JP2016089920A - 空気弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固形物が混在するか可能性がある農業用水の管路等に使用する空気弁装置において、固形物が弁の作動の障害とならない簡単な構造の弁装置を提供する。
【解決手段】主弁口３１２を開閉する上方フロート体３２と、上方フロート体３２に設けた小弁口を開閉する下方フロート体４を備えたダブルフロートタイプの空気弁であって、主弁口を形成したフロート室の上蓋（円盤突出部３１１）から垂設した吊下縦杆３１３に、上方体を上下動自在に装着すると共に、中央にガイド筒部３３１を設けたガイド体を前記吊下縦杆に装着し、大径下部４１と前記ガイド筒部に挿通する柱状上部４２とを備えた下方フロート体４を、フロート室の底面板（円盤凸部）における管路と接続する流出入口の上方位置に、載置状態で組み込んでなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、上下水道、農工業用水等の管路内の空気を吸排気する空気弁装置に関するものである。

液流体（水及び汚水等で以下「水」という）の流通路である管路内に存在する空気は、水の流れを阻害する大きな要因となるので、空気弁を介して管路内の空気の吸排気を行い、且つ水の管路外への流出を阻止すると共に、管路内充水後の水中混入空気の排出を行うものである。これらの空気弁装置は、管路に接続したフロート室内にフロート体を収納し、フロート室内の水位によってフロート体を上下動させて、弁の開閉を行うものである。

また通水時（フロート体の浮力で弁口が閉塞している状態）から空気排出を行う場合、水位が下がってもフロート室内の内圧によってフロート体が弁口を塞いだ吸い付き状態が発生するのを防止する手段として、ダブルフロートタイプ（特許文献１，特許文献２の図１０）を採用するか、或いはフロート体をフロート室内に吊下げ中空保持して応動性を高めている（特許文献２，３）。

特開２００３−９７７５１号公報。 特許第３８７６３４９号公報。 特開２００１−１６５３４１号公報。

シングルフロートタイプの空気弁装置は、フロート体をフロート室内で吊り下げ保持しているので、吊下げ保持機構が必要となり、構造が複雑になってしまうと共に、フロート体が安定して上下動するために、フロート室の内壁にガイド部を備えているが、筒状体であるフロート室内壁にガイド部を形成しなければならない製造上の煩雑さがある。而も急速排気に際してフロート室に流入する水に混在する固形物・ゴミが、水没するフロート体とガイド部との間隙まで達し、当該間隙に固形物が挟まると、フロート体の動作に支障をきたす。

また従前のダブルフロートタイプにおいては、フロート室内にフロート体を中空保持するのに、椀状網体又は椀状枠体の保持部を採用しており、前記のシングルフロートタイプと同様に、急速排気時に水没する下方フロート体と前記保持部の間に固形物が挟まりやすくなってしまうので、固形物が含まれる農業用水管路や下水管路の空気抜き装置としては適当ではない。

そこで、構造が簡易であるダブルフロートタイプにおいて、固形物の目詰まりの原因となる下方フロート体の中空保持構造を採用しない新規な空気抜き装置を提案したものである。また下方フロート体の非中空保持構造（載置構造）を採用した際に生ずる下方フロート体の応動機能性低下を解決した装置を提案したものである。

本発明の請求項１に係る空気弁装置は、管路と接続するフロート室に、フロート室上面に開口した主弁口を開閉する上方フロート体と、浮力で上方フロート体を押し上げると共に、上方フロート体に設けた小弁口の開閉を行う下方フロート体を内装し、下方フロート体が水面上から浮いた状態で主弁口が閉塞される空気弁装置であって、主弁口を形成したフロート室の上蓋から垂設した吊下縦杆に、上方フロート体を上下動自在に装着すると共に、中央にガイド筒部を設けたガイド体を前記吊下縦杆に装着し、大径下部と前記ガイド筒部に挿通する柱状上部とを備えた下方フロート体を、フロート室底面板における管路と接続する流出入口の上方位置に、載置状態で組み込んでなることを特徴とするものである。

而して前記装置を所定の管路の分岐路に接続すると、管路注水時の急速排気は、流出入口からフロート室内に管路内空気が侵入し、下方フロート体の外周空間を通過して開口した主弁口から排出され、水がフロート室に侵入すると下方フロート体がその浮力で浮かび上がり、柱状上部の上端が上方フロート体を押し上げ、フロート室に上部空間を残したまま、上方フロート体が主弁口を閉塞する。管路通水時の混入空気排気は、フロート室の内圧が低下せずに、上方フロート体が主弁口を塞いだ状態であっても、下方フロート体の上下動（水位の変動）で、小弁口を開閉して行われる。急速吸気に際しては、水位の低下と共にフロート室の内圧も低下し、上方フロート体が下降し、開口した主弁口から吸引される。

特に本発明は、フロート室の上方にガイド筒部を備えたガイド体を設け、下方フロート体の柱状上部をガイド筒部に挿通したものであるから、下方フロート体は安定して上下動し、且つ前記下方フロート体の大径下部を相応の容量として、ガイド筒部と柱状上部の嵌合部分まで水位を上昇させず、水に含まれる固形分によって下方フロート体の上下動に支障をきたさない。

また本発明の請求項２記載の発明は、更に前記空気弁装置において、フロート室の底面板に、流出入口と対面する開口部を設けた脚支持の載置台を設け、前記載置台に下方フロート体を載置してなるもので、急速排気に際してのフロート室への空気及び水の流入が、載置台の周囲の開口箇所からの吹き出しと、載置台開口部からの下方フロート体の底面へ向けての吹き出しにより、フロート室内に速やかになされると共に、管路充水が進み、水がフロート室へ侵入すると、水が載置台開口部から下方フロート体の底面に衝突して、下方フロート体の上方移動がスムーズに行われる。

また本発明の請求項３記載の発明は、前記各空気弁装置において、下方フロート体の大径下部を短円柱状に形成すると共に、底面に適宜間隔で脚部を設け、脚部位置より外周縁部をＲ状面に形成してなるもので、急速排気に際して流出入口又は載置台開口部から下方フロート体の底面に空気の流入による吹き上げがなされても、空気は下方フロート体の底面にある脚部間の間隙からＲ状面に添ってフロート室内を上昇するため、空気の流入時における下方フロート体の上方への跳ね上げを抑制すると共に、下方フロート体とフロート室の底面板又は載置台が接地面積の少ない脚部を以て接地することで、下方フロート体がフロート室の底面板又は載置台に吸着することを防ぎ、水の流入時における下方フロート体の応動機能性を高める。

また本発明の請求項４記載の発明は、前記各空気弁装置において、ガイド体を、ガイド筒部とガイド筒部の上下中間部から周設した鍔状板部で構成し、鍔状板部を吊下縦杆の下端面に固着してなるもので、急速排気に際して流出入口又は載置台開口部からフロート室内に空気が侵入すると、空気は下方フロート体及び鍔状板部の外周空間を通過して主弁口から排出されるので、空気中に飛散固形物が存在しても、ガイド筒部と柱状上部の嵌合箇所への入り込みが阻止される。

本発明の構成は上記のとおりで、構造が簡易なダブルフロートタイプの空気弁装置で、下方フロート体を、大径下部と柱状上部とを備えた形状として、水没しない柱状上部で下方フロート体の上下動をガイドするようにしたので、急速排気時に水に含まれる固形物（ゴミや汚物）が下方フロート体のガイド箇所に侵入して下方フロート体の上下動を阻害することなく、管路通水時の混入空気排気もスムーズに行われると共に、管路内への注排水に伴う急速吸排気にも十分に対応できたものである。

本発明の実施形態の全体の断面図。 同分解斜視図（フロート室上部の構成部品）。 同底板部材の斜視図。 同上方部材の斜視図。 同下方フロート体の下方斜視図。 同動作説明図（急速吸排気時）。 同図（管路通水時）。

次に本発明の実施形態について説明する。実施形態に示した空気弁装置は、フロート室Ａの周側面を構成する側面体１の下方に連結する底板部材２と、上方に連結する上方部材３と、内置される下方フロート体４と、最上方に装着されるカバー体５とからなる。

側面体１は、フロート室Ａを形成する適宜径及び適宜高さを備えた円筒本体部１１の上下端に連結用の上下フランジ部１２，１３を設けたものである。前記フランジ部１２，１３の所定位置には、ボルト孔を穿設してなる。

底板部材２は、開閉弁を一体に組み込んだ例を示したもので下方から管路との接続部２１、開閉弁部（内部は図示せず：開閉弁部は省略した構造でも良い）２２、底面部２３を設けたもので、開閉弁部２２の外方には弁開閉を行う操作レバー２２１を付設してなる。

底面部２３は、フロート室Ａの底面板を構成する円盤凸部２３１と、円盤凸部２３１の周囲に装着したパッキン２３２と、円盤凸部２３１の外周の外周板部２３３を備え、外周板部２３３は、所定位置にボルト孔を穿設し、前記下方フランジ部１３と当接してボルト連結するものである。

また円盤凸部２３１には、開閉弁と連通する流出入口２３４が設けられると共に、円盤凸部２３１より小径の載置台２３５を、載置台脚部２３６を介して前記円盤凸部２３１上に設ける。前記載置台２３５の中心には、載置台開口部２３７を設ける。尚前記載置台開口部２３７は、後述する下方フロート体４の脚部位置より内方の径となる。

上方部材３は、上蓋体３１と上方フロート体３２とガイド体３３で構成され、上蓋体３１は、底面部２３と同様に円筒本体部１１にパッキンを介在させて水密嵌合するもので、フロート室Ａの上蓋３１１となる円盤突出部と、所定位置にボルト孔を穿設して、上方フランジ部１２と当接してボルト連結する縁板部とを備えると共に、中央に主弁口３１２を穿設し、裏面に適宜間隔をあけて２本の吊下縦杆３１３を垂設してなる。

上方フロート体３２は、樹脂製で底面側を下方凹部３２１とした逆椀形状で、外周面に前記吊下縦杆３１３が嵌合する装着凹部３２２を設けて、吊下縦杆３１３の間に装着して上下動可能としたもので、上面には上蓋３１１に形成した主弁口３１２に収納される大きさの円錐台形状の突部３２３を設けて、前記突部３２３には、中央上下に貫通する小弁口３２４を設けてなる。

ガイド体３３は、樹脂製でガイド筒部３３１とガイド筒部３３１の上下中間部から周設した鍔状板部３３２で構成されるもので、鍔状板部３３２を吊下縦杆３１３の端面にビス止めするものである。また特にガイド筒部３３１の外周は前記上方フロート体３２の底面側の下方凹部３２１より小径としてなる。

前記の上方部材３は、フロート室Ａを形成する側面体１内の所定位置に、下方フロート体４を内置して、側面体１に被冠装着するものである。

下方フロート体４は、適宜な重量と浮力を備えた樹脂製で、下方が短円柱状の大径下部４１で、前記大径下部４１の上方に柱状上部４２を設けたものである。また前記大径下部４１の底面には、適宜間隔で脚部４３を設け、脚部位置より外周縁部をＲ状面４４に形成したものである。

前記下方フロート体４は、載置台２３５の上に載置され、当該載置状態で柱状上部４２がガイド筒部３３１に挿通した状態で組み込まれる。

カバー体５は、上方部材３の上面に被冠して主弁口３１２の露出を防止するもので、上方部材３の上方に適宜な間隙を有せしめて装着するものである。

而して前記実施形態に示した開閉弁付の空気弁装置は、農工業用水等の管路の分岐路に接続するもので、管路内への注水時の急速排気、排水時の急速吸気、通水時の混入空気排気を行うものである。

管路注水時の急速排気は、フロート室Ａに空気が充たされており、上方フロート体３２及び下方フロート体４が、その自重により下方に位置している状態で、流出入口２３４から空気がフロート室Ａに入り込み、開口した主弁口３１２から外気に放出される。この流出入口２３４からフロート室Ａへの空気の流入は、円盤凸部２３１と載置台２３５の間隙ａからの吹き出しと、載置台開口部２３７を通過して載置台２３５と下方フロート体４の底面との間隙ｂからの吹き出しによってフロート室Ａ内に侵入する。その際、間隙ｂからの流入空気は、Ｒ状面４４に添って上昇して、下方フロート体４を上方へ跳ね上げて上方フロート体３２を押し上げ、主弁口３１２を塞ぐことがなく、また空気流によって下方フロート体４が載置台２３５に押し付けられることもなくスムーズに主弁口３１２から排出される（図６）。

次に管路充水が進み、水が流出入口２３４からフロート室Ａ内に侵入すると、空気の流入と同様に間隙ａ，ｂからフロート室Ａに入り込む。この流入水によって下方フロート体４が浮き上がり、柱状上部４２の上端で上方フロート体３２を押し上げ、フロート室Ａ内に上部空間ｃを残したまま、上方フロート体３２が主弁口３１２を閉塞する（図７）。

この際の水位ｄは、ガイド筒部３３１の下端より下方に位置するように、予め下方フロート体４の浮力を設定しておくもので、ガイド筒部３３１が水位ｄよりも上方にあるので、用水中に固形物（ゴミ等）が存在したとしても、フロート室Ａ内に留まることになり、下方フロート体４の上下動を阻害することも、主弁口３１２や小弁口３２４にゴミが挟まって空気弁機能を損なうこともない。

また管路内排水時の急速吸気においては、フロート室Ａ内の溜水が流出入口２３４から管路へ排水されると共に、フロート室Ａ内が減圧状態となるので、上方フロート体３２と下方フロート体４が共に下降して主弁口３１２を開口し、且つ下方フロート体４で流出入口２３４を閉じることなく、急速吸気が実現する。

次に管路通水時における混入空気排気は、図７に例示する通りフロート室Ａ内の溜水で下方フロート体４が浮上した状態で、上方フロート体３２で主弁口３１２が閉塞されている。この状態で水中混入空気がフロート室Ａ内に侵入すると、フロート室Ａ内の内圧が低下せず、上方フロート体３２が主弁口３１２を塞いだ吸い付き状態であっても、下方フロート体４が下降して小弁口３２４を開口して外気に放出される。

このように管路内への注排水に伴う急速吸排気や管路通水時の混入空気排気もスムーズになされるものである。

尚前記の実施形態は、開閉弁を一体に組み込んだ例を示しているが、特に開閉弁機構を備えずに、本発明装置を直接管路の分岐路に接続するようにしても良い。

１ 側面体
１１ 円筒本体部
１２ 上方フランジ部
１３ 下方フランジ部
２ 底板部材
２１ 接続部
２２ 開閉弁部
２２１ 操作レバー
２３ 底面部
２３１ 円盤凸部（底面板）
２３２ パッキン
２３３ 外周板部
２３４ 流出入口
２３５ 載置台
２３６ 載置台脚部
２３７ 載置台開口部
３ 上方部材
３１ 上蓋体
３１１ 上蓋（円盤突出部）
３１２ 主弁口
３１３ 吊下縦杆
３２ 上方フロート体
３２１ 下方凹部
３２２ 装着凹部
３２３ 突部
３２４ 小弁口
３３ ガイド体
３３１ ガイド筒部
３３２ 鍔状板部
４ 下方フロート体
４１ 大径下部
４２ 柱状上部
４３ 脚部
４４ Ｒ状面
５ カバー体

本発明の請求項１に係る空気弁装置は、管路と接続するフロート室に、フロート室上面に開口した主弁口を開閉する上方フロート体と、浮力で上方フロート体を押し上げると共に、上方フロート体に設けた小弁口の開閉を行う下方フロート体を内装し、下方フロート体が水面に浮いた状態で主弁口が閉塞される空気弁装置であって、主弁口を形成したフロート室の上蓋から垂設した吊下縦杆に、上方フロート体を上下動自在に装着すると共に、中央にガイド筒部を設けたガイド体を前記吊下縦杆に装着し、大径下部と前記ガイド筒部に挿通する柱状上部とを備えた下方フロート体を、フロート室底面板における管路と接続する流出入口の上方位置に、載置状態で組み込んでなることを特徴とするものである。

Claims (4)

1. 管路と接続するフロート室に、フロート室上面に開口した主弁口を開閉する上方フロート体と、浮力で上方フロート体を押し上げると共に、上方フロート体に設けた小弁口の開閉を行う下方フロート体を内装し、下方フロート体が水面上から浮いた状態で主弁口が閉塞される空気弁装置であって、主弁口を形成したフロート室の上蓋から垂設した吊下縦杆に、上方フロート体を上下動自在に装着すると共に、中央にガイド筒部を設けたガイド体を前記吊下縦杆に装着し、大径下部と前記ガイド筒部に挿通する柱状上部とを備えた下方フロート体を、フロート室底面板における管路と接続する流出入口の上方位置に、載置状態で組み込んでなることを特徴とする空気弁装置。
2. フロート室の底面板に、流出入口と対面する開口部を設けた脚支持の載置台を設け、前記載置台に下方フロート体を載置してなる請求項１記載の空気弁装置。
3. 下方フロート体の大径下部を短円柱状に形成すると共に、底面に適宜間隔で脚部を設け、脚部位置より外周縁部をＲ状面に形成してなる請求項１又は２記載の空気弁装置。
4. ガイド体を、ガイド筒部とガイド筒部の上下中間部から周設した鍔状板部で構成し、鍔状板部を吊下縦杆の下端面に固着してなる請求項１乃至３記載の何れかの空気弁装置。
   

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