专利名称：通气装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及向输送液体的导管供气的通气装置，尤其涉及在高处具有通气口、不设各个通气管及类似回路通气管的通气管、与排水管的排水路径通气、能抑制封水破坏的排水管用通气装置。
背景技术：
在例如利用高低落差(即水位差或重力)使储存在容器内的液体(如水或污水)一下子放出(例如排水)时，若在导管(例如排水管)内的一部分充满液体的状态下输送液体的话，导管内的空间压力在液体通过的前后是不同的。即，众所周知，在导管内的空间里，当液体作为充满导管一部分的块状体通过时，在导管内某一部位，在液体通过前，要将位于液体前的气体向前方挤压的挤压力、即正力起作用，在液体通过后，要从后方将气体吸引到没有液体的空间的吸引力、即负压起作用。
在导管的某一部位，在液体通过前，例如位于流过来的液体前方的气体的压力被流过来的液体挤压而升高(从而，挤压力起作用)，在液体通过后，例如液体流走后没有气体迅速补充，变成过度的负压起作用(从而，导管的内部压力低于导管的外部压力)的状态(或减压状态)。
排水系统就是有这种挤压力及负压作用于导管的液体输送系统。以下说明排水系统所具有的课题、及作为解决该课题的装置而在排水系统中使用的本发明的通气装置。本发明的通气装置不仅适用于排水系统，也适用于一般的液体通过导管中的系统，无论是何种液体的输送系统。在将液体整体作为流动体处理的场合，其中也可含固态成分和气体等。在以下的说明中，以“水”或者“水或污水”作为“液体”的代表来说明本发明的通气装置。但是，本发明的通气装置也可在排出除了水或者污水以外的液体的系统上使用。
一般在从储存液体的容器等器具进行排水的排水系统中，在作为导管的排水管上设置有封水部(回水弯管)。当过度的负压作于排水系统的排水管内时，会产生一种虹吸现象。其结果，封水量减少，发生例如封水破坏(或封水损失)、排水管内的臭气从排水管向外部泄漏、排水时产生吸音等问题。
对于这一问题的一般性对策参照图8说明。图8模式地表示利用高低差将储存在容器12内的水或者污水经过排水管13进行排水的排水系统。在排水管13的排水路径的规定部位连接有通气管16，17。一旦排水管13内产生负压，因大气压的作用，空气通过通气管16，17而被供给排水管。以此防止排水管13内被过度地减压。
通气管16，17与沿室内壁向下方延伸的通气管19相通。通气管19的通气口设置于建筑物的外墙高处，通称为鸽房。为了不使排水管13内堵塞时排出的水或污水从通气口溢出，并且为了使排水管内污水等的臭气向建筑物的外部上方释放，通气口通常设于外墙部的高处。
作为另一种方法，在特许公报第2729353(特开平8-4071号)上公布了将通气口设置于室内高处的排水管用通气阀。参照图9说明其形态。图9的通气管20设有使球体23上浮、将空气吸入通气管20的通气阀21。在该通气阀21中，球体23于漏斗状的阀座22上落座，以阻止臭氧的释放。采用这种通气阀时，一旦球体23和阀座22之间夹入来自外部的异物，就不能完全落座，排水就有可能漏出，因此要将通气管的通气口设在室内的高处。
图8及图9的排水系统均在高处设置有通气口。因此，当敷设排水系统时，为了在高处配置通气口，需要在建筑物的地板、天花板及墙壁上等开孔排设通气管。其结果，通气管会从地板、墙壁露出，破坏其外观，或者由于设置在外墙部高处的通气口而使建筑物的外观受损。
另外，随着建筑物增大，排水管沿水平方向延长，因此需要增加通气管与排水管的连接处，各个通气及回路通气等通气路径也变得复杂。从而，在建设大楼等时，为敷设排水系统需要很多的配管材料、需要施工时间及施工费用，这样就难以缩短整体的施工时间及降低施工费用。
发明的公开本发明的排水管用通气装置正是鉴于从前的排水系统所具有的上述问题，向排水管适当供给空气，以防止封水的破坏等，其主要课题是提供1)能在狭小空间内容易地安装于排水管上，2)不让排水管内的臭气及排水漏出，3)无需高处有通气口的通气管而能向排水管通气、小型的的排水管用通气装置。具体地说，本发明的主要课题是提供可替代各个通气管或回路通气管而安装在低于排水用卫生器具(例如洗脸台或水槽等)的位置、可安装在室内的排水管用通气装置。
为了解决上述课题，本发明的技术方案如下(1)一种排水管用通气装置，其特征是在垂直并设的、与排水管的所定部位连接的通气筒及与外气相通的通气筒各自的内部配置了可自由升降的球状体，在上端部用连通路连接这2个通气筒，具有延伸到2个通气筒的通气路，当排水通过上述排水管的所定部位时，至少一个球状体根据作用于球状体上的力而进行升降(上升或下降)以对通气路进行开闭(打开或关闭)。
(2)上述(1)所述的排水管用通气装置，其特征是设有供上升到安装连接于排水管所定部位的通气筒的通气路上方部的球状体抵接(或落座)的阀座，尤其是具有紧贴球状体而形成密封的弹性材料(例如橡胶垫片)的阀座，同时设有在下方部设有阻挡球状体下降的挡块、装有可自由升降的球状体、供下降到与外气相通的通气筒的通气路下方部的球状体抵接(或落座)的阀座，尤其是具有紧贴球状体而形成密封的弹性材料(例如橡胶垫片)的阀座，同时在上方部设有阻止球状体上升的挡块，可使球状体自由升降。
(3)上述(1)或(2)所述的排水管用通气装置，其特征是安装连接在排水管的所定部位的通气筒在其内壁和球状体之间具有帮助球状体升降的导向装置，或者，与外气相同的通气筒在其内壁和球状体之间具有帮助球状体升降的导向装置，最好在这些通气筒内嵌入具有上述导向装置的内套筒，通过该导向装置或该内套筒而使球状体顺利地升降。
(4)上述(3)所述的排水管用通气装置，其特征是帮助球状体升降的导向装置是在圆筒的侧面沿垂直方向延伸的长构件(例如带、棒或柱状物等)，该圆筒的直径略大于与球状体在通气筒内升降而形成的轨迹对应的假想圆筒(具有和球状体相同直径的直圆筒)(因而在理论上，在该圆筒内部的球状体能不接触圆筒进行升降)，在圆筒的侧面等距离设置3个或更多的导向装置，最好挡块设置在导向装置的一端部。
另外，导向装置可以与体现上述假想圆筒的上端部分及下端部分的构件(短圆筒构件或环状构件)连接。导向装置与上下端部分的这一组合与内套筒对应。
本说明书中，“排水管的所定部位”是指需要通气的排水管的某一部位，通常是积存有应排出的水或污水的部位，例如水槽、容器、洗脸器、座便器等洁具的下游，当形成封水时则是其下游，最好是尽可能靠近该部位。例如，最好是在那些部位的正下方。
本说明书中，“排水通过排水管的所定部位时”的意思是从开始从上述部位排出水或污水时起至排水结束、水或污水从上述部位完全排出、排水管的所定部位恢复至排水前状态的时段。因此，就排水管的某一部位而言，从排水通过该部位之前不久至排水通过之后不久的这段时间即相当于“排水通过排水管的所定部位时”。“不久”的具体时间取决于排水量及排水管的状态。
另外，“作用于球状体的力”的意思是指重力(即球状体的重量)、因排水而产生的先前说明的挤压力及负压、及一部分排水进入通气路内(尤其是通气筒内)时所排的水使在那里浮动的球状体向上方移动的力中至少一种力。
本说明书中，“根据作用于球状体的力(球状体)进行升降”的意思是指在这些作用力中，当排水通过时，根据每次作用于球状体的力的平衡(即这些力的合力方向及大小)，球状体进行升降。另外，“球状体进行升降”是指球状体作(最好沿垂直方向)上升、下降(上下方向移动)及停止(含停止状态)中至少一种动作(包含完全不动及移动后的停止)。
换言之，本发明的排水管用通气装置设有分别装有升降自由的球状体的第1通气筒及第2通气筒，第1通气筒的下端形成与排水管的所定部位相连接的开口部，第2通气筒的下端形成成为吸气口的开口部，第1通气筒的上端与第2通气筒的上端相连通，形成从第2通气筒的下端至第1通气筒的下端的通气路，至少1个球状体根据作用于其上的力、更具体地说因为重力、排水管用通气装置的内外压力差(所谓的压差)导致的力及从排水管进入的排水的水位变化中至少一个途径而在配置该球状体的通气筒内升降，由此开闭通气路。
该排水管用通气装置的特征是，位于2个通气筒内的球状体能升降，当排水通过排水管的所定部位时，实际上至少1个球状体可移动，有时在此后可以停止，由此可以开闭通气路。在本发明的排水管用通气装置中，当通气路为打开状态时，从吸气口吸入外气后供给排水管内，当通气路为关闭状态时，有效地防止水或污水及/或污水的臭气漏出到排水管外部。即，本发明的排水管用通气装置是以2个球状体为阀体，起到阀门的作用，通过球状体是否落座于各通气筒所具有的阀座而开闭通气路。
球状体因重力、排水管用通气装置的内外压力差(所谓的压差)导致的力及从排水管进入的排水水位变化这三者中至少一种途径而在通气筒内升降。在本说明书中，所谓的排水管用通气装置的内外压力差是指排水管用通气装置所处的四周气氛的压力(即，外气压力或者第2通气筒内球状体下方的压力)与排水管用通气装置内部的压力(例如，位于第2通气筒内的球状体的上方的压力或位于第1通气筒内的球状体的上方的压力)的之差。
“球状体”是指落座于通气筒内所设的阀座上、与阀座间形成气密及液密性(即密合性的)密封的阀体，意味着至少是与阀座相接触的部分形成球面的一部分，不会因作用于球状体上的力而发生导致密封不充分的变形。因而，阀座具有与形成密封的球状体的该球面的一部分互补的部分，另外，在中央部具有开口部，形成通气路的一部分。一种形态是，阀座是环状体，具有包围该球面的一部分、形成密封的圆形(直径小于球状体的直径)开口部。为了提高与球状体的密封性，阀座可具有密封构件，此时，球状体的与密封构件相接触的部分构成球面的一部分。密封构件可是例如由弹性材料构成的环状垫片(例如O形圈等(尤其是聚氯乙烯、硅、氟化橡胶制的产品))。
球状体最好为实质性的的球形，但只要是能够通过与阀座的组合而形成充分密封，即便不是实质性的球形也行。这意味着，球状体只要与阀座相接触的部分为球面的一部分，其他部分不是球形也行。在本说明书中是基于此意使用“球状体”这一用语。因此，作为整个球状体，也可是端部为球面的柱状体或半球体等。球状体可以是空心或实心，作为别的形态，也可在局部具有空洞部。可根据球状体上的作用力选择合适的球状体。
本发明的通气装置利用重力、因排水管用通气装置的内外压力差而产生的力、以及从排水管进入的排水的水位变化这三者中至少一种途径，使各球状体在通气筒内升降。因此，球状体最好较轻。例如，当球状体为球形时，最好浮在水上时的吃水线低于通过球体中心的水平面(即、球体浮于水上时，从球体的最下部至水面的距离(水没部的高度)为球体直径的一半以下、最好是3分之1以下(例如4分之1左右)、5分之1以下更好(例如浮子)。具体地说，最好将空心的塑料制球状体(例如乒乓球)作为球状体使用。由具有独立气泡的发泡体(例如发泡苯乙烯)构成的球状体更好。
第1通气筒及第2通气筒是具有从上端通向下端的空洞部的筒状体。球状体在该空洞部内升降，因此空洞部变成球状体的通道。在第1通气筒及第2通气筒上，最好洞部的截面形状呈圆形(空洞部是圆筒形)，但只要球状体可自由升降，则其他的形状、例如三角形及四角形那样的多角形也可。尤其是，当存在导向装置或内套筒时，实际上是由导向装置或内套筒规定球状体的通道，因此也可是其他形状。作为较佳形态，插入通气筒的球状体和通气筒的内壁之间的间隔是在尽可能不过分影响气体通过通气路的范围内尽可能缩小，在球状体和通气筒的内壁之间设有导向装置或内套筒的情况下也同样，该间隔尽可能地缩小。具体地说，当通气筒具有圆筒形的空洞部时，其空洞部的直径比球状体的直径稍大。
第1通气筒的下端在所定部位与排水管连接，使排水管用通气装置和排水管连通。第2通气筒的下端作为吸气口发挥作用。吸气口是从排水管用通气装置的外部吸入空气的部分，也被称之为通气口。在第1通气筒和第2通气筒的上端部确保二者之间的连通。因此，在该排水管用通气装置上，形成从第2通气筒的下端(即吸气口)经第2通气筒的上端、第2通气筒和第1通气筒间的连通部、及第1通气筒的上端至第1通气筒的下端(即排水管)的通气路。
“具有第1通气筒及第2通气筒”是指在本发明的排水管用通气装置中各球状体可以在不同的通气筒内升降。不过第1通气筒及第2通气筒不一定完全分开。例如，第1通气筒及第2通气筒的上端部连接形成的的一体式通气筒(例如倒U字形通气筒)也可构成本发明的排水管用通气装置。或者，也可以是一体形成2个筒部。无论哪一种形态，最好是第1通气筒和第2通气筒垂直并设。
“第1通气筒的上端和第2通气筒的上端间相连通”是指从第1通气筒的上端流出的流体(尤其是气体、例如空气)可流入第2通气筒的上端、且从第2通气筒的上端流出的流体可以流入第1通气筒的上端的状态。
第1通气筒和第2通气筒的连通形态可以是多种形态。例如，可以是各通气筒的上端向共用的封闭空间敞开，将此空间作为连通部，使2个通气筒的上端部间连通。这种空间可通过用深盘状盖子覆盖住双方通气筒的上端来形成。或者，使第1通气筒及第2通气筒相邻，在第1通气筒上，在球状体落座于阀座时球状体的最上部以上的位置上形成将双方通气筒的上部连成一体的连通路。
当排水管内没有排水流动，排水管内的压力与大气几乎相等时，重力作用于各球状体上，用适当的材料(例如阀座或挡块)使各球状体不再下降，处于静止状态，在第2通气筒内，球状体落座(即抵接阀座)，防止排水管内的气体漏出到外部。
第1通气筒内的球状体沿垂直方向的移动是通过从排水管进入第1通气筒内的排水的水位变化来完成的。即，一旦有排水从排水管进入，第1通气筒的球状体就因浮力浮在排水上，其后，一旦第1通气筒内的水位(或者水面的高度)变化，即随之上升或下降。排水进入第1通气筒内是由于以下原因，譬如在排水管中流动的排水在譬如排水管的弯曲部(尤其是岐形部)与排水管内壁冲击而溅起，或者在排水管中流动的排水量过剩，或者排水管内一时堵塞。在第2通气筒内，排水通过排水管内所定部位时的排水管用通气装置的内外压力差(即大气压和负压之差)及作用于球状体上的重力而使球状体上升或者下降。
通过利用重力、由排水管用通气装置的内外压力差产生的力以及从排水管进入的排水的水位变化这三者中至少一种途径，使作为阀体的球状体上升或者下降，可使排水管通用装置中通气路的开闭机构极为简单。
在本发明的排水管用通气装置中，当球状体落座于阀座时通气路实质性关闭。本发明的排水管用通气装置最好是在第1通气筒内的上端侧具有在第1通气筒内升降的球状体的阀座，在第2通气筒内的下端侧具有在第2通气筒内升降的球状体的阀座。象这样设置阀座的话，第1通气筒内的球状体在受到从排水管进入的排水的浮力并以浮于水面的状态伴随着水位的上升而上升时落座。由于使球状体如此落座，因此即便排水从排水管进入第1通气筒内，在第1通气筒内由球状体和阀座所形成的密封部也可阻止排水的进一步进入。不过，在本发明的排水管用通气装置中，在进入第1通气筒内的排水的上方有气体存在，而在第2通气筒内球状体已经落座形成密封，所以，一旦在第1通气筒内水位上升，通气装置内的气体就受压缩而使压力提高，从而排水不能容易地在第1通气筒内上升。即，本发明的排水管用通气装置通过双重途径有效地防止了排水向通气装置外部的漏出，即，在第2通气筒内球状体落座所形成的密封部与进入的排水水面之间的通气路内压力上升，以及第1通气筒内球状体落座所形成的密封部阻止了排水的前进。
本发明的排水管用通气装置，除了因水或污水等的排放而在排水管内产生负压时外，在第2通气路内，球状体因自重而在下端侧落座，在第2通气路的下端部形成密封。即，本发明的排水管用通气装置的通气路除了排水时外，经常被封闭。如此的结构可经常有效地防止排水管内发生的臭气漏出。
为了能容易地确保阀座与球状体之间所形成的密封部的液密性及气密性，如上所述，最好在阀座上设置由弹性材料构成的密封构件。一旦在阀座上设置密封构件，落座于阀座的球状体就是与密封构件相接触。密封构件可任意使用被称为垫片的构件。垫片也可是由弹性材料(尤其是聚氯乙烯、硅、氟化橡胶或其他橡胶)构成的O形圈等。
本发明的排水管用通气装置，最好是在球状体的与阀座相反侧设置限制各球状体上升或者下降的挡块，以避免各球状体的上升或者下降超越所定位置。挡块被设置于各通气筒内未设置阀座的端部侧。挡块具有即使与球状体抵接也不会封闭通气路的、确保通气的构造。挡块也可是例如有间隔地安装在环状构件上向内侧突出的多个的突出部，例如爪状物。
本发明的排水管用通气装置最好是在通气筒内设置内套筒，该内套筒具有帮助球状体升降的导向装置。内套筒可辅助球状体作理想升降。「球状体作理想升降」是指例如抑制球状体在水平方向的移动、使球状体在不接触各通气筒内壁面的状态下升降，即意味着球状体按所定的路径或者方向升降、准确(抑制球体的振动)地适当地落座于阀座上。无论以何种目的设置内套筒，内套筒都具有球状体未落座于阀体时在各通气筒内不妨碍空气通过球状体和通气筒内壁之间的结构。
内套筒是直径大于、最好是稍大于球状体的圆筒状构件，最好在其侧面具有可确保空气通过的窗部(或开口部)。可以用例如筛网做成那样的内套筒。筛网可以是例如塑料制或者金属制等。
作为其他形态，最好是通过在圆环的圆周上有间隔地设置多个与圆环的面垂直的柱状体来形成内套筒。这种内套筒呈笼状的外观。柱状体最好用合适的构件支撑。这种构件是例如支撑柱状体的上下的环状构件。在这种内套筒上，柱状体作为帮助球状体升降的导向装置起作用，柱状体间的间隙作为窗部确保空气通过。柱状体最好配置3个以上。最好是将环状构件的圆周等分、使柱状体间等距离地配置柱状体。
用柱状体形成内套筒时，可在柱状体的一端部设置挡块。当在柱状体上设置挡块时，内套筒要在各通气筒内配置成使挡块位于远离阀座的端部。
本发明的排水管用通气装置的特征是用2个球状体可靠地将通气路二重封闭，防止气体或者液体、特别是液体向从排水管外部漏出，即便不象以前一样将通气口设置于高处，也不会让排水管的水或污水从吸气口漏出。再有，由于本发明的排水管用通气装置可有效地防止臭气的漏出，因此，也可将吸气口设置于室内。从而，本发明的排水管用通气装置不必使用高处有通气口的通气管，可简单地安装于排水管所需的部位。安装时无须在地面、墙壁及天花板等处开孔。这样便使排水系统的施工时间大为缩短，使施工费用大幅度下降。
本发明的排水管用通气装置若使用偶联管等即可灵活地与多种排水管相连，而不需进行现场匹配施工。由于本发明的排水管用通气装置可大量生产入库，可对应施工现场的需要迅速地供货。
本发明的排水管用通气装置，实质上不需要从前的排水系统中被采用的通气管，可为其他的设备配管等确保更广泛的空间。尤其是，若使用本发明的装置，由于通气管及通气口不露出在室内及外墙部，可不损坏建筑物的室内外的外观。
图1是模式地表示本发明的排水管用通气装置的纵向剖视图。
图2是沿图1的排水管用通气装置的A-A线切断的横切方向的剖视图。
图3是模式地表示内套筒的形态的立体图。
图4是模式地表示在图1的排水管用通气装置中第1通气路内的排水的水位上升后球状体落座的纵向剖视图。
图5是模式地表示在图1的排水管用通气装置中通气路打开后外气朝排水管流入的状态的纵向剖视图。
图6是在排水管上设置了本发明排水管用通气装置的排水系统的模式图。
图7是在水槽的排水管上设置了本发明排水管用通气装置的排水系统的模式图。
图8是表示从前的排水系统一例的模式图。
图9是模式地表示从前的排水管用通气阀的纵向剖视图。
附图中的标记表示以下构件1、2……通气筒1a……螺纹3、3A……球状体4、4A……内套筒4a……柱状体(导向装置) 4b……挡块4c……环状构件4d……窗部5、5A、7、7A……O形环 6、6A……阀座8……盖8A……推压框
8a……连通路 9……螺栓 10……垫片 11……排水管或偶联管30……壁 100……排水管用通气装置 12……容器 13、15……排水管14……水槽 16、17、19、20……通气管 18……通气口 21……通气阀22……漏斗状阀座 23……球体最佳实施形态参照图1及图2说明本发明的实施形态。图1及图2是连接在排水管(未作图示)所定部位的本发明的通气装置，是通气装置在排水开始前的状态，或者排水量很少、没有重力以外的力实质性作用于球状体上的状态。在图1及图2的排水管用通气装置中，第1通气筒(1)及第2通气筒(2)垂直平行设置，2个通气筒被共同的隔壁(30)隔开。
在各通气筒(1，2)中插入了可升降的球形的球状体(3，3A)。球状体(3，3A)是塑料制的空心球体，浮于水面时吃水线在球体的中心以下，球体体积的一半以上、最好是4分之3以上从水面向上方突出。
第1通气筒(1)的下端是连接在排水管的所定部位的开口部，第2通气筒(2)的下端是成为吸气口的开口部。在图示的形态中，在第1通气筒(1)的下端部的内壁上刻有螺纹(1a)，与排水管(或者与排水管连通的偶联管)螺合。第1通气筒的下端部与排水管(或者与排水管连通的管偶联管)可用联管节连接。除了用螺合方法以外，第1通气筒的下端部和排水管(或者管偶联管)也可用例如配管用粘接剂连接。此时，第1通气筒的内壁面可以是平滑的。
用螺栓(9)将盖(8)隔着垫片(10)实质性气密及液密地安装在位于各通气筒(1，2)上端的凸缘部上。在这样的形态下，盖(8)的下方与连通部相对应，此种形态相当于各通气筒的上端在共同的封闭空间内敞开。
在第1通气筒(1)内嵌入了内套筒(4)，具有帮助球状体(3)作理想升降的导向装置(4a)。在内套筒(4)的上端隔着O形圈(7)设有环形座(即环状阀座)(6)，环形座(6)上安装有O形圈(5)作为垫片。环形座(6)在中央具有可通气的开口部。这一开口部因球状体落座而被封闭。
第2通气筒中也嵌入内套筒(4A)。在内套筒(4A)的下端，隔着O形圈(7A)设有环形座(即环状阀座)(6a)，环形座(6a)上安装有O形圈(5A)。环形座(6A)在中央具有可通气的开口部。这一开口部因球状体落座而被封闭。
在图示的形态中，盖子(8)具有推压框(8A)。在用螺栓(9)将盖子(8)紧固安装于两通气筒上时，推压框(8A)的下端部在第1通气筒内将环形座(6)推压到内套筒(4)，在第2通气筒内将内套筒(4A)推压到环形座(6A)。由此使O形圈(7，7A)弹性变形，能够确保气体或者液体只通过环形座(6，6A)的开口部通过。即，O形圈(7，7A)可确保环形座与通气筒内壁间的密封。
推压框(8A)被设置成与2个通气筒的四周大致一致，规定了盖子的深度。盖子(8)在各通气筒之上形成高度与推压框(8A)相当的空间部。在盖子(8)上，第1通气筒与第2通气筒相连接的部分不存在推压框(8A)。没有推压框(8A)的部分就成为连通路(8a)，确保两通气筒(1，2)的上端之间连通。
这样就在本发明的装置上形成从连接于排水管所定部位的第1通气筒的开口部延伸至第2通气筒的下端、即吸气口的、涉及第1通气筒(1)及第2通气筒(2)的通气路。
图3是图1所使用的内套筒(4)的立体图。内套筒(4A)则与图3所示的内套筒(4)的上下倒置状态对应。内套筒(4)设有4个板状的柱状体(4a)作为导向装置，柱状体(4a)的上端及下端受环形构件(4c)支撑。柱状体(4a)将环形构件的圆周等分，柱状体(4a)之间等距离，在相邻的柱状体之间构成确保空气通过的窗部(4d)，整体构成圆筒体。内套筒(4)的内径比球状体(3，3A)的直径略大(直径40mm的球状体大致在0.5～2mm左右)。
在柱状体(4b)的下端设置有作为突起部的爪状挡块(4b)。在图示形态中，由于挡块(4b)设置成从下侧的环形构件(4c)上端在上方向内侧(向环状构件的圆心)突出的状态，因此即便球状体(3)抵接在挡块(4b)上，也可确保空气充分地通过。如图1所示，挡块(4b)在第1通气筒内位于下侧，决定球状体(3)的最大下降点，在第2通气筒内位于上侧，决定球状体(3)的最大上升点。
图1表示球状体(3，3A)在只有重力作用的状态下静止、第2通气筒内由于球状体(3，3A)的落座使通气路被关闭的状态。用A-A线切断图1装置的截面如图2所示。在第1通气筒(1)中，挡块(4b)阻止球状体(3)的进一步下降。在第2通气筒中，球状体(3A)隔着O形圈(5A)落座于环形座(6A)上，与内套筒(4A)的环形构件(4c)之间形成仅有的间隙。
接着，参照图4及图5说明连接于排水管的本发明的排水管用通气装置中的球状体(3，3A)的升降及空气的流动。图4及图5分别表示第1通气筒(1)的下端被连接在排水管(或者连接在排水管上的管偶联管)(11)上、利用高低差将水或者污水一下子排出时观察到的球状体(3，3A)的升降及空气的流动的例子。
图4显示的是排水管内的部分排水进入第1通气筒(1)的状态(排水未作图示，只用虚线表示水位)。例如，排水在通过排水管时冲击在管的内壁上溅跳时、或者例如排水管临时堵塞导致排水管内的排水水位上升时进入第1通气筒内。一旦排水进入第1通气筒(1)内，球状体(3)即因箭头X1方向的浮力浮于水上。然后，球状体(3)在浮于水上的状态下伴随着水位的上升而上升，一旦水位下降，球状体也随之下降。
第2通气筒内的球状体(3A)因自重隔着O形圈(5A)落座于环形座(6A)上形成密封部。该密封部无论第1通气筒内有无形成密封部都会形成，抑制水位的上升。具体地说，第1通气筒内球状体(3)上升时，伴随着球状体(3)的上升，存在于球状体(3)与球状体(3A)之间的空气被压缩，球状体(3A)受到箭头X2方向的力。X2方向的力隔着O形圈(5A)将球状体(3A)更强有力地按在环形座(6A)上，使第2通气筒(2)下端部的密封部更密封。一旦球状体(3A)和排水的水面之间的空气被压缩后压力上升，该压力就使第1通气筒内排水的水位上升被抑制。
当存在于球状体(3)的下方的空气量比通气装置内的其他部分的空气量少时，如果作用于进入的排水的落差压较大时，有时排水的水位上升，装置内的空气受压缩，球状体(3)落座。另外，如果球状体(3A)的落座因何种理由(例如异物的粘附等)而不充分(即，在密封部的局部发生气体漏出)，排水的水位上升使通气装置内的空气排出到外部，其结果，排水的水位容易上升，球状体(3)会落座于阀座上。此种状态在图4中模式地显示。
在图4中，球状体(3)隔着O形圈(5)落座于环形座(6)上。一旦球状体(3)落座，球状体(3)与环形座(6)之间即被密封，因此水位不会进一步上升。
由于球状体(3)吃水线在球体的中心以下，因此在球状体(3)的上升过程中，水面不会高于球状体(3)。从而，在球状体(3)落座之前水不会从第1通气筒(1)的上端溢出。
因此，当排水从排水管进入本发明的排水管用通气装置时，可以通过第1通气筒内的球状体及第2通气筒内的球状体双重地防止排水漏出到外部。
在第2通气筒(2)的下端部形成的密封部防止第1通气筒(1)及第2通气筒(2)内的空气漏出，进而防止排水管内的空气漏出。从而，当这些空气中含有臭气时，可极有效地抑制臭气的漏出。
象这样的空气泄漏，即便是图1的状态也可有效地控制。
图5表示在例如图1或图4所示的状态后，因排水而发生负压，其结果，通气装置内外的压力差、即大气压和通气装置内的压力差导致箭头Y2所示的向上的力作用于第2通气筒内的球状体(3A)上。当这向上的力大于球状体(3A)的重量时，球状体(3A)不能维持落座状态而上升。球状体(3A)上升的程度取决于负压及球状体的重量。不过，一旦球状体(3A)与挡块(4b)抵接，就不能进一步上升。此时，第1通气筒(1)内的球状体(3)因自重抵接在挡块(4b)上(从而成为不落座状态)，从而，通气路成为开通状态。即，由于球状体(3，3A)均不落座于环形座(6，6A)(即不与O形圈(5，5A)相接触)，因此通气路变为“打开”状态。
由于在与第1通气筒间的连接部，排水管内的压力成为负压，因此，排水管用通气装置内的空气沿箭头Y1方向被吸引，外气从吸入口进入通气装置内。即，当通气路处于打开的状态时，排水管用通气装置内的压力小于大气压，因此，从第2通气筒的下端部必然有空气被吸入装置内。被吸入的空气从第2通气筒(2)的环形座(6A)的开口部通过第2通气筒(2)内，经连通路(8a)，通过环形座(6)的开口部及第1通气筒(1)内，从第1通气筒的下端供给排水管(11)内。空气在各通气筒(1，2)内在球状体(3，3A)的一侧通过内套筒(4A)的柱状体(4a)之间的窗部。当球状体(3A)抵接于挡块(4b)时，空气从球状体(3A)和内套筒(4A)之间的间隙通过。在图5中，该空气的流向用箭头Z表示。供给排水管内的空气将排水管内的压力由负压实质上变为大气压，防止封水的破坏。
当空气如图示那样被吸入后，滞留在排水管用通气装置内的空气及排水(存在时)即与空气一起流入排水管内，并与水或污水一起被排出。从而，即便这些空气及排水含臭气，其臭气也不会从通气口漏出到外部。
一旦排水结束，球状体(3，3A)即分别因自重而成为图1所示的状态，此状态被保持至下一次排水进行。当排水管用通气装置处于此状态时，利用球状体(3A)和环形座(6A)之间隔着O形圈(5A)形成的密封，可有效地防止排水管内的臭气向外部泄漏。
如上所述，本发明的排水管用通气装置在排水管内发生所定值以上的负压时(具体地说是使第2通气筒内的球状体上升的足够负压)时，能迅速供给外气，防止排水管内变为过度减压状态，进而抑制因封水破坏产生的虹吸现象。尤其，在本发明的通气装置中，如图5所示当第2通气筒的内壁和球状体之间的间隙狭窄时，气体要通过狭窄的间隙，故与如图9所示的在漏斗状阀座上使球体上浮的场合相比较，即便是更极小的负压，球体也容易上升，即，提高了通气装置对于负压的灵敏度。
本发明的排水管用通气装置的形状及尺寸可根据排水管的直径等适当选择。一般第1通气筒及第2通气筒的内径可为4～5cm，长度为7～8cm左右，球体的直径为3～4cm左右。
图6及图7模式地显示了本发明的排水管用通气装置的使用形态。
图6表示利用高低差排放储存在容器12中的水及污水的排水系统。本发明的通气装置(100)用偶联管(11)被安装于排水管的所定部位(2处)。偶联管(11)被接在第1通气筒(1)的下端。如图所示，最好将本发明的通气装置设置于储存了应排水的水槽附近。
图7是利用偶联管(11)在水槽(14)的排水管(15)上安装本发明的排水管用通气装置。因排水管用通气装置(100)的尺寸较小，可以安装于水槽(14)的下部空间内。
图6及图7所示的排水系统不设高处有通气口的通气管，所以排水系统整体甚为紧凑。
产业上应用的可能性本发明的排水管用通气装置利用重力、排水管用通气装置的内外压力差所产生的力、以及从排水管进入的排水的水位变化这三者中至少一种途径使球状体升降，由此实现通气路的开闭。该装置可根据需要通过偶联管容易地安装于排水管的适当位置。因而，该装置可适用于住宅的厨房、盥洗室、浴室及厠所，及大厦等大型建筑物的排水系统等多种排水系统。
本发明的通气装置不仅可在排水管上使用，也可适用于输送其他液体的管道，另外，也可作为罐类的通气装置使用。具体地说，使第1通气筒的下端与位于罐内液体的液位上方的气相部相连通，例如当罐内的液位下降时，可迅速地向液位的上方供应外气。其结果，可有效地防止罐内气相部的压力过度减压。
权利要求
1.一种通气装置，是向输送液体的导管内供给气体的通气装置，其特征是设有第1通气筒及第2通气筒，分别安装了可自由升降的球状体，第1通气筒的下端形成与导管的所定部位连接的开口部，第2通气筒的下端形成开口部，成为使供给的气体进入的吸气口，第1通气筒的上端与第2通气筒的上端之间相连通，形成从第2通气筒的下端至第1通气筒的下端的通气路，至少1个球状体随着作用于其上的力而在通气筒内升降，从而实现通气路的开闭。
2.如权利要求1所述的通气装置，其特征是至少1个球状体利用重力、通气装置的内外压力差(所谓的差压)所产生的力、以及从导管进入的液体的液位变化这三者中至少1个途径而在配置该球状体的通气筒内升降，从而实现通气路的开闭。
3.如权利要求1或2所述的通气装置，其特征是导管是排水管，液体是排水，气体是通气装置四周的大气，通气装置是排水管用通气装置。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的通气装置，其特征是球状体为球体，浮于水上时的吃水线在球体的中心线以下。
5.如权利要求1～4中任意一项所述的通气装置，其特征是在第1通气筒内上升的球状体的阀座设置在第1通气筒的上端侧，阻止下降的球状体进一步下降的挡块设置在第1通气筒的下端侧，在第2通气筒内下降的球状体的阀座设置在第2通气筒内的下端侧，阻止上升的球状体进一步上升的挡块设置在第2通气筒的上端侧，在至少一个球状体落座于阀座时通气路被关闭。
6.如权利要求5所述的通气装置，其特征是阀座上设置有密封构件，球状体隔着密封构件落座于阀座。
7.如权利要求1～6中任意一项所述的通气装置，其特征是具有至少3个长构件作为帮助球状体升降的导向装置，导向装置与略大于球状体直径的环形构件连接而构成内套筒，内套筒被配置于各通气筒内。
8.一种通气装置，是向储藏液体的容器供气的通气装置，其特征是设有第1通气筒及第2通气筒，分别安装了可自由升降的球状体，第1通气筒的下端形成与位于容器内液体的液位上方的气相部相连通的开口部，第2通气筒的下端形成开口部，成为使供给的气体进入的吸气口，第1通气筒的上端与第2通气筒的上端之间相连通，形成从第2通气筒的下端至第1通气筒的下端的通气路、至少1个球状体随着作用于其上的力在通气筒内升降，从而实现通气路的开闭。
9.如权利要求8所述的通气装置，其特征是，容器为储罐类。
全文摘要
一种不必在高处设置具有通气口的通气管即可向排水管的排水路径通气、可防止管内的封水破坏进行排水的排水管用通气装置。向输送排水的排水管供给空气的通气装置的特征是:具有分别装有升降自由的球状体(3,3A)的第1通气筒(1)及第2通气筒(2),第1通气筒(1)的下端形成与导管的所定部位连接的开口部,第2通气筒(2)的下端构成开口部,成为使供给的气体进入的吸气口,第1通气筒(1)的上端与第2通气筒(2)的上端之间相连通,形成从第2通气筒的下端至第1通气筒的下端的通气路,至少1个球状体随着作用于其上的力在通气筒内升降,从而实现通气路的开闭。
文档编号E03C1/122GK1361842SQ00810351
公开日2002年7月31日 申请日期2000年7月13日 优先权日1999年7月14日
发明者小薗吉矢 申请人:小薗吉矢