JP2981864B2 - 加圧開放弁 - Google Patents

加圧開放弁

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JP2981864B2
JP2981864B2 JP9084716A JP8471697A JP2981864B2 JP 2981864 B2 JP2981864 B2 JP 2981864B2 JP 9084716 A JP9084716 A JP 9084716A JP 8471697 A JP8471697 A JP 8471697A JP 2981864 B2 JP2981864 B2 JP 2981864B2
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秀明 秋元
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はスプリンクラ消火設
備等の消防用設備に用いる加圧開放弁に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のスプリンクラ消火設備等の消防用
設備に用いる加圧開放弁は、図6に示すように手動バル
ブVを開き、バルブ主体1に設けたシリンダ2の一次圧
流入孔6からシリンダ2の下部室4に一次側高圧消火水
を供給してピストン3を上方に押し上げ、該ピストン3
に突設したピストンステム10の先端に設けた主弁12
とバルブシート11とを開放することにより、一次側流
路1aの高圧消火水が二次側流路1bに流れ込み、二次
側配管に設けた散水ヘッド等から放水されるように構成
され、また、手動バルブVを閉じてシリンダ2の下部室
4への一次側高圧消火水の供給を断つことにより、主弁
12と蓋体17に設けたストッパ16との間に弾装した
コイルスプリング15の復帰バネ力により主弁12を下
降させ、下部室4内に充填された消火水をピストン3に
設けた小孔Aから上部室5に流入させると共に、該上部
室5に設けた排出孔Eに接続した排水管20から下部室
4及び上部室5内の消化水を下水等に排水するように構
成されていた。
【0003】しかしながら、上述した従来の加圧開放弁
においては、手動バルブVを開き、バルブ主体1に設け
たシリンダ2の一次圧流入孔6からシリンダ2の下部室
4に一次側高圧消火水を供給した際、主弁12がバルブ
シート11から一気に離れて全開するため、一次側流路
1aの高圧消火水が充水されていない二次側流路1bに
高速で流れ込む。この二次側流路1bに高速で流れ込ん
だ高圧消火水は、二次側配管に設けた散水ヘッド等によ
り急激に止められた状態となり振動や騒音等が生じる、
所謂、ウオーターハンマ現象が発生するという問題点が
あり、また、主弁12を開閉動作させるための大量の消
火水を下水等に排出する排水管25や調圧弁26を必要
とする等の問題点があった。
【0004】上記、問題点を解消する手段として、図7
に示すように一次側配管57と二次側配管64とを接続
する弁本体31と、該弁本体31の連通孔34を開閉す
る弁主体35と、該弁主体35と二次流路33を介して
対向するピストン室40と、該ピストン室40内に配設
され、前記弁主体35より受圧面積の大きい制御ピスト
ン41と、前記弁主体35と該制御ピストン41とを連
結するステム42と、前記ピストン室40と一次側配管
57とを連通せしめる制御バルブ付導圧管56と、前記
二次側配管64に接続された感圧管53と、前記ステム
42の摺動により該感圧管53と前記導圧管56とを連
通せしめる補助弁制御手段52とから構成された加圧開
放弁が、特開平5ー253314号公報により開示され
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た加圧開放弁においては、構造が複雑で製造が困難なば
かりでなく、弁本体31を開閉させるための大量の消火
水を下水等に排出するための排水管48や調圧弁49を
必要とし、しかも、その敷設作業が面倒で長時間を要す
る等の問題点がある。
【0006】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、構造が簡単で、しかも、ウオーターハンマ現象を確
実に防止することがでいるばかりでなく、開閉動作に必
要とする消火水を下水等に排出するための排水管や調圧
弁等を一切必要としない加圧開放弁を提供することを目
的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、バルブ主体1
の一次側流路1aと手動バルブVを介して接続した一次
圧流入孔6を有し、小孔Bを設けたピストン3により下
部室4と上部室5に区分けされたシリンダ2の上壁面7
に設けたステム挿通孔8にシールリング9を嵌装すると
共に、前記ピストン3に突設したピストンステム10の
前記ステム挿通孔8に臨む部分に所定長さの細径部10
aを形成し、前記上部室5に設けた小孔Cとバルブ主体
1の二次側流路1bに嵌装したエゼクタ18に設けた小
孔Dと連通するバルブ主体1の小孔Aとを制御バルブ1
9を有する配管20で接続して加圧開放弁を構成し、従
来の問題点を解消したものである。
【0008】バルブ主体1の二次側流路1bに嵌装した
エゼクタ18に設けた小孔Dと連通するバルブ主体1の
小孔Aと、シリンダ2の上部室5に設けた小孔Cとを接
続した配管20に設けた制御バルブ19を閉じ、手動バ
ルブVを開くと下部室4に一次側高圧消火水が供給され
て蓄圧し、この圧力によりピストン3は上昇する。
【0009】ピストン3に突設したピストンステム10
に形成した細径部10aは、シリンダ2に設けた小孔B
から上部室5内に流入した消火水をバルブ主体1の二次
側流路1bに流失させると共に、ピストン3の上方への
移動を一定距離に制御するように作用する。
【0010】即ち、上部室5内に流入した消火水は、上
部室5の上壁面7に設けたステム挿通孔8内に嵌装した
シールリング9と、前記ピストンステム10に形成した
細径部10aとの隙間からバルブ主体1の二次側流路1
bに流出し、さらに、ピストンステム10が一定距離H
だけ上昇すると、細径部10aの下段部10bが前記ス
テム挿通孔8内に嵌装したシールリング9に密着する。
【0011】ピストンステム10に形成した細径部10
aの下段部10bがステム挿通孔8内に嵌装したシール
リング9に密着すると、上部室5は密閉状態となり、上
部室5の圧力が上昇し下部室4の圧力と同等となる。
【0012】上部室5の圧力が上昇し下部室4の圧力と
同等となると、ピストン3を押し上げる圧力は急激に減
少し、ピストン3を押し上げる圧力はピストンステム1
0に形成した細径部10aの下段部10bの面積と下部
室4の圧力の積だけとなる。このピストン3を押し上げ
る圧力より、下方へ押し下げる圧力、即ち、コイルスプ
リング15の下向きの力と、主弁12及びピストン3の
重量を合計した力の方が大となり、主弁12とピストン
ステム10及びピストン3は一体となり僅かに下方に移
動する(図3参照)。
【0013】ピストン3が僅かに下降すると、ピストン
ステム10に形成した細径部10aとシールリング9と
の間に隙間が生じ、ピストン3は下部室4に流入する高
圧消火水の圧力により上昇し、ピストン3に突設したピ
ストンステム10に設けた細径部10aの下段部10b
がシールリング9に密着し、再度、上部室5の圧力が上
昇し下部室4の圧力と同等となり、ピストンステム10
は僅かに下方に移動する。従って、ピストンステム10
の先端部に設けた前記主弁12は一定距離Hだけ開いた
状態に制御される。
【0014】主弁12が一定距離Hだけ開くことによ
り、一次側流路1a内の高圧消火水は二次側流路1bに
流入し、二次側流路1bに消火水が満たされた時点で制
御バルブ19を開くことにより、上部室5内の消火水は
二次側流路1bに吸い込まれて流出し、シリンダ2の上
部室5の圧力P3 は下部室4の圧力P2 より低くなり、
差圧△P=P2 −P3 が生ずる。
【0015】この差圧△Pがピストン3を上方へ押し上
げる圧力となる。この押し上げる圧力が下方に働く力、
即ち、コイルスプリング15のバネ力と主弁12及びピ
ストン3の重量を合計した力よりも大となった時点で、
主弁12はストッパ16に当接するまで上昇し全開とな
る(図4参照)。
【0016】上記のように、二次側流路1bに消火水が
満たされた時点で主弁12は全開となるので、振動や騒
音等のウオーターハンマ現象の発生を確実に防止し得
る。
【0017】而して、手動バルブVを閉じ、シリンダ2
の下部室4への高圧消火水の流入を遮断すると、コイル
スプリング15の復帰バネ力により主弁12と連動して
ピストンステム10及びピストン3が下降し、シリンダ
2の下部室4内に充填された消火水は、ピストン3に設
けた小孔Bからシリンダ2の上部室5に流入し、小孔C
から配管20を経てバルブ主体1の二次側流路1bに排
出され、主弁12は完全に閉じた状態となる。
【0018】従って、シリンダ2の動作に必要な下部室
4及び上部室5内に充填される大量の消火水を下水等に
排出するための排水管や調圧弁等を一切必要としない。
【0019】また、請求項2に記載したように、制御バ
ルブ19を二方パイロット弁とすることにより、制御バ
ルブの開閉作業を省略することができる。
【0020】さらに、請求項3に記載したように、シリ
ンダ2の上壁面7に嵌合孔8’を穿設し、該嵌合孔8’
にシールリング9を嵌装したブッシング21を嵌着して
ステム挿通孔8を設けることにより、既存の加圧開放弁
であってもウオーターハンマ現象の発生を確実に防止
し、且つ、シリンダ2の動作に必要な下部室4及び上部
室5内に充填される大量の消火水を下水等に排出するた
めの排水管や調圧弁等を一切必要としない加圧開放弁が
得られる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により説明する。図1は本発明の第1の実施の形態を示
す縦断面図、図2は要部拡大縦断面図、図3及び図4は
動作状態を示す縦断面図である。
【0022】図において1はバルブ主体、1aは一次側
流路、1bは二次側流路で、該二次側流路1bの周面に
は二次側流路1bに開孔する小孔Aが穿設されている。
1cは一次側流路1aと二次側流路1bとを連通する連
通孔である。
【0023】2はシリンダで、該シリンダ2は摺動自在
に嵌挿されたピストン3により下部室4と上部室5に区
分され、下部室4と上部室5とはピストン3に穿設した
小孔Bで連通している。
【0024】6は下部室4に開孔する一次圧流入孔で、
該一次圧流入孔6の径はピストン3に設けた小孔Bの径
より遥かに大きく、この一次圧流入孔6は手動バルブV
を介して一次側流路1aと接続している。
【0025】7はシリンダ2の上部室5の上壁面、8は
該上壁面7に設けられたステム挿通孔、9はステム挿通
孔8内に設けた環状溝8a内に嵌装されたシールリン
グ、Cはシリンダ2の上部室5の側壁に穿設された小孔
である(図1及び図2参照)。
【0026】10はピストンステムで、該ピストンステ
ム10は前記ピストン3に下端部を固定して突設され、
図2に示すようにシールリング9を嵌装したステム挿通
孔8に挿通し、該ステム挿通孔8に臨む部分には細径部
10aが所定長さ形成され、この細径部10aとシール
リング9との隙間において上部室5と二次側流路1bと
は連通している。10bは下段部である。
【0027】11はバルブシートで、該バルブシート1
1は前述した一次側流路1aと二次側流路1bとを連通
する連通孔1cの孔縁に嵌装されている。
【0028】12は主弁で、該主弁12はピストンステ
ム10の先端部に取り付けられ、その一次圧受圧面積は
ピストン3の一次圧受圧面積より小さく形成されてい
る。
【0029】13は主弁12の一次圧受圧面12aに設
けられたシールリングで、該シールリング13は後述す
るコイルスプリング15のバネ力により、前記バルブシ
ート11に完全密着している。
【0030】14は主弁12の上面に突設されたガイド
ロッドで、該ガイドロッド14は蓋体17に設けたスト
ッパ16に摺動自在に嵌挿している。
【0031】15はコイルスプリングで、該コイルスプ
リング15は蓋体17に設けられたストッパ16と主弁
12との間に弾装され、このコイルスプリング15によ
り主弁12はバルブシート11方向に押圧されている。
【0032】18はバルブ主体1の二次側流路1b内に
嵌装されたエゼクタで、該エゼクタ18の長手方向中央
部周面には小孔Dが穿設され、この小孔Dと前述した二
次側流路1bに開孔する小孔Aとは連通している。
【0033】19は制御バルブで、この制御バルブ19
は、前述した二次側流路1bに開孔する小孔Aとシリン
ダ2の上部室5の側壁に穿設された小孔Cとを接続した
配管20の管路上に設けられている。
【0034】以下、本発明の加圧開放弁の動作を詳細に
説明する。
【0035】先ず、二次側流路1bに開孔する小孔Aと
シリンダ2の上部室5の側壁に穿設された小孔Cとを接
続した配管20の管路上に設けた制御バルブ19を閉じ
る。
【0036】次いで、一次側流路1aとシリンダ2に設
けた一次圧流入孔6とを接続した管路上に設けた手動バ
ルブVを開く。
【0037】手動バルブVを開くと、シリンダ2の下部
室4内に高圧消火水が流入する。
【0038】シリンダ2の下部室4内に流入した高圧消
火水はピストン3に設けた小孔Bから上部室5内に流入
し、該上部室5の上壁面7に設けたステム挿通孔8内に
設けられたシールリング9とピストンステム10に設け
た細径部10aとの隙間から二次側流路1bに流出する
が、一次圧流入孔6の径はピストン3に設けた小孔Bの
径より遥かに大きいために、シリンダ2の下部室4は蓄
圧される。この蓄圧された圧力がピストン3を上方に押
し上げる力となって作用し、ピストン3は上方に移動す
る。
【0039】ピストン3が上方に移動すると、該ピスト
ン3に突設したピストンステム10も上方に移動し主弁
12は「開」となるが、図3に示すように、ピストンス
テム10が一定距離Hだけ上方に移動すると、該ピスト
ンステム10に設けた細径部10aの下段部10bが、
上部室5の上壁面7に設けたステム挿通孔8内に嵌装し
たシールリング9に密着し、上部室5から二次側流路1
bに流出する高圧消火水の流出は遮断され、且つ、前述
したように制御バルブ19は閉じられていることから、
上部室5は密閉状態となり、上部室5の圧力は上昇し下
部室4の圧力と同等となる。
【0040】上部室5の圧力が上昇し下部室4の圧力と
同等となると、ピストン3を押し上げる圧力は急激に減
少し、ピストン3を押し上げる圧力は、ピストンステム
10の下段部10bの面積と下部室4の圧力の積だけと
なる。このピストン3を押し上げる圧力より、ピストン
3を下方へ押し下げる圧力、即ち、コイルスプリング1
5の下向きの力と、主弁12及びピストン3の重量を合
計した力の方が大となり、主弁12、ピストンステム1
0及びピストン3は僅かに下方に移動する。
【0041】ピストン3が僅かに下降すると、該ピスト
ン3に突設したピストンステム10に形成した細径部1
0aと、上部室5の上壁面7に設けたステム挿通孔8内
に嵌装したシールリング9との間に隙間が生じる。この
隙間から上部室5内の消火水は、下部室4に流入する高
圧消火水の圧力により二次側流路1bに流出しピストン
3は上昇する。ピストン3が上昇することによりピスト
ンステム10に設けた細径部10aの下段部10bが、
上部室5の上壁面7に設けたステム挿通孔8内に嵌装し
たシールリング9に瞬時に密着し、再度、上部室5の圧
力が上昇し下部室4の圧力と同等となる。
【0042】従って、図3に示すように主弁12は略H
の距離(例えば、半開状態)だけ上方に移動した状態に
制御され、主弁12とバルブシート11との隙間から高
圧消火水が二次側流路1bに流入する。
【0043】而して、二次側流路1b内に流出した高圧
消火水は、二次側流路1bと接続した配管に設けたスプ
リンクラヘッド等(図省略)により急激に絞られるが、
主弁12はHの距離(例えば、半開状態)だけ開いた状
態を保持していることから、その衝撃は小さく、ウオー
ターハンマ現象は確実に防止され、二次側流路1b及び
二次側流路1bに接続した配管内は高圧消火水により満
たされる。
【0044】二次側流路1b及び二次側流路1bに接続
した配管内に高圧消火水が満たされた時点で、二次側流
路1bに開孔する小孔Aとシリンダ2の上部室5の側壁
に穿設された小孔Cとを接続した配管20上に設けた制
御バルブ19を開く。
【0045】制御バルブ19を開くと、二次側流路1b
内に嵌装したエゼクタ18の入口側18aの内径は中央
部18bの内径より大きいため、エゼクタ18に流入し
た高圧消火水の流速は早くなり圧力は低下し、二次側流
路1bに設けた小孔Aと配管20により接続されたシリ
ンダ2の上部室5内の消火水は二次側流路1b内に吸い
込まれるように流出する。
【0046】シリンダ2の上部室5内の消火水が二次側
流路1b内に流出することにより、シリンダ2の上部室
5の圧力P3 はシリンダ2の下部室4の圧力P2 より低
くなり、差圧△P=P2 −P3 が生ずる。
【0047】この差圧△Pがピストン3を上方へ押し上
げる圧力となる。この押し上げる圧力が下方に働く力、
即ち、コイルスプリング15のバネ力と主弁12及びピ
ストン3の重量を合計した力よりも大となり、図4に示
すように主弁12はストッパ16に当接するまで上昇し
全開となる。
【0048】而して、手動バルブVを閉じ、シリンダ2
の下部室4への高圧消火水の流入を遮断すると、コイル
スプリング15の復帰バネ力が、ピストン3を上方に押
し上げる力より大となり、主弁12と連動してピストン
ステム10及びピストン3が下降し、シリンダ2の下部
室4内に充填された消火水は、ピストン3に設けた小孔
Bからシリンダ2の上部室5に流入し、小孔Cから配管
20を経てバルブ主体1の二次側流路1bに排出され、
主弁12の一次圧受圧面12aに設けたシールリング1
3がコイルスプリング15のバネ力によりバルブシート
11に完全密着し、加圧開放弁は完全に閉じた状態とな
る。
【0049】上述したように、本発明の加圧開放弁は構
造が簡単で製造が容易なばかりでなく、振動や騒音等の
ウオーターハンマ現象の発生を確実に防止することがで
き、しかも、排水管や調圧弁等を一切必要としない。
【0050】また、前述した制御バルブ19を常閉型の
二方パイロット弁とし、二次側流路1bの消火水の圧力
が一定圧力に達した時点で開くように開放圧力を設定し
ておくことにより、制御バルブ19の開閉作業を省略し
得るという利点がある。
【0051】なお、制御バルブ19としては、手動バル
ブや二方パイロット弁に限らず、電磁弁等を使用し得る
ことは勿論である。
【0052】また、図5に示すように、シリンダ2の上
壁面7に嵌合孔8’を穿設し、該嵌合孔8’にシールリ
ング9を嵌装したブッシング21を嵌着してステム挿通
孔8を設けることにより、既存の加圧開放弁であっても
ウオーターハンマ現象の発生を確実に防止し、且つ、シ
リンダ2の動作に必要な下部室4及び上部室5内に充填
される大量の消火水を下水等に排出するための排水管や
調圧弁等を一切必要としない加圧開放弁が得られる。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば上述のように、構造が簡
単で製造が容易なばかりでなく、振動や騒音等のウオー
ターハンマ現象の発生を確実に防止することができ、し
かも、排水管や調圧弁等を一切必要としない加圧開放弁
を提供し得る等の優れた利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す縦断面図であ
る。
【図2】要部拡大縦断面図である。
【図3】動作状態を示す縦断面図である。
【図4】動作状態を示す縦断面図である。
【図5】本発明の第2の実施の形態を示す要部拡大縦断
面図である。
【図6】従来の加圧開放弁を示す縦断面図である。
【図7】従来の加圧開放弁を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 バルブ主体 1a 一次側流路 1b 二次側流路 2 シリンダ 3 ピストン 4 下部室 5 上部室 6 一次圧流入孔 7 上壁面 8 ステム挿通孔 9 シールリング 10 ピストンステム 10a 細径部 18 エゼクタ 19 制御バルブ 20 配管 A 小孔 B 小孔 C 小孔 D 小穴 V 手動バルブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) A62C 35/68

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バルブ主体(1)の一次側流路(1a)
    と手動バルブ(V)を介して接続した一次圧流入孔
    (6)を有し、小孔(B)を設けたピストン(3)によ
    り下部室(4)と上部室(5)に区分けされたシリンダ
    (2)の上壁面(7)に設けたステム挿通孔(8)にシ
    ールリング(9)を嵌装すると共に、前記ピストン
    (3)に突設したピストンステム(10)の前記ステム
    挿通孔(8)に臨む部分に所定長さの細径部(10a)
    を形成し、前記上部室(5)に設けた小孔(C)とバル
    ブ主体(1)の二次側流路(1b)に嵌装したエゼクタ
    (18)に設けた小孔(D)と連通するバルブ主体
    (1)の小孔(A)とを制御バルブ(19)を有する配
    管(20)で接続したことを特徴とする加圧開放弁。
  2. 【請求項2】 制御バルブ(19)が二方パイロット弁
    であることを特徴とする請求項1記載の加圧開放弁。
  3. 【請求項3】 シリンダ(2)の上壁面(7)に嵌合孔
    (8’)を穿設し、該嵌合孔(8’)にシールリング
    (9)を嵌装したブッシング(21)を嵌着してステム
    挿通孔(8)を設けたことを特徴とする請求項1記載の
    加圧開放弁。
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