JP2004298502A - スプリンクラ消火設備および逆止弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】バイパス配管から所定の配管に補充のための消火水を確実に供給することを目的とする。
【解決手段】常時閉鎖状態を保つ予作動弁を回避し、一次側配管および二次側配管を少流量で接続して同圧を維持するバイパス配管と、バイパス配管に設けられ、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、一次側開口および二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする弁体を備えている逆止弁を備え、逆止弁の二次側開口近傍に、弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、二次側開口への流水量の増大によって弁体が二次側開口への流水を封じる。
【選択図】 図１
【解決手段】常時閉鎖状態を保つ予作動弁を回避し、一次側配管および二次側配管を少流量で接続して同圧を維持するバイパス配管と、バイパス配管に設けられ、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、一次側開口および二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする弁体を備えている逆止弁を備え、逆止弁の二次側開口近傍に、弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、二次側開口への流水量の増大によって弁体が二次側開口への流水を封じる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、スプリンクラ消火設備および逆止弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物に設備される消火設備として、湿式の閉鎖型スプリンクラ消火設備を中心として、配管内に消火水を導入せず主に寒冷地に利用される乾式スプリンクラ消火設備、または二次側に圧縮空気を導入して別途設置される火災感知器の信号により消火水を導入させる予作動式スプリンクラ消火設備などが利用されている。
【０００３】
また、火災感知器の信号等に基づいて開制御される予作動弁を用いながら、常時二次側配管へ消火水を充填する、いわゆる充水予作動によるスプリンクラ消火設備も、放水遅れのない有用なシステムとして、近年広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、球形弁体を用いる少流量の逆止弁として、例えば、供給される消火水の圧力を利用して弁体の閉状態を維持する一斉開放弁に用いられているものがある。例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３３１０４２号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２５７２５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の充水予作動のスプリンクラ消火設備においては、二次側配管の状態監視のため充水加圧しており、例えば火災でなくスプリンクラヘッドが開放したときに圧力低下により誤作動を検出できるようになっている。予作動弁の開閉とは別にスプリンクラヘッドが設けられる二次側配管に一次側配管からの少流量のバイパス配管が形成されることが多く、火災でなく何らかの衝撃によってスプリンクラヘッドが開放した場合、二次側配管内の消火水のみでなく、少流量であるが、一次側配管から追従する消火水についても、給水が止められるまで放水してしまうという不具合があった。
【０００８】
また、このような少流量のバイパス配管に球形弁体を使用して双方向に閉弁可能とするとともに、一方についてその球形弁体を持ち上げるだけの流量が発生するときにのみ閉止する双方向逆止弁を用いることができるが、球形弁体の動きを水流だけに依存することは調整が難しく、必要な二次側配管への給水が閉止されることも考えられる。
【０００９】
したがって、本発明は、バイパス配管から所定の配管に補充のための消火水を確実に供給することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スプリンクラヘッドが設けられる二次側配管と、給水源に接続される一次側配管と、これらの一次側配管と二次側配管との間に配設された予作動弁と、を備えているスプリンクラ消火設備において、常時閉鎖状態を保つ前記予作動弁を回避し、前記一次側配管および前記二次側配管を少流量で接続して同圧を維持するバイパス配管と、該バイパス配管に設けられ、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする弁体を備えている逆止弁を備え、該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、逆止弁の二次側開口に対して弾性体の開口は所定の距離を有し、該弾性体の変形を許容するものである。
【００１２】
また、本発明は、少流量で一次側から二次側への流水を許容する逆止弁であって、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする球形の弁体を備えるとともに、該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることを特徴とするものである。
【００１３】
そして、一次側開口および二次側開口は、弁体が所定位置に止められる漏斗部をそれぞれ備えているものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図９および図１０は、本発明を利用する第１の実施の形態であるスプリンクラ消火設備を概略的に示すシステム構成図である。
【００１５】
図において、ユニット２０は、複数の閉鎖型のスプリンクラヘッドＳが接続される二次側配管Ｐ２および図示しない給水源からの一次側配管Ｐ１による給水管に設けられた予作動弁ＭＶのいわゆる弁回りであって、具体的には、予作動弁ＭＶの一次側に配置される制御弁Ｖ１と、予作動弁ＭＶの二次側に配置されるパドル式流水検知スイッチＦＤと、予作動弁ＭＶをバイパスする逆止弁ＳＶを備えたバイパス配管ＳＲと、二次圧低下検出用圧力スイッチＰＳと、予作動弁ＭＶが減圧開放方式によって開放可能とするための遠隔起動弁ＰＶと、手動で開放可能とする手動起動弁ＨＶと、をそれぞれ備えている。
【００１６】
このような弁回りを備えた予作動弁ＭＶによるスプリンクラ消火設備の動作について簡単に説明すると、常時は、図９のように、予作動弁ＭＶの一次側配管Ｐ１および二次側配管Ｐ２には、バイパス配管ＳＲを介して同圧に維持され、そして、遠隔起動弁ＰＶが常時閉状態にあるので、予作動弁ＭＶのピストン室１１内も同圧になっている。
【００１７】
火災が発生すると、図示しない火災感知器が作動しそれに基づき図示しない制御盤によって遠隔起動弁ＰＶが開放される。この遠隔起動弁ＰＶの開放により、図１０のように予作動弁ＭＶのピストン室１１が排水によって減圧されて、予作動弁ＭＶの弁体１２が開放される。
【００１８】
そして、火災の熱によってスプリンクラヘッドＳが開放して、予作動弁ＭＶを介して一次側配管Ｐ１から消火水が供給されてスプリンクラヘッドＳから放水を行う。この放水によって二次側配管Ｐ２内に流水が生じ、流水検知スイッチＦＤが作動して流水検知信号を発生する。
【００１９】
また、非火災時に図示しない火災感知器のみが作動した場合、上記のように予作動弁ＭＶは開放制御されるが、スプリンクラヘッドＳが閉鎖しているため、放水は行われない。また、非火災時にスプリンクラヘッドＳのみが作動した場合、予作動弁ＭＶの二次側配管Ｐ２内から残水が一時的に放水され、これに基づく二次圧の低下を圧力スイッチＰＳにより検知して警報を発し、予作動弁ＭＶが閉止しているため、バイパス配管ＳＲを介して少水量の消火水が追従しようとするが、後述する逆止弁ＳＶがバイパス配管ＳＲを封じるので、追従は閉止されて水損の規模は極めて小さくて済む。
【００２０】
つぎに、逆止弁ＳＶについて、図１乃至図３により説明する。逆止弁ＳＶは、上部材３１および下部材３２をＯリング３５を介して組み合わせて球形弁体３３を移動空間３４内に移動可能に保持して、構成される。
【００２１】
この上部材３１は、バイパス配管ＳＲの接続されるねじ部による配管接続部３６の内部に移動空間３４となる略円筒状の空間の天井部分に小孔４９に通じる二次側開口３７が形成され、バイパス配管ＳＲにつながるように構成されるとともに、移動空間３４の天井部分は二次側開口３７を絞るように漏斗部４０に形成されている。
【００２２】
また、上部材３１の下部にはねじ山が設けられた結合部３８が形成され、その外側に円周状の壁面を形成してＯリング３５が当接する凸段部３９が形成されている。
【００２３】
そして、この下部材３２は、バイパス配管ＳＲの接続されるねじ部による配管接続部４１の内部にバイパス配管ＳＲにつながる小孔４７を介して移動空間３４に面する一次側開口４３が形成されるとともに、移動空間３４の床面部分は一次側開口４３に絞るように漏斗部４４に形成されている。
【００２４】
この一次側開口４３および二次側開口３７は円形に小さく設けられ、移動空間３４内を球形弁体３３が移動するときに、その移動によって一次側開口４３および二次側開口３７の外周に球形弁体３３が当接して密封状態となるように形成されている。
【００２５】
また、下部材３２の上部にはねじ山が設けられた結合部４５が形成され、その内側に円周状の壁面を形成してＯリング３５が当接する凹段部４６が形成されている。
【００２６】
そして、上部材３１にＯリング３５を介して下部材３２を嵌め込んで、結合部３８および結合部４５を螺合することで結合して固定することができる。このとき、Ｏリング３５は上記固定状態の有無に係わらず、上部材３１の凸段部３９の外向きの周壁および下部材３２の凹段部４６の円周壁に挟み込まれ、シール機能を発揮する。
【００２７】
この上部材３１と下部材３２との結合によって、移動空間３４が形成されるが、その内部に球形弁体３３が挿入されるとともに、弾性体６０が挿入されている。
【００２８】
この弾性体６０は、円筒状の移動空間３４の内壁面に当接するように形成された円筒部６１と、その上部材３１側に略蓋状に形成される上壁部６２とからなり、上壁部６２の中央部分には弾性開口６３が形成されている。弾性体６０は移動空間３４の内壁面の上下に挟み込まれることによって位置決めされ、弾性開口６３は二次側開口３７の直前に配置されることになる。
【００２９】
この弾性開口６３の形状について図１に示すＡ−Ａ’線における断面形状を図４に示す。
【００３０】
弾性体６０の上壁部６２では、弾性開口６３の周囲のうち、球形弁体３３が当接する円形部７１と、球形弁体３３に当接せず、その円形部７１に対向して設けられている２つの耳部７２、７３を有する形状とされている。そして、球形弁体３３が円形部７１に当接するときには、耳部７２、７３の部分に隙間ができ、その状態で少流量の通水が可能であり、その流量が大きいときには、球形弁体３３が弾性体６０の上壁部６２に押付けられ、変形することにより、球形弁体３３が二次側開口３７に当接して二次側開口３７を閉止する。なお、この変形は、二次側開口３７部分に漏斗部４０があることによって、弾性体６０の上壁部６２の上側に空間が存在し、その空間内に上壁部６２が移動するように変形することができる。
【００３１】
このように、球形弁体３３が二次側開口３７を閉止することは、上壁部６２の弾性によって決定され、逆止弁ＳＶを安定して作動させることができる。なお、この実施形態では球形弁体３３が二次側開口３７に当接することで、二次側への流水を閉止させているが、球形弁体３３が弾性体６０の弾性開口６３を封じることによって、二次側開口３７を閉止するようにしても構わない。また、弾性体６０の上壁部６２の変形は、漏斗部４０内に移動できるようにしているが、漏斗部４０を構成せずに上壁部６２の移動ができない場合には、上壁部６２の圧縮変形を利用することもできる。ただし、このときには上壁部６２の厚みを必要とする。
【００３２】
この弾性開口６３の形状について、種々の形状を取り得ることを図４と同様である図５乃至図９の断面形状によって説明する。
【００３３】
まず、図５における弾性体６０Ａでは、弾性開口６３Ａの周囲のうち、球形弁体３３が一部に当接する平行部７４、７５と、球形弁体３３に当接せず、円弧状に形成される円周部７６、７７を有する形状とされている。そして、球形弁体３３が平行部７４、７５に当接するときには、円周部７６、７７との間に隙間ができる。この隙間において通水が可能で、球形弁体３３が弾性体６０Ａを変形させることは、図４の場合と同様である。
【００３４】
つぎに、図６における弾性体６０Ｂでは、弾性開口６３Ｂの周囲が楕円形に形成されている。そして、球形弁体３３が弾性開口６３Ｂに当接するときには、その最短の２つの点７８、７９部分に当接し、それ以外の部分に隙間ができる。この隙間において通水が可能で、球形弁体３３が弾性体６０Ｂを変形させることは、図４の場合と同様である。
【００３５】
つぎに、図７における弾性体６０Ｃでは、弾性開口６３Ｃの周囲のうち、球形弁体３３が先端部分に当接する突出部８０、８１と、球形弁体３３に当接せず、略円形に弾性開口６３Ｃを形成する外周部８２、８３を有する形状とされている。そして、球形弁体３３が突出部８０、８１の先端部分に当接するときには、外周部８２、８３との間に隙間ができる。この隙間において通水が可能で、球形弁体３３が弾性体６０Ｃを変形させることは、図４の場合と同様である。
【００３６】
つぎに、図８における弾性体６０Ｄでは、弾性開口６３Ｄの周囲が正方形に形成されている。そして、球形弁体３３が弾性開口６３Ｄに当接するときには、正方形の各辺部８４、８５、８６、８７の中央部分に当接し、各頂点の部分に隙間ができる。この隙間において通水が可能で、球形弁体３３が弾性体６０Ｄを変形させることは、図４の場合と同様である。
【００３７】
これらのような、弾性開口６３に採用する形状は、球形弁体３３が当接するときに隙間を有するものであればよく、その隙間の大きさや変形させる力の設定を調整しやすい形状とすればよく、例えば図７のような突出部８０、８１を用いる場合には変形しやすいであろうし、図６のような楕円形の開口６３Ｂとすればその他のように角がなく、球形弁体３３が押す力が分散されて長期に亘り安定して機能させることができる。
【００３８】
このように形成される逆止弁ＳＶは、常時の図９における一次側配管Ｐ１および二次側配管Ｐ２が同圧のときには、図１に示すように球形弁体３３が自重で下方に移動しており、下部材３２の漏斗部４４に案内されて、一次側開口４３を封止する。この状態で、一次側配管Ｐ１側が低圧になっても、一次側開口４３から消火水が一次側配管Ｐ１側に流出しないので、詳細に示さない他の区画からの放水による一次側配管Ｐ１側の圧力低下が発生しても、二次側配管Ｐ２内は低下しないので、圧力スイッチＰＳは働かず警報を発しない。
【００３９】
そして、二次側配管Ｐ２側が自然の圧力変動に伴い圧力低下すると、一次側開口４３から差圧による押し上げる力が球形弁体３３に働き、図２に示すように、球形弁体３３が移動空間３４内で持ち上げられ、一次側開口４３を開放し、高圧の一次側配管Ｐ１側の消火水がバイパス配管ＳＲを介して二次側配管Ｐ２に充填されることになる。この充填が同圧に近づくと、球形弁体３３を押し上げる力が弱まり、移動空間３４内を落ちて、再び図１のように球形弁体３３が漏斗部４４によって一次側開口４３を封じる位置に落ち着く。
【００４０】
また、二次側配管Ｐ２におけるスプリンクラヘッドＳが何らかの衝撃で誤作動した場合には、二次側配管Ｐ２は大きく減圧して逆止弁ＳＶにおいて、上記と同様に、まず移動空間３４を上方に素早く移動して弾性体６０の弾性開口６３に当接し、図２の状態になって球形弁体３３は一次側開口４３を開放する。そして、この場合の球形弁体３３は一次側開口４３を介する一次側配管Ｐ１内との圧力差が大きく、球形弁体３３が二次側開口３７に向けて強く押し上げられることにより、弾性体６０の上壁部６２を変形させて、図３に示すように二次側開口３７を封じる位置に落ち着く。この状態で、バイパス配管ＳＲの流水が閉止され、二次側配管Ｐ２側の圧力が上がらず、球形弁体３３への押し上げる力は弱まらないので、二次側開口３７を封止する状態が維持される。
【００４１】
このように、逆止弁ＳＶは、バイパス配管ＳＲにおいて、二次側配管Ｐ２から一次側配管Ｐ１への消火水の流出を封止する機能とともに、一次側配管Ｐ１から二次側配管Ｐ２への過剰な消火水の供給を閉止する機能を備えるものである。したがって、スプリンクラヘッドＳの誤作動がある場合にも、放水量は極めて少なくて済む。
【００４２】
この逆止弁ＳＶでは、機能的に二次側配管Ｐ２内の圧力変動に伴う僅かな消火水補充に対応し、スプリンクラヘッドＳの誤作動のような多量の消火水流出は閉止することができる。また、一次側開口４３および二次側開口３７が小孔４７、４９でつながっていることから、バイパス配管ＳＲを通じて補充する消火水の流量は制限されたものであるが、球形弁体３３と弾性体６０の弾性開口６３との隙間により通水するので、さらに制限された流量となる。
【００４３】
そして、逆止弁ＳＶは上部材３１および下部材３２の２部材の螺合という簡単な構造であり、これらの結合のみでＯリング３５を凸段部３９および凹段部４６の円周壁に挟み込み、十分なシール機能を発揮させている。さらに、上部材３１および下部材３２を組み合わせるときに、球形弁体３３および弾性体６０を挿入して、移動空間３４が簡便に形成される。
【００４４】
なお、この実施の形態に用いられている逆止弁ＳＶを単体で取り出したときに、スプリンクラ消火設備以外に、開放型スプリンクラ消火設備や泡消火設備に用いられる一斉開放弁の検知ヘッドが設置される配管への充水機構に用いられてもよく、通常の湿式スプリンクラ消火設備において流水検知装置をバイパスして消火水を補充する配管に用いることもできる。
【００４５】
つぎの本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態では、システムとして第１の実施の形態と同じスプリンクラ消火設備であって、そのシステムを示す図９および図１０における逆止弁ＳＶに構造の異なる逆止弁ＳＶ’を用いるものであり、この逆止弁ＳＶ’について、図１１乃至図１３により説明する。なお、この図１１乃至図１３は、第１の実施の形態における逆止弁ＳＶに関する図１乃至図３の関係に該当し、この逆止弁ＳＶ’の役割および作動について逆止弁ＳＶと同じであるので、同一の部材には同一の符号を付与して説明を省略する。
【００４６】
逆止弁ＳＶ’は、本体部材３１’に封止部材３２’を組み合わせて構成されて、球形弁体３３を移動空間３４内に保持される。
【００４７】
この本体部材３１’は、第１の実施の形態における上部材３１および下部材３２を組み合わせた外形をなし、二次側開口４３に該当する部分に、移動空間３４に連結される円筒状の開口部分が形成され、その開口部分に、封止部材３２’が螺合により結合されることで、逆止弁ＳＶと同様の本体形状が形成されている。
【００４８】
この第２の実施の形態による逆止弁ＳＶ’の構造により、封止部材３２’が本体部材３１’の配管接続部３６の内側に位置しているため、本体部材３１’と封止部材３２’との間に、パッキンのような止水部材を介在させる必要がなく、点数を少なくできるとともに、組立作業が簡素化できる。また、配管が一次側および二次側の双方とも本体部材３１’に結合されるので、逆止弁ＳＶ’での結合状態がさらに堅牢となる。
【００４９】
以上のように、本発明は、スプリンクラヘッドが設けられる二次側配管と、給水源に接続される一次側配管と、これらの一次側配管と二次側配管との間に配設された予作動弁と、を備えているスプリンクラ消火設備において、常時閉鎖状態を保つ前記予作動弁を回避し、前記一次側配管および前記二次側配管を少流量で接続して同圧を維持するバイパス配管と、該バイパス配管に設けられ、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする弁体を備えている逆止弁を備え、該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることによって、火災でなく何らかの衝撃によってスプリンクラヘッドが開放した場合、一次側配管から追従する消火水を閉止することができ、二次側配管内の消火水のみの放出に済ませることができる。
【００５０】
そして、逆止弁の二次側開口に対して弾性体の開口は所定の距離を有し、該弾性体の変形を許容するものである。
【００５１】
また、本発明は、少流量で一次側から二次側への流水を許容する逆止弁であって、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする球形の弁体を備えるとともに、該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることによって、その隙間の大きさや変形させる力の設定を調整しやすい。
【００５２】
そして、一次側開口および二次側開口は漏斗部をそれぞれ備えて弁体を所定の位置に止める。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の逆止弁を示す縦方向の断面図。
【図２】図１の異なる状態を示す断面図。
【図３】図１の異なる状態を示す断面図。
【図４】図１の弾性体を示す水平方向の断面図。
【図５】図４とは別形状の弾性体を示す断面図。
【図６】図４とは別形状の弾性体を示す断面図。
【図７】図４とは別形状の弾性体を示す断面図。
【図８】図４とは別形状の弾性体を示す断面図。
【図９】図１の逆止弁を用いる概略的なシステム構成図。
【図１０】図９の作動状態を示すシステム構成図。
【図１１】本発明の第２の実施形態の逆止弁を示す縦方向の断面図。
【図１２】図１１の異なる状態を示す断面図。
【図１３】図１１の異なる状態を示す断面図。
【符号の説明】
ＳＲ バイパス配管
ＳＶ 逆止弁
３３ 球形弁体
３７ 二次側開口
４３ 一次側開口
６０ 弾性体
６３ 弾性開口
【産業上の利用分野】
本発明は、スプリンクラ消火設備および逆止弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建物に設備される消火設備として、湿式の閉鎖型スプリンクラ消火設備を中心として、配管内に消火水を導入せず主に寒冷地に利用される乾式スプリンクラ消火設備、または二次側に圧縮空気を導入して別途設置される火災感知器の信号により消火水を導入させる予作動式スプリンクラ消火設備などが利用されている。
【０００３】
また、火災感知器の信号等に基づいて開制御される予作動弁を用いながら、常時二次側配管へ消火水を充填する、いわゆる充水予作動によるスプリンクラ消火設備も、放水遅れのない有用なシステムとして、近年広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、球形弁体を用いる少流量の逆止弁として、例えば、供給される消火水の圧力を利用して弁体の閉状態を維持する一斉開放弁に用いられているものがある。例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３３１０４２号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−２５７２５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記の充水予作動のスプリンクラ消火設備においては、二次側配管の状態監視のため充水加圧しており、例えば火災でなくスプリンクラヘッドが開放したときに圧力低下により誤作動を検出できるようになっている。予作動弁の開閉とは別にスプリンクラヘッドが設けられる二次側配管に一次側配管からの少流量のバイパス配管が形成されることが多く、火災でなく何らかの衝撃によってスプリンクラヘッドが開放した場合、二次側配管内の消火水のみでなく、少流量であるが、一次側配管から追従する消火水についても、給水が止められるまで放水してしまうという不具合があった。
【０００８】
また、このような少流量のバイパス配管に球形弁体を使用して双方向に閉弁可能とするとともに、一方についてその球形弁体を持ち上げるだけの流量が発生するときにのみ閉止する双方向逆止弁を用いることができるが、球形弁体の動きを水流だけに依存することは調整が難しく、必要な二次側配管への給水が閉止されることも考えられる。
【０００９】
したがって、本発明は、バイパス配管から所定の配管に補充のための消火水を確実に供給することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、スプリンクラヘッドが設けられる二次側配管と、給水源に接続される一次側配管と、これらの一次側配管と二次側配管との間に配設された予作動弁と、を備えているスプリンクラ消火設備において、常時閉鎖状態を保つ前記予作動弁を回避し、前記一次側配管および前記二次側配管を少流量で接続して同圧を維持するバイパス配管と、該バイパス配管に設けられ、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする弁体を備えている逆止弁を備え、該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることを特徴とするものである。
【００１１】
そして、逆止弁の二次側開口に対して弾性体の開口は所定の距離を有し、該弾性体の変形を許容するものである。
【００１２】
また、本発明は、少流量で一次側から二次側への流水を許容する逆止弁であって、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする球形の弁体を備えるとともに、該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることを特徴とするものである。
【００１３】
そして、一次側開口および二次側開口は、弁体が所定位置に止められる漏斗部をそれぞれ備えているものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。図９および図１０は、本発明を利用する第１の実施の形態であるスプリンクラ消火設備を概略的に示すシステム構成図である。
【００１５】
図において、ユニット２０は、複数の閉鎖型のスプリンクラヘッドＳが接続される二次側配管Ｐ２および図示しない給水源からの一次側配管Ｐ１による給水管に設けられた予作動弁ＭＶのいわゆる弁回りであって、具体的には、予作動弁ＭＶの一次側に配置される制御弁Ｖ１と、予作動弁ＭＶの二次側に配置されるパドル式流水検知スイッチＦＤと、予作動弁ＭＶをバイパスする逆止弁ＳＶを備えたバイパス配管ＳＲと、二次圧低下検出用圧力スイッチＰＳと、予作動弁ＭＶが減圧開放方式によって開放可能とするための遠隔起動弁ＰＶと、手動で開放可能とする手動起動弁ＨＶと、をそれぞれ備えている。
【００１６】
このような弁回りを備えた予作動弁ＭＶによるスプリンクラ消火設備の動作について簡単に説明すると、常時は、図９のように、予作動弁ＭＶの一次側配管Ｐ１および二次側配管Ｐ２には、バイパス配管ＳＲを介して同圧に維持され、そして、遠隔起動弁ＰＶが常時閉状態にあるので、予作動弁ＭＶのピストン室１１内も同圧になっている。
【００１７】
火災が発生すると、図示しない火災感知器が作動しそれに基づき図示しない制御盤によって遠隔起動弁ＰＶが開放される。この遠隔起動弁ＰＶの開放により、図１０のように予作動弁ＭＶのピストン室１１が排水によって減圧されて、予作動弁ＭＶの弁体１２が開放される。
【００１８】
そして、火災の熱によってスプリンクラヘッドＳが開放して、予作動弁ＭＶを介して一次側配管Ｐ１から消火水が供給されてスプリンクラヘッドＳから放水を行う。この放水によって二次側配管Ｐ２内に流水が生じ、流水検知スイッチＦＤが作動して流水検知信号を発生する。
【００１９】
また、非火災時に図示しない火災感知器のみが作動した場合、上記のように予作動弁ＭＶは開放制御されるが、スプリンクラヘッドＳが閉鎖しているため、放水は行われない。また、非火災時にスプリンクラヘッドＳのみが作動した場合、予作動弁ＭＶの二次側配管Ｐ２内から残水が一時的に放水され、これに基づく二次圧の低下を圧力スイッチＰＳにより検知して警報を発し、予作動弁ＭＶが閉止しているため、バイパス配管ＳＲを介して少水量の消火水が追従しようとするが、後述する逆止弁ＳＶがバイパス配管ＳＲを封じるので、追従は閉止されて水損の規模は極めて小さくて済む。
【００２０】
つぎに、逆止弁ＳＶについて、図１乃至図３により説明する。逆止弁ＳＶは、上部材３１および下部材３２をＯリング３５を介して組み合わせて球形弁体３３を移動空間３４内に移動可能に保持して、構成される。
【００２１】
この上部材３１は、バイパス配管ＳＲの接続されるねじ部による配管接続部３６の内部に移動空間３４となる略円筒状の空間の天井部分に小孔４９に通じる二次側開口３７が形成され、バイパス配管ＳＲにつながるように構成されるとともに、移動空間３４の天井部分は二次側開口３７を絞るように漏斗部４０に形成されている。
【００２２】
また、上部材３１の下部にはねじ山が設けられた結合部３８が形成され、その外側に円周状の壁面を形成してＯリング３５が当接する凸段部３９が形成されている。
【００２３】
そして、この下部材３２は、バイパス配管ＳＲの接続されるねじ部による配管接続部４１の内部にバイパス配管ＳＲにつながる小孔４７を介して移動空間３４に面する一次側開口４３が形成されるとともに、移動空間３４の床面部分は一次側開口４３に絞るように漏斗部４４に形成されている。
【００２４】
この一次側開口４３および二次側開口３７は円形に小さく設けられ、移動空間３４内を球形弁体３３が移動するときに、その移動によって一次側開口４３および二次側開口３７の外周に球形弁体３３が当接して密封状態となるように形成されている。
【００２５】
また、下部材３２の上部にはねじ山が設けられた結合部４５が形成され、その内側に円周状の壁面を形成してＯリング３５が当接する凹段部４６が形成されている。
【００２６】
そして、上部材３１にＯリング３５を介して下部材３２を嵌め込んで、結合部３８および結合部４５を螺合することで結合して固定することができる。このとき、Ｏリング３５は上記固定状態の有無に係わらず、上部材３１の凸段部３９の外向きの周壁および下部材３２の凹段部４６の円周壁に挟み込まれ、シール機能を発揮する。
【００２７】
この上部材３１と下部材３２との結合によって、移動空間３４が形成されるが、その内部に球形弁体３３が挿入されるとともに、弾性体６０が挿入されている。
【００２８】
この弾性体６０は、円筒状の移動空間３４の内壁面に当接するように形成された円筒部６１と、その上部材３１側に略蓋状に形成される上壁部６２とからなり、上壁部６２の中央部分には弾性開口６３が形成されている。弾性体６０は移動空間３４の内壁面の上下に挟み込まれることによって位置決めされ、弾性開口６３は二次側開口３７の直前に配置されることになる。
【００２９】
この弾性開口６３の形状について図１に示すＡ−Ａ’線における断面形状を図４に示す。
【００３０】
弾性体６０の上壁部６２では、弾性開口６３の周囲のうち、球形弁体３３が当接する円形部７１と、球形弁体３３に当接せず、その円形部７１に対向して設けられている２つの耳部７２、７３を有する形状とされている。そして、球形弁体３３が円形部７１に当接するときには、耳部７２、７３の部分に隙間ができ、その状態で少流量の通水が可能であり、その流量が大きいときには、球形弁体３３が弾性体６０の上壁部６２に押付けられ、変形することにより、球形弁体３３が二次側開口３７に当接して二次側開口３７を閉止する。なお、この変形は、二次側開口３７部分に漏斗部４０があることによって、弾性体６０の上壁部６２の上側に空間が存在し、その空間内に上壁部６２が移動するように変形することができる。
【００３１】
このように、球形弁体３３が二次側開口３７を閉止することは、上壁部６２の弾性によって決定され、逆止弁ＳＶを安定して作動させることができる。なお、この実施形態では球形弁体３３が二次側開口３７に当接することで、二次側への流水を閉止させているが、球形弁体３３が弾性体６０の弾性開口６３を封じることによって、二次側開口３７を閉止するようにしても構わない。また、弾性体６０の上壁部６２の変形は、漏斗部４０内に移動できるようにしているが、漏斗部４０を構成せずに上壁部６２の移動ができない場合には、上壁部６２の圧縮変形を利用することもできる。ただし、このときには上壁部６２の厚みを必要とする。
【００３２】
この弾性開口６３の形状について、種々の形状を取り得ることを図４と同様である図５乃至図９の断面形状によって説明する。
【００３３】
まず、図５における弾性体６０Ａでは、弾性開口６３Ａの周囲のうち、球形弁体３３が一部に当接する平行部７４、７５と、球形弁体３３に当接せず、円弧状に形成される円周部７６、７７を有する形状とされている。そして、球形弁体３３が平行部７４、７５に当接するときには、円周部７６、７７との間に隙間ができる。この隙間において通水が可能で、球形弁体３３が弾性体６０Ａを変形させることは、図４の場合と同様である。
【００３４】
つぎに、図６における弾性体６０Ｂでは、弾性開口６３Ｂの周囲が楕円形に形成されている。そして、球形弁体３３が弾性開口６３Ｂに当接するときには、その最短の２つの点７８、７９部分に当接し、それ以外の部分に隙間ができる。この隙間において通水が可能で、球形弁体３３が弾性体６０Ｂを変形させることは、図４の場合と同様である。
【００３５】
つぎに、図７における弾性体６０Ｃでは、弾性開口６３Ｃの周囲のうち、球形弁体３３が先端部分に当接する突出部８０、８１と、球形弁体３３に当接せず、略円形に弾性開口６３Ｃを形成する外周部８２、８３を有する形状とされている。そして、球形弁体３３が突出部８０、８１の先端部分に当接するときには、外周部８２、８３との間に隙間ができる。この隙間において通水が可能で、球形弁体３３が弾性体６０Ｃを変形させることは、図４の場合と同様である。
【００３６】
つぎに、図８における弾性体６０Ｄでは、弾性開口６３Ｄの周囲が正方形に形成されている。そして、球形弁体３３が弾性開口６３Ｄに当接するときには、正方形の各辺部８４、８５、８６、８７の中央部分に当接し、各頂点の部分に隙間ができる。この隙間において通水が可能で、球形弁体３３が弾性体６０Ｄを変形させることは、図４の場合と同様である。
【００３７】
これらのような、弾性開口６３に採用する形状は、球形弁体３３が当接するときに隙間を有するものであればよく、その隙間の大きさや変形させる力の設定を調整しやすい形状とすればよく、例えば図７のような突出部８０、８１を用いる場合には変形しやすいであろうし、図６のような楕円形の開口６３Ｂとすればその他のように角がなく、球形弁体３３が押す力が分散されて長期に亘り安定して機能させることができる。
【００３８】
このように形成される逆止弁ＳＶは、常時の図９における一次側配管Ｐ１および二次側配管Ｐ２が同圧のときには、図１に示すように球形弁体３３が自重で下方に移動しており、下部材３２の漏斗部４４に案内されて、一次側開口４３を封止する。この状態で、一次側配管Ｐ１側が低圧になっても、一次側開口４３から消火水が一次側配管Ｐ１側に流出しないので、詳細に示さない他の区画からの放水による一次側配管Ｐ１側の圧力低下が発生しても、二次側配管Ｐ２内は低下しないので、圧力スイッチＰＳは働かず警報を発しない。
【００３９】
そして、二次側配管Ｐ２側が自然の圧力変動に伴い圧力低下すると、一次側開口４３から差圧による押し上げる力が球形弁体３３に働き、図２に示すように、球形弁体３３が移動空間３４内で持ち上げられ、一次側開口４３を開放し、高圧の一次側配管Ｐ１側の消火水がバイパス配管ＳＲを介して二次側配管Ｐ２に充填されることになる。この充填が同圧に近づくと、球形弁体３３を押し上げる力が弱まり、移動空間３４内を落ちて、再び図１のように球形弁体３３が漏斗部４４によって一次側開口４３を封じる位置に落ち着く。
【００４０】
また、二次側配管Ｐ２におけるスプリンクラヘッドＳが何らかの衝撃で誤作動した場合には、二次側配管Ｐ２は大きく減圧して逆止弁ＳＶにおいて、上記と同様に、まず移動空間３４を上方に素早く移動して弾性体６０の弾性開口６３に当接し、図２の状態になって球形弁体３３は一次側開口４３を開放する。そして、この場合の球形弁体３３は一次側開口４３を介する一次側配管Ｐ１内との圧力差が大きく、球形弁体３３が二次側開口３７に向けて強く押し上げられることにより、弾性体６０の上壁部６２を変形させて、図３に示すように二次側開口３７を封じる位置に落ち着く。この状態で、バイパス配管ＳＲの流水が閉止され、二次側配管Ｐ２側の圧力が上がらず、球形弁体３３への押し上げる力は弱まらないので、二次側開口３７を封止する状態が維持される。
【００４１】
このように、逆止弁ＳＶは、バイパス配管ＳＲにおいて、二次側配管Ｐ２から一次側配管Ｐ１への消火水の流出を封止する機能とともに、一次側配管Ｐ１から二次側配管Ｐ２への過剰な消火水の供給を閉止する機能を備えるものである。したがって、スプリンクラヘッドＳの誤作動がある場合にも、放水量は極めて少なくて済む。
【００４２】
この逆止弁ＳＶでは、機能的に二次側配管Ｐ２内の圧力変動に伴う僅かな消火水補充に対応し、スプリンクラヘッドＳの誤作動のような多量の消火水流出は閉止することができる。また、一次側開口４３および二次側開口３７が小孔４７、４９でつながっていることから、バイパス配管ＳＲを通じて補充する消火水の流量は制限されたものであるが、球形弁体３３と弾性体６０の弾性開口６３との隙間により通水するので、さらに制限された流量となる。
【００４３】
そして、逆止弁ＳＶは上部材３１および下部材３２の２部材の螺合という簡単な構造であり、これらの結合のみでＯリング３５を凸段部３９および凹段部４６の円周壁に挟み込み、十分なシール機能を発揮させている。さらに、上部材３１および下部材３２を組み合わせるときに、球形弁体３３および弾性体６０を挿入して、移動空間３４が簡便に形成される。
【００４４】
なお、この実施の形態に用いられている逆止弁ＳＶを単体で取り出したときに、スプリンクラ消火設備以外に、開放型スプリンクラ消火設備や泡消火設備に用いられる一斉開放弁の検知ヘッドが設置される配管への充水機構に用いられてもよく、通常の湿式スプリンクラ消火設備において流水検知装置をバイパスして消火水を補充する配管に用いることもできる。
【００４５】
つぎの本発明の第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態では、システムとして第１の実施の形態と同じスプリンクラ消火設備であって、そのシステムを示す図９および図１０における逆止弁ＳＶに構造の異なる逆止弁ＳＶ’を用いるものであり、この逆止弁ＳＶ’について、図１１乃至図１３により説明する。なお、この図１１乃至図１３は、第１の実施の形態における逆止弁ＳＶに関する図１乃至図３の関係に該当し、この逆止弁ＳＶ’の役割および作動について逆止弁ＳＶと同じであるので、同一の部材には同一の符号を付与して説明を省略する。
【００４６】
逆止弁ＳＶ’は、本体部材３１’に封止部材３２’を組み合わせて構成されて、球形弁体３３を移動空間３４内に保持される。
【００４７】
この本体部材３１’は、第１の実施の形態における上部材３１および下部材３２を組み合わせた外形をなし、二次側開口４３に該当する部分に、移動空間３４に連結される円筒状の開口部分が形成され、その開口部分に、封止部材３２’が螺合により結合されることで、逆止弁ＳＶと同様の本体形状が形成されている。
【００４８】
この第２の実施の形態による逆止弁ＳＶ’の構造により、封止部材３２’が本体部材３１’の配管接続部３６の内側に位置しているため、本体部材３１’と封止部材３２’との間に、パッキンのような止水部材を介在させる必要がなく、点数を少なくできるとともに、組立作業が簡素化できる。また、配管が一次側および二次側の双方とも本体部材３１’に結合されるので、逆止弁ＳＶ’での結合状態がさらに堅牢となる。
【００４９】
以上のように、本発明は、スプリンクラヘッドが設けられる二次側配管と、給水源に接続される一次側配管と、これらの一次側配管と二次側配管との間に配設された予作動弁と、を備えているスプリンクラ消火設備において、常時閉鎖状態を保つ前記予作動弁を回避し、前記一次側配管および前記二次側配管を少流量で接続して同圧を維持するバイパス配管と、該バイパス配管に設けられ、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする弁体を備えている逆止弁を備え、該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることによって、火災でなく何らかの衝撃によってスプリンクラヘッドが開放した場合、一次側配管から追従する消火水を閉止することができ、二次側配管内の消火水のみの放出に済ませることができる。
【００５０】
そして、逆止弁の二次側開口に対して弾性体の開口は所定の距離を有し、該弾性体の変形を許容するものである。
【００５１】
また、本発明は、少流量で一次側から二次側への流水を許容する逆止弁であって、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする球形の弁体を備えるとともに、該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることによって、その隙間の大きさや変形させる力の設定を調整しやすい。
【００５２】
そして、一次側開口および二次側開口は漏斗部をそれぞれ備えて弁体を所定の位置に止める。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の逆止弁を示す縦方向の断面図。
【図２】図１の異なる状態を示す断面図。
【図３】図１の異なる状態を示す断面図。
【図４】図１の弾性体を示す水平方向の断面図。
【図５】図４とは別形状の弾性体を示す断面図。
【図６】図４とは別形状の弾性体を示す断面図。
【図７】図４とは別形状の弾性体を示す断面図。
【図８】図４とは別形状の弾性体を示す断面図。
【図９】図１の逆止弁を用いる概略的なシステム構成図。
【図１０】図９の作動状態を示すシステム構成図。
【図１１】本発明の第２の実施形態の逆止弁を示す縦方向の断面図。
【図１２】図１１の異なる状態を示す断面図。
【図１３】図１１の異なる状態を示す断面図。
【符号の説明】
ＳＲ バイパス配管
ＳＶ 逆止弁
３３ 球形弁体
３７ 二次側開口
４３ 一次側開口
６０ 弾性体
６３ 弾性開口
Claims (4)
- スプリンクラヘッドが設けられる二次側配管と、給水源に接続される一次側配管と、これらの一次側配管と二次側配管との間に配設された予作動弁と、を備えているスプリンクラ消火設備において、
常時閉鎖状態を保つ前記予作動弁を回避し、前記一次側配管および前記二次側配管を少流量で接続して同圧を維持するバイパス配管と、
該バイパス配管に設けられ、上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする弁体を備えている逆止弁を備え、
該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることを特徴とするスプリンクラ消火設備。 - 逆止弁の二次側開口に対して弾性体の開口は所定の距離を有し、該弾性体の変形を許容するものである請求項１のスプリンクラ消火設備。
- 少流量で一次側から二次側への流水を許容する逆止弁であって、
上向きに開口される一次側開口に対向する下向きの二次側開口を設けて、該一次側開口および該二次側開口の間にいずれかを流水方向によって封止可能とする球形の弁体を備えるとともに、
該逆止弁の前記二次側開口近傍に、前記弁体が当接するときに隙間を形成する開口を有する弾性体が配置され、前記二次側開口への流水量の増大によって前記弁体が前記二次側開口への流水を封じることを特徴とする逆止弁。 - 一次側開口および二次側開口は、弁体が所定位置に止められる漏斗部をそれぞれ備えているものである請求項３の逆止弁。
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