JPH02125183A - 空気弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、下水や汚泥あるいは農水等の異物を含んだ流
体を圧送する管路に設けられ、該管路内の空気を排出す
る空気弁に関する。

〔従来の技術〕

下水等を圧送する管路には、該管路内の空気（流体から
発生するガス等も含む）を排出したり、あるいは管路内
の水を排水する際に管路内に空気を導入したりするため
に空気弁が設けられている。

一般にこの空気弁は、弁体部が下水等で汚染されたり、
目詰りを起こさないように、長い直管を立設してなる弁
箱の上部に通気孔と該通気孔を開閉する弁体部を設ける
とともに、下部のフロート室内に弁体部を作動させるフ
ロートを設けており、弁体部の弁体とフロートとを長い
弁軸で連結し、水面と弁体部との間に長い空気層を設け
ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述のものでは、弁箱を直管により形成
しているため、水面と弁体部との間に十分な空気層を設
けるためには弁箱を長くする必要があり、上下寸法が長
くなって空気弁の設置場所が限定されたり、あるいは空
気弁の長さが限定されて十分な長さの空気層を確保する
ことができない場合があった。

また、通気孔の閉塞時に、流体の脈動等によりフロート
が上下動すると、それに伴って弁体が上下動するため通
気孔が開閉し、弁箱内の空気が僅かずつ排出され、つい
には弁体部にまで下水等が上昇して弁体部が汚染され、
異物により弁体部の作動が損われてしまうことがあった
。

そこで本発明は、弁体部に下水等の流体が上昇して弁体
部を汚染することを防止できる空気弁を・提供すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記した目的を達成するために、本発明は、フロートの
上昇によって弁体部を作動させ、管路内を流れる流体中
の空気を排出する通気孔を閉塞する空気弁において、前
記弁体部とフロート室の間に、該フロート室の大径胴部
より小径の空気室を形成したことを特徴としている。モ
して又これと合わせて、前記弁体部の弁体を通気孔の閉
塞方向に付勢する付勢部材を設けるとともに、フロート
と弁体とを、該弁体が前記通気孔を閉塞した時に、フロ
ートの上下動を吸収する緩衝手段を介して接続したこと
、さらにこのフロートを上下方向に長く形成し、かつこ
のフロートの上下動を案内するフロートガイドをフロー
ト室内に形成したこと、あるいは前記小径の空気室の形
成とともに、該弁箱のフロート室内に、フロートの上下
動をガイドする有孔円筒状のフロートガイドを設けたこ
とを特徴とし、さらには前記弁体部の弁体を、中心部に
シリンダ孔を有し、該シリンダ孔周りに空気通路を有し
て前記通気孔周りの弁座と当接可能とした大弁体と、咳
大弁体のシリンダ孔に挿入されて、該シリンダ孔上部に
設けた小孔を有する弁座に当接可能とし、周側に空気通
路を有する小弁体とで構成し、該大弁体はフロート重量
よりも小さい付勢力の付勢部材にて前記通気孔の閉塞方
向に付勢するとともに、該小弁体を前記大弁体の付勢部
材より小さい付勢力を有する付勢部材にて前記シリンダ
孔内に設けた弁座の小孔閉塞方向に付勢して設けたこと
を特徴としている。

【作　用〕

弁体部とフロート室との間に小径の空気室を設けたこと
により、弁箱内の水位の上昇とともに弁箱内の空気が空
気室内に集中して弁箱内の圧力が高まり、またこれによ
って通気孔を閉塞する弁体部の弁体も強く通気孔に押圧
されて通気孔の閉塞状態がよく保たれるために、水位の
上昇を抑制することができる。また、弁体部の弁体を閉
方向に付勢する付勢部材を設けるとともに、弁体とフロ
トとを緩衝手段を介して接続したことにより、流体の脈
動等でフロートが上下動しても弁体がこれに追従して上
下動することがなく、通気孔が閉塞された状態をより確
実に維持し、空気室内の空気の圧力を保つことができる
。さらに、このフロートを上下方向に長く形成し、かつ
このフロートの上下動を案内するフロートガイドを弁箱
のフロート室内に形成したことにより、緩衝手段を介し
て弁体とフロートとを接続した場合でも、流体の脈動で
フロートが揺動反転することがなく、フロートの反転に
よる誤った空気排出作動を防止できる。さらに又、弁箱
のフロート室内にフロートの上下動を案内する有孔円筒
状のフロートガイドを設けたことにより、流入水の整流
作用により流体の脈動による影響を防止することができ
る。また、弁体を上記の如く、大弁体と小弁体とで構成
することにより、多量排気、多量吸気が可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図は本発明の一実施例を示すもので、空気弁
１は、弁箱２の上部に弁体部３、下部にフロート室４を
設けており、弁箱２下端に形成されたフランジ５により
下水管等の管路（図示せず）に接続され、該管路を流れ
る流体中の空気を弁体部３の上部に形成された通気孔６
から排出するものである。

上記弁箱２は、フロート室４の周壁に大径胴部７が、ま
たフロート室４と弁体部３の間に該大径胴部７よりも小
径の空気室８がそれぞれ形成されており、また各部の組
立て作業を容易とするために適宜分割されて形成されて
いる。

前記弁体部３は、通気孔６の下部開口縁に形成された弁
座９と、該弁座９に当接して通気孔６を開閉する弁体１
０により構成されており、該弁体１０は、コイルスプリ
ング等の付勢部材１１により通気孔６を閉塞する方向に
付勢されている。

そして上記弁体１０とフロート室４に収納された球状の
フロート１２とは、弁体１０の下部に延設された弁軸１
３とリンク装置１４及びワイヤーローブ１５を介して接
続されており、フロート１２が下がると該フロート１２
の重量により弁体１０が弁座９から離脱して通気孔６を
開き、空気の排出・吸入を行い、また弁箱２内の液位の
上昇によりフロート１２が上昇すると弁体１０が弁座９
に着座し、通気孔６を閉塞するように形成されている。

上記リンク装置１４は、フロート１２の重量と前記付勢
部材１１の付勢力とをバランスさせるためのものであっ
て、これにより弁体１０を強い付勢力を有する付勢部材
１１で弁座９に押圧でき、確実な通気孔６の閉塞を行う
とともに、軽いフロート１２で弁体１０を引下げて通気
孔６を開くことを可能としている。

またワイヤーローブ１５は、可撓性の材料により形成さ
れるもので、弁箱２内の液位が上昇して弁体部３が通気
孔６を閉塞した際に、フロート１２の上下動を直接弁体
１０に伝達しない緩衝手段としての作用を有している。

次にこの空気弁の作用を説明する。

まず弁箱２内に流体の無い状態では、フロート１２は、
フロート室４の下方に下がっており、このフロート１２
の重量により弁体１０が引下げられ、通気孔６を開放し
て弁箱２内の空気を排出している。弁箱２内に流体が流
入してくると、液位の上昇によりフロート１２が上昇す
るとともに、付勢部材１１の付勢力により弁体１０が上
昇し、弁箱２内が所定の液位になると弁体１０が弁座９
に当接して通気孔６を閉塞し、空気の排出を止める。

この時、フロート室４の大径胴部７及び空気室８内に多
量の空気が封入されるため、管路内の流体の圧力が高ま
り弁箱２内の空気を圧縮して液位が上昇しても、フロー
ト室４の上方にその大径胸部７より小径の空気室８を形
成したので、大径胴部７内の大量の空気が小径の空気室
８内に圧縮されるため、弁箱２内の圧力が上昇し、管路
内の流体の圧力と平衡を保つことができ、流体が弁体部
３にまで上昇するのを防止することができる。

またこのように液位が上昇した状態で、流体の脈動等に
より圧力が変動して弁箱２内の流体が流動し、フロート
１２が上下動しても、フロート１２と弁体１０が可撓性
のワイヤーロープ１５で接続されているため、弁体１０
にその動きが直接伝達されることがなく、弁体１０によ
る通気孔６の閉塞を保つことができ、弁箱２内の空気が
流出しないので、弁箱２内の圧力を維持することができ
る。

そして管路内の流体中に含まれている空気が弁箱２内を
上昇し、液位が所定位置より下方に下がると、フロート
１２の重量により、ワイヤーローブ１５及びリンク装置
１４を介して弁体１０が引下げられ、通気孔６を開いて
弁箱２内の空気の排出を行う。この時に流体の圧力が変
動して液位が上下し、フロート１２、即ち弁体１０が上
下動しても液位が弁箱２内の下部にあるため、弁体部３
にまで流体が上昇することはない。

このように空気弁１を構成することにより、弁箱２内の
液位の上昇を抑えることができるので、弁箱２を小さく
形成することが可能となり、空気弁１のコストダウンが
図れるとともに、空気弁１の設置場所の制限を緩和する
ことができる。

第２図は、上記実施例の空気弁を改良し、フロートの形
状を変更するとともに、該フロートを案内するフロート
ガイドを形成したものである。

即ち、上記実施例においては、ワイヤローブ１５に吊持
されるフロート１２は、球状に形成されているが、本実
施例においては、上下方向に長い円柱形状又は断面楕円
形状のフロート１６を用いており、また弁箱２内には、
フロート室４の内側壁２ａからフロート１６に向けて板
状のフロートガイド１７を略等間隔で放射状に突出形成
し、その板状のフロートガイド１７の側壁１７ａにより
フロート１６を囲んでいる。そしてこのフロートガイド
・とじては、板状のフロートガイド１７に限らず、後記
する第５図の有孔円筒状のフロートガイド３７等、他の
形状のフロートガイドを用いることができる。

尚、他の要素は上記実施例と同様であるため、第２図に
同一符号を付してその説明は省略する。

本実施例はこのようにフロート１６を上下方向に長く形
成し、かつこのフロート１６の上下動を案内するフロー
トがイド１７を弁箱２のフロート室４内に形成したから
、流体の脈動によるも、可撓性のワイヤローブ１５によ
って吊持されているフロート１６がフロートガイド１７
の側壁１７ａに当接して揺動反転することがなく、ワイ
ヤローブ１５による引張り誤差が生ぜず、したがって、
空気排出の誤作動を有効に防止できる。

第３図及び第４図は、弁体とフロートを接続する他の実
施例を示すもので、いずれもフロートの上下動を直接弁
体に伝達しない緩衝手段を備えている。

まず第３図は、フロートを吊持するフロート軸２０の上
部を、弁体の下方に延設された弁軸２１の下部に形成さ
れた上下方向の長孔２２に、上下動可能に係合させたも
のであり、また第４図は、弁体部２３の弁体２４を弁体
支持部材２５で支持し、該弁体支持部材２５と弁体２４
の間に、弁体２４を閉方向に付勢するコイルスプリング
２６を設け、弁体支持部材２５下部の弁軸２７をフロー
トに接続したものである。

このようにフロートと弁体を接続することにより、弁箱
内の液′位が上昇し、弁体部が通気孔を閉塞した状態で
フロートが僅かに上下動しても、その下方への動き、即
ち弁体を引下げて通気孔を開放する動きが直接弁体に伝
わることがなく、通気孔の閉塞を維持することができ、
前記ワイヤーロープにおける緩衝作用と同様の作用効果
を得ることができる。

次に第５図は空気弁のさらに他の実施例を示すもので、
この空気弁３１は、弁箱３２のフロート室３３上方に該
フロート室３３の大径胴部３３ａより小径の空気室３４
を設けるとともに、その上方に弁体部３５を配し、かつ
フロート室３３内に、フロート３６を収容して該フロー
ト３６の上下動を案内するフロートガイド３７を設けた
ものである。

このフロートガイド３７は、フロート３６の径よりやや
大径の有底円筒状を呈し、その底部３７ａを管路（図示
せず）への通路３３ｃに位置させてフロート室底部３３
ｂに固着されており、該フロートガイド３７の底部３７
ａは半球状に形成され、上部は開口され、周壁及び底壁
全体には多数の透孔３７ｂが穿設されている。

また、上記空気室３４内にはリンク装置３８が配設され
、その一端には弁体３９が取付けられ、弁体部３５に穿
設された通気孔４０の下部開口縁に形成された弁座４１
に当接可能とされており、一方、リンク装置３８の他端
にはフロート軸４２の上端が接続され、該フロート軸４
２の下端にフロートガイド３７内に収容されたフロート
３６が接続されている。

しかして、管路内の流体が増し、フロートガイド底部３
７ａの透孔３７ｂを通してフロートガイド３７内に流体
が流入してくると、弁箱３２内の液位が上昇し、それに
よりフロート３６が上昇して、フロート軸４２．リンク
装置３８を介して所定の液位で弁体３９が弁座４１に当
接して通気孔４０を閉塞し、空気の排出を止める。

この時、フロート室３３及び空気室３４内に多量の空気
が封入され、特に小径の空気室３４内に圧縮空気が封入
されるために、弁箱３２内のｉ＆　（Ｄは第１図に示す
実施例と同様に弁体部３５まで上昇することはない。

また、弁箱３２内に多数の透孔３７ｂを穿設した円筒状
のフロートガイド３７を設けて、その中にフロート３６
を収容しであるために、流入水の整流作用により液体の
脈動による影響が直接７０−ト３６に伝わることが少な
くなり、前述の実施例のようにフロートと弁体とを、通
気孔の閉塞時にフロートの上下動を吸収する緩衝手段を
介して接続しなくとも、脈動による影響を極力防止して
、通気孔４０の閉塞状態をよく保ち得る。

さらに、このフロートガイド３７により流体内の異物が
弁箱３２内に侵入するのを防止することもできる。

第６図及び第７図は、弁体部の弁体として、大弁体と小
弁体とからなる弁体を用いた空気弁の一実施例を示すも
のである。

この空気弁５１は、弁箱５２の上部に弁体部５３、下部
にフロート室５４をそれぞれ設けており、フロート室５
４と弁体部５３との間には、フロート室５４の大径胴部
５４ａよりも小径の空気室５５を形成し、弁箱５２下端
に形成したフランジ５６により管路（図示せず）に接続
され、管路中の空気を弁体部５３の上部の通気孔５７か
ら排出するものである。

上記弁体部５３の弁体は、弁室５８内に上下摺動可能に
嵌挿された大弁体５９と、これに組合わされた小弁体６
０とから構成されており、大弁体５９は、中心部にシリ
ンダ孔５９ａを有し、該シリンダ孔５９ａ周りに隔壁５
９ｂを介して空気通路５９ｃを有するもので、弁室５８
内に設けたコイルスプリング等の付勢部材６１．により
上方に付勢され、隔壁５９ｂの上端に設けた環状のシー
ル材６２が前記通気孔５７の下部周縁に形成した大弁体
弁座６３に当接して、通気孔５７を開閉できるようにし
ている。

また小弁体６０は中心に軸部６０ａを、その周りに空気
通路６０ｂをそれぞれ有し、かつ軸部らＯａの上端にシ
ール材６４を嵌着するとともに、軸部６０ａをリンク装
置６５及び緩衝手段である可撓性のワイヤーロープ６６
を介してフロート６７に接続したもので、大弁体５９の
シリンダ孔５９ａに」二下方向摺動自在に嵌挿されてお
り、該ンソンダ孔り９ａ内に設けられたコイルスプリン
グ等の付勢部材６８により上方に付勢され、該シリンダ
孔５９ａ上部に設けた小孔６つ下部外周縁の小弁体弁座
６９ａに当接して、該小孔６９を開閉てきるようにして
いる。

そして、前記大弁体５９を上方に付勢する伺勢部材６１
には、フロート６７の重量よりも小さい付勢力を有する
ものが用いられ、上記ｌ」・弁体６゜を上方に付勢する
付勢部材６８には、前記大弁体５９を上方に付勢する付
勢部材６１よりも小さい付勢力を有するものを用いてい
る。

即ち、弁箱５２内の液位が上昇する際には、フロート６
７の上昇に従い、まず大弁体５９が大力。

体弁塵６３に当接し、次いで小弁体６０が小弁体弁座６
９ａに当接して通気孔５７及び小孔６９を閉塞するよう
に形成しており、逆に弁箱５２内の液位が低下する際に
は、フロート６７の下降に従い、まず小弁体６０が小弁
体弁座６９ａから離脱して小孔６９を開放し、次いで小
弁体６０の下部周縁が付勢部材６８を介して大弁体５９
のシリンダ孔５９ａ下部内周縁５９ｄに係合して大弁体
５９を引下げ、大弁体５９を大弁体弁座６３から離脱さ
せて通気孔５７全体を開放するように形成している。

またフロート６７には、上下方向に長い形状のものを用
いており、弁箱５２内には板状のフロートガイド５２ａ
を略等間隔で放射状に突出形成し、フロート６７を上下
方向に案内している。

次にこの空気弁５１の作用を説明する。

まず弁箱５２内に流体が無く、フロート６７がフロート
室５４の下方に下がっている通液開始時の状態では、フ
ロート６７の重量により大弁体５９と小弁体６０が共に
引下げられており、通気孔５７全体を開放している。従
って、通液開始に伴う多量の空気を両弁体５９．６０の
空気通路５９Ｃ，６０ｂを通して通気孔５７から迅速に
排出することができる。

弁箱５２内に流体が流入してくると、液位の上昇により
フロート６７が上昇するとともに、付勢部材６１の付勢
力により大弁体５９が小弁体６０を伴って上昇し、弁箱
５２内が所定の液位になると、まず大弁体５９が大弁体
弁座６３に当接する。

この状態における弁箱５２内の空気の排出は、小弁体６
０の空気通路６０ｂ及び小孔６９を介して行われる。さ
らに弁箱５２内の液位が上昇すると付勢部材６８の付勢
力により小弁体６０が小弁体弁座６９ａに当接し、小孔
６９を閉塞して空気の排出を止め、フロート室５４の大
径胴部５４ａと空気室５５内に大量の空気を封入する。

通液中に管路内の流体中に含まれている空気やガスが弁
箱５２内を上昇し、液位が所定位置より下方に下がると
、フロート６７の重量により、小弁体６０が付勢部材６
８の付勢力及び弁箱５２内の内圧に抗して引下げられ、
小孔６９を開いて弁箱５２内の空気の排出を行う。通常
の使用状態では、この小孔６９の開閉のみで空気の排出
が行われ、小孔６９からの空気の排出が弁箱５２内の内
圧により瞬間的に行われるため、大弁体５９は、弁箱５
２内の圧力と付勢部材６１の付勢力で閉塞状態を保って
いる。

この状態においては、小径の空気室５５を形成したこと
、及び小弁体６０とフロート６７とを可撓性のワイヤー
ローブ６６で接続したこと、さらにフロート６７を上下
方向に長手形状とし、フロートガイド５２ａにて上下に
ガイドするようにしたことにより、前記第１図あるいは
第２図に示す実施例と同様に弁箱５２内の液位の上昇を
防止して弁体部５３の汚染を防止することができる。

そして管路の点検、清掃、工事等により管路内の流体を
排出する場合には、流体の流出により弁箱５２内の液位
が低下して圧力が低下するとともにフロート６７も降下
するため、小弁体６０に伴われて大弁体５９も降下して
通気孔５７全体を開放し、両弁体５９．６０の空気通路
５９ｃ、６０ｂを通して多量の空気を迅速に吸気するこ
とができる。これにより、流体の排出に伴う圧力低下で
管路内が負圧となり、配管を破損する事故を防止するこ
とができ、また迅速な流体排出を行うことができる。

尚、空気弁各部の構造や構成は、接続される管路の大き
さや流体の種類、圧力等により適宜選定されるもので、
上述の実施例に限るものではなく、また空気弁と管路と
の間や通気孔部分に、空気弁の補修等を行う際のストッ
プバルブを設けることもできる。

（発明の効果〕 本発明は以上説明したように、弁箱内に小径の空気室を
形成したので、流体の圧力が上昇しても該空気室内に圧
力気体が封入されて弁体部にまで流体が至らず、従って
弁体部が下水等の流体に汚染されたり、目詰りを起こす
ことが防止され、またこれにより空気弁の上下寸法を小
さく形成できて、埋設管等への設置に際しての制限を緩
和できる。

また、弁体を閉方向に付勢する付勢部材を設け、弁体と
フロートとを緩衝手段を介して接続することにより、流
体の脈動でフロート室内の圧力が変動し、フロートが上
下動しても弁体部が開閉することがない。しかも、フロ
ートを上下方向に長く形成し、かつこれを案内するフロ
ートガイドを設けることにより、流体の脈動によっても
、フロートが揺動反転することがなく、したがって空気
排出の誤作動を防止できる。

さらに、弁体内にフロートの上下動を案内する有孔円筒
状のフロートガイドを設けることにより、流入水の整流
作用により流体の脈動による影響を極力防止することが
でき、弁体部の開閉を抑制できる。

加えて、弁体を大弁体と小弁体の組合わせで形成するこ
とにより、通液開始時や排液時の多量の排気、給気に対
応することができ、給排液の迅速化や管の破損事故等を
防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気弁の断面正面図、
第２図は本発明の他の実施例を示す空気弁の断面正面図
、第３図及び第４図は弁体とフロートを接続−する他の
実施例を示すもので、第３図は接続部の要部の断面図、
第４図は弁体部の要部の断面図、第５図は本発明のさら
に他の実施例を示す空気弁の断面図、第６図及び第７図
は弁体を大弁体と小弁体の組合わせで形成した一実施例
を示すもので、第６図は空気弁の断面図、第７図は要部
の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁箱下部のフロート室内に配設したフロートの上昇
   によって、該弁箱上部に配設した弁体部を作動させ、管
   路内を流れる流体中の空気を排出する通気孔を閉塞する
   空気弁において、前記弁体部とフロート室との間に、該
   フロート室の大径胴部より小径の空気室を形成したこと
   を特徴とする空気弁。 ２、弁箱下部のフロート室内に配設したフロートの上昇
   によって、該弁箱上部に配設した弁体部を作動させ、管
   路内を流れる流体中の空気を排出する通気孔を閉塞する
   空気弁において、前記弁体部とフロート室との間に、該
   フロート室の大径胴部より小径の空気室を形成し、前記
   弁体部の弁体を通気孔の閉塞方向に付勢する付勢部材を
   設けるとともに、フロートと弁体とを、該弁体が前記通
   気孔を閉塞した時に、フロートの上下動を吸収する緩衝
   手段を介して接続したことを特徴とする空気弁。 ３、弁箱下部のフロート室内に配設したフロートの上昇
   によって、該弁箱上部に配設した弁体部を作動させ、管
   路内を流れる流体中の空気を排出する通気孔を閉塞する
   空気弁において、前記弁体部とフロート室との間に、該
   フロート室の大径胴部より小径の空気室を形成するとと
   もに、前記弁体部の弁体を、中心部にシリンダ孔を有し
   、該シリンダ孔周りに空気通路を有して前記通気孔周り
   の弁座と当接可能とした大弁体と、該大弁体のシリンダ
   孔に挿入されて、該シリンダ孔上部に設けた小孔を有す
   る弁座に当接可能とし、周側に空気通路を有する小弁体
   とで構成し、該大弁体はフロート重量よりも小さい付勢
   力の付勢部材にて前記通気孔の閉塞方向に付勢するとと
   もに、該小弁体を前記大弁体の付勢部材より小さい付勢
   力を有する付勢部材にて前記シリンダ孔内に設けた弁座
   の小孔閉塞方向に付勢し、かつ該小弁体とフロートとを
   、前記大小の両弁体が前記通気孔を閉塞した時にフロー
   トの上下動を吸収する緩衝手段を介して接続したことを
   特徴とする空気弁。 ４、前記フロートを上下方向に長く形成し、かつ該フロ
   ートの上下動を案内するフロートガイドを弁箱のフロー
   ト室内に形成したことを特徴とする請求項２又は３記載
   の空気弁。 ５、前記フロートの上下動を案内するフロートガイドを
   、有孔円筒状のフロートガイドとしたことを特徴とする
   請求項２、３又は４記載の空気弁。