JP3803259B2 - 空気弁内蔵消火栓 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フロート式空気弁により配水管路内の滞留空気を自動的に排出する空気弁内蔵消火栓に関する。
【０００２】
【従来の技術】
配水管路内に空気が溜まると、流動性が阻害されて通水能力が低下し、出水不良の原因となる。また、管路で常時空気溜まりとなっている部分は腐食の進行が加速され、漏水につながり配管としての機能を果たせなくなる問題がある。さらに大きな空気溜まりは管内の脈動を増幅し、接続機器の作動や耐久性に悪影響を及ぼすという問題もある。
【０００３】
このような問題を解決するために、従来、配水本管（配水管路）に空気弁を付設したり、配水本管から分岐した消火栓に空気弁を付設する方法が知られているが、空気弁を別個に設けたり、消火栓に付設する方式では、配管設備に費用がかかって合理的ではない。このため、特開平１１ー１５８９４７号公報には、消火栓に空気弁を内蔵したものが提案されている。
【０００４】
この空気弁内蔵の消火栓は、図５に示すように、弁箱１下部に配水管路に連結される流入口２を形成するとともに、弁箱１に流出口３を介して放水口４を設け、弁箱１内には、前記流入口２に接離して開閉する弁体５を弁箱１外部からスピンドル６を介して昇降可能に設け、その弁体５内に前記流入口２に開口するフロート室７を形成し、弁体５には前記フロート室７から弁体５外部に通じる吸排気口８を形成し、フロート室７内には前記吸排気口８に接離して開閉するフロート弁９を設けた構成である。
【０００５】
ここで、空気弁は、断水時などの配水管路が負圧になるとき（吸気時）には、外部（大気）から配水管路に空気を導入し、一方、その負圧状態からの通水時、又は初期の通水時には、配水管路内の空気を速やかに外気に放出する必要がある。しかし、上記構成の空気弁はその空気流路である吸排気口８が小径のため、その作用が円滑になされない。
【０００６】
このため、特開２０００−３４５５９２号公報には、図６に示すように、吸排気口８を弁体５の中央に大径にして形成し、その吸排気口８に第１フロート弁９ａを接離自在に設け、その第１フロート弁９ａをガイド９ｃにより昇降自在に支持し、ガイド９ｃに吸排気口８に通じる大径の主吸排気口（路）８ａを形成するとともに吸排気口８に偏心して小径の副吸排気口（路）８ｂを形成し、この副吸排気口８ｂに第２フロート弁９ｂを接離自在に設けた構成のものが開示されている。この構成の空気弁は、吸排気時には大径の主吸排気口８ａを通して円滑な吸排気を行い得るとしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、その図６で示す空気弁においては、第１フロート９ａをガイド９ｃで支持しているため、そのガイド９ｃの取付けが頻繁であり、また、ガイド９ｃが吸排気時の流通の妨げともなっている。また、吸排気口８が弁箱１の外部に開口しているため、その吸排気口８の閉鎖直前、あるいは閉鎖後の放水時などの大きな圧力変動がある場合、その開口から水が流出する恐れがある。すなわち、漏水の恐れがある。
【０００８】
さらに、従来の消火栓は、流入口２に弁体５を当接して閉弁した際、弁箱１内に水が残っても、その残留水を外部に排出する構造ではない。このため、吸気時に、その残留水が空気弁を通して配水管路に入る、すなわち汚水が入る。
【０００９】
この発明は、上記吸排気を円滑に行い得るようにすることを第１の課題、上記漏水をなくすことを第２の課題、弁箱内の残留水をなくすことを第３の課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記第１の課題を達成するために、この発明は、まず、外部に通じる吸排気口を、大径吸排気口と小径吸排気口から構成し、その開閉用フロート弁をそれぞれに設けたのである。両吸排気口が外部（外気）に通じているため、その両者が閉じるまで、排気が行われる。
【００１１】
つぎに、この発明は、大径吸排気口を弁体の中央に設けて、十分な径のものとし得るようにして、吸排気を円滑になし得るようにし、その中央に設けたことにより、大径吸排気口用フロート弁を小径吸排気口用フロート弁に昇降自在に嵌め、その嵌合凹部は上方に開口させたのである。このように、嵌合凹部上方を開口させて、小径吸排気口用フロート弁に大径吸排気口用フロート弁を昇降自在に嵌めれば、ガイドをその小径吸排気口用フロート弁が兼ねて、空気の流れも真直ぐとし得て、図６のガイド９ｃがないことも加わって、吸排気が円滑になされる。
【００１２】
このとき、大径吸排気口を小径吸排気口より上位に形成すれば、小径吸排気口の閉鎖に比べ、大径吸排気口の閉鎖が遅くなり、一般に、空気は弁体の中央（上位の大径吸排気口）に集まるため、その空気は円滑に排気される。すなわち、配管内に多量の空気が残ることが確実に防止される。
【００１３】
第２の課題を達成するために、この発明は、吸排気口を弁箱内に開口させたのである。弁箱内に開口すれば、仮に吸排気口から水が流出しても弁箱外に洩れることはない。因みに、図５の空気弁も弁箱内に吸排気しているが、その吸排気通路は、ねじの噛み合い部などを兼用して極く狭いため、漏水防止という考えはない。
【００１４】
第３の課題を達成するために、この発明は、閉弁時に、弁箱内から自動的に排水するようにしたのである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記第１の課題を達成するための発明の実施形態としては、弁箱下部に配水管路に連結される流入口を形成するとともに、弁箱に流出口を介して放水口を設け、弁箱内には、前記流入口に接離して開閉する弁体を弁箱外部から昇降可能に設け、その弁体内に前記流入口に開口するフロート室を形成し、弁体には前記フロート室から弁体外部に通じる吸排気口を形成し、フロート室内には前記吸排気口に接離して開閉するフロート弁を設けた空気弁内蔵消火栓において、前記吸排気口を、大径吸排気口と小径吸排気口から構成するとともに、前記フロート弁を、前記大径吸排気口に接離して開閉する第１フロート弁と前記小径吸排気口に接離して開閉する第２フロート弁から構成し、前記大径吸排気口は前記弁体の中央に設け、小径吸排気口は弁体の中央から偏心して設け、前記第１フロート弁は第２フロート弁に昇降自在に嵌まってその嵌合凹部は上方に開口した構成を採用し得る。
【００１６】
この構成の空気弁内蔵消火栓は、上記フロート室に水が流入すると、第１、第２フロート弁が浮力で上昇して上記大径吸排気口及び小径吸排気口にそれぞれ当接して閉じ、その状態で、フロート室内に空気が溜ってくると、その空気圧により第２フロート弁が傾いて小径吸排気口を開放する。また、断水などの吸気時には、両フロート弁が下降して、両吸排気口を開放して、配水管路に円滑に空気を送り込む。
【００１７】
この構成において、上記第２フロート弁の小径吸排気口側外端に係止して、第２フロート弁の回動を阻止して傾動を許容するピンを上記弁体のフロート室内に設ければ、第２フロート弁の昇降及び傾動が円滑かつ確実になされる。
【００１８】
また、上記弁箱に上下方向のスピンドルを回転可能に水密性をもって挿し通し、そのスピンドル挿入端に上記弁体をねじ合わせて、スピンドルの回転により弁体を昇降するようにすれば、スピンドルを昇降させることなく、弁体を昇降できて、消火栓のコンパクト化を図ることができる。
【００１９】
なお、上記各構成において、各吸排気口を弁箱内に通じるものとすれば、その吸排気口を通して水が流出しても、消火栓外部に出ることはない。すなわち、第２の課題である漏水を防止できる。
【００２０】
第３の課題を達成するためのこの発明の実施形態としては、弁箱下部に配水管路に連結される流入口を形成するとともに、弁箱に流出口を介して放水口を設け、弁箱内には、前記流入口に接離して開閉する弁体を弁箱外部から昇降可能に設け、その弁体内に前記流入口に開口するフロート室を形成し、弁体には前記フロート室から弁体外部に通じる吸排気口を形成し、フロート室内には前記吸排気口に接離して開閉するフロート弁を設けた空気弁内蔵消火栓において、前記弁箱下部の前記流入口下流直近に排水口を形成し、この排水口に自動排水弁を設けた構成を採用し得る。
【００２１】
この排水構造は、第１、第２の課題を達成する上記各実施形態に併用し得る。
【００２２】
【実施例】
一実施例を図１乃至図４（ｃ）に示し、この実施例の空気弁内蔵消火栓１０は、配水管と接続される弁箱１１を具備している。弁箱１１の下部には流入口１２が形成され、その下流側周縁に弁座１８が形成され、その周囲は配水管と接続するためにフランジ１９となっている。弁箱１１の側部上方には流出口１３が形成され、流出口１３には放水口１４が接続され、この放水口１４の差し金具１４’に蓋２０が被せられている。
【００２３】
弁箱１１内には流入口１２を開閉する円柱状弁体１５が設けられ、この弁体１５には下部開口１７ａの円状の空気弁室（フロート室）１７が形成されている。弁体１５の上部には弁箱１１にキー結合１１ａして昇降自在なねじ筒１５ａが形成され、スピンドル１６の先端部に設けたねじ部１６ｂとねじ結合している。このスピンドル１６の上部外周にはフランジ１６ａが一体に設けられ、このフランジ１６ａにより抜け止めされてスピンドル１６は一定の位置で回転する。このスピンドル１６の回転によって、弁体１５は回転することなく昇降して弁座１８に接離し、流入口１２を開閉する。
【００２４】
空気弁室１７内の弁体１５上壁中央は没んでその中央に大径吸排気口（孔）２１が形成され、この排気口２１はねじ筒１５ａの透孔２２を介して弁箱１１内に連通している。また、弁体１５上壁の没部一側には小径吸排気口（孔）２３が上面に開口して形成され、この排気口２３も弁箱１１内に連通している。この小径吸排気口２３の外側にピン２４が下向きに設けられている。
【００２５】
空気弁室１７内には、大径吸排気口２１に接離して開閉する円錐台状第１フロート弁２５、小径吸排気口２３に接離して開閉する有底円筒状第２フロート弁２６がそれぞれ昇降自在に設けられている。第２フロート弁２６は、空気弁室１７内をその空気弁室１７周面をガイドとして昇降するものであり、さらに第２フロート弁２６の肩部側面に係止孔２４ａが形成され、この係止孔２４ａに上記ピン２４が挿入係止し、この係止により、第２フロート弁２６の回動が阻止され、後述の傾動もスムースとなる。第１フロート弁２５は第２フロート弁２６の上面開口の凹部（嵌合凹部）２６ａに昇降自在に嵌まってその嵌合凹部２６ａは上方に開口しているとともに、その嵌合凹部２６ａの開口面は、前記フロート室１７に水が入っていない状態において前記第２フロート弁２６内に嵌った第１フロート弁２５の上面より上位に位置し（図４（ａ）参照）、その凹部の下部には透孔２７が形成されている。この透孔２７を通して流入口１２から第２フロート弁２６内に流水する。第１フロート弁２５の昇降は、凹部２６ａの周囲に設けた突条２６ｂによりガイドされる。第１フロート弁２５の下面には溝２５ｂが形成されて、その溝２５ｂ及び前記突条２６ｂによって、第１フロート弁２５外面と第２フロート弁２６内面の間に第２フロート弁２６底壁の透孔２７から前記嵌合凹部２６ａの開口までの空気路が形成される。第２フロート弁２６の下面には突起２８が形成され、この突起２８の存在により、第２フロート弁２６が弁体１５内下面に着座しても、流入口１２からの流れは両吸排気口２１、２３に至る。図中、２５ａ、２６ｃは弁座用シートである。
【００２６】
弁箱１１下部の流入口１２下流直近には排水口３１が形成され、この排水口３１にスプリング式等の自動排水弁３２が接続されており、この自動排水弁３２は、流入口１２が開放されて弁箱１１内に水圧がかかっているときには閉じ、流入口１２が閉じられて弁箱１１内に水圧がかかっていない状態で開放して、弁箱１１内の水を排出する。このため、この消火栓の閉止時には、弁箱１１内には水が殆ど滞留しない。
【００２７】
この実施例は以上の構成であり、配管の新設時や断水後の通水時など初めて通水する時には、図１のように弁体１５が流入口１２を閉じた閉弁状態において、空気弁室１７に水が殆ど入っていないので、図４（ａ）に示すように、第１、第２フロート弁２５、２６は重力により下降して空気弁室１７に着座しており、両吸排気口２１、２３は開放されている。この状態において通水が開始されると、配管内の滞留空気の排気流は空気弁室１７の下部開口１７ａから、その内壁と第２フロート弁２６の間隙と、第２フロート弁２６下面の透孔２７から上記溝２５ｂ及び突条２６ｂにより形成された空気路を通じて大径吸排気口２１と連通した流路を経て、透孔２２から弁箱１１内に流入し、差し金具１４’と蓋２０の隙間から外気に流出する。このとき、小径吸排気口２３からもその排気流は弁箱１１内に流入する。
【００２８】
この初期状態から、水が弁体１５内に入り込むと、その水位の上昇とともに第１、第２フロート弁２５、２６も上昇し、やがて各吸排気口２１、２３の弁座に当接して閉止する。この作用につれて、弁体１５内の空気は押し上げられ、両吸排気口２１、２３から排出されて、滞留空気はなくなる（図４（ａ）から（ｂ））。
【００２９】
この弁体１５への水充満状態において、配水管路の水流から分離した空気が弁体１５内に至って空気弁室１７に滞留すると、その滞留につれて、空気弁室１７内の水位ｗが下がり、空気弁室１７内の空気圧力と外部圧力の差圧に小径吸排気口２３の内径面積を乗じた大きさの押上げ力が第２フロート弁２６に作用する。やがて、偏心した小径吸排気口２３、すなわち弁座端を支点として第２フロート弁２６が自身の質量により図４（ｃ）に示すように傾いて（傾動して）、小径吸排気口２３を開放する。この開放により、空気弁室１７内の滞留空気は排出される。空気が排出され水位ｗが上がると、第２フロート弁２６は同図（ｂ）の状態に復帰する。この作用が繰り返されて、管路通水中における管路内の空気抜きが行なわれる。この作用時、第１フロート弁２５は殆ど大径吸排気口２２に当接した状態を維持する。
【００３０】
一方、排水などにより、空気弁室１７内から水が流出すると、その流出とともに、第１、第２フロート弁２５、２６が下降して大小径吸排気口２１、２３が開放されて（図４（ａ））、管路内に円滑に空気が送り込まれる。すなわち、円滑に吸気される。
【００３１】
【発明の効果】
この発明は、以上のように、第１、第２フロート弁を設け、この両フロート弁で大小径の吸排気口をそれぞれ開閉し、かつ、第１フロート弁を第２フロート弁内に昇降自在に収納したので、吸排気を円滑に行うことができる。
【００３２】
また、吸排気口を弁箱内に開口させたので、漏水の恐れもない。
【００３３】
さらに、閉弁時に、弁箱内から自動的に排水するようにしたので、残留水がなくなり、管路内に汚水が入り込む恐れも少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例の縦断面図
【図２】同実施例の平面図
【図３】同実施例の開弁時の縦断面図
【図４（ａ）】同実施例の作用図
【図４（ｂ）】同実施例の作用図
【図４（ｃ）】同実施例の作用図
【図５】従来例の縦断面図
【図６】他の従来例の要部縦断面図
【符号の説明】
１、１１ 弁箱
２、１２ 流入口
３、１３ 流出口
４、１４ 放水口
５、１５ 弁体
６、１６ スピンドル
７、１７ フロート室（空気弁室）
１０ 空気弁内蔵消火栓
１４’ 放水口用差し金具
１７ａ フロート室下部開口
１９ フランジ
２１ 大径吸排気口
２３ 小径吸排気口
２４ ピン
２５ 第１フロート弁
２６ 第２フロート弁
２６ａ 嵌合凹部
２６ｂ ガイド突条
２７ 第２フロート弁下面透孔
３１ 排水口
３２ 自動排水弁

Claims (1)

1. 弁箱１１下部に配水管路に連結される流入口１２を形成するとともに、弁箱１１に流出口１３を介して放水口１４を設け、弁箱１１内には、前記流入口１２に接離して開閉する弁体１５を弁箱１１外部から昇降可能に設け、その弁体１５内に前記流入口１２に開口するフロート室１７を形成し、弁体１５には前記フロート室１７から弁体１５外部に通じる吸排気口を形成し、フロート室１７内には前記吸排気口に接離して開閉するフロート弁を設けた空気弁内蔵消火栓において、
   上記吸排気口を、大径吸排気口２１と小径吸排気口２３から構成するとともに、上記フロート弁を、前記大径吸排気口２１に接離して開閉する第１フロート弁２５と前記小径吸排気口２３に接離して開閉する第２フロート弁２６から構成し、前記大径吸排気口２１は上記弁体１５の中央に設け、小径吸排気口２３は弁体１５の中央から偏心して設け、前記第１フロート弁２５は第２フロート弁２６に昇降自在に嵌まってその嵌合凹部２６ａは上方に開口しているとともに、その嵌合凹部２６ａの開口面は、前記フロート室１７に水が入っていない状態において前記第２フロート弁２６内に嵌った第１フロート弁２５の上面より上位に位置し、かつ、前記嵌合凹部２６ａの周壁に縦方向の複数の突条２６ｂが設けられてその突条２６ｂが第１フロート弁２５の昇降用ガイドとなっているとともに、第１フロート弁２５の下面には溝２５ｂが形成されて、その溝２５ｂ及び前記嵌合凹部２６ａ周壁の突条２６ｂによって、第１フロート弁２５外面と第２フロート弁２６内面の間に第２フロート弁２６底壁の透孔２７から前記嵌合凹部２６ａの開口までの空気路を形成し、
   上記フロート室１７に水が入っていない状態から流入すると、まず、フロート室１７内の空気は、そのフロート室１７の内壁と上記第２フロート弁２６の間隙及び前記第２フロート弁２６底壁の透孔２７から上記空気路を介して上記小径吸排気口２３と大径吸排気口２１に至って排気され、やがて、第１、第２フロート弁２５、２６が浮力で上昇して前記大径吸排気口２１及び小径吸排気口２３にそれぞれ当接して閉じ、その状態で、フロート室１７内に空気が溜ってくると、その空気圧により第２フロート弁２６が傾いて小径吸排気口２３を開放するようになっており、
   かつ、上記弁箱１１に上下方向のスピンドル１６を回転可能に水密性をもって挿し通し、そのスピンドル１６挿入端を上記弁体１５上部のねじ筒１５ａ内にねじ合わせて、スピンドル１６の回転により弁体１５を昇降するようにし、上記大径吸排気口２１を前記ねじ筒１５ａ内に開口させると共に、そのねじ筒１５ａに内面から弁箱１１内に通じる透孔２２を形成して、前記大径吸排気口２１を、前記ねじ筒１５ａ、前記透孔２２を介して弁箱１１内に連通し、上記小径吸排気口２３は弁体１５の壁を直接に貫通して弁箱１１内に開口させたことを特徴とする空気弁内蔵消火栓。

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