JP2006042958A

JP2006042958A - 消火用開閉弁設備

Info

Publication number: JP2006042958A
Application number: JP2004225206A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Yoshimura; 堅吉村
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-16

Abstract

【課題】消火用の開閉弁の開度を制御して流速を規制し、配管内の過流現象を防止する。
【課題手段】
第１パイロット弁２０は差圧制御パイロット弁として、一次側配管５０と開閉弁本体１０を開放する機構である加圧室１７の間に設置し、前記加圧室１７へ一次側配管５０から流れ込む水の圧力を制御し、開閉弁本体１０の初期開度を制限する。また、第２パイロット弁３０は充水感応パイロット弁として一次側配管５０と加圧室１７の間に設置して、さらに第２パイロット弁３０の加圧室３５に二次側配管６０と連通せしめて、第２パイロット弁３０の開放を二次側配管６０から流れる水の圧力に応じて行わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、消火用の開閉弁の開度を制御して流速を規制し、配管内の過流現象を防止することに関する。

図４に示すように、従来の消火制御用の開閉弁１を開くため、自動起動弁４１または手動起動弁４２を開けて、加圧室１７に水を供給すると、弁主体１１が急激に弁座１２から離れて全開するので、開閉弁本体１０の一次側配管５０内の高圧水が、充水されていない開閉弁本体１０の二次側配管６０内に高速で流れ込む。ところで、前記二次側配管６０の放水口にはノズル等で絞られているため、前記高速水は急激に止められる状態となる。これによって、配管内に振動や騒音、いわゆる過流（ウオーターハンマ）現象が発生する。
この現象を解消するため、開度調節機構を内蔵して流量を制限する開閉弁が開発されていて、例えば開閉弁の加圧室に分流管を設け、加圧室に流れ込む水の一部をこの分流管で機外に排出し、そして開閉弁の二次側配管の充水が一定程度に達すると上記分流管で水の機外排出を停止することによって開閉弁の開度を調節する、という開閉弁があった（例えば、特許文献１）。
特開平１０−２７２２０２号公報

ところで、上記特許文献１に開示された開閉弁を実現するためには、開閉弁の構造に対する改造が必要である。そのため、開閉弁が複雑になり、部品点数が多く、コストが高くなってしまう。

本発明に係わる消火用開閉弁設備は、上述の問題を解決するためになされたもので、一次側配管と二次側配管とを接続する開閉弁本体と、この開閉弁本体の連通口を開閉する弁主体と、この弁主体と流路を介して対向するピストン室と、このピストン室を加圧室と排気室に区切って配設され、前記弁主体より受圧面積の大きいピストンと、このピストンと前記弁主体とを連結するステムと、を有する開閉弁において、第１パイロット弁と第２パイロット弁とを、前記開閉弁本体の一次側配管と前記開閉弁の加圧室の間に並列で設けて、前記第１パイロット弁の加圧室を前記開閉弁本体の一次側配管に連通させ、前記第２パイロット弁の加圧室を前記開閉弁本体の二次側配管に連通させるものである。

本発明によれば、第１パイロット弁は差圧制御パイロット弁として、開閉弁本体の一次側配管と開閉弁を開放する機構である加圧室の間に設置し、前記加圧室へ前記一次側配管から流れ込む水の圧力を制御し、開閉弁の初期開度を制限し、また、第２パイロット弁は充水感応パイロット弁として開閉弁本体の一次側配管と開閉弁の加圧室の間に設置して、さらに第２パイロット弁の加圧室に開閉弁本体の二次側配管と連通せしめて、第２パイロット弁の開放を前記二次側配管から流れる水の圧力に応じて行わせる。したがって、上記二つのパイロット弁の調整で、開閉弁本体の二次側配管の充水完了前に開閉弁の開度を制限して流速を規制し、前記二次側配管の充水後に開閉弁を全開することができるので、急激な開弁がなく、前記過流現象が発生しないようにすることができる。

また、パイロット弁自体は安価なものであって、汎用の開閉弁と簡単に組合せをすれば、汎用の開閉弁の構造を変更せずに過流防止することができ、設備のコストおよび取付け費用も低減することができる。

この発明を利用する設備を図１に示し、第１パイロット弁の構造を図２に示し、第２パイロット弁の構造を図３に示し、以下にその構成を簡単に説明する。

図１に示すように、開閉弁１は図４と同じもので、主に開閉弁本体１０とピストン室１５とで構成されている。

消火用配管に設けられた開閉弁本体１０には、一次側配管５０と二次側配管６０とを連通せしめる連通口Ｋが設けられている。この連通口Ｋの上縁部には、弁主体１１が着座する弁座１２が設けられて、この弁主体１１はスプリング１３により弁座１２に圧接されている。この弁主体１１の外周部分は、テーパ状に形成されていて、上下方向に移動しその位置を変化すると、弁主体１１と弁座１２との隙間の大きさが変化し、一次側配管５０から二次側配管６０に流入する水の流量を調整することができる。

ピストン室１５は前記弁主体１１と対向している。このピストン室１５には弁主体１１の受圧面積より大きい表面積のピストン１６が嵌着され、ステム１４を介してこのピストン１６は弁主体１１と連結されている。該ピストン１６には脱気孔Q１が形成されて、この脱気孔Q１によりピストン室１５を構成する加圧室１７と排気室１８とが連通している。

排気室１８には、排気孔Q２が設けられ、この排気孔Q２の径は前記脱気孔Q１の径より大きいである。

加圧室１７は、並列で配置されている二つのパイロット弁である第１パイロット弁２０、第２パイロット弁３０と、並列で配置されている後述の二つの起動弁４１、４２と、前記加圧室１７を加圧するための導圧管７０と、導水管９０とを介して一次側配管５０に接続されている。前記起動弁４１、４２は火災感知器の信号で作動する自動起動弁４１と、人間で操作することによって作動する手動起動弁４２である。

また、メンテナンス弁４３は常時開で、点検や保守のときに使用され、ストレーナー４４は導水管９０内のゴミを濾過し、オリフィス４６は水の流量を制限し、自動排水弁４５は配管内の残水を常時に排出するが水圧が高くなると自動的に閉鎖するもので、感圧管８０は二次側配管６０を第２パイロット弁３０に連通する配管である。

図２は第１パイロット弁である差圧制御パイロット弁２０の構造を示すものである。該パイロット弁２０は、弁主体２１と、弁主体２１が着座する弁座２２と、加圧されると弁主体２１を持上げるダイアフラム２４と、弁主体２１を弁座２２に圧接するスプリング２３と、導水管９０と連通する加圧室２５とで構成され、導水管９０の水圧がスプリング２３で設定された所定開放圧力（Ｐa）より高くなると、弁主体２１は弁座２２から離れ、導水管９０の水が導圧管７０に流れる。

図３は第２パイロットである充水感応パイロット弁３０の構造を示すものである。該パイロット弁３０は、弁主体３１と、弁主体３１が着座する弁座３２と、加圧されると弁主体３１を持上げるダイアフラム３４と、弁主体３１を弁座３２に圧接するスプリング３３と、感圧管８０を介して二次側配管６０と連通する加圧室３５と、加圧室３５をその下方の空間に分離する隔壁３６とで構成され、感圧管８０の水圧がスプリング３３で設定された所定開放圧力（Ｐb）より高くなると、弁主体３１は弁座３２から離れ、導水管９０の水が導圧管７０に流れる。

以下、図１、図２及び図３による構成につき、開閉動作の手順を簡単に説明する。

まず、火災が発生するとき弁主体１１を開く場合について説明する。火災感知器などの制御手段または人間からの指示により自動起動弁４１または手動起動弁４２が起動され、導水管９０が開通される。この場合、一次側配管５０の水圧は第１パイロット弁２０の所定開放圧力（Ｐa）を超えると、第１パイロット弁２０が開放し、一次側配管５０の水は導水管９０、導圧管７０を介して開閉弁の加圧室１７に流れる。

加圧室１７に流れる水は加圧室内の空気を脱気孔Q１から排気室１８に排出させるとともに、排気孔Q２を介して機外に排出される。脱気孔Q１の径をオリフィス４６の径より小さく形成することにより、機外に排出された水量を給水量に比べて少なくなるように設計しているので、加圧室１７内に圧力が発生する。

ピストン１６の受圧面積は、弁主体１１のそれより大きく形成されているので、加圧室１７内の圧力で徐々にピストン１６が押上げられ、弁主体１１は弁座１２からピストン１６のステム１４を介して徐々に離れ、一次側配管５０の水は二次側配管６０に流れる。このとき、二次側配管６０の圧力はまだ低く、感圧管８０を介して第２パイロット弁３０を開ける水圧に至ってないので、開閉弁本体１０の開度は第１パイロット弁２０のみによって制限されて、流速が規制されている。

二次側配管６０内は、充水で圧力が次第に高くなり、遂に第２パイロット弁３０の所定開放圧力（Ｐb）より高くなると、この充水は感圧管８０を介して第２パイロット弁３０を開放させる。この結果、一次側配管５０の水は導水管９０を介して第２パイロット弁３０を通し、さらに多くの量が導圧管７０を通して開閉弁の加圧室１７に流れ込み、ピストン１６が一気に押上げられ、弁主体１１は弁座１２からさらに離れて、開閉弁本体１０が全開する。

以上のように、第１パイロット弁２０は開閉弁本体１０の初期開度を制限し、第２パイロット弁３０は二次側配管６０から流出する水の圧力に応じて開閉を行い、上記二つのパイロット弁の組合せの調節で開閉弁本体１０の開度を制御して流速を規制し、配管内の過流現象を防止することができる。

次に、弁主体１１を閉じる場合について説明する。消火後、自動起動弁４１または手動起動弁４２を閉じると、一次側配管５０から導水管９０へ流入する水が停止し、加圧室１７に流入する水も停止する。

加圧室１７内の水は、脱気孔Q１を通って排気室１８に移動して排気孔Q２から機外に流出するので、該加圧室１７の圧力が次第に減少する。加圧室１７の圧力が次第に減少につれ、弁主体１１を押上げるピストン１６の力はスプリング１３の逆方向に押圧される力に耐えなくなり、弁主体１１は弁座１２に着座するので、開閉弁本体１０は閉止する。

この実施形態１における消火用開閉弁設備は、一次側配管５０と二次側配管６０とを接続する開閉弁本体１０と、この開閉弁本体の連通口Ｋを開閉する弁主体１１と、この弁主体１１と流路を介して対向するピストン室１５と、このピストン室１５を加圧室１７と排気室１８に区切って配設され、前記弁主体１１より受圧面積の大きいピストン１６と、このピストン１６と前記弁主体１１とを連結するステム１４と、を有する開閉弁１において、第１パイロット弁２０と第２パイロット弁３０とを、前記一次側配管５０と前記加圧室１７の間に並列で設けて、前記第１パイロット弁２０の加圧室２５を前記一次側配管５０に連通させ、前記第２パイロット弁３０の加圧室３５を前記二次側配管６０に連通させるものであるので、第１パイロット弁２０は前記加圧室１７へ一次側配管５０から流れ込む水の圧力を制御し、開閉弁本体１０の初期開度を制限する。また、第２パイロット弁３０の開放を二次側配管６０から流れる水の圧力に応じて行わせる。これによって、上記二つのパイロット弁の調整で、二次側配管６０の充水完了前に開閉弁本体１０の開度を制限して流速を規制し、二次側配管６０の充水後に開閉弁本体１０を全開することができるので、急激な開弁がなく、配管内に過流現象が発生しないという効果がある。

また、パイロット弁自体は安価なものであって、汎用の開閉弁と簡単に組合せをすれば、汎用の開閉弁の構造を変更せずに過流防止することができ、設備のコストおよび取付け費用も低減することができるという効果がある。

本発明の実施例形態に係わる消火用開閉弁の系統図である。第１パイロット弁の詳細図である。第２パイロット弁の詳細図である。従来技術に係わる消火用開閉弁の系統図である。

符号の説明

１開閉弁
１０開閉弁本体
１１、２１、３１弁主体
１２、２２、３２弁座
１３、２３、３３スプリング
１４ステム
１５ピストン室
１６ピストン
１７、２５、３５加圧室
１８排気室
２０第１パイロット弁（差圧制御パイロット弁）
３０第２パイロット弁（充水感応パイロット弁）
４１自動起動弁
４２手動起動弁
４３メンテナンス弁
４４ストレーナー
４５自動排水弁
４６オリフィス
５０一次側配管
６０二次側配管
７０導圧管
８０感圧管
９０導水管

Claims

一次側配管と二次側配管とを接続する開閉弁本体と、この開閉弁本体の連通口を開閉する弁主体と、この弁主体と流路を介して対向するピストン室と、このピストン室を加圧室と排気室に区切って配設され、前記弁主体より受圧面積の大きいピストンと、このピストンと前記弁主体とを連結するステムと、を有する開閉弁において、
第１パイロット弁と第２パイロット弁とを、前記開閉弁本体の一次側配管と前記開閉弁の加圧室の間に並列で設け、前記第１パイロット弁の加圧室を前記開閉弁本体の一次側配管に連通させ、前記第２パイロット弁の加圧室を前記開閉弁本体の二次側配管に連通させることを特徴とする消火用開閉弁設備。