JPS5822448Y2 - 空気揚水循環式空気弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、水道本管などの流体管路の途中に取り付け
て管路内に混入している空気を抜くために使用する弁、
すなわち空気弁に関し、更に詳しくは、弁箱内に滞留す
る流体を自動的に流動入替えする機能を有する空気弁に
関する。

従来、管路に設置される空気弁は第１図に示すように、
ＪＩＳ −Ｂ−２０６３の水道用空気弁（単口）に規定
された構造のものが使用されている。

ここに、イは弁箱、口はフロート弁、ハはフロート弁案
内、二は上蓋、ホは円すい状弁座、へは弁座受け、トは
ねしこま１．チは通気孔、りはコックである。

これをＴ字管又は差込み管によって本管より上方に位置
して設置する。

そして、この従来の空気弁は空気弁内と本管とを連通ず
る流体の導出入路ヌが単一開口穴であり、かつ、その単
一開口穴の径が小さい構造を有するものであるので、■
本管の管路内が満水で空気の混入がない場合、該空気弁
は本管内の流水の影響を受けず、空気弁箱内に貯留する
水は完全止水状態になり、また、■本管の管路内の流水
中に空気の混入がある場合（従来、この場合には弁箱内
の滞留水の入替えがあるものと期待されていた。

）、空気弁へ混入空気が導入されようとするが、気泡と
滞留水との競合現象により気泡が弁箱内に円滑に導入さ
れず、結局空気弁箱内の滞留水は止水状態になる。

後者（■）の場合、すなわち本管の管路内の流水中に空
気の混入のある場合について今少し詳しく考究する。

本管内の流水中の空気は気泡として本管内の上部壁に沿
って流れ、空気弁の直下に至ると空気弁内に導入されよ
うとするが、本管と空気弁内とを連通ずる管ヌは単一開
口穴であるため、その管内を空気が通過する際に、空気
の容積分の水が下降しないと空気は上昇できない。

このため、空気の上昇と水の下降が同時に行われ、その
時、気泡と水との界面接触抵抗が生じ、弁箱イ内への空
気の導入が円滑に行われない。

そして、空気弁内へ空気が導入されたとしても、導入さ
れた空気は空気弁弁箱イ内でフロート弁口と円すい状弁
座ホの接合離脱による排気が行われるまで、随時導入さ
れる気泡によって専有領域を拡大し、弁箱向上部から水
面を降下させる。

その際弁箱内に貯留する水は本管と連通ずる管ヌに押し
出されるが、排気が完了すると該貯留水は空気弁弁箱イ
内へ直ちに戻される。

またフロート弁口と円すい状弁座ホの接合離脱するため
の弁箱内水面の降下に必要な空気量は少量であり、その
ため、弁箱内に貯留する水は実質的に残留し、本管内水
と入れ替えられることがない。

このように従来の空気弁では、空気弁弁箱内の水が止水
状態になるので弁箱内壁の錆により水が赤濁した赤水を
呈し、その赤水の浮遊微粒子は凝集粗大化し、大きな粒
子の浮遊物質となって空気弁の吸入排気作動を不良に陥
らせる。

また、円すい状弁座とフロート弁との接合面に錆が挾ま
り、弁座の水蜜不良を起し、漏水事故を惹起する原因と
なる。

更に、上水道においては、バクテリアおよび藻類等の滅
菌および殺藻のために塩素の投入を行っているが、水道
水に含まれる残留塩素が空気弁弁箱内において消費消滅
した後、仮死状態に陥っていたある種のバクテリアおよ
び藻類が蘇生し、増殖に適した場所となり、衛生面でも
好ましくない。

そこで、本考案の空気弁は従来の空気弁のもつ上記の欠
点を解消するため、流氷中に空気の混入がある場合にお
いて、その気泡の作用を積極的に利用することにより弁
箱内の流体を滞留させることなく流動入替えさせること
をその技術的課題とする。

本考案の空気弁は上記技術的課題を遠戚するため、次の
構成（技術的手段）を採る。

■弁箱の底部の開口部を本管の分岐管部の連通孔に連通
させて取り付けられる空気弁において、■フロート弁案
内は弁箱内に該弁箱内面と所定の間隙を存して配されて
排水室を形成するとともに、底部に入水口と上部に出水
口の開口を有する外は実質的に遮閉構造とされ、■揚水
筒は上下に貫通する揚水孔を有し、分岐管部の連通孔内
に所定の間隙の排水孔を存し、かつ、弁箱内部と本管と
に介装して配設され、■前記揚水筒の上部開口部はフロ
ート弁案内の底部の入水口に連通して取り付けられると
ともに、下部開口部は分岐管部の本管開口部に向けて配
されてなる。

この構成により次の作用を奏するものである。

すなわち、本管内を上流から下流へ流れる流体に混入し
た気泡は本管内の土壁部に沿って移動し、分岐管部で揚
水筒の下部開口部によって補足される。

補足された気泡はその浮力により揚水筒の揚水孔を揚水
孔内の水とともに上昇する。

気泡はフロート弁案内の底部の入水口を通ってフロート
弁案内の弁室内に導かれる。

フロート弁案内の弁室内の水は、気泡の導入により押し
上げられて、フロート弁案内の出水口より排水室に排出
される。

排水室に排出された水は、随時揚水孔内を気泡が上昇す
ることによって、出水口を通って弁室内の水が排出され
てくるため、下方に押され排水孔を本通って管に排出さ
れる。

このため、揚水孔内を気泡が上昇する際、弁室内の水は
揚水孔内を下降せず出水口より排水室に排出され、本管
から弁箱内の弁室への空気の導入が円滑に行われる。

また、この気泡は弁室の上部に滞留し、従来の空気弁と
同様の作動で排気が行われる。

このような作用により、本管内の上流から流れてくる水
を空気と同時に本空気弁の弁箱内に導入するとともに弁
箱内の水を別通路より排出し、自動的に入替えを行い、
かつ弁箱内への空気の導入が円滑に行われるので、弁箱
内に滞留する水を止水状態にすることがない。

本考案の空気弁は以下の特有の効果を有する。

■ 気泡の揚水効果により弁箱内の水を流動入替するの
で、機械部分がなく、機構が簡単である。

■ 気泡の流入時にのみ弁箱内の水の流動入替が行われ
るので、フロート弁が妄動せず、フロート弁と弁座との
衝突が少なく、弁座に負担を与えない。

本考案は次の実施態様を採るものである。

■ 揚水筒の揚水孔には気泡の散乱具を設けること。

この態様によれば、揚水筒に導入された気泡は散乱具に
より拡散され小粒となるので気泡表面の水との界面接触
抵抗が増大し、流体の揚水効率が更に増大する。

■ 揚水筒の上部開口部は上部に向って拡大開口するこ
と。

この態様により、揚水筒内を上昇する気泡と水とは該上
部開口部で上昇速度を減じ、気泡と水との分離が行われ
る。

以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図はその一実施例の縦断面図で、Ａはその空気弁で
ある。

空気弁Ａの弁箱１４の内部にフロート弁案内１５を上蓋
２１により固着し、上蓋２１には空気を吸入排気するた
めの円すい状弁座１８を弁座押え２０を介して固着し、
空気の通気孔１９を形成する。

フロート弁案内１５の内部の弁室１０にはフロート弁１
７を収納′し、フロート弁案内１５には水の流入する入
水口９と水の排出する出水口１６を形成する。

Ｔ字状分岐管部２２と空気弁の弁箱１４と連通ずる管内
に揚水筒６を挿入し、分岐管フランジ１１と空気弁フラ
ンジ１２とにより該揚水筒６を挟着固定する。

揚水筒６の下部には本管１内に流れる流水中に混入して
いる気泡を集めるための本管に向って拡大開口する下部
開口部４を形成し、その上部に揚水孔７を形成し、揚水
孔７の下部開口部側入口に気泡を散乱するための散乱具
５を固着する。

また、揚水筒の空気弁側には、揚水された水の速度を減
じるための上部に向って拡大開口する上部開口部（減勢
孔）８が形成される。

フロート弁案内１５と揚水筒６とは、フロート弁案内１
５の入水口９の周縁部と揚水筒６の上部開口部８側とで
連結している。

弁箱１４の内面とフロート弁案内１５の外面とにより形
成される間隙は弁室１０内の水が排出されるための排水
室１３であり、Ｔ字状分岐管部２２の内面と揚水筒６の
外面とにより形成される間隙はその排出された水が本管
内に導入されるための排水孔２３である。

本実施例の作用について説明する。

本管１の入水側フランジ２を通過して出水側フランジ３
へ流れている水において、入水側フランジ２以前の本管
より水中に混入されている気泡は、管の上部に沿って流
れながら入水側フランジ２を通過し、気泡の浮力によっ
て揚水筒６の下部開口部４に集まる。

集まった気泡は浮力にて上昇するが、揚水孔７の入口の
散乱具５に衝突し、気泡は拡散され小粒となって揚水孔
７を通過する。

このとき、気泡表面の水との界面接触抵抗により、本管
内水を揚水する。

なお、気泡の合計容積が同一の場合、気泡の数が多い程
気泡表面の合計面積は多いため、界面接触抵抗も大きく
なり、流体の揚水効率もよくなる。

水を揚水しながら上昇通過した気泡は、揚水孔７を上昇
する際、上昇速度を減じるための上部開口部８に導入さ
れ、水と気泡は減速され、気泡は浮力にて上昇し、揚水
孔、７内での速度よりゆるやかな速度で気泡と水の分離
が行われる。

そして、分離しながらフロート弁案内１５に形成された
入水口９を通過し、弁室１０に導入される。

弁室１０内に導入された気泡は、フロート弁案内１５と
フロート弁１７との形成する間隙を変形通過し、弁室１
０上部の上蓋２１側に滞留し、従来の空気弁と同様の作
動にて通気孔１９を通って外気へと排出される。

また、弁室１０内に導入された流体は、フロート弁案内
１５とフロート弁１７との形成する間隙を通過し、フロ
ート弁案内１５に形成された出水口１６を通過し、弁箱
１４とフロート弁案内１５が形成する排水室１３に導入
される。

そして、排水室１３に導入された流体は排水孔２３を通
過し、本管内へと排出される。

このとき、揚水筒６に形成する下部開口部４の周縁一端
の突出部２４の遮蔽によって発生する渦流により、揚水
循環しない本管内の流水と混合攪拌され、出水側フラン
ジ３へと流れる。

このような循環の動作は、気泡を混入した水が入水側か
ら流れてくることによって行われるものである。

また、弁室１０内の流体の圧力が外気より下った場合に
は、従来の空気弁と同様の作動にて空気の吸入を行うも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の水道用空気弁の縦断面図、第２図は本考
案の空気弁の一実施例の縦断面図である。 １・・・・・・本管、４・・・・・・下部開口部、６・
・・・・・揚水筒、７・・・・・・揚水孔、８・・・・
・・上部開口部、９・・・・・・入水口、１３・・・・
・・排水室、１４・・・・・・弁箱、１５・・・・・・
フロート弁案内、１６・・・・・・出水口、２２・・・
・・・分岐管部、２３・・・・・・排水孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. １．弁箱１４の底部の開口部を本管１の分岐管部２２の
   連通孔に連通させて取り付けられる空気弁において、 フロート弁案内１５は弁箱１４内に該弁箱内面と所定の
   間隙を存して配されて排水室１３を形成するとともに、
   底部に入水口９と上部に出水口１６の開口を有する外は
   実質的に遮閉構造とされ、揚水筒６は、上下に貫通する
   揚水孔７を有し、分岐管部２２の連通孔内に所定の間隙
   の排水孔２３を存し、かつ、弁箱１４内部と本管１とに
   介装して配設され、 前記揚水筒６の上部開口部８はフロート弁案内１５の底
   部の入水口９に連通して取り付けられるとともに、下部
   開口部４は分岐管部２２の本管開口部に向けて配されて
   なる、 ことを特徴とする空気揚水循環式空気弁。 ２、揚水筒６の揚水孔７には気泡の散乱具５が設けられ
   てなる実用新登録請求の範囲第１項に記載の空気弁。 ３、揚水筒６の上部開口部８は上部に向って拡大開口す
   る実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項に記載の空
   気弁。