5649128 水道用空気弁及びそれを備えた消火栓

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5649128

(24)【登録日】2014年11月21日

(45)【発行日】2015年1月7日

(54)【発明の名称】水道用空気弁及びそれを備えた消火栓

(51)【国際特許分類】

   F16K 24/00 20060101AFI20141211BHJP

   F16K 31/18 20060101ALI20141211BHJP

【ＦＩ】

   F16K24/00 P

   F16K31/18 C

   F16K31/18 D

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-193511(P2011-193511)

(22)【出願日】2011年9月6日

(65)【公開番号】特開2013-36601(P2013-36601A)

(43)【公開日】2013年2月21日

【審査請求日】2013年5月22日

(31)【優先権主張番号】特願2011-152464(P2011-152464)

(32)【優先日】2011年7月11日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】505271150

【氏名又は名称】千代田工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000155285

【氏名又は名称】株式会社明和製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】506076983

【氏名又は名称】和歌山市

(74)【代理人】

【識別番号】110001427

【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100077931

【弁理士】

【氏名又は名称】前田 弘

(74)【代理人】

【識別番号】100110939

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100110940

【弁理士】

【氏名又は名称】嶋田 高久

(74)【代理人】

【識別番号】100113262

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 祐二

(74)【代理人】

【識別番号】100117581

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 克也

(74)【代理人】

【識別番号】100117710

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 智雄

(74)【代理人】

【識別番号】100124671

【弁理士】

【氏名又は名称】関 啓

(74)【代理人】

【識別番号】100131060

【弁理士】

【氏名又は名称】杉浦 靖也

(74)【代理人】

【識別番号】100141276

【弁理士】

【氏名又は名称】福本 康二

(72)【発明者】

【氏名】西澤 昌志

(72)【発明者】

【氏名】明渡 和樹

(72)【発明者】

【氏名】大亦 理広

【審査官】 関 義彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２７６８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１４６８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−１４２９７６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開昭５９−００６４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２８０１１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ２１／００−２４／０６，

Ｆ１６Ｋ ３１／１８−３１／３４，

Ｅ０３Ｂ ７／０７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地中のマンホール内に配置され、水道管内部からの空気の排除と、該水道管内部への空気の吸引を行う水道用空気弁において、
上記水道管に接続される弁本体と、
上記弁本体内で浮沈するフロート弁体と、
上記弁本体の上部を覆い、上記フロート弁体で開閉される空気口を有する蓋体と、
上記マンホール内の空洞に汚染水が溜まったときに、上記空気口からの該汚染水の吸い込みを防止する汚染水吸込防止機構とを備え、
上記汚染水防止機構は、
上記蓋体に接続された接続配管と、
上記接続配管の先端に設けられ、上記マンホール内の水位の変化に伴って開閉する逆流防止弁とを備え、
上記逆流防止弁は、
上記接続配管の先端に接続される接続部と、
上記接続部に連通し、下側に逆流防止弁フロートに開閉される空気孔が開口された逆流防止弁本体とを備え、
上記逆流防止弁フロートは、基端側の円柱部と、該円柱部の上側の球状部とを備えている
ことを特徴とする水道用空気弁。

【請求項2】

請求項１に記載の水道用空気弁において、
上記空気孔の周縁と上記球状部とが接する部分には、汚染水の吸い込みを防止するＯリングが設けられている
ことを特徴とする水道用空気弁。

【請求項3】

上記水道管に開閉弁を介して接続される弁箱と、
上記弁箱に設けられ、消火用ホースが接続される給水口と、
請求項１又は２に記載の水道用空気弁とを備えた
ことを特徴とする消火栓。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地中のマンホール内に配置され、水道管内部からの空気の排除と、この水道管内部への空気の吸引を行う水道用空気弁及びそれを備えた消火栓に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、例えば、特許文献１の水道用空気弁のように、下部開口部において配管に接続されるようになっており、上部が開口した弁箱と、この弁箱の上部開口に取り付けられ、大径の空気口を備えた蓋体と、この空気口に沿って設けられた大径空気口弁座と、弁箱内に固定配置され、周壁と、底壁と、この周壁の上部に形成された窓穴と、底壁に形成された小孔とを備えた上部が開口した有底籠体と、この籠体内において上下動自在に配置され、大径空気口弁座に離着座可能な上側面と、下側面と、これら上側面と下側面との間で貫通して伸びている小空気孔とを備えた遊動弁体と、小空気孔の下側面側に設けられた小空気孔弁座を構成する弁座部材と、籠体内において遊動弁体の下方に、上下動自在に配置され、小空気孔弁座に離着座可能な上側面を備えたフロート弁体とを備えたものが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−２８０１１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、水道用空気弁は、水道管内の水道水を抜くときに、排水作業の能率を高めると共に、水道管が負圧により破損するのを防止するために、大量の空気を空気口から吸い込む。

【0005】

しかしながら、従来の水道用空気弁では、降水、津波、洪水、鉄砲水等により、水道用空気弁を設けたマンホール内に汚染水が溜まっていると、空気口から汚染水を水道管内に吸い込んで水道水が汚染される可能性がある、という新たな課題が発生した。

【0006】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、マンホール内に汚染水が貯まった場合でも、吸気動作において汚染水を吸い込んで水道水が汚染されるのを防止することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するために、この発明では、空気口からの汚染水の吸い込みを防止する汚染水吸込防止機構を設けた。

【0008】

具体的には、第１の発明では、
地中のマンホール内に配置され、水道管内部からの空気の排除と、該水道管内部への空気の吸引を行う水道用空気弁を前提とし、
上記水道用空気弁は、
上記水道管に接続される弁本体と、
上記弁本体内で浮沈するフロート弁体と、
上記弁本体の上部を覆い、上記フロート弁体で開閉される空気口を有する蓋体と、
上記マンホール内の空洞に汚染水が溜まったときに、上記空気口からの該汚染水の吸い込みを防止する汚染水吸込防止機構とを備えている。

【0009】

上記の構成によると、水道管内の水道水を抜くときに水道管内に発生する負圧を解消するために、水道用空気弁によって空気の吸引を行うとき、津波などでマンホール内の空洞に汚染水が溜まっていても、汚染水吸込防止機構が空気口からの汚染水の吸い込みを防止するので、水道管内部で汚染水が混じることはない。なお、この際の水道管内の負圧は、汚染水が貯まっていないマンホール内に配置された水道用空気弁から空気を吸い込むことで解消すればよい。

【0010】

第２の発明では、第１の発明において、
上記汚染水防止機構は、
上記蓋体に接続された接続配管と、
上記接続配管の先端に設けられ、上記マンホール内の水位の変化に伴って開閉する逆流防止弁とを備えている。

【0011】

上記の構成によると、津波などでマンホール内の空洞に汚染水が溜まると、逆流防止弁が閉じるので、吸い込み動作において、空気口から水道管に汚染水が吸い込まれるのを防止する。

【0012】

第３の発明の消火栓は、
上記水道管に開閉弁を介して接続される弁箱と、
上記弁箱に設けられ、消火用ホースが接続される給水口と、
第１又は第２の発明の水道用空気弁を備えたものとする。

【0013】

上記の構成によると、水道用空気弁を備えた消火栓でも、水道管内の水道水を抜くときに水道管内に発生する負圧を解消するために、水道用空気弁によって空気の吸引を行うとき、津波などでマンホール内の空洞に汚染水が溜まっていても、汚染水吸込防止機構が空気口からの汚染水の吸い込みを防止するので、水道管内部で汚染水が混じることはない。

【発明の効果】

【0014】

以上説明したように、上記第１の発明によれば、水道用空気弁に汚染水吸込防止機構を設け、マンホール内の空洞に汚染水が溜まったときに空気口から汚染水が吸い込まれるのを防止するようにしたので、マンホール内に汚染水が貯まった場合でも、吸気動作において汚染水を吸い込んで水道水が汚染されるのを防止することができる。このため、災害時でも水道管を清潔に保つことができる。

【0015】

上記第２の発明によれば、蓋体に接続した接続配管の先端に逆流防止弁を設けたことにより、極めて簡単な構成で汚染水の吸い込みを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】水道用空気弁を正面から見た断面図である。

【図2】水道用空気弁の１つの設置例を示す断面図である。

【図3】水道用空気弁を示す斜視図である。

【図4】水道用空気弁を示す平面図である。

【図5】急速排気工程を示す断面図である。

【図6】充水完了工程を示す図１相当図である。

【図7】少量排気工程を示す図１相当図である。

【図8】急速吸気工程を示す図１相当図である。

【図9】マンホール内に汚染水が貯まったときの逆流防止工程を示す図１相当図である。

【図10】実施形態の変形例にかかる、水道用空気弁を備えた消火栓を図１１のＸ−Ｘ線に沿って一部破断した正面図である。

【図11】実施形態の変形例にかかる、水道用空気弁を備えた消火栓を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0018】

図２に示すように、地面１よりも下方に埋設された水道管２は、所定間隔で上方に延びる分岐管３を有し、その分岐管３の上側には、補修弁４を介して、本実施形態の水道用空気弁１０が接続されている。分岐管３の分岐管フランジ３ａよりも上方がマンホール５内の空洞に露出している。このマンホール５の蓋６を開くことで、水道用空気弁１０の点検補修等が行えるようになっている。この水道用空気弁１０は、水道管２内部の空気の排除と、水道管２内部への空気の吸引を行う役割を果たす。

【0019】

図１、図３及び図４に拡大して示すように、水道用空気弁１０の下端には、補修弁４等に接続するための空気弁フランジ１１が設けられている。空気弁フランジ１１の上側には、通常時開かれているボール弁１２が接続されている。このボール弁１２の上側には、断面円形の中空カップ状の弁本体１３が接続されている。弁本体１３の上端には弁本体フランジ１３ａが設けられている。この弁本体１３の内部には、ポリプロピレン樹脂等で形成された断面円形有底カップ状のフロートガイド１４が内蔵されている。このフロートガイド１４の底の中心には、貫通孔１４ａが形成され、上端には、外形が広がった突起部１４ｂが円周方向に間隔をあけて形成されている。フロートガイド１４の内面１４ｃは、上方に向かって徐々に内径が大きくなっている。内面１４ｃは、円周方向に間隔をあけて上下に延びるガイドリブ１４ｄが一体に設けられている。フロートガイド１４の内部には、このフロートガイド１４内（弁本体１３内）で浮沈する（浮力により上下に移動する）フロート弁体１５が設けられている。フロート弁体１５は、例えば、ポリプロピレン樹脂の中実構造よりなり、正面から見たときにフロートガイド１４の内面１４ｃの傾斜角と同等の傾斜角となるように外径が上方に向かって徐々に大きくなっている。

【0020】

弁本体１３の弁本体フランジ１３ａには、蓋体１６が蓋体接続部材１７により接続されている。蓋体接続部材１７は、通常のボルトとナットよりなる。蓋体１６は、弁本体フランジ１３ａに対応する外形を有する板状の蓋本体１６ａを有し、その中心には、円形の空気口１８が開口されている。一方、フロート弁体１５の上面には、この空気口１８を閉じることができる突起１５ａが一体形成されている。フロート弁体１５は、ガイドリブ１４ｄに誘導されて真上に上昇し、突起１５ａが確実に空気口１８を閉じるように構成されている。蓋本体１６ａの上側では、断面円形のカップ状のキャップ１９により、空気口１８が上方から塞ぐように閉じられている。蓋本体１６ａの形状は、必ずしも平面視で完全な円形である必要はなく、図４に示すように、一部切り欠かれていてもよい。蓋本体１６ａの下面には、２本のねじ込み式のストッパ１６ｂと、１本のねじ込み式の小弁口１６ｃとが平面視三角形に配置されている。そして、これらストッパ１６ｂ及び小弁口１６ｃの下端に浮上したフロートガイド１４の上面が当接するようになっている。小弁口１６ｃの軸方向中心には、上下方向に延びる小空気口１６ｄが貫通形成されている。

【0021】

キャップ１９には、汚染水吸込防止機構２０が接続されている。具体的に、この汚染水吸込防止機構２０について説明すると、キャップ１９の側面には、円形の貫通孔１９ａが形成されており、この貫通孔１９ａに垂直に折れ曲がった接続配管２１の基端側が接続されている。接続配管２１の下方に延びる先端には、マンホール５内の水位の変化に伴って開閉する逆流防止弁２２が接続されている。

【0022】

逆流防止弁２２は、接続配管２１の先端に接続される中空の接続部２２ａと、この接続部２２ａに連通し、下側に逆流防止弁フロート２３に開閉される空気孔２２ｂが開口された逆流防止弁本体２２ｃとを備えている。本実施形態では、例えば、接続部２２ａと逆流防止弁本体２２ｃとは、ポリプロピレン樹脂で形成しているが、金属で構成してもよく、これらを一体に成形してもよい。逆流防止弁フロート２３は、基端側の円柱部２３ａと、その上側の球状部２３ｂとを備えている。空気孔２２ｂと球状部２３ｂとが接する部分には、汚染水３０の吸い込み防止のためにＯリング２４が設けられている。逆流防止弁本体２２ｃの下端には、図３に示すように、例えば６本のロッド２５が締結されている。なお、図１、図５〜図９においては、見やすくするために背面側のロッド２５は省略している。このロッド２５の下端には、円板状のフロート支持プレート２６が締結されている。逆流防止弁フロート２３は、通常時は、フロート支持プレート２６の上に支持され、マンホール５内に汚染水３０が貯まってくると、ロッド２５に当接しながら浮上し、弁本体１３の下部が汚染水３０につかると、逆流防止弁フロート２３が浮上して球状部２３ｂの外周面がＯリング２４に密接するようになっている。このようにして、汚染水吸込防止機構２０により、マンホール５内の空洞に汚染水３０が溜まったときに、空気口１８からの汚染水３０の吸い込みを防止するようにしている。

【0023】

次に、本実施形態にかかる水道用空気弁１０の作動について図５〜図９を用いて説明する。

【0024】

まず、図５に示す急速排気工程では、水道管２に水道水を大量に流し込むと、水道水に押された水道管２内の空気が分岐管３に流れ込んでくる。この場合、ボール弁１２は開かれているので、空気が弁本体１３内に流れ込んでくる。フロートガイド１４及びフロート弁体１５は、下方にあり、空気口１８は開口しているので、大量の空気が矢印で示すように、空気口１８からキャップ１９及び接続配管２１を通ってマンホール５内に排出される。

【0025】

次いで、図６に示す充水完了工程では、水道管２内が満水状態となると、分岐管３から水道水が流れ込んでくる。すると、弁本体１３内に水道水が充填され、フロートガイド１４が浮上して、その上面がストッパ１６ｂ及び小弁口１６ｃの下端に当接すると共に、フロートガイド１４の貫通孔１４ａから流入した水道水により、フロート弁体１５が浮上し、その突起１５ａが空気口１８を塞ぐ。このため、水道水は、空気口１８から外部に流れ出ることはない。

【0026】

次いで、図７に示す少量排気工程では、水道管２内の空気が徐々に弁本体１３内に溜まると弁本体１３内の水位が下がる。すると、フロート弁体１５は、水道管２内と外気との圧力差により、空気口１８に貼り付いたままであるが、フロートガイド１４が徐々に下降する。このとき、図７に示すように、フロートガイド１４が小弁口１６ｃの小空気口１６ｄに吸い付くように傾き、小弁口１６ｃの小空気口１６ｄから空気が自動的に排出される。このため、水道管２内に空気が溜まらない。

【0027】

そして、図８に示す吸気工程（急速吸気工程）は、水道管２内の水道水を抜くときに行われる。水道水を抜く際には、水道管２内が急速に負圧となり、水道管２が損傷するのを防ぐと共に、排水作業の効率を高めるために、水道用空気弁１０から大量の空気を急速に吸引する必要がある。この際には、逆流防止弁フロート２３は、フロート支持プレート２６の上に支持されているので、空気孔２２ｂは開いており、この空気孔２２ｂからマンホール５内の空気を大量に吸い込む。この空気が接続配管２１、キャップ１９、弁本体１３及びボール弁１２を通って分岐管３に流れ込む。

【0028】

一方、図９に示すように、この急速吸気工程が行われるような場合において、津波などでマンホール５内の空洞に汚染水３０が溜まっていると、逆流防止弁フロート２３が浮上して空気孔２２ｂを塞ぐ。すると、弁本体１３内は、負圧であるので、逆流防止弁フロート２３が空気孔２２ｂに密着する。このため、逆流防止弁２２が確実に閉じられ、空気口１８から水道管２に汚染水３０が吸い込まれるのを防止する（逆流防止工程）。水道管２内の負圧は、汚染水３０が溜まっていないマンホール５内に配置された他の水道用空気弁１０から空気を水道管２内に吸い込むことで解消される。

【0029】

したがって、本実施形態にかかる水道用空気弁１０によると、水道用空気弁１０に汚染水吸込防止機構２０を設け、マンホール５内の空洞に汚染水３０が溜まったときに空気口１８から汚染水３０が吸い込まれるのを防止するようにしたので、急速吸気動作において、マンホール５内に汚染水３０が貯まった場合に汚染水３０を吸い込んで水道水が汚染されるのを防止することができる。このため、災害時でも水道管２を清潔に保つことができる。そして、蓋体１６に接続した接続配管２１の先端に逆流防止弁２２を設けたことにより、極めて簡単な構成で汚染水３０の吸い込みを防止することができる。

【0030】

−変形例−
図１０及び図１１は本発明の実施形態の変形例を示し、消火栓に水道用空気弁１１０が取り付けられている点で上記実施形態と異なる。なお、本変形例では、図１〜図９と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する。

【0031】

本変形例の水道用空気弁１１０を備えた消火栓１００の下端には、補修弁４等に接続するための空気弁フランジ１１１が設けられている。空気弁フランジ１１１の上側の管路は、二股に分かれ、その水平に別れた方が弁本体１１３に連通している。

【0032】

空気弁フランジ１１１の真上には、消火用開閉弁１１２が配置されている。開閉弁１１２は、密閉状の弁箱１１２ａ内に設けられ、弁棒１１２ｂと、この弁棒１１２ｂの下端に設けられた止水弁１１２ｃを備えている。弁箱１１２ａの上方に突出する弁棒１１２ｂの上端１１２ｄに図示しないハンドルを取り付け、このハンドルを回転させて開閉操作可能となっている。弁箱１１２ａに設けた給水口１１２ｅには、消防用ホース（図示せず）が接続可能に構成され、開閉弁１１２を開くと、水道管２内の水道水が給水口１１２ｅを介して消防用ホースに流れるようになっている。

【0033】

一方、弁本体１１３の上端には、蓋体１１６が連結されている。弁本体１１３には、フロートガイド１１４が内蔵され、その下方に球形のフロート弁体１１５が配置されている。蓋体１１６の中心に空気口１１８が配置されている。フロートガイド１１４の中心には、小弁口１１６ｃが設けられ、小空気口１１６ｄが連通している。

【0034】

そして、本変形例においては、蓋体１１６の上端に上記実施形態と同様の汚染水吸込防止機構２０が接続されている。マンホール５の内部空間が限られているので、汚染水吸込防止機構２０の取付角度は、図１１に示すように水道用空気弁１１０の最大幅の方向に対して９０°程度ずらすのが望ましい。

【0035】

詳しい説明は省略するが、本変形例にかかる水道用空気弁１１０においても、上記実施形態の図５〜図９と同様に急速排気工程、充水完了工程、少量排気工程及び急速吸気工程が行われる。

【0036】

したがって、本変形例においても、マンホール５内の空洞に汚染水３０が溜まったときに空気口１８から汚染水３０が吸い込まれるのを防止するようにしたので、急速吸気動作において、マンホール５内に汚染水３０が貯まった場合に汚染水３０を吸い込んで水道水が汚染されるのを防止することができる。

【0037】

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

【0038】

すなわち、上記実施形態では、フロート弁体１５は、円柱状としているが、その形状は特に限定されず、上記変形例と同様のフロート弁体１１５としてもよい。

【0039】

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

【符号の説明】

【0040】

２ 水道管
５ マンホール
１０ 水道用空気弁
１３ 弁本体
１５ フロート弁体
１６ 蓋体
１８ 空気口
２０ 汚染水吸込防止機構
２１ 接続配管
２２ 逆流防止弁
３０ 汚染水
１００ 消火栓
１１０ 水道用空気弁
１１２ 開閉弁
１１２ａ 弁箱
１１２ｅ 給水口
１１３ 弁本体
１１５ フロート弁体
１１６ 蓋体
１１８ 空気口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】