JP3852917B2 - 開放弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、開放弁に関するもので、特に消火設備に使用される開放弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
特開平６−１０５９２６号などに、開放弁を使用したスプリンクラ消火設備が開示されている。この従来のスプリンクラ消火設備では、開放弁の二次側にある二次側配管内は常時充水されている。そして、このスプリンクラ消火設備では、開放弁と二次側配管の間に、調圧パイロット弁を備え、二次側配管がある程度減圧した時、一次側の加圧水を調圧パイロット弁を介して二次側配管に送るようにしている。このようにして二次側配管内が常時所定圧を維持するように調圧している。
【０００３】
この調圧パイロット弁を使用した調圧方法について、図２を用いて説明する。図２は従来のスプリンクラ消火設備における開放弁と調圧パイロット弁のみを取り出した概略図である。ここで示す開放弁１は、スプリンクラヘッドが動作して二次側配管６内が減圧すると開放する減圧開放型の開放弁である。
【０００４】
開放弁１は、隔壁７によって、その本体２内部が一次側３および二次側４に区画して分割されている。一次側３には図示しない加圧給水装置からの一次側配管５が接続されるとともに、二次側４には図示しない閉鎖型のスプリンクラヘッドへつながる二次側配管６が接続されている。
【０００５】
本体２の一次側３及び二次側４には加圧水が充填され、スプリンクラヘッドまで二次側配管６内は充水された状態となっている。一次側３および二次側４に区画する隔壁７には、それらを連通する開口が設けられ、その開口の周囲には弁座８が形成されている。この弁座８には、開口を封じる弁体９が設けられ、通常時は受圧面積の関係で弁体９は閉止している。
【０００６】
弁体９は、ロッド１０（シャフトと呼ぶこともある）の一端に結合されていて、ロッド１０は弁体９に連動する。このロッド１０は、シリンダ室１２内に設けられている。シリンダ室１２は、加圧配管１５を介して一次側配管５に接続されている。加圧配管１５には流量を絞るためのオリフィス１６が備えられ、シリンダ室１２に流入する水量を制限している。
【０００７】
またシリンダ室１２は、接続配管１８を介して二次側配管６に接続されている。接続配管１８には調圧パイロット弁２０が設けられる。調圧パイロット弁２０は、通水穴２１を有する仕切板２２によって二つに仕切られ、シリンダ室１２側に接続される一次室２３と二次側配管６側に接続される二次室２４とに区分けされている。また通水穴２１は弁体２５によって開閉され、この弁体２５にはダイヤフラム２６を介してバネ２７が接続されている。そして二次側配管６内の充水が所定圧に維持された通常の状態では、二次側配管６内の圧がダイヤフラム２６に作用してバネ２７を押し、通水穴２１は弁体２５によって閉じられている。
【０００８】
次に調圧パイロット弁２０による調圧動作について簡単に説明する。二次側配管６が漏れ等によりわずかに減圧すると、調圧パイロット弁２０の二次室２４の圧が低下することになる。そうするとバネ２７により付勢された弁体が左方向に移動して通水穴２１が開かれる。通水穴２１が開かれると、シリンダ室１２の水が接続配管１８を介して調圧パイロット弁２０へ導かれ、その水は二次側配管６へと供給される。また一次側配管５から加圧配管１５を通ってシリンダ室１２へ給水される。
【０００９】
このようにして、一次側配管５の水が二次側配管６へ供給され、二次側配管６内が所定圧に戻ると、バネ２７はダイヤフラム２７により押し戻されて、通水穴２１は弁体２５によって閉じられる。こうして一次側配管５からの水の流れは停止して、二次側配管６内は所定圧を維持する。
【００１０】
続いて開放弁１の開放動作について説明する。スプリンクラヘッドが動作して二次側配管６の水が流出すると、シリンダ室１２の水が接続配管１８、調圧パイロット弁２０を通って二次側配管６へ流れ出す。この時、加圧配管１５を通って一次側配管５からシリンダ室１２に水が供給されるが、オリフィス１６によってその流量が絞られるので、接続配管１８からの流出量に追いつかず、シリンダ室１２には弁体９を加圧するだけの水がたまらない。このため弁体９に作用する水圧として、シリンダ室１２よりも一次側３からの水圧がまさって、弁体９は開放することになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
二次側配管６内の圧がわずかに低下して調圧パイロット弁２０により調圧が行われる際、シリンダ室１２内の水が流出することになる。この時、加圧配管１５にオリフィス１６があるため、シリンダ室１２への給水は、シリンダ室１２からの流水に追いつかない。このため弁体９自体がシリンダ室１２と一次側３との圧力バランスの関係で、敏感に動いて開放してしまう。この結果、隔壁７の開口を通って、大量の水が流れることになり、二次側配管６内の調圧動作が不安定なものとなってしまう。
【００１２】
そこで本発明は、流量が固定されるオリフィスの代わりに、弁体の開放度合いに連動して流量が変化する可変オリフィス体を設けることで、調圧時にシリンダ室内の圧力低下によって弁体が開放することを抑えるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、開口が設けられ、本体内部を一次側および二次側に区画して分割する隔壁と、該隔壁の開口を封じる弁体と、前記本体の上部に設けられたシリンダ室と、該シリンダ室に流入する水量を制限するオリフィスとを備え、前記シリンダ室の状態によって前記弁体が開閉される開放弁において、シリンダ室の上部に、オリフィスを介してシリンダ小部屋を設け、オリフィスに前記弁体に結合されたロッドを設け、該ロッドにより前記オリフィスを通る水量が可変となる可変オリフィス体を構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の開放弁及び調圧パイロット弁の概略構成を示したものである。なお、図１において、従来技術（図２）と同じ部分には同じ符号をつけて説明を省略する。なお、本実施形態と従来技術との違いは、加圧配管１５に設けてあった、流量が固定されるオリフィス１６を取り外し、その代わりに、弁体９の開放度合いに連動して流量を変化させる可変オリフィス体４０を設けた点にあり、調圧パイロット弁２０及び弁体９より下部の構成については変わらない。
【００１５】
図１において、開放弁１Ｃはシリンダ室３２の状態によって開閉される弁であり、ここでは従来技術と同様に、シリンダ室３２が減圧することで弁体９が開放する減圧開放型の弁が使用される。
【００１６】
開放弁１Ｃにおいて、３２は本体２の上部に設けられたシリンダ室であり、その内部を弁体９が上下に移動する。シリンダ室３２の上板には、オリフィス３４が形成されている。このオリフィス３４により、一次側配管５側からシリンダ室３２に流入する水量が制限される。シリンダ室３２の上部には、オリフィス３４を介してシリンダ小部屋３６が設けられる。シリンダ小部屋３６は加圧配管１５を介して一次側配管５に接続されている。
【００１７】
弁体９にはロッド４０が結合され、このロッド４０の上端はシリンダ小部屋３６から突出しており、弁体９が開閉するとき、ロッド４０はシリンダ小部屋３６内を上下動するように設けられている。なおロッド４０はオリフィス３４内を通る位置に設けられている。
【００１８】
ロッド４０は、長さ方向によって太さが異なり、下側の弁体９に結合される部分は径が細く、上側のシリンダ小部屋３６に位置する部分は径が太くなっている。またそのロッド４０の中間部分は、弁体９側に向かって径が細くなるテーパ部４０Ｂが形成されている。このテーパ部４０Ｂは、弁体９が閉止状態の時は、オリフィス３４の下部に位置するよう設けられ、この弁体９の閉止状態においては、ロッド４０の一番太い部分がオリフィス３４内に位置している。オリフィス３４の径は、ロッド４０の一番太い部分よりも大きく形成され、水が通過するようになっている。なお本実施形態においては、ロッド４０により可変オリフィス体が構成され、オリフィス３４を通る水量が変化し、可変となるようにしてある。
【００１９】
次にこの開放弁１Ｃの動作について説明する。スプリンクラヘッドが動作して二次側配管６の水が流出すると、シリンダ室３２の水が接続配管１８を通って二次側配管６へ流れ出す。この時、加圧配管１５を通って一次側配管５から水がシリンダ小部屋３６を通ってシリンダ室３２に供給される。しかし、シリンダ室３２の上板にはオリフィス３４が設けられるので、接続配管１８から流れ出す流出量に追いつかず、シリンダ室３２には弁体９を加圧して閉止するだけの水がたまらない。このシリンダ室３２内の減圧によって、弁体９に作用する一次側３からの水圧がシリンダ室３２側の水圧にまさって、弁体９は開放することになる。
【００２０】
続いて本実施形態における調圧パイロット弁２０による調圧動作について説明する。二次側配管６が漏れ等によりわずかに減圧すると、調圧パイロット弁２０の二次室２４の圧が低下し、弁体２５はバネ２７により左方向に移動させられ通水穴２１が開かれる。通水穴２１が開くと、シリンダ室３２の水が接続配管１８及び一次室２３を通して導かれ、その水は二次側配管６へと供給される。
【００２１】
この時、シリンダ室３２が減圧するので、弁体９は開放することになる。弁体９が開放すると、ロッド４０のテーパ部４０Ｂはオリフィス３４の位置まで上昇することになる。つまりロッド４０の上昇により、オリフィス３４とロッド４０間の間隔が広まり、シリンダ室３２に流入する水量が増加する。このことはシリンダ室３２を加圧することになり、結果として弁体９の上昇を抑えることになる。
【００２２】
つまり弁体９が開放してロッド４０が上昇する程、シリンダ室３２に流れる水量が増加して弁体９を閉止する方向に力が働く。よって圧力変動による弁体９の動きを抑えることが可能となり、一次側３から隔壁７の開口を通して二次側４へ大量の水が流れることを抑えることができるので、二次側配管６内の所定圧への調圧が安定する。二次側配管６内の圧力が所定圧に戻ると、弁体２５が通水穴２１を閉じて接続配管１８側への水の流れが停止する。
【００２３】
そしてシリンダ室３２が加圧されると、弁体９は閉止するが、この際、テーパ部４０Ｂによって、弁体９が弁座８に近づくにつれ、オリフィス３４を通る水量が減少するので、弁体９の閉止動作をゆるやかにすることができる。
【００２４】
このようにして、一次側配管５の水が二次側配管６へ供給され、二次側配管６内が所定圧に戻ると、バネ２７は押し戻されて、通水穴２１は弁体２５によって閉じる。こうして一次側配管５からの水の流れは停止して、二次側配管６内は所定圧に維持される。
【００２５】
このように本実施形態は、シリンダ室３２内が減圧することによって弁体９が開放する開放弁１Ｃを使用している。この種の従来からある減圧開放型の開放弁１は、シリンダ室１２内が減圧されると弁体９が開放方向に付勢されるものであるが、この弁体９開放時において弁体９を閉止方向に抑えるようにしたものはなかった。つまり開放弁１Ｃは、弁体９が弁座８から離れて開放される際、オリフィス３４の開口部分を大きくして、流入する水量を増加させ、シリンダ室３２内の減圧を抑えることで、弁体９を閉止方向に抑える力を増加させるようにした点で新規である。
【００２６】
なお、スプリンクラヘッドの動作によって弁体９が開放するとき、加圧配管１５側からオリフィス３４を通って水がシリンダ室３２に流入し、弁体９を閉める方向に力が働くことになる。しかし、弁体９が上昇したテーパ部４０Ｂにおけるオリフィス３４からの流量でも接続配管１８から流出する流量には及ばないので、スプリンクラヘッドの動作時には、シリンダ室３２に水が溜まらず、弁体９は開放する。
【００２７】
以上のように本発明は、減圧開放型の弁において、オリフィスを通る水量が可変となる可変オリフィス体を設けて、弁が開放する方向に動作する時、シリンダ室に流入する水量を増やして、弁を閉止させる方向の力を増加させるようにしたものである。
【００２８】
本実施形態においては、シリンダ室の上部に、オリフィスを介してシリンダ小部屋を設け、オリフィスに弁体に結合されたロッドを設けて、可変オリフィス体を構成したが、次のようにしてもよい。
【００２９】
例えば、弁体に連結されたロッドの上部にロッドの位置を検出するスイッチなどを設けて、弁体が上昇する程、加圧配管に設けた流量調整弁の開度を小さくさせるようにしてもよい。この場合には、流量調整弁がオリフィス体となる。
【００３０】
また本発明は加圧開放型の弁にも適用できる。この場合には、シリンダ室の下部に加圧室を設け、この加圧室に水を入れることで弁が開放するものとする。そこで、本実施形態のロッドのテーパ部を弁体側が太くなるテーパ部として、加圧室内にオリフィスを介して水が入り、弁体が上昇していくと、テーパ部によりオリフィスの開口が狭くなり、加圧室内に入る水を減少させる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は以上にように構成され、オリフィスを通る水量が可変となる可変オリフィス体を設けたので、調圧時に、圧力変動による弁体の動きを抑えることが可能となる。このため、一次側から隔壁の開口を通して二次側へ大量の水が流れることを抑えることができ、二次側配管内の調圧が安定する。
【００３２】
またシリンダ室の上部に、オリフィスを介してシリンダ小部屋を設け、オリフィスに弁体に結合され、テーパ部を有するロッドを設けるようにして、可変オリフィス体を弁本体内に形成したので、構造が簡単で、外部配管などに別部材を設ける場合に比べ安価ですむ。またオリフィスを備えた上板をシリンダ室内に入れると共に、ロッドの形状だけを変えるだけで開放弁を構成でき、一斉開放弁を流用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の開放弁及び調圧パイロット弁の概略構成を示した図面である。
【図２】従来の開放弁及び調圧パイロット弁の概略構成を示した図面である。
【符号の説明】
１ 開放弁、 １Ｃ 開放弁、 ２ 本体、 ３ 一次側、 ４ 二次側、
５ 一次側配管、 ６ 二次側配管、 ７ 隔壁、 ８ 弁座、
９ 弁体、 １０ ロッド、 １２ シリンダ室、 １５ 加圧配管、
１６ オリフィス、 １８ 接続配管、 ２０ 調圧パイロット弁、
２１ 通水穴、 ２２ 仕切板、 ２３ 一次室、 ２４ 二次室、
２５ 弁体、 ３２ シリンダ室、 ３４ オリフィス、
３６ シリンダ小部屋、 ４０ ロッド、 ４０Ｂ テーパ部、

Claims (3)

1. 開口が設けられ、本体内部を一次側および二次側に区画して分割する隔壁と、該隔壁の開口を封じる弁体と、前記本体の上部に設けられたシリンダ室と、該シリンダ室に流入する水量を制限するオリフィスとを備え、前記シリンダ室の状態によって前記弁体が開閉される開放弁において、
   前記シリンダ室の上部に、前記オリフィスを介してシリンダ小部屋を設け、前記オリフィスに前記弁体に結合されたロッドを設け、
   該ロッドにより前記オリフィスを通る水量が可変となる可変オリフィス体を構成したことを特徴とする開放弁。
2. 前記ロッドは弁体側に向かって径が細くなるテーバ部が形成され、該テーパ部が前記オリフィスの下部に位置するように設けられることを特徴とする請求項１記載の開放弁。
3. 前記可変オリフィス体は、前記シリンダ室に設けられ、下端が弁体に結合されたロッドから構成され、前記弁体の開放度合いに連動して流量が変化することを特徴とする請求項１記載の開放弁。

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