JP2021154141A - 組立式弁アセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】巨大な配管マニホールドが不要であり、製造コストや時間が最小限に抑えられ、組立時の複雑性が排除された組立式弁アセンブリを製造する。【解決手段】湿式配管システム用の組立式弁アセンブリでは、単体の弁体に、逆止弁、排水弁、および、水流検出スイッチが取り付けられる。逆止弁は前後の圧力差に応じて閉位置と開位置との間で移動可能である。排水弁は逆止弁の下流で弁体に流体接続される。水流検出スイッチは機械的に独立しており、逆止弁と排水弁との上流で弁体に流体接続される。弁体の側壁には、略対向配置された一対の第２孔が貫通しており、第２孔のいずれか一方に排水弁が脱着可能に結合される。【選択図】図４

Description

本発明は組立式弁アセンブリに概して流体流動弁アセンブリに関する。

本願は、参照により本願にその全体が援用される、２０１６年８月１１日に出願された米国特許仮出願第６２／３７３，６２６号、発明の名称「組立式制御弁アセンブリ」、および２０１７年１月１０日に出願された米国特許非仮出願第１５／４０２，８４０号、発明の名称「組立式弁アセンブリ」の優先権を主張する。

本発明は概して流体流動弁アセンブリに関し、特に防火スプリンクラーシステムの下流側のスプリンクラーに流される水を監視および任意で制御するために使用される、スプリンクラー用湿式連結送水管の弁アセンブリに関する。

商業用または非商業用建築物保護用の防火スプリンクラーシステムは、制御弁、逆止弁、水流検出スイッチ、テスト弁、排水弁、圧力開放弁の一部または全部の組み合わせを備える。制御弁は、例えばメンテナンス用に、その下流のスプリンクラーへの水流を遮断可能とするように利用される。逆止弁は、火災防護システム内の下流における流体および圧力を維持する。これにより、供給側システムメンテナンス等の期間中に、逆止弁の下流のシステムで、流体および圧力が維持される。水流検出スイッチは、少なくともスプリンクラーが作動される際にアラーム音を発するために使用される。テスト弁は、スプリンクラーシステムのテストに利用され、排水弁は、スプリンクラーシステムの排水、さらに、例えばメンテナンスにも利用される。圧力開放弁は、スプリンクラーシステム内の水圧が安全レベルを越えないことを保証するように利用される。

これら物品は、それぞれ、様々な商用部品製造業者から入手可能である。従来、テスト弁および排水弁、圧力開放弁および水流検出スイッチは、スプリンクラーシステム設置時に、それぞれ別個に制御弁および／または逆止弁近傍の、広大な配管マニホールド／配管網における各導管に取り付けられる。結果として、スプリンクラーシステムの配管マニホールドは比較的大きな接地面積となり、製造コストも高く、組立にも時間、複雑性、さらに高コストが伴う。一例として、配管マニホールド、導管、さらに取り付けられる補機に、最大のスプリンクラーシステム制御弁（直径８インチ以上）を組み合わせると、重さが数百ポンドになることも珍しくない。

したがって、設置面積がコンパクトであり、制御弁、逆止弁、水流検出スイッチ、テスト弁、排水弁、圧力開放モジュール、あるいはこれらの何らかの組み合わせが取り付けられた組立式弁アセンブリを製造することは有利である。この構成により、巨大な配管マニホールドや、それに対応する接地面積が不要となり、製造コストや時間も最小限に抑えられ、組立時の複雑性も排することができる。

本発明の第一の態様は、簡潔にまとめると、湿式配管システム用の組立式弁アセンブリに関する。アセンブリは、単体の弁体を備え、弁体内に逆止弁を備える。逆止弁は、逆止弁前後の圧力差に応じて閉位置と開位置との間で移動可能である。排水弁が、弁体に脱着可能に取り付けられ、逆止弁の下流で弁体に流体接続される。機械的に独立した水流検出スイッチが、弁体に脱着可能に取り付けられ、排水弁の上流で弁体に流体接続される。

本発明の別の態様は、単体の弁体を備え、弁体内に制御弁を備える湿式配管システム用の組立式弁アセンブリに関する。制御弁は、制御弁を開位置と、閉位置との間で動かすように選択的に回転可能な制御アームが動作可能に結合されている。開位置では、制御弁を通じて流体が流れることが可能で、閉位置では、制御弁を通じた流体の流れが実質的に不能となる。排水弁が、弁体に脱着可能に取り付けられ、制御弁の下流で弁体に流体接続される。機械的に独立した水流検出スイッチが、弁体に脱着可能に取り付けられ、排水弁の上流で弁体に流体接続される。

本発明の別の態様は、単体の弁体と、弁体に着脱可能に接続されたスプールパイプを備える、湿式配管システム用の組立式弁アセンブリに関する。逆止弁は、弁体内に配置され、逆止弁前後の圧力差に応じて閉位置と開位置との間で移動可能である。排水弁が、弁体に脱着可能に取り付けられ、逆止弁の下流で弁体に流体接続される。機械的に独立した水流検出スイッチが、スプールパイプに脱着可能に取り付けられ、逆止弁および排水弁の上流で弁体に流体接続される。

以下の本発明の好適な実施形態の詳細な説明は、添付の図面と合わせて読むとよりよく理解されるであろう。但し、本発明は、図示されている厳密な構成や手段に限定されないことが理解されるべきである。図面は以下のとおりである。

本発明の第１実施形態に係る、２つの部位から形成される組立式制御弁アセンブリの斜め前方からの斜視図である。

図１の組立式制御弁アセンブリの正面図である。

図１の組立式制御弁アセンブリの平面図である。

図１の組立式制御弁アセンブリの、図３の断面線Ａ−Ａに沿った断面図である。

図１のモジュール制御弁アセンブリの左側面図である。

本発明の第２実施形態に係る、３つの部位から形成される組立式制御弁アセンブリの前方からの斜視図である。ここで、逆止弁アセンブリは弁体と、別個のスプールパイプとを備える。

本発明の第３実施形態に係る組立式制御弁アセンブリの正面図である。ここで、水流検出スイッチは、逆止弁と、テスト／排水／圧力開放モジュールとの間に配置される。

本発明の第４実施形態に係る組立式制御弁アセンブリの前方からの斜視図である。ここで、逆止弁は、逆止／制御複合弁の形態である。

図８に示す組立式制御弁アセンブリの、図８の断面線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。ここで、水流検出スイッチは逆止弁およびテスト／排水／圧力開放モジュールの両方の上流に配置される。また、動作が逆止弁に関連付けられたアクチュエータアームはその第１位置に向けられている。

図８に示す組立式制御弁アセンブリの、図８の断面線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。ここで、水流検出スイッチは逆止弁およびテスト／排水／圧力開放モジュールの両方の上流に配置される。また、アクチュエータアームはその第２位置に向けられている。

図８に示す組立式制御弁アセンブリの別の構成の、図８の断面線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。ここで、水流検出スイッチは逆止弁およびテスト／排水／圧力開放モジュールの両方の上流に配置される。また、アクチュエータアームはその第１位置に向けられている。

本発明の第５実施形態に係る組立式制御弁アセンブリの前方からの斜視図である。ここで、制御弁アセンブリは圧力作動逆止弁を有さず、水流検出スイッチが制御弁と、テスト／排水／圧力開放モジュールとの間に配置される。

図１１の組立式制御弁アセンブリの別の構成の部分的な斜視図である。ここで、水流検出スイッチは制御弁の上流に配置されている。

以下の説明では、便宜上ある種の専門用語を使用するが、限定的な意図はない。「下側」、「底」、「上側」、「上」という語は、参照される図面における方向を指定する。「内側に」、「外側に」、「上側に」、「下側に」という語は、本開示に従う制御弁アセンブリおよびその指定された部品の幾何学的中心に向かうまたは中心から離れる方向を指す。別途指定のない限り、「１つの（ａ、ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」という語は１つの要素に限定されるものではなく、「少なくとも１つの」を意味するものと解されるべきである。専門用語には、上述の用語、その派生語、および同様の趣旨の用語が含まれる。

本発明の構成要素の寸法や特徴に言及する際に本稿で使用される「およそ」、「約」、「略」、「実質的に」、等の用語は、記載された寸法／特徴は厳密な境界値やパラメータではなく、そこからの変動であって機能的に同様であるものを除外しないことを示す。少なくとも、数値的なパラメータを含む表現は、当該技術で受け入れられている数値的、業界的原則（四捨五入または切り捨て、測定または定誤差、製作誤差等）を鑑み、最小有効数字を変えない範囲の変動を含む。

詳細に図面を参照すると（同様の参照符号は同様の構成要素を示す）、図１〜５に、本発明の第１の好適な実施形態に従う、概して参照符号１０で示される配管系統の組立式弁アセンブリ（「ＭＶＡ」）を示す。概して、ＭＶＡ１０は、多層階建築物用のスプリンクラーシステム（不図示）の、湿式連結送水管（不図示）用に使用される。通常、湿式連結送水管は建築物の各階を通じて垂直に延在し、各階において、ＭＶＡ１０が連結送水管から分岐することが当業者には理解されよう。各階のＭＶＡ１０は、連結送水管内の水を、当該階におけるスプリンクラーにつなぐものである。ＭＶＡ１０はさらに、テストやメンテナンスの際に、スプリンクラーシステムの排水を制御してもよい。また、ＭＶＡ１０が制御弁（以下に詳述する）を備える場合、ＭＶＡ１０はさらに、例えば火災鎮火時に、スプリンクラーへの水流の遮断を制御してもよい。

図１〜５のＭＶＡ１０は、上流側制御アセンブリ１２と、下流側逆止弁アセンブリ１４という２つの主構成要素を備える。これらは連続しており、当業者により公知の方法で、機械的結合部１６によって互いに接続される。制御アセンブリ１２は、（図１、２に示すＭＶＡ１０の配向に関して）その基端に、ＭＶＡ１０の主入口１２ａを画定する。これを介して、湿式連結送水管からの水が流れ込む。逆止弁アセンブリ１４は、（同じく図１、２に示すＭＶＡ１０の配向に関して）その最上端に、ＭＶＡ１０の主出口１４ｂを画定する。これを介して、ＭＶＡ１０からスプリンクラー（不図示）に水が送られる。図示の実施形態では、両端部１２ａ、１４ｂそれぞれが、別の継手または管部と従来式結合を実現するための外周溝を有する。あるいは、端部１２ａ、１４ｂは、その他種類の従来式結合を実現するため、ネジ山や、フランジ等を有してもよい。

制御アセンブリ１２は、メンテナンス作業を行うため、または火災鎮火をもってスプリンクラーを停止するための、ＭＶＡ１０の手動停止を制御する。当業者には理解されるように、メンテナンス時に閉じる以外は、緊急時にスプリンクラーへの適切な水流が保証されるように、ＭＶＡ１０は概して常に全開であるべきである。

図示の実施形態では、制御アセンブリ１２は、内部にバタフライ弁ディスク１９と、無端（例えば環状）シール１７が設けられた略筒形弁体１８を有するバタフライ制御弁１５を備える。環状シール１７は、閉位置にあるバタフライディスク１９に対して弁座として機能する。本明細書において使用される「バタフライ弁」という用語は、流体流動を規制するように、管の断面に沿った（即ち、流体流動方向に直交する）軸を中心に回動可能な略円盤状の閉鎖部を有するあらゆる弁を網羅する幅広いものである。弁体１８は、その一端に入口端１２ａが設けられ、その他端に、逆止弁アセンブリ１４の入口端１４ａと流体連通する反対側の出口端１２ｂが設けられる。

弁体１８の側壁に、開口２０ａおよび２０ｂが、対向するように設けられ、概して参照符号２２で示される弁作動アセンブリの構成要素を、流体密に受容する。弁作動アセンブリ２２は、複数のスポーク２４ａを有し、バタフライディスク１９（弁体１８内に配置）に対して従来どおりに、例えば制御アーム２５を介して動作接続されたハンドル２４（弁体１８外に配置）を備える。当業者に理解されるように、バタフライディスク１９は、（ディスク１９が弁体１８を通過する流体流動方向に直交して配向されて）実質的に流体が弁体１８を通過不能とする閉位置（不図示）と、（ディスク１９が弁体１８を通過する流体流動方向に略平行となって、または直交はしない状態となって）流体が弁体１８を通過可能とする開位置（図４）との間で、弁体１８の径方向軸を中心に回転可能である。

ハンドル２４を時計回りおよび反時計回りに回転することで、バタフライ弁ディスク１９が当業者に公知なとおりに、それぞれ制御ＭＶＡ１０の開および閉構成にそれぞれ対応する、開位置と、閉位置との間で回動する。したがって、例えば、メンテナンスのため、または火災鎮火後にスプリンクラーを停止するためにＭＶＡ１０を手動で遮断するためには、ユーザはバタフライ弁ディスク１９をその閉位置まで回転させるように、ハンドル２４を回転する。ＭＶＡ１０をその通常動作状態（図４）に戻すには、ユーザはハンドル２４を反対方向に回して、バタフライ弁ディスク１９をその開位置に戻すように回転させる。

任意で、弁作動アセンブリ２２は、弁ハンドル２４とバタフライディスク１９との間に、減速比が得られるように市販の従来式ウォーム・ギア・トランスミッション（不図示）をさらに有してもよい。ウォーム・ギア・トランスミッションにより、制御アセンブリ１２をその動作圧力下で手動開閉可能となるという所要の機械的利点が実現されることが理解されよう。

制御アセンブリ１２も、従来どおりに１つまたは複数の内部監視スイッチ２６が設けられる。内部監視スイッチ２６、即ち不正操作防止スイッチは、当業者に公知のとおりに動作し、制御アセンブリ１２に対して従来どおりに動作接続される。一例として、非限定的に、監視／不正操作防止スイッチ２６は、弁作動アセンブリ２２内のカム（不図示）により作動可能である。カムは従来どおりに制御アセンブリ１２の弁軸（不図示）に動作接続されて、ハンドル２４が所定数回転されるうちに、スイッチ２６の状態を切り替える。監視スイッチ２６は、監視システム（不図示）に対しても、当業者に公知のとおりに接続される。当該システムは、関係者以外がＭＶＡ１０の制御アセンブリ１２を開けまたは閉じ始めるような場合に、アラームを起動する、照明をつける等のために警告信号を生成する。

図１〜５に示す逆止弁アセンブリ１４は、全体的に筒形で単体（例えば、一体型、一体形式、単一形式）の弁体３４を有する。単体の弁体３４は、水流検出スイッチ２８、逆止弁３０、テスト／排水／圧力開放モジュール３２というＭＶＡ１０の３つの主要構成要素を流体接続する、あるいは収容する。これについては詳細に後述する。図示の実施形態では、逆止弁３０はクラッパー弁の形態である。但し、当業者には理解されるように、逆止弁３０はクラッパー弁に限定されることはなく、本明細書に記載の逆止弁３０の機能を実行可能な、現行あるいは将来的に実現される、液体の逆流を実質的に防止する一方向弁の任意の形態をとり得る。

逆止弁３０は、弁体３４内に位置し、無端（例えば環状）の弁座３０ａと、着脱可能クラッパーディスク３０ｂとを備える。クラッパーディスク３０ｂは、クラッパーディスク３０ｂ前後の水圧差に応じて、開位置（不図示）と、閉位置（図４）との間で回動可能である。逆止弁３０が閉位置にあると、クラッパーディスク３０ｂは流体密に弁座３０ａに係合し、逆止弁３０が開位置にあると、クラッパーディスク３０ｂは上側に回動して弁座３０ａから離れており、これにより水が入口側１４ａから出口側１４ｂへ、逆止弁３０を通過して流れることができる。弁体３４内に回動可能に設けられた、例えばねじりばねのような付勢部材３０ｃが、クラッパーディスク３０ｂに取り付けられる。ばね３０ｃは、クラッパーディスク３０ｂに所定のばね力を加えることで、クラッパーディスク３０ｂの弁座３０ａとの流体密係合を維持する。クラッパーディスク３０ｂ前後の圧力差により、ばね３０ｃのばね力を反対方向に凌駕する力がクラッパーディスク３０ｂに加わり、クラッパーディスク３０ｂのばね力を圧倒しうる。

当業者には理解されるように、ＭＶＡ１０は湿式連結送水管と流体接続するため、弁体３４は常に水が満たされて加圧された状態となる。弁３０前後の水圧差（即ち、下流側の方が上流側よりも水圧が高い）も、クラッパーディスク３０ｂを閉位置に留めることに寄与する。例えば、火災のような熱イベントによりスプリンクラーシステムが起動されると、スプリンクラーによる放水の結果、弁３０の下流側の圧力低下が生じる。したがって、クラッパーディスク３０ｂ前後の圧力差が、ばね３０ｃのばね力を凌駕する力に到達し、これによりクラッパーディスク３０ｂが開位置に回動して、水が弁３０を通じてスプリンクラーに流れることが可能となる。

図示の実施形態では、弁体３４の側壁で、逆止弁３０の位置の近傍に開口（不図示）が設けられる。この開口は、逆止弁３０が弁体３４内に組付けられる際に（ＭＶＡ１０の製造中）、逆止弁３０を通せるような大きさおよび寸法となる。逆止弁３０が弁体３４内に取り付けられた後に、当業者に公知のとおりに着脱可能カバープレート５５が弁体３４に流体密状態で締結されて（例えば弁体３４との螺合係合）、開口が塞がれる。但し、当業者に理解されるように、弁体３４は側壁開口、さらに対応するカバープレート５５が設けられないように設計されてもよい。その場合、逆止弁３０は、例えば非限定的であるが、弁体３４の入口または出口端１４ａ、１４ｂ等のその他の開口を介して、弁体内に組付けられてもよい。

水流検出スイッチ２８が、逆止弁アセンブリ１４内で、テスト／排水／圧力開放モジュール３２の上流に配置される。これについては詳細に後述する。図１〜６に図示の実施形態では、水流検出スイッチ２８はさらに逆止弁３０に対して上流に配置されている。水流検出スイッチ２８は、ＭＶＡ１０の入口１２ａから出口１４ｂへの水流を検出し、例えばアラーム音を発する等の通知を出力する。水流検出スイッチ２８をテスト／排水／圧力開放モジュール３２の上流に配置することはさらに、水流検出スイッチ２８がＭＶＡ１０から水がテスト／排水／圧力開放モジュール３２（詳細に後述する）を通じて排水されていることを検出および通知可能となるという利点がある。

図示の実施形態では、水流検出スイッチ２８は従来のレバー式圧力スイッチである。水流検出スイッチ２８は、ＭＶＡ１０内のあらゆる弁から機械的に独立している。即ち、水流検出スイッチ２８はＭＶＡ１０内のいずれの弁にも機械的に結合または連結されておらず、したがって、ＭＶＡ１０内のどの弁を開閉しても水流検出スイッチ２８が機械的に作動されることはない。図４に最もよく示すように、水流検出スイッチ２８は、水流検出スイッチ２８から孔３６ａを通じて弁体３４内へと延在するレバーアーム２８ａにより作動される。レバーアーム２８ａは、弁体３４内で水流方向と実質的に直交する平面に沿って延在する。レバーアーム２８ａは、後端がアラームシステム（不図示）に接続された電気スイッチ２８ｂに接触する。非限定的であるが、クラッパーディスク３０ｂ（レバーアーム２８ａに機械的に連結されていない）が開放した際等に、弁体３４を通じてレバーアーム２８ａに対して水が流れると、レバーアーム２８ａが動かされ、即ち回動して、スイッチ２８が作動されて、当業者に公知のとおりにアラーム音が鳴らされる。

水流検出スイッチ２８は、調整可能遅延時間機構２８ｃを有する。当該機構は、スプリンクラーが起動された、またはテスト／排水／圧力開放モジュール３２がＭＶＡ１０から排水を実行していることを示すアラーム音の出力条件としての、スイッチ２８が起動状態にとどまる必要がある時間に対応する所定期間に設定される。この時間遅延は、スプリンクラーまたはテスト／排水／圧力開放モジュール３２が起動されていない状態での連結送水管内での散発的および一時的な圧力サージを考慮したものである。但し、当業者に理解されるように、水流検出スイッチ２８はレバー作動水流検出スイッチに限定されない。例えば、非限定的であるが、水流検出スイッチ２８は磁気起動水流検出スイッチ（不図示）の形態であってもよい。これは、逆止弁３０またはテスト／排水／圧力開放モジュール３２の動きの磁気検出により作動されてもよい。さらに、逆止弁３０またはテスト／排水／圧力開放モジュール３２前後の圧力差により作動される圧力作動水流検出スイッチ（不図示）等でもよい。

有利な構成として、弁体３４は、弁体３４の側壁を貫通して延在し、弁体３４内部と流体連通する、例えば鏡面対象となるよう、略対向配置された一対の第１孔３６ａ、３６ｂを備える。水流検出スイッチ２８は、当業者に公知のとおりに、孔３６ａ、３６ｂのいずれかに、選択的かつ着脱可能に取り付け可能である。例えば、図示の実施形態では、水流検出スイッチ２８は孔３６ａにボルト付けされる。但し、水流検出スイッチ２８は、螺合、差込式等の公知のまたは将来的に実現される、異なる様々な取り付け手段の内の任意のものにより、孔３６ａ、３６ｂのいずれかに流体密に取り付けられてもよいことが理解されよう。一対の第１孔３６ａ、３６ｂの内の空いている孔、即ち水流検出スイッチ２８が取り付けられない孔は、例えば、非限定的ではあるが、ボルトまたはネジ付プラグのような着脱可能封止プラグ／アダプタ３８により、流体密に塞がれる。

ＭＶＡ１０は、図１〜５では直立状態で示されているが、スプリンクラーシステムの配管に沿って、水平に組み立てられることも多い。したがって、ＭＶＡ１０が「左右」水平構成、即ち水が左から右に流れる状態では、鏡面対象孔３６ａ、３６ｂの一方が弁体３４の上側に配置される。一方、ＭＶＡ１０が「右左」水平構成、即ち水が右から左に流れる状態では、鏡面対象孔３６ａ、３６ｂの該一方が弁体３４の底側に配置される（孔３６ａ、３６ｂの他方が上側に配置される）。ＭＶＡ１０を流れる水の堆積物が、弁体３４の底側に溜まることを考慮すると、水流検出スイッチ２８は弁体３４の底側に取り付けるべきではない。即ち、水流検出スイッチ２８を弁体３４の底側に取り付けてしまうと、レバーアーム２８ａの近くに堆積物が溜まり、その動きや動作を妨げる可能性がある。さらに、ＭＶＡ１０排水後にも、水平に配向された弁体３４の底側にある程度水が残り得、電気部品の存在を考慮すると、例えば水流検出スイッチ２８の交換時に不利となり得る。

したがって、逆止弁アセンブリ１４において、径方向で略対向するように設けられた２つの孔３６ａ、３６ｂから、水流検出スイッチ２８を取り付ける方を選択するのが有利なのである。具体的には、ユーザはスプリンクラーシステムの配管に沿ったＭＶＡ１０の向きに応じて、弁体３４の上側に配置された孔３６ａまたは孔３６ｂに、水流検出スイッチ２８を取り付けてもよい。さらに、ＭＶＡ１０を垂直に組み立てた場合にも鏡面対象の孔３６ａ、３６ｂを設けることは有利である。即ち、建築物によっては、逆止弁アセンブリ１４の片側のみにしか、水流検出スイッチ２８を配置する空間的余裕がない場合もあるのである。

テスト／排水／圧力開放モジュール３２について説明する。テスト、排水、圧力開放の各機能が単一のユニットとなるように組み合わされたもので、水流検出スイッチ２８の下流（さらに、図１〜６に示す逆止弁３０の下流）であって、ＭＶＡ１０の出口１４ｂの上流の逆止弁アセンブリ１４の弁体３４に流体接続される。モジュール３２は、３つの流体接続可能な孔４２、４４、４６と、これら３つの孔間の流れを配向する内部流弁４０とを備える。図示の実施形態では、弁４０はボール弁（図４）の形態であるが、これに限られない。当業者に理解されるように、弁４０は、本明細書に記載の弁４０の機能を実施可能な、スプール弁等の、現行あるいは今後実現されるあらゆる弁の形態であってもよい。

モジュール３２の第１孔４２（図１、２では「ＴＥＳＴ」と記載）は、当該モジュールの入口側４２ａから逆止弁３０の下流の逆止弁アセンブリ１４に流体接続し、モジュール３２の入口孔として機能する。第２孔４４（図１、２では「ＯＦＦ」と記載）の出口４４ｂは、外部配管５０を介して、圧力開放用の第３孔４６に流体接続される（詳細に後述する）。第３孔４６（図１、２では「ＤＲＡＩＮ」と記載）は、第１孔４２を排水管（不図示）に流体接続させ、モジュール３２の出口孔として機能する。内部流弁４０は、レバー４８により制御される。

レバー４８が「ＴＥＳＴ」位置に向けられると、内部ボール弁４０が、第１孔４２および第３孔４６の間で一部開放するまたは制限するようにし、さらに第２孔４４を完全に塞ぐように配向される。これにより、逆止弁アセンブリ１４およびスプリンクラーからの水が、第１孔４２を介して制限されながら、モジュール３２内に流れ込み、第３孔４６の出口４６ｂを介してモジュール３２から流れ出る。入口オリフィス４６ａの下流の透明窓４９によって、ユーザは、水が第３孔４６に流れ込んでいるか否かを視認することができる。なお、「ＴＥＳＴ」位置は、水が所要のとおりにＭＶＡ１０およびスプリンクラー配管内に存在するかを確認するために利用されることが理解されよう。

レバー４８が「ＤＲＡＩＮ」位置に向けられると、内部ボール弁４０が、第１孔４２および第３孔４６間で全開となり、第２孔４４を完全に塞ぐように配向される。これにより、水が逆止弁アセンブリ１４およびスプリンクラーから、第１孔４２を介して規制なくモジュール３２内に排水され、第３孔４６を介してモジュール３２から流れ出る。排水位置は、例えばメンテナンス用に、各階のスプリンクラー配管内の水を排水するために利用される。

レバー４８が「ＯＦＦ」位置に向けられると、内部ボール弁４０は第１孔４２および第２孔４４間で全開となり、第３孔４６を完全に塞ぐように配向される。一方向圧力開放弁４５が、入口オリフィス４４ａと配管５０との間で、第２孔４４の下流に配置される。圧力開放弁４５は、約１７５ｐｓｉの閾値圧力で開放することが好ましいが、その他圧力を採用してもよい。

ＭＶＡ１０の通常動作中には、レバーは「ＯＦＦ位置」に向けられる。したがって、通常動作中のＭＶＡ１０内で、水圧が１７５ｐｓｉを越えると、圧力開放弁４５が開放し、水が逆止弁アセンブリ１４から第１孔４６を介して、第２孔４４内の圧力開放弁４５を介して流れ、外部配管５０を介して第３孔４６に逸れて、排水される。圧力開放弁４５の目的は、建築物で下層階に過度の圧力をかけることなく、上層階で適切な水圧が維持することである。

図２〜４に最もよく示すように、弁体３４は、弁体３４の側壁を貫通して延在し、弁体３４内部と流体連通する、例えば鏡面対象となるよう、略対向配置された一対の第２孔５２ａ、５２ｂを備える。一対の第２孔５２ａ、５２ｂは、一対の第１孔３６ａ、３６ｂの下流に配置される。テスト／排水／圧力開放モジュール３２は、当業者に公知のとおりに、第２の孔５２ａ、５２ｂのいずれかに、選択的かつ着脱可能に取り付け可能である。例えば、図示の実施形態では、モジュール３２は、第２ポート５２ｂに螺合される。但し、モジュール３２は、公知のまたは将来的に実現される、異なる様々な取り付け手段の内の任意のものにより、第２孔５２ａ、５２ｂのいずれかに密閉取り付けされてもよいことが理解されよう。一対の第２孔５２ａ、５２ｂの内の空いている孔、即ちテスト／排水／圧力開放モジュール３２が取り付けられない孔は、例えば、封止プラグ／アダプタ５４により、封止して塞がれる。

ＭＶＡ１０は、上述のとおり、スプリンクラーシステムの配管に沿って、水平に組み立てられることが多い。ＭＶＡ１０が「左右」水平構成では、第２孔５２ａ、５２ｂの一方が弁体３４の上側に配置される。一方、ＭＶＡ１０が「右左」水平構成では、孔５２ａ、５２ｂの該一方が弁体３４の底側に配置される（孔５２ａ、５２ｂの他方が上側に配置される）。

テスト／排水／圧力開放モジュール３２は、効率的な排水能力のために、弁体３４の底側に取り付けられるべきである。即ち、水は重力により、下に流れた方がよりよく排水されるのである。したがって、逆止弁アセンブリ１４において、径方向で略反対側に設けられた２つの第２の孔５２ａ、５２ｂから、テスト／排水／圧力開放モジュール３２を取り付ける方を選択するのが有利なのである。具体的には、ユーザはスプリンクラーシステムの配管に沿ったＭＶＡ１０の向きに応じて、弁体３４の底側に配置された孔５２ａまたは孔５２ｂに、テスト／排水／圧力開放モジュール３２を取り付けてもよい。さらに、ＭＶＡ１０を垂直に組み立てた場合にも鏡面対象の孔５２ａ、５２ｂを設けることは有利である。即ち、建築物によっては、逆止弁アセンブリ１４の片側のみにしか、テスト／排水／圧力開放モジュール３２を配置する空間的余裕がない場合もあるのである。

上述のように、テスト、排水、および圧力開放システムを、単一のモジュール３２に組み合わせ、水流検出スイッチ２８およびテスト／排水／圧力開放モジュール３２をＭＶＡ１０に直接取り付ければ、弁アセンブリ周辺に、配管マニホールド、即ち相互結合された配管網を配置することが不要となる。あるいは、水流検出スイッチ２８およびテスト／排水／圧力開放モジュール３２が直接取り付けられたＭＶＡ１０は、その入口端１２ａにおいて、湿式連結送水管に直接流体接続され、その出口１４ｂで、スプリンクラーに直接流体接続されてもよい。配管マニホールドを省くことができれば、関連する時間、コスト、組立の複雑さも省かれるとともに、スプリンクラーシステム配管の設置面積は大幅に削られるという利点がある。但し、当業者に理解されるように、テスト弁、排水弁、および圧力開放弁はそれぞれ別個にＭＶＡ１０に対して着脱可能に取り付けられてもよい。さらに、テスト弁、排水弁、および圧力開放弁の内の１つまたは複数を従来とおり別個に、ＭＶＡ１０の上流または下流の配管系統網に取り付けてもよい。

図６は、別の実施形態のＭＶＡ１１０を示す。本実施形態の参照符号は、上述の実施形態のものと、１００番台の値となっていることで区別可能となっているが、別途記載されない限り、上述の要素と同じものを示している。本実施形態のＭＶＡ１１０は、前述の実施形態と実質的に同等である。したがって、これら実施形態間の所与の類似点についてはここでは省略するが、それは簡潔性と利便性のためであって、限定的な意図はない。

ＭＶＡ１０とＭＶＡ１１０との主な違いは、ＭＶＡ１０の制御アセンブリ１２および逆止弁アセンブリ１４が２つの部位から形成される一方、ＭＶＡ１１０の制御アセンブリ１１２および逆止弁アセンブリ１１４が、３つの部位から形成されることである。図６に示すように、逆止弁アセンブリ１１４は、より小さい単体の弁体１３４と、弁体１３４を制御アセンブリ１１２に流体接続する別個のスプールパイプ１３１とを備える。弁体１３４は、逆止弁１３０を収容し、テスト／排水／圧力開放モジュール１３２をそこに取り付けるための、一対の第２孔（一方のみを１５２ｂとして図示する）を備える（圧力開放弁および外部配管は図６では不図示）。スプールパイプ１３１は、機械的に独立した水流検出スイッチ１２８をそこに取り付けるための、一対の第１孔（一方のみを１３６ａとして図示する）を備える。図示のように、スプールパイプ１３１は上流端が、機械的結合手段１１６を介して制御アセンブリ１１２に接続され、下流端が別の機械的結合手段１１７を介して弁体１３４に接続される。

図７は、別の実施形態のＭＶＡ２１０を示す。本実施形態の参照符号は、上述の実施形態のものと、２００番台の値となっていることで区別可能となっているが、別途記載されない限り、上述の要素と同じものを示している。本実施形態のＭＶＡ２１０は、前述の実施形態と実質的に同等である。したがって、これら実施形態間の所与の類似点についてはここでは省略するが、それは簡潔性と利便性のためであって、限定的な意図はない。

ＭＶＡ１０、１１０とＭＶＡ２１０との主な違いは、逆止弁に対する、機械的に独立した水流検出スイッチの位置である。図７に示すように（図７において、圧力開放弁および外部配管は不図示）、水流検出スイッチ２２８は、前記同様にテスト／排水／圧力開放モジュール２３２の上流に配置されているが、ここでは逆止弁２３０（概略的に示す）の下流に配置される。逆止弁２３０の上流（図１〜６に示す実施形態）であろうと、下流（図７）であろうと、水流検出スイッチ２２８はＭＶＡ２１０の入口２１２ａから出口２１４ｂへの水流を検出し、例えばアラーム音を発する等の通知が可能である。また水流検出スイッチ２２８はテスト／排水／圧力開放モジュール２３２の上流にあることは変わらないので、この構成でもＭＶＡ２１０からの水の、テスト／排水／圧力開放モジュール２３２を介した排水時を検出、通知可能である。

図８〜１０は、別の実施形態のＭＶＡ３１０を示す。本実施形態の参照符号は、上述の実施形態のものと、３００番台の値となっていることで区別可能となっているが、別途記載されない限り、上述の要素と同じものを示している。本実施形態のＭＶＡ３１０は、前述の実施形態と実質的に同等である。したがって、これら実施形態間の所与の類似点についてはここでは省略するが、それは簡潔性と利便性のためであって、限定的な意図はない。

ＭＶＡ１０、１１０、２１０と、ＭＶＡ３１０との主な違いは、ＭＶＡ３１０の逆止弁３３０が、逆止／制御複合弁の形態であって、ＭＶＡ１０、１１０、２１０それぞれの別個の制御アセンブリ１２、１１２、２１２が省かれることである。図示のように、弁体３３４は、弁体３３４内に回転可能に支持されるアクチュエータアーム３２３をさらに備える。アクチュエータアーム３２３は、第１位置（図９Ａ）と、第２位置（図９Ｂ）との間で回転可能である。アクチュエータアーム３２３はその第１位置において、逆止弁３３０の可動動作範囲外に向けられる。これにより、逆止弁３３０のクラッパーディスク３３０ｂは、クラッパーディスク３３０ｂの前後の圧力差に応じて、その開位置と閉位置との間で自由に移動可能となる。アクチュエータアーム３２３は第２位置において、閉位置にある逆止弁３３０のクラッパーディスク３３０ｂに対して、クラッパーディスク３３０ｂ前後の圧力差に関わらず、係合、配向、保持を実行する。選択的回転可能な制御アーム３２５（図８）が、アクチュエータアーム３２３に動作結合し、アクチュエータアーム３２３をその第１および第２位置間で動かす。非限定的であるが、アクチュエータアーム３２３は一例として、本願の譲受人に譲渡され、参照により本願にその全体が完全に盛り込まれているかのように援用される、２０１６年１０月２０日に出願された米国特許出願第１５／２９８，７５８号（発明の名称「制御弁アセンブリ」）に記載のアクチュエータアームの形態であってもよい。

逆止弁３３０と同様に、アクチュエータアーム３２３は弁体３３４内に脱着可能に取り付けてもよい。例えば、非限定的であるが、アクチュエータアーム３２３は一端が、取付プレート３５５の反対側の、弁体３３４の穴（不図示）内に脱着可能に軸支されてもよい。アクチュエータアーム３２３の反対端は、取付プレート３５５を通じて、弁作動アセンブリ３２２（図８）内へと延在する。したがって、弁体３３４の側壁の開口（不図示）は、アクチュエータアーム３２３が挿入可能にもなるように大きさや寸法が設計される。

図示のように、機械的に独立した水流検出スイッチ３２８が、テスト／排水／圧力開放モジュール３３２の上流の弁体３３４に、脱着可能に取り付けられる。図８〜９Ｂに示す実施形態において、図１〜５に示す実施形態で説明したのと同様にして、水流検出スイッチ３２８も逆止／制御複合弁３３０の上流に取り付けられる。あるいは、別の構成では、水流検出スイッチ３２８は図１０に示すように、テスト／排水／圧力開放モジュール３３２と、逆止／制御複合弁３３０との間で、弁体３３４に脱着可能に取り付けられてもよい。テスト弁、排水弁、および圧力開放弁は、単一モジュール３３２（図示）となるように組み合わされてもよいし、それぞれ別個にＭＶＡ３１０に脱着可能に取り付けられてもよい。さらに、テスト弁、排水弁、および圧力開放弁の内の１つまたは複数を従来とおり別個に、ＭＶＡ３１０の上流または下流の配管系統網に取り付けてもよい。

図１１〜１２は、別の実施形態のＭＶＡ４１０を示す。本実施形態の参照符号は、上述の実施形態のものと、４００番台の値となっていることで区別可能となっているが、別途記載されない限り、上述の要素と同じものを示している。本実施形態のＭＶＡ４１０は、前述の実施形態と実質的に同等である。したがって、これら実施形態間の所与の類似点についてはここでは省略するが、それは簡潔性と利便性のためであって、限定的な意図はない。

ＭＶＡ１０、１１０、２１０、３１０と、ＭＶＡ４１０との主な違いは、ＭＶＡ４１０は圧力作動逆止弁を有さないことである。ここでは、ＭＶＡ４１０の３つの主要構成要素は、テスト／排水／圧力開放モジュール４３２、機械的に独立した水流検出スイッチ４２８、およびＭＶＡ４１０の手動停止を制御する制御弁アセンブリ４１２である。ＭＶＡ１０と同様に、ＭＶＡ４１０は、弁体４１８を備える。弁体４１８内に、制御弁４１５が設けられる。制御弁４１５は、制御弁４１５を開位置と、閉位置との間で動かすように選択的に回転可能な制御アーム４２５が動作可能に結合されている。開位置では、制御弁を通じて流体が流れることが可能で、閉位置では、制御弁４１５を通じた流体の流れが実質的に不能となる。制御弁は、バタフライ制御弁（図４）の形態であってもよいが、本開示はこれに限定されない。制御アーム４２５に接続されたハンドル４２４を時計回りおよび反時計回りに回転することで、バタフライ弁ディスク４１９が当業者に公知のとおりに、開位置と、閉位置との間で回動する。

図１１に示すように、テスト／排水／圧力開放モジュール４３２は、制御弁４１５の下流の弁体４１８に脱着可能に取り付けられる。図１１に示すように、水流検出スイッチ４２８は、テスト／排水／圧力開放モジュール４３２と、制御弁４１５との間で弁体４１８に脱着可能に取り付けられる。テスト弁、排水弁、および圧力開放弁は、単一モジュール４３２（図示）となるように組み合わされてもよいし、それぞれ別個にＭＶＡ４１０に脱着可能に取り付けられてもよい。図１１に示す実施形態では、弁体４１８は単体の弁体である。あるいは、図１２に示す別の構成において、水流検出スイッチ４２８は、制御弁４１５の上流で、弁体４１８に脱着可能に取り付けられてもよい。さらに、テスト弁、排水弁、および圧力開放弁の内の１つまたは複数を従来とおり別個に、ＭＶＡ４１０の上流または下流の配管系統網に取り付けてもよい。

本稿に記載された実施形態に対して、その広い発明の概念から逸脱することなく変更を加えられることが当業者には理解されよう。いくつかの実施形態では、例えば、限定的ではないが、バタフライ制御弁は逆止弁の下流に配置されてもよい。別の例では、限定的ではないが、制御アセンブリは逆止弁アセンブリの下流に取り付けられてもよい。例えば、本発明の用途としては、火災防護スプリンクラーシステム用の弁アセンブリが開示されるが、本発明の組立式弁アセンブリは、他分野においてその他流体の制御および監視に対して幅広く適用可能である。したがって、本発明は開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に規定された本発明の精神および範囲から逸脱することなく、変形例を網羅すると意図されることが理解されよう。

Claims (14)

1. 湿式配管システム用の組立式弁アセンブリであって、
   単体の弁体と、
   前記弁体内に取り付けられ、前後の圧力差に応じて閉位置と開位置との間で移動可能な逆止弁と、
   前記弁体に脱着可能に取り付けられ、前記逆止弁の下流で前記弁体に流体接続される排水弁と、
   前記弁体に脱着可能に設けられ、前記逆止弁と前記排水弁との上流で前記弁体に流体接続される機械的に独立した水流検出スイッチと
   を備え、
   前記弁体は、
   前記弁体の側壁を貫通して延在し、前記弁体内と流体接続される第１孔と、
   前記第１孔の下流に配置され、前記弁体の側壁を貫通して延在し、前記弁体内と流体接続される、略対向配置された一対の第２孔と
   を含み、
   前記水流検出スイッチは前記第１孔に取り付け可能であり、
   前記排水弁は前記一対の第２孔のいずれか一方に脱着可能に結合される
   ことを特徴とする弁アセンブリ。
2. 前記水流検出スイッチは、前記逆止弁の上流で前記弁体に流体接続される、請求項１に記載の弁アセンブリ。
3. 前記水流検出スイッチは、前記逆止弁の下流で前記弁体に流体接続される、請求項１に記載の弁アセンブリ。
4. 前記一対の第２孔のうちの、前記排水弁が結合されない方の孔は、脱着可能に取り付けられる封止アダプタにより流体密に塞がれる、請求項１に記載の弁アセンブリ。
5. 前記逆止弁は、
   前記弁体内に取り付けられる無端弁座と、
   前記弁体内で脱着可能かつ回動可能に取り付けられるクラッパーディスクと
   を備え、
   前記クラッパーディスクは、前記閉位置において前記弁座に対して流体密に係合され、前記開位置において前記弁座から離間する、
   請求項１に記載の弁アセンブリ。
6. 前記逆止弁は、
   前記クラッパーディスクを前記閉位置に付勢する付勢部材
   をさらに備える、請求項５に記載の弁アセンブリ。
7. 前記排水弁と、前記逆止弁と、前記水流検出スイッチとで構成される逆止弁アセンブリに流体接続され、前記弁体の上流に配置される制御アセンブリであって、
   内部に制御弁を含む弁体と、
   前記制御弁を、流体の流れを通過させる開位置と、流体の流れを実質的に妨げる閉位置との間で動かすことができるように前記制御弁に結合する、選択的な回転が可能な制御アームと
   を有する制御アセンブリ
   をさらに備える、請求項１に記載の弁アセンブリ。
8. 前記制御弁はバタフライ弁である、請求項７に記載の弁アセンブリ。
9. 前記水流検出スイッチは、前記制御弁の下流、前記逆止弁の上流で、前記単体の弁体に流体接続される、請求項７に記載の弁アセンブリ。
10. 前記水流検出スイッチは、前記逆止弁および前記制御弁の下流で、前記単体の弁体に流体接続される、請求項７に記載の弁アセンブリ。
11. 第１位置と第２位置との間で回転可能であるように、前記弁体内に支持されるアクチュエータアームと、
    前記アクチュエータアームを前記第１位置と前記第２位置との間で動かすことができるように、前記アクチュエータアームに結合する、選択的な回転が可能な制御アームと
    をさらに備え、
    前記アクチュエータアームは、
    前記第１位置では、前記逆止弁の可動範囲から逸れて、前記逆止弁がその前後の圧力差に応じて前記開位置と前記閉位置との間を自由に移動可能であるようにし、
    前記第２位置では、前記逆止弁に係合して前記逆止弁を、その前後の圧力差に関わらず前記閉位置に維持する、
    請求項１に記載の弁アセンブリ。
12. 前記弁体の側壁に設けられた、前記逆止弁および前記アクチュエータアームが完全に通過できるような大きさおよび寸法の開口と、
    前記開口を塞ぐように、前記弁体に脱着可能かつ流体密に取り付け可能な取付プレートと
    をさらに備える、請求項１１に記載の弁アセンブリ。
13. 前記弁体の側壁に設けられた、前記逆止弁が完全に通過できるような大きさおよび寸法の開口と、
    前記開口を塞ぐように、前記弁体に脱着可能かつ流体密に取り付け可能な取付プレートと
    をさらに備える、請求項１に記載の弁アセンブリ。
14. 湿式配管システム用の組立式弁アセンブリであって、
    単体の弁体と、
    前記弁体内に取り付けられ、前後の圧力差に応じて閉位置と開位置との間で移動可能な逆止弁と、
    前記弁体に脱着可能に取り付けられ、前記逆止弁の下流で前記弁体に流体接続される排水弁と、
    前記弁体に脱着可能に設けられ、前記排水弁の上流で前記弁体に流体接続される機械的に独立した水流検出スイッチと、
    前記排水弁と共に単一のモジュールに組み合わされて前記弁体に結合するテスト弁および圧力開放弁と
    を備える弁アセンブリ。

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