JP4448613B2 - 空気弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体供給管内圧が大気圧以下に下がったとき管内へ多量吸気を行う機構を持ち、管内圧力が付加された状態においても管内に溜まった滞留空気を排気するべく自動的に作動する空気弁に関するものであり、特に、フロート弁体の浮力効果を減じることなく、当該弁装置における軸方向の寸法を短縮化してなる空気弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、従来の急速空気弁は、図６に示すように、液体供給管の管路中に接続され、管路中の供給液体を受け入れる液体受入室３２を形成する弁箱３１と、大空気孔３３を備えていて、弁箱３１の頂面３１ａ側に取り付けられた蓋部材３４と、下端部に流路孔３５を備えていて、弁箱３１内にフロート弁体を軸方向に移動可能なように保持するフロート弁体支持部材３６と、前記フロート弁体支持部材３６内に収納されているフロート弁体３７と、小空気孔３８を備えた遊動弁体３９等の構成部材によって構成されているものであり、弁箱内充水時にはフロート弁体３７が浮力を受け、前記遊動弁体３９とともに浮上し、蓋部材３４と遊動弁体３９との間に設けてある大空気孔封止弁座４０によって大空気孔３３を閉塞するとともに、前記フロート弁体３７によって前記遊動弁体３９における小空気孔３８を閉塞するものであり、弁体内に空気が滞留した時には、有圧時であってもフロート弁体３７に対する浮力がなくなることによって、該フロート弁体３７が落下し、遊動弁体３９における小空気孔３８が開放され、小空気孔３８を通じて滞留空気を排気する（以下、この状態を「圧力下排気状態」という）ように構成してある。
【０００３】
この従来の典型的な急速空気弁にあって、前記フロート弁体３７は、球体によって構成されている。この従来の急速空気弁は、球形に成型したフロート弁体３７を必須の構成要素とする点において、当該弁装置自体の軸方向の寸法が嵩高となり、浅層埋設化が進む中で浅層埋設に対応させるには、不都合を生じるようになってきた。
【０００４】
この種の急速空気弁を浅層埋設に対して適合させるべく、当該空気弁自体の高さ寸法の低減を図るには、フロート弁体自体の浮力を保ちながらフロート弁体の軸方向に占める寸法を抑える必要があった。この要求に対し、上記するフロート弁体の軸方向に占める寸法を抑える手段として、特開平１０−１２２４０３号公報に開示されているような小型急速空気弁が提供されている。
【０００５】
この小型急速空気弁は、フロート弁体自体を半球形状に構成したものである。この半球形状のフロート弁体を構成要素とする急速空気弁は、フロート弁体自体の体積が抑えられてしまうため、浮力が小さくなってしまい小空気孔弁座の止水性に悪影響を及ぼすものであった。一方また、上記するフロート弁体の軸方向に占める寸法を抑えるため、フロート弁体自体を円筒形状にする試みもなされている。しかしながら、この円筒形状のフロート弁体を構成要素とする急速空気弁は、急激な圧力変動あるいは水撃などにより、フロート弁体の上下作動時に、フロート弁体自体が斜めにこじれてフロート弁体支持部材に引っかかり作動不良を起こすという欠点を有していた。
【０００６】
上記するフロート弁体の上下作動時にあって、フロート弁体の傾斜こじれによる作動不良を防止するために、フロート弁体支持部材とフロート弁体との間の間隙を抑えると水撃によるフロート弁体の傾きによるこじれは解消されるが、管路内の砂などの不純物がフロート弁体支持部材とフロート弁体との間隙に入り込んでフロート弁体が固定されてしまい、ますます作動不良を起こす原因となっていた。
【０００７】
一方また、当該空気弁装置にあって、軸方向の高さ寸法の低減を目指し、浮力を最大限に生かした円筒形状のフロート弁体では、上面が平面形状のために微細な泥、水垢などが堆積付着してしまい、弁座の止水性能を低下させるという原因となっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、液体供給管内圧が大気圧以下に下がったとき管内へ多量吸気を行う機構を持ち、管内圧力が付加された状態においても管内に溜まった滞留空気を排気するべく自動的に作動する空気弁にあって、上記する従来の問題点並びに欠点を解消しようとするものであり、特に、フロート弁体の浮力効果を減じることなく、当該弁装置における軸方向の寸法の短縮化を図って、それによって浅層埋設化が進む中で当該弁装置の浅層埋設に対して適合する空気弁を提供しようとするものである。
【０００９】
この発明は、上記する目的を達成するにあたって、具体的には、上端および下端が開口し、下端の開口を介して液体供給管の管路中に流路接続され、該管路中の供給液体を受け入れる液体受入室を形成する弁箱と、
大空気孔を備え、前記弁箱の上端側に取り付けられる蓋部材と、
前記弁箱内に配置され、上端および下端が開口し、下端側の開口が、漏斗形状部分により先細まり状であり、軸方向ガイド孔を形成するフロート弁体案内部材と、
前記フロート弁体案内部材内において、軸方向に移動可能で、回転方向に回転不能に規制され、浮力を受けて浮上するフロート弁体と、
小空気孔を備え、弁箱内無水状態時に、小空気孔を開いて弁箱内の滞留空気を排気し、弁箱内充水状態時に、前記フロート弁体とともに浮上して、蓋部材に設けた大空気孔を閉塞する遊動弁体とを含むものからなり、
前記フロート弁体が、軸方向に扁平化したフロート弁体主部と、該フロート弁体主部の下部側から軸方向外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部とを有してなり、前記フロート弁体主部の下部および上部が、それぞれ円錐状の傾斜面により形成されていて、下部の傾斜面が、前記フロート弁体案内部材における漏斗形状部分の内周面に係合するようになっていて、上部の傾斜面が、前記遊動弁体の下面に設けた下面凹部に係合するようになっており、
前記弁箱内無水状態時には、前記フロート弁体の突起部が、前記フロート弁体案内部材の軸方向ガイド孔内に入り込んで係合し、弁箱内充水状態時には、フロート弁体が、前記フロート弁体案内部材内において浮上することにより、フロート弁体の突起部と前記フロート弁体案内部材の軸方向ガイド孔との間に、比較的大きな間隙を形成するとともに、前記突起部の少なくとも先端部分が、径方向の振れに対して、前記軸方向ガイド孔から外れない程度入り込んで位置するものからなることを特徴とする空気弁を構成するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明になる空気弁について、図面（図１〜図５）に示す具体的な実施例にもとづいて詳細に説明する。
図１は、この発明になる空気弁の具体的な実施例を示すものであって、管内が無水状態の態様を示す概略的な縦断面図（但し、フロート弁体については断面ではなく側面であらわしてある。図３、図４および図５も同じ）であり、図２は、図１においてＡ−Ａ’線に沿って断面にして矢印方向に見た概略的なＡ−Ａ’線断面図であり、図３は、この発明になる空気弁について各構成部材を軸方向に分解して軸線に沿って上下方向に並べて示す概略的な縦断面図であり、図４は、この発明になる空気弁にあって、図１に示す管内が無水状態の態様を示すものに対し、管内が充水（満水）状態の態様を示す概略的な縦断面図であり、図５は、管内に滞留空気が溜まって、フロート弁体が落下している圧力下排気状態の態様を示す概略的な縦断面図である。
【００１２】
まず、この発明になる空気弁の基本構成について、図１、図２および図３にもとづいて詳細に説明する。この発明になる空気弁ＡＢは、液体供給管内圧が大気圧以下に下がったとき管内へ多量吸気を行う機構を持ち、管内圧力が付加された状態においても管内に溜まった滞留空気を排気するべく自動的に作動する弁装置である。この発明になる空気弁ＡＢは、主要構成部材として、弁箱１、蓋部材４、フロート弁体案内部材６、フロート弁体７、遊動弁体９および大空気孔封止弁座１０を含むものからなっている。
【００１３】
前記空気弁ＡＢにおける前記弁箱１は、上端１ａおよび下端１ｂが開口していて、下端１ｂの下端開口ｆを介して液体供給管の管路中に流路接続されるようになっており、上端開口および下端開口に連通するように管路中の供給液体Ｗを受け入れる液体受入室２を形成するものからなっている。前記弁箱１における液体受入室２の内壁には、前記フロート弁体案内部材６を径方向に保持するリブ１１が設けてある。
【００１４】
前記弁箱１の内部には、前記フロート弁体７を軸方向に移動可能なように支持するフロート弁体案内部材６が上端開口側から組み立てられるように構成されており、上端６ａおよび下端６ｂが開口していて、特に、下端側は漏斗形状部分１２を有し漏斗状に絞られていて、軸方向ガイド孔５を形成するものからなっている。前記フロート弁体案内部材６の周壁１３には、複数個の流路孔１４が設けられており、前記周壁１３の内周面には、前記フロート弁体案内部材６内において前記フロート弁体７を軸方向に移動可能なように案内するとともに、前記フロート弁体７の回転方向の移動を制限するための母線方向にのびる複数条のリブ１５が設けてある。
【００１５】
一方、前記フロート弁体７は、この発明における重要な構成要素であり、軸方向に偏平化したフロート弁体主部１６と、前記フロート弁体主部１６の下部１６ａから外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部１７とを有するものからなっている。前記フロート弁体主部１６の外周面には、前記フロート弁体案内部材６の周壁内面に設けてある母線方向にのびる複数条のリブ１５に対応して該リブ１５に係合する凹部１８が設けてある。また、前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の下部１６ａは、図３に示すように、円錐状に傾斜していて、下部傾斜面２１ａを形成し、前記フロート弁体案内部材６における漏斗形状部分１２の内周面に係合するようになっている。フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の上部１６ｂは、図３に示すように、円錐状に傾斜していて、上部傾斜面２１ｂを形成し、後述する遊動弁体９における下面凹部２０に係合するようになっている。前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の頂端部１９は、後述する遊動弁体９における小空気孔弁座８に対して当接して小空気孔弁座８の小空気孔８ａを封止するものである。
【００１６】
このフロート弁体７に対し、前記遊動弁体９は、前記フロート弁体７が浮力により浮上する際、前記フロート弁体７に押し上げられて浮上するものであって、前記フロート弁体７と同様にフロート弁体案内部材６内において前記フロート弁体７の上に配設されている。前記遊動弁体９は、軸芯部分に小空気孔８ａを備えた小空気孔弁座８を含むものからなっており、下面側は下面凹部２０として形成されており、前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の上部１６ｂ側の傾斜面２１ｂに係合するようになっており、係合時に、前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の頂端部１９によって前記遊動弁体９における小空気孔８ａを封止する。
【００１７】
一方、前記弁箱１の頂面１ａ側には、大空気孔３を備えた蓋部材４が取り付けられるようになっている。この蓋部材４を前記弁箱１の頂面１ａ側に取り付ける際、前記弁箱１の頂面１ａと前記蓋部材４との間に大空気孔封止弁座１０および前記フロート弁体案内部材６のフランジ部２２が挟み込まれるようにして組み立てられる。図中、参照符号２３は、カバー部材であって、前記大空気孔３をプロテクトするものである。
【００１８】
以上の構成になる空気弁ＡＢの作動態様について、図１〔無水状態の態様〕、図４〔充水（満水）状態の態様〕および図５〔圧力下排気状態の態様〕にもとづいて説明する。まず、図１は、無水状態の態様を示すものであって、当該空気弁ＡＢにおける弁箱１の液体受入室２内に水Ｗがない。したがって、前記フロート弁体７には浮力が作用せず、フロート弁体案内部材６の下部に落下支持された状態にある。この場合、前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の下部から軸方向外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部１７は、図１に示すように、前記フロート弁体案内部材６の下端側に設けてある軸方向ガイド孔５に入り込んで係合した状態にあり、前記フロート弁体７は、前記フロート弁体案内部材６内において、その下部傾斜面２１ａが、漏斗形状部分１２の内周面に係合する。このように構成することによって、軸方向の寸法の短縮化に対して極めて有効に作用するものである。
一方、図４に示すように、弁箱内充水状態邇には、フロート弁体７が、前記フロート弁体案内部材６内において浮上することにより、フロート弁体７の突起部１７と前記フロート弁体案内部材６の軸方向ガイド孔５との間に、比較的大きな間隙を形成するとともに、前記突起部１７の少なくとも先端部分１７ａが、径方向の振れに対して、前記軸方向ガイド孔５から外れない程度入り込んで位置するものからなっている。
【００１９】
これに対して、図４は、充水（満水）状態の態様を示すものであって、当該空気弁ＡＢにおける弁箱１の液体受入室２内に水Ｗが充満している。したがって、前記フロート弁体７は、浮力を受けてフロート弁体案内部材６内において最上端に浮上している。この場合、前記フロート弁体７と小空気孔弁座８との当接により前記小空気孔８ａが封止され、前記遊動弁体９における面９ａと大空気孔弁座１０との当接により前記大空気孔３が封止され、当該空気弁ＡＢは全閉状態となることが理解される。
【００２０】
図４に示す充水（満水）状態の態様から、例えば、管路内の水に含まれている空気が当該空気弁ＡＢの内部に溜まると、管内の水位が低下し、水位低下にともなって前記フロート弁体７が下降し、前記フロート弁体７と小空気孔弁座８との当接が解除され、前記小空気孔８ａが開放され、図５において矢印で示すように管内に溜まった滞留空気を当該空気弁ＡＢのそとに排気するものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上の構成になるこの発明の空気弁によれば、液体による浮力を受けて浮上するフロート弁体７を、フロート弁体案内部材６によって案内支持するように構成し、フロート弁体７を軸方向に扁平化したフロート弁体主部１６と、該主部１６の下部１６ａ側から軸方向外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部１７とを有するものとして構成し、フロート弁体案内部材６における下端６ｂ側を、漏斗形状部分１２によって先細まり状に形成して、軸方向ガイド孔５として構成し、フロート弁体主部１６の下部１６ａ側を、フロート弁体案内部材６における漏斗形状部分１２に対して係合する円錐状の傾斜面２１ａにより構成したことにより、フロート弁体７がフロート弁体案内部材６内において、浮力により浮上する際、フロート弁体７における逆円錐形形状の突起部１７と、フロート弁体案内部材６における軸方向ガイド孔５との間に、浮上するにしたがって徐々に開いていく比較的大きな間隙が形成される。この比較的大きな間隙および軸方向ガイド孔を介して、供給液体中に含まれている小砂等をフロート弁体案内部材６外に排出することができ、フロート弁体案内部材６内において上下動するフロート弁体７の作動に関して、小砂などの噛み込みによる作動不良をなくすことができる。
さらに、この発明では、フロート弁体案内部材６内において、フロート弁体７が浮き上がった状態、すなわち、弁箱内充水状態時においても、フロート弁体７における突起部１７の先端部分１７ａが、径方向の振れに対して、フロート弁体案内部材６における軸方向ガイド孔５から外れない程度入り込んで位置しているので、急激な作動でのフロート弁体７の傾斜こじれを防止でき、作動不良をなくすことができるなどの点においても極めて有効に作用するものといえる。
上記する各構成が相俟って、この発明の目的とする、フロート弁体の浮力効果を減じることなく、当該弁装置における軸方向の寸法の短縮化を図って、それによって浅層埋設化が進む中で当該弁装置の浅層埋設に対して適合する空気弁を提供することができるのである。
【００２２】
さらに、この発明になる空気弁によれば、フロート弁体自体の浮力を保ちながら、フロート弁体の軸方向の高さ寸法を抑えることができ、それによって浅層埋設化が進む中で当該弁装置の浅層埋設に対して適合する空気弁を提供できる点においても極めて有効に作用するものといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明になる空気弁の具体的な実施例を示すものであって、管内が無水状態の態様を示す概略的な縦断面図（但し、フロート弁体については断面ではなく側面であらわしてある。図３、図４および図５も同じ）である。
【図２】図２は、図１においてＡ−Ａ’線に沿って断面にして矢印方向に見た概略的なＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図３は、この発明になる空気弁について各構成部材を軸方向に分解して軸線に沿って上下方向に並べて示す概略的な縦断面図である。
【図４】図４は、この発明になる空気弁にあって、図１に示す管内が無水状態の態様を示すものに対し、管内が充水（満水）状態の態様を示す概略的な縦断面図である。
【図５】図５は、管内に滞留空気が溜まって、フロート弁体が落下している圧力下排気状態の態様を示す概略的な縦断面図である。
【図６】図６は、従来の典型的な急速空気弁の一例を示すものであって、フロート弁体が球状体でなる空気弁の概略的な縦断面図である。
【符号の説明】
ＡＢ 空気弁
１ 弁箱
２ 液体受入室
３ 大空気孔
４ 蓋部材
５ 軸方向ガイド孔
６ フロート弁体案内部材
７ フロート弁体
８ 小空気孔弁座
８ａ 小空気孔
９ 遊動弁体
１０ 大空気孔封止弁座
１１ リブ
１２ 漏斗形状部分
１３ フロート弁体案内部材の周壁
１４ 複数個の流路孔
１５ 複数条のリブ
１６ フロート弁体主部
１７ 突起部
【発明の属する技術分野】
この発明は、液体供給管内圧が大気圧以下に下がったとき管内へ多量吸気を行う機構を持ち、管内圧力が付加された状態においても管内に溜まった滞留空気を排気するべく自動的に作動する空気弁に関するものであり、特に、フロート弁体の浮力効果を減じることなく、当該弁装置における軸方向の寸法を短縮化してなる空気弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、従来の急速空気弁は、図６に示すように、液体供給管の管路中に接続され、管路中の供給液体を受け入れる液体受入室３２を形成する弁箱３１と、大空気孔３３を備えていて、弁箱３１の頂面３１ａ側に取り付けられた蓋部材３４と、下端部に流路孔３５を備えていて、弁箱３１内にフロート弁体を軸方向に移動可能なように保持するフロート弁体支持部材３６と、前記フロート弁体支持部材３６内に収納されているフロート弁体３７と、小空気孔３８を備えた遊動弁体３９等の構成部材によって構成されているものであり、弁箱内充水時にはフロート弁体３７が浮力を受け、前記遊動弁体３９とともに浮上し、蓋部材３４と遊動弁体３９との間に設けてある大空気孔封止弁座４０によって大空気孔３３を閉塞するとともに、前記フロート弁体３７によって前記遊動弁体３９における小空気孔３８を閉塞するものであり、弁体内に空気が滞留した時には、有圧時であってもフロート弁体３７に対する浮力がなくなることによって、該フロート弁体３７が落下し、遊動弁体３９における小空気孔３８が開放され、小空気孔３８を通じて滞留空気を排気する（以下、この状態を「圧力下排気状態」という）ように構成してある。
【０００３】
この従来の典型的な急速空気弁にあって、前記フロート弁体３７は、球体によって構成されている。この従来の急速空気弁は、球形に成型したフロート弁体３７を必須の構成要素とする点において、当該弁装置自体の軸方向の寸法が嵩高となり、浅層埋設化が進む中で浅層埋設に対応させるには、不都合を生じるようになってきた。
【０００４】
この種の急速空気弁を浅層埋設に対して適合させるべく、当該空気弁自体の高さ寸法の低減を図るには、フロート弁体自体の浮力を保ちながらフロート弁体の軸方向に占める寸法を抑える必要があった。この要求に対し、上記するフロート弁体の軸方向に占める寸法を抑える手段として、特開平１０−１２２４０３号公報に開示されているような小型急速空気弁が提供されている。
【０００５】
この小型急速空気弁は、フロート弁体自体を半球形状に構成したものである。この半球形状のフロート弁体を構成要素とする急速空気弁は、フロート弁体自体の体積が抑えられてしまうため、浮力が小さくなってしまい小空気孔弁座の止水性に悪影響を及ぼすものであった。一方また、上記するフロート弁体の軸方向に占める寸法を抑えるため、フロート弁体自体を円筒形状にする試みもなされている。しかしながら、この円筒形状のフロート弁体を構成要素とする急速空気弁は、急激な圧力変動あるいは水撃などにより、フロート弁体の上下作動時に、フロート弁体自体が斜めにこじれてフロート弁体支持部材に引っかかり作動不良を起こすという欠点を有していた。
【０００６】
上記するフロート弁体の上下作動時にあって、フロート弁体の傾斜こじれによる作動不良を防止するために、フロート弁体支持部材とフロート弁体との間の間隙を抑えると水撃によるフロート弁体の傾きによるこじれは解消されるが、管路内の砂などの不純物がフロート弁体支持部材とフロート弁体との間隙に入り込んでフロート弁体が固定されてしまい、ますます作動不良を起こす原因となっていた。
【０００７】
一方また、当該空気弁装置にあって、軸方向の高さ寸法の低減を目指し、浮力を最大限に生かした円筒形状のフロート弁体では、上面が平面形状のために微細な泥、水垢などが堆積付着してしまい、弁座の止水性能を低下させるという原因となっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、液体供給管内圧が大気圧以下に下がったとき管内へ多量吸気を行う機構を持ち、管内圧力が付加された状態においても管内に溜まった滞留空気を排気するべく自動的に作動する空気弁にあって、上記する従来の問題点並びに欠点を解消しようとするものであり、特に、フロート弁体の浮力効果を減じることなく、当該弁装置における軸方向の寸法の短縮化を図って、それによって浅層埋設化が進む中で当該弁装置の浅層埋設に対して適合する空気弁を提供しようとするものである。
【０００９】
この発明は、上記する目的を達成するにあたって、具体的には、上端および下端が開口し、下端の開口を介して液体供給管の管路中に流路接続され、該管路中の供給液体を受け入れる液体受入室を形成する弁箱と、
大空気孔を備え、前記弁箱の上端側に取り付けられる蓋部材と、
前記弁箱内に配置され、上端および下端が開口し、下端側の開口が、漏斗形状部分により先細まり状であり、軸方向ガイド孔を形成するフロート弁体案内部材と、
前記フロート弁体案内部材内において、軸方向に移動可能で、回転方向に回転不能に規制され、浮力を受けて浮上するフロート弁体と、
小空気孔を備え、弁箱内無水状態時に、小空気孔を開いて弁箱内の滞留空気を排気し、弁箱内充水状態時に、前記フロート弁体とともに浮上して、蓋部材に設けた大空気孔を閉塞する遊動弁体とを含むものからなり、
前記フロート弁体が、軸方向に扁平化したフロート弁体主部と、該フロート弁体主部の下部側から軸方向外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部とを有してなり、前記フロート弁体主部の下部および上部が、それぞれ円錐状の傾斜面により形成されていて、下部の傾斜面が、前記フロート弁体案内部材における漏斗形状部分の内周面に係合するようになっていて、上部の傾斜面が、前記遊動弁体の下面に設けた下面凹部に係合するようになっており、
前記弁箱内無水状態時には、前記フロート弁体の突起部が、前記フロート弁体案内部材の軸方向ガイド孔内に入り込んで係合し、弁箱内充水状態時には、フロート弁体が、前記フロート弁体案内部材内において浮上することにより、フロート弁体の突起部と前記フロート弁体案内部材の軸方向ガイド孔との間に、比較的大きな間隙を形成するとともに、前記突起部の少なくとも先端部分が、径方向の振れに対して、前記軸方向ガイド孔から外れない程度入り込んで位置するものからなることを特徴とする空気弁を構成するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、この発明になる空気弁について、図面（図１〜図５）に示す具体的な実施例にもとづいて詳細に説明する。
図１は、この発明になる空気弁の具体的な実施例を示すものであって、管内が無水状態の態様を示す概略的な縦断面図（但し、フロート弁体については断面ではなく側面であらわしてある。図３、図４および図５も同じ）であり、図２は、図１においてＡ−Ａ’線に沿って断面にして矢印方向に見た概略的なＡ−Ａ’線断面図であり、図３は、この発明になる空気弁について各構成部材を軸方向に分解して軸線に沿って上下方向に並べて示す概略的な縦断面図であり、図４は、この発明になる空気弁にあって、図１に示す管内が無水状態の態様を示すものに対し、管内が充水（満水）状態の態様を示す概略的な縦断面図であり、図５は、管内に滞留空気が溜まって、フロート弁体が落下している圧力下排気状態の態様を示す概略的な縦断面図である。
【００１２】
まず、この発明になる空気弁の基本構成について、図１、図２および図３にもとづいて詳細に説明する。この発明になる空気弁ＡＢは、液体供給管内圧が大気圧以下に下がったとき管内へ多量吸気を行う機構を持ち、管内圧力が付加された状態においても管内に溜まった滞留空気を排気するべく自動的に作動する弁装置である。この発明になる空気弁ＡＢは、主要構成部材として、弁箱１、蓋部材４、フロート弁体案内部材６、フロート弁体７、遊動弁体９および大空気孔封止弁座１０を含むものからなっている。
【００１３】
前記空気弁ＡＢにおける前記弁箱１は、上端１ａおよび下端１ｂが開口していて、下端１ｂの下端開口ｆを介して液体供給管の管路中に流路接続されるようになっており、上端開口および下端開口に連通するように管路中の供給液体Ｗを受け入れる液体受入室２を形成するものからなっている。前記弁箱１における液体受入室２の内壁には、前記フロート弁体案内部材６を径方向に保持するリブ１１が設けてある。
【００１４】
前記弁箱１の内部には、前記フロート弁体７を軸方向に移動可能なように支持するフロート弁体案内部材６が上端開口側から組み立てられるように構成されており、上端６ａおよび下端６ｂが開口していて、特に、下端側は漏斗形状部分１２を有し漏斗状に絞られていて、軸方向ガイド孔５を形成するものからなっている。前記フロート弁体案内部材６の周壁１３には、複数個の流路孔１４が設けられており、前記周壁１３の内周面には、前記フロート弁体案内部材６内において前記フロート弁体７を軸方向に移動可能なように案内するとともに、前記フロート弁体７の回転方向の移動を制限するための母線方向にのびる複数条のリブ１５が設けてある。
【００１５】
一方、前記フロート弁体７は、この発明における重要な構成要素であり、軸方向に偏平化したフロート弁体主部１６と、前記フロート弁体主部１６の下部１６ａから外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部１７とを有するものからなっている。前記フロート弁体主部１６の外周面には、前記フロート弁体案内部材６の周壁内面に設けてある母線方向にのびる複数条のリブ１５に対応して該リブ１５に係合する凹部１８が設けてある。また、前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の下部１６ａは、図３に示すように、円錐状に傾斜していて、下部傾斜面２１ａを形成し、前記フロート弁体案内部材６における漏斗形状部分１２の内周面に係合するようになっている。フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の上部１６ｂは、図３に示すように、円錐状に傾斜していて、上部傾斜面２１ｂを形成し、後述する遊動弁体９における下面凹部２０に係合するようになっている。前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の頂端部１９は、後述する遊動弁体９における小空気孔弁座８に対して当接して小空気孔弁座８の小空気孔８ａを封止するものである。
【００１６】
このフロート弁体７に対し、前記遊動弁体９は、前記フロート弁体７が浮力により浮上する際、前記フロート弁体７に押し上げられて浮上するものであって、前記フロート弁体７と同様にフロート弁体案内部材６内において前記フロート弁体７の上に配設されている。前記遊動弁体９は、軸芯部分に小空気孔８ａを備えた小空気孔弁座８を含むものからなっており、下面側は下面凹部２０として形成されており、前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の上部１６ｂ側の傾斜面２１ｂに係合するようになっており、係合時に、前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の頂端部１９によって前記遊動弁体９における小空気孔８ａを封止する。
【００１７】
一方、前記弁箱１の頂面１ａ側には、大空気孔３を備えた蓋部材４が取り付けられるようになっている。この蓋部材４を前記弁箱１の頂面１ａ側に取り付ける際、前記弁箱１の頂面１ａと前記蓋部材４との間に大空気孔封止弁座１０および前記フロート弁体案内部材６のフランジ部２２が挟み込まれるようにして組み立てられる。図中、参照符号２３は、カバー部材であって、前記大空気孔３をプロテクトするものである。
【００１８】
以上の構成になる空気弁ＡＢの作動態様について、図１〔無水状態の態様〕、図４〔充水（満水）状態の態様〕および図５〔圧力下排気状態の態様〕にもとづいて説明する。まず、図１は、無水状態の態様を示すものであって、当該空気弁ＡＢにおける弁箱１の液体受入室２内に水Ｗがない。したがって、前記フロート弁体７には浮力が作用せず、フロート弁体案内部材６の下部に落下支持された状態にある。この場合、前記フロート弁体７におけるフロート弁体主部１６の下部から軸方向外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部１７は、図１に示すように、前記フロート弁体案内部材６の下端側に設けてある軸方向ガイド孔５に入り込んで係合した状態にあり、前記フロート弁体７は、前記フロート弁体案内部材６内において、その下部傾斜面２１ａが、漏斗形状部分１２の内周面に係合する。このように構成することによって、軸方向の寸法の短縮化に対して極めて有効に作用するものである。
一方、図４に示すように、弁箱内充水状態邇には、フロート弁体７が、前記フロート弁体案内部材６内において浮上することにより、フロート弁体７の突起部１７と前記フロート弁体案内部材６の軸方向ガイド孔５との間に、比較的大きな間隙を形成するとともに、前記突起部１７の少なくとも先端部分１７ａが、径方向の振れに対して、前記軸方向ガイド孔５から外れない程度入り込んで位置するものからなっている。
【００１９】
これに対して、図４は、充水（満水）状態の態様を示すものであって、当該空気弁ＡＢにおける弁箱１の液体受入室２内に水Ｗが充満している。したがって、前記フロート弁体７は、浮力を受けてフロート弁体案内部材６内において最上端に浮上している。この場合、前記フロート弁体７と小空気孔弁座８との当接により前記小空気孔８ａが封止され、前記遊動弁体９における面９ａと大空気孔弁座１０との当接により前記大空気孔３が封止され、当該空気弁ＡＢは全閉状態となることが理解される。
【００２０】
図４に示す充水（満水）状態の態様から、例えば、管路内の水に含まれている空気が当該空気弁ＡＢの内部に溜まると、管内の水位が低下し、水位低下にともなって前記フロート弁体７が下降し、前記フロート弁体７と小空気孔弁座８との当接が解除され、前記小空気孔８ａが開放され、図５において矢印で示すように管内に溜まった滞留空気を当該空気弁ＡＢのそとに排気するものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上の構成になるこの発明の空気弁によれば、液体による浮力を受けて浮上するフロート弁体７を、フロート弁体案内部材６によって案内支持するように構成し、フロート弁体７を軸方向に扁平化したフロート弁体主部１６と、該主部１６の下部１６ａ側から軸方向外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部１７とを有するものとして構成し、フロート弁体案内部材６における下端６ｂ側を、漏斗形状部分１２によって先細まり状に形成して、軸方向ガイド孔５として構成し、フロート弁体主部１６の下部１６ａ側を、フロート弁体案内部材６における漏斗形状部分１２に対して係合する円錐状の傾斜面２１ａにより構成したことにより、フロート弁体７がフロート弁体案内部材６内において、浮力により浮上する際、フロート弁体７における逆円錐形形状の突起部１７と、フロート弁体案内部材６における軸方向ガイド孔５との間に、浮上するにしたがって徐々に開いていく比較的大きな間隙が形成される。この比較的大きな間隙および軸方向ガイド孔を介して、供給液体中に含まれている小砂等をフロート弁体案内部材６外に排出することができ、フロート弁体案内部材６内において上下動するフロート弁体７の作動に関して、小砂などの噛み込みによる作動不良をなくすことができる。
さらに、この発明では、フロート弁体案内部材６内において、フロート弁体７が浮き上がった状態、すなわち、弁箱内充水状態時においても、フロート弁体７における突起部１７の先端部分１７ａが、径方向の振れに対して、フロート弁体案内部材６における軸方向ガイド孔５から外れない程度入り込んで位置しているので、急激な作動でのフロート弁体７の傾斜こじれを防止でき、作動不良をなくすことができるなどの点においても極めて有効に作用するものといえる。
上記する各構成が相俟って、この発明の目的とする、フロート弁体の浮力効果を減じることなく、当該弁装置における軸方向の寸法の短縮化を図って、それによって浅層埋設化が進む中で当該弁装置の浅層埋設に対して適合する空気弁を提供することができるのである。
【００２２】
さらに、この発明になる空気弁によれば、フロート弁体自体の浮力を保ちながら、フロート弁体の軸方向の高さ寸法を抑えることができ、それによって浅層埋設化が進む中で当該弁装置の浅層埋設に対して適合する空気弁を提供できる点においても極めて有効に作用するものといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明になる空気弁の具体的な実施例を示すものであって、管内が無水状態の態様を示す概略的な縦断面図（但し、フロート弁体については断面ではなく側面であらわしてある。図３、図４および図５も同じ）である。
【図２】図２は、図１においてＡ−Ａ’線に沿って断面にして矢印方向に見た概略的なＡ−Ａ’線断面図である。
【図３】図３は、この発明になる空気弁について各構成部材を軸方向に分解して軸線に沿って上下方向に並べて示す概略的な縦断面図である。
【図４】図４は、この発明になる空気弁にあって、図１に示す管内が無水状態の態様を示すものに対し、管内が充水（満水）状態の態様を示す概略的な縦断面図である。
【図５】図５は、管内に滞留空気が溜まって、フロート弁体が落下している圧力下排気状態の態様を示す概略的な縦断面図である。
【図６】図６は、従来の典型的な急速空気弁の一例を示すものであって、フロート弁体が球状体でなる空気弁の概略的な縦断面図である。
【符号の説明】
ＡＢ 空気弁
１ 弁箱
２ 液体受入室
３ 大空気孔
４ 蓋部材
５ 軸方向ガイド孔
６ フロート弁体案内部材
７ フロート弁体
８ 小空気孔弁座
８ａ 小空気孔
９ 遊動弁体
１０ 大空気孔封止弁座
１１ リブ
１２ 漏斗形状部分
１３ フロート弁体案内部材の周壁
１４ 複数個の流路孔
１５ 複数条のリブ
１６ フロート弁体主部
１７ 突起部
Claims (1)
- 上端(1a)および下端(1b)が開口し、下端の開口(f)を介して液体供給管の管路中に流路接続され、該管路中の供給液体(W)を受け入れる液体受入室(2)を形成する弁箱(1)と、
大空気孔(3)を備え、前記弁箱(1)の上端(1a)側に取り付けられる蓋部材(4)と、
前記弁箱(1)内に配置され、上端(6a)および下端(6b)が開口し、下端(6b)側の開口が、漏斗形状部分(12)により先細まり状であり、軸方向ガイド孔(5)を形成するフロート弁体案内部材(6)と、
前記フロート弁体案内部材(6)内において、軸方向に移動可能で、回転方向に回転不能に規制され、浮力を受けて浮上するフロート弁体(7)と、
小空気孔(8a)を備え、弁箱内無水状態時に、該小空気孔(8a)を開いて弁箱内の滞留空気を排気し、弁箱内充水状態時に、前記フロート弁体(7)とともに浮上して、蓋部材(4)に設けた大空気孔(3)を閉塞する遊動弁体(9)とを含むものからなり、
前記フロート弁体(7)が、軸方向に扁平化したフロート弁体主部(16)と、該フロート弁体主部(16)の下部(16a)側から軸方向外方に向けてのびる逆円錐形形状の突起部(17)とを有してなり、前記フロート弁体主部(16)の下部(16a)および上部(16b)が、それぞれ円錐状の傾斜面(21a)および(21b)により形成されていて、下部の傾斜面(21a)が、前記フロート弁体案内部材(6)における漏斗形状部分(12)の内周面に係合するようになっていて、上部の傾斜面(21b)が、前記遊動弁体(9)の下面に設けた下面凹部(20)に係合するようになっており、
前記弁箱内無水状態時には、前記フロート弁体(7)の突起部(17)が、前記フロート弁体案内部材(6)の軸方向ガイド孔(5)内に入り込んで係合し、弁箱内充水状態時には、フロート弁体(7)が、前記フロート弁体案内部材(6)内において浮上することにより、フロート弁体(7)の突起部(17)と前記フロート弁体案内部材(6)の軸方向ガイド孔(5)との間に、比較的大きな間隙を形成するとともに、前記突起部(17)の少なくとも先端部分(17a)が、径方向の振れに対して、前記軸方向ガイド孔(5)から外れない程度入り込んで位置するものからなることを特徴とする空気弁。
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