JP3607180B2 - 流水検知装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スプリンクラー設備に用いる流水検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
流水検知装置は、スプリンクラー設備に設置され、逆止弁構造の弁体により水源と接続する一次側とスプリンクラーヘッドを接続する二次側とに分けられており、一次側及び二次側には消火水が充水されている。
【０００３】
火災が発生するとスプリンクラーヘッドから配管内の水が散布され、二次側配管内が減圧するので、流水検知装置内に開閉自在に設置された弁体が開くことで、一次側の消火水が二次側に流れてスプリンクラーヘッドへ消火水を供給して消火を行なう。また流水検知装置は一次側から二次側への流水を検知して火災警報を発生するものである。
【０００４】
従来の逆止弁型の流水検知装置としては、例えば図７に示すものがあり、該流水検知装置は、弁体１に軸２が固定され、該軸２の一端は弁箱外部に突出しており、突出部分には棒状のカム３が設置固定されている。常時カム３は遅延タイマー４のスイッチ５を押し上げた状態にあり、このときの遅延タイマー４はＯＦＦ状態にある。遅延タイマー４は警報発生装置６と接続されており、遅延タイマー４から出力された信号は、警報発生装置６に入力される。
【０００５】
上記流水検知装置は、矢印方向からの水流により弁体１が開くと、軸２に固定されたカム３も回動し、カム３により押し上げられていた遅延タイマー４のスイッチ５がカム３の回動により開放され、スイッチ５がＯＮ状態となり、タイマーが作動して一定時間継続してもスイッチ５がＯＮ状態にあるとき警報発生装置６へ信号を出力するものである。
【０００６】
遅延タイマー４を設置した理由として、流水検知装置の弁体１が配管Ａ又はＢの漏水やスプリンクラーヘッドが外的衝撃を受けてパッキン部から漏れが生じたような場合や、圧力変化等により瞬間的に数秒間だけ開いた場合には警報を発しないように、弁体がある角度以上開いた状態が一定時間以上続いた場合に警報を発生するようにしたものである。
【０００７】
以下、図６を用いて従来の流水検知装置の流量Ｑと弁体角度θの関係を示す。 図６において横軸は流水検知装置の流量Ｑ、縦軸は弁体角度θを示す。また、作動流量Ｑａ時の弁体角度θ、すなわち検出角度をθａ２で示す。
【０００８】
図６に示すように従来の流水検知装置は、流量Ｑの増加に伴い弁体角度θが線Ｌａに沿って増加する。流量が作動流量Ｑａとなり、弁体角度が検出角度θａ２になることで遅延タイマー４のスイッチ５をＯＮ状態となるものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来の流水検知装置では流量Ｑの変化に対し、弁体角度θの変化が小さいため、作動流量Ｑａに対して検出角度θａ２を設定しても、実際に感知した作動流量にばらつきを生じてしまう。
【００１０】
また、ゴミつまりなどの摺動抵抗などにより一次側と二次側の差圧、つまり流量の変化と弁体の開度の特性が線Ｌａから線Ｌｂのように変化した際には、検知角度θａ２における流量はＱｂ２となり不作動流Ｑａとは大きく異なってしまう。このＱａがスプリンクラーヘッド作動時の流量より大きい場合は、火災が発生し、スプリンクラーが作動しているにも関わらず、警報が発生しないという致命的な問題が生じる。
【００１１】
つまり、流量、流量特性等が変化した際に弁体角度から作動流量を特定する際の信頼性、再現性に問題があり、これらの特性を変化させる摺動抵抗、設定弁体角度、加工精度の変化などにより、当初定めた作動流量と実際に検知する作動流量との差が大きくなってしまうという問題が生じる。
【００１２】
これは、製品の品質に影響を及ぼすばかりでなく、検出角度を決定するために煩雑な調節を要し、製品のコストを増大させてしまう。
【００１３】
本発明では、作動流量の流水が生じた際に、確実に流水を検知できる流水検知装置を供給することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は上記目的を達成するには、弁体を所定の弁体角度で係止し、作動流量近傍で該弁体を開放する流水検知装置を提供すれば良いことに着目して本発明を完成させた。
【００１５】
本発明の流水検知装置はスプリンクラー設備に用いられる流水検知装置であり、弁体と、該弁体に固定され弁体の開放に伴い回動する一部が弁箱外部に突出した軸と、弁体角度を検出して警報又は信号を発生する警報発生装置、とを設置した流水検知装置において、軸の突出部に設けられ該軸と連動する円盤の一部を切欠いたカム、Ｌ字型であり屈曲部分が軸支され、一端がカムの回動を受けて駆動し他端は警報発生装置の起動部に作用するレバー、常時レバーを係止する係止手段が含まれている流水検知装置である。
【００１６】
流水検知装置に作動流量以上の流水が生じた際に弁体を開放するように係止手段の係止力を調節することで、作動流量近傍において敏感に弁体角度が変化する流水検知装置を構成することが出来る。
【００１７】
作動流量近傍で弁体を開放することにより、弁体角度による流水検知の信頼性が向上するばかりでなく、検知角度に幅を持たせることが出来、所望の検知角度を容易に設定できるという利点を有している。
【００１８】
また、摺動抵抗が生じた場合においても、検出角度を適切に選択することで、弁体を係止しない場合に比べて流水を確実に検知できる。
【００１９】
【実施の形態】
図１に示すように、回動機構を軸の突出部に円盤の一部を切欠いた形状のカム２４とし、被回動機構を板状のレバー２５とし、レバー２５とカム２４の切欠き部２４ａとの間に、一定間隔の空間２７を形成してもよい。該係止手段２６は磁石あるいは電磁石としてもよい。
【００２０】
レバー２５とカム２４の切欠き部２４ａとの間には、一定間隔の空間２７が形成されていることにより、弁体１１の開放がごく僅かでカム２４がレバー２５に接触しない場合や、カム２４がレバー２５に接触しその力がレバー２５の係止力を超えない場合には、警報装置２０を起動しない。
【００２１】
これにより、作動流量時に、弁体が係止された状態で流水検知装置の弁体１１にかかる力を調べ、これと係止力がつりあうようにすれは、二次側配管の漏水や圧力変化等によって弁体が僅かに開いた場合に警報装置２０が起動することはない。
【００２２】
作動流量時は弁体に働く力が係止力よりも大きくなるため、弁体が係止力から開放され、弁体１１は急激に開き、係止力が作用していない場合の弁体角度となる。よって、弁体の係止状態の弁体角度から開放時の弁体角度までの任意の角度を流水作動時の検知角度とすることが出来る。このため、流水検知装置の検知角度については煩雑な調整を省くことが出来る。
【００２３】
摺動抵抗が働く場合、弁体は作動流量時に通常よりも小さい弁体角度となるが、該弁体角度よりも小さい角度を検出角度とすれば摺動抵抗による流水検知の遅れの問題を解決することが出来る。
【００２４】
弁体の係止力として用いている磁石２６の効果についてさらに言及すれば、磁石２６は弁体１１が開いた後に閉止する際に、磁石２６の磁力により、ある角度まで弁体１１が閉じるとレバー２５を元の位置への復帰を促すと共に遅延タイマー２２をＯＦＦ状態に戻す作用を持っている。
【００２５】
その際レバー２５は、鉄製であると磁石２６がよく作用するが、鉄以外の材料、例えば樹脂でも磁石との当接面に鉄板や磁石板を設置しておけば同様の効果を得ることができる。
【００２６】
【発明の実施例】
以下、この発明の実施形態を図１、図２および図６を参照して説明する。図１は本発明の流水検知装置の実施形態であり、流水検知装置の弁体軸突出部分と警報発生装置の構成を表している。図２は、流水検知装置の断面図である。又図６は本発明および従来の流水検知における流水検知装置を流れる流量と弁体角度の関係の概略を示したものである。
【００２７】
本発明の流水検知装置は、バルブ本体１０と警報発生装置２０から構成されており、まずバルブ本体１０について説明する。
【００２８】
バルブ本体１０は図２に示すように逆止弁構造であり、弁体１１によって一次側Ａと二次側Ｂに分けられている。一次側Ａはポンプなどの加圧装置を介した水源に続いた一次側配管１５に接続しており、二次側Ｂは複数のスプリンクラーヘッドが設置された二次側配管１６と接続している。またバルブ本体１０の二次側Ｂには排水路１３が穿設されている。
【００２９】
弁体１１はピン１２と固着されており、該ピン１２を軸としてバルブ本体１０の内部に開閉自在に取付けられている。またピン１２は端が外部に突出しており、突出部分１２ａには警報装置２０の駆動部２３が設けられている。
【００３０】
警報装置２０は、アラーム２１、タイマー２２、駆動部２３から成り、アラーム２１はタイマー２２からの出力信号により警報を出力するものである。タイマー２２はタイマースイッチ２２ａのＯＮ状態が一定時間以上継続すると、アラームへ信号を出力するものである。
【００３１】
上記タイマー２２は、スイッチ部に接触するとＯＮ状態になる構造のものであれば電子式、エアダンパー式、バネを用いたもの等、如何なる機構のものでも使用可能である。
【００３２】
駆動部２３は、カム２４、レバー２５、磁石２６に分けられ、カム２４は、円盤の一部を切欠いた切欠き部２４ａを有しており、前述ピン１２のバルブ本体１０の外部から突出した突出部分１２ａに固着されている。
【００３３】
レバー２５は、板材をＬ字型に屈曲させて形成しており、屈曲部分２５ａを支点にして、一方の端はカム２４の切欠き部２４ａから一定間隔の空間を設けた状態で磁石２６に係止させ、他端はタイマースイッチ２２ａから僅かに離れた状態に設置する。このときタイマースイッチ２２ａはＯＦＦ状態である。
【００３４】
磁石２６は磁力により吸着性を有するもので、レバー２５の一端がカム２４の切欠き部２４ａと一定間隔の空間２７を保たもつレバー２５を係止させており、さらに係止力を弁体が係止状態にあるとき、作動流量時に弁体にかかる力とつりあわせるように、磁力、位置を調節する。
【００３５】
作動流量時には弁体１１を係止状態から急激に開放させることができ、該弁体の開放により、レバー２５が回転し、弁体角度が検出角度θｓ以上となると、タイマースイッチ２２ａを押圧し、タイマースイッチ２２ａがＯＮ状態となる。
【００３６】
図６に示すように検出角度θｓを係止時の弁体角度θ１以上かつ開放時の弁体の角度θａ２以下とし、望ましくは摺動抵抗を考慮して、θｂ２以下とする。θｂ２は設計時に考慮した摺動抵抗が作用した際の作動流量時の弁体角度である。
【００３７】
二次側配管の漏水によって弁体１１が僅かに開いた場合においては、漏水による流量が僅かであるので、係止力により弁体がそれ以上開放することはなく、レバー２５が回転しないので、タイマースイッチ２２ａはＯＦＦ状態を保持し、漏水による誤報を発生することはない。
【００３８】
さらに磁石２６の磁性を利用してレバー２５を鉄等の磁石がよく作用する材質で形成すれば、弁体１１が開いた後に閉止する際、ある角度まで弁体１１が閉じるとレバー２５は磁石２６の磁力により元の位置への復帰を促され、レバー２５が磁石２６に係止されると、レバー２５の他端もタイマースイッチ２２ａから離れて元の位置に戻り、確実にタイマー２２を復帰するものである。
【００３９】
上記磁石の他に吸着性を有する部材として吸引装置があり、また吸着性を有する部材の変わりに係止と復帰の作用をする部材として、重りやバネ等が考えられる。
【００４０】
次に、本発明の流水検知装置の作用について図６を用いて説明する。
【００４１】
グラフの縦軸は弁体１１の弁体角度θ、横軸は流水検知装置の流れる流量Ｑを示す。
原点Ｏは弁体閉止、流量無の状態を示す。また、Ｌａは従来の流水検知装置の流量―弁体角度曲線。Ｌｂは摺動抵抗が働いた場合の流水検知の流量―弁体角度曲線を示す。
【００４２】
本発明の流水検知装置は摺動抵抗が働かない場合０―Ｐａ１−Ｐ０−Ｐａ２−Ｌａを経路とし、摺動抵抗が働いた場合は０−Ｐｂ１−Ｐ０−Ｐｂ２−Ｌｂを経路とする。
【００４３】
また、θ１は弁体係止時の弁体角度、θａ２は本発明における作動流水時の弁体角度、θｂ２は本発明における摺動抵抗が作用した場合の作動流水時の弁体角度を示す。Ｑａ１は弁体係止時の流量、Ｑｂ１は摺動抵抗が作用した場合の弁体係止時の流量、Ｑａは作動流量、Ｑｂ２は摺動抵抗が作用したときの検知角度θａ２における流量を示している。
【００４４】
まず、スプリンクラーヘッドの作動により作動流量以上の流水が生じた場合について示す。
【００４５】
スプリンクラーヘッドの作動により二次側Ｂが開放されることにより、一次側Ａと二次側Ｂに差圧が生じ、弁体１１が回動し、これに伴い、弁体１１に設置されているカム２４も回動する。弁体の開度があらかじめ定められた係止角度θ１以下では流量の増加に伴い弁体の角度は線Ｏ−Ｐａ１に沿って上昇する。
【００４６】
Ｐ１点において弁体１１の弁体角度が予め定められた係止角度θ１に達することで、カム２４とレバー２５が接し、レバー２５からの係止力を受け、弁体１１は弁体角度θ１で係止される。
【００４７】
スプリンクラーヘッドの作動により流量Ｑが線Ｐ１−Ｐ０に沿って作動流量Ｑａまで増加する。流量の増加に伴い弁体１１に作用する力も増加するが、この領域では弁体１１に作用する力が係止力よりも小さいので弁体１１は開放されず、弁体１１はθ１で係止されたままとなる。
【００４８】
作動流量点Ｐ０近傍においては、作動流量Ｑａによる弁体１１に作用する力と係止力が釣り合っているが、作動流量Ｑａより流量Ｑが僅かに大きくなると弁体１１に働く力が係止力を上回り、磁石２６からレバー２５が離れることで、係止力が開放される。
【００４９】
これにより、弁体１１は弁体に働く流体の力のみを受け回動し、線Ｐ０−Ｐａ２に沿って開放される。直ちに弁体１１は、係止力が作用していない状態の作動流量時の弁体角度θａ２となる。Ｑａより流量が増加すると、弁体１１の弁体角度は係止力を受けないので弁体角度線Ｐａ２−Ｌａに沿って上昇する。
【００５０】
線Ｐ０−Ｐａ２領域においては、弁体１１に接続された同軸のカム２４が回動し、それに連動してレバー２５を回動させる。レバー２５の回動により、θ１以上θa2以下望ましくはθｂ２以下に設定された検知角度θｓで、レバー２５の端がタイマースイッチ２２ａに接触してタイマー２２がＯＮ状態となる。
【００５１】
弁体１１の開放状態が一定時間以上継続すると、タイマー２２はアラーム２１に信号を出力し、アラーム２１は火災警報を出力するとともに該警報により水源のポンプが起動して消火水を汲み上げ、二次側配管に設置されたスプリンクラーヘッドへ送水が行なわれ、スプリンクラーヘッドからの放水により火災が消し止められる。
【００５２】
次に、弁体１１が配管内の圧力変化等で数秒間だけ開いた場合の流水検知装置の作用を説明する。前述のように弁体１１がある検出角度θｓ以上となるとタイマースイッチ２２ａがＯＮ状態となる。しかし数秒間だけ開いた弁体１１は、また元のように閉じ、ある角度まで弁体１１が閉じるとレバー２５は磁石の磁力により元の位置への復帰を促され、レバー２５が磁石２６に係止されると、レバー２５の他端も元の位置に戻り、タイマー２２が復帰されるので、警報装置は起動しない。
【００５３】
さらに摺動抵抗が生じ、弁体の開放が妨げられた場合について示す。従来の流水検知装置は摺動抵抗が生じると弁体１１の角度は通常時に比べて流量変化に鈍感になってしまう。そのため、火災時など作動流量以上の流量が生じても流水の検知が遅れてしまうといった問題がある。
【００５４】
摺動抵抗が生じた際、図６において、流量―弁体角度特性は変化し、線Ｏ−Ｐｂ１−Ｐ０−Ｐｂ２−Ｌｂに沿うような特性となる。
【００５５】
摺動抵抗は弁体１１の開放を妨げる作用である。そのため、流量の増分に対する弁体角度の増分は低下し、流量Ｑの増加に伴い弁体角度は線Ｏ−Ｌｂに沿うような直線となる。
【００５６】
これより、弁体１１の開度が係止角度θ１以下では、流量の増加に伴い弁体の角度は線Ｏ−Ｐｂ１に沿って上昇することとなる。このとき弁体には流れによる力と係止力とが働く。
【００５７】
さらに線Ｐｂ１−Ｐ０に沿って、スプリンクラーヘッドの作動により流量Ｑが作動流量Q ａまで増加する。流量の増加に伴い弁体１１に作用する力も増加するが、この領域では弁体に作用する力が係止力よりも小さいので弁体１１は開放されず、弁体はθ１で係止されたままとなる。
【００５８】
作動流量Ｑａより流量Ｑが僅かに大きくなると弁体１１に働く力が係止力を上回り、磁石２６からレバ２５ーが離れることで、係止力が開放され、弁体１１は弁体に働く流体の力によって回動し、弁体角度は線Ｐ０−Ｐｂ２に沿って変化する。直ちに弁体は、摺動抵抗が作用した状態の作動流量時の弁体角度θｂ２となる。作動流量Ｑａより流量が増加すると、弁体１１の弁体角度は線Ｐｂ２−Ｌｂに沿って上昇する。
【００５９】
検出角度θｓに弁体角度が達するとレバー２５端がタイマースイッチ２２ａに接触してタイマー２２がＯＮ状態となる。
【００６０】
上記のように、本発明の流水検知装置は、弁体に摺動抵抗が作用した場合においても所定流量Ｑａが流れると確実に弁体１１が開放されて警報装置２１が起動されるものである。
【００６１】
上記以外の実施形態として、図３に示すように警報発生装置２０のレバー２５の形状をＬ字型からＩ型の直線形状に変更したものや、タイマーのＯＮ・ＯＦＦに用いるスイッチを、接触式のスイッチ以外にレーザー式や、超音波式の変位センサーを利用することも可能である。
【００６２】
また、カム２４の別の実施形態として図４（ａ）に示す円盤形状のカムに取り付けるピンの位置を、カムの中心から偏芯させて取り付けたものや、図４（ｂ）に示す円盤形状のカムの一部分を膨張させた形状のものでも前述の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００６３】
以上の実施形態は、逆止弁型の流水検知装置についての説明であったが、図５に示すパドル型の流水検知装置についても、パドルと軸を固定して軸の一部を外部に突出させ、前記実施例と同様な構成にすれば実施が可能である。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の流水検知装置では、作動流量時に弁体を確実に開放でき、さらに作動流量近傍で急激に弁体が開放され弁体角度が大きくなることで、検知角度に幅を持たせることが出来、所望の検知角度を容易に設定できるという利点を有し、さらに摺動抵抗が生じた場合においても、作動流量を確実に検知できるので、摺動抵抗による流水検知の未検知の問題を解決することが出来、その結果流水検知装置の検知性能の信頼性を向上させるという優れた特徴を持つ流水検知装置である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の流水検知装置の実施形態
【図２】本発明の流水検知装置の断面図
【図３】本発明の流水検知装置の他の実施形態
【図４】カムの他の実施形態
【図５】パドル式の流水検知装置の実施形態
【図６】本発明の流水検知装置および従来の流水検知装置の流量―開放角度特性の概略
【図７】従来の流水検知装置の説明図
【符号の説明】
１０ バルブ本体
１１ 弁体
１２ ピン
２０ 警報発生装置
２１ アラーム
２２ タイマー
２３ 駆動部
２４ カム
２５ レバー
２６ 係止材
２７ 空間

Claims (1)

1. スプリンクラー設備に用いられる流水検知装置であり、弁体と、該弁体に固定され弁体の開放に伴い回動する一部が弁箱外部に突出した軸と、警報又は信号を発生する警報発生装置、とを設置した流水検知装置において、軸の突出部に設けられ該軸と連動する円盤の一部を切欠いたカム、Ｌ字型であり屈曲部分が軸支され、一端がカムの回動を受けて駆動し他端は警報発生装置の起動部に作用するレバー、常時レバーを係止する係止手段が含まれていることを特徴とする流水検知装置。

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