JP2006223418A - スプリンクラー消火設備の末端試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スプリンクラー消火設備の末端試験装置のオリフィスに付着したごみなどの除去や目詰まり解消を簡単な操作で行うことを目的とする。
【解決手段】末端試験装置１においてボール弁２の連通孔の１次側からオリフィス３ａまでの孔径および２次側からオリフィス３ａまでの孔径をおのおの次第に小さくなる形状とし、さらに、１次側連通孔３ｂおよび２次側連通孔３ｃの方向を反転操作可能とする回動手段を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、閉鎖型スプリンクラー消火設備の末端試験弁のボール弁（またはボールバルブ）の構造に関する。

閉鎖型スプリンクラー消火設備には、ビル等の所定の区画ごとの天井等に設置されるスプリンクラーヘッドが消火ポンプおよび各弁体などを介した配管に所定の個数だけ接続されており、消火水槽の水を利用して配管及びスプリンクラーヘッドに常時加圧水が充填されている。

火災時にはスプリンクラーヘッドの温度ヒューズが融解するなどしてスプリンクラーヘッドが開放し、充填された高圧水が所定の流量で放出されて消火を行う。

閉鎖型スプリンクラー消火設備には、流水検知装置または圧力検知装置の作動を試験するために（スプリンクラーヘッド開放時に設備が正常に機能するか否かを確認するために）、スプリンクラー消火設備の配管の末端に末端試験装置が設けられており、末端試験装置ボール弁の操作によってスプリンクラーヘッド１個分の流量を放水して試験を行っている。

図７および図８に従来の末端試験装置の一例を示す。図７は末端試験装置１００の構成図である。末端試験装置１００は、閉鎖型スプリンクラー消火設備の配管の末端（末端試験用配管１１４ａ）に取り付けられ、末端試験装置１００の先は排水管１１４ｂなどに接続される。

末端試験装置１００には、配管に充填された高圧水の圧力を計測するためのゲージコック１１３および圧力計１１２、放水を制御するためのボール弁２００、ボール弁２００を操作する操作レバー１１０、更に試験時に所定の流量を放水できるように予め減圧調整されたオリフィスを内蔵したノズル２０１が備えられている。図８はノズル２０１のオリフィスを示すための要部拡大断面図である。

通常時、ボール弁ボール部の連通孔（通水孔）の向きは、操作レバー１１０により流水方向と直角の向きになる位置に固定され、管体が閉じられて放水されない状態となっている。
試験時には、操作レバー１１０を９０°回動（回転）させてボール弁の連通孔の向きを流水方向と同じ方向にして放水可能とし、高圧水がノズル２０１を通過して放出される。このときゲージコック１１３を予め開の方向に９０°回動させておき、圧力計１１２に示された圧力を計測することにより、ノズル２０１からスプリンクラーヘッド１個分の流量が確実に放水されているか否かを確認する。

一方、末端試験装置には、図９に示す末端試験装置のボール弁２０のように、ボール部貫通孔（連通孔）を縮径することによりオリフィスを形成し、図７の末端試験装置１００におけるボール弁２００とノズル２０１（オリフィス）を一体化したものもある（例えば特許文献１および特許文献２）。
特開２０００−２３７３４１号 特開昭５９−２０９３６３号

しかし、上記従来技術では、減圧機構を構成するためのオリフィスを設ける必要性から、試験を重ねる毎に末端試験装置のオリフィス近傍ではごみなどにより目詰まりが発生する。また、目詰まりの度合いによってはオリフィス径が小さくなり、正確な試験を行うことできなくなる。これらの問題を回避するため、末端試験装置の清掃作業を行う必要があった。
よって、図７のような末端試験装置においては、ノズル２０１を取り外してごみなどを除去し、目詰まりを解消させていた。また、図９のオリフィス一体型のボール弁２０を備えた末端試験装置においても、ボール弁２０を取り外して同様の清掃作業が必要であった。
しかし、これら末端試験装置の清掃作業は非常に煩雑かつ面倒であった。

従って本発明は、上記課題を克服し、簡単な構造及び操作でボール弁のボール部連通孔の孔径絞り部（オリフィス）に堆積・付着したゴミなどによる目詰まりを確実かつ容易に解消する末端試験装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の発明は、ボール弁ボール部の連通孔（通水孔）の孔径（穴径）を絞ることにより、オリフィスを一体に形成したスプリンクラー消火設備の末端試験装置において、前記連通孔の向きを反転可能とする回動手段（例えば、図２の操作レバー１１０、ストッパー５、係止片６および弁棒７など）を設けたことを特徴とする。

この請求項１に記載の発明によれば、従来の末端試験装置にスプリンクラーヘッド一個とほぼ同じ流量の放水を行えるように減圧調整したオリフィス付のノズルを設ける必要が無くなり、更に、末端試験装置ボール弁の回動手段（例えば図２の操作レバー１１０、ストッパー５、係止片６および弁棒７など）の反転操作を行うだけでオリフィス近傍に目詰まりしたごみなどを１次側から２次側に移動させ、高圧水の力を利用することにより簡単に取り除くことができる。

また本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１記載の末端試験装置において、前記ボール部連通孔の１次側から前記オリフィスまでの孔径および２次側からオリフィスまでの孔径が各々漸次小さくなる形状としたことを特徴とする。

この請求項２に記載の発明によれば、ボール弁ボール部の連通孔に形成したオリフィス近傍に除去しやすい状態でごみなどによる目詰まりを生じさせることができる。また操作レバーの反転操作によってボール弁の連通孔の２次側が１次側（末端試験用配管側）に反転した際に高圧水が減圧される程度を小さくすることができ、有効に高圧水の力を利用して２次側に移動したごみなどを取り除くことができる。

また本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１乃至請求項２記載の末端試験装置において、前記連通孔の１次側から前記オリフィスまでの形状と前記連通孔の２次側から前記オリフィスまでの形状を同じ形状としたことを特徴とする。

この請求項３に記載の発明によれば、どちらの方向でも試験を行えることができる。さらに試験毎に連通孔の１次側と２次側の向きが交互に１次側（末端試験用配管側）に位置するように反転させて試験を行えば、一つのレバー回動操作で、試験と前回の試験時に付着したごみの取り除きとの両方を行うことができる。

また本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３記載の末端試験装置において、オリフィスを滑らかな曲面状になるようにＲ加工したことを特徴とする。

この請求項４に記載の発明によれば、オリフィス近傍に目詰まりするごみを付着しにくくするとともに、オリフィスによって減圧された放水圧力を効率よく回復することができ、レバー反転操作の際、ごみをより取り除きやすくなる。

本発明によれば、スプリンクラー消火設備の末端試験装置のオリフィスにごみなどが溜まって目詰まりなどが生じた場合に、簡単なボール弁操作レバーの反転操作により目詰まりを解消することが可能となり、清掃作業の効率を格段に向上させることができる。

以下、図を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、閉鎖型スプリンクラー消火設備について概略を説明し、次に閉鎖型スプリンクラー消火設備の末端試験装置の構成を説明する。図１は閉鎖型スプリンクラー消火設備の末端試験装置１の簡単な構成を示す図である。尚、図７と同様の機能及び名称を有するものについては同じ番号が記載されている。

周知公用の技術・設備である閉鎖型スプリンクラー消火設備は、水槽、ポンプユニット、閉鎖型スプリンクラーヘッド、流水検知装置、圧力検知装置、制御弁、配管（全て図示せず）などによって構成される。閉鎖型スプリンクラー消火設備は、配管がビル等の各所に分岐して設けられており、また所定区画ごとの天井等に所定の個数だけ配管を介して接続された閉鎖型スプリンクラーヘッドなどが設けられている。これら配管には、ポンプユニットによって加圧吸入した水槽の水が常時加圧充填されている。そして、火災時にはスプリンクラーヘッドの温度ヒューズが融解するなどしてスプリンクラーヘッドが開放すると、流水検知装置が流水を検知して充填された高圧水が所定の流量で放出されて消火を行う。

また閉鎖型スプリンクラー消火設備には、図１に示されるように、流水検知装置または圧力検知装置の作動を試験するために（スプリンクラーヘッド開放時に設備が正常に機能するか否かを確認するために）、スプリンクラー消火設備の配管の末端には、末端試験用配管１１４ａとニップルなどの接続固定手段（管結合部材１６）を介して末端試験装置１が接続されている。更に末端試験装置１は、試験時の排水を排水用水槽や排水用配管（図示せず）へ送水するための排水管１１４ｂに接続固定手段を介して接続される。
尚、本発明の実施例において末端試験装置１より末端試験用配管１１４ａ側を１次側と称し、末端試験装置１より排水管１１４ｂ側を２次側と称する。

末端試験装置１は、ボール弁２、操作レバー１１０、圧力計１１２、ゲージコック１１３、チーズ１５ａなどの連結管１５ｂおよびニップルなどの管結合部材１６によって構成される。チーズ１５ａは、１次側の末端試験用配管１１４ａ、ボール弁２および連結管１５ｂと管結合部材１６を介して接続されている。連結管１５ｂは、ゲージコック１１３と接続され、ゲージコック１１３は、圧力計１１２と接続されている。チーズ１５ａに接続されたボール弁２（ボールバルブ）は、２次側において更に排水管１１４ｂと接続されている。

図５は、図１の矢印ｘの方向からボール弁２（ボールバルブ）を見た拡大概略図であり、試験時（ａ）、通常時（ｂ）、清掃時（ｃ）における操作レバー１１０の位置を示した図である。

図２から図４は、ボール弁２の要部拡大断面図であり、それぞれ図２は試験時（ａ）、図３は通常時（ｂ）、図４は清掃時（ｃ）のボール弁２の状態を示す。
ボール弁２は、図２から図５に示されるように管体、管体内のボール部３、操作レバー１１０、弁棒７（弁軸）、ストッパー５、係止片６（係止部）およびＯリング４から構成される。また、ボール部３の連通孔（３ａ，３ｂ，３ｃ）において３ａはオリフィスである。なお、ストッパー５は、操作レバー１１０を挟むようにボール弁２の配管に設けられている。

図２から図４に示されるようにボール弁２のボール部３の連通孔（３ａ，３ｂ，３ｃ）のうち、１次側連通孔３ｂは断面視において、１次側（末端試験用配管１１４ａ側）からオリフィス３ａに向かって直線となっており、かつ傾斜している。すなわちボール弁２の連通孔は、１次側からオリフィス３ａにかけて漸次（連続的に）絞られた形状となっている（図２の３ｂ部）。また、２次側連通孔３ｃは断面視、２次側（排水管１１４ｂ側）からオリフィス３ａに向かって直線となっており、かつ傾斜している。すなわちボール弁２の連通孔は、２次側（排水管１１４ｂ側）からオリフィス３ａにかけて漸次（連続的に）径が絞られている形状となっている（図２の３ｃ部）。

尚、本実施例では、オリフィス３ａは、図２において１次側より２次側に近い方に設けられている。すなわち、ボール弁２のボール部３の連通孔は、１次側からオリフィス３ａまでの１次側連通孔３ｂの孔径が緩やに絞られた形状となっているのに対して、２次側からオリフィス３ａまでの２次側連通孔３ｃの孔径が比較的急激に絞られた形状となっている。

続いて末端試験装置１の機構および操作方法を説明する。
末端試験装置１は、施工完了時や点検時に、流水検知装置または圧力検知装置の作動を試験するため、あるいはスプリンクラーヘッド開放時に設備が正常に機能するか否かを確認するために、末端試験装置１のボール弁２の操作によりスプリンクラーヘッド１個分の流量を放水して試験を行っている。ボール部３に設けられたオリフィス３ａの孔径は、スプリンクラーヘッド１個分の流量に減圧調整して放水がなされるように予め設計されている。

通常時は、ボール部３の連通孔の向きは、図５（ｂ）の位置に示されるように操作レバー１１０により流水方向と直角の向きとなる位置に固定され、管体が閉じられて放水されない状態となっている。すなわち図３のような状態となっている。

ここで、ボール弁２の向き、すなわち連通孔の向きを通常時（ｂ）の状態で固定するには、弁棒７（弁軸）を、例えばネジやナットなどによって締めて固定する締着固定手段を弁棒７に設けても良いし、本実施例のストッパー５のような係止部を、操作レバー１１０が流水方向と直角となる方向で、かつ係止片６（係止部）により係止される位置に設け、操作レバー１１０を固定するようにしても良い。また、ピン受け用挿通部をボール弁２の配管に固定して設け、ピンをピン受け用挿通部に差し込んで操作レバー１１０が固定されるような挿着固定手段を設けても良い。

すなわち、操作レバー１１０または弁軸７の構造および機構は、周知公用の係止方法若しくは固定方法によってボール弁２のボール部３の連通孔の向きが流水方向と直角となる位置に操作レバー１１０や弁軸７を固定できるようなものであれば良く、かつ、後述する通常時のボール部３の連通孔の向き（または操作レバー１１０の向き）に対して右回りおよび左回りに９０度回動可能であれば良い。

試験時は、操作レバー１１０を図５（ｂ）の位置から（ａ）の位置に９０°回動し（回転し）、１次側のストッパー５の位置で係止片６（係止部）が停止して固定される。このレバー回動操作により、ボール弁２内のボール部３の連通孔の向き（１次側連通孔３ｂ）を流水方向と同じ方向にして放水可能とし、加圧水が連通孔を通過して放出される。このときゲージコック１１３を予め開の方向に９０°回動させておき、圧力計１１２の圧力を計測することにより、末端試験装置１からスプリンクラーヘッド１個分の流量が確実に放水されているかを確認する。すなわち、図２のような状態となっている。

１次側連通孔３ｂは、オリフィス３ａに向かって漸次（連続的に）絞られた形状となっているので、末端試験を何度も行うと、配管内のごみなどが次第に１次側連通孔３ｂのオリフィス３ａ近傍に付着していき、目詰まりが生じる。しかし、この１次側連通孔３ｂは、１次側の連通孔内のある部分で流水方向に対して急激な角度で絞って形成する場合と比較して、オリフィス近傍にごみなどが堆積・付着し難い。すなわち目詰まりの程度を軽減させ、ごみなどを除去しやすい状態でごみなどの目詰まりを生じさせることができる。

例えば、１次側の連通孔のある部分を流水方向に対して直角の向きに絞るボール弁の場合、１次側の連通孔（末端試験用配管側の連通孔）からオリフィスまでは、図８のノズル２０１のオリフィス板（オリフィス壁）を連通孔内に設けたような形状となってオリフィスが形成されるので、ごみなどが流水方向の高圧水の力を直接に且つ全て受けてオリフィス板に衝突する。このためオリフィス近傍には、ごみなどが堆積・付着し易く、目詰まりの程度を増加させてしまう構造となる。
しかし、これに対して本発明のボール弁２の１次側連通孔３ｂの内壁面は、比較的緩やかに且つ連続的に孔径が絞られていて常に流水方向と直角にならないので、高圧水の力を全て受けない。また、ごみなどが連通孔の内壁面に直角に衝突しないので、オリフィス近傍にごみなどが堆積・付着し難く、目詰まりの程度を軽減させる構造となっている。

清掃時は、例えば、試験終了後に操作レバー１１０を図５（ａ）の位置から（ｃ）の位置に１８０°回動し）、２次側のストッパー５の位置で係止片６（係止部）が停止して固定される。このレバー回動操作により、ボール弁２の連通孔の向きを反転させる。すなわち、図４のように１次側連通孔３ｂが２次側に、２次側連通孔３ｃが１次側に向きを変える。

この反転操作によって、１次側連通孔３ｂのオリフィス３ａ近傍に目詰まりしたごみなどを２次側に移動させて絞りが開放される状態になり、ごみは高圧水により勢いよく取り除かれる。

ここで、２次側連通孔３ｃは、オリフィス３ａに向かって漸次（連続的に）絞られた形状となっているので、連通孔内のある部分で流水方向に対して急激な角度で孔径が絞られた形状と比較して、連通孔の２次側（排水管側）が１次側（末端試験用配管側）に反転した際、オリフィスによって高圧水が減圧される程度を小さくすることができる。従って、有効に高圧水の力を利用して２次側に移動した１次側連通孔３ｂに目詰まりしたごみなどを勢いよく（効率よく）取り除くことができる。

例えば、２次側の連通孔のある部分を流水方向に対して直角の向きに絞るボール弁の場合、２次側の連通孔（排水管側の連通孔）からオリフィスまでは、図８のノズル２０１のオリフィス板（オリフィス壁）を連通孔内に設けたような形状となってオリフィスが形成されるので、このような形状を２次側に有するボール弁を操作レバーの反転操作によって、連通孔の２次側を１次側（末端試験用配管側）に反転させると、急激な孔径の大きさの変化により圧力損失が大きくなり、２次側に流れる高圧水の圧力は１次側の圧力より小さくなる。しかし、これに対して本発明のボール弁２の２次側連通孔３ｃの内壁面は、比較的緩やかに且つ連続的に孔径が絞られているので、圧力損失の程度を軽減させる構造となっている。

清掃が完了したら、操作レバー１１０を清掃時（ｃ）の位置から通常時（ａ）の位置に９０°回動する。

次に本発明の第２の実施形態を図６を用いて説明する。本実施形態においては、図６に示されるように、図２のボ−ル弁２のオリフィス３ａをボール部３連通孔の中間部に位置するように、２次側連通孔３ｃの形状を１次側連通孔３ｂと同じ形状にしたものである。 従って、２次側連通孔３ｃの断面視における斜度や長さの変更に応じて、ボール弁２や配管の大きさが変更されている。その他の構成については、図２のボール弁２と同様であり、すなわち図６は、試験時（ａ）の状態を示している。

オリフィス３ａをボール部３の連通孔の中間部に配置して、１次側連通孔３ｂと２次側連通孔３ｃを同じ形状に形成したことにより、図５の操作レバー１１０を試験時（ａ）および清掃時（ｃ）のどちらの方向でも試験を行えることができる。また試験毎に操作レバー１１０の回動方向を試験時（ａ）と清掃時（ｃ）と交互に切り換えて使用することにより、一つの回動操作で、試験と前回の試験時に目詰まりしたごみの取り除きとの両方を行うことができる。

すなわち、例えば、１回目の試験時に操作レバー１１０を通常時（ｂ）の位置から試験時（ａ）の方向に９０°回動して試験を行い、試験終了時には操作レバー１１０を通常時（ｂ）の位置に戻す。そして、次の試験（２回目の試験）の時には、操作レバー１１０を通常時（ｂ）の位置から清掃時（ｃ）の方向に回動して試験を行い、試験終了には操作レバー１１０を通常時（ｂ）の位置に戻す。そして、３回目の試験時には、操作レバー１１０を試験時（ａ）の位置に回動して試験を行う。・・・というように試験の度毎に操作レバー１１０の方向を（ａ）と（ｃ）交互に使用して試験する。

このように、試験時に操作レバー１１０を試験時（ａ）と清掃時（ｃ）の各々の方向で交互に試験可能となることにより、１回目の試験でボール部３の１次側連通孔３ｂのオリフィス３ａ近傍に目詰まりしたごみなどは、２回目の試験の時に２次側に移動して高圧水により取り除かれるので、２回目の試験と同時に１回目の試験時に目詰まりしたごみなどを清掃することが可能となり、目詰まりを起こし難くなる。更に２回目の試験でボール部３の２次側連通孔３ｃのオリフィス３ａ近傍に付着したごみなどは、３回目の試験の時に２次側に移動して高圧水により取り除かれるので、３回目の試験と同時に２回目の試験時に付着したごみなどを清掃することが可能となり、目詰まりを起こし難くなる。

以上説明したように本発明は、スプリンクラー消火設備の末端試験装置のオリフィスにごみなどが溜まって目詰まりなどが生じた場合に、簡単なボール弁の反転操作で目詰まりを解消することが可能となり、極めて簡単に清掃作業を行うことができる。

尚、上述したいずれの実施形態においてもボール部３のオリフィス３ａの径には、Ｒ加工を施してある。すなわち、図２から図４および図６の要部拡大断面図において、ボール部３の頂部である連通孔３の最縮径部となるオリフィス３ａは１次側から２次側にかけてなめらかな曲線状となっている。これにより加圧水の流水方向に対する障壁成分が減少し、ごみが付着しにくくなり、目詰まりを起こし難くすることできる。更に、オリフィスによって減圧された放水圧力を効率よく回復することができるので、ごみなどを取り除きやすくなる。

尚、本発明において本発明を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、ボール弁ボール部連通孔の１次側からオリフィスまでの孔径および２次側からオリフィスまでの孔径を断面視、凹状の曲線によって漸次小さくしていくようにしてもよいし、あるいは、断面視、凸状の曲線によって漸次小さくしいっても良い。またオリフィスまでの孔径を段階的に縮径しても良い。

また、本実施例において、通常時の操作レバーの向きおよびボール弁連通孔の向きを流水方向に対して直角の方向とし、試験時および清掃時の操作レバーの向きおよびボール弁連通孔の向きを流水方向としたが、通常時のボール弁連通孔の向きが流水方向に対して直角の方向で、且つ試験時および清掃時のボール弁連通孔の向きが流水方向であれば良く、ボール弁連通孔の向きと操作レバーとの方向の組み合わせは適宜適応可能である。

また、本実施例において、オリフィスを形成する最縮径部の位置あるいは径の大きさは、ボール弁連通孔内で本発明を逸脱しない範囲で適宜応用可能である。

本発明の実施の形態を示すスプリンクラー消火設備用末端試験装置の構成図 図１の試験時の状態を示すボール弁を示す要部拡大断面図。 図１の通常時の状態を示すボール弁を示す要部拡大断面図。 図１の清掃時の状態を示すボール弁を示す要部拡大断面図。 図１の矢印ｘ方向から見たボール弁操作レバーの説明図。 本発明の他の実施の形態を示す末端試験装置１のボール弁要部拡大断面図。 従来のスプリンクラー消火設備用末端試験装置の構成図。 図７のノズルを示す要部拡大断面図。 従来の末端試験装置のボール弁を示す要部拡大断面図。

符号の説明

１、１００ 末端試験装置
２、２０、２００ ボール弁（ボールバルブ）
３ ボール部
３ａ オリフィス
３ｂ １次側連通孔
３ｃ ２次側連通孔
４ Ｏリング
５ ストッパー
６ 係止部（係止片）
７ 弁棒（弁軸）
１５ａ チーズ（連結管）
１５ｂ 連結管
１５ｃ エルボ（連結管）
１６ 管結合部品
１１０ 操作レバー
１１２ 圧力計
２０１ ノズル

Claims (4)

1. ボール弁の連通孔の孔径を絞ることにより、オリフィスを一体に形成したスプリンクラー消火設備の末端試験装置において、
   前記連通孔の向きを反転可能とする回動手段を設けたことを特徴とするスプリンクラー消火設備の末端試験装置。
2. 前記連通孔の１次側から前記オリフィスまでの孔径および２次側からオリフィスまでの孔径が各々漸次小さくなる形状としたことを特徴とする請求項１記載のスプリンクラー消火設備の末端試験装置。
3. 前記連通孔の１次側から前記オリフィスまでの形状と前記連通孔の２次側から前記オリフィスまでの形状を同じにしたことを特徴とする請求項１乃至請求項２記載のスプリンクラー消火設備の末端試験装置。
4. オリフィスを滑らかな曲面状になるようにＲ加工したことを特徴とする請求項１乃至請求項３記載のスプリンクラー消火設備の末端試験装置。

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