JP3403063B2 - 急速開放調圧弁 - Google Patents
急速開放調圧弁Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、急速開放できると
共に二次側の最高圧力を制限する必要のある例えば高圧
消火用不活性ガスボンベ等に装着される急速開放調圧弁
に関する。
共に二次側の最高圧力を制限する必要のある例えば高圧
消火用不活性ガスボンベ等に装着される急速開放調圧弁
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばＣＯ2 消火装置に用いられるＣＯ
2 ボンベ付き弁としては、起動用高圧ガスを導入するこ
とによって急速開放できる形式のものが一般的に採用さ
れているが、この種の弁では出口側の圧力を制限するこ
とはできない。一方、減圧機構を備えた弁としては、ハ
ンドルを回して開閉する形式の種々の減圧弁付きボンベ
バルブが提案されている（例えば特開平３−２１９１７
２号公報参照）。しかし、このような弁は急速開放でき
るようになっていない。
2 ボンベ付き弁としては、起動用高圧ガスを導入するこ
とによって急速開放できる形式のものが一般的に採用さ
れているが、この種の弁では出口側の圧力を制限するこ
とはできない。一方、減圧機構を備えた弁としては、ハ
ンドルを回して開閉する形式の種々の減圧弁付きボンベ
バルブが提案されている（例えば特開平３−２１９１７
２号公報参照）。しかし、このような弁は急速開放でき
るようになっていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術に於
ける上記問題を解決し、急速開放できると共に二次側圧
力を目的とする圧力以下に制限することができる簡単な
構造の急速開放調圧弁を提供することを課題とする。
ける上記問題を解決し、急速開放できると共に二次側圧
力を目的とする圧力以下に制限することができる簡単な
構造の急速開放調圧弁を提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、請求項１の発明は、急速開放調圧弁が、流
体の入口及び出口と弁座とを備えた本体と、一端側及び
他端側を持ち前記一端側に前記弁座に接離して開閉され
る弁体部と前記出口に導通し閉方向の圧力を受ける閉受
圧面と前記他端側に形成され開方向の圧力を受ける開受
圧面とを備え前記本体に開閉方向に移動可能に案内され
る弁体部材と、前記一端側と前記他端側との間を導通さ
せる通路と、前記本体に取り付けられる受け部材と、該
受け部材と前記弁体部材との間に介装され前記弁体部材
を開方向に付勢する付勢部材と、前記通路を閉鎖するよ
うに取り付けられる封板を備えた封圧手段と、作動され
たときに前記封板を破って前記通路内の圧力を前記開受
圧面に供給できるように形成され前記本体に取り付けら
れる封圧解除手段と、を有し、前記弁座の直径と前記閉
受圧面の直径と前記開受圧面の直径と前記付勢部材の付
勢力とは、前記通路の前記一端側と前記他端側とが導通
し前記開受圧面が前記開方向の圧力を受けて前記弁体部
が開になると共に前記出口の圧力が所定圧力を越えると
前記弁体部を閉にする弁閉鎖力が前記付勢力より大きく
なって前記弁体部が閉になるような関係に定められてい
ることを特徴とする
するために、請求項１の発明は、急速開放調圧弁が、流
体の入口及び出口と弁座とを備えた本体と、一端側及び
他端側を持ち前記一端側に前記弁座に接離して開閉され
る弁体部と前記出口に導通し閉方向の圧力を受ける閉受
圧面と前記他端側に形成され開方向の圧力を受ける開受
圧面とを備え前記本体に開閉方向に移動可能に案内され
る弁体部材と、前記一端側と前記他端側との間を導通さ
せる通路と、前記本体に取り付けられる受け部材と、該
受け部材と前記弁体部材との間に介装され前記弁体部材
を開方向に付勢する付勢部材と、前記通路を閉鎖するよ
うに取り付けられる封板を備えた封圧手段と、作動され
たときに前記封板を破って前記通路内の圧力を前記開受
圧面に供給できるように形成され前記本体に取り付けら
れる封圧解除手段と、を有し、前記弁座の直径と前記閉
受圧面の直径と前記開受圧面の直径と前記付勢部材の付
勢力とは、前記通路の前記一端側と前記他端側とが導通
し前記開受圧面が前記開方向の圧力を受けて前記弁体部
が開になると共に前記出口の圧力が所定圧力を越えると
前記弁体部を閉にする弁閉鎖力が前記付勢力より大きく
なって前記弁体部が閉になるような関係に定められてい
ることを特徴とする
【０００５】請求項２の発明は、上記に加えて、前記弁
座の直径と前記開受圧面の直径とを同じにしたことを特
徴とする。
座の直径と前記開受圧面の直径とを同じにしたことを特
徴とする。
【０００６】請求項３の発明は、請求項１の発明の特徴
に加えて、前記封圧解除手段は、前記封板に対向するよ
うに設けられる針部と、流体圧力を受けることによって
該針部が前記封板を貫通するように前記針部を付勢する
ピストン状部材と、該ピストン状部材を付勢できるよう
に形成された操作部と、を有することを特徴とする。
に加えて、前記封圧解除手段は、前記封板に対向するよ
うに設けられる針部と、流体圧力を受けることによって
該針部が前記封板を貫通するように前記針部を付勢する
ピストン状部材と、該ピストン状部材を付勢できるよう
に形成された操作部と、を有することを特徴とする。
【０００７】請求項４の発明は、急速開放調圧弁が、流
体の入口及び出口と弁座とを備えた本体と、一端側及び
他端側を持ち前記一端側に前記弁座に接離して開閉され
る弁体部と前記出口に導通し閉方向の圧力を受ける閉受
圧面と前記他端側に形成され開方向の圧力を受ける開受
圧面とを備え前記本体に開閉方向に移動可能に案内され
る弁体部材と、前記一端側と前記他端側との間を導通さ
せる通路と、前記本体に取り付けられる受け部材と、該
受け部材と前記弁体部材との間に介装され前記弁体部材
を開方向に付勢する付勢部材と、前記通路を閉鎖するよ
うに取り付けられる封圧部材を備えた封圧手段と、作動
されたときに前記封圧部材を開いて前記通路内の圧力を
前記開受圧面に供給できるように形成され前記本体に取
り付けられる封圧解除手段と、を有し、前記弁座の直径
と前記閉受圧面の直径と前記開受圧面の直径と前記付勢
部材の付勢力とは、前記通路の前記一端側と前記他端側
とが導通し前記開受圧面が前記開方向の圧力を受けて前
記弁体部が開になると共に前記出口の圧力が所定圧力を
越えると前記弁体部を閉にする弁閉鎖力が前記付勢力よ
り大きくなって前記弁体部が閉になるような関係に定め
られていて、前記受け部材と前記付勢部材との間に介装
され前記開閉方向に移動可能に案内され前記開受圧面と
同じ圧力を受ける受圧面を備え前記開方向の所定位置に
移動したときに前記付勢手段に前記付勢力を発生させる
移動受け部と、該移動移動受け部を前記所定位置で停止
させるように前記本体に設けられた位置決め部と、を有
することを特徴とする。
体の入口及び出口と弁座とを備えた本体と、一端側及び
他端側を持ち前記一端側に前記弁座に接離して開閉され
る弁体部と前記出口に導通し閉方向の圧力を受ける閉受
圧面と前記他端側に形成され開方向の圧力を受ける開受
圧面とを備え前記本体に開閉方向に移動可能に案内され
る弁体部材と、前記一端側と前記他端側との間を導通さ
せる通路と、前記本体に取り付けられる受け部材と、該
受け部材と前記弁体部材との間に介装され前記弁体部材
を開方向に付勢する付勢部材と、前記通路を閉鎖するよ
うに取り付けられる封圧部材を備えた封圧手段と、作動
されたときに前記封圧部材を開いて前記通路内の圧力を
前記開受圧面に供給できるように形成され前記本体に取
り付けられる封圧解除手段と、を有し、前記弁座の直径
と前記閉受圧面の直径と前記開受圧面の直径と前記付勢
部材の付勢力とは、前記通路の前記一端側と前記他端側
とが導通し前記開受圧面が前記開方向の圧力を受けて前
記弁体部が開になると共に前記出口の圧力が所定圧力を
越えると前記弁体部を閉にする弁閉鎖力が前記付勢力よ
り大きくなって前記弁体部が閉になるような関係に定め
られていて、前記受け部材と前記付勢部材との間に介装
され前記開閉方向に移動可能に案内され前記開受圧面と
同じ圧力を受ける受圧面を備え前記開方向の所定位置に
移動したときに前記付勢手段に前記付勢力を発生させる
移動受け部と、該移動移動受け部を前記所定位置で停止
させるように前記本体に設けられた位置決め部と、を有
することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は本発明を適用した急速開放
調圧弁の全体構造を一例を示す。急速開放調圧弁は、本
体１、弁体部材２、本例では弁体部材２内に設けられた
通路としての導通穴２３、受け部材としてのバネ受け
３、付勢部材としてのバネ４、封圧手段としての封板機
構５、封圧解除手段としての弁作動機構６等を有する。
調圧弁の全体構造を一例を示す。急速開放調圧弁は、本
体１、弁体部材２、本例では弁体部材２内に設けられた
通路としての導通穴２３、受け部材としてのバネ受け
３、付勢部材としてのバネ４、封圧手段としての封板機
構５、封圧解除手段としての弁作動機構６等を有する。
【０００９】本体１は、流体としての例えば高圧窒素の
入口１１ａ及び出口１２ａを形成する入口ノズル部１１
及び出口ノズル部１２、弁座１３等を備えている。入口
ノズル部１１は、例えば図５に略図で示すように急速開
放調圧弁１０１として高圧の窒素ボンベ１００に装着さ
れるためのネジ１１ｂを備えていると共に、その内部に
は補強用リング１１ｃがねじ込まれている。出口ノズル
部１２は、例えば図５に示す窒素消火元ライン１０５の
管が装着されるためのネジ１２ｂを備えている。本体１
には、図示しないが圧力計やボンベ用安全弁の座等を必
要に応じて適宜設けることができる。
入口１１ａ及び出口１２ａを形成する入口ノズル部１１
及び出口ノズル部１２、弁座１３等を備えている。入口
ノズル部１１は、例えば図５に略図で示すように急速開
放調圧弁１０１として高圧の窒素ボンベ１００に装着さ
れるためのネジ１１ｂを備えていると共に、その内部に
は補強用リング１１ｃがねじ込まれている。出口ノズル
部１２は、例えば図５に示す窒素消火元ライン１０５の
管が装着されるためのネジ１２ｂを備えている。本体１
には、図示しないが圧力計やボンベ用安全弁の座等を必
要に応じて適宜設けることができる。
【００１０】弁体部材２は、弁座１３に接離して開閉さ
れる弁体部としてのキャップ２１及び弁体２２、前記導
通穴２３、閉受圧面２４、開受圧面２５等を備えてい
て、弁開閉方向である図において上下の矢印Ｚ−Ｚ´で
示す方向に移動可能に本体１によって案内される。導通
穴２３は、一端側及び他端側として本例では前記Ｚ´及
びＺ方向の端で開口していて、一端側は入口１１ａに通
じるように設けられている。閉受圧面２４は、出口１２
ａに導通し、ここから弁閉方向であるＺ方向の圧力を受
ける。このため、弁体部材２が本体１によって案内され
る案内面には、圧力シール用のＯリング７が介装されて
いる。開受圧面２５は、Ｚ方向の端に形成され、開方向
である矢印Ｚ´方向の圧力を受ける。
れる弁体部としてのキャップ２１及び弁体２２、前記導
通穴２３、閉受圧面２４、開受圧面２５等を備えてい
て、弁開閉方向である図において上下の矢印Ｚ−Ｚ´で
示す方向に移動可能に本体１によって案内される。導通
穴２３は、一端側及び他端側として本例では前記Ｚ´及
びＺ方向の端で開口していて、一端側は入口１１ａに通
じるように設けられている。閉受圧面２４は、出口１２
ａに導通し、ここから弁閉方向であるＺ方向の圧力を受
ける。このため、弁体部材２が本体１によって案内され
る案内面には、圧力シール用のＯリング７が介装されて
いる。開受圧面２５は、Ｚ方向の端に形成され、開方向
である矢印Ｚ´方向の圧力を受ける。
【００１１】バネ受け３は、本例では本体１の上端部の
外側に被せられ、ねじ込まれることによってこれに装着
されていて、バネ４の反力を支持している。又、弁体部
材２が気密状態で摺動可能なように、その上部とバネ受
け４との間がＯリング８によってシールされている。な
お、本体１の上端部を大径にして、その内側にバネ受け
３をねじ込むような構造であってもよい。バネ４は、弁
体部材２のバネ受け部２６とバネ受け３との間に介装さ
れ、弁体部材２をＺ´方向に付勢している。
外側に被せられ、ねじ込まれることによってこれに装着
されていて、バネ４の反力を支持している。又、弁体部
材２が気密状態で摺動可能なように、その上部とバネ受
け４との間がＯリング８によってシールされている。な
お、本体１の上端部を大径にして、その内側にバネ受け
３をねじ込むような構造であってもよい。バネ４は、弁
体部材２のバネ受け部２６とバネ受け３との間に介装さ
れ、弁体部材２をＺ´方向に付勢している。
【００１２】封圧機構５は、図３にも示す如く、ネジ付
きリング５１、封圧部材としての例えば薄肉ステンレス
鋼板等でできた封板５２、ネジ付きリング５１で押し付
けられることによって弁体部材２の上端との間で封板５
２を挟み込むパッキン５３、５４、等によって構成され
ている。これにより、封板５２はＺ方向で導通穴２３を
閉鎖している。なお本例では、弁体部材２の上端部を凹
状に削り込み、封板５２やネジ付きリング５１をその中
に装着しているが、ネジ付きリング５１を弁体部材２の
上端に被せるキャップ式にして、封板５２を弁体部材２
の上端に装着するようにしてもよい。
きリング５１、封圧部材としての例えば薄肉ステンレス
鋼板等でできた封板５２、ネジ付きリング５１で押し付
けられることによって弁体部材２の上端との間で封板５
２を挟み込むパッキン５３、５４、等によって構成され
ている。これにより、封板５２はＺ方向で導通穴２３を
閉鎖している。なお本例では、弁体部材２の上端部を凹
状に削り込み、封板５２やネジ付きリング５１をその中
に装着しているが、ネジ付きリング５１を弁体部材２の
上端に被せるキャップ式にして、封板５２を弁体部材２
の上端に装着するようにしてもよい。
【００１３】弁作動機構６は、バネ受け３の上方に延設
されたシリンダ部３１にねじ込みによって装着され、作
動されたときに針部材６５の尖端６５ａで封板５２を突
き破って開き、導通穴２３内の圧力を開受圧面２５に供
給できるように形成されている。なお、本例では、弁作
動機構６はバネ受け３を介して本体１に装着されている
が、本体１の上端をバネ受け３の外側に出して上方に延
設し、本体１に直接弁作動機構６を取り付けるようにし
てもよい。
されたシリンダ部３１にねじ込みによって装着され、作
動されたときに針部材６５の尖端６５ａで封板５２を突
き破って開き、導通穴２３内の圧力を開受圧面２５に供
給できるように形成されている。なお、本例では、弁作
動機構６はバネ受け３を介して本体１に装着されている
が、本体１の上端をバネ受け３の外側に出して上方に延
設し、本体１に直接弁作動機構６を取り付けるようにし
てもよい。
【００１４】図２は弁作動機構の構造例を示す。弁作動
機構６は、作動ガス導入口６１ａが装着された外筒６
１、その中に挿入された内筒６２、中央部分に穴が開け
られ内筒６２の上端を閉鎖するように内筒６２内にねじ
込まれて装着されたカバー６３、内筒６２内に摺動可能
に挿入されカバー６３の先端部で反作動方向である上方
位置を規制された作動リング６４、これに装着された前
記針部材６５及び封板５２に対向するように設けられる
針部としての前記尖端６５ａ、作動リング６４を反作動
方向である上方に付勢するバネ６６、カバー６３の穴に
挿入されたリング付きのロット６７、その操作用のキャ
ップ６８、これとカバー６３との間に介装されロッド６
７を位置保持する挟み板６９、これを封印しているピン
６９ａ及び係止している鎖６９ｂ、これを取り付けてい
るネジ７０等によって構成されている。又、必要位置に
シール用のＯリングが設けられている。
機構６は、作動ガス導入口６１ａが装着された外筒６
１、その中に挿入された内筒６２、中央部分に穴が開け
られ内筒６２の上端を閉鎖するように内筒６２内にねじ
込まれて装着されたカバー６３、内筒６２内に摺動可能
に挿入されカバー６３の先端部で反作動方向である上方
位置を規制された作動リング６４、これに装着された前
記針部材６５及び封板５２に対向するように設けられる
針部としての前記尖端６５ａ、作動リング６４を反作動
方向である上方に付勢するバネ６６、カバー６３の穴に
挿入されたリング付きのロット６７、その操作用のキャ
ップ６８、これとカバー６３との間に介装されロッド６
７を位置保持する挟み板６９、これを封印しているピン
６９ａ及び係止している鎖６９ｂ、これを取り付けてい
るネジ７０等によって構成されている。又、必要位置に
シール用のＯリングが設けられている。
【００１５】このような構造において、作動リング６４
は、流体圧力として図５に示す高圧のＣＯ2 起動ガスラ
イン１０４の圧力を受けることにより、尖端６５ａが封
板５２を貫通するように、針部材６５を介して尖端６５
ａを付勢するピストン状部材に相当する。又、ロッド６
７、キャップ６８、挟み板６９等は、作動リング６４を
付勢できるように形成された操作部を構成する。
は、流体圧力として図５に示す高圧のＣＯ2 起動ガスラ
イン１０４の圧力を受けることにより、尖端６５ａが封
板５２を貫通するように、針部材６５を介して尖端６５
ａを付勢するピストン状部材に相当する。又、ロッド６
７、キャップ６８、挟み板６９等は、作動リング６４を
付勢できるように形成された操作部を構成する。
【００１６】図４は、以上のように構成された急速開放
調圧弁の弁体部材２の寸法関係及びこれによる圧力調整
機能の説明図である。この図では、図１に示す封板５２
は破られていて、導通穴２３が上下間を導通させ、開受
圧面２５に入口圧力Ｐ1 がかかっている。
調圧弁の弁体部材２の寸法関係及びこれによる圧力調整
機能の説明図である。この図では、図１に示す封板５２
は破られていて、導通穴２３が上下間を導通させ、開受
圧面２５に入口圧力Ｐ1 がかかっている。
【００１７】弁体部材２は、圧力調整機能に関連した各
部寸法として、弁座１３の寸法としての弁座の当たり部
分の中心直径ｄ3 、閉受圧面２４の寸法としての外径ｄ
5 、及び開受圧面２５の寸法としての外径ｄ4 を有す
る。これら各部寸法及び付勢力としての図示のバネ力Ｆ
とは、出口１２ａの圧力Ｐ2 が所定圧力以下になる関係
に定められる。なお、ｄ1 及びｄ2 は、入口圧力の作用
する導通穴２３の直径及び出口圧力の作用する弁体部材
２の軸部の最小直径で、共に中間的に介在する寸法であ
る。
部寸法として、弁座１３の寸法としての弁座の当たり部
分の中心直径ｄ3 、閉受圧面２４の寸法としての外径ｄ
5 、及び開受圧面２５の寸法としての外径ｄ4 を有す
る。これら各部寸法及び付勢力としての図示のバネ力Ｆ
とは、出口１２ａの圧力Ｐ2 が所定圧力以下になる関係
に定められる。なお、ｄ1 及びｄ2 は、入口圧力の作用
する導通穴２３の直径及び出口圧力の作用する弁体部材
２の軸部の最小直径で、共に中間的に介在する寸法であ
る。
【００１８】上記のような関係に構成するためには、Ｐ
2 が所定圧力以上になると弁が閉鎖するように上記寸法
等を定める必要がある。従って、入口１１ａの圧力をＰ
1 としてその条件を式にすると、 （弁閉鎖力） （π／４）〔Ｐ1(ｄ3 2−ｄ1 2) ＋Ｐ2(ｄ5 2−ｄ2 2）〕≧ （π／４）〔Ｐ1(ｄ4 2−ｄ1 2) ＋Ｐ2(ｄ3 2−ｄ2 2）〕＋
Ｆ （弁開放力） 従って、 （π／４）〔Ｐ1(ｄ3 2−ｄ4 2) ＋Ｐ2(ｄ5 2−ｄ3 2）〕≧Ｆ−−−（１）
2 が所定圧力以上になると弁が閉鎖するように上記寸法
等を定める必要がある。従って、入口１１ａの圧力をＰ
1 としてその条件を式にすると、 （弁閉鎖力） （π／４）〔Ｐ1(ｄ3 2−ｄ1 2) ＋Ｐ2(ｄ5 2−ｄ2 2）〕≧ （π／４）〔Ｐ1(ｄ4 2−ｄ1 2) ＋Ｐ2(ｄ3 2−ｄ2 2）〕＋
Ｆ （弁開放力） 従って、 （π／４）〔Ｐ1(ｄ3 2−ｄ4 2) ＋Ｐ2(ｄ5 2−ｄ3 2）〕≧Ｆ−−−（１）
【００１９】この式の左辺は圧力による弁閉鎖力の合計
であり、右辺はバネ力による弁開放力である。この式に
よれば、Ｐ1 は一定であり、Ｆはバネ定数が定まると一
定伸びにおいては一定の力になるから、ｄ5 をｄ3 より
大きくしておけば、Ｐ2 が大きくなると弁閉鎖力が大き
くなる。従って、諸寸法及びＦを上式のような関係に定
めると、出口圧力Ｐ2 が一定値を越えると圧力による弁
閉鎖力がバネ力より大きくなって弁が閉じ、Ｐ2 はそれ
以上Ｐ1 に接近しないので、出口圧力Ｐ2 を目的とする
一定圧力以下に制限することができる。
であり、右辺はバネ力による弁開放力である。この式に
よれば、Ｐ1 は一定であり、Ｆはバネ定数が定まると一
定伸びにおいては一定の力になるから、ｄ5 をｄ3 より
大きくしておけば、Ｐ2 が大きくなると弁閉鎖力が大き
くなる。従って、諸寸法及びＦを上式のような関係に定
めると、出口圧力Ｐ2 が一定値を越えると圧力による弁
閉鎖力がバネ力より大きくなって弁が閉じ、Ｐ2 はそれ
以上Ｐ1 に接近しないので、出口圧力Ｐ2 を目的とする
一定圧力以下に制限することができる。
【００２０】本例では、更に、弁座の寸法ｄ3 と開受圧
面の寸法ｄ4 とを同じにしているので、上式は、 （π／４）〔Ｐ2(ｄ5 2−ｄ3 2）〕≧Ｆ−−−−−−（２） となる。このようにすれば、ｄ5 、ｄ3 及びＦのみを定
めることにより、出口圧力を目的とする所定圧力以下に
制限することができる。従って、弁の設計が容易にな
る。又、入口圧力に関係なく出口圧力を制限できるの
で、仮に入口圧力が低下し、何らかの原因で出口圧力が
上昇しても、入口側への流体の逆流を防止することがで
きる。更に、圧力調整に関連する部分が少なくなるた
め、作動の安定性が高く、確実に出口圧力を制限でき、
弁の信頼性が向上する。
面の寸法ｄ4 とを同じにしているので、上式は、 （π／４）〔Ｐ2(ｄ5 2−ｄ3 2）〕≧Ｆ−−−−−−（２） となる。このようにすれば、ｄ5 、ｄ3 及びＦのみを定
めることにより、出口圧力を目的とする所定圧力以下に
制限することができる。従って、弁の設計が容易にな
る。又、入口圧力に関係なく出口圧力を制限できるの
で、仮に入口圧力が低下し、何らかの原因で出口圧力が
上昇しても、入口側への流体の逆流を防止することがで
きる。更に、圧力調整に関連する部分が少なくなるた
め、作動の安定性が高く、確実に出口圧力を制限でき、
弁の信頼性が向上する。
【００２１】図４において、封板５２が開いていないと
きには、開受圧部２５には入口圧力Ｐ1 がかからず、大
気圧の状態になっているから、式（１）によればｄ4 ＝
０の状態になるので、弁閉鎖力は十分大きくなり、弁は
確実に閉じた状態を維持する。このときには、出口圧力
は当然大気圧になっている。
きには、開受圧部２５には入口圧力Ｐ1 がかからず、大
気圧の状態になっているから、式（１）によればｄ4 ＝
０の状態になるので、弁閉鎖力は十分大きくなり、弁は
確実に閉じた状態を維持する。このときには、出口圧力
は当然大気圧になっている。
【００２２】一方、この状態で封板５２が破られると、
式（１）又は式（２）において、Ｐ1 が大気圧より十分
大きいとすればＰ2 はほぼ０とみなせるから、ｄ3 とｄ
4 とが同じか又はｄ4 とｄ3 との差がそれ程大きくなけ
れば、弁開閉力としては殆どバネ力Ｆだけが作用するこ
とになるため、弁は確実に開かれる。そして、出口圧力
が所定圧力以上に上昇するまで開いた状態が維持され
る。この場合、弁を開く力が少しでも大きければ弁は全
開状態になるので、開閉機構や圧力調整機構によって流
体抵抗が増加するということは全くない。
式（１）又は式（２）において、Ｐ1 が大気圧より十分
大きいとすればＰ2 はほぼ０とみなせるから、ｄ3 とｄ
4 とが同じか又はｄ4 とｄ3 との差がそれ程大きくなけ
れば、弁開閉力としては殆どバネ力Ｆだけが作用するこ
とになるため、弁は確実に開かれる。そして、出口圧力
が所定圧力以上に上昇するまで開いた状態が維持され
る。この場合、弁を開く力が少しでも大きければ弁は全
開状態になるので、開閉機構や圧力調整機構によって流
体抵抗が増加するということは全くない。
【００２３】以上のような図１に示す急速開放調圧弁
は、構造の簡単なもので作動の確実なものである。図５
は、本発明の急速開放調圧弁が適用される装置の一例で
ある窒素消火装置の概略系統を示す。窒素消火装置は、
４０°Ｃで１５０kgf/cm2G程度の圧力になるまで昇圧さ
れた窒素の充填された窒素ボンベ１００、これに装着さ
れた本発明の急速開放調圧弁１０１、温度４０°Ｃで１
１０kgf/cm2G程度の圧力を持つ起動用のＣＯ2 ボンベ１
０２、これに装着され図２の弁作動機構と同様の構造で
高圧不活性ガスの代わりにソレノイド等で作動するスタ
ーター１０３、起動ガスライン１０４、消火元ライン１
０５、安全装置１０６、元弁１０７、消火区画を選択す
るための選択弁１０８、個別消火ライン１０９、消火区
画１１０等によって構成されている。急速開放調圧弁
は、ｄ3 ＝ｄ4 とし、例えばＰ2 ＝１１０kgf/cm2Gとし
て、式（２）に基づいて、 （π／４）〔１１０( ｄ5 2−ｄ3 2）〕＝Ｆ−−−−−−−（３） の関係に設計される。ここで、ｄ5 及びｄ3 はｃｍ、Ｆ
はｋｇｆである。
は、構造の簡単なもので作動の確実なものである。図５
は、本発明の急速開放調圧弁が適用される装置の一例で
ある窒素消火装置の概略系統を示す。窒素消火装置は、
４０°Ｃで１５０kgf/cm2G程度の圧力になるまで昇圧さ
れた窒素の充填された窒素ボンベ１００、これに装着さ
れた本発明の急速開放調圧弁１０１、温度４０°Ｃで１
１０kgf/cm2G程度の圧力を持つ起動用のＣＯ2 ボンベ１
０２、これに装着され図２の弁作動機構と同様の構造で
高圧不活性ガスの代わりにソレノイド等で作動するスタ
ーター１０３、起動ガスライン１０４、消火元ライン１
０５、安全装置１０６、元弁１０７、消火区画を選択す
るための選択弁１０８、個別消火ライン１０９、消火区
画１１０等によって構成されている。急速開放調圧弁
は、ｄ3 ＝ｄ4 とし、例えばＰ2 ＝１１０kgf/cm2Gとし
て、式（２）に基づいて、 （π／４）〔１１０( ｄ5 2−ｄ3 2）〕＝Ｆ−−−−−−−（３） の関係に設計される。ここで、ｄ5 及びｄ3 はｃｍ、Ｆ
はｋｇｆである。
【００２４】以上のような構成の急速開放調圧弁は次の
ように作動する。急速開放調圧弁には、窒素ボンベ１０
０から約１５０kgf/cm2Gの入口圧力Ｐ1がかかってい
て、封板５２は破られていない。従って、式（１）にお
いて、ｄ4＝０としてＰ1 ｄ3 2π／４という大きな弁閉
鎖力が作用していて、弁は確実に閉じた状態になってい
る。この状態で、例えば何れかの消火区画で火災が発生
すると、スターター１０３が操作され、ＣＯ2 ボンベ１
０２から起動ガスライン１０４を介して、急速開放調圧
弁１０１の弁作動機構６に圧力１１０kgf/cm2G程度の作
動ガスが導入される。
ように作動する。急速開放調圧弁には、窒素ボンベ１０
０から約１５０kgf/cm2Gの入口圧力Ｐ1がかかってい
て、封板５２は破られていない。従って、式（１）にお
いて、ｄ4＝０としてＰ1 ｄ3 2π／４という大きな弁閉
鎖力が作用していて、弁は確実に閉じた状態になってい
る。この状態で、例えば何れかの消火区画で火災が発生
すると、スターター１０３が操作され、ＣＯ2 ボンベ１
０２から起動ガスライン１０４を介して、急速開放調圧
弁１０１の弁作動機構６に圧力１１０kgf/cm2G程度の作
動ガスが導入される。
【００２５】弁作動機構６では、作動ガスが外筒６１、
内筒６２、カバー６３のそれぞれに開けられた導通孔を
介して作動リング６４の上部に導入され、これとロッド
６７との間でガス圧が発生し、作動リング６４及びこれ
と共に針部材６５と尖端６５ａが押し下げられ、封板５
２を突き破ってこれを開き、窒素が直ちに入口１１ａか
ら導通孔２３を介して上端部に入り、内筒６２とバネ受
け３との間で形成された開受圧面２５に圧力Ｐ1 を作用
させる。一方、ｄ3 及びｄ4 が共に有効になって式
（１）のＰ1 部分が０になり、出口圧力Ｐ2 も大気圧で
あるから、圧力による弁開閉力が殆どなくなり、バネ力
Ｆによって弁体部材２が確実に押し下げられ、弁は瞬時
に開く。これにより、消火元ライン１０５以下に迅速に
窒素が流され、消火区画内に充満して消火効果を発揮す
る。
内筒６２、カバー６３のそれぞれに開けられた導通孔を
介して作動リング６４の上部に導入され、これとロッド
６７との間でガス圧が発生し、作動リング６４及びこれ
と共に針部材６５と尖端６５ａが押し下げられ、封板５
２を突き破ってこれを開き、窒素が直ちに入口１１ａか
ら導通孔２３を介して上端部に入り、内筒６２とバネ受
け３との間で形成された開受圧面２５に圧力Ｐ1 を作用
させる。一方、ｄ3 及びｄ4 が共に有効になって式
（１）のＰ1 部分が０になり、出口圧力Ｐ2 も大気圧で
あるから、圧力による弁開閉力が殆どなくなり、バネ力
Ｆによって弁体部材２が確実に押し下げられ、弁は瞬時
に開く。これにより、消火元ライン１０５以下に迅速に
窒素が流され、消火区画内に充満して消火効果を発揮す
る。
【００２６】一方、弁が開いたときに、例えば元弁１０
７や選択弁１０８が閉まっていたような場合には、消火
元ライン１０５の圧力が上がり、その結果急速開放調圧
弁１０１の出口１２ａの圧力が上昇する。ところが、こ
の圧力が１１０kgf/cm2 になると、式（３）のように寸
法やバネ力が決められているため出口圧力による力と弁
開閉力がバランスし、圧力が１１０kgf/cm2 を越える
と、圧力による弁閉鎖力がバネ力に勝って弁が閉鎖す
る。その結果、１１０kgf/cm2G以上の出口側圧力の過度
の上昇が防止される。
７や選択弁１０８が閉まっていたような場合には、消火
元ライン１０５の圧力が上がり、その結果急速開放調圧
弁１０１の出口１２ａの圧力が上昇する。ところが、こ
の圧力が１１０kgf/cm2 になると、式（３）のように寸
法やバネ力が決められているため出口圧力による力と弁
開閉力がバランスし、圧力が１１０kgf/cm2 を越える
と、圧力による弁閉鎖力がバネ力に勝って弁が閉鎖す
る。その結果、１１０kgf/cm2G以上の出口側圧力の過度
の上昇が防止される。
【００２７】図６は本発明を適用した他の急速開放調圧
弁の構造例を示す。この急速開放調圧弁は、図１のもの
に較べて、主として、弁体部材２の入口１１ａに通じる
一端側と開受圧面２５に通じる他端側とを導通させる通
路として弁体部材２内に設けられた導通穴２３に代え
て、本体１内に設けられた通路としての横導通穴１４及
び側部導通穴１５を備えている。そして、２つの導通穴
の間は、図１のものと同様に封板５２によって閉鎖され
ている。なお、本例では、封板５２を弁作動機構６の内
筒６２で押圧支持していて、導通穴１４と１５との間は
内筒６２に開けられた穴６２ａによって導通され、カバ
ー３´で開受圧面２５を閉鎖している。又、バネ受け３
は本体１の内面にねじ込まれている。図１の補強用リン
グ１１ｃは用いられていない。
弁の構造例を示す。この急速開放調圧弁は、図１のもの
に較べて、主として、弁体部材２の入口１１ａに通じる
一端側と開受圧面２５に通じる他端側とを導通させる通
路として弁体部材２内に設けられた導通穴２３に代え
て、本体１内に設けられた通路としての横導通穴１４及
び側部導通穴１５を備えている。そして、２つの導通穴
の間は、図１のものと同様に封板５２によって閉鎖され
ている。なお、本例では、封板５２を弁作動機構６の内
筒６２で押圧支持していて、導通穴１４と１５との間は
内筒６２に開けられた穴６２ａによって導通され、カバ
ー３´で開受圧面２５を閉鎖している。又、バネ受け３
は本体１の内面にねじ込まれている。図１の補強用リン
グ１１ｃは用いられていない。
【００２８】この例でも、図１のものと全く同様に、弁
作動機構６が作動し、封板５２が破られると、入口１１
ａのガス圧力が、順次横導通穴１４、封板５２、穴６２
ａ、側部導通穴１５を介して瞬時に開受圧面２５に作用
し、バネ４の力によって弁体部材２を作動させて弁を開
くことができる。又、弁開時に出口１２ａ側の圧力が所
定圧力以上になると、閉受圧面２４の圧力が高くなり、
弁閉鎖力が弁開放力より大きくなり、弁を閉じてこれ以
上の圧力上昇が防止される。本例の急速開放調圧弁によ
れば、弁作動機構６を弁体部材２に直角の方向に配置で
きるので、急速開放調圧弁の全体形状を小型化できる利
点がある。
作動機構６が作動し、封板５２が破られると、入口１１
ａのガス圧力が、順次横導通穴１４、封板５２、穴６２
ａ、側部導通穴１５を介して瞬時に開受圧面２５に作用
し、バネ４の力によって弁体部材２を作動させて弁を開
くことができる。又、弁開時に出口１２ａ側の圧力が所
定圧力以上になると、閉受圧面２４の圧力が高くなり、
弁閉鎖力が弁開放力より大きくなり、弁を閉じてこれ以
上の圧力上昇が防止される。本例の急速開放調圧弁によ
れば、弁作動機構６を弁体部材２に直角の方向に配置で
きるので、急速開放調圧弁の全体形状を小型化できる利
点がある。
【００２９】以上のように、急速開放調圧弁は、通常起
動ガスライン１０４からのガス圧力で作動するが、起動
系に故障等が発生し、急速開放調圧弁の弁作動機構６に
作動ガスが供給されないようなときには、直接手動操作
によって弁を開くことができる。このときには、封印用
のピン６９ａを引き抜き、挟み板６９の鎖係止側を持っ
てこれを引き抜き、キャップ６８を押し下げることによ
ってロッド６７を介して作動リング６４を押し下げ、針
部材の尖端６５ａを下げて封板５２を破ることができ
る。その結果、スターター系に故障等があっても、手動
によッ て直ちに確実に窒素を供給でき、消火作業を行う
ことができる。
動ガスライン１０４からのガス圧力で作動するが、起動
系に故障等が発生し、急速開放調圧弁の弁作動機構６に
作動ガスが供給されないようなときには、直接手動操作
によって弁を開くことができる。このときには、封印用
のピン６９ａを引き抜き、挟み板６９の鎖係止側を持っ
てこれを引き抜き、キャップ６８を押し下げることによ
ってロッド６７を介して作動リング６４を押し下げ、針
部材の尖端６５ａを下げて封板５２を破ることができ
る。その結果、スターター系に故障等があっても、手動
によッ て直ちに確実に窒素を供給でき、消火作業を行う
ことができる。
【００３０】このような急速開放調圧弁によれば、消火
すべきときに急速且つ確実に弁を開いて窒素を供給でき
ると共に、出口側の圧力を所定圧力として例えば１１０
kgf/cm2G以下に制限することができる。従って、出口側
の配管や弁等の消火系の一切のものの耐圧を従来のＣＯ
2 消火系の場合と同じ１１０kgf/cm2G以上に上げる必要
がなくなる。その結果、設備費用の増加等を招くことな
く、例えば１５０kgf/cm2Gという消火能力の大きい窒素
消火装置を用いることが可能になる。
すべきときに急速且つ確実に弁を開いて窒素を供給でき
ると共に、出口側の圧力を所定圧力として例えば１１０
kgf/cm2G以下に制限することができる。従って、出口側
の配管や弁等の消火系の一切のものの耐圧を従来のＣＯ
2 消火系の場合と同じ１１０kgf/cm2G以上に上げる必要
がなくなる。その結果、設備費用の増加等を招くことな
く、例えば１５０kgf/cm2Gという消火能力の大きい窒素
消火装置を用いることが可能になる。
【００３１】なお、窒素消火装置としては、例えば２０
０kgf/cm2G程度の圧力のものも使用可能である。又、本
急速開放調圧弁は、窒素消火装置のほか、他の不活性ガ
ス消火装置や高圧ガスボンベ等に広く使用できるもので
ある。図７及び図８は急速開放調圧弁の更に他の構造例
を示す。本例の急速開放調圧弁は、本体１、この内側に
ねじ込まれて本体１と一体となって本体としての機能を
成すように構成された中胴１０、弁体部材２、通路とし
ての横導通穴１４、連絡導通穴１６及び上導通穴２３
´、受け部材としてのバネ受け３及び移動受け部でもあ
る移動バネ受け９、付勢部材としてのバネ４、封圧手段
として図９（ａ）にも詳細を示す封板機構５、封圧解除
手段として同図（ｂ）に示す弁作動機構６、位置決め部
１７等を有する。なお図では、移動バネ受け９が上位置
にあって弁体部材２が弁体２２を閉じている状態を中心
線Ｃの右側に示し、同バネ受け９が下位置にあって弁体
２２が開いている状態を左側に示している。
０kgf/cm2G程度の圧力のものも使用可能である。又、本
急速開放調圧弁は、窒素消火装置のほか、他の不活性ガ
ス消火装置や高圧ガスボンベ等に広く使用できるもので
ある。図７及び図８は急速開放調圧弁の更に他の構造例
を示す。本例の急速開放調圧弁は、本体１、この内側に
ねじ込まれて本体１と一体となって本体としての機能を
成すように構成された中胴１０、弁体部材２、通路とし
ての横導通穴１４、連絡導通穴１６及び上導通穴２３
´、受け部材としてのバネ受け３及び移動受け部でもあ
る移動バネ受け９、付勢部材としてのバネ４、封圧手段
として図９（ａ）にも詳細を示す封板機構５、封圧解除
手段として同図（ｂ）に示す弁作動機構６、位置決め部
１７等を有する。なお図では、移動バネ受け９が上位置
にあって弁体部材２が弁体２２を閉じている状態を中心
線Ｃの右側に示し、同バネ受け９が下位置にあって弁体
２２が開いている状態を左側に示している。
【００３２】本体１は図１のものと同様に、高圧窒素の
入口１１ａ及び出口１２ａを形成する入口ノズル部１１
及び出口ノズル部１２等を備えている。なお、本例の弁
では製造性等の点から本体１の内部に中胴１０を設けて
いて、これによって弁体部材２等を支持案内すると共
に、その下端を弁座１３部分としている。但し、図１の
ように中胴１０を本体と共に同一部材にしてもよいこと
は勿論である。本体１には、圧力計座、圧力絞り用ニー
ドル弁座、安全栓座等が必要に応じて設けられるが、図
１のものと同様に図示を省略している。
入口１１ａ及び出口１２ａを形成する入口ノズル部１１
及び出口ノズル部１２等を備えている。なお、本例の弁
では製造性等の点から本体１の内部に中胴１０を設けて
いて、これによって弁体部材２等を支持案内すると共
に、その下端を弁座１３部分としている。但し、図１の
ように中胴１０を本体と共に同一部材にしてもよいこと
は勿論である。本体１には、圧力計座、圧力絞り用ニー
ドル弁座、安全栓座等が必要に応じて設けられるが、図
１のものと同様に図示を省略している。
【００３３】弁体部材２も図１のものとほぼ同様の構造
になっている。なお、図１では導通穴２３が一端側から
他端側まで封板５２を介して直接導通しているが、本例
のものでは上記のように、横導通穴１４、封板５２及び
連絡導通穴１６を介して導通している。但し、本例の構
造の弁に対しても図１のような通路及び封板機構を採用
できることは勿論である。
になっている。なお、図１では導通穴２３が一端側から
他端側まで封板５２を介して直接導通しているが、本例
のものでは上記のように、横導通穴１４、封板５２及び
連絡導通穴１６を介して導通している。但し、本例の構
造の弁に対しても図１のような通路及び封板機構を採用
できることは勿論である。
【００３４】バネ受け３は、本例では中胴１０の上端部
の外側に被せられ、ねじ込まれることによってこれに装
着されていて、移動バネ受け９を介してバネ４の反力を
支持している。即ち、後述するように封板５２の開封後
には、導入された弁入口側の圧力を移動バネ受け９との
間の空間部で受け止め、移動バネ受けに圧力を発生させ
ることにより、移動バネ受け９を介してバネ４の力を支
持している。一方開封前には、図８、９の中心線Ｃの右
側に示すように、バネ４がほぼ完全に伸びた状態になる
ように移動バネ受け９の上端を受け止めている。なお、
この場合の移動バネ受け９の上端とバネ受け３の当たり
面との間は、多少隙間ができる状態でもよく、反対に多
少のバネ力が残る程度に接触していてもよい。
の外側に被せられ、ねじ込まれることによってこれに装
着されていて、移動バネ受け９を介してバネ４の反力を
支持している。即ち、後述するように封板５２の開封後
には、導入された弁入口側の圧力を移動バネ受け９との
間の空間部で受け止め、移動バネ受けに圧力を発生させ
ることにより、移動バネ受け９を介してバネ４の力を支
持している。一方開封前には、図８、９の中心線Ｃの右
側に示すように、バネ４がほぼ完全に伸びた状態になる
ように移動バネ受け９の上端を受け止めている。なお、
この場合の移動バネ受け９の上端とバネ受け３の当たり
面との間は、多少隙間ができる状態でもよく、反対に多
少のバネ力が残る程度に接触していてもよい。
【００３５】又、弁体部材２が気密状態で摺動可能なよ
うに、必要部分がＯリング８によってシールされてい
る。なお、本例では移動バネ受け９が中胴１０で移動案
内されているが、中胴１０の上端部を大径にしてその内
側にバネ受け３をねじ込み、バネ受け３で移動バネ受け
９を案内するような構造であってもよい。バネ４は、移
動バネ受け３と弁体部材２のバネ受け部２６との間に介
装され、図１のものと同様に弁体部材２をＺ´方向に付
勢している。
うに、必要部分がＯリング８によってシールされてい
る。なお、本例では移動バネ受け９が中胴１０で移動案
内されているが、中胴１０の上端部を大径にしてその内
側にバネ受け３をねじ込み、バネ受け３で移動バネ受け
９を案内するような構造であってもよい。バネ４は、移
動バネ受け３と弁体部材２のバネ受け部２６との間に介
装され、図１のものと同様に弁体部材２をＺ´方向に付
勢している。
【００３６】移動バネ受け９は、バネ受け３とバネ４と
の間に介装され、本例では本体１と一体の中胴１０によ
って開閉方向Ｚ−Ｚ´に移動可能に案内され、開受圧面
２５と同じ圧力を受ける受圧面９ａを備え、Ｚ´の開方
向の所定位置である下位置Ｌまで移動したときに位置決
め部１７で停止され、バネ４に付勢力Ｆを発生させる。
即ち、移動バネ受け９はバネ受け３の内側にあって新た
に実質的なバネ受けとして作動する。なお、位置決め部
１７をネジ込み式にしたり、その上に載せられる厚みの
薄い調整部材を準備する方法等により、位置決め部１７
の位置を調整可能にしてもよい。
の間に介装され、本例では本体１と一体の中胴１０によ
って開閉方向Ｚ−Ｚ´に移動可能に案内され、開受圧面
２５と同じ圧力を受ける受圧面９ａを備え、Ｚ´の開方
向の所定位置である下位置Ｌまで移動したときに位置決
め部１７で停止され、バネ４に付勢力Ｆを発生させる。
即ち、移動バネ受け９はバネ受け３の内側にあって新た
に実質的なバネ受けとして作動する。なお、位置決め部
１７をネジ込み式にしたり、その上に載せられる厚みの
薄い調整部材を準備する方法等により、位置決め部１７
の位置を調整可能にしてもよい。
【００３７】横導通穴１４、連絡導通穴１６及び上導通
穴２３´は、一端側である弁体部材２の窒素の入口１１
ａ側と他端側である弁体部材２の上端の開受圧面２５と
の間を導通させる通路である。本例の如く連絡導通穴１
６を設けて弁体部材２内に設けられた上導通穴２３´を
利用すれば、図１のものと同様に弁の上部において通路
のための独立のスペースが不要になるので、上部の弁直
径を小さくすることができる。但し、図６のような通路
を採することもできる。
穴２３´は、一端側である弁体部材２の窒素の入口１１
ａ側と他端側である弁体部材２の上端の開受圧面２５と
の間を導通させる通路である。本例の如く連絡導通穴１
６を設けて弁体部材２内に設けられた上導通穴２３´を
利用すれば、図１のものと同様に弁の上部において通路
のための独立のスペースが不要になるので、上部の弁直
径を小さくすることができる。但し、図６のような通路
を採することもできる。
【００３８】図９（ａ）は封圧機構５の構造を示す。本
例のものも図３に示すものとほぼ同様であるが、本例の
ものではネジ付きリング５１の先端部分にガスの送気口
５５が設けられている。なお、封圧機構５を構成するノ
ズル部の外側はネジ５６になっている。そのため、図９
（ｂ）に示す、弁作動機構６の内筒６２の先端部分の内
側にネジ６２ａが切られていて、これがノズル部のネジ
５６に外から螺合するようになっている。但し、この部
分は図１に示すような螺合構造であってもよい。弁作動
機構６のその他の構造は図２（ｂ）のものと全く同じで
ある。
例のものも図３に示すものとほぼ同様であるが、本例の
ものではネジ付きリング５１の先端部分にガスの送気口
５５が設けられている。なお、封圧機構５を構成するノ
ズル部の外側はネジ５６になっている。そのため、図９
（ｂ）に示す、弁作動機構６の内筒６２の先端部分の内
側にネジ６２ａが切られていて、これがノズル部のネジ
５６に外から螺合するようになっている。但し、この部
分は図１に示すような螺合構造であってもよい。弁作動
機構６のその他の構造は図２（ｂ）のものと全く同じで
ある。
【００３９】図１０は図７、８の急速解放調圧弁の弁体
２に掛かる圧力の関係を示し、（ａ）は図４に対応する
図で封板５２が破られた開封後の状態で、（ｂ）は開封
前の状態である。封板５２が破られると、本例の急速開
放調圧弁では、入口１１ａのガスが順次、横導通穴１
４、送気口５５、連絡導通穴１６、上導通口２３´を経
由して開受圧面２５及び移動バネ受け９の受圧面９ａに
流れ、（ａ）に示す如くこれらの上に圧力Ｐ1 が作用す
る。これにより、受圧面９ａ側では、この部分の圧力Ｐ
1 によって移動バネ受け９が押し下げられ、バネ４を圧
縮しつつ所定位置Ｌまで下がると中胴１０の位置決め部
１７に当たって停止する。このとき、移動バネ受け９で
圧縮されたバネ４は弁体２に開方向のバネ力Ｆを作用さ
せる。このバネ力Ｆ及び圧力Ｐ1 による開受圧面２５に
掛かる力の作用と、これらを含めた弁体部材２に掛かる
全体の力関係については、図４で説明した通りになる。
そして、本例の弁も、式（１）、（２）によって出口側
の圧力が制御される。
２に掛かる圧力の関係を示し、（ａ）は図４に対応する
図で封板５２が破られた開封後の状態で、（ｂ）は開封
前の状態である。封板５２が破られると、本例の急速開
放調圧弁では、入口１１ａのガスが順次、横導通穴１
４、送気口５５、連絡導通穴１６、上導通口２３´を経
由して開受圧面２５及び移動バネ受け９の受圧面９ａに
流れ、（ａ）に示す如くこれらの上に圧力Ｐ1 が作用す
る。これにより、受圧面９ａ側では、この部分の圧力Ｐ
1 によって移動バネ受け９が押し下げられ、バネ４を圧
縮しつつ所定位置Ｌまで下がると中胴１０の位置決め部
１７に当たって停止する。このとき、移動バネ受け９で
圧縮されたバネ４は弁体２に開方向のバネ力Ｆを作用さ
せる。このバネ力Ｆ及び圧力Ｐ1 による開受圧面２５に
掛かる力の作用と、これらを含めた弁体部材２に掛かる
全体の力関係については、図４で説明した通りになる。
そして、本例の弁も、式（１）、（２）によって出口側
の圧力が制御される。
【００４０】（ｂ）に示す封板５２の開封前において、
窒素ボンベ１００の圧力が高いときには、Ｐ1 の圧力が
高く、一方、弁座１３が弁体２２に接触して弁が閉じて
いるため出口１２ａ側の圧力は低い大気圧Ｐ0 になって
いる。その結果、前式（１）にも示すように、圧力Ｐ1
による弁閉鎖力がバネによる弁開放力Ｆより充分大きい
ので、弁を閉じることができる。しかしＰ1 が一定の圧
力以下になると、図１の弁の場合には、これによる弁閉
鎖力がバネ力Ｆによる弁解放力より小さくなって弁が開
くことになる。例えば、前述の如くＰ1 が１５０kgf/cm
2 でＰ2 を１１０kgf/cm2 以下の圧力に制御するときの
バネ力Ｆによれば、Ｐ1 が最大時の１／３程度即ち５０
kgf/cm2 程度になると、Ｐ1 による弁閉鎖力よりもバネ
力Ｆによる弁開放力の方が大きくなる。そして弁が不必
要に開くことになる。
窒素ボンベ１００の圧力が高いときには、Ｐ1 の圧力が
高く、一方、弁座１３が弁体２２に接触して弁が閉じて
いるため出口１２ａ側の圧力は低い大気圧Ｐ0 になって
いる。その結果、前式（１）にも示すように、圧力Ｐ1
による弁閉鎖力がバネによる弁開放力Ｆより充分大きい
ので、弁を閉じることができる。しかしＰ1 が一定の圧
力以下になると、図１の弁の場合には、これによる弁閉
鎖力がバネ力Ｆによる弁解放力より小さくなって弁が開
くことになる。例えば、前述の如くＰ1 が１５０kgf/cm
2 でＰ2 を１１０kgf/cm2 以下の圧力に制御するときの
バネ力Ｆによれば、Ｐ1 が最大時の１／３程度即ち５０
kgf/cm2 程度になると、Ｐ1 による弁閉鎖力よりもバネ
力Ｆによる弁開放力の方が大きくなる。そして弁が不必
要に開くことになる。
【００４１】ところが、本例の急速開放調圧弁によれ
ば、（ｂ）に示す如く、移動バネ受け９の受圧面９ａに
作用する圧力が大気圧Ｐ0 になることによってバネ４を
圧縮する力が解放され、移動バネ受け９はバネ力Ｆ発生
させる位置Ｌからそれがほぼ零のＦ0 になる位置Ｈまで
上昇する。その結果、弁体２のバネ受け部２６にはバネ
４の力が殆ど作用しなくなり、封板が破れない限り弁の
閉鎖状態が維持されることになる。なお、図中のＰ0 、
Ｆ0 の矢印は圧力及び力の方向を示すものであり、大き
さがほぼ０であることは上記のとおりである。
ば、（ｂ）に示す如く、移動バネ受け９の受圧面９ａに
作用する圧力が大気圧Ｐ0 になることによってバネ４を
圧縮する力が解放され、移動バネ受け９はバネ力Ｆ発生
させる位置Ｌからそれがほぼ零のＦ0 になる位置Ｈまで
上昇する。その結果、弁体２のバネ受け部２６にはバネ
４の力が殆ど作用しなくなり、封板が破れない限り弁の
閉鎖状態が維持されることになる。なお、図中のＰ0 、
Ｆ0 の矢印は圧力及び力の方向を示すものであり、大き
さがほぼ０であることは上記のとおりである。
【００４２】このような急速解放調圧弁によれば、窒素
ボンベ１００の圧力が低下したときでも、窒素の出口ラ
インへの流出を防止することができる。なお、図５に示
す如く、弁が開いて窒素が出口ラインに入った場合で
も、消火系統では元弁１０７や選択弁１０８によって消
火区域内への不必要な消火ガスの吹き出しは阻止されて
いるので、危険性は全くない。又本例の弁によれば、工
場から出荷時に窒素ボンベ１００に窒素を充填する場合
にも、弁の抵抗によって少しでもボンベ内の圧力が上昇
すると直ちに弁が閉まるので、出口ノズル部１２を解放
した状態又は僅かにキャップを被せるだけの状態で窒素
を充填できるようになり、弁の取扱性が良くすることが
できる。
ボンベ１００の圧力が低下したときでも、窒素の出口ラ
インへの流出を防止することができる。なお、図５に示
す如く、弁が開いて窒素が出口ラインに入った場合で
も、消火系統では元弁１０７や選択弁１０８によって消
火区域内への不必要な消火ガスの吹き出しは阻止されて
いるので、危険性は全くない。又本例の弁によれば、工
場から出荷時に窒素ボンベ１００に窒素を充填する場合
にも、弁の抵抗によって少しでもボンベ内の圧力が上昇
すると直ちに弁が閉まるので、出口ノズル部１２を解放
した状態又は僅かにキャップを被せるだけの状態で窒素
を充填できるようになり、弁の取扱性が良くすることが
できる。
【００４３】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、請求項１の
発明においては、急速開放調圧弁を本体と弁体部材と、
受け部材と付勢部材と封圧手段と封圧解除手段との組合
せによって構成し、弁体部材の一端側と他端側との間を
導通させる通路を弁体部材又は本体に設け、その一端側
を本体入口に導通させ他端側への通路を封圧手段の封板
で封鎖し、本体の弁座直径、弁体部材の閉受圧面直径、
前記他端側に位置する開受圧面直径、及び付勢部材の開
付勢力を、通路の一端側と他端側とが導通し開受圧面が
開方向の圧力を受けて弁体部が開になると共に出口の圧
力が所定圧力を越えると弁体部を閉にする弁閉鎖力が前
記付勢力より大きくなって弁体部が閉になるような関係
に定められているので、各条件によって弁体部材は次の
ように開閉する。
発明においては、急速開放調圧弁を本体と弁体部材と、
受け部材と付勢部材と封圧手段と封圧解除手段との組合
せによって構成し、弁体部材の一端側と他端側との間を
導通させる通路を弁体部材又は本体に設け、その一端側
を本体入口に導通させ他端側への通路を封圧手段の封板
で封鎖し、本体の弁座直径、弁体部材の閉受圧面直径、
前記他端側に位置する開受圧面直径、及び付勢部材の開
付勢力を、通路の一端側と他端側とが導通し開受圧面が
開方向の圧力を受けて弁体部が開になると共に出口の圧
力が所定圧力を越えると弁体部を閉にする弁閉鎖力が前
記付勢力より大きくなって弁体部が閉になるような関係
に定められているので、各条件によって弁体部材は次の
ように開閉する。
【００４４】まず、封圧手段が作動せず他端側が封板で
封鎖されているときには、開受圧面が作動せず、従って
弁体部材に閉方向に作用する入口圧力の力が付勢部材の
付勢力より大きくなり、弁体部材の閉鎖状態が維持され
る。
封鎖されているときには、開受圧面が作動せず、従って
弁体部材に閉方向に作用する入口圧力の力が付勢部材の
付勢力より大きくなり、弁体部材の閉鎖状態が維持され
る。
【００４５】次に、封圧手段が作動すると、他端側への
通路を封鎖している封板が破られて開受圧面に入口圧力
がかかり、これが弁体部材入口部分の閉圧力を解除又は
低減し、付勢部材の付勢力を有効にして弁体部材を確実
に開くことができる。
通路を封鎖している封板が破られて開受圧面に入口圧力
がかかり、これが弁体部材入口部分の閉圧力を解除又は
低減し、付勢部材の付勢力を有効にして弁体部材を確実
に開くことができる。
【００４６】更に、この状態で出口圧力が大きくなる
と、閉受圧面の圧力が付勢部材の付勢力より大きくな
り、弁を閉鎖し、出口圧力の一定以上の上昇を制限する
ことができる。その結果、流体入口圧力が高圧であって
も、出口圧力を所定圧力以下にし、配管や弁類等の耐圧
をその圧力まで下げることができる。そして、例えば、
従来の消火システムの設計圧力に相当する出口圧力とし
て１１０kgf/cm2Gの値を維持し、即ち配管系等のコスト
を上昇させることなく、１５０kgf/cm2G程度以上の高圧
で消火能力の大きい窒素消火装置の採用を可能にするこ
とができる。
と、閉受圧面の圧力が付勢部材の付勢力より大きくな
り、弁を閉鎖し、出口圧力の一定以上の上昇を制限する
ことができる。その結果、流体入口圧力が高圧であって
も、出口圧力を所定圧力以下にし、配管や弁類等の耐圧
をその圧力まで下げることができる。そして、例えば、
従来の消火システムの設計圧力に相当する出口圧力とし
て１１０kgf/cm2Gの値を維持し、即ち配管系等のコスト
を上昇させることなく、１５０kgf/cm2G程度以上の高圧
で消火能力の大きい窒素消火装置の採用を可能にするこ
とができる。
【００４７】請求項２の発明においては、上記に加え
て、弁座の直径と開受圧面の直径とを同じにしているの
で、弁体部材の開閉力は、出口圧力と弁座の直径と閉受
圧面の直径と付勢部材の付勢力とによって定まるので、
弁の設計が容易になる。又、入口圧力に関係なく出口圧
力を制限できるので、出口圧力の上昇時に入口側への流
体の逆流を防止することができる。更に、圧力調整に関
連する部分が少なくなるため、弁の作動安定性が高くな
り、確実に出口圧力を制限でき、弁の信頼性を向上させ
ることができる。
て、弁座の直径と開受圧面の直径とを同じにしているの
で、弁体部材の開閉力は、出口圧力と弁座の直径と閉受
圧面の直径と付勢部材の付勢力とによって定まるので、
弁の設計が容易になる。又、入口圧力に関係なく出口圧
力を制限できるので、出口圧力の上昇時に入口側への流
体の逆流を防止することができる。更に、圧力調整に関
連する部分が少なくなるため、弁の作動安定性が高くな
り、確実に出口圧力を制限でき、弁の信頼性を向上させ
ることができる。
【００４８】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、封圧解除手段として、封板に対向する
ように設けられる針部を流体圧力で作動するピストン状
部材に取り付け、これを操作部によって操作できるよう
にするので、封板を流体圧力によって遠隔作動できると
共に、流体圧力ラインに故障等が生じた場合でも、機側
で手動操作によって封板を開閉でき、装置の安全性を向
上させることができる。
の効果に加えて、封圧解除手段として、封板に対向する
ように設けられる針部を流体圧力で作動するピストン状
部材に取り付け、これを操作部によって操作できるよう
にするので、封板を流体圧力によって遠隔作動できると
共に、流体圧力ラインに故障等が生じた場合でも、機側
で手動操作によって封板を開閉でき、装置の安全性を向
上させることができる。
【００４９】請求項４の発明によれば、受け部材と付勢
部材との間に開受圧面と同じ圧力を受ける受圧面を備え
た移動受け部を設け、これを開閉方向に移動可能に案内
し、封圧が解除されると受圧面が前記圧力を受けて移動
受け部を開方向の所定位置に移動させると共に、この位
置で停止するように位置決め部を設けるので、開封時に
はこの決められた位置で付勢部材に前記付勢力を発生さ
せることができる。その結果、請求項１の発明と同じ作
用により、出口圧力を所定圧力以下に制御することがで
きる。
部材との間に開受圧面と同じ圧力を受ける受圧面を備え
た移動受け部を設け、これを開閉方向に移動可能に案内
し、封圧が解除されると受圧面が前記圧力を受けて移動
受け部を開方向の所定位置に移動させると共に、この位
置で停止するように位置決め部を設けるので、開封時に
はこの決められた位置で付勢部材に前記付勢力を発生さ
せることができる。その結果、請求項１の発明と同じ作
用により、出口圧力を所定圧力以下に制御することがで
きる。
【００５０】一方、封圧が解除されていないときには、
受圧面が前記圧力を受けていないので、移動受け部を所
定位置に移動させる力が発生しないと共に、移動受け部
は付勢部材の反力を受けて所定位置とは反対の方向に自
由に移動する。その結果、付勢部材の付勢力が発生しな
くなり、弁体部材は付勢部材によって開方向に付勢され
なくなる。その結果、入口側の流体圧力が低下したとき
でも、付勢部材の付勢力による不必要な弁の開放が防止
される。又、急速開放調圧弁が装着される消火ガス容器
等にガスを充填するときにも、出口側を完全に閉鎖する
ことなくガスを充填できるようになるので、装置の取扱
性を向上させることができる。
受圧面が前記圧力を受けていないので、移動受け部を所
定位置に移動させる力が発生しないと共に、移動受け部
は付勢部材の反力を受けて所定位置とは反対の方向に自
由に移動する。その結果、付勢部材の付勢力が発生しな
くなり、弁体部材は付勢部材によって開方向に付勢され
なくなる。その結果、入口側の流体圧力が低下したとき
でも、付勢部材の付勢力による不必要な弁の開放が防止
される。又、急速開放調圧弁が装着される消火ガス容器
等にガスを充填するときにも、出口側を完全に閉鎖する
ことなくガスを充填できるようになるので、装置の取扱
性を向上させることができる。
【図１】本発明を適用した急速開放調圧弁の全体構造の
一例を示す縦断面図である。
一例を示す縦断面図である。
【図２】上記急速開放調圧弁の弁作動機構の一例を示
し、（ａ）は平面図で（ｂ）は縦断面図である。
し、（ａ）は平面図で（ｂ）は縦断面図である。
【図３】上記急速開放調圧弁の封圧部分の構造例を示す
部分断面図である。
部分断面図である。
【図４】上記急速開放調圧弁の弁体部材の各部に係る力
の関係の説明図である。
の関係の説明図である。
【図５】上記急速開放調圧弁を適用できる装置である窒
素消火装置の一例を示す系統図である。
素消火装置の一例を示す系統図である。
【図６】本発明を適用した急速開放調圧弁の他の例を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図７】本発明を適用した急速開放調圧弁の更に他の例
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
【図８】上記弁の上記とは異なった方向の縦断面図であ
る。
る。
【図９】（ａ）は封板機構の拡大断面図で（ｂ）はこの
機構のための弁作動機構の従断面図である。
機構のための弁作動機構の従断面図である。
【図１０】上記急速開放調圧弁の弁体部材の各部に掛か
る力の関係の説明図であり、（ａ）は開封後の状態で
（ｂ）は開封前の状態を示す。
る力の関係の説明図であり、（ａ）は開封後の状態で
（ｂ）は開封前の状態を示す。
１ 本体
２ 弁体部材
３ バネ受け（受け部材）
４ バネ（付勢部材）
５ 封板機構（封圧手段）
６ 弁作動機構（封圧解除手段）
９ 移動バネ受け（受け部、移動受け部）
９ａ 受圧面
１１ａ 窒素の入口（流体の入口）
１２ａ 窒素の出口（流体の出口）
１３ 弁座
１４ 横導通穴（通路）
１５ 側部導通穴（通路）
１６ 連絡導通穴（通路）
１７ 突出面（位置決め部）
２３ 導通穴（通路）
２３´ 上導通穴（通路）
２４ 閉受圧面
２５ 開受圧面
５２ 封板（封圧部材）
６４ 作動リング（ピストン状部材）
６５ａ 尖端（針部）
６７ ロッド（操作部）
６８ キャップ（操作部）
６９ 挟み板（操作部）
ｄ3 弁座の当たり部分の中心直径（弁座の
寸法） ｄ5 外径（閉受圧面の寸法） ｄ4 外径（開受圧面の寸法） Ｆ バネ力（付勢力） Ｐ2 出口の圧力 Ｌ 下位置（所定位置） Ｚ 開方向 Ｚ´ 閉方向
寸法） ｄ5 外径（閉受圧面の寸法） ｄ4 外径（開受圧面の寸法） Ｆ バネ力（付勢力） Ｐ2 出口の圧力 Ｌ 下位置（所定位置） Ｚ 開方向 Ｚ´ 閉方向
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フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16K 31/122
A62C 27/00 - 39/00
F16K 17/40
G05D 16/00 - 16/20
Claims (4)
- 【請求項１】 流体の入口及び出口と弁座とを備えた本
体と、一端側及び他端側を持ち前記一端側に前記弁座に
接離して開閉される弁体部と前記出口に導通し閉方向の
圧力を受ける閉受圧面と前記他端側に形成され開方向の
圧力を受ける開受圧面とを備え前記本体に開閉方向に移
動可能に案内される弁体部材と、前記一端側と前記他端
側との間を導通させる通路と、前記本体に取り付けられ
る受け部材と、該受け部材と前記弁体部材との間に介装
され前記弁体部材を開方向に付勢する付勢部材と、前記
通路を閉鎖するように取り付けられる封板を備えた封圧
手段と、作動されたときに前記封板を破って前記通路内
の圧力を前記開受圧面に供給できるように形成され前記
本体に取り付けられる封圧解除手段と、を有し、前記弁
座の直径と前記閉受圧面の直径と前記開受圧面の直径と
前記付勢部材の付勢力とは、前記通路の前記一端側と前
記他端側とが導通し前記開受圧面が前記開方向の圧力を
受けて前記弁体部が開になると共に前記出口の圧力が所
定圧力を越えると前記弁体部を閉にする弁閉鎖力が前記
付勢力より大きくなって前記弁体部が閉になるような関
係に定められていることを特徴とする急速開放調圧弁。 - 【請求項２】 前記弁座の直径と前記開受圧面の直径と
を同じにしたことを特徴とする請求項１に記載の急速開
放調圧弁。 - 【請求項３】 前記封圧解除手段は、前記封板に対向す
るように設けられる針部と、流体圧力を受けることによ
って該針部が前記封板を貫通するように前記針部を付勢
するピストン状部材と、該ピストン状部材を付勢できる
ように形成された操作部と、を有することを特徴とする
請求項１に記載の急速開放調圧弁。 - 【請求項４】 流体の入口及び出口と弁座とを備えた本
体と、一端側及び他端側を持ち前記一端側に前記弁座に
接離して開閉される弁体部と前記出口に導通し閉方向の
圧力を受ける閉受圧面と前記他端側に形成され開方向の
圧力を受ける開受圧面とを備え前記本体に開閉方向に移
動可能に案内される弁体部材と、前記一端側と前記他端
側との間を導通させる通路と、前記本体に取り付けられ
る受け部材と、該受け部材と前記弁体部材との間に介装
され前記弁体部材を開方向に付勢する付勢部材と、前記
通路を閉鎖するように取り付けられる封圧部材を備えた
封圧手段と、作動されたときに前記封圧部材を開いて前
記通路内の圧力を前記開受圧面に供給できるように形成
され前記本体に取り付けられる封圧解除手段と、を有
し、前記弁座の直径と前記閉受圧面の直径と前記開受圧
面の直径と前記付勢部材の付勢力とは、前記通路の前記
一端側と前記他端側とが導通し前記開受圧面が前記開方
向の圧力を受けて前記弁体部が開になると共に前記出口
の圧力が所定圧力を越えると前記弁体部を閉にする弁閉
鎖力が前記付勢力より大きくなって前記弁体部が閉にな
るような関係に定められていて、前記受け部材と前記付
勢部材との間に介装され前記開閉方向に移動可能に案内
され前記開受圧面と同じ圧力を受ける受圧面を備え前記
開方向の所定位置に移動したときに前記付勢手段に前記
付勢力を発生させる移動受け部と、該移動移動受け部を
前記所定位置で停止させるように前記本体に設けられた
位置決め部と、を有することを特徴とする急速開放調圧
弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10385498A JP3403063B2 (ja) | 1997-04-11 | 1998-03-30 | 急速開放調圧弁 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-110372 | 1997-04-11 | ||
| JP11037297 | 1997-04-11 | ||
| JP10385498A JP3403063B2 (ja) | 1997-04-11 | 1998-03-30 | 急速開放調圧弁 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002332792A Division JP3811675B2 (ja) | 1997-04-11 | 2002-11-15 | 急速開放調圧弁とそれを用いる消火装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339383A JPH10339383A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3403063B2 true JP3403063B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=26444452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10385498A Expired - Fee Related JP3403063B2 (ja) | 1997-04-11 | 1998-03-30 | 急速開放調圧弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3403063B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT248945Y1 (it) * | 1999-07-06 | 2003-03-06 | Eusebi Impianti S R L | Valvola per bombole di gas ad alta pressione |
| AU2002301283B2 (en) * | 2001-10-03 | 2007-01-25 | Nicholas Reading Moore | Grease Fill Valve |
| FI118987B (fi) | 2002-04-19 | 2008-06-13 | Marioff Corp Oy | Venttiilielin |
| TW200506248A (en) * | 2003-01-10 | 2005-02-16 | Kawasaki Safety Service Ind Ltd | Rapid-opening pressure-regulating valve and the fire extinguisher, high-pressure gas storage bottle and fluid rapid supply device utilizing the same |
| JP2012016415A (ja) * | 2010-07-06 | 2012-01-26 | Air Water Safety Service Inc | 消火装置 |
| CN102278511B (zh) * | 2011-05-31 | 2012-10-03 | 梅锦月 | 单向限压阀 |
| GB2515561A (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Linde Ag | A pressurised container valve |
| CN104436490A (zh) * | 2014-11-17 | 2015-03-25 | 天津意安消防设备有限公司 | 一种电磁控制自取气启动方式的惰性气体灭火系统 |
| CN108131478A (zh) * | 2017-12-11 | 2018-06-08 | 中国船舶重工集团公司第七0五研究所 | 一种新型自反馈超压切断装置 |
-
1998
- 1998-03-30 JP JP10385498A patent/JP3403063B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10339383A (ja) | 1998-12-22 |
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