JPH0718500B2

JPH0718500B2 - 凍結破損防止型空気弁

Info

Publication number: JPH0718500B2
Application number: JP1054736A
Authority: JP
Inventors: 雅明北村
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-03-07
Filing date: 1989-03-07
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPH02236073A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は凍結破損防止型空気弁に関する。

〔従来の技術〕

屋外で使用される空気弁はその内部の水の凍結によって
破損することがある。凍結破損防止対策の講じられてい
ない標準的な空気弁では水の凍結に伴う破損を未然に防
止するために保温したりヒータで暖めたりしているが、
保温対策などを講じることに手間がかかったり信頼性に
乏しかったり電気料金がかさむなどの欠点がある。

一方、空気弁自体に凍結破損防止構造を組み込んだ空気
弁もある。たとえば実開昭59-77675号公報や実開昭57-1
1374号公報で開示されたものは、管路に注水して管路の
排気を行うと、管路の排気が終わって弁箱に水が充満し
たときに弁箱に収容されたフロートが浮き上がって弁箱
上部の主空気出口が塞がれる形式になっている。そし
て、前者はフロート自体で弁体を構成すると共に、主空
気出口の横にフロートボールを収容そた補助弁箱が並設
されている。また、後者はフロートの上に弁体を配置
し、フロートによって弁体を上動させる構成になってい
る。

これらの空気弁において、前者の凍結防止対策は、空気
出口および補助弁箱の空気出口が塞がれているときにそ
の周囲の空間を空気溜りとして利用し、弁箱に充満した
水の凍結に伴う体積膨張を上記空気溜りによって吸収し
ようとするものであり、後者での凍結防止対策は、弁箱
に充満した水の凍結に伴う体積膨張を弁体または弁体が
圧接するパッキンの収縮によって吸収しようとするもの
である。

これらとは別に実開昭62-153482号公報で開示された空
気弁は、弁箱に収容したピストンに空気出口が設けら
れ、かつこのピストンをばね力で常時下方に付勢したも
ので、弁体を構成するフロートで上記空気出口が閉塞さ
れているときの水の凍結に伴う体積膨張を上記ばね力に
抗するピストンの上動によって吸収しようとするもので
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、これら従来の空気弁には次の問題点があった。

すなわち、実開昭59-77675号公報の空気弁は、主空気出
口構成部と補助弁箱とによって弁箱上部の空間の大部分
が占められ、水の凍結に伴う体積膨張を吸収するための
空気溜りをそれほど広く確保することができない。

実開昭57-11374号公報の空気弁は、変位幅の大きな背高
のパッキンを使用し、弁箱に弁体とフロートと二段重ね
で収容しておくことが必要であり、弁箱が背高になって
大型化し、構造も複雑になる。

実開昭62-153482号公報の空気弁は、ピストンの変位幅
を十分に確保する必要があるため弁箱が背高になり、し
かもばねを用いる分だけ構造が複雑になる。

本発明は以上の実情に鑑みてなされたもので、背低かつ
小型で、低コストに構成することができるものでありな
がら、水の凍結に伴う体積膨張を無理なく吸収して凍結
破損防止機能を確実十分に達成させることができ、しか
も空気出口が閉塞されている状態での排気機能も円滑確
実に発揮させることができ、さらに塵芥などの異物によ
る止水機能の低下も防止することができる凍結破損防止
型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］上記目的を達成するために、本発明に係る凍結破損防止
型空気弁は、底部に空気入口が設けられ高さ方向の中央
近傍個所で、上記空気入口に対して偏心した個所に空気
出口が設けられてなる弁箱の上記空気入口と上記空気出
口との間の空間に回転拘束状態にして上下に移動可能に
フロートが収容されている共に、上記フロートにより仕
切られた下室と空洞状の上室とを連通する貫通孔がこの
フロートに設けられ、上記フロートの偏心個所には外方
に向けて開放する凹入部が形成されており、この凹入部
に上記空気出口に対応する弁体が収容され、この弁体
に、該弁体が上記空気出口の弁座に当たったときに空気
出口に連通する一方、上記凹入部の底面によって開閉さ
れる通気孔が設けられていることを特徴とするものであ
る。

［作用］上記構成の凍結破損防止型空気弁によれば、空気入口か
ら弁箱内に入った水でフロートが浮き上がって、このフ
ロートの偏心個所の凹入部に収容されている弁体が空気
出口の弁座に当たって空気出口が閉塞されることによっ
て、空気出口からの水の流出が食い止められる。このよ
うに、空気出口を閉塞する弁体を空気入口に対して偏心
個所に設けることで、空気出口の弁座の製作精度は多少
低くても確実な止水機能が得られるとともに、この止水
時においてフロートにより仕切られた上部の大きな空洞
状の上室が空気溜りとして機能することになるため、水
の凍結に伴う体積膨張が上記空洞状の上室によって十分
に吸収されて凍結による破損を確実に防止することが可
能である。また、空気出口が弁体により閉塞されている
状態で、管路を流れる水に空気が混入していると、その
空気がフロートの貫通孔を通って上室に入って弁箱内に
水位が下がり、それに伴ってフロートが押し下げられ
て、今まで弁体の通気孔を閉じていた凹入部の底面が弁
体から離れて通気孔を開くため、その通気孔から空気出
口を通って空気が外部に排出される。このような排気に
ともない上室の水位が上がり、再びフロートが浮き上が
って上記凹入無の底面により弁体の通気孔が閉じられ、
空気出口からの水の流出が食い止められる。さらに、水
中に塵芥などの異物が混じっており、その異物が凹入部
の底面に入ったとしても、該凹入部がフロートの外方に
向けて開放されているので、異物が凹入部の底面に沈殿
し堆積することがなく、そのために、空気出口の閉塞状
態での止水性に支障をきたすことがない。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例による凍結防止型空気弁の一部
破断正面図、第２図は第１図のII−II線に沿う拡大断面
図である。

弁箱１は弁箱本体２と蓋体３とをフランジ4,5を介して
ボルト６およびナット７を用いて結合したもので、その
全体形状は中空の略球形である。弁箱１の底部中央に形
成された空気入口８にボール弁９が接続されている。そ
して、取付フランジ10を図外の管路壁に取り付けること
によりボール弁９を介して管路と上記空気入口８とが連
通される構成になっている。

蓋体３の偏心個所、すなわち蓋体３における上記空気入
口８に対する偏心個所に空気出口構成部11が形成されて
おり、この空気出口構成部11に形成された空気出口12が
弁箱１の高さ方向の中央部近傍個所で下向きに開口して
いる。また、空気出口12の周囲に弁座押え13を介して弁
座14が取り付けられている。15は空気出口12に連通して
いる排気口16に被せられたキャップである。

一方、弁箱１の上記空気入口８と上記空気出口12との間
の空間には中心部に比較的径大の貫通孔17を有するドー
ナツ形状の薄型フロート18が上下移動可能に収容されて
いる。このフロート18はその周囲に形成された被ガイド
部19と弁箱本体２の内面に形成された上下に延びるガイ
ド部20との作用によって上下に移動自在でかつ回転を構
成された状態のまま周方向で位置決めされている。ま
た、フロート18の偏心個所には、図７に明示するよう
に、外方に向けて開放する凹入部21が形成されている。
この凹入部21には上記空気出口12に対応する弁体22が上
下に移動自在に収容されている。第２図および第７図か
ら類推できるように、弁体22の上下動は凹入部21の周壁
面に設けた溝21aによってガイドされる構成である。こ
のように凹入部21に弁体22を収容することによってフロ
ート18の下面から弁体22の上面までの高さを小さくする
ことができ、これによって弁箱１全体の高さを低く抑え
ることが容易に可能になる。

第２図に詳細に示したように上記弁体22は中心に径小の
通気孔23を有すると共に、その裏面側に弁座24が取り付
けられている。したがって、この弁体22は上記空気出口
12の弁座14に当たるとその通気孔23が空気出口12に連通
され、その弁座24が上記凹入部21の底面に当たるとその
底面によって通気孔23が閉じられる。また、弁体22に形
成された突出部25が上記凹入部21の上部に取り付けられ
た止め板26に対応して凹入部21からの弁体22の抜落ちが
防止されている。

蓋体３の頂部に形成された貫通状の孔27に、筒状のスト
レーナ28の上端が固着されたコック30付きの蓋29が取り
付けられている。コック30は分解時の圧抜きなどに利用
される。上記ストレーナ28は上窄まりのテーパ形状にな
っており、その下端は上記空気入口８の周縁部に当接し
ている。33はスプリングピンである。

以上の構成において、弁箱１の内部空間はフロート18に
よって下室31と大きな空洞状の上室32とに仕切られ、こ
れらの下室31と上室32とがフロート18の貫通孔17やフロ
ート18と弁箱１の内面との間の隙間によって連通されて
いる。

次に作用を説明する。

管路に充水するときは第４図のように空気出口12が開い
ている。そのため、管路から追い出された空気が第４図
の矢印のように空気出口８、フロート18の貫通孔17、ス
トレーナ28の網目、上室32および空気出口12を通って排
気口16から排気される。この場合、高速気流が排気され
てもその高速気流が弁体22に直接当たりにくいため、高
速気流で弁体22が吸い上げられて空気出口12を塞ぎ円滑
な排気を阻害するおそれはない。高速気流による弁体22
の吸上作用は止め板26によっても防止される。

排気が終わり、管路の水が弁箱１に流入してくるとフロ
ート18が浮き上がり、第５図のようにフロート18により
押し上げられた弁体22が空気出口12の弁座14に当たって
空気出口12を塞ぐと共に、弁体22の通気孔23の弁座24が
上記凹入部21の底面に当たって通気孔23が凹入部21の底
面によって閉じられる。このため、管路からの水の流出
は無くなる。この状態では大きな空洞状の上室32が空気
溜りになっているので、水が凍結してもその連結に伴う
体積膨張が大きな空洞状の上室32によって無理なく吸収
される。また、第５図の状態において、管路を流れる水
に混ざっている空気が空気入口８およびフロート18の貫
通孔17を通って上室32に入り、弁箱１内の水位が下がっ
てフロート18が第６図のように少し押し下げられると、
同図のように弁体22とフロート18の凹入部21の底面との
間に隙間が生じ、通気孔23の弁座24から上記凹入部21の
底面が離れて通気孔23を介して上室32と空気出口12とが
連通され、上室32の空気が通気孔23および空気出口12を
通って排気口16から排出される。こうして排気がなされ
ると、弁箱１内の水位が上がってフロート18が再び浮き
上がり、第５図で説明した状態になる。なお、凹入部21
の内部で弁体22が上下に移動するときには凹入部21の周
壁面に設けた溝21aが弁体22の上下動をガイドする。

一方、管路から排水するときは、排気口16、空気出口1
2、上室32およびフロート18の貫通孔17を通って空気が
吸い込まれ、管路に負圧が生じることが防止される。ま
た、管路から弁箱１内に水や空気が流入する際にこれら
に含まれる塵芥はストレーナ28により分離される。ま
た、第３図のように蓋29を孔27から取り外すとストレー
ナ28を上方に引き抜くことができるため、そのようにし
てストレーナ28に詰まった塵芥を除去し、ストレーナ28
を清掃することが可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、空気出口が閉塞されて
いるときの弁箱内部に形成される大きな空洞状の上室を
空気溜りとして機能させることによって水の凍結に伴う
体積膨張を無理なく十分に吸収させて、凍結による破損
を確実に防止することができる。また、空気出口が弁体
により閉塞されている状態で上室内に空気が入ってきた
ときには、弁箱内の水位の低下に応じて弁体に設けられ
ている通気孔が自動的に開いて管路からの排気機能を円
滑確実に発揮させることができる。しかも、空気出口を
空気入口に対して偏心した個所に設け、この空気出口に
対応する弁体をフロートに形成した凹入部に収容させて
設けることによって、空気出口およびこれに対応する弁
体を空気入口と同心状に設ける場合に比べて、空気出口
の弁座の製作精度が多少低くても確実な止水機能が得ら
れて製作が容易になるとともに、ばねなどの余分な部材
を用いる必要もないために、低コストで、弁箱を背低か
つ小型に構成することができる。また、高速気流が空気
出口を通るときにその高速気流が弁体に当たりにくいた
め、高速気流による弁体の押し上げ作用により空気出口
が不測に閉じられることもなく、所定の排気作用を確実
に行なわせることができる。さらに、水中に塵芥などの
異物が混じっており、その異物が凹入部の底面に入った
としても、該凹入部がフロートの外方に向けて開放され
ているので、異物が凹入部の底面に沈殿し堆積すること
がないばかりでなく、空気出口の閉塞時にフロートの凹
入部に水が残留することもないために、空気出口の閉塞
状態での止水性を確実良好なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の実施例による凍結破損防止空気弁の一
部破断正面図、第２図は第１図のII-II線に沿う拡大断
面図、第３図はストレーナを清掃するときの状態を説明
するための断面図、第４図ないし第６図は作用を説明す
るための断面図、第７図は弁体の取付箇所の分解斜視図
である。８……空気入口、12……空気出口、14……空気出口の弁
座、17……貫通孔、18……フロート、21……凹入部、22
……弁体、23……通気孔、31……下室、32……上室。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底部に空気入口が設けられ高さ方向の中央
近傍個所で、上記空気入口に対して偏心した個所に空気
出口が設けられてなる弁箱の上記空気入口と上記空気出
口との間の空間に回転拘束状態にして上下に移動可能に
フロートが収容されていると共に、上記フロートにより
仕切られた下室と空洞状の上室とを連通する貫通孔がこ
のフロートに設けられ、上記フロートの偏心個所には外
方に向けて開放する凹入部が形成されており、この凹入
部に上記空気出口に対応する弁体が収容され、この弁体
に、該弁体が上記空気出口の弁座に当たったときに空気
出口に連通する一方、上記凹入部の底面によって開閉さ
れる通気孔が設けられていることを特徴とする凍結破損
防止型空気弁。