(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フロートを上下動可能に収容する有底円筒状の弁箱と、該弁箱の外周面との間に流体流路となる間隙を形成する有底状の外筒と、前記弁箱の上部開口を覆う弁体部とを備え、前記外筒の底板の中央部と前記弁箱の底板の外周部とにそれぞれ設けた通孔を介して管路内から弁箱内に流入した流体による前記フロートの上下動により前記弁体部の弁口を開閉して管路内の空気を排出する凍結防止型空気弁であって、前記外筒は、上部の取付用フランジを前記管路に設けた上向き開口からなる空気弁取付部のフランジに固着され、前記弁箱は、上部に前記弁体部を取り付けるためのフランジが設けられ、該フランジの外周面に、前記外筒に設けた雌ネジに螺合する雄ネジが設けられ、前記外筒の取付用フランジの開口内に挿入され、前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させた状態で、上部外周面が前記外筒の上部内周面に対して液密状態で上下動可能に挿入され、前記弁体部は、中央部に大径通気孔を有し、前記弁箱のフランジに固着され、弁箱の底板と外筒の底板との間には、前記弁箱の通孔より内周側で、かつ、前記外筒の通孔より外周側の位置に、弁箱が下降したときに弁箱の底板と外筒の底板とが互いに密接する副弁を構成するためのシール部を設け、該シール部の密接によって前記弁箱内と管路内とが遮断されるように形成し、前記弁箱の周壁上部に前記流体流路と弁箱内とを連通する通孔を設け、通常の使用時には、前記雄ネジを雌ネジの上部に位置させて、弁箱の底板下面，シール材及び外筒の底板上面の三者により構成される副弁を開いた状態にし、前記フロートの清掃や点検を行う際には、前記雌ネジに対して雄ネジをねじ込むことによって、前記副弁を閉じた状態にして前記管路内と前記流体流路とを遮断状態にすることを特徴とする凍結防止型空気弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気弁に関し、詳しくは、寒冷地での使用における凍結防止構造を備えるとともに、空気弁弁体部と管路内とを遮断するための副弁を一体に備えた凍結防止型空気弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、上水道等の管路には、該管路内を流れる流体中に含まれている空気等を排出したり、管路内の流体を排出する際に管路内に空気を吸入したりするための空気弁が設けられている。この空気弁は、一般に、弁箱に形成されるフロート室内にフロートを上下動可能に収容し、該フロートの上下動により弁箱上部に設けた弁体を作動させ、これにより空気の排出や吸入を行うように形成されている。
【０００３】
また、寒冷地で用いられる空気弁は、弁箱内の流体が凍結して空気弁弁体部の作動に悪影響を与えることを防止するため、空気弁の周りに管路内を流れる流体の一部を導入し、該導入流体の熱エネルギーで弁箱内の流体の凍結を防止するようにしている。
【０００４】
さらに、このような凍結防止策を講じた空気弁において、弁箱内の清掃等を行うため、特公昭６３−３３０３６号公報や実公平４−５８１９号公報に記載された空気抜き装置のように、フロートを収納する弁箱を内外二重構造の筒体で形成するとともに、両筒体の所定位置に透孔を形成し、内筒を回動させて両筒体の透孔の位置を変えることにより弁箱内（フロート室内）と管路内との連通及び遮断状態を得るように構成したものが知られている。また、実開平７−４１１５７号公報に記載された不凍結型空気弁では、弁箱外周にスリーブを設け、このスリーブを２本のボルトで上下方向に移動させることによって弁箱に設けた流通孔を閉塞し、弁箱内と管路内とを遮断する構造を採用している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述の各遮断構造は、弁箱に設けた透孔（流通孔）を、面と平行な方向にスライドする外筒やスリーブで覆うことによって閉塞するものであるため、シール性能が低く、確実な閉塞状態を得ようとすると、スライドする部材の摺動抵抗が増大して操作性が損なわれることになる。
【０００６】
そこで本発明は、弁箱内と管路内との遮断を、より確実に行うことができる副弁構造を備えた凍結防止型空気弁を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の空気弁は、フロートを上下動可能に収容する有底円筒状の弁箱と、該弁箱の外周面との間に流体流路となる間隙を形成する有底状の外筒と、前記弁箱の上部開口を覆う弁体部とを備え、前記外筒の底板の中央部と前記弁箱の底板の外周部とにそれぞれ設けた通孔を介して管路内から弁箱内に流入した流体による前記フロートの上下動により前記弁体部の弁口を開閉して管路内の空気を排出する凍結防止型空気弁であって、前記外筒は、上部の取付用フランジを前記管路に設けた上向き開口からなる空気弁取付部のフランジに固着され、前記弁箱は、上部に前記弁体部を取り付けるためのフランジが設けられ、該フランジの外周面に、前記外筒に設けた雌ネジに螺合する雄ネジが設けられ、前記外筒の取付用フランジの開口内に挿入され、前記雄ネジを前記雌ネジに螺合させた状態で、上部外周面が前記外筒の上部内周面に対して液密状態で上下動可能に挿入され、前記弁体部は、中央部に大径通気孔を有し、前記弁箱のフランジに固着され、弁箱の底板と外筒の底板との間には、前記弁箱の通孔より内周側で、かつ、前記外筒の通孔より外周側の位置に、弁箱が下降したときに弁箱の底板と外筒の底板とが互いに密接する副弁を構成するためのシール部を設け、該シール部の密接によって前記弁箱内と管路内とが遮断されるように形成し、前記弁箱の周壁上部に前記流体流路と弁箱内とを連通する通孔を設け、通常の使用時には、前記雄ネジを雌ネジの上部に位置させて、弁箱の底板下面，シール材及び外筒の底板上面の三者により構成される副弁を開いた状態にし、前記フロートの清掃や点検を行う際には、前記雌ネジに対して雄ネジをねじ込むことによって、前記副弁を閉じた状態にして前記管路内と前記流体流路とを遮断状態にすることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明の凍結防止型空気弁の一形態例を示すもので、図１は副弁が開いている通常の使用状態を示す断面図、図２は副弁を閉じた状態を示す断面図である。
【０００９】
この凍結防止型空気弁は、フロート弁体１及び中央に小通気孔（小弁口）２ａを有する遊動弁体２を上下動可能に収容する有底円筒状の弁箱１０と、この弁箱１０の外周面との間に流体流路３となる間隙を形成可能な内径を有する外筒２０と、弁箱１０の上部開口を覆うように設けられた弁体部３０とにより形成されている。
【００１０】
前記外筒２０は、底板２１の中央部に管路４内に開口する通孔２２を有するとともに、上部外周に取付用フランジ２３を有するもので、該取付用フランジ２３の内周面に設けられたパッキン装着溝には、弁箱１０の外周面に摺接するパッキン２４が装着されている。また、取付用フランジ２３の上面には、内周に雌ネジ２５を有するリング状の雌ネジ部２６が突設されている。この外筒２０は、上水道等の管路４に設けられた上向き開口からなる空気弁取付部５のフランジ５ａに、ガスケット６を介してボルト７により固着される。
【００１１】
前記弁箱１０は、底板１１の外周部と周壁上部とに通孔１２ａ，１２ｂをそれぞれ有するもので、底板１１の下面には、通孔１２ａより内周側で、かつ、前記外筒２０の通孔２２より外周側の位置に、副弁を構成するためのリング状のシール材１３が設けられている。また、弁箱１０の上部には、前記弁体部３０を取り付けるためのフランジ１４が設けられ、さらに、該フランジ１４の外周面には、前記外筒２０に設けた雌ネジ部２６の雌ネジ２５に螺合する雄ネジ１５が設けられている。この弁箱１０は、前記外筒２０の取付用フランジ２３の開口内に挿入され、雄ネジ１５を雌ネジ２５に螺合させた状態で、前記パッキン２４により液密状態で摺動可能かつ回動可能に保持される。また、雌ネジ部２６には、弁箱１０の抜止め部材２７がネジ止めされて固定される。
【００１２】
前記弁体部３０は、中央部に大径通気孔（大弁口）３１を有するもので、該大径通気孔３１の周囲下面には、前記遊動弁体２に対応したリング状のパッキン３２が設けられている。この弁体部３０は、弁箱１０のフランジ１４にガスケット３３を介してボルト３４により固着される。
【００１３】
このように形成され、管路４の所定位置に取付けられた空気弁は、通常の使用時には、図１に示すように、弁箱１０の雄ネジ１５を雌ネジ２５の上部に位置させ、弁箱１０の底板下面に設けたシール材１３が外筒２０の底板上面から離れた状態にする。すなわち、弁箱１０の底板下面，シール材１３及び外筒２０の底板上面の三者により構成される副弁を開いた状態にする。
【００１４】
図１に示す状態で、管路４内に流体、例えば水を流通させると、管路４内の空気は、図１に矢印で示すように、外筒２０の通孔２２を通って弁箱・外筒間の流体流路３に流入し、弁箱１０の通孔１２ａ，１２ｂを通って弁箱１０内に流入した後、弁体部３０の大径通気孔３１から外部に排出される。
【００１５】
管路４内の空気が排出されると、外筒２０の通孔２２を通って流体流路３内に水が流入し、さらに、弁箱１０の下部の通孔１２ａから弁箱１０内に流入する。この弁箱１０内への水の流入によってフロート弁体１が浮上し、これに伴って遊動弁体２が押し上げられ、図２に示す位置まで両者が上昇し、該遊動弁体２の上面が弁体部３０の下面のパッキン３２に圧接して大径通気孔３１が閉塞される。これにより、空気弁からの空気の排出が終了し、通常の通水状態となる。
【００１６】
この状態では、外筒２０の周囲及び流体流路３や弁箱１０内には、管路４内を流れる水が流動可能な状態になっているため、流動する水が有する熱エネルギーによって空気弁部分の凍結が防止される。
【００１７】
また、管路４内を流れる水に含まれている空気が空気弁取付部５内に流入し、外筒２０の通孔２２，流体流路３、弁箱１０の上部の通孔１２ｂを通って弁箱１０内に流入すると、弁箱１０内の水位が次第に低下し、フロート弁体１の重量とフロート弁体１に作用する浮力とのバランスに応じてフロート弁体１が下降し、遊動弁体２の小通気孔２ａが開いて弁箱上部の空気を外部に排出する。空気弁は、通常の運転状態では、この微小排気動作を繰り返して管路４内の空気を外部に排出する。
【００１８】
一方、管路４管内の水を排出する際には、管路４内の圧力の低下に伴って空気弁部分の水位が低下し、フロート弁体１の重量，遊動弁体２の重量及び内外の圧力差のバランスに応じてフロート弁体１及び遊動弁体２が下降し、大量の外気が図１の矢印と逆方向に流れて管路４内に吸い込まれる。
【００１９】
そして、フロート弁体１や遊動弁体２の清掃や点検を行う際には、図２に想像線で示すように、弁体部３０を弁箱１０に固着しているボルト３４に開栓器４１を係合させるなどの適宜な手段で弁体部３０及び弁箱１０を回動させ、雌ネジ２５に対して雄ネジ１５をねじ込んでいく。これにより、弁箱１０が外筒２０に対して回動しながら下降し、弁箱１０の底板下面に設けたシール材１３が外筒２０の底板上面に圧接され、通孔２２を介して連通する管路４内と、弁箱・外筒間の流体流路３から弁箱１０内に至る部分とが遮断された状態になる。
【００２０】
上記シール材１３による遮断は、弁箱１０の底板１１の下面と外筒２０の底板２１の上面とが互いに近接してシール材１３を垂直方向から挟着することにより行われるので、従来のスライドによる通孔の遮断に比べて確実な遮断状態を得ることができ、しかも、弁箱１０の雄ネジ１５と外筒２０の雌ネジ２５との螺合によってシール材１３を締め付けるので、より確実な遮断状態が得られ、緩みを生じることもなく、水漏れを生じることがない。
【００２１】
このようにして管路４内と弁箱・外筒間の流体流路３とを遮断した後、ボルト３４を取り外して弁体部３０を取り除くことにより、フロート弁体１及び遊動弁体２を弁箱１０内から取り出すことができ、これらの清掃や点検を行うことができる。また、確実な遮断状態によって水漏れを生じることがないので、清掃，点検後の組み付けも容易に行うことができる。
【００２２】
なお、本発明の凍結防止型空気弁において、吸排気を行うための弁口の開閉機構は、上記形態例に限定されるものではなく、所望の吸排気量や弁の大きさに応じて適宜な機構を選択することができ、フロートのみを弁体として用いて遊動弁体を用いない構造のものにも適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の凍結防止型空気弁によれば、弁箱内と管路内との遮断を確実に行うことができ、フロート等の清掃や点検の際に水漏れなどを生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の凍結防止型空気弁の一形態例を示す断面図である。
【図２】  同じく副弁を閉じた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１…フロート弁体、２…遊動弁体、３…流体流路、４…管路、５…空気弁取付部、１０…弁箱、１１…底板、１２ａ，１２ｂ…通孔、１３…シール材、１４…フランジ、１５…雄ネジ、２０…外筒、２１…底板、２２…通孔、２３…取付用フランジ、２４…パッキン、２５…雌ネジ、２６…雌ネジ部、２７…抜止め部材、３０…弁体部、３１…大径通気孔、３２…パッキン、
【図１】
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【図２】
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