JP3297819B2 - 調圧弁 - Google Patents

調圧弁

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  • Fire-Extinguishing By Fire Departments, And Fire-Extinguishing Equipment And Control Thereof (AREA)
  • Control Of Fluid Pressure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、スプリンクラ消火設
備等に用いられる調圧弁に関するものである。
【0002】高層ビルにおけるスプリンクラ消火設備に
は、スプリンクラヘッドに供給する水圧を調整するため
に、調圧弁と調圧パイロット弁とが設けられている。
【0003】従来の調圧弁は、閉弁方向に付勢するばね
と、主弁に固定されたピストンと、によりその開度が調
整されている。このピストンは、シリンダに嵌着されて
おり、又、該シリンダは調圧パイロット弁の二次側に接
続されている。そのため、調圧パイロット弁の二次側の
水圧の変化に対応してピストンが弁体とともに摺動し、
調圧弁の開度が変化する。
【0004】調圧パイロット弁の一次側は、前記調圧弁
の一次側に接続され、又、その二次側は、前記調圧弁の
シリンダに接続され、更に、該パイロット弁の弁体は開
弁方向に付勢されてるシャフトに当接されている。この
シャフトは、操作室のフラムに接続されているが、この
操作室は調圧弁の二次側と連通している。
【0005】前記調圧弁の二次側の水圧が高くなると、
フラムが上昇してシャフトが閉弁方向に摺動し、又、逆
にそれが低くなるとフラムが下降してシャフトが開弁方
向に摺動する。この様なシャフトの摺動を介して調圧パ
イロット弁から調圧弁のシリンダに供給される水圧を規
制することにより調圧弁の開度が調整されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】スプリンクラ消火設備
では、ポンプの起動時等に水圧が急激に上昇したり、
又、複数のスプリンクラヘッドの開き具合い等により、
水圧が下降したりすることがある。
【0007】従来の調圧弁の主弁には、常に一次側又は
二次側の圧力変動を助長する方向の力が加わっているの
で、一次側圧力の広い範囲において二次側圧力を調整す
ることは困難である。
【0008】又、従来は、閉弁方向に押圧するスプリン
グの弾力を調整することにより閉弁時のシール力を保持
している。しかし、スプリングの弾力を強くすればする
程、シール力は大きくなるが、弁体の開度調整が困難と
なり微妙な調整は不可能となる。逆に、スプリング力を
弱くすると、弁体の開度調整は容易となるが、シール力
が低下するとともに、一次側の水圧の変化により大きな
影響を受け勝手に開弁してしまう。従って、スプリング
の弾力を調整することにより適切なシール力を保持する
ことは困難である。
【0009】この発明は上記事情に鑑み、調圧動作時に
おいて一次側の圧力変動により弁体開度が影響されず、
更に閉弁時において充分なシール力が得られるようにす
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者は、一次側の水
圧を弁体の下面と背面にかければ弁体に働く互いに逆方
向の力は打ち消し合うので、該弁体は一次側の圧力変動
に影響を受けないことに気がついた。そこで、本発明者
は、本体の一次側と二次側とを遮断する主弁と;該主弁
の上面に固定されたピストンと;該ピストンが嵌着され
るシリンダケースの筒状ガイド部と;該ピストンと該筒
状ガイド部により囲まれ、且、前記一次側に連通する弁
内室と;ピストンの外側のシリンダ室と二次側とを仕切
る隔壁と;該シリンダ室を一次側室と二次側室とに仕切
るピストンの水平壁部と;該水平壁部に設けられ、両シ
リンダを連通せしめる通孔と;を備えた調圧弁であっ
て:前記弁内室の閉弁方向の受圧面積が主弁の下面の開
弁方向のそれより若干大きいことを特徴とする調圧弁、
により前記目的を達成しようとするものである。
【0011】
【作用】主弁の背面の弁内室は一次側と連通しているの
で、一次圧は、主弁の下面のみならず背面にもかかる。
即ち、一次圧は、主弁の下面に開弁方向の力を与えるの
みならず、主弁の背面に閉弁方向の力を与えるので、前
記下面と背面にはそれぞれ反対方向の力が働き、互いに
打ち消し合う。この時、弁内室の受圧面積が主弁の下面
のそれより若干大きいので、全体として閉弁方向の力が
弁体にかかる。そのため、常時十分なシール力を得るこ
とができる。
【0012】
【実施例】この発明の実施例を添付図面により説明する
が、まず、図4に基いてスプリンクラ消火設備の概略を
説明し、その後、調圧弁NSVを詳細に説明する。通常
状態では、調圧弁NSVは閉止状態であり、二次側配管
2P内は調圧パイロット弁PV及び排圧パイロット弁L
Vにより低圧充水されている。この排圧パイロット弁L
Vは二次側配管2P内の水圧が上昇し過ぎた場合に開弁
されるものである。
【0013】図示しない火災感知器が火災を検出する
と、火災信号が端子箱TBに送られるとともに、モータ
1 が始動し起動弁UVが開放される。二次側配管2P
内の圧力が調圧パイロット弁PVの設定圧力よりも低い
場合に、即ち、図示を省略した閉鎖型スプリンクラヘッ
ドの開放に伴う圧力低下によって、調圧パイロット弁P
Vの弁体103が押し下げられて開弁する。
【0014】そうすると、一次側配管1P内の圧力水が
調圧弁NSVの加圧口25に入り、シリンダ一次側室2
3を加圧する。そのため、ピストン3が開弁方向に移動
するので調圧弁NSVの開度が大きくなり、二次側配管
2P内の圧力が上昇する。
【0015】二次側配管2P内の圧力が上昇して設定圧
より高くなると、調圧パイロット弁PVの弁体103が
押し上げられて、閉弁方向に移動する。
【0016】そうすると、シリンダ一次側室23の加圧
水はピストン3の通孔32を通り二次側配管2P内に排
出される。このため、主弁6は押し下げられ流れを絞る
ので、二次側配管2P内の圧力は低下する。この動作の
繰り返しにより調圧弁NSVの一次側圧力の変動あるい
は、流量の変動にかかわらず二次側圧力が設定圧力に維
持される。
【0017】点検時には、起動弁UVを開放し、図示さ
れないスプリンクラヘッドからの放水の代わりにモータ
2 を遠隔操作して遠隔テスト弁CVを開放すると、火
災時と同じ状態が再現され、システム全体のテストがで
きる。
【0018】なお、図4において、TVはテスト弁、S
Tはストレーナ、OLはオリフィス、SPは複数の閉鎖
型スプリンクラヘッドを備えたスプリンクラ設備、Pは
ポンプ、PMは圧力計、PSは圧力スイッチ、をそれぞ
れ示す。
【0019】次に調圧弁NSVを図1〜図3に基いて説
明する。調圧弁NSVは、図1、図2に示す様に本体1
の一次側28と二次側27とを主弁6により遮断してい
る。主弁6には、シートリング5に当接するシート11
が設けられている。このシート11はシート内押え7と
シート外押え8とにより挟持されている。シートリング
5は二重の弁座を構成し、その内径はD1である。又、
その着座部分5aには前記シート11が当接する流水検
知室31の流入口31aが設けられている。この流水検
知室31は、流水取出口33に接続している。
【0020】該主弁6の下面6aには、シートリング5
の内周面に当接するスカート(ガイド)12が突設され
ている。このスカート12は外径D2(嵌着径)の直筒
状体で、軸方向に複数のスリットが設けられている。主
弁6の上面6bには、バイパスボルト9を介してピスト
ン3が固定されている。この様に、バイパスボルト9に
より両者6、3を固定したので、簡便に両者を貫通する
貫通孔9aを形成できる。従って、例えば、ピストンや
主弁に通孔を設けて位置合せしながら固定するような面
倒な作業は不要となる。
【0021】ピストン3の上部の内径L1 は、その下部
の内径L2 より大きく形成されている。この下部の外径
は2LU1であり、前記スカート12の外径D2及び弁座
の内径D1と等しい。ピストン3はシリンダケース2の
筒状ガイド部2aに嵌着されているが、これらの内部側
には、一次側28と連通する弁内室22が形成されてい
る。
【0022】この弁内室22にはピストン3を閉弁方向
に付勢するスプリング10が圧設されている。ピストン
3は、隔壁4に嵌着されているが、この隔壁4はピスト
ン3の外側のシリンダ室23と二次側27とを仕切って
いる。シリンダ室23、24はピストンの水平壁部3F
によりシリンダ一次側室23とシリンダ二次側室24と
に仕切られている。
【0023】該一次側室23には調圧パイロット弁PV
に接続される加圧口25が設けられ、又、該二次側室2
4には、流水口26が設けられている。水平壁部3Fに
は、両室23、24を連通せしめる通孔32が形成され
ている。
【0024】主弁6の下面6aの受圧面S1 の受圧面積
は、πLU1 2であり、又、該主弁6の背面6Cの受圧面
2 の受圧面積は、πLD1 2である。この半径LD1
半径LU1 より大きいので、受圧面S2 は受圧面S1
り大きな受圧面積となる。
【0025】シリンダ一次側室23におけるピストン3
の受圧面S3 の受圧面積は、π(L2−LU1 2)であ
り、又、シリンダ二次側室24におけるピストン3の受
圧面S4の受圧面積はπ(L2 −LD1 2)である。半径
LU1 は、半径LD1 より小さいので、受圧面S3 は受
圧面S4 より大きな受圧面積となる。
【0026】本体1の二次側27には、二次圧取出口3
0を穿設したフランジ27a付短筒部30aが形成され
ているが、この短筒部30aは主弁6から離れているの
で、この中を流れる二次側の圧力水は整流状態となる。
従って、整状態で二次圧を取り出すために、わざわざ調
圧弁からの二次側配管に二次圧取出用の枝を形成しなく
ても、簡単に正確な二次圧を取り出すことが可能とな
る。
【0027】次に、調圧弁の作動について説明する。シ
リンダ一次側室23の加圧口25は調圧パイロット弁P
Vのシリンダ接続口127に接続され、二次側配管2P
内の減圧時など、調圧弁NSVを開放させたいときに、
調圧パイロット弁PVから所定のシリンダ圧をシリンダ
一次側室23に導入する。
【0028】そうすると、ピストン3が開方向に押され
るので、図3に示す様に主弁6が開方向に移動してシー
トリング5から離れ開弁する。そのため、調圧弁NSV
の一次側の圧力水Wが二次側27へ流れ込むとともに流
入口31aから流水検知室31内に圧力水が流れ込むと
ともに流水口aから流水検知室31内に圧力水が流れ込
み、主弁6の開放を報知する。
【0029】二次側配管2Pの圧力が上昇すると、調圧
パイロット弁PVの操作室128の圧力が上昇し、フラ
ムが閉弁方向に移動するので、調圧パイロット弁PVの
開度が小さくなり、調圧弁NSVのシリンダ一次側室2
3に供給されるシリンダ圧も小さくなる。そのため、ピ
ストン3が閉弁方向に移動するので、二次側27の圧力
が低下する。
【0030】このように、調圧弁NSVは調圧パイロッ
ト弁PVにより制御されながらピストン3を介して主弁
6の開度を調整し、一次側28の圧力水Wの二次側27
への流入量を規制し、二次側27圧力を調整する。
【0031】この主弁6の開度は、ばね10と、一次側
28圧力が主弁6にかかる水圧と、シリンダ一次側室1
23内のシリンダ圧がピストン3にかかる水圧と、二次
側27圧力がピストン3にかかる水圧と、により平衡が
保たれているが、各圧力の変動が主弁6の開度に影響し
ないようにするため、次の様にして主弁にかかる力を規
制している。
【0032】主弁6には、一次側28の圧力がかかって
いるが、主弁6の下面6aの受圧面S1 には開弁方向の
力UP1 がかかり、又、その背面6Cの受圧面S2 には
閉弁方向の力DP1 がかかっている。この時、開弁方向
の力UP1 の受圧面積πLU 1 2は閉弁方向の力DPd1
の受圧面積πLD1 2より若干小さいので、主弁6にかか
る力は閉弁方向の方が開弁方向より若干大きくなる。
【0033】そのため、主弁6にかかる一次側28圧力
は、常に閉弁方向に主弁6を移動させることになる。従
って、一次側28圧力の急激な上昇がある場合には、主
弁6へは閉弁方向の力が加わる。一次側28圧力の上昇
時には二次側27圧力も上昇する方向へ影響されるの
で、主弁6へは閉弁方向への影響が加わることが好まし
い。
【0034】二次側27圧力は一次側28圧力に比べ通
常小さいが、この二次側27圧力は主弁6の上面6bに
かかる閉弁方向の力DP2 となる。又、シリンダ一次側
室23にはピストン3を押し上げる開弁方向の力UPS
がかかり、シリンダ二次側室24にはピストン3を押し
下げる閉弁方向の力DP2 が働く。
【0035】そして、二次側27圧力の急激な減少があ
る場合には、シリンダ圧に直接伝わらないので、閉弁方
向の力DP2は小さくなるが、開弁方向の力UPSは小
さくならない。
【0036】要するに、この調圧弁NSVは主弁6の背
面6Cに弁内室22を構成し、主弁6に加わる開度調整
用以外の水圧をなるべく相殺することにより、主弁6の
動きが一次側28圧力の変化に影響されないようにして
二次側27圧力を調整するものである。
【0037】
【発明の効果】この発明は、主弁の背面に一次側と連通
する弁内室を設けたので、一次圧が主弁の下面及び背面
に互いに反対方向の力となってかかる。そのため、主弁
にかかる一次圧は互いに打ち消し合い相殺するため、一
次圧の変動の影響は少なくなるので、安定動作する調圧
弁を得ることができる。
【0038】又、弁内室の閉弁方向の受圧面積が主弁の
下面の開弁方向のそれよりも若干大きいので、一次側の
圧力に変動が生じても常に閉弁方向の力が主弁に作用す
る。そのため、閉弁時において十分なシール力を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図2】図1のII−II線断面図である。
【図3】図1の他の状態を示す要部断面図である。
【図4】スプリンクラ消火設備の配置図である。
【符号の説明】
1 本体 2 シリンダケース 3 ピストン 4 隔壁 6 主弁 6a 下面 6b 上面 6c 背面 9 バイパスボルト 22 弁内室 23 シリンダ一次側室 24 シリンダ二次側室 27 二次側 28 一次側 30 二次圧取出口 31a 短筒部 NSV 調圧弁 PV 調圧パイロット弁

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】本体の一次側と二次側とを遮断する主弁
    と;該主弁の上面に固定されたピストンと;該ピストン
    が嵌着されるシリンダケースの筒状ガイド部と;該ピス
    トンと該筒状ガイド部により囲まれ、且、前記一次側に
    連通する弁内室と;ピストンの外側のシリンダ室と二次
    側とを仕切る隔壁と;該シリンダ室を一次側室と二次側
    室とに仕切るピストンの水平壁部と;該水平壁部に設け
    られ、両シリンダを連通せしめる通孔と;を備えた調圧
    弁であって:前記弁内室の閉弁方向の受圧面積が主弁の
    下面の開弁方向のそれより大きいことを特徴とする調圧
    弁。
  2. 【請求項2】ピストンが、バイパスボルトにより主弁に
    固定されていることを特徴とする請求項1記載の調圧
    弁。
  3. 【請求項3】本体の一次側と二次側とを遮断する主弁
    と;該主弁の上面に固定されたピストンと;該ピストン
    が嵌着されるシリンダケースの筒状ガイド部と;該ピス
    トンと該筒状ガイド部により囲まれ、且、前記一次側に
    連通する弁内室と;ピストンの外側のシリンダ室と二次
    側とを仕切る隔壁と;該シリンダ室を一次側室と二次側
    室とに仕切るピストンの水平壁部と;該水平壁部に設け
    られ、両シリンダを連通せしめる通孔と;該二次側に形
    成された短筒部と;該短筒部に形成された二次圧取出口
    と;を備えた調圧弁であって:前記弁内室の閉弁方向の
    受圧面積が主弁の下面の開弁方向のそれより大きいこと
    を特徴とする調圧弁。
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