JP2018025272A - 緊急遮断弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 遮断弁の開弁速度を遅くし、配管内の急な圧力変化を抑えることができるようにした緊急遮断弁装置を提供する。【解決手段】 シリンダ９内でのピストン１０の矢示Ａ方向への変位により遮断弁２が開弁方向に駆動されるときに、ピストン１０の変位速度を遅くする開弁減速機構を備える。この開弁減速機構は、シリンダ９の室９Ｂ内の圧力を相対的に低い圧力に調整する第２の安全弁２３Ｂにより構成される。第２の安全弁２３Ｂは、第１の安全弁２３Ａよりも低い圧力に設定されている。遮断弁２の開弁動作時には、シリンダ９の室９Ｂ内の圧力を第２の安全弁２３Ｂにより低い圧力に設定して、ピストン１０の開弁方向の推進力を抑え、遮断弁２の開弁速度を遅くすることができる。【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば都市ガスまたは石油等の流体を給送する配管の途中に設けられ、緊急時に配管内の流路を遮断するのに用いられる緊急遮断弁装置に関する。

一般に、都市ガスに代表される可燃性流体を給送する配管の途中には、例えば地震，火災等の緊急事態が発生したときに配管内の流路を遮断して前記流体の流通を停止させる緊急遮断弁装置が設けられている（例えば、特許文献１参照）。この種の従来技術による緊急遮断弁装置は、緊急事態の発生時に出力される外部信号により作動され気体を放出する気体発生源と、該気体発生源からの気体が供給されるシリンダと、該シリンダ内に設けられ前記気体発生源からの気体供給により変位するピストンと、該ピストンが一方向に変位するときに閉弁方向に駆動され、前記ピストンが他方向に変位するときに開弁方向に駆動される遮断弁と、閉弁後に前記シリンダ内に供給された気体を大気へ開放させるリリーフ弁と、を備えている。

特開平８−６１５５１号公報

ところで、上述した従来技術の緊急遮断弁装置は、遮断弁を閉弁後に開弁させる場合に、閉弁時とは逆向きに気体をシリンダ内へ供給してピストンを開弁方向に駆動させる。しかし、遮断弁の開弁速度が速すぎると、下記のような問題が生じる。即ち、遮断弁の閉弁時にシリンダ内に供給されていた気体は、リリーフ弁により大気へと開放されているため、この状態で閉弁時とは逆向きに気体をシリンダ内に供給すると、ピストンが開弁方向に速い速度で駆動される。

これにより、遮断弁は急速に開弁されるため、二次側の配管（都市ガス等の可燃性流体を給送する配管のうち、遮断弁よりも下流側に位置する配管部分）の圧力が抜けている場合には、二次側の配管内が遮断弁の開弁により急に加圧され、配管または配管機器を損傷させてしまう虞れがある。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、遮断弁の開弁速度を遅くすることができ、配管内の急な圧力変化を抑えることができるようにした緊急遮断弁装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、外部信号により作動され、気体を放出する気体発生源と、該気体発生源からの気体が流通する流通路と、該流通路に接続され、前記気体発生源からの気体が供給されるシリンダと、該シリンダ内に設けられ前記気体発生源からの気体供給により変位するピストンと、該ピストンに結合されたピストンロッドと、該ピストンロッドと交差する方向に延在する軸を有し、該軸が前記ピストンの一方向への変位により閉弁方向に駆動され、前記ピストンの他方向への変位により開弁方向に駆動される遮断弁と、前記ピストンが変位した後に前記シリンダ内に供給された気体を大気へ開放させるリリーフ弁と、を備えた緊急遮断弁装置に適用される。

そして、本発明が採用する構成の特徴は、前記ピストンの他方向への変位により前記遮断弁が開弁方向に駆動されるときに、前記ピストンの変位速度を減少させる開弁減速機構を備える構成としたことにある。

本発明によれば、遮断弁を閉弁した後に再び開弁させる場合に、開弁減速機構がピストンの変位速度を遅くするように減少させるため、遮断弁をゆっくり開弁させることができ、二次側配管内が急に加圧されてしまうのを防止できる。これにより、二次側配管内が急に加圧され、配管もしくは配管機器を損傷させてしまうことを防止できる。

本発明の第１の実施の形態による緊急遮断弁装置を示す一部破断の構成図である。 図１中の遮断弁を駆動するアクチュエータの構成を模式的に示す回路構成図である。 図２中のアクチュエータを遮断弁の全閉位置まで駆動した状態を示す回路構成図である。 図３中のアクチュエータを遮断弁の開弁方向に駆動している状態を示す回路構成図である。 第２の実施の形態による緊急遮断弁装置の構成を模式的に示す回路構成図である。 第３の実施の形態による緊急遮断弁装置の構成を模式的に示す回路構成図である。 第４の実施の形態による緊急遮断弁装置の構成を模式的に示す回路構成図である。 第５の実施の形態による緊急遮断弁装置の構成を模式的に示す回路構成図である。

以下、本発明の実施の形態による緊急遮断弁装置を、添付図面の図１ないし図８に従って詳細に説明する。

ここで、図１ないし図４は第１の実施の形態を示している。本実施の形態に係る緊急遮断弁装置１は、例えば都市ガスに代表される可燃性流体を給送する管路１００の途中に設けられ、例えば地震発生時または火災発生時に管路１００を緊急遮断する弁装置である。この緊急遮断弁装置１は、都市ガスライン等の管路１００の途中に設けられ流路の開，閉を行う遮断弁２と、該遮断弁２を開，閉弁するアクチュエータ７とより構成されている。

管路１００として都市ガスラインを例に挙げると、緊急遮断弁装置１は、各種産業設備、またはマンション等の建築物の敷地内(具体的には入口近傍等)に設置される。例えば、地震が発生した緊急時には、ガス配管の破損によるガス漏れを防止するため、アクチュエータ７により遮断弁２が緊急遮断（閉弁）され、ガスの供給を緊急停止することができる。

図１に示すように、遮断弁２は、管路１００の途中に接続して設けられる筒状の弁ケーシング３と、該弁ケーシング３内に回動可能に設けられ該弁ケーシング３内の流路を開，閉弁するボール弁体４と、弁ケーシング３の上流側と下流側とに離間して配設され、該ボール弁体４の外周面と弁ケーシング３の内周との間をシールするシール部材５，５と、ボール弁体４を回動する軸（以下、回動軸６という）とを含んで構成されている。ボール弁体４には、その径方向（回動軸６の軸線に対して垂直な方向）に貫通して延びる円形穴４Ａが設けられている。

遮断弁２の開弁時には、ボール弁体４の円形穴４Ａが弁ケーシング３内の流路を介して管路１００を連通状態とする。一方、回動軸６によりボール弁体４が約９０度回動されると、ボール弁体４の円形穴４Ａは弁ケーシング３内の流路に対する連通が断たれ、管路１００は遮断弁２により遮断された状態となる。なお、遮断弁２は、ボール弁体４以外の弁体（例えば、蝶形弁体）を回動することにより開弁または閉弁する型式の弁構造であってもよい。

遮断弁２を開，閉弁方向に駆動するアクチュエータ７は、遮断弁２（弁ケーシング３）の上部に固定して設けられたアクチュエータケース７Ａと、該アクチュエータケース７Ａに一体化して設けられたシリンダ装置７Ｂと、後述の回動レバー８とを含んで構成されている。アクチュエータケース７Ａの内部には、遮断弁２の回動軸６に連結された出力軸６Ａが軸受（図示せず）等を介して回動可能に設けられている。該出力軸６Ａは、回動軸６と一体に形成してもよく、別体に形成してもよい。即ち、出力軸６Ａは回動軸６と一体的に回動操作される軸であればよく、回動軸６と出力軸６Ａとを一体物として形成する必要はない。

出力軸６Ａは、アクチュエータケース７Ａ内を上，下方向に延びて配設され、該出力軸６Ａには、例えば水平方向に延在する回動レバー８が嵌合して設けられている。これにより、回動レバー８は、出力軸６Ａ（即ち、回動軸６）と一体的に回動される。回動レバー８は、図２〜図４に示すように、２つのレバー部８Ａ，８Ｂ（以下、第１レバー部８Ａ，第２レバー部８Ｂという）を有している。

回動レバー８の第１レバー部８Ａは、その先端側が後述のピストンロッド１１に連結具１４を介して回動可能に連結され、ピストンロッド１１の動きに追従して出力軸６Ａ（遮断弁２の回動軸６）を回動レバー８と一緒に回動させる。第２レバー部８Ｂは、出力軸６Ａを挟んで第１レバー部８Ａとは略反対側に向けて延び、その先端側が後述のリリーフ弁２１Ａ，２１Ｂを切換え操作できるように配置されている。

即ち、回動レバー８の第２レバー部８Ｂは、遮断弁２の全開位置へとピストン１０が矢示Ａ方向に変位するときに、図２に示す如く出力軸６Ａの周囲で反時計方向に回動される。これにより、第２レバー部８Ｂは、その先端側で第２のリリーフ弁２１Ｂを閉弁位置（ｄ）から開弁位置（ｅ）に切換えるように押動する。一方、遮断弁２の全閉位置へとピストン１０が矢示Ｂ方向に変位するときには、回動レバー８の第２レバー部８Ｂが図３に示す如く、出力軸６Ａの周囲で時計方向に回動される。これにより、第２レバー部８Ｂは、その先端側で第１のリリーフ弁２１Ａを閉弁位置（ｄ）から開弁位置（ｅ）に切換えるように押動する。このように、回動レバー８の第２レバー部８Ｂは、ピストンロッド１１の動きに追従して第１，第２のリリーフ弁２１Ａ，２１Ｂを切換え操作する構成となっている。

アクチュエータ７のシリンダ装置７Ｂは、アクチュエータケース７Ａの左側端面に固定して設けられたシリンダ９と、該シリンダ９内に摺動可能に挿嵌して設けられシリンダ９内を２つの室９Ａ，９Ｂに画成したピストン１０と、一端（左端）側が該ピストン１０に一体的に固着され他端側がシリンダ９外に突出したピストンロッド１１と、アクチュエータケース７Ａとシリンダ９との間に配設され、シリンダ９内からアクチュエータケース７Ａ内へと軸方向に伸長して延びるピストンロッド１１を摺動変位可能に支持するロッドガイド１２とを含んで構成されている。

ピストンロッド１１の突出端（右端）側は、アクチュエータケース７Ａを貫通してアクチュエータケース７Ａの右側端面から外側に突出し、その外周面は筒状のカバー１３により保護されている。また、ピストンロッド１１は、アクチュエータケース７Ａ内を出力軸６Ａ（即ち、遮断弁２の回動軸６）と直交するように図１、図２中の左，右方向（矢示Ａ，Ｂ方向）に延在している。ピストンロッド１１の途中部位には、回動レバー８（第１レバー部８Ａ）の先端側が連結具１４を介して回動可能で、かつ長さ方向にスライド可能に連結されている。

このため、ピストン１０とピストンロッド１１とが矢示Ａ方向（または矢示Ｂ方向）に変位すると、回動レバー８は連結具１４に押圧されて反時計方向（または時計方向）に回動され、出力軸６Ａ（即ち、遮断弁２の回動軸６）を同方向に回動する。従って、ピストンロッド１１が矢示Ａ方向に変位されるときには、この直線方向変位が回動レバー８により出力軸６Ａの回動（回転変位）に変換され、遮断弁２のボール弁体４は、回動軸６により開弁方向に駆動される。一方、ピストンロッド１１が矢示Ｂ方向に変位されるときには、遮断弁２のボール弁体４が回動軸６により閉弁方向に駆動される。

換言すると、遮断弁２は、ピストンロッド１１と交差する方向に延在する軸（回動軸６と出力軸６Ａ）を有し、この軸がピストン１０の一方向（矢示Ｂ方向）への変位により閉弁方向に駆動され、ピストン１０の他方向（矢示Ａ方向）への変位により開弁方向に駆動される。ここで、遮断弁２は、回動軸６が約９０度回動すると、全開から全閉に切換わる。

図２〜図４に示す如く、シリンダ９の内部は、ピストン１０により第１の室９Ａと第２の室９Ｂとに画成されている。このうち第１の室９Ａには、気体発生源である第１の高圧気体供給ユニット１５Ａが気体給排用の第１の流通路１６Ａを介して接続され、第１の流通路１６Ａは閉弁用流通路を構成している。また、第２の室９Ｂには、他の気体発生源である第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂが気体給排用の第２の流通路１６Ｂを介して接続され、第２の流通路１６Ｂは開弁用流通路を構成する。

第１，第２の高圧気体供給ユニット１５Ａ，１５Ｂは、内部に高圧気体（例えば窒素ガス，炭素ガス等）が封入された容器（気体発生源）と、この容器を緊急時に開封する開封機構（図示せず）とを含んで構成されている。第１，第２の高圧気体供給ユニット１５Ａ，１５Ｂは、緊急遮断弁装置１の駆動源となり、前記容器としては、大きなイニシャルトルクを発生できる炭酸ガスカートリッジが用いられる。例えば、第１の高圧気体供給ユニット１５Ａからの気体（高圧な炭酸ガス）がアクチュエータ７のシリンダ９内に供給されると、その圧力によりピストン１０が作動し、ピストンロッド１１と連動した遮断弁２の回動軸６（出力軸６Ａ）が閉弁方向に回転し、遮断弁２を瞬時に閉止させる。

前記炭酸ガスカートリッジから炭酸ガスを噴出させる機器（即ち、前記開封機構）としては、例えばパワーユニットと呼ばれる機器が用いられる。このパワーユニットに炭酸ガスカートリッジを装着した状態で電源が供給されると、内蔵されたカッターが炭酸ガスカートリッジの封止板（いずれも図示せず）を破り、炭酸ガスを噴出する。即ち、第１，第２の高圧気体供給ユニット１５Ａ，１５Ｂの容器内から第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂ内に気体（高圧な炭酸ガス）が噴出するように供給される。

ここで、第１の流通路１６Ａは、第１の高圧気体供給ユニット１５Ａからの気体が流通すると、この気体をシリンダ９の第１の室９Ａ内に供給し、その圧力によりピストン１０を矢示Ｂ方向に押動する。一方、第２の流通路１６Ｂは、第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂからの気体が流通すると、これをシリンダ９の第２の室９Ｂ内に供給し、気体の圧力によってピストン１０を矢示Ａ方向に押動する。

第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂ間には、内部の気体を大気中に排気（開放）するための排気用弁としてのブリードバルブ１７が配設されている。このブリードバルブ１７は、例えば３ポート３位置の方向制御弁により構成され、その左，右両側にはブリードバルブ１７を中立位置（ａ）に向けて常時付勢するばね１８Ａ，１８Ｂと、第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂ内の気体圧力がパイロット圧として供給されるパイロット部１９Ａ，１９Ｂとが設けられている。

ブリードバルブ１７は、中立位置（ａ）にある通常時に第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂを排気部２０に対して遮断し、第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂ内の気体がブリードバルブ１７を通じて大気に開放されるのを阻止する。ブリードバルブ１７は、第１の流通路１６Ａ内の気体圧力がパイロット部１９Ａに供給されると、ばね１８Ｂに抗して中立位置（ａ）から切換位置（ｂ）に切換えられ、このときに、第２の流通路１６Ｂ内は排気部２０を介して大気に開放される。一方、第２の流通路１６Ｂ内の気体圧力がパイロット部１９Ｂに供給されるときには（図４参照）、ブリードバルブ１７がばね１８Ａに抗して中立位置（ａ）から切換位置（ｃ）に切換えられ、このときには、第１の流通路１６Ａ内が排気部２０を介して大気に開放される。

第１，第２のリリーフ弁２１Ａ，２１Ｂは、第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂの途中部位から分岐した分岐管路２２Ａ，２２Ｂに設けられている。第１，第２のリリーフ弁２１Ａ，２１Ｂは、通常時に閉弁位置（ｄ）にあって、分岐管路２２Ａ，２２Ｂを大気に対して遮断している。しかし、第１，第２のリリーフ弁２１Ａ，２１Ｂは、閉弁位置（ｄ）から開弁位置（ｅ）に切換えられたときに、分岐管路２２Ａ，２２Ｂを大気に対して連通させ、シリンダ９の室９Ａ，９Ｂ内に供給された余剰な気体を大気へ開放させる。

即ち、第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂからの気体が第２の流通路１６Ｂを介してシリンダ９の第２の室９Ｂ内に供給されると、気体の圧力によってピストン１０が矢示Ａ方向に押動される。そして、遮断弁２が全開する位置までピストン１０が矢示Ａ方向に変位するときには、図２に示す如く回動レバー８が反時計方向に大きく回動され、第２レバー部８Ｂにより第２のリリーフ弁２１Ｂが閉弁位置（ｄ）から開弁位置（ｅ）に切換えられる。このように、第２のリリーフ弁２１Ｂが開弁位置（ｅ）に切換えられた状態では、シリンダ９の室９Ｂ内に供給（充満）された余剰な気体が、第２の流通路１６Ｂ、分岐管路２２Ｂおよび第２のリリーフ弁２１Ｂを介して大気へと排出（開放）される。

一方、第１の高圧気体供給ユニット１５Ａからの気体が第１の流通路１６Ａを介してシリンダ９の室９Ａ内に供給されるときには、気体の圧力によってピストン１０が矢示Ｂ方向に押動される。そして、遮断弁２が全閉する位置までピストン１０が矢示Ｂ方向に変位するときには、図３に示す如く回動レバー８が時計方向に大きく回動され、第２レバー部８Ｂにより第１のリリーフ弁２１Ａが閉弁位置（ｄ）から開弁位置（ｅ）に切換えられる。このように、第１のリリーフ弁２１Ａが開弁位置（ｅ）に切換えられた状態では、シリンダ９の室９Ａ内に供給（充満）された余剰な気体が、第１の流通路１６Ａ、分岐管路２２Ａおよび第１のリリーフ弁２１Ａを介して大気へと排出（開放）される。

換言すると、遮断弁２が全開または全閉する位置までピストン１０が矢示Ａ，Ｂ方向に変位した後に、シリンダ９の室９Ａ，９Ｂ内に供給（充満）された気体を大気へと開放するために、第１，第２のリリーフ弁２１Ａ，２１Ｂは、回動レバー８の第２レバー部８Ｂにより閉弁位置（ｄ）から開弁位置（ｅ）に切換えられる。これにより、遮断弁２が全開または全閉した後に、シリンダ９の室９Ａ，９Ｂ内が高圧状態に保たれるのを第１，第２のリリーフ弁２１Ａ，２１Ｂは防止することができ、次なる遮断弁２の開，閉弁動作を円滑化することができる。

第１，第２の安全弁２３Ａ，２３Ｂは、シリンダ９の室９Ａ，９Ｂ内の圧力を調整する圧力調整弁である。第１，第２の安全弁２３Ａ，２３Ｂは、第１，第２の高圧気体供給ユニット１５Ａ，１５Ｂから第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂ内に高圧の気体を供給したときに、第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂおよびシリンダ９の室９Ａ，９Ｂ内の圧力が予め決められた設定圧以上に上昇するのを抑え、過剰圧を外部（大気）にリリーフするものである。第１，第２の安全弁２３Ａ，２３Ｂは、シリンダ９の第１，第２の室９Ａ，９Ｂおよび第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂ内の圧力が上昇し過ぎないように設けられている。

ここで、第１の安全弁２３Ａは、例えば０．９９ＭＰａ程度の開弁圧に設定され、第１の流通路１６Ａおよび第１の室９Ａ内の圧力がこの開弁圧（設定圧）以上に上昇するのを抑え、過剰圧を外部（大気）にリリーフする。第２の安全弁２３Ｂは、例えば０．６ＭＰａ程度の開弁圧に設定され、第２の流通路１６Ｂおよび第２の室９Ｂ内の圧力がこの開弁圧（設定圧）以上に上昇するのを抑え、過剰圧を外部（大気）にリリーフする。

第１の実施の形態において、第２の安全弁２３Ｂは、シリンダ９内でのピストン１０の矢示Ａ方向への変位により遮断弁２が開弁方向に駆動されるときに、ピストン１０の変位速度を減少させる開弁減速機構を構成している。このため、第２の安全弁２３Ｂは、第１の安全弁２３Ａの開弁圧よりも、例えば０．３９ＭＰａ（０．９９ＭＰａ−０．６ＭＰａ）だけ低い開弁圧に設定されている。これによって、遮断弁２の開弁動作時には、シリンダ９の室９Ｂ内の圧力を閉弁時（即ち、閉弁時に第１の室９Ａ内に供給される圧力）よりも低くしてピストン１０の開弁方向の推進力を抑えることができ、遮断弁２のボール弁体４（図１参照）をゆっくりと開弁させることができる。

第１の実施の形態による緊急遮断弁装置１は上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。

通常、遮断弁２は開弁状態に保持されている。遮断弁２のボール弁体４は、図１に示すように管路１００の流路と連通した状態となり、アクチュエータ７のシリンダ装置７Ｂは、ピストン１０およびピストンロッド１１が図２に示す如く矢示Ａ方向に変位され、回動レバー８は出力軸６Ａ（即ち、遮断弁２の回動軸６）と一緒に反時計方向に回動されている。

ここで、例えば所定震度を越える地震が発生したものとする。地震発生は感震器（図示せず）により即座に検知され、感震器は緊急信号を出力する。第１の高圧気体供給ユニット１５Ａは、感震器からの信号が供給されることにより、前記容器内から第１の流通路１６Ａ内に気体（高圧な炭酸ガス）を噴出させるように供給する。第１の流通路１６Ａ内を流通する高圧気体は、シリンダ９の室９Ａ内へと供給される。

また、ブリードバルブ１７は、第１の流通路１６Ａからの気体圧力がパイロット部１９Ａに供給され、中立位置（ａ）から切換位置（ｂ）に切換わる。これによって、第２の流通路１６Ｂは、ブリードバルブ１７により排気部２０に接続され、シリンダ９内の室９Ｂは、第２の流通路１６Ｂを介して大気に開放されると共に、大気圧と同等な低圧状態に保たれる。

このため、シリンダ９内のピストン１０は、第１の高圧気体供給ユニット１５Ａで発生した高圧気体の圧力を駆動力として矢示Ｂ方向に急速に変位する。そして、ピストン１０と共にピストンロッド１１も同方向に変位することになり、ピストンロッド１１は、連結具１４を介して回動レバー８を出力軸６Ａと一緒に時計方向に回動させる。この結果、出力軸６Ａに結合された回動軸６が同方向に約９０°回動され、遮断弁２は、ボール弁体４が閉弁位置に回動されて管路１００を緊急遮断する。

図３に示すように、遮断弁２が全閉する位置までピストン１０が矢示Ｂ方向に大きく変位するときには、回動レバー８が時計方向に回動されることにより、第２レバー部８Ｂの先端側で第１のリリーフ弁２１Ａが閉弁位置（ｄ）から開弁位置（ｅ）に切換えられるように操作される。このため、開弁位置（ｅ）に切換えられた第１のリリーフ弁２１Ａは、シリンダ９の室９Ｂ内に供給（充満）された余剰な気体を外部に排出させるように、第２の流通路１６Ｂおよび分岐管路２２Ｂを介して大気へと排出（開放）させる。

次に、地震がおさまって、安全が確認された後には、例えば都市ガスの供給を再開できるようにするため、全閉状態にある遮断弁２を開弁させる必要がある。遮断弁２を開弁する場合は、操作盤（図示せず）等の操作により第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂに開弁信号を入力すれば良い。即ち、第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂは、ソレノイド（図示せず）が開弁信号の供給により励磁されると、前述した第１の高圧気体供給ユニット１５Ａと同様な開封動作を行う。

これにより、第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂから第２の流通路１６Ｂ内へと図４中の矢示Ｆ方向に高圧気体が供給され、第２の流通路１６Ｂ内を流通する高圧気体は、シリンダ９の室９Ｂ内へと供給される。また、このときの高圧気体は第２の流通路１６Ｂを介してブリードバルブ１７のパイロット部１９Ｂに供給され、ブリードバルブ１７は図４に示す如く、ばね１８Ａに抗して中立位置（ａ）から切換位置（ｃ）に切換わる。これによって、第１の流通路１６Ａは、ブリードバルブ１７により排気部２０に接続され、シリンダ９内の室９Ａは、第１の流通路１６Ａを介して大気に開放されると共に、大気圧と同等な低圧状態に保たれる。

このため、シリンダ９内のピストン１０は、第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂで発生した高圧気体の圧力を駆動力として矢示Ａ方向に変位する。そして、ピストン１０と共にピストンロッド１１も同方向に変位することになり、ピストンロッド１１は、連結具１４を介して回動レバー８を出力軸６Ａと一緒に反時計方向に回動させる。この結果、出力軸６Ａに結合された回動軸６が同方向に回動され、遮断弁２は、ボール弁体４が開弁方向に回動されて管路１００を連通状態とする。

ところで、遮断弁２の開弁速度が速すぎると、下記のような問題が生じる。即ち、遮断弁２の閉弁時にシリンダ９の室９Ａ内に供給されていた気体は、図３に示す如くリリーフ弁２１Ａにより大気へと開放されているため、この状態で閉弁時とは逆向きに気体をシリンダ９の室９Ｂ内に供給すると、ピストン１０が開弁方向に速い速度で駆動される。また、図４に示す如く、ピストン１０が開弁方向（矢示Ａ方向）に移動し始めた状態では、ブリードバルブ１７が中立位置（ａ）から切換位置（ｃ）に切換わって、シリンダ９内の室９Ａは、第１の流通路１６Ａを介して大気に開放されるため、ピストン１０は開弁方向（矢示Ａ方向）に速い速度で駆動される。

このように、遮断弁２が急速に開弁されるようになると、都市ガス等の可燃性流体を給送する管路１００のうち、遮断弁２よりも下流側に位置する二次側配管の圧力が抜けている場合は、二次側の配管内が遮断弁２の開弁により急に加圧されることになり、配管または配管機器を損傷させてしまう虞れがある。万が一配管に損傷があった場合、ガス漏れの発生原因になることが懸念される。

一般的に、大気圧状態（０ＭＰａ）の二次側の配管内に都市ガスを導入する場合、安全性を確保できるように遮断弁２をゆっくり開けて徐々にガスを導入することが基本である。しかし、炭酸ガスカートリッジ等の高圧気体供給ユニット１５Ｂを駆動源に使用する場合、高圧気体供給ユニット１５Ｂから炭酸ガスが一気に噴出して遮断弁２を閉弁（作動）させるため、徐々に導入することは難しい。また、炭酸ガスカートリッジ（高圧気体供給ユニット１５Ａ，１５Ｂ）の種類も限られているため、自由なサイズ・圧力の炭酸ガスカートリッジを選定することも難しい。

そこで、第１の実施の形態は、シリンダ９内でのピストン１０の矢示Ａ方向への変位により遮断弁２が開弁方向に駆動されるときに、ピストン１０の変位速度を減少させるため、第２の安全弁２３Ｂからなる開弁減速機構を備え、シリンダ９の室９Ｂ内の圧力を相対的に低い圧力に調整する構成している。即ち、第２の安全弁２３Ｂは、第１の安全弁２３Ａよりも、例えば０．３９ＭＰａだけ低い圧力（例えば、０．６ＭＰａ程度の設定圧）に設定されている。

このため、遮断弁２の開弁動作時には、シリンダ９の室９Ｂ内の圧力を第２の安全弁２３Ｂにより低い圧力に設定して、ピストン１０の開弁方向（図４中の矢示Ａ方向）の推進力を抑えることができ、これにより、遮断弁２のボール弁体４を閉弁時に比較してゆっくりと開弁させることができる。

従って、第１の実施の形態によれば、遮断弁２の閉弁後に、開弁動作を自動的に行うようにした緊急遮断弁装置１を提供することができ、遮断弁２の閉弁動作は緊急に素早く行い、開弁動作はゆっくりと減速して行うことができる。即ち、遮断弁２の閉弁動作を瞬時に行い、開弁動作は、シリンダ９の室９Ｂ内に供給される気体（高圧な炭酸ガス）の圧力を下げることにより、ピストン１０の推進力を低下させ、遮断弁２をゆっくりと開弁させることができる。この結果、二次側の配管内が遮断弁２の開弁時に急に加圧されることはなくなり、配管または配管機器等の耐久性、寿命を向上することができる。

なお、前記第１の実施の形態では、第１，第２の安全弁２３Ａ，２３Ｂを、シリンダ９の室９Ａ，９Ｂに接続して設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば第１，第２の流通路１６Ａ，１６Ｂの途中等に第１，第２の安全弁２３Ａ，２３Ｂを接続して設ける構成としてもよい。この場合でも、シリンダ９の室９Ａ，９Ｂ内の圧力を第１，第２の安全弁２３Ａ，２３Ｂにより個別に調整することができる。

次に、図５は第２の実施の形態を示している。本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第２の実施の形態の特徴は、シリンダ９内のピストン１０に逆止弁３１と絞り３２を設ける構成としたことにある。

ここで、シリンダ９内のピストン１０には、逆止弁３１と絞り３２とが直列に配設されている。逆止弁３１は、シリンダ９内の第２の室９Ｂから第１の室９Ａに向けて気体が流通するのを許し、逆に第１の室９Ａから第２の室９Ｂに向けて気体が流通するのを阻止する構成である。また、絞り３２は、シリンダ９内の第２の室９Ｂから第１の室９Ａに向け逆止弁３１を介して流通する気体に絞り作用を与え、第２の室９Ｂから第１の室９Ａへと排出される気体の流量を抑える構成としている。

この場合、ピストン１０に設けた逆止弁３１と絞り３２とは、遮断弁２の開弁方向（矢示Ａ方向）にピストン１０が変位する速度を減少させる開弁減速機構を構成している。第２の安全弁２３Ｂは、第１の実施の形態と同様に第１の安全弁２３Ａよりも低い圧力（例えば、０．６ＭＰａ程度の設定圧）に設定し、開弁減速機構の一部を構成してもよい。しかし、第２の実施の形態では、第２の安全弁２３Ｂを第１の安全弁２３Ａと同じ設定圧（例えば、０．９９ＭＰａ程度）に設定する構成としてもよい。

かくして、このように構成される第２の実施の形態では、遮断弁２の閉弁後に第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂからの高圧気体を第２の流通路１６Ｂを介してシリンダ９の室９Ｂ内に供給し、シリンダ９内でのピストン１０の矢示Ａ方向への変位により遮断弁２を開弁方向に駆動できる。このときに、シリンダ９内のピストン１０に設けた逆止弁３１は、シリンダ９内の第２の室９Ｂから第１の室９Ａに向けて気体が流通するのを許し、逆止弁３１と直列に設けた絞り３２は、逆止弁３１を介して流通する気体に絞り作用を与え、第２の室９Ｂから第１の室９Ａへと排出される気体の流量を抑えることができる。

このため、シリンダ９の室９Ｂ内は、第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂからの高圧気体により急に圧力上昇するのを逆止弁３１により抑えられ、絞り３２は室９Ｂ内の気体を室９Ａに向けて徐々に排出することができる。これにより、逆止弁３１と絞り３２とは、ピストン１０の開弁方向（図４中の矢示Ａ方向）の変位速度を減少させることができる。

従って、第２の実施の形態によれば、遮断弁２の閉弁動作を瞬時に行い、開弁動作は、第２の室９Ｂ内の圧力を下げてピストン１０の推進力を低下させ、遮断弁２をゆっくりと開弁させることができる。この結果、二次側の配管内が遮断弁２の開弁時に急に加圧されることはなくなり、配管または配管機器等の耐久性、寿命を向上することができる。

次に、図６は第３の実施の形態を示している。本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第３の実施の形態の特徴は、開弁用流通路（第２の流通路１６Ｂ）の途中に当該流通路内を流れる気体の圧力または流量を可変に調整する調整弁４１を設ける構成としたことにある。

この調整弁４１は、開弁方向（矢示Ａ方向）へのピストン１０の変位速度を減少させる開弁減速機構を構成している。第２の安全弁２３Ｂは、第１の実施の形態と同様に第１の安全弁２３Ａよりも低い圧力（例えば、０．６ＭＰａ程度の設定圧）に設定し、開弁減速機構の一部を構成してもよい。しかし、第３の実施の形態では、第２の安全弁２３Ｂを第１の安全弁２３Ａと同じ設定圧（例えば、０．９９ＭＰａ程度）に設定する構成としてもよい。

ここで、調整弁４１は、シリンダ９の第２の室９Ｂと第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂとの間に位置して第２の流通路１６Ｂの途中に設けられ、当該流通路１６Ｂ内を流れる気体を外部に放出する放出弁を構成している。この調整弁４１は、手動または自動制御により微操作され、高圧気体供給ユニット１５Ｂが作動して気体（高圧な炭酸ガス）が第２の流通路１６Ｂに噴出されるときに、この気体の一部を調整弁４１から外部の大気中に小さな流量で放出させる。

かくして、全閉状態にある遮断弁２を開弁させるために、高圧気体供給ユニット１５Ｂから第２の流通路１６Ｂを介してシリンダ９の第２の室９Ｂに供給される気体は、シリンダ９内での圧力上昇が調整弁４１によって抑えられる。これにより、シリンダ９内でのピストン１０の矢示Ａ方向の推進力を低下させることができ、遮断弁２を閉弁時に比較してゆっくりと開弁させることができる。

従って、このように構成される第３の実施の形態でも、前記第２の実施の形態とほぼ同様に遮断弁２の開弁動作をゆっくりとさせて、二次側の配管内が遮断弁２の開弁時に急に加圧されることはなくなり、配管または配管機器の耐久性、寿命を向上することができる。特に、第３の実施の形態では、調整弁４１の開度調整により気体の放出量が調整できるため、緊急遮断弁装置１が設置される現場において、遮断弁２の開弁速度（作動速度）を調整することができる。

次に、図７は第４の実施の形態を示している。本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第４の実施の形態の特徴は、開弁用流通路（第２の流通路１６Ｂ）の途中に当該流通路内を流れる気体の圧力または流量を調整する予備タンク５１を設ける構成としたことにある。

この予備タンク５１は、開弁方向（矢示Ａ方向）へのピストン１０の変位速度を減少させる開弁減速機構を構成している。第２の安全弁２３Ｂは、第１の実施の形態と同様に第１の安全弁２３Ａよりも低い圧力（例えば、０．６ＭＰａ程度の設定圧）に設定し、開弁減速機構の一部を構成してもよい。しかし、第４の実施の形態では、第２の安全弁２３Ｂを第１の安全弁２３Ａと同じ設定圧（例えば、０．９９ＭＰａ程度）に設定する構成としてもよい。

ここで、予備タンク５１は、全閉状態にある遮断弁２を開弁させるために、高圧気体供給ユニット１５Ｂが作動して気体（高圧な炭酸ガス）が第２の流通路１６Ｂに噴出されるときに、この気体の一部をバッファタンクとして予備タンク５１内に貯留させる。このため、高圧気体供給ユニット１５Ｂから第２の流通路１６Ｂを介してシリンダ９の第２の室９Ｂに供給される気体の圧力を、予備タンク５１の容量に応じて下げることができる。これにより、予備タンク５１は、シリンダ９内でのピストン１０の矢示Ａ方向の推進力を低下させ、遮断弁２をゆっくりと開弁させることができる。

かくして、このように構成される第４の実施の形態でも、前記第２の実施の形態とほぼ同様に遮断弁２の開弁動作をゆっくりとさせ、二次側の配管内が遮断弁２の開弁時に急に加圧されることはなくなり、配管または配管機器の耐久性、寿命を向上することができる。特に、第４の実施の形態では、予備タンク５１の容量に応じてピストン１０の変位速度を調整できるため、緊急遮断弁装置１が設置される現場においても、遮断弁２の開弁速度（作動速度）を調整することが可能となる。

次に、図８は第５の実施の形態を示している。本実施の形態では、前記第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。しかし、第５の実施の形態の特徴は、開弁方向（矢示Ａ方向）へのピストン１０の変位速度を減少させる開弁減速機構をブリードバルブ１７に設ける構成としたことにある。

ここで、第５の実施の形態による開弁減速機構は、ブリードバルブ１７の切換位置（ｃ）に設けられた絞り６１により構成されている。この場合、第２の安全弁２３Ｂは、第１の実施の形態と同様に第１の安全弁２３Ａよりも低い圧力（例えば、０．６ＭＰａ程度の設定圧）に設定し、開弁減速機構の一部を構成してもよい。しかし、第５の実施の形態では、第２の安全弁２３Ｂを第１の安全弁２３Ａと同じ設定圧（例えば、０．９９ＭＰａ程度）に設定する構成としてもよい。

全閉状態にある遮断弁２を開弁させるため、第２の高圧気体供給ユニット１５Ｂが作動されて気体（高圧な炭酸ガス）が第２の流通路１６Ｂに噴出されるときに、ブリードバルブ１７は、第２の流通路１６Ｂからの気体圧力がパイロット部１９Ｂに供給され、図４に例示したように中立位置（ａ）から切換位置（ｃ）に切換わる。これによって、第１の流通路１６Ａは、ブリードバルブ１７により排気部２０に接続され、シリンダ９内の第２の室９Ａは、第１の流通路１６Ａを介して大気に開放される。

然るに、第５の実施の形態では、ブリードバルブ１７の切換位置（ｃ）に絞り６１を設けているので、シリンダ９内の室９Ａから第１の流通路１６Ａを介して大気に放出される気体の流量を絞り６１により制限することができ、シリンダ９から流通路１６Ａに排出される気体の流量を、絞るように減少させることができる。これにより、シリンダ９内の室９Ａは、絞り６１によって圧力が大気圧よりも高くなるように昇圧され、第１，第２の室９Ａ，９Ｂ間の圧力差は小さく減じられる。この結果、ピストン１０は、シリンダ９内で開弁方向（矢示Ａ方向）の変位する速度が遅くなるように減速され、遮断弁２をゆっくり開弁させることができる。

かくして、このように構成される第５の実施の形態でも、遮断弁２を閉弁した後に再び開弁させる場合に、ブリードバルブ１７の切換位置（ｃ）に設けた絞り６１がピストン１０の変位速度を遅くするように減少させ、前記第２の実施の形態とほぼ同様に遮断弁２をゆっくり開弁させることができ、二次側配管内が急に加圧されてしまうのを防止することができる。

なお、前記第１の実施の形態では、例えば０．９９ＭＰａ程度の開弁圧に第１の安全弁２３Ａを設定し、第２の安全弁２３Ｂは、例えば０．６ＭＰａ程度の開弁圧に設定する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば遮断弁２の回動軸６を回動操作するトルク等に従って安全弁２３Ａ，２３Ｂの設定値を変更するができる。また、第２の実施の形態における絞り３２の流路径、第４の実施の形態における予備タンク５１の容積、第５の実施の形態における絞り６１の流路径についても、回動軸６を回動操作するトルク等に従って変更することが可能である。

また、前記各実施の形態では、例えば都市ガスライン等の配管途中に設けられる緊急遮断弁装置１を例に挙げて説明した。しかし、本発明による緊急遮断弁装置はこれに限るものではなく、例えば水素等の気体、液化ガスまたは液体を含んだ種々の流体が流通する配管等の途中に設ける構成としてもよい。

次に、上記の各実施形態に含まれる発明について記載する。即ち、前記開弁減速機構は、前記気体発生源から前記シリンダに供給される前記気体の圧力を抑える構成としている。この場合、前記開弁減速機構は、気体発生源からシリンダに供給される気体の圧力を低く抑えるように減少させることができる。これにより、ピストンの変位速度を遅くして遮断弁をゆっくり開弁させることができる。

また、前記開弁減速機構は、前記シリンダから排出される前記気体の流量を抑える構成としている。この場合、開弁減速機構は、シリンダから排出される気体の流量を絞るように減少させることができる。これにより、ピストンの変位速度を遅くして遮断弁をゆっくり開弁させることができる。

一方、前記流通路は、前記ピストンを開弁方向へ変位させるための気体が供給される開弁用流通路を含み、前記開弁減速機構は、該開弁用流通路内を流れる前記気体の圧力を調整する調整弁により構成している。これにより、前記調整弁は、開弁用流通路内を流れる気体の圧力を調整することができるので、シリンダ内に供給される気体の圧力を低く抑えることができ、ピストンが遮断弁の開弁方向に変位する速度を遅くすることができる。

また、前記流通路は、前記ピストンを開弁方向へ変位させるための気体が供給される開弁用流通路を含み、前記開弁減速機構は、該開弁用流通路内を流れる前記気体の圧力を調整する予備タンクにより構成している。これにより、前記予備タンクは、開弁用流通路内を流れる気体の圧力を調整することができるので、シリンダ内に供給される気体の圧力を低く抑えることができ、ピストンが遮断弁の開弁方向に変位する速度を遅くすることができる。

１ 緊急遮断弁装置
２ 遮断弁
６ 回動軸（軸）
６Ａ 出力軸（軸）
７ アクチュエータ
８ 回動レバー
９ シリンダ
１０ ピストン
１１ ピストンロッド
１２ ロッドガイド
１５Ａ，１５Ｂ 高圧気体供給ユニット（気体発生源）
１６Ａ 第１の流通路
１６Ｂ 第２の流通路（開弁用流通路）
１７ ブリードバルブ
２１Ａ，２１Ｂ リリーフ弁
２３Ｂ 第２の安全弁（開弁減速機構）
３１ 逆止弁（開弁減速機構）
３２，６１ 絞り（開弁減速機構）
４１ 調整弁（開弁減速機構）
５１ 予備タンク（開弁減速機構）

Claims (5)

1. 外部信号により作動され、気体を放出する気体発生源と、
   該気体発生源からの気体が流通する流通路と、
   該流通路に接続され、前記気体発生源からの気体が供給されるシリンダと、
   該シリンダ内に設けられ前記気体発生源からの気体供給により変位するピストンと、
   該ピストンに結合されたピストンロッドと、
   該ピストンロッドと交差する方向に延在する軸を有し、該軸が前記ピストンの一方向への変位により閉弁方向に駆動され、前記ピストンの他方向への変位により開弁方向に駆動される遮断弁と、
   ピストンが変位した後にシリンダ内に供給された気体を大気へ開放させるリリーフ弁と、
   を備えた緊急遮断弁装置において、
   前記ピストンの他方向への変位により前記遮断弁が開弁方向に駆動されるときに、前記ピストンの変位速度を減少させる開弁減速機構を備えたことを特徴とする緊急遮断弁装置。
2. 前記開弁減速機構は、前記気体発生源から前記シリンダに供給される前記気体の圧力を抑えることを特徴とする請求項１に記載の緊急遮断弁装置。
3. 前記開弁減速機構は、前記シリンダから排出される前記気体の流量を抑えることを特徴とする請求項１または２に記載の緊急遮断弁装置。
4. 前記流通路は、前記ピストンを開弁方向へ変位させるための気体が供給される開弁用流通路を含み、
   前記開弁減速機構は、該開弁用流通路内を流れる前記気体の圧力を調整する調整弁により構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の緊急遮断弁装置。
5. 前記流通路は、前記ピストンを開弁方向へ変位させるための気体が供給される開弁用流通路を含み、
   前記開弁減速機構は、該開弁用流通路内を流れる前記気体の圧力を調整する予備タンクにより構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の緊急遮断弁装置。

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