JP6145282B2 - 空気弁と空気弁の連結機構、および副弁付き空気弁 - Google Patents

Description

本発明は、水等の流体が流れる管路等に設けられていて流体中の空気を排出したり吸入したりする空気弁と空気弁の連結機構、副弁付き空気弁に関する。

従来、上水道等の液体が流れる管路に直交して設けた立ち上がり管に空気弁が連結されている。この空気弁は、管路内を流れる液体中に混入している空気等を排出したり、管路内の液体を排出する際に圧力調整のために管路内に空気を吸入したりするための空気弁や副弁付き空気弁が設けられている。

また、空気弁を管路の立ち上がり管に接続する構造として、例えば特許文献１に記載されたものが提案されている。この空気弁は、管路に設けた立ち上がり管のフランジ部と空気弁に設けたフランジ部とをボルトとナットで締結することで連結していた。
なお、公知の空気弁は、管路に水を満たす場合には、弁箱内の遊動弁体とフロート弁体が降下した開弁状態で管路中の大量の空気を大空気孔から排出し、空気弁内に水が満たされるとフロート弁体と遊動弁体が浮力で上昇して大小の空気孔が閉弁する。水の中に含まれる空気が浮上して空気弁内に溜まると水面と共にフロート弁体が降下して小空気孔が開弁し、小空気孔を通して排気される。そして、管路内の水を抜く場合には、空気弁の遊動弁体とフロート弁体が降下して大小の空気孔が開弁するため多量の空気が管路に吸入され、管路内の負圧を抑制する。

特開２０１２−５２５６６号公報

しかしながら、上述した空気弁と立ち上がり管のフランジ部同士をボルトで連結する構造では、フランジ部に形成したボルト穴とボルトとの間に遊びや公差を有している。そのため、地震が発生した際、振動によってボルトが緩んでしまい、フランジ面同士がずれてしまうためにフランジ部から漏水することがあった。特に空気弁は管路の上側に設置するため、管路よりも地震による振動が大きくフランジ部がずれ易いため、上述したようなズレや漏水が発生し易いという欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、地震等で振動しても空気弁と管路や副弁等の他の部材とがずれたり外れたりせず、漏液を抑制できるようにした空気弁とその連結機構及び副弁付き空気弁を提供することを目的とする。

本発明による空気弁の連結機構は、弁箱に設けられていて他の部材の開口に連通する下部開口を備えた空気弁の連結機構であって、空気弁の下部開口と他の部材の開口とのいずれか一方の開口に設けられていて他方の開口内に進入して嵌合可能な突起部を備え、
突起部は、所定間隔を開けて形成された複数の爪部であることを特徴とする。
本発明による空気弁の連結機構によれば、空気弁の下部開口と他の部材の開口との一方に突起部を設けて他方の開口に嵌合させたので、地震等で空気弁が振動しても空気弁と他の部材とがずれたり外れたりすることを防止でき、空気弁と他の部材との連結部から漏液することを抑制できる。しかも、突起部を爪部としたことで、他方の開口内の爪部以外の部分での流体の流通を抑制しないため、流体の流れに対する抵抗が小さい。

本発明による空気弁は、弁箱に設けられていて他の部材の開口に連通する下部開口と、該下部開口に設けられていて他の部材の開口内に進入して嵌合可能な突起部とを備え、
突起部は、所定間隔を開けて形成された複数の爪部であることを特徴とする。
本発明による空気弁によれば、空気弁の下部開口から他の部材の開口に突出して嵌合する突起部を設けたので、地震等で空気弁が振動しても空気弁と他の部材とがずれたり外れたりすることを防止でき、空気弁と他の部材との連結部から漏液することを抑制できる。しかも、空気弁の下部開口に爪部を突出して形成して他の部材の開口に嵌合させることで、下部開口内の爪部以外の部分での流体の流通を抑制しないため、流体の流れに対する抵抗が小さい。

また、他の部材は、流体が流通する管路に設けた立ち上がり管または流体の連通路を開閉可能な副弁であってもよい。
空気弁は管路の上部に設置されるため地震等が発生すると管路より振れが大きいが、空気弁と立ち上がり管とがずれたり外れたりすることを突起部によって防止して漏液を抑制できる。

本発明による副弁付き空気弁は、弁箱の下部に設けられた下部開口を備えた空気弁と、下部開口に連通する流体の連通路を開閉可能な副弁体を有する副弁と、を備え、空気弁の下部開口と副弁の連通路の上部開口とのいずれか一方の開口に設けられていて他方の開口内に進入して嵌合可能な突起部を備え、突起部は、所定間隔を開けて形成された複数の爪部であることを特徴とする。
本発明によれば、副弁の副弁体で連通路を閉弁することで、空気弁内のフロート弁体等を調整することができ、しかも、地震等の際に、空気弁と副弁とがずれたり外れたりすることを突起部によって防止して漏液を抑制できる。しかも、突起部を爪部としたことで、他方の開口内の爪部以外の部分での流体の流通を抑制しないため、流体の流れに対する抵抗が小さい。

また、副弁の下部開口に、流体が流通する管路の立ち上がり管に進入して嵌合可能な突起部が設けられていることが好ましい。
本発明による副弁付き空気弁は管路の端末に設置されるため、地震等が発生すると振れが大きいが、空気弁と副弁、そして副弁と管路をそれぞれ突起部によって嵌合して係止したから、空気弁や副弁が管路からずれたり外れたりすることを防止でき、フランジ部のボルト止め部が緩んだりずれたりすることを抑制して漏液を防止できる。

本発明による空気弁とその連結機構、そして副弁付き空気弁によれば、地震等で振動したとしても、突起部によって互いに嵌合して係止しているために、空気弁と他の部材または空気弁と副弁とが互いにずれたり外れたりしないように係止することができる。そのため、漏水等が発生することを確実に防止できる。しかも、突起部を爪部としたことで、他方の開口内の爪部以外の部分での流体の流通を抑制しないため、流体の流れに対する抵抗が小さい。

本発明の第一実施形態による空気弁と立ち上がり管との連結機構を示す要部縦断面図である。 図１に示す空気弁を下方から見た斜視図である。 本発明の第二実施形態による空気弁と立ち上がり管との連結機構を示す要部縦断面図である。 図３に示す空気弁を下方から見た斜視図である。 本発明の第三実施形態による副弁付き空気弁と立ち上がり弁との連結機構を示す要部縦断面図である。 図５に示す副弁の斜視図である。 本発明の第三実施形態による副弁付き空気弁の副弁と立ち上がり管の間に縦管を連結した要部縦断面図である。 図７に示す縦管の断面図である。 縦管の変形例を示す断面図である。 縦管の他の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の第一実施形態による空気弁の連結機構について図１及び図２を参照して説明する。
図１に示す空気弁１は、液体、例えば上水道等の水を流す管路２に直交させて設けた立ち上がり管３の上端部に連結されている。空気弁１は、略カップ形状を有している弁箱５の上端の開口に大空気孔６が形成された蓋体７が設置されて覆われ、弁箱５の下部には管路２に連通する下部開口８が形成されている。弁箱５内には、上端の開口部が大空気孔６に連通し、周囲の壁面には水の通過孔が形成された略有底筒状のフロート弁体ガイド１０が配設されている。フロート弁体ガイド１０の上端部は蓋体７に液密に連結されている。

フロート弁体ガイド１０内には例えば略球体状のフロート弁体１１が浮力によって昇降可能に配設されている。フロート弁体１１の上側には、中央に小空気孔１２が形成されていて浮力で昇降して大空気孔６を開閉可能な遊動弁体１３が配設されている。遊動弁体１３は中央が***する略山形に形成されており、その中央頂部に上下面を連通する小空気孔１２が形成されている。フロート弁体１１には、自身の浮力と空気弁１内の圧力と大気圧の差によって生じる押し上げ力が作用している。フロート弁体１１が昇降することで小空気孔１２を開閉可能である。
また、蓋体７には大空気孔６の周囲の裏面に遊動弁体１３の表面が当接して液密に封止するための大空気孔弁座１４がリング状に形成されている。

蓋体７の上部には例えばナットを介して凸曲面状のカバー１６が設置されており、空気弁１内に異物が入らないようになっている。また、空気弁１から水が噴出した場合には、飛散することを防止できるようになっている。カバー１６と蓋体７は周縁部の挿通孔を通してボルト１７とナット１８で連結されている。

小空気孔１２は遊動弁体１３の中央下部に嵌装された小空気孔弁座２０に形成され、その上部には弁座押さえ部材２１が装着されている。また、弁箱５の下部中央は縮径されており、縮径部に形成された下部開口８は小径の円筒面状に形成され、その内面には所定間隔（図では９０度間隔）で下方に突出する複数（図では４個）の爪部２３が突起部として形成されている。なお、下部開口８から突出する爪部２３の数は任意であるが、地震の振動の発生方向と水の流通量の阻害を抑制することを考慮すると、振動によるズレを防ぐためには少なくとも１２０度間隔で３個或いは９０度間隔で４個形成することが好ましい。他の例として、例えば６個、８個等の爪部２３を等間隔で形成するようにしてもよい。
下部開口８の周囲には例えば円板型のフランジ部２４が形成されており、フランジ部２４には周縁部にボルト１７とナット１８で締結するための挿通孔が所定間隔で形成されている。

また、管路２に一体形成されていて管路２から起立する立ち上がり管３の上端部には所定間隔で挿通孔を有するフランジ部２５が形成されている。立ち上がり管３のフランジ部２５と空気弁１のフランジ部２４とはガスケット２６を介して対向して当接されており、両フランジ部２４，２５はボルト１７を各挿通孔に挿入してナット１８で締結されている。しかも、空気弁１の下部開口８の内径と立ち上がり管３の内面３ａの内径とは同一寸法とされ、空気弁１の下部開口８に形成された複数の爪部２３は立ち上がり管３の内面３ａ内に延びて嵌合されている。この爪部２３の延出部分の外径は、立ち上がり管３の内径より例えば１〜５ｍｍ程度少し小さく形成されており、寸法誤差があっても空気弁１の設置を容易にすると共に、横ずれを防止できる範囲に形成されている。また、爪部２３の延出部分の長さは、例えば１０〜２０ｍｍ程度で、ガスケット２６の厚みやボルト１７が緩んで多少浮き上がっても爪部２３が係止した状態を維持できる長さに設定されている。

本実施形態による空気弁１は上述の構成を備えているため、地震等で振動が発生したとしても、空気弁１と立ち上がり管３は爪部２３によって嵌合されているため、空気弁１の振れが抑制される。そのため、立ち上がり管３のフランジ部２５とボルト・ナット結合された空気弁１のフランジ部２４はフランジ面がずれたりせず、立ち上がり管３からの漏水を抑制できる。
しかも、空気弁１の下部開口８に爪部２３を設けた構成であるから、既存または既設の管路２の立ち上がり管３に空気弁１を取り付けできる。
また、空気弁１の下部開口８は立ち上がり管３の内面３ａと同一内径を有しており、爪部２３以外の部分では水の通過流量を阻害しないため、爪部２３による水の流通の阻害を最小限に抑えることができる。

なお、本発明は上述の第一実施形態による空気弁１に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
例えば、図３及び図４は本発明の第二実施形態による空気弁３０を示すものであり、本第二実施形態による空気弁３０では、弁箱５の下部開口８には円筒状の円筒突起３１が突起部として形成され、この円筒突起３１は立ち上がり管３の内面３ａ内に延びて嵌合されている。この円筒突起３１の延出部分の外径は、立ち上がり管３の内径より例えば１〜５ｍｍ程度小さく形成されており、寸法誤差があっても空気弁３０の設置を容易にすると共に、横ずれを防止できる範囲に設定されている。また、円筒突起３１の延出部分の長さは例えば１０〜２０ｍｍ程度であり、ガスケット２６の厚みがあっても、或いは図示しないボルトが緩んで多少浮き上がったとしても、円筒突起３１が係止した状態が保てる長さに設定されている。その余の構成は第一実施形態による空気弁１と同一である。

本第二実施形態によれば、空気弁３０の下部開口８の円筒突起３１は全周に亘って立ち上がり管３の内面３ａに嵌合しているため、地震による振動がどの方向に生じてもフランジ部２４のズレを確実に抑制して漏水を防止できる。

次に図５及び図６により、本発明の第三実施形態による副弁付き空気弁３５について説明する。
本第三実施形態による副弁付き空気弁３５は、管路２の立ち上がり管３と空気弁３５との間に副弁３７を取り付けた構成を備えており、副弁３７は例えば空気弁３５の交換や空気弁３５内のフロート弁体１１や遊動弁体１３等の点検等を行うために設けている。本第三実施形態における空気弁３５は第一実施形態における空気弁１の下部開口８に爪部２３を設けない構成である。

副弁３７は、弁箱３９内に副弁体４０として略球形のボール弁体を設けており、副弁体４０の略球形のボール弁体の上下方向に対向する面部分には水を流通させるための開口４０ａ、４０ｂが形成されている。そして、弁箱３９において水の挿通路を構成する内面の上部には略リング状の上部弁座４１が設置され、内面の下部には略リング状の下部弁座４２が設置されている。そして、弁箱３９の側部には挿通孔部４３が水平方向に形成され、この挿通孔部４３内には副弁体４０の側部に固定された弁軸４４が水平方向の軸線回りに回転可能に嵌挿されている。

弁箱３９の挿通孔部４３と弁軸４４との間にはパッキンが嵌挿され、挿通孔部４３は弁軸４４を液密に回転可能に支持している。弁軸４４の他端は弁箱３９の外部に突出してレバー４６が取り付けられている。そのため、レバー４６を回転させることで弁軸４４を介して副弁体４０を水平軸線回りに回転させ、上下部弁座４１，４２に対して副弁体４０の開弁と閉弁を切り替えることができる。

そして、副弁３７の弁箱３９において、上部弁座４１の上側には空気弁３５の下部開口８に対向する上部開口４７が形成され、この上部開口４７には所定間隔で複数（図では４個）の爪部４８が突起部として上方に突出して形成されていて、空気弁３５の下部開口８に嵌合されている。同様に、下部弁座４２の下側には立ち上がり管３の内面３ａに対向する下部開口４９が形成され、この下部開口４９には所定間隔で複数（図では４個）の爪部５０が下方に突出して形成されていて、立ち上がり管３の内面３ａに嵌合されている。
また、副弁３７の弁箱３９において、上部開口４７の外周には、空気弁３５のフランジ部２４に対向する上部フランジ部５２が形成され、下部開口４９の外周には立ち上がり管３のフランジ部２５に対向する下部フランジ部５３が形成されている。そして、これら上部フランジ部５２と空気弁３５のフランジ部２４、下部フランジ部５３と立ち上がり管３のフランジ部２５とはそれぞれガスケット２６を介して図示しないボルトとナットによって連結されている。爪部４８、５０は第一実施形態の爪部２３と同様のものであり、詳細な説明を省略する。

本第三実施形態による副弁付き空気弁３５は上述の構成を備えているため、副弁付き空気弁３５と立ち上がり管３は副弁３７の上下部に設けた爪部４８、５０によって互いに嵌合されているため、地震等で振動が発生したとしても空気弁３５と副弁３７の振れが抑制される。そのため、立ち上がり管３のフランジ部２５と副弁３７の下部フランジ部５３、そして、空気弁３５のフランジ部２４と副弁３７の上部フランジ部５２はいずれもフランジ面がずれたりせず、漏水事故を抑制できる。
しかも、副弁３７の上部開口４７と下部開口４９に爪部４８、５０をそれぞれ設けた構成であるから、既設の立ち上がり管３と空気弁３５との間に副弁３７を取り付けできる。また、副弁３７の上部開口４７と下部開口４９は爪部４８、５０以外の部分で水の通過流量を阻害しない。

なお、上述の説明では、副弁３７の上下部開口４７，４９にそれぞれ爪部４８，５０を設けたが、これに代えて、副弁３７の下部開口４９にのみ爪部５０を設け、空気弁３５の下部開口８に副弁３７の上部開口４７に嵌合する爪部２３を設けてもよい。

次に図７及び図８により、本発明の第四実施形態による副弁付き空気弁５５について説明する。
図７に示す第四実施形態による副弁付き空気弁５５は、上述した第三実施形態による副弁付き空気弁３５とほぼ同様な構成を有しており、同一の部分には同一の符号を用いて説明を省略し、相違点についてのみ説明する。
図７に示す副弁付き空気弁５５は、副弁５６の上部開口４７と下部開口４９には爪部４８、５０に代えて円筒突起３１と同様な円筒突起５７，５８がそれぞれ設けられている。そして、立ち上がり管３と副弁５６との間には縦管６０が連結されている。縦管６０は、例えば埋設位置が深い管路２に空気弁５５を接続すると、空気弁５５などのメンテナンスが難しいため、縦管６０を連結することによってメンテナンスできる程度の地表面近くの地中まで立ち上げるようにしたものである。

縦管６０は、図８に示すように、筒状の管体６１の上端と下端にそれぞれ上部フランジ部６２と下部フランジ部６３を形成したものであり、管体６１の内面６１ａの下部には所定間隔で複数（例えば４個）の爪部６４が形成され、この爪部６４は立ち上がり管３の内面３ａ内に突出して嵌合されている。爪部６４は第一実施形態の爪部２３と同様のものであるため、詳細な説明を省略する。
また、副弁５６の下部開口４９に設けた円筒突起５８は縦管６０の管体６１の内面６１ａの上部に突出して嵌合され、上部開口４７に設けた円筒突起５７は空気弁５５の下部開口８内に突出して嵌合されている。円筒突起５７、５８は第二実施形態の円筒突起３１と同様のため、詳細な説明を省略する。

次に、縦管６０の変形例について図９及び図１０により説明する。
図９に示す縦管６６は管体６１の内面６１ａの下部だけでなく、上部にも爪部６７が所定間隔で複数（図では４個）形成されて、上方に突出している。この場合、副弁５６の下部開口４９には円筒突起５８は設けられておらず、爪部６７が副弁５６の下部開口４９に嵌合している。この爪部６７は第一実施形態の爪部２３と同様のものであるため、詳細な説明を省略する。
また、図１０に示す縦管６９は管体６１の内面６１ａの上部と下部にそれぞれ円筒突起７０，７１が突出して形成されているため、下部の円筒突起７１は立ち上がり管３の内面３ａに嵌合され、上部の円筒突起７０は副弁５６の下部開口４９に嵌合している。この円筒突起７０，７１は第二実施形態の円筒突起３１と同様のため、詳細な説明を省略する。
なお、空気弁１，３０を縦管６０，６６，６９を介して立ち上がり管３に連結する場合、または副弁付き空気弁３５、５５を縦管６０，６６，６９を介してまたは直接、立ち上がり管３に連結する場合、各連結部の突起部として爪部２３、４８、５０、６７と円筒突起３１，５７，５８を任意に組み合わせて形成し、嵌合するようにしてもよい。

なお、上述した各実施形態では、管路２の立ち上がり管３は既設のものであるから、爪部や円筒突起等は形成されないものとしたが、新設の配管であれば立ち上がり管３に爪部や円筒突起等の突起部を設けることができる。
また、上述した実施形態では、縦管６０、６６、６９は副弁３７、５６と立ち上がり管３との間に連結するようにしたが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、空気弁１、３０、３５、５５に縦管６０，６６、６９を直接連結してもよく、その場合、いずれか一方に爪部２３、６７、または円筒突起３１、７０を形成すればよい。
さらに、上述した実施形態による空気弁１，３０，３５，５５は、遊動弁体１３を備えているが、遊動弁体１３を設けずにフロート弁体１１によって大空気孔６を開閉する空気弁に構成してもよい。

１、３０、３５、５５ 空気弁
２ 管路
３ 立ち上がり管
５、３９ 弁箱
６ 大空気孔
８ 下部開口
１１ フロート弁体
１２ 小空気孔
１３ 遊動弁体
１４ 大空気孔弁座
２３、４８，５０、６４ 爪部
２４、２５、５２、５３、６２、６３ フランジ部
３１、５７，５８ 円筒突起
３７ 副弁
４０ 副弁本体
４７ 上部開口
４９ 下部開口
６０ 縦管
６１，６６、６９ 管体

Claims (5)

1. 弁箱に設けられていて他の部材の開口に連通する下部開口を備えた空気弁の連結機構であって、
   前記空気弁の下部開口と前記他の部材の開口とのいずれか一方の開口に設けられていて他方の開口内に進入して嵌合可能な突起部を備え、
   前記突起部は、所定間隔を開けて形成された複数の爪部であることを特徴とする空気弁の連結機構。
2. 弁箱に設けられていて他の部材の開口に連通する下部開口と、該下部開口に設けられていて前記他の部材の開口内に進入して係合可能な突起部とを備え、
   前記突起部は、所定間隔を開けて形成された複数の爪部であることを特徴とする空気弁。
3. 前記他の部材は、流体が流通する管路に設けた立ち上がり管または流体の連通路を開閉可能な副弁体を有する副弁である請求項２に記載された空気弁。
4. 弁箱の下部に設けられた下部開口を備えた空気弁と、
   前記下部開口に連通する流体の連通路を開閉可能な副弁体を有する副弁と、を備え、
   前記空気弁の下部開口と前記副弁の連通路の上部開口とのいずれか一方の開口に設けられていて他方の開口内に進入して嵌合可能な突起部を備え、
   前記突起部は、所定間隔を開けて形成された複数の爪部であることを特徴とする副弁付き空気弁。
5. 前記副弁の下部開口に、流体が流通する管路の立ち上がり管に進入して嵌合可能な前記突起部が設けられている請求項４に記載された副弁付き空気弁。

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