JP2001235046A - 緊急遮断弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 弁箱１内の流通抵抗を低減するとともにコン
パクト化を図る。 【解決手段】 弁箱１を筒状とし、その弁箱１内に筒軸
方向に移動自在に弁体６を設け、その弁体６の弁座７と
の当接部下流外側に流通路８を形成する。弁箱１が筒状
で、弁体外周に流通路８があれば、流体は弁箱１の筒軸
方向に流れ、その流れは円滑である。弁体６外面と弁箱
１内面間にシリンダアクチュエーターを形成する。この
シリンダアクチュエーターの加圧室１１（１１ａ、１１
ｂ）に管路内の流体圧を印加したり、逆に、その加圧室
を開放することにより、弁体６と一体のピストン９を動
かすことによって弁体６を弁座７に接離して弁Ｖの緊急
遮断及び開放を行う。そのピストン９（弁体６）の移動
はパイロット弁Ｖ₁ による下流側圧の検出動作によって
行う。パイロット弁Ｖ₂ は弁Ｖと別の場所に設置でき、
遮断弁Ｖはパイロット弁を内蔵したものに比べれば、コ
ンパクトになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地震等により配
管が破損した際、管路内を流れる流体圧の変動に基づき
管路を遮断する緊急遮断弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地震や山崩れ等による水道配管の破損時
に管路を緊急遮断して水を確保したり、特開平１０−９
４２１号公報等に記載の、地震災害時などに用いられる
非常用貯水槽と水道本管とを接続する管路に設けられる
緊急遮断弁として、図１３に示すようなものが従来より
実用化されている。この緊急遮断弁は、管路を遮断する
遮断機構５０と、管路内を流れる流体の過流速を感知し
て遮断機構５０を制御する過流速感知機構５１とから成
る。

【０００３】遮断機構５０は、バタフライ弁５２の弁体
５３をウェイト５４の下降に伴い閉止方向に回転させる
ものであり、ウェイト５４は、平常時には電磁ロック５
５ａにより上昇位置に保持されている。また、管路の急
激な遮断によるウォーターハンマー現象を防止するた
め、ウェイト５４の落下速度を調整するダンパ５５ｂが
設けられている。

【０００４】過流速感知機構５１は、管路に設置したオ
リフィス５６の前後の差圧を検出し、その差圧が設定値
を越えた場合、差圧スイッチ５７により電磁ロック５５
ａを解除するものである。

【０００５】この緊急遮断弁には、閉止したバタフライ
弁５２を復帰させる場合や、作動確認試験等を行う場合
に使用する開閉装置５８が設けられている。

【０００６】また、過流速感知機構５１として、図１４
に示すように、オリフィス５６に代えて、感知レバー５
９で管路内の流速を感知して、流速が設定値を越えた場
合、制御装置６０の指令によりバタフライ弁５２を閉止
するようにしたものもある。

【０００７】さらに、上記特開平１０−９４２１号公報
及び特開平１１−２８７３４２号公報等には、管路内の
流体圧をパイロット弁で検出して緊急遮断弁を開閉する
技術が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
バタフライ型緊急遮断弁では、バタフライ弁５２の側方
にウェイト５４など弁体５３の駆動手段が張り出すこ
と、及びオリフィス５６や感知レバー５９の検出精度を
確保するためバタフライ弁５２の前後に直管部分を設け
なければならないことから、非常に大きな据付スペース
を要するほか、電源を確保する必要もある。

【０００９】また、上記前者の公開公報記載のパイロッ
ト弁型緊急遮断弁は、弁箱内の流体流路がアングル状で
流通抵抗が大きく、その抵抗を極力小さくする必要があ
る管路には介設できない。さらに、上記後者の公開公報
記載のパイロット弁型緊急遮断弁は、弁箱内にパイロッ
ト弁があり、大型化する問題がある。

【００１０】この発明は、弁箱内の流体流路が直線状
で、かつコンパクトな緊急遮断弁とすることを課題とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、この発明は、まず、弁箱を筒状とし、その弁箱内に
筒軸方向に移動自在に弁体を設け、その弁体の弁座との
当接部下流側に流通路を形成することとしたのである。
弁箱が筒状で、弁体の弁座当接部下流側に流通路があれ
ば、流体は弁箱のほぼ筒軸方向に流れ、その流れは円滑
だからである。

【００１２】つぎに、この発明は、弁体外面と弁箱内面
間にシリンダアクチュエーターを構成したのである。こ
のシリンダアクチュエーターの加圧室に流体圧を印加し
たり、逆に、その加圧室を開放することにより、弁体と
一体のピストンを動かすことによって弁体を弁座に接離
して弁の緊急遮断及び開放を行う。このようにすれば、
別置のパイロット弁から加圧室に流体圧を印加すること
により、弁開閉をすることができ、弁自体のコンパクト
化を図り得る。

【００１３】

【発明の実施の形態】この発明の実施形態としては、管
路に介設される筒状弁箱の流入口内側に弁座を形成する
とともに、弁箱内に前記弁座に接離する弁体を弁箱筒軸
方向に移動自在に嵌め込み、その弁体の前記弁座への当
接部下流側に流通路を形成し、前記弁箱の弁体移動部分
をシリンダとするとともに、弁体外面にそのシリンダ内
を摺動するピストンを前記流通路を保って設け、そのピ
ストンで仕切られるシリンダの両加圧室に管路内を流れ
る流体圧が印加されたパイロット弁を接続し、このパイ
ロット弁により、前記流体圧の変動に基づき、前記両加
圧室の一方に前記流体圧を印加するとともに他方を開放
して、前記弁体を弁座に接離する構成を採用し得る。

【００１４】この構成において、上記弁箱に上記弁体の
移動方向に水密に貫通する指示杆を設け、この指示杆が
弁体とともに移動するようにすれば、この指示杆の移動
により弁開閉を確認できる。

【００１５】また、上記両加圧室に、上記流体圧の印加
と開放を選択的に切換える手動切換弁を設ければ、その
切換弁の操作により、上記弁体を強制移動させて弁開閉
を行い得る。

【００１６】さらに、上記流体圧の変動を上記弁体より
下流の流体圧の低下とし、その低下に基づき前記弁体を
弁座に当接して閉弁するようにすることができる。地震
等の緊急時は、一般に下流側の流体圧低下によってその
上流側の水を確保すべく閉弁するため、その下流側流体
圧の低下で作動するようにすることが好ましいからであ
る。なお、上述の非常用貯水槽設備にあっては、この場
合、下流側は、その貯水槽両側に設けた両緊急遮断弁と
もに水道本管側となる。

【００１７】上記パイロット弁は上記弁体前後の差圧に
よって作動する差圧感知式とすれば、この緊急遮断弁を
流速感知型緊急遮断弁とすることができる。一般に、緊
急遮断弁の全開時の圧力損失係数は既知であり、そのた
め、発生する差圧と流速は一定の関係があって、一方が
決定されれば、他方は一義的に決定し得る。

【００１８】

【実施例】一実施例を図１乃至図３に示し、この実施例
の緊急遮断弁の弁箱１は、流入口２及び流出口３となる
両端が縮径した円筒状で、その両端に接続用フランジ４
が設けられている。弁箱１はその軸方向中程で分割さ
れ、その分割体をボルト５により締結することにより形
成され、その中に、球面状の頭部６ａを有する円筒状弁
体６がその筒軸方向に移動自在に設けられており、その
弁体６の筒部６ｂ周縁が弁座７に接離することにより、
この緊急遮断弁Ｖは開閉する。

【００１９】弁体６の外周には周方向等間隔のリブ８ａ
を介して円筒状ピストン９が一体に設けられ、この弁体
６とピストン９の間に流通路８が形成されている。ピス
トン９は弁箱１の円筒部内面にぴったり嵌まって筒軸方
向に移動自在となって、その弁箱１円筒部がシリンダ１
ａとなり、このシリンダ１ａとピストン９によってシリ
ンダアクチュエーターが構成されている。そのピストン
９の外面にはピストン９の一部をなす全周に亘る隔壁リ
ブ１０が形成され、このリブ１０がシリンダ１ａの加圧
室１１を左右に分割している。このため、この両加圧室
１１ａ、１１ｂの一方に流体圧を印加し、他方を外部に
解放すれば、その加圧方向にピストン９は移動する。す
なわち、この両加圧室１１ａ、１１ｂの選択的な加圧に
よってピストン９が左右に動いて、この緊急遮断弁Ｖが
開閉される。図中、１２は密封シールである。なお、弁
体６を移動させるために、加圧室１１の受圧面積は口径
面積以上とする。

【００２０】この緊急遮断弁Ｖにはパイロット弁（感圧
弁）Ｖ₁ が付設され、この弁Ｖ₁ は、遮断弁Ｖと同一の
ピットに設置してもよいが、遮断弁Ｖの設置個所が狭い
場合には、スペースのある別の個所に設置する。パイロ
ット弁Ｖ₁ は、ポートブロック２０の中央に弁体２１を
上下方向に移動自在に有し、ポートブロック２０には５
個のポート２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅが
形成され、ポート２２ｅは絞り弁２３を介して外部に開
放されている。弁体２１には筒状の環状溝２１ａと側面
から中央を通って下部に抜ける通路２１ｂが形成され、
この溝２１ａにより、ポート２２ａとポート２２ｂ又は
２２ｃが選択的に連通され、通路２２ｂにより、ポート
２２ｂが弁体２１の下降に伴なって外部に連通される。
なお、ポート２２ａと２２ｂの弁体２１との接触部は環
状溝となっている。

【００２１】また、ポートブロック２０の各ポート２２
ａ〜２２ｄは上記緊急遮断弁Ｖの流入口２側のポート１
３ａ、流出口３側のポート１３ｂ及び加圧室１１ａ、１
１ｂのそれぞれのポート１３ｃ、１３ｄに導管１９を介
してそれぞれ連通されている。

【００２２】ポートブロック２０の上面にはパッキング
２５ａを介在して弁箱２５が設けられ、この弁箱２５内
にピストン２６が上下方向に移動自在に設けられてい
る。弁箱２５のピストン２６の下方はポート２２ｄに連
通し、上方にはコイルばね２７がばね受け２８を介して
設けられている。このばね２７はボルト２９のねじ込み
度合でその付勢力が調整される。図中、２６ａはピスト
ン受けであり、ピストン２６の必要以上の上昇を阻止す
る。

【００２３】そのばね２７の付勢力は、ポート１３ｂ、
２２ｄを介した下流流体圧が正常な場合には、図１に示
すようにその流体圧によってピストン２６が押し上げら
れ、地震等によって下流管に破損が生じて下流流体圧が
急激に下がった場合には図２に示すようにピストン２６
が押し下げられるように設定する。

【００２４】この実施例は以上のように構成されてお
り、つぎにその作用を説明すると、いま、図１矢印のご
とく、水がこの緊急遮断弁Ｖを介設した管路を流れてい
る状態において、その水流が正常な場合には、その正常
な下流側の水圧が、ポート１３ｂ、２２ｄを通ってパイ
ロット弁Ｖ₁ のピストン２６下側に印加され、ばね２７
に抗してピストン２６が上昇し、そのピストン２６に一
体の弁体２１が上昇し、ポート２２ａがポート２２ｂ
に、ポート２２ｃが２２ｅにそれぞれ連通する。この連
通により、上流側の水圧はポート１３ａ、２２ａ、２２
ｂ、１３ｃを通って加圧室１１の左側室１１ａに印加さ
れ、一方、加圧室１１の右側室１１ｂはポート１３ｄ、
２２ｃ、２２ｅを介して大気に開放される。このため、
弁体６は右側に移動して弁座７から離れ、開弁する。

【００２５】この正常状態において、地震等により管路
の下流管が破損し、その下流圧が急激に下降する緊急状
態になると、図２に示すように、ポート１３ｂ、２２ｄ
を介してピストン２６の下側の水圧も降下してピストン
２６が下降する。このため、弁体２１も下降し、ポート
２２ａはポート２２ｃに、ポート２２ｂはポート２２ｅ
にそれぞれ連通し、上流水圧が加圧室１１の右側室１１
ｂに印加されるとともに左側室１１ａが大気に開放さ
れ、弁体６は左方に移動して弁座７に当接して閉弁す
る。このとき、加圧室１１の左側室１１ａの水圧は絞り
弁２３の存在によって徐々に下降して、弁体６はゆっく
り弁座７に当接してウォータハンマーが防止される。こ
のようにして、緊急遮断弁Ｖが閉じ、その上流において
貯水される。

【００２６】下流管が補修されて新たに水が別途から供
給され、下流側の水圧が正常になれば、その正常水圧が
ポート１３ｂ、２２ｄを介してピストン２６の下側に印
加されるため、ピストン２６が上昇して弁体２１が上昇
し、図１の状態に戻って弁体６が右側に移動して開弁す
る。すなわち、自動復帰する。

【００２７】図４乃至図６には他の実施例を示し、この
実施例は、上記実施例において、緊急遮断弁Ｖの各ポー
ト１３ａ〜１３ｄと、パイロット弁Ｖ₁ の各ポート２２
ａ〜２２ｄとの導管１９間に手動切換弁４０を常開の閉
止弁４１を介して介設したものであり、図４に示すよう
に切換弁４０が全てのポートの連通を阻止している場合
は、上述の実施例と同様な作用を行う。

【００２８】この状態において、図５に示すように切換
弁４０を切換えると、緊急遮断弁Ｖの流入口側ポート１
３ａが加圧室１１の右側室１１ｂのポート１３ｄに連通
されるとともに、同左側室１１ａのポート１３ｃが大気
に開放される。このため、弁体６は左方に動いて弁座７
に当接して閉弁する。すなわち、手動により強制的に閉
弁される。このとき、切換え当初は、図５のごとく、パ
イロット弁Ｖ₁ の弁体２１が上昇状態で、加圧室１１の
右側室１１ｂも大気に開放状態であるが、その右側室１
１ｂのポート２２ｅからの減圧は絞り弁２３により抑制
され、上流側水圧がその右側室１１ｂに直接に印加され
るとともに、左側室１１ａが大気に開放されるため、ピ
ストン９すなわち弁体６は左方に動いて閉弁する。この
作用により、下流側水圧が低下すれば、図６に示すよう
にパイロット弁Ｖ₁ のピストン２６は下降し、弁体２１
も下降する。この状態は、ポート２２ｃがポート１３ａ
に連通し、ポート２２ｂがポート２２ｅに連通し、加圧
室１１の右側室１１ｂに上流側の水圧が前述のように洩
れることなく印加され、左側室１１ａは全て大気に開放
されるため、閉弁状態が自己保持（ロック）される。

【００２９】この状態で、手動切換弁４０を図４の状態
に戻せば、下流水圧が正常である場合にはピストン２６
が上昇してシリンダアクチュエーターが同図の状態にな
って開弁する。このようにして、この手動切換弁４０に
より緊急遮断弁Ｖの強制開閉を行い得る。

【００３０】図７乃至図１０にはさらに他の実施例を示
し、この実施例は、開閉動作を指示するインジケータを
設けたものである。インジケータとなる指示杆４５は、
弁箱１に弁体６の移動方向に水密に貫通し、その端が弁
体６に当接している。また、指示杆４５はばね４６によ
り弁体６側に押され、このため、弁体６と一体に動い
て、その弁体６の弁座７との接離、すなわち弁開閉を指
示する。

【００３１】この実施例は、図７、８に示す手動切換弁
４０が全てのポートの連通を阻止している状態では、図
１の実施例と同様に、正常時は図７、緊急時は図８のご
とく、弁体６が移動して弁開閉する。このとき、その弁
体６の動きに追従して指示杆４５も動き、その弁開閉を
示す。また、図９、図１０に示すように手動切換弁４０
を切換えれば、上述の図４等で示した実施例と同様にし
て強制閉弁する。このときも同様に、弁体６に追従して
指示杆４５が動き、その弁開閉を示す。

【００３２】このインジケータと手動切換弁４０の併用
は、指示杆４５の動きを利用して（確認して）、切換弁
４０により、強制開閉を行い得るものとなる。なお、手
動切換弁４０は省略し得る。また、指示杆４５はねじ込
み等によって弁体６に一体となったものとし得る。一体
となれば、ばね４６は省略し得る。図中４７はシール、
４８はドレン用開閉弁である。

【００３３】図１１、図１２にはさらに他の実施例を示
し、この実施例は、パイロット弁Ｖ ₁ に差圧感知式パイ
ロット弁Ｖ₂ を採用したものである。この差圧感知式パ
イロット弁Ｖ₂ は、先のパイロット弁Ｖ₁ のピストン２
６部分をダイヤフラム３１に代えたものであり、そのダ
イヤフラム３１を副板３２で挟持し、その上側副板３２
にばね受３３を設け、ダイヤフラム３１の水平状態は当
たり３４に下側副板３２が当たることによって維持す
る。また、流入口２側と流出口３側の水の差圧はかなり
小さい値となるため、ダイヤフラム３１の受圧面積はそ
の小さな差圧で動き得る広いものとする。

【００３４】この実施例も、上述の各実施例と同様に、
下流側の水圧変化によって緊急遮断弁Ｖの開閉作用を行
う。すなわち、ダイヤフラム３１の表裏面には上下流側
の水圧がそれぞれ常時導びかれており、正常時、図１１
のごとく、ダイヤフラム３１裏面（下側）の上流側水圧
による力が下流側水圧による力とばね２７の付勢力を加
えた力よりも小さく、ダイヤフラム３１が水平状態（無
撓み状態）となる。このため、ポートブロック２０の弁
体２１は下降位置で、図１と同様に、加圧室１１の左側
室１１ａに上流圧が印加され、ピストン９が右方に動
き、弁体６が弁座７から離れて開弁状態となる。

【００３５】一方、緊急時には、図１２のごとく、下流
側水圧が急激に低下し、ダイヤフラム３１の表裏面にお
いて、その水圧力とばね２７の付勢力を加えても、上流
側の水圧力より低くなり、ダイヤフラム３１は上方に撓
む。このため、弁体２１も上昇し、図２と同様に、上流
水圧が右側室１１ｂに印加されるとともに左側室１１ａ
が大気に開放され、弁体６は左方に移動して弁座７に当
接して閉弁する。

【００３６】下流管が補修されて新たに水が別途から供
給され、下流側の水圧が正常になれば、上述と同様に、
その正常水圧がダイヤフラム３１の上側に印加されるた
め、ダイヤフラム３１が水平状態となり、図１１の状態
に戻って弁体６が右側に移動して開弁する。すなわち、
自動復帰する。この実施例においても、手動切換弁４
０、インジケータ（指示杆４５）を設けることができ
る。

【００３７】上記各実施例は、弁体６が管軸（弁箱軸）
上を流れ方向上下に移動して遮断弁Ｖを開閉しているた
め、玉形弁と同様に口径と同じ流通面積を得るために
は、弁体６の移動ストロークは、口径の１／４あれば十
分である。なお、流体は水には限定されない。

【００３８】

【発明の効果】この発明は、以上のように、弁箱内の流
体流路を直線状とするとともに、弁体外周にその流体圧
で作動するシリンダアクチュエーターを構成したので、
小型で円滑な流通が行われる緊急遮断弁を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の概略図

【図２】同実施例の概略作用図

【図３】図２のＸ−Ｘ線断面図

【図４】他の実施例の概略図

【図５】同実施例の概略作用図

【図６】同実施例の概略作用図

【図７】他の実施例の概略図

【図８】同実施例の作用概略図

【図９】同実施例の作用概略図

【図１０】同実施例の作用概略図

【図１１】他の実施例の概略図

【図１２】同実施例の概略作用図

【図１３】従来の緊急遮断弁の一例を示す斜視図

【図１４】同上の他の例を示す概略断面図

【符号の説明】

Ｖ 緊急遮断弁 Ｖ₁ 、Ｖ₂ パイロット弁 １ 弁箱 １ａ 弁箱シリンダ ２ 流入口 ３ 流出口 ６ 弁体 ６ａ 弁体頭部 ６ｂ 弁体筒部 ７ 弁座 ８ 流通路 ９ ピストン １１ 加圧室 １１ａ 加圧左側室 １１ｂ 加圧右側室 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ ポート ２０ ポートブロック ２１ 弁体 ２１ｂ 弁体の流通路 ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ、２２ｅ ポート ２３ 絞り弁 ２５ 弁箱 ２６ ピストン ２７ ばね ３１ ダイヤフラム ４０ 手動切換弁 ４５ 指示杆

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H053 AA25 BA05 BA12 BC01 CA06 DA02 3H056 AA02 AA09 BB32 CA02 CB02 CB07 CB08 CB09 CC05 CD06 DD02 EE10 GG05 GG11 3H060 AA04 AA09 CC22 DA03 DC10 DD05 DD17 DF04 GG16 HH03 HH14

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路に介設される筒状弁箱１の流入口２
   内側に弁座７を形成するとともに、前記弁箱１内に前記
   弁座７に接離する弁体６を弁箱１筒軸方向に移動自在に
   嵌め込み、その弁体６の前記弁座７への当接部下流側に
   流通路８を形成し、前記弁箱１の弁体６移動部分をシリ
   ンダ１ａとするとともに、弁体６外面にそのシリンダ１
   ａ内を摺動するピストン９を前記流通路８を保って設
   け、そのピストン９で仕切られるシリンダ１ａの両加圧
   室１１ａ、１１ｂに前記管路内を流れる流体圧を選択的
   に印加するパイロット弁Ｖ₁ 、Ｖ₂ を接続し、このパイ
   ロット弁Ｖ₁ 、Ｖ₂ により、前記流体圧の変動に基づ
   き、前記両加圧室の一方に前記流体圧を印加するととも
   に他方を開放して、前記弁体６を弁座７に接離する緊急
   遮断弁。
2. 【請求項２】 上記弁箱１に上記弁体６の移動方向に水
   密に貫通する指示杆４５を設け、この指示杆４５は弁体
   ６とともに移動し、その指示杆４５の移動により弁開閉
   を確認できるようにしたことを特徴とする請求項１に記
   載の緊急遮断弁。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、上記両加圧室
   １１ａ、１１ｂに、上記流体圧の印加と開放を選択的に
   切換える手動切換弁４０を設けたことを特徴とする緊急
   遮断弁。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか一つにおい
   て、上記流体圧の変動を上記弁体６より下流の流体圧の
   低下とし、その低下に基づき前記弁体６を弁座７に当接
   して閉弁することを特徴とする緊急遮断弁。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一つにおい
   て、上記パイロット弁Ｖ₂ を上記弁体６前後の差圧によ
   って作動する差圧感知式としたことを特徴とする緊急遮
   断弁。