(57)【要約】【課題】バルブの閉鎖時に確実に管路の内部へ空気を注入することができるエア注入方法およびエア注入用弁を提供する。【解決手段】通常は管路２に連通して配置したスプリング式空気弁４において弁箱内の水位に追従して昇降するフロートで弁体を開閉操作して排気もしくは吸気し、センサ手段で検出する管路内圧が負圧となった時に管路２に連通して配置したオイル式空気弁４０において駆動源から供給する油圧もしくは空気圧により弁体を強制的に開操作して管路内に空気を注入する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通常は管路に連通して配置した自律式空気弁において弁箱内の水位に追従して昇降するフロートで弁体を開閉操作して排気もしくは吸気し、センサ手段で検出する管路内圧が負圧となった時に管路に連通して配置した強制駆動式空気弁において駆動源から供給する油圧もしくは空気圧により弁体を強制的に開操作して管路内に空気を注入することを特徴とするエア注入方法。
【請求項２】
管路に連通する弁箱と、通気口を有して弁箱の上部に配置するカバーと、カバーを貫通して配置するロッドを有するシリンダ装置と、シリンダ装置を駆動する制御手段と、弁箱内に配置してロッドと一体に軸心方向に出退してカバーに形成した弁ポートを開閉する弁体とを有し、制御手段はセンサー手段によって検出する管路内圧が負圧となった時にシリンダ装置を駆動して弁体を開操作することを特徴とするエア注入用弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はエア注入方法およびエア注入用弁に関し、配管内に負圧が発生した際に空気を供給する技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示すように、水道管路網においては配水池１の下流側の管路２の途中に設けたバルブ３を操作して下流側の配水域への給水量、給水圧を調整している。さらに、バルブ３の下流側にはスプリング式空気弁４を配置しており、管路２の内部が負圧となった場合には、スプリング式空気弁４を通して管路２の内部に空気を供給することによって管内外の圧力差で管路２が破損することを防止している。
【０００３】
スプリング式空気弁４には、例えば図６〜図７に示すものがある。これは弁箱１１の底部に管路２に連通する底部開口１２を設け、弁箱１１の上部開口１３にカバー１４を配置している。カバー１４には吸排気口１５を形成するとともに、弁座１６を設けており、カバー１４の上部にシリンダケース１７を装着し、シリンダーケース１７の上部にスプリングケース１８を装着している。
【０００４】
シリンダーケース１７の内部にはピストン１９を配置し、ピストン１９に連結したロッド２０はシリンダーカバー２１を貫通し、スプリングケース１８に配置したスプリング２２の内部に挿通している。ロッド２０は先端側がスプリング２２の上端に設けたばね押さえ２３を貫通しており、先端にばね押さえ２３を受け止めるナット２４とねじ駒２５を装着している。
【０００５】
弁箱１１の内部にはフロート２６を配置しており、フロート２６の天板をなす弁体２７にロッド２０の基端を装着している。シリンダーケース１７にはシリンダ室２８に連通する空気孔２９を設けており、空気孔２９にスピードコントローラ３０を装着している。スプリングケース１８の上部にはねじ駒２５が当接離間することでＯＮ・ＯＦＦするリミットスイッチ３１を設けており、リミットスイッチ３１のＯＮ・ＯＦＦによって弁体２７の開閉を検知する。
【０００６】
上記した構成では、図６に示すように、通常においてフロート２６は弁箱１１の内部の流体から受ける浮力およびスプリング２２の弾性力を受けて弁体２７が弁座１６に当接する閉状態にある。図７に示すように、管路２を流れる流体に連行される空気が弁箱１１の内部に滞留し、弁箱１１の内部の水位が低下するとフロート２６がスプリング２２に抗して降下する。このとき、スピードコントローラ３０は空気の流入を制限せず、空気孔２９を通して空気が自由にシリンダ室２８へ流入することでフロート２６は円滑に降下する。
【０００７】
フロート２６の降下によって弁体２７が弁座１６から離間することで、吸排気口１５を通して弁箱１１の内部の空気が排出される。空気の排出とともに弁箱１１の内部の水位が上昇し、フロート２６が上昇して弁体２７が弁座１６に当接する閉状態となる。このとき、スピードコントローラ３０は空気の流出を制限し、ピストン１９の移動が抑制され、フロート２６が所定の速度で上昇することでチャタリング等を防止する。
【０００８】
異常時、例えばバルブ３の閉鎖により、管路２の内部が下流への流体の流出とともに負圧となると、弁箱１１の内部の水位が低下するとともに弁箱１１の内部が負圧となることで浮力を失ったフロート２６がスプリング２２の弾性力に抗して降下する。フロート２６の降下によって弁体２７が弁座１６から離間することで、吸排気口１５を通して弁箱１１の内部に空気が流入し、開放された弁箱１１を通して底部開口１２から管路２へ空気が流入する。
【０００９】
この種の一般的な空気弁としては特許文献１に開示するものがある。
【００１０】
【特許文献１】特開平１１−１６６６４９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した構成において、スピードコントローラ３０が土埃等によって目詰まるとフロート２６および弁体２７の移動が阻害され、異常時に管路２へ空気を注入することが困難となり、管路２が管内外の圧力差で破損することがある。
【００１２】
本発明は上記した課題を解決するものであり、バルブの閉鎖時に確実に管路の内部へ空気を注入することができるエア注入方法およびエア注入用弁を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る本発明のエア注入方法は、通常は管路に連通して配置した自律式空気弁において弁箱内の水位に追従して昇降するフロートで弁体を開閉操作して排気もしくは吸気し、センサ手段で検出する管路内圧が負圧となった時に管路に連通して配置した強制駆動式空気弁において駆動源から供給する油圧もしくは空気圧により弁体を強制的に開操作して管路内に空気を注入するものである。
【００１４】
請求項２に係る本発明のエア注入用弁は、管路に連通する弁箱と、通気口を有して弁箱の上部に配置するカバーと、カバーを貫通して配置するロッドを有するシリンダ装置と、シリンダ装置を駆動する制御手段と、弁箱内に配置してロッドと一体に軸心方向に出退してカバーに形成した弁ポートを開閉する弁体とを有し、制御手段はセンサー手段によって検出する管路内圧が負圧となった時にシリンダ装置を駆動して弁体を開操作することを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。先に図５〜図７において説明したものと同様の作用を行うものは同一番号を付して説明を省略する。
【００１６】
図１において、管路２にはバルブ３の下流側に自律式空気と強制駆動式空気弁を配置しており、自律式空気弁は先に図６〜図７で説明したスプリング式空気弁４であるので説明を省略する。
【００１７】
図２〜図４において、強制駆動式空気弁をなすオイル式空気弁４０は、弁箱４１の底部に管路２に連通する底部開口４２を設け、弁箱４１の上部開口４３にカバー４４を配置している。カバー４４には通気口として吸排気口４５を形成するとともに、弁ポート４６ａの周囲に弁座４６ｂを設けており、カバー４４の上部にシリンダケース４７を装着し、シリンダーケース４７の上部にスプリングケース４８を装着している。
【００１８】
シリンダーケース４７の内部にはピストン４９を配置し、ピストン４９に連結したロッド５０はシリンダーカバー５１を貫通し、スプリングケース４８に配置したスプリング５２の内部に挿通している。ロッド５０は先端側がスプリング５２の上端に設けたばね押さえ５３を貫通しており、先端にばね押さえ５３を受け止めるナット５４とねじ駒５５を装着している。
【００１９】
弁箱４１の内部にはフロート５６を配置しており、フロート５６の天板をなす弁体５７にロッド５０の基端を装着している。シリンダーケース４７にはシリンダ室５８に連通する油口５９を設けており、油口５９に制御手段をなす油圧回路６０を接続している。スプリングケース４８の上部にはねじ駒５５が当接離間することでＯＮ・ＯＦＦするリミットスイッチ６１を設けており、リミットスイッチ６１のＯＮ・ＯＦＦによって弁体５７の開閉を検知する。
【００２０】
図４に示すように、油圧回路６０は３ポート２ポジションバルブ６２、アキュームレータ６３、一方向流量調整弁６４、リザーバタンク６５からなり、通常はシリンダーケース４７の油口５９にリザーバタンク６５が接続しており、管路２配置したセンサー手段（図示省略）からの信号を受けて３ポート２ポジションバルブ６２が切り替わってアキュームレータ６３がシリンダーケース４７の油口５９に接続する。
【００２１】
以下、上記した構成の作用を説明する。通常において自律式空気弁であるスプリング式空気弁４は先に説明した動作を行う。図２に示すように、強制駆動式空気弁であるオイル式空気弁４０では、常にスプリング５２の弾性力を受けて弁体５７が弁座４６ｂに当接し、弁ポート４６ａを閉鎖する閉状態にある。
【００２２】
バルブ３の閉鎖により、管路２の内部が下流への流体の流出とともに負圧となると、センサ手段（図示省略）が管路内圧が負圧となったことを検出し、センサー手段（図示省略）からの信号を受けて３ポート２ポジションバルブ６２が切り替わってアキュームレータ６３がシリンダーケース４７の油口５９に接続し、アキュームレータ６３の圧油が油口５９を通してシリンダ室５８へ流入することでフロート５６が油圧で降下し、弁体５７を強制的に開操作し、吸排気口（通気口）４５、弁ポート４６ａ、底部開口４２を通して管路内に空気を注入する。
【００２３】
したがって、オイル式空気弁４０は油圧を駆動力として強制的に開動するので、スプリング式空気弁４が故障等によって作動しない場合にあってもオイル式空気弁４０が確実に作動することで管路２が負圧によって破損することを防止できる。本実施の形態では強制駆動式空気弁をオイル式空気弁４０として説明したが、油圧に変えて空気圧を駆動源とすることも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、通常において自律式空気弁で排気もしくは吸気し、センサ手段で検出する管路内圧が負圧となった時に駆動源から供給する油圧もしくは空気圧により強制駆動式空気弁の弁体を強制的に開操作して管路内に空気を注入することで自律式空気弁が故障等によって作動しない場合にあっても強制駆動式空気弁が確実に作動することで管路が負圧によって破損することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における配管構造を示す模式図である。
【図２】同実施の形態におけるエア注入用弁をなすオイル式空気弁の断面図である。
【図３】同エア注入用弁をなすオイル式空気弁の動作を示す断面図である。
【図４】同オイル式空気弁の油圧回路図である。
【図５】従来の配管構造を示す模式図である。
【図６】従来のスプリング式空気弁を示す断面図である。
【図７】同スプリング式空気弁の動作を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　配水池
２　　管路
３　　バルブ
４　　スプリング式空気弁（自律式空気弁）
４０　　オイル式空気弁（強制駆動式空気弁）
４１　　弁箱
４２　　底部開口
４３　　上部開口
４４　　カバー
４５　　吸排気口
４６ａ　弁ポート
４６ｂ　弁座
４７　　シリンダケース
４８　　スプリングケース
４９　　ピストン
５０　　ロッド
５１　　シリンダーカバー
５２　　スプリング
５３　　ばね押さえ
５４　　ナット
５５　　ねじ駒
５６　　フロート
５７　　弁体
５８　　シリンダ室
５９　　油口
６０　　油圧回路
６１　　リミットスイッチ
６２　　３ポート２ポジションバルブ
６３　　アキュームレータ
６４　　一方向流量調整弁
６５　　リザーバタンク
【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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【図７】
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