JPS633505Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は水道本管などの流水路に取り付けて流
水路内に混入している空気等を抜くために使用さ
れる空気弁、とくに弁箱内部が結氷した際でもフ
ロート弁体の破損を確実に防止し得る空気弁に関
するものである。

〔従来の技術〕

水道本管などの流水路に混入している空気等を
抜くために使用される空気弁を寒冷地で使用する
際は、凍結事故を防止する対策が重要である。す
なわち、寒冷時、空気弁の弁箱内の水が結氷する
と、弁箱内のフロート弁が固着して機能がマヒ
し、又凍結時の体積膨張によつてフロート弁自体
や周辺部品の破損をもたらすからである。

そこで、フロート弁の凍結破損を防止するため
に、従来から空気弁の外側を断熱材で覆い、弁全
体の凍結を防止するものや、実開昭55−22592号
公報に示されているように、凍結を前提とした上
で弁内に膨張吸収室を形成し、該膨脹吸収室にピ
ストンを摺動自在に嵌装すると共に、ピストンの
背面にバネによる押圧力を作用させ、凍結に伴う
内圧の上昇によつて、バネの弾性力に抗してピス
トンを移動させ、弁内の容積を増加させて弁内の
圧力を吸収するようにしたものがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、空気弁の外側を断熱材で覆うことは、
凍結時間を延長することはできても、長時間の低
温状態が続けば、結局弁内の水が結氷してしま
い、フロート弁の破損を避けられないという問題
点があつた。

又実開昭55−22592号公報にものでは、弁箱内
の凍結が水面から下方に向つて進行してゆくの
で、フロート弁が凍結した氷の中に閉じ込めら
れ、体積膨脹を吸収する機能を発揮できないとい
う問題点があつた。この間の事情を第１図に基づ
いて説明すると、水Ｗは水面Ａ−A′側から凍結
し始めるものであつて、フロート弁体Ｖの周囲の
凍結状況について考案すると、まずフロート弁体
Ｖの上半部外周に氷壁Ｂ〜Ｄ，B′〜D′が形成さ
れ、たちまち機能を封じられてしまい、最後に、
底面に接する部分Ｅが凍結する時には、いずれの
方向へも動けない状態で、結氷による水Ｗの体積
膨脹のためフロート弁自体がつぶされるか、逆に
応力が氷を伝わつて周辺各部を破損するかで、最
悪の場合は弁箱自体に亀裂を生じ、流水路からの
漏水という事態を引起す。

本考案は前記問題点及び弁箱内の結氷状況に鑑
み、弁箱内の水が凍結してもフロート弁の破損を
防止し得る空気弁を提供することを技術的課題と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案は前記技術的課題を解決するために、上
方に向つて開口し且つ底部に流体路に連通する流
入路を設けた中空筒形状の弁箱の内部に、上方に
向つて開口し且つ底面に小径流入孔を穿設した中
空筒形状の弁案内筒を二重構造的に配置し、該弁
案内筒の内部にフロート弁体を配置し、さらに該
フロート弁体の上方に遊動弁体を摺動自在に嵌装
し、前記弁箱の上部に取り付けた中空筒形状の蓋
体の内側に可動弁体を摺動自在に嵌装し、前記蓋
体の内部に設けた付勢手段を介して前記可動弁体
を前記弁案内筒の頂部に押圧し、前記可動弁体に
穿設した通気路を介して前記弁案内筒の内部を外
気に連通するように構成した空気弁において、弁
箱の内側面、弁案内筒の側面のいずれか、もしく
はそれらの双方及び前記可動弁体の下面を断熱材
で被覆し、該断熱材の被覆量を前記弁案内筒の頂
部近傍から下方にゆくのに従つて逐次減少せしめ
たことを特徴とする空気弁に構成したものであ
る。

〔作用〕

本考案によれば、弁案内筒の下方から上方に向
つて結氷してゆき、氷の体積膨脹によつてフロー
ト弁が上方に持ち上げられる。一方、上方に持ち
上げられたフロート弁体の動きは遊動弁体及び可
動弁体を介して付勢手段によつて吸収されるの
で、フロート弁体及び遊動弁体等に過大な荷重が
生じない。又、氷の体積膨張はフロート弁体の抜
け出しによつて吸収されるので、弁案内筒、弁箱
側壁にも過大な荷重が生じない。

〔実施例〕

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図は本考案に係る空気弁の断面図、第３
図イ及びロは本考案の可動弁体の斜視図及び断面
図、第４図は本考案における結氷の説明図であ
る。

第２図に示すように本考案に係る空気弁１は、
中空筒状の弁箱１１と、その弁箱１１の上方を笠
状に覆う蓋体１２とで形成されている。

まず弁箱１１の構成について説明する。弁箱１
１はその上端が開口されており、その底部には流
水路に連通している流入口１５を穿設している。
この流入口１５と流水路との間には手動のボール
バルブ１６を設け、空気弁１の補修時等に開閉す
る。弁箱１１の内部には頂面を開口した円筒状の
弁案内筒２を二重構造的に内接している。この弁
案内筒２の底面は球曲面に形成され、その底面に
小径流入孔２５が穿設されている。この小径流入
孔２５は弁箱１１の底部にある流入口１５から流
入する水を弁案内筒２の内部へ導くものである。
弁案内筒２の内部には、頂面が広く、底面が狭い
逆円錐台形のフロート弁体３と、そのフロート弁
体３の上方にある厚円盤形状の遊動弁体４１が
各々摺動可能に嵌合している。フロート弁体３の
周縁は弁案内筒２の内壁に滑らかに当接するよう
鈍角に削られており、又その底面は弁案内筒２の
底面に対応して球曲面に仕上げられている。そし
て弁案内筒２内に水が入つて来た際には、その水
面の昇降に従つてフロート弁体３が自由に上下移
動できるようになつている。又フロート弁体３の
頂面中央には窪み３１が段設されている。

一方遊動弁体４１の下面中央には円錐状の弁座
４３が取り付けられており、その弁座４３の先端
を前記フロート弁体３の窪み３１に当接できるよ
うにしている。弁座４３の中央部には細い通気孔
４４が形成されている。

次に弁箱１１の上方を覆う蓋体１２について説
明する。蓋体１２の下端周縁にはフランジ形状の
ひさし１２ａを突設し、このひさし１２ａと前記
弁箱１１の開口端縁１１ａとをボルト１３で固定
させている。そして蓋体１２と弁箱１１の間に隙
間を設け、通気口１４を形成している。

蓋体１２の内部は可動弁体４２が弁箱の軸方向
へ摺動自在に嵌装されている。この可動弁体４２
は、第３図イ及びロに示すように、円筒形状の胴
部４２ａと、その胴部４２ａの底端周縁を円周方
向へ大径化したフランジ部４２ｂと、前記胴部４
２ａの頂面中心から塔状に立設されたガイド部４
２ｃとが一体的に構成されている。この胴部４２
ａ、フランジ部４２ｂ及びガイド部４２ｃの中央
部には、軸方向に通気縦径路４５ａが貫通してい
る。又胴部４２ａには通気縦径路４５ａと直交方
向に通気横径路４５ｂが貫通している。従つてこ
の２つの径路４５ａと４５ｂとは胴部４２ａの内
部で交叉している。又胴部４２ａの背面側には皿
ばね５０を設け、この皿ばね５０によつて可動弁
体４２を下方に付勢させて弁案内筒２の上端に押
圧している。なお、ガイド部４２ｃの頂端は密封
されており、又フランジ部４２ｂは、その直径が
弁案内筒２の内径よりも大径に設定されており、
皿バネ５０の押圧による可動弁体４２の摺動を弁
案内筒２の頂端までに限定するようにしている。

本考案では、以上のように構成された空気弁に
おいて、弁側１の内側、弁案内筒２の側面のいず
れか、もしくはそれらの双方に断熱材５１を被覆
し、さらに可動弁体４２の下面に断熱材５３を被
覆している。ただし、弁箱１及び弁案内筒２の底
面は共に被覆されておらず、前記断熱材５１の厚
みは弁案内筒２の頂部近傍から下方にゆくに従つ
て逐次減少せしめている。

次に本考案に係る実施例の通常の作動について
説明する。

流入口１５および小径流入孔２５を通つて弁案
内筒２に水が流入すると、水面が上昇し、フロー
ト弁体３が上昇する。そのため筒内の空気は小径
通気孔４４、通気径路４５、通気口１４を経て排
出される。やがて、従動の上限で、フロート弁体
３は弁座４３に接し、頂面の窪み３１が小径通気
孔４４を閉塞するので、密封された空気と水の内
圧と皿バネ５０の押圧力とが均衡して、水の流入
は停止する。その後、水圧が減るか、流入水に含
まれていた気泡が放出されて空気量が増すかする
と、水面は下降し、フロート弁体３も従動して下
降し、小径通気孔４４は開放されて、空気は排出
され再び弁案内筒内に水が流入する。

続いて、本考案の重要点である結氷時の機能に
ついて説明する。第２図に示された実施例におい
て、本考案による空気弁１は、前述したように弁
箱１１の内周壁が断熱材５１で被覆されており、
更に弁案内筒と可動弁体４２の中間部には断熱材
５３が被覆されているが、弁箱１および弁案内筒
２の底面は共に被覆されず、前記周壁部の被覆量
も底面に隣接する部分で次第に薄くしてある。こ
のように上に厚く下に薄い防氷処置が施されてい
るので、結氷は弁案内筒２内で下方から上方へ進
行する。すなわち第４図に示すように、フロート
弁体３はまず底面に接する部分Ｅから結氷の影響
を受け始め、続いて周側面に氷壁Ｄ〜Ｂ，D′〜
B′が形成されて行くのである。そのため氷の体
積膨張によりフロート弁体３が上方に持ち上げら
れるので、従来のようにフロート弁体３が氷の中
に閉じ込められることがない。そして、上方に持
ち上げられたフロート弁体の動きは遊動弁体及び
可動弁体を介して付勢手段によつて吸収されるの
で、フロート弁体及び遊動弁体等に過大な荷重が
生じない。又、氷の体積膨張はフロート弁体の抜
け出しによつて吸収されるので、弁案内筒、弁箱
側壁にも過大な荷重が生じない。従つて、フロー
ト弁体３及びその周辺部品の破損を防止すること
ができる。

なお、本考案の実施例におけるフロート弁体３
は逆円錐台形に形成されているが、これに限るこ
となく、球型のものであつても差し支えない。

〔考案の効果〕

以上に述べたとおり、本考案の空気弁は次の優
れた効果を発揮する。

(i) 弁箱の内側面、弁案内筒の側面のいずれか、
もしくはそれらの双方及び前記可動弁体の下面
を断熱材で被覆し、該断熱材の被覆量を前記弁
案内筒の頂部近傍から下方にゆくのに従つて逐
次減少せしめたので、弁案内筒の下方から上方
に向つて結氷してゆき、氷の体積膨張によつて
フロート弁が上方に持ち上げられる。従つて、
従来のようにフロート弁が氷の中に閉じ込めら
れ過度に締め付けられることがない。

(ii) フロート弁体が上方に持ち上げられた際、フ
ロート弁体の動きは遊動弁体及び可動弁体を介
して付勢手段によつて吸収されるので、フロー
ト弁体の動きが拘束されない。

(iii) 第(i)項及び第(ii)項の結果、フロート弁体に過
大な荷重が加わることがなく、凍結時のフロー
ト弁体及び周辺部品の破損を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の結氷の説明図、第２図は本考案
を実施した空気弁の断面図、第３図イおよびロは
本考案の可動弁体の斜視図および断面図、第４図
は本考案における結氷の説明図である。 １……空気弁、２……弁案内筒、３……フロー
ト弁体、１１……弁箱、１２……蓋体、１３……
ボルト、１４……通気口、１５……流入口、２５
……小径流入口、４１……遊動弁体、４２……可
動弁体、４３……弁座、４４……小径通気孔、４
５ａ，４５ｂ……通気径路、５０……皿ばね、５
１，５３……断熱材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 上方に向つて開口し且つ底部に流体路に連通す
   る流入路を設けた中空筒形状の弁箱の内部に、上
   方に向つて開口し且つ底面に小径流入孔を穿設し
   た中空筒形状の弁案内筒を二重構造的に配置し、
   該弁案内筒の内部にフロート弁体を配置し、さら
   に該フロート弁体の上方に遊動弁体を摺動自在に
   嵌装し、前記弁箱の上部に取り付けた中空筒形状
   の蓋体の内側に可動弁体を摺動自在に嵌装し、前
   記蓋体の内部に設けた付勢手段を介して前記可動
   弁体を前記弁案内筒の頂部に押圧し、前記可動弁
   体に穿設した通気路を介して前記弁案内筒の内部
   を外気に連通するように構成した空気弁におい
   て、弁箱の内側面、弁案内筒の側面のいずれか、
   もしくはそれらの双方及び前記可動弁体の下面を
   断熱材で被覆し、該断熱材の被覆量を前記弁案内
   筒の頂部近傍から下方にゆくのに従つて逐次減少
   せしめたことを特徴とする空気弁。