JP3694642B2 - 緊急遮断弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、上水道等の配管に設置され、大地震等の緊急事態発生時に自動的に管路を遮断する緊急遮断弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大地震、山崩れ、管路の老朽化などによる管路の破損といった緊急事態発生時に、自動的に速やかに管路を遮断して貴重な水資源を確保し、また、流出水による二次災害を防止するために、上水道等の配管には緊急遮断弁が設置されている。この緊急遮断弁として、図６に示すものが知られている。
【０００３】
図６に示した緊急遮断弁３１において、バルブ本体３２の弁箱３３の両端の開口部にはそれぞれ水道配管が接続され、図６に示した弁体３４の開弁状態においては、この水道配管内を水が流通する。
【０００４】
弁棒３５が弁箱３３の内部に挿通して設けられ、前記弁体３４がこの弁棒３５に取り付けられている。弁棒３５の一端側には、それと同軸に緊急時に弁棒３５を回転させて弁体３４を閉弁状態にするために、先端にウエイト３６を装備したアーム３７が回動可能に取り付けられている。そして、このアーム３７を取り付けた軸は軸上減速機３８を介してアーム３７の回動を制御する電磁ブレーキ３９の出力軸に連結している。前記アーム３７に設けた係止片４０には、その回動速度、即ち弁体３４の閉弁速度を緩速にコントロールするための油圧緩衝装置４１が連結されている。
【０００５】
弁棒３５の他端側には、それと同軸にクラッチ４２が連結され、このクラッチ４２はハンドル４３による弁体３４の手動開閉装置４４によって入断される。また、前記クラッチ４２は、併設した電動式開閉装置４５によっても入断が可能である。前記弁体３４は、通常時は、電磁ブレーキ３９により開弁状態でロックされている。
【０００６】
また、例えば、特開平９ー２４２９１８号公報では、図６に示した場合と同様に、弁棒と一体に回動し、先端部に弁体を閉弁する方向に付勢されているウエイトが装着されたアームと、このアームの回動に伴ってリンク機構を介して回転する回転板と、この回転板をロックする係止レバーを有するロック装置と、この係止レバーを引き上げてロック状態を解除するソレノイドからなる遮断機構が示されている。そして、このソレノイドは、地震時の揺れを感知して回路を閉じる感振器を組み入れた電気回路により制御されるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示した緊急遮断弁では、地震計により地震による水平振動が検出され、震度が設定値以上になると電磁ブレーキの制御装置に緊急遮断信号が発せられる。同様に、異常検知を要する管路にオリフィスを設置してその前後の差圧を検出し、この差圧が設定値以上になると電磁ブレーキの制御装置に緊急信号が発せられる。これらの信号により、電磁ブレーキによるロックが解除されると、アームがその先端部に取り付けられたウエイトの自重によって回動し、弁体が閉弁される。
【０００８】
しかし、弁体を急激に閉弁状態にして管路を遮断すると、管路内圧力の急激上昇や振動が発生する水撃作用（ウオータハンマー）を生じ、この水撃作用を防止するために、前記アームの回動速度は油圧緩衝装置により緩速にコントロールされながら弁体が閉弁するため、前記緊急遮断信号により電磁ブレーキが解除されて弁体が完全に閉弁状態になるまでに時間を要し、このアームの回動中は電磁ブレーキの解除を維持するために通電しておく必要がある。この間に電磁ブレーキの制御系統に断線等の異常を生じた場合には、電磁ブレーキが再びロック状態となって弁体が中間開度で停止するため、閉弁状態にすることはできず、管路内の水を完全に遮断することができない。
【０００９】
また、特開平９ー２４２９１８号公報に示された方法では、ソレノイドの作動ストロークが短く、また、作動力も弱いため、ロック状態を解除して前記アームを回動させて弁体を閉弁状態にするためには、前述のリンク機構や回転板などの補助機構を用いる必要があり、構造が複雑となる。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、大地震等の緊急事態発生時に速やかに開弁状態から閉弁状態へ自動的に作動し、管路を確実且つ安全に遮断する構造の簡単な緊急遮断弁を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。
【００１２】
即ち、弁箱の内部に回転自在に弁体が取り付けられたバルブ本体と、前記弁体の弁棒と連動して回動するアームと、このアームに取り付けた前記弁体を閉弁方向に付勢するウエイトと、前記アームを弁体の開弁位置にロックするロック手段と、前記アームを弁体の閉弁方向に回動させるために、前記ロックを解除するロック解除手段と、前記アームの回動速度を制御するための緩衝装置とを備えた緊急遮断弁において、前記ロック手段が、揺動可能に枢支されたロックレバーと、このロックレバーが係脱するように前記アームに設けた係止部とで形成され、前記ロック解除手段として電動アクチュエータを用いたのである。
【００１３】
このようにすれば、電動アクチュエータに極めて短時間通電して作動させるだけで、アームに係止するロックレバーをその支持ピンの周りに揺動させてロック状態を解除でき、一旦ロック状態を解除すると、アームはウエイトの自重によって回動し、弁体が閉弁状態になって管路を遮断する。前述のように、水撃作用を防止するために、アームの回動速度は油圧緩衝装置により緩速にコントロールされながら弁体が閉弁するため、弁体が完全に閉弁状態になって管路を遮断するのに若干の時間を要する。この間、前記電動アクチュエータに通電を継続する必要がなく、最初のロック解除時にごく短時間通電するだけでよいので、断線等の異常の発生により、弁体の閉弁動作が影響を受けることは殆どなく、従って、弁体が中間開度で停止することが防止され、管路を確実且つ安全に遮断することができる。また、前述のようなアームを回動させるための補助機構も必要としないため、構造が簡単となる。
【００１４】
前記ロックレバーの一端側の下面に、前記アームの係止部に掛けて前記ロックレバーを前記アームに係止する凹部が形成され、前記ロックレバーの他側端が、前記凹部を前記係止部に押圧するためのスプリングを介して前記電動アクチュエータに連結することができる。
【００１５】
このような凹部を形成すれば、ロックレバーをアームに係止して、アームを弁体の開弁位置に確実にロックできる。
【００１６】
また、前記スプリングを圧縮した状態で、ロックレバーをアームに係止することができるので、このスプリングの反力により、前記支持ピンの周りにロックレバーの凹部を前記係止部に押圧することができ、ロック状態がより堅固なものとなる。
【００１７】
さらに、閉弁状態からアームを回動させて弁体を全開位置に復帰させる際に、前記スプリングの柔軟性により、前記係止部がロックレバーの凹部を形成した側の一側端に接触してその支持ピンの周りにこれを持ち上げ、この凹部を前記係止部に容易に係止させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施形態を添付の図１から図５に基づいて説明する。
【００１９】
図１から図４はこの発明の実施形態の緊急遮断弁１を示したもので、従来の場合と同様に、バルブ本体２の弁箱３の両端の開口部にはそれぞれ水道配管３０ａ、３０ｂが接続され、図１から図３に示した弁体４の開弁状態においては、この水道配管内を水が流通する。
【００２０】
図１から図３に示すように、弁箱３の内部に弁体４が回転自在に取り付けられ、この弁体４を取り付けた弁棒５の一端側には、それと連動して緊急時に弁棒５を回転させ、弁体４を閉弁状態にするために、先端にウエイト６を装備したアーム７が回動可能に取り付けられている。
【００２１】
また、ロックレバー８が、弁箱３に設けた固定板９に取り付けられた支持ピン１０により揺動可能に支持されている。このロックレバー８の一端側の下面には凹部１２が形成され、この凹部１２がアーム７に設けた係止部、即ち突出ピン１１に係止して弁体４を開弁位置にロックするようになっている。また、ロックレバー８の他端側は、図５（ａ）に示すように圧縮されたスプリング１３を介して電動アクチュエータ１４に連結されている。
【００２２】
前記固定板９には連結ピン１５を介して端板１６が固定され、この端板１６にボルトにより取り付けられた帯状部材１７にブラケット１８が固定され、電動アクチュエータ１４は、このブラケット１８により、垂直方向に支持されている。
【００２３】
前記電動アクチュエータ１４は、直流モータに遊星歯車を組み合わせたギア部が連結され、このギア部に作動軸１９が連結され、直流モータを回転させることにより、作動軸１９が往復動を行う。図５（ａ）に示すように、作動軸１９の先端側は前記スプリング１３を収容した筒体２０に固定されている。そして、ロックレバー８の端部に連結された連結部材２１のピン部の先端にはコマ状部材２２が取り付けられ、このコマ状部材２２は、筒体２０内の上部にスプリング１３の上端に接するように組み入れられており、筒体２０の上端にはキャップ２３が固定されており、その中央部には前記連結部材２１が上下動できるように挿通孔を設けられている。
【００２４】
電動アクチュエータ１４は、その制御装置に、地震計により検知した水平振動による震度が設定値以上になり、緊急遮断信号が入力されると、作動するようになっている。また、前記電動アクチュエータ１４は、その制御装置に、異常検知を要する管路に設置したオリフィスによりその前後の差圧を検出して差圧スイッチに導き、この差圧が設定値以上になり緊急遮断信号が入力されると、作動するようにもできる。
【００２５】
なお、前記電動アクチュエータとして、ねじ式、ラック駆動式などの電動ジャッキも用いることができる。
【００２６】
前記アーム７に設けた係止片２４には、その回動速度、即ち弁体４の閉弁速度を緩速にコントロールするための油圧緩衝装置２５が連結されている。
【００２７】
図１に示すように、弁棒５の他端側には、それと同軸にクラッチ２６が連結され、このクラッチ２６はハンドル２７による弁体４の手動開閉装置２８によって入断される。また、前記クラッチ２６は、併設した電動開閉装置２９によっても入断が可能である。
【００２８】
この発明の実施形態は以上のような構成であり、以下にその作用について説明する。
【００２９】
前記弁体４は、通常時は、ロックレバー８により開弁位置でロックされ、非常時待機の状態にある。前述のように、緊急遮断信号が制御装置に入力されると、電動アクチュエータ１４は通電されて作動し、その作動軸１９が下降し、コマ状部材２２がキャップ２３に当接し、図４に示すようにロックレバー８が支持ピン１０の周りに上方へ揺動されてロック状態が解除される。
【００３０】
この電動アクチュエータ１４には極めて短時間通電するだけで、ロック状態を解除でき、一旦ロック状態を解除すると、アーム７はウエイト６の自重によって回動し、弁体４が閉弁状態になって管路を遮断することができる。従って、このアーム７の回動中は電動アクチュエータ１４に通電を継続する必要はなく、最初のロック解除時にごく短時間通電するだけでよいので、断線等の異常の発生により、弁体４の閉弁動作が影響を受けることは殆どなく、弁体４が中間開度で停止することが防止され、管路を確実且つ安全に遮断することができる。また、前記アーム７の回動速度は油圧緩衝装置２５により緩速にコントロールされて弁体４が閉弁するため、前述の水撃作用が防止される。
【００３１】
さらに、ロックレバー８の一端側の下面にアーム７に設けた突出ピン１１に係止して弁体４を開弁位置にロックするための凹部１２を形成しているため、アーム７を弁体の開弁位置に確実にロックできる。
【００３２】
また、この状態は、図５（ａ）に示すように、電動アクチュエータ１４の作動軸１９が上昇してロックレバー８の端部を押し上げ、その凹部１２をアーム７の突出ピン１１に係止させているため、前記スプリング１３は、その上端がコマ状部材２２に押し付けられて圧縮された状態にある。この圧縮されたスプリング１３の反力により、ロックレバー８の凹部１２は支持ピン１０の周りにアーム７の突出ピン１１に押圧されるため、ロック状態がより堅固なものとなる。
【００３３】
そして、閉弁した弁体４を前記の手動開閉装置２８又は電動開閉装置２９により全開位置に復帰させる際に、まず、電動アクチュエータ１４を作動させてその作動軸を上昇させ、ロックレバー８をロック状態の位置に戻しておく。このとき、スプリング１３の反力により、コマ状部材２２はキャップ２３に当接するために、ロックレバー８の先端部の位置は、図５（ｂ）に示すように、一点鎖線で示した突出ピン１１に係止する位置（図５（ａ）参照）よりも幾分下降した状態にある。そして、前記開閉装置により、アーム７を開弁方向に回動させ、アーム７に設けた突出ピン１１がロックレバー８の凹部１２を設けた一端側の下面に接触すると、前記コマ状部材２２がスプリング１３を押し付け、支持ピン１０の周りにロックレバー８の前記一端側が容易に持ち上げられ、その凹部１２をこの突出ピン１１に係止させることができる。
【００３４】
前記電動アクチュエータ１４には、前述のように、地震計に接続された制御装置への緊急遮断信号、又は異常検知を要する管路に設置したオリフィスに差圧スイッチを介して接続された制御装置への緊急遮断信号のいずれによっても作動させることができるので、地震などの天災時のみならず、老朽化などによる管路の破損といった緊急事態にも対応が可能である。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、電動アクチュエータに極めて短時間通電するだけで、速やかに弁体を開弁位置にロックしているロックレバーを解除でき、弁体と連動するアームを回動させ、弁体を閉弁状態とすることができるため、断線等の異常の発生により、弁体の閉弁動作が影響を受けることは殆どない。これにより、弁体が中間開度で停止することが防止され、管路を確実且つ安全に遮断することができる。
【００３６】
また、電動アクチュエータをバルブ本体に近接して一体に設けることができ、そしてロックレバーの一端側に形成した凹部を前記アームに係止させるだけで弁体を開弁位置にロックできるため、構造が簡単で、コンパクトな緊急遮断弁を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態の緊急遮断弁の斜視図
【図２】同上の弁体が開弁位置でロックされた状態を示す正面図
【図３】同上の平面図
【図４】図２のロックが解除された状態を示す正面図
【図５】（ａ）同上のロックレバーのアームへの係止機構を示す一部縦断正面図
（ｂ）同上のロック状態への復帰時のロックレバーの待機状態を示す一部縦断正面図
【図６】従来技術の緊急遮断弁の斜視図
【符号の説明】
１ 緊急遮断弁
２ バルブ本体
３ 弁箱
４ 弁体
５ 弁棒
６ ウエイト
７ アーム
８ ロックレバー
９ 固定板
１０ 支持ピン
１１ 突出ピン
１２ 凹部
１３ スプリング
１４ 電動アクチュエータ
１５ 連結ピン
１６ 端板
１７ 帯状部材
１８ ブラケット
１９ 作動軸
２０ 筒体
２１ 連結部材
２２ コマ状部材
２３ キャップ
２４ 係止片
２５ 油圧緩衝装置
２６ クラッチ
２７ ハンドル
２８ 手動開閉装置
２９ 電動開閉装置
３０ａ、３０ｂ 水道配管

Claims (1)

1. 弁箱３の内部に回転自在に弁体４が取り付けられたバルブ本体２と、前記弁体４の弁棒５と連動して回動するアーム７と、このアーム７に取り付けた前記弁体４を閉弁方向に付勢するウエイト６と、前記アーム７を弁体４の開弁位置にロックするロック手段と、前記アーム７を弁体４の閉弁方向に回動させるために、前記ロックを解除するロック解除手段と、前記アーム７の回動速度を制御するための緩衝装置とを備えた緊急遮断弁において、
   前記ロック手段が、上下方向に揺動可能に枢支されたロックレバー８と、このロックレバー８が係脱するように前記アーム７に設けた係止部１１とで形成され、前記ロック解除手段としてモータの駆動力により進退自在の作動軸１９を有する電動アクチュエータ１４を用い、
   前記ロックレバー８の一端側の下面に、前記アーム７の係止部１１に掛けて前記ロックレバー８を前記アーム７に係止する凹部１２が形成され、前記ロックレバー８の他端側が、前記凹部１２を前記係止部１１に押圧するためのスプリング１３を介して前記電動アクチュエータ１４の作動軸１９に連結されており、そのスプリング１３は、前記凹部１２と前記係止部１１との係合状態において縮むことが可能で、且つその係合状態から前記作動軸１９が下降するのに伴ってその伸びが規制されることを特徴とする緊急遮断弁。

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