JP2014169708A - Air valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば水道用管路等の管路に設けられる空気弁に関する。 The present invention relates to an air valve provided in a pipeline such as a water pipeline.
従来、この種の空気弁としては、例えば図7に示すように、弁箱101の上部に大空気孔102が形成され、弁箱101の下部に、管路103に連通する連通孔104が形成され、弁箱101の内部に、大空気孔102を開閉する昇降自在な遊動弁体105と、遊動弁体105を昇降させるフロート106と、遊動弁体105およびフロート106を上下方向へ案内する筒状の案内枠体107とが設けられたものがある。
Conventionally, as this type of air valve, for example, as shown in FIG. 7, a
案内枠体107の上端開口部は大空気孔102に連通し、遊動弁体105およびフロート106は案内枠体107内に収納されている。弁箱101の内周面と案内枠体107との間には、連通孔104に連通する弁箱内流路108が形成されている。弁箱内流路108と大空気孔102とは、案内枠体107に形成された流通口109を介して、連通している。遊動弁体105には、上下方向に貫通する小空気孔110が形成されている。また、案内枠体107の底部には、案内枠体107の内外両方に貫通する小開孔111が形成されている。
The upper end opening of the
このような空気弁100は、例えば埋設された水道用管路103に接続されている。
水道用管路103は複数本のダクタイル鉄管等の管を接合してなり、管同士の接合部分は一方の管の挿口を他方の管の受口に挿入した耐震継手構造を有している。これによると、地震時の大きな地盤変動の際、挿口が受口に対して管軸方向にスライドすることで、管継手部が管軸方向に伸縮し、挿口が限界まで伸び出ると、挿口突部が受口内のロックリングに引っ掛り、離脱防止機構が機能する。
Such an
The
水道用管路103から連通孔104を通って弁箱101内に水が流入して水位が変化することにより、それに連動して遊動弁体105及びフロート106が昇降し、遊動弁体105は、大空気孔102を開閉して、充水時の排気と排水時の吸気を行うことができる。また、フロート106は、遊動弁体105の小空気孔110を開閉して、大空気孔102を閉鎖した充水状態で弁箱101内に溜まった空気を自動的に排気することができる。
When water flows into the
尚、上記のような空気弁は例えば下記特許文献1に記載されている。 The air valve as described above is described in, for example, Patent Document 1 below.
しかしながら上記の従来形式では、地震の際、非常に強い揺れが発生した場合、空気弁100のフロート106の下部が凹むといった不具合や案内枠体107が損傷するといった不具合が発生する虞がある。このような地震の際には、強い揺れにより水道用管路103の管継手部が伸縮することで、管の損傷が防止されるのであるが、このとき、上記管継手部の伸縮に応じて、空気弁100の弁箱101内の水が一気に連通孔104を通って水道用管路103へ流出したり、或は、水道用管路103内の水が一気に連通孔104を通って弁箱101内に流入するといった異常現象が短時間のうちに繰り返し発生すると考えられる。このように空気弁100の弁箱101に対して水が急激に流入出することにより、弁箱101内の流速が急激に変化し、弁箱101内の圧力が瞬間的に大きく変動するウォーターハンマー現象が発生し、中空構造のため外圧に弱いフロート106が凹んだり、案内枠体107が損傷するものと考えられる。
However, in the above-described conventional format, when an extremely strong shaking occurs in the event of an earthquake, there is a possibility that a problem such as a depression of the lower portion of the
本発明は、震災等の強い揺れに見舞われても、フロートや案内枠体の損傷を防止することができる空気弁を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an air valve capable of preventing damage to a float and a guide frame body even when it is hit by a strong shaking such as an earthquake disaster.
上記目的を達成するために、本第1発明は、弁箱の上部に空気孔が形成され、
弁箱の下部に、管路に連通する連通孔が形成され、
弁箱の内部に、空気孔を開閉する遊動弁体と、遊動弁体を開閉方向へ移動させるフロートと、遊動弁体およびフロートを開閉方向へ案内する筒状の案内枠体とが設けられ、
案内枠体内の上部が空気孔に連通し、
遊動弁体およびフロートが案内枠体内に収納され、
弁箱の内周面と案内枠体の外周面との間に、連通孔に連通する弁箱内流路が形成され、
弁箱内流路と空気孔とが、案内枠体に形成された流通口を介して連通している空気弁であって、
弁箱内流路の断面積を絞った狭窄部が弁箱内に形成されているものである。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, an air hole is formed in the upper portion of the valve box,
A communication hole communicating with the pipe line is formed at the bottom of the valve box,
Inside the valve box, there are provided a floating valve body for opening and closing the air hole, a float for moving the floating valve body in the opening and closing direction, and a cylindrical guide frame body for guiding the floating valve body and the float in the opening and closing direction,
The upper part inside the guide frame communicates with the air hole,
The floating valve body and float are stored in the guide frame,
Between the inner peripheral surface of the valve box and the outer peripheral surface of the guide frame body, a flow path in the valve box communicating with the communication hole is formed,
An air valve in which the flow path in the valve box and the air hole communicate with each other through a circulation port formed in the guide frame body,
A constricted portion with a reduced cross-sectional area of the flow path in the valve box is formed in the valve box.
これによると、弁箱内に水が流入していない場合、遊動弁体が空気孔を開き、管路内の空気が、空気弁の連通孔から弁箱内に流入して弁箱内流路を流れ、弁箱内流路から案内枠体の流通口を通って空気孔に流れ、空気孔から外部へ排気される。このようにして管路内の空気が外部へ排気された後、管路内の水が、連通孔から弁箱内に流入し、弁箱内の水位の上昇に伴って、フロートが遊動弁体と共に上昇する。 According to this, when water does not flow into the valve box, the floating valve body opens the air hole, and the air in the conduit flows into the valve box from the communication hole of the air valve and flows into the valve box. , Flows from the flow path in the valve box through the flow port of the guide frame body to the air hole, and is exhausted from the air hole to the outside. After the air in the conduit is exhausted to the outside in this way, the water in the conduit flows into the valve box from the communication hole, and the float is a floating valve body as the water level in the valve box rises. Ascend with.
弁箱内が満水状態になると、フロートの上昇によって遊動弁体が閉位置まで上昇して空気孔を閉じる。これにより、弁箱内の水が空気孔から外部へ流出するのを防止する。
震災発生時、想定を超えた非常に強い揺れにより、空気弁の弁箱内の水が一気に連通孔を通って管路へ流出する場合、弁箱内流路を流れる水は狭窄部を通過する。また、反対に、管路の水が一気に連通孔から空気弁の弁箱内に流入する場合も、弁箱内流路を流れる水は狭窄部を通過する。このように、水が狭窄部を通過することによって、ウォーターハンマー現象の発生を抑制することができ、フロートや案内枠体の損傷を防止することができる。尚、ウォーターハンマー現象は流れの運動エネルギーが圧力エネルギーに変換されることで発生することが知られている。このため、上記のように水が狭窄部を通過する際、狭窄部が水の流れに対する抵抗になり、流れの運動エネルギーが減少し、運動エネルギーから変換される圧力エネルギーも低減され、これにより、ウォーターハンマー現象が抑制される。
When the inside of the valve box becomes full, the floating valve body rises to the closed position due to the rise of the float and closes the air hole. This prevents water in the valve box from flowing out of the air hole.
When the earthquake occurs, if the water in the valve box of the air valve flows out to the pipe through the communication hole at a stretch due to extremely strong shaking exceeding the assumption, the water flowing through the flow path in the valve box passes through the constricted part. To do. On the other hand, when the water in the pipe line flows into the valve box of the air valve from the communication hole at once, the water flowing through the valve box flow path passes through the narrowed portion. Thus, when water passes through the constricted portion, the occurrence of the water hammer phenomenon can be suppressed, and damage to the float and the guide frame body can be prevented. It is known that the water hammer phenomenon occurs when the kinetic energy of the flow is converted into pressure energy. For this reason, when water passes through the constriction part as described above, the constriction part becomes resistance to the flow of water, the kinetic energy of the flow is reduced, and the pressure energy converted from the kinetic energy is also reduced. Water hammer phenomenon is suppressed.
本第2発明における空気弁は、狭窄部は全周にわたり形成されているものである。
これによると、弁箱内流路を流れて連通孔から管路へ流出する水は、弁箱の周方向のいずれの位置においても、必ず狭窄部を通過する。また、管路から連通孔を通り弁箱内流路を流れて弁箱内に流入する水は、弁箱の周方向のいずれの位置においても、必ず狭窄部を通過する。これにより、ウォーターハンマー現象を確実に抑制することができる。
In the air valve according to the second aspect of the present invention, the constriction is formed over the entire circumference.
According to this, the water flowing through the flow path in the valve box and flowing out from the communication hole to the pipe always passes through the constricted part at any position in the circumferential direction of the valve box. Further, the water flowing from the pipe line through the communication hole and flowing into the valve box and flowing into the valve box always passes through the narrowed portion at any position in the circumferential direction of the valve box. Thereby, a water hammer phenomenon can be suppressed reliably.
本第3発明における空気弁は、狭窄部は弁箱の内周面と案内枠体の外周面との少なくとも一方に設けられた突部により形成されているものである。 In the air valve according to the third aspect of the invention, the narrowed portion is formed by a protrusion provided on at least one of the inner peripheral surface of the valve box and the outer peripheral surface of the guide frame.
以上のように本発明によると、震災等の強い揺れに見舞われても、フロートや案内枠体の損傷を防止することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the float and the guide frame body from being damaged even if they are hit by a strong shake such as an earthquake disaster.
以下、本発明における実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
第1の実施の形態では、図1に示すように、1は地中に埋設された水道管路(管路の一例)であり、この水道管路1は挿口と受口を有する複数本の管同士を接合してなるものである。管同士の接合部分は、従来と同様に、一方の管の挿口を他方の管の受口に挿入した耐震継手構造を有している。水道管路1はその途中にT字管2を備えており、T字管2には、補修弁4を介して、空気弁6が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes a water pipe (an example of a pipe) embedded in the ground, and this water pipe 1 has a plurality of inlets and outlets. These tubes are joined together. The joint portion between the tubes has an earthquake-resistant joint structure in which the insertion port of one tube is inserted into the receiving port of the other tube, as in the prior art. The water pipe 1 is provided with a T-
図1,図2に示すように、空気弁6は、弁箱8と、弁箱8の内部に設けられた遊動弁体9とフロート10と案内枠体11と、弁箱8の上方に設けられたカバー12とを有している。弁箱8の上端部には、内部と外部とに連通する大空気孔14(空気孔の一例)と、大空気孔14の周囲を取り囲む大空気孔用弁座15とが形成されている。弁箱8の下端部には、補修弁4を介して水道管路1のT字管2に連通する連通孔17と、取付用フランジ16とが設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
カバー12は大空気孔14の上方を覆っており、カバー12と弁箱8との間には、大空気孔14と外部とに連通する連通空間13が形成されている。遊動弁体9は、昇降することにより大空気孔14を開閉する弁体であり、大空気孔用弁座15に当接離間自在なシート部9aと、遊動弁体9の内外に連通する小空気孔19と、小空気孔用弁座20とを有している。尚、図3に示すように、遊動弁体9は、閉位置まで上昇すると、シート部9aが大空気孔用弁座15に当接することにより、大空気孔14を閉じる。小空気孔19は、大空気孔14よりも小径であり、小空気孔用弁座20を貫通している。
The
フロート10は、遊動弁体9を上下方向(開閉方向の一例)へ移動させる金属製で中空構造の昇降自在な球体であり、昇降することによって遊動弁体9の小空気孔19を開閉する。
The
案内枠体11は、遊動弁体9およびフロート10を上下方向に案内するものであり、大空気孔14に連通する上端開口部11aを有する円筒状に形成され、且つ、底部が半球状に湾曲してフロート10を保持している。また、案内枠体11の側面上部には、案内枠体11の内外面に開口する複数の流通口22が形成されている。さらに、案内枠体11の最底部には小開孔23が形成されている。
The
遊動弁体9とフロート10とは案内枠体11内に収納されている。弁箱8の内周面と案内枠体11の外周面との間には、弁箱内流路24が全周にわたって形成されている。弁箱内流路24の下部は連通孔17に連通し、弁箱内流路24の上部は流通口22を介して大空気孔14に連通している。
The
弁箱8内には、弁箱内流路24の下部の断面積を絞った狭窄部26が形成されている。狭窄部26は、案内枠体11の底部外周面に全周にわたり設けられた突部27によって、全周にわたり形成されている。突部27は、四角形状の断面を有する円環状の部材であり、案内枠体11に一体に形成され、案内枠体11の底部から下向きに突出し、上方から連通孔17に対向している。
A narrowed
図1に示すように、補修弁4は、弁箱31と、弁箱31内に設けられた弁体32と、弁体32を開閉操作するための操作レバー33とを有している。空気弁6の取付用フランジ16が補修弁4の弁箱31に連結されている。
As shown in FIG. 1, the
以下、上記構成における作用を説明する。
図1に示すように、補修弁4を開き、水道管路1内に充水することにより、水道管路1内の空気が、補修弁4を通り、空気弁6の連通孔17から弁箱内流路24を流れ、流通口22を通って大空気孔14から流出し、連通空間13を流れて外部へ排気される。この際、図2に示すように、フロート10が自重により案内枠体11内の底部に下降すると共に、遊動弁体9が自重により開位置まで下降して大空気孔14を開放している。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
As shown in FIG. 1, when the
水道管路1内の充水量が増加し、水(流体の一例)が空気弁6の連通孔17から弁箱8内に流入すると、弁箱8内の水位の上昇に応じてフロート10が上昇し、フロート10の浮力によって遊動弁体9が上昇する。図3の実線で示すように、弁箱8内が満水状態になると、遊動弁体9が閉位置まで上昇して大空気孔14を閉じると共に、フロート10が小空気孔19を閉じ、これにより、水の流出が阻止される。
When the amount of water in the water pipe 1 increases and water (an example of fluid) flows into the
その後、水道管路1内を流れている水に含まれる少量の空気が水道管路1内から空気弁6の弁箱8内に流入し、次第に弁箱8内に空気が溜まって水位が低下すると、図3の仮想線で示すように、フロート10が下降して小空気孔19を開く。これにより、弁箱8内の空気が、小空気孔19を通り、連通空間13から外部へ排気される。
Thereafter, a small amount of air contained in the water flowing in the water pipe 1 flows into the
また、水道管路1内の水を排水すると、弁箱8内の水位が低下し、図2に示すように、フロート10が自重により案内枠体11内の底部に下降すると共に、遊動弁体9が自重により開位置まで下降して大空気孔14を開放する。これにより、外部の空気が、連通空間13から大空気孔14を通り、流通口22を経て弁箱内流路24を流れ、連通孔17から補修弁4を通過し、水道管路1内に吸気される。
When the water in the water pipe 1 is drained, the water level in the
尚、通常時は、図3で示すように、弁箱8内が満水状態で、遊動弁体9が大空気孔14を閉じると共にフロート10が小空気孔19を閉じた状態になっている。
地震等が発生して非常に強い揺れに襲われ、水道管路1の管継手部が伸縮すると、空気弁6の弁箱8内の水が一気に連通孔17を通って水道管路1へ流出したり、或は、水道管路1内の水が一気に連通孔17から空気弁6の弁箱8内へ流入する異常現象が短時間のうちに繰り返し発生することがある。
In normal times, as shown in FIG. 3, the inside of the
When an earthquake or the like occurs and the pipe joint of the water pipe 1 expands and contracts due to an extremely strong shaking, the water in the
上記のように弁箱8内の水が一気に連通孔17を通って水道管路1へ流出する場合、弁箱内流路24を流れる水は狭窄部26を上から下へ通過する。また、反対に、水道管路1内の水が一気に連通孔17から弁箱8内に流入する場合、弁箱内流路24を流れる水は狭窄部26を下から上へ通過する。このように、水が狭窄部26を通過する際、狭窄部26が水の流れに対する抵抗になり、流れの運動エネルギーが減少し、運動エネルギーから変換される圧力エネルギーも低減されるため、ウォーターハンマー現象の発生が抑制され、フロート10や案内枠体11の損傷を防止することができる。
As described above, when the water in the
また、狭窄部26は全周にわたり形成されているため、弁箱内流路24を流れる水は、弁箱8の周方向のいずれの位置においても、必ず狭窄部26を通過する。これにより、ウォーターハンマー現象を確実に抑制することができる。
Further, since the narrowed
尚、狭窄部26は、空間であるため、フィルター等のように目詰まり等が発生することはない。
上記第1の実施の形態では、円環状の突部27を、案内枠体11に、単数個形成しているが、複数個形成してもよい。
In addition, since the
In the first embodiment, a single
(第2の実施の形態)
第1の実施の形態では、突部27を案内枠体11に設けたが、第2の実施の形態として、図5に示すように、突部27を弁箱8の内周面に設けて、狭窄部26を形成してもよい。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the
上記第2の実施の形態では、円環状の突部27を、弁箱8の内周面に単数個形成しているが、複数個形成してもよい。
(第3の実施の形態)
第3の実施の形態として、突部27を案内枠体11と弁箱8との両者にそれぞれ設けてもよい。
In the second embodiment, a single
(Third embodiment)
As 3rd Embodiment, you may provide the
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態として、図6に示すように、案内枠体11と弁箱8との両者にそれぞれ、複数個の突部27を設け、狭窄部26を屈曲させてもよい。
(Fourth embodiment)
As a fourth embodiment, as shown in FIG. 6, a plurality of
これによると、弁箱内流路24を流れる水が狭窄部26を通過する際、狭窄部26が屈曲しているため、水の流れが蛇行し、これにより、流れの抵抗が増加して、ウォーターハンマー現象を確実に抑制することができる。
According to this, when the water flowing through the valve
上記第1の実施の形態では、図2に示すように、狭窄部26の幅Wを全周にわたって一定に形成しているが、上記幅Wを周方向において変化させ、周方向において上記幅Wが広い箇所と狭い箇所とを形成してもよい。また、第1の実施の形態以外の実施の形態においても同様である。
In the first embodiment, as shown in FIG. 2, the width W of the
上記各実施の形態では、図2,図5,図6に示すように、狭窄部26を、弁箱内流路24の下部に形成しているが、下部に限らず、弁箱内流路24の一部に形成すればよく、例えば、弁箱内流路24の上部、或は、上下中間部に形成してもよい。
In each of the above-described embodiments, as shown in FIGS. 2, 5, and 6, the narrowed
1 水道管路(管路)
6 空気弁
8 弁箱
9 遊動弁体
10 フロート
11 案内枠体
14 大空気孔(空気孔)
17 連通孔
22 流通口
24 弁箱内流路
26 狭窄部
27 突部
1 water pipe (pipe)
6
17
Claims (3)
弁箱の下部に、管路に連通する連通孔が形成され、
弁箱の内部に、空気孔を開閉する遊動弁体と、遊動弁体を開閉方向へ移動させるフロートと、遊動弁体およびフロートを開閉方向へ案内する筒状の案内枠体とが設けられ、
案内枠体内の上部が空気孔に連通し、
遊動弁体およびフロートが案内枠体内に収納され、
弁箱の内周面と案内枠体の外周面との間に、連通孔に連通する弁箱内流路が形成され、
弁箱内流路と空気孔とが、案内枠体に形成された流通口を介して連通している空気弁であって、
弁箱内流路の断面積を絞った狭窄部が弁箱内に形成されていることを特徴とする空気弁。 An air hole is formed at the top of the valve box,
A communication hole communicating with the pipe line is formed at the bottom of the valve box,
Inside the valve box, there are provided a floating valve body for opening and closing the air hole, a float for moving the floating valve body in the opening and closing direction, and a cylindrical guide frame body for guiding the floating valve body and the float in the opening and closing direction,
The upper part inside the guide frame communicates with the air hole,
The floating valve body and float are stored in the guide frame,
Between the inner peripheral surface of the valve box and the outer peripheral surface of the guide frame body, a flow path in the valve box communicating with the communication hole is formed,
An air valve in which the flow path in the valve box and the air hole communicate with each other through a circulation port formed in the guide frame body,
An air valve characterized in that a narrowed portion with a reduced cross-sectional area of the flow path in the valve box is formed in the valve box.
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