(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に貫通して、給水側の下部開口と排水側の上部開口が形成された弁箱と、
この弁箱内に回転操作可能に設けられ、直径方向に貫通して第１流通穴が形成され、この第１流通穴と弁箱の上下開口との対応関係の有無により、弁箱の下部開口から上部開口への連通を開閉可能とされ、この連通の閉鎖状態において弁箱の上下開口に向けて配置される上下の側壁に、前記第１流通穴と交差して第２流通穴を貫通形成された弁体と、
前記閉鎖状態における弁体の上側壁の第２流通穴内に設けられ、下端部と側面に連通穴を開けられた案内部材と、
案内部材内に収容され、水に浮くことで案内部材内の水量に応じて上下動可能に設けられたフロート弁体と、
フロート弁体の上部に配置された状態で案内部材内に収容され、フロート弁体に伴って上下動可能で、案内部材内に入った空気を外方へ排気する排気穴を形成され、この排気穴をフロート弁体によって開閉可能とされ、案内部材の側面上部の連通穴よりも下方へ降下することでその連通穴を介して空気を外方へ排気可能な遊動弁体と
を備えることを特徴とする空気弁内蔵型ボール式消火栓。
【請求項２】
上下に貫通して、給水側の下部開口と排水側の上部開口が形成され、その上部開口に弁蓋を設けられた弁箱と、
弁蓋の上部に設けられ、消火ホースが接続可能とされた口金と、
直径方向に貫通して第１流通穴が形成された略球状とされ、弁箱及び弁蓋にて形成される中空部内に回転操作可能に設けられることで、弁箱側の下部開口から弁蓋側の上部開口への連通を開閉可能とされ、この連通の閉鎖状態における上下の側壁に、前記第１流通穴と交差して第２流通穴が上下方向に貫通形成された弁体と、
前記閉鎖状態における弁体の上側壁の第２流通穴内に設けられ、下端部と側面に連通穴を開けられた案内部材と、
案内部材内に収容され、水に浮くことで案内部材内の水量に応じて上下動可能に設けられたフロート弁体と、
フロート弁体の上部に配置された状態で案内部材内に収容され、フロート弁体に伴って上下動可能で、案内部材内に入った空気を外方へ排気する排気穴を形成され、この排気穴をフロート弁体によって開閉可能とされ、案内部材の側面上部の連通穴よりも下方へ降下することでその連通穴を介して空気を外方へ排気可能な遊動弁体と
を備えることを特徴とする空気弁内蔵型ボール式消火栓。
【請求項３】
前記第１流通穴及び第２流通穴は、略球状の弁体の直径方向に貫通して形成され、
第２流通穴は、第１流通穴と直交して形成され、
第１流通穴及び第２流通穴の双方に直交し、且つ略球状の弁体の直径方向に沿って配置される弁棒にて、前記弁体が回転操作される
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気弁内蔵型ボール式消火栓。
【請求項４】
前記案内部材は、上方に開口した略円筒状で、その下面は略球面状に下方に膨出して形成され、遊動弁体が最も降下した状態でその上下位置となる側面と、下面中央部とに連通穴を開けられており、
前記フロート弁体は、略球状に形成されており、
前記遊動弁体は、案内部材の内径よりも僅かに小径の略円板状で、中央部に上下方向に貫通して排気穴が設けられており、
案内部材の上部には、案内部材からの遊動弁体の脱落を防止するフロート押えが設けられ、
このフロート押えの中央部には、遊動弁体ないし案内部材からの空気を外方へ排気する排気穴が形成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の空気弁内蔵型ボール式消火栓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消火栓の配水管路内に溜まった空気を自動排出できる空気弁内蔵型ボール式消火栓に関するものである。更に詳細には、本発明は、配水管内に流れたり溜まったりした空気を通常時（消火活動若しくはそれに類する行為等以外の時）つまり閉鎖時に自動的に排気できる空気弁内蔵型ボール式地下式消火栓に関するものである。
【０００２】
【発明の背景】
配水管に空気が溜まると、消火時の放水に振れを生じたり、断続的な水流になったりして、スムーズな消火活動に支障をきたす。また、配水管に空気溜まりが常時できると、その部分は酸化等の関係もあり、腐食が起こり易い状況になる。そして、このような腐食は、漏水の発生にもつながり、さらに空気体積が多ければそれだけ損失水量が多く、通水能力が落ち、流量経済効果もよくない。
【０００３】
このようなことから、消火栓に空気弁を内蔵させることが試みられている。例えば、本件出願人は、先に急速空気弁付き消火栓について特許出願を済ませている（特願２００１−７５８５３号）。
【０００４】
しかしながら、従来の地下式消火栓の空気弁は、全てケレップ型やそれに類似した弁体であり、ボール式消火栓に空気弁を内蔵したものはなかった。ボール式地下式消火栓の場合、限られたボールの範囲内しかなく、空気弁を組み込んで内蔵することやその加工は困難と考えられていた。ところが上述したように、配水管内の空気は種々の問題を生じさせるので、その解決が望まれていた。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、簡易な構成でボール式地下式消火栓に空気弁を内蔵させ、配水管内の空気を確実に排気可能な空気弁内蔵型ボール式消火栓を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の空気弁内蔵型ボール式消火栓は、以下の（Ａ）から（Ｅ）までの構成要件を備えることを特徴とする。
（Ａ）上下に貫通して、給水側の下部開口と排水側の上部開口が形成された弁箱。
（Ｂ）この弁箱内に回転操作可能に設けられ、直径方向に貫通して第１流通穴が形成され、この第１流通穴と弁箱の上下開口との対応関係の有無により、弁箱の下部開口から上部開口への連通を開閉可能とされ、この連通の閉鎖状態において弁箱の上下開口に向けて配置される上下の側壁に、前記第１流通穴と交差して第２流通穴を貫通形成された弁体。
（Ｃ）前記閉鎖状態における弁体の上側壁の第２流通穴内に設けられ、下端部と側面に連通穴を開けられた案内部材。
（Ｄ）案内部材内に収容され、水に浮くことで案内部材内の水量に応じて上下動可能に設けられたフロート弁体。
（Ｅ）フロート弁体の上部に配置された状態で案内部材内に収容され、フロート弁体に伴って上下動可能で、案内部材内に入った空気を外方へ排気する排気穴を形成され、この排気穴をフロート弁体によって開閉可能とされ、案内部材の側面上部の連通穴よりも下方へ降下することでその連通穴を介して空気を外方へ排気可能な遊動弁体。
【０００７】
或いは、本発明の空気弁内蔵型ボール式消火栓は、以下の（Ａ）から（Ｆ）までの構成要件を備えることを特徴とする。
（Ａ）上下に貫通して、給水側の下部開口と排水側の上部開口が形成され、その上部開口に弁蓋を設けられた弁箱。
（Ｂ）弁蓋の上部に設けられ、消火ホースが接続可能とされた口金。
（Ｃ）直径方向に貫通して第１流通穴が形成された略球状とされ、弁箱及び弁蓋にて形成される中空部内に回転操作可能に設けられることで、弁箱側の下部開口から弁蓋側の上部開口への連通を開閉可能とされ、この連通の閉鎖状態における上下の側壁に、前記第１流通穴と交差して第２流通穴が上下方向に貫通形成された弁体。
（Ｄ）前記閉鎖状態における弁体の上側壁の第２流通穴内に設けられ、下端部と側面に連通穴を開けられた案内部材。
（Ｅ）案内部材内に収容され、水に浮くことで案内部材内の水量に応じて上下動可能に設けられたフロート弁体。
（Ｆ）フロート弁体の上部に配置された状態で案内部材内に収容され、フロート弁体に伴って上下動可能で、案内部材内に入った空気を外方へ排気する排気穴を形成され、この排気穴をフロート弁体によって開閉可能とされ、案内部材の側面上部の連通穴よりも下方へ降下することでその連通穴を介して空気を外方へ排気可能な遊動弁体。
【０００８】
また、好ましくは上記いずれかの構成に加えて、前記第１流通穴及び第２流通穴は、略球状の弁体の直径方向に貫通して形成され、第２流通穴は、第１流通穴と直交して形成され、第１流通穴及び第２流通穴の双方に直交し、且つ略球状の弁体の直径方向に沿って配置される弁棒にて、前記弁体が回転操作されることを特徴とする空気弁内蔵型ボール式消火栓である。
【０００９】
さらに好ましくは上記構成に加えて、前記案内部材は、上方に開口した略円筒状で、その下面は略球面状に下方に膨出して形成され、遊動弁体が最も降下した状態でその上下位置となる側面と、下面中央部とに連通穴を開けられており、前記フロート弁体は、略球状に形成されており、前記遊動弁体は、案内部材の内径よりも僅かに小径の略円板状で、中央部に上下方向に貫通して排気穴が設けられており、案内部材の上部には、案内部材からの遊動弁体の脱落を防止するフロート押えが設けられ、このフロート押えの中央部には、遊動弁体ないし案内部材からの空気を外方へ排気する排気穴が形成されていることを特徴とする空気弁内蔵型ボール式消火栓である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空気弁内蔵型ボール式消火栓について、実施例に基づき更に詳細に説明する。
【００１１】
図１から図３は、本発明の空気弁内蔵型ボール式地下式消火栓の一実施例を示す図であり、図１は一部を断面にした正面図であり、弁を開いた状態を示し、図２及び図３は側面側から見た縦断面図であり、図２は弁を開いた状態、図３は弁を閉じた状態を示している。
【００１２】
本実施例の消火栓は、水道用空気弁付きボール式地下式消火栓であり、本体ケースとして弁箱１を備えている。この弁箱１は、上下方向に開口する略円筒状とされ、その上下両端部には径方向外側に突出してフランジ２，３を一体形成されている。図１において、弁箱１の右側端部上方には、後述する弁棒７が挿通される略円筒状部８が右側に延出して一体形成されている。
【００１３】
弁箱１の上下方向に沿って形成された貫通穴４は、その内周面が上方に開口した略球面状に形成されており、その略球面状部４ａの下部には、円筒状部４ｂを介してテーパ部４ｃとされている。なお、このテーパ部４ｃは、弁箱１下部のフランジ３とほぼ対応した高さ位置に形成され、下方に行くに従って拡径して形成されている。
【００１４】
弁箱１の上部開口には、弁蓋５が取り付けられる。この弁蓋５は、略円筒形状であり、下端部には径方向外側に突出してフランジ６を一体形成されている。このフランジ６を弁箱１上部のフランジ２に重ね合わせてボルト・ナット９にて締結することで、弁箱１の上部に弁蓋５が取り付けられる。
【００１５】
弁蓋５には、弁箱１への取付状態において弁箱１の貫通穴４と連続的に、上下方向に貫通して貫通穴１０が形成されている。弁蓋５の貫通穴１０は、上端部１０ａが段付きの円筒状に形成される一方、その下端部１０ｂが下方に開口して略球面状に形成されている。そして、弁箱１への弁蓋５の取付状態において、弁箱１と弁蓋５の各貫通穴４，１０の略球面状部４ａ，１０ｂにて、略球状空間が形成されることになる。この略球状空間は、球体の上下が略水平に切断されたような形状とされている。
【００１６】
そして、この略球状空間の上下両端部（弁箱１の略球面状部４ａの下端部と、弁蓋５の略球面状部１０ｂの上端部）には、それぞれ周方向に沿ってパッキン１１，１１が設けられている。なお、図２及び図３に示すように、略球状空間の前後部には、略球面状壁１３，１３が配置されている。そして、この略球面状壁１３の内周面の上下部にも、それぞれパッキン１１，１１が設けられている。
【００１７】
弁箱１と弁蓋５との間で形成される略球状空間には、略球状の弁体１２が回動可能に収容されて設けられる。この弁体１２を形成する材料は特に問わないが、本実施例では例えば砲金にて形成され、中実の球体を切り出して形成することができる。この弁体１２は、球体の対向する端部（図１では上下部）が略水平に切除された形状とされている。そして、このようにして形成された水平面に垂直に、弁体１２の直径方向（図１では上下方向）に貫通して、第１流通穴１４が形成されている。この第１流通穴１４は、弁箱１に形成した貫通穴４の円筒状部４ｂより僅かに小径に形成されている。
【００１８】
また弁体１２には、第１流通穴１４と垂直方向（図１では前後方向）に、弁体１２の直径方向に貫通して、第２流通穴１５が形成されている（図２，図３）。つまり、第２流通穴１５は、第１流通穴１４が形成されることで構成された弁体１２の周側壁に、弁体１２の直径方向に対向してそれぞれ形成される。この第２流通穴１５は、第１流通穴１４よりもかなり小径に形成されている。
【００１９】
弁体１２は、後述するように、図１において前後方向（図２ないし図３において時計ないし反時計方向）に回転される訳であるが、図３の弁閉鎖時において上方に配置される側の側壁に形成された第２流通穴１５は、上端部が二段階に拡径されて形成されている（図３）。つまり、図３において弁体１２の上側壁に形成された第２流通穴１５は、下側壁に形成された第２流通穴１５と同軸上に配置され、下端部１５ａが下側壁の第２流通穴１５と略同径とされ、中央部１５ｂがやや拡径された後、上端部１５ｃがもう一段拡径された円筒状の穴に形成されている。
【００２０】
図３において、弁体１２の上側壁の第２流通穴１５には、空気弁１６が内蔵される。この空気弁１６部分の拡大図を図４及び図５に示した。本実施例の空気弁１６は、案内部材（フロート弁体案内）１７と、フロート弁体１８と、遊動弁体１９と、フロート押え２０とによって構成されている。案内部材１７は、上方に開口した略円筒形状とされ、その上端部には、径方向外側に突出してフランジ１７ａが一体形成されている。
【００２１】
なお、案内部材１７のフランジ１７ａの外径は、弁体１２の第２流通穴１５の上方拡径部１５ｃの径とほぼ対応して形成されている。よって、このフランジ１７ａの下面を、上方拡径部１５ｃの下端面に当接して、案内部材１７は下方拡径部１５ｂ内に保持される。また、案内部材１７の外径は下方拡径部１５ｂの内径よりも小さく、案内部材１７の外周面と下方拡径部１５ｂの内周面との間に、水ないし空気が入る隙間が形成された状態に配置される。
【００２２】
案内部材１７の下端面は浅い略球面状に下方に僅かに突出して形成されている。また、案内部材１７には、下端面と側面にそれぞれ、案内部材１７の内外を連通する連通穴２１（２１ａ〜２１ｃ）を形成されている。図示例では、案内部材１７の下面中央部（２１ａ）に形成されると共に、案内部材の側面には、上下に離間して２列（２１ｃ，２１ｂ）になるよう複数個の連通穴が形成されている。
【００２３】
本実施例のフロート弁体１８は、案内部材１７の内径よりもやや小径の球状に形成されている。フロート弁体１８は、案内部材１７内に上下動可能に収容され、また水に浮くよう形成されている。従って、フロート弁体１８は、案内部材１７内の水量に応じて上下動可能とされる。
【００２４】
本実施例の遊動弁体１９は、案内部材１７の内径よりも僅かに小径の円板状に形成され、案内部材１７内に上下動可能に収容され、また水に浮くよう形成されている。遊動弁体１９の中央部には、段付きの略円形穴が上下方向に貫通形成されている。下方の小径穴は、下方へ行くに従って縮径したテーパ穴に形成され、このテーパ穴にはこれと略適合した大きさの円錐弁座２２がはめ込まれる。
【００２５】
円錐弁座２２の中央部には、例えば約２ｍｍ程度の穴（排気穴）２３を上下方向に貫通形成されている。円錐弁座２２は、遊動弁体１９の上部大径穴に取り付けられる弁座押え２４によって固定される。弁座押え２４は、中央部に円錐弁座２２の排気穴２３よりも大径の排気穴２５を貫通形成された略円板形状とされ、その外周面に形成された雄ねじを、遊動弁体１９の大径穴内周面に形成された雌ねじにねじ込んで取り付けられる。これにより、円錐弁座２２は、遊動弁体１９からの脱落が防止される。
【００２６】
案内部材１７のフランジ１７ａの上面には、フロート押え２０が取り付けられる。このフロート押え２０は、案内部材１７のフランジ１７ａの外径に等しい外径の円板状に形成され、その外周側下端面を案内部材１７のフランジ１７ａ上面に当接されて配置される。フロート押え２０の中央部には、上下方向に貫通して排気穴２６が形成されている。この排気穴２６は、図示例では弁座押え２４の排気穴２５より大径で、弁座押え２５の外径より小径とされている。
【００２７】
案内部材１７に対するフロート押え２０の位置決めは、弁体１２の第２流通穴１５の上方拡径部１５ｃにねじ込まれる止め部材２７によって行われる。第２流通穴１５の上方拡径部１５ｃはネジ穴とされているので、そのネジ穴１５ｃに外周面にネジを形成された止め部材２７をねじ込むことができる。これにより、止め部材２７が、案内部材１７のフランジ部１７ａとフロート押え２０とを位置決め保持する。なお、止め部材２７の中央部には、貫通穴（排気穴）２８が形成されている。
【００２８】
以上のような構成の略球状の弁体１２は、弁箱１と弁蓋５との間で形成される略球状空間、ないしその内部に同心に配置された略球面状壁１３の内側に回動操作可能に設けられる。本実施例では、図１に示すように、第１流通穴１４及び第２流通穴１５の双方に垂直な方向（図１における右側）に弁棒７を連結して、この弁棒７を回転操作することで弁体１２を回転操作可能としている。本実施例では、弁体１２が図２と図３の位置との間を９０度正逆に回転可能とされている。なお、弁体１２は、弁箱１や弁蓋５等に設けられたパッキン１１に接触状態で回動される。
【００２９】
つまり、弁棒７は一端部を弁体１２に結合され、他端部は操作部２９を介して上方に延びる操作棒３０に結合されている。弁棒７と操作棒３０とは、例えばベベルギア３１を介して結合されており、操作棒３０の回転がベベルギア３１を介して弁棒７に伝達され、弁体１２が回転されることになる。なお、弁棒７の中途外周面にはＯリングが配置されており、操作部２９側に水がくることはない。
【００３０】
ところで、弁蓋５の上端部には、補助部材３２を介して口金３３が設けられており、口金３３には蓋３４が着脱可能に設けられている。
【００３１】
本実施例の消火栓は、弁箱１下端部のフランジ３を補修弁３５のフランジ３６に連結され、その補修弁３５や接続管を介して水道管に接続されて設置される。通常は、図３に示すように、空気弁１６が上部開口側に配置された状態とされる。その状態では、弁箱１の下部開口からの水は、弁体１２の下側壁の第２流通穴１５を介して、左右方向に配置された第１流通穴１４に入り、更に弁体１２の上側壁の第２流通穴１５ａ，１５ｂ内に入り、その弁体１６にて封止される。
【００３２】
つまり、図４に示すように、案内部材１７には複数個の連通穴２１（２１ａ〜２１ｃ）が開けられているので、水は案内部材１７内に入る。これにより、案内部材１７内のフロート弁体１８が水の浮力によって上昇し、フロート弁体１８の上部が遊動弁体１９の排出口２３，２５を塞いだ図４の状態となる。よって、遊動弁体１９から外部への水の流出は防止される。
【００３３】
今、微小な空気が水道管から消火栓に入ったとすると、その空気は第２流通穴１５を通って上昇し、案内部材１７下部の連通穴２１ａ等から案内部材１７内に進入し、案内部材１７の上部へ移動する。フロート弁体１８と遊動弁体１９との間まで上昇した空気は、フロート弁体１８を僅かに下方に押し下げて、遊動弁体１９の排気穴２３，２５、フロート押え２０の排気穴２６、止め部材２７の排気穴２８を介して消火栓外部へ排出される。なお、例えば口金３３と蓋３４との間は、完全な気密状態でないので、止め部材２７からの空気は容易に外部へ導出される。
【００３４】
一方、比較的大量の空気が消火栓に入った場合には、弁体１２内の空気弁１６が急速排気を行う。すなわち、この場合には、図５に示すように、大量の空気が案内部材１７の上部に一時的にたまることで、案内部材１７内の水が少なくなり、フロート弁体１８が浮力を失って下方に下がると共に、遊動弁体１９もこれに伴って重力によって下方に下がることになる。この状態において案内部材１７の側面には、遊動弁体１９の上下位置となる高さにそれぞれ連通穴２１ｃ，２１ｂが配置される。従って、空気は遊動弁体１９の上方に配置された連通穴２１ｃを通って、フロート押え２０の排気穴２６、止め部材２７の排気穴２８を介して消火栓外部に急速排気される。
【００３５】
そして、空気が排出されると、遊動弁体１９の下部に配置された排気穴２１ｂや、案内部材１７の下面に形成された排気穴２１ａを通って水が案内部材１７内に流入し、浮力を得たフロート弁体１８や遊動弁体１９は上昇して、図４の状態に戻されることになる。
【００３６】
なお、上記実施例の構成によれば、限られたボールの範囲内で、空気弁を組み込むことができる。そして、空気弁を組み込むことで、管内の空気をなくし、消火活動の円滑化や、管内の錆の発生防止を図ることができる。また、エアーハンマーなどの防止にもなる。
【００３７】
ところで、水道配管側が負圧となった場合には、図４の状態から、フロート弁体１８（ないし遊動弁体１９）が下方に降下して、止め部材２７の排気穴２８、フロート押え２０の排気穴２６を介して外気を吸い込むことで、その負圧を解消することができる。
【００３８】
また、消火栓の使用時には、蓋３４を取り外して、口金３３に消火ホース等を接続した状態で、操作棒３０を回転操作して、弁棒７を介して弁体１２を回転させればよい。弁体１２を回転させると、図１のように、弁箱１の下部開口から弁蓋５側の上部開口との間を、弁体１の第１流通穴１４にて連通することになる。
【００３９】
ところで、上記実施例のボール式消火栓については、既設のボール式消火栓に代えて設置することができる。つまり、現在、ボール式の使用されている消火栓ボックスには、通常同じサイズの規格品が使用されているので、補修弁３５を止めて取り替えることで、不断水工事で従来取付けられていたボール式地下式消火栓を、ボール式地下式空気弁内蔵型消火栓とすることができる。
【００４０】
なお、本発明の空気弁内蔵型ボール式消火栓は、上記各実施例の構成に限らず、適宜変更可能である。
例えばボール、つまり弁体１２の形状は適宜変更可能である。つまり、上記実施例では略球状の弁体１２を使用した場合について説明したが、略楕円ひずみ型の弁体としてもよい。その場合には、弁体１２の形状に合わせて、弁箱１や弁蓋５の形状を適宜変更するのは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の空気弁内蔵型ボール式消火栓によれば、簡易な構成でボール式地下式消火栓に空気弁を内蔵させ、配水管内の空気を確実に排気可能な消火栓を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気弁内蔵型ボール式地下式消火栓の一実施例を示す図であり、弁を開いた状態の一部を断面にした正面図である。
【図２】図１の空気弁内蔵型ボール式地下式消火栓において、弁を開いた状態を示し、側面側から見た縦断面図である。
【図３】図１の空気弁内蔵型ボール式地下式消火栓において、弁を閉じた状態を示し、側面側から見た縦断面図である。
【図４】図１の空気弁内蔵型ボール式地下式消火栓の空気弁部分の拡大図であり、通常時の状態を示している。
【図５】図１の空気弁内蔵型ボール式地下式消火栓の空気弁部分の拡大図であり、急速排気時の状態を示している。
【符号の説明】
１  弁箱
５  弁蓋
７  弁棒
１２  弁体
１４  第１流通穴
１５  第２流通穴
１７  案内部材
１８  フロート弁体
１９  遊動弁体
２０  フロート押え
２１（２１ａ〜２１ｃ）  連通穴
２３，２５  排気穴
２６  排気穴
３３口金
【図１】
0003805660.tif 000002
【図２】
0003805660.tif 000003
【図３】
0003805660.tif 000004
【図４】
0003805660.tif 000005
【図５】
0003805660.tif 000006