JP4471201B2

JP4471201B2 - 自動弁装置

Info

Publication number: JP4471201B2
Application number: JP2004110661A
Authority: JP
Inventors: 寛梅原; 博茨木; 英行河野
Original assignee: Hochiki Corp
Current assignee: Hochiki Corp
Priority date: 2004-04-05
Filing date: 2004-04-05
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-04-05
Also published as: JP2005287980A

Description

本発明は、高速自動車道および自動車専用道路等のトンネルに設置された水噴霧設備に使用される自動弁装置に関する。

従来、一定の長さを超える高速自動車道および自動車専用道路等のトンネルにあっては非常設備として水噴霧設備を設置しており、トンネル内で火災が発生した場合、火災発生区画に対応して設置されている自動弁装置を起動することにより水噴霧ヘッドから放水し、火災の抑制と延焼を防止する。

ところで、火災が発生した場合に、予告なしに水噴霧設備を起動して放水を開始すると、放水した区画の視界が確保できなくなり、通行車両が事故を起こしたり、避難者が迅速に避難できなくなる恐れがあることから、起動時に低圧で放水することにより水噴霧設備が起動したことを知らせる予告放水を行い、一定の遅延時間後、例えば１０秒後に規定圧力に上げて本来の放水を開始する段階的な放水制御を行うようにしている。

このような段階的な放水機能を実現するためには、自動弁装置に設けた主弁の２次側圧力を低圧と規定圧の２段階に制御するため、予告散水用の調圧パイロット弁と本格放水用の調圧パイロット弁を別々に設け、シリコンオイルを使用したタイマユニットの動作により、まず予告放水用調圧パイロット弁により自動弁を低圧制御し、所定の遅延時間後に本格放水用調圧パイロット弁による規定圧制御に切替えるようにしている。
特開２００２−３５５３２４号公報

しかしながら、このような従来の段階放水機能を備えた自動弁装置にあっては、調圧用のパイロット弁が低圧と規定圧といった制御圧に応じて必要となり、装置構成が複雑となり、コスト高になるという問題がある。

また予告放水から本格放水に切替える際の遅延時間の設定にシリコンオイルの粘性を利用したピストンの移動で予告放水用と本格放水用の調圧パイロット弁を切替えているため、シリコンオイルは使用温度により粘性が大きく変化し、温度が低い冬場では遅延時間が長めになり、温度の高い夏場では遅延時間が短くなり、予告放水時間を決める遅延時間が温度に依存して大きく変化し安定しないという問題があった。

本発明は、シンプルな構成で段階的な放水を実現すると共に予告放水の遅延時間が正確に設定できるトンネル用水噴霧設備に使用される自動弁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。本発明の自動弁装置は、
弁ボディ内の１次側と２次側を仕切る弁座に対し開閉自在に配置された第１主弁と、第１主弁を開閉駆動する第１ピストンを第１シリンダ室に摺動自在に設けた第１駆動機構と、弁座に対し所定の初期開度をもつ閉位置と開位置との間で開閉自在に配置された第２主弁と、第２主弁を開閉駆動する第２ピストンを第２シリンダ室に摺動自在に設けた第２駆動機構とを備えた自動弁と、
第１シリンダ室に１次側圧力水を供給して第１主弁を開動作させて初期開度にある第２主弁を介して２次側に圧力水を供給させる起動弁と、
第１主弁の開放後に２次側に発生する所定の初期放水圧力により動作し、第２シリンダ室に対する圧力制御経路を形成する初期放水圧力制御弁と、
シリンダ室に対する２次側圧力水の流入出量の制御によるジスクの移動で所定遅延時間後に所定の低圧設定から所定の規定圧設定に切替え、圧力制御経路を介した第２シリンダ室に対する圧力調整により第２主弁を駆動して２次側放水圧力を設定された低圧又は規定圧に制御する圧力制御弁と、
を備えたことを特徴とする。

ここで、第１主弁を弁ボディに形成した弁座の１次側に配置し、第２主弁を弁ボディに形成した弁座の２次側に第１主弁と同軸に配置する。また別の形態にあっては、第１主弁と第２主弁を、弁ボディに形成した弁座の１次側に同軸に配置する。

本発明の自動弁装置によれば、第１主弁の開動作で所定開度にある第２主弁から２次側へ圧力水を供給すると共に、開状態における第２主弁の開閉制御で２次側圧力を調整する機構構造をもつ自動弁に圧力調整弁を組合わせることで、予告放水のための低圧設定、低圧設定による圧力制御状態で所定遅延時間の設定、遅延時間経過による本格放水のための規定圧設定への切替えが１つの圧力調整弁の機能として実現することができ、装置構成をシンプルにし、コストの低減を図ることができる。

また低圧設定の予告放水から規定圧設定の本格放水を開始するまでの遅延時間は、圧力調整弁で低圧設定から規定圧設定に切替えるピストン・シリンダ機構において、シリンダ室の一方から他方に流す流出量を絞り設定することで正確に決めることができ、シリコンオイルの粘性を利用した従来のタイマユニットのように、使用温度に依存して遅延時間が変動する問題を解消できる。

図１は本発明による自動弁装置の実施形態を示した説明図である。図１において、本発明の自動弁装置は自動弁１０、起動弁１２、初期放水圧力制御弁１５、圧力調整弁１６で基本的に構成され、更に圧力スイッチ５６、自動排水弁５８及びテスト放水弁６０を設けている。

自動弁１０は弁ボディ２０の一方に流入口２２を持ち、他方に流出口２４を持ち、流入口２２側にはポンプ設備からの配管が接続され、流出口２４にはトンネル内に設置した放水ヘッド側の配管が接続されている。この自動弁１０の詳細は図２に取り出して説明する。

図２において、自動弁１０は弁ボディ２０の内部に仕切壁２６を有し、仕切壁２６の弁穴３５の１次側に形成した弁座２８に対し第１主弁３０を配置している。一方、弁穴３５の２次側には第２主弁３２が配置されている。

第１主弁３０は、上部に配置された第１ピストン３４の円筒部３４ａの先端に連通され、シール３１を弁座２８に当接することで閉鎖状態としている。第１シリンダ室３６は、上部のカバー４０と下側の仕切部材３８で形成され、第１ピストン３４を摺動自在に組み込んでいる。

またカバー４０の内部には上部のステム４４ａを介してガイドピストン４４が内部に支持されており、ガイドピストン４４に対し第１ピストン３４の円筒部３４ａが嵌め込まれ、ガイドピストン４４の下側と第１主弁３０との間にスプリング４２を組み込んでいる。また第１主弁３０の中央には貫通穴３０ａが形成されている。

このガイドピストン４４と第１シリンダ室３６により第１主弁３０を開閉駆動するための駆動機構が構成されている。尚、第１シリンダ室３６に対してはシリンダポートＣ１が設けられ、シリンダポートＣ１からの圧力水の導入と排出で第１ピストン３４を駆動する。第１ピストン３４の上部のカバー４０には通気孔４６が形成され、第１ピストン３４の駆動に伴う不発状態が発生しないようにしている。

第１主弁３０の下側に配置された第２主弁３２は第２ピストンとしての機能を備えており、弁ボディ２０内に形成された第２シリンダ室４８に対しスプリング５４を介して摺動自在に組み込まれている。

また第２主弁３２の下側にはステム５０が装着され、ステム５０の先端はカバー５３を貫通して外部に取り出され、そこにストッパナット５２を装着している。第２主弁３２はステム５０に対するストッパナット５２ａ、ロックナット５２ｂのねじ込みによる位置決めで、弁穴３５に対し所定の初期開度に相当するクリアランス４５を形成している。即ち第２主弁３２にあっては図示の閉鎖位置で完全に閉鎖状態とならず、所定の初期開度に対応したクリアランス４５をもって配置されている。

第２シリンダ室４８に対してはシリンダポートＣ２、Ｃ３が設けられる。第２主弁３２と一体化された第２ピストンと第２シリンダ室４８によって第２主弁３２を開閉駆動するための第２駆動機構が構成されている。

再び図１を参照するに、自動弁１０の流入口２２に開口した１次側には１次圧取出口６２が設けられ、ここから配管Ｌ１を取り出して起動弁１２に接続している。起動弁１２には手動起動弁１４が並列接続されている。起動弁１２の２次側は配管Ｌ２により自動弁１０のシリンダポートＣ１に接続される。また１次圧取出口６２からの配管Ｌ１は分岐されて第２シリンダ室４８のシリンダポートＣ２に接続される。

起動弁１２または手動起動弁１４を開くと、配管Ｌ２により１次側圧力水が自動弁１０のシリンダポートＣ１から第１シリンダ室３６に供給され、第１ピストン３４が上方にストロークし、これによって第１主弁３０が開く。第１主弁３０が開くと第２主弁３２の閉鎖状態におけるクリアランス４５で決まる初期開度により２次側に圧力水が供給され、２次側の配管に水が充満してヘッドからの放水がはじまると、初期放水圧力が２次側に発生する。

自動弁１０の流出口２４に開放した２次側には２次圧取出口６４が設けられ、ここから配管Ｌ５が引き出され、圧力調整弁１６の出力ポートＰ２に接続される。更に配管Ｌ５は圧力調整弁１６の圧力検知ポートＰ３及びＰ４に接続される。また２次圧取出口６４側に示すように配管Ｌ５側には圧力スイッチ５６が接続され、また排水側との間に自動排水弁５８を接続し、これと並列にテスト放水弁６０を接続している。

自動弁１０の第２シリンダ室４８のシリンダポートＣ３は配管Ｌ３により初期放水圧力制御弁１５の入力ポートＩ１に接続されている。初期放水圧力制御弁１５は更に出力ポートＩ２と圧力検知ポートＩ３を持ち、出力ポートＩ２に圧力調整弁１６の入力ポートＰ１を配管Ｌ４により接続し、圧力検知ポートＩ３には配管Ｌ５を分岐接続している。

圧力調整弁１６は初期状態で入力ポートＰ１と出力ポートＰ２が連通関係にあり、そのため自動弁１０の第１主弁３０が起動弁１２の作動で開放動作してクリアランス４５で決まる初期開度により２次側に加圧水が供給されて放水圧力が発生すると、２次側放水圧力は配管Ｌ５から初期放水圧力制御弁１５の圧力検知ポートＩ３に作用する。

初期放水圧力制御弁１５は圧力検知ポートＩ３に加わる２次側放水圧力が初期の規定圧に達した時に開動作し、入力ポートＩ１と出力ポートＩ２を連通する。このように初期放水圧力制御弁１５が開動作すると、自動弁１０の第２シリンダ室４８は配管Ｌ３、初期放水圧力制御弁１５及び配管Ｌ４を介して圧力調整弁１６に接続され、この状態で圧力調整弁１６は予告放水のための設定低圧または本格放水のための設定規定圧となるように第２シリンダ室４８に対する圧力を制御し、第２主弁３２の開閉制御を行なうことになる。

圧力調整弁１６は自動弁１０における第１主弁３０の開状態での第２主弁３２の開閉制御により図３のタイムチャートに示すような放水圧力Ｐの制御を行なう。

図３において、時刻ｔ０で起動弁１２を動作すると自動弁１０における第１主弁３０が開動作し、閉鎖位置にある第２主弁３２のクリアランス４５で決まる初期開度で２次側に加圧水が供給され、ヘッドからの放水による２次側圧力が配管Ｌ５を介して圧力調整弁１６の圧力検知ポートＰ３に加わる。初期状態において圧力調整弁１６は例えば２次側圧力を０．１５ＭＰａとする低圧設定の状態にあり、従って時刻ｔ１より放水圧力Ｐを設定低圧に保つように圧力制御を行なう。

また圧力調整弁１６は後の説明で明らかにするように２次側圧力をポートＰ４に受けた際にピストンの駆動により低圧設定から所定の遅延時間後に規定圧設定に切り替える機能を備えている。このため時刻ｔ１から例えば５〜１５秒の間で設定した一定時間、例えば１０秒経過する時刻ｔ２でそれまでの低圧設定による圧力設定から、規定圧例えば０．３４ＭＰａの設定による圧力制御に段階的に切り替わる。このような図３の放水圧力の制御によって時刻ｔ０から時刻ｔ２までが予告放水の圧力制御であり、時刻ｔ２以降が本格放水のための圧力制御となる。

図４は図１の初期放水圧力制御弁１５の断面図である。図４において、初期放水圧力制御弁１５は、弁ボディ２０１内にスプール２００を摺動自在に設けており、スプール２００の収納部に対しては入力ポートＩ１と出力ポートＩ２が開口されている。スプール２００の上部にはスプリング２０２が組み込まれ、設定圧調整ボルト２０４によるスプリング荷重の設定で、弁を開動作させるための圧力を設定している。スプール２００の下部にはピストン２０６が形成され、シリンダ２０８に摺動自在に組み込まれている。ピストン２０６の下側のシリンダ室には圧力検知ポートＩ３が開口している。

圧力検知ポートＩ３には図１に示すように自動弁１０の二次側が配管Ｌ５を介して接続され、このため２次側圧力がスプリング２０２による設定圧を越えたときにピストン２０６に加わる力でスプリング２０２に抗してスプール２００が上方に移動し、入力ポートＩ１と出力ポートＩ２の間が連通し、開動作となる。

図５は図１の圧力調整弁１６の断面図であり、図６はポートＰ２側を見た断面図を示している。図５において、圧力調整弁１６は下部の圧力調整部７０と上部の圧力設定部７２で構成されている。圧力調整部７０には入力ポートＰ１、圧力検知ポートＰ３、更に図６に示す出力ポートＰ２が設けられている。

入力ポートＰ１はスプール弁７６に対し連通され、スプール弁７６は中間の鍔状の弁体部に対応してボディ側に弁座７８を形成している。図５ではスプール弁７６と弁座７８は閉じているが、スプール弁７６が下がり弁座７８から離れた状態では入力ポートＰ１から流入した圧力水はスプール弁７６の周囲を通り、図６に示す出力ポートＰ２に流れる。この入力ポートＰ１から出力ポートＰ２に対する圧力水の流れに対し、圧力検知ポートＰ３に２次側圧力水を導入し、ダイヤフラム弁７４下部に加わる力とスプリング８０によりダイヤフラム弁７４の上部に加わる荷重との差圧に基づいてスプール弁７６を開閉制御し、２次圧力がスプリング８０で決まる設定圧となるように自動弁１０を制御する。なお、９９は低圧設定調整リングであり、回し込みによりスプリング８０による設定圧を決める。

この圧力調整動作は、ダイヤフラム弁７４に加わる圧力検知ポートＰ３からの２次側圧力水の圧力がスプリング８０による設定圧を越えると、ダイヤフラム弁７４が上方に変形してスプール弁７６をリフトし、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２（図５参照）の間を制限し、自動弁１０の第２シリンダ室４８内の圧力を高め、スプリング５４（図２参照）の力と共に第２主弁３２を閉方向に動作することにより２次側圧力水の供給を制限して圧力を下げ、設定圧力に調整する。

逆に、ダイヤフラム弁７４に加わる圧力がスプリング８０による設定圧を下回ると、ダイヤフラム弁７４が下方に変形してスプール弁７６を押下げ、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２（図６参照）の間を連通し、自動弁１０の第２シリンダ室４８から二次側に排水し、第２主弁３２を開方向に動作する。これによって２次側圧力を設定圧に保つように自動弁１０が制御される。

図５の初期状態において、スプリング８０はダイヤフラム弁７４の上部と、ガイドスリット８６に対するピン８４の挿入で位置決めされたスライダ８２との間隔で決まるスプリング力により低圧設定の状態にある。

圧力調整弁１６の上部に設けた圧力設定部７２にはシリンダ９０が設けられ、シリンダ９０の中にジスク８８が摺動自在に設けられている。ジスク８８の下側にはフレーム９５を介してプランジャ９４が設けられており、プランジャ９４の先端は下部のスライダ８２にスプリング８５を介して対向配置されている。

シリンダ９０のシリンダ室９０ａにはポートＰ４で連通され、ここに２次側圧力水を導入する。またジスク８８には逆止弁９６が設けられ、初期的にポートＰ４に圧力水を導入した際に上側のシリンダ室９０ａから下側のシリンダ室９０ｂに水を流して充満させるようにしている。これに対し、水が充満した状態でポートＰ４に２次側圧力が加わった際のジスク８８の下降に対し、逆止弁９６は下側から上側への水の流れを阻止する。

シリンダ９０のシリンダ室９０ａ、９０ｂのそれぞれに対してはポートＰ５、Ｐ６が設けられ、この間を配管Ｌ９で接続し、配管Ｌ９の途中には流量を調整自在なニードル１８が設けられている。

このためポートＰ４に２次側圧力水を導入した際のジスク８８の移動速度はシリンダ室９０ｂからシリンダ室９０ａに水を流すニードル１８の設定流量により決まり、これによってジスク８８が初期位置から先端のプランジャ９４がスライダ８２に挿接してスプリング８０を押圧することで設定低圧から設定規定圧に切り替えるまでの遅延時間が決まる。

次に図１の実施形態における放水制御を説明する。図１の通常監視状態にあっては自動弁１０の第１主弁３０は閉鎖しており、流入口２２となる１次側には圧力水が充満し、また配管Ｌ１を介してシリンダポートＣ２からの導入で第２シリンダ室４８に圧力水が充水されている。

トンネル火災の発生により放水を行なう際には遠隔操作などにより起動弁１２を動作して開放させる。起動弁１２を開放すると１次圧取出口６２から配管Ｌ１、Ｌ２を介して１次側消火用水が自動弁１０の第１シリンダ室３６にシリンダポートＣ１から供給され、第１ピストン３４が上方にストロークし、図７に示すように第１主弁３０が開放される。

このとき第２主弁３２は弁座２８に対しクリアランス４５を形成した初期開度の状態にあり、初期開度に対応したクリアランス４５を介して１次側から２次側に圧力水が供給され、ヘッドからの放水に伴い２次側に初期の圧力が発生する。この２次側に発生した圧力は２次圧取出口６４から配管Ｌ５を介して初期放水圧力制御弁１５の圧力検知ポートＩ３に加わり、矢印１５ａに示す閉鎖位置から破線の矢印１５ｂで示す開放位置に作動する。

これは図４においてピストン２０６の力によりスプリング２０２に移行してスプール２００が上方に移動し、入力ポートＩ１と出力ポートＩ２が連通した状態である。このため第２シリンダ室４８のシリンダポートＣ３が配管Ｌ３、初期放水圧力制御弁１５及び配管Ｌ４を介して圧力調整弁１６に連通され、圧力調整弁１６によって第２主弁３２の開閉制御が可能な状態となる。

また２次側に発生した圧力は圧力調整弁１６の圧力検知ポートＰ３にも供給され、このとき圧力調整弁１６は図５及び図６に示したように低圧設定状態にあり、放水圧力を低圧設定に保つように自動弁１０における第２主弁３２を開閉制御する。

圧力調整弁１６による自動弁１０における第２主弁３２の開閉制御は次のようになる。２次側圧力が圧力調整弁１６における設定低圧より低い場合は、入力ポートＰ１、出力ポートＰ２を連通した弁開放状態とし、第２シリンダ室４８の圧力水が初期放水圧力制御弁１５及び圧力調整弁１６を通って２次側に排水され、このため第２主弁３２がスプリング５４に抗して下降し、第２主弁３２の開度を大きくして２次側圧力を設定低圧となるように増加させる。

一方、２次側圧力が設定低圧より高い場合には、圧力調整弁１６は入力ポートＰ１、出力ポートＰ２の連通を遮断するように弁閉鎖状態となる。このため第２シリンダ室４８のシリンダポートＣ３からの２次側への排水が停止し、シリンダポートＣ２からの１次側からの圧力水の供給をうけて、第２主弁３２が上方に移動して開度を絞り、これによって設定低圧となるように２次側圧力を下げる。

また自動弁１０の第１主弁３０の開動作により、第２主弁３２のクリアランス４５を通った２次側への圧力水の供給で発生した圧力は圧力調整弁１６のポートＰ４にも加わる。ポートＰ４に２次側圧力が加わると図５の圧力設定部７２に設けているジスク８８がニードル１８の流量で決まる速度で下降を開始する。

ジスク８８は所定の遅延時間後に図９に示すようにプランジャ９４をスプリング８０の上部を支持しているスライダ８２を押圧位置に移動し、スプリング８０を圧縮して設定低圧から規定圧設定に切り替える。具体的にはスライダ８２のピン８４がガイドスリット８６の下部に挿接する位置にジスク８８がストロークすると、その時点で所定の規定圧設定に切り替わる。

このように圧力調整弁１６が低圧設定から規定圧設定に切り替わると、図８の自動弁１０に示すように、設定規定圧を維持するように第２シリンダ室４８に対する供給圧力を制御し、これによって第２主弁３２は図８に示すように、規定圧設定に対応して開度を大きくした状態となり、圧力調整弁１６が２次側圧力を設定規定圧となるように第２シリンダ室４８からの排水と排水遮断を制御し、規定圧設定による本格放水を行う。

図１０は本発明による自動弁装置の他の実施形態を示した説明図である。図１０において、この実施形態の自動弁装置は、自動弁１００、起動弁１２、初期放水圧力制御弁１５Ａ、圧力調整弁１６で基本的に構成され、更に圧力スイッチ５６、自動排水弁５８及びテスト放水弁６０を設けている。起動弁１２及び圧力調整弁１６は図１の実施形態と同じである。

図１１は図１０の自動弁１００の断面図である。図１１において、自動弁１００は弁ボディ１２０の内部に形成した仕切壁１２６の部分に弁穴１３５を開口し、弁穴１３５の１次側に弁座１２８を形成し、弁座１２８にシール１３１を挿接した第１主弁１３０を配置している。

第１主弁１３０は上部に配置された第１ピストン１３４の円筒部１３４ａの先端に連結されている。第１ピストン１３４は仕切部材１３８とカバー１４０で形成された第１シリンダ室１３６に摺動自在に組み込まれ、カバー１４０との間にはスプリング１４２が配置されている。この第１シリンダ室１３６に対してはシリンダポートＣ１が設けられ、シリンダポートＣ１から加圧水を導入することで第１ピストン１３４を上方にストロークし、これによって第１主弁１３０を開くようにしている。

第１主弁１３０の内部には同軸に第２主弁１３２が組み込まれている。第２主弁１３２は第２ピストンとしての機能を一体に備えている。第２主弁１３２はスプリング１５４を介して第１ピストン１３４の円筒部１３４ａの内側に摺動自在に組み込まれ、また第１ピストン１３４の円筒部１３４ａの上部はカバー１４０の内部上方から下側に形成したガイドスリーブ１４４に摺動自在にはめ込まれ、この部分に第２シリンダ室１４８を形成している。

カバー１４０の上部にはシリンダポートＣ２、Ｃ３が設けられ、シリンダポートＣ２は第１ピストン１３４の上側の第３シリンダ室１３７に連通し、またシリンダポートＣ３は第２主弁１３２の上側の第２シリンダ室１４８に連通している。第２主弁１３２はカバー１４０の中央より下方に配置されたステム１５０に連通しており、ステム１５０の上端にはストッパナット１５１ａが形成され、ストッパナット１５１ａの位置により弁座１２８に対する第２主弁１３２の図示の閉鎖状態における初期開度を設定している。ステム１５０の下端にはストッパ１５１が設けられ第２主弁１３２を吊り下げている。

再び図１０を参照するに、自動弁１００の１次圧取出口１６２からの配管Ｌ１は起動弁１２に接続され、起動弁１２の２次側は配管Ｌ２を介して圧力調整弁１６の入力ポートＰ１に接続され、同時に分岐されて自動弁１００のシリンダポートＣ１に接続される。このため起動弁１２を開動作すると起動弁１２を介して１次側圧力水が第１シリンダ室１３６に供給され、第１ピストン１３４をスプリング１４２に抗して上方に移動し、これによって第１主弁１３０を開動作する。

自動弁１００における１次圧取出口１６２からの配管Ｌ１は分岐されて初期放水圧力制御弁１５Ａの第１出力ポートＩ２に接続される。ここで初期放水圧力制御弁１５Ａは入力ポートＩ１に第１出力ポートＩ２、第２出力ポートＩ３及び圧力検知ポートＩ４を備えている。

初期放水圧力制御弁１５Ａの入力ポートＩ１は配管Ｌ３により自動弁１００のシリンダポートＣ３に接続される。また初期放水圧力制御弁１５Ａの第１出力ポートＩ２は配管Ｌ１が接続され、第２出力ポートＩ３は配管Ｌ４により圧力調整弁１６の出力ポートＰ２に接続され、更に圧力検知ポートＩ４は配管Ｌ５が接続される。

自動弁１００のおける２次圧取出口１６４は配管Ｌ５により圧力調整弁１６の圧力検知ポートＰ３及びポートＰ４に接続され、更に自動弁１００におけるシリンダポートＣ２に接続されている。

図１２は図１０の実施形態に設けた初期放水圧力制御弁１５Ａの断面図である。図１２において、初期放水圧力制御弁１５Ａは弁ボディ３０１内にスプール３００を摺動自在に設けており、スプール３００の収納部に対しては入力ポートＩ１、第１出力ポートＩ２、第２出力ポートＩ３が開口されている。

スプール３００の上部にはスプリング３０２が組み込まれ、設定圧調整ボルト３０４によるスプリング荷重による設定で弁を切り替え動作するための圧力を設定している。スプール３００の下部にはピストン３０６が設けられ、シリンダ３０８に摺動自在に組み込まれている。ピストン３０６の下側のシリンダ室には圧力検知ポートＩ４が開口している。

圧力検知ポートＩ４には図１０に示すように配管Ｌ５により２次側圧力が導入され、このため２次側圧力がスプリング３０２により設定圧を超えた時にピストン３０６に加わる力でスプリング３０２に抗してスプール３００が上方に移動し、図示の入力ポートＩ１から第１出力ポートＩ２に連通した状態から入力ポートＩ１から第２出力ポートＩ３に連通した状態に切り替わる。

次に図１０の実施形態における放水制御を説明する。図１０の通常監視状態にあっては第２シリンダ室１４８には配管Ｌ１を介して１次側加圧水が充水されており、スプリング１５４の力とあいまって第２主弁１３２をステム１５０の先端のストッパ１５１に当接した位置に保持している。また第１主弁１３０はスプリング１４２の力で全閉している。

トンネル火災の発生により放水を行なう際には遠隔操作などにより起動弁１２などを開動作させる。起動弁１２が開くと１次圧取出口１６２から配管Ｌ１、Ｌ２を介してシリンダポートＣ１より第１シリンダ室１３６に１次側加圧水が供給され、第１ピストン１３４が上方にストロークし、これによって図１３に示すように第１主弁１３０が開放される。

第１主弁１３０は開放状態で第２主弁１３２はステム１５０の下端のストッパー１５１に押圧されて当接した位置にあり、この位置で弁座１２８との間に所定の初期開度に対応したクリアランス１４５を形成している。このため第１主弁１３０が開くと第２主弁１３２のクリアランス１４５で決まる所定の初期開度による流路を通って２次側に加圧水が供給され、ヘッドからの放水に伴い２次側に初期の圧力が発生する。

２次側に発生した圧力は２次圧取出口１６４から配管Ｌ５を経由して初期放水圧力制御弁１５Ａの圧力検知ポートＩ４に加わり、図１３の矢印１５ａで示す切り替え位置から破線の矢印１５ｂで示す切り替え位置に作動する。

このためシリンダポートＣ３から初期放水圧力制御弁１５Ａを通って圧力調整弁１６の出力ポートＰ２に至る圧力制御経路が形成され、このとき圧力調整弁１６は図５及び図６に示したように低圧設定状態にあり、放水圧力を低圧設定に保つように第２主弁１３２を開閉制御する。なお、この場合は、図５、図６ま圧力検知ポートＰ３と排出室７７を連通させておく必要がある。

即ち２次側圧力が設定圧よりも低い場合には圧力調整弁１６は入力ポートＰ１と出力ポートＰ２を連通するように弁を開き、これによって第２シリンダ室１４８の圧力水を２次側に排水して、第２主弁１３２を上方に移動することで開度を大きくし、２次側に対する流量を増やすことで２次側圧力が設定圧となるように上昇させる。

また２次側圧力が設定圧よりも高い場合には、圧力調整弁１６は入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間を制限し、自動弁１００の第２シリンダ室１４８内の圧力を高め、スプリング１５４の力と共に第２主弁１３２を閉方向に動作することにより２次側圧力水の供給を制限して圧力を下げ、設定圧力に調整する。

また自動弁１００の第１主弁１３０の開動作による初期開度で２次側に発生した圧力は圧力調整弁１６のポートＰ４にも加わり、図８に示したように圧力調整部７０に設けているジスク８８がニードル１８の流量で決まる速度で下降を開始する。所定の遅延時間後に、ジスク８８、プランジャ９４はスライダ８２を押圧する位置に移動し、スライダ８２を押し込み、スプリング８０を圧縮して低圧設定から規定圧設定に切り替わる。

このように圧力制御弁１６が低圧設定から規定圧設定に切り替わると、設定圧を維持するように圧力調整弁１６が自動弁１００の第２主弁１３２を図１４に示すように更に大きな開度となるように制御し、２次側圧力を規定圧に維持する圧力制御を行い、これによって規定圧設定による本格放水を行なう。

尚、本発明は上記の実施形態に限定されずその目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含む。

本発明による自動弁装置の実施形態を示した説明図図１の自動弁の断面図図１の実施形態により制御される放水圧力のタイムチャート図１の初期放水圧力制御弁の断面図図１の圧力調整弁の断面図図５の圧力調整弁におけるシリンダポート部分の断面図図１の実施形態において起動弁の動作による初期放水状態における自動弁装置の説明図図１の実施形態において初期放水により２次側圧力が発生して初期放水圧力制御弁が動作した場合の自動弁装置の説明図図５の圧力調整弁を設定規定圧の切替え状態とした場合の断面図本発明による自動弁装置の他の実施形態を示した説明図図１０の自動弁の断面図図１の初期放水圧力制御弁の断面図図１０の実施形態において起動弁の動作による初期放水状態における自動弁装置の説明図図１０の実施形態において初期放水により２次側圧力が発生して初期放水圧力制御弁が動作した場合の自動弁装置の説明図

符号の説明

１０、１００：自動弁
１２：起動弁
１４：手動起動弁
１５、１５Ａ：初期放水圧力制御弁
１６：圧力調整弁
１８：ニードル
２０、１２０、２０１、３０１：弁ボディ
２２、１２２：流入口
２４、１２４：流出口
２６、１２６：仕切壁
２８、７８、１２８：弁座
３０、１３０：第１主弁
３０ａ：貫通穴
３１、１３１：シール
３２、１３２：第２主弁
３４、１３４：第１ピストン
３４ａ、１３４ａ：円筒部
３５：弁穴
３６、１３６：第１シリンダ室
３８、１３８：仕切部材
４０、５３、１４０：カバー
４２、５４、８０、１４２、１５４、２０２、３０２：スプリング
４４：ガイドピストン
４４ａ、５０、１５０：ステム
４５、１４５：クリアランス
４６：通気孔
４８：第２主弁
５２：ストッパナット
５６：圧力スイッチ
５８：自動排水弁
６０：テスト放水弁
６２、１６２：１次圧取出口
６４、１６４：２次圧取出口
７０：圧力調整部
７２：圧力設定部
７４：ダイヤフラム弁
７５：シリンダ圧導入室
７６：スプール弁
８２：スライダ
８４：ピン
８６：ガイドスリット
８８：ジスク
９０：シリンダ
９０ａ：１次シリンダ室
９０ｂ：２次シリンダ室
９４：プランジャ
９６：逆止弁
１３７：第３シリンダ室
１４４：ガイドスリーブ
１５１：ストッパ
２００、３００：スプール
２０４、３０４：設定圧調整ボルト
２０６、３０６：ピストン
２０８、３０８：シリンダ

Claims

弁ボディ内の１次側と２次側を仕切る弁座に対し開閉自在に配置された第１主弁と、前記第１主弁を開閉駆動する第１ピストンを第１シリンダ室に摺動自在に設けた第１駆動機構と、前記弁座に対し所定の初期開度をもつ閉位置と開位置との間で開閉自在に配置された第２主弁と、前記第２主弁を開閉駆動する第２ピストンを第２シリンダ室に摺動自在に設けた第２駆動機構とを備えた自動弁と、
前記第１シリンダ室に１次側圧力水を供給して前記第１主弁を開動作させて前記初期開度にある前記第２主弁を介して２次側に圧力水を供給させる起動弁と、
前記第１主弁の開放後に２次側に発生する所定の初期放水圧力により動作し、前記第２シリンダ室に対する圧力制御経路を形成する初期放水圧力制御弁と、
前記圧力制御経路を介して前記第２駆動機構を動作させ、スプリングの荷重と２次側圧力水との差圧に基づいて前記第２主弁の開度を制御する圧力調整部と、シリンダ室に対する２次側圧力水の流入出量の制御によるジスクの移動で所定遅延時間後に前記スプリングの圧縮状態を低圧設定から規定圧設定に切り替える圧力設定部とを備え、前記圧力調整部による前記第２シリンダ室に対する圧力調整により前記第２主弁を駆動して２次側放水圧力を前記圧力設定部により設定された低圧又は規定圧に制御する圧力調整弁と、
を備えたことを特徴とする自動弁装置。
請求項１記載の自動弁装置に於いて、前記第１主弁を弁ボディに形成した弁座の１次側に配置し、前記第２主弁を前記弁座の２次側に配置したことを特徴とする自動弁装置。
請求項１記載の自動弁装置に於いて、前記第１主弁と第２主弁を、弁ボディに形成した弁座の１次側に同軸に配置したことを特徴とする自動弁装置。