JP2008099871A - 消火設備用自動警報弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 弁体のパッキングを保護し警報用圧力スイッチの誤作動等を防止し得る信頼性の高い消火設備用自動警報弁を提供することを目的とする。
【解決手段】 弁筐体内に弁体を回動可能に軸支すると共に、該弁体を閉鎖状態から通水圧力によって流水方向に開成し得るように構成した消火設備用自動警報弁であって、上記弁体におけるパッキング支持面の弁座に相対応する部分をパッキング支持面より二次側方向に凹設して凹溝を形成し、かつ上記パッキング支持面にパッキングを取り付けた状態において、該パッキング背面によって上記凹溝の開口を閉鎖することにより、上記凹溝が何処にも連通しない気密空間となるように構成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば湿式スプリンクラー消火設備等の流水検知装置として用いられる消火設備用自動警報弁に関するものである。

従来、閉鎖型湿式スプリンクラー等の消火設備用自動警報弁は、集合住宅等の各戸に配設されたスプリンクラーヘッドと、当該集合住宅の地下等の貯水槽に設けられたスプリンクラー用ポンプとを結ぶ配管の経路途中において各戸に設置されている。

そして、特定の部屋の火災の熱によりそこに設置されたスプリンクラーヘッドが開放して放水し、該ヘッドと自動警報弁とを結ぶ２次側配管の圧力が低下すると、自動警報弁の弁体が開き、これにより弁座の弁体との接触面に設けられた通水孔から消火用水が流入して警報用圧力スイッチを作動させ、該スイッチの作動に基づいて火災発生の警報信号及びスプリンクラー用ポンプの起動信号を発信する機能を有している。

このような消火設備において、例えば二次側のテスト弁を開いて通水テストを行った後、スプリンクラー用ポンプを停止した時に、二次側配管内における圧縮された空気溜まりの圧力により自動警報弁の二次側に瞬間的に高い背圧がかかり、弁体が弁座に強く押圧されてパッキングが変形するおそれがある。この場合、パッキングと弁座との密着性が低下して、漏水等による警報弁の誤動作のおそれがある。

そこで、例えば弁体に取り付けたパッキングとパッキング取付面との間に弁本体の二次側と連通する間隙を形成し、当該間隙においてパッキングを変形可能に形成し、弁体と弁座との密着性を向上させた自動警報弁が提案されている（特許文献１）。

特許第２９４９３３３号公報

ところで、上記特許文献１の技術は、パッキングを変形させる間隙は弁本体の二次側に連通しているから、弁閉鎖時においては弁体の自重及び弁本体の二次側の水圧によってパッキングを撓み変形させる構成である。

よって、仮にポンプ起動停止等に基づいて、弁本体の二次側に高い背圧が加わった場合、その二次側圧力が上記パッキングにも直接加わるため、パッキングがその撓み変形の限度を超えて押し潰されることも考えられる。即ち、上記特許文献１の技術では、瞬時の高い背圧をパッキングが吸収できない場合が生じ、結果として漏水による誤動作につながるおそれがある。

そこで、本発明は通水状態からのポンプの起動停止等により弁体の二次側に高い背圧がかかっても、瞬時の高い背圧を吸収してパッキングを保護し得る構造の消火設備用自動警報弁を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決するために、
第１に、弁筐体内に弁体を回動可能に軸支すると共に、該弁体を閉鎖状態から通水圧力によって流水方向に開成し得るように構成した消火設備用自動警報弁であって、上記弁体におけるパッキング支持面の弁座に相対応する部分をパッキング支持面より二次側方向に凹設して凹溝を形成し、かつ上記パッキング支持面にパッキングを取り付けた状態において、該パッキング背面によって上記凹溝の開口を閉鎖することにより、上記凹溝が何処にも連通しない気密空間となるように構成したものであることを特徴とする消火設備用自動警報弁により構成される。

第２に、弁筐体内に弁体を回動可能に軸支すると共に該弁体を閉鎖状態から通水圧力によって流水方向に開成し得るように構成した消火設備用自動警報弁であって、上記弁体におけるパッキング支持面に弁体閉鎖時に弁座に接触するパッキングを設け、かつ上記パッキングの上記パッキング支持面側の背面における上記弁座に相対応する部分を弁座方向に凹設して凹溝を形成し、上記パッキングの上記パッキング支持面への取り付け状態において、上記凹溝の開口を上記パッキング支持面で閉鎖することにより、上記凹溝が何処にも連通しない気密空間となるように構成したものであることを特徴とする消火設備用自動警報弁により構成される。

第３に、上記凹溝は、上記弁座に沿う環状に設けられたものであることを特徴とする上記第１又は２記載の消火設備用自動警報弁により構成される。

このように構成すると、弁体に形成された凹溝が気密空気層となるので、例えば弁体に高い背圧が作用して弁体が閉鎖したとき、上記気密空気層がエアクッション効果を発揮してパッキングを保護し得る。

第４に、弁筐体内に弁体を回動可能に軸支すると共に該弁体を閉鎖状態から通水圧力によって流水方向に開成し得るように構成した消火設備用自動警報弁であって、上記弁体におけるパッキング支持面に弁体閉鎖時に弁座に接触するパッキングを設け、かつ上記パッキング内部において、上記弁座に相対応する部分に何処にも連通しない気密空間を設けたものであることを特徴とする消火設備用自動警報弁により構成される。

第５に、上記気密空間は、上記弁座に沿う環状に設けられたものであることを特徴とする上記第４記載の消火設備用自動警報弁により構成される。

このように構成すると、パッキングに形成された気密空間が気密空気層となるので、例えば弁体に高い背圧が作用して弁体が閉鎖したとき、上記気密空気層がエアクッション効果を発揮するため、パッキングを保護し得る。

本発明によると、消火設備用自動警報弁の二次側に高い背圧が加わっても、パッキングに関連して設けられた凹溝又は気密空間がエアクッション効果を発揮するため、パッキングの押し潰し等を防止して該パッキングを保護し得る。よって、パッキングの変形等に基づく漏水或は警報用圧力スイッチ等の誤動作を効果的に防止し得る消火設備用自動警報弁を提供することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１、図２は本発明に係る第１の実施形態の消火設備用自動警報弁１の全体構成を示す縦断面図である。これらの図に示すように、消火設備用自動警報弁１は、弁筐体２と、通水圧力によって流水方向に開くように回動自由に弁筐体２に軸支された弁体３と、該弁体３が閉鎖状態のときに当接する弁座部材４を具備し、さらに警報用圧力スイッチ５を付属させたスイング型逆止弁の一形態をなすものである。図１は弁体３が閉鎖状態、図２は弁体３が最大に開いたときの開成状態を示している。

上記自動警報弁１は、スプリンクラー用ポンプとスプリンクラーヘッド（図示せず）とを結ぶスプリンクラー配管の途中に設置され、上記弁筐体２の流入口２ａがスプリンクラー用ポンプに接続された一次配管に連結され、上記弁筐体２の流出口２ｂがスプリンクラーヘッドに接続された二次配管に連結される。

上記弁体３は、全体的に円形をなし、その外周縁の一部から回動アーム３ａが水平方向に突出形成されている。この回動アーム３ａの先端には回動アーム３ａに直交する方向のリング状軸挿部３ｂが設けられており、該軸挿部３ｂに上記弁筐体２内の上記流入口２ａの出口近傍に水平に支持された軸６を挿通することにより、当該弁体３は上記軸６を回動支点として矢印Ａ，Ｂ方向に回動自在となっている。

上記弁体３において、７は上記弁体中央部に設けられた逆支弁であり、該逆止弁７には弁体一次側Ｓ１と二次側Ｓ２とを連通する通水路７ａが設けられており、当該通水路７ａの二次側拡径部７ｂ内に抜脱不能にボール弁８が収容されている。また、上記通水路７ａの一次側Ｓ１は、上記弁体３のパッキング支持面（下面）９中央から下方向に突出したボス１０内に設けられており、該ボス１０の周囲には雄螺子部１０’が形成されている。

この逆止弁７は、一次側Ｓ１から二次側Ｓ２への水流のみを通水し、二次側Ｓ２から一次側Ｓ１への流水を阻止するものであり、火災警戒時において一次側Ｓ１より二次側Ｓ２の圧力を若干高く設定することにより、弁体３の安定した閉鎖状態を維持するものである。

１１は上記弁体３の外周縁に全周に亙り設けられた下向突縁であり、当該下向突縁１１と上記ボス１０との間に水平の上記パッキン支持面９が形成されている（図７参照）。このパッキン支持面９には、後述のリング状のパッキング１３が接着される。なお、パッキング１３は天然ゴムまたは合成ゴム製等により形成されている。１１ｂは上記下向突縁１１の下端周縁に全周に亙り内周方向に設けられたリブ（図６参照）であり、上記パッキング１３の周縁を支持して該パッキング１３の抜けを防止するものである。

１２は上記パッキング支持面９に上記ボス１０と同心的に一定幅の環状に設けられた凹溝であり（図７参照）、該凹溝１２は弁座４’に相対応する部分をパッキング支持面９より二次側方向に凹設することにより形成されている。そして上記パッキン支持面９に上記パッキン１３を装着した状態において、パッキング背面１３ａによって上記凹溝１２の開口１２ａ（図６（ａ）参照）を閉鎖することにより上記凹溝１２内に密閉された気密空気層（気密空気空間）が形成される。

上記パッキン１３は、ゴム等の弾性体により構成された所定厚のリング状をなすものであり、上記凹溝１２の上記開口１２ａを完全に閉鎖するように、上記弁体３の下側（一次側）から上記パッキング支持面９の対向面１３ａ側を該支持面９に密着状態で接着される（図６（ａ）参照）。そして、上記ボス１０の上記雄螺子部１０’に上記弁体３の下側から弁ナット１４を螺着することにより、上記パッキング１３は該弁ナット１４の押圧板１４ａと上記パッキング支持面９との間に挟持された状態で固定される。かかる状態において、上記パッキング１３の内周面は上記弁ナット１４の外周面１４ｂに密着し、かつ上記パッキング１３の外周面は上記弁体３の下向突縁１１の内周面１１ａに密着するため、上記凹溝１２は、何処にも連通しない完全に密閉された状態となり、密閉した空気気密空間が形成される。

上記弁座部材４は、全体的に円筒状をなしており、上記流入口２ａの出口近傍に装着され、その上端縁において上記弁体３の弁座４’を構成するものである（図２参照）。この弁座部材４は上半部の大径部分４ａと下半部の小径部分４ｂにより構成されており、一方上記流入口２ａには上記小径部分４ｂに対応する小径部２ａ’と、上記大径部分４ａに対応する大径部２ａ”が形成されている。そして、上記弁座部材４を上記流入口２ａの出口側から該流入口２ａ内に装着することにより、上記弁座４’が上記流入口２ａの出口より若干二次側Ｓ２に突出した状態で固定される。この弁座部材４の装着状態において、上記大径部２ａ”と上記弁座部材４の大径部分４ａ下側との間には環状空間１５が形成されるようになっている。

上記弁座４’は、上記弁体３の閉鎖状態においては（図１）、上記凹溝１２に相対応する位置、即ち上記弁座４’が上記凹溝１２の凹設位置の範囲に対向する位置に設けられるか、弁座４’の一部が上記凹溝１２の凹設位置の範囲に対向する位置に設けられるように、上記凹溝１２の凹設位置に相対応して配置される。これにより、上記凹溝１２は、上記弁体３が高い背圧により急激に閉鎖した場合において、上記パッキング１３と上記弁座４’との衝突の衝撃を吸収してパッキング１３を保護し得るように構成している。

上記弁座４’には、その上端から下向きに、かつ円周方向に一定間隔で上記環状空間１５に連通する複数の通水孔１６が貫設されている（図３参照）。この通水孔１６は上記弁体３の閉鎖時は上記パッキング１３により閉鎖され、よって火災警戒状態においても通水孔１６内には消火水は流入していない状態を保っている。

１７は上記弁筐体２において外面から上記環状空間１５に向けて貫設された通水路であり、当該通水路１７に連結して警報用圧力スイッチ５に通じる配管１８が接続されている。この配管１８は水路開閉弁１９を介して警報用圧力スイッチ５に連通しており、火災発生時に上記弁体３が開成して上記通水孔１６から消火水が流入し、環状空間１５から通水路１７、配管１８を介して警報用圧力スイッチ５に消火水が流入すると、当該スイッチ５がオンして火災警報信号が警報器に向けて送出されると共に、スプリンクラー用ポンプの起動信号が発信される。

本発明は上述のように構成されるものであるから、次にその動作を説明する。火災警戒状態においては、一次側及び二次側配管には常に一定水圧の消火水が満たされており、通常はスプリンクラーヘッドに接続されている二次配管側の水圧が高いため弁体３は閉鎖状態となっている（図１）。このとき、上記弁体３のパッキング１３は上記弁座４’に当接し、当該弁座４’の全ての通水孔１６を閉鎖しているので、通水孔１６には消火水は流入しない。

スプリンクラーヘッドが火災を感知して開放され散水が開始されると、二次配管側の圧力が低下して上記ヘッドに向かって水流が生じるため自動警報弁１の弁体３は矢印Ａ方向に回動し、これにより一次側Ｓ１から二次側Ｓ２への高圧の水流が生じる（図２）。このとき弁座４’の通水孔１６から消火水が環状空間１５及び通水路１７さらに配管１８を経て圧力スイッチ５に流入して警報用圧力スイッチ５を作動させる。これにより火災発生の警報信号とスプリンクラー用ポンプの起動信号が発信され、該ポンプが送水を開始し、ヘッドからの散水が継続される。

ここで、例えば配管の二次側に空気溜りがあった場合において、消火動作の終了或はテスト用通水の終了等でスプリンクラー用ポンプの動作を停止したときに、二次側配管内の圧縮された空気溜まり等の圧力開放により、弁体３が閉鎖方向に急激に回動して該弁体３の二次側に瞬間的に高い背圧がかかったとしても、弁体閉鎖時において上記凹溝１２内の気密空間における空気が上記高い背圧を吸収することができる。従って、パッキング１３の必要以上の変形を防止してパッキング１３を保護することができる。

即ち、上記高い背圧により上記弁体３が閉鎖した場合、上記パッキング１３に弁座４’が圧接してパッキング１３が二次側方向への撓みを形成しようとするが（図６（ａ）二点鎖線参照）、このとき弁座４’に相対応する位置におけるパッキング背面に凹溝１２による気密空気層（気密空間）が存在するので、当該気密空気層内の空気がエアクッション効果を発揮して、パッキング１３の撓みを極力抑制する方向に作用する。また、パッキング１３が二次側Ｓ２方向に撓んだとしても上記凹溝１２によるエアクッションにより当該パッキング１３の撓みを元に戻す方向の力が作用し（図６（ａ）矢印参照）、パッキング１３の撓みを極力抑制することができる。

このように、上記凹溝１２は、何処にも連通していない密閉された空間であるので、上記エアクッションが効果的に発揮され、その結果、パッキング１３の変形や、パッキング１３の押し潰しによるパッキング１３と弁座４’との密着不良を防止することができる。

従って、火災消火動作や通水テストを繰り返し行っても、パッキング１３の変形による漏水を起こすことがなく、誤動作の少ない消火設備用自動警報弁を実現することができる。

図４に示すものは、本発明の第２の実施形態であり、上記第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して便宜上その説明は省略する。

同図において、上記パッキング支持面９には凹溝は設けられておらず、当該面９は水平に形成される。その代わり上記パッキング２０における上記パッキング支持面９に対向する面（パッキング支持面側の背面２０’）における弁座４’に相対応する部分を弁座方向に凹設して一定幅の凹溝２０ａを環状に形成する（図４、図８参照）。この凹溝２０ａは、当該パッキング２０に同心的にリング状に凹設されたものである。そして、当該パッキング２０の上記凹溝２０ａを形成した背面２０’を上記パッキング支持面９に接着してパッキング２０ａの開口２０ｂをパッキング支持面９で閉鎖した状態で、上記第１の実施形態と同様に弁ナット１４によって固定する。かかる状態において、上記凹溝２０ａは上記第１の実施形態と同様に、何処にも連通していない密閉空間となり、その空間内に気密空気層（気密空間）が形成される。

そして、上記凹溝２０ａと上記弁座４’との関係も上記第１の実施形態と同様であり、上記弁座４’は、上記弁体３の閉鎖状態において（図４）、上記凹溝２０ａに相対応する位置、即ち上記弁座４’が上記凹溝２０ａの凹設位置の範囲に対向する位置に設けられるか、弁座４’の一部が上記凹溝２０ａの凹設位置の範囲に対向する位置に設けられるように、上記凹溝２０ａの凹設位置に相対応して配置される。

かかる第２の実施形態における凹溝２０ａも上記第１の実施形態と同様の機能を発揮する。即ち、第１の実施形態と同様に、通水状態からスプリンクラー用ポンプの動作を停止した場合等において弁体３の二次側Ｓ２に瞬間的に高い背圧がかかったとしても、弁体閉鎖時において上記凹溝２０ａ内の気密空間における空気が上記高い背圧を吸収することができる。従って、パッキング２０の必要以上の変形を防止してパッキング２０を保護することができる。

即ち、上記弁体３が閉鎖して高い背圧がかかった場合、上記パッキング２０に弁座４’が圧接してパッキング２０が二次側Ｓ２方向に撓みを形成しようとするが（図６（ｂ）二点鎖線参照）、このとき弁座４’に対向する位置における上記凹溝２０ａによる気密空気層（気密空間）が存在するので、当該気密空気層内の空気がエアクッション効果を発揮して、パッキング２０の撓みを極力抑制する方向に作用する。また、パッキング２０が二次側Ｓ２方向に変形したとしても上記凹溝２０ａによるエアクッションにより当該パッキング２０の撓みを元に戻す方向の力が作用し（図６（ｂ）矢印参照）、パッキング２０の変形を極力抑制することができる。

このように、上記凹溝２０ａは、何処にも連通していない密閉された空間であるので、上記エアクッションが効果的に発揮され、その結果、パッキング２０の変形や、パッキング２０の押し潰しによるパッキング２０と弁座４’との密着不良を防止することができる。従って、火災消火動作や通水テストを繰り返しても、パッキング２０の変形による漏水を起こすことがなく、誤動作の少ない自動警報弁を実現することができる。

図５に示すものは、本発明の第３の実施形態であり、上記第１の実施形態と同一部分については同一符号を付して便宜上その説明は省略する。

同図において、上記パッキング支持面９には上記第２の実施形態と同様に凹溝は設けられておらず、当該支持面９は水平に形成される。一方、上記パッキング２１の内部に当該パッキング２１と同心的に環状空洞（気密空間）２１ａを形成する（図９参照）。この環状空洞２１ａは、それ自体で何処にも連通していない気密空間であり、当該環状空洞２１ａ内に気密空気層が形成される。そして、当該パッキング２１を上記パッキング支持面９に接着した状態で上記第１の実施形態と同様に弁ナット１４によって固定する（図５参照）。

上記環状空洞２１ａと上記弁座４’との関係も上記第１の実施形態と同様であり、上記弁座４’は、上記弁体３の閉鎖状態において（図５）、上記環状空洞２１ａに相対応する位置、即ち上記弁座４’が上記環状空洞２１ａの設置位置の範囲に対向する位置に設けられるか、弁座４’の一部が上記環状空洞２１ａの設置位置の範囲に対向する位置に設けられるように、上記環状空洞２１ａの設置位置に相対応して配置される。

このように構成しても、上記環状空洞２１ａは上記第１の実施形態の凹溝１２、上記第２の実施形態の凹溝２０ａと同様の機能を発揮して、上記パッキング２１を保護することができるものである。

尚、図１、図２中、２２はメンテナンス用開口、２３は圧力スイッチ取付板、２４、２５は各々一次側Ｓ１及び二次側Ｓ２配管への取付用フランジである。

上記各実施形態においては、凹溝１２、２０ａ及び環状空洞２１ａは、何れも環状に連続して設けたが、環状に不連続に設けても良い。

以上のように本発明によると、消火設備用自動警報弁の二次側Ｓ２に高い背圧が加わっても、パッキングに関連して設けられた凹溝１２、２０ａ又は環状空洞２１ａがエアクッション効果を発揮するため、パッキングの押し潰し或は弾性限界を超えた変形等を防止して該パッキングを効果的に保護し得る。

よって、パッキングの変形に基づく漏水或は警報用圧力スイッチ等の誤動作を効果的に防止し得る消火設備用自動警報弁を提供することができる。

本発明に係る消火設備用自動警報弁は、信頼性の要求されるオフィスビル、集合住宅、一般住宅等に幅広く適用することができる。

本発明に係る消火設備用自動警報弁の閉鎖状態の縦断面図である。 同上警報弁の開成状態の縦断面図である。 弁座における通水孔の配置を示した弁座部材の平面図である。 同上警報弁における第２の実施形態の弁体の縦断面図である。 同上警報弁における第３の実施形態の弁体の縦断面図である。 （ａ）は第１の実施形態における凹溝を示す凹溝近傍の弁体の縦断面図、（ｂ）は第２の実施形態における凹溝を示す凹溝近傍の弁体の縦断面図、（ｃ）は第３の実施形態における環状空洞を示す環状空洞近傍の弁体の縦断面図である。 同上警報弁の弁体の底面図であり、パッキング支持面を示すものある。 同上警報弁の第２の実施形態におけるパッキングの一部切断斜視図である。 同上警報弁の第３の実施形態におけるパッキングの一部切断斜視図である。

符号の説明

１ 自動警報弁
２ 弁筐体
３ 弁体
４ 弁座部材
４’ 弁座
９ パッキング支持面
１２ 凹溝
１２ａ 開口
１３ パッキング
１３ａ 背面
２０ パッキング
２０’ 背面
２０ａ 凹溝
２１ パッキング
２１ａ 環状空洞

Claims (5)

1. 弁筐体内に弁体を回動可能に軸支すると共に、該弁体を閉鎖状態から通水圧力によって流水方向に開成し得るように構成した消火設備用自動警報弁であって、
   上記弁体におけるパッキング支持面の弁座に相対応する部分をパッキング支持面より二次側方向に凹設して凹溝を形成し、
   かつ上記パッキング支持面にパッキングを取り付けた状態において、該パッキング背面によって上記凹溝の開口を閉鎖することにより、上記凹溝が何処にも連通しない気密空間となるように構成したものであることを特徴とする消火設備用自動警報弁。
2. 弁筐体内に弁体を回動可能に軸支すると共に該弁体を閉鎖状態から通水圧力によって流水方向に開成し得るように構成した消火設備用自動警報弁であって、
   上記弁体におけるパッキング支持面に弁体閉鎖時に弁座に接触するパッキングを設け、
   かつ上記パッキングの上記パッキング支持面側の背面における上記弁座に相対応する部分を弁座方向に凹設して凹溝を形成し、
   上記パッキングの上記パッキング支持面への取り付け状態において、上記凹溝の開口を上記パッキング支持面で閉鎖することにより、上記凹溝が何処にも連通しない気密空間となるように構成したものであることを特徴とする消火設備用自動警報弁。
3. 上記凹溝は、上記弁座に沿う環状に設けられたものであることを特徴とする請求項１又は２記載の消火設備用自動警報弁。
4. 弁筐体内に弁体を回動可能に軸支すると共に該弁体を閉鎖状態から通水圧力によって流水方向に開成し得るように構成した消火設備用自動警報弁であって、
   上記弁体におけるパッキング支持面に弁体閉鎖時に弁座に接触するパッキングを設け、
   かつ上記パッキング内部において、上記弁座に相対応する部分に何処にも連通しない気密空間を設けたものであることを特徴とする消火設備用自動警報弁。
5. 上記気密空間は、上記弁座に沿う環状に設けられたものであることを特徴とする請求項４記載の消火設備用自動警報弁。

Images