JP2007024238A - 開閉バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】 ピストンの弁部による開口の閉時に、入口側室の内部の液体と収容室の内部の液体との熱伝達効率を向上させて収容室内の液体が液相から固相に相転移し難くする。
【解決手段】 入口２１及び出口２２を有した管体２０と、管体２０を入口側室２１ａと出口側室２２ａに仕切る隔壁３０と、管壁２３に貫通して設けられ隔壁３０に設けた開口３１を開閉するピストン４０と、ピストン４０の他端４０ｂ側が収納される収納空間５１を有した収納部５０と、入口側室２０ａと収納空間５１とを連通する連通路６０と、収納部５０内にピストン４０の摺動方向に移動可能に設けられピストン４０の他端４０ｂが固定され連通路６０からの液体が収容される収容室５２を形成する移動板Ｍと、移動板Ｍをピストン４０の一端４０ａ側に付勢しその付勢力によりピストン４０を閉にする付勢手段７０と、入口側室４０ａ及び収容室５２の間を貫通する貫通路８０とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水が流通する管路に設けられる開閉バルブに係り、特に、消雪，植物の栽培及び消火の為の水を噴出する水供給システムの管路に設けられて有効になる開閉バルブに関する。

従来、この種の開閉バルブとしては、例えば、図６及び図７に示すものが知られている（例えば、特開２００３−２１２６１号公報等に記載）。

この開閉バルブＶａは、例えば、消雪システムのスプリンクラー１７が設けられた管路１８に設けられている。
詳しくは、この開閉バルブＶａは、入口２１及び出口２２を有し水が流れる流路を形成する管体２０と、管体２０の流路を入口側室２１ａと出口側室２２ａに仕切るとともに水が通過可能な開口３１を有した隔壁３０と、管体２０の管壁２３に設けた摺動孔２４に摺動可能にかつ摺動孔２４を貫通して設けられ一端４０ａに開口３１を開閉する弁部４１を有したピストン４０と、管体２０の外側に設けられピストン４０の他端４０ｂ側が収納される収納空間５１を有した収納部５０と、入口側室２１ａと収納部５０との収納空間５１を連通し液体が流入可能な連通路６０と、収納部５０内にピストン４０の摺動方向に移動可能に設けられるとともにピストン４０の他端が固定され管体２０の外側との間に連通路６０から流入した液体が収容される収容室５２を形成する移動板Ｍと、移動板Ｍをピストン４０の一端側に付勢しその付勢力によりピストン４０の弁部４１を閉にする付勢手段７０としてのコイルスプリング７１とを備えた構成としている。

入口２１は、散水するための水を吸引して供給するポンプＰ側に接続される。また、出口２２は、スプリンクラー１７側に接続される。連通路６０には、収容室５２に流入した水が入口側室２１ａに逆流しないようにするための逆止弁６１が設けられている。
移動板Ｍは、ピストン４０の摺動方向他端側に収納部５０の収納空間５１を区画してなる背圧室５３を形成している。

この開閉バルブＶａを開にしてスプリンクラー１７側に水を供給し、スプリンクラー１７のノズルから水を噴出させる際には、ポンプＰを作動させる。
この際、開閉バルブＶａにおいては、管体２０の入口２１から連通路６０を通って収容室５２に流入した水の圧力が上昇し、コイルスプリング７１の付勢力に抗して移動板Ｍを介してピストン４０を移動させ、ピストン４０の移動により弁部４１が開口３１を開にする。そして、水が入口２１，入口側室２１ａ，開口３１、出口側室２２ａを通って出口２２から流出する。
一方、開閉バルブＶａを閉にするときは、ポンプＰを停止する。この際、収容室５２の水の圧力が降下し、コイルスプリング７１の付勢力により移動板Ｍがピストン４０を一端４０ａ側に移動させ、ピストン４０の弁部４１が開口３１を閉にする。

特開２００３−２１２６１号公報

ところで、上記従来の開閉バルブＶａにおいては、散水しない際は、開閉バルブＶａの管体２０の内部の水がほとんど滞留したままになるので、凍結しやすくなってしまうという問題があった。
詳しくは、入口側室２１ａの内部はある程度広く、対流する等して熱伝達が行なわれて凍結し難いが、収容室５２は狭く、内部の水は、収容室５２と入口側室２１ａとは１つの連通路６０で互いに連通しているだけで、しかも収容室５２から入口側室２１ａへは逆止弁６１により水の流れが遮断されるので、対流が起こりにくくなる等し、収容室５２内の内部の水への熱伝達効率が極めて悪く、凍結し易くなってしまう。
そのため、凍結すると、ピストン４０が動かなくなり、スプリンクラーから散水しようとしてもピストン４０が移動できず、開口３１が開けることができないので、うまく散水できなくなってしまう。

本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、ピストンの弁部が開口を閉にした際に、入口側室の内部の液体と収容室の内部の液体との熱伝達効率を向上させて収容室内の液体が液相から固相に相転移する事態を防止して、確実にピストンを移動できるようにし、弁部が開口を開にできるようにした開閉バルブを提供することを目的とする。

このような目的を達成するための本発明の開閉バルブは、入口及び出口を有し液体が流れる流路を形成する管体と、該管体の流路を入口側室と出口側室に仕切るとともに液体が通過可能な開口を有した隔壁と、上記管体の管壁に設けた摺動孔に摺動可能にかつ該摺動孔を貫通して設けられ一端に上記開口を開閉する弁部を有したピストンと、上記管体の外側に設けられ上記ピストンの他端側が収納される収納空間を有した収納部と、上記入口側室と上記収納部の収納空間とを連通し液体が流入可能な連通路と、上記収納部内に上記ピストンの摺動方向に移動可能に設けられるとともに該ピストンの他端が固定され上記管体の外側との間に上記連通路から流入した液体が収容される収容室を形成する移動板と、該移動板を上記ピストンの一端側に付勢しその付勢力によりピストンの弁部を閉にする付勢手段とを備え、上記管体の入口から連通路を通って上記収容室に流入した液体の圧力により上記付勢手段の付勢力に抗して上記移動板を介して上記ピストンを移動させ、該ピストンの移動により上記弁部が上記開口を開にして、液体を上記開口を通して入口から出口に流すことができるようにした開閉バルブにおいて、上記連通路とは別に上記入口側室と上記収容室との間を貫通する貫通路を設けている。

この開閉バルブは、例えば、入口側に内部の圧力を上昇または下降可能な管路が接続される。
そして、開閉バルブの入口から出口側に液体を流す場合には、入口側に接続した管路の内部の液体の圧力を上昇させる。
この際、開閉バルブにおいては、入口に接続された管路の内部の液体の圧力の上昇にともなってこの管路に接続された入口から液体が入り、入口側室の液体の圧力も上昇し、入口側室と連通路及び貫通路を介して連通した収容室の液体の圧力も上昇していく。そして、収容室の液体の圧力が所定の圧力を超えると、移動板が付勢手段の付勢力に抗して移動していき、ピストンがこれにともなってピストンの軸方向他端側に移動し、開閉バルブの弁部が開になる。
開閉バルブの弁部が開になると、管路から入口を通って入口側室に入った液体は、順次開口を通って出口側室に流入していき、出口から流出していく。

一方、開閉バルブの入口から出口側への液体の流れを遮断する場合には、管路の液体の圧力を下降させる。
この際、開閉バルブにおいては、管路の内部の液体の圧力の下降にともなって、入口側室の液体の圧力も下降し、入口側室と連通路及び貫通路を介して連通した収容室の液体の圧力も下降していく。そして、収容室の液体の圧力が所定の圧力よりも低くなると、移動板が付勢手段の付勢力に付勢されて収容室側に移動し、ピストンがこれにともなってピストンの軸方向一端側に移動し、開閉バルブの弁部が閉になり、主管と開閉バルブの出口側室よりも後流側への液体の流れが遮断される。

この際、周囲が低温で開閉バルブが冷やされる場合に、開閉バルブの内部の液体が氷結しようとしても、収容室の液体は、収容室と入口側室とが連通路及び貫通路の２つの通路で互いに連通し、収容室，入口側室，連通路及び貫通路が環状の流路を形成するので、入口側室から収容室内の内部の液体への熱伝達効率が良好になり氷結が抑制される。即ち、例えば、収容室の内部の液体は、貫通路，入口側室，連通路を通って収容室に、あるいは、連通路，入口側室，貫通路を通って収容室に戻るようなそういう対流が起こる等して、入口側に接続された管路の内部の液体の熱が、収容室の内部の液体にも伝達されるので、収容室内の液体の固相への相転移を極めて生じ難くすることができる。そのため、収容室内の液体が液相の状態を保つことができるので、次に開弁する際に、管路の液体の圧力を上昇させれば、収容室内の液体の圧力もこれにともなって上昇させることができ、確実にピストンを移動させることができる。これにより、弁部が開口を開にすることができ、出口側室よりも後流に液体を供給することができる。

また、必要に応じ、上記貫通路を、上記ピストンに形成した構成としている。
この場合、開閉バルブに新たな管体を備えて貫通路を設けた場合に比較して、構造が簡単になり製造コストが低減される。

更に、必要に応じ、上記ピストンを、上記ピストンの軸方向一端側に開放口を有し底部外側が上記収容室の内部に臨むカップ体と、該カップ体の底部に立設され上記移動体に固定される固定ロッドとを備えて構成し、上記弁部を、上記開口の開口縁部に当接する上記カップ体の開放口縁部で構成し、上記貫通路を、上記カップ体の底部に設けられ該カップ体の内部から外部の上記収容室に連通する貫通孔で構成している。
ピストンの弁部が開口を閉にしている時、ピストンに設けたカップ体は、ある程度径が広いので、入口側室との熱伝達が良く行なわれる。また、貫通路は、このカップ体の内部に連通する貫通孔で構成されており、しかも、貫通路の長さがそれほど長くないので、収容室への熱伝達効率を向上させることができる。

更にまた、必要に応じ、上記移動板を、上記収納部の収納空間に上記収容室及び該収容室と隔てられる背圧室を構成するとともにダイヤフラムで構成し、上記付勢手段を、該背圧室内に設けられ上記ダイヤフラムを上記ピストンの一端側に付勢するコイルスプリングを備えた構成としている。
収容室にかかる液体の圧力の上昇及び下降をダイヤフラムで受けてピストンを移動させるので、ピストンの移動の応答性を向上させることができる。

また、必要に応じ、上記隔壁と上記管壁との間に架設され上記ピストンが摺動可能に挿通されるシリンダを設け、上記シリンダを、一端が上記隔壁の開口に係止され他端が上記隔壁の摺動孔に挿通される筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体の他端側の内部に挿通されて内側面が上記ピストンに摺接する筒体とを備えて構成し、上記シリンダ本体の一端側の内部に上記ピストンの弁部が密着する弁座を設け、上記シリンダ本体の側面に上記入口側室と上記出口側室とを連通し液体が通過可能な通孔を設け、上記摺動孔の収容室側の周囲に着脱可能に設けられ上記シリンダ本体の他端縁及び上記筒体の端縁を押さえるリング状のリング状体を備えている

ピストンの開閉が繰り返されることにより、シリンダ本体の弁座やピストンが摺動する筒状体の内側面が摩耗した場合には、リング状体を管壁から取り外せば、シリンダ本体及び筒状体を交換することができ、開閉バルブ全体を交換する場合に比較して、メンテナンスコストを低減できる。

本発明の開閉バルブによれば、収容室と入口側室とを連通する連通路の他に、収容室と入口側室とに貫通する貫通路を設けて、入口側室と収容室とを２つの通路を介して連通するようにしたので、開閉バルブの周囲が低温で内部が凍結しようとしても、収容室，入口側室，連通路及び貫通路によりこれらが環状になって互いに連通し、収容室，入口側室，連通路及び貫通路を循環する対流が起こる等して、入口側室から収容室内の内部の液体への熱伝達効率が良好になる。そのため、入口側室の内部の液体の熱が、収容室の内部の液体に伝達されていくので、収容室内の液体の固相への相転移を極めて生じ難くすることができ、確実にピストンを移動できるようにでき、弁部が開口を開にできる。

以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る開閉バルブについて詳細に説明する。
この開閉バルブは、図１乃至図４に示すように、例えば、電車や自動車等の車両が通行する高架橋に設けられ、この高架橋に積もる雪を消雪の為に水を噴出するスプリンクラーのノズル等が設けられる管路を備えた消雪システムＳに設けられている。

消雪システムＳは、図２及び図４に示すように、消雪用の水が貯留される貯留槽１と、貯留槽１に貯留された水が流される第一及び第二の主管２，３と、この２つの主管２，３の中央に並列接続され貯水槽の水を主管２，３に送給する送給管４と、主管２，３から分岐しスプリンクラー１２のノズル１３が設けられる複数のヘッダーパイプ５とを備えてなる。
送給管４は、貯留槽１の水を吸い上げるためのポンプＰ１及び貯留槽１からの水を加温するためのボイラＢを備え、ボイラＢの下流側で２つの主管２，３に夫々水を供給できるように第一の主管２の中央に連結される第一の分岐管４ａ及び、第二の主管３の中央に連結される第二の分岐管４ｂに分岐している。
また、この消雪システムＳおいて、スプリンクラー１２のノズル１３からの水及びこの水で溶かされる雪を、高架橋に形成した傾斜面で受けるとともに高架橋に設けた側溝６に集めて、回収管６ａで回収されて貯留槽１に送られる。

本発明の実施の形態に係る開閉バルブ７は、消雪システムＳのヘッダーパイプ５に介装され、ポンプＰ１の非作動時にヘッダーパイプ５側への水の流入を遮断し、ポンプＰ１の作動時に、主管２，３の内部の水の圧力が高まるとヘッダーパイプ５側に水を通過させるものである。

詳しくは、図１，図２及び図４に示すように、この開閉バルブＶは、入口２１及び出口２２を有し液体が流れる流路を形成する管体２０と、管体２０の流路を入口側室２１ａと出口側室２２ａに仕切るとともに液体が通過可能な開口３１を有した隔壁３０と、管体２０の管壁２３に設けた摺動孔２４に摺動可能にかつ摺動孔２４を貫通して設けられ一端に開口３１を開閉する弁部４１を有したピストン４０と、管体２０の外側に設けられピストン４０の他端４０ｂ側が収納される収納空間５１を有した収納部５０と、入口側室２１ａと収納部５０の収納空間５１とを連通し液体が流入可能な連通路６０と、収納部５０内にピストン４０の摺動方向に移動可能に設けられるとともにピストン４０の他端４０ｂが固定され管体２０の外側との間に連通路６０から流入した液体が収容される収容室５２を形成する移動板Ｍと、移動板Ｍをピストン４０の一端４０ａ側に付勢しその付勢力によりピストン４０の弁部４１を閉にする付勢手段７０とを備えた構成としている。
そして、管体２０の入口２１から連通路６０を通って収容室５２に流入した水の圧力により付勢手段７０の付勢力に抗してピストン４０を移動させ、ピストン４０の移動により弁部４１が開口３１を開にして、水を開口３１を通して入口２１から出口２２に流すことができるようになっている。

より詳しくは、管体２０は、例えば、鋳鉄等の金属で形成されている。
また、管体２０の入口２１と出口２２には、他の管体２０に連結可能なようにフランジ２１ｂ，２２ｂが形成されている。フランジ２１ｂ，２２ｂは、ボルト及びナットを用いて他の管体２０に連結可能なように孔（図示せず）が設けられている。
入口２１は、主管２，３からのびる接続用の管１４と、手動で管を開閉する開閉弁１５を介して主管２，３に接続されている。
出口２２は、短管１６を介して後述の減圧バルブＲに接続されている。

ピストン４０は、例えば、ステンレス等の金属で形成され、一端側に設けられピストン４０の軸方向一端４０ａ側に開放口を有し底部外側が収容室５２の内部に臨むカップ体４２と、このカップ体４２の底部に立設され移動板Ｍに固定される固定ロッド４３とを備えた構成としている。
また、ピストン４０の弁部４１は、カップ体４２の開放口縁部に形成されている。また、弁部４１には、Ｏリングが設けられ、後述の弁座３４に密着可能になっている。
更に、このピストン４０には、入口側室２１ａと収容室５２との間を貫通する貫通路８０が設けられている。この貫通路８０は、カップ体４２の底部４２ａに設けられカップ体４２の内部から外部の収容室５２に連通する貫通孔８１で構成されている。

収納部５０は、管体２０の管壁２３に付設されるカップ状のケース５６と、管体２０の管壁２３の外側に設けられケース５６の開口３１の径と略同じ大きさの径を有した筒状の台座５７とからなる。ケース５６は、例えば、鋳鉄などの金属で形成されている。また、台座５７は、管体２０の管壁２３に一体に形成されている。ケース５６と台座５７との接続は、ケース５６の開口に形成したフランジ５０ａに設けた複数の孔５８に、台座５７に設けた複数の雌ネジ２５の夫々にネジ込まれたスタッドボルト５９を挿通し、このスタッドボルト５９にナット５９ａをネジ込むことにより行なわれる。

移動板Ｍは、ピストン４０の摺動方向に直交する方向に張設されるダイヤフラム９０（Ｍ）で構成されている。ダイヤフラム９０（Ｍ）は、例えば、ニトリルゴム等の樹脂で形成され、その外周端部がケース５６のフランジと台座５７に挟まれて設けられている。また、ダイヤフラム９０（Ｍ）は、その中央にピストン４０の固定ロッド４３が貫通されるとともに固定ロッド４３に挿通された収容室５２側のダイヤフラム押さえ９１及び後述の背圧室５３側のダイヤフラム受け９２により挾持されている。
ダイヤフラム押さえ９１は、例えば、ステンレス等の金属により円盤状に形成され、中央にピストン４０の固定ロッド４３を挿通可能な挿通口９３が設けられ、ダイヤフラム９０（Ｍ）に接した面の裏側の面がピストン４０のカップ体４２の底部４２ａに当接している。また、ダイヤフラム受け９２は、例えば、鋳鉄等の金属により円盤状に形成され、中央にピストン４０の固定ロッド４３を挿通可能な挿通口９４が設けられている。
ダイヤフラム押さえ９１及びダイヤフラム受け９２は、ピストン４０の他端４０ｂ側に形成された雄ネジ４９にネジ込まれるダブルナット４８によりカップ体４２側に押し付けられ、ダイヤフラム９０（Ｍ）を挾持している。

また、このダイヤフラム９０（Ｍ）は、収納部５０の収納空間５１に収容室５２と隔てられて設けられる背圧室５３を形成している。
付勢手段７０は、背圧室５３内に設けられダイヤフラム９０（Ｍ）をケース５６の底面に対して離間させる方向に付勢するコイルスプリング７１を備えた構成としている。コイルスプリング７１は、その伸縮方向一端側がダイヤフラム受け９２に当接している。また、付勢手段７０には、所望の水圧が収容室５２にかかったときにピストン４０の弁部４１が開口を開にできるように、コイルスプリング７１の弾性力を調節する調節機構７２が設けられている。調節機構７２は、コイルスプリング７１の伸縮方向他端側に当接するバネ受け７３と、ケース５６の底部に貫通してネジ込まれバネ受け７３をケース５６の底部に対して近接及び離間方向に移動させるボルト７４を備えた構成としている。ボルト７４の先端は、ベアリング７５を介して回転可能にバネ受け７３に連結されている。
この調節機構７２は、ボルト７４をネジ込むことにより、バネ受け７３とダイヤフラム受け９２とを近接させ、コイルスプリング７１の付勢力を高める一方、ネジ戻すことによりバネ受け７３とダイヤフラム受け９２とを離間させコイルスプリング７１の付勢力を低くする。

また、隔壁３０と管壁２３との間には、ピストン４０が摺動可能に挿通されるシリンダ３２が架設されている。
シリンダ３２は、一端が隔壁３０の開口３１に係止され他端が隔壁の摺動孔２４に挿通される筒状のシリンダ本体３２ａと、シリンダ本体３２ａの他端側の内部に挿通されて内側面がピストン４０に摺接する筒体３５とを備えた構成としている。
シリンダ本体３２ａは、例えば、ステンレス等の金属で形成され、その一端側の内部には、ピストンの弁部が密着する弁座３４が設けられている。
また、シリンダ本体３２ａの側面には、入口側室２１ａと出口側室２２ａとを連通し液体が通過可能な通孔３３が設けられている。
筒体３５は、例えば、ステンレス等の金属で形成されている。

また、摺動孔２４の収容室５２側の周囲に着脱可能に設けられ、シリンダ本体３２ａの他端縁及び筒体３５の端縁を押さえるリング状のリング状体３７が備えている。
リング状体３７には、管壁２３に設けた雌ネジ２６にネジ込まれるボルト２７を挿通可能な複数の孔３８が設けられている。また、このリング状体３７には、連通路６０を塞がれないように切り欠き３９が設けられている。

次にまた、図２乃至図４に示すように、開閉バルブＶの後流側のヘッダーパイプ５には、減圧バルブＲが介装されている。この減圧バルブＲは、ヘッダーパイプ５側に水圧を一定に供給できるようにするためのものである。

減圧バルブＲは、入口１２１及び出口１２２を有し液体が流れる流路を形成する管体１２０と、管体１２０の流路を入口側室１２１ａと出口側室１２２ａに仕切るとともに液体が通過可能な開口１３１を有した隔壁１３０と、管体１２０の管壁１２３に設けた摺動孔１２４に摺動可能にかつ摺動孔１２４を貫通して設けられ一端に開口１３１を開閉する弁部１４１を有したピストン１４０と、管体１２０の外側に設けられピストン１４０の他端１４０ｂ側が収納される収納空間１５１を有した収納部１５０と、出口側室１２２ａと収納部１５０の収納空間１５１とを連通し液体が流入可能な連通路１６０と、収納部１５０内にピストン１４０の摺動方向に移動可能に設けられるとともにピストン１４０の他端１４０ｂが固定され管体１２０の外側との間に連通路１６０から流入した液体が収容される収容室１５２を形成する移動板Ｍａと、移動板Ｍａをピストン１４０の一端１４０ａ側に付勢しその付勢力によりピストン１４０の弁部１４１を開にする付勢手段１７０とを備えた構成としている。

そして、管体１２０の出口側室１２２ａの水の圧力が高まると、連通路１６０を通じて収容室１５２に流入した水の圧力も高まり、この収容室１５２の圧力が付勢手段１７０の付勢力に抗して移動板Ｍａが移動させられるとピストン１４０の弁部１４１を閉にし、液体を開口１３１を通して入口１２１から出口１２２への水の流れを遮断することができるようになっている。

管体１２０は、例えば、鋳鉄等の金属で形成されている。また、管体１２０の入口１２１と出口１２２には、他の管体１２０に連結可能なようにフランジ１２１ｂ，１２２ｂが形成されている。フランジ１２１ｂ，１２２ｂには、ボルト及びナット（図示せず）を用いて他の管体のフランジに連結可能なように孔（図示せず）が設けられている。

また、図２に示すように、管体１２０の入口１２１は、開閉バルブＶの管体１２０の出口１２２に短管１６を介して連結され、管体１２０の出口１２２は、スプリンクラー１２のノズル１３側に連結されている。
図３に示すように、ピストン１４０は、例えば、ステンレス等の金属で形成され、一端１４０ａ側にピストン１４０の軸と同軸の円盤体１４５が設けられ、ピストン１４０の他端１４０ｂ側に移動板Ｍａに固定される固定ロッド１４３とを備えた構成としている。固定ロッド４３は、ピストン１４０の一端１４０ａ側よりも小径に形成されて、一端１４０ａ側との間に段部１４６が形成されている。

更に、このピストン１４０は、後述のダイヤフラム押さえ１９１に設けた筒状の摺動部を介して摺動孔１２４に摺動可能になっている。
更にまた、ピストン１４０の弁部１４１は、円盤体１４５のピストン１４０の軸方向他端側に形成されている。
また、ピストン１４０の円盤体よりもピストン１４０の軸方向一端側には、管体１２０の管壁１２３に設けた筒状のガイド部材１２７に挿通され、ピストン１４０の摺動をガイドするガイドロッド１４７が設けられている。
ガイド部材１２７は、管体２０の外側からネジ込まれるブッシュ１２７ａに形成されている。

収納部１５０は、管体１２０の管壁１２３に付設されるカップ状のケース１５６と、管体１２０の管壁１２３の外側に設けられケース１５６の開口１３１の径と略同じ大きさの径を有した筒状の台座１５７とからなる。ケース１５６は、例えば、鋳鉄などの金属で形成されている。また、台座１５７は、管体１２０の管壁１２３に一体に形成されている。ケース１５６と台座１５７との接続は、ケース１５６の開口に設けたフランジ１５０ａに設けた複数の孔１５８に、台座１５７に設けた複数の雌ネジ１２５の夫々にネジ込まれたスタッドボルト１５９を挿通し、このスタッドボルト１５９にナット１５９ａをネジ込むことにより行なわれる。

移動板Ｍａは、ピストン１４０の摺動方向に直交する方向に張設されるダイヤフラム１９０（Ｍａ）で構成されている。ダイヤフラム１９０（Ｍａ）は、例えば、ニトリルゴム等の樹脂で形成され、その外周端部がケース１５６のフランジ１５０ａと台座１５７に挟まれて設けられている。また、ダイヤフラム１９０（Ｍ）は、その中央にピストン１４０の固定ロッド１４３が貫通されるとともに固定ロッド１４３に挿通された収容室１５２側のダイヤフラム押さえ１９１及び後述の背圧室１５３側のダイヤフラム受け１９２により挾持されている。
ダイヤフラム押さえ１９１は、例えば、ステンレス等の金属により円盤状に形成され、中央にピストン１４０の固定ロッド１４３を挿通可能な挿通口１９３が設けられ、そのダイヤフラム１９０（Ｍａ）に接した面とは反対側の面には、摺動孔１２４に摺接する摺接部１９８が設けられている。摺接部１９８は、ピストン１４０の軸と同軸の筒状に形成されている。ダイヤフラム押さえ１９１は、そのダイヤフラム１９０（Ｍａ）に接した面の裏側の面が、ピストン１４０の段部１４６に当接している。

また、ダイヤフラム受け１９２は、例えば、鋳鉄等の金属により円盤状に形成され、中央にピストン１４０の固定ロッド１４３を挿通可能な挿通口９４が設けられている。
ダイヤフラム押さえ１９１及びダイヤフラム受け１９２は、ピストン１４０の他端１４０ｂ側に形成された雄ネジ１４９にネジ込まれるダブルナット１４８により段部１４６側に押し付けられ、ダイヤフラム１９０（Ｍａ）を挾持している。

また、このダイヤフラム１９０（Ｍａ）は、収納部１５０の収納空間１５１に収容室１５２と隔てられて設けられる背圧室１５３を形成している。
付勢手段１７０は、背圧室１５３内に設けられダイヤフラム１９０（Ｍａ）をケース１５６の底部に対して離間させる方向に付勢するコイルスプリング１７１を備えた構成としている。コイルスプリング１７１は、その伸縮方向一端側がダイヤフラム受け１９２に当接している。また、付勢手段１７０には、所望の水圧が収容室１５２にかかったときにピストン１４０の弁部１４１が開口１３１を閉にできるように、コイルスプリング１７１の弾性力を調節する調節機構１７２が設けられている。調節機構１７２は、コイルスプリング１７１の伸縮方向他端側に当接するバネ受け１７３と、ケース１５６の底部に貫通してネジ込まれバネ受け１７３をケース１５６の底部に対して近接及び離間方向に移動させるボルト１７４を備えた構成としている。ボルト１７４の先端は、ベアリング１７５を介して回転可能にバネ受け１７３に連結されている。

この調節機構１７２は、ボルト１７４をネジ込むことにより、バネ受け１７３とダイヤフラム受け１９２とを近接させ、コイルスプリング１７１の付勢力を高めるとともに、ネジ戻すことによりバネ受け１７３とダイヤフラム受け１９２とを離間させコイルスプリング１７１の付勢力を低くする。

また、隔壁１３０と管壁１２３との間には、ピストン１４０が摺動可能に挿通されるシリンダ１３２が架設されている。
シリンダ１３２は、一端が隔壁１３０の開口１３１に係止され他端が隔壁の摺動孔１２４に挿通される筒状のシリンダ本体１３２ａと、シリンダ本体１３２ａの他端側の内部に挿通されて内側面がピストン１４０に摺接する筒体１３５とを備えた構成としている。
シリンダ本体１３２ａは、例えば、ステンレス等の金属で形成され、その一端側の内部には、ピストンの弁部が密着する弁座１３４が設けられている。
また、シリンダ本体１３２ａの側面には、シリンダ本体３２ａ外部から内部に連通し液体が通過可能な通孔１３３が設けられている。
筒体１３５は、例えば、ステンレス等の金属で形成されている。

また、シリンダ本体１３２ａ及び筒体１３５は、摺動孔１２４の収容室１５２側の周囲に着脱可能に設けられ、シリンダ本体１３２ａの他端縁及び筒体１３５を押さえるリング状のリング状体１３７を備えている。
リング状体１３７には、管壁１２３に設けた雌ネジ１２６にネジ込まれるボルト１２７を挿通可能な複数の孔１３８が設けられている。また、このリング状体１３７には、連通路１６０を塞がないように切り欠き１３９が設けられている。

更に、この減圧バルブＲのピストン１４０及びガイド部材１２７以外の他の各部材は、上記の開閉バルブＶの部品と共用になっている。
また、本発明の実施の形態に係る開閉バルブＶが設けられた消雪システムＳのヘッダーパイプ５の末端には、散水しない際に内部の水を抜くことができる水抜き弁（図示せず）が設けられている。

また、図１及び図３中、３１ａ，１３１ａはシリンダ本体３２ａ，１３２の外周に沿って設けられシリンダ本体３２ａ，１３２の外周と開口３１，１３１とをシールするＯリング、３２ｂ，１３２ｂはシリンダ本体３２ａ，１３２ａの外周に沿って設けられシリンダ本体３２ａ，１３２ａの外周と管体２０，１２０の管壁２３，１２３とをシールするＯリング、３６ａ，１３６ａは筒状部３６，１３６の外周に沿って設けられシリンダ本体３２ａ，１３２の内周と筒状部３６，１３６の外周とをシールするＯリング，４２ａはカップ体４２の外周に沿って設けられ、筒状部の内周とをシールするＯリング，１９８ａはダイヤフラム押さえ９１の摺接部１９８の外周に沿って設けられ摺接部１９８の外周と摺動孔２４とをシールするＯリング，７６，１７６は、ケース５６，１５６の底部に対して着脱可能に設けられ調節機構７２，１７２のボルト７４，１７４を覆うボルトカバーである。

この本発明の実施の形態に係る開閉バルブＶを設けた消雪システムＳを用いて、雪が降ったときや雪が積もったときに、散水してこれを溶かす場合には、次のようになる。
まず、図４に示すように、ポンプＰ１を作動させ貯留槽１の水を吸引して、各主管２，３に送り、主管２，３の内部の水の圧力を上昇させる。この際、図５（ａ）に示すように、開閉バルブＶにおいては、主管２，３の内部の水の圧力の上昇にともなって主管２，３に接続された入口２１から主管２，３の水が入り、入口側室２１ａの水の圧力も上昇し、入口側室２１ａと連通路６０及び貫通路８０を介して連通した収容室５２の水の圧力も上昇していく。そして、収容室５２の水の圧力が所定の圧力を超えると、ダイヤフラム９０（Ｍ）がコイルスプリング７１及びダイヤフラム９０（Ｍ）自身の付勢力に抗して背圧室５３側に移動し、ピストン４０がこれにともなってピストン４０の軸方向他端側に移動し、開閉バルブＶの弁部４１が開になる。

この際、収容室５２内の水の圧力の上昇をダイヤフラム９０（Ｍ）で受けて、ピストン４０を移動させるので、ピストン４０の移動の応答性を向上させることができる。
開閉バルブＶの弁部４１が開になると、主管２，３から入口２１を通って入口側室２１ａに入った水は、順次開口３１を通って出口側室２２ａに流入していき、出口２２から減圧バルブＲの入口１２１に至り、減圧バルブＲの入口側室１２１ａに流入していく。

減圧バルブＲにおいては、常時は、ピストン１４０がダイヤフラム１９０（Ｍａ）を付勢するコイルスプリング１７１によりピストン１４０の軸方向一端１４０ａ側に移動しており、弁部１４１は開状態なので、入口１２１から流入した水は、入口側室１２１ａ，開口１３１，出口側室１２２ａ及び出口１２２を通って出口１２２から流出していく。
ヘッダーパイプ５に流入した水は、ヘッダーパイプ５内の水の圧力の高まりとともにスプリンクラー１２のノズル１３から噴出させられていく。そして、この水により消雪される。
消雪後の水及び雪が溶かされてなる水は、側溝６，回収管６ａを通って貯留槽１に入れられていく。

この際、ヘッダーパイプ５に流入した水の圧力が高まってくると、減圧バルブＲの出口側室１２２ａの水の圧力も高くなっていく。この際、出口側室１２２ａに連通した連通路１６０を介して、収容室１５２の水の圧力も上昇していく。そして、収容室１５２の水の圧力が所定の圧力を超えると、ダイヤフラム１９０（Ｍａ）を付勢するコイルスプリング１７１の付勢力に抗して、ダイヤフラム１９０（Ｍａ）が背圧室１５３側に移動し、これにともないピストン１４０がピストン１４０の軸方向他端１４０ｂ側に移動して、弁部１４１が弁座１３４に密着し、この弁部１４１が開口１３１を閉にする。
そのため、ヘッダーパイプ５のスプリンクラー１２側に過剰に水圧がかからなくなり、スプリンクラー１２のノズル１３等が不具合を起こしにくくなる。

一方、散水して雪を溶かした後に、散水を終える場合には、まず、ポンプＰ１を停止する。
この際、図４に示すように、各主管２，３においては、ポンプＰ１から送られた貯留槽１の水が送られなくなる一方、内部の水が開閉バルブＶを介してヘッダーパイプ５のスプリンクラー１２側に送られ、スプリンクラー１２のノズル１３から噴出させられていくので、主管２，３の内部の水の圧力が下降していく。
また、図５（ｂ）に示すように、開閉バルブＶにおいては、主管２，３の内部の水の圧力の下降にともない、入口側室２１ａの水の圧力も下降し、入口側室２１ａと連通路６０及び貫通路８０を介して連通した収容室５２の水の圧力も下降していく。そして、収容室５２の水の圧力が所定の圧力よりも低くなると、ダイヤフラム９０（Ｍ）がコイルスプリング７１及びダイヤフラム９０（Ｍ）自身の付勢力に付勢されて収容室５２側に移動し、ピストン４０がこれにともなってピストン４０の軸方向一端側に移動し、開閉バルブＶの弁部４１が弁座３４に密着し、弁部４１が開口３１を閉にし、主管２，３と開閉バルブＶの出口側室２２ａよりも後流側への水の流れが遮断される。
この際、収容室５２内の水の圧力の下降をダイヤフラム９０（Ｍ）で受けて、ピストン４０を移動させるので、ピストン４０の移動の応答性を向上させることができる。

この状態で、各ヘッダーパイプ５の水抜き弁を用いてヘッダーパイプ５の内部の水を抜く。
この際、減圧バルブＲの内部の水もヘッダーパイプ５を介して水抜き弁から排出されていく。そのため、散水しない際は、減圧バルブＲ及びヘッダーパイプ５の内部には水が無くなり、減圧バルブＲ及びヘッダーパイプ５の水の凍結を防止することができる。

この際、図５（ｂ）に示すように、収容室５２の水は、収容室５２と入口側室２１ａとが連通路６０及び貫通路８０の２つの通路で互いに連通しているので、入口側室２１ａから収容室５２内の内部の水への熱伝達効率が良好になる。即ち、例えば、収容室５２の内部の水は、貫通路８０，入口側室２１ａ，連通路６０を通って収容室５２に、あるいは、連通路６０，入口側室２１ａ，貫通路８０を通って収容室５２に戻るようなそういう対流が起こる等して、熱が収容室５２の内部の水にも伝達されるので、収容室５２内の水の凍結を極めて生じ難くすることができる。そのため、収容室５２内の水は液相の状態を保つことができ、次に弁部４１が開口３１を開にする際に、主管２，３の水の圧力を上昇させれば、収容室５２内の水の圧力もこれにともなって上昇させることができ、確実にピストン４０を移動させることができるので、出口側室２２ａよりも後流に液体を供給することができ、確実に散水を行なうことができる。

また、この際、貫通路８０は、ピストン４０に形成されているので、開閉バルブＶに新たな管体２０を備えて貫通路８０を設けた場合に比較して、構造が簡単になり製造コストが低減される。
更に、この際、ピストン４０に設けたカップ体４２は、ある程度径が広いので、入口側室２１ａとの熱伝達が良く行なわれる。また、貫通路８０は、入口側室２１ａから熱伝達されたカップ体４２の内部に連通する貫通孔８１で構成されており、しかも、貫通路８０の長さがそれほど長くないので、収容室５２への熱伝達効率を向上させることができる。

その後、ピストン４０の開閉が繰り返されることによりピストン４０，シリンダ本体３２ａ及び筒体３５が摩耗して、劣化していくことがある。この場合、ピストン４０を交換する際には、ケース５６，ダイヤフラム９０（Ｍ）及びピストン４０を取り外すとともに、ピストン４０をダイヤフラム９０（Ｍ）から取り外して別のものと交換する。また、シリンダ本体３２ａまたは筒体３５を交換する際には、リング状体３７のボルトをゆるめて筒体３５を取り外し、シリンダ本体３２ａを取り外し、別のシリンダ本体３２ａ及び筒体３５と交換する。そのため、弁部４１が密着する弁座３４や、ピストン４０が摺動する摺動孔２４が、劣化しても、シリンダ本体３２ａ及び筒体３５は、取り外し可能なので、別のものと交換することができ、開閉バルブＶ全体を交換する場合に比較して、メンテナンスコストを低減することができる。
また、開閉バルブＶは、減圧バルブＲとほとんどの部品が共用なので、開閉バルブＶ及び減圧バルブＲを両方とも専用の部品のみで製造した場合に比較して、製造コストを安くすることができる。

尚、本発明の実施の形態に係る開閉バルブＶは、消雪システムＳに設けたが、これに限定されるものでなく、例えば、田畑に水を供給する農業用水供給システムや、工業用水等の液体を供給する工業用液体供給システム等、液体の供給，非供給を交互に繰り返す液体供給システムの管路であればどのようなシステムの管路に設けてよい。
尚また、本発明の実施の形態に係る開閉バルブＶは、水を流す管路に設けたが、これに限定されるものでなく、油やアルコール等の液体であればどのようなものに適用してもよい。

本発明の実施の形態に係る開閉バルブを示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る開閉バルブを消雪システムに取り付けた状態で示す図である。 本発明の開発段階で提案された減圧バルブを示す図である。 本発明の実施の形態に係る開閉バルブが設けられる消雪システムの例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る開閉バルブを、（ａ）開弁した状態，（ｂ）閉弁した状態で夫々示す図である。 従来の開閉バルブの一例を示す図である。 従来の開閉バルブが設けられる消雪システムの一例を示す図である。

符号の説明

Ｓ 消雪システム
Ｖ 開閉バルブ
Ｍ 移動板
２０ 管体
２１ 入口
２１ａ 入口側室
２２ 出口
２２ａ 出口側室
２３ 管壁
２４ 摺動孔
２５ 雌ネジ
３０ 隔壁
３１ 開口
３２ シリンダ
３２ａ シリンダ本体
３３ 通孔
３４ 弁座
３５ 筒体
３７ リング状体
３８ 孔
３９ 切り欠き
４０ ピストン
４０ａ 一端
４０ｂ 他端
４１ 弁部
４２ カップ体
４３ 固定ロッド
５０ 収納部
５１ 収納空間
５２ 収容室
５３ 背圧室
５６ ケース
５７ 台座
６０ 連通路
６１ 逆止弁
７０ 付勢手段
７１ コイルスプリング
７２ 調節機構
７３ バネ受け
７４ ボルト
７５ ベアリング
８０ 貫通路
８１ 貫通孔
９０ ダイヤフラム
９１ ダイヤフラム押さえ

Claims (5)

1. 入口及び出口を有し液体が流れる流路を形成する管体と、該管体の流路を入口側室と出口側室に仕切るとともに液体が通過可能な開口を有した隔壁と、上記管体の管壁に設けた摺動孔に摺動可能にかつ該摺動孔を貫通して設けられ一端に上記開口を開閉する弁部を有したピストンと、上記管体の外側に設けられ上記ピストンの他端側が収納される収納空間を有した収納部と、上記入口側室と上記収納部の収納空間とを連通し液体が流入可能な連通路と、上記収納部内に上記ピストンの摺動方向に移動可能に設けられるとともに該ピストンの他端が固定され上記管体の外側との間に上記連通路から流入した液体が収容される収容室を形成する移動板と、該移動板を上記ピストンの一端側に付勢しその付勢力によりピストンの弁部を閉にする付勢手段とを備え、
   上記管体の入口から連通路を通って上記収容室に流入した液体の圧力により上記付勢手段の付勢力に抗して上記移動板を介して上記ピストンを移動させ、該ピストンの移動により上記弁部が上記開口を開にして、液体を上記開口を通して入口から出口に流すことができるようにした開閉バルブにおいて、
   上記連通路とは別に上記入口側室と上記収容室との間を貫通する貫通路を設けたことを特徴とする開閉バルブ。
2. 上記貫通路を、上記ピストンに形成したことを特徴とする請求項１記載の開閉バルブ。
3. 上記ピストンを、上記ピストンの軸方向一端側に開放口を有し底部外側が上記収容室の内部に臨むカップ体と、該カップ体の底部に立設され上記移動体に固定される固定ロッドとを備えて構成し、
   上記弁部を、上記開口の開口縁部に当接する上記カップ体の開放口縁部で構成し、
   上記貫通路を、上記カップ体の底部に設けられ該カップ体の内部から外部の上記収容室に連通する貫通孔で構成したことを特徴とする請求項２記載の開閉バルブ。
4. 上記移動板を、上記収納部の収納空間に上記収容室及び該収容室と隔てられる背圧室を構成するとともにダイヤフラムで構成し、
   上記付勢手段を、該背圧室内に設けられ上記ダイヤフラムを上記ピストンの一端側に付勢するコイルスプリングを備えて構成したことを特徴とする請求項１，２または３記載の開閉バルブ。
5. 上記隔壁と上記管壁との間に架設され上記ピストンが摺動可能に挿通されるシリンダを設け、
   上記シリンダを、一端が上記隔壁の開口に係止され他端が上記隔壁の摺動孔に挿通される筒状のシリンダ本体と、該シリンダ本体の他端側の内部に挿通されて内側面が上記ピストンに摺接する筒体とを備えて構成し、
   上記シリンダ本体の一端側の内部に上記ピストンの弁部が密着する弁座を設け、上記シリンダ本体の側面に上記入口側室と上記出口側室とを連通し液体が通過可能な通孔を設け、
   上記摺動孔の収容室側の周囲に着脱可能に設けられ上記シリンダ本体の他端縁及び上記筒体の端縁を押さえるリング状のリング状体を備えたことを特徴とする請求項１，２，３または４記載の開閉バルブ。

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