JP4420333B2 - ストレーナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば消火設備等の配管中に設けられ配管に流れる液体中に含まれるゴミを除去するためのストレーナ装置に関する。

従来、この種の消火設備に用いるストレーナ装置としては、消火ノズルを接続した消火配管の中に、流入側の端面が閉じ流出側の端面が開口した屈曲性をもつ円筒形のストレーナ濾過部材を固定配置するようにしている。

このようなストレーナ装置によれば、ストレーナ濾過部材を消火ノズルを接続している消火配管の中に位置させることで、ストレーナ濾過部材を十分に長くすることができ、相当量のゴミが配管内部に堆積したとしても、消火ノズルの性能に必要な有効瀘過面積を確保し、長期にわたり信頼性を確保できる。更に、ストレーナ濾過部材は屈曲性をもっているため、屈曲した配管内にも撓み変形して容易に配置できる。

このような従来のストレーナ装置に使用するストレーナ濾過部材としては、図８（Ａ）に示すように、合成樹脂製の円筒枠体１０１の周囲及び流入側に合成樹脂製又は合成繊維製の網部材１０２を一体成形した屈曲性をもつ筒形のストレーナ濾過部材１００と、図９（Ａ）に示すように、流入側を閉鎖し流出側を開口した合成樹脂製又は合成繊維製の細長い網袋２０１の内部に内側コイルバネ２０２を収納して円筒形状に保持するストレーナ濾過部材２００がある。
特開平１１−２９９９２０号公報

しかしながら、このような従来のストレーナ装置にあっては、配管内に設置したストレーナ濾過部材が大きな水流速度による高い水圧を受けた場合、ストレーナ濾過部材が撓んで大きく変形し、濾過面積の減少や圧力損失発生、放水量減少を招き、ストレーナとしての機能を果たさなくなる問題がある。

図８（Ａ）のストレーナ濾過部材１００にあっては、配管内に設置した状態で水流がない場合には円筒形状を保っているが、弱い水流があると図８（Ｂ）のように網部材１０２が水圧を受けて僅かに撓む。火災時のヘッドから消火用水を散布する際には、ストレーナ濾過部材１００は大きな水流速度による高い水圧を受け、図８（Ｃ）のように、網部材１０２が大きく撓んでしまい、濾過面積の減少や圧力損失発生、放水量減少を招き、ストレーナとしての機能を果たさなくなる。

この点は図９（Ａ）のストレーナ濾過部材２００についても同様であり、配管内に設置した状態で水流がない場合には円筒形状を保っているが、弱い水流があると図９（Ｂ）のように網袋２０２が水圧を受けて僅かに撓む。更に火災時のヘッドから消火用水を散布する際にストレーナ濾過部材２００が大きな水流速度による高い水圧を受けると、図９（Ｃ）のように、コイルバネ２０１は支え切れずに縮んで網袋２０２が大きく撓んでしまい、濾過面積の減少や圧力損失発生、放水量減少を招き、ストレーナとしての機能を果たさなくなる。

更に、図８（Ｃ）及び図９（Ｃ）のように、水圧を受けて枠体１０１やコイルバネ２０１が水圧に負けて変形し、変形が弾性限界を超えたり、網部材１０２や網袋２０２が枠体１０１やコイルバネ２０１に絡まると、水流が止まってもこの変形が戻らないことも考えられる。

このような高水圧によるストレーナ濾過部材の撓み変形は、屈曲した配管内にストレーナ装置を配置可能とするために、ストレーナ濾過部材を上下及び左右方向に撓み変形自在な網目構造としたことに起因しており、屈曲性を損なうことなく高水圧に対し網袋の撓み変形を押えて円筒形状を維持するためには、枠体１０１やコイルバネ２０１を太くする等して剛性を高めて耐圧縮力を上げることが考えられる。

しかし、枠体１０１やコイルバネ２０１を剛性を高めると、ストレーナ装置の屈曲性が損なわれ、また網部材１０２や網袋２０２の網目開口面積が低下することで、圧力損失発生や放水量減少を招く問題がある。

本発明は、高水圧下でも屈曲性能と濾過性能を併せ持ったストレーナ装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は次のように構成する。本願の第１発明は、液体が通過する配管内部に設けられ流入側を閉鎖し流出側を開口した屈曲性をもつ筒形の液体中のゴミを除去するストレーナ装置において、ストレーナを配管に取り付ける取付部と、取付部に固定された合成樹脂製の流入側へ伸びた円筒枠体と、円筒枠体の流入側端面及び円筒面に装着され液体中のゴミを濾過する合成樹脂製又は合成繊維製の網部材と、網部材の内部に円筒枠体及び網部材を円筒形状に保持するコイルバネとを備えることを特徴とする。

また本願の第２発明にあっては、液体が通過する配管内部に設けられ流入側を閉鎖し流出側を開ロした屈曲性をもつ筒形の液体中のゴミを除去するストレーナ装置において、合成樹脂製又は合成繊維製の網袋と、網袋の内部に収納され網袋を円筒形状に保持する内部コイルバネと、網袋の外部に網袋を内部コイルバネと挟んで接触する外部コイルバネとを備えることを特徴とする。

ここで本願の第２発明にあっては、内側コイルバネと外側コイルバネの巻き方向を同一方向とする。この場合、内側コイルバネと外側コイルバネのコイルピッチを異ならせる。また、内側コイルバネと外側コイルバネの巻き方向を同方向とし且つコイルピッチを異ならせるようにしても良い。

第２発明のストレーナ装置に於いて、網袋は流入側端部にリングスリーブをカシメ固定して閉鎖すると共にノズル側端部に合成樹脂製の円筒スリーブを一体成型しており、内側コイルバネは流入側端部を円錐状に座巻きすると共にノズル側端部をリング状に座巻きし、外側コイルバネは流入側端部及びノズル側端部の各々をリング状に座巻きし、網袋にノズル側端部から内側コイルバネを挿入して円錐状の座巻き部分を網袋の閉鎖部分の内側に位置させると共に内側コイルバネのノズル側端部の座巻き部分を円筒スリーブ内に位置させた状態で円筒スリーブにバネ押えを挿入嵌合して固定し、更に、網袋の内部に前記内側コイルバネが収納された状態で先端側から前記外側コイルバネを嵌め入れて両端の座巻き部分により固定保持させたことを特徴とする。

本願の第１発明によれば、ストレーナ濾過部材の内部にコイルバネを収納したことで、配管内に設けた状態で高水圧を受けても、内側のコイルバネにより支えられて網部材が大きく撓むことがなく、濾過面積の減少や圧力損失発生、放水量減少を起すことがない。また、ストレーナ濾過部材の強度を高めるための部材としてコイルバネを使用することで、屈曲性を十分に確保できる。

本願の第２発明によれば、網袋の内側と外側にコイルバネを設けて挟み込む所謂サンドイッチ構造とすることで、配管内に設けた状態で高水圧を受けても、内外のコイルバネに支えられて網袋が大きく撓むことがなく、濾過面積の減少や圧力損失発生、放水量減少を起すことがない。また、網袋を支える構造が二重コイルバネであることから、屈曲性を十分に確保できる。

図１は本願による第１発明としての消火設備用のストレーナ装置の実施形態を示した説明図であり、この実施形態にあってはストレーナ濾過部材を合成樹脂で成形するようにしたことを特徴とする。

図１において、消火ノズル１０は継手管９を介して消火配管８の先端に接続されており、消火ノズル１０の内部流入側に合成樹脂製のストレーナ濾過部材２を配置することで、ストレーナ装置１が構成されている。ストレーナ濾過部材２は合成樹脂製の円筒枠体４と網部材５で構成される。

円筒枠体４の円周面及び流入側の面にはそれぞれ網部材５が設けられている。網部材５は合成樹脂製の網を円筒枠体４と一体に形成しても良いし、合成樹脂製の円筒枠体４に合成繊維の網部材５を編み込み成型しても良い。

円筒枠体４の消火ノズル１０側となる流出側には取付部７が一体に形成されている。更に円筒枠体４の内部には網部材５を設けた円筒枠体４の円筒形状を保持するためコイルバネ６が収納されている。

図２（Ａ）は図１のストレーナ濾過部材２を取り出して示し、図２（Ｂ）に流入側先端部を示している。図２（Ａ）において、ストレーナ濾過部材２は円筒枠体４を有し、円筒枠体４は流入側端部のリング部４ａに対し複数の柱部４ｂを一体成型することで円筒状の枠形状を構成している。

円筒枠体４の流入側開口端部には図２（Ｂ）に示すように網部材５が設けられ、更に流入側端部のリング部４ａに対し流入側に向かって三角形にとがった案内片１１を一体に形成している。案内片１１はストレーナ濾過部材２を消火配管に挿入する際にガイド機能をはたす。

特に消火配管に対し９０°屈曲した位置に消火ノズルを配置するような場合、先端の案内片１１がガイドとなって滑らかにストレーナ濾過部材２を９０°屈曲した消火配管８の先端部分に挿入することができる。また網部材５を設けた円筒部材４の内部にはコイルバネ６が収納されており、コイルバネ６によって円筒部材４の円筒形状を保持するようにしている。

図３は消火配管内に配置した図２のストレーナ濾過部材２に高水圧が加わった状態の説明図である。本発明のストレーナ装置で使用するストレーナ濾過部材２にあっては、流入側及び周囲の面に網部材５を設けた円筒枠体４の内側にコイルバネ６を収納しているため、コイルバネ６の間の部分において網部材５は高水圧を受けて部分的に撓むが、ストレーナ濾過部材２全体としてはコイルバネ６により支えられており円筒形状を保持することができる。

このため高水圧が加わっても図８（Ｃ）のように網部材１０１が大きく撓んでストレーナとしての機能を失ってしまうようなことは無く、濾過面積の減少や圧力損失の発生さらには放水量の減少を起こすことが無い。

またストレーナ濾過部材２の強度を高めるためにコイルバネ６を使用しており、コイルバネ６は十分な屈曲性を持っているため、ストレーナ濾過部材２の強度をコイルバネ６で高めると同時にストレーナ濾過部材２の屈曲性を十分に確保することができる。

図４は本願による第２発明としてのストレーナ装置の実施形態を示した説明図であり、この実施形態にあっては合成樹脂製の網袋とコイルバネを使用したことを特徴とする。

図４において、消火ノズル１０は継手管９を介して消火配管８の先端に接続されており、消火ノズル１０の内部流入側に合成樹脂製のストレーナ濾過部材２を配置することで、本発明のストレーナ装置１が構成されている。ストレーナ濾過部材２は網袋１３、リングスリーブ１４、内側コイルバネ１５、外側コイルバネ１６、スリーブ１７及びバネ押え１８で構成される。

図５は図４のストレーナ濾過部材２を取り出して示した説明図である。図５において、ストレーナ濾過部材２には網袋１３が設けられ、網袋１３は流入側の先端にリングスリーブ１４をカシメ加工より固着して閉鎖しており、ノズル側の端部は合成樹脂製のスリーブ１７に一体形成により埋め込み固定している。

網袋１３の内部には内側コイルバネ１５が収納されている。内側コイルバネ１５は流入側となる先端側に円錐状の座巻１５ａを形成し、この座巻１５ａによってリングスリーブ１４で閉鎖した網袋１３の流入側を円錐状に保っている。内側コイルバネ１５のノズル側にはリング状の座巻１５ｂが形成され、座巻１５ｂはスリーブ１７の内部に位置し、スリーブ１７に対するバネ押さえ１８の下側からの嵌合により、抜け止め固定されている。

また網袋１３の外側には外側コイルバネ１６が装着されている。外側コイルバネ１６は流入側端部にリング状の座巻１６ａを形成するとともに、ノズル側端部にもリング状の座巻１６ｂを形成しており、内側コイルバネ１５をスリーブ１７に対するバネ押え１８の嵌合で収納固定した状態で外側上部から網袋１３に嵌めこまれ、座巻１６ａ，１６ｂにより網袋１３に固定保持される。

更にバネ押え１８の周囲、例えば３ヶ所には外周方向にノブ１９が突出しており、ノブ１９は図４の消火ノズル１０の流入側の開口部内側に形成された嵌合溝２０に嵌めこまれ、消火ノズル１０に対しストレーナ濾過部材２を固定するようにしている。尚、ストレーナ濾過部材２のバネ押え１８による消火ノズル１０の流入側への固定はネジ込み固定や圧入固定など適宜の固定構造であってもよい。

図６は図５のストレーナ濾過部材２の組立分解図である。図６において網袋１３としては、例えば合成樹脂製の網目シートを巻き、流入側をリングスリーブ１４のカシメ固定により閉じ、流出側は開口として合成樹脂製のスリーブ１７、他の複合成型により一体成型としている。網袋１３に使用する合成樹脂製の網目シートとしては例えば１インチ当たり３０〜５０メッシュ（＃３０〜＃５０）程度のものを使用する。網袋１３のヘッド側に一体成型により固着されたスリーブ１７の内側にはバネ押え１８を嵌合するためのリブ２１が形成されている。

内側コイルバネ１５は流入側に円錐状の座巻１５ａを形成するとともに、ヘッド側にリング状の座巻１５ｂを形成している。また外側コイルバネ１６は流入側にリング状の座巻１６ａを形成するとともに、ヘッド側に同じくリング状の座巻１６ｂを形成している。

ここで内側コイルバネ１５と外側コイルバネ１６は巻方向が同一となっており、図５のように網袋１３の内側と外側に配置した状態で内側コイルバネ１５と外側コイルバネ１６の間に網袋１３をはさんだサンドイッチ構造としている。

また内側コイルバネ１５と外側コイルバネ１６はコイルピッチが異なっている。この実施形態にあっては内側コイルバネ１５のコイルピッチが小さく、外側コイルバネ１６のコイルピッチが大きくなっている。このためコイル線径が同じであれば内側コイルバネ１５の方が剛性が強く、外側コイルバネ１６の方が剛性が弱いことになる。

ここでストレーナ濾過部材２に高圧水が加わった状態を考えると、高圧水によって網袋１３が周囲から押しつぶされるように力を受け、この高圧水による力に対し、内側コイルバネ１５は網袋１３がつぶれないように支える必要があることからコイルピッチを小さくすることで剛性を高くしている。

これに対し外側コイルバネ１６は高圧水が加わった時の軸方向の力により、網袋１３が広がろうとする力を抑えるためであり、剛性が内側コイルバネ１５より小さくとも十分に網袋１３が広がろうとする力を抑えることができる。

バネ押え１８はバネ圧入部２２を上部に形成するとともに、続いて嵌合溝２３を形成し、その下にストッパ部２４を形成している。バネ圧入部２２は内側コイルバネ１５の座巻１５ｂに圧入される。嵌合溝２３は網袋１３に一体形成したスリーブ１７にバネ押え１８を挿入した際にリブ２１に嵌合される。ストッパ部２４はスリーブ１７の端部に当接して位置決めを行なう。

この図６に示すストレーナ濾過部材２の組立構造にあっては、網袋１３、内側コイルバネ１５、外側コイルバネ１６及びバネ押え１８の４部品で構成され、これら４部品の組み合わせにより簡単に図５のストレーナ濾過部材２を製造することができ、極めて高い量産性が実現され、結果的にストレーナ濾過部材２の製造コストを低減することができる。

また、内側コイルバネと外側コイルバネの巻き方向が同一であれば、外側コイルバネをストレーナろ過部材２に組み込むときに、内側コイルバネに支持されてねじのようにまわしていくことで簡単に組立ることができる。

図７は図５のストレーナ濾過部材２に高水圧が加わった状態の説明図である。ストレーナ濾過部材２に高水圧が加わると、網袋１３は高水圧の水流により軸方向の力と周囲から押しつぶそうとする力を受ける。網袋１３の内部には内側コイルバネ１５が設けられているため、網袋１３を押しつぶそうとする力が内側コイルバネ１５により支えられ、網袋１３の円筒形状を保持できる。

一方、高水圧の水流により網袋を軸方向に押す力により、網袋１３が外側に広がろうとするが、この網袋１３の広がろうとする力は外側コイルバネ１６により押えられ、網袋１３の円筒形状を保つことができる。

これによってストレーナ濾過部材２に高水圧が加わっても、図９（Ｃ）の従来例のようにストレーナ濾過部材２００が大きく撓んでストレーナとしての機能が失われてしまうことはなく、高水圧が加わった状態で内外のコイルバネに支えられて網袋１３の撓みはほとんどなく、濾過面積の減少や圧力損失の発生、さらには放水量減少を起こすことがない。同時に網袋１３を支える構造が内側コイルバネ１５と外側コイルバネ１６の二重コイルバネ構造であることから十分な屈曲性が確保でき、例えば９０°屈曲した消火ヘッドの消火配管に対するストレーナ濾過部材２の装着も容易にできる。

尚、図６の組立分解図における内側コイルバネ１５と外側コイルバネ１６にあってはコイル巻方向を同方向とした場合を例にとっているが、巻方向を逆方向として網袋１３を内外のコイルバネによりクロス状に挟み込むようにしてもよい。

また内側コイルバネ１５と外側コイルバネ１６のコイルピッチを同じにしてもよく、この場合には２つのコイルの位相を異ならせればよい。

また上記の実施形態にあっては消火ヘッドとして開放型の消火ヘッドを例にとるものであったが、火災による熱気流を受けて分解作動する閉鎖型の消火ヘッドであってもよく、必要に応じて適宜の消火ヘッドを使用することができる。

更に本発明のストレーナ装置は消火設備での使用を例にとるものであったが、消火設備に限定されず、液体の流出口に設けられ、流入口側に長い網袋を差し込むストレーナ装置として消火設備以外の適宜の用途にそのまま適用することができる。

本願による第１発明の実施形態を示した説明図 図１のストレーナ濾過部材を取り出して示した説明図 図２のストレーナ濾過部材に高水圧が加わった状態の説明図 本願による第２発明の実施形態を示した説明図 図４のストレーナ濾過部材を取り出して示した説明図 図５のストレーナ濾過部材の組立分解図 図５のストレーナ濾過部材に高水圧が加わった状態の説明図 従来のストレーナ濾過部材の説明図 従来の他のストレーナ濾過部材の説明図

符号の説明

１：ストレーナ装置
２：ストレーナ濾過装置
４：円筒枠体
４ａ：リング部
４ｂ：柱部
５：網部材
６：コイルバネ
７：取付部
８：消火配管
９：継手管
１０：消火ノズル
１１：案内片
１２：流入側端部
１３：網袋
１４：リングスリーブ
１５：内側コイルバネ
１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ：座巻き
１６：外側コイルバネ
１７：スリーブ
１８：バネ押え
１９：ノブ
２０，２３：嵌合溝
２１：リブ
２２：バネ圧入部
２４：ストッパ部

Claims (4)

1. 液体が通過する配管内部に設けられ流入側を閉鎖し流出側を開口した屈曲性をもつ筒形の液体中のゴミを除去するストレーナ装置に於いて、
   合成樹脂製又は合成繊維製の網袋と、
   前記網袋の内部に収納され前記網袋を円筒形状に保持する内部コイルバネと、
   前記網袋の外部に前記網袋を内部コイルバネと挟んで接触する外部コイルバネと、
   を備え、
   前記網袋は流入側端部を閉鎖すると共にノズル側端部に合成樹脂製の円筒スリーブを一体成型して成り、
   前記内側コイルバネは流入側端部を円錐状に座巻きすると共にノズル側端部をリング状に座巻きし、
   前記外側コイルバネは流入側端部及びノズル側端部の各々をリング状に座巻きし、
   前記網袋にノズル側端部から前記内側コイルバネを挿入して前記円錐状の座巻き部分を前記網袋の閉鎖部分の内側に位置させると共に前記内側コイルバネのノズル側端部の座巻き部分を前記円筒スリーブ内に位置させた状態で前記円筒スリーブにバネ押えを挿入嵌合して固定し、更に、前記網袋の内部に前記内側コイルバネが収納された状態で先端側から前記外側コイルバネを嵌め入れて両端の座巻き部分により固定保持させたことを特徴とするストレーナ装置。
   
2. 請求項１記載のストレーナ装置に於いて、前記網袋は流入側端部にリングスリーブをカシメ固定して閉鎖することを特徴とするストレーナ装置。
   
3. 請求項１記載のストレーナ装置に於いて、前記内側コイルバネと外側コイルバネの巻き方向を同一方向としたことを特徴とするストレーナ装置。
   
4. 請求項３記載のストレーナ装置に於いて、前記内側コイルバネと外側コイルバネのコイルピッチを異ならせたことを特徴とするストレーナ装置。

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