JP4583288B2 - 空気弁 - Google Patents

Description

この発明は、液体供給管内圧が大気圧以下に下がったとき、自動的に管への空気の出入を制御するように構成してある空気弁に関するものであり、特に、管路内における水撃流から空気弁を保護するとともに、異物の侵入などにより空気弁の性能が損なわれた場合においても外部への多量流出を減少させるとともに、フロート弁体案内内への異物などの侵入に対し、その異物などを取り除くべく補修するための補修機能を兼ね備えた空気弁に関するものである。

周知のように、空気弁は、管路におけるＴ字管の枝管フランジ上などに装着され、液体供給管内の内圧が大気圧以下に下がったとき、自動的に管への空気の出入を制御するように構成してある。管内を移動する水などの液体中には空気が溶解しており、その空気が途中で分離して管路内に滞留すると空気圧を生じて通水断面積を減少させ、円滑な流れを阻害する原因となるので、適時、管内から外界中へ、空気を排出する必要がある。一方、逆に何らかの理由によって管内に負圧が生じたときには、外気圧のために管が破壊する危険性があるので、管内へ空気を引き入れて、管内圧を正常に戻すことも管路の保全上必要である。

従来の空気弁は、管路内と通じて空気の移動を自由に許容するフロート弁構造のものであり、例えば、管内に異物が混入している場合には、弁内の点検、清掃、補修、部材の取り替えを容易に行えるようにしておかなければならない。この場合、従来の空気弁では、管内と外界との連通を一旦遮断しなければ補修作業ができないから、例えば、図６に示すように、管路中におけるＴ字管Ｐの枝管Ｂと空気弁５１との間に遮断弁５２を装着し、この遮断弁５２の操作によって、管内と空気弁５１との間の連通または遮断を行っていた。この方式のものでは、空気弁に対して別の遮断弁を設けておけなければならないという、構造的ないしは経済的な問題点を有していた。

一方また、上記するような従来の空気弁において、管路内に水撃流が生じた場合、空気弁の機能を破壊してしまい、管内水が外部へ多量の噴出流として流出することにより、道路のり面などの土砂流出、水道水の無駄な流出、人、作物、民家への被害などの二次災害の原因ともなっていた。

特開２００３−１３９２６０号公報（要約、図３）

そこで、この発明では、上記する従来技術の問題点を解消すべくなしたものであって、特に重要な要素は、管路内における水撃流から空気弁を保護しようとするものであり、さらには、異物の侵入などにより空気弁の性能が損なわれた場合においても外部への多量流出を減じようとするものであり、さらにまた、フロート弁体案内内への異物などの侵入に対し、その異物などを取り除くべく清掃、補修並びに部品交換を極めて容易に行うことができるようにする空気弁を提供するものである。

すなわち、この発明は、万一、管路内の浮遊物または外部からの異物の侵入により、遊動弁体などの浮き上がりが損なわれ、管内水が外部へ多量の噴出流として流出した場合でも、緩衝体によって噴出流の緩和をすることができ、二次災害（道路のり面などの土砂の流出、水道水の無駄な流出、人、 作物、民家への被害など）を防止することができる。また、この時、弁箱内の清掃などを行うための前段階として弁箱内と管路内を遮断する作業が容易となるものである。

上記した目的を達成するために、本発明に係る空気弁は、
底部に貫通孔を有する弁箱と、
弁箱に流路間隙を置いて収容されるフロート弁体案内と、
フロート弁体案内に内装されて、上下に重ね合わせて案内されるフロート弁体及び遊動弁体と、
弁箱の内底壁とフロート弁体案内の外底壁との間で浮遊自在に内装されるドーナツ形状の緩衝体と、を備えており、
フロート弁体案内は、流路間隙を形成する周壁部と、周壁部に設けられた複数個の流路孔と、閉塞された底部とを備え、
緩衝体は、管路内からの水撃流の到来時に、フロート弁体案内の外底壁に押し付けられて密着し、流路間隙を塞ぐことにより、水撃流による過剰水が流路孔に浸入しないようにする。

好ましくは、本発明に係る空気弁は、
フロート弁体案内を押下げて、弁箱の内底壁とフロート弁体案内の外底壁との間で緩衝体を圧接するための締め付け部材を備え、
締め付け部材を締め付けた後、フロート弁体案内に収容されているフロート弁体及び遊動弁体を取り出し可能にした。

この発明になる空気弁によれば、フロート弁体案内の外底壁と弁箱の内底壁との間に、浮遊自在な緩衝体を内装したことにより、管路内からの水撃流の到来時に、緩衝体がフロート弁体案内の外底壁に密着して、過剰水の浸入を防止することができ、水撃流から空気弁を保護することができるという作用効果を奏するものといえる。

さらに、この発明になる空気弁によれば、フロート弁体案内の外底壁と前記弁箱の内底壁との間に前記緩衝体を圧接するための締め付け部材を設けたことにより、管路内からの水を遮断した状態でフロート弁体並びに遊動弁体を取り出して清掃、補修並びに部品交換をすることができるという作用効果を奏するものといえる。

以下、この発明になる空気弁について、図１〜図５に示す具体的な実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、この発明になる空気弁の基本的な構成例を示すものであって、図１Ａは、該空気弁を断面にして示す概略的な側断面図であり、図１Ｂは、頂部カバー部材を取り外して、その内部の状態を示す概略的な平面図である。図２は、Ｔ字管Ｐの枝管Ｂに当該空気弁を取り付け、頂部カバー部材を取り外し、一部を破断して示す概略的な斜視図である。図３は、当該空気弁の各構成部材を軸方向に分離して軸線に沿って上下方向に並べた状態を示す概略的な斜視図である。図４および図５は、当該空気弁の分解の手順を、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂの順に連続して示す概略的な側断面図である。

まず、この発明になる空気弁１の具体的な構成例について、図１〜図５にもとづいて説明する。上記する各図において詳細に示す通り、この発明になる空気弁１は、底部に貫通孔３を備えた弁箱２と、この弁箱２内に収容され、フロート弁体４および遊動弁体５を上下に重ね合わせ状に内装して案内するフロート弁体案内６と、このフロート弁体案内６の外底壁６ａと弁箱２の内底壁２ａとの間に、弁箱内周径に対して浮遊自在に嵌り合う外径をもつドーナツ形状の緩衝体７とを含むものからなっている。

前記弁箱２は、上部フランジ部分８と、底壁に貫通孔３をもつ有底筒状部分９とを有し、前記有底筒状部分９によって、前記フロート弁体案内６を収容する収容室１０を形成する。前記弁箱２における有底筒状部分９の外径は、Ｔ字管Ｐの枝管Ｂの内径に入り込む寸法に形成してあり、前記弁箱２における有底筒状部分９の内径は、前記フロート弁体案内６の第１の外径部分６ｘとの間に若干の流路間隙を形成する第１の内径部分９ｘと、前記フロート弁体案内６の第２の外径部分６ｙとの間にＯリングを介して液密的に係合する第２の内径部分９ｙとを有している。

前記弁箱２における上部フランジ部分８には、当該空気弁１をＴ字管Ｐの枝管Ｂのフランジ部Ｆに固着するための、例えば、４本のボルト１１を挿通する４つのボルト挿通孔１２と、前記有底筒状部分９内にフロート弁体４および遊動弁体５を収めたフロート弁体案内６を収容した状態で、その上部側を規制する内蓋部材１３を固定するための、例えば、４本のボルト１４をねじ込む、４つのねじ孔１５と、前記フロート弁体案内６の外底壁６ａと弁箱２の内底壁２ａとの間に緩衝体７を挟み込んで圧接するための、例えば、２本の締め付け部材１６をねじ込む、２つのねじ孔１７とが設けてある。

前記フロート弁体案内６は、例えば、十字放射方向にのびるフランジ部分１８と、有底筒状部分１９とを有しており、前記有底筒状部分１９によって、フロート弁体４および遊動弁体５を収容する収容室２０を形成する。前記フロート弁体案内６における有底筒状部分１９は、その周壁下部に、複数個の流路孔２１が設けてあり、底部は、閉塞したものからなっている。

前記フロート弁体案内６におけるフランジ部分１８には、前記ボルト１４が挿通する一対の挿通孔２２と、当該フロート弁体案内６を固定するための固定用ねじ２３がねじ込まれる一対のねじ孔２４とが設けてある。

一方、前記フロート弁体４は、頂端面２６を有するフロート弁体主部２５により形成されており、前記フロート弁体主部２５には、前記頂端面２６から上方に向けてのびる凸部２７が設けてある。前記フロート弁体４におけるフロート弁体主部２５の頂端面２６は、遊動弁体５における小空気孔弁座２８に対して当接して小空気孔弁座２８の小空気孔２８ａを封止するものである。

このフロート弁体４に対し、前記遊動弁体５は、前記フロート弁体４と該遊動弁体５とが浮力により浮上する際、前記フロート弁体４と同様にフロート弁体案内６内において該フロート弁体４の上に配設されている。前記遊動弁体５は、軸方向に小空気孔２８ａを備えた小空気孔弁座２８を含むものからなっており、その下面側には凹部２９が形成されており、前記フロート弁体４におけるフロート弁体主部２５の頂端面２６に設けた凸部２７と係合するようになっている。この係合時に、前記フロート弁体４におけるフロート弁体主部２５の頂端面２６によって前記遊動弁体５における小空気孔２８ａを封止する。

一方、前記弁箱２の頂面側には、大空気孔３０を備えた内蓋部材１３が取り付けられている。この内蓋部材１３を前記弁箱２の頂面側に取り付ける際、前記弁箱２の頂面と前記内蓋部材１３との間で、前記フロート弁体案内６が弁軸方向に移動可能なように、且つ、前記遊動弁体５と前記内蓋部材１３の大空気孔３０との間に大空気孔封止弁座３１が形成されるようにボルト１４によって組み立てられている。

さらに、前記内蓋部材１３の上面側には、内面側に保温材層３３を備えたカバー３２が、ボルト３４によって取り付けられている。このカバー３２は、前記内蓋部材１３の大空気孔３０をプロテクトする。

この発明になる空気弁１において、前記緩衝体７は、管路内に水が充満しているときは、自身の浮力によって、フロート弁体案内６側に浮上位置する。この時、流れ込んだ少量の空気は、前記緩衝体７の外径部と弁箱内径部との若干の間隙から上部小空気孔２８ａへ導かれ、圧力下における少量排気が行われ、 外部へ放出される。前記大空気孔３０からの多量排気時には、前記緩衝体７全体が空気の層で覆われるため、前記緩衝体７の自重によって弁箱内側底部に保持され、前記大空気孔３０からの多量排気を損なわない。前記緩衝体７は、必ずしも、その比重が１より小さいものに限定されるものではなく、水撃流の作用によって浮き上がるものであれば、その比重は１以上のものであってもよい。

以上の構成になる空気弁１は、次のように作動するものであり、且つ、操作されるものである。まず始めに、この発明になる空気弁１を設置した管路側に、水撃流が生じた場合、該水撃流の水圧力によって、前記緩衝体７を浮き上がらせ、該緩衝体７を、前記フロート弁体案内６の外底壁に密着して、水撃流による過剰水の浸入を防止し、水撃流から空気弁を保護するようになっている。

さらに、この発明になる空気弁１において、当該空気弁内部の清掃、補修あるいは部品交換の場合には、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂに順に示す手順にしたがって、当該作業を止水状態で行うことができる。すなわち、まず、図４Ａに示すように、カバー用固定ボルト３４を緩めて、カバー３２を取り外す。次に、フロート弁体案内６を固定してある一対の固定ボルト２３を緩めて、これを取り外す。一方、この段階で、一対の締め付け部材１６を均一的にねじ込む。この締め付けにより、フロート弁体案内６を押し下げて、緩衝体７を、フロート弁体案内６の外底壁と弁箱２の内底壁間に圧接させて、止水する（図４Ｂ参照）。この止水状態で、内蓋部材固定用のボルト１４を緩め、内蓋部材１３を取り外し（図５Ａ参照）、フロート弁体４および遊動弁体５を取り出し、当該空気弁の内部を清掃し、必要に応じて部材の補修並びに交換などの作業をする。清掃、補修並びに部品の交換などの作業を終えたら、上記する分解手順の逆の手順にしたがって前記空気弁を組み立てればよい。

図１は、この発明になる空気弁の基本的な構成例を示すものであって、図１Ａは、該空気弁を断面にして示す概略的な側断面図であり、図１Ｂは、頂部カバー部材を取り外して、その内部の状態を示す概略的な平面図である。 図２は、Ｔ字管Ｐの枝管Ｂに当該空気弁を取り付け、頂部カバー部材を取り外し、一部を破断して示す概略的な斜視図である。 図３は、当該空気弁の各構成部材を軸方向に分離して軸線に沿って上下方向に並べた状態を示す概略的な斜視図である。 図４および図５は、当該空気弁の分解の手順を、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａ、図５Ｂの順に連続して示すものであて、図４Ａは、その第１段階を示す概略的な側断面図、図４Ｂは、その第２段階を示す概略的な側断面図である。 図５Ａは、その第３段階を示す概略的な側断面図、図５Ｂは、その第４段階を示す概略的な側断面図である。 図６は、従来の空気弁に遮断弁を組み合わせた構成例を示す概略的な側面図である。

符号の説明

Ｐ Ｔ字管
Ｂ 枝管
Ｆ フランジ
１ 空気弁
２ 弁箱
２ａ 弁箱の内底壁
３ 弁箱底部の貫通孔
４ フロート弁体
５ 遊動弁体
６ フロート弁体案内
６ａ フロート弁体案内の外底壁
６ｘ フロート弁体案内の第１の外径部分
６ｙ フロート弁体案内の第２の外径部分
７ 緩衝体
８ 弁箱の上部フランジ部分
９ 弁箱の有底筒状部分
９ｘ 第１の内径部分
９ｙ 第２の内径部分
１０ 収容室
１１ 空気弁設置用ボルト
１２ ボルト挿通孔
１３ 内蓋部材
１４ ボルト
１５ ねじ孔
１６ 締め付け部材
１７ ねじ孔
１８ フロート弁体案内のフランジ部分
１９ 有底筒状部分
２０ 収容室
２１ 流路孔
２２ 挿通孔
２３ 固定用ねじ
２４ ねじ孔
２５ フロート弁体主部
２６ 頂端面
２７ 凸部
２８ 小空気孔弁座
２８ａ 小空気孔
２９ 凹部
３０ 大空気孔
３１ 大空気孔封止弁座
３２ カバー
３３ 保温材層
３４ ボルト

Claims (2)

1. 底部に貫通孔（３）を有する弁箱（２）と、
   前記弁箱（２）に流路間隙（６ｘ，９ｘ）を置いて収容されるフロート弁体案内（６）と、
   前記フロート弁体案内（６）に内装されて、上下に重ね合わせて案内されるフロート弁体（４）及び遊動弁体（５）と、
   前記弁箱（２）の内底壁と前記フロート弁体案内（６）の外底壁との間で浮遊自在に内装されるドーナツ形状の緩衝体（７）と、を備えており、
   前記フロート弁体案内（６）は、前記流路間隙（６ｘ，９ｘ）を形成する周壁部と、前記周壁部に設けられた複数個の流路孔（２１）と、閉塞された底部とを備え、
   前記緩衝体（７）は、管路内からの水撃流の到来時に、前記フロート弁体案内（６）の外底壁に押し付けられて密着し、前記流路間隙（６ｘ，９ｘ）を塞ぐことにより、水撃流による過剰水が前記流路孔（２１）に浸入しないようにすることを特徴とする空気弁。
2. 前記フロート弁体案内（６）を押下げて、前記弁箱（２）の内底壁と前記フロート弁体案内（６）の外底壁との間で前記緩衝体（７）を圧接するための締め付け部材（１６）を備え、
   前記締め付け部材（１６）を締め付けた後、前記フロート弁体案内（６）に収容されている前記フロート弁体（４）及び前記遊動弁体（５）を取り出し可能にしたことを特徴とする請求項１に記載の空気弁。

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