JP3199790U - 予作動式流水検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スイングチャッキ構造の予作動式流水検知装置において、弁体のロック解除後に弁体が急激に開放することによる機器の損傷を防止可能な予作動式流水検知装置を提供する。【解決手段】中空状の本体１の内部に開閉可能に設置された弁体２がスイングチャッキ構造をしており、弁体２を閉止状態に維持可能なロック機構３と、ロック機構３による弁体２の係止および係止解除を制御するピストン機構４と、弁体２の開放による回動動作を検知して信号を出力可能な弁体開放検知機構とを備えており、弁体２は常時においてロック機構３により閉止状態であり火災感知器の作動によってロック機構３と弁体２との係止を解除するピストン機構４の動作を緩慢にする遅延機構を設置する。【選択図】図１

Description

本考案は、予作動式スプリンクラー設備に設置される予作動式流水検知装置に関するものである。

予作動式流水検知装置は、予作動スプリンクラー設備の配管上に設置されるものであり、一次側が水源と接続され二次側にはスプリンクラーヘッドが設置された配管と接続している。予作動式流水検知装置の弁体は常時閉じられており、該弁体はスプリンクラーヘッドの近傍に設置された火災感知器の作動によって開放される。

予作動式流水検知装置の構造の一例として、内部がスイングチャッキ式のものがある（特許文献１参照）。常時において弁体の端はロック手段により係止されて閉止状態に維持されている。火災時において火災感知器の作動によりロック手段の係止を解除して弁体が開放可能な構成となっている。

また特許文献２では、予作動式流水検知装置の二次側と接続している配管上に設置されたスプリンクラーヘッドの作動により、二次側配管内の水が作動したスプリンクラーヘッドから放出され、二次側配管側の水が減少するので一次側から二次側に水を供給可能な子弁を主弁体に設置した予作動式流水検知装置がある。この予作動式流水検知装置は、子弁の回動動作による変位を検出して信号を出力可能な構成となっている。

実開平２−３５７６０号 特開２００８−８６３９３号

上記の特許文献１に記載された予作動式流水検知装置では、一次側圧力が１０ｋｇ／ｃｍ2（１ＭＰａ）に対して二次側圧力が１ｋｇ／ｃｍ2（０．１ＭＰａ）と低く設定されているので、火災感知器の作動により弁体のロックが解除されて弁体が開放する際に、弁体が急激に開放動作して弁体や弁体の開放動作の軌跡上に配置されている部材が破損してしまうおそれがある。

そこで本考案では、上記問題に鑑み、スイングチャッキ構造の予作動式流水検知装置において、弁体のロック解除後に弁体が急激に開放することによる予作動式流水検知装置および配管上の構成機器の損傷を防止可能な予作動式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、本考案は以下の予作動式流水検知装置を提供する。
すなわち、中空状の本体の内部に開閉可能に設置された弁体がスイングチャッキ構造をしており、弁体を閉止状態に維持可能なロック機構と、該ロック機構による弁体の係止および係止解除を制御するピストン機構と、弁体の開放による回動動作を検知して信号を出力可能な弁体開放検知機構とを備えており、弁体は常時においてロック機構により閉止状態であり火災感知器の作動によってロック機構と弁体との係止を解除するピストン機構の動作を緩慢にする遅延機構を設置したことを特徴とする予作動式流水検知装置である。

これによれば、本考案の予作動式流水検知装置のロック機構が解除されたときに、本体内の一次側に充填されている流体の圧力が二次側に充填されている流体の圧力よりも高く、この圧力差によって弁体が急激に回動動作するおそれがある。本考案ではピストン機構の動作が緩慢になることでロック機構の動作も緩慢となり、弁体がロック機構に係止されている間、弁体の開放動作を遅延することができる。弁体がロック機構に係止されている間に弁体の微開状態が維持され一次側から二次側へ水が供給されて、一次側と二次側の圧力差を減少させる。これにより弁体が受ける一次側の圧力による力が減少して、弁体開放時の急激な回動動作を緩和することで、弁体の破損やウォータハンマー現象の発生を防止して予作動式流水検知装置内部の破損や、配管上に設置された機器の破損を防止することができる。

前記本考案については、ピストン機構は筒状のチャンバー、チャンバー内を摺動可能なピストン、ピストンに接続されロック機構を押圧可能なロッドから成り、チャンバーは給水口と排水口を有しており、給水口は流水検知装置の一次側に配置された給水源の水を供給可能とし、排水口には電動弁を接続して構成可能である。これによれば、ピストンの動力源として流水検知装置の一次側に充填された水または、その水の給水源を使用することでチャンバー内のピストンを移動させることができ、別途動力源を設けなくて済む。また電動弁の開閉によりチャンバー内の水の排出・充填をすることでピストンの移動を制御することができる。

前記本考案については、ピストンにピストンの外径よりも僅かに小径である外径を有する流水抵抗部を設置して、該流水抵抗部の近傍に設置した排水口を通ってチャンバー内から排出される水量を減少させることができる。これによれば、流水抵抗部によりチャンバー内の水が排水口から外部へ流れ出る水量を制限し、ピストンの動きを緩慢にすることができる。

前記本考案については、排出口に流量制御が可能な電動弁を設置して構成可能である。これによれば電動弁の流量を制御することでピストンの動作を緩慢にすることができる。例えば、電動弁の流量を最初は少ない流量を維持してチャンバー内から外部に排出される水量を制限し、弁体とロック装置の係合が解除された後は電動弁の流量を多くすることができる。

前記本考案については、ピストン機構の動作を２段階で行い、第１段階の動作で弁体を微開状態に保ち、第２段階の動作で弁体を全開放可能な状態に構成することが可能である。
これによれば、例えば第１段階の動作により弁体の微開状態を維持している間に本体の一次側に充填された流体を二次側に流入させて一次側の圧力と二次側の圧力が略等しくなってから第２段階の動作によって弁体を全開放可能な状態にすることでウォーターハンマー現象の発生を防止して配管上に設置された機器の破損を防止することができる。

また、上記の第１段階の動作は火災感知器の作動により開始して、第２段階の動作を火災感知器の作動から所定時間が経過した後に動作させることができる。これにより流水検知装置の二次側に接続された二次側配管の容積によって第２段階の動作が開始される時間を任意に設定することができる。あるいは第２段階の動作を流水検知装置の二次側の圧力が所定圧力以上となったときに行うことができる。これ以外に、第２段階の動作を流水検知装置の弁体開放検知機構が弁体の開放を検知した信号の出力によって行うことができる。

前記本考案については、ロッドが接続されたピストンの反対側に、先端がチャンバー外部へ突出した位置検出ロッドを固定接続し、位置検出ロッドの近傍に設置したスイッチ装置のオン・オフ状態により電動弁を開閉制御可能とした。これによれば、位置検出ロッドによりチャンバー内のピストンの位置およびロッドの先端位置が把握可能となり、位置検出ロッドの近傍に設置したスイッチ装置によって電動弁を開閉制御して弁体の微開状態を維持可能とした。

前記本考案については、弁体開放検知機構の一端が弁体と接触して付勢部材により弁体開放方向に付勢されており、弁開時には弁体から離れる方向に変位して、その変位を検知して信号を出力するように構成可能である。
これによれば、弁体の周縁に接触している弁体開放検知機構の破損を防止できる。つまり弁体開放検知機構の一端は弁体の周縁と接触しているので弁体の開放動作の妨げとならず、弁体の開放動作により負荷を受けることがない。また弁体が開放動作する軌跡と弁体開放検知機構の一端が動作する軌跡とが重ならないので、弁体開放検知機構の一端が弁体の回動動作を妨げない。

前記本考案については、弁体には弁座内部側に延出したスカートを有しており、閉弁状態において弁座内部の流路と突起との間に間隙部が形成されるよう構成することが可能である。
これによれば、火災感知器の作動によってロック機構が解除された後に、本体の二次側に接続されたスプリンクラーヘッドが作動して二次側の流体がスプリンクラーヘッドから放出されて二次側の流体が減圧することにより一次側の流体圧力によって弁体が二次側方向へ押し上げられて開放動作するが、このとき弁体のスカートと弁座内部の流路の間の間隙部によって弁体の開放量が増加される。弁体の開放量が増加すると弁体開放検知機構による弁体の開放検知が容易となり、弁体開放検知機構の構成部品を市販の汎用部材で構成可能となり安価に製造することができる。

前記本考案については、ロック機構を弁体の中心に設置して構成可能である。
これによれば、ロック機構に作用するピストン機構の押圧力を弁体の中心に伝えることが可能となり、弁体の中心に力が印加されることで弁体と弁座の間に設置されたシール部材に均等に力が加わり密封性が良好となる。

前記本考案については、停電時にロック機構が解除されるように構成可能である。
これによれば、従来において停電時に火災感知器から予作動式流水検知装置へ信号の受け渡しができなくなった状態で火災が発生すると、火災の熱によりスプリンクラーヘッドが作動しても、予作動式流水検知装置の弁体がロックされているのでスプリンクラーヘッドに水を供給することができずに、火災を延焼させてしまうおそれがあった。本考案の流水検知装置はロック機構が解除された状態において通常の湿式流水検知装置と同じ構成、機能を有するものとなり、停電時に火災が発生した場合はスプリンクラーヘッドの作動によって弁体が開放して一次側から二次側へ水を送ることができる。停電時にロック機構を解除する具体的な構成として、ピストン機構内へ流体を供給・遮断可能な電動弁にスプリングリターン方式のものを用いることで停電時にロック機構が解除されるように構成することができる。

前記本考案については、本体の二次側に充填される流体を負圧として構成可能である。
これによれば、本考案の流水検知装置はピストン機構の動作を緩慢にすることが可能であり弁体開放時に急激に弁体が開放されることを防止できるので本体の二次側が負圧の場合でもウォーターハンマー現象の発生を防止して配管上に設置された機器の破損を防ぐことができる。

上記に説明したように本考案によれば、スイングチャッキ構造の予作動式流水検知装置において、弁体の急激な開放動作による予作動式流水検知装置の破損および配管上に設置された機器の破損を防止可能な予作動式流水検知装置を実現することができる。

第１実施形態の断面図 図１のＸ−Ｘ断面図 図２のＹ−Ｙ断面図 予作動式スプリンクラー設備の系統図 ロック解除途中の断面図 ロック解除後の断面図 第２実施形態の断面図 第２実施形態の第１段階の動作状態を説明する断面図 第２実施形態の第２段階の動作状態を説明する断面図 第３実施形態の断面図 第３実施形態の第１段階の動作状態を説明する断面図 第３実施形態の第２段階の動作状態を説明する断面図 第４実施形態の断面図 図１３のＸ１−Ｘ１断面図 第４実施形態の動作状態を説明する断面図

第１実施形態（図１〜図６）
本考案の予作動式流水検知装置Ａ１は、本体１、弁体２、ロック機構３、ピストン機構４、弁体開放検知機構５から構成される。

本体１は中空状であり、上下の端には配管と接続するためのフランジ１１が形成されている。本体１の内部はスイングチャッキ構造となっており、内部の隔壁１２によって一次側Ｉと二次側ＩＩに仕切られており、隔壁１２には穴１３が穿設されている。穴１３には円筒形状のシートリング１４が設置されており、シートリング１４の一端側に弁体２が載置され、弁体２が載置される面が弁座１５となっている。本体１の二次側ＩＩには、二次側ＩＩ内の流体を外部に排出するための排水弁１６が設置されている。

弁体２は円板形状をしており弁座１５の上に回動自在に載置されている。弁体２の回動軸２１は二次側ＩＩに設置されており、回動軸２１が設置された側と反対の側にロック機構３およびピストン機構４が配置されている。

弁体２において弁座１５と接触する面の内側には、シートリング１４の内側へ延出したスカート２２が形成されている。スカート２２は弁体２にボルト２２Ａによって固定設置されており、スカート２２の一次側Ｉ方向の端はやや先細りとなるテーパー状に形成されている。スカート２２の側面とシートリング１４の内側との間には間隙部２３が形成される。間隙部２３は弁体２の開放量を増加する作用を有している。

具体的に説明すると、二次側ＩＩの末端に接続された後述するスプリンクラーヘッド６２の近傍に設置されている火災感知器６４が作動するとロック機構３が解除され弁体２が開放可能な状態となる。弁体２は一次側Ｉ内の流体圧力と二次側ＩＩ内の流体圧力が作用しており、ロック機構３が作用している状態では一次側Ｉの圧力が二次側ＩＩの圧力よりも高く設定してあるので、ロック機構３が解除された直後においては一次側Ｉの圧力により弁体２が開放して一次側Ｉの流体が二次側ＩＩへ供給される。

やがて一次側Ｉの圧力と二次側ＩＩの圧力は同圧となり弁体２は弁座１５に着座する。その後に、スプリンクラーヘッド６２が火災の熱によって作動すると二次側ＩＩの圧力が減少するので一次側Ｉ内の流体圧力によって弁体２は弁座１５から離れて開放する。そのとき一次側Ｉから二次側ＩＩへ供給される水量は作動しているスプリンクラーヘッド６２から放水される水量しか通過しないので、スカート２２と間隙部２３により水が通過できる面積を絞ることで弁体２の開放（回動）量を増加することができる。

弁体２の開放量を増加させたことで、弁体開放検知機構５に用いられるスイッチ装置５６は汎用の安価なものを使用することが可能となる。また弁体２の開放量が大きいことにより、弁体開放検出範囲を広く設定することができるので、弁体開放検知性能が安定しており信頼性が高い弁体開放検知機構５を安価に製造することが可能となる。

ロック機構３は弁体２を係止して閉止状態を維持するものであり、「く」の字型をしている。ロック機構３は弁体２の近傍に設置され、ロック状態時にはロック機構３の中間の屈曲部に形成された爪部３１が弁体２の周縁と係合している。爪部３１が接触している弁体２の周縁は回動軸２１から最も離れた位置となっており、これにより小さな力で弁体２の開放を阻止することができる。従って後述するピストン機構４がロック機構３に及ぼす力も小さなもので済みピストン機構４の小型化につながる。

ロック機構３の下端側には回動軸３２が設置されており回動自在である。ロック機構の上端側はピストン機構４が作用する。ロック機構３にはトーションバネ３３が設置されており、トーションバネ３３によりロック機構３は弁体２と離れる方向に付勢されている。トーションバネ３３はロック状態が解除された際にロック機構３を弁体２から離して係合状態を解除させる作用を有する。

ピストン機構４はロック機構３のロック状態とロック解除状態を制御するものであり、本体１の外部に設置された円筒型のチャンバー４１とチャンバー４１の内部を摺動可能なピストン４２、ピストン４２に設置されたロッド４３を有している。

チャンバー４１には一次側Ｉと接続している給水管４４が設置されている。給水管４４上には逆止弁４４Ａが設置されており、チャンバー４１内の水が一次側Ｉに流れることを防止している。また、チャンバー４１には排水管４５が接続されており、排水管４５上には電動弁ＥＶが設置されている。給水管４４にはオリフィス４６が設置されており、チャンバー４１内に流入する水量を制限している。

ピストン４２にはロッド４３が固定設置されている。ロッド４３の先端は本体１の内部に突出しておりロック機構３の上端を押圧している。ピストン４２はチャンバー４１内に水を充填・排出することで図中左右に摺動可能である。ピストン４２の動作制御について説明すると、弁体２をロック状態にするときには電動弁ＥＶを閉止して給水管４４から一次側Ｉの水をチャンバー４１内に充填させることでピストン４２を図中右側に移動させてロック機構３の上端を押圧することで爪部３１が弁体２の周縁を押圧して弁体２の閉止状態を維持する。ロック状態を解除するときには電動弁ＥＶを開放してチャンバー４１内の水を排水管４５を通じて外部に排出する。するとチャンバー４１内の水の圧力が低下するのでロック機構３を介して弁体２の周縁に作用する押圧力が低下して、一次側Ｉの水の圧力によって弁体２は二次側ＩＩの方向に押し上げられ弁体２が開放する。

ピストン４２には「遅延機構」として流水抵抗部４２Ａが固定設置されており、該流水抵抗部４２Ａは円柱形状をしており外径はピストン４２の外径より僅かに小径に形成されている。流水抵抗部４２Ａの外周近傍にチャンバー４１の排水口が設置されており排水口には前述の排水管４５が接続されている。チャンバー４１内の水は流水抵抗部４２Ａの外周とチャンバー４１の間の僅かな隙間によって排水口へ流出する水量を制限している。つまり、流水抵抗部４２Ａの外周近傍にチャンバー４１の排水口が設置されているので、チャンバー４１内の水は前述の隙間を通過した僅かな水量しか排出口から流出させることができない。

チャンバー４１内の水を排出してピストン４２が図中左側に移動すると、ピストン４２に固定設置されている流水抵抗部４２Ａも左側に移動する。ピストン４２と流水抵抗部４２Ａの間には空間４２Ｂが設けられており、ピストン４２が左側に移動して流水抵抗部４２Ａと排水口が離れると、排水口への流れを妨げるものが無くなりチャンバー４１内の水をより多く排出可能となる。この段階で弁体２とロック装置３の係合が解除される。

ピストン４２の移動により流水抵抗部４２Ａと空間４２Ｂが可変オリフィスとして機能し、チャンバー４１内の水を排水口から流出する際の水量を変化させることができる。つまり流水抵抗部４２Ａの外周と排水口が近接しているときには排出口から流出する水量は少なく、流水抵抗部４２Ａの外周と排水口が離れると排出口から流出する水量を多くすることができる。これにより流水抵抗部４２Ａの外周と排水口が近接しているときにはピストン４２の動きを緩慢にすることができる。

電動弁ＥＶは停電時に開放状態となるものを用いると、停電時に予作動式流水検知装置Ａ１を湿式流水検知装置として機能させることができる。具体的に説明すると、停電時にチャンバー４１内の水を排出してロック解除状態とすることで弁体２が開閉可能な状態となり、特開２０１１−２５５０５８号公報や特開２０１１−１５２１８２号公報に記載された湿式流水検知装置と同じ機構・機能を有する。電動弁ＥＶとして例えば停電時にはバネの力により開放状態になるスプリングリターン式の電動弁を用いてもよい。または通電時に閉弁する電磁弁を用いることも可能である。

弁体開放検知機構５は図２および図３に示すように本体１の外部の背面に設置される。ピストン機構４の近傍に弁体開放検知機構５を設置するスペースがあればピストン機構４の近傍に設置することも可能である。弁体開放検知機構５の検知棒５１は弁体２の周縁に形成された突出部２４の下面と接触している。この検知棒５１の突出部２４と接触している側の先端は鍔状に形成されたフランジ５２となっている。

検知棒５１は弁体開放検知機構５内に回動軸５３を有しており図３において上下方向に揺動可能である。検知棒５１のフランジ５２は弁体開放検知機構５内の付勢部材である圧縮バネ５４によって弁体２の開放方向つまり図１において上方に付勢されている。従って弁体２が開放動作すると圧縮バネ５４の作用により検知棒５１のフランジ５２は図中上方へ回動動作する。一方、検知棒５１の弁体開放検知機構５内部に配置された側の端５５も下方へ回動変位する。検知棒５１の端５５の近傍に配置されたスイッチ装置５６は、端５５により係止されていたスイッチ押圧片５７が開放されスイッチ装置５６側に移動する。スイッチ押圧片５７は図示しない遅延装置によりゆっくりスイッチ装置５６側に移動してスイッチ装置５６をオン状態として外部に信号が出力される。遅延装置の作用により検知棒５１が回動動作してから数秒〜数十秒経過後にスイッチ装置５６がオン状態になる。

回動変位した検知棒５１は図３の二点鎖線で示すように、本体１の内部と弁体開放検知機構５の間の貫通穴１７の端に係留されており、弁体２が開放した後で閉止状態に戻るときには貫通穴１７の端に係留されている検知棒５１のフランジ５２が弁体２の突出部２４と係合するので、弁体２が弁座１５に着座する際には検知棒５１も元の状態に戻ることができる。尚、弁体開放検知機構５の詳しい内部構造は特開特開２０１１−１５２１８２号公報に記載されているので上記以外の部分の説明は省略する。

上記に説明した流水検知機構５の検知棒５１は二次側ＩＩに設置されているが、これに限らず一次側Ｉに設置することも可能である。この場合、検知棒５１の先端をスカート２２に接触させて弁体開放方向に付勢させて構成することができる。上記を含む流水検知機構の変形例として国際公開番号ＷＯ２０１０／１４７１１２号に記載されているものを本考案に適用することが可能である。

続いて第１実施形態の予作動式流水検知装置Ａ１の動作について説明する。
予作動式流水検知装置Ａ１は予作動式スプリンクラー設備の配管上に設置される。図４に示すように予作動式流水検知装置Ａ１の一次側Ｉは貯水槽ＷやポンプＰが設置された一次側配管６１と接続され、二次側ＩＩは末端にスプリンクラーヘッド６２が設置された二次側配管６３と接続している。一次側配管６１および二次側配管６３には貯水槽からポンプＰで汲み上げた水が充填されている。ここで、一次側配管６１内の水の圧力よりも二次側配管６３内の水の圧力は低く設定されている。場合によっては二次側配管６３内の水の圧力を負圧とすることも可能である。

スプリンクラーヘッド６２の近傍には火災感知器６４が設置されており、火災感知器６４は予作動制御盤６５と電気的に接続され、予作動制御盤６５は電動弁ＥＶと電気的に接続されている。図１に示すように電動弁ＥＶは平時において閉止状態となっており、チャンバー４１内には一次側Ｉから給水管４４を通じて水が供給され、ピストン４２が図中右側に移動した状態となる。

ピストン４２に固定設置されたロッド４３の先端はロック機構３を押圧している。図１においてロック機構３は回動軸３２を中心に時計回り方向へ押圧されている。それによりロック機構３の中間に形成された爪部３１が弁体２の周縁部を押圧して弁体２の開放を阻止している。

火災が発生すると、スプリンクラーヘッド６２の近傍に設置された火災感知器６４が作動する。火災感知器６４の作動信号は予作動制御盤６５に出力され、予作動制御盤６５は電動弁ＥＶへ開放信号を出力する。電動弁ＥＶが開放するとチャンバー４１内の水が流水抵抗部４２Ａとチャンバー４１の内周面の間を通過して排水口から排水管４５を通って外部へ流出してチャンバー４１内の圧力が低下する。

チャンバー４１内の圧力低下によりピストン４２をロック機構３側に押圧する力が減少して、ピストン４２がロッド４３の先端からロック機構３を押圧する力よりも、弁体２の一次側Ｉから作用する水の圧力による力が上回り、ロック機構３は反時計回りに回動するとともにピストン４２は図中左側に移動を始める。チャンバー４１内の水は流水抵抗部４２Ａの外周とチャンバー４１の間の僅かな隙間を通過して排水口から排水管４５へ流出する。このとき、流水抵抗部４２Ａによってチャンバー４１内の排水が妨げられ、チャンバー４１から排水管４５には少量しか水が流出しないのでピストン４２はゆっくり動作する。

ピストン４２の移動によりロッド４３の先端は図中左側へ移動する。またロック機構３もトーションバネ３３によって回動軸３２を中心に回動してロッド４３と接触している上端側が図中左へ移動する。一方、弁体２は一次側Ｉ内の水の圧力によって二次側ＩＩの方向に押圧されているので、ロック機構３の回動変位により弁体２も回動軸２１を支点として爪部３１との係合状態を維持しながら僅かに開放する（図５参照）。この僅かな弁体２の開放により一次側Ｉの水が二次側ＩＩ内に流入して、二次側ＩＩ内の圧力が上昇する。

この間にもチャンバー４１内の水が少量ずつ排水され続けており、チャンバー４１内の水が排出されピストン４２が図中左側に移動を続けると、やがてロック機構３の爪部３１と弁体２の周縁の係合状態は解除され弁体２が開放する。

弁体２は一次側Ｉの水の圧力により二次側ＩＩへ押され弁体２が全開放して一次側Ｉの水が二次側ＩＩへ流入する（図６参照）。やがて一次側Ｉと二次側ＩＩの水の圧力が略等しくなり、弁体２は自重によって弁座１５に着座する。このロック装置３が解除され弁体２が閉止している状態において予作動式流水検知装置Ａ１は一般の湿式流水検知装置と同じ機能・作用を行うことができる。

火災感知器６４の作動後にスプリンクラーヘッド６２が火災の熱によって作動すると、作動したスプリンクラーヘッド６２から二次側配管６３内の水が放出されるので二次側配管６３および二次側ＩＩ内の水の圧力は減少する。

二次側ＩＩの水の圧力減少により、弁体２に一次側Ｉから作用する水の圧力による力が二次側ＩＩから作用する力を上回り、弁体２が開放動作する。このとき一次側Ｉから二次側ＩＩへ供給される水量は作動しているスプリンクラーヘッド６２から放水される水量しか通過しないので、弁体２は閉止位置から５〜１０°程度開いた状態となる。

この弁体２の開放による変位量を弁体開放検知機構５が検出して流水信号を出力する。具体的には図３にて二点鎖線で示すように検知棒５１を付勢する圧縮バネ５４が回動軸５３を中心としてフランジ５２側の端を図中上方に回動させる。また、スイッチ装置５６側の端５５を図中下方に回動させる。

ここで検知棒５１は弁体２の開放方向と離れる方向に回動する。具体的に説明すると、図２に示すように検知棒５１の回動軸５３は弁体２の回動軸２１から略９０°回転させた位置関係となっており、弁体２と検知棒５１の回動方向が異なっている。これにより弁体２の開放動作の軌跡と検知棒５１の回動動作の軌跡とは交わらないので、弁体２が急激に開放動作した場合に検知棒５１が弁体２の動作によって損傷することや過負荷を受けることを防止できる。

スイッチ装置５６側の端５５の回動によりスイッチ装置５６がオン状態となり、管理人室に設置されている受信盤に流水信号を出力して、館内の人々に火災が発生したことを報知することができる。また一方では、ポンプＰが連続運転を開始して貯水槽Ｗから汲み上げた水を作動したスプリンクラーヘッド６２から連続的に放出して室内へ散布し、火災を消し止めることができる。

上記に説明した第１実施形態において、「遅延機構」として電動弁ＥＶを流量制御が可能なものを設置するとピストン４２の動作を緩慢にすることができる。例えば、電動弁ＥＶの流量を火災感知器６４が作動した直後は少ない流量を維持してチャンバー４１から外部に排出される水量を制限することでピストン４２の動きを緩慢にさせて弁体２とロック装置３の係合状態をある程度の時間維持することができる。弁体２とロック装置３の係合が解除された後は電動弁ＥＶの流量を多くしてチャンバー４１内の水を外部に排出することができる。火災感知器６４が作動した直後の電動弁ＥＶの流量は二次側配管６３の容積にあわせて調節可能である。

第２実施形態（図７〜図９）
次に第２実施形態について説明する。第２実施形態では第１実施形態と構成が同じ箇所には同符号を付して詳細な説明は省略する。第２実施形態はピストン機構の動作を２段階で行い、第１段階の動作で弁体を微開状態に保ち、第２段階の動作で弁体を全開放可能な状態に構成したものである。より具体的にはピストンの動作をスイッチ装置によって検出して電動弁の開閉制御を行うことでピストンの移動を制御可能にしたものである。

図７に示す予作動式流水検知装置Ａ２は、ピストン４２からチャンバー４１の外部に突出して設けられた位置検出ロッド４８が設けられている。位置検出ロッド４８はピストン４２に固定設置されており、ピストン４２と一緒に移動する。位置検出ロッド４８の先端には段部４９が形成されており、段部４９の近傍にはリミットスイッチＳ１が設置されている。リミットスイッチＳ１、電動弁ＥＶ、火災感知器６４は予作動制御盤６５と電気的に接続されており、リミットスイッチＳ１と火災感知器６４の状態により電動弁ＥＶの開閉制御が可能となっている。

位置検出ロッド４８によりチャンバー４１内のピストン４２の位置およびロッド４３の先端位置が把握可能となり、位置検出ロッド４８の近傍に設置したリミットスイッチＳ１によって電動弁ＥＶを制御して弁体２の微開状態を維持することができる。

図７に示す平時において、リミットスイッチＳ１は段部４９とは接触しておらず、オフ状態となっている。火災が発生して火災感知器６４が作動すると火災感知器６４の信号は予作動制御盤６５に入力され、予作動制御盤６５から電動弁ＥＶに開放信号が送られる。

電動弁ＥＶが開放すると、排水管４５からチャンバー４１内の水が排出される。これによりピストン４２が図中左側へ移動する。ピストン４２に固定設置された位置検出ロッド４８も同様に左側に移動し、位置検出ロッド４８の先端の段部４９が移動する。段部４９の移動によりリミットスイッチＳ１はオン状態となる。このとき、ロック機構３の爪部３１は弁体２と係合した状態にある（図８参照）。

リミットスイッチＳ１の信号を受けた予作動制御盤６５は電動弁ＥＶに閉止信号を送り、電動弁ＥＶが閉止する。電動弁ＥＶの閉止によりチャンバー４１内には水が充填され、ピストン４２は図中右に移動する。ロック機構３により弁体２は弁座に着座する方向に回動する。ピストン４２の右方向への移動により、リミットスイッチＳ１が再びオフ状態となる。リミットスイッチＳ１の信号を受けた予作動制御盤６５は電動弁ＥＶに開放信号を送り、電動弁ＥＶが開放して、ピストン４２は図中左へ移動する。

上記の動作を火災感知器６４の作動信号を受けてから所定時間繰り返した後に、リミットスイッチＳ１の状態にかかわらず予作動制御盤６５から電動弁ＥＶを開放する信号を出力する。これにより図９のようにピストン４２はチャンバー４１の左端へ移動し、ロック機構３と弁体２の係合が解除されて弁体２が開放する。

上記においては、火災感知器６４の作動信号を受けてから所定時間経過後に弁体２とロック機構３の係合を解除したが、これに限らず、火災感知器６４の作動信号を受けてから二次側配管６３内の圧力値が所定値以上となった場合に弁体２とロック機構３の係合を解除することも可能である。あるいは、弁体開放検知機構５のスイッチ装置５６がオン状態となり信号を出力した際に弁体２とロック機構３の係合を解除することもできる。

第３実施形態（図１０〜図１２）
次に第３実施形態の予作動式流水検知装置Ａ３について説明する。第３実施形態では第１実施形態と構成が同じ箇所には同符号を付して詳細な説明は省略する。第３実施形態はピストン機構の動作を２段階で行い、第１段階の動作で弁体を微開状態に保ち、第２段階の動作で弁体を全開放可能な状態に構成したものであり、より具体的にはピストンと、ピストン近傍に設置したディスクの動作によりピストン機構の動作を２段階で行うものである。

第３実施形態においてピストン機構の構成以外は第１実施形態と構成が同じである。第３実施形態のピストン機構７は本体１の外部に設置された円筒型のチャンバー７１を有しており、チャンバー７１の内部には段７１Ａが形成され、この段７１Ａを境にチャンバー７１のロック機構３側を大径部とし、反対側を小径部とする。ピストン４２は小径部側に配置され、大径部内にはロッド４３が通過可能な穴を有するディスク７２が配置されている。ディスク７２の外径寸法はチャンバー７１の大径部の内径より僅かに小さく、ディスク７２は大径部内を摺動可能である。

チャンバー７１には給水管７３Ａ、７３Ｂおよび排水管７４Ａ、７４Ｂが接続されており、それによりチャンバー７１内へ一次側Ｉの水を供給・遮断することができる。排水管７３Ａ、７４Ａは排水管４５Ａに接続されている。チャンバー７１内に配置されたピストン４２とディスク７２は、一次側Ｉの水の供給・遮断によりチャンバー７１内を移動させることができる。

給水管７３Ａと排水管７４Ａはチャンバー７１の大径部側に接続されている。給水管７３Ａには電動弁Ｖ１が接続されており、チャンバー７１の大径部側へ一次側Ｉの水を給水・遮断することでディスク７２の移動を制御することができる。排水管７４Ａには逆止弁７５が設置されており、排水管７４Ａからチャンバー７１の大径部内への流体の流入を阻止している。

同様に給水管７３Ｂと排水管７４Ｂはチャンバー７１の小径部側に接続されている。排水管７４Ｂは前述のとおり排水管４５に接続されており、排水管４５には電動弁Ｖ２が接続されており、電動弁Ｖ２を開放すると排水管７３Ｂ、７４Ｂを通じてチャンバー７１内の流体を排水管４５から外部へ排出することがができる。また、排水管４５と７４Ａ、７４Ｂの合流点付近にはエアチャンバー７６が設置されている。

電動弁Ｖ１、Ｖ２は第１実施形態の電動弁ＥＶと同様なものを使用することができ、火災感知器６４とは予作動制御盤６５を介して電気的に接続されている。

ここで、火災時におけるピストン４２とディスク７１の動作について説明する。尚、予作動式流水検知装置Ａ２は、図４に示す第１実施形態の予作動式流水検知装置Ａ１と同様の配管系統に接続した状態として説明する。

平時において予作動式流水検知装置Ａ２は図７に示すように、弁体２はロック機構３により開放を阻止されたロック状態となっている。チャンバー７１の小径部側には一次側Ｉの水が充填されており、電動弁Ｖ１、Ｖ２が閉止状態にある。ピストン４２に固定接続されたロッド４３の先端はロック機構３を押圧しており、これ以上ピストン４２はディスク７２側（チャンバー７１の大径部側）に移動できない状態にある。

火災が発生して火災感知器６４が作動すると、火災感知器６４の信号が予作動制御盤６５に出力され、予作動制御盤６５から電動弁Ｖ１の開放信号が出力される。開放信号により電動弁Ｖ１は開放され、チャンバー７１の大径部内に一次側Ｉの水が供給される。

すると、ディスク７２には一次側Ｉから供給された水の圧力が加わる。ディスク７２の外径はピストン４２の外径より大きいので、ディスク７２に作用する一次側Ｉの水の圧力による力がピストン４２に作用する一次側Ｉの水の圧力による力を上回り、ディスク７２がピストン４２側（小径部側）に移動してチャンバー７１内の段７１Ａに係止される。このときディスク７２の移動により排水管７４Ｂが接続されている側のチャンバー７１内の水の一部がエアチャンバー７６内に流れ込む。

ピストン４２の移動によって、ロック機構３はトーションバネ３３の作用によって反時計回りに回動する。これにより弁体２は僅かに開放するので一次側Ｉの水が二次側ＩＩ内に流入して、二次側ＩＩ内の圧力が上昇する。火災感知器６４が作動してディスク７２が移動することにより弁体２が僅かに開放した微開状態に保持する動作が第１段階の動作である（図８参照）。

これにより、一次側Ｉと二次側ＩＩの水の圧力差を緩和して弁体２が一次側Ｉの水の圧力から受ける開放側への力を小さくし、弁体２が急激に開放することを防止できる。

第１段階の状態から所定時間維持した後、または二次側ＩＩの水の圧力値が所定値以上となるまで維持した後に、第２段階の動作により弁体２を全開放可能にするために電動弁Ｖ２を開放する。

電動弁Ｖ２の開放によりチャンバー７１に充填されている水が排水管４５を通り外部に排出される。弁体２は一次側Ｉの水の圧力により二次側ＩＩの方向へ力を受けており、ピストン４２はロッド４３とロック機構３を介して弁体２によって押圧され、ディスク７２から離れる方向に移動する。

ピストン４２の移動により、ロック機構３と弁体２のロック状態は解除され、弁体２が開閉可能な状態となる（図９参照）。このとき一次側Ｉの水の圧力と二次側ＩＩの水の圧力との間に圧力差がある場合、弁体２が開放動作して一次側Ｉから二次側ＩＩへ水が供給される。この後に一次側Ｉと二次側ＩＩの水の圧力が等しくなると弁体２は自重によって弁座１５に着座する。このロック装置３が解除され弁体２が閉止している状態において予作動式流水検知装置Ａ２は一般の湿式流水検知装置と同じ機能・作用を行うことができる。

これより後のスプリンクラーヘッド６２が作動した場合の動作は第１実施形態と同様である。

第４実施形態（図１３〜図１５）
次に第４実施形態の予作動式流水検知装置Ａ４について説明する。第４実施形態では第１実施形態と構成が同じ箇所には同符号を付して詳細な説明は省略する。第４実施形態はロック機構を弁体上に設置したものである。

図１３〜図１５に示す第４実施形態において、本体１、弁体２、弁体開放検知機構５は第１実施形態と同様な構成である。ロック機構３は弁体２の中心に設置されており、ピストン機構４は弁体２の回動軸２１側に配置されている。

ロック機構３は棒状であり、弁体２の中心に固定設置されている。弁体２の中心と、ロック機構３の中心軸が同軸となるように配置されており、さらに端面が弁座１５であり筒状をしたシートリング１４の中心軸とロック機構３の中心軸が同軸となるように設置されている。これによりロッド４３の押圧力がロック機構３を介して弁体２の中心に伝わり、弁体２の弁座１５との当接面に均等に押圧力が加わるので弁体２と弁座１５の間に設置されたＯリング２５の潰し量が均一になり密封性がよくなる。

ロック機構３の側面側からピストン機構４のロッド４３の先端が作用している。ピストン機構４は弁体２の回動軸２１側に配置されており、これにより弁体２が開放状態のときにもロック機構３をロッド４３により押圧して弁体２を開放状態から閉止状態にすることができ、弁体２の開閉制御が可能となる。

ピストン機構４には、チャンバー４１内に圧縮バネＢを設置することができる。圧縮バネＢはチャンバー４１の本体１側の壁面とピストン４２の間に設置されており、弁体２が閉止した状態においてばピストン４２により押圧され、圧縮された状態となっている（図１３、図１４に「圧縮バネＢ」は図示せず）。チャンバー４１内の水が排出されると圧縮バネＢはピストン４２を図中右側へ付勢して弁体２の閉止状態の解除を促す作用を有している。これにより一次側Ｉと二次側ＩＩの圧力差が少ない場合に、弁体２の開放を促すことができる。

ピストン機構４の遅延機構として、電動弁ＥＶを流量制御が可能なものを設置する。これにより火災感知器６４が作動した直後は電動弁ＥＶの流量を、オリフィス４６を通過してチャンバー４１内に供給される水量より僅かに多い流量とし、チャンバー４１内の水の排出量を少なくしてピストン４２の動作を緩慢にして、弁体２の開放量を少なくする。そして火災感知器６４の作動から所定時間が経過した後に電動弁ＥＶの流量を増加させ、チャンバー４１内への供給量よりも排出量を多くしてピストン４２を図中右側へ移動させ、弁体２を全開放可能な状態とすることができる。

上記においては、火災感知器６４の作動信号を受けてから所定時間経過後にチャンバー４１内の水の排出量を増加させたが、これに限らず、火災感知器６４の作動信号を受けてから二次側配管６３内の圧力値が所定値以上となった場合にチャンバー４１内の水の排出量を増加することも可能である。あるいは、弁体開放検知機構５のスイッチ装置５６がオン状態となり信号を出力した際にチャンバー４１内の水の排出量を増加することもできる。

弁体２を全開放可能な状態とした後に、電動弁ＥＶを閉止するとチャンバー４１内に一次側Ｉの水が充填され、ピストン４２が図中左側へ移動してロッド４３が棒状のロック機構３を押圧して弁体２を閉止状態に戻すことができる。

本考案の予作動式流水検知装置は、上記では二次側配管に水が充填されている湿式予作動スプリンクラー設備に設置した実施形態を説明したが、これに限らず二次側配管内の水を真空引きして負圧に維持した負圧予作動スプリンクラー設備に設置することも可能である。さらに、二次側配管に空気や不燃ガスを充填した乾式予作動スプリンクラー設備に設置することも可能である。

これらの予作動式スプリンクラー設備に本考案の予作動式流水検知装置を設置することで、火災感知器が作動して弁体のロック状態が解除された際に、弁体の開放動作を緩慢または段階的に開放させることで弁体が急激に開放動作することを防止できる。これにより流水検知装置に配備されている弁体開放検知機構の破損や配管上に配置されている機器の破損を防止することができる。

Ａ１ 第１実施形態の予作動式流水検知装置
Ａ２ 第２実施形態の予作動式流水検知装置
Ａ３ 第３実施形態の予作動式流水検知装置
Ａ４ 第４実施形態の予作動式流水検知装置
１ 本体
２ 弁体
３ ロック機構
４ ピストン機構
５ 弁体開放検知機構
１１ フランジ
１２ 隔壁
１４ シートリング
１５ 弁座
１６ 排水弁
２１ 弁体の回動軸
２２ スカート部
２３ 間隙部
２４ 突出部
３１ 爪部
３２ ロック機構の回動軸
３３ トーションバネ
４１、７１ チャンバー
４２ ピストン
４２Ａ 流水抵抗部
４３ ロッド
４４、７３Ａ、７３Ｂ 給水管
４５、７４Ａ、７４Ｂ 排水管
４６ オリフィス
４８ 位置検出ロッド
４９ 段部
５１ 検知棒
５２ フランジ
５３ 検知棒の回動軸
５４ バネ
５６ スイッチ装置
５７ スイッチ押圧片
６１ 一次側配管
６２ スプリンクラーヘッド
６３ 二次側配管
６４ 火災感知器
６５ 予作動制御盤
７２ ディスク
ＥＶ、Ｖ１、Ｖ２ 電動弁

Claims (16)

1. 中空状の本体の内部に開閉可能に設置された弁体がスイングチャッキ構造をしており、弁体を閉止状態に維持可能なロック機構と、該ロック機構による弁体の係止および係止解除を制御するピストン機構と、弁体の開放による回動動作を検知して信号を出力可能な弁体開放検知機構とを備えており、
   弁体は常時においてロック機構により閉止状態であり火災感知器の作動によってロック機構と弁体との係止を解除するピストン機構の動作を緩慢にする遅延機構を設置したことを特徴とする予作動式流水検知装置。
2. ピストン機構は筒状のチャンバー、チャンバー内を摺動可能なピストン、ピストンに接続されロック機構を押圧可能なロッドから成り、チャンバーは給水口と排水口を有しており、給水口は流水検知装置の一次側に配置された給水源の水を供給可能とし、排水口には電動弁が接続されている請求項１記載の予作動式流水検知装置。
3. ピストンにピストンの外径よりも僅かに小径である外径を有する流水抵抗部を設置して、該流水抵抗部の近傍に設置した排水口を通ってチャンバー内から排出される水量を減少させた請求項１または請求項２記載の予作動式流水検知装置。
4. 排出口に流量制御が可能な電動弁を設置した請求項１〜請求項３の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
   
5. ピストン機構の動作を２段階で行い、第１段階の動作で弁体を微開状態に保ち、第２段階の動作で弁体を全開放可能な状態にする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
   
6. 第１段階の動作は火災感知器の作動により行われる請求項５記載の予作動式流水検知装置。
   
7. 第２段階の動作は火災感知器が作動してから所定の時間を経過後に行われる請求項５または請求項６記載の予作動式流水検知装置。
   
8. 第２段階の動作は流水検知装置の二次側の圧力が所定圧力値以上になったときに行われる請求項５または請求項６記載の予作動式流水検知装置。
   
9. 第２段階の動作は弁体開放検知機構が弁体の開放を検知した信号の出力によって行われる請求項５または請求項６記載の予作動式流水検知装置。
   
10. ロッドが接続されたピストンの反対側に、先端がチャンバー外部へ突出した位置検出ロッドを固定接続し、位置検出ロッドの近傍に設置したスイッチ装置のオン・オフ状態により電動弁を開閉制御可能とする請求項１〜請求項９の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
    
11. 弁体開放検知機構の一端が弁体と接触して付勢部材により弁体開放方向に付勢されており、弁開時には弁体から離れる方向に変位して、その変位を検知して信号を出力する請求項１〜請求項１０の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
    
12. 弁体には弁座内部側に延出したスカートを有しており、閉弁状態において弁座内部の流路とスカートとの間に間隙部が形成されている請求項１〜請求項１１の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
    
13. 弁体開放検知機構の一端は弁体が開放した際には弁体と離れる方向に変位する請求項１〜請求項１２の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
    
14. ロック機構が弁体の中心に設置される請求項１〜１３の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
    
15. 停電時にロック機構が解除される請求項１〜請求項１４の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
    
16. 本体の二次側に充填される流体を負圧とした請求項１〜請求項１５の何れか１項記載の予作動式流水検知装置。
    
    

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