JP4404610B2

JP4404610B2 - 自動吸気弁

Info

Publication number: JP4404610B2
Application number: JP2003396168A
Authority: JP
Inventors: 寿実男藤田
Original assignee: ONDA MFG.CO.,LTD.
Current assignee: ONDA MFG.CO.,LTD.
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2010-01-27
Anticipated expiration: 2023-11-26
Also published as: JP2005155203A

Description

本発明は、寒冷地等における給水、給湯配管の凍結防止のために行われる配管内の滞留水の水抜き作業時において、配管内に空気を自動的に吸入し配管内の負圧を解消し、水抜きをスムーズに行うための自動吸気弁に関するものである。

従来、水道配管に使用される自動吸気弁として、以下に示すものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この自動吸気弁は、円筒状の弁箱内に弁軸が配設されており、弁軸の下端には外周面に通気切欠を有する弁体が設けられている。また、この弁軸の上方には支持部材としての筒状のばね押さえが取付けられている。そして、ばね押さえと弁箱との間にばねを介在させ、弁体を上方に付勢している。弁体の上面と弁箱の中心に突設した弁座との間にはパッキンシールが介装されており、この部分からの漏水が防止されている。
特開２０００−３１９９４５号公報（第３頁及び図１）

ところが、上記弁軸に取付けられるばね押さえは筒状であり、弁軸の上端よりも若干下部位置に取付けられている。このため、弁軸の上方からばね押さえを弁軸の環状溝に取付ける場合には、弱い力で取付けようとするとばね押さえが環状溝に到らず、強い力で取付けようとするとばね押さえが環状溝より下まで移動してしまう。従って、弁軸に対する支持部材の装着がしづらく、装着状態の安定性も不足していた。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、弁軸に対する支持部材の装着が容易で、装着状態が安定している自動吸気弁を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明の自動吸気弁は、筒状をなす弁箱内には基端側の第１空間部と先端側の第２空間部とに仕切る仕切壁が設けられ、該仕切壁には第１空間部と第２空間部とに連通する連通孔が貫設され、該連通孔には弁体の頭部が第１空間部に位置するように弁軸が挿通され、仕切壁の第１空間部側と弁体の頭部との間にはシールリングを介装し、第２空間部に位置する弁軸の先端部には支持部材を装着し、該支持部材と仕切壁との間には弁体の頭部をシールリング側へ付勢する押圧ばねを介装すると共に、前記支持部材を筒部とその先端に設けられた蓋部とから有蓋筒状に形成し、筒部には支持部材を弁軸に係合する係合手段を備え、第１空間部の圧力が第２空間部の圧力より一定圧力だけ低下したときには押圧ばねの付勢力に抗して弁体が第１空間部側へ移動し、第２空間部から第１空間部へ吸気するように構成することを要旨とする。

請求項２に記載の発明の自動吸気弁は、前記支持部材の筒部は、開口端部から蓋部に向かって切込みが設けられ、支持部材の筒部の開口端部が拡縮可能に構成されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明の自動吸気弁は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、
前記係合手段は第２空間部に位置する弁軸の先端部に設けられた環状係合溝と、支持部材の筒部の開口端部内周に設けられ前記環状係合溝に係合される係合爪とから構成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明の自動吸気弁は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において前記弁軸の内部と支持部材の蓋部には各々第１通気孔と第２通気孔が設けられ、これら第１通気孔と第２通気孔とを介して第１空間部と第２空間部とが連通するように構成されていることを要旨とする。

本発明によれば、次のような効果を発揮することができる。
請求項１に記載の発明の自動吸気弁によれば、弁軸に対する支持部材の装着が容易で、装着状態を安定させることができる。

請求項２に記載の発明の自動吸気弁によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、切込みが設けられることにより開口端部が拡縮可能であることから、弁軸に対する支持部材の装着を弱い力でにより容易に行うことができると共に、装着状態をより安定にすることができる。

請求項３に記載の発明の自動吸気弁によれば、請求項１又は請求項２項に記載の発明の効果に加え、弁軸の先端部の環状係合溝に支持部材の筒部の係合爪が係合されるため、支持部材の装着状態をさらに安定させることができる。

請求項４に記載の発明の自動吸気弁によれば、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明の効果に加え、弁軸の第１通気孔と支持部材の蓋部の第２通気孔とを介して第１空間部と第２空間部とが連通されるため、吸気をスムーズに行うことができる。

以下、本発明の実施形態につき、図面を用いて詳細に説明する。
寒冷地などでは、水道配管内に滞留した水が凍結し、水道配管を破裂に到らせる可能性がある。そこで、気温の低下する夜間などに配管内の滞留水を排出し、凍結を未然に防止するという作業が行われる。このような作業を行うために、たとえば図１に示すような配管接続が行なわれる。図１において、水道水を配水する配水管１１には接続配管１２の一端が接続され、その他端は水抜栓１３に接続されている。水抜栓１３からは操作ハンドル１３ａが地上まで延び、操作ハンドル１３ａを操作して配管内の滞留水の水抜きを行うようになっている。水抜栓１３の下部には排出管１３ｂが下方へ開口され、配管内の滞留水を地中へ排出する。水抜栓１３内には接続配管１２と水抜栓１３との水の流路を遮断するための図示しない遮断弁及び水抜栓１３と排出管１３ｂとの水の流路を開放するための図示しない開放弁が設けられており、操作ハンドル１３ａの操作により、遮断及び開放を同時に行うことができる。接続配管１２には水道メーター１４が地中に埋設されたメーターボックス１４ａ内に設けられ、接続配管１２を通る水の量を表示するようになっている。これら配水管１１、水抜栓１３及び水道メーター１４は凍結防止のため地面１５の凍結深度位置１６よりも深い位置に埋設されている。

水抜栓１３には立上り管１７の下端が接続され、その上端には三又のチーズ１８の側部に水平管１９の一端が接続される。水平管１９の他端には立下り管２０の上端が接続される。そして、立下り管２０の下端には水栓２１が接続される。前記チーズ１８の上部には自動吸気弁２２が接続され、この自動吸気弁２２は図１に示される配管内で最も高い位置に設置される。また、自動吸気弁２２はメンテナンス等が必要となる場合があるため、壁などに隠蔽されないような場所に設置されている。やむをえず隠蔽部に設置する場合には点検口が設けられ、点検口からメンテナンスを行うことが可能な位置に設置される。

図２に示すように、本実施形態の自動吸気弁２２は、筒状をなす弁箱２３と有蓋筒状のキャップ２４とが弁蓋２５を介して螺合されて構成されている。即ち、弁箱２３の先端側内面に刻設された第１雌ねじ２６と弁蓋２５の外周面に刻設された第２雄ねじ２７とが螺合され、さらに弁蓋２５の第２雄ねじ２７とキャップ２４の内周面に刻設された第２雌ねじ２８とが螺合されている。弁箱２３とキャップ２４との間には略Ｃ形のスペーサ２９が介在され、弁蓋２５に対するキャップ２４の一定量以上の螺入を規制し、弁蓋２５とキャップ２４との間に第３空間部３０を形成している。

第３空間部３０と自動吸気弁２２の外部とは、弁蓋２５の外周の第２雄ねじ２７先端側に設けられた図中二点鎖線で示される対向位置のフライス面３１とキャップ２４の内周面に刻設された第２雌ねじ２８との間の隙間３１ａにより連通されている。キャップ２４の内天面にはゴム材料製のパッキン３２が内装され、スペーサ２９を外し弁蓋２５に対してキャップ２４の螺入を行うことにより、パッキン３２と弁蓋頂面３３とを密着させて自動吸気弁２２の内部と外部とを遮断するようになっている。上記弁箱２３は合金（真鍮、青銅）等の合金により形成されており、弁蓋２５及びキャップ２４はポリアセタールやポリプロピレンなどの合成樹脂により形成されている。

弁箱２３の基端側外周面には第１雄ねじ部３４が設けられ、前記チーズ１８の上部に接続される。弁箱２３内には基端側の第１空間部３５と先端側の第２空間部３６とに仕切る仕切壁３７が設けられ、この仕切壁３７には第１空間部３５と第２空間部３６とに連通する連通孔３８が貫設されている。この連通孔３８には円盤状の頭部３９とその中心より先端方向に向かって延びる弁軸４０とを有する第１弁体４１の弁軸４０が、第１空間部３５に頭部３９が位置するよう挿通される。弁軸４０の中心にはその先端側から基端側に向かい第１通気孔４２が穿設され、弁軸４０の基端部にはその軸線方向と直交する方向に第１通気孔４２と連通する第１補助通気孔４３が透設されている。また、弁軸４０の先端側の外周面には係合手段を構成する環状係合溝４４が形成されている。そして、第２空間部３６に位置する弁軸４０の先端部には、弁箱２３からの第１弁体４１の離脱防止のために、筒部４５とその先端に設けられた蓋部４６とから有蓋筒状に形成された支持部材４７が装着される。

図３に示すように、この支持部材４７の筒部４５には、開口端部から蓋部４６に向かい切込み４８が設けられている。この切込み４８により筒部４５は４分割され拡縮可能に構成されている。また、筒部４５の開口端部の内周には、係合手段を構成する係合爪４９が筒部４５の内側に向かい突出形成されている。第１弁体４１の弁軸４０に対し支持部材４７が装着されるときには、支持部材４７の蓋部４６の内面に弁軸４０の先端面５０が当接するまで嵌入され、これ以上の嵌入は規制される。そして、係合爪４９は弁軸４０に形成された環状係合溝４４に係合される。

図２に示すように、弁軸４０に支持部材４７が装着されたときには、支持部材４７の蓋部４６に設けられた第２通気孔５２は第１通気孔４２と第２空間部３６とを連通する。従って、前記第１通気孔４２、第１補助通気孔４３及び第２通気孔５２により、第１弁体４１が第１空間部３５側に移動したときには、第１空間部３５と第２空間部３６とは連通する。また、第１空間部３５側の仕切壁３７の外周部には環状溝５３が設けられ、ゴム材料製の第１シールリング５４が嵌着されている。前記連通孔３８の略中央部から先端側は拡径され、その境界部分となる段部５５と支持部材４７の筒部端面との間には第１押圧ばね５６が介装されている。この第１押圧ばね５６の付勢力により、第１弁体４１の頭部３９を第１シールリング５４側に付勢し、常には第１空間部３５と第１補助通気孔４３との間、つまり第１空間部３５と第２空間部３６との間を遮断している。

第２空間部３６内に位置する支持部材４７の外周方には有蓋筒状の第２弁体５７が配設されている。この第２弁体５７の蓋部の外面中心部には、略台形状の突出部５８が先端側に向かって突出形成され、その傾斜面５８ａが弁蓋２５の円筒部内周縁に対向してその隙間５８ｂが通気部分となっている。上記突出部５８の外周位置の第２弁体５７と弁蓋２５との間には第２シールリング５９が介装され、前記隙間５８ｂをシールするようになっている。即ち、弁蓋２５内の中心に軸線方向に貫通する第４通気孔６０と第２空間部３６との間がシールされるようになっている。第２弁体５７の内奥面６１と仕切壁３７との間には第２押圧ばね６２が介装され、第２弁体５７を先端側に付勢し、第２シールリング５９を押圧し、常には前記隙間５８ｂをシールしている。第４通気孔６０内には有蓋円筒状に形成されて蓋部中心に孔６３ａが設けられ、空気が通る際に音を発生する笛６３が内装されている。

さて、配管内の水抜きを行うときにはまず水栓２１を開き、水栓２１から水を出す。続いて水抜栓１３の操作ハンドル１３ａを操作し水抜栓１３を作動させる。すると水抜栓１３内の遮断弁と開放弁とが同時に作動し、遮断弁は接続配管１２と水抜栓１３との水の流路を遮断し、開放弁は水抜栓１３と排出管１３ｂとの水の流路を開放する。水抜栓１３には立上り管１７の下端が接続されているため、立上り管１７内の滞留水は重力により排出管１３ｂから流れ出ると共に、水平管１９と立下り管２０内の滞留水は開かれたままの水栓２１から流れ出る。このとき、配管内の圧力が低下し、自動吸気弁２２内の第１空間部３５の圧力は第２空間部３６の圧力よりも一定圧力だけ低下する。

図４に示すように、第１空間部３５内の圧力が第２空間部３６内の圧力よりも一定圧力だけ低下し、第１押圧ばね５６の付勢力に抗して第１弁体４１が第１空間部３５内に移動し、第１シールリング５４による封止は解除され、第１空間部３５と第２空間部３６は連通される。これにより、第２空間部３６の空気は第１空間部３５に吸入される。このとき、第２空間部３６内の圧力は第３空間部３０内の圧力よりも一定圧力だけ低下し、第２押圧ばね６２の付勢力に抗して第２弁体５７は仕切壁３７側に移動する。すると、第２シールリング５９による封止が解除され、第２空間部３６と第３空間部３０とが連通される。また、第３空間部３０は隙間３１ａにより、常に自動吸気弁２２の外部に連通されている。このため第１空間部３５との間は連通され、自動吸気弁２２の外部から第１空間部３５に向かい空気が吸入される。

このとき、吸入される空気は全て第４通気孔６０内に内装された笛６３を通るため、笛６３からは音が発生する。この音により作業者は自動吸気弁２２が作動し、配管内への空気の吸入が行われながら、配管内の滞留水が排出されていることを確認することができる。

また、仮に第１シールリング５４が劣化するなどして第１空間部３５内の水が第２空間部３６内に漏水したときには、第２弁体５７は第２押圧ばね６２の付勢力と共に、水の圧力によっても先端側へ押圧される。これにより第２シールリング５９は第２空間部３６と第３空間部３０との間を封止し、第３空間部３０内への漏水を防止することができる。さらに、第２シールリング５９が異物の噛み込みなどによりシール性能を失い第３空間部３０内に漏水し、隙間３１ａから自動吸気弁２２の外部に漏水することも考えられる。このような場合には、作業者がスペーサ２９を取外し、キャップ２４を弁蓋２５に対して螺入し、キャップ２４の内天面に装着されたパッキン３２と弁蓋頂面３３との間で封止を行い、第２空間部３６から第３空間部３０への漏水を防止することができる。そして、水道配管業者に修理を依頼する。

以上の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・前記の実施形態において、支持部材４７の蓋部４６の内面に弁軸４０の先端面５０が当接するまで嵌入すればよいため弁軸４０に対する支持部材４７の装着が容易である。また、支持部材４７は有蓋筒状に形成され、弁軸４０の外周面の環状係合溝４４に支持部材４７の係合爪４９が係合するため装着状態を安定させることができる。

・支持部材４７の筒部４５は切込み４８により４分割され拡縮可能のため、弁軸４０に対する支持部材４７の嵌入を容易に行うことができる。
・また、第１通気孔４２、第１補助通気孔４３及び第２通気孔５２を介して第１空間部３５と第２空間部３６とが連通されるため吸気をスムーズに行うことができる。

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・支持部材４７の筒部４５と弁軸４０との係合手段として、支持部材４７の筒部４５の内周に雌ねじを螺刻すると共に、弁軸４０の外周に雄ねじを螺刻し、支持部材４７と弁軸４０とを螺合するように構成してもよい。

・更に支持部材４７の筒部４５と弁軸４０との係合手段として、支持部材４７の筒部４５の内周に係合凹部を設けると共に、弁軸４０の外周に係合凸部を設け、係合凹部に係合凸部を係合するように構成してもよい。

・図５に示すように、支持部材４７の蓋部４６の第２通気孔５２をなくし、弁軸４０にその軸線方向と直交する方向の通気孔６４を設け、第１通気孔４２と第２空間部３６とを連通させるように構成することもできる。

・図６に示すように、支持部材４７の開口端部の内周縁に面取り部６５を設け、弁軸４０の先端面５０の外周縁と摺接する際の抵抗を少なくするように構成してもよい。
・支持部材４７の筒部４５を切込み４８により３分割、５分割、６分割等に分割することもできる。

更に、前記実施形態又は別例より把握できる技術的思想について以下に記載する。
・前記支持部材の開口端部の筒部内周縁に面取り部を設けた請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の自動吸気弁。このように構成した場合、弁軸に対する支持部材の装着をスムーズに行うことができる。

・前記支持部材の筒部は、切込みにより３〜６分割されている請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の自動吸気弁。このように構成した場合、弁軸に対する支持部材の装着を容易に行うことができる。

実施形態における配管系での自動吸気弁の設置位置を示す配管接続図。自動吸気弁を示す断面図。第１弁体と支持部材とを示す分解斜視図。自動吸気弁の作動状態を示す断面図。別例を示す自動吸気弁の断面図。別例を示す支持部材の斜視図。

符号の説明

２２…自動吸気弁、２３…弁箱、３５…第１空間部、３６…第２空間部、３７…仕切壁、３８…連通孔、３９…頭部、４０…弁軸、４１…弁体としての第１弁体、４２…第１通気孔、４４…係合手段を構成する環状係合溝、４５…筒部、４６…蓋部、４７…支持部材、４８…切込み、４９…係合手段を構成する係合爪、５２…第２通気孔、５４…シールリングとしての第１シールリング、５６…押圧ばねとしての第１押圧ばね。

Claims

筒状をなす弁箱内には基端側の第１空間部と先端側の第２空間部とに仕切る仕切壁が設けられ、該仕切壁には第１空間部と第２空間部とに連通する連通孔が貫設され、該連通孔には弁体の頭部が第１空間部に位置するように弁軸が挿通され、仕切壁の第１空間部側と弁体の頭部との間にはシールリングを介装し、第２空間部に位置する弁軸の先端部には支持部材を装着し、該支持部材と仕切壁との間には弁体の頭部をシールリング側へ付勢する押圧ばねを介装すると共に、前記支持部材を筒部とその先端に設けられた蓋部とから有蓋筒状に形成し、筒部には支持部材を弁軸に係合する係合手段を備え、第１空間部の圧力が第２空間部の圧力より一定圧力だけ低下したときには押圧ばねの付勢力に抗して弁体が第１空間部側へ移動し、第２空間部から第１空間部へ吸気するように構成することを特徴とする自動吸気弁。
前記支持部材の筒部は、開口端部から蓋部に向かって切込みが設けられ、支持部材の筒部の開口端部が拡縮可能に構成されている請求項１に記載の自動吸気弁。
前記係合手段は、第２空間部に位置する弁軸の先端部に設けられた環状係合溝と、支持部材の筒部の開口端部内周に設けられ前記環状係合溝に係合される係合爪とから構成されている請求項１又は請求項２に記載の自動吸気弁。
前記弁軸の内部と支持部材の蓋部には各々第１通気孔と第２通気孔が設けられ、これら第１通気孔と第２通気孔とを介して第１空間部と第２空間部とが連通するように構成されている請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の自動吸気弁。