JP2014188092A - 流水検知装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】面間寸法を短縮して全体のコンパクト化と軽量化とを図りつつ、誤作動を防止しながらスプリンクラー作動時の応答性を向上して確実に流水を検知できる流水検知装置を提供する。
【解決手段】短筒形状のウエハ型ボデー1の内部に逆止弁機構2を設け、かつ、ボデー1の外周面1aに、一次側及び二次側の圧力計3取付用の台座10と、スイッチ機構4取付用の取付台座11と、排出弁機構5取付用の排水口部12をそれぞれ設けると共に、台座10と取付台座11と排出口部12をウエハ型ボデー1の面間寸法Dの範囲内に位置させた。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、スプリンクラー設備に使用され、火災発生時などに流水を検知するために用いられる流水検知装置に関する。
通常、スプリンクラー設備には、スプリンクラーが作動したことを検出するために流水検知装置が設けられる。流水検知装置は、水圧によって作動する逆止弁構造の弁体を内部に有し、火災発生時のスプリンクラーの開放に応じてこの弁体が開状態になって流路が開かれ、弁体が開状態になったときに信号が検知される。このような流水検知装置には、一般的に遅延機構、圧力計、排水弁が取り付けられている。
遅延機構は、流水検知装置のハウジングに設けられた取付台座部に取付けられ、瞬間的な圧力変動に対する反応を鈍感にすることで、流水が一定時間継続しない場合には検知信号を発しないように設けられる。この遅延機構により、定期試験等で一次側が瞬間的に圧力変動したり、漏水などの要因によりポンプが作動して少量の水が流れた場合の流水検知装置の誤作動(誤信号の発信)が防がれる。
圧力計は、流水検知装置のハウジングにおける弁体の一次側及び二次側に設けられた台座部に設けられ、この圧力計により一次側、二次側双方への所定水圧の負荷確認や、メンテナンス等における弁体の一次側と二次側との圧力差を測定可能になっている。
排水弁は、ハウジングに形成された排水口に螺着等により接続され、この排水弁の開閉によりハウジング内部から排水される。
この種の流水検知装置として、例えば、特許文献1の流水検知装置が開示されている。この流水検知装置における逆止弁の本体は、面間寸法の長い形状に形成され、この本体の両端には上下に配管と接続するためのフランジが形成されている。この流水検知装置は、ヒンジピンの開度を利用し、弁体の回転が直接遅延機構に伝達される作動弁型となっている。
一方、特許文献2の流水検知装置についても特許文献1と同様の逆止弁を有し、この逆止弁は、フランジカバーを有する面間寸法の長い形状となっている。この流水検知装置では、水圧によって流水検知する圧力スイッチ型になっている。
特開2005−253640号公報 特開2009−268663号公報
特許文献1及び2の流水検知装置は、逆止弁のハウジングが長筒形状であり、しかも両端にフランジが形成されているため面間寸法が増大して流路方向に大型化していた。このため、これらの流水検知装置は設置スペースが大きくなり、重量も増加するため配管の作業性も悪くなっていた。
さらにこれらの流水検知装置に遅延機構を設ける場合、この遅延機構はコンパクト化が図られていないため全体がより大型になって省スペース化が難しくなる。そのため、遅延機構のコンパクト化、及び流水検知機構への取付後の省スペース化も望まれていた。圧力計を取付ける場合、これら圧力計は通常フランジ付近に設けられた台座部に接続されるため、取付け後にフランジよりも突出配置されることとなる。排水弁についても同様に突出配置されることとなり、これら圧力計や排水弁がハウジングよりも流路方向に突出すると、流水検知装置の面間寸法の増大につながって狭い配管スペースへの設置が難しくなる。
一方、流水検知装置は、弁開時の信号を規定の水量、例えば50L/minの水量で検知しなければならないことが消防法で定められており、このため、一般のチェッキ弁よりも低圧力・小流量の段階で弁体の動きを検知し、スプリンクラーの作動時には弁体を早期に開いて流水を検知し、通水時の流量が小さいときにも弁体を大きく開放できる必要がある。また、他の排水配管からの逆圧などに対する誤作動を防ぐ必要もある。
本発明は、従来の課題を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、面間寸法を短縮して全体のコンパクト化と軽量化とを図りつつ、誤作動を防止しながらスプリンクラー作動時の応答性を向上して確実に流水を検知できる流水検知装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1に係る発明は、短筒形状のウエハ型ボデーの内部に逆止弁機構を設け、かつ、ボデーの外周面に、一次側及び二次側の圧力計取付用の台座と、スイッチ機構取付用の取付台座と、排出弁機構取付用の排水口部をそれぞれ設けると共に、台座と取付台座と排出口部をウエハ型ボデーの面間寸法の範囲内に位置させた流水検知装置である。
請求項2に係る発明は、スイッチ機構を収納したケース体を長尺の直方体形状に形成し、この直方体形状のケース体の短寸の巾方向を少なくともウエハ型ボデーの面間寸法とした流水検知装置である。
請求項3に係る発明は、スイッチ機構の内部に逆止弁機構の弁体と同軸の第1作動プレートと、この第1作動プレートに一端部を係合し、かつロータリーダンパを介して回動可能な第2作動プレートとを設け、この第2作動プレートの一端部に略V字形状に曲折部を設け、かつ、第1プレートの長手方向と所定角度に略く字形状に配置し、第2作動プレートの他端部近傍におもりを設けてリミットスイッチをオンオフ可能に設けた流水検知装置である。
請求項4に係る発明は、逆止弁機構は、スイング型逆止め弁であり、この逆止め弁の一次側の弁体の背面位置に案内体を取付けた流水検知装置である。
請求項1に係る発明によると、短筒形状のウエハ型ボデーに逆止弁機構を設け、ボデーの外周面に圧力計取付用の台座と、スイッチ機構取付用の取付台座と、排出弁機構取付用の排出口部とを面間寸法の範囲内に設けていることで、このウエハ型ボデーにより面間寸法を短縮し、全体のコンパクト化して軽量化を図ることができる。この場合、圧力計、スイッチ機構、排出弁機構をそれぞれボデーの外周面の四方のうちの三方に配置すればこれらの互いの干渉を防ぎつつそれぞれの機能を発揮でき、天井面や壁面に配管する際には、四方のうちの残りの一面を設置面にすれば、既存の配管にもコンパクトに接続可能となる。これらのことにより、配管への取付けが容易になり、一人の作業者によっても簡単に施工できる。スプリンクラーの作動時には、逆止弁機構により誤作動を防止しながら応答性を向上して配管に通水できる。
請求項2に係る発明によると、ケース体を長尺の直方体形状としてコンパクト化でき、このケース体の短寸の巾方向を少なくともウエハ型ボデーの面間寸法としていることで、スイッチ機構が面間方向側に突出することがなく、配管作業の妨げになることを防止できる。
請求項3に係る発明によると、第1作動プレートと、この第1作動プレートに一端部が係合し、この一端部に略V字形状に曲折された曲折部を有し、第1作動プレートと逆方向に略く字形状に配置された第2作動プレートとを有し、この第2作動プレートの他端部近傍におもりを設けていることで、スイッチ機構全体をコンパクト化でき、逆止弁機構の弁開動作時には確実に遅延機能を発揮し、かつこのスイッチ機構を収納したケース体の短寸の巾方向を短くしてスイッチ機構をウエハ型ボデーの面間寸法内に収めることができる。
請求項4に係る発明によると、弁体の背面位置に取付けた案内体によってスプリンクラー作動時の応答性を向上しながら流水を検知し、通水時の流量が小さいときにも弁体を大きく開放できる。
本発明における流水検知装置の実施形態を示す斜視図である。 図1の平面図である。 図1の正面図である。 (a)は、流水検知装置の弁閉状態を示す断面図である。(b)は、弁閉時のスイッチ機構の内部を示す概略模式図である。 (a)は、流水検知装置の全開状態を示す断面図である。(b)は、全開時のスイッチ機構の内部を示す概略模式図である。 (a)は、流水検知装置の不作動流量時を示す断面図である。(b)は、不作動流量時のスイッチ機構の内部を示す概略模式図である。 案内体を示す斜視図である。
以下に、本発明における流水検知装置を詳細に説明する。図1〜図3においては、本発明における流水検知装置を示しており、この流水検知装置はウエハ型ボデー1を有し、このボデー1の内部に逆止弁機構2が設けられている。さらに、ボデー1には、一次及び二次側の圧力計3、スイッチ機構4、排出弁機構5が取付けられる。
図に示すように、ボデー1は、短筒形状のウエハ型に形成され、このボデー1の外周面1aには、圧力計3取付用の台座10と、スイッチ機構4取付用の取付台座11と、排出弁機構5取付用の排出口部12とがそれぞれ設けられる。
台座10には、逆止弁機構2の弁体15の一次側、二次側にそれぞれ連通するように取付穴16が形成され、取付台座11は、ボデー1に形成された複数の突出部位の先端側に設けられる。排出口部12は、逆止弁機構2の二次側から外部に連通するように形成されている。
そして、図3において、これら台座10、取付台座11、排出口部12はボデー1の面間寸法Dの範囲内に位置される。本実施形態では、図2において台座10が下面側、取付台座11が左側面側、排出口部12が右側面側の位置に形成されているが、これらはボデー外周面1aの三方にそれぞれ配置されていれば、その配置位置にはこだわらない。図示しないが、本実施形態において、ボデー1はウエハ型であるため、このボデー1を外部配管に接続する際にはボデー外周側がボルトガイドとなり、このボルトガイドを介してボデー1が固着ボルト13で固定される。この場合、ボデー外周面1aには固着ボルト位置決め用の突起部位が設けられていてもよい。さらに、ボデー1は、ラグ型であってもよく、この場合にはボデー外周側にねじ孔を有するラグが形成される。
図4〜図6に示すように、圧力計3は、取付穴16を介して台座10に取付けられ、これら圧力計3、3で逆止弁機構2の一次側と二次側との圧力をそれぞれ測定可能になっている。これにより一次側と二次側の圧力を圧力計3で確認して、スプリンクラーによる放水に必要な一次側、二次側双方への所定水圧の負荷状況や、メンテナンス等において流体漏れなどを確認できる。なお、圧力計3には圧力遮断弁17が設けられていてもよく、この場合には、ボデー1内部やボデー1が取り付けられる配管内に水を充満させる際に、圧力遮断弁17を閉状態にしておくことで急激な圧力上昇による圧力計3の破損が防がれる。圧力計3の交換やメンテナンス時に圧力遮断弁17を閉状態にすれば、これらの作業も容易になる。
一方、取付台座11に取付けられるスイッチ機構4は、長尺の直方体形状のケース体20に収納される。図3に示すように、この直方体形状のケース体20の短寸の巾方向の寸法Lは、少なくともボデー1の面間寸法Dになっており、本実施形態では短寸の巾方向の寸法Lが、ボデーの面間寸法Dよりも小さくなっている。
図4〜図6において、スイッチ機構4は、弁体15の回転動作を遅延して逆止弁機構2や配管内部の瞬間的な圧力変動や流体漏れなどにおける誤作動を防ぐために設けられ、このスイッチ機構4のケース体20の内部には、第1作動プレート21、第2作動プレート22、ロータリーダンパ23、リミットスイッチ24、おもり25が設けられる。スイッチ機構4と逆止弁機構2とはハンガーピン26により接続され、スイッチ機構4は、逆止弁機構2の弁体15に連動して動作可能になっている。
第1作動プレート21は、ハンガーピン26を介して逆止弁機構2の弁体15と同軸に取付けられ、この弁体15の回動により自由端側が回動可能になっている。第2作動プレート22は略V字形状に曲折形成されて曲折部22aが設けられ、この曲折部22a付近においてロータリーダンパ23と同軸に固定される。図5に示すように、本実施形態における屈曲角αは約155°に設定されている。第2作動プレート22は、一端部が第1作動プレート21の自由端側に係合可能に設けられ、他端部近傍にはおもり25が設けられ、第2作動プレート22の曲折部22aと第1作動プレート21の自由端側との係合が外れたときに、おもり25により第2作動プレート22がロータリーダンパ23を介して回転し、リミットスイッチ24の接点27をオン可能となる。
第2作動プレート22は、第1作動プレート21の長手方向と所定角度に略く字形状に配置され、これによって第1作動プレート21のハンガーピン26取付け側から第2作動プレート22のおもり25側端部までの短寸の巾方向の長さの寸法Lを短くできる。図4(b)において、略く字形状の角度βは約130°に設定される。また、第2作動プレート22の弁閉時の状態から接点27を押圧する状態までの回転角度θは、本実施形態では21°となっているが、これらの角度θ、α、βは適宜変更可能である。
ロータリーダンパ23は、図示しないベース体を介してケース体20内に固定され、通水時に第2作動プレート22がリミットスイッチ24をオンしようとするときの回転方向(図4(b)において右回転方向)の負荷が、リミットスイッチ24をオフする回転方向(図4(b)において左回転方向)の負荷よりも大きくなっている。
リミットスイッチ24は、ロータリーダンパ23と共にベース体を介してケース体20に固定されるものであり、第2作動プレート22のおもり25側端部の位置に設けられ、弁体15が弁開方向に所定角度回転して第2作動プレート22がおもり25で回転したときに、そのおもり25側端部がリミットスイッチ24の接点をオンすることが可能になっている。
スイッチ機構4は、ハンガーピン26側に、少なくとも第1作動プレート21、第2作動プレート22、ロータリーダンパ23、リミットスイッチ24、おもり25、接点27からなる流水検出ユニット29が設けられ、非ハンガーピン側、すなわち図1における圧力計3や後述する排水弁機構5のハンドル28側に、少なくともスイッチ機構4への電源供給やスイッチ機構4からの検出信号に用いる図示しない電気ケーブルを接続可能な端子ユニット35が設けられている。これにより、天井面や壁面などの設置面に対向する作業者が、電気ケーブルの接続や圧力計3の確認、排水弁機構5の操作などを円滑に行うことが可能となっている。
図1において、排水口部12に取付けられる排出弁機構5は、メンテナンス等においてボデー1及び配管内に蓄積した水を排出するために設けられる。排水口部12は、弁体15より二次側のボデー側面に設けられている。排出弁機構5は、排水口部12を開閉可能であれば適宜の態様のバルブであればよく、この排出弁機構5に設けられた手動ハンドル28の回転により流水検知機構内部及び配管の二次側に蓄積された水を排出可能となる。
前記ボデー1内部に設けられる逆止弁機構2は、図4〜図6に示すように、スイング型の逆止め弁であり、流水検知装置は、この逆止弁機構2からハンガーピン26を介して第1作動プレート21に弁体15の回動が伝達され、前記スイッチ機構4は、第1プレートから第2作動プレート22に回動を伝達されて流水を検知する、作動弁型の遅延機構となっている。
逆止弁機構2の弁体15はアーム30に取付けられ、このアーム30はハンガーピン26によりボデー1に軸支され、アーム30を介して弁体15がボデー1内をスイングするように回動可能になっている。このアーム30の回動に伴ってハンガーピン26の他端側に取付けられた第1作動プレート21が回動する。アーム30の背面側には当接部31が形成され、図5の弁体15の全開時には、当接部31がボデー1の対向面に当接することで、図における下方側からの流水量が多い場合でも弁体15がガタつくことが無く全開状態が保持される。
逆止弁機構2の一次側の弁体15の背面位置には、ボデー1に形成された弁座面32との間にシール用Oリングが設けられ、このシール用Oリング33を介して案内体40が弁体15の中央部に設けられる。弁閉時には、Oリング33により弁体15と弁座面32とがシールされ、ボデー1内の流路がシールされる。
図7に示すように、案内体40は、一次側の外周部が傾斜状に形成されて先細状に設けられ、図4において、ボルト41によりその中央部が弁体15に固着される。案内体40の取付け後には、弁閉時における弁座面32側の流路が狭くなり、流水時には弁座面付近の流体圧が増すことで弁体15が開きやすくなる。この案内体40により弁体15の回転角度をトリガーとして検知させ、その誤動作を防ぎつつ動作角度を増幅させて、スプリンクラー作動時の流水を確実に検知可能になる。
図示しないが、上述した流水検知装置を配管に接続する場合、この流水検知装置が接続される部位の上下配管フランジの間に、予め2本のボルトを奥側に配置する。図2に示すように、この2本のボルトにハンガーピン側のボデー側面に設けたボルトガイドと当接するように、流水検知装置を上下配管フランジの間に挿入して配管との接続位置を調整しながら接続する。なお、図2に示す実施形態では、図の上方が天井面や壁面などの設置面となる。
続いて、上述した流水検知装置の動作を説明する。
図4(a)において、通常時(非流水時)には、流水検知装置の一、二次側に水が満たされ、Oリング33により弁体15と弁座面32とがシールされた状態で弁閉状態になっている。このとき、図4(b)において、ロータリーダンパ23にはおもり25により右回転しようとする力が加わっているが、この力よりも弁閉する方向に働く力、すなわち第2作動プレート22に第1作動プレート21が係合するときの力が大きいため、第1作動プレート21が図の状態に保持され、これによって弁閉状態が維持される。
流水検知装置が設置された建造物に火災が発生し、スプリンクラーが作動すると、放水に伴って逆止弁機構2の二次側の圧力が低下し、二次側と一次側との間に差圧が生じて弁体15が開放されて一次側から二次側に水が流れる。
図5(a)において、弁体15が開放状態まで回転すると、弁体15が水の圧力によりその開放状態が保持された状態となり、流水検知装置の一次側から二次側のスプリンクラー側に水が流れ続ける。
このとき、図5(b)に示すように、ハンガーピン26を介して弁体15と同軸に取付けられた第1作動プレート21が弁体15の回転角度と同じ角度で回転し、この第1作動プレート21の自由端側の係合が第2作動プレート22から外れる。このため、第2作動プレート22はおもり25の重さによって右回転する。この場合、前記したようにロータリーダンパ23の右回転方向の負荷が左回転方向の負荷よりも大きいため、第2作動プレート22はロータリーダンパ23の負荷に抗するように徐々に右回転し、第1作動プレート21の係合が外れた所定時間経過後に、第2作動プレート22がリミットスイッチ24の接点27を押してリミットスイッチ24がオンの状態になる。
このとき、例えば、スプリンクラー作動時の弁開状態では50L/minの水が流れ、この流水により弁体15が約10°を超える角度まで弁開したときにリミットスイッチ24によって流水が検知されるようになっている。本実施形態においては、第2作動プレート22の接点27までの回転角度θは、21°に設定されている。
弁体15が全開状態となり第1作動プレート21の係合が第2作動プレート22から外れたときから、第2作動プレート22によりリミットスイッチ24がオンされるまでの遅延時間は、ロータリーダンパ23の負荷の大きさや、第2作動プレート22に対するおもり25の位置や重さを調節することで適宜設定可能となる。
リミットスイッチ24がオンの状態になると、図示しない外部の制御盤に弁体15が所定時間開放したことを知らせる信号が発せられる。この信号により図示しない警報装置が作動し、火災の発生によるスプリンクラー作動が知らせられる。
火災の鎮火等によりスプリンクラーへの流水が停止すると、流水検知装置の二次側に水が蓄積して逆止弁機構2の一次側と二次側との差圧が無くなり、弁体15が自重によって回転して図4(a)の弁閉状態になる。このとき、第1作動プレート21が図4(b)の状態まで回転し、この第1作動プレート21の端部側が第2作動プレート22の曲折部22aに係合してこの第2作動プレート22を左回転させ、この第2作動プレート22がリミットスイッチ24の接点27から外れることでリミットスイッチ24がオフになる。これにより、制御盤への信号が停止して警報装置の作動が停止する。
次に、配管に設けられた別の流水検知装置の試験等によって瞬間的な圧力変動や漏水が生じ、流水検知装置に、例えば5〜10L/min程度の微小流量の水が流れた場合、すなわち、流水検知装置の不作動流水時の場合を述べる。この場合、図6(a)に示すように、弁体15の開度は10°以下となる。そのため、図6(b)に示すように第1作動プレート21の係止が第2作動プレート22から外れることがなく、第2作動プレート22がリミットスイッチ24の接点を押してオンすることがない。これにより、微小流量時には信号が発せられることが防止される。
一方、流水検知装置内に50L/min以上の流量の水が流れ、第1作動プレート21が図5(a)の状態まで水圧で押し上げられた場合でも、この状態が一定時間(例えば、20秒間)維持されない場合には、流水が停止すると同時に弁体15が閉状態まで回転し、第1作動プレート21の係止により第2作動プレート22がおもり25の重さに抗して持ち上げられる。これにより、リミットスイッチ24がオンになることがなく、予め設定した時間に応じて誤作動を防止できる。
メンテナンスや試験等により、流水検知装置の二次側の水を排水する場合には、手動ハンドル28を開方向に回転させて排水弁機構5を開状態にする。これによって、流水検知装置の二次側に蓄積した水が排出口部12から外部に排出される。
本発明の流水検知装置は、前述したように短筒形状のウエハ型ボデー1の内部に逆止弁機構2を設け、かつ、ボデー1の外周面1aに圧力計3取付用の台座10、スイッチ機構4取付用の取付台座11、排出弁機構5取付用の排水口部12をそれぞれ設け、これら台座10と取付台座11と排出口部12をウエハ型ボデー1の面間寸法Dの範囲内に位置させていることで、面間寸法Dを短縮したフランジレスのボデー1を介して流水検知でき、これによって、例えば大型のフランジ型の流水検知装置と比較して約50%以上の軽量化を図ることも可能になる。
特に、スイッチ機構4については、直方体形状のケース体20の短寸の巾方向の寸法Lを少なくともボデー1の面間寸法Dとしていることで、スイッチ機構4を取付けた後にも流水検知装置全体の面間寸法が増加することがない。この場合、第1作動プレート21に、略V字形状に曲折して曲折部22aを設け、この曲折部22aに第2作動プレート22の一端部を係合させ、第1作動プレート21と第2作動プレート22とを長手方向に略く字形状に所定角度を持たせながら配置していることで、弁体動作に対する遅延機能を確保しつつコンパクト化できる。
弁体15(第1作動プレート21)が所定角度(例えば10°)を超えたときに、ロータリーダンパ23で弁開状態を検知しているため、排水配管からの逆圧による誤作動を確実に防止し、このときに第1作動プレート21と第2作動プレート22との係合が外れる構造であり、通水時には弁体15に水の圧力以外の力が第2作動プレート22から加わることがなく反応性が向上し、スプリンクラーの作動に対して弁体15が早期に大きい開放角度まで回転して弁開状態になる。
この場合、ハンガーピン26を介して弁体15の開度を各作動プレート21、22に伝達する作動弁型であることで、流体の圧力により流水を検知する圧力スイッチ型の流水検知装置に比較して信頼性が高く、高い精度で誤作動を防止できる。
1 ボデー
1a 外周面
2 逆止弁機構
3 圧力計
4 スイッチ機構
5 排出弁機構
10 台座
11 取付台座
12 排水口部
15 弁体
20 ケース体
21 第1作動プレート
22 第2作動プレート
23 ロータリーダンパ
24 リミットスイッチ
25 おもり
40 案内体
D 面間寸法
L 巾方向の寸法

Claims (4)

  1. 短筒形状のウエハ型ボデーの内部に逆止弁機構を設け、かつ、前記ボデーの外周面に、一次側及び二次側の圧力計取付用の台座と、スイッチ機構取付用の取付台座と、排出弁機構取付用の排水口部をそれぞれ設けると共に、前記台座と前記取付台座と前記排出口部を前記ウエハ型ボデーの面間寸法の範囲内に位置させたことを特徴とする流水検知装置。
  2. 前記スイッチ機構を収納したケース体を長尺の直方体形状に形成し、この直方体形状のケース体の短寸の巾方向を少なくとも前記ウエハ型ボデーの面間寸法とした請求項1に記載の流水検知装置。
  3. 前記スイッチ機構の内部に前記逆止弁機構の弁体と同軸の第1作動プレートと、この第1作動プレートに一端部を係合し、かつロータリーダンパを介して回動可能な第2作動プレートとを設け、この第2作動プレートの一端部に略V字形状に曲折部を設け、かつ、前記第1プレートの長手方向と所定角度に略く字形状に配置し、前記第2作動プレートの他端部近傍におもりを設けてリミットスイッチをオンオフ可能に設けた請求項1又は2に記載の流水検知装置。
  4. 前記逆止弁機構は、スイング型逆止め弁であり、この逆止め弁の一次側の弁体の背面位置に案内体を取付けた請求項1乃至3の何れか1項に記載の流水検知装置。
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