JP6145284B2 - 副弁付き空気弁とその連結機構 - Google Patents

Description

本発明は、水等の流体が流れる管路等に設けられていて流体中の空気を排出したり吸入したりする副弁付き空気弁とその連結機構に関する。

従来、上水道等の液体が流れる管路に直交して設けた立ち上がり管に空気弁が連結されている。この空気弁は、管路内を流れる液体中に混入している空気等を排出したり、管路内の液体を排出する際に圧力調整のために管路内に空気を吸入したりするための空気弁が広く知られている。この空気弁には、点検や修理するために立ち上がり管と空気弁の間に副弁が設けられており、空気弁と副弁をフランジ部でボルト・ナットによって連結している。

このような副弁付き空気弁を管路の立ち上がり管に接続する構造として、例えば特許文献１に記載されたものが提案されている。この副弁付き空気弁は消火栓口金付き三方弁であり、管路に設けた立ち上がり管のフランジ部と副弁の下部フランジ部とをボルトとナットで連結し、更に副弁の上部フランジ部と空気弁に設けたフランジ部とをボルトとナットで連結している。
この副弁付き空気弁は、切替操作ハンドルによって副弁内の弁体の位置を切り替え操作し、管路内の水に含まれる空気を空気弁を通して排出するために空気弁に管路を連通させた状態と、消火に用いる水を吐出するために空気弁を遮断して副弁から消火栓口金に連通させた状態とに切替できるようにした消火栓設備としての消火栓口金付き三方弁である。

この副弁付き空気弁は、空気弁と副弁と立ち上がり管とがそれぞれフランジ部でボルト連結され、更に副弁は補助排出口に消火栓口金を設けた三方ボール弁によって捕集弁と消火栓の二つの機能を発揮できる。しかも、副弁は、消火栓口金を備えた上部領域と立ち上がり管から副弁に水を入力させる下部領域とに分割可能であり、副弁を分割させることで弁体の点検などを行うことができる。

特開平１１−４７３０２号公報

しかしながら、上述した副弁付き空気弁は、空気弁と副弁とがフランジ部同士でボルト連結され、しかも副弁の点検に際しては上部領域と下部領域を分割しなければならなかった。また、空気弁と副弁と立ち上がり管とをフランジ部同士でボルト連結する構造であるため、各フランジ部に形成したボルト穴とボルトとの間に遊びや公差を有している。
そのため、地震等が発生した際、振動によってボルトが緩んでしまい、フランジ面同士がずれてしまうために各フランジ部から漏水することがあった。また、副弁の分割部でも同様に、振動によるズレや漏水等を生じ易かった。特に、副弁と空気弁は地中に埋設した管路の地表側に設置するため、管路よりも地震による振動が大きくフランジ部がずれ易く、空気弁と副弁との間で上述したようなズレや漏水が発生し易いという欠点があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、空気弁と副弁との連結強度が高く、地震等で振動しても、空気弁と副弁との間、或いは副弁と他の部材との間でずれたり外れたりせず、漏液を抑制できるようにした副弁付き空気弁とその連結機構を提供することを目的とする。

本発明による副弁付き空気弁は、空気孔が形成された主弁箱を備えた空気弁と、該空気弁に連通する流体の連通路を有する副弁箱と、該副弁箱内に設けられていて連通路を開閉可能な副弁体とを有する副弁とを備え、前記空気弁と前記副弁とが一体に形成されていて、前記副弁の下部開口には、他の部材に形成された開口に嵌合する突起部を設けており、
前記突起部は、前記副弁の下部開口の内面に所定間隔で形成された爪部または前記下部開口の内面に全周に形成された円周突起であることを特徴とする副弁付き空気弁。
本発明によれば、空気弁と副弁が一体に形成されているため、地震等で振動したとしても、副弁が分割されたり、或いはずれたり外れたりすることがなく、漏液を抑制できる。また、副弁の下部開口に設けた突起部を他の部材の開口に嵌合させて連結することで、地震等があっても、空気弁と副弁の間だけでなく、副弁と他の部材との間でも振れによるズレや外れ等を防止することができ、漏液等を抑制できる。しかも、突起部として、間隔を開けて爪部を設けた場合には、爪部以外の下部開口の内面での液体の流通の阻害を小さくでき、円周突起を設けた場合には、振動による振れがどの方向に発生してもズレや外れ等を確実に抑制できる。

また、空気弁の主弁箱と副弁の副弁箱が一体に形成されていることが好ましい。
本発明によれば、空気弁の主弁箱と副弁の副弁箱が一体に形成されているため、地震等があっても、振動等で空気弁と副弁とを強固に一体に保持できる。

また、空気弁は大空気孔を有する蓋体を主弁箱から着脱可能とし、副弁は下部開口を含む嵌合ユニット部を副弁箱から着脱可能としたことが好ましい。
本発明によれば、副弁付き空気弁を一体に形成しても、蓋体を主弁箱から取り外すことで空気弁内の遊動弁体やフロート弁体等の点検や修理等を行うことができ、嵌合ユニット部を副弁箱から取り外すことで、副弁内の副弁体等の点検や修理等を行える。

本発明による副弁付き空気弁の連結機構は、空気孔が形成された主弁箱を備えた空気弁と、前記空気弁に連通する流体の連通路を有する副弁箱と該副弁箱内に設けられていて前記連通路を開閉可能な副弁体とを有する副弁とを備え、前記空気弁と前記副弁とが一体に形成された副弁付き空気弁と、前記副弁付き空気弁に連結された他の部材とを備え、副弁の下部開口と他の部材の上部に形成された上部開口とのいずれか一方の開口に他方の開口に嵌合する突起部を設けており、前記突起部は、前記副弁の下部開口の内面または前記他の部材の前記上部開口の内面に所定間隔で形成された爪部または全周に形成された円周突起であることを特徴とする。
本発明によれば、空気弁と副弁は一体であるから強度が高く、副弁と他の部材とは突起部によって互いに嵌合させたため、地震による振動が生じてもズレや外れを防止して漏液を抑制できる。

また、他の部材は、液体が流れる管路に設けた立ち上がり管、または該立ち上がり管と副弁との間に連結された縦管であってもよい。
本発明によれば、空気弁と副弁は一体であるから強度が高く、副弁と立ち上がり管または縦管との間も突起部を嵌合させたため、地震による振動が生じてもズレや外れを防止し、副弁と立ち上がり管または縦管とに設けたフランジ部同士のボルト止めが緩んだりずれたりすることを抑制して漏液を防止できる。

本発明による副弁付き空気弁によれば、空気弁と副弁が一体であるから、地震等で振動が生じたとしても、互いにずれたり外れたりしないために、漏液等が発生することを確実に防止できる。
また、副弁付き空気弁の連結機構によれば、空気弁と副弁が一体であるから強度が高く、しかも突起部によって副弁と他の部材とを互いに嵌合したために、空気弁と副弁と他の部材とが互いにずれたり外れたりせず、漏液等が発生することを確実に防止できる。

本発明の第一実施形態による一体型の副弁付き空気弁と立ち上がり管との連結機構を示す要部縦断面図である。 図１に示す副弁付き空気弁を下方から見た斜視図である。 本発明の第二実施形態による副弁付き空気弁と立ち上がり管との連結機構を示す要部縦断面図である。 図３に示す副弁付き空気弁を下方から見た斜視図である。 本発明の第三実施形態による副弁付き空気弁と立ち上がり管との連結機構を示す要部縦断面図である。 図５に示す副弁付き空気弁を下方から見た斜視図である。 本発明の第四実施形態による副弁付き空気弁と立ち上がり管との間に縦管を連結した連結機構の要部縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面により説明する。
まず、本発明の第一実施形態による一体型の副弁付き空気弁の連結機構について図１及び図２を参照して説明する。
図１に示す副弁付き空気弁１は、液体、例えば上水道等の水を流す管路２に直交させて設けた立ち上がり管３の上端部に連結され、空気弁４と副弁５とを一体に形成した一体型である。副弁付き空気弁１の空気弁４は、略カップ形状を有している主弁箱７Ａの上端の開口に大空気孔８が形成された蓋体９が設置されて覆われ、主弁箱７Ａの下部には管路２に連通する下部開口１０が形成されている。主弁箱７Ａ内には、上端の開口部が大空気孔８に連通し、周囲の壁面には水の通過孔が形成された略有底筒状のフロート弁体ガイド１２が配設されている。フロート弁体ガイド１２の上端部は外側に屈曲して蓋体９と主弁箱７Ａとの間に設けたリング状のパッキン１１に押圧して液密に連結されている。

フロート弁体ガイド１２内には例えば略球体状のフロート弁体１３が浮力によって昇降可能に配設されている。フロート弁体１３の上側には、中央に小空気孔１４が形成されていて浮力で昇降して大空気孔８を開閉可能な遊動弁体１５が配設されている。遊動弁体１５は中央が隆起する略山形に形成されており、その中央頂部に上下面を連通する小空気孔１４が形成されている。フロート弁体１３には、自身の浮力と空気弁４内の圧力と大気圧の差によって生じる押し上げ力が作用している。フロート弁体１３が昇降することで小空気孔１４を開閉可能である。
また、蓋体９には大空気孔８の周囲の裏面に遊動弁体１５の表面が当接して液密に封止するための大空気孔弁座１６がリング状に形成されている。

蓋体９の上部には凸曲面状のカバー１９が設置されており、空気弁１内に異物が入らないようになっている。また、空気弁１から水が噴出した場合には、飛散するのを防止できるようになっている。ナットを挟むカバー１９と蓋体９は周縁部の挿通孔を通してボルト２０とナット２１で連結されている。
小空気孔１４は遊動弁体１５の中央下部に嵌装された小空気孔弁座２３に形成され、その上部には弁座押さえ部材２４が装着されている。
また、主弁箱７Ａの下部は縮径されており、縮径部に形成された下部開口１０は小径の円筒面状に形成されている。

また、空気弁４の下部には副弁５が連結されている。副弁５はその外周面に空気弁４の主弁箱７Ａと一体に形成された副弁箱７Ｂが形成されている。副弁５は、内面が略円筒状をなす副弁箱７Ｂ内に副弁体２６として略球形のボール弁体を設けており、図１において副弁体２６の略球形のボール弁体の上下方向に対向する面部分には水を流通させるための開口２７ａ、２７ｂが形成されている。図１において、上部の開口２７ａは下部開口１０を通して空気弁４内に連通し、下部の開口２７ｂは下部開口３５を通して立ち上がり管３に連通している。
そして、副弁箱７Ｂにおいて水の挿通路を構成する副弁体２６の上部には略リング状の上部弁座２８が設置され、下部には略リング状の下部弁座２９が設置されている。副弁箱７Ｂの側部には挿通孔部３１が水平方向に形成され、この挿通孔部３１内には副弁体２６の側部に固定された弁軸３２が水平方向の軸線回りに回転可能に嵌挿されている。

副弁箱７Ｂの挿通孔部３１と弁軸３２との間にはパッキンが嵌挿され、挿通孔部３１は弁軸３２を液密に回転可能に支持している。弁軸３２の他端は副弁箱７Ｂの外部に突出してレバー３３が取り付けられている。そのため、レバー３３を回転させることで弁軸３２を中心に副弁体２６を水平軸線回りに回転させ、上下部弁座２８，２９に対して副弁体２６の開弁と閉弁を切り替えることができる。
また、副弁箱７Ｂにおける下部弁座２９の下側には下部開口３５が形成され、その外周面には副弁箱７Ｂの一体に形成されたフランジ部３６が設けられている。副弁付き空気弁１は、空気弁４の主弁箱７Ａと副弁５の副弁箱７Ｂが一体形成された弁箱７を形成し、更に副弁箱７Ｂの下部はフランジ部３６まで一体に形成されている。

そして、副弁箱７Ｂの下部内面は段付きの筒状に形成された凹部３８とされ、この凹部３８に外周面が段付き筒状をなす嵌合ユニット部３７が取り外し可能に嵌合されている。嵌合ユニット部３７は下部弁座２９と下部開口３５を含む筒部形状をなしている。嵌合ユニット部３７に形成した下部開口３５は下部弁座２９側から立ち上がり管３方向に向けて内面が次第に拡径されたテーパ状に形成されているが、円筒状であってもよい。

また、管路２に一体形成されていて管路２から略垂直に起立する立ち上がり管３の上端部には所定間隔で挿通孔を有するフランジ部３９が形成されている。立ち上がり管３のフランジ部３９と副弁５のフランジ部３６とはガスケット３４を介して対向して当接されており、両フランジ部３６，３９はボルト２０を各挿通孔に挿入してナット２１で締結されている。しかも、副弁５の下部開口３５のテーパ状に拡径された下端部の内径と立ち上がり管３の内面３ａの内径とは同一寸法とされている。

上述のように、本第一実施形態による副弁付き空気弁１は、上述の構成を備えている一体型の副弁付き空気弁１であり、地震等で振動が発生した場合、管路２より地表面に近い副弁付き空気弁１の方が振動が大きいが、空気弁４と副弁５が弁箱７で一体に囲われており、これら空気弁４と副弁５を連結するためのフランジ部を設けておらず、しかも副弁５の副弁箱７Ｂに分割部を設けていないため、地震等で振動によって空気弁４と副弁５がずれたり外れたりすることがなく強度が高く、空気弁４と副弁５との連結部から漏水することがない。
しかも、本実施形態による一体型の副弁付き空気弁１は、空気弁４の上部のカバー１９や蓋体９を取り外すことで、遊動弁体１５やフロート弁体１３の点検や修理等を行うことができると共に、副弁５の副弁箱７Ｂの下部から嵌合ユニット部３７を外すことで、副弁体２６の点検や修理等を行える。そのため、空気弁４と副弁５を一体形成しても副弁体２６の点検や修理等のために副弁箱７Ｂに分割部を形成する必要がない。

なお、本発明は上述の第一実施形態による副弁付き空気弁１に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。
例えば、図３及び図４は本発明の第二実施形態による副弁付き空気弁４０を示すものであり、本第二実施形態による副弁付き空気弁４０は、第一実施形態による副弁付き空気弁１とほぼ同様な構成を有しており、相違点は、副弁５の副弁箱７Ｂ内において、副弁体２６の下部に、嵌合ユニット部３７に代えて、別の嵌合ユニット部４２が取り外し可能に装着されていることである。

この嵌合ユニット部４２は、副弁体２６の下部に位置する下部弁座２９が設けられ、下部弁座２９の中央には円筒状の下部開口４３が形成されている。そして、下部開口４３の内周面には所定間隔で複数個、例えば９０度間隔で４個の爪部４４が形成され、この爪部４４は下部開口４３から外側に突出して、立ち上がり管３の内面３ａ内に嵌合されている。その他の構成は第一実施形態による空気弁１と同一である。

本第二実施形態による副弁付き空気弁４０は上述の構成を備えているため、上述した第一実施形態による効果に加えて、空気弁４と副弁５が弁箱７で一体に囲われて形成され、更に副弁５と立ち上がり管３は副弁５の下部開口４３に設けた爪部４４によって嵌合されているため、地震等で振動が発生したとしても、立ち上がり管３に対する副弁付き空気弁４０の振れを防止できる。そのため、立ち上がり管３のフランジ部３９とボルト・ナット結合された副弁付き空気弁４０のフランジ部３６はフランジ面がずれたりせず、立ち上がり管３からの漏水を抑制できる。

しかも、副弁付き空気弁４０の下部開口４３に爪部４４を設けた構成であるから、既存または既設の管路２の立ち上がり管３に副弁付き空気弁４０を取り付けできる。
また、副弁付き空気弁４０における副弁５の下部開口４３は立ち上がり管３の内面３ａと同一内径を有しており、爪部４４以外の部分では水の通過流量を阻害しないため、爪部４４による水の流通の阻害を最小限に抑えることができる。
しかも、本実施形態による副弁付き空気弁４０は空気弁４の上部のカバー１９や蓋体９を取り外すことで、遊動弁体１５やフロート弁体１３の点検や修理等を行うことができると共に、副弁５の下部から嵌合ユニット部４２を外すことで、副弁体２６の点検や修理等を行える。

爪部４４の数は任意で良いが、地震の振動の発生方向と水の流通量の阻害を抑制することを考慮すると、振動によるズレを防ぐためには例えば少なくとも１２０度間隔で３個あるいは９０度間隔で４個形成することが好ましい。他の例として、例えば６個、８個等の爪部４４を等間隔で形成するようにしてもよい。
また、この爪部４４の延出部分の外径は、立ち上がり管３の内径より１〜５ｍｍ程度小さく形成されており、寸法誤差があっても空気弁１の設置を容易すると共に、横ずれを防止できる範囲に設定されている。爪部４４の延出部分の長さは１０〜２０ｍｍ程度に設定され、ガスケット３４の厚みがあったり、ボルト２０が緩んで多少浮き上がったりしても爪部４４が係止した状態を維持できる長さにするのが良い。

次に、図５及び図６は本発明の第三実施形態による副弁付き空気弁５０を示すものであり、本第三実施形態による副弁付き空気弁５０では、副弁５の第一実施形態による副弁付き空気弁１とほぼ同様な構成を有しており、相違点は、副弁５の副弁箱７Ｂ内において、副弁体２６の下部に、嵌合ユニット部３７に代えて、別の嵌合ユニット部５１が取り外し可能に装着されている。

この嵌合ユニット部５１は、副弁体２６の下部に位置する下部弁座２９が設けられ、下部弁座２９の中央には円筒状の下部開口５２が形成されている。そして、下部開口５２の内周面には円筒状の円筒突起５３が突起部として形成されている。この円筒突起５３は下部開口５２から外側に突出し、立ち上がり管３の内面３ａ内に延びて嵌合されている。その他の構成は第一実施形態による空気弁１と同一である。

本第三実施形態によれば、副弁付き空気弁５０の下部開口５２の円筒突起５３は全周に亘って立ち上がり管３の内面３ａに嵌合しているため、上述した第一実施形態による効果に加えて、地震による振動がどの方向に生じても副弁付き空気弁５０の円筒突起５３で立ち上がり管３に係止でき、立ち上がり管３のフランジ部３９に対するフランジ部３６のフランジ面のズレや外れを確実に抑制して漏水を防止できる。しかも、空気弁４の上部のカバー１９や蓋体９を取り外すことで遊動弁体１５やフロート弁体１３の点検や修理等を行うことができると共に、副弁５の副弁箱７Ｂの下部から嵌合ユニット部５１を外すことで、副弁体２６の点検や修理等を行える。
この円筒突起５３の延出部分の外径は、立ち上がり管３の内径より１〜５ｍｍ程度小さく形成されており、寸法誤差があっても副弁付き空気弁５０の設置を容易にすると共に、横ずれを防止できるように設定されている。また、円筒突起５３の延出部分の長さは１０〜２０ｍｍ程度の長さで、ガスケット３４の厚みがあったり、ボルト２０が緩んで多少浮き上がっていたりしても円筒突起５３が係止した状態を維持できる長さにするのが良い。

次に図７により、本発明の第四実施形態による副弁付き空気弁５５の連結機構について説明する。
本第四実施形態による副弁付き空気弁５５は、第一実施形態による副弁付き空気弁１と同一構成を備えており、空気弁４と突起部のない副弁５が一体に構成されている。そして、副弁付き空気弁５５と立ち上がり管３との間に縦管５６が連結されている。縦管５６は中空の管体５７の上端に上部フランジ部５８が形成され、下端に下部フランジ部５９が形成されている。

縦管５６は管体５７の内部に円筒状の内面５７ａが形成され、その上部には所定間隔で複数（図では４個）の爪部６１が上方に突出して設けられ、下部にも所定間隔で複数（図では４個）の爪部６２が下方に突出して設けられている。そして、上部の爪部６１は副弁５の下部開口３５内に嵌合し、下部の爪部６２は立ち上がり管３の内面３ａに嵌合している。爪部６１，６２は第二実施形態の爪部４４と同様のものであるため、詳細な説明を省略する。
なお、縦管５６の管体５７の内面５７ａにおける上下部に設けた爪部６１，６２に代えて第三実施形態に示す円筒突起５３を採用してもよい。

また、第二、第三実施形態に示すように、副弁５の下部開口４３、５２に爪部４４または円筒突起５３を設けた場合には、縦管５６の管体５７の内面５７ａの上部に爪部や円筒突起を設ける必要はなく、下部にのみ設ければよい。
なお、副弁付き空気弁５５のフランジ部３６と縦管５６の上部フランジ部５８、そして縦管５６の下部フランジ部５９と立ち上がり管３のフランジ部３９は挿通孔にボルト３０を通してナット２１で締結して固定している。

従って、本第四実施形態による副弁付き空気弁５５は、空気弁４と副弁５が一体形成されていると共に、立ち上がり管３との間に縦管５６が配設され、管体５７の内面５７ａの上部と下部に設けた爪部６１，６２によって互いに嵌合されているため、地震等が起きて振動が生じても副弁付き空気弁５５は強度が高く、立ち上がり管３との連結部がズレたり外れたりすることはなく、漏水を抑制できる。

なお、上述した各実施形態では、管路２の立ち上がり管３は既設のものであるから、爪部４４、６１，６２や円筒突起５３等の突起部は形成されないものとしたが、新設の配管であれば立ち上がり管３に爪部や円筒突起等の突起部を設けて、副弁付き空気弁の下部開口３５や縦管５６の内面５７ａの下部に嵌合させることができる。

１，４０，５０、５５ 副弁付き空気弁
２ 管路
３ 立ち上がり管
３ａ、５７ａ 内面
４ 空気弁
５ 副弁
７Ａ 主弁箱
７Ｂ 副弁箱
７ 弁箱
８ 大空気孔
１０ 下部開口
１３ フロート弁体
１４ 小空気孔
１５ 遊動弁体
１６ 大空気孔弁座
３７、４２、５１ 嵌合ユニット部
４４、６１，６２ 爪部
５３ 円筒突起
５６ 縦管
５７ 管体

Claims (5)

1. 空気孔が形成された主弁箱を備えた空気弁と、
   前記空気弁に連通する流体の連通路を有する副弁箱と、該副弁箱内に設けられていて前記連通路を開閉可能な副弁体とを有する副弁とを備え、
   前記空気弁と前記副弁とが一体に形成されていて、前記副弁の下部開口には、他の部材に形成された開口に嵌合する突起部を設けており、
   前記突起部は、前記副弁の下部開口の内面に所定間隔で形成された爪部または前記下部開口の内面に全周に形成された円周突起であることを特徴とする副弁付き空気弁。
2. 前記空気弁の主弁箱と前記副弁の副弁箱が一体に形成されている請求項１に記載された副弁付き空気弁。
3. 前記空気弁は大空気孔を有する蓋体を弁箱から着脱可能とし、前記副弁は下部開口を含む嵌合ユニット部を前記副弁箱から着脱可能とした請求項１または２に記載された副弁付き空気弁。
4. 空気孔が形成された主弁箱を備えた空気弁と、前記空気弁に連通する流体の連通路を有する副弁箱と該副弁箱内に設けられていて前記連通路を開閉可能な副弁体とを有する副弁とを備え、前記空気弁と前記副弁とが一体に形成された副弁付き空気弁と、前記副弁付き空気弁に連結された他の部材とを備え、
   前記副弁の下部開口と他の部材の上部に形成された上部開口とのいずれか一方の開口に他方の開口に嵌合する突起部を設けており、
   前記突起部は、前記副弁の下部開口の内面または前記他の部材の前記上部開口の内面に所定間隔で形成された爪部または全周に形成された円周突起であることを特徴とする副弁付き空気弁の連結機構。
5. 前記他の部材は、液体が流れる管路に設けた立ち上がり管、または該立ち上がり管と前記副弁との間に連結された縦管である請求項４に記載された副弁付き空気弁の連結機構。

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