JP4276254B2

JP4276254B2 - ポンプの吐水側逆止弁

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Publication number: JP4276254B2
Application number: JP2006345446A
Authority: JP
Inventors: 憲司横山
Original assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Current assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2009-06-10
Anticipated expiration: 2018-07-24
Also published as: JP2007132519A

Description

本発明は、消防用のポンプなどにおいて、そのポンプの駆動を停止したときにポンプ内まで吸い上げられていた水が水源へ戻ってしまうことを防止するポンプの吐水側逆止弁に関する。

消防用のポンプなどにおいて、ポンプの駆動を停止したときにポンプ内まで吸い上げられていた水が水源へ戻ってしまうと、ポンプを再始動させるときに吸水操作を行わなければならず、放水作業を迅速に再開することができない。

このため、消防用のポンプなどでは、ポンプの駆動を停止したときにポンプ内まで吸い上げられていた水が水源へ戻ることを防止するための吐水側逆止弁を使用している。吐水側逆止弁は、その一端がポンプの吐水口に接続され、他端に放水ホースが接続されている。

実公昭３７−１３６６７号公報

吐水側逆止弁に接続された放水ホースがポンプ設置位置より高い位置に布設されている場合において、消火作業を終了してポンプの駆動を停止させた後に放水ホースを吐水側逆止弁から取り外して撤収するとき、放水ホース内の残水の圧力が吐水側逆止弁と放水ホースとの接続部に作用し、放水ホースの取り外しが困難になる。

放水ホース内の残水の圧力が吐水側逆止弁と放水ホースとの接続部に作用しているときに、放水ホースを吐水側逆止弁から無理に取り外すと、放水ホースや、放水ホースを吐水側逆止弁に接続するために用いられている接続金具が放水ホース内の残水の圧力によって吹き飛ばされ、作業者や周囲の機器に当たるという事故が発生する。

また、放水ホースを吐水側逆止弁から取り外した時に放水ホース内の残水がポンプの周囲に撒き散らされ、ポンプの周囲の作業環境が悪化し、ポンプの片付け作業などがしづらくなる。

そこで、放水ホース内の残水を抜くための切替弁を吐水側逆止弁に対して直列に接続したポンプが知られている。切替弁と吐水側逆止弁とを取り付けたポンプでは、放水ホースを取り外す場合に、切替弁を開放状態に切り替えることにより放水ホース内の残水を切替弁の排水口から排水させる。これにより、放水ホース内の残水の圧力が放水ホースの接続部に作用しなくなり、放水ホースの取り外しを容易に行える。

しかし、排水された水がポンプの周囲に撒き散らされるため、ポンプの周囲の作業環境が悪くなり、ポンプの片付け作業などがしづらくなる。また、切替弁は高価でかつ重量物であるため、切替弁を準備することによりランニングコストが高くなり、切替弁を放水現場まで運ぶ際に大きな労力を必要とする。

そこで本発明は、ポンプの吐水側逆止弁に接続された放水ホースを取り外すときに放水ホース内の残水の圧力が放水ホースと吐水側逆止弁との接続部に作用することを防止でき、しかも、放水ホースを吐水側逆止弁から取り外すときに放水ホース内の残水がポンプの周囲に撒き散らされることを防止できるポンプの吐水側逆止弁を提供することを目的とする。

本発明のポンプの吐水側逆止弁は、一端がポンプの吐水口に接続されて他端に放水ホースが接続される弁ケースと、前記吐水口を閉止する閉止位置と前記吐水口を開放する開放位置との間を移動自在に設けられている弁体と、一方の受圧面に前記弁ケース内の圧力が作用して他方の受圧面に大気圧が作用するように、かつ、前記弁体の前記開放位置方向への移動に伴い撓むように前記弁ケース内に設けられたダイアフラムと、前記ダイアフラムに取り付けられているダイアフラム押えと、一端側が前記ダイアフラム押えに対して前記弁体の移動方向と同一方向に摺動自在に嵌合し、他端側が前記弁体に固定されている弁軸と、前記一方の受圧面に前記弁ケース内の圧力が作用して前記ダイアフラムが撓んでいる状態では、前記弁体が前記開放位置に維持される位置で前記ダイアフラム押えに対して前記弁軸を抜け止めする機構と、前記一方の受圧面に前記弁ケース内の圧力を作用させる第１状態と、前記一方の受圧面に前記弁ケース内の圧力を作用させることなく大気圧を作用させる第２状態とに切り替えることができる切替手段と、を有する。

本発明によれば、ダイアフラムの一方の受圧面に弁ケース内の圧力を作用させる第１状態と、一方の受圧面に弁ケース内の圧力を作用させることなく大気圧を作用させる第２状態とに切り替えることができる切替手段を設けたので、切替手段を第１状態に切り替えることによりダイアフラムの一方の受圧面に弁ケース内の圧力を作用させるとともにダイアフラムの他方の受圧面に大気圧を作用させることができる。切替手段を第１状態に切り替えておくことにより、放水作業中にポンプの駆動を停止させたときに弁体を開放位置に維持して放水ホース内の残水をポンプ内を通して水源へ戻すことができ、吐水側逆止弁からの放水ホースの取り外しを容易に行うことができる。

しかも、放水ホースを吐水側逆止弁から取り外したときに放水ホースの残水がポンプの周囲に撒き散らされることを防止でき、ポンプ周囲の作業環境の悪化を防止できる。

放水ホース内の残水がなくなると、放水ホース内の残水の圧力が弁ケース内に作用しなくなり、弁体は吐水口を閉止する閉止位置へ摺動し、ポンプ内の水は水源に戻ることなくポンプ内を満たした状態に維持されるため、ポンプを再始動させたときに吸水操作を行うことなく放水を再開できる。

放水を一時的に停止し、放水ホースを撤収せずに放水を再開する場合には、切替手段を第２状態に切り替えることにより、ダイアフラムの一方の受圧面と他方の受圧面とに大気圧を作用させることができる。切替手段を第２状態に切り替えておくことにより、放水作業中にポンプの駆動を停止させたときに放水ホース内の残水の圧力が弁体を開放位置へ摺動させる向きには作用せず、弁体はポンプを停止した直後に吐水口を閉止する閉止位置へ移動するので、放水ホース内の残水は放水ホース内にとどまり、ポンプを再始動させたときに放水ホース内の残水を直ちに放水することができ、迅速に放水を再開することができる。

本発明の参考形態を図１ないし図４に基づいて説明する。図１は、水源１の水をポンプ２で吸い上げ、吸い上げた水を複数本の放水ホース３を介して火災現場へ放水する作業状態を示したものである。放水ホース３は、ポンプ２の設置位置よりも高い位置に布設されている。

ポンプ２には吸水口４と吐水口５とが設けられており、吸水口４には吸水ホース６が接続され、吐水口５には吐水側逆止弁７を介して複数本の放水ホース３が接続され、最後の放水ホース３の先端部に放水ノズル８が接続されている。吐水側逆止弁７と放水ホース３との接続部、放水ホース３と放水ホース３との接続部、放水ホース３と放水ノズル８との接続部には、それぞれリング状の接続金具９が用いられている。

図２ないし図４は吐水側逆止弁７の構造を示す縦断正面図である。吐水側減圧弁７は略Ｌ字型に屈曲して両端が開口した中空状の弁ケース１０を備えている。弁ケース１０の一端側の開口がポンプ２の吐水口５に接続され、弁ケース１０の他端側の開口には接続筒１１が接続され、この接続筒１１に放水ホース３が接続されている。接続筒１１への放水ホース３の接続には、板バネ１２とこの板バネ１２により内周側へ突出する向きに付勢された爪１３とを備えた接続金具９が用いられ、爪１３を接続筒１１の先端部に形成された拡径部１４に係合させることにより抜け止めされている。接続筒１１の外周部には、爪１３を拡径部１４との係合を解除する位置へ移動させるための押し輪１５がスライド自在に取り付けられている。

弁ケース１０の外周部にはダイアフラムカバー１６が固定され、このダイアフラムカバー１６には吐水口５に向けた中心線を有する案内穴１７が形成されている。案内穴１７内には、ダイアフラム押え１８が摺動自在に取り付けられている。このダイアフラム押え１８内には、大径の連結穴１９と小径の案内穴２０とが案内穴１７の中心線と一致する中心線をもって形成されている。

弁ケース１０におけるダイアフラムカバー１６に覆われた部分には、案内穴１７，２０の中心線と一致する中心線を有する案内穴２１が形成され、この案内穴２１内にダイアフラム押え２２が摺動自在に取り付けられている。このダイアフラム押え２２は連結穴１９に螺合され、このダイアフラム押え２２と上述したダイアフラム押え１８とにより、付勢手段であるとともに受圧部材であるダイアフラム２３の中心部が挟持されている。ダイアフラム２３の外周部は、弁ケース１０とダイアフラムカバー１６とにより挟持されている。

弁ケース１０にダイアフラムカバー１６を固定することにより、この弁ケース１０とダイアフラムカバー１６との間に空間が形成され、この空間はダイアフラム２３によって第１空間２４と第２空間２５とに仕切られている。第１空間２４は連通口２６により弁ケース１０内に連通され、第２空間２５は連通口２７により大気中に連通されている。従って、第１空間２４に臨んでいるダイアフラム２３の一方の受圧面２３ａには弁ケース１０内の圧力が作用し、第２空間２５に臨んでいるダイアフラム２３の他方の受圧面２３ｂには大気圧が作用している。

ダイアフラム押え２２の内部には、上述した案内穴１７，２０，２１の中心線と一致する中心線を有するとともに案内穴２０と同じ内径寸法の案内穴２８が形成され、これらの案内穴２８，２０内には弁軸２９の一端に形成された大径部３０が摺動自在に嵌合されている。案内穴２８の外部に突出した弁軸２９の他端には、弁体３１が固定されている。この弁体３１は、大径部３０が案内穴２８，２０内で摺動することにより、及び、ダイアフラム２３の撓みによりダイアフラム押え１８，２２が案内穴２１，１７内で摺動することにより、吐水口５を閉止する閉止位置と吐水口５を開放する開放位置とへ摺動自在に設けられている。

ダイアフラム押え２２における弁軸２９が案内穴２８の外部に突出する部分には、弁軸２９と大径部３０との段差部分に当接する引っ掛け部３２が形成されている。この引っ掛け部３２が弁軸２９と大径部３０との段差部分に引っ掛かることにより、弁軸２９や弁体３１がダイアフラム押え２２から抜け止めされる。

このような構成において、図２はポンプ２を駆動しない時の状態を示している。弁体３１は自重により下方の閉止位置へ摺動し、吐水口５を閉止している。第１空間２４と第２空間２５とは大気中に連通され、ダイアフラム２３の受圧面２３ａ，２３ｂには大気圧が作用し、ダイアフラム２３は第１空間２４側、又は、第２空間２５側のいずれの方向にも撓んでいない。

図３は、ポンプ２を駆動して放水作業を行っている時の状態を示している。図２の状態からポンプ２を駆動させると、水源１から吸い上げられた水が吐水口５から吐水され、吐水口５から吐水される水の圧力により弁体３１が押し上げられ、弁軸２９の大径部３０が案内穴２８，２０内を上昇する。さらに、弁ケース１０内が吐水された水で満たされることによりこの弁ケース１０内の圧力が大気圧より上昇し、ダイアフラム２３の一方の受圧面２３ａに弁ケース１０内の圧力が作用することによりダイアフラム２３が第２空間２５側へ向けて撓む。

従って、ポンプ２により水源１から吸い上げられた水は矢印で示すように、吐水口５から吐水されて弁ケース１０内に流入し、さらに、弁ケース１０内及び放水ホース３内を流れて放水ノズル８の先端から放水される。

図４は、放水作業中にポンプ２の駆動を停止した時の状態を示している。放水作業中にポンプ２の駆動を停止させると、弁体３１を押し上げていた水の圧力がなくなり、弁体３１が吐水口５を閉止する方向へ向けて移動し、このとき、大径部３０が案内穴２０，２８内を摺動する。しかし、ポンプ２の駆動を停止することにより、放水ホース３内の残水の圧力が弁ケース１０内に作用し、この圧力は、連通口２６を介してダイアフラム２３の一方の受圧面２３ａに作用する。このため、ダイアフラム２３は第２空間２５側へ向けて撓み、ダイアフラム押え１８，２２は上方へ引き上げられた状態に維持され、ダイアフラム押え２２の引っ掛け部３２が大径部３０と弁軸２９との段差部に引っ掛かることにより弁体３１は吐水口５を開放する開放位置に維持される。

従って、放水作業中にポンプ２の駆動を停止させても、吐水口５は弁体３１により閉止されることなく開放状態に維持される。このため、放水ホース３内の残水が矢印で示すように、開放されている吐水口５からポンプ２内へ戻り、さらに、吸水ホース６（図１参照）内を通って水源１へ戻る。放水ホース３内の残水の圧力が弁ケース１０内に作用している間は吐水口５が開放状態に維持され、放水ホース３内の残水がなくなって弁ケース１０内に残水の圧力が作用しなくなったときに、弁体３１は図２に示すように閉止位置に摺動して吐水口５が閉止される。

このため、放水作業を終了して放水ホース３を接続筒１１から取り外すとき、放水ホース３内の残水の圧力が放水ホース３と接続筒１１との接続部に作用するということがなく、接続筒１１からの放水ホース３の取り外しを容易に行える。
さらに、放水ホース３を接続筒１１から取り外したときに放水ホース３内の残水がポンプ２の周囲に撒き散らされるということが起こらず、撒き散らされた水によってポンプ２の周囲の作業環境が悪化するということが起こらず、ポンプ２の片付け作業などの作業性がよくなる。

また、弁体３１が閉止位置に摺動して吐水口５が閉止されることにより、そのときにポンプ２内を満たしている水は水源１に戻ることなくポンプ２内を満たした状態に維持される。このため、ポンプ２を再始動させたときに、吸水操作を行うことなく放水を再開できる。

つぎに、本発明の実施の一形態を図５及び図６に基づいて説明する。なお、図１ないし図４において説明した部分と同じ部分は同じ符号で示し、説明も省略する。本実施の形態の基本的な構造は参考形態と同じであり、ダイアフラム２３の一方の受圧面２３ａに弁ケース１０内の圧力を作用させる第１状態と、この一方の受圧面２３ａに大気圧を作用させる第２状態とに切り替える切替手段である切替弁３３を設けた点が異なる。

弁ケース１０の壁部内には、一端が第１空間２４に連通する連通路３４と、一端が弁ケース１０内に連通する連通路３５と、一端が大気中に連通する連通路３６とが形成され、これらの連通路３４，３５，３６の他端はＴ字型に連通されている。そして、これらの連通路３４，３５，３６のＴ字型の連通部分に切替弁３３が回動自在に設けられている。切替弁３３には、連通路３４と連通路３５、又は、連通路３４と連通路３６とを選択的に連通するＴ字型の切替通路３７が形成されている。案内穴２１とダイアフラム押え２２との摺動部には、第１空間２４の気密性を高めるためのＯリング３８が取り付けられている。

このような構成において、図５は、切替弁３３を回動操作することにより第１空間２４と弁ケース１０内とを連通し、弁ケース１０内の圧力を一方の受圧面２３ａに作用させる第１状態に切り替えた状態である。この第１状態は、第１空間２４と弁ケース１０内とが連通された参考形態と同じである。このため、この第１状態によれば、参考形態において説明したように、放水作業中にポンプ２の駆動を停止させると、放水ホース３内に残水があるうちは弁体３１が開放位置に位置して放水ホース３内の残水が水源１へ戻される。放水ホース３内の残水がなくなったときに弁体３１が閉止位置に摺動し、ポンプ２内は水で満たされた状態に維持される。

図６は、放水を一時的に停止するが放水ホース３を撤収せずに放水を再開する場合において、切替弁３３を回動操作することにより第１空間２４と大気中とを連通し、一方の受圧面２３ａに大気圧を作用させた状態である。即ち、ダイアフラム２３の一方の受圧面２３ａと他方の受圧面２３ｂとの両方に大気圧を作用させた状態である。このため、放水作業中にポンプ２の駆動を停止させると、弁体３１は直ちに閉止位置へ摺動して吐水口５を閉止する。このため、放水ホース３内の残水は水源１へ戻されることなく放水ホース３内に残留する。このため、ポンプ２を再始動させたときに放水ホース３内の残水が直ちに放水される。

本発明の参考形態の吐水側逆止弁を使用した放水作業時におけるポンプと放水ホースとの配置状態を示す説明図である。吐水側逆止弁が閉弁された状態を示す縦断正面図である。吐水側逆止弁が全開された放水作業時の状態を示す縦断正面図である。吐水側逆止弁が半開き状態となって放水ホース内の残水を水源へ戻す状態を示す縦断正面図である。本発明の実施の一形態の吐水側逆止弁において、切替弁を第１状態に切り替えた状態を示す縦断正面図である。切替弁を第２状態に切り替えた吐水側逆止弁を示す縦断正面図である。

符号の説明

２ポンプ
３放水ホース
５吐水口
１０弁ケース
１８ダイアフラム押え
２２ダイアフラム押え
２３ダイアフラム
２３ａ一方の受圧面
２３ｂ他方の受圧面
２９弁軸
３１弁体
３３切替手段

Claims

一端がポンプの吐水口に接続されて他端に放水ホースが接続される弁ケースと、
前記吐水口を閉止する閉止位置と前記吐水口を開放する開放位置との間を移動自在に設けられている弁体と、
一方の受圧面に前記弁ケース内の圧力が作用して他方の受圧面に大気圧が作用するように、かつ、前記弁体の前記開放位置方向への移動に伴い撓むように前記弁ケース内に設けられたダイアフラムと、
前記ダイアフラムに取り付けられているダイアフラム押えと、
一端側が前記ダイアフラム押えに対して前記弁体の移動方向と同一方向に摺動自在に嵌合し、他端側が前記弁体に固定されている弁軸と、
前記一方の受圧面に前記弁ケース内の圧力が作用して前記ダイアフラムが撓んでいる状態では、前記弁体が前記開放位置に維持される位置で前記ダイアフラム押えに対して前記弁軸を抜け止めする機構と、
前記一方の受圧面に前記弁ケース内の圧力を作用させる第１状態と、前記一方の受圧面に前記弁ケース内の圧力を作用させることなく大気圧を作用させる第２状態とに切り替えることができる切替手段と、
を有するポンプの吐水側逆止弁。