JP2002065885A - 流水検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプリンクラー設備に用いる逆止弁型の流水
検知装置において、警報装置の起動条件を明確なものに
して警報の誤報を予防する。 【解決手段】弁体１１と、該弁体に固定され弁体の開放
に伴い回動する一部が弁箱外部に突出した軸１２と、弁
体角度を検出して警報又は信号を発生する警報発生装置
２０、とを設置した流水検知装置において、該軸の突出
部に設けられた該軸１２と連動する回動機構と、該回動
機構および警報装置の起動部に連動し、該回動機構に従
って回動する被回動機構２５と、該被回動機構に設けら
れた被回動機構を常時は係止し、所定力以上で係止力を
開放する係止手段を含み、該回動機構と該被回動機構は
流量時の回転角度による伝達、非伝達部分を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプリンクラー設
備に用いる流水検知装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】流水検知装置は、スプリンクラー設備に
設置され、逆止弁構造の弁体により水源と接続する一次
側とスプリンクラーヘッドを接続する二次側とに分けら
れており、一次側及び二次側には消火水が充水されてい
る。

【０００３】火災が発生するとスプリンクラーヘッドか
ら配管内の水が散布され、二次側配管内が減圧するの
で、流水検知装置内に開閉自在に設置された弁体が開く
ことで、一次側の消火水が二次側に流れてスプリンクラ
ーヘッドへ消火水を供給して消火を行なう。また流水検
知装置は一次側から二次側への流水を検知して火災警報
を発生するものである。

【０００４】従来の逆止弁型の流水検知装置としては、
例えば図７に示すものがあり、該流水検知装置は、弁体
１に軸２が固定され、該軸２の一端は弁箱外部に突出し
ており、突出部分には棒状のカム３が設置固定されてい
る。常時カム３は遅延タイマー４のスイッチ５を押し上
げた状態にあり、このときの遅延タイマー４はＯＦＦ状
態にある。遅延タイマー４は警報発生装置６と接続され
ており、遅延タイマー４から出力された信号は、警報発
生装置６に入力される。

【０００５】上記流水検知装置は、矢印方向からの水流
により弁体１が開くと、軸２に固定されたカム３も回動
し、カム３により押し上げられていた遅延タイマー４の
スイッチ５がカム３の回動により開放され、スイッチ５
がＯＮ状態となり、タイマーが作動して一定時間継続し
てもスイッチ５がＯＮ状態にあるとき警報発生装置６へ
信号を出力するものである。

【０００６】遅延タイマー４を設置した理由として、流
水検知装置の弁体１が配管Ａ又はＢの漏水やスプリンク
ラーヘッドが外的衝撃を受けてパッキン部から漏れが生
じたような場合や、圧力変化等により瞬間的に数秒間だ
け開いた場合には警報を発しないように、弁体がある角
度以上開いた状態が一定時間以上続いた場合に警報を発
生するようにしたものである。

【０００７】以下、図６を用いて従来の流水検知装置の
流量Ｑと弁体角度θの関係を示す。図６において横軸は
流水検知装置の流量Ｑ、縦軸は弁体角度θを示す。ま
た、作動流量Ｑａ時の弁体角度θ、すなわち検出角度を
θａ２で示す。

【０００８】図６に示すように従来の流水検知装置は、
流量Ｑの増加に伴い弁体角度θが線Ｌａに沿って増加す
る。流量が作動流量Ｑａとなり、弁体角度が検出角度θ
ａ２になることで遅延タイマー４のスイッチ５をＯＮ状
態となるものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来の流水検
知装置では流量Ｑの変化に対し、弁体角度θの変化が小
さいため、作動流量Ｑａに対して検出角度θａ２を設定
しても、実際に感知した作動流量にばらつきを生じてし
まう。

【００１０】また、ゴミつまりなどの摺動抵抗などによ
り一次側と二次側の差圧、つまり流量の変化と弁体の開
度の特性が線Ｌａから線Ｌｂのように変化した際には、
検知角度θa２における流量はＱｂ２となり不作動流Ｑ
ａとは大きく異なってしまう。このＱａがスプリンクラ
ーヘッド作動時の流量より大きい場合は、火災が発生
し、スプリンクラーが作動しているにも関わらず、警報
が発生しないという致命的な問題が生じる。

【００１１】つまり、流量、流量特性等が変化した際に
弁体角度から作動流量を特定する際の信頼性、再現性に
問題があり、これらの特性を変化させる摺動抵抗、設定
弁体角度、加工精度の変化などにより、当初定めた作動
流量と実際に検知する作動流量との差が大きくなってし
まうという問題が生じる。

【００１２】これは、製品の品質に影響を及ぼすばかり
でなく、検出角度を決定するために煩雑な調節を要し、
製品のコストを増大させてしまう。

【００１３】本発明では、作動流量の流水が生じた際
に、確実に流水を検知できる流水検知装置を供給するこ
とを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は上記目
的を達成するには、弁体を所定の弁体角度で係止し、作
動流量近傍で該弁体を開放する流水検知装置を提供すれ
ば良いことに着目して本発明を完成させた。

【００１５】本発明の流水検知装置はスプリンクラー設
備に用いられる流水検知装置であり、弁体と、該弁体に
固定され弁体の開放に伴い回動する一部が弁箱外部に突
出した軸と、弁体角度を検出して警報又は信号を発生す
る警報発生装置、とを設置した流水検知装置において、
該軸の突出部に設けられた該軸と連動する回動機構と、
該回動機構および警報装置の起動部に連動し、該回動機
構に従って回動する被回動機構と、該被回動機構に設け
られた被回動機構を常時は係止し、所定力以上で係止力
を開放する係止手段を含み、該回動機構と該被回動機構
は、所定の弁体角度以上で弁体角度を伝達すること流水
検知装置である。

【００１６】流水検知装置に作動流量の流水が生じた際
に弁体を開放するように係止力を調節することで、作動
流量近傍において敏感に弁体角度が変化する流水検知装
置を構成することが出来る。

【００１７】作動流量近傍で弁体を開放することによ
り、弁体角度による流水検知の信頼性が向上するばかり
でなく、検知角度に幅を持たせることが出来、所望の検
知角度を容易に設定できるという利点を有している。

【００１８】また、摺動抵抗が生じた場合においても、
検出角度を適切に選択することで、弁体を係止しない場
合に比べて流水を確実に検知できる。

【００１９】

【実施の形態】図１に示すように、前記回動機構として
軸の突出部に円盤の一部を切欠いた形状のカム２４と
し、前記被回動機構を板状のレバー２５とし、前記回転
角度による伝達、非伝達部分としてレバー２５とカム２
４の切欠き部２４ａとの間には、一定間隔の空間２７を
形成してもよい。該係止手段２６は磁石あるいは電磁石
としてもよい。

【００２０】レバー２５とカム２４の切欠き部２４ａと
の間には、一定間隔の空間２７が形成されていることに
より、弁体１１の開放がごく僅かでカム２４がレバー２
５に接触しない場合や、カム２４がレバー２５に接触し
その力がレバー２５の係止力を超えない場合には、警報
装置２０を起動しない。

【００２１】これにより、作動流量時に、弁体が係止さ
れた状態で流水検知装置の弁体１１にかかる力を調べ、
これと係止力がつりあうようにすれは、二次側配管の漏
水や圧力変化等によって弁体が僅かに開いた場合に警報
装置２０が起動することはない。

【００２２】作動流量時は弁体に働く力が係止力よりも
大きくなるため、弁体が係止力から開放され、弁体１１
は急激に開き、係止力が作用していない場合の弁体角度
となる。よって、弁体の係止状態の弁体角度から開放時
の弁体角度までの任意の角度を流水作動時の検知角度と
することが出来る。このため、流水検知装置の検知角度
については煩雑な調整を省くことが出来る。

【００２３】摺動抵抗が働く場合、弁体は作動流量時に
通常よりも小さい弁体角度となるが、該弁体角度よりも
小さい角度を検出角度とすれば摺動抵抗による流水検知
の遅れの問題を解決することが出来る。

【００２４】弁体の係止力として用いている磁石２６の
効果についてさらに言及すれば、磁石２６は弁体１１が
開いた後に閉止する際に、磁石２６の磁力により、ある
角度まで弁体１１が閉じるとレバー２５を元の位置への
復帰を促すと共に遅延タイマー２２をＯＦＦ状態に戻す
作用を持っている。

【００２５】その際レバー２５は、鉄製であると磁石２
６がよく作用するが、鉄以外の材料、例えば樹脂でも磁
石との当接面に鉄板や磁石板を設置しておけば同様の効
果を得ることができる。

【００２６】

【発明の実施例】以下、この発明の実施形態を図１、図
２および図６を参照して説明する。図１は本発明の流水
検知装置の実施形態であり、流水検知装置の弁体軸突出
部分と警報発生装置の構成を表している。図２は、流水
検知装置の断面図である。又図６は本発明および従来の
流水検知における流水検知装置を流れる流量と弁体角度
の関係の概略を示したものである。

【００２７】本発明の流水検知装置は、バルブ本体１０
と警報発生装置２０から構成されており、まずバルブ本
体１０について説明する。

【００２８】バルブ本体１０は図２に示すように逆止弁
構造であり、弁体１１によって一次側Ａと二次側Ｂに分
けられている。一次側Ａはポンプなどの加圧装置を介し
た水源に続いた一次側配管１５に接続しており、二次側
Ｂは複数のスプリンクラーヘッドが設置された二次側配
管１６と接続している。またバルブ本体１０の二次側Ｂ
には排水路１３が穿設されている。

【００２９】弁体１１はピン１２と固着されており、該
ピン１２を軸としてバルブ本体１０の内部に開閉自在に
取付けられている。またピン１２は端が外部に突出して
おり、突出部分１２ａには警報装置２０の駆動部２３が
設けられている。

【００３０】警報装置２０は、アラーム２１、タイマー
２２、駆動部２３から成り、アラーム２１はタイマー２
２からの出力信号により警報を出力するものである。タ
イマー２２はタイマースイッチ２２ａのＯＮ状態が一定
時間以上継続すると、アラームへ信号を出力するもので
ある。

【００３１】上記タイマー２２は、スイッチ部に接触す
るとＯＮ状態になる構造のものであれば電子式、エアダ
ンパー式、バネを用いたもの等、如何なる機構のもので
も使用可能である。

【００３２】駆動部２３は、カム２４、レバー２５、磁
石２６に分けられ、カム２４は、円盤の一部を切欠いた
切欠き部２４ａを有しており、前述ピン１２のバルブ本
体１０の外部から突出した突出部分１２ａに固着されて
いる。

【００３３】レバー２５は、板材をＬ字型に屈曲させて
形成しており、屈曲部分２５ａを支点にして、一方の端
はカム２４の切欠き部２４ａから一定間隔の空間を設け
た状態で磁石２６に係止させ、他端はタイマースイッチ
２２ａから僅かに離れた状態に設置する。このときタイ
マースイッチ２２ａはＯＦＦ状態である。

【００３４】磁石２６は磁力により吸着性を有するもの
で、レバー２５の一端がカム２４の切欠き部２４ａと一
定間隔の空間２７を保たもつレバー２５を係止させてお
り、さらに係止力を弁体が係止状態にあるとき、作動流
量時に弁体にかかる力とつりあわせるように、磁力、位
置を調節する。

【００３５】作動流量時には弁体１１を係止状態から急
激に開放させることができ、該弁体の開放により、レバ
ー２５が回転し、弁体角度が検出角度θｓ以上となる
と、タイマースイッチ２２ａを押圧し、タイマースイッ
チ２２ａがＯＮ状態となる。

【００３６】図６に示すように検出角度θｓを係止時の
弁体角度θ１以上かつ開放時の弁体の角度θa２以下と
し、望ましくは摺動抵抗を考慮して、θｂ２以下とす
る。θｂ２は設計時に考慮した摺動抵抗が作用した際の
作動流量時の弁体角度である。

【００３７】二次側配管の漏水によって弁体１１が僅か
に開いた場合においては、漏水による流量が僅かである
ので、係止力により弁体がそれ以上開放することはな
く、レバー２５が回転しないので、タイマースイッチ２
２ａはＯＦＦ状態を保持し、漏水による誤報を発生する
ことはない。

【００３８】さらに磁石２６の磁性を利用してレバー２
５を鉄等の磁石がよく作用する材質で形成すれば、弁体
１１が開いた後に閉止する際、ある角度まで弁体１１が
閉じるとレバー２５は磁石２６の磁力により元の位置へ
の復帰を促され、レバー２５が磁石２６に係止される
と、レバー２５の他端もタイマースイッチ２２ａから離
れて元の位置に戻り、確実にタイマー２２を復帰するも
のである。

【００３９】上記磁石の他に吸着性を有する部材として
吸引装置があり、また吸着性を有する部材の変わりに係
止と復帰の作用をする部材として、重りやバネ等が考え
られる。

【００４０】次に、本発明の流水検知装置の作用につい
て図６を用いて説明する。

【００４１】グラフの縦軸は弁体１１の弁体角度θ、横
軸は流水検知装置の流れる流量Ｑを示す。原点Ｏは弁体
閉止、流量無の状態を示す。また、Ｌａは従来の流水検
知装置の流量―弁体角度曲線。Ｌｂは摺動抵抗が働いた
場合の流水検知の流量―弁体角度曲線を示す。

【００４２】本発明の流水検知装置は摺動抵抗が働かな
い場合０―Ｐａ１−Ｐ０−Ｐａ２−Ｌａを経路とし、摺
動抵抗が働いた場合は０−Ｐｂ１−Ｐ０−Ｐｂ２−Ｌｂ
を経路とする。

【００４３】また、θ１は弁体係止時の弁体角度、、θ
ａ２は本発明における弁体角度、θｂ２は本発明におけ
る摺動抵抗が作用した場合の作動流水時の弁体角度を示
す。Ｑａ１は弁体係止時の流量、Ｑａ１は摺動抵抗が作
用した場合の弁体係止時の流量、Ｑａは作動流量、Ｑｂ
２は従来の発明における摺動抵抗が作用したときの検知
角度における流量を示している。

【００４４】まず、スプリンクラーヘッドの作動により
作動流量以上の流水が生じた場合について示す。

【００４５】スプリンクラーヘッドの作動により二次側
Ｂが開放されることにより、一次側Ａと二次側Ｂに差圧
が生じ、弁体１１が回動し、これに伴い、弁体１１に設
置されているカム２４も回動する。弁体の開度があらか
じめ定められた係止角度θ１以下では流量の増加に伴い
弁体の角度は線Ｏ−Ｐａ１に沿って上昇する。

【００４６】Ｐ１点において弁体１１の弁体角度が予め
定められた係止角度θ１に達することで、カム２４とレ
バー２５が接し、レバー２５からの係止力を受け、弁体
１１は弁体角度θ１で係止される。

【００４７】さらに線Ｐ１−Ｐ０に沿って、スプリンク
ラーヘッドの作動により流量Ｑが作動流量Ｑａまで増加
する。流量の増加に伴い弁体に作用する力も増加する
が、この領域では弁体に作用する力が係止力よりも小さ
いので弁体は開放されず、弁体はθ１で係止されたまま
となる。

【００４８】作動流量点Ｐ０近傍においては、作動流量
Ｑａによる弁体に作用する力と係止力が釣り合っている
が、作動流量Ｑａより流量Ｑが僅かに大きくなると弁体
に働く力が係止力を上回り、磁石からレバーが離れるこ
とで、係止力が開放される。

【００４９】これにより、弁体は弁体に働く流体の力の
みを受け回動し、線Ｐ０−Ｐ２に沿って開放される。直
ちに弁体は、係止力が作用していない状態の作動流量時
の弁体角度θａ２となる。Ｑａ２より流量が増加する
と、弁体１１の弁体角度は係止力を受けないので弁体角
度線Ｐａ２−Ｌａに沿って上昇する。

【００５０】線Ｐ０−Ｐａ２領域においては、弁体１１
に接続された同軸のカム２４が回動し、それに連動して
レバー２５を回動させる。レバー２５の回動により、θ
１以上θa2以下望ましくはθｂ２以下に設定された検知
角度θｓで端がタイマースイッチ２２ａに接触してタイ
マー２２がＯＮ状態となる。

【００５１】弁体１１の開放状態が一定時間以上継続す
ると、タイマー２２はアラーム２１に信号を出力し、ア
ラーム２１は火災警報を出力するとともに該警報により
水源のポンプが起動して消火水を汲み上げ、二次側配管
に設置されたスプリンクラーヘッドへ送水が行なわれ、
スプリンクラーヘッドからの放水により火災が消し止め
られる。

【００５２】次に、弁体１１が配管内の圧力変化等で数
秒間だけ開いた場合の流水検知装置の作用を説明する。
前述のように弁体１１がある検出角度θｓ以上となると
タイマースイッチ２２ａがＯＮ状態となる。しかし数秒
間だけ開いた弁体１１は、また元のように閉じ、ある角
度まで弁体１１が閉じるとレバー２５は磁石の磁力によ
り元の位置への復帰を促され、レバー２５が磁石２６に
係止されると、レバー２５の他端も元の位置に戻り、タ
イマー２２が復帰されるので、警報装置は起動しない。

【００５３】さらに摺動抵抗が生じ、弁体の開放が妨げ
られた場合について示す。従来の流水検知装置は摺動抵
抗が生じると弁体の角度は通常時に比べて流量変化に鈍
感になってしまう。そのため、火災時など作動流量異常
の流量が生じても流水の検知が遅れてしまうといった問
題がある。

【００５４】摺動抵抗が生じた際、図６において、流量
―弁体角度特性は変化し、従来の流水検知装置では線Ｌ
ｂに沿うような、本発明の流水検知装置では線Ｏ−Ｐｂ
１−Ｐ０−Ｐｂ２’−Ｌｂに沿うような特性となる。

【００５５】摺動抵抗は弁体の開放を妨げる作用であ
る。そのため、流量の増分に対する弁体角度の増分は低
下し、流量Ｑの増加に伴い弁体角度は線Ｌｂに沿うよう
な曲線となる。

【００５６】これにより火災などによりスプリンクラー
ヘッドの作動により、弁体の開度があらかじめ定められ
た係止角度θ１以下では流量の増加に伴い弁体の角度は
線Ｏ−Ｐｂ１に沿って上昇することとなる。このときの
流量はＱｂ１である。このとき弁体には流れによる力と
係止力とが働く。

【００５７】さらに線Ｐｂ１−Ｐ０に沿って、スプリン
クラーヘッドの作動により流量Ｑが作動流量Qa２まで増
加する。流量の増加に伴い弁体に作用する力も増加する
が、この領域では弁体に作用する力が係止力よりも小さ
いので弁体は開放されず、弁体はθ１で係止されたまま
となる。

【００５８】作動流量Ｑａより流量Ｑが僅かに大きくな
ると弁体１１に働く力が係止力を上回り、磁石２６から
レバ２５ーが離れることで、係止力が開放され、弁体１
１は弁体に働く流体の力と摺動抵抗を受け回動し、弁体
角度は線Ｐ０−Ｐｂ２’に沿って変化する。直ちに弁体
は、摺動抵抗が作用した状態の作動流量時の弁体角度θ
ｂ２となる。作動流量Ｑａより流量が増加すると、弁体
１１の弁体角度は線Ｐｂ２’−Ｌｂに沿って上昇する。

【００５９】検出角度θｓに弁体角度が達するとレバー
２５端がタイマースイッチ２２ａに接触してタイマー２
２がＯＮ状態となる。

【００６０】上記のように、本発明の流水検知装置は、
検知角度θｓをθｂ２’以下に設定することで作動流量
Ｑａを検知して、警報を発生することが出来る。また、
摺動抵抗が大きく、作動流量時に、θｓよりも弁体角度
が小さい場合にも、作動流量と検出時の流量との影響を
最小限に抑えることが出来る。

【００６１】上記以外の実施形態として、図３に示すよ
うに警報発生装置２０のレバー２５の形状をＬ字型から
Ｉ型の直線形状に変更したものや、タイマーのＯＮ・Ｏ
ＦＦに用いるスイッチを、接触式のスイッチ以外にレー
ザー式や、超音波式の変位センサーを利用することも可
能である。

【００６２】また、カム２４の別の実施形態として図４
（ａ）に示す円盤形状のカムに取り付けるピンの位置
を、カムの中心から偏芯させて取り付けたものや、図４
（ｂ）に示す円盤形状のカムの一部分を膨張させた形状
のものでも前述の実施形態と同様な効果を得ることがで
きる。

【００６３】以上の実施形態は、逆止弁型の流水検知装
置についての説明であったが、図５に示すパドル型の流
水検知装置についても、パドルと軸を固定して軸の一部
を外部に突出させ、前記実施例と同様な構成にすれば実
施が可能である。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の流水検知
装置では、作動流量時に弁体を確実に開放でき、さらに
作動流量近傍で急激に弁体が開放され弁体角度が大きく
なることで、検知角度に幅を持たせることが出来、所望
の検知角度を容易に設定できるという利点を有し、さら
に摺動抵抗が生じた場合においても、作動流量を確実に
検知できるので、摺動抵抗による流水検知の未検知の問
題を解決することが出来、その結果流水検知装置の検知
性能の信頼性を向上させるという優れた特徴を持つ流水
検知装置である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流水検知装置の実施形態

【図２】本発明の流水検知装置の断面図

【図３】本発明の流水検知装置の他の実施形態

【図４】カムの他の実施形態

【図５】パドル式の流水検知装置の実施形態

【図６】本発明の流水検知装置および従来の流水検知装
置の流量―開放角度特性の概略

【図７】従来の流水検知装置の説明図

【符号の説明】

１０ バルブ本体 １１ 弁体 １２ ピン ２０ 警報発生装置 ２１ アラーム ２２ タイマー ２３ 駆動部 ２４ カム ２５ レバー ２６ 係止材 ２７ 空間

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】スプリンクラー設備に用いられる流水検知
   装置であり、弁体と、該弁体に固定され弁体の開放に伴
   い回動する一部が弁箱外部に突出した軸と、弁体角度を
   検出して警報又は信号を発生する警報発生装置、とを設
   置した流水検知装置において、該軸の突出部に設けられ
   た該軸と連動する回動機構と、該回動機構および警報装
   置の起動部に連動し、該回動機構に従って回動する被回
   動機構と、該被回動機構に設けられた被回動機構を常時
   は係止し、所定力以上で係止力を開放する係止手段を含
   み、該回動機構と該被回動機構は、所定の弁体角度以上
   で弁体角度を伝達することを特徴とした流水検知装置。
2. 【請求項２】前記回動機構として軸の突出部に円盤の一
   部を切欠いた形状のカムとし、前記被回動機構を板状の
   レバーとし、該カムと該レバーとの間に一定間隔の隙間
   を設けたことを特徴とする請求項１記載の流水検知装
   置。
3. 【請求項３】前記係止手段を磁石あるいは電磁石である
   とした請求項１もしくは２記載の流水検知装置。