JP3259209B2

JP3259209B2 - 緊急開放弁装置

Info

Publication number: JP3259209B2
Application number: JP29578094A
Authority: JP
Inventors: 正秀高中
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 1994-11-04
Filing date: 1994-11-04
Publication date: 2002-02-25
Anticipated expiration: 2017-02-25
Also published as: JPH08135821A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流体の流路を開閉する
自動弁に関するもので、そのうち、特に常時は流路を閉
塞保持し、必要時において流路を開放保持する緊急開放
弁装置に関する。この緊急開放弁装置は、例えば火災発
生時において、消火剤が貯留された流路を急速に開放
し、火災に向けて消火剤を散布する消火用の緊急時開放
弁等に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】従来、緊急時開放弁において、弁部の開
放動作は、加圧された空気圧力あるいは電流によって生
起する磁力を駆動源として用いる。空気圧力駆動にあっ
ては、常時は弁部に空気圧力を作用させ、この空気圧力
によって弁部を弁座に押圧して消火剤流路を閉塞保持
し、一方火災発生時においては、弁部に対する空気圧力
作用を排除し、例えばスプリングのバネ力によって弁部
を弁座より離反させて弁座を開放し、消火剤流路から火
災に向けて消火剤を噴射したものである。

【０００３】又、磁力駆動にあっては、常時はソレノイ
ドコイルに電流を流し、ソレノイドコイルに生起する磁
力によって弁部を弁座に押圧して弁座を閉塞保持し、一
方火災発生時においては、ソレノイドコイルへの通電を
断って磁力を消滅させ、もってスプリングのバネ力によ
って弁部を弁座より離反させて弁座を開放し、消火剤流
路から火災に向けて消火剤を噴射したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の緊急時開
放弁は以下の問題点を有する。空気圧力駆動による緊急
時開放弁にあっては、加圧された空気圧力を得る為の空
気圧源、例えばコンプレッサーが必要となるもので、こ
のコンプレッサーを用意することは以下の問題点を有す
る。特に大きなビル等においては、開放弁は数多く用
意する必要があり、これによるとコンプレッサーは大型
化し、設備費が高価となるとともに設置の為のスペース
をおおく必要とする。コンプレッサーの駆動時におい
て、コンプレッサーは騒音、振動を発生する。特に室内
の消火装置として用いる場合、コンプレッサーには格別
に騒音防止装置、振動防止装置が必要となるもので、そ
れら防止装置の設置の為に費用が増加する。各開放弁
には、それぞれ空気圧力を供給する為の空気配管が必要
となるもので、その配管作業は、はん離で設置を容易に
行なうことが困難である。

【０００５】又、磁力駆動による緊急時開放弁による
と、コイルには常時電流が流れているもので、これに
よるとコイルに発熱が生ずる。従って、この発熱に対し
て充分な配慮が成されなければならない。例えば、コイ
ルの近傍に熱の影響を受ける部材を配置しない。弁座
は、コイルに生起する磁力によって移動する弁部によっ
て閉塞保持されるものであるが、一次側流路内の消火剤
圧力の高い場合、弁部に作用させる閉塞力、すなわち磁
力はそれに応じて強くする必要がある。これによると、
コイルは大型化する傾向にあり、開放弁をコンパクトに
まとめえないという欠点を有する。

【０００６】本発明は上述の問題点に鑑み成されたもの
で、空気圧源、ソレノイドコイルを用いることなく緊急
時において、消火剤通路を即座に開放しうる新規な緊急
開放弁装置を提供することを第１の目的とする。又、構
造が極めて簡単で、コンパクトな緊急開放弁を提供する
ことを第２の目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成の為に、
本発明は、弁本体に凹設せる開口凹部と、該開口凹部を
おおうカバーとの間にダイヤフラムを挟持することによ
り、ダイヤフラムの一側面と開口凹部とによって流体室
を形成するとともにダイヤフラムの他側面とカバーとに
よって液体貯留室を区分形成し、前記流体室には、開閉
弁を備えた一次側流路に連なる弁座を開口するとともに
二次側流路を開口し、更にダイヤフラムには弁座を開閉
制御する弁部を一体的に配置した弁装置において、ダイ
ヤフラムには、液体貯留室に臨む第１の電極を一体的に
配置し、カバーには液体貯留室に臨むとともに第１の電
極に対向する第２の電極を配置し、更に前記液体貯留室
内には、電気粘性流体が収納され、第１の電極と第２の
電極とは、オンオフスイッチ、センサースイッチを介し
て電源と直列に接続されたことを第１の特徴とする。

【０００８】又、本発明は、前記第１の特徴に加え、第
１の電極は、少なくとも弁部の投影面内に配置されたこ
とを第２の特徴とする。

【０００９】又、本発明は、前記第１の特徴に加え、第
１の電極は、平板状をなし、該第１の電極の液体貯留室
内に臨む面積Ｓ１は、弁部の弁座に臨む面積Ｓ２より大
としたことを第３の特徴とする。

【００１０】又、本発明は、前記第１の特徴に加え、液
体貯留室を、ダイヤフラムによって大気室と流体バイパ
ス室とに区分されたダンパー装置の、液体バイパス室
と、連通路を介して連絡したことを第４の特徴とする。

【００１１】又、本発明は、前記第１の特徴に加え、セ
ンサースイッチを、煙センサースイッチ又は温度センサ
ースイッチとしたことを特徴とする。

【００１２】

【実施例】以下、本発明になる緊急開放弁装置の一実施
例を図により説明する。１は弁本体であって、以下より
なる。１Ａは、上方端１Ｂに向かって凹設された開口凹
部であり、該開口凹部には開閉弁２を備えた一次側流路
３が弁座４を介して開口するとともに二次側流路５が開
口する。この一次側流路３は、例えば水道水、チッ素ガ
スが収納されたボンベ、炭酸ガスが収納されたボンベ等
に接続されるもので、これらの水道水、チッ素ガス、炭
酸ガスは火をけす消火剤の役目をなすもので、これらは
加圧された流体である。例えば、水道水は約４Ｋｇ／Ｃ
ｍ2 の圧力に加圧される。前記開閉弁２は一次側流路３
を開閉する役目をなす。又、二次側流路５の出口側は、
消火剤を噴出すべき部位に対向又は近接させて開口す
る。

【００１３】６は、弁本体１の上方端１Ｂ上に配置され
るカバーであり、区画体をなすダイヤフラム７は、前記
上方端１Ｂとカバー６との間に挟持される。以上による
と、ダイヤフラム７の一側面７Ａと弁本体１の開口凹部
１Ａとにより流体室８が形成され、ダイヤフラム７の他
側面７Ｂとカバー６とにより液体貯留室９が区分形成さ
れる。尚、前記弁座４を備えた一次側流路３及び二次側
流路５はこの流体室８内に開口する。又、１０はダイヤ
フラム７と一体的に形成された弁部であり、この弁部１
０は弁座４を開閉する。

【００１４】１１は、ダイヤフラム７に一体的に配置さ
れた第１の電極であって、液体貯留室９内に臨む。具体
的には、この第１の電極１１は円板形状をなすとともに
ダイヤフラム７の他側面７Ｂに一体的に配置された。す
なわち、ダイヤフラム７の一側面７Ａ側には弁部１０が
配置され、他側面７Ｂには第１の電極１１が配置され
た。

【００１５】又、１２はカバー６に一体的に配置された
第２の電極であって、液体貯留室９内に臨むとともに第
１の電極１１に対向して配置された。具体的には、カバ
ー６の上底面６Ａに円板形状をなすとともに第１の電極
１１に対向する第２の電極１２が配置される。

【００１６】そして、第１の電極１１と第２の電極１２
とは電源１３及びオンオフスイッチ１４、センサースイ
ッチ１５を介して直列に接続される。このセンサースイ
ッチ１５としては、常閉型の、煙センサースイッチある
いは温度センサースイッチが用いられるもので、煙が発
生した際、あるいは、温度が一定以上に上昇した際にお
いて、その変化を感知して接点が解放される。この電気
回路は図２に示される。

【００１７】そして、液体貯留室９内には、電気粘性流
体Ｒが満たされる。この電気粘性流体Ｒは、１９９３年
発行の「電気レオロジー流体の機能と応用」（「粉体と
工学」ＶＯＬ２５、ＮＯ３、Ｐ５０〜５５）等によって
既に公知のものであり、例えば、電気粘性流体Ｒは、シ
リコーンオイル等の絶縁油中に電気分極性を有する炭素
粒子等の粒子を分散させたものである。

【００１８】この電気粘性流体Ｒは、該流体に向けて電
圧を加えると、加えられる電圧に応じて電極間における
電気粘性流体の粘度が液体状態から固体状態近くまで連
続的に変化するものである。

【００１９】すなわち、電気粘性流体Ｒは、電圧を加え
ない状態において、流動性を有する小なる粘性のコロイ
ド溶液であり、電圧を加えることにより、瞬時に流動性
を失い、その粘度が加えられる電圧に応じて大きくなる
電気粘性効果を有する。これは、電気粘性流体Ｒに電圧
を加えると、電極間に発生した電解によって、電気粘性
流体中に分散した粒子が分極し、この分極によって、粒
子同士に引き合う力が発生し、電極間に粒子が数珠状に
並び、この粒子鎖が、流体の流れを阻害する為に流体の
見かけ上の粘度が上がる為と考えられる。

【００２０】次に、その作用について説明する。上述し
た緊急開放弁は以下の順序でセットされる。一次側流路
３内に配置された開閉弁２は一次側流路３を閉塞保持す
る。又、第１の電極１１、第２の電極１２の電気回路の
センサースイッチ１５としての温度センサースイッチは
接点を閉じ、オンオフスイッチ１４は接点を開放し、も
って電極の電気回路を開回路となす。温度センサースイ
ッチが接点を閉じているのは、検知すべき部位の温度が
一定以上に上昇していないことによる。かかる状態にお
いて、開閉弁２が一次側流路３を閉塞保持していること
より弁座４近傍の一次側流路３には例えば、水道水の如
き圧力を有する消火剤が達するものでなく、弁部１０の
一次側流路３内に開口する部分（面積Ｓ２に相当する部
分）には弁部１０を弁座４より開放する側の力（図１に
おいて上方への付勢力）が加わることはない。一方、前
述の如く、第１の電極１１、第２の電極１２の電気回路
が開回路をなし、それらの電極１１、１２に電圧が加え
られないことによると、液体貯留室９内に貯留される電
気粘性流体Ｒの粒子は分散状態にあり、該流体が自然状
態において有する粘性すなわちもっとも小なる粘性を有
するものである。

【００２１】以上の第１状態において、ダイヤフラム７
は主に液体貯留室９内に貯留される電気粘性流体Ｒの有
する下方向への重量を受けて下方向へ押圧される。而し
て、弁部１０もまたダイヤフラム７と同期して下方向へ
押圧され弁座４を閉塞保持するものである。かかる状態
において、一次側流路３は閉塞保持されているので弁部
１０を弁座４より開放する側の押圧力が一次側流路３を
介して加わることはない。

【００２２】第１状態に次ぐ第２状態において、オンオ
フスイッチ１４の接点を閉じ、第１の電極１１と第２の
電極１２との電気回路を閉回路となす。これによると、
液体貯留室９内の第１の電極１１と第２の電極１２との
間に貯留される電気粘性流体Ｒ中の分散した粒子は分極
し、この分極によって粒子同士が引き合い、電極１１、
１２間に粒子が数珠状に並んで粒子鎖が形成され、この
間の電子粘性流体Ｒの粘性は固体状態に達する。而し
て、弁部１０は弁座４を依然として閉塞状態に保持す
る。尚、第１の電極１１、第２の電極１２との対向間以
外の液体貯留室９内にある電気粘性流体Ｒは電極によっ
て電圧が加えられないので、小なる粘性を有する。

【００２３】第２状態に次ぐ第３状態において、開閉弁
２を開放する。以上によると水道水の如き圧力を有する
消火剤は一次側流路３を流下して弁座４に達する。然し
ながら、かかる第３状態にあっても、弁部１０は弁座４
を依然として閉塞保持するもので、二次側流路５から消
火剤を噴出することがない。これは、前記第２状態にお
いて、第１の電極１１と第２の電極１２との間の液体貯
留室９内の電気粘性流体Ｒが固体状態にあり、弁部１０
の一次側流路３に開口する下面部分１０Ａ（Ｓ２に相
当）に、一次側流路３を流れる加圧された消火剤が作用
し、弁部１０を上方へ押圧せんとするが、前述した固体
状態にある電気粘性流体Ｒが弁部１０の上方向への移動
を阻止するからである。尚、第１の電極１１と第２の電
極１２との間の電気粘性流体Ｒの粘性が小であれば、弁
部１０は一次側流路３を流れる消火剤の圧力によって弁
座４を開放することになる。

【００２４】以上で緊急開放弁装置のセットは終了する
もので、かかる状態において、オンオフスイッチ１４、
センサースイッチ１５の接点が閉じられて第１の電極１
１、第２の電極１２には電圧が加えられ、弁部１０は弁
座４を閉塞し、開閉弁２は一次側流路３を開放する。

【００２５】そして、火災が発生した際、等にあって
は、弁部１０は弁座４を即座に開放し、一次側流路３内
に供給される消火剤は弁座４を介して二次側流路５内へ
進入し、二次側流路５より必要とされる部位に消火剤を
噴出することができる。これは以下の理由による。すな
わち、火災が発生したことによって、センサースイッチ
１５としての温度センサースイッチが一定温度以上の温
度上昇を感知して接点を開放する。これによると、電極
の電気回路は開回路となって第１の電極１１、第２の電
極１２への電圧が付与されないもので、第１の電極１１
と第２の電極１２との間にある電気粘性流体Ｒの粘性は
瞬時に小となる。以上によると、弁部１０の上方向への
移動を阻止する電気粘性流体Ｒの阻止力が消失するとと
もに弁部１０はその下面部分１０Ａが一次側流路３内の
加圧された消火剤の圧力を受けることから、即座に上動
して弁部１０が弁座４を開放する。而して、加圧された
消火剤は一次側流路３から弁座４を介して流体室８内に
流入し、更に二次側流路５から必要とされる部位に向け
て消火剤を噴出させ、もって火災を鎮火できるものであ
る。

【００２６】そして、前記第１の電極１１は少なくとも
弁部１０の投影面内に臨んで配置されることが望まし
い。この投影面内に臨んで配置されるということは、図
１において第１の電極１１を上方よりみたときに、第１
の電極１１の平面内に弁部１０があるということであ
る。以上によると、第１の電極１１と第２の電極１２と
に電圧を加えて、それら電極間にある電気粘性流体の粘
性を固体状態とした際、弁部１０を確実に弁座４に対し
て押圧できるもので、弁部１０の閉塞性を良好に保持す
ることができるものである。仮に、第１の電極１１が弁
部１０の投影面内に臨んで配置されない場合、弁部１０
に対する閉塞保持力が片寄って、不完全となり、良好な
弁部１０の閉塞性を得ることができないもので、必要時
以外において二次側流路５より消火剤を噴出するという
不具合を生ずる。

【００２７】又、第１の電極１１の液体貯留室９内に臨
む面積Ｓ１を、弁部１０の弁座４に臨む面積Ｓ２より大
とすることによると、弁部１０の弁座４に対する閉塞性
を良好に維持できる。仮に、弁部１０の弁座４に臨む面
積Ｓ２が第１の電極１１の液体貯留室９内に臨む面積Ｓ
１より大とした場合、弁部１０の下面部分１０Ａが一次
側流路３内の加圧された流体圧力を受けたとき、弁部１
０が弁座４よりわずかに離れ、その閉塞性が阻害される
恐れがある。

【００２８】又、前記図１に示した実施例にあっては、
弁部１０が図において上動して弁座４より離れる際、ダ
イヤフラム７が変形することによって液体貯留室９内に
おける電気粘性流体Ｒの容積変化を吸収し、前記弁部の
移動が許容されるものであるが、ダンパー装置Ｄを備え
ることによって弁部１０の開閉に対する応答性を一層向
上できる。本例におけるダンパー装置Ｄは、カバー６に
一体的に形成された。カバー６には上方に向かって開口
する凹部６Ｂが形成され、この凹部６Ｂを閉塞する第２
カバー１６との間にダイヤフラム１７が挟持される。以
上によると、ダイヤフラム１７と凹部６Ｂとによって流
体バイパス室１８が形成され、ダイヤフラム１７と第２
カバー１６とにより大気室１９が区分形成される。尚、
２０は流体バイパス室１８と液体貯留室９とを連通する
連通路であり、２１は大気室１９と大気を連通する大気
開放孔である。そして、前記流体バイパス室１８内に
は、電気粘性流体Ｒが貯留される。尚、この電気粘性流
体Ｒは流体バイパス室１８内を充満しない方が好まし
い。（空間部分を残した方がよい）

【００２９】以上によると、弁部１０の上動時にあって
は、液体貯留室９内の電気粘性流体Ｒは連通路２０を介
して流体バイパス室１８内に抵抗なく円滑に進入するの
で弁部１０の開放動作を瞬時に行ないうるものである。
（ダイヤフラム１７が大気室１９に臨んでるのでダイヤ
フラム１７は容易に移動できる。）又、弁部１０の下動
による閉塞時にあっては、流体バイパス室１８内の電気
粘性流体Ｒを連通路２０を介して液体貯留室９内へ抵抗
なく戻すことができるので、弁部１０の閉塞動作を瞬時
に行ないうるもので、弁部１０の開閉の応答性を一層向
上できたものである。

【００３０】又、センサースイッチ１５として煙センサ
ー又は温度センサーを用いたことによると、火災発生に
適した緊急開放弁を提供できる。すなわち、災害発生時
において、煙発生が問題となるものにあってはセンサー
スイッチ１５として煙センサーを用い、火の発生が問題
となるものにあっては温度センサーを用いる。センサー
スイッチ１５の選択によって状況にもっとも適した緊急
開放弁装置を得ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の如く、本発明の緊急開放弁装置の
第１の特徴によると、緊急時において弁部の開放を、一
次側流路に供給される流体圧力によって駆動させたので
コンプレッサー等の駆動用手段を格別に用意する必要が
ない。従って、設備費の低減を図ることができるととも
に設置スペースの自由度を高めることができたものであ
る。又、騒音、振動の発生が皆無となり、特に静粛性の
要求される室内用の消火装置への使用が好適なものであ
る。更に又、駆動手段と弁装置とを接続する空気配管等
の接続配管が不要となり、緊急開放弁の設置が容易とな
るものである。又、コイルに通電することによって生ず
る磁力を、その駆動手段として用いることがないので発
熱部分を全く有することがない。従って、発熱に対する
配慮を何等必要としないもので、設置の自由度を高める
ことができたものである。更に一次側流体の圧力が特に
大きくなった際、コイルを大型化して磁力を高める必要
があり装置が大型化する傾向があるが本発明の装置にあ
ってはコイルを用いることがないので装置自体をコンパ
クトにまとめることが可能なものである。

【００３２】又、本発明の第２の特徴によると、対向す
る電極間に電圧を加え、電極間にある電気粘性流体を固
定状態として弁座を閉塞した際において、弁部を弁座に
向けて確実に押圧することができ、閉塞性を良好に保持
することができたものである。

【００３３】又、本発明の第３の特徴によると、弁座に
対する弁部の閉塞押圧力を充分に高めることができ閉塞
性の向上に寄与できたものである。

【００３４】又、本発明の第４の特徴によると、弁部を
含むダイヤフラムの移動時における液体貯留室内の容積
変化をダンパー装置によって積極的に吸収させたので弁
部の動特性を向上することができたものである。

【００３５】又、本発明の第５の特徴によると、センサ
ースイッチを選択することによって状況にもっとも適し
た緊急開放弁装置を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明になる緊急開放弁装置の一実施例を示す
縦断面図。

【図２】本発明の緊急開放弁装置に用いられる一対の電
極の電気回路図。

【符号の説明】

１弁本体２開閉弁３一次側流路４弁座５二次側流路６カバー７ダイヤフラム９液体貯留室１１第１の電極１２第２の電極１３電源１４オンオフスイッチ１５センサースイッチ１７ダイヤフラム１８流体バイパス室１９大気室２０連通路Ｒ電気粘性流体Ｄダンパー装置

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/02 F16K 17/36 - 17/38 F16K 7/00 - 7/20

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】弁本体１に凹設せる開口凹部１Ａと、該
開口凹部をおおうカバー６との間にダイヤフラム７を挟
持することにより、ダイヤフラム７の一側面７Ａと開口
凹部１Ａとによって流体室８を形成するとともにダイヤ
フラム７の他側面７Ｂとカバー６とによって液体貯留室
９を区分形成し、前記流体室には、開閉弁２を備えた一
次側流路３に連なる弁座４を開口するとともに二次側流
路５を開口し、更にダイヤフラム７には弁座４を開閉制
御する弁部１０を一体的に配置した弁装置において、ダ
イヤフラム７には、液体貯留室９に臨む第１の電極１１
を一体的に配置し、カバー６には液体貯留室９に臨むと
ともに第１の電極１１に対向する第２の電極１２を配置
し、更に前記液体貯留室内には、電気粘性流体Ｒが収納
され、第１の電極１１と第２の電極１２とは、オンオフ
スイッチ１４、センサースイッチ１５を介して電源１３
と直列に接続されたことを特徴とする緊急開放弁。
【請求項２】前記、第１の電極は、少なくとも弁部１
０の投影面内に配置されたことを特徴とする請求項１記
載の緊急開放弁。
【請求項３】前記、第１の電極は、平板状をなし、該
第１の電極１１の液体貯留室９内に臨む面積Ｓ１は、弁
部１０の弁座４に臨む面積Ｓ２より大としたことを特徴
とする請求項１記載の緊急開放弁。
【請求項４】前記、液体貯留室を、ダイヤフラム１７
によって大気室１９と流体バイパス室１８とに区分され
たダンパー装置Ｄの、液体バイパス室１８と、連通路２
０を介して連絡したことを特徴とする請求項１記載の緊
急開放弁。
【請求項５】前記、センサースイッチを、煙センサー
スイッチ又は温度センサースイッチとしたことを特徴と
する請求項１記載の緊急開放弁。