(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部に入口を有し、上部に開口部を有し、前記の開口部の下側に拡開した段部を有する弁箱と、大気に連通する大空気孔と小空気孔とが形成されて前記の開口部に取り付けられた蓋体と、底部に小さな下穴を有し、側部には窓を有し、上部には前記段部に接離するフランジを有してこのフランジの上面が前記小空気孔を開閉するように前記弁箱内に昇降自在に取り付けられた比重が１以下の弁体案内と、前記大空気孔を開閉するように前記弁体案内に昇降自在に設けられた比重が１以下の遊動弁体とよりなり、前記フランジが前記段部に接した状態では前記小空気孔が開孔するようにしたことを特徴とする空気弁。
【請求項２】
弁体案内の底面と遊動弁体の下面のいずれかを必ず凹削して、  遊動弁体の下面の外周縁部だけを弁体案内の底面と接触させるようにし、前記外周縁部よりも中央側の弁体案内の底面と遊動弁体の下面の間に隙間を設けた特許請求の範囲の請求項１記載の空気弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道用等の管路に配設されて管路内の空気を急速に排出するための空気弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の空気弁としては、特開昭５９−１８８２号公報に開示されている構造のものがある。図８のように弁箱１の上部の開口部２０に段部２３を形成している。一方２は上部を開口し上縁にフランジ３６を有する弁体案内である。この弁体案内２の底部分には下穴３が形成されている。また、この弁体案内２の周囲には、弁体案内２側方の通路４に連通する複数個の窓５が形成されている。そして、前記弁箱１の上部には、大空気孔６が形成された蓋体７が固定されている。このとき、前記の段部２３に、前記のフランジ３６を乗せて、蓋体７を上から押しつけて弁体案内２を固定している。
【０００３】
ついで、前記弁体案内２内には、球状のフロ−ト弁体１０と遊動弁体１１とが昇降自在に設けられている。前記フロ−ト弁体１０はその比重が１以下である。また、前記遊動弁体１１には、その中央に小径の小空気孔１３が開けられた小空気孔弁座１２が形成されている。
【０００４】
前記蓋体７の上部には、カバー１６が取り付けられている。
【０００５】
このような構成において、図８に示した状態は管路内に空気が存在する場合であり、フロ−ト弁体１０は弁体案内２の底部に位置しており、遊動弁体１１も下方に位置している。そのため管路内と外気とは、弁体案内の側方４、窓５、大空気孔６、空気流通空間１５を経て連通している。
【０００６】
この状態で管路に水が来ると、内部の空気は弁体案内２の側方４、窓５、大空気孔６、空気流通空間１５を経て排出されるとともに弁箱１内に水が入り、フロ−ト弁体１０が遊動弁体１１をともなって浮上し、大空気孔６を閉止する。
【０００７】
この状態から管路内の空気が弁箱１内に蓄積すると、フロ−ト弁体１０に浮力がなくなるため、フロ−ト弁体１０が下降する。これにより、小空気孔１３が開放されて空気が排出される。
【０００８】
また管内が負圧になると遊動弁体１１とフロ−ト弁体１０は下降して大小空気孔６を開くが、このとき下穴３から弁体案内２の内部の水が排出して、これら弁体が下降することを可能にする。
【０００９】
図９の実用新案登録第２５１６５８０号公報の構造のものにいて示すと、弁箱１は上方に開口部２０を有し、大気に連通する大空気孔６と小空気孔１３とが形成されて前記の上方の開口部２０に取り付けられた蓋体７と、底部に小さな下穴３を有し、前記小空気孔１３を開閉するように前記弁箱１内に昇降自在に取り付けられた比重が１以下の弁体案内と、前記大空気孔６を開閉するように前記弁体案内２に昇降自在に設けられた比重が１以下の遊動弁体１１とよりなるものである。ここで弁体案内２の上部には、放射状に外方に膨出する数ヶ所の突起部１７が設けられる。また弁箱１の下部には弁体案内２が着座するための台座２１が設けられている。
【００１０】
このような構成において、図９に示す状態は、管路内に空気が存在する場合であり、弁体案内２と遊動弁体１１とは下方に位置している。そのため管路の内部は、入口１９、弁体案内の側方４、大空気孔６を経て外部に連通している。弁箱１が充水すると、弁体案内２と遊動弁体１１とはともに浮上する。このようにして弁体案内２は、小空気孔１３を閉鎖し、遊動弁体１１は大空気孔６を閉鎖する。
【００１１】
また管内が負圧になると遊動弁体１１と弁体案内２は下降して大小空気孔６、１３を開くが、このとき下穴３から弁体案内２の内部の水が排出して、遊動弁体１１が下降することを可能にする。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
前記の２つの空気弁のうちで、フロ−ト弁体１０がない図９の構造は小型化の観点からして非常に有利である。ところが現在まで多量の空気を排気する空気弁としては、図８のフロ−ト弁体１０を有する構造の空気弁が使われており、このものは各サイズや類似形状で多くの実験デ−タを有しており、特に空気通路の形状寸法と排気能力の関係デ−タが揃っている。一方前記のフロ−ト弁体１０のない構造のものは多量排気に実績がなく、このデ−タがない。空気弁を新規に設計するとき、所定排気量をできるだけ小型に設計したいという要求がある場合、フロ−弁体１０のない構造を採用したい。しかしながらフロ−ト弁体のない構造では前記のように過去のデ−タがないことは設計計算を難解にする。
【００１３】
すなわち、空気の通路が弁箱１の入口１９から弁体案内２の側方４、弁体案内の窓５を経て大空気孔６に続くものは過去のデ−タが多く設計しやすいが、そうでない例えば、台座２１や突起部１７の間を通過する通路形状の空気弁は新規の設計が難解である。
【００１４】
その意味から、図８のように、側部に窓５を有する弁体案内２の上部にフランジ３６を設け、これを弁箱１内の上部の開口部２０の段部から吊すようにして取り付けて、空気の通路は弁箱１の入口１９から弁体案内の側方４、弁体案内の窓５を経て大空気孔６に続くもので、しかもフロ−ト弁体１０は用いず、弁体案内２には遊動弁体１１だけをを納めたものを構成するのが理想である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
下部に入口を有し、上部に開口部を有し、前記の開口部の下側に拡開した段部を有する弁箱と、大気に連通する大空気孔と小空気孔とが形成されて前記の開口部に取り付けられた蓋体と、底部に小さな下穴を有し、側部には窓を有し、上部には前記段部に接離するフランジを有してこのフランジの上面が前記小空気孔を開閉するように前記弁箱内に昇降自在に取り付けられた比重が１以下の弁体案内と、前記大空気孔を開閉するように前記弁体案内に昇降自在に設けられた比重が１以下の遊動弁体とよりなり、前記フランジが前記段部に接した状態では前記小空気孔が開孔するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態を図１に基づいて説明する。まず、図示しない管路に接続された内部中空の弁箱１が設けられている。この弁箱１の下部には入口１９と取付用フランジ１８が形成されて、上部の開口部２０には外方に拡開した段部２３が形成されている。
【００１７】
このように形成された弁箱１の上部には、パッキング８を介在させて蓋体７が密閉的に取り付けられている。この蓋体７には、その中央部に大空気孔６が形成され、この側部には、１つの小空気孔弁座１２と複数個のストッパ２８とが設けられている。前記小空気孔弁座１２には小空気孔１３が開けられている。小空気孔弁座１２の下面は、前記蓋体５の下面よりも所定寸法だけ下方へ突出している。
【００１８】
ついで、前記弁箱１内には、比重が１以下の材料で形成された遊動弁体１１が昇降自在に設けられている。前記弁体案内２はその中央下部に小さな下穴３が形成され、上部には前記段部２３又は前記小空気孔弁座１２及びストッパ２８に選択的に接離するフランジ３６が形成されている。前記遊動弁体１１は、前記大空気孔６を開閉する。
【００１９】
ついで、前記蓋体７の上部には、支柱３８を介在させて空間１５を形成するカバ−１６が設けられている。
【００２０】
このような構成において、図１は管路内に空気が存在する場合であり、弁体案内２と遊動弁体１１とはその自重により下部に位置している。そのため管路の内部空間は、入口１９から弁体案内側方４、大空気孔６、空間１５を経て外部に連通している。その状態で管路内に充水されると、弁箱１内も充水し、弁体案内２と遊動弁体１１はともに浮力によって上昇する。
【００２１】
そして図２のようにして弁体案内２はそのフランジ３６の上面が小空気孔弁座１２とストッパ２８とに当接して小空気孔１３を閉塞し、遊動弁体１１は大空気孔６を閉塞する。
【００２２】
この後に弁箱１内に空気が溜まると、図３のように弁体案内２だけが自重により下降して、小空気孔１３が開放され、溜まった空気が排出される。
【００２３】
また管内が負圧になると遊動弁体１１と弁体案内２がともに下降して大小空気孔６、１２を開いて図１の状態になる。このとき下穴３から弁体案内２の内部の水が排出して、遊動弁体１１が下降することを可能にする。
【００２４】
この実施の形態で、遊動弁体１１の下面４０の外周縁部４６よりも中央側を、凹削している。図４は仮にこのように凹削しない場合であるが、空気流が流入しないときは、この下面４０の全面が弁体案内２の底面４２と密着し、空気が流入すると、下穴３から下面４０に衝突する空気は僅かに遊動弁体１１を押し上げて図示の状態になる。このとき下穴３から遊動弁体１１の側面と弁体案内２とで構成される筒環状通路４４を通過する空気流が、下面４０と底面４２の間の隙間４５を通過しようとするとき、隙間４５が極めて薄いので、この隙間４５の流速は極めて高く、特に外周縁部４６よりも中央側の方が、必ず流速が高いので、このところの静圧が極めて低くなり、よって遊動弁体１１を強く下方へ、吸引する力が発生する。そしてこの力は水が流入するときも発生する。従って、弁箱１内が水で満たされ、遊動弁体１１に浮力が発生しているにかかわらずこの吸引する力のために遊動弁体１１は浮上することができないことが起こる。
【００２５】
従って隙間４５を設けるが必要があり、そのため遊動弁体の下面４０の外周縁部４６よりも中央側を、凹削しているのである。
【００２６】
遊動弁体の下面４０の中央部を凹削する代わりに、図５のように弁体案内２の底面４２が遊動弁体１１の外周縁部４６と接触するところより中央側を凹削することもある。
【００２７】
遊動弁体１１の下面４０の外周縁部４６だけを、弁体案内２の底面４２と接触させるための、他の実施例として図６は、遊動弁体の下面４０を湾曲状に凹削し、図７は弁体案内の底面４２を湾曲状に凹削したものである。
【００２８】
要するに遊動弁体１１の下面４０の全面が弁体案内２の底面４２と密着しないようにするために、遊動弁体１１の下面４０の外周縁部４６だけを、弁体案内２の底面４２と接触させるようにし、それよりも中央側に隙間４５を設けることで、遊動弁体１１を下方へ吸引する力が発生することを防ぎ、水で満たされ遊動弁体１１に浮力が発生しているにかかわらず前記の吸引する力のために遊動弁体１１が浮上出来ないという不都合は無くなる。
【００２９】
しかしながら、このような吸引力が発生するのは下穴３から遊動弁体１１の側面と弁体案内２とで構成される筒環状通路４４を通過する水流がきわめて高速である場合であって、つまり、入口１９の圧力が極めて高くなる場合である。
【００３０】
従って上記の、遊動弁体１１の下面４０の外周縁部４６だけを、弁体案内２の底面４２と接触させるようにする対策は、入口１９の圧力が極めて高くなる場合に必要である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上述のように、フロ−ト弁体１０を必要としないので小型化が出来、しかも通路形状は入口１９から弁体案内の側方４、弁体案内の窓５を経て大空気孔６に続くもので、従来から排気性能の実績が多くあり、新規に所定排気量の空気弁を小型に設計するにあたり設計計算が非常に容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】図１の実施形態の動作時の縦断面図である。
【図３】図１の実施形態の動作時の縦側面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の部分を示す縦側面図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の部分を示す縦側面図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の部分を示す縦側面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態の部分を示す縦側面図である。
【図８】従来の空気弁を示す縦側面図である。
【図９】従来の空気弁を示す縦側面図である。
【符号の説明】
１    弁箱
２    弁体案内
３    下穴
５    窓
６    大空気孔
７    蓋体
１１  遊動弁体
１３  小空気孔
１９  入口
２０  開口部
２３  段部
３６  フランジ
４０  遊動弁体の下面
４２  弁体案内の底面
４５  隙間
４６  遊動弁体の下面の外周縁部
【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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【図８】
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【図９】
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