JP6667283B2 - 空気弁 - Google Patents

Description

本発明は消火栓として使用される空気弁に関する。

従来より、上水道等の流体が流れる管路に直交して設けた立ち上がり管に連結され、管路内を流れる流体中に混入している空気等を排出し、又は管路内の流体を排出する際に管路内に空気を吸入する空気弁が知られ（例えば、特許文献１）、当該空気弁は消火栓として使用される場合がある。

ところで、上述の空気弁を消火栓として使用するとき、消防員は当該空気弁に消防ホースを取り付けるための消火栓装置を持ち運び、当該消火栓装置を空気弁に取り付け、その後、消火作業を開始する。なお、消火作業時の消火栓装置に掛かる水圧は大きい。

特開２０１４−１５９８２０号公報

しかしながら、上述の消火栓装置は、消火作業時の水圧に耐えるために頑丈に造られている。そのため、消火栓装置の重量は大きく、消火栓装置を簡単に持ち運ぶことができない。また、迅速に消火作業を開始する必要がある状況において、重量の大きい消火栓装置を空気弁に取り付けるのに手間がかかる場合があり、その結果、消火作業を迅速に開始することができない場合がある。すなわち、簡単に空気弁を消火栓として使用することができないという問題があった。

本発明は、簡単に空気弁を消火栓として使用することができる空気弁を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の空気弁は、移動可能な弁体を有する弁箱と、前記弁箱の上部に設置され、開口を有する蓋体と、前記蓋体から離間する状態及び前記蓋体に当接する状態を取り得るカバー部材と、前記弁体を移動して前記蓋体の開口を開閉する開閉機構と、前記カバー部材に設けられ且つ前記弁箱内の水を外部に放水する放水口部とを備え、前記放水口部から前記弁箱内の水が外部に放水されるとき、前記カバー部材は前記蓋体に当接し且つ前記開閉機構は前記蓋体の開口を開けることを特徴とする。

本発明によれば、簡単に空気弁を消火栓として使用することができる。

本発明の実施形態による空気弁を説明するために用いられる概略図である。 図１の空気弁の内部が充水前の状態の断面図である。 図１の空気弁の内部が満水の状態の断面図である。 図２の空気弁が有する消火栓機構を説明するために用いられる拡大断面図である。 図４の空気弁の概略平面図である。 図２の空気弁を消火栓として使用する場合を説明するために用いられる断面図である。 図６の空気弁の変形例を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態による空気弁を図１から図６に基づいて説明する。まず、本発明の実施形態による空気弁の構成について図１乃至図４を参照して説明する。
図１に示す空気弁１と副弁２は、液体、例えば上水道等の水を流す管路(図示せず)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ている。これら空気弁１と副弁２によって副弁付き空気弁４を構成する。空気弁１は、略カップ形状を有している弁箱５の上端の開口に大空気孔６が形成された蓋体７が覆われ、蓋体７の上面には消火栓機構９（開閉機構）が設置されている。
空気弁１における弁箱５の下部フランジ部１９に連結した仲介フランジ部２０には副弁２を介して立ち上がり管３に連通する開口２０ａが形成されている。

弁箱５内には、上端部５ａが蓋体７の大空気孔６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１０が配設されている。フロート弁体ガイド１０の上端部はパッキンを介して水が漏れないように蓋体７に連結されている。
フロート弁体ガイド１０内には例えば略球体状のフロート弁体１１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１１の上側には、中央に小空気孔１２が形成された小空気孔弁座１２ａ、その上部の弁座押え１２ｂ、及び浮力で昇降し且つ大空気孔６を開閉する遊動弁体１３が設けられている。遊動弁体１３は中央が隆起する略山形に形成され、その中央に上下面を連通する小空気孔１２が形成されている。フロート弁体１１には、自身の浮力や空気弁１内の圧力及び大気圧と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１１が昇降することにより、小空気孔１２は開閉する。

また、蓋体７には大空気孔６の周囲の裏面に遊動弁体１３の表面が当接して水が漏れないように封止するための大空気孔弁座１４がリング状に形成されている。さらに、弁箱５の側面には急排フラッシュ機構１６が設置されている。急排フラッシュ機構１６は、例えば小空気孔１２内にごみが溜まった際に急排フラッシュ機構１６の押圧器１７を押すと、フロート弁体１１が降下し、ごみは水圧で上端の大空気孔６から外部に噴出される。なお、押圧器１７を引くとフロート弁体１１が上昇し、ごみを除去する処理は自動的に終了する。

空気弁１の下部フランジ１９とその下側の仲介フランジ部２０とは互いに嵌合状態でボルト２１とナット２２により連結されている。ボルト２１の頭部は仲介フランジ部２０の凹部内に嵌挿されて上向きに設置されている。下部フランジ１９の下面に形成した拡径開口１９ａ内に仲介フランジ部２０の開口２０ａを形成した拡径筒部２０ｂが嵌合し、拡径開口１９ａと拡径筒部２０ｂとの間に弾性体からなるＯリング形状の免震ゴム２４が水が漏れないように装着されている。免震ゴム２４によって地震等の際に水平方向の振動を吸収できる。
仲介フランジ部２０の開口２０ａの下部には副弁２の上部開口に係合する爪部２５が所定間隔で挿入される。

次に図１を用いて副弁付き空気弁４の副弁２について説明する。
副弁２は、管路の立ち上がり管３と空気弁１との間に設置され、例えば空気弁１の交換や空気弁１内のフロート弁体１１や遊動弁体１３等の点検修理等を行うために開閉可能に設けられている。
副弁２は、その弁箱２７内に副弁体２８として略球形のボール弁体を設け、副弁体２８の略球形のボール弁体の上下方向には水を流通させるための上部開口２９ａ、下部開口２９ｂが形成されている。また、弁箱２７の側部には挿通孔部３０が水平方向に形成され、この挿通孔部３０内には副弁体２８の側部に固定された弁軸３１が水平方向の軸線回りに回転可能に嵌挿されている。

弁箱２７の挿通孔部３０と弁軸３１との間には水が漏れないようにパッキンが嵌挿され、挿通孔部３０は弁軸３１を回転可能に支持している。弁軸３１には弁箱２７の外部に突出して操作レバー３２が取り付けられている。そのため、操作レバー３２を回転させることにより、弁軸３１を介して副弁体２８が水平軸線回りに回転し、上部弁座３４ａと下部弁座３４ｂに対して副弁体２８の開弁及び閉弁が切り替えられる。
さらに、副弁２の弁箱２７において、上部弁座３４ａの上側には仲介フランジ部２０の開口２０ａに対向する上部開口３５ａが形成され、この上部開口３５ａには開口２０ａに形成した爪部２５が嵌合されている。また、副弁２の下部に設けた下部フランジ３６は立ち上がり管３の上部フランジ３７上に設置され、図示しないボルトとナットで連結されている。

また、空気弁１の上部に設置した蓋体７の上側には消防用ホースを連結するための消火栓を有する消火栓機構９が設置されている。消火栓機構９はカバー部材４１と筒状をなす差し込み式または捩じ込み式等の放水口部４２と、蓋部４３とを備えている。
カバー部材４１は蓋体７を覆い、固定部材として例えば固定ボルト４４がナットを介してカバー部材４１の上部から蓋体７のネジ穴７ａに捩じ込まれることによってカバー部材４１及び蓋体７が固定される。固定ボルト４４は蓋体７及びカバー部材４１の間に仲介部材として例えば筒状のカラー４５を支持し、カラー４５は空気や空気弁１内の水を流通させる間隙４７を形成する。固定ボルト４４とカラー４５は蓋体７の大空気孔６の周囲に所定間隔で複数個、例えば３個取り付けられている。

図２〜図５に示すように、カバー部材４１の中央には貫通孔４１ａが形成され、貫通孔４１ａに調整軸４８が調整部材として螺合している。調整軸４８はその回転操作によって進退可能とされ、調整軸４８の下端部で遊動弁体１３を介してフロート弁体１１を押動可能である。調整軸４８は遊動弁体１３を介してフロート弁体１１を押動することで大空気孔６からの放水量を調整可能にしている。初期に突出量を調整した調整軸４８はその下部で調整ナット５０を締め込んで固定されている。
貫通孔４１ａの周囲には複数に区分された通水孔４９がリング状に配列されている。カバー部材４１の通水孔４９は放水口部４２及び大空気孔６と略同心状に設置されている。通水孔４９、放水口部４２、及び大空気孔６とは同一径に形成されていることが好ましいが、異なっていてもよい。

カバー部材４１の通水孔４９は調整軸４８の貫通孔４１ａを中心として放射状の仕切部４９ａによって複数、例えば等間隔に３つに仕切られ、仕切部４９ａはカバー部材４１の下面４１ｂより下方に突出している。カラー４５と固定ボルト４４を除いてカバー部材４１を蓋体７に当接させた状態で仕切部４９ａは大空気孔６に嵌合する（図６参照）。下面４１ｂには環状のパッキン５１が設けられる。これにより、環状のパッキン５１はカバー部材４１及び蓋体７の間の止水性が向上する。
カバー部材４１の中央上部に固定された略円筒状の放水口部４２の外周面には雄ねじ又は凸部が形成されている。蓋部４３を取り外して放水口部４２に消火用ホースの取付口を捩じ込むか嵌合すると、消火用ホースからの放水が可能になる。すなわち、筒状の放水口部４２、通水孔４９、及び調整軸４８は消火栓を構成する。なお、蓋部４３は紛失防止のためにチェーンによってカバー部材４１に接続されている。

次に、空気弁１の弁箱５と蓋体７のクランプ機構について図１及び図２によって説明する。弁箱５と蓋体７を着脱可能なクランプ部材として例えばパッチン錠５２が設置されている。パッチン錠５２は、弁箱５の外周面上部に固定された本体操作部５３と蓋体７の外周面に固定された例えば略フック形状の係合部５４とを備えている。本体操作部５３において、弁箱５にネジ等で固定するベース部５５に取り付けた支軸５６には、例えば略Ｕ字状のクランプ部５７を支持する操作体５８が回転可能に取り付けられている。図５に示すように、パッチン錠５２は弁箱５の周方向に所定間隔で複数個、例えば３個設置されている。
各パッチン錠５２において、係合部５４にクランプ部５７を引っ掛けて操作体５８を下方に回動させることで弁箱５と蓋体７を連結固定でき、操作体５８を支軸５６周りに上方に回動させることで、クランプ部５７が係合部５４から外れる。

本実施形態による空気弁１は上述の構成を備えており、これを空気弁として使用する場合、図２に示すように、管路に水を満たす充水前では、弁箱５内の遊動弁体１３とフロート弁体１１が降下した開弁状態で水の充填によって管路中の大量の空気を蓋体７の大空気孔６から排出する。空気弁１内に水が満たされるとフロート弁体１１と遊動弁体１３が浮力で上昇して大空気孔６と小空気孔１２が閉弁する。水の中に含まれる空気が浮上して空気弁１の弁箱５内に溜まると水面と共にフロート弁体１１が降下して小空気孔１２が開弁し、小空気孔１２を通して排気される。
また、空気弁１の点検や修理等に際しては、まず副弁２を閉弁し、この状態で各固定ねじ４４を外して各消火栓機構９を空気弁１から取り外す。次いで、各パッチン錠５２の操作体５８を支軸５６周りに上方に回動させてクランプ部５７を係合部５４から外すことで、蓋体７を弁箱５から取り外し、空気弁１内の点検や修理等ができる。

また、本実施形態による空気弁１を消火栓として使用する場合には、まず、図１において副弁２の副弁体２８を閉弁状態にして管路内の水が空気弁１から吹き出すことを防止する。
次いで、図２乃至図４において、消火栓機構９の放水口部４２から蓋部４３を取り外し、カバー部材４１に設けた各固定ボルト４４を取り外してカラー４５を取り除く。そして、カバー部材４１を降下させて蓋体７に当接させると、図６に示すように、調整軸４８の周囲に設けた仕切部４９ａが大空気孔６に嵌合し、パッキン５１でカバー部材４１と蓋体７が当接する。この状態で、各固定ボルト４４によってカバー部材４１を蓋体７のネジ穴７ａに螺合して固定する。その際、カラー４５をカバー部材４１と固定ボルト４４の頭部との間に介在させるとよい。

カバー部材４１に対して予め突出長さが設定された調整軸４８の先端が、大空気孔６を封止する遊動弁体１３の弁座押え１２ｂを介して小空気孔弁座１２ａを押圧し、遊動弁体１３とフロート弁体１１が降下する。その結果、蓋体７の大空気孔６と遊動弁体１３との間に大きな隙間が生じ、開弁する。
この状態で、図示しない消防用ホースの取付口を放水口部４２に捩じ込むか嵌め込んで固定する。そして、副弁２の副弁体２８を開弁させると管路内の水が立ち上がり管３、副弁２、及び空気弁１を通って放水口部４２から消防用ホースに給水され、外部に放水することができる。
なお、消火栓から空気弁１に戻すには、上述した工程の逆の操作をすればよい。

本実施の形態によれば、空気弁１が消火栓として使用される場合には、弁箱５に設けた蓋体７にカバー部材４１が当接される。このとき、調整軸４８によって遊動弁体１３の弁座押え１２ｂを介して小空気孔弁座１２ａが押圧され、遊動弁体１３及びフロート弁体１１が降下する。そのため、蓋体７の大空気孔６と遊動弁体１３との間に大きな隙間が生じる。これにより、カバー部材４１の放水口部４２に消火用ホースの取付口等が連結されると、弁箱５の内部の水を、通水孔４９、放水口部４２、及び消火用ホース等を通して外部に放水し、消火等に使用することができる。すなわち、簡単に空気弁を消火栓として使用することができる。その結果、消防員は当該空気弁に消防ホースを取り付けるための別個の消火栓装置を持ち運ぶ必要がないため、迅速に消火作業を開始することができる。

さらに、空気弁１が空気弁として使用される場合には、蓋体７とカバー部材４１の間にカラー４５が設置される。これにより、蓋体７及びカバー部材４１を簡単に離間させることができる。また、放水口部４２は取り外し可能な蓋部で覆われていてもよい。これにより、カバー部材４１に設置した放水口部４２は不使用状態で蓋部によって覆われているため、ゴミやほこり等が放水口部４２から侵入することを防止できる。さらに、空気弁として使用する空気弁１を消火栓として使用する場合、又は消火栓として使用する空気弁１を空気弁として使用する場合、副弁２は閉弁される。これにより、管路内の水が空気弁１から漏れるのを防止することができる。

なお、本発明は上述の実施形態による空気弁１に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱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。また、本実施の形態では空気弁１が消火作業時に消火栓として使用される場合について説明したが、空気弁１は洗管作業、給水作業、又は水圧測定に使用されてもよい。以下に、本発明の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。

上述した実施形態では、消火栓機構９のカバー部材４１の下側に調整ナット５０を設置して調整軸４８の突出量を固定できるようにした。しかし、図７に示す変形例のように、カバー部材４１の上側である放水口部４２内に調整ナット５０を螺合させてもよく、この場合には調整ナット５０を緩めるだけで、後工程でもカバー部材４１を取り外すことなく簡単に調整軸４８の突出量(開弁量)を調整し、消防用ホースへの給水量を調整することができる。

なお、上述した実施形態では地下埋設式の空気弁１について説明したが、地上に設置した空気弁でもよい。本発明において、空気弁１に急排フラッシュ機構１６を設置しなくてもよい。また、フロート弁体１１と遊動弁体１３、または遊動弁体１３は弁体に含まれる。また、調整軸４８は調整部材に含まれる。
また、カバー部材４１の中央に通水孔４９を形成することなく、または通水孔４９を囲って、放水口部４２をカバー部材４１に嵌合させて構成してもよい。

１ 空気弁
２ 副弁
４ 副弁付き空気弁
５ 弁箱
６ 大空気孔
７ 蓋体
９ 消火栓機構
１０ フロート弁体ガイド
１１ フロート弁体
１３ 遊動弁体
４１ カバー部材
４２ 放水口部
４３ 蓋部
４４ 固定ボルト
４５ カラー
４７ 間隙
４８ 調整軸

Claims (5)

1. 移動可能な弁体を有する弁箱と、
   前記弁箱の上部に設置され、開口を有する蓋体と、
   前記蓋体から離間する状態及び前記蓋体に当接する状態を取り得るカバー部材と、
   前記弁体を移動して前記蓋体の開口を開閉する開閉機構と、
   前記カバー部材に設けられ且つ前記弁箱内の水を外部に放水する放水口部とを備え、
   前記放水口部から前記弁箱内の水が外部に放水されるとき、前記カバー部材は前記蓋体に当接し且つ前記開閉機構は前記蓋体の開口を開けることを特徴とする空気弁。
2. 前記カバー部材は前記蓋体の開口から送水される水が通過する通水孔を有することを特徴とする請求項１記載の空気弁。
3. 前記カバー部材が前記蓋体から離間しているときは前記カバー部材及び前記蓋体の間に仲介部材が介在することを特徴とする請求項１又は２記載の空気弁。
4. 前記放水口部は取り外し可能な蓋部で覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気弁。
5. 前記弁箱に接続されるとともに、前記弁箱を介して前記蓋体に対向するように配置される副弁をさらに備え、
   前記副弁は前記開閉機構が前記蓋体の開口を開閉するときに閉じられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気弁。

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