JPH0765693B2 - 空気弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、管路内などの空気を大気中に排気する圧力バ
ランス式の空気弁に関する。

従来の技術 従来のこの種の空気弁は、たとえば第３図に示すよう
に、弁箱１内にフロート２および遊動弁３を具備してな
り、図示を省略したが、通常の開閉弁を介して管路に立
設される。弁箱１は、フロート室４の上部に遊動弁箱５
を介して排気室６と圧力室７とを備えている。フロート
室４は、底部に流体流入孔８を有し、上端部に固設され
た防護壁９の上面に複数個のストレーナ10が設けられて
いる。流体流入孔８は開閉弁を介して管路内に連通す
る。防護壁９は、流体の液面から飛散するしぶきをさえ
ぎるためのもので、複数個の空気孔11を有している。ス
トレーナ10は、しぶきとともに飛散して来るごみを捕集
するためのものである。遊動弁箱５は、中央部に空気孔
12を有し、ボルト13によりフロート室４上に固設されて
いる。排気室６は、底部に排気孔14を有し、ボルト15に
より遊動弁箱５上に固設されている。排気孔14は側壁の
開口16を介して大気に連通する。圧力室７は、ダイヤフ
ラム17を間に挟んだ上部室18と下部室19とからなり、ボ
ルト20・ナツト21により排気室６上に固設されている。
上部室18は密閉されている。フロート２は、楕円球状
で、中心部から上方に延伸する案内棒22を有し、フロー
ト室４内に昇降可能に配置されている。案内棒22は、上
端部が防護壁９の中心部を昇降可能に貫通して遊動弁箱
５内に突出し、先端部に長孔23を有する。遊動弁３は、
弁体24が弁棒25の下部に形成された構成である。弁体24
は、円形板弁で、排気孔14を開閉するように遊動弁箱５
の空気孔12内に昇降可能に配置されている。弁棒25の下
端部は、フロート２に対して一定量だけ上下動可能にピ
ン26を介して案内棒22の長孔23に接続されている。弁棒
25の上端部は、上方に延伸して圧力室７内に突出し、先
端部にナツト27により嵌着された上下２個の座金28,29
の間にダイヤフラム17を挟持している。弁棒25の中心部
には連通孔30が貫通し、遊動弁箱５内と上部室18内とを
連通している。ダイヤフラム17の下部座金29と圧力室７
の下部室19の底部との間には、圧縮ばね31が設けられ、
弁棒25を上向きに付勢している。なお、開閉弁は常時開
かれており、空気弁の保守・点検・取替えなどのときに
閉じられる。

上記の空気弁において、フロート室４内に管路内の水が
流入していないときには、フロート２および遊動弁３が
下降し、これらの重量によつて弁棒25の下部座金29が圧
縮ばね31に抗して圧力室７の下部室19の底部に当接す
る。弁体24は排気孔14を開き、管路内の空気を開閉弁、
流体流入孔８、空気孔11,12および排気孔14を経由して
開口16から大気中に多量排気する。このとき、フロート
２の案内棒22は弁棒25の下端面から離れて連通孔30を開
き、遊動弁箱５内の空気圧力と上部室18内の空気圧力と
は均衡を保つ。そして、管路内の流体が開閉弁を経由し
て流体流入孔８からフロート室４内に流入して来ると、
フロート２が浮上し始めるとともに、遊動弁箱５内に内
圧が発生し、この内圧は連通孔30を経由して上部室18内
に伝わり、弁棒25を下向きに付勢する。フロート２がさ
らに浮上して案内棒22が連通孔30を閉じると、上部室18
内の空気はどこにも排出されないためフロート２の浮上
に対して抵抗となる。フロート２は、この抵抗力に抗し
て遊動弁３を持ち上げ、弁体24が排気孔14を閉じて、フ
ロート室４内の流体が大気中にあふれ出るのを防止す
る。これに伴つて、フロート室４内に管路の圧力にもと
づく内圧が発生している。そのため、次にフロート室４
内の空気量が増加して流体の水位が低下すると、フロー
ト２は自重により下降するが、遊動弁３は内圧により下
降を妨げられる。したがつて、案内棒22は弁棒25から離
れて連通孔30を開き、遊動弁箱５内の内圧と上部室18内
の内圧とが均衡する。そのため、弁体24の背面に作用す
る押上げ力と弁棒25の上端部に作用する押下げ力とが釣
り合い、遊動弁３はその自重により下降して排気孔14を
開き、弁箱１内の空気を少量排気する。これにより、フ
ロート室４内の内圧は低下し、次にフロート室４内の流
体の水位が上昇すると、既に説明した場合と同様にし
て、フロート２の浮力により遊動弁３が持ち上げられ、
排気孔14を閉じてフロート室４内の流体が大気中にあふ
れ出るのを防止する。このようにして、フロート室４の
流体の水位に応じて排気孔14を開閉することにより、管
路内の空気を多量排気あるいは弁箱１内の空気を少量排
気している。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の構成においては、フロート２が浮上
して遊動弁３を持ち上げ、排気孔14を閉じて流体が大気
中にあふれ出るのを防止しようとするとき、上部室18内
の空気がどこにも排出されないため、フロート２の浮上
に対して大きな抵抗となり、排気孔14の閉鎖が遅れて止
水時のフロート室４内の水位が高くなる。そこで、これ
を防止するために、フロート室４を大きくするととも
に、フロート２を大きくしてその浮力を高める必要があ
るという問題があつた。

本発明は、従来の空気弁を改良して、このような問題点
を解消することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の空気弁は、フロー
トと、弁棒下部に弁体を有する遊動弁とを弁箱内に具備
してなり、弁箱が、底部に流体流入孔を有するフロート
室と、このフロート室の上部に遊動弁箱を介して設けら
れるとともに大気に連通する排気孔を有した排気室と、
ダイヤフラムにより上部室と下部室とに区画された圧力
室とを備えてなり、フロートがフロート室内に昇降可能
に配置され、弁体が排気孔を開閉するように遊動弁箱内
に昇降可能に配置され、フロートに作用する浮力によっ
て弁体が上向きに排気孔を閉じるように、弁棒の下端部
がフロートに対して一定量だけ上下動可能にフロートに
接続され、弁棒の上端部が上方に延伸してダイヤフラム
に接続され、弁棒の中心部を貫通する連通孔が遊動弁箱
内と上部室内とを連通しており、フロートの上端部がこ
のフロートに作用する浮力によって連通孔の下端開口を
閉じるように構成されている空気弁において、上部室に
連通孔よりも小径の小排気孔が大気に連通して設けられ
ている構成としたものである。

上記小排気孔は、上部室に対し着脱可能に装着された排
気部材に設けられている構成とすることができる。

作用 上記本発明の構成において、フロート室内の水位が上昇
してフロートが浮上し、排気孔を閉じて流体が大気中に
あふれ出るのを防止しようとするときは、フロートが弁
棒に当接して連通孔を閉じるので、上部室は連通孔から
の空気の流入がなくなり、小排気孔からの排出のみとな
る。そのため、上部室内は大気圧となり、弁棒を下向き
に付勢する力はなくなる。その結果、フロートはなんら
の抵抗なく遊動弁を持ち上げて排気孔を閉じさせるの
で、止水の遅れが防止されるとともに、フロートが小さ
くてすむ。反対に、フロート室内の空気量が増加して水
位が低下し、フロートが下降して排気孔を開き、遊動弁
箱内の空気を少量排気しようとするときは、フロートは
自重により下降するが、遊動弁は遊動弁箱内の内圧によ
り下降を妨げられるので、フロートは弁棒から離れて連
通孔を開き、遊動弁箱内の内圧は連通孔を経由して上部
室内に伝わる。上部室内の空気の一部は小排気孔から大
気中に排出されるが、小排気孔は連通孔よりも小径に形
成されており、連通孔から流入する空気量が小排気孔か
ら排出される空気量よりも多いので、上部室内には内圧
が残り、遊動弁箱内の内圧と上部室内の内圧とが均衡す
るに至る。そのため、弁体の背面に作用する押上げ力と
弁棒の上端部に作用する押下げ力とが釣り合い、遊動弁
はその自重により下降して排気孔を開き、遊動弁箱内の
空気を少量排気するのである。

なお、小排気孔が、上部室に対し着脱可能に装着された
排気部材に設けられると、排気部材を交換することによ
り孔径を変えることが可能となり、種々の使用条件に対
応して空気弁の機能を最適に保つことができる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例の空気弁は、第１図および第２図に示すよう
に、弁箱41内にフロート42および遊動弁43を具備してな
り、図示を省略したが、通常の開閉弁を介して管路に立
設される。

弁箱41は、フロート室44の上部に遊動弁箱45を介して排
気室46と圧力室47とを備えている。フロート室44は、底
部に流体流入孔48を有し、上端部に固設された防護壁49
の上面に複数個のストレーナ50が設けられている。流体
流入孔48は開閉弁を介して管路内に連通する。防護壁49
は、流体の液面から飛散するしぶきをさえぎるためのも
ので、複数個の空気孔51を有する。ストレーナ50は、多
数の小孔を有する円板で、しぶきとともに飛散して来る
ごみを捕集する。遊動弁箱45は、中央部に空気孔52を有
し、ボルト53によりフロート室44上に固設されている。
排気室46は、底部に排気孔54を有し、ボルト55により遊
動弁箱45上に固設されている。排気孔54は側壁の開口56
を介して大気に連通する。圧力室47は、ダイヤフラム57
を間に挟んだ上部室58と下部室59からなり、ボルト60・
ナツト61により排気室46上に固設されている。上部室58
は密閉されている。62は、上部室58の壁部に着脱可能に
螺設されたプラグ状の排気部材で、小排気孔63を有す
る。

フロート42は、楕円球状で、比重が１よりも小さい素材
からなり、中心部から上方に延伸する案内棒64を有し、
フロート室44内に昇降可能に配置されている。案内棒64
は、上端部が防護壁49の中心部を昇降可能に貫通して遊
動弁箱45内に突出し、先端部に長孔65を有する。

遊動弁43は、弁体66が弁棒67の下部に形成された構成で
ある。弁体66は、円形板弁で、排気孔54を開閉するよう
に遊動弁箱45の空気孔52内に昇降可能に配置されてい
る。弁棒67の下端部は、フロート42に対して一定量だけ
上下動可能にピン68を介して案内棒64の長孔65に接続さ
れている。弁棒67の上端部は、上方に延伸して圧力室47
内に突出し、先端部にナツト69により嵌着された上下２
個の座金70,71の間にダイヤフラム57を挟持している。
弁棒67の中心部には、連通孔72が貫通し、遊動弁箱45内
と上部室58内とを連通している。連通孔72の下端開口に
は、ゴム製弁座73が嵌着されている。前記排気部材62の
小排気孔63の孔径は、連通孔72よりも小径に形成されて
いることが必要である。ダイヤフラム57の下部座金71と
圧力室47の下部室59の底部との間には、圧縮ばね74が設
けられ、弁棒67を上向きに付勢している。

なお、開閉弁は常時開かれており、空気弁の保守・点検
・取替などのときに閉じられる。

次に、上記構成における作用について説明する。

フロート室44内に管路内の流体が流入していないとき
は、フロート42および遊動弁43が下降し、弁棒67の下部
座金71が圧縮ばね74に抗して圧力室47の下部室59の底部
に当接する（第２図中の二点鎖線参照）。弁体66は排気
孔54を開き、管路内の空気を開閉弁、流体流入孔48、空
気孔51,52および排気孔54を経由して開口56から大気中
に多量排気する。このとき、フロート42の案内棒64は弁
棒67の弁座73から離れて連通孔72を開き、遊動弁箱45内
の空気圧力と上部室58内の空気圧力とは均衡を保つ。そ
して、管路内の流体が開閉弁を経由して流体流入孔48か
らフロート室44内に流入して来ると、フロート42が浮上
し始めるとともに、遊動弁箱45内に内圧が発生し、この
内圧は連通孔72を経由して上部室58内に伝わる。上部室
58内の空気の一部は小排気孔63から大気中に排出される
が、小排気孔63は連通孔72よりも小径に形成されてお
り、連通孔72から流入する空気量が小排気孔63から排出
される空気量よりも多いので、上部室58内には内圧が残
り、弁棒67を下向きに付勢する。フロート42がさらに浮
上して案内棒64が連通孔72を閉じると、上部室58は連通
孔72からの空気の流入がなくなり、小排気孔63からの排
出のみとなる。そのため、上部室58内は大気圧となり、
弁棒67を下向きに付勢する力はなくなる。その結果、フ
ロート42はなんらの抵抗なく遊動弁43を持ち上げ、弁体
66が排気孔54を閉じて、フロート室44内の流体が大気中
にあふれ出るのを防止する。したがつて、従来の空気弁
におけるように、止水の遅れはなく、フロートを大きく
する必要もない。排気孔54の閉鎖に伴つて、フロート室
44内には管路内の水圧にもとづく内圧が発生している。
そのため、次にフロート室44内の空気量が増加して流体
の水位が低下すると、フロート42は自重により下降する
が遊動弁43は内圧により下降を妨げられる。したがつ
て、案内棒64は弁棒67の弁座73から離れて連通孔72を開
き、遊動弁箱45内の内圧が連通孔72を経由して上部室58
内に伝わる。上部室58内の空気の一部は小排気孔63から
大気中に排出されるが、既に説明した場合と同じ理由
で、上部室58内には内圧が残り、遊動弁箱45内の内圧と
上部室58内の内圧とが均衡するに至る。そのため、弁体
66の背面に作用する押上げ力と弁棒67の上端部に作用す
る押下げ力とが釣り合い、遊動弁43はその自重により下
降して排気孔54を開き、遊動弁箱45内の空気を少量排気
する。これにより、フロート室44内の内圧は低下し、上
部室58内は大気圧になつている。次に、フロート室44内
の流体の水位が上昇すると、既に説明した場合と同様に
して、フロート42の浮力により遊動弁43が持ち上げら
れ、排気孔54を閉じてフロート室44の流体が大気中にあ
ふれ出るのを防止する。このようにして、フロート室44
内の流体の水位に応じて排気孔54を開閉することによ
り、管路内の空気を多量排気あるいは弁箱41内の空気を
少量排気するのである。

なお、小排気孔63が圧力室47の上部室58の壁部に着脱可
能に螺設されたプラグ状の排気部材62に設けられている
ので、排気部材62を交換することにより孔径を変えるこ
とが可能である。したがつて、種々の使用条件に対応し
て空気弁の機能を最適に保つことができる。

発明の効果 本発明は、以上説明したように、弁箱の上部室に弁棒の
連通孔よりも小径の小排気孔が大気に連通して設けられ
ているだけの非常に簡単な構成ながら、圧力室が大気に
連通しているにもかかわらず遊動弁を開弁のために押し
下げる力を発生させることができ、またフロート室内の
流体の水位が上昇してフロートが浮上し、排気孔を閉じ
て流体が大気中にあふれ出るのを防止しようとすると
き、即時上部室内を大気圧として上部室内の内圧がフロ
ートの浮上の抵抗にならないようにする。その結果、止
水の遅れが防止され、またフロートも小さくてすむため
空気弁全体が小形になるという利点を有する。さらに、
小排気孔が、上部室に対し着脱可能に装着された排気部
材に設けられると、排気部材を交換することにより孔径
を変えることが可能となるので、種々の使用条件に対応
して空気弁の機能を最適に保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気弁の断面図、第２
図は本発明の要部を示す拡大断面図、第３図は従来の空
気弁の一例を示す断面図である。 41…弁箱、42…フロート、43…遊動弁、44…フロート
室、45…遊動弁箱、46…排気室、47…圧力室、48…流体
流入孔、54…排気孔、57…ダイヤフラム、62…排気部
材、63…小排気孔、66…弁体、67…弁棒、72…連通孔。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フロートと、弁棒下部に弁体を有する遊動
   弁とを弁箱内に具備してなり、弁箱が、底部に流体流入
   孔を有するフロート室と、このフロート室の上部に遊動
   弁箱を介して設けられるとともに大気に連通する排気孔
   を有した排気室と、ダイヤフラムにより上部室と下部室
   とに区画された圧力室とを備えてなり、フロートがフロ
   ート室内に昇降可能に配置され、弁体が排気孔を開閉す
   るように遊動弁箱内に昇降可能に配置され、フロートに
   作用する浮力によって弁体が上向きに排気孔を閉じるよ
   うに、弁棒の下端部がフロートに対して一定量だけ上下
   動可能にフロートに接続され、弁棒の上端部が上方に延
   伸してダイヤフラムに接続され、弁棒の中心部を貫通す
   る連通孔が遊動弁箱内と上部室内とを連通しており、フ
   ロートの上端部がこのフロートに作用する浮力によって
   連通孔の下端開口を閉じるように構成されている空気弁
   において、上部室に連通孔よりも小径の小排気孔が大気
   に連通して設けられていることを特徴とする空気弁。
2. 【請求項２】小排気孔が、上部室に対し着脱可能に装着
   された排気部材に設けられていることを特徴とする請求
   項１記載の空気弁。