JP2005248970A

JP2005248970A - 自動弁装置

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Publication number: JP2005248970A
Application number: JP2004055716A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ibaraki; 博茨木; Hiroshi Umehara; 寛梅原; Hideyuki Kono; 英行河野
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-01
Also published as: JP4387835B2

Abstract

【課題】シンプルな構成で段階的な放水を実現すると共に予告放水の遅延時間を正確に設定し、コストダウンを図る。
【解決手段】起動弁１２を動作すると自動弁１０における主シリンダ３４の開放加圧側シリンダ室３４ａに１次側圧力水が供給され、主ピストン３２の移動に伴って主シリンダ３４の閉鎖加圧側に対し流入流出自在な循環経路を形成される。主ピストン３２が初期開度に達すると、循環経路を遮断して主ピストン３２を停止させる。主弁３０の初期開度への開放後に２次側に発生する所定の初期放水圧力により初期放水圧力制御弁１５を動作し、循環経路の遮断部位をバイパスして主ピストン３２の停止を解除する。圧力調整弁１６は、初期状態は予告放水のための低圧設定であり、２次側圧力水の流入出量の制御によるピストンの移動で所定遅延時間後に低圧設定から本格放水のための規定圧設定に切替える。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速自動車道および自動車専用道路等のトンネルに設置された水噴霧設備に使用される自動弁装置に関する。

従来、一定の長さを超える高速自動車道および自動車専用道路等のトンネルにあっては非常設備として水噴霧設備を設置しており、トンネル内で火災が発生した場合、火災発生区画に対応して設置されている自動弁装置を起動することにより水噴霧ヘッドから放水し、火災の抑制と延焼を防止をする。

ところで、火災が発生した場合に、予告なしに水噴霧設備を起動して放水を開始すると、放水した区画の視界が確保できなくなり、通行車両が事故を起こしたり、避難者が迅速に避難できなくなる恐れがあることから、起動時に低圧で放水することにより水噴霧設備が起動したことを知らせる予告放水を行い、一定の遅延時間後、例えば１０秒後に規定圧力に上げて本来の放水を開始する段階的な放水制御を行うようにしている。

このような段階的な放水機能を実現するためには、自動弁装置に設けた主弁の２次側圧力を低圧と規定圧の２段階に制御するため、予告散水用の調圧パイロット弁と本格散水用の調圧パイロット弁を別々に設け、シリコンオイルを使用したタイマユニットの動作により、まず予告散水用調圧パイロット弁により自動弁を低圧制御し、所定の遅延時間後に本格散水用調圧パイロット弁による規定圧制御に切替えるようにしている。
特開２００２−３５５３２４号公報

しかしながら、このような従来の段階放水機能を備えた自動弁装置にあっては、調圧用のパイロット弁が低圧と規定圧といった制御圧に応じて必要となり、装置構成が複雑となり、コスト高になるという問題がある。

また予告放水から本格放水に切替える際の遅延時間の設定にシリコンオイルの粘性を利用したピストンの移動で予告放水用と本格放水用の調圧パイロット弁を切替えているため、シリコンオイルは使用温度により粘性が大きく変化し、温度が低い冬場では遅延時間が長めになり、温度の高い夏場では遅延時間が短くなり、予告放水時間を決める遅延時間が温度に依存して大きく変化し安定しないという問題があった。

本発明は、シンプルな構成で段階的な放水を実現すると共に予告放水の遅延時間が正確に設定できるトンネル用水噴霧設備に使用される自動弁装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本発明の自動弁装置は、
弁ボディ内の１次側と２次側を仕切る弁座に対し開閉自在に配置された主弁と、主弁を開閉駆動する主ピストンを主シリンダに摺動自在に備えた駆動機構と、主ピストンの移動に伴って主シリンダの閉鎖加圧側に対し流入流出自在な循環経路を形成し、主ピストンが所定の初期開度に達したとき循環経路を遮断して主ピストンを停止させる停止制御機構とを備えた自動弁と、
主シリンダの開放加圧側に１次側圧力水を供給して起動させる起動弁と、
主弁の初期開度への開放後に２次側に発生する所定の初期放水圧力により動作し、循環経路の遮断部位をバイパスして主ピストンの停止を解除する初期放水圧力制御弁と、
シリンダ室に対する２次側圧力水の流入出量の制御によるジスクの移動で所定遅延時間後に所定の低圧設定から所定の規定圧設定に設定又は規定圧設定に制御する圧力制御弁とを備えたことを特徴とする。

本発明の自動弁装置における停止制御機構は、主弁の駆動軸に連結されたステム上部に一体に形成されたスプール弁と、主シリンダ室の閉鎖加圧側を配管接続した第１ポートと、主弁の２次側を配管接続した第2ポートと、第1ポートと第2ポートの間に設けられ主弁を初期開度に移動した時のスプール弁の当接で流路を遮断する弁座とを備え、主シリンダの閉鎖加圧側を主弁の２次側にバイパス接続する配管に初期放水圧力制御弁を挿入接続したことを特徴とする。

本発明の自動弁装置における停止制御機構の他の形態にあっては、主弁の駆動軸の内部に同軸に配置されたアキュームレータ室にアキュームレータピストンを摺動自在に設けたアキュームレータと、アキュームレータピストンに連結されたステム上部に一体に形成されたスプール弁と、主シリンダ室の閉鎖加圧側を配管接続した流入流出ポートと、流入流出ポートとアキュームレータ室の間に設けられ主弁を初期開度に移動した時の主シリンダの閉鎖加圧側からの液の流入でアキュームレータピストンが移動した際のスプール弁の当接で流路を遮断する弁座とを備え、主シリンダ室とアキュームレータ室とを連通する外部配管に初期放水圧力制御弁を挿入接続したことを特徴とする。

ここで後者の停止制御機構は、主シリンダ室の閉鎖加圧側、アキュームレータ室及び両者を連通する配管系に制御油を充填して循環させる。

本発明の自動弁装置によれば、予告放水のための低圧設定、低圧設定による圧力制御状態で所定遅延時間の設定、遅延時間経過による本格放水のための規定圧設定への切替えを１つの圧力調整弁の機能として実現することで、装置構成をシンプルにし、コストの低減を図ることができる。

また低圧設定の予告放水から規定圧設定の本格放水を開始するまでの遅延時間は、圧力調整弁で低圧設定から規定圧設定に切替えるピストン・シリンダ機構において、シリンダ室の一方から他方に流す流出量を絞り設定することで正確に決めることができ、シリコンオイルの粘性を利用した従来のタイマユニットのように、使用温度に依存して遅延時間が変動する問題を解消できる。

図１は本発明による自動弁装置の実施形態を示した説明図である。図１において、本発明の自動弁装置は自動弁１０、起動弁１２、初期放水圧力制御弁１５、圧力調整弁１６、貯水タンク５２で基本的に構成され、更に圧力スイッチ４６、自動排水弁４８及びテスト放水弁５０を設けている。

自動弁１０は弁ボディ２０の一方に流入口２２を持ち、他方に流出口２４を持ち、流入口２２側にはポンプ設備からの配管が接続され、流出口２４にはトンネル内に設置した放水ヘッド側の配管が接続されている。この自動弁１０の詳細は図２に取り出して示す。

図２において、自動弁１０は、弁ボディ２０の内部に仕切壁２６を有し、仕切壁２６の弁穴５５に対し主弁３０を配置している。弁穴５５の上部には弁座２８が形成され、弁座２８に対し主弁３０に設けた弁シール５６を押圧することで弁を閉鎖状態としている。

主弁３０はスリーブ３２ａと一体に備えた主ピストン３２に連結されている。主ピストン３２は主シリンダ３４に摺動自在に設けられ、主ピストン３４の下側に開放加圧側シリンダ室３４ａを形成し、上部に閉鎖加圧側シリンダ室３４ｂを形成している。また主シリンダ３４の内側にはシリンダ筒３８が配置され、シリンダ筒３８に対しても主ピストン３２は摺動自在に挿入されている。

主シリンダ３４の上部にはカバー６２が装着され、カバー６２の中にスプールロッドとして機能するステム４０を装着した駆動軸３６が配置され、駆動軸３６の下端は主弁３０にナット締めにより固定されている。ステム４０は途中に弁体として機能するシール６６を装着しており、このシール６６の近傍のカバー６２内の位置にスプール弁座６４を形成している。

主シリンダ３４に対しては、シリンダポートＣ１、Ｃ２が設けられ、図１に示したようにシリンダポートＣ１に対し配管Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を介して１次側の圧力水を導入することで主ピストン３２を上方に移動することができる。このとき上側に位置する閉鎖加圧側シリンダ室３４ｂには予め水が充填されており、閉鎖加圧側シリンダ室３４の水はシリンダポートＣ２から排出される。

またステム４０を備えたカバー６２に対しては、第１ポートとしてのポートＳ１と第２ポートしてのポートＳ２が設けられる。このポートＳ１、Ｓ２の間にスプール弁座６４が位置する。尚、主弁３０は下側にガイド部３０ａを一体に形成しており、主弁３０の開閉時にガイド部３０ａを弁穴５５に対し摺動させて開閉時の位置決めを行なっている。

再び図１を参照するに、自動弁１０の流入口２２側に開口した１次側には１次圧取出口４２が設けられ、ここから配管Ｌ１を接続して起動弁１２に接続している。起動弁１２は手動起動弁１４が並列接続されている。起動弁１２の２次側は配管Ｌ２により圧力調整弁１６の入力ポートＰ１に接続される。圧力調整弁１６の出力ポートＰ２は配管Ｌ３を介して自動弁１０の開放加圧側シリンダ室３４ａに対するシリンダポートＣ１に接続されている。

また自動弁１０の流出口２４に開口した２次側には２次圧取出口４４が設けられ、ここから配管Ｌ８が引き出され、圧力調整弁１６のポートＰ４に接続される。更に配管Ｌ８は圧力調整弁１６の圧力検知ポートＰ３に接続された後、初期放水圧力制御弁１５側に接続される。また２次圧取出口４４側に示すように配管Ｌ８には圧力スイッチ４６が接続され、また排水側との間に自動排水弁４８を接続し、これと並列にテスト放水弁５０を接続している。

自動弁１０の閉鎖加圧側シリンダ室３４ｂのシリンダポートＣ２は配管Ｌ５に接続され、更に配管Ｌ４を介してステム４０側のポートＳ１に接続される。更にステム４０側のポートＳ２は配管Ｌ６に接続され、この配管Ｌ６は圧力調整弁１６側からの配管Ｌ８に接続される。

ここで自動弁１０のステム４０側の配管Ｌ５、配管Ｌ４、ポートＳ１、ステム４０の周囲の流路、ポートＳ２、配管Ｌ６となる経路は主ピストン３２を開放側に駆動した際の閉鎖加圧側シリンダ室３４ｂからの水の流出を行なう循環経路を構成しており、この循環経路とステム４０及びそのシール６６により本発明の自動弁装置の停止制御機構が構成されている。

この停止制御機構は起動弁１２の動作により１次側圧力水を開放加圧側シリンダ室３４ａに導入して主ピストン３２を駆動して弁座２８を開放した際に、主弁３０の開度を予め示した初期開度に移動して停止させるための機能を有する。即ち、図２の自動弁１０を参照すると、主ピストン３２が開放加圧側シリンダ室３４ａに対する１次側圧力水の導入を受けて上方に移動すると、これに伴って駆動軸３６に装着しているステム４０も上昇する。

初期状態においてステム４０側のポートＳ１とポートＳ２は内部の流路を介して連通しているが、ステム４０が上昇してシール６６はスプール弁座６４に当接すると、ポートＳ１、Ｓ２間が遮断され、この結果、図１におけるシリンダポートＣ２からの水の排出が止まり、主ピストン３２が停止し、主弁３０は所定の初期開度を維持することになる。

初期放水圧力制御弁１５は自動弁１０を初期開度に開いた状態で２次側に加圧用水を供給し、ヘッドからの予告放水が行なわれた際の２次側圧力の発生を受けて動作し、配管Ｌ４と配管Ｌ７の間を連通する。このため入力ポートＩ１、出力ポートＩ２、圧力検知ポートＩ３を有し、初期放水圧力制御弁１５は、図１にあっては矢印１５ａを配管Ｌ７側から離すことで弁の閉鎖状態を表している。

自動弁１０を初期開度に開放した後に２次側圧力が発生して初期放水圧力制御弁１５が開くと、シリンダポートＣ２からの配管Ｌ５が初期放水圧力制御弁１５を通って配管Ｌ７に連通し、配管Ｌ７は配管Ｌ８を介して自動弁１０の２次側に接続されているため、自動弁１０の主ピストン３２の停止が解除されて、開閉駆動可能な状態となる。

圧力調整弁１６は自動弁１０の開閉制御により、図３のタイムチャートに示すような放水圧力Ｐの制御を行なう。図３において、時刻ｔ０で起動弁１２を動作すると、自動弁１０は初期開度に開放することで２次側に加圧用水が供給され、２次側圧力が配管Ｌ８を介して圧力調整弁１６の圧力検知ポートＰ３に加わる。初期状態にあって圧力調整弁１６は例えば２次側圧力を０．１５ＭＰａとする低圧設定の状態にあり、従って時刻ｔ１より放水圧力Ｐ１を設定低圧に保つように圧力制御を行なう。

また圧力調整弁１６は後の説明で明らかにするように、２次側圧力をポートＰ４に受けた際にピストンの駆動により設定圧を低圧設定から所定の遅延時間後に規定圧設定に切り替える機能を備えている。このため時刻ｔ１から例えば５〜１５秒の範囲内で設定した一定時間、例えば１０秒経過する時刻ｔ２で、それまでの低圧設定による圧力設定から規定圧、例えば０．３４ＭＰａの設定による圧力制御に段階的に切り替わる。このような図３の放水圧力の圧力制御によって、時刻ｔ０から時刻ｔ２までが予告放水の圧力制御であり、時刻ｔ２以降が本格放水のための圧力制御となる。

図４は図１の初期放水圧力制御弁１５の断面図である。図４において、初期放水圧力制御弁１５は、弁ボディ２０１内にスプール２００を摺動自在に設けており、スプール２００の収納部に対しては入力ポートＩ１と出力ポートＩ２が開口されている。スプール２００の上部にはスプリング２０２が組み込まれ、調整ボルト２０４によるスプリング荷重の設定で、弁を開動作させるための圧力を設定している。スプール２００の下部にはピストン２０６が形成され、シリンダ２０８に摺動自在に組み込まれている。ピストン２０６の下側のシリンダ室には圧力検知ポートＩ３が開口している。

圧力検知ポートＩ３には図１に示すように自動弁１０の二次側が配管Ｌ８を介して接続され、このため２次側圧力がスプリング２０２による設定圧を越えたときにピストン２０６に加わる力でスプリング２０２に抗してスプール２００が上方に移動し、入力ポートＩ１と出力ポートＩ２の間が連通し、開動作となる。

図５は図１の圧力調整弁１６の断面図であり、図６はポートＰ２側を見た断面図を示している。図５において、圧力制御弁１６は下部の圧力調整部７０と上部の圧力設定部７２で構成されている。圧力調整部７０には入力ポートＰ１、圧力検知ポートＰ３、更に図６に示す出力ポートＰ２が設けられている。

入力ポートＰ１はスプール弁７６に対し連通され、スプール弁７６は中間の鍔状の弁体部に対応してボディ側に弁座７８を形成している。このため入力ポートＰ１から流入した圧力水はスプール弁７６の周囲を通り、図６に示す出力ポートＰ２に流れる。この入力ポートＰ１から出力ポートＰ２に対する圧力水の流れに対し、圧力検知ポートＰ３に２次側圧力水を導入し、上部の圧力設定部７２によりダイヤフラム弁７４に加わる荷重との差圧に基づいてスプール弁７６を開閉制御し、２次圧力がスプリング８０で決まる設定圧となるように自動弁１０に対する出力ポートＰ２の圧力を調整する。

この圧力調整動作は、ダイヤフラム弁７４に加わる圧力がスプリング８０による設定圧を越えると、ダイヤフラム弁７４が上方に変形してスプール弁７６をリフトし、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２（図６参照）の間を遮断し、自動弁１０の開放加圧側シリンダ室３４ａに対する圧力水の供給を遮断することで、スプリング６０（図２参照）の力で主弁３０を閉方向に動作する。

逆に、ダイヤフラム弁７４に加わる圧力がスプリング８０による設定圧を下回ると、ダイヤフラム弁７４が下方に変形してスプール弁７６を押下げ、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２（図６参照）の間を連通し、自動弁１０の開放加圧側シリンダ室３４ａに圧力水を供給して主弁３０開方向に動作する。これによって２次側圧力を設定圧に保つように自動弁１０が制御される。

図５の初期状態において、スプリング８０はダイヤフラム弁７４の上部と、ガイドスリット８６に対するピン８４の挿入で位置決めされたスライダ８２との間隔で決まるスプリング力により低圧設定の状態にある。

圧力調整弁１６の上部に設けた圧力設定部７２にはシリンダ９０が設けられ、シリンダ９０の中にジスク８８が摺動自在に設けられている。ジスク８８の下側にはフレーム９５を介してプランジャ９４が設けられており、プランジャ９４の先端は下部のスライダ８２にスプリング８５を介して対向配置されている。

シリンダ９０のシリンダ室９０ａにはポートＰ４で連通され、ここに２次側圧力水を導入する。またジスク８８には逆止弁９６が設けられ、初期的にポートＰ４に圧力水を導入した際に上側のシリンダ室９０ａから下側のシリンダ室９０ｂに水を流して充満させるようにしている。これに対し、水が充満した状態でポートＰ４に２次側圧力が加わった際のジスク８８の下降に対し、逆止弁９６は下側から上側への水の流れを阻止する。

シリンダ９０のシリンダ室９０ａ、９０ｂのそれぞれに対してはポートＰ５、Ｐ６が設けられ、この間を配管Ｌ９で接続し、配管Ｌ９の途中には流量を調整自在なニードル１８が設けられている。

このためポートＰ４に２次側圧力水を導入した際のジスク８８の移動速度はシリンダ室９０ｂからシリンダ室９０ａに水を流すニードル１８の設定流量により決まり、これによってジスク８８が初期位置から先端のプランジャ９４がスライダ８２に挿接してスプリング８０を押圧することで設定低圧から設定規定圧に切り替えるまでの遅延時間が決まる。

次に図１の実施形態における放水制御を説明する。図１の通常監視状態にあっては自動弁１０の主弁３０は閉鎖しており、主ピストン３２の上側の閉鎖加圧側シリンダ室３４ｂ、ステム４０の周囲、ポートＳ１、Ｓ２及びシリンダポートＣ２に接続している配管Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６、Ｌ７更に配管Ｌ８は貯水タンク５２からの水により充水されている。
もちろん起動弁１２は閉鎖状態にある。

トンネル火災の発生により放水を行なう際には、遠隔操作などにより起動弁１２を動作して開放させる。起動弁１２を開放すると１次圧取出口４２から配管Ｌ１、Ｌ２を介して１次側消火用水が圧力調整弁１６の入力ポートＰ１に供給され、出力ポートＰ２から配管Ｌ３を通って自動弁１０の開放加圧側シリンダ室３４ａに供給される。

このため主ピストン３２が上方に移動し、図７に示すように主弁２８が開きはじめる。この主弁３０の開放に伴い、ステム４０も上方に移動するが、スプール弁座６４（図２参照）に当接すると流路が遮断され、シリンダポートＣ２からの液の流出ができなくなり、主ピストン３２が停止して主弁３０を所定の初期開度に維持する。

主弁３０が初期開度に開放して１次側から２次側に加圧消火用水が供給されると、ヘッドからの放水に伴い２次側に圧力が発生する。この２次側に発生した圧力は２次圧取出口４４から配管Ｌ８を経由して初期放水圧力制御弁１５に加わり、図７の矢印１５ａで示す閉鎖位置から破線の矢印１５ｂで示す開放位置に作動する。これは図４においてピストン２０６の力によりスプリング２０２に抗してスプール２００が上方に移動し、入力ポートＩ１と出力ポートＩ２が連通した状態である。

このためシリンダポートＣ２からの初期放水圧力制御弁１５を通って循環経路が形成され、自動弁１０における主ピストン３２の停止状態が解除され、開閉駆動可能な状態となる。

また２次側に発生した圧力は圧力調整弁１６の圧力検知ポートＰ３にも供給され、このとき圧力調整弁１６は図５及び図６に示したように低圧設定状態にあり、放水圧力を低圧設定に保つように自動弁１０に対する出力ポートＰ２からの供給圧力を強制し、低圧設定による放水圧力を維持する。

また自動弁１０の初期開度により２次側に発生した圧力は圧力調整弁１６のポートＰ４にも加わる。ポートＰ４に２次側圧力が加わると図５の圧力調整部７０に設けているジスク８８がニードル１８の流量で決まる速度で下降を開始する。ジスク８８は所定の遅延時間後に図８に示すようにプランジャ９４をスプリング８０の上部を支持しているスライダ８２を押圧する位置に移動し、このジスク８８によるスライダ８２による押しこみでスプリング８０を圧縮して、低圧設定から規定圧設定に切り替える。具体的にはスライダ８２のピン８４がガイドスリット８６の下部に当接する位置にジスク８８がストロークすると、その時点で所定の規定圧設定に切り替わる。

このように圧力調整弁１６が低圧設定から規定圧設定に切り替わると、設定規定圧を維持するように主ピストン３２の開放加圧側シリンダ室３４ａに対する供給圧力を制御し、これによって規定圧設定による本格放水を行なうことになる。

放水の停止は起動弁１２を非作動状態として閉鎖すればよい。起動弁１２の閉鎖で圧力調整弁１６に対する１次側圧力用水の供給が断たれれば出力ポートＰ２の圧力もなくなり、自動弁１０の開放加圧側シリンダ室３４ａの圧力もなくなり、主弁３０はスプリング６０の力および閉鎖加圧側シリンダ３４ｂより主ピストン３２の上部に作用する力で閉鎖位置に戻る。この主弁３０が閉鎖状態に戻る時の主ピストン３２の動きを決める水の流出は圧力調整弁１６、出力ポートＰ２から圧力検知ポートＰ３に戻る流路による遅延動作により、ゆるやかに行なわれる。

図９は本発明による自動弁装置の他の実施形態を示した説明図である。図９において、この実施形態の自動弁装置は、自動弁１００、起動弁１２、初期放水圧力制御弁１５、圧力調整弁１６で基本的に構成され、更に圧力スイッチ４６、自動排水弁４８及びテスト放水弁５０を設けている。起動弁１２、初期放水圧力制御弁１５及び圧力調整弁１６は図１の実施形態と同じである。自動弁１００の詳細は図１０の断面図に示している。

図１０において、自動弁１００は弁ボディ１２０の内部に形成した仕切壁１２６の部分に弁穴１５５を形成し、弁穴１５５の１次側に弁座１２８が形成され、ここに弁座１２８の弁シール１５６を閉接することで弁を閉鎖している。

主弁１３０は主ピストン１３２の下部にスリーブ１３２ａを介して固定される。主ピストン１３２は主シリンダ室１３４に摺動自在に設けられ、且つ中央に配置したシリンダ筒１３８に対して摺動自在に設けている。主弁１３０は連通穴１３１を持ち、２次側を円筒部１３２ａ内に連通している。

主ピストン１３２の下側には開放加圧側シリンダ室１３４ａが形成され、上側には閉鎖加圧側シリンダ室１３４ｂが形成される。シリンダ筒１３８の内部にはスプリング１６０を介してアキュームレータピストン１６２が摺動自在に設けられ、アキュームレータピストン１６２の上部にはステム１４０が連結されている。これによりアキュームレータピストン１６２の上側にアキュームレータシリンダ１６１を形成している。

ステム１４０が摺動自在に設けられたカバー１７０の内部には弁座１６４が形成される。弁座１６４に対応してステム１４０側にはシール１６６が設けられ、シール１６６の弁座１６４に対する挿接で内部流路を閉じるようにしている。

主シリンダ１３４側にはシリンダポートＣ１、Ｃ２、Ｃ３が設けられている。シリンダポートＣ１は開放加圧側シリンダ室１３４ａに連通している。シリンダポートＣ２、Ｃ３は閉鎖加圧側シリンダ室１３４ｂに連通している。またステム１４０側のカバー１７０にはポートＳ１、Ｓ２が設けられている。

ここでシリンダポートＣ３は配管Ｌ１１によりステム１４０側のポートＳ１に接続されている。またシリンダポートＣ２は図８のように初期放水圧力制御弁１４０を介してステム１４０側のポートＳ２に接続されており、ポートＳ２は連通路１６５を介してアキュームレータシリンダ１６１に連通している。

再び図９を参照するに、この実施形態にあっては主ピストン１３２の上側の閉鎖加圧側シリンダ室１３４ｂ、アキュームレータシリンダ１６１、ステム１４０の周囲配管Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３には予め制御油を充満している。

この図９の実施形態における停止制御機構は、主弁１３０の内部に同軸に配置されたアキュームレータ室１６１に摺動自在に設けたアキュームレータピストン１６２と、アキュームレータピストン１６２の駆動軸の上部に一体に形成されたステム１４０のシール１６６と、主シリンダ１３４の閉鎖加圧側シリンダ室１３４ｂを配管接続したポートＳ１と、ポートＳ１とアキュームレータシリンダ１６１の間に設けられ、主弁１３０を初期開度に移動した時の閉鎖加圧側シリンダ室１３４ｂからの液の流入でアキュームレータピストン１６２が移動した際のステム１４０のシール１６６の当接で流路を遮断する弁座１６４とで構成されている。

次に図９の実施形態の放水圧力制御を説明する。この実施形態におけるトンネル火災時の放水圧力の制御パターンは図１の実施形態と同様、図３に示した低圧設定と規定圧設定の段階的圧力制御となる。

まず起動弁１２を作動すると、配管Ｌ１１、Ｌ１２、圧力調整弁１６、配管Ｌ１３を介して自動弁１００におけるシリンダポートＣ１より開放加圧側シリンダ室１３４ａに１次側圧力消火用水が供給され、主ピストン１３２が上方に移動される。これによって主弁１３０が開放を始め、２次側に加圧消火用水の供給を開始する。

主ピストン１３２の上昇に伴い、上側の閉鎖加圧側シリンダ室１３４ｂの制御油は配管Ｌ１１を通って、ステム１４０の周囲から下側のアキュームレータシリンダ１６１に流れ、アキュームレータピストン１６２が下降し、これに伴いステム１４０も下降する。

ステム１４０がそのシール１６６を弁座１２８（図１０参照）に挿接する位置に移動すると、内部流動が遮断され、主ピストン１３２が停止、このとき主弁１３０は図１１に示すように所定の初期開度に開いている。主弁１３０が初期開度に開くことにより２次側に加圧消火用水が供給されてヘッドからの放水が開始されると、２次圧が発生する。

この２次圧は主弁１３０の連通穴１３１を通ってアキュームレータピストン１６２の下側に作用しており、このためアキュームレータシリンダ１６１の制御油にも２次圧が加わり、これが配管Ｌ１３を介して、初期放水圧力制御弁１５に加わる。

一方、初期放水圧力制御弁１５は２次側配管圧力が所定値を超えた時に矢印１５ａの閉鎖状態から破線の矢印１５ｂのように開放位置に切り替り、入力ポートＩ１と出力ポートＩ２が連通した弁開状態となる。初期放水圧力制御弁１５が開放すると配管Ｌ１２、Ｌ１３を介して接続しているポートＳ２とシリンダＣ２が連通し、開放加圧側シリンダ室１３４ａとアキュームレータシリンダ１６１の間で制御油の流入流出が可能となることで、主ピストン１３２が駆動可能となる。

このとき圧力調整弁１６は図５、図６に示したように低圧設定状態にあり、ヘッドからの放水圧力を設定低圧を保つように自動弁１００の主弁１３０の開度を調整する。また２次圧の発生を受けて圧力調整弁１６のポートＰ４に対する２次側加圧消火用水の供給で図５の圧力設定部７２に設けているジスク８８がストロークを開始し、ニードル１８の設定流量で決まる所定の遅延時間後に図８に示したようにプランジャ９４をスライダ８２に挿接してピン８４をガイドスリット８６側に挿接する位置に押下げる。

これによってスプリング８０の圧縮により低圧設定から規定圧設定に切り替える。このため圧力調整弁１６は自動弁１００の主弁１３０を切り替えた規定圧となるように制御し、規定圧設定による本格的な放水が行なわれる。

放水停止は起動弁１２を閉鎖すればよく、自動弁１００の開放加圧側シリンダ室１３４ａからの液が圧力調整弁１６の出力ポートＰ２から圧力検知ポートＰ３を介して２次側に戻ることで主弁１３０をゆるやかに閉鎖する。

尚、上記の実施形態における自動弁１０、１００としては初期開度に開いた際の停止動作につき主ピストンによる液排出側のシリンダ室からの液の流れをピストンの移動に伴って遮断することで停止する構造であるが、このようにピストンの動きを停止する際に加圧側のシリンダ室に対する液の流入ではなく、排出側のシリンダ室からの液の流出経路を遮断する場合の方が、液圧制御弁としての高度性と安定性の点で優れている。

また本発明は上記の実施形態に限定されずその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。

本発明による自動弁装置の実施形態を示した説明図図１の自動弁の断面図図１の実施形態により制御される放水圧力のタイムチャート図１の初期放水圧力制御弁の断面図図１の圧力調整弁の断面図図５の圧力調整弁におけるシリンダポート部分の断面図図１の実施形態において起動弁の動作により初期放水状態に動作した自動弁装置の説明図図６の圧力調整弁を設定規定圧の切替え状態とした場合の断面図本発明による自動弁装置の他の実施形態を示した説明図図９の自動弁の断面図図９の実施形態において起動弁の動作により初期放水状態に動作した自動弁装置の説明図

符号の説明

１０、１００：自動弁
１２：起動弁
１４：手動起動弁
１５：初期放水圧力制御弁
１６：圧力調整弁
１８：ニードル
２０、１２０：弁ボディ
２２、１２２：流入口
２４、１２４：流出口
２６、１２６：仕切壁
２８、７８、１２８、１６４：弁座
３０、１３０：主弁
３２、１３２：主ピストン
３２ａ、１３２ａ：スリーブ
３４、１３４：主シリンダ
３４ａ、１３４ａ：開放加圧側シリンダ室
３４ｂ、１３４ｂ：閉鎖加圧側シリンダ室
３６：駆動軸
３８、１３８：シリンダ筒
４０、１４０：ステム
４２、１４１：１次圧取出口
４４、１４２：２次圧取出口
４６：圧力スイッチ
４８：自動排水弁
５０：テスト放水弁
５２：貯水タンク
５４：給水弁
５５：弁穴
５６、１５６：弁シール
６０、８０、１６０：スプリング
６２、１７０：カバー
６４：スプール弁座
６６、１６６：シール
７０：圧力調整部
７２：圧力設定部
７４：ダイヤフラム弁
７５：シリンダ圧導入室
７６：スプール弁
７７：排出室
８２：スライダ
８４：ピン
８６：ガイドスリット
８８：ジスク
９０：シリンダ
９０ａ：１次シリンダ室
９０ｂ：２次シリンダ室
９２：ストッパ
９４：プランジャ
９５：フレーム
９６：逆止弁
１３１：連通穴
１６１：アキュームレータシリンダ
１６２：アキュームレータピストン
１６５：連通路

Claims

弁ボディ内の１次側と２次側を仕切る弁座に対し開閉自在に配置された主弁と、前記主弁を開閉駆動する主ピストンを主シリンダに摺動自在に備えた駆動機構と、前記主ピストンの移動に伴って前記主シリンダの閉鎖加圧側に対し流入流出自在な循環経路を形成し、前記主ピストンが所定の初期開度に達したときに前記循環経路を遮断して前記主ピストンを停止させる停止制御機構とを備えた自動弁と、
前記主シリンダの開放加圧側に１次側圧力水を供給して起動させる起動弁と、
前記主弁の初期開度への開放後に２次側に発生する所定の初期放水圧力により動作し、前記循環経路の遮断部位をバイパスして前記主ピストンの停止を解除する初期放水圧力制御弁と、
シリンダ室に対する２次側圧力水の流入出量の制御によるジスクの移動で所定遅延時間後に所定の低圧設定から所定の規定圧設定に切替え、前記主シリンダ室の圧力調整による前記主弁の駆動により２次側放水圧力を設定された低圧設定又は規定圧設定に制御する圧力制御弁と、
を備えたことを特徴とする自動弁装置。
請求項１記載の自動弁装置に於いて、前記停止制御機構は、
前記主弁の駆動軸に連結されたステム上部に一体に形成されたスプール弁と、
前記主シリンダの閉鎖加圧側を配管接続した第１ポートと、
前記主弁の２次側を配管接続した第2ポートと、
前記第1ポートと第2ポートの間に設けられ、前記主弁を初期開度に移動した時の前記スプール弁の当接で流路を遮断する弁座と、
を備え、前記主シリンダの閉鎖加圧側を前記主弁の２次側にバイパス接続する配管に前記初期放水力圧制御弁を挿入接続したことを特徴とする自動弁装置。
請求項１記載の自動弁装置に於いて、前記停止制御機構は、
前記主弁の駆動軸の内部に同軸に配置されたアキュームレータ室にアキュームレータピストンを摺動自在に設けたアキュームレータと、
前記アキュームレータピストンに連結されたステム上部に一体に形成されたスプール弁と、
前記主シリンダの閉鎖加圧側を配管接続した流入流出ポートと、
前記流入流出ポートとアキュームレータ室の間に設けられ、前記主弁を初期開度に移動した時の前記主シリンダの閉鎖加圧側からの液の流入で前記アキュームレータピストンが移動した際の前記スプール弁の当接で流路を遮断する弁座と、
を備え、前記主シリンダ室と前記アキュームレータ室とを連通する外部配管に前記初期放水圧力制御弁を挿入接続したことを特徴とする自動弁装置。
請求項３記載の自動弁装置に於いて、前記停止制御機構は、前記主シリンダ室の閉鎖加圧側、アキュームレータ室及び両者を連通する配管系に制御油を充填して循環させることを特徴とする自動弁装置。