホール内に配置した水中ポンプの垂直吐出管に前記ボール逆止め弁の一次側を接合し、このボール逆止め弁の二次側に送出管を接合してボール逆止め弁を垂直配管に配設した請求項１又は２に記載の下水用の樹脂製ボール逆止め弁を用いたマンホールポンプユニット。

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