JP2010207258A - 開放弁 - Google Patents

Abstract

【課題】一斉開放弁において、弁体の誤開放を防ぐことができるようにする。
【解決手段】一次室３、二次室４及びピストン室１０を備え、前記一次室３と前記二次室４とが弁体８によって隔てられ、前記弁体８が前記ピストン室の圧力に基づいて開閉する一斉開放弁１であって、前記一次室３と前記ピストン室１０とを連通し、前記一次室３から前記ピストン室１０へのみ流水させる逆止弁１９が設けられた第１連通路１８と、前記二次室４と前記ピストン室１０とを連通し、前記二次室４から前記ピストン室１０へのみ流水させる逆止弁２１が設けられた第２連通路２０を備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、開放弁に関し、更に述べれば充水予作動式スプリンクラ消火設備に設けられる一斉開放弁に関する。

従来より、スプリンクラ消火設備において、スプリンクラヘッドが設けられる二次側配管内に水を充填し、スプリンクラヘッドが開放作動し、且つ火災感知器が感知作動したときに、二次側配管の基端側に設けられる一斉開放弁を開放させて、一斉開放弁の一次側配管から二次側配管へ消火水が流れるよう構成された充水予作動式の設備がある。

この種の消火設備に設けられる一斉開放弁は、弁体制御用のピストン室を備え、ピストン室が加圧されることで弁体が閉止され、減圧されることで弁体が開放されるようになっており、例えば特開２００３−２１０６０５号公報（特許文献１）に記載の一斉開放弁のように、ピストン室の加圧のために、一次側の水をピストン室に供給する連通路をピストン室と一次側との間に備え、又、連通路の逆流防止のために、連通路に逆止弁を備えている。

尚、この種の消火設備において、一斉開放弁は、流水検知手段を更に備えて、防護区画毎の流水検知装置として用いられることがあるが、その場合、前記特許文献１に記載のもののように流水検知装置といわれることもある。

特開２００３−２１０６０５号公報

充水予作動式消火設備に設けられる一斉開放弁の場合、正常な監視状態においては、弁体の一次側、二次側とピストン室内の圧力がほぼ均衡し、弁体を閉止方向に付勢するスプリング等の付勢部材による閉止力により、弁体の閉止状態が維持される。しかし、ピストン室が例えば漏れ等が原因で異常減圧したり、又は二次側が異常昇圧したりして、弁体に作用する圧力の均衡が崩れ、弁体に作用する閉止力が開放力を下回って、弁体が誤開放してしまう虞があり、それにより流水信号が出力され、非火災報が発せられてしまう虞がある。

この発明は、前記の事情に鑑み、開放弁において、弁体の誤開放を防ぐことができるようにすることを目的とする。

この発明は、一次室、二次室及びピストン室を備え、前記一次室と前記二次室とが弁体によって隔てられ、前記弁体が前記ピストン室の圧力に基づいて開閉する開放弁であって、前記一次室と前記ピストン室とを連通し、前記一次室から前記ピストン室へのみ流水させる逆止弁が設けられた第１連通路と、前記二次室と前記ピストン室とを連通し、前記二次室から前記ピストン室へのみ流水させる逆止弁が設けられた第２連通路を備えていることを特徴とする開放弁である。

又、この発明は、前記開放弁であって、前記第１連通路及び／又は前記第２連通路が前記弁体に設けられていることを特徴とする開放弁である。ここで、前記第１連通路及び／又は前記第２連通路を前記弁体に形成するのに代えて、弁本体外部を通る迂回路とすることができる。

又、この発明は、前記開放弁であって、充水予作動式スプリンクラ消火設備に設けられるものであることを特徴とする開放弁である。

尚、この発明の前記開放弁は、前記一次側から前記二次側への流水を検知する流水検知手段を更に備えているものとすることができる。

この発明の開放弁によれば、弁体の閉止時に、ピストン室が異常減圧して、ピストン室の圧力が一次室及び二次室の両方の圧力に相対して低くなったとしても、第１連通路と第２連通路を備え、ピストン室に一次室及び二次室の両方から給水がされるよう構成されていることで、ピストン室の減圧に追従して、ピストン室には一次室及び二次室の両方から圧力が補填され、ピストン室の圧力は一次室及び二次室の両方の圧力とほぼ同じになるよう調整され、ピストン室、一次室及び二次室の圧力の均衡は維持される。このため、弁体の閉止力が弁体の開放力よりも低くなるのを防ぐことができ、弁体が誤開放するのを防ぐことができる。又、同じく弁体の閉止時に、二次側が異常昇圧して、二次室も昇圧し、二次室の圧力による弁体の開放力が高まったとしても、第２連通路を備え、ピストン室に二次室から給水がされるよう構成されていることで、二次室の昇圧に追従して、ピストン室も昇圧し、ピストン室の圧力による弁体の閉止力も高まるので、弁体の閉止力が弁体の開放力よりも低くなるのを防ぐことができ、弁体が誤開放するのを防ぐことができる。又、誤開放を防止できることから、遅延装置等が不要となる。

即ち、この発明の開放弁によれば、弁体の閉止時に、ピストン室が異常減圧したとしても、又二次側が異常昇圧したとしても、弁体が誤開放するのを防ぐことができる。

この発明の一斉開放弁であるところの流水検知装置の一例を示した図であって、流水検知装置の内部構造の概要を含めて示した装置系統図であり、弁体が閉止している状態を示したものである。 同上の流水検知装置が設けられた充水予作動式スプリンクラ消火設備の一例を示した図であって、流水検知装置以降の構成を示した設備系統図であり、常時（監視時）の状態を示したものである。 同上の設備系統図であり、火災時の状態を示したものである。

この発明の開放弁の一例としての一斉開放弁の実施形態について、一斉開放弁を流水検知手段を備えた流水検知装置として用いる場合を例に、図１乃至３に基づき説明する。

１はこの発明の一斉開放弁の一例である流水検知装置であり、充水予作動式のスプリンクラ消火設備Ｓにおいて、スプリンクラヘッドＳＰが設けられる二次側配管Ｐ２の基端側に設けられるものである。尚、流水検知装置１の一次側には、給水本管等（図示を省略）に接続される一次側配管Ｐ１（図２及び図３では図示を省略）が接続される。

流水検知装置１は、本体２内が一次側配管Ｐ１に接続される一次室３と二次側配管Ｐ２に接続される二次室４とに仕切られており、一次室３と二次室４を仕切る隔壁５に形成された両室の通水口６を開閉する常時は閉の弁機構部７を備えている。

弁機構部７は、有底筒状の弁体８と、その弁体８を摺動自在に収容するシリンダ部９と、シリンダ部９内において弁体８の内側に画定されるピストン室１０と、弁体８の底壁１１の内面よりピストン室１０側に起立し、シリンダ部９を貫通して設けられたロッド１２と、ロッド１２に巻回されるように弁体８の内側に設けられたスプリング１３等から構成され、弁体８の底壁１１の外面１１ａが通水口６を介して二次室４に対向し、且つ弁体８の周壁１４の外面１４ａが一次室３に対向する配置で、本体２内に設けられており、ピストン室１０内の圧力の変化に基づいて弁体８がシリンダ部９内を往復移動することで、底壁１１の外面１１ａに設けられた着座部が通水口６の周縁に設けられた弁座部と離接し、通水口６の開閉ができるようになっている。

流水検知装置１には、一次室３から二次室４へ水が流れるのを検知するための検知手段が設けられており、具体的には、本体２外部において、シリンダ部９からのロッド１２の露出端１２ａの移動軌跡上に設けられた流水検知用のリミットスイッチ２５が設けられている。このリミットスイッチ２５は、弁機構部７の弁体８が開動作して、通水口６が開放し、一次室３から二次室４へ水が流れる状態になるときの、露出端１２ａの移動を検出して、それを流水信号として出力するようになっている。

流水検知装置１は、充水予作動式のスプリンクラ消火設備Ｓに設けられて、常時（監視時）においては、一次室３、二次室４及びピストン室１０内が充水され、一次室３内の圧力と二次室４内の圧力が弁体８に対してその開放力として作用し、ピストン室１０の圧力が弁体８に対してその閉止力として作用するようになっている。これら充水される三室の圧力系統に異常がなければ、常時において、三室内はほぼ同じ圧力で均衡し、スプリング１３の弁体８への付勢力により、弁体８はその底壁１１の外面１１ａの着座部が通水口６周縁の弁座部に押し付けられた状態で維持されるようになっており、それにより流水検知装置１は通水口６を閉止した状態に維持されるようになっている。三室内がほぼ同じ圧力となるのは、後述する第１連通路、第２連通路の作用によるもので、一次室３からピストン室１０へ、又二次室４からピストン室１０へ水が流れ込むためである。尚、締切等の影響もあって、必ずしも完全に同じ圧力になるとは限らない。

減圧開放型である流水検知装置１には、ピストン室１０内を減圧するための減圧路１５がピストン室１０に接続されて設けられており、減圧路１５に設けられた常時は閉の電動起動弁１６が起動して開動作することで、ピストン室１０内から水が減圧路１５を通じて排出されて、ピストン室１０内が減圧されるようになっている。尚、電動起動弁１６が開放するだけでは、ピストン室１０内の水が二次室４側に流れることが可能な状態になるだけである。つまり実際には、スプリンクラヘッドＳＰが動作して二次室４内の水が流出することで、ピストン室１０内が減圧されることになる。このピストン室１０内が減圧され、スプリング１３の付勢力と共に弁体８に作用していた弁体８への閉止力よりも、一次室３及び二次室４内の圧力による弁体８への開放力の方が高くなり、その開放力により弁体８はシリンダ部９内を上昇移動し、その底壁１１の外面１１ａの着座部が通水口６周縁の弁座部から離れるようになっており、それにより流水検知装置１は通水口６を開放できるようになっている。尚、１７は減圧路１５に電動起動弁１６と並列して設けられた常時閉の手動起動弁である。

そして、流水検知装置１には、ピストン室１０と一次室３を連通し、一次室３からピストン室１０へのみ通水させる逆止弁１９を有する第１連通路の一例としての一次側連通路１８と、ピストン室１０と二次室４を連通し、二次室からピストン室１０へのみ通水させる逆止弁２１を有する第２連通路の一例としての二次側連通路２０が設けられている。本実施の形態においては、一次側連通路１８と二次側連通路２０は何れも弁体８に設けられており、具体的には、一次側連通路１８が弁体８の周壁１４に設けられ、二次側連通路２０が底壁１１に設けられている。一次側連通路１８は、周壁１４の高さ方向のほぼ中間に設けられ、二次側連通路２０は、一次側連通路１８の近傍の底壁１１に設けられており、スプリング１３が接しないようになっている。

流水検知装置１において、ピストン室１０には、一次側連通路１８を通じて一次室３の水が供給され、二次側連通路２０を通じて二次室４の水が供給されるようになっている。これにより、弁体８が閉止状態にあるときに、ピストン室１０に漏れ等の異常が発生し、ピストン室１０が減圧して、その圧力が一次室３と二次室４の圧力に相対して低くなったとしても、一次側連通路１８と二次側連通路２０を通じて、ピストン室１０に一次室３と二次室４の両方から水が供給されることで、ピストン室１０の異常減圧に追従して、ピストン室１０には一次室３と二次室４の両方から圧力が補填されて、ピストン室１０の圧力は一次室３と二次室４の両方の圧力とほぼ同じになるよう調整されることとなる。このため、ピストン室１０、一次室３及び二次室４の圧力の均衡は維持され、それにより一次室３及び二次室４による弁体８への開放力がピストン室１０及びスプリング１３による弁体８への閉止力よりも高くなって弁体８が誤開放するのを防げるようになっている。又、同じく弁体８が閉止状態にあるときに、二次側配管Ｐ２が異常昇圧して、二次室４も異常昇圧し、二次室４の圧力による弁体８への開放力が高まったとしても、二次側連通路２０を通じて、ピストン室１０に二次室４から水が供給されることで、二次室４の異常昇圧に追従して、ピストン室１０も昇圧するので、ピストン室１０内の圧力による弁体８への閉止力も高まり、それによりピストン室１０内の圧力による閉止力が二次室４内の圧力による弁体８への開放力より低くなって弁体８が誤開放するのを防げるようになっている。尚、一次側連通路１８及び二次側連通路２０の径はオリフィスのように小さく形成されており、ピストン室１０の僅かな減圧には追従するが、火災時のようにピストン室１０の減圧が大きいときには、水の供給が追従できず、結果、弁体８は開放する。

即ち、流水検知装置１においては、弁体８が閉止状態にあるときに、ピストン室１０が異常減圧したとしても、又二次室４が異常昇圧したとしても、一次側連通路１８と二次側連通路２０を備えていることで、弁体８の誤開放を防げるようになっている。

ここで、本実施の形態においては、一次側連通路１８と二次側連通路２０を弁体８に設けることとしているが、両連通路は、通路としては、ピストン室１０と一次室３を、ピストン室１０と二次室４をそれぞれ連通するものであればよく、例えば、弁体８に設けるのに代えて、図示は省略するが、両連通路を、ピストン室１０と一次室３を、ピストン室１０と二次室４を本体２外部に迂回してそれぞれ連通するものとしてもよい。

更に、流水検知装置１には、その一次室３と二次室４とを迂回して連通し、一次室３内の圧力（つまりは流水検知装置１の一次側の圧力）と二次室４内の圧力（つまりは流水検知装置１の二次側の圧力）を同圧に維持するための調圧路２２が設けられている。調圧路２２は、具体的には、一次室３と二次室４を本体２外部を通って迂回して連絡する管路であり、その管路中に閉止方向を反転可能な両方向逆止弁２３が設けられている。この両方向逆止弁２３の動作により、調圧路２２は一次側と二次側の圧力の調整ができるようになっている。ここで、両方向逆止弁２３は、本実施の形態においては、常時には、弁体２３ａが二次側から一次側への流れを閉止する位置にあるが、例えば、温度変化等により二次側に緩慢な圧力低下があった場合には、弁体２３ａが二次側へ移動して流路を少し開き、一次側から二次側へ水を微少量補給し、二次側の圧力を補填するよう動作し、又、スプリンクラヘッドＳＰが作動して、一次側から二次側への流量が多くなった場合には、弁体２３ａが一次側から二次側への流れを閉止する位置へ移動し、閉止方向を反転させて、一次側から二次側への流れを閉止するよう動作するものとなっている。

尚、調圧路２２は、常時開の止水弁２６及び止水弁２７をそれぞれ介して一次室３及び二次室４に接続され、両方向逆止弁２３の一次側には一次側の圧力を計測する一次側圧力計２８が設けられ、二次側には二次側の圧力を計測する二次側圧力計２９が設けられるともに、二次側圧力監視用の圧力スイッチ３０も設けられている。又、３１は二次側に接続された排水路であり、常時閉の止水弁３２（放水テスト時に使用）により常時は閉止されている。

更に、一次室３内には常時開の制御弁３３（火災鎮火後の設備復旧時に閉止して利用）が設けられ、制御弁３３が開放状態にあるのを検知するリミットスイッチ３５が制御弁３３の操作レバー３４の移動軌跡上に設けられている。

更に、３６は流水検知装置１と対で設けられる中継器であり、受信機ＳＢに接続されると共に、火災感知器ＦＤや、電動起動弁１６、流水検知用リミットスイッチ２５、二次側圧力圧監視用の圧力スイッチ３０、制御弁３３の状態検知用のリミットスイッチ３５等の端末機器と接続されて、それらと受信機ＳＢとの間で信号の送受を中継するためのものである。

流水検知装置１は前記のように構成され、充水予作動式スプリンクラ消火設備Ｓに設けられて、次のように動作する。

[監視時]
監視時、図２に示されるように、流水検知装置１において、一次室３、二次室４及びピストン室１０は何れも充水状態にある。ピストン室１０には一次側連通路１８及び二次側連通路２０を通じて一次室３及び二次室４の両方から給水があり、一次室３、二次室４及びピストン室１０の三室の内部圧力はほぼ同じに維持され、スプリング１３の付勢力による弁体８への閉止力によって、弁体８は通水口６を閉止した状態が維持される。二次室４と接続される二次側配管Ｐ２も充水状態にあるが、スプリンクラヘッドＳＰは作動しておらず、閉止状態が維持されている。

そして、監視時において、例えば、ピストン室１０内に異常減圧があった場合には、ピストン室１０に一次側連通路１８及び二次側連通路２０を通じて一次室３及び二次室４からの給水があることで、ピストン室の減圧に追従して、一次室３及び二次室４の両方から圧力が補填されて、一次室３、二次室４及びピストン室１０の三室の内部圧力はほぼ同じに調整され、即ち三室の内部圧力の均衡状態は引き続き維持され、弁体８の閉止状態は引き続き維持される。又、二次室４内が異常昇圧し、二次室４内の圧力による弁体８への開放力が高まった場合には、二次側連通路２０の逆止弁２１を通じてピストン室１０に二次室４からの給水があることで、二次室４内の昇圧に追従して、ピストン室１０内も昇圧し、ピストン室１０内の圧力による弁体８への閉止力も高まり、弁体８の閉止状態が引き続き維持される。

[火災時]
火災時、火災感知器ＦＤが火災を感知して作動し、火災信号が出力されると、その信号に基づいて、ピストン室１０の減圧路１５に設けられている電動起動弁１６が開放動作する。本実施の形態においては、ピストン室１０の減圧路１５は二次側配管Ｐ２に接続されるものとなっているので、スプリンクラヘッドＳＰが作動していない段階では、電動起動弁１６が開放動作しても、ピストン室１０内の水は排出されず、弁体８は開放動作しないようになっている。そして、火災が拡大し、その熱によりスプリンクラヘッドＳＰが作動して、放水が開始されると、ピストン室１０内の水は二次側配管Ｐ２に流れて、ピストン室１０内が減圧し、一次室３内の圧力による弁体８への開放力によって、図３に示されるように、弁体８が開放方向に移動して開動作し、通水口６を開放して、一次室３から二次室４へ水が流れる状態となり、即ち、一次側配管Ｐ１から二次側配管Ｐ２へ水が供給されて、スプリンクラヘッドＳＰから連続して放水ができる状態となる。そして、このときの弁体８の移動に伴うロッド１２の露出端１２ａの移動が流水検知用のリミットスイッチ２５で検知され、それが流水信号として、中継器３６を介して受信機ＳＢに出力される。火災時において、ピストン室１０内が減圧する場合は、既に二次室４の水はスプリンクラヘッドＳＰから流れ出ているので、二次側連通路２０は機能しない。しかし、一次側連通路１８は微量であるが、追従できない程度の水をピストン室１０に送る。このように一次側連通路１８の径はオリフィスである必要があるが、二次側連通路２０はオリフィスでなくてもよい。

流水検知装置１は、前記のように、一次側連通路１８と二次側連通路２０を備えていることで、弁体８の閉止時、即ち監視時に、ピストン室１０内が異常減圧したとしも、又二次室４が異常昇圧したとしても、弁体８が誤開放するのを防ぐことができるものとなっている。

１ 流水検知装置（一斉開放弁） ２ 本体
３ 一次室 ４ 二次室
５ 隔壁 ６ 通水口
６ａ 弁座部 ７ 弁機構部
８ 弁体 ９ シリンダ部
１０ ピストン室 １１ 底壁
１１ａ 外面 １２ ロッド
１２ａ 露出端 １３ スプリング
１４ 周壁 １５ 減圧路
１６ 電動起動弁 １７ 手動起動弁
１８ 一次側連通路（第１連通路） １９ 逆止弁
２０ 二次側連通路（第２連通路） ２１ 逆止弁
２２ 調圧路 ２３ 両方向逆止弁
２３ａ 弁体
２５ リミットスイッチ ２６ 止水弁
２７ 止水弁 ２８ 一次側圧力計
２９ 二次側圧力計 ３０ 圧力スイッチ
３１ 排水路 ３２ 止水弁
３３ 制御弁 ３４ 操作レバー
３５ リミットスイッチ ３６ 中継器
Ｓ 充水予作動式スプリンクラ消火設備
Ｐ１ 一次側配管 Ｐ２ 二次側配管
ＦＤ 火災感知器 ＳＰ スプリンヘッド
ＳＢ 受信機

Claims (3)

1. 一次室、二次室及びピストン室を備え、前記一次室と前記二次室とが弁体によって隔てられ、前記弁体が前記ピストン室の圧力に基づいて開閉する開放弁であって、
   前記一次室と前記ピストン室とを連通し、前記一次室から前記ピストン室へのみ流水させる逆止弁が設けられた第１連通路と、前記二次室と前記ピストン室とを連通し、前記二次室から前記ピストン室へのみ流水させる逆止弁が設けられた第２連通路を備えていることを特徴とする開放弁。
2. 前記第１連通路及び／又は前記第２連通路が前記弁体に設けられていることを特徴とする請求項１記載の開放弁。
3. 請求項１又は２記載の開放弁であって、充水予作動式スプリンクラ消火設備に設けられ、監視時、前記一次室及び二次室が充水されることを特徴とする開放弁。

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