JP2006345883A - 一斉開放弁 - Google Patents

Abstract

【課題】弁本体の面間寸法を小さくしてコンパクト化を実現すると共に、配管全体の設置スペースを低減することができ、しかも、組立作業性、メンテナンス性を飛躍的に向上させた実用的価値の高い開閉弁一体型の一斉開放弁を提供する。
【解決手段】弁体２によって仕切られた流路の一方を消火液源３１に通じる一次側管路３とし、他方をスプリンクラーヘッドや泡ヘッド３４などに通じる二次側管路４とした弁本体１と、この一次側及び二次側管路３，４内の双方若しくは何れか一方に収容配置した開閉弁１８とからなる開閉弁一体型の一斉開放弁である。前記弁本体１の両端部又は何れか一方に配管フランジ１４を有し、この配管フランジ１４の内端一部を肉厚方向へ突出させて突設部１７を設け、この突設部１７に前記開閉弁１８のステム１９を回転自在に支持するステム孔１７ａを設けている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スプリンクラー設備や泡消火設備などの消火設備に好適な一斉開放弁に関する。

スプリンクラー設備や泡消火設備等で使用されるこの種の開放弁には、火災感知用の配管や消火液を放射する配管が連結されている。例えば、減圧開型の一斉開放弁の場合、火災感知用の配管（感知ライン）に設けた感知ヘッドの火災感知によって放水が行われると、弁箱内部の感知ラインに接続された圧力室の圧力が低下して弁体が開動し、一次側管路と二次側管路とが連通状態となる。これにより、消火液源（例えば、貯水タンク）からの消火液が消火液を放射する配管に供給され、例えば、スプリンクラーヘッドや泡ヘッドからの放水が行われる。

ところで、消火設備は火災に備えてその機能が十分発揮されるよう、定期的に点検を行うことが義務付けられている。この点検では、スプリンクラーヘッドなどに消火液を供給しないで弁作動を検査する必要があることから、一斉開放弁の二次側、具体的には一斉開放弁とスプリンクラーヘッドの間の配管に、バタフライ弁や仕切り弁などの開閉弁を設けている。平常時、この開閉弁は全開状態で保持されているが、放水試験などの点検時には開閉弁を閉止して、スプリンクラーヘッドや泡ヘッドを設けた配管に消火液が供給されないようにしている。

この種の従来例として、例えば、特開平８−６１５５０号公報（以下、特許文献１という）に記載の一斉開放弁がある。同公報には、弁体を上下動自在に配設した第１の弁箱と、ボール弁機構を内装した第２の弁箱とからなる一斉開放弁が開示されている。また、特開２００１−２５９０７０号公報（以下、特許文献２という）には、一次側・二次側にバタフライ弁を着脱可能に設けた一斉開放弁が開示されている。

上記特許文献１、２のように、一斉開放弁の一次側や二次側にボール弁やバタフライ弁などの開閉弁を連結した構造の場合、一斉開放弁の設置スペースに加えて、開閉弁の設置スペースを別途確保しなければならず、特に、消火設備では配管を含めた構成要素が多く、限られたスペース内において、その設置スペースの確保は容易なことではない。しかも、一斉開放弁と開閉弁との連結にはボルト・ナットなどを用いて行われるため、取付作業に多くの時間と労力を要していた。そこで、これらの問題を解決すべく、開閉弁一体型の一斉開放弁の開発が提案されている。

例えば、特開２００１−３３６６５９号公報（以下、特許文献３という）に記載の一斉開放弁がある。同公報には、フランジ近傍の管路内にバタフライ弁を一体に埋め込んだ一斉開放弁が開示されている。バタフライ弁の弁体は、一斉開放弁の管路（弁本体）に設けた貫通孔から挿入された弁棒によって支持され、流路上に回転自在に配置されている。
特開平８−６１５５０号公報 特開２００１−２５９０７０号公報 特開２００１−３３６６５９号公報

しかしながら、上記特許文献３に示す構造では、弁本体内部を一次側と二次側とに仕切る隔壁に接触しないよう、弁体の回動範囲を考慮してバタフライ弁の設置（設計）を行う必要がある。このため、バタフライ弁を設置する管路の長さは必然的に長くなり、その結果、弁本体の面間寸法が大きくなってしまう。また、弁体を回動させる弁棒はフランジ近傍の管路から突出した状態にあり、その長さは、弁操作用ハンドルの取り付けを考慮して、回転操作の際にフランジに接触することのない十分な長さに設定する必要がある。

さらに、上記特許文献１〜３をはじめ、従来の構造では、ステム孔を弁箱の上下部（或は左右部）２ヶ所を穿孔して設ける必要があることから、製造コストがかかることに加え、組立工数が増えるので組立には多くの時間と労力を要していた。しかも、メンテナンスを行う時には、上下部の各ステムを抜かなければならず、特に、狭い場所での作業となれば容易ではない。

本発明は、上記の課題点に鑑み、鋭意研究の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、弁本体の面間寸法を小さくしてコンパクト化を実現すると共に、配管全体の設置スペースを削減することができ、しかも、組立作業性、メンテナンス性を飛躍的に向上させた実用的価値の高い開閉弁一体型の一斉開放弁を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、弁体によって仕切られた流路の一方を消火液源に通じる一次側管路とし、他方をスプリンクラーヘッドや泡ヘッドなどに通じる二次側管路とした弁本体と、この一次側及び二次側管路内の双方若しくは何れか一方に収容配置した開閉弁とからなる開閉弁一体型の一斉開放弁において、前記弁本体の両端部又は何れか一方に配管フランジを有し、この配管フランジの内端一部を肉厚方向へ突出させて突設部を設け、この突設部に前記開閉弁のステムを回転自在に支持するステム孔を設けた一斉開放弁である。

請求項２に係る発明は、前記開閉弁を収容する管路の内周面にシートリングを固定したガイドリングを設け、このガイドリングに着脱自在に保持された下部ステムと、前記ステム孔に支持された上部ステムとで開閉弁の弁体を回転自在に支持した一斉開放弁である。

請求項３に係る発明は、前記ガイドリングは金属材料からなり、このガイドリングの内周面に樹脂やゴム等の弾性材料からなるシートリングを焼き付け、接着或は嵌め込みして設けた一斉開放弁である。

請求項４に係る発明は、前記ガイドリングに開閉弁の弁体と下部ステムとを組み込んでこれをユニットとして構成し、このユニットの状態から弁本体への取り付け、取り外しを可能とした一斉開放弁である。

請求項５に係る発明は、前記上部ステムの上下２ヶ所にＯリング溝を設け、このＯリング溝間にグリス溜まりを形成した一斉開放弁である。

請求項１に係る発明によると、弁本体の面間寸法を小さくしてコンパクト化を実現すると共に、配管全体の設置スペースを削減することが可能になった。従来に比べて設置スペースを必要としないため、空いたスペースを有効活用することができる上、コストの削減が図られる。さらに、コンパクト化の実現によって軽量化が可能となり、搬送時は勿論、施工時の作業者への負担が軽減される。また、本発明の原理によれば、一斉開放弁以外にも防災設備における自動警報弁などにも適用され、同様の効果が得られる。

請求項２、３に係る発明によると、下部ステムがガイドリングのみに保持される構造であることから、弁箱に下部ステムを取り付けるステム孔を設ける必要がなく、また、下部ステムの脱落を防ぐ処置が不要となり、製造工程を簡素化すると共に、製造コストの削減を可能にする。バタフライ弁をはじめ、ボール弁など、あらゆる開閉弁に適用することが可能であり、組立作業性、メンテナンス性を飛躍的に向上させることができる。

請求項４に係る発明によると、シートリング、ガイドリング、開閉弁の弁体、及び下部ステムをユニットとして構成することができ、この状態からの弁本体への取り付け、取り外しができるので、優れた作業性、メンテナンス性が実現される。しかも、弁本体の開口端からの取り付け、取り外しが行えるので、従来にない優れた組立作業性、メンテナンス性を実現した実用的価値の極めて高い開閉弁一体型の一斉開放弁として提供することができる。

請求項５に係る発明によると、Ｏリングに潤滑性と封止性を長期に亘って与えることができると共に、ステム孔の潤滑効果により耐摩耗・防錆効果を得ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、本実施形態は、本発明が実施される特に有用な形態としてのものであり、本発明がその形態に限定されるものではない。図１は、本発明に係る開閉弁一体型の一斉開放弁の断面図であり、図２は、図１における一斉開放弁の一部拡大断面図、図３は、図１における一斉開放弁の一部切欠き平面図、図４は、弁開操作時の状態説明図、図５は、弁閉操作時の状態説明図、また、図６は、開閉弁の弁閉状態を示す一部切欠き断面図である。

図中１は、鋳物製の弁本体（弁箱）、２は、有底筒状のピストン弁である。３は、消火液源に通じる一次側管路、４は、スプリンクラーヘッドや泡ヘッドなどに通じる二次側管路である。５は、一次側管路３と二次側管路４とを隔てる隔壁、６は、隔壁５に穿設された連通口である。７は、連通口６の内周面に装着され、ピストン弁２を着座させる弁座である。８は、一次側管路に連続して設けた圧力制御室、９は、弁箱１内に固定された筒状のシリンダである。１０は、鋳物製の蓋体、１１は、蓋体１０に支持されたスピンドルである。１２は、ピストン弁２と蓋体１０との間に設けた圧縮バネである。

図２に示すように、本実施形態では、ピストン弁２にチャッキ弁１３を直接設けたチャッキ弁一体構造を採用している。このチャッキ弁１３の構成は、チャッキディスク１３ａと、弁座兼用キャップ１３ｂ、チャッキディスク１３ａを一次側へ付勢するスプリング１３ｃ、及びピストン弁２に穿設された通過孔１３ｄから構成され、流体Ｗを一次側管路３から圧力制御室８へ通過させる一方、圧力制御室８から一次側管路３への通過を阻止し、一次側管路３と圧力制御室８の内圧を同圧に保つよう機能する。このチャッキ弁一体構造により、一次側管路３から圧力制御室８への一次圧を最短経路で供給することができ、弁本体１の更なるコンパクト化を図っている。なお、本発明は、ピストン弁２に替えてダイヤフラム弁などを内蔵する一斉開放弁（図示しない）にも適用される。

また、ピストン弁２の中央部には凸状の突起部２ａが形成されており、弁開時にはこの突起部２ａにスピンドル１１の先端を当接させる。スピンドル１１は螺入により蓋体１０に取り付けており、このスピンドル１１の螺入状態を調整して、その先端位置を適宜位置に移動させることで、ピストン弁２の弁開状態の調節が行われる。勿論、本例で示すピストン弁２の構造は一例であって、従来のごとく、チャッキ弁１３を弁箱１側に設けた構造（図示しない）を採用してもよいが、この場合には、一次側管路３と圧力制御室８とを連通するバイパスを別途設ける必要があり、弁本体１を大きく設計しなければならない。しかも、本例では青銅及び黄銅製のピストン弁２を採用したことで、耐食性に優れたチャッキ弁１３のケーシングを実現しているが、チャッキ弁１３を鋳鉄製の弁箱１側に設ける構造では、何らかの防錆処理を施す必要があり、コストや部品点数が増加することになる。

図１に示すように、圧力制御室８は、その周面をシリンダ９によって構成され、上面は蓋体１０によって閉鎖されている。圧力制御室８内には上述したピストン弁２を内蔵しており、このピストン弁２はシリンダ９内にＯリング９ａを介して液密的に嵌装され、摺動自在に設けてある。通常時、一次側管路３から圧力制御室８にかけて、消火剤Ｗが満たされた状態となっている。即ち、圧力制御室８内に流入した消火剤Ｗの水圧を受けた状態にあり、ピストン弁２は連通口６に設けた弁座７に押し付けられて、同図に示されるように、連通口６の閉止状態が維持されている。

弁本体１の両端部には配管フランジ１４，１４を設けており、一次側配管１５、二次側配管１６との接続が行われる。図３に示すように、本発明の一斉開放弁には、配管フランジ１４の一部を肉厚方向へ突出させた突設部１７を設けており、この突設部１７には、開閉弁１８の上部ステム１９を回転自在に支持するステム孔１７ａが形成されている。なお、ステム孔１７ａが配管フランジ１４のボルト孔（図示しない）にかからなければ、突設部１７（ステム孔１７ａ）を配管フランジ１４の何れの部位に設けてもよく、例えば、図１において、弁本体１の側面位置に設けるなど、実施に応じて任意である。

本実施形態では、開閉弁１８としてバタフライ弁を採用しており、この開閉弁１８（以下、バタフライ弁１８という）を一次側管路３及び二次側管路４内の双方に収容配置している。管路３，４の内周面にはゴム製（或は樹脂製等）シートリング２０を固定した金属製（或は樹脂製等）ガイドリング２１が取り付けられており、当該管路３，４に配置される円板状の弁体２２（以下、ジスク２２という）が流路を閉鎖したとき、ジスク２２の外周面がシートリング２０と密着するよう構成されている。また、シートリング２０及びガイドリング２１にはバタフライ弁１８の上部ステム１９を挿通させる挿入孔２３と、バタフライ弁１８の下部ステム２４を着脱自在に保持する取付孔２５が形成されており、ステム孔１７ａに支持された上部ステム１９と、ガイドリング２１に保持された下部ステム２４とでジスク２２が回転自在に支持され、流路上でのジスク２２の回動を可能にしている。

図１に示すように、シートリング２０の一端部２０ａを鍔状に成形しており、弁本体１の開口端に装着した状態において、この鍔状の端部２０ａは弁本体１の開口端面から突出した状態にあり、一次側配管１５、二次側配管１６との接続に際して、これら配管１５，１６との間でシール機能が発揮される。

後述するが、本発明の一斉開放弁では、シートリング２０、ガイドリング２１、ジスク２２、及び下部ステム２４を組み込んでこれをユニットとして構成しており、このユニットの状態からの弁本体１への取り付け、取り外しを行うことができ、しかも、弁本体１の開口端からの取り付け、取り外しが行えるよう構成されている。また、バタフライ弁１８のジスク２２を支持する下部ステム２４はガイドリング２１のみに保持され、弁箱１と結合されていない構造であることから、上部ステム１９の脱着のみでバタフライ弁１８の取り付け、取り外しが行える。

バタフライ弁１８の上部ステム１９には、上下２ヶ所にＯリング溝１９ａ，１９ａを形成しており、これらに装着したＯリング２６，２６によって、ステム孔１７ａと上部ステム１９との隙間から消火剤Ｗが漏れるのを防いでいる。Ｏリング溝１９ａ，１９ａの間には、グリス溜まり２７を設けており、Ｏリング２６に潤滑性と封止性を長期に亘って与えると共に、ステム孔１７ａの潤滑効果により耐摩耗・防錆効果が発揮される。当該ステム１９の上端部には、必要に応じて、ジスク２２を回転操作する弁操作用ハンドル（図示しない）が取り付けられる。また、上部ステム１９の保持部を長くしており、当該ステム１９の片持ちばり自由端のたわみを少なくし、流体圧による弁体移動を押さえる機能を持たせている。

図中２８は、上部ステム１９の飛び出しを防止するプレート、２９は、ジスク２２の開度を示すインジゲータであり、このインジゲータ２９は上部ステム１９と同一に回動するよう設けてある。図４に示すように、ジスク２２の全開時は、固定用ボルト３０を用いてプレート２８とインジゲータ２９を位置固定しており、一方、図５に示すように、ジスク２２の全閉時は、プレート２８の端部に設けたストッパ２８ａと、インジゲータ２９の先端部に設けた折り曲げ部２９ａとを当接させて、全閉時の位置決めを行う構造としている。勿論、この構造は一例であり、これに限定するものではない。

次に、本実施形態の作用を説明する。弁本体１の一次側管路３は、消火液源３１、例えば、消火液タンクや貯蔵槽などに接続されて消火剤が加送されている。通常時、ピストン弁２は圧縮バネ１２の弾発力によって弁座７に押し付けられ、一次側管路３と二次側管路４を遮断した状態にある。このとき、一次側管路３から供給された消火剤はピストン弁２の外周面に設けたチャッキ弁１３を通過して圧力制御室８を満たし、さらに、圧力制御室８を満たした消火剤は、感知ライン３２を経由して感知ヘッド３３に至る経路を満たしている。

圧力制御室８は感知ライン３２に接続されており、この感知ライン３２に設けた感知ヘッド３３の火災感知によって放水が行われると、圧力制御室８内の圧力が低下する。これにより、一次側管路３内の水圧が圧力制御室８内の水圧と圧縮バネ１２の弾発力を上回り、ピストン弁２が上方へと押し上げられ、ピストン弁２と弁座７との間に生じた開口部から、一次側管路３からの消火剤Ｗが二次側管路４へと流入して、消火剤Ｗを放射する配管１６へと供給され、例えば、スプリンクラーヘッド３４や泡ヘッドからの放水が開始されて火災を消し止める。

一斉開放弁１の作動試験をする際には、上部ステム１９の上端部に弁操作用ハンドル（図示しない）を取り付け、図６に示すように、二次側管路４内に収容配置されたバタフライ弁１８のジスク２２を閉止する。次いで、弁本体１の底部に螺着されたプラグ３５を取り外して、排水管（図示しない）を取り付ける。感知ライン３２に設置してある末端試験装置３６を操作すると、圧力制御室８内の水圧が低下して、感知ヘッド３３の作動状態が実現される。これにより、ピストン弁２が上方へと移動し、一次側管路３と二次側管路４とが連通状態となる。このとき、二次側管路４に消火剤Ｗが流入するが、バタフライ弁１８のジスク２２は閉止してあるので、スプリンクラーヘッド３４を設けた配管１６に消火剤Ｗが供給されることはなく、消火剤Ｗは排水管から流出される。また、一斉開放弁１を含む二次側の部品をメンテナンスなど行う際には、一次側管路３内に収容配置されたバタフライ弁１８のジスク２２を閉止して行う。

ここで、弁本体１にバタフライ弁１８を取り付ける手順について説明すると、先ず、ゴム製シートリング２０を焼付け、接着剤などで固着、或は嵌め込みなど、適宜方法でガイドリング２１に固定する。次に、ジスク２２をシートリング２０内に嵌め入れると共に、ガイドリング２１に設けた取付孔２５から下部ステム２４を挿入し、ジスク２２の下部に固定する。これにより、シートリング２０、ガイドリング２１、ジスク２２、及び下部ステム２４がユニットとして構成される。

次いで、このユニットを弁本体１の開口端から嵌め込んだ後、配管フランジ１４の突設部１７に設けたステム孔１７ａから上部ステム１９を挿入し、シートリング２０、ガイドリング２１に設けた挿入孔２３を介して、ジスク２２の上部に固定する。その後、プレート２８、インジゲータ２９を順次取り付けて、バタフライ弁１８の取り付けが完了する。このように、開閉弁１８の弁体２２を固定する下部ステム２４は、シートリング２０を固定したガイドリング２１のみに保持され、弁本体（弁箱）１と結合されていない構造であることから、上部ステム１９の脱着のみで、開閉弁１８の取り付け、取り外しが容易に行うことができる。

弁本体１からバタフライ弁１８を取り外す場合には、バタフライ弁１８のジスク２２に固定されている上部ステム１９を取り外すのみで、シートリング２０を固定したガイドリング２１、ジスク２２、及び下部ステム２４を一度に取り出すことができ、メンテナンスなど、容易に行うことができる。

本発明によると、開閉弁一体型の構造にあっても、弁本体の面間寸法を小さくしてコンパクト化を実現すると共に、配管全体の設置スペースを低減することができ、しかも、組立作業性、メンテナンス性を飛躍的に向上させた実用的価値の高い開閉弁一体型の一斉開放弁として提供可能である。また、バタフライ弁や、ボール弁などの回転弁を収容配置した開閉弁一体型の一斉開放弁とすることも可能である。また、本発明は、一斉開放弁以外にも防災設備における自動警報弁などにも応用できる。

本発明に係る開閉弁一体型の一斉開放弁の断面図である。 図１における一斉開放弁の一部拡大断面図である。 図１における一斉開放弁の一部切欠き平面図である。 弁開操作時の状態説明図である。 弁閉操作時の状態説明図である。 開閉弁の弁閉状態を示す一部切欠き断面図である。

符号の説明

１ 弁本体（弁箱）
２ 弁体（ピストン弁）
３ 一次側管路
４ 二次側管路
１３ チャッキ弁
１４ 配管フランジ
１７ 突設部
１７ａ ステム孔
１８ 開閉弁（バタフライ弁）
１９ 上部ステム
１９ａ Ｏリング溝
２０ シートリング
２１ ガイドリング
２２ 弁体（ジスク）
２４ 下部ステム
２７ グリス溜まり
３１ 消火液源
３４ スプリンクラーヘッド、泡ヘッド

Claims (5)

1. 弁体によって仕切られた流路の一方を消火液源に通じる一次側管路とし、他方をスプリンクラーヘッドや泡ヘッドなどに通じる二次側管路とした弁本体と、この一次側及び二次側管路内の双方若しくは何れか一方に収容配置した開閉弁とからなる開閉弁一体型の一斉開放弁において、前記弁本体の両端部又は何れか一方に配管フランジを有し、この配管フランジの内端一部を肉厚方向へ突出させて突設部を設け、この突設部に前記開閉弁のステムを回転自在に支持するステム孔を設けたことを特徴とする一斉開放弁。
2. 前記開閉弁を収容する管路の内周面にシートリングを固定したガイドリングを設け、このガイドリングに着脱自在に保持された下部ステムと、前記ステム孔に支持された上部ステムとで開閉弁の弁体を回転自在に支持した請求項１に記載の一斉開放弁。
3. 前記ガイドリングは金属材料からなり、このガイドリングの内周面に樹脂やゴム等の弾性材料からなるシートリングを焼き付け、接着或は嵌め込みして設けた請求項１又は２に記載の一斉開放弁。
4. 前記ガイドリングに開閉弁の弁体と下部ステムとを組み込んでこれをユニットとして構成し、このユニットの状態から弁本体への取り付け、取り外しを可能とした請求項１乃至３の何れか１項に記載の一斉開放弁。
5. 前記上部ステムの上下２ヶ所にＯリング溝を設け、このＯリング溝間にグリス溜まりを形成した請求項１乃至４の何れか１項に記載の一斉開放弁。
   

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