(57)【要約】【課題】配管内に蓄積する空気を少量排気し、水没時に配管内に微少な負圧状態が発生した場合でも逆流を確実に防止し、流体中の異物の影響を受けたり内部部品の交換やメンテナンスを伴うことなく逆流防止機能を長期に亘って発揮し、内部構造を簡略化して少ない部品点数でコンパクト化した簡易的な排気弁と排気弁付き消火栓を提供する。【解決手段】筒状ボデー２内に昇降動自在に設けたフロート弁体４は、下降時に下面４ａでガスケット３３を介して閉止し、上昇時にボデー２の小空気孔用弁座１０に上面４ｂを当接させて小空気孔１１を閉止する。キャップ３の内周面３ａとボデー２上部との間に設けた空気領域部２０内に小空気孔１１に連通する連通路２３を有する突出部２２を突出配置し、突出部２２上端に連通路２３に連通する排気孔２４を設け、空気領域部２０と外部とを連通する排気部２７を排気孔２４の位置より下方位置に設けた。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ボデー内にフロート弁体を昇降動自在に設け、このフロート弁体は、下降時に下面でガスケットを介して閉止し、かつ、上昇時にボデーの上部に設けた小空気孔用弁座に上面を当接させて小空気孔を閉止し、前記ボデーの上部に嵌着したキャップの内周面と前記ボデー上部との間の空間を空気領域部とし、この空気領域部内に前記小空気孔に連通する連通路を有する突出部を突出配置し、この突出部上端には、前記連通路に連通する排気孔を設けると共に、前記空気領域部と外部とを連通する排気部を前記排気孔の位置より下方位置に設けたことを特徴とする排気弁。
【請求項２】
前記突出部を前記ボデー上面の中央部より一体に突出形成して、排気弁本体が水没状態における逆流時に優先的に排気孔から空気を流入させるようにした請求項１に記載の排気弁。
【請求項３】
前記フロート弁体の移動体積Ｖより前記空気領域部の容積Ｖ１をＶ１＞Ｖとすることによって、排気弁本体が水没状態における逆流時に水の浸入を防止した請求項１又は２に記載の排気弁。
【請求項４】
前記小空気孔が位置するボデー上部内に空気溜り部を設け、この空気溜り部を前記小空気孔用弁座の止水面より上方位置に設けた請求項１に記載の排気弁。
【請求項５】
前記フロート弁体の移動体積Ｖ、前記空気溜り部の容積Ｖ２とし、絶対圧Ｐｘ時のＰｘ・Ｖ２と大気圧時のＰＡ・（Ｖ２＋Ｖ）との関係において、ＰｘＶ２＞ＰＡ（Ｖ２＋Ｖ）とすることによって、排気弁本体の水没状態における圧力下から負圧になる逆流時に水の浸入を防止するようにした請求項４に記載の排気弁。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の排気弁を消火栓に設けたことを特徴とする排気弁付き消火栓。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道管路などに設けて配管内に混入する空気を排出する排気弁に関し、特に、小形で少量排気用の排気弁と、この排気弁を取付けた消火栓に好適な排気弁付き消火栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水道管内部に空気が溜まることを防止するために、配管内の空気を外部に排出する空気弁が広く用いられている。空気弁は、通常、配管内の大量の空気を急速排気または急速吸気したり、充水後に水の流出を防いだり、内部に溜まった空気を圧力下で自動的に少量ずつ排気する機能を有しているが、この機能のうち、実際の設置現場においては溜まった空気の少量排気機能のみを有していれば十分な場合がある。この場合、少量排気機能のみを有する簡易的な小形空気弁である、いわゆる排気弁と呼ばれる空気弁が用いられる。排気弁は、水道配管の他に消火栓に用いられることも多く、消火栓に少量排気の排気弁を設けた場合、消火栓内の赤水の発生を抑えたりエアーの噴出しを防止できるなどの利点がある。
【０００３】
この種の一般的な排気弁は、ボデー部にフロート弁体部が内挿された構造になっており、充水時にはフロート弁体部が浮いてボデー部上部に設けられた空気孔部を閉じて止水し、一方、内部に空気が溜まったときには、空気によりフロート弁体部が下降して空気孔部が開くことで空気を排出する。排気弁を消火栓と組み合わせて使用する場合、排気弁は通常、地下のピットと呼ばれる容器内に消火栓と共に設置され、この場合、ピット内に浸入した雨水等によって水没することがある。一般に排気弁は逆流防止機能を備えているため、仮にこのように水没した状態で配管内が負圧になった際には、フロート弁体部が下降してこのフロート弁体部の底面が弁箱下部に設けられたガスケットにシールして水の逆流を防ぐようになっている。
しかしながら、この一般的な小形排気弁が水没して内部まで雨水等が浸入した場合、配管内が微少な負圧状態になったときに小空気孔から少量ずつ水が浸入するためにフロートを下降させる力を生じさせることができなくなり、本体内への逆流を防止できなくなることがあった。
【０００４】
これを防止するための対策として、例えば、特許文献１が提案されている。この空気弁は、筒状シリンダとこの筒状シリンダの内側に柱状フロート弁が設けられ、この柱状フロート弁の上部側には上昇した柱状フロート弁により塞がれる空気孔を有するエンドブロックと、このエンドブロックを補助するためのエンドブロック補助体が設けられている。エンドブロック補助体には第２空気孔が形成され、この第２空気孔の外周側にリング状弾性体が装着されている。この空気弁では、リング状弾性体を介して空気弁内部に溜まった空気が排出され、一方、リング状弾性体によって外部からの雨水等の浸入も阻止されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２６５７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の空気弁は、リング状弾性体を変形させて逆流を防ぐようにしているが、雨水等への水没時に配管内に微少な負圧状態が発生したときには、リング状弾性体で第２空気孔を塞ぐことができないおそれがあり、例えば、弾性体と第２空気孔との間にゴミ等の異物が入り込んだ場合には、第２空気孔を弾性体でシールすることが困難になって逆流を防止できなくなる。しかも、弾性体のテンションを利用して第２空気孔を塞ぐようにしているため、弾性体の劣化により逆流防止機能の発揮が難しくなることがあり、弾性体の定期的な交換や内部のメンテナンスなどが必要になる場合もあった。更に、弾性体を設けていることで内部構造が複雑化し、部品点数が増加して大型化するという問題もある。
【０００７】
本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、配管内に蓄積する空気を少量排気する簡易的な排気弁であり、水没時に配管内に微少な負圧状態が発生した場合でも本体内への逆流を確実に防止でき、流体に含まれる異物の影響を受けたり内部部品の交換やメンテナンスを伴うことなくこの逆流防止機能を長期に亘って発揮し、内部構造を簡略化して少ない部品点数でコンパクト化した排気弁と排気弁付き消火栓を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、筒状ボデー内にフロート弁体を昇降動自在に設け、このフロート弁体は、下降時に下面でガスケットを介して閉止し、かつ、上昇時にボデーの上部に設けた小空気孔用弁座に上面を当接させて小空気孔を閉止し、ボデーの上部に嵌着したキャップの内周面とボデー上部との間の空間を空気領域部とし、この空気領域部内に小空気孔に連通する連通路を有する突出部を突出配置し、この突出部上端には、連通路に連通する排気孔を設けると共に、空気領域部と外部とを連通する排気部を排気孔の位置より下方位置に設けた排気弁である。
【０００９】
請求項２に係る発明は、突出部をボデー上面の中央部より一体に突出形成して、排気弁本体が水没状態における逆流時に優先的に排気孔から空気を流入させるようにした排気弁である。
【００１０】
請求項３に係る発明は、フロート弁体の移動体積Ｖより空気領域部の容積Ｖ１をＶ１＞Ｖとすることによって、排気弁本体が水没状態における逆流時に水の浸入を防止した排気弁である。
【００１１】
請求項４に係る発明は、小空気孔が位置するボデー上部内に空気溜り部を設け、この空気溜り部を小空気孔用弁座の止水面より上方位置に設けた排気弁である。
【００１２】
請求項５に係る発明は、フロート弁体の移動体積Ｖ、空気溜り部の容積Ｖ２とし、絶対圧Ｐｘ時のＰｘ・Ｖ２と大気圧時のＰＡ・（Ｖ２＋Ｖ）との関係において、ＰｘＶ２＞ＰＡ（Ｖ２＋Ｖ）とすることによって、排気弁本体の水没状態における圧力下から負圧になる逆流時に水の浸入を防止するようにした排気弁である。
【００１３】
請求項６に係る発明は、排気弁を消火栓に設けた排気弁付き消火栓である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によると、充水時にはフロート弁体が小空気孔を閉止して弁座機能を発揮し、内部に空気が溜まったときにはフロート弁体が下降して逆流を防止しながら配管内に蓄積した空気を少量排気できる簡易的な排気弁であり、水没状態で配管側に微少な負圧が発生した場合でも、外部と連通する排気部から空気領域部に水が浸入しても排気孔から優先的に空気を流入させることで、フロート弁体を確実に下降させてガスケットにシールさせて逆流を防止できる。しかも、流体中の異物の影響を受けることなくフロート弁体が動作してガスケットにシールでき、内部部品の交換やメンテナンスを伴うことなくこの逆流防止機能を長期に亘って発揮できる。しかも、内部構造が簡略化し、少ない部品点数でコンパクト化できる。
【００１５】
請求項２に係る発明によると、排気弁本体が水没状態で水が逆流しようとしたときにも排気孔を水没させることなく、この排気孔から優先的に空気溜り部の空気を流入してフロート弁体を動作させることにより優れた逆流防止機能を発揮する。
【００１６】
請求項３に係る発明によると、空気領域部によるフロート弁体を下降させる際の空気の量を十分得ることができ、フロートが浮いている水面を低下させることによってフロート弁体を確実に降下させ、ガスケットにフロート弁体の自重を利用してシールして確実に水の逆流を防止できる。
【００１７】
請求項４に係る発明によると、空気溜り部に蓄積した空気を膨張させてフロート弁体を下降させることができ、微少な負圧が発生したときにも大容量の空気によってフロート弁体を確実に降下させ、フロート弁体の自重によってガスケットにシールして優れた逆流防止機能を発揮することが可能になる。
【００１８】
請求項５に係る発明によると、空気溜り部の容積を移動体積よりも大きくすることで、この空気溜り部の空気の膨張により確実にフロート弁体を下降させ、余裕を持たせながらフロート弁体をガスケットにシールさせて確実に水を逆流を防止できる。
【００１９】
請求項６に係る発明によると、消火栓本体内に蓄積する空気を、排気弁本体を介して外部に排出して赤水の発生を抑えたり開栓初期のエアーの噴出しを防止でき、空気混入による白濁水の発生を回避し、錆の蓄積による水放出量の低下を防止できる。全体のコンパクト性を維持しながら消火栓本体をピット等の容器内に設置でき、ピット内に雨水等が浸入して消火栓本体が水没し、この状態で配管内が微少な負圧状態になった場合でも、確実に排気弁が作動して配管内への水の逆流を防止する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の排気弁の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の排気弁のフロート弁体の下降状態を示す縦断面図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１におけるＢ部拡大図である。
【図５】本発明の排気弁を設けた消火栓を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、本発明における排気弁と排気弁付き消火栓の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１においては、本発明の排気弁の一実施形態を示しており、図２においては、図１の排気弁のフロート弁体の下降状態、図５においては、排気弁を設けた消火栓を示している。
図１に示すように、本発明における排気弁本体１は、ボデー２、キャップ３、フロート弁体４を有し、図５に示した消火栓や、或は図示しない水道管の配管などに取付けられ、水道水に含まれる空気泡や空気溜まりによる空気を外部に少量ずつ排気するものである。
【００２２】
ボデー２は、略筒状に形成され、このボデー２の上部には小空気孔用弁座１０が設けられている。小空気孔用弁座１０は、小空気孔１１を有し、ボデー２上部に形成した凹状の装着部１２にねじこま１３を介して装着される。ねじこま１３は環状に形成され、内周側に弁座１０を嵌挿可能であり、外周側にはおねじ１４が形成されている。弁座１０は、ねじこま１３の内周側に装着された状態で、ねじこま１３に形成したおねじ１４をボデー２の対応位置に形成しためねじ１５に螺合することで所定位置に装着される。ねじこま１３をボデー２に螺着する場合、ねじこま１３の底面側に設けた工具装着孔１６に図示しない所定の工具を装着し、この工具により容易に回転して取付けできる。このように小空気孔用弁座１０をボデー２に設けることで、この弁座１０のフロート弁体との対向位置に止水面１７が設けられる。
【００２３】
ボデー２上部における小空気孔１１の外周位置には、後述する空気領域部２０とは別の空気が溜まる空気溜り部２１が設けられている。空気溜り部２１は、小空気孔用弁座１０の止水面１７よりも上方位置に設けられる。
【００２４】
ボデー上面２ａには、このボデー上面側の中央部から一体に突出部２２が形成され、この突出部２２には、小空気孔１１に連通する連通路２３が小空気孔１１よりも上方に形成されている。突出部２２上端には、連通路２３から連通する排気孔２４が形成されており、この排気孔２４が連通路２３よりも上方に位置している。この構成により、突出部２２は、排気弁本体１が水没状態における逆流時に優先的に排気孔２４から空気を流入させ、外部から浸入する水を遮る役割を担っている。本実施形態では、ボデー２を一体構造に設けているが、例えば、突出部２２側を円筒部分と別体に設け、これらを螺着或は嵌合手段等により一体化する構造としてもよい。この場合、円筒部分から突出部側を取り外し、この突出部側に容易に小空気孔用弁座１０、ねじこま１３を取付けできるようになる。
【００２５】
図１に示すように、ボデー２の上部外周側には雄螺子部２５が形成され、更に、図３に示すようにこの雄螺子部２５の螺入方向に所定間隔で切欠き部２６が設けられている。本実施形態では、図４に示すように切欠き部２６は、断面矩形状に形成されて９０°の間隔で４箇所に設けられ、この切欠き部２６を設けることでボデー２に取付けられるキャップ３との間に排気部２７が設けられる。切欠き部２６の数は、４箇所にこだわることはなく適宜数に設定でき、例えば、この切欠き部を１８０°の間隔で２箇所に設けてもよい。更に、切欠き部の断面形状も変更可能である。
【００２６】
キャップ３は、内周側にボデー２の雄螺子部２５と螺着する雌螺子部２８を有し、この雌螺子部２８と雄螺子部２５とを螺着することでボデー１の上部に螺着されているが、或はこのキャップをボデーに対して嵌着によって取付けるようにしてもよい。キャップ３の取付け後には、このキャップ３の内周面３ａとボデー２上部との間に空間である空気領域部２０が設けられ、前記突出部２２が空気領域部２０内に突出配置される。キャップ３は、空気領域部２０を設ける役割を発揮する以外にも、ゴミの浸入を防止したり、噴流を防止するなどの機能を有している。
【００２７】
図４において、キャップ３の雌螺子部２８とボデー２の雄螺子部２５との間には排出口３８が設けられ、この排出口３８を介して前記排気部２７の外部と空気領域部２０とが連通されている。このように排出口３８を設けていることで、排気部２７が排気孔２４より下方位置に設けられる。このとき、排気部２７は、距離Ｃの高低差により、前述した突出部２２の排気孔２４よりも低い位置に設けられている。
【００２８】
このような排気部２７との位置関係によって空気領域部２０に突出部２２（空気孔２４）を設けているため、排気弁本体１が水没し、負圧が発生して外部の水が排気部２７から浸入したときには、突出部２２の連通路２３からは空気が先に排気弁本体１内に吸引される。このとき、排気部２７から浸入した水は、突出部２２の上面側（空気孔２４側）とボデー上面２ａとの間に溜まるようになっており、空気孔２４からの浸入が防がれる。
【００２９】
排気部は、必ずしもボデー２とキャップ３との間に切欠き部２６を設けて形成する必要はなく、例えば、図１、図４の二点鎖線に示すように、キャップ３の側面から排気孔２４とボデー上面２ａ側との間の位置に排出口３８を設け、この排気口３８の外気側に排気部２７を設けてもよい。この場合、排気孔２４とボデー上面２ａとの間であれば、排気部２７をキャップ３の任意の位置に設けることができる。
【００３０】
一方、ボデー２の下部側には、アダプタ２９が装着される。このアダプタ２９は、排気弁本体１を図５の消火栓本体３０や配管などに取付け可能に適宜の形状に設けられ、本実施形態では、消火栓本体３０に装着可能なフランジアダプターの態様に設けられる。このフランジアダプター２９は、図示しないボルトにより図５のフランジ部３１を介して消火栓本体３０に取付けられ、このフランジアダプター２９の上部側に形成された螺着部３２にガスケット３３、Ｏリング３４を介してボデー２が螺着される。フランジアダプター２９とボデー２とは螺着による接続以外にも、嵌め込みやフランジ接合などの他の接続構造によって一体化されていてもよい。フランジアダプター２９の内部には連通部３５が設けられ、この連通部３５を介して水がボデー２内に送られるようになっている。
【００３１】
ボデー底面２ｂとフランジアダプター２９の対応する取付面２９ａとの間にはガスケット３３が固定されている。ガスケット３３の中央側には円周凸形状の環状突起部３６が設けられ、この環状突起部３６にフロート弁体４の下面４ａが当接可能になっている。ガスケット３３は、環状突起部３６が線接触に近い状態でフロート弁体４に接することで止水性が向上するが、このガスケットは、通常の平パッキン形状であってもよい。
Ｏリング３４は、ボデー２とフランジアダプター２９との間に挟着されており、これらの間を止水するようになっている。
【００３２】
図１〜図３において、フロート弁体４は円筒状に形成され、ボデー２の筒状部分内側に昇降動自在に設けられる。フロート弁体４は、ボデー２内に充填された水に対する浮力によって浮上して、その上昇時に小空気孔用弁座１０に上面４ｂを当接させて小空気孔１１を閉止可能になっており、かつ、ボデー２内に溜まった空気によって下降し、この下降時に下面４ａでガスケット３３をシールして連通部３５を閉止するようになっている。フロート弁体４の外周側には４箇所にエアー流路３７が形成され、このエアー流路３７を介して配管側よりボデー内側の上部に空気が蓄積するようになっている。エアー流路３７は、フロート弁体４の下面４ａ側（移動体積Ｖ側）とフロート弁体４の上面４ｂ側（空気溜り部２１側）とを連通していれば、その数や形状を変えることもでき、例えば、２箇所に設けることがより好ましい。
【００３３】
フロート弁体４のボデー２内への装着後には、このフロート弁体下面４ａとフランジアダプター２９との間に移動体積Ｖが形成され、フロート弁体４はこの移動体積Ｖの間を昇降動可能になる。この場合、フロート弁体４の移動体積Ｖより空気領域部２０の容積Ｖ１をＶ１＞Ｖとすることによって、排気弁本体１が水没状態における逆流時に水の浸入を防止するようになっている。
【００３４】
更に、フロート弁体４の移動体積Ｖ、空気溜り部２１の容積Ｖ２とし、絶対圧Ｐｘ時のＰｘ・Ｖ２と大気圧時のＰＡ・（Ｖ２＋Ｖ）との関係において、ＰｘＶ２＞ＰＡ（Ｖ２＋Ｖ）とすることによって、排気弁本体１の水没状態における圧力下から負圧になる逆流時に水の浸入を防止するようになっている。Ｐｘの値としては、例えば、０．１５〜０．５ＭＰａとなるように排気弁本体１を設計すればよい。この場合、大気圧時のＰＡは約０．１ＭＰａであるからＰｘ＞大気圧時のＰＡとなり、上記のＰｘＶ２＞ＰＡ（Ｖ２＋Ｖ）の関係が成り立つようになる。なお、空気溜り部２１の空気は、水に溶解して無くなった場合を考慮してＶ１＞Ｖ２＋Ｖとしておくことが望ましい。
【００３５】
続いて、排気弁付き消火栓を説明する。図５においては、本発明の排気弁を消火栓に設けた状態を示している。この排気弁付き消火栓本体３０は、地下式消火栓の構造からなっており、例えば、図示しない地下のピット内に設置される。消火栓本体３０は、弁箱４０、弁体４１、弁棒４２、上蓋４３を有している。
【００３６】
弁箱４０は、配管側から水を流入するための流入口４５、流出するための流出口４６を有し、流入口４５よりも二次側には、排気弁本体１に水を導入する導入口４７が設けられている。導入口４７にはフランジアダプター２９の連通部３５がつながっており、この導入口４７、連通部３５を介して排気弁本体１に水及び空気が流れ込むようになっている。弁箱４０の上部側には開口部４８が形成され、この開口部４８から弁体４１や弁棒４２を組込み可能になっている。
【００３７】
弁体４１の中央上部位置には図示しない雌ねじであるネジ孔が形成され、このネジ孔に弁棒に形成した雄ねじであるねじ部４９が螺合結合している。消火栓本体３０は、弁棒４２の回転によって弁体４１が上下移動して弁箱４０内に設けられた弁座面５０と接触或は離間して流入口４５を開閉する、弁棒４２が昇降しない内ネジ式のタイプとなっている。弁体４１の下面側にはゴム製のシール部材５１が被覆されている。
【００３８】
弁棒４２の中間位置にはフランジ部５２が形成され、このフランジ部５２よりも下部側に上記ねじ部４９、上部側には円柱部５３が形成されている。円柱部５３の上部には、図示しない六角穴付きボルトによりキャップ５４が取付けられている。
【００３９】
上蓋４３は略円板状に形成され、その中央部には孔部５５が形成されている。この孔部５５には円筒状のＯリングケース５６が装着され、このＯリングケース５６の内周にＯリング５７が取付けられている。弁棒４２は、Ｏリング５７でシールされながらＯリングケース５６内に回転可能に挿入され、フランジ部５２がＯリングケース５６の底面側に当接した状態になっている。フランジ部５２の下面側にはスラストワッシャ５８が装着され、このスラストワッシャ５８の下面側に環状に設けられた支持板５９が装着され、この支持板５９の外径側が弁箱４０と上蓋４３との間に挟着されている。この構成により、弁棒４２のフランジ部５２の上面側がＯリングケース５６、フランジ部５２の下面側がスラストワッシャ５８、支持板５９で支持されて位置決めされている。上蓋４３は、この状態でボルト・ナット６０により弁箱４０に固定されている。
【００４０】
弁箱４０の流出口４６には口金フランジ６１が固着されており、この口金フランジ６１に押し輪６２を介して口金６３が螺着によって取付けられている。口金６３には蓋６４が着脱自在に取付けられ、この蓋６４を取り外すことで、図示しない消火用ホースを消火栓本体３０に取付け可能となる。
【００４１】
消火栓本体３０は、上記以外の構造であってもよく、各種の構造に設けて前記排気弁本体１を取付け可能である。その場合、排気弁本体と消火栓との接続構造は、フランジアダプター２９以外であってもよく、適宜の形状の接続部材を設けることで各種構造の配管などに排気弁本体１を取付け可能となる。
【００４２】
次に、上述した本発明の排気弁、消火栓の上記実施形態における動作並びに作用を述べる。
通常時には、図５の排気弁本体１が設けられた消火栓本体３０において、弁体４１が下降した弁閉状態になっており、流入口４５の塞がれた状態になっている。なお、消火栓本体３０の使用時には、弁体４１を上昇させることで流入口４５と流出口４６とが連通して流出口４６から消火用ホースを介して水を吐出可能になっている。
【００４３】
消火栓本体３０が弁閉状態のとき、流入口４５から導入口４７、連通部３５を介して排気弁本体１に水が流れ込み、この排気弁本体１内部が充水状態になっている。排気弁本体１の小空気孔弁座１０の小空気孔１１は圧力下排気機能を持ち、フロート弁体４の重量と浮力によって開口又は閉止される構造になっている。すなわち、通常の充水時はフロート弁体４が浮力により浮上し、その上面４ｂが止水面１７に当接して小空気孔１１を塞いで止水する。本管（配管）内から流れ込む水に空気が含まれている場合、この空気が排気弁本体１内に蓄積し、この空気によってフロート弁体４が下降し、溜まった空気を小空気孔１１、連通路２３、排気孔２４、排気部２７を介して排気弁本体１外部に自動的に排出する。
【００４４】
消火栓本体３０が設けられたピット内に雨水等が浸入し、排気弁本体１が水没した状態で負圧になると、キャップ３の内周面３ａとボデー上部との間の空気領域部２０に溜まっている空気を排気孔２４から連通路２３、小空気孔１１を介してボデー２内部に優先的に吸い込み、この空気によって水面が低下しフロート弁体４がボデー２内を下降する。フロート弁体４がガスケット３３の位置まで下降すると、フロート弁体下面４ａにガスケット３３の環状突起部３６が当接シールし、外部からボデー２内への水の逆流を防止する。
このように、排気弁本体１内に設けた空気領域部２０に空気を蓄積させ、この空気を利用して水の逆流を阻止しているため、配管内が微少な負圧状態になった場合でもフロート弁体４を下降させてガスケット３３にシールさせることができる。ガスケット３３には環状突起部３６が設けてあるので、微少な負圧でもフロート弁体４の移動のみで確実に閉止状態にできる。このため、水に混入したゴミの影響を受けにくく、内部の劣化を抑えて長期に亘ってこの逆流防止機能を発揮できる。しかも、簡単な内部構造で組立ても容易であり、コンパクト化可能になっている。排気弁本体１を消火栓本体３０に取付けたときにも小形にでき、設置スペースの限られたピット内にも消火栓とともに設置が可能である。
【００４５】
圧力下から負圧になる場合、空気溜り部２１を小空気孔用弁座１０の止水面１７より上方位置に配設して、圧力下で圧縮空気を溜めることによって、逆流時における負圧状態でその空気が膨張するため、フロート弁体４が確実に下降してガスケット３３にシールする。例えば、絶対圧０．２ＭＰａから−０．０１ＭＰａに変化する場合、その体積Ｖａは、大気圧０．１ＭＰａ下ではＶａの２倍となり、更に、−０．０１Ｍａ下ではこのＶａの２倍の体積を０．９で割った商となる。その結果、当初の体積から２／０．９倍の体積に膨張することになる。
【００４６】
フロート弁体４の移動体積Ｖより空気領域部２０の容積Ｖ１を、Ｖ１＞Ｖとして逆流時の水の浸入を防止しているため、確実に空気領域部２０の容積Ｖ１を移動体積Ｖよりも大きくでき、水の浸入に対して余裕を持って防止することが可能になっている。理論上、移動体積Ｖ＞空気領域部の容積Ｖ１になると水が浸入することになるが、本実施形態では、Ｖ１／Ｖ＝２．６２になるようにし、空気領域部２０の容積Ｖ１を移動体積Ｖの約２．５倍とすることで余裕を大きくしている。
【００４７】
空気溜り部２１を小空気孔用弁座１０の止水面１７より上方位置に設けているため、この空気溜り部２１に蓄積した空気も膨張させながらフロート弁体４を下降させている。この場合、フロート弁体の移動体積Ｖ、前記空気溜り部の容積Ｖ２とし、絶対圧Ｐｘ時のＰｘ・Ｖ２と大気圧時のＰＡ・（Ｖ２＋Ｖ）との関係において、ＰｘＶ２＞ＰＡ（Ｖ２＋Ｖ）として、排気弁本体の水没状態における圧力下から負圧になる逆流時に水の浸入を防止しているため、空気溜り部２１の容積Ｖ２を確実に移動体積Ｖよりも大きくでき、水の浸入に対して余裕が大きくなる。本実施形態では、Ｖ２／Ｖ＝２．５８になるようにし、空気溜り部２１の容積Ｖ２を移動体積の約２．５倍とすることで上記と同様に余裕を大きくした。
【００４８】
キャップ３とボデー２との間に排気部２７を設けていることで、排気弁本体１内に蓄積した空気がこの排気部２７を介して通常排気され、この排気部２７を排気孔２４の位置より下方位置に設けていることで、バルブ水没状態における逆流時には空気領域部２０内に水が浸入するが排気孔２７の位置が高いため優先的に空気を取り込み、排気孔２４からの水の逆流を防止する。なお、排気部２７を排気孔２４の位置より下方位置に設ける場合、排気孔２４の位置より小空気孔用弁座１０側に向かって下方位置に設けることが望ましい。
【符号の説明】
【００４９】
１  排気弁本体
２  ボデー
２ａ  ボデー上面
２ｂ  ボデー底面
３  キャップ
３ａ  内周面
４  フロート弁体
４ａ  下面
４ｂ  上面
１０  小空気孔用弁座
１１  小空気孔
１７  止水面
２０  空気領域部
２１  空気溜り部
２２  突出部
２３  連通路
２４  排気孔
２７  排気部
３０  消火栓本体
３３  ガスケット
Ｖ  移動体積
Ｖ１  空気領域部の容積
Ｖ２  空気溜り部の容積
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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