JPH0765691B2 - 空気弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、管路などの空気を大気中に排気する空気弁に
関する。

従来の技術 従来のこの種の空気弁は、たとえば第３図に示すよう
に、弁箱１内に案内筒２、フロート３および遊動弁４を
具備してなり、管路（図示省略）に立設される。立箱１
は、底部に管路に連通する流体流入孔５を有するととも
に、頂部に大気に連通する排気孔６を有する。案内筒２
は、底部の下部開口７と、側壁上端部の上部開口８とを
有し、上端部が弁箱１の上端部に固設されている。フロ
ート３は、案内筒２内に昇降可能に配置されている。遊
動弁４は、中心部に小排気孔９を有し、フロート３上に
載置されている。

そして、通常、フロート３および遊動弁４は図示のよう
に下降している。管路内に充水すると、管路内の空気は
流体流入孔５から弁箱１内に流入し、案内筒２の上部開
口８を経由して排気孔６から大気中に多量排気される。
排気がほぼ終わって弁箱１内に流体としての水が流入し
て来ると、この水は下部開口７および上部開口８から案
内筒２内に流入し、フロート３が浮上して遊動弁４を押
し上げる。遊動弁４は排気孔６を閉じる。このとき、小
排気孔９はフロート３により閉じられたままである。次
に、管路内の空気が弁箱１内にたまって来ると、液面が
下がり、フロート３は下降する。しかし、遊動弁３は、
その下面に管路の内圧が作用して下降せず、排気孔６を
閉じたままである。そのため、フロート３は遊動弁４か
ら離れて小排気孔９を開き、弁箱１内の空気は小排気孔
９から大気中に少量排気される。これに伴って弁箱１内
の液面が上昇すると、フロート３が浮上して小排気孔９
を閉じる。

発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の空気弁においては、上記のように圧
力下で逐次排気するときは、小排気孔９からの排気であ
るため、管路内から弁箱１内に多量の空気が流入して来
ても、短時間で排気できないという問題があった。特
に、管路内に充水するとき、満水近くになると、管路内
の液面に波が発生し、弁箱１内の液面が一時的にフロー
ト３よりも高くなって排気孔６が閉じられ、その後は、
小排気孔９からの排気のみとなるため、充水時間が長く
なるという問題があった。さらに、管路内の空気が排気
孔６から高速で排気されるとき、その気流により遊動弁
４が吸い上げられて排気孔６を閉じてしまうといういわ
ゆる吸付き現象が生ずることがあり、いったん排気孔６
が閉じられると、管路内に圧力があるうちは遊動弁４が
下降せず、管路内にまだ多量の空気が残っていても、そ
の空気は小排気孔９からしか排気されないという問題が
あった。

本発明は、従来の空気弁を改良して、このような問題点
を解消することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために、本発明の空気弁は、上方に
延伸した案内棒を有するフロートと、弁棒下部に弁体を
有する遊動弁とを弁箱内に具備してなり、弁箱が、底部
に流体流入孔を有するフロート室上に順次、遊動弁箱
と、大気に連通する排気孔を有する排気室と、ダイヤフ
ラムにより上部室と下部室とに区画された圧力室とを備
えてなり、フロートがフロート室内に昇降可能に配置さ
れ、排気孔を下側から開閉可能な弁体が遊動弁箱内に昇
降可能に配置され、弁棒の上端部が上方に延伸してダイ
ヤフラムに接続され、遊動弁箱内と上部室内とを連通す
る連通孔が弁棒の中心部を貫通して設けられ、案内棒の
上端部が一定量だけ上下動可能に弁棒の下端部に接続さ
れて、フロートの昇降にもとづく案内棒の上下動により
案内棒の上端部にて連通孔の下端開口を開閉可能に構成
され、ダイヤフラムの受圧面積は排気孔の開口面積より
も大きく形成され、上部室は連通孔よりも小径の小排気
孔によって大気に連通されている構成としたものであ
る。

作用 上記本発明の構成においては、当初はフロートおよび遊
動弁はそれぞれの自重により下降し、排気孔および連通
孔は開かれている。管路内に充水すると、管路内の空気
は流体流入孔からフロート室内に流入し、排気孔から大
気中に多量排気される。その際、圧力室の上部室内の内
圧は、連通孔を介して遊動弁箱内の内圧と均衡してい
る。排気がほぼ終わってフロート室内に流体が流入して
来ると、フロートが浮上して遊動弁の弁棒に当接し、連
通孔を閉じるとともに遊動弁を持ち上げ、弁体が排気孔
を閉じる。排気孔が閉じられた後も、管路内の圧力によ
りフロート室内の空気が圧縮されて液面が上昇し、また
弁体の下面に押上げ力として空気圧が作用する。次に、
管路内の空気がフロート室内に流入して来ると、液面が
下がり、フロートは下降する。しかし、遊動弁は、弁体
下面に空気圧が作用しているので下降しない。したがっ
て、フロートは弁棒から離れて連通孔を開き、遊動弁箱
内の圧力が上部室内に伝えられる。上部室内の圧力はダ
イヤフラムを介して弁棒上端部に押下げ力として作用
し、ダイヤフラムの受圧面積が排気孔の開口面積よりも
大きいことから、この押下げ力は弁体下面に作用してい
る押上げ力等に打ち勝つ。そのため、遊動弁は下降して
排気孔を開き遊動弁箱内の空気は排気孔から大気中に排
気される。このとき、ダイヤフラムに作用する押し下げ
力に加えて、排気孔を下側から閉じていた遊動弁の重量
と、この遊動弁の弁棒の下端部に接続された案内棒およ
びフロートの重量とが、遊動弁を開方向に移動させよう
とするため、排気孔は容易に開かれることになる。この
圧力下での排気は、前記多量排気の場合と同じ排気孔か
らなされるので、多量排気が可能である。この排気に伴
ってフロート室内および上部室内の圧力が低下し、液面
が上昇すると、フロートが浮上して弁棒に当接し、連通
孔を閉じる。すると、小排気孔の作用によって上部室の
内圧が大気圧になり、ダイヤフラムに作用している弁棒
の押下げ力か減少し、フロートはこの押下げ力に抗して
遊動弁を持ち上げ、弁体が排気孔を閉じる。

上記のように、本発明の構成によれば、圧力下の排気で
も多量排気が可能であり、したがって、充水作業を短時
間に行なうことができる。さらに、上部室内の内圧が弁
棒に押下げ力として作用するので、従来のような吸付き
現象が起こるおそれがない。またダイヤフラムに作用す
る押し下げ力と、遊動弁の重量と、案内棒およびフロー
トの重量とが、遊動弁を開方向に移動させようとするた
め、排気孔を容易に開かせることができる。しかも排気
孔および弁体は案内棒を介することでフロートよりも上
側の部分に設置されているため、フロート室内の流体が
これら排気孔や弁体のレベルまで到達することがなく、
したがってこれら排気孔や弁体に流体中の汚物の付着が
生じるおそれはない。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

本実施例の空気弁は、第１図および第２図に示すよう
に、弁箱11内にフロート12および遊動弁13を具備してな
り、図示省略したが、ボール弁を介して管路に立設され
る。

弁箱11は、フロート室14上に順次、遊動弁箱15、排気室
16および圧力室17を備えている。フロート室14は底部に
流体流入孔18を有し、また、その上端部に固設された防
護壁19の上面に複数個のストレーナ20が設けられてい
る。流体流入孔18は、ボール弁を介して管路内に連通す
る。防護壁19は、流体の液面から飛散するしぶきをさえ
ぎるためのもので、複数個の空気孔21を有する。ストレ
ーナ20は、多数の小孔を有する円板で、しぶきとともに
飛散して来るごみを捕集する。遊動弁箱15は、中央部に
空気孔22を有し、ボルト23によりフロート室14上に固設
されている。排気室16は、底部に排気孔24を有し、ボル
ト25により遊動弁箱15上に固設されている。排気孔24は
側壁の開口26を介して大気に連通する。圧力室17は、底
部がダイヤフラム27により密閉された上部室28と下部室
29からなり、ボルト30、ナット31により排気室16上に固
設されている。32は、上部室28に螺設されたプラグで、
小排気孔33を有する。

フロート12は、楕円球状で、比重が１よりも小さい素材
からなり、中心部から上方に延伸する案内棒34を有し、
フロート室14内に昇降可能に配置されている。案内棒34
は、上端部が防護壁19の中心部を昇降可能に貫通して遊
動弁箱15内に突出し、先端部に長孔35を有する。

遊動弁13は、弁体36が弁棒37の下部に形成されてなる。
弁体36は、円形板弁で、排気孔24を下側から開閉するよ
うに遊動弁箱15の空気孔22内に昇降可能に配置されてい
る。弁棒37の下端部は、フロート12に対して一定量だけ
上下動可能にピン38を介して案内棒34の長孔35に接続さ
れている。弁棒37の上端部は、上方に延伸して圧力室17
内に突出し、先端部にナット39により嵌着された上下２
個の座金40,41の間にダイヤフラム27を挾持している。
弁棒37の中心部には、連通孔42が貫通し、遊動弁箱15内
と圧力室17内とを連通している。連通孔42の下端開口に
は、ゴム製弁座43が嵌着されている。前記プラグ32の小
排気孔33の孔径は、連通孔42よりも小径に形成されてい
ることが必要である。

なお、ボール弁は、常時開かれており、空気弁の保守・
点検・取替えなどのときに閉じられる。

次に、上記構成における作用について説明する。

当初、フロート12および遊動弁13はそれぞれの自重によ
り下降し、案内棒34は弁棒37から離れて連通孔42を開
き、弁体36は排気孔24を開いている。管路内に充水が始
まると、管路内の空気がボール弁を経由して流体流入孔
18からフロート室14内に流入し、排気孔24を経由して開
口26から大気中に多量排気される。その際、フロート室
14内の空気の一部は連通孔42を経由して上部室28内に流
入する。上部室28内に流入した空気は、一部が小排気孔
33から大気中に排気されるが、小排気孔33は連通孔42よ
りも小径に形成されているので、排気孔24から排気中
は、上部室28内の空気の圧力は連通孔42を介して遊動弁
箱15内の圧力と均衡し、ダイヤフラム27を介して弁棒37
に押下げ力として作用する。排気がほぼ終わってフロー
ト室14内に水が流入して来ると、フロート12が浮上して
案内棒34が弁棒37に当接し、連通孔42を閉じる。そのた
め、上部室28内には空気が流入しなくなって内圧が大気
圧になり、弁棒37の押下げ力がなくなり、フロート12は
遊動弁13を持ち上げ、弁体36が排気孔24を閉じる。排気
孔24が閉じられた後も、管路内の圧力によりフロート室
14内の空気が圧縮されて液面が上昇し、内圧が発生して
弁体36の下面に押上げ力として作用する。

次に、管路内の空気がフロート室14内に流入して来る
と、液面が下がり、フロート12は下降する。しかし、遊
動弁13は、弁体36の下面に内圧による押上げ力が作用し
ているので下降しない。したがって、案内棒34は弁棒37
から離れて連通孔42を開き、遊動弁箱15内の圧力が上部
室28内に伝えられる。上部室28内の空気は、一部が小排
気孔33から大気中に排気されるが、小排気孔33は連通孔
42よりも小径であるので、残部がダイヤフラム27を介し
て弁棒37に押下げ力として作用する。このとき、ダイヤ
フラム27の受圧面積は排気孔24の開口面積より大きいた
め、弁棒37への押下げ力は弁体36の下面に作用している
押上げ力よりも大きくなる。また遊動弁13には、上記ダ
イヤフラム27による押し下げ力に加えて、この遊動弁13
自体の重量と、案内棒34およびフロート12の重量とが、
この遊動弁13を下降すなわち開方向に移動させるように
作用する。このため遊動弁13は排気孔24を開き、遊動弁
箱15内の空気は排気孔24を経由して開口26から大気中に
排気される。この圧力下の排気は、前記多量排気の場合
と同じ排気孔24からなされるので、多量排気が可能であ
る。この排気に伴ってフロート室14内および上部室28内
の内圧が低下し、液面が上昇すると、フロート12が浮上
して案内棒34が弁棒37に当接し、連通孔42を閉じる。そ
のため、上部室28内に空気が流入しなくなって内圧が低
下し、ダイヤフラム27に作用していた弁棒37の押下げ力
が減少し、フロート12はこの押下げ力に抗して遊動弁13
を持ち上げ、弁体36が排気孔24を閉じる。

上記のように、本実施例の空気弁においては、圧力下の
排気でも多量排気が可能であり、したがって、充水作業
を短時間に行なうことができる。さらに、圧力室17内の
内圧が弁棒37に押下げ力として作用するので、遊動弁13
の吸付き現象を防止する。また排気孔24および弁体36は
案内棒34を介することでフロート12よりも上側の部分に
設置されているため、フロート室14内の流体がこれら排
気孔24や弁体36のレベルまで到達することがない。した
がって、流体が下水などである場合に、これら排気孔24
や弁体36に流体中の汚物の付着が生じることを防止す
る。

発明の効果 本発明は、以上説明したように、遊動弁箱内と圧力室の
上部室内とを連通する連通孔が遊動弁の弁棒の中心部を
貫通して設けられている構成としたので、圧力下の排気
でも上部室の内圧が弁棒の押下げ力として作用する。し
たがって、排気孔からの多量排気が可能となり、充水作
業を効率的に行なうことができるだけでなく、遊動弁の
吸付き現象を防止することができる。またダイヤフラム
に作用する押し下げ力と、遊動弁の重量と、案内棒およ
びフロートの重量とが、遊動弁を開方向に移動させよう
とするため、排気孔を容易に開かせることができる。し
かも排気孔および弁体は案内棒を介することでフロート
よりも上側の部分に設置されているため、フロート室内
の流体がこれら排気孔や弁体のレベルまで到達すること
がなく、したがってこれら排気孔や弁体に流体中の汚物
が付着することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す空気弁の断面図、第２
図は本発明の要部を示す拡大断面図、第３図は従来の空
気弁の一例を示す断面図である。 11…弁箱、12…フロート、13…遊動弁、14…フロート
室、15…遊動弁箱、16…排気室、17…圧力室、18…流体
流入孔、24…排気孔、27…ダイヤフラム、36…弁体、37
…弁棒、42…連通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上方に延伸した案内棒を有するフロート
   と、弁棒下部に弁体を有する遊動弁とを弁箱内に具備し
   てなり、弁箱が、底部に流体流入孔を有するフロート室
   上に順次、遊動弁箱と、大気に連通する排気孔を有する
   排気室と、ダイヤフラムにより上部室と下部室とに区画
   された圧力室とを備えてなり、フロートがフロート室内
   に昇降可能に配置され、排気孔を下側から開閉可能な弁
   体が遊動弁箱内に昇降可能に配置され、弁棒の上端部が
   上方に延伸してダイヤフラムに接続され、遊動弁箱内と
   上部室内とを連通する連通孔が弁棒の中心部を貫通して
   設けられ、案内棒の上端部が一定量だけ上下動可能に弁
   棒の下端部に接続されて、フロートの昇降にもとづく案
   内棒の上下動により案内棒の上端部にて連通孔の下端開
   口を開閉可能に構成され、ダイヤフラムの受圧面積は排
   気孔の開口面積よりも大きく形成され、上部室は連通孔
   よりも小径の小排気孔によって大気に連通されているこ
   とを特徴とする空気弁。