(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配水管に接続される水の流入口３と、前記流入口３を開閉する主弁体１２と、前記主弁体１２の開放により前記流入口３から流入した水を流出させる流出口６とを有し、前記主弁体１２は前記流入口３の弁座５の内側に開放された下部開口１３と、その下部開口１３に連通した空気弁室１４、その空気弁室１４の上部に開放され、かつ、大気に連通した上部開口２４とを有し、前記空気弁室１４に収容されたフロート付空気弁３２により前記上部開口２４を開閉するようにした空気弁付き消火栓において、
上記空気弁室１４の下部開口１３に調整板３６を固定し、前記調整板３６に前記空気弁３２に対向した空気量調整穴３８を設け、前記調整板３６の周囲に前記空気弁室１４の下部開口１３から上部開口２４に連通したバイパス路を形成し、その空気量調整穴３８を介して前記フロート付空気弁３２に作用する排気流には、そのフロート付空気弁３２の弁体３１を上部開口２４に吸着させるだけの押上げ力がないものであり、
前記調整板３６が円板により形成され、その調整板３６を前記空気弁室１４の内側壁に係合してその空気弁室１４内に固定し、その調整板３６の外縁部に切欠きを設けて、前記調整板３６の外縁部と前記内側壁との間に形成した前記切欠きを含む空隙と前記調整板３６の下面と前記空気弁室１４下部の調整板受け部１５との間に形成した空隙とを通じて前記下部開口１３と上部開口２４とを連通させて前記バイパス路を形成したことを特徴とする空気弁付き消火栓。
【請求項２】
配水管に接続される水の流入口３と、前記流入口３を開閉する主弁体１２と、前記主弁体１２の開放により前記流入口３から流入した水を流出させる流出口６とを有し、前記主弁体１２は前記流入口３の弁座５の内側に開放された下部開口１３と、その下部開口１３に連通した空気弁室１４、その空気弁室１４の上部に開放され、かつ、大気に連通した上部開口２４とを有し、前記空気弁室１４に収容されたフロート付空気弁３２により前記上部開口２４を開閉するようにした空気弁付き消火栓において、
上記空気弁室１４の下部開口１３に調整板３６を固定し、前記調整板３６に前記空気弁３２に対向した空気量調整穴３８を設け、前記調整板３６の周囲に前記空気弁室１４の下部開口１３から上部開口２４に連通したバイパス路を形成し、その空気調整穴３８を介して前記フロート付空気弁３２に作用する排気流には、そのフロート付空気弁３２の弁体３１を上部開口２４に吸着させるだけの押上げ力がないものであり、
前記調整板３６の外周部に通気穴４０を有する側壁３５を設け、前記側壁３５を前記フロート付き空気弁３２の外周壁と前記空気弁室１４の内側壁とで形成される空間内に挿入して前記内側壁上部に押し当てることにより前記調整板３６を固定し、前記通気穴４０を通じて前記バイパス路を形成したことを特徴とする空気弁付き消火栓。
【請求項３】
前記調整板３６の外縁部に設けた切欠きの内側に側壁３５を設け、前記側壁３５を前記フロート付き空気弁３２の外周壁と前記空気弁室１４の内側壁とで形成される空間内に挿入し、前記切欠きを含む空隙及び前記空気弁室１４下部に形成した空隙と前記内側壁上部の空間とを通じて前記バイパス路を形成したことを特徴とする請求項１に記載の空気弁付き消火栓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フロート式空気弁付き消火栓に関し、前記空気弁により配水管路内の滞留空気を自動的に排出するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
配水管路内に空気が溜まると、流動性が阻害されて通水能力が低下し、出水不良の原因となる。また、管路で常時空気溜まりとなっている部分は腐食の進行が加速され、漏水につながり配管としての機能を果たせなくなる問題がある。さらに大きな空気溜まりは管内の脈動を増幅し、接続機器の作動や耐久性に悪影響を及ぼすという問題もある。
【０００３】
このような問題を解決するために、従来、配水本管と消火栓との接続管に空気弁を接続する方法が知られているが、空気弁を消火栓とは別に設ける方式では、配管設備に費用がかかって合理的ではない。このため、特開平１１ー１５８９４７号公報に示されるように、消火栓に空気弁を一体に設けたものが提案されている。
【０００４】
上記公報では、水の流入口を開閉する弁体の内部にフロートが収容されるフロート室が形成され、弁体の下端部にフロート室と連通する連通口が形成され、弁体にはフロート室に入った空気を外部へ排気する排気通路が形成され、排気通路の一端にはフロートの浮上又は下降によって開閉される空気弁口を設けて構成した空気弁が示されている。
【０００５】
このような空気弁では一般に空気弁口は小径であるため、配管の新設時や断水後の通水時など配管内に初めて通水する時に配管内に滞留する多量の空気を急速に排出することができない。このため前記公報には、前記フロート室にフロートの上部に上下動自在の主弁を配置し、この主弁の下面中心部に設けた円筒状のボス部から主弁の外周部に通じるバイパス路を形成してフロート室の上部開口から多量の滞留空気を急速に排気するようにした空気弁も示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前述の配管内の滞留空気が急速に排気され始めると、前記主弁の下面には管内圧力が作用するのに対し、その上面に作用する圧力は、フロート室の上部開口から空気が排出されるために、前記管内圧力よりも低くなる。この主弁上下面の差圧は、滞留空気の排出量が多い程大きくなる。前記の差圧による押上げ力Ｆ（Ｆ＝主弁の投影面積×差圧）が前記主弁の自重よりも大きくなると、配管内に空気が多量に残存しているにもかかわらず、軽量な材料で形成されている主弁は浮き上がって前記上部開口を閉じる、所謂弁体の吸着現象が生じる。このような現象が生じると、排気通路が閉塞し、前記のフロート及び主弁は空気弁としての役割を果たさなくなる。
【０００７】
なお、ＪＩＳＢ２０６３水道用空気弁４・１・５節には、多量排気に際して遊動弁体やフロート弁体が排気によって吸い上げられ、大空気孔を閉塞してはならない旨が規定されており、前述の主弁即ち弁体の吸着現象を生じる空気弁はＪＩＳ規格にも適合しないことになる。
【０００８】
そこで、この発明の課題は、消火栓に一体に設けたフロート式空気弁において、配管内の多量の滞留空気を急速に排出し、しかも残存しないようにするために、前記空気弁の弁体の吸着現象を防止することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明は以下の構成を採用したのである。
即ち、配水管に接続される水の流入口と、前記流入口を開閉する主弁体と、前記主弁体の開放により前記流入口から流入した水を流出させる流出口とを有し、前記主弁体は前記流入口の弁座の内側に開放された下部開口と、その下部開口に連通した空気弁室、その空気弁室の上部に開放され、かつ、大気に連通した上部開口とを有し、前記空気弁室に収容されたフロート付き空気弁により前記上部開口を開閉するようにした空気弁付き消火栓において、上記空気弁室の下部開口に調整板を固定し、前記調整板に前記空気弁に対向した空気量調整穴を設け、前記調整板の周囲に前記空気弁室の下部開口から上部開口に連通したバイパス路を形成したのである。
【００１０】
上記の構成により、配管内の滞留空気は、調整板の周囲に形成したバイパス路を通って空気弁室の上部開口から外部へ排出されるため、空気量調整穴を介して作用する一部を除いて滞留空気の排気流はフロート付き空気弁の弁体に直接には作用しない。また、空気量調整穴を介して作用する一部の排気流には前記弁体を浮き上がらせるだけの押上げ力はない。その結果、前記弁体の上下面には前述のような差圧は発生せず、弁体の吸着現象を生じないため、配管内の多量の滞留空気を急速にしかも残存することなく排出することができる。
【００１１】
また、滞留空気の排出に伴い、水がフロート付き空気弁の弁体まで上昇し、弁体の上面に水流が達すると、その水流によって前記空気弁は下方へ押さえ付けられるが、空気量調整穴を通過した水流により前記空気弁には上方への力が作用し、空気弁室内の水位の上昇による前記空気弁への浮力の増加も加わって、前記空気弁が上方に押し上げられて空気弁室の上部開口を閉じるため、外部への水の流出が防止される。
【００１２】
さらに、空気量調整穴には、調整板内に溜まった水を排出する作用もある。この作用により、前述の配管内に初めて通水する時に、フロート付き空気弁が調整板に接触する空気弁室の下端の位置するため、前記のバイパス路が十分に連通する。
【００１３】
なお、前述の調整板の「固定」の意味は、いずれも若干のがたつきを含むものであり、以下においても同様である。
【００１４】
前記調整板が円板により形成され、前記調整板を前記空気弁室の内側壁に係合により固定し、前記調整板の外周部と前記内側壁との間に空隙を形成し、前記調整板の下面と前記空気弁室下部の調整板受け部との間に前記下部開口から内部に通じる空隙を形成し、前記の二つの空隙を通じて前記下部開口と上部開口とを連通させて前記バイパス路を形成することが望ましい。
【００１５】
上記の構成によっても、調整板の外周部を通過する滞留空気の排気流の一部が前記空気弁の弁体に作用するが、バイパス路を通過する排気流に比べて少量であるため、前述のような弁体の吸着現象は生じない。また、調整板の形状を円板とすることにより、製作上及び取付け上の利便がある。
【００１６】
なお、前記空隙は底板の下面又は調整板受け部の上面に周方向に不連続な突起を設けることにより形成することができる。
【００１７】
前記調整板の外縁部に切欠きを設け、前記調整板の外縁部と前記内側壁との間に形成された空隙と前記調整板の下面と前記空気弁室下部の調整板受け部との間に形成された空隙とを通じて前記空気弁室の下部開口と上部開口とを連通させて前記のバイパス路を形成することが望ましい。
【００１８】
上記の構成により、空気弁室内を滞留空気の排気流がより通過しやすくなり、上部開口への排気が容易となる。
【００１９】
前記調整板の外周部に通気穴を有する側壁を設け、前記側壁を前記フロート付き空気弁の外周壁と前記空気弁室の内側壁とで形成される空間内に挿入して前記内側壁上部に押し当てることにより前記調整板を固定し、前記通気穴を通じて前記バイパス路を形成することが望ましい。
【００２０】
上記の構成により、下部開口から上部開口に連通するバイパスがより確実に形成されるため、滞留空気の排気流の大部分が前記空気弁の弁体に直接作用することなく、前述の弁体の吸着現象が防止され、前記空隙及び前記通気穴を通じて空気弁室の下部開口から上部開口へ容易に排気される。
【００２１】
前記調整板の外縁部に設けた切欠きの内側に側壁を設け、前記側壁を前記フロート付き空気弁の外周壁と前記空気弁室の内側壁とで形成される空間内に挿入し、前記切欠きを含む空隙及び前記空気弁室下部に形成した空隙と前記内側壁上部の空間とを通じて前記バイパス路を形成することが望ましい。
【００２２】
上記の構成により、バイパス路がより確実に形成され、かつ、空気弁室内を前記排気流がより通過しやすくなり、上部開口への排気が容易となる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付の図１から図６に基づいて説明する。
【００２４】
図１に示したこの発明の実施形態の空気弁付き消火栓１は、配水管と接続される弁箱２を具備している。弁箱２の下部には流入口３が形成され、その下端には配水管と接続するためにフランジ４が形成され、その上端には弁座５が形成されている。弁箱２の側部上方には流出口６が形成され、流出口６には接続管７を介して口金座８、押し輪９、口金１０及び口金蓋１１などが設けられている。
【００２５】
弁箱２には流入口３を開閉する主弁体１２が設けられ、主弁体１２にはその下部開口１３に連通した空気弁室１４が形成されている。空気弁室１４の下端には、調整板受け部１５が取付けられ、その下面にはガスケット１６が装着され、弁座５とガスケット１６が密着した状態で流入口３が閉じられる。空気弁室１４の上部には外面が四角形状のねじ筒１７が形成され、スピンドル１８の先端部に設けたねじ部とねじ結合している。
【００２６】
スピンドル１８は中空体で形成され、その中央部外周にはフランジ１９が一体に設けられ、このフランジ１９は弁蓋２０の下側に装着されたナット２１によりワッシャー２２を介して回転自在に支持されている。それにより、スピンドル１８は一定の位置で回転が可能となっている。ナット２１の内周面には四角形状のガイド面が形成されており、このガイド面にねじ筒１７がガイドされているため、スピンドル１８の回転によって、主弁体１２は回転することなく、上下方向に移動が可能であり、弁座５とガスケット１６を介して流入口３を開閉することができるようになっている。
【００２７】
空気弁室１４の上部にはシールパッキンを装着した弁座２３が設けられ、その内側外面にスピンドル１８の内径に嵌合される円筒部２５が形成され、その開口即ち上部開口２４は中空スピンドル１８と連通している。そしてスピンドル１８の上部には大気への連通穴２６が設けられている。スピンドル１８を取付けた弁蓋２０のボス部２７の開口部にはシールパッキン２８が装着され、パッキン押え２９により固定され、スピンドル１８と弁蓋２０との隙間からの水漏れが防止されている。またスピンドル１８の先端部には消火栓開閉用ハンドルと係合するキャップ４４が取付けられている。
【００２８】
前記空気弁室１４には、フロート３０及び弁体３１からなるフロート付空気弁３２が収容されており、弁体３１には、空気弁口３３が設けられている。空気弁室１４の下部開口１３には、底板３４とその外周部に設けられた円筒状の側壁３５とからなる調整板３６が固定されている。この調整板３６の側壁３５は、フロート付き空気弁３２の外周部と空気弁室１４の内側壁とで形成される空間内に挿入され、その先端は空気弁室１４の内側壁上部に接触している。前記底板３４の下面には、周方向に不連続な突起３７が設けられ、調整板受け部１５との間に空隙を形成している。
【００２９】
底板３４の中央部には、空気量調整穴３８及びその上部に環状の突起３９が形成され、底板上面のフロート３０の外縁部に対向する位置に環状の突起３９’が形成されている（図２参照）。これらの突起３９、３９’により、フロート付き空気弁３２は空気弁室１４の下端に位置するときに底板３４からわずかの間隙をもって支持されている。また、調整板３６の側壁３５の上部には周方向に通気穴４０が設けられている（図３参照）。
【００３０】
このように、突起３７により底板３４と調整板受け部１５との間に形成された空隙と、側壁３５と空気弁室１４の内側壁とで形成される空間及び通気穴４０を通じて空気弁室１４の下部開口１３から上部開口２４へ連通するバイパス路が確実に形成されている。
【００３１】
空気弁室１４の上部に設けた弁座２３の内側に対向する位置に、フロート付き空気弁３２の弁体３１の偏心した位置に空気弁口３３が設けられ、この弁口３３は、図４に示すように、フロート付き空気弁３２が上部開口２４を閉じた状態においてフロート３０と空気弁室１４とともに空気弁を構成する。
【００３２】
この発明の実施の形態は以上のような構成であり、以下にその作用について説明する。
【００３３】
配管の新設時や断水後の通水時など初めて通水する時には、空気弁室１４に水が殆ど入っていないので、フロート付き空気弁３２は重力により下降して底板３４の突起３９、３９’に接触しており、上部開口２４は開放されている。いま主弁体１２が流入口３を閉じた状態において通水が開始されると、配管内の滞留空気の排気流の大部分は空気弁室１４の下部開口１３から、底板３４の下面と調整板受け部１５との間に突起３７により形成される空隙と、側壁３５と空気弁室１４の内側壁とで形成される空間及び通気穴４０とを通じて上部開口２４へと連通したバイパス路を通過し、底板３４の空気量調整穴３８を介して作用する一部の排気流を除いて、前記排気流はフロート付き空気弁３２の弁体３１には直接的には作用しない。また、空気量調整穴３８から作用する一部の排気流には弁体３１を浮き上がらせるだけの押上げ力はない。その結果、弁体３１の上下面には前述のような差圧は発生せず、弁体の吸着現象を生じないため、配管内の滞留空気を上部開口２４からスピンドルに設けた連通穴２６を通じて急速にしかも残存することなく外部へ排出できる。
【００３４】
滞留空気の排気に伴い、水がフロート付き空気弁３２の弁体３１まで上昇し、弁体３１の上面に水流が達すると、その水流によってフロート付空気弁３２は下方へ押さえ付けられるが、空気量調整穴３８を通過した水流はフロート付空気弁３２に上方への力を与え、また、空気弁室１４内の水位の上昇によるフロート付き空気弁３２への浮力の増加も加わって、フロート付き空気弁３２が上方に押し上げられて空気弁室１４の上部開口２４を閉じるため（図４参照）、外部への水の流出が防止される。この時、前記の底板上面に設けた突起３９、３９’により形成されるフロート３０の下面との空隙は空気量調整穴３８を通過した水流がフロート付き空気弁３２を押し上げやすくする作用を有する。
【００３５】
さらに、配管内の水流から分離した空気が空気弁室１４に滞留し、空気弁室１４の水位がフロート３０の下面まで下がってくると、空気弁室１４の内部圧力と外部圧力の差圧に空気弁口３３の内径面積を乗じた大きさの押上げ力がフロート３０に作用する。空気弁口３３は、前述のように、弁体３１の偏心した位置に設けられているため、フロート３０が自重により空気弁口３３を支点にして傾き、滞留空気が空気弁口３３から上部開口２４を通って外部に排出される。滞留空気が外部に排出されると、前記差圧が小さくなり、前記押上げ力も小さくなるため、フロート３０全体が下降する。一方、弁体３１には前記差圧に弁座２３の内径面積を乗じた大きさの押上げ力が作用するため、上部開口２４を閉じたままである。
【００３６】
空気弁口３３から上部開口２４を通って外部へ滞留空気の排出が続くと、前記差圧が小さくなり、弁体３１に作用する前記押上げ力も小さくなるため、弁体３１は自重により下降して弁座２３から離れ、空気弁室１４に滞留している空気は直接上部開口２４から外部に排出される。
【００３７】
他の実施形態として、図５（ａ）に示すように、調整板３６として中央部に空気量調整穴３８を有する円板を用いることができる。調整板３６は、空気弁室１４の内壁の周方向に不連続的に設けた突出部４２に係合して固定され、その外縁部に図５（ｂ）に示すように切欠き４１を有し、前記内側壁との間に空隙が形成されている。調整板３６の下面には周方向に不連続的に突起３７が設けられ、調整板受け部１５との間に空隙が形成されている。これらの二つの空隙を通じて空気弁室１４の下部開口１３と上部開口２４が連通したバイパス路が形成されている。また調整板３６の上面にも周方向に環状の突起４３、４３’が形成され、前述のように、フロート付き空気弁３２は空気弁室１４の下端に位置するときに調整板３６の突起４３、４３’に支持されている。
【００３８】
このような構成によっても、滞留空気の排気流の大部分は、切欠き４１によって通過がより容易となり、バイパス路を通じて上部開口２４へ排気される。空気量調整穴３８を通過する以外にも切欠き部４１と前記内側壁との間を通過する排気流の一部がフロート付き空気弁３２の弁体３１に作用するが、バイパス路を通過する排気流に比べて少量であるため、前述のような弁体の吸着現象は生じず、滞留空気は支障なく外部へ排出される。また、前述のように、突起４３、４３’により形成される調整板３６とフロート３０の下面との空隙は空気量調整穴３８を通過した水流がフロート付き空気弁３２を押し上げやすくする作用を有する。
【００３９】
フロート付き空気弁３２の弁体３１に設けた空気弁口３３の作用は前述と同様である。
【００４０】
前記の切欠き４１を設けずに調整板３６を前記の突出部４２により係合し、調整板３６の外周部と空気弁室１４の内側壁との間に空隙を形成して前記バイパス路を形成してもよい。
【００４１】
なお、図６に示すように、調整板３６の外縁部に設けた切欠き４１の内側に前記側壁３５を設けてもよい。
【００４２】
また、前述のいずれの調整板３６にも必要に応じ、複数個の空気量調整穴３８を設けてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、この発明では、水の流入口を開閉する主弁体にフロート付き空気弁を収容する空気弁室を設け、その下部開口に空気量調整穴を有する調整板を固定して、その調整板と調整板受け部との間に空隙を形成し、調整板の外縁部に切欠き又は通気穴を有する側壁を設けるなどして空気弁室の下部開口から上部開口に連通したバイパス路を形成したので、空気弁室に入った配管内の滞留空気の排気流の大部分が、前記バイパス路を通過することによりフロート付き空気弁に直接には作用しないため、前述の弁体の吸着現象を生じることなく、配管内の多量の滞留空気を急速にしかも残存することなく外部へ排出することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の消火栓の一例を示す縦断面図
【図２】同上の調整板の横断平面図
【図３】同上の調整板の斜視図
【図４】同上の空気弁室の横断平面図
【図５】（ａ）他の実施形態を示す空気弁室部分の断面図
（ｂ）同上の調整板の平面図
【図６】他の実施形態の空気弁室の部分断面図
【符号の説明】
１  消火栓
２  弁箱
３  流入口
４  フランジ
５  弁座
６  流出口
７  接続管
８  口金座
９  押し輪
１０  口金
１１  口金蓋
１２  主弁体
１３  下部開口
１４  空気弁室
１５  調整板受け部
１６  ガスケット
１７  ねじ筒
１８  スピンドル
１９  フランジ
２０  弁蓋
２１  ナット
２２  ワッシャ
２３  弁座
２４  上部開口
２５  円筒部
２６  連通穴
２７  ボス部
２８  シールパッキン
２９  パッキン押え
３０  フロート
３１  弁体
３２  フロート付き空気弁
３３  空気弁口
３４  底板
３５  側壁
３６  調整板
３７  突起
３８  空気量調整穴
３９、３９’  突起
４０  通気穴
４１  切欠き
４２  突出部
４３、４３’  突起
４４  キャップ
【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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【図６】
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