JP2020124352A - 流水検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 小型軽量化が可能な流水検知装置の提供。【解決手段】 流水検知装置Ｖ１は、消火設備配管に接続される中空状の本体１と、本体１の内部はスイングチャッキ弁構造であり回動軸を備えた弁７と、一端１１Ａが弁７と係合され、他端１１Ｂが本体１の外部に突出しており弁７の開閉動作により変位するロッド１１とロッド１１の他端１１Ｂの変位により信号を出力するスイッチ１７と、本体１の外部に設置されロッド１１を介して弁７を開く方向に作用する付勢部材１４を備えており、ロッド１１は回動軸から離れた弁７の縁と係合されており、弁７を閉止方向に付勢するバネＴを回動軸に設置した。【選択図】 図２

Description

本発明は、消火設備配管に設置される流水検知装置に関するものである。

スプリンクラー設備や泡消火設備等の消火設備は、水源からスプリンクラーヘッド（または泡ヘッド）に続く配管上に流水検知装置が設置されている。流水検知装置は逆止弁構造をしており水源からスプリンクラーヘッドへの一方向の通水のみを許容している。

従来の流水検知装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。この流水検知装置は、弁体の開放動作をロッドとレバーの変位に変換してスイッチを作動状態にするものである。ロッドは中間で軸支され、その一端側は弁体の縁に設置した突出部と係合しており、ロッドの他端側にはコイルバネが作用している。コイルバネによって弁体は弁開方向へ荷重が付加されており、該荷重によってロッドは弁開時に弁体５１の動作に追従して変位する。

弁体は自重によって弁座との止水性を保っているが、上記のようにコイルバネにより弁開方向に荷重が負荷されているので、安定した止水性を得るために弁体には一定以上の重量が必要となる。弁体の重量に比例して、その体積も大きくなることから、止水性を確保しつつ弁体の重量および体積を抑えることは本体を小型軽量化する際の課題となっていた。

特開２０１６−１３５４５１号公報

近年では労働者不足により建設現場においても作業の効率化が推進されているが、流水検知装置等のバルブ装置はサイズが比較的小さいものでも重量が数十ｋｇ程度あり、作業効率を向上するために軽量化の要望が増加している。

そこで本発明では、上記問題に鑑み、小型軽量化が可能な流水検知装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の流水検知装置を提供する。
消火設備配管に接続される中空状の本体と、本体の内部はスイングチャッキ弁構造であり回動軸を備えた弁と、一端が前記弁と係合され、他端が前記本体の外部に突出しており前記弁の開閉動作により変位するロッドと、ロッドの他端側の変位により信号を出力するスイッチと、前記本体の外部に設置され前記ロッドを介して前記弁を開く方向に作用する付勢部材と、を備えた流水検知装置であり、前記ロッドは前記回動軸から離れた前記弁の縁と係合されており、前記弁を閉止方向に付勢するバネを前記回動軸に設置して構成した。

これによれば、弁を閉止する方向に作用するバネを回動軸に設けたことで安定した止水性能を保ちつつ、弁を小型軽量化することができる。また、弁を小型軽量化したことで弁が内部に設置される本体も小型化が可能である。

上記のバネは回動軸に装着されるコイル部を有しており、バネの一端は弁の中央部を閉止方向に押圧するように構成する。また２つのバネを回動軸の各々の端に装着させ、お互いのバネの一端を弁の中央部で連結させて構成してもよい。あるいはコイル部が２つ設置されたバネを回動軸に装着させ、２つのコイル部の間にＵ字型に屈曲された押圧部を弁の中央部に配置させて構成可能である。

弁には弁座着座面から一次側に延出されたスカートを有しており、スカートによって円筒状の弁座の内部を流れる水の通過面積を絞り、弁の回動角度を増幅することができ、これによりロッドの回動量が増加される。

ロッドの一端は、弁の縁に形成された突出部に係止され、ロッドの他端側に設置された付勢部材により弁開方向に付勢されており、弁が開放するとロッドの一端も付勢部材の作用によって弁開方向に追従して回動動作する。ロッドは回動範囲が規制されており、弁が所定以上開放すると突出部とロッドの一端は離れてロッドは所定の位置で係留された状態になる。開放した弁が閉止状態に戻るとき、ロッドの一端は突出部に再び係止されて元の初期位置に戻る。

本発明の流水検知装置は、ロッドの他端側の近傍にロッドを初期位置に保持・保持解除できるロック装置を有している。ロック装置を用いるとカバーの取付作業を行うときにロッドの一端を突出部に確実に係合させることができる。またロック装置のハンドルはロッドを保持した状態でカバーの縁からはみ出た状態となり、ロック装置の保持・保持解除状態を容易に判断することができる。

本発明によれば、本体に全開状態の弁を収容する収容部を設置して本体の高さ寸法を抑えたり、開口の面積や幅を抑えることで本体の小型軽量化を図ることができる。これに加えてロック装置によりカバーの取付作業時にロッドの一端を突出部に確実に係合できる。さらにロック装置の保持・保持解除状態を容易に判断可能であり、メンテナンス作業等において復旧作業を確実に行うことができる。

第１実施形態の流水検知装置の正面図。 図１のＡ−Ａ断面図。 図２のＢ−Ｂ断面図。 図２に示す筺体部分の拡大断面図。 図２のＣ−Ｃ断面図（ロック解除時）。 図２のＣ−Ｃ断面図（ロック時）。 トーションバネの変形例を示す図面。

以下、この発明の第１実施形態を図１から図６を参照して説明する。第１実施形態の流水検知装置Ｖ１は、本体１、筐体２、排水弁３から構成される。

本体１は中空形状であり内部は隔壁４によって一次側室Ｉと二次側室ＩＩに分けられている。隔壁４には連通穴５が穿設されており、該連通穴５の二次側室ＩＩ側には環状の弁座６が設置されている。

弁座６の上には弁体７が着座しており、弁体７の周縁の一部には円筒状の軸受け８が形成され、２本の弁棒９が本体１の側面を貫いて軸受け８の穴に挿通される。軸受け８は二重構造となっており、弁体７に穿設された軸受け穴の内部に円筒形状をしたスリーブ８ａが設置されている。スリーブ８ａの両端は弁体７の軸受け穴から外部に突出している。

弁棒９は軸受け８よりも短く構成されており、本体１の周囲に作業スペースが殆ど無い状態でも着脱を容易に行うことができる。またスリーブ８ａの内部に挿通される弁棒９の先端部は先細りテーパー形状となっており、軸受け８およびスリーブ８ａの穴が目視できない位置にあっても容易に挿通可能である。上記の軸受け８と弁棒９は弁体７の回動軸として機能する。

弁体７は弁棒９を軸として二次側ＩＩ方向へ回動自在な構成となっており、弁体７が回動すると弁座６から弁体７が離れて一次側室Ｉの流体が環状の弁座６内を通って二次側室ＩＩに通過可能となる。弁体７には閉弁状態のときに弁座６の内部に配置されるスカート７ａを有している。スカート７ａは閉弁状態のとき、弁体７の弁座着座面から一次側Ｉに延出されており、弁体７が閉弁状態から開放動作する際、スカート７ａによって弁座６内を流れる水の通過面積を絞り、弁体７の回動角度が増幅される。

弁体７には縁から突出して形成された突出部１０が設けられている。図１に示すように本体１の正面には破線で図示した開口１ａが設置され、開口１ａを塞ぐカバー１ｂを有している。弁体７の突出部１０は開口１ａ付近の正面側に配置され、軸受け８が背面側に配置される。このように突出部１０は軸受け８から最も離れた位置に設置されている。

弁体７は軸受け８と突出部１０の間が円盤部７ｃとなっており、円盤部７ｃの下方にスカート７ａが設置されている。開口１ａと軸受け８、突出部１０は、本体の中心線（図１におけるＡ−Ａ線）と平行な仮想平面（例えば、カバー１ｂの平面）と交差する直線上に配置されている。このような構成とすることで、開口１ａの幅を円盤部７ｃが通過可能な最小寸法に抑えることができる。

円盤部７ｃの中心部にはトーションバネＴが接触している。トーションバネＴはスリーブ８ａに挿通される２つのコイル部Ｔ１と、２つのコイル部Ｔ１の間にＵ字型に形成された押圧部Ｔ２を有している。押圧部Ｔ２は円盤部７ｃの中心部に作用して弁体７を閉止する方向つまり弁座６側に押圧している。トーションバネＴの端Ｔ３は本体１の内面と接している。弁体７を弁座６に押圧するための荷重をトーションバネＴによって得ることで、弁体７と弁座６の間のシール性能が確保され、さらに弁体７を小型軽量化できる。また、前述のスカート７ａを樹脂によって構成可能である。

突出部１０の弁座６側の面には、カバー１ｂを貫いて設置されたロッド１１の端１１Ａが接触している。ロッド１１は中間で軸支され、ロッド１１は図中において上下に回動可能な構成である。

ロッド１１の弁体７と接触している端１１Ａと反対側の端１１Ｂは、カバー１ｂから外部へ突出しており、筐体２により覆われている。図４に示すように端１１Ｂには、図中上側に突出して設けられたバネ座１２が設置され、バネ座１２の同軸上には筺体２のベース２ａに設置されたもう一方のバネ座１３が設けられている。両バネ座１２、１３の間に弾発体（付勢部材）としてコイルバネ１４が設けられている。

コイルバネ１４によりロッド１１の端１１Ｂは、常時において図中下方に付勢されている。ロッド１１の中間の軸１９により端１１Ｂの反対側の端１１Ａは図中上方つまり弁体７が開く方向に付勢されるが、コイルバネ１４が作用する力は弁体７が開放しない程度の弱い力である。突出部１０がロッド１１の端１１Ａから離れると、コイルバネ１４の作用によりロッド１１は回動動作して閉弁時の初期位置からずれた位置に移動する。

ロッド１１の端１１Ｂには作動片１５に接触する接触子１６が回動可能に設置されている。接触子１６の一方の端にはバネ座１２が載置され、コイルバネ１４の作用により、常時において接触子１６とロッド１１は同一直線上にある。接触子１６のもう一方の端は、その先端にある湾曲部１６ａが作動片１５を係止しており、作動片１５はリミットスイッチ１７から離間して配置される。

図中において作動片１５の上方には遅延機構１８が設置されている。遅延機構１８は作動片１５の動作を遅くする作用を有するものであり、エアダンパーやオイルダンパーを使用した構造のものが用いられている。遅延機構１８の詳細な説明は省略する。

筺体２はベース２ａ、蓋２ｂからなり、上記に説明したバネ座１２、１３、コイルバネ１４、作動片１５、接触子１６、リミットスイッチ１７、遅延機構１８は、カバー１ｂ上に設置された筺体２の内部に収容されている。

ベース２ａは板状であり、ロッド１１が挿通される穴を有している。ベース２ａのカバー１ｂと対向する面にはロッド１１の回動軸１９が設置されており、その反対面にはロッド１１の動作を阻止可能なロック装置としてハンドル２０が設置される（図５参照）。ハンドル２０は細長い板状をしており、中間部分に長穴２１を有する。ハンドル２０の一端側はロッド１１との係合部２２となっており、先端側に向かって先細りとなるテーパー部２２Ａが形成されている。先端２２Ｂは丸みを帯びた曲線状に形成されている。他端側は作業者が手で掴んでハンドル２０を動かす操作部２３となっている。

図５に示すようにハンドル２０は常時において操作部２３がベース２ａ内に納まっている（ロック解除状態）。ハンドル２０を図中において時計回りに回動させ、ロッド１１の方向に押し込むと、ロッド１１の動きを阻止することができ、操作部２３はベース２ａからはみ出した状態となる（ロック状態）。これより作業者は操作部２３とベース２ａの位置関係によってリミットスイッチ１７から信号が出力できない状態となっていることを容易に判断することができる。

また作業者がロック状態のままカバー２ｂをベース２ａに装着しようとしても、操作部２３がベース２ａよりはみ出した状態となっているのでベース２ａにカバー２ｂを装着することができない。これにより、作業に慣れていない者でもカバー２ｂがベース２ａに装着できないことで異常を感じ、他の熟練作業者に報告して対処することでロック状態を解除することができる。

ベース２ａ上にはハンドル２０を回動させる際の動作をガイドする突起としてストッパー２８Ａ、２８Ｂが形成されている。ハンドル２０をロック解除状態からロック状態になるように時計回りに回動させると、ハンドル２０はストッパー２８Ａに接触して元の位置から略９０°回転した状態となる。突起２８Ａはハンドル２０をこれ以上回動させないためのストッパーの作用を有しており、ハンドル２０は回動可能な角度範囲を規制されている（図６参照）。

図６に破線で示すようにハンドル２０を長穴２１に沿ってスライド移動させると係合部２２のテーパー部２２Ａがロッド１１の周面に沿って移動する。その際にロッド１１が多少下側に傾いておりテーパー部２２Ａにロッド１１が接触した状態でも引っ掛かりなくスムーズにハンドル２０をスライド移動することができる。と共にハンドル２０の先端２２Ｂがストッパー２８Ｂの縁の一部が丸みを帯びて形成させたガイド部２８Ｃに接触しながらスライド移動する。

ハンドル２０のスライド移動により、係合部２２の先端２２Ｂがストッパー２８Ｂ上に誘導され、テーパー部２２Ａと反対側の辺２２Ｃがストッパー２８Ｂと係合する。同時にストッパー２８Ａもハンドル２０の一辺と接触した状態となり、ストッパー２８Ａ、２８Ｂとハンドル２０との間には殆ど隙間がない状態で保持される。これによりハンドル２０によってロッド１１の動作を阻止したロック状態を保持することが可能である。

この状態において、ベース２ａからはみ出たハンドル２０の方向には排水弁３が設置されている。これにより、カバー１ｂを取り外した状態から開口１ａに取付ける際に、ハンドル２０の向きと排水弁が設置された方向を合わせることでカバー１ｂを開口１ａに正しく装着できる。

カバー２ｂは、ベースＢに設置されたリミットスイッチ１７や遅延機構１８、図示しない端子台を覆い、ゴミや水滴から保護するものである。このカバーＣを外すとＬ字状のベース２ａに支持された筐体２の内部構造が大きく露出するので、筐体２に収容するリミットスイッチ１７や端子台等の結線作業や点検作業の作業性が良い。

排水弁３は、点検やメンテナンス時に本体１内の流体を外部に排出するバルブであり、本体１のどちらか一方の側面に設置されている。排水弁３の内部はアングル弁構造となっており、排出口は図１において下向きに設けられている。

次に、上記の流水検知装置Ｖ１の火災時の動作について説明する。

流水検知装置Ｖ１は、一次側Ｉが図示しない水源やポンプと接続されており、二次側ＩＩには図示しないスプリンクラーヘッドが接続されている。消火設備配管内は充水された状態にあり、流水検知装置の本体１の内部も一次側室Ｉおよび二次側室ＩＩは充水状態にある。平時において、流水検知装置Ｖ１の弁体７は弁座６に着座した閉弁状態となっており、一次側Ｉと二次側ＩＩの水の圧力は略等しい。

火災が発生して二次側室ＩＩ側の配管に設置されたスプリンクラーヘッドが作動すると、二次側室ＩＩ側の配管内の水はスプリンクラーヘッドから放出されるので次第に減圧してくる。弁体７を閉止していた二次側室ＩＩの水の圧力が減少し、一次側室Ｉの圧力より低くなると二次側室ＩＩと一次側室Ｉの圧力差により弁体７は押し上げられ、弁軸９を支点に回動する。スプリンクラーヘッドから放出される水の量は、流水検知装置Ｖ１の弁体７を僅かに回動する程度の少ない水量であるが、スカート７ａによって弁座６の内部の通水面積が絞られているので弁体７の回動量が増幅される。

弁体７が弁座６から離れて開放したことにより一次側室Ｉの水は二次側室ＩＩ側に送られる。それとともに弁体７の回動により突出部１０と係合していたロッド１１は、端１１Ｂに設置されたコイルバネ１４によって軸１９を支点として回動する。これにより端１１Ａは弁開方向に移動して端１１Ｂはリミットスイッチ１７の方向に移動する。

端１１Ｂにより係止されていた作動片１５は端１１Ｂの移動により係止が解除され、遅延装置１８内の図示しない付勢部材の作用によってリミットスイッチ１７に向かって移動する。その際、作動片１５は遅延装置１８によって動作が緩慢となり、端１１Ｂの係止が解除されてから数秒〜十数秒後にリミットスイッチ１７を作動させる。

リミットスイッチ１７の作動により図示しない受信盤に警報が出力され、建物内に火災の発生を報知して避難誘導が促される。続いてポンプが起動して水源から作動したスプリンクラーヘッドに送水が開始される。ポンプの起動により送水が開始されると弁体７は全開状態となり収容部１ｄに収容される。スプリンクラーヘッドからは連続して水が散布され火災を消し止める。

続いて、上記の流水検知装置Ｖ１におけるカバー１ｂの取付および取外し方法を説明する。

流水検知装置Ｖ１は、消火設備配管上に設置され常時において内部は充水された状態にある。流水検知装置Ｖ１の内部の清掃やメンテナンスを行うときには、排水弁３を開いて配管内の水を排出させた後にカバー１ｂを外す。

その際、カバー１ｂを外す前の段階で筺体２の蓋２ｂを取り外してハンドル２０を排水弁３の方向に回動させる。ハンドル２０の回動によってロッド１１は動きが阻止され、接触子１６と作動片１５とが係合した初期状態で保持される。

カバー１ｂを外したら、次に弁体７を開口１ａから取り出す。その前に２つの弁棒９を本体１の側面から取外して弁棒９を軸受け８から引き抜く。続いて開口１ａから弁体７を取り出す。その際、先に弁体７を上方に移動させてスカート７ａを弁座６から引き抜いて開口１ａから弁体７を取り出す。このとき開口１ａの付近に配置されている突出部１０を指で摘んで弁体７を移動すると作業が行いやすい。

弁体７を本体から取り外した状態で本体１の内部の清掃や、弁体７の部品の交換作業等を行う。作業完了後に弁体７を上記の取外し手順とは逆の手順で本体１内に設置する。弁体７の軸受け８に弁棒９を設置したら、カバー１ｂを開口１ａに取付ける。

カバー１ｂには弁体７の突出部１０と係合するロッド１１が設置されており、ロッド１１の端１１Ａが元の位置に正しくセットされないと、流水検知装置Ｖ１は本来の機能を得ることができない。しかしながら、カバー１ｂは外縁部に４箇所のボルト穴が設置されており、このボルト穴は同心円上に均等角度で配置されているので、カバー１ｂに設置された筺体２の向きに関わらず本体１に取付けができる。

そこで、ハンドル２０の方向と排水弁３の設置方向を合わせてカバー１ｂを開口１ａに取付けるとロッド１１の端１１Ａが突出部１０に正しくセットすることができる。さらに、ハンドル２０によってロッド１１は弁体７が閉止している初期状態の位置に保持されているため端１１Ａと突出部１０とを容易に係合できる。

カバー１ｂの取付が完了したらハンドル２０をベース２ａの内部に収めるように回動させ元の状態に戻す。これによりロッド１１はロック解放状態に戻る。さらにベース２ａに蓋２ｂを取付けて全ての作業を完了する。

上記に説明したようにカバー１ｂに設置された筺体２には本体１との取付位置を確認可能な識別部としてハンドル２０を有している。上記の識別部の変形例として、カバー１ｂの表面に、本体１との合わせ位置を示す識別表示を施して構成してもよい。例えば、カバー１ｂにおいて排水弁３が設置された方向に文字や表面の凹凸による識別表示を付してもよい。またそれに合わせてカバー１ｂ周辺の本体１側にも同様な識別表示を設けることができる。

あるいは、カバー１ｂの表面に設置した筺体との接続部が本体１の一次側（底面側）に位置するように設置したり、筺体２のベース２ａと蓋２ｂを固定する固定ネジ２ｃが本体１の一次側に位置するように設置してもよい。

さらに第１実施形態のロック装置の変形例として、先に説明したロッド１１の動作を阻止する構造にかえて作動片１５の動作を阻止する構造を筺体２の内部に設置することができる。

上記以外の変形例として、トーションバネＴの変形例を図７に示す。図７（ａ）に示す変形例は、コイル部Ｔ１が１箇所のみで構成されたトーションバネＴａを軸受け８に２つ設置して構成している。先に説明したトーションバネＴはコイル部Ｔ１が２箇所あり、材料となるバネ線材の寸法が長くなり製造が困難であった。図７（ａ）のトーションバネＴａは先のトーションバネＴと比較して、バネ線材の長さが約半分で済み、製造が容易となる。さらに図７（ｂ）では２つのトーションバネＴａの弁体７側の先端を、チューブＴ４で連結して構成している。このような構成としたことで、先に説明したトーションバネＴと同様な構成にすることができる。

１ 本体
１ａ 開口
１ｂ カバー
２ 筺体
３ 排水弁
６ 弁座
７ 弁体（弁）
８ 軸受け
９ 弁棒
１０ 突出部
１１ ロッド
１２ バネ座
１４ コイルバネ（付勢部材）
１５ 作動片
１７ リミットスイッチ
１８ 遅延機構
２０ ハンドル（ロック装置）
２１ 長穴
Ｔ トーションバネ

Claims (12)

1. 消火設備配管に接続される中空状の本体と、
   本体の内部はスイングチャッキ弁構造であり回動軸を備えた弁と、
   一端が前記弁と係合され、他端が前記本体の外部に突出しており前記弁の開閉動作により変位するロッドと、
   該ロッドの他端側の変位により信号を出力するスイッチと、
   前記本体の外部に設置され前記ロッドを介して前記弁を開く方向に作用する付勢部材と、を備えた流水検知装置であり、
   前記ロッドは前記回動軸から離れた前記弁の縁と係合されており、前記弁を閉止方向に付勢するバネを前記回動軸に設置したことを特徴とする流水検知装置。
2. 前記バネは前記回動軸に装着されるコイル部を有しており、前記バネの一端が前記弁の中央部を押圧している請求項１記載の流水検知装置。
3. 前記バネを前記回動軸に２つ装着させ、お互いの一端を前記弁の中央部で連結した請求項１または請求項２記載の流水検知装置。
4. 前記バネは前記コイル部が２箇所設置されており、２つのコイル部の間にＵ字型に屈曲された押圧部を前記弁の中央部に配置した請求項１〜請求項３のいずれか１項記載の流水検知装置。
5. 前記弁には弁座着座面から一次側に延出されたスカートを有する請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の流水検知装置。
6. 前記本体の中心軸と平行な仮想平面と交差する直線上に、前記弁を前記本体から出し入れ可能な開口と、前記弁の軸受けと、前記弁体の縁に形成された前記ロッドと係合する突出部を配置した請求項１〜請求項５のいずれか１項記載の流水検知装置。
7. 前記開口を塞ぐカバーには、前記ロッドの他端側が配置されるとともに、前記ロッドを初期位置に保持・保持解除できるロック装置を有する請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の流水検知装置。
8. 前記スイッチおよび前記ロック装置は、前記カバーに設置されたベースと、該ベースに取付られる蓋を備えた筺体により覆われており、前記ロック装置により前記ロッドを保持した状態では前記蓋を前記ベースに取り付け不可とした請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の流水検知装置。
9. 前記カバーには前記本体との取付位置を確認可能な識別部を有する請求項１〜請求項８のいずれか１項記載の流水検知装置。
10. 前記ロッドを初期位置に保持した状態の前記ロック装置のハンドルの向きを、前記本体の側面に設置された排水弁の方向に合わせて前記カバーを前記本体に取り付ける請求項９記載の流水検知装置。
11. 前記ロッドの他端は前記スイッチの近傍に設置された作動片を介して前記スイッチを作動させる請求項１〜請求項１０のいずれか１項記載の流水検知装置。
12. 前記ロッドまたは前記作動片は前記弁の開閉動作により変位可能に前記カバーに設置されている請求項１〜請求項１１のいずれか１項記載の流水検知装置。

Images