JPH08200542A - 空気弁のフロート構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 空気弁１の弁箱３内に配置され、ガイド体に
沿って昇降することにより大径空気孔４および小空気孔
８である空気孔を開閉するフロート１１を、下端面に開
口１４を形成し、内部に開口１４に連通する空洞部１３
を設けた構成とする。 【効果】 空洞部の内外の圧力が等しくなるので、水圧
に対する十分な強度が得られる。弁箱内圧力に応じて、
空洞部内に空気が充満した高浮力状態、あるいは空洞部
内に水が侵入した高重量状態となるので、低比重の材料
により形成した小さなフロートであっても容易に空気孔
を開閉できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用配管などに配設
される空気弁のフロート構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気弁の役割は、充水時の管路内空気の
排出、排水時の管路への空気の給気、および流水時の水
中混入空気の排出等を自動的に行って、管路の安全と円
滑な通水を行うことにある。従来の空気弁には、たとえ
ば図６に示したようなものがある。

【０００３】図６において、１は産業用などの配管２に
配設された空気弁であり、その弁箱３は、上端部に大径
空気孔４を貫設し、下部において連通孔５を通じて配管
２内に連通している。弁箱３は内部に、大径空気孔４と
同心状に案内筒体６を配設しており、案内筒体６は上部
に流通孔７を有し、内部に、小空気孔８を形成した遊動
弁体９とフロート１０とを昇降自在に配設していて、遊
動弁体９が大径空気孔４を開閉し、フロート１０が小空
気孔８を開閉するようになっている。

【０００４】上記構成において、管路全体への充水を行
う場合など、多量の排気が行われるときは、図示したよ
うに遊動弁体９とフロート１０がともに案内筒体６内の
下部に位置する状態において、配管２からの排気風が、
連通孔５より弁箱３の内部に流入し、次いで流通孔７よ
り案内筒体６の内部に流入し、大径空気孔４を通じて弁
箱３の外部に放出される。

【０００５】また、管路全体の排水を行う場合など、多
量の吸気が行われるときは、上記と同様に遊動弁体９と
フロート１０がともに案内筒体６内の下部に位置する状
態において、弁箱３の外部から吸気風が、大径空気孔
４、流通孔７、連通孔５を順次通る経路にて配管２内に
取り込まれる。

【０００６】一方、管路全体に充水が行われて満水近く
になると、空気弁１の弁箱３内に水が進入上昇してき、
弁箱３内の水位の変動によりフロート１０が昇降して、
遊動弁体９を昇降させながらその小空気孔８を開閉す
る。すなわち、弁箱３内に水がほぼ充満しているとき
は、遊動弁体９が上部に位置して大径空気孔４を閉じる
とともに、フロート１０が上部に位置して小空気孔８を
閉じており、完全に止水されている。一度、遊動弁体９
により大空気孔４が閉じられて内圧がかかった状態とな
ったら、遊動弁体９は下降できず、大空気孔４は開かれ
ない。この状態において、弁箱３内に徐々に空気がたま
って水位が下がると、フロート１０が下降して小空気孔
８を開き、この小空気孔８を通じて空気が弁箱３外へ放
出される。空気が放出された後は弁箱３内の水位が上が
るので、フロート１０が上昇して、再び小空気孔８を閉
じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の空気弁
１においては、フロート１０は剛体として、かつ密閉さ
れた形状に形成されており、充水作業における満水時に
は、水が外部へ流出しないよう大空気孔４を閉塞するた
めに、 フロートの浮力＞遊動弁体の重量＋シールのための力 である必要がある。一方、通水時（使用時）には、内圧
がかかった状態で小空気孔８から排気するために、 フロートの重量＞小空気孔の孔径×内圧 である必要がある。したがって、フロートは、充水作業
時には浮力が必要であるため軽い方がよく、通水時には
逆にある程度の重量が必要になる。そのため、設計に当
たっては、フロートの重量と浮力をともに大きくすると
いう相反する条件を満たす必要があり、フロートが大き
なものになっていた。また、フロートには高い圧力がか
かるので、強度面から、その形状、大きさ、材料に注意
が必要であった。

【０００８】本発明は上記問題を解決するもので、十分
な強度を備えながら大きさが低減された空気弁のフロー
ト構造を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本発明は、上端部に空気孔を形成し、下部において
配管内に連通する弁箱内に、前記空気孔を開閉するため
のフロートをガイド体に沿って昇降自在に配設した空気
弁のフロート構造であって、下端面に開口を有し、内部
に前記開口に連通する空洞部を設けたことを特徴とする
空気弁のフロート構造を提供するものである。

【００１０】また本発明は、球体状の外殻によって形成
され、底部に錘を有することを特徴とする空気弁のフロ
ート構造を提供するものである。さらに本発明は、円柱
形状に形成され、上部が浮力を確保するに十分な中空部
をなし、下部が空洞部を形成する円筒部をなすことを特
徴とする空気弁のフロート構造を提供するものである。

【００１１】また本発明は、円柱形状に形成され、上部
が浮力を確保するに十分な低比重の中実部をなし、下部
が空洞部を形成する円筒部をなすことを特徴とする空気
弁のフロート構造を提供するものである。

【００１２】さらに本発明は、浮力を確保するに十分な
球体状中空部と、この中空部の下部を覆って空洞部を形
成する円筒部とで構成したことを特徴とする空気弁のフ
ロート構造を提供するものである。

【００１３】また本発明は、浮力を確保するに十分な低
比重の球体状中実部と、この中実部の下部を覆って空洞
部を形成する円筒部とで構成したことを特徴とする空気
弁のフロート構造を提供するものである。

【００１４】

【作用】上記した第１の構成によれば、フロートの下端
面に開口を形成し、内部に前記開口に連通する空洞部を
設けたため、空洞部の内外における圧力は等しくなり、
弁箱内の水位が上昇したときも、空洞部内の空気が収縮
するとともに開口より空洞部に水が侵入して、空洞部の
内外の圧力が等しくなるので、水圧に対するフロートの
強度は確保される。このフロートは、管路への充水作業
時においては、弁箱内圧力が低いことにより、空洞部内
に多量の空気が充満した浮力の高い状態となり、水位の
上昇とともに容易に浮上して空気孔を閉塞する。管路に
充水が行われた後は、弁箱内圧力の大きさに比例して空
洞部内に水が侵入した状態となるので、フロートの自重
と空洞部内の水の重量とが下向きの力としてはたらくよ
うになり、フロートは水位の下降とともに容易に下降し
て空気孔を開放する。

【００１５】また第２の構成によれば、底部に錘を配置
したため、球体状のものであっても開口は常に下端部に
位置し、弁箱内の水位の変動に応じて空洞部に水が出入
することになり、上記と同様にフロートとして機能す
る。

【００１６】第３の構成によれば、中空部により浮力が
確保されるとともに、円柱形状の外周面がガイド体によ
り案内されるので、フロートは中空部が上部に位置し円
筒部が下部に位置する状態を維持しながら、弁箱内の水
位の変動に応じて下端面より円筒部内部の空洞部に水を
出入させつつ昇降することになり、上記と同様にフロー
トとして機能する。

【００１７】第４の構成によれば、低比重の中実部によ
り浮力が確保されるとともに、円柱形状の外周面がガイ
ド体により案内されるので、フロートは中実部が上部に
位置し円筒部が下部に位置する状態において、弁箱内の
水位の変動に応じて下端面より円筒部内部の空洞部に水
を出入させつつ昇降することになり、上記と同様にフロ
ートとして機能する。

【００１８】第５の構成によれば、球体状中空部により
浮力が確保されるとともに、円筒部の外周面がガイド体
により案内されるので、フロートは中空部が上部に位置
し円筒部が下部に位置する状態において、弁箱内の水位
の変動に応じて下端面より円筒部内部の空洞部に水を出
入させつつ昇降することになり、上記と同様にフロート
として機能する。

【００１９】第６の構成によれば、球体状中実部により
浮力が確保されるとともに、円筒部の外周面がガイド体
により案内されるので、フロートは中実部が上部に位置
し円筒部が下部に位置する状態において、弁箱内の水位
の変動に応じて下端面より円筒部内部の空洞部に水を出
入させつつ昇降することになり、上記と同様にフロート
として機能する。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は産業用配管などに配設されて給排気を
行う空気弁を示し、この空気弁は図６を用いて説明した
従来の空気弁と同様に構成されているので、同一作用を
有する部材に同じ符号を付して説明を省略する。

【００２１】ここで、フロート１１は、図１および図２
に示したように、球体状の外殻１２によって形成されて
おり、外殻１２の内部は空洞部１３となっている。また
フロート１１は、適当大きさの開口１４を有しており、
この開口１４の周囲であって外殻１２の内部に均等に錘
１５が配置されている。

【００２２】上記構成によれば、開口１４の周囲に均等
に錘１５を配置したため、球体状のものであっても開口
１４は常に下端部に位置し、フロート１１は、空洞部１
３に空気が入って浮力が確保された状態において、弁箱
３内の水位の変動に応じて昇降する。

【００２３】また、球体状の外殻１２の内部が空洞部１
３とされ、この空洞部１３が開口１４を通じて外殻１２
の外部と連通していることにより、空洞部１３の内外の
圧力は等しくなり、弁箱３内の水位が上昇したときも、
空洞部１３内の空気が収縮するとともに開口１４より空
洞部１３に水が侵入して、空洞部１３の内外の圧力が等
しくなるので、フロート１１は十分な強度を備えること
になる。

【００２４】そして、フロート１１は、管路への充水作
業時においては、弁箱３内の圧力が低いため、空洞部１
３に多量の空気が充満した浮力の高い状態となり、水位
の上昇とともに容易に浮上して、大径空気孔４や小空気
孔８を閉塞する。

【００２５】管路に充水が行われて大径空気孔４が閉塞
された後は、弁箱３内の圧力の大きさに比例して、空洞
部１３内の空気が収縮されるとともに開口１４より空洞
部１３内に水が侵入するので、フロート１１自体の重
量、すなわち外殻１２および錘１５の重量と、空洞部１
３内の水の重量とが下向きの力としてはたらくようにな
る。したがって、低比重の材料により形成したフロート
１１であっても、水位が下がるに伴い容易に下降して、
小空気孔８を開放する。

【００２６】以下、他の実施例のフロート構造を示す。
図３（ａ）（ｂ）において、フロート１６は円柱形状に
形成されており、上部は浮力を確保するに十分な中空部
１７とされるとともに、下部は空洞部１８を形成する円
筒部１８ａとされていて、図示した方向を上下方向とし
て、たとえば図１に示した案内筒体６の内部に配置され
る。案内筒体は、フロート１６の外周面の形状に沿った
円筒状であるのがより好ましい。

【００２７】上記構成によれば、フロート１６は、上部
の中空部１７により浮力が確保されるとともに、円柱形
状の外周面がガイド体により案内されるので、中空部１
７が上部に位置し円筒部１８ａが下部に位置する状態に
おいて、弁箱３内の水位の変動に応じて、円筒部１８ａ
の下端開口より空洞部１８に水を出入させつつ昇降す
る。

【００２８】すなわち、管路への充水作業時は、フロー
ト１６は、下部の空洞部１８にも多量の空気が充満した
浮力の高い状態となるため、弁箱３内の水位の上昇とと
もに容易に浮上して大径空気孔４や小空気孔８を閉塞す
る。管路に充水が行われた後は、弁箱３内の圧力に応じ
開口より空洞部１８内に水が侵入してフロート１６の浮
力を低下させるため、弁箱３内の水位が下がるに伴いフ
ロート１６が容易に下降して小空気孔８を開放する。

【００２９】図４（ａ）（ｂ）において、フロート１９
は、図３を用いて説明した上記実施例と同様に円柱形状
に形成されている。ただし、この実施例のフロート１９
においては、下部は上記実施例と同様に空洞部２０を形
成する円筒部２０ａとされているものの、上部は浮力を
確保するに十分な低比重の材料、たとえば発泡体により
形成された中実部２１となっており、図示した方向を上
下方向として、たとえば図１に示した案内筒体６の内部
に配置される。この実施例の構成によっても、上記実施
例のフロートと同様の作用が得られる。

【００３０】図５（ａ）（ｂ）において、フロート２２
は、浮力を確保するに十分な球体状中空部２３を上部に
配置し、この中空部２３の下部を覆って、空洞部２４を
有する円筒部２４ａを配置しており、図示した方向を上
下方向として、たとえば図１に示した案内筒体６の内部
に配置される。この実施例の構成によっても、図３を用
いて説明した上記実施例のフロートと同様の作用が得ら
れる。なお、この実施例のフロート２２においては、上
部を中空部２３とする代わりに、浮力を確保するに十分
な低比重の中実部２５としてもよい。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、空気弁の
フロートを、下端面に開口を形成し、内部に前記開口に
連通する空洞部を設けた構造としたことにより、空洞部
の内外の圧力を等しくすることができ、水圧を原因とす
るフロートの強度上の問題を解消できる。このようなフ
ロートは、管路への充水作業時は、空洞部に多量の空気
が充満した状態となり容易に浮上して空気孔を閉塞し、
管路に充水が行われた後は、弁箱内圧力に応じ空洞部内
に水が侵入した状態となり容易に下降して空気孔を開放
するので、強度上の問題を解消できることと相まって、
低比重の材料による小さなものであっても、フロートと
して機能するに十分である。

【００３２】また、球体状の外殻により形成して底部に
錘を配置したフロートは、開口を下端に位置させた状態
として従来の空気弁に好適に配置することができ、上記
と同様にして空気孔の開閉を行うことができる。

【００３３】さらに、円柱形状に形成するとともに、上
部を中空部、下部を円筒部としたフロートは、ガイド体
により円柱形状の外周面が案内されて中空部と円筒部が
互いに上下に維持される状態において、上記と同様にし
て空気孔の開閉を行うことができる。

【００３４】また、円柱形状に形成するとともに、上部
を、浮力を確保するに十分な低比重の中実部、下部を円
筒部としたフロートは、ガイド体により円柱形状の外周
面が案内されて中実部と円筒部が互いに上下に維持され
る状態において、上記と同様にして空気孔の開閉を行う
ことができる。

【００３５】さらに、浮力を確保するに十分な球体状中
空部と、この中空部の下部を覆う円筒部とで構成したフ
ロートは、ガイド体により円筒部が案内されて球体状中
空部と円筒部が互いに上下に維持される状態において、
上記と同様にして空気孔の開閉を行うことができる。

【００３６】また、浮力を確保するに十分な低比重の球
体状中実部と、この中実部の下部を覆う円筒部とで構成
したフロートは、ガイド体により円筒部が案内されて球
体状中実部と円筒部が互いに上下に維持される状態にお
いて、上記と同様にして空気孔の開閉を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るフロートを適用した空気弁の実施
例を示した縦断面図である。

【図２】図１に示したフロートの拡大縦断面図である。

【図３】本発明の他の実施例のフロート構造を示した斜
視図およびその一部破砕斜視図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例のフロート構造を示
した斜視図および一部破砕斜視図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例のフロート構造を示
した斜視図および一部破砕斜視図である。

【図６】従来の空気弁を示した縦断面図である。

【符号の説明】

１ 空気弁 ２ 配管 ３ 弁箱 ４ 大径空気孔 ８ 小空気孔 ９ 遊動弁体 11 フロート 12 外殻 13 空洞部 14 開口 15 錘 16 フロート 17 中空部 18 空洞部 18a 円筒部 19 フロート 20 空洞部 20a 円筒部 21 中実部 22 フロート 23 球状中空部 24 空洞部 24a 円筒部 25 球状中実部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上端部に空気孔を形成し、下部において
   配管内に連通する弁箱内に、前記空気孔を開閉するため
   のフロートをガイド体に沿って昇降自在に配設した空気
   弁のフロート構造であって、下端面に開口を有し、内部
   に前記開口に連通する空洞部を設けたことを特徴とする
   空気弁のフロート構造。
2. 【請求項２】 球体状の外殻によって形成され、底部に
   錘を有することを特徴とする請求項１記載の空気弁のフ
   ロート構造。
3. 【請求項３】 円柱形状に形成され、上部が浮力を確保
   するに十分な中空部をなし、下部が空洞部を形成する円
   筒部をなすことを特徴とする請求項１記載の空気弁のフ
   ロート構造。
4. 【請求項４】 円柱形状に形成され、上部が浮力を確保
   するに十分な低比重の中実部をなし、下部が空洞部を形
   成する円筒部をなすことを特徴とする請求項１記載の空
   気弁のフロート構造。
5. 【請求項５】 浮力を確保するに十分な球体状中空部
   と、この中空部の下部を覆って空洞部を形成する円筒部
   とで構成したことを特徴とする請求項１記載の空気弁の
   フロート構造。
6. 【請求項６】 浮力を確保するに十分な低比重の球体状
   中実部と、この中実部の下部を覆って空洞部を形成する
   円筒部とで構成したことを特徴とする請求項１記載の空
   気弁のフロート構造。