JP4366564B2 - 吸排気弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は給水、給湯などの配管の負圧破壊、空気排出を行なうため、配管頂部に設けられる吸排気弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば中、高層集合住宅の給水システムに受水槽を用いない増圧直結システムを採用した場合、配管設備の保護や給水の安定化を図るために立て配管の頂部に吸気弁や排気弁を設置することが必要である。 吸気弁は一時的な断水やポンプの事故などにより配管内圧力が低下し、立て配管上部が負圧となって逆サイホン現象を発生することを防止するために空気を吸入させるものである。 また、排気弁は配管に経時的に溜った空気、および初期通水時に内部の空気を排出するものである。
【０００３】
前記の吸気弁および排気弁を、例えば特開平５−４４８６７号公報に記載されているように互いに独立した別体品とする代りに、一体品としてコンパクト化を図ったものが提供されており、このものの一つの形式として配管に接続連通されるケーシングに浮子を収装し、ケーシング内の低水位時に浮子が下降することにより開弁状態が形成されて空気の排出を行なうが、高水位時に浮子が上昇することにより閉弁状態が形成されて配管を閉鎖するようにしたものがある。
【０００４】
即ち、特開昭６０−１１７８５号公報には吸気弁と排気弁とを一体化した浮子式の吸排気弁として、浮子の昇降に応じて荷重が変化するばねを作用させたダイヤフラムに設けた弁体で大吸排気口を開閉させるとともに、浮子に設けた弁体で小吸排気口を開閉させるようにしたものが記載されている。 この吸排気弁は浮子が下降すると大吸排気口、小吸排気口がともに開かれて空気の急速な導入または排気を行ない、浮子が上昇すると先ず大吸排気口が閉じられ次に小吸排気口が閉じられるものである。 しかしながら、このものは浮子およびばねを収装したケーシングの頂面をダイヤフラムで覆い、その上方に大小二つの吸排気口を有する蓋体を配置した構造であるため、組立が面倒であるばかりか、内部部品の点検、清掃、交換などのメンテナンスがダイヤフラムを除去しなければ不可能であり、従ってまた再組立ても著しく困難である、という問題がある。
【０００５】
また、特開平９−１８９３６７号公報には前記形式の吸排気弁として、浮子と一体に昇降する弁体で大吸排気口を開閉させるとともに、浮子の回動により弁体に設けた小吸排気口を開閉させるようにしたものが記載されている。この吸排気弁は弁体、浮子、浮子受けの自重とばね力とのバランスで大吸排気口を適度の開放状態に保つが、水位が上昇すると先ず大吸排気口が閉じられ、次に小吸排気口が閉じられるものであり、また空気が溜ると小吸排気口が開き、負圧発生時には大吸排気口が開くものである。 しかしながら、このものは水位や圧力およびこれらによって昇降する上下動部材、ばねのバランスによって水の流出やウォータハンマを防止しようとするものであって、開閉のタイミングを適正にするのがきわめて困難である、という問題および、弁体と浮子受けとが一体化されているので内部のメンテナンス性に難点がある、という問題がある。
【０００６】
更に、特開２００１−２３５０４７号公報には前記形式の吸排気弁として、二つの弁体部分を形成した浮子の下降位置で大吸排気口、小吸排気口がともに開かれ、浮子が上昇すると先ず大吸排気口が閉じられ次に小吸排気口が閉じられ、また空気が溜ると小吸排気口が開き、負圧発生時には大吸排気口、小吸排気口がともに開くようにしたものが記載されている。しかしながら、このものは浮子に形成した二つの弁体部分と蓋体に形成した二つの吸排気口との高さ位置関係を適正に設定するのが困難である、という問題がある。
【０００７】
更にまた、特開２００２−２２０４３号公報には、前記形式の吸排気弁として、遊動弁体と重比重の浮子弁体および軽比重の浮子とを上下に配し、浮子下降位置で大吸排気口、小吸排気口がともに開かれ、浮子が上昇すると先ず遊動弁体が大吸排気口を閉じ、次に浮子弁体が遊動弁体に設けた小吸排気口を閉じ、また空気が溜ると小吸排気口が開き、負圧発生時には大吸排気口、小吸排気口がともに開くようにしたものが記載されている。 しかしながら、このものは浮子と浮子弁体との比重差を利用して浮子による遊動弁体の上昇動作および浮子と浮子弁体による小吸排気口の開閉動作を適確に行なわせるためには、比重即ちそれぞれの重量と互いの重なり面の形状を厳密に設定する必要がある、という設計上、製造上の問題がある。
【０００８】
更に加えて、前記従来の吸排気弁はいずれも閉弁不良などによって水が流出した場合の対策を考慮しておらず、建物内の配管から水が流出すると室内への漏水などのトラブルの原因となる。 特開２０００−１７０９３６号公報には流出水を排水溝などに誘導する導管を設けることが記載されているが、吸排気もこの導管を通って行なわれるので、大量の空気を短時間で吸排気させるには必要以上に大径の導管を準備しなければならない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は吸気機能と排気機能とを一体化した前記従来の吸排気弁がもっている、殊に流出水の処理と吸排気能力の確保とを両立させる合理的な手段がなかった、という点を解決すること、およびこのことに加えて前記従来の吸排気弁が個々にもっている組立てや分解が面倒であり、従ってメンテナンス性に難点がある、各部の寸法や形状更には部品の比重などの設定が面倒且つ困難である、という点を解決することを課題としてなされたものであって、流出水を流出溝などに導く手段と大量の空気を短時間で吸排気させる手段とを具えたもの、およびこれに加えて組立て・分解が簡単でメンテナンスを容易に行なうことができる簡単な構造で、しかも吸排気を適確に行なうことができるもの、とすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は配管頂部に接続されるケーシングに収装した浮子と、この浮子の上下動により開閉してケーシングに空気を導入しまたはケーシングに溜った空気を排出する吸排気口とを有している吸排気弁装置について、流出水の処理と吸排気能力の確保とを両立させる、という第一の課題点を次のようにして解決した。
【００１１】
ケーシングの頂端を覆う蓋体に設けられているとともに前記蓋体には前記蓋体の頂面に形成した取付縁に嵌め合わせた下向き環状の連結縁および前記吸排気口の上方領域を覆った上覆板とからなるカバー部材が具えられており、このカバー部材の前記連結縁に前記吸排気口の上方一側から外側方へ向けて突出させた底面を前記大吸排気口の上端面とほぼ同一高さ位置とした流出水を所定個所に誘導する導管を接続する接続口と、前記吸排気口の前記接続口を除いた上方の外周領域に亘って設けられた前記吸排気口の上端面よりも上方へ突出させた立上り縁を有する前記吸排気口を大気に開放させた吸排気用の開口とを有しているものとした。
【００１２】
このように、蓋体の外周を閉鎖することなく導管の接続口を除いたほぼ全外周領域を大気に開放したことにより、流出水の処理を適確に行なうことができると同時に、大面積の開口を形成して大量の空気を短時間で導入または排出させ高い吸排気能力をもつものとする、という目的が達成される。
【００１３】
また、本発明は前記第一の課題点に加えて、組立て・分解が簡単でメンテナンスを容易なものとする簡単な構造で、しかも吸排気を適確に行なわせる、という第二の課題点を次のようにして解決した。
【００１４】
即ち、吸排気口は大吸排気口と小吸排気口との二つからなるものであって、ケーシングの頂端を覆う蓋体に設けられているとともに蓋体には蓋体の頂面に形成した取付縁に嵌め合わせた下向き環状の連結縁および前記大吸排気口の上方領域を覆った上覆板とからなるカバー部材が具えられており、このカバー部材の連結縁に大吸排気口の上方一側から外側方へ向けて突出させた底面を前記大吸排気口の上端面とほぼ同一高さ位置とした流出水を所定個所に誘導する導管を接続する接続口と、吸排気口の接続口を除いた上方の外周領域に亘って設けられた大吸排気口の上端面よりも上方へ突出させた立上り縁を有する前記吸排気口を大気に開放させた吸排気用の開口とを有しており、一方、小吸排気口が大吸排気口の投影面内に設けられ大吸排気口を開閉する大弁体を上端に着脱可能に有するとともに下端を水の出入自由とした案内筒に小吸排気口を開閉する小弁体を設けた浮子を上下可動に収納してなる浮動体を上下可動に収装した。
【００１５】
蓋体を取り外すことによりケーシング上面が開放されて浮動体の出し入れができ、大弁体を取り外すことにより案内筒上面が開放され、浮動体が二つの吸排気口の開閉機構を具えたカートリッジであることと相俟って、組立て分解が簡単にできるとともにメンテナンスが容易である簡単な構造をもつものとする、という目的が達成される。 また、浮力または内圧によって案内筒と浮子とが一体或いは別体に上下動することにより、容易に適確な吸排気を行なわせる、という目的が達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明は吸排気口を単一としたものについても適用されるが、大小二つの吸排気口を具えたものについての実施の形態を図面を参照して説明すると、図１、図２および図３において、下端に雄ねじ付き短管状の取付部２を突設した有底且つ上面開放の円筒形のケーシング１に、上面を塞いで蓋体４がOリング５を挟み込んで気密且つねじ嵌合により取り外し可能に装着されている。 取付部２は水道水または温水の配管頂部にねじ込み結合することにより、ケーシング１内部の吸排気室３と配管内部とを連通する。
【００１７】
蓋体４は中心部に大径、一般にはケーシング１の径の二分の一程度の大吸排気口６が設けられており、この大吸排気口６は周縁に吸排気室３へ向かって突出した大弁座７および反対の上方へ向かって突出した取付縁８を有している。取付縁８には外側周面に開放した環溝９が設けられている。
【００１８】
前記の蓋体４は大吸排気口６の上方を覆ったカバー部材１０を具えている。このカバー部材１０は取付縁８に嵌め合わせた下向き環状の連結縁１１および大吸排気口６の上方領域を覆った上覆板１２と、大吸排気口６の上方一側から外側方へ向けて突出させた雌ねじ付きの接続口１３と、連結縁１１と一体であって大吸排気口６の上端面よりも上方へ突出させた立上り縁１４とを有している。
【００１９】
連結縁１１には先端を環溝９に突出させて止ねじ１５がねじ込まれており、この止ねじ１５によってカバー部材１０が蓋体４に着脱可能に取付けられ、且つ環溝９によってカバー部材１０が蓋体４に対して回動可能とされている。 このことにより、蓋体４とカバー部材１０との組立ておよび分解が簡単にでき、また接続口１３を任意の方向へ向けることができる。このため、閉弁不良などによってケーシング１から水が溢れ出たとき、この流出水を排水溝など所定の個所に誘導する導管を複雑に曲げたり長大化することなく、単純な形状のものを用いてケーシング１の配管への取り付けと無関係に接続することができる。
【００２０】
接続口１３の底面は大吸排気口６の上端面とほぼ同一高さ位置とされており、それよりも上方へ突出した立上り縁１４は接続口１３を除いた大吸排気口６の全周に亘って設けられている。 上覆板１２の外側周線部分は立上り縁１４の外側方領域に張り出して下方へ曲げられた側覆板１６を一体に有しており、立上り縁１４と側覆板１６との間の接続口１３が設けられた個所を除く環状下向きの部分は大吸排気口６を大気に開放させる開口１７を形成する。 立上り縁１４は流出水を開口１７から大気中へ放出させることなく接続口１３に導くものであり、建築物の構造物、機器類の腐食や室内への漏水などのトラブルを発生させない。 また、下向きの開口１７は屋外設置の場合に雨水などを流入させる心配をなくすものである。
【００２１】
また、カバー部材１０の内部の開口１７から大吸排気口６に至る空気流路１８には、大吸排気口６の上方領域を囲んでストレーナ１９が設置されており、吸気の際に閉弁不良の原因となる塵埃などの固形異物を吸排気室３に侵入させないように考慮されている。
【００２２】
以上のようにした本実施の形態に係る蓋体４によると、大吸排気口６を充分に大きく形成できるとともに、その周囲のほぼ全周領域に亘って設けられる開口１７も任意の大きさに形成できるので、大量の空気を短時間で吸排気させ、吸排気室３の圧力解放、負圧破壊を迅速且つ適確に行なうことができるものである。
【００２３】
次に、ケーシング１の吸排気室３に浮動体２１が上下可動に収装されている。この浮動体２１は、上下両端を開放し下端開口２３は後述する浮子３１の落下を防止する桟を十文字に架設してなる受け部片２４を有し水および空気の出入自由としているとともに、上端開口は大弁体２６を着脱可能に嵌め込み装着して閉塞した円筒形の案内筒２２と、この案内筒２２に上下可動に収納した浮子３１とを有している。 案内筒２２は外外周面に上下方向へ延びる案内突条２５の複数を周方向適宣間隔で有しており、案内突条２５がケーシング１の周壁１Ａにほぼ内接して傾くことなく上下動するとともに、水および空気がケーシング１との隙間を自由に出入するようになっている。
【００２４】
大弁体２６は上面に大弁座７の下向きシート面に接する当り面２７を有するとともに、この当り面２７の内側に小弁座２８を上下に貫通させて固定保持している。小弁座２８は案内筒２２の内部とケーシング１の上部空間および大吸排気口６とを連通する小吸排気口２９を有している。
【００２５】
案内筒２２に収納されている浮子３１は上下両端に設けた凹凸状のフランジ３１Ａ、３１Ｂをケーシング１の周壁１Ａにほぼ内接させて傾くことなく上下動するようになっており、水および空気がフランジ３１Ａ、３１Ｂの凹部を自由に通過する。
【００２６】
この浮子３１の上面に設けたフック３２にレバー３３が係合しており、このレバー３３の先端に小弁体３４が取り付けられている。 この小弁体３４には大弁座２６の下面に係合させたばね部材３６が結合されており、ばね部材３６の大弁座２６への係合個所を中心として浮子３１の上下動に従って小弁体３４が回動し、その上向きの当り面３５が小弁座２８の下向きシート面に接し、或いは斜めに離間する。
【００２７】
案内筒２２および大弁体２６と浮子３１とは軽比重材料で作られており、一般に金属で作られる小弁座２８、フック３２、レバー３３、小弁体３４を装備していても水に浮くようになっている。
【００２８】
以上のようにした本実施の形態に係る浮動体２１は、ばね部材３６を大弁体２６に係合するとともにレバー３３をフック３２に係合して大弁体２６と浮子３１とを連結し、案内筒２２に浮子３１を装入して大弁体２６を嵌め込むことによって組立てられる。 そして、この浮動体２１をケーシング１に収装して蓋体４を装着することにより、図に示す吸排気弁装置が得られるものであり、前記と反対の手順で取り外し分解することができる。
【００２９】
即ち、本実施の形態によると、ばね部材３６を大弁体２６に係脱すること、大弁体２６を案内筒２２に嵌め込み或いはこれより引き抜くこと、蓋体４を回してケーシング１に着脱すること、というきわめて簡単な取り扱いで組立て・分解ができ、従って各部品の点検、修理、交換などのメンテナンスを容易に行なうことができるものである。 尚、小弁体３４を大弁体２６に係合することなく浮子３１に装備して直線動させるものとした場合は、組立て・分解が更に簡単なものとなる。
【００３０】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は図１、図２、図３に示した吸排気弁装置の動作を説明する概略図であって、配管工事を終って最初の通水を開始したとき、または断水により配管内水位が低下した状態から通水を再開したとき、（Ａ）に示すように案内筒２２はケーシング１の底壁１Ｂに乗って大吸排気口６を開放し、浮子３１は案内筒２２の底の受け部片２４に乗って小吸排気口２９を開放している。 このため、通水に伴って配管内の空気が開口１７および接続口１３を通って大気中へ短時間で大量に排出されることとなる。 （Ａ）はケーシング１の吸排気室３底部に水が入り込んだ状態を示しているが、浮動体２１は自重で底壁１Ｂに接し、ケーシング１内の空気を大気中へ排出させている。
【００３１】
吸排気室３内の水位が上昇すると浮動体２１は浮力によって上昇を開始する。本実施の形態では円筒形の案内筒２２よりもその内部の浮子３１の方が大容積で大きな浮力を生じるように作られており、浮子３１が先に大きく上昇して小吸排気口２９を閉止し、次に案内筒２２の大弁体２６が大吸排気口６を閉止する。この状態は（Ｂ）に示されており、吸排気室３の上部に空気が封入され水が高水位の満水となった平衡状態となる。 この状態で空気や水の流出が防止され、配管内の通水は正常に行なわれる。
【００３２】
配管内の通水に混入した空気は配管頂部に設置されている吸排気室３の主に案内筒２２に入る。この空気が徐々に溜って内圧が高くなると、内部の水が押し出されて水位を低下させ、これに伴って浮子３１が下降して小吸排気口２９を開放することにより、溜った空気を小吸排気口２９から大吸排気口６を通って大気中へ少しずつ放出させる。 この状態は（Ｃ）に示されており、案内筒２２は下降することなく大吸排気口６を閉止している。 内圧が低下すると水位が再び上昇し、浮子３１が上昇して小吸排気口２９を閉止することにより（Ｂ）に示す状態に戻る。即ち、（Ｂ）と（Ｃ）とが繰り返されて水を流出させることなく溜った空気のみを排出することにより、配管に正常な通水を維持させることができるものである。
【００３３】
断水などにより配管内の水位が低下し、ケーシング１内の水が配管に戻ると負圧を発生するが、吸排気室３が空になることによって浮動体２１が下降し、案内筒２２がケーシング１の底壁１Ｂに乗って大吸排気口６を開放するとともに、浮子３１が案内筒２２の受け部片２４に乗って小吸排気口２９を開放する。 このため、開口１７更には接続口１３から吸排気室３を通って配管に短時間で大量の空気が吸引導入され、負圧を破壊して逆サイホン現象を防止することができる。（Ｄ）はこのときの状態を示しており、通水が再開されると（Ａ）の状態を経て（Ｂ）の状態に戻る。
【００３４】
このように、本実施の形態によると浮動体２１の自重および浮動体２１を構成する案内筒２２と浮子３１との浮力差を利用する、というきわめて簡単な機構で吸排気を適確に行なうことができる。
【００３５】
閉弁不良のため水が吸排気室３から大吸排気口６を通って溢れ出たとき、この流出水は立上り縁１４によって開口１７から排出されることなく接続口１３に誘導され、導管を通って所定個所に排出される。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると閉弁不良などにより溢れ流出した水を処理することと、短時間で大量の空気を吸排気させて初期通水を短時間で完了させ或いは断水時の負圧を迅速に破壊することとを両立させることができる。また、このことに加えて組立て・分解が簡単であるとともにメンテナンスが容易であり、しかも適確な吸排気を行なわせることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は図１に示した実施の形態の動作を説明する概略図。
【符号の説明】
１ ケーシング、 ４ 蓋体、 ６ 大吸排気口、 １０ カバー体、 １３接続口、 １４ 立上り縁、 １７ 開口、 ２１ 浮動体、 ２２ 案内筒、 ２６ 大弁体、 ２９ 小吸排気口、 ３１ 浮子、 ３４ 小弁体

Claims (7)

1. 配管頂部に接続されるケーシングに収装した浮子と、前記浮子の上下動により開閉して前記ケーシングに空気を導入しまたは前記ケーシングに溜った空気を排出する吸排気口とを有している吸排気弁装置であって、
   前記吸排気口が前記ケーシングの頂端を覆う蓋体に設けられているとともに前記蓋体には前記蓋体の頂面に形成した取付縁に嵌め合わせた下向き環状の連結縁および前記吸排気口の上方領域を覆った上覆板とからなるカバー部材が具えられており、このカバー部材の前記連結縁に前記吸排気口の上方一側から外側方へ向けて突出させた底面を前記大吸排気口の上端面とほぼ同一高さ位置とした流出水を所定個所に誘導する導管を接続する接続口と、前記吸排気口の前記接続口を除いた上方の外周領域に亘って設けられた前記吸排気口の上端面よりも上方へ突出させた立上り縁を有する前記吸排気口を大気に開放させた吸排気用の開口とを有している、
   ことを特徴とする吸排気弁装置。
2. 配管頂部に接続されるケーシングに収装した浮子と、前記浮子の上下動により開閉して前記ケーシングに空気を導入しまたは前記ケーシングに溜った空気を排出する吸排気口とを有している吸排気弁装置であって、
   前記吸排気口は大吸排気口と小吸排気口との二つからなり、
   前記大吸排気口が前記ケーシングの頂端を覆う蓋体に設けられているとともに前記蓋体には前記蓋体の頂面に形成した取付縁に嵌め合わせた下向き環状の連結縁および前記大吸排気口の上方領域を覆った上覆板とからなるカバー部材が具えられており、このカバー部材の前記連結縁に前記大吸排気口の上方一側から外側方へ向けて突出させた底面を前記大吸排気口の上端面とほぼ同一高さ位置とした流出水を所定個所に誘導する導管を接続する接続口と、前記吸排気口の前記接続口を除いた上方の外周領域に亘って設けられた前記大吸排気口の上端面よりも上方へ突出させた立上り縁を有する前記吸排気口を大気に開放させた吸排気用の開口とを有しており、
   前記ケーシングは前記小吸排気口が前記大吸排気口の投影面内に設けられ前記大吸排気口を開閉する大弁体を上端に着脱可能に有するとともに下端を水の出入自由とした案内筒に前記小吸排気口を開閉する小弁体を設けた浮子を上下可動に収納してなる浮動体を上下可動に収装している、
   ことを特徴とする吸排気弁装置。
3. 前記開口から前記吸排気口／または大吸排気口に至る空気流路にストレーナが設置されている請求項１または２に記載した吸排気弁装置。
4. 前記カバー部材が前記蓋体に着脱および回動可能に取り付けられている請求項１、２または３に記載した吸排気弁装置。
5. 前記吸排気口／または大吸排気口の上方領域が上覆板で覆われ、前記開口は前記上覆板から延びる側覆板の内側で下向きに形成されている請求項１、２、３または４に記載した吸排気弁装置。
6. 前記蓋体が前記ケーシングにねじ嵌合により着脱可能に取り付けられ、前記大弁体が前記案内筒に嵌め込みにより着脱可能に取り付けられている請求項２に記載した吸排気弁装置。
7. 前記小弁体を有する浮子は前記大弁体を有する案内筒よりも大きな浮力を有するものとされている請求項２に記載した吸排気弁装置。

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