JP5908760B2 - Air valve - Google Patents
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Description
本発明は、水道本管などに敷設して、管内に混入する空気を排出するために用いられる空気弁に関する。 The present invention relates to an air valve that is installed in a water main or the like and used to discharge air mixed in the pipe.
水道本管などの管路内では、空気泡や空気溜まりにより配管の有効断面積が減少して管路能力が低下することがある。そのため、管路能力低下を防止するための空気弁が一般的に設置されている。空気弁は、管路の各所に配設され、管路内の空気を排出することで安定的な送配水や管路の保全が可能になっている。空気弁の機能を維持するためには、定期的にメンテナンスを実施し、内部に付着したゴミを除去したり清掃や点検をおこなう必要がある。そのため、通常、空気弁は分解可能な構造になっている。 In a pipeline such as a water main, the effective cross-sectional area of the piping may be reduced due to air bubbles or air pools, and the pipeline capacity may be reduced. For this reason, an air valve for preventing a reduction in duct capacity is generally installed. Air valves are arranged at various places in the pipeline, and stable air supply and distribution and maintenance of the pipeline are possible by discharging the air in the pipeline. In order to maintain the function of the air valve, it is necessary to periodically perform maintenance, remove dust adhering to the inside, and perform cleaning and inspection. Therefore, normally, the air valve has a structure that can be disassembled.
この種の空気弁として、例えば、特許文献1の構造の空気弁が知られている。この空気弁は、分解・組立作業をレバー方式によっておこなおうとするものである。同文献1の図9では、フロート弁体を案内する案内筒の上部に鍔を有しているものが開示されている。この場合、鍔を挟み込むようにして弁箱内に固定し、この宙づり状態の案内筒にフロート弁体を収納するようになっている。
一方、本出願人は、特許文献2の空気弁を提案している。この空気弁は、弁箱、固定蓋、弁体ガイド、フロート弁体、遊動弁体を有し、弁体ガイドが弁箱底部に固定用ボルトで固定され、この弁体ガイド内にフロート弁体、遊動弁体が収納された構造になっている。この空気弁では、着脱蓋に設けられたアーム係合片と、固定蓋に設けられた孔・切欠とを介して組立てや分解をより簡単におこなえるようになっている。
As this type of air valve, for example, an air valve having a structure of
On the other hand, the present applicant has proposed the air valve of
ところで、空気弁に例えば町野式口金と呼ばれる口金を取付け、この空気弁を管路内の洗管作業に利用することが考えられている。この場合にも、メンテナンス時と同様に空気弁を分解して内部部品を取り外す必要が生じることになる。更に、口金の口径分の流量を確保するために、空気弁の弁箱の流入側の口径を確保する必要がある。 By the way, it is considered that a base called a Machino type base is attached to the air valve, and this air valve is used for the washing operation in the pipe. In this case as well, it is necessary to disassemble the air valve and remove the internal components in the same way as during maintenance. Furthermore, in order to ensure the flow rate corresponding to the diameter of the base, it is necessary to ensure the diameter on the inflow side of the valve box of the air valve.
特許文献1の図10においては、口金を取付けることで空気弁を臨時の消火栓として使用することが記載されている。しかし、この空気弁を消火栓として用いる場合、レバー方式で蓋体や弁体案内、フロート弁体、遊動弁体などの内部部品を取り外すためにバルブ周辺に一定のスペースを要し、分解・組立作業に要する時間短縮も十分ではない。このように内部部品の着脱が困難であるため、この空気弁を消火栓や洗管用として簡単に使用することが難しい。
また、同文献1では、鍔を挟み込むようにして弁箱内に固定し、この宙づり状態の案内筒内にフロート弁体を収納するようになっているため、曲げ応力が掛かりやすくなり、水撃などによる衝撃荷重に対して弱くなっている。
弁箱の導水部の口径が口金の口径よりも大きくなることから、空気弁として使用するときには、通水時に遊動弁体が浮上せずに大空気孔から水が止まらなくなったり、排気時に遊動弁体が流出側の大空気孔を閉塞するおそれがある。さらに、フロート弁体や遊動弁体の外径が流入口径よりも小口径であるため、これらが配管内に落下する場合もある。空気弁の流入口径を大きくすると、口金方向に噴流が生じる危険性も生じる。このように、口金を取付け可能に設けた場合、空気弁としての機能を正常に発揮できなくなることがあった。
In FIG. 10 of
Further, in the
Since the diameter of the water conduit in the valve box is larger than the diameter of the mouthpiece, when used as an air valve, the floating valve body does not float during water flow and water does not stop from the large air hole, or the floating valve during exhaust The body may block the large air hole on the outflow side. Furthermore, since the outer diameters of the float valve element and the idle valve element are smaller than the inlet diameter, they may fall into the pipe. When the inlet diameter of the air valve is increased, there is a risk that a jet flow is generated in the direction of the mouthpiece. As described above, when the base is provided to be attachable, the function as an air valve may not be normally exhibited.
一方、特許文献2の空気弁においては、フロート弁体の弁体ガイドが弁箱内部に固定用ボルトで止められているため、この弁体ガイドの取り外しが容易ではない。取り外す際は、固定用ボルトを現場で緩めて取り外す必要があるため作業が細かくなり、この作業がしにくくなったり固定用ボルトを紛失する可能性もある。固定用ボルト用のめねじに錆が発生しやすくなり、この錆を防ぐための防錆処理も困難になる。
口金の取付け時には、弁箱の流入面積の確保が困難になって流量が少なくなり、固定用ボルト等に大きな負荷がかかったりする等の問題も生じる。例えば、口径65Aの町野式口金をこの空気弁に取付ける場合、空気弁の直下に位置するボールバルブの口径が25A程度になることから、口金に対して補修弁の口径が小さくなる。このようにボールバルブによって流量が小さく抑えられることになるが、洗管用や臨時の消火栓として使用するためには、流入口径を大きくして十分な流量を確保することが必要になる。
On the other hand, in the air valve of
When the base is attached, it is difficult to secure the inflow area of the valve box, the flow rate is reduced, and there is a problem that a large load is applied to the fixing bolt or the like. For example, when a Machino-type base having a diameter of 65A is attached to the air valve, the diameter of the ball valve located immediately below the air valve is about 25A, so the diameter of the repair valve is smaller than the base. As described above, the flow rate can be reduced by the ball valve. However, in order to use as a washing pipe or a temporary fire hydrant, it is necessary to increase the inlet diameter to ensure a sufficient flow rate.
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、管路を洗管したり臨時の消火栓としても利用できる空気弁であり、空気弁として使用するときには内部への充水や排気状況に応じて所定の状態まで作動して管内の空気を確実に排出でき、曲げ応力が掛かりにくく水撃などによる衝撃荷重にも耐え得ることができ、内部部品を容易に着脱して清掃やメンテナンスできることに加えて、口金を装着して大流量を確保しながら洗管用や臨時の消火栓として利用して通水機能を発揮でき、この空気弁及び通水機能の双方の機能を十分に発揮する空気弁を提供することにある。 The present invention has been developed in order to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is an air valve that can be used for washing pipes or as a temporary fire hydrant, and is used as an air valve. Occasionally, it can operate to a predetermined state according to the internal water filling and exhaust conditions, and the air in the pipe can be surely discharged, bending stress is hard to be applied, it can withstand impact load due to water hammer, etc. In addition to being easy to attach and remove for cleaning and maintenance, it can be used for washing pipes and as a temporary fire hydrant while securing a large flow rate by attaching a base, and both this air valve and water flow function can be demonstrated It is in providing the air valve which fully exhibits the function.
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、上面をカバーで包囲した弁箱の下部に流体流入口を形成し、前記弁箱の上部開口部に取付けた固定蓋に大空気孔を有する着脱蓋を回転状態で着脱自在に設け、前記流体流入口の流体流入面積には、この流体流入口の求心方向に向けた状態で複数個の案内台座を突出形成し、前記弁箱内の収納室には、上方を開口し、かつ上部に流体を通過させる連通部を有する案内筒体を配置し、この案内筒体の内部にフロート弁体とその上方に遊動弁体を上下に配し、前記案内筒体は、前記収納室の内周側部に設けた側面ガイドで保持し、かつ、この案内筒体を前記案内台座と前記着脱蓋との間に挟み込んだ状態で当該案内筒体を位置決め保持し、前記流体流入口の流体流入面積のうち、前記案内台座自体が占有する面積を除いた流体流入面積を必要流体流入面積とし、この必要流体流入面積Aと前記連通部の総和の面積である流体通過面積Bとの比率B/Aを略0.12〜0.35とすると共に、前記着脱蓋と前記案内筒体と前記フロート弁体と前記遊動弁体とを前記弁箱から取り出した状態の弁箱の上部開口部に消火栓用口金を取付け、この口金の通水面積と前記必要流体流入面積Aの流体通過面積を同程度の面積とした空気弁である。
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a fluid inlet is formed in a lower portion of a valve box whose upper surface is surrounded by a cover, and a large air hole is formed in a fixed lid attached to the upper opening of the valve box. A detachable lid having a detachable cover in a rotating state is provided, and a plurality of guide pedestals are formed in the fluid inflow area of the fluid inlet so as to project in a centripetal direction of the fluid inlet , In the storage chamber, a guide cylinder having a communication portion that opens upward and allows fluid to pass through is disposed, and a float valve element and a floating valve element are arranged vertically above and below the guide cylinder. The guide cylinder is held by a side guide provided on the inner peripheral side of the storage chamber, and the guide cylinder is sandwiched between the guide base and the detachable lid. The guide pedestal itself out of the fluid inflow area of the fluid inlet The fluid inflow area excluding the occupied area is defined as a required fluid inflow area, and a ratio B / A between the necessary fluid inflow area A and the fluid passage area B, which is the total area of the communication portions, is approximately 0.12 to. 35, and a hydrant cap is attached to the upper opening of the valve box in a state where the detachable lid, the guide cylinder, the float valve body, and the floating valve body are removed from the valve box. This is an air valve in which the water area and the fluid passage area of the required fluid inflow area A are the same .
請求項2に係る発明は、連通部は、複数個の切欠き部とした空気弁である。
The invention according to
請求項3に係る発明は、必要流体流入面積を確保しつつ、弁箱の下部に落下防止用突起を設けた空気弁である。
The invention according to
請求項4に係る発明は、弁箱の下部に設けたフランジに補修弁を取付け、この補修弁の噴流を案内台座に当たるようにして噴流が直接弁外に噴出することを防止した空気弁である。
The invention according to
本発明によると、管路を洗管したり臨時の消火栓としても利用でき、空気弁として使用するときには、フロート弁体とその上方に遊動弁体を上下に配した案内筒体を案内台座と蓋の下面との間に挟み込んだ状態で収納しているので、内部部品を固定することなく芯ずれを防ぎながら案内筒体を取付けでき、円筒形状の案内筒体の上部で均等に力を受けて曲げ応力が掛かりにくく、水撃などによる衝撃荷重にも非常に強い形状となる。そのため、内部への充水や排気状況に応じて所定の状態まで作動して管内の空気を確実に排出できる。内部部品を容易に着脱できるため、清掃やメンテナンスも簡単になる。
この内部部品の着脱容易性により、洗管用や臨時の消火栓として利用する際にも簡単に口金を装着でき、口金装着後には内部流路を確保してスムーズに流体を流すことができる。このように、口金を取付けて洗管用や臨時の消火栓用として利用可能に設けているにもかかわらず、空気弁及び通水の双方の機能を十分に発揮できる。内部部品が着脱可能であることから固定用ボルトが不要となり、内部の腐食を抑えることもできることに加えて、組立ても簡単におこなえる。
According to the present invention, a pipe can be used as a washing pipe or a temporary fire hydrant, and when used as an air valve, a float valve body and a guide cylinder body with a floating valve body arranged above and below are provided with a guide base and a lid. Since it is stored in a state of being sandwiched between the lower surface of the guide tube, it is possible to mount the guide cylinder while preventing misalignment without fixing the internal parts, and evenly receiving the force at the top of the cylindrical guide cylinder Bending stress is difficult to apply, and the shape is extremely strong against impact loads such as water hammer. Therefore, the air in the pipe can be surely discharged by operating to a predetermined state according to the state of water filling or exhausting inside. Internal parts can be easily attached and removed, making cleaning and maintenance easy.
Due to the ease of attaching and detaching the internal parts, the base can be easily attached even when used as a washing pipe or as a temporary fire hydrant, and after the base is attached, the internal flow path can be secured and the fluid can flow smoothly. In this way, the functions of both the air valve and the water flow can be sufficiently exhibited despite the fact that the base is attached and can be used for washing pipes and temporary fire hydrants. Since the internal parts can be attached and detached, there is no need for fixing bolts. In addition to suppressing internal corrosion, assembly is also easy.
しかも、固定蓋に着脱自在に着脱蓋を取付けていることで、スムーズに着脱蓋を着脱して内部部品を取付けたり取り外しでき、空気弁機能、或は洗管用や臨時の消火栓用としての通気及び通水機能を発揮させるために容易に組み替えることができる。連通部が複数個の切欠き部になっていることで、空気弁として使用するときにはフロート弁体と遊動弁体とを所定の状態に確実に動作させて急速排気や急速吸気、並びに充水時の圧力下排気をおこなって管内の空気を排出でき、洗管用や臨時の消火栓として利用するときには、大流量を確保しながらスムーズに流体を流して優れた通水機能を発揮できる。
Moreover , by attaching the removable lid to the fixed lid in a detachable manner, it is possible to smoothly attach and remove the removable lid to attach and remove internal parts.The air valve function, or ventilation and temporary fire hydrant It can be easily recombined to demonstrate the water flow function. The communication part is made up of a plurality of cut-out parts, so that when used as an air valve, the float valve element and the idler valve element are reliably operated in a predetermined state to perform quick exhaust, quick intake, and water filling. When exhausting under the pressure of the air, the air in the pipe can be discharged, and when used as a wash hydrant or as a temporary fire hydrant, an excellent water flow function can be exhibited by flowing a fluid smoothly while securing a large flow rate.
さらに、側面ガイドにより弁箱に対して案内筒体を芯出ししながら取付けでき、この案内筒体内に配設されたフロート弁体と遊動弁体とを正確に作動させて流体内に混入する空気を確実に排出できる。側面ガイドの案内筒体を位置決め保持可能な位置、すなわち収納室の中部に設け、上下左右をなだらかに内周側部でつなぐことによって弁箱を塗装するときの垂れを防止できる。このため不良品の発生も回避できる。
Further , the guide cylinder can be mounted while being centered with respect to the valve box by the side guide, and the air mixed in the fluid by accurately operating the float valve element and the floating valve element arranged in the guide cylinder. Can be discharged reliably. By providing the guide cylinder of the side guide in a position where it can be positioned and held, that is, in the middle of the storage chamber, and connecting the upper, lower, left, and right sides gently on the inner peripheral side, dripping when painting the valve box can be prevented. For this reason, generation | occurrence | production of inferior goods can also be avoided.
そして、空気弁として使用する際に、比率の下限を略0.12とすることで多量の排気量を確保しながら空気を排出でき、比率の上限を0.35とすることで所定の差圧に達するまで大空気孔の閉塞を確実に防ぎながら、確実に本体及び管路内への水の充満を完了でき、外部への流出を確実に防止できる。これにより、製品に多少のばらつき等が生じていても、水道用の空気弁として管路に設けた場合に優れた空気の排出性能を確保できる。
Then, when used as an air valve, while ensuring a large amount of exhaust amount by the lower limit of the ratio is substantially 0.12 can discharge the air ratio predetermined pressure difference by the upper limit 0.35 of It is possible to reliably complete the filling of the water into the main body and the pipeline while reliably preventing the blockage of the large air holes until it reaches the value, and to reliably prevent the outflow to the outside. Thereby, even if some dispersion | variation etc. have arisen in the product, when it provides in a pipe line as an air valve for water supply, the outstanding air discharge performance is securable.
また、弁箱の下部に落下防止用突起を設けていることで、誤ってフロート弁体や遊動弁体を弁内に落としたとしてもこの落下防止用突起に引っ掛かり、これらが本管などの接続配管内に落下することを防止する。
In addition , by providing a drop prevention protrusion at the bottom of the valve box, even if the float valve element or idle valve element is accidentally dropped into the valve, it will be caught by this drop prevention protrusion, and these will be connected to the mains etc. Prevents falling into the piping.
また、補修弁を取付けてこの補修弁の噴流が起こる向きに案内台座を配置してこれに当たるようにすることで、町野式口金等の口金を装着した場合に補修弁からの噴流が直接弁外に噴出することを防止することができる。
In addition , by installing a repair valve and placing a guide pedestal in the direction in which the jet of the repair valve occurs and hitting this, the jet from the repair valve is directly attached to the outside of the valve when a base such as a Machino type base is installed. Can be prevented from being ejected.
以下に、本発明における空気弁の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1においては、本発明の空気弁の一実施形態を示しており、図2においては、弁箱に口金と補修弁とを取付けて、洗管用や臨時の消火栓用として通水可能に設けた状態を示している。 Hereinafter, embodiments of an air valve according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of an air valve of the present invention. In FIG. 2, a base and a repair valve are attached to a valve box so that water can be passed for washing pipes or temporary fire hydrants. Indicates the state.
図1に示すように、本発明の空気弁は、弁箱1、蓋2、案内筒体4、フロート弁体5、遊動弁体6を有し、例えば、図示しない水道本管の配管路などに設けられ、水道水に含まれる空気泡や空気溜まりによる空気を外部に排出するようにしたものである。この場合、特に好ましい空気弁の設置場所としては、管路の敷設勾配が変化するときの最頂部、直線状の水平管路に対して一定間隔(例えば、300〜500m)ごと、水管路の中央部、管路の主弁前後の空気の供給や排気の必要な箇所などがある。
As shown in FIG. 1, the air valve of the present invention has a
弁箱1は、略筒状に形成され、この弁箱1の上面1aはカバー55で包囲されている。弁箱1の上部開口部1aには蓋2が取付けられており、この蓋2は、固定蓋12と着脱蓋13とからなっている。後述するように、固定蓋12は、弁箱1上部に取付けられ、この固定蓋12に大空気孔26を有する着脱蓋13が着脱自在に取付けられて蓋2が構成されている。
図4、図7に示すように、弁箱1の後述の収納室15の下部には、案内筒体4を載置する案内台座7が設けられ、かつ、この下部に流体流入口8が形成されている。この流体流入口8は、図4のクロスハッチングに示すように、必要流体流入面積Aを有している。案内台座7は、略90°の間隔で弁箱1の内方に向けて突出形成されている。
The
As shown in FIGS. 4 and 7, a
弁箱1の下部には、必要流体流入面積Aを確保しつつ、略90°の間隔で落下防止用突起9が内方に突出形成して設けられている。この落下防止用突起9は、図5に示すように、フロート弁体5、遊動弁体6の直径よりも内径側に案内弁座7と交互に設けられ、この落下防止用突起9にフロート弁体5、遊動弁体6が係止することでこれらの落下が防がれている。さらに、弁箱1の下部にはフランジ10が設けられ、このフランジ10には後述する補修弁11を取付け可能になっている。
At the lower part of the
図6に示すように、弁箱1の内部には収納室15が設けられ、この収納室15に案内筒体4を収納可能になっている。収納室15の内周側部15aには、側面ガイド16が突出して形成され、この側面ガイド16により案内筒体4を芯出ししながらガイドして位置決め保持することが可能になっている。このとき、側面ガイド16と案内筒体4の外周囲との間には空隙Sが設けられている。これにより、案内筒体4が側面ガイド16により縮径方向に変形することはない。側面ガイド16は、収納室15の中部側に設けられているが、収納室15の何れの位置に設けるようにしてもよい。側面ガイド16は、鋭利な部分がないように滑らかな形状に形成され、この形状によって塗装の垂れによる不良も防がれている。さらに、弁箱内部の形状が円周形状であることによっても、塗装の垂れやムラが抑えられている。
As shown in FIG. 6, a
図3に示すように、弁箱1の上面開口側には嵌合穴17が形成され、この嵌合穴17に着脱蓋13の下方部位が嵌入可能になっている。嵌合穴17の上部側には環状凹溝18が形成され、この環状凹溝18にパッキン19が装着されている。パッキン19は、例えば、シリンダ用の材料で設けられ、このパッキン19により弁箱1と着脱蓋13とがシールされてこれらの間からの漏れが防がれる。嵌合穴17の上端側には段部20が形成され、この段部20にスラストリング21が装着されている。
As shown in FIG. 3, a
図3において、弁箱1の側面には弁箱内部と連通する開閉用コック23が設けられている。コック23は、空気弁の分解時においてこの空気弁内の残圧を抜くために設けられている。更に、このコック23により、遊動弁体6に形成される後述の小空気孔24の開口状態も確認可能になっている。例えば、小空気孔24がゴミなどで詰まっている異常な場合(小空気孔24が閉塞している場合)には、この小空気孔24から空気が排出されずに弁内に空気が溜まるため、コック23を開けたときに空気が出ることでこの異常を確認できる。一方、小空気孔24が詰まっていない正常な場合(小空気孔24が閉塞していない場合)には、弁内が充水されて正常に働いていることで、コック23を開けたときに水が出ることでこの正常な状態を確認できる。
In FIG. 3, an opening / closing
弁箱1において、案内台座7、側面ガイド16、嵌合穴17と、固定蓋12を取付けるための取付ボルト25の位置は芯出し加工されている。そのため、弁箱1に対して、固定蓋12、案内筒体4、着脱蓋13を芯ずれさせることなく取付けできる。この構造により、案内筒体4をボルト等で固定する必要がなく、この案内筒体4の着脱が容易になる。
In the
図1に示した着脱蓋13は、短円柱状の形状を有する本体部位を有しており、この本体部位が弁箱1の嵌合穴17に回動自在の状態で嵌合可能になっている。着脱蓋13の中央には上下に貫通する大空気孔26が形成され、この大空気孔26を通って弁箱1内に空気等の流体が吸入排出される。
The
着脱蓋13の側面には3個のアーム係合片27が等間隔に突出形成されている。着脱蓋13を弁箱1に取付ける際には、このアーム係合片27が弁箱1の段部20に当接した状態でスラストリング21により支持された状態になる。着脱蓋13は、このスラストリング21を介してスムーズに回動可能となる。アーム係合片27の前後側の傾斜角度は異なっており、一方側に緩傾斜面28、他方側に急傾斜面29が形成されている。これらの異なる角度の傾斜により、緩傾斜面28においては、後述する固定蓋12のロックピン装置(ロックピン)30を没入方向に移動させながら着脱蓋13の回動が可能になり、一方、急傾斜面29においては、ロックピン30が完全に内周側に突出して両者が係合することで着脱蓋13の回動ができなくなる。着脱蓋13の上面には2本の支柱32、32が立設形成され、これらの支柱32、32の間には取っ手33が取付けられている。この取っ手33を把持して回転することで着脱蓋13を着脱可能になっている。
Three
案内筒体4は、上方が開口され、この上部には流体を連通させる複数の連通部35が設けられている。案内筒体4の下面側には所定径の孔34が設けられている。この案内筒体4の上部は着脱蓋13の下面13aに係合され、下部側が案内台座7に載置可能になっている。このように、案内筒体4は、案内台座7と着脱蓋13の下面13aとの間に挟み込まれるようにして収納室15に収納される。
The upper part of the
案内筒体4の内部には、フロート弁体5とその上方に遊動弁体6を上下に着脱可能に配した状態になっており、これらにより後述のように水道水に含まれる空気を排出できるようになっている。案内筒体4は、着脱蓋13と案内台座7との間の高さ方向に遊びGを設けた状態で装着される。
Inside the
案内筒体4の連通部35は、複数の切欠き部よりなっており、図3に示すように、本実施形態においては、この切欠き部35は案内筒体4の上部に等間隔で形成され、この切欠き部35により流体が通過するときの面積が決定される。図1において、クロスハッチングに示した切欠き部35の総和の面積である流体通過面積Bと、前記の流体流入口8の必要流体流入面積Aとを比率は、略0.12〜0.35になっている。必要流体流入面積Aを後述する町野式口金40の図示しない通水面積よりも大きくした場合、例えば、0.75MPa以上の圧力では通水時に遊動弁体6が浮上せずに大空気孔26から水が止まらなくなるおそれがある。本実施形態では、止水不良をなくすために必要流体流入面積Aを町野式口金40の通水面積と同程度に抑えた形状とした。これにより、通水時の止水不良が改善される。
The
フロート弁体5と、遊動弁体6とは、それぞれ弁箱1内の水位に応じて浮力を受けて案内筒体4に案内されつつ、この案内筒体4内をスムーズに上下移動可能になっている。遊動弁体6には小空気孔24が偏芯位置に貫通して形成され、また、この遊動弁体6の上面側にはシールリング41が装着されている。
The
図8において、固定蓋12は、弁箱1の上面1aのフランジ部分と略同形状に形成され、このフランジ部分に固定ボルト25により固着されている。固定蓋12の中央には中央穴部45が形成され、この中央穴部45は、着脱蓋13を挿入可能な穴径に形成され、この中央穴部45を介して着脱蓋13が挿脱可能に設けられている。さらに、中央穴部45は、着脱蓋13を出入りさせるためにこの着脱蓋13の平面形状に合致するように形成され、この中央穴部45の一部に着脱蓋13のアーム係合片27が通過するための切欠き状の案内部46が形成されている。
In FIG. 8, the fixing
この案内部46に続けて、下方に突出するストッパ47が形成されており、このストッパ47は着脱蓋13の回動範囲を設定するために設けられる。ストッパ47には前面部47aと側面部47bとが形成されている。前面部47aは、アーム係合片27の急傾斜面29と衝突可能になっており、この衝突時に固定蓋12を弁箱1から抜き取り可能になっている。側面部47bは、他のアーム係合片27の緩傾斜面28と衝突可能になっており、この衝突位置が、着脱蓋13が正しく装着されるセット位置となる。これらの両方の間において、本実施形態では着脱蓋13を約60°の範囲で回動させることが可能になっている。
A
本実施形態において、前記ストッパ47を3つの案内部46の全てに設けているが、このストッパ47を案内部46のうちの1箇所だけに形成するようにしてもよい。この場合、その他の2箇所のストッパ47は、前面部47aを形成するだけの小さいものとしてもよい。小さいストッパ47を設けた場合、着脱蓋13の抜き取り時に、アーム係合片27の急傾斜面29が案内部46の縁部位と引っ掛かることがなく、スムーズに抜き取りを実施可能になる。
In the present embodiment, the
固定蓋12は、弁箱1の上面1aに載置された状態で固定ボルト25で固定される。固定蓋12の周縁側には垂下状の突出壁50が設けられ、この突出壁50は弁箱1の案内部1cに嵌入可能になっている。突出壁50にはロックピン装置30が設けられ、着脱蓋13はこのロックピン装置30を介して弁箱1に位置決め状態でロックされる。
The fixed
ロックピン装置30は、図示しないスプリングの付勢力で内方側に向けて突出しており、このロックピン30が着脱蓋13に係合してこの着脱蓋13を所定の状態に位置決め可能になっている。ロックピン30は手指で把持しながら外方向に引っ張ることで着脱蓋13への係止を外すことができ、この係止を解いた状態で着脱蓋13が回動可能になる。
The
通常時において固定蓋12に着脱蓋13を挿入すると、ロックピン装置30によるロックが作動可能になっている。すなわち、着脱蓋13を挿入して取付け方向に回転させると、この回転に伴ってロックピン30が緩傾斜面28により徐々に押し込まれる。この回転角度が60°に達して急傾斜面29の位置まできたときには、ロックピン30が突出して急傾斜面29に係止してそれ以上の着脱蓋13の回転ができなくなる。従って、このセット位置において、アーム係合片27がストッパ47の側面部47bとロックピン30とにより回動規制を受けてこの位置で固定保持される。
When the
固定蓋12の下面には、着脱蓋13の回動係止用の図8に示す突起部52が形成されている。アーム係合片27は、弁箱1の段部20のスラストリング21と固定蓋12との間に挟まれており、この隙間にはある程度のあそびが設けられている。このため、着脱蓋13を押し下げて回転させると突起部52と衝突することがなく自由に回転できる。一方、水圧を受けて押し上げられた状態で着脱蓋13を回転させようとしても、この着脱蓋13が突起部52と衝突することで回転させることはできない。突起部52は、着脱蓋13がロックピン装置30により回り止めされた状態でアーム係合片27に対向する位置に設けられ、内圧の作用下では着脱蓋13が押し上げられることでセット位置において突起部52と当接状態になる。このとき、着脱蓋13が確実に回動不能になることで安全が図られている。
図8に示すように、固定蓋12と着脱蓋13との各表面側には、位置決め用の表示部53、54が設けられている。この表示部53、54を確認することで、固定蓋12に対する着脱蓋13の固定位置が正しいか否かを判断できる。
On the lower surface of the fixed
As shown in FIG. 8,
図1に示すように、弁箱1にはカバー55が取付けられ、このカバー55は、弁箱上部を覆うような形状に形成され、固定蓋12、着脱蓋13が取付けられた弁箱1の上方側から取付け可能に設けられている。これにより、弁箱1の上部はこのカバー55で着脱自在に包囲されている。カバー55の内面側には、図9に示した位置決めピン56が天面から垂下するように取付けられている。このピン56は、着脱蓋13の正常な取付け状態ではカバー55取付け時にその下端が固定蓋12の案内部46を通ってアーム係合片27の無い箇所に嵌り込み、一方、着脱蓋13が正常でない取付け状態ではこのピン56が前記位置に嵌り込まない位置に設けられている。これにより、カバー55は、着脱蓋13が正常に取付けられているときにのみ装着可能になり、このカバー55を装着するときに着脱蓋13が正しいセット状態であるか否かを判断可能になっている。
As shown in FIG. 1, a
図9に示したカバー55の天面には、取っ手33へのボルト57止め用のボルト孔部58が形成され、このボルト孔部58にはやや小径の案内孔部59が連設されている。カバー55の取付け時には、先ずボルト57を少し緩めた状態にし、このボルト57の位置にボルト孔部58を合わせながらカバー55を取っ手33の上面側に載置し、続いてこのカバー55を所定角度で回転させてボルト57を案内孔部59に案内させた状態でボルト57を締付けて固定する。一方、カバー55の取り外し時においても、ボルト57を少し緩めた状態にし、カバー55を回転させてボルト57にボルト孔部58を合わせることで容易に実施できる。このように、ボルト57を完全に取り外すことなくカバー55を着脱でき構造であるため、作業が簡単でありボルト57を紛失するおそれもない。カバー55の回転時には位置決めピン56も回転するが、この位置決めピン56の回転は案内部46内におさまるようになっている。
A
図2においては、空気弁の弁箱1に補修弁としてボール弁11を取付けながら、通水機能を発揮させた状態を示している。補修弁11は一般に用いられているものであればよく、この補修弁11をボール弁とした場合、ボール弁11のステム60の90°の回動による開閉が可能になる。ボール弁11は、フランジ61を介して図示しない取付ボルトで弁箱1に取付けられているが、フランジ61以外の取付け構造により、ボール弁11を弁箱1に取付けてもよい。ボール弁11を使用する場合、そのボール口径Dを空気弁の内部流路の口径Eと略同じにすることが望ましい。図2では、空気弁の内部部品である案内筒体4、フロート弁体5、遊動弁体6を取り外して、口金40を取付けた状態を示している。この補修弁11で空気弁への水道水の流れを開閉操作可能になっている。補修弁11を開けた状態で前述のコック23を開けることにより、空気弁での作動確認をおこなうことができる。
FIG. 2 shows a state in which the water flow function is exhibited while the
続いて、上述した第1実施形態における空気弁の動作並びに作用を説明する。
図1において、弁箱1内に水が無いときには、フロート弁体5、遊動弁体6はともに降下して、大空気孔26が開放した状態になる。この状態から急速排気や急速吸気の動作が可能になっている。
Then, operation | movement and an effect | action of the air valve in 1st Embodiment mentioned above are demonstrated.
In FIG. 1, when there is no water in the
急速排気は、図示しない水道本管の管路に充水するときに、管路内の空気を大空気孔26を介して急速に大量に排気するときの動作となる。この急速排気時には、遊動弁体6、フロート弁体5はともに浮き上がることなく案内筒体4の下方に位置するため、大空気孔26が全開状態になる。これにより、管路内の空気が空気弁を介して効率的に外部に排出される。厳密には、この急速排気時に、フロート弁体5、遊動弁体6、案内筒体5の総重量を超える力を流体流入口8側から受けると、遊びBの分上昇することになる。
The quick exhaust is an operation for rapidly exhausting a large amount of air in the pipe line through the
急速吸気は、管路内の水を排出するときに、空気弁を介して急速に管路内に大量の吸気をおこなうときの動作である。急速吸気時には、遊動弁体6、フロート弁体5が降下した状態となる。これにより、大空気孔26が開口し、この大空気孔26から効率的に吸気することで管路内の排水が迅速におこなわれる。このとき、孔34から案内筒体4内に蓄積した水も排水される。この急速吸気時には、フロート弁体5、遊動弁体6、案内筒体5が遊びBにより上昇することはない。
これらの急速排気、急速吸気により、水道本管への最初の送水や、水道本管からの排水などの作業を短時間でおこなうことができる。
The rapid intake is an operation when a large amount of intake air is rapidly taken into the pipeline via the air valve when water in the pipeline is discharged. During rapid intake, the floating
By these rapid exhaust and rapid intake, operations such as initial water supply to the water main and drainage from the water main can be performed in a short time.
空気弁内への充水が完了し、管路内が満水状態になって弁箱1内が水で満たされているときには、フロート弁体5、遊動弁体6が浮力によって上昇し、遊動弁体6が着脱蓋13の下面13aに密着して大空気孔26を塞ぎ、かつ、フロート弁体5が遊動弁体6の小空気孔24を塞ぐ。これにより、弁箱1内が完全に遮蔽された状態になり、外部への水の流出が防がれる。このとき、案内筒体4の高さ方向に遊びG、外周囲方向に空隙Sを設けていることで案内筒体4は収納室15内を上下動可能になっていることから、着脱蓋13の着脱を容易に行うことができる。
When the filling of the air valve is completed and the inside of the pipe line is full and the
この充水時の圧力下において、水道本管内に混入している空気は徐々に空気弁に集まり、弁箱1内に溜まっていく。この空気量が一定に達すると、先ずフロート弁体5のみが降下し、遊動弁体6の小空気孔24が開いた状態になる。これは、大空気孔26と小空気孔24とにおける孔径の大小関係により、遊動弁体6が大空気孔26を有する着脱蓋13の下面13aから離れないためであり、その結果、フロート弁体5のみが自重により降下する。その際、前記のように小空気孔24が偏芯状態で形成されているため、フロート弁体5の降下が確実におこるようになっている。そして、開口状態の小空気孔24から空気弁内の空気が外部に排出される。空気の排出により弁箱1内の空気量が少なくなると、フロート弁体5が上昇して再び小空気孔24を塞ぐことになる。以上の動作を繰り返すことにより、空気弁を介して本管内に溜まった空気を自動的に弁外に排出することができる。
Under the pressure at the time of filling, the air mixed in the water main pipe gradually gathers in the air valve and accumulates in the
これらの場合、前述したように案内筒体4が、案内台座7、側面ガイド16及び着脱蓋13で上下左右が取り囲まれた状態で装着されていることにより、弁箱1の中心からずれることがない。円筒部分の上部で均等に力を受けるため、例えば、上部側に挟着用の鍔部を設けた案内筒と比較した場合、曲げ応力が加わりにくく、水撃などによる衝撃荷重に対して非常に強い形状になっている。
In these cases, as described above, the
空気弁を清掃やメンテナンス等の実施により分解する際には、先ず、図2のボール弁11を全閉状態にして流水路からの流路を遮断する。このとき、空気弁内には残圧がある状態になっている。弁内に残圧があると図1において着脱蓋13が押し上げられて固定蓋12の底面側に密着した状態になり、固定蓋12の底面に設けた圧力下での分解防止用の図7の突起部52により、着脱蓋13の回動が阻止された状態になる。そのため、残圧がある状態では分解できない構造になっている。コック23を開操作することで空気弁内の残圧を抜くことが可能になり、残圧を抜くことで着脱蓋13への押し上げ力が開放されて分解が可能になる。
次いで、カバー55を取り外す。カバー55の取り外し時には、前記したようにボルト57を少し緩め、その状態でカバー55を回転させてボルト57にボルト孔部58を合わせることでカバー55のみの取り外しが可能になる。
When disassembling the air valve by performing cleaning or maintenance, first, the
Next, the
続いて、着脱蓋13を取り外す。着脱蓋13の取り外し時には、ロックピン装置30のロックピン30を把持して引っ張ることで急傾斜面29への係止を外しながら、取っ手33を持って着脱蓋13を取り出し可能な方向に所定角度回転させる。弁内が高圧下の場合、着脱蓋13が押し上げられて突起部52に当接することでこの着脱蓋13の回動は阻止されるが、弁内圧力は低下状態にあるため回動に支障はなく、スラストリング21の作用によってスムーズに着脱蓋を回転できる。
Subsequently, the
着脱蓋13を所定角度にて回転させると、アーム係合片27の急傾斜面29が固定蓋12のストッパ47に当接する。この当接位置において着脱蓋13を引き上げることで抜き取りが可能になる。着脱蓋13を抜き取ることで、遊動弁体6、フロート弁体5、案内筒体4を弁箱1から取り外すことが可能になる。このとき、弁箱1から抜き出すだけで容易に取り外し可能となる。特に、案内筒体4は、パッキン19よりも小さい外径で形成されていることで、この案内筒体4を弁箱1から抜き出すときに引っ掛かることなくスムーズに取り外しできる。このようにして弁体の部品を極めて簡単に分解でき、短時間でこの分解作業を行うことができる。分解作業の所要時間を測定したところ約15秒程度に抑えることができた。
この状態において、分解した部品のゴミなどを取り除いたり、清掃や点検などが可能になっている。なお、清掃や点検時において、固定蓋12を取り外す必要はない。
When the
In this state, the disassembled parts can be removed, cleaned, inspected, and the like. It is not necessary to remove the fixed
次に、清掃、点検後に各部品を組付ける場合には、フロート弁体5、遊動弁体6を案内筒体4内に戻した後に着脱蓋13を嵌め込む。着脱蓋13の嵌め込み時には、アーム係合片27と案内部46との位置を合わせながら着脱蓋13を差し込み、この状態から所定角度回転させる。この回転により、ロックピン30がアーム係合片27の緩傾斜面28により自動的に没入方向に移動する。着脱蓋13がセット位置まで達すると、急傾斜面29がロックピン装置30の位置に到達することでロックピン30がスプリングの付勢力で突出して、急傾斜面29側に係合する。このとき、緩傾斜面28がストッパ47の側面部47bに衝突することから、アーム係合片27が両側から挟まれて固定保持される。
Next, when assembling each part after cleaning and inspection, the
この状態でカバー55を取付ける。カバー55の取付け時には、位置決めピン56を所定位置に合わせる必要があり、このピン56を固定蓋12の案内部46の位置に合わせ、かつ、ボルト孔部58の位置を取っ手33のボルト57に合わせて上方から装着する。このようにピン56と案内部46、ボルト57とボルト孔部58の位置を合致させることで、カバー55が着脱蓋13に対して所定の向きに取付けられる。この場合、着脱蓋13が固定蓋12の正確なセット位置まで締め込まれていれば、ピン56の先端側がアーム係合片27に衝突することがない。これにより、カバー55の装着時に着脱蓋13の取付け状態を自然に確認でき、仮に、着脱蓋13の締め込みが不十分である場合には、ピン56がアーム係合片27に衝突してカバー55を所定の状態に装着できなくなることから、容易に着脱蓋13の取付け状態の正否を判断できる。
In this state, the
内部部品の組み込み後には、ボール弁11を全開状態にする。これによって本管より水道水が空気弁内に流入してこの弁内を満たすことで、フロート弁体5と遊動弁体6とが浮上して大空気孔26、小空気孔24を閉塞することが可能になり、空気弁としての機能を発揮できる。
以上のように、本発明の空気弁において、極めて簡単に分解や組立てを実施でき、しかも短時間で迅速におこなうことが可能になっている。
After incorporating the internal parts, the
As described above, the air valve of the present invention can be disassembled and assembled very easily, and can be performed quickly in a short time.
一方、空気弁を洗管用や臨時の消火栓として利用する場合には、上記の分解作業により、内部部品を取り外し、その後、弁箱1に口金40を取付けるようにする。口金40は着脱蓋13の場合と同様に取付け可能であり、その取付け後には口金40に形成した図示しないアーム係合片がストッパ47の側面部47bとロックピン30とにより回動規制を受けることで、所定の取付け位置に固定保持される。口金40の開口側には、図示しないホース等を接続可能になっており、ホースを介して管路内を洗管したり臨時の消火栓として利用できる。更に、管路内の水圧測定や臨時給水口などの各種の用途にも利用することもできる。
内部部品を取り外した状態で町野式口金40を取付けたときには、例えば、口径65Aの流量を確保できる。このように、案内筒体4をボルト止めしていないことで容易に取り外しすることができ、ボルト止めに起因する腐食の発生もなくなり、組立コストも削減される。
On the other hand, when the air valve is used for washing pipes or as a temporary fire hydrant, the internal parts are removed by the above disassembling work, and then the
When the
この場合、図2に示したように弁箱1の下部に設けたフランジ61にボール弁11が取付けられている。このように弁箱1の内部流路と同じ口径の補修弁11を取付けることで、この補修弁11の開閉により、流路を確保しながら弁箱1を洗管用や臨時の消火栓として用いることができる。このとき、弁箱1の下部に案内台座7を設けていることで、補修弁11を介して流れ込む噴流をこの案内台座7に当たるようにして噴流が直接弁外に噴出することを防止している。
In this case, as shown in FIG. 2, the
なお、上記実施形態においては、空気弁を水道本管の配管路に設けて水道水内に含まれる空気を排出するようにしたが、対象となる流体を水道水以外の液体としてもよく、また、対象流体を気体とし、この気体に含まれる余分な空気などを排出することもできる。 In the above embodiment, the air valve is provided in the pipe line of the water main to discharge the air contained in the tap water, but the target fluid may be a liquid other than tap water, The target fluid can be a gas, and excess air contained in the gas can be discharged.
本発明の空気弁は、上面1aがカバー55で包囲された弁箱1の下部に流体流入口8が形成され、弁箱1の上部開口部1bに大空気孔26を有する蓋2を取付け、弁箱1の収納室15の下部に形成した案内台座7と蓋の下面13aとの間に上方を開口した案内筒体4を挟み込んで弁箱1内の収納室15に案内筒体4を収納し、案内筒体4の内部には、フロート弁体5とその上方に遊動弁体6を上下に配すると共に、案内筒体4の上部に流体を連通させる連通部35を設けているので、カバー55、着脱蓋13の簡単な着脱により、遊動弁体6、フロート弁体5、案内筒体4を着脱し、口金40を取付けることで洗管用や臨時の消火栓として簡単に使用できる。
空気弁として使用する際には、案内筒体4をボルト等で固定することなく着脱蓋13と案内台座7との間に側面ガイド16により芯ずれを防ぎながら保持して取付けでき、遊動弁体6やフロート弁体5を正確に動作させて通水弁としての機能を確実に発揮できる。
In the air valve of the present invention, the
When used as an air valve, the
蓋2が弁箱1の上部に取付けた固定蓋12とこの固定蓋12に大空気孔26を有する着脱蓋13を着脱自在に取付けて構成しているため着脱蓋13を容易に着脱でき、連通部35を複数個の切欠き部としているので、空気弁として使用するときにはフロート弁体5と遊動弁体6とを確実に作動させることができ、洗管用や臨時の消化栓として使用するときには大流量を確保しながらスムーズに流体を流すことができる。
Since the
流体流入口8は必要流体流入面積Aを有し、連通部35を切欠き部としてこの切欠き部35の総和の面積である流体通過面積Bと前記流体流入口8の必要流体流入面積Aとの比率B/Aを略0.12〜0.35としているので、例えば、水道施設の技術的基準である日本水道協会規格 JWWA B 137(水道用急速空気弁)の規格の性能基準値の性能を十分に満たしながら空気を排出でき、かつ、町野式口金等の口金の装着時にはその流量を大きく確保しながら洗管や臨時の消火栓として使用できる。
The
弁箱1の下部に設けた補修弁11がわずかに開いて噴流が流れるときには、この噴流が案内台座7に当たることで、口金40装着時に噴流が直接弁外に噴出することが防がれる。また、噴流の角度が変わっても、流体が案内台座7又は弁箱1内部又は弁箱口金40内部にあたり、線状に噴出する水が分散されて安全性が確保される。このため、流体が目などに入ることがない。
When the
次に、上述した第1実施形態の空気弁において、弁箱1を図10に示した供試品1〜8までの形状にそれぞれ形成し、排気性能試験を実施した。また、これらの供試品1〜8までと比較するために、図示しない弁箱を比較品として設け、この比較品についても同様に排気性能試験をおこなった。ここで、図10における必要流体流入面積Aは、図4に示した略十字形状のクロスハッチング部分の面積であり、流体通過面積Bは、図1に示したクロスハッチング部分(切欠き部(連通部)35)の総和の面積である。比率Cは、流体通過面積Bを必要流体流入面積Aで除した値である。供試品1〜5は、図1に示した断面形状の弁箱1であり、供試品6〜8は、図1の弁箱1の落下防止用突起の上方側に溝状の切欠き部位を設けて下部からの流体の通過量を増やしたものである。
Then, in the air valve of the first embodiment described above, to form respectively a
図10の排気性能試験の結果において、空気弁として使用したときに、規格値(差圧10kPa)に達するまでに大空気孔26が閉塞することがなく、規格値の最小排気量を満足し、かつ通水時に水が止まることの3つの条件を満足したものを試験合否の項目において合格とした。この場合、供試品1、供試品2、供試品4、供試品6、供試品7については、試験可否は合格とするが、判定としては条件付きで良判定とした。その理由としては、供試品1、2については排気量が少なくなり、供試品4については案内筒体が閉塞形状に近づくためである。供試品6、7については、供試品1〜5の形状の弁箱から上述のように下部の流体の通過量を増やしたものであるが、それによる効果が認められなかったからである。これらは前記条件以外の結果については、合格品である供試品3と同様に空気弁としての機能を十分に発揮できた。
In the results of the
比率Cに関して、供試品1、供試品6では0.12になっている。JWWA B 137(水道用急速空気弁)の呼び径25の場合、多量排気量の最小値が1.3(m3/min)に対して供試品1では1.461と小さく、これ以上比率Cを下げると、製品のばらつき等で最小値を下回る可能性がある。そのため、比率Cの下限を略0.12とする。
一方、比率Cを0.35よりも上げた場合、供試品5、供試品8の結果より大空気孔26を閉塞する結果となった。そのため比率Cの上限を0.35とする。
以上のことから、良判定の供試品の比率Cは、略0.12〜0.35までの範囲であるとよいことが確認された。
Regarding the ratio C, it is 0.12 for the
On the other hand, when the ratio C was increased from 0.35, the result was that the
From the above, it was confirmed that the ratio C of the specimens for good judgment was good in the range of about 0.12 to 0.35.
一方、良判定になった急速弁箱(比較品)においては、この急速弁箱の必要流体流入面積Aは491mm2であったため、比率Cが3.80と他の良判定に比較して大きくなって前記空気弁の比率Cの範囲外になっている。本発明の空気弁では、水量を確保するために入口面積(必要流体流入面積A)を大きくすることが前提であり、このときの弁体上部の流体通過面積Bの絞りの比率が重要になっている。そのため、比較品の急速弁箱は、本発明の空気弁の技術的思想の対象外といえる。 On the other hand, in the quick valve box (comparative product) that was judged good, the required fluid inflow area A of this quick valve box was 491 mm 2 , so the ratio C was 3.80, which is larger than other good judgments. Thus, the ratio is out of the range C of the air valve. In the air valve of the present invention, it is assumed that the inlet area (necessary fluid inflow area A) is increased in order to secure the amount of water, and the ratio of the restriction of the fluid passage area B at the upper part of the valve body at this time becomes important. ing. Therefore, it can be said that the comparative quick valve box is out of the scope of the technical idea of the air valve of the present invention.
1 弁箱
1a 上面
1b 上部開口部
2 蓋
4 案内筒体
5 フロート弁体
6 遊動弁体
7 案内台座
8 流体流入口
9 落下防止用突起
11 ボール弁(補修弁)
12 固定蓋
13 着脱蓋
13a 下面
15 収納室
15a 内周側部
16 側面ガイド
26 大空気孔
35 連通部(切欠き部)
55 カバー
61 フランジ
A 必要流体流入面積
B 流体通過面積
DESCRIPTION OF
12 Fixed
55
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