JP2007004593A - 圧力調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置自体の大幅なコンパクト化を図ると共に、流水路内を流れる水の摩擦損失を小さくする。
【解決手段】 同一軸線上に配置した流入口２ａと流出口２ｂとの間に直線状の流水路Ａを有し、当該流水路Ａの途中に弁口２ｃ及び弁座２ｄを形成した隔壁２ｅを設けてその上流側に一次側流水路Ａ１を、又、その下流側に二次側流水路Ａ２を夫々形成した筒状のボディ２と、ボディ２の一次側流水路Ａ１内に気密状態で軸線方向へ移動自在に配設した略筒状のスライダー３と、スライダー３の下流側端部に設けられ、ボディ２の二次側流水路Ａ２内に位置して弁座２ｄに当離座するスライダー３の受圧面積と同等の受圧面積を有する弁体４と、ボディ２とスライダー３との間に介設され、弁体４が弁座２ｄから離座する方向へスライダー３を附勢すると共に、その附勢力を調整可能な弾性体５とから構成する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、主にビル等の建物内の壁面やトンネル内の壁面等に設置された消火栓装置に用いられるものであり、消火栓装置を構成する消火栓弁の一次側又は二次側に配設され、給水圧力を所定値に自動的に調整して放水ノズルからの放水圧力を適正な値にする圧力調整装置に関するものである。

一般に、建物やトンネル内の壁面に設置された消火栓装置は、図示していないが、開閉可能な消火栓箱と、消火栓箱内に配設され、一次側が給水管に接続された消火栓弁と、消火栓弁の二次側に接続された消火用ホースと、消火用ホースの先端部に接続された放水ノズル等から構成されている。
ところで、前記消火栓装置は、給水管内の圧力が高圧であるため、放水ノズルから放水される消火用水の放水圧力が高くなり過ぎることがあり、操作者が放水ノズルに振り回されて消火活動を良好且つ円滑に行えないことがある。

そこで、従来の消火栓装置に於いては、放水ノズルからの放水圧力を調整するため、消火栓弁の一次側（消火栓弁とこれに接続される給水管との間）又は消火栓弁の二次側（消火栓弁と消火用ホースとの間）に圧力調整用の減圧弁を介設し、当該減圧弁により給水圧力を調整して放水ノズルからの放水圧力を適正な値に調整することが行われている。

従来、この種の圧力調整用の減圧弁としては、例えば、特開２００３−１９９８４１号公報（特許文献１）や特開２００４−２５４８６３号公報（特許文献２）に開示された構造のものが知られている。

即ち、前記各減圧弁１０は、図４乃至図６に示す如く、流入口１１ａ、流出口１１ｂ、一次側圧力室１１ｃ、二次側圧力室１１ｄ、隔壁１１ｅ、弁口１１ｆ及び弁座１１ｇを備えたボディ１１と、ボディ１１の上部開口部を覆うスプリングケース１２と、ボディ１１内に上下方向へ移動自在に配設された弁棒１３と、弁棒１３に設けられ、弁座１１ｇに当離座する弁体１４と、スプリングケース１２内に配設されたスプリング受け１５と、弁棒１３とスプリング受け１５との間に介設され、弁体１４が弁座１１ｇから離座する方向へ弁棒１３を附勢する圧縮スプリング１６と、スプリングケース１２に設けられ、圧縮スプリング１６の附勢力を調整する調整ボルト１７等から構成されている。

而して、前記各減圧弁１０によれば、調整ボルト１７により圧縮スプリング１６の附勢力を予め調整して放水圧力が所定値になるように設定すると、二次側圧力室１１ｄの水圧が上昇した場合には、弁体１４及び弁棒１３が圧縮スプリング１６の附勢力に抗して押し上げられ、弁体１４が閉弁方向へ移動して二次側圧力室１１ｄへの給水量が制限され、これにより二次側圧力室１１ｄに於ける水圧が一定の水圧に維持されることになる。
又、逆に二次側圧力室１１ｄの水圧が小さ過ぎる場合には、圧縮スプリング１６及び一次側圧力室１１ｃの水圧により弁棒１３及び弁体１４が開弁方向へ移動し、水圧の変動に応じて二次側圧力室１１ｄへの給水量が調整され、これにより二次側圧力室１１ｄに於ける水圧が一定に維持されることになる。

従って、前記各減圧弁１０を用いた消火栓装置（図示省略）に於いては、減圧弁１０により放水ノズルへ所定の圧力に調整された消火用水を給水することができ、放水ノズルからの放水圧力も所定の圧力となり、操作者が適正な消火活動を行うことができる。

然し乍ら、前記各減圧弁１１は、何れも弁棒１３及び弁体１４がボディ１１内に一次側圧力室１１ｃの流水方向と交差する姿勢で配設されているため、弁棒１３及び弁体１４を附勢する圧縮スプリング１６も前記流水方向と交差する姿勢となり、圧縮スプリング１６及びスプリング受け１５等を収納するスプリングケース１２がボディ１１から外方へ大きく突出した格好になる。その結果、減圧弁１０自体が大型化することになり、消火栓装置に設置する際には、広い設置スペースが必要になると共に、接続金具が回転式の場合には、ねじ込みのための回転スペースが必要になると云う問題があった。
又、各減圧弁１０は、弁口１１ｆ及び弁座１１ｇが一次側圧力室１１ｃの流水方向と平行に配置されているため、水が一次側圧力室１１ｃから二次側圧力室１１ｄへ流れる際に流水方向が大きく曲げられることになり、ボディ１１内の流水路を流れる水の摩擦損失が大きくなると云う問題があった。
特開２００３−１９９８４１号公報 特開２００４−２５４８６３号公報

本発明は、このような問題点に鑑みて為されたものであり、その目的は装置自体の大幅なコンパクト化を図れると共に、流水路内を流れる水の摩擦損失を小さくすることができる圧力調整装置を提供することにある。

本発明の請求項１の圧力調整装置は、同一軸線上に配置した流入口と流出口との間に直線状の流水路を有し、当該流水路の途中に弁口及び弁座を形成した隔壁を設けてその上流側に一次側流水路を、又、その下流側に二次側流水路を夫々形成した筒状のボディと、ボディの一次側流水路内に気密状態で軸線方向へ移動自在に配設した略筒状のスライダーと、スライダーの下流側端部に設けられ、ボディの二次側流水路内に位置して弁座に当離座するスライダーの受圧面積と同等の受圧面積を有する弁体と、ボディとスライダーとの間に介設され、弁体が弁座から離座する方向へスライダーを附勢すると共に、その附勢力を調整可能な弾性体とから構成したことに特徴がある。

本発明の請求項２の圧力調整装置は、ボディが、下流側端部に流出口を有し、内部に弁口及び弁座を形成した隔壁を備えた筒状の差口金具と、上流側端部に流入口を有し、下流側端部が差口金具の上流側端部に軸線方向へ移動調整自在に螺着された筒状の受口金具とから成り、前記受口金具の内周面に弾性体の一端部を受け止める環状の受け部を一体的に形成し、受口金具を差口金具に対して移動調整することによって、弾性体の附勢力を調整できるようにしたことに特徴がある。

本発明の圧力調整装置は、流入口、流出口、直線状の流水路、弁口及び弁座等を備えた筒状のボディ内に、筒状のスライダーと、スライダーに設けられて弁座に当離座する弁体と、弁体が弁座から離座する方向へスライダーを附勢する弾性体とを夫々配設する構成としているため、ボディから外方へ大きく突出する部分がなくなり、装置自体の大幅なコンパクト化を図れることになる。その結果、本発明の圧力調整装置を消火栓装置に設置する際には、設置スペースが少なくて済むと共に、接続金具が回転式の場合でも、ねじ込みのための回転スペースが不要となる。
又、本発明の圧力調整装置は、流入口と流出口との間に形成した直線状の流水路の途中に弁口及び弁座を形成した隔壁を設け、隔壁の上流側を一次側流水路とすると共に、隔壁の下流側を二次側流水路としているため、一次側流水路と二次側流水路と弁口とが同一軸線上で且つ一直線状に配置されることになり、流水路内を流れる水の摩擦損失を小さくすることができる。
更に、本発明の圧力調整装置は、ボディが、流出口及び弁座等を備えた筒状の差口金具と、差口金具に軸線方向へ移動調整自在に螺着され、流入口及び弾性体の一端部を受け止める環状の受け部を備えた筒状の受口金具とから成り、受口金具を差口金具に対して移動調整することによって、弾性体の附勢力を調整できるようにしているため、ボディの一部である受口金具が従来の減圧弁に設けた調整ボルト及びスプリング受けの役目を果たすことになり、調整ボルト及びスプリング受けが不要になって部品点数の削減を図れる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は本発明の実施の形態に係る圧力調整装置１を示し、当該圧力調整装置１は、主にビル等の建物内の壁面やトンネル内の壁面に設置された消火栓装置（図示省略）に用いられるものであり、消火栓装置を構成する消火栓弁の一次側（消火栓弁とこれに接続される給水管との間）又は消火栓弁の二次側（消火栓弁と消火用ホースとの間）に配設され、給水圧力を所定値に自動的に調整して放水ノズルからの放水圧力を適正な値に調整するものである。

即ち、前記圧力調整装置１は、流入口２ａ、流出口２ｂ、一次側流水路Ａ１及び二次側流水路Ａ２から成る直線状の流水路Ａ、弁口２ｃ及び弁座２ｄ形成した隔壁２ｅを夫々備えた筒状のボディ２と、ボディ２の一次側流水路Ａ１内に気密状態で軸線方向へ移動自在に配設した略筒状のスライダー３と、ボディ２の二次側流水路Ａ２内に位置してスライダー３と一緒にボディ２の軸線方向へ移動し、弁座２ｄに当離座するスライダー３の受圧面積と同等の受圧面積を有する弁体４と、弁体４が弁座２ｄから離座する方向へスライダー３及び弁体４を附勢する弾性体５とから構成されている。

前記ボディ２は、図２に示す如く、下流側端部に流出口２ｂを有し、内部に弁口２ｃ及び弁座２ｄを形成した隔壁２ｅを備えた筒状の差口金具２′と、上流側端部に流入口２ａを有し、下流側端部が差口金具２′の上流側端部に軸線方向へ移動調整自在に螺着された筒状の受口金具２″とから成り、流入口２ａから流出口２ｂに亘って直線状の流水路Ａが形成されている。

具体的には、差口金具２′は、金属材により筒状に形成されており、上流側の端部内周面には、受口金具２″に着脱自在に螺着される雌ネジ２ｆが形成されていると共に、下流側の端部外周面には、消火栓弁の一次側（流入口側）又は消火用ホースの基端部に着脱自在に螺着される雄ネジ２ｇが形成されている。
又、差口金具２′の内周面には、ボディ２内に形成された直線状の流水路Ａを一次側流水路Ａ１と二次側流水路Ａ２とに分ける隔壁２ｅが一体的に形成されている。この隔壁２ｅの中心部には、流水路Ａの軸線に合致して一次側流水路Ａ１と二次側流水路Ａ２とを連通する弁口２ｃが形成されていると共に、当該弁口２ｃの二次側流水路Ａ２側の内周縁部には、環状の弁座２ｄが形成されている。
更に、差口金具２′の一次側流水路Ａ１の内周面には、Ｏリング６が嵌合される環状のＯリング溝２ｈが形成されており、このＯリング溝２ｈにＯリング６を嵌合することによって、差口金具２′とスライダー３との間が気密状態に保持されている。

一方、受口金具２″は、金属材により略二重筒構造に形成されており、上流側の端部内周面には、給水管又は消火栓弁の二次側（吐出口側）に着脱自在に螺着される雌ネジ２ｉが形成されていると共に、下流側の端部外周面には、差口金具２′の上流側の雌ネジ２ｆに着脱自在に螺着される雄ネジ２ｊが形成されている。この受口金具２″は、差口金具２′の上流側端部に軸線方向へ移動自在に螺着されて一次側流水路Ａ１の一部を形成しており、差口金具２′の上流側の端部に挿着したビス７により回り止めされている。
又、受口金具２″の内周面には、弾性体５の一端部を受け止める環状の受け部２ｋが一体的に形成されていると共に、当該受け部２ｋの内周縁部には、スライダー３をボディ２の軸線方向へ摺動自在に支持する筒状の内筒部２ｌが下流側へ向って一体的に形成されている。
尚、図２に於いて、２ｍは受口金具２″の外壁部分に形成した空気抜き孔、８は受け部２ｋの一次側に配設したパッキンである。

前記スライダー３は、図２及び図３に示す如く、ボディ２の一次側流水路Ａ１内で且つ差口金具２′の内周面と受口金具２″の内筒部２ｌの外周面との間に気密状態で軸線方向へ移動自在に配設され、内周面にＯリング６が嵌合される環状のＯリング溝３ｄを形成した筒部３ａと、筒部３ａの下流側端面にスライダー３の直径方向に沿う姿勢で一体的に形成された角棒状の支持片３ｂと、支持片３ｂの中央部に下流側へ向って一体的に形成され、先端側に弁体４が取り付けられる軸部３ｃとから成り、角棒状の支持片３ｂが差口金具２′の隔壁２ｅの上流側面に当接することによって、スライダー３の下流側への移動が規制されるようになっている。
又、スライダー３の軸部３ｃは、ボディ２の軸線に合致し且つ弁口２ｃを通過して二次側流水路Ａ２内に位置しており、その先端部には、弁体４を取り付けるための雄ネジ３ｅが形成されている。

前記弁体４は、図２に示す如く、スライダー３の軸部３ｃの先端にワッシャー９を介して螺着されたディスクホルダー４ａと、ディスクホルダー４ａの上流側面に保持され、ボディ２の弁座２ｄに当離座する環状のディスク４ｂとから成り、スライダー３の軸部３ｃに取り付けたときにボディ２の軸線上で且つボディ２の二次側流水路Ａ２内に位置している。
又、弁体４の一次側の受圧面積と弁体４の二次側の受圧面積は、夫々スライダー３の受圧面積（筒部３ａの外径面積から筒部３ａの内径面積を引いた面積）と同等に設定されている。

前記弾性体５は、図２に示す如く、圧縮スプリングにより形成されており、スライダー３の筒部３ａの上流側端面とボディ２の受口金具２″の受け部２ｋとの間に介設されている。この弾性体５は、受口金具２″を差口金具２′に対して軸線方向へ移動調整することによって、その附勢力を調整できるようになっている。

この圧力調整装置１の構成に於いて、一次側流水路Ａ１内の一次側圧力をＰ０、二次側流水路Ａ２内の二次側圧力をＰ１、弁体４の一次側の受圧面積及び弁体４の二次側の受圧面積を夫々Ｓ１、スライダー３の外径面積（筒部３ａの外径面積）をＳ２、スライダー３の内径面積（筒部３ａの内径面積）をＳ３、弾性体５（圧縮スプリング）の反発力をＦとすると、弁体４にかかる力は、
（Ｐ０−Ｐ１）×Ｓ１ …（１）
であり、スライダー３にかかる力は、
（Ｓ２−Ｓ３）×Ｐ０−Ｆ …（２）
である。そして、弁体４とスライダー３は、つながって一体化されているので、
（Ｐ０−Ｐ１）×Ｓ１＝（Ｓ２−Ｓ３）×Ｐ０−Ｆ …（３）
となる。ここで、Ｓ１＝（Ｓ２−Ｓ３）となるように各部の寸法を設計すると、
Ｐ１×Ｓ１＝Ｆ …（４）
となる。
上記（４）式より二次側圧力Ｐ１は弾性体５の反発力に応じて変化し、一次側圧力Ｐ０の変動が二次側圧力Ｐ１には関係しないことが判る。

以上のように構成された圧力調整装置１は、消火栓弁の一次側（消火栓弁とこれに接続される給水管との間）又は消火栓弁の二次側（消火栓弁と消火用ホースとの間に）に介設されており、給水圧力を調整して放水ノズルからの放水圧力を適正な値に調整するようにしている。

即ち、前記圧力調整装置１によれば、ボディ２の差口金具２′に対して受口金具２″を移動調整し、弾性体５の附勢力を予め所定の大きさに調整して放水圧力が所定値になるように設定すると、二次側流水路Ａ２の水圧が上昇した場合には、弁体４及びスライダー３が弾性体５の附勢力及び一次側圧力に抗して上流側へ移動し、弁体４と弁座２ｄとの間隙が狭められて二次側圧力室への給水量が制限され、これにより二次側流水路Ａ２に於ける水圧が一定の値に維持されることになる。
又、逆に二次側流水路Ａ２の水圧が小さ過ぎる場合には、弾性体５及び一次側流水路Ａ１の水圧によりスライダー３及び弁体４が下流側へ移動して弁体４と弁座２ｄとの間隙が拡がり、水圧の変動に応じて二次側流水路Ａ２への給水量が調整され、これにより二次側流水路Ａ２に於ける水圧が一定の値に維持されることになる。

その結果、この圧力調整装置１を消火栓装置に用いると、弾性体５の附勢力を予め所定の大きさに設定しておくことにより、一次側圧力が一定であるか変動するかに関係なく、二次側圧力が一定に保たれて良好な消火活動を行える。又、弾性体５の附勢力を変化させることによって、一次側圧力に関係なく二次側圧力を変化させることができる。

特に、前記圧力調整装置１は、流入口２ａ、流出口２ｂ、直線状の流水路Ａ、弁口２ｃ及び弁座２ｄ等を備えた筒状のボディ２内に、筒状のスライダー３と、スライダー３に設けられて弁座２ｄに当離座する弁体４と、弁体４が弁座２ｄから離座する方向へスライダー３を附勢する弾性体５とを夫々配設する構成としているため、ボディ２から外方へ大きく突出する部分がなくなり、装置自体の大幅なコンパクト化を図れることになる。
又、この圧力調整装置１は、流入口２ａと流出口２ｂとの間に形成した直線状の流水路Ａの途中に弁口２ｃ及び弁座２ｄを形成した隔壁２ｅを設け、隔壁２ｅの上流側を一次側流水路Ａ１とすると共に、隔壁２ｅの下流側を二次側流水路Ａ２としているため、一次側流水路Ａ１と二次側流水路Ａ２と弁口２ｃとが同一軸線上で且つ一直線状に配置されることになり、流水路Ａ内を流れる水の摩擦損失を小さくすることができる。
更に、この圧力調整装置１は、ボディ２を、筒状の差口金具２′と、差口金具２′に軸線方向へ移動調整自在に螺着され、弾性体５の一端部を受け止める環状の受け部２ｋを備えた筒状の受口金具２″とから構成し、受口金具２″を差口金具２′に対して移動調整することによって、弾性体５の附勢力を調整できるようにしているため、ボディ２の一部である受口金具２″が従来の減圧弁に設けた調整ボルト及びスプリング受けの役目を果たすことになり、調整ボルト及びスプリング受けが不要になって部品点数の削減を図れる。

本発明の圧力調整装置１は、消火栓装置のみならず、他の分野で用いられる管路に介在する圧力調整装置１としても用いることができるものである。

本発明の実施の形態に係る圧力調整装置の正面図である。 圧力調整装置の縦断面図である。 圧力調整装置のスライダー及び弁体の斜視図である。 従来の減圧弁の一例を示す縦断面図である。 従来の減圧弁の他の例を示す縦断面図である。 従来の減圧弁の更に他の例を示す縦断面図である。

符号の説明

１は圧力調整装置、２はボディ、２′はボディの差口金具、２″はボディの受口金具、２ａは流入口、２ｂは流出口、２ｃは弁口、２ｄは弁座、２ｅは隔壁、２ｋは受け部、Ａは直線状の流水路、Ａ１は一次側流水路、Ａ２は二次側流水路。

Claims (2)

1. 同一軸線上に配置した流入口（２ａ）と流出口（２ｂ）との間に直線状の流水路（Ａ）を有し、当該流水路（Ａ）の途中に弁口（２ｃ）及び弁座（２ｄ）を形成した隔壁（２ｅ）を設けてその上流側に一次側流水路（Ａ１）を、又、その下流側に二次側流水路（Ａ２）を夫々形成した筒状のボディ（２）と、ボディ（２）の一次側流水路（Ａ１）内に気密状態で軸線方向へ移動自在に配設した略筒状のスライダー（３）と、スライダー（３）の下流側端部に設けられ、ボディ（２）の二次側流水路（Ａ２）内に位置して弁座（２ｄ）に当離座するスライダー（３）の受圧面積と同等の受圧面積を有する弁体（４）と、ボディ（２）とスライダー（３）との間に介設され、弁体（４）が弁座（２ｄ）から離座する方向へスライダー（３）を附勢すると共に、その附勢力を調整可能な弾性体（５）とから構成したことを特徴とする圧力調整装置。
2. ボディ（２）は、下流側端部に流出口（２ｂ）を有し、内部に弁口（２ｃ）及び弁座（２ｄ）を形成した隔壁（２ｅ）を備えた筒状の差口金具（２′）と、上流側端部に流入口（２ａ）を有し、下流側端部が差口金具（２′）の上流側端部に軸線方向へ移動調整自在に螺着された筒状の受口金具（２″）とから成り、前記受口金具（２″）の内周面に弾性体（５）の一端部を受け止める環状の受け部（２ｋ）を一体的に形成し、受口金具（２″）を差口金具（２′）に対して移動調整することによって、弾性体（５）の附勢力を調整できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の圧力調整装置。

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