JP4832340B2 - 遅延装置付き開閉弁 - Google Patents

Description

本発明は、スプリンクラ等の消火設備の開閉弁に関するもので、特に、予作動式スプリンクラ消火設備に使われている流水検知装置としての開閉弁に関する。

従来の予作動式スプリンクラ消火設備は、消火用水を供給する配管に予作動弁とも言われる開閉弁を設置し、上記開閉弁における一次側には高圧の消火用水を充水し、二次側には加圧空気（乾式）または加圧水（湿式）を封入して二次側の末端部分に閉鎖型スプリンクラヘッドを設け、該閉鎖型スプリンクラヘッドの近傍には火災感知器を設置する。

火災が発生すると、火災感知器の作動により開閉弁が開放され一次側の高圧の消火用水がスプリンクラヘッドまで充填され、更に火災の熱によってスプリンクラヘッドが開放し消火用水を放出する。

上記の予作動式スプリンクラ消火設備では、二次側の配管には加圧空気または低圧の水が封入されているので、スプリンクラヘッドが外的衝撃等によって誤作動した場合には消火用水の大量流出が無く水損被害を抑制できる。また開閉弁の流水検知機構に付いている減圧信号用圧力スイッチが、ヘッド破損時の二次側圧力の低下を検知して減圧信号を発することができる。従って予作動式スプリンクラ消火設備は、美術館、半導体工場、クリーンルーム等のような火災時以外の誤作動による水損を極度に嫌う場所に設置されている。

開閉弁の開閉状況を制御装置に知らせるために、通常は開閉弁の主弁にシャフトを取付ける。このシャフトは主弁の開閉につれて移動し、所定の位置でリミットスイッチと直接に接離し、リミットスイッチのオンオフによって開閉弁の開閉信号を制御装置に送信する（例えば、特許文献１）。
特開２００３−１０３５５号公報

ところで、シャフトがリミットスイッチと直接に接離して開閉弁の開閉状況を制御装置に知らせる従来の方法は、以下の問題点が挙げられる。

（１）主弁の開度が充分でない場合、例えば配管の漏れにより主弁の作動流量未満の流水が発生するときに、シャフトがリミットスイッチに接触してしまい、開閉弁の開放した信号を誤って制御装置に送信してしまう。

（２）瞬間的に主弁が大きく開いた後に、閉止するいわゆる「ジャンピング現象」が発生するとき、シャフトがリミットスイッチに接触してしまい、開閉弁の開放した信号を誤って制御装置に送信してしまう。

（３）流水中断続的に主弁が開閉するいわゆる動揺現象が発生するときに、シャフトがリミットスイッチに接離してしまい、開閉弁の開放したまたは閉止した信号を誤って制御装置に送信してしまう。

この発明は、上記事情に鑑み、開閉弁に安価の遅延装置を取り付け、開閉弁の主弁が一時的に開閉した場合、遅延時間が設けられたためリミットスイッチが過敏に反応せず、開閉弁の開閉状況を正確に捉える遅延装置付き開閉弁を得ることを目的とする。

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、遅延装置付き開閉弁であって、一次側流路と二次側流路とを仕切る弁座に対して接離可能に配設された主弁を有し、該主弁に設置され、主弁の開閉につれて移動するシャフトを備える開閉弁に設けられる遅延装置であって、前記遅延装置は、長手方向の所定位置に回転軸を設け、上記シャフトの移動に伴い回転する当接レバーＡおよび減速レバーＢと、上記当接レバーＡの回転軸を挿着しながら該当接レバーＡを引掛ける蓄積スプリングと、上記当接レバーＡの回転軸を挿着し、当接レバーＡおよび減速レバーＢを引掛ける遅延スプリングと、上記減速レバーＢと同一回転軸のロータリーダンパと、リミットスイッチと、からなり、上記蓄積スプリングと上記遅延スプリングとは、お互いに干渉しないように別々に形成され、上記開閉弁の主弁が開放する際、上記シャフトの突出に伴い、上記蓄積スプリングおよび上記遅延スプリングが捻られながら上記当接レバーＡが回転すると共に、上記減速レバーＢは、所定の遅延時間経過後、上記リミットスイッチに接触するように、上記ロータリーダンパの減速効果でゆっくりと回転し、
上記主弁が閉止する際、上記当接レバーＡが、上記蓄積スプリングに押されて引き下げられことに伴い、減速レバーＢは、上記ロータリーダンパの減速効果で、上記リミットスイッチから離れるようにゆっくり回転する、ことを特徴とする。

この発明によれば、長手方向の所定位置に回転軸を設けて回転する当接レバーＡおよび減速レバーＢと、上記当接レバーＡの回転軸を挿着しながら当接レバーＡを引掛ける蓄積スプリングと、上記当接レバーＡの回転軸を挿着し、当接レバーＡおよび減速レバーＢを引掛ける遅延スプリングと、上記減速レバーＢと同一回転軸のロータリーダンパと、リミットスイッチと、からなり、上記当接レバーＡの回転により上記減速レバーＢが回転し、その速度はロータリーダンパの回転速度に従い所定の位置で上記リミットスイッチを接離してオンオフせしめる遅延装置を有するため、当接レバーＡの回転開始からリミットスイッチのオンオフまでの遅延時間を設定することは可能となり、また、遅延スプリングと蓄積スプリングが互いに干渉しないので、減速レバーＢの作動時間は遅延スプリング、復旧時間は蓄積スプリングを変更するのみで調整可能となる。そして、該遅延装置を開閉弁に取り付ければ、開閉弁の主弁が一時的に開閉した場合、遅延時間が設けられたためリミットスイッチは過敏に反応せず、そして制御装置は開閉弁の開閉状況を正確的に捉えることができる。

また、該遅延装置を利用する当接レバーＡと減速レバーＢ、蓄積スプリングと遅延スプリング等部品は安価のもので、低コストの遅延装置付き開閉弁を得られることができる。

図１はこの発明の実施形態１に係わる遅延装置付き開閉弁が閉止され、スプリンクラ消火設備の監視状態を示している。図２は遅延装置付き開閉弁が開放し、スプリンクラ消火設備は消火用水を放出している状態を示している。

図３は遅延装置の構造を示し、図４〜図９は遅延装置の動作過程を示している。

遅延装置付き開閉弁を有するスプリンクラ消火設備１００は、主に予作動弁と呼ばれる開閉弁１０と、開閉弁１０に設置されている遅延装置２０と、開閉弁１０の開閉を起動する遠隔起動弁３０と、手動起動弁４０と、排水弁５０と、圧力スイッチ６０と、スプリンクラヘッド７０と、火災感知器８０と、消火設備を制御する制御盤９０と、で構成されている。

開閉弁１０は、一次側流路Ｋ１と二次側流路Ｋ２とを仕切る弁座１１と、その弁座１１に対して接離可能に配設された主弁１２と、主弁１２に取り付けられ、主弁の開閉に追随して移動するシャフト１３と、スプリング１４と、ピストン室１５と、で構成されている。

図３は遅延装置２０の構成を示している。遅延装置２０は、当接レバーＡと、当接レバーＡの回転軸Ａ１と、減速レバーＢと、減速レバーＢの回転軸Ｂ１と、金属線で螺旋状で形成されている蓄積スプリング２１および遅延スプリング２２と、回転軸を有し、該回転軸と連結する可動部を穏やかに減速させ、かつ停止させるロータリーダンパ２３と、外部からの接離によりスイッチ部がオンオフすることができるリミットスイッチ２４と、で構成されている。

図３および図４のように、当接レバーＡおよび減速レバーＢはそれぞれ長手方向の所定位置に回転軸Ａ１および回転軸Ｂ１を設け、蓄積スプリング２１は回転軸Ａ１に挿着しながら一端部が当接レバーＡを引掛け、他端部が後述のストッパーＳ１を引掛けている。これによって蓄積スプリング２１が当接レバーＡに逆時計廻りの方向に回転するように力を掛けている。一方、遅延スプリング２２は回転軸Ａ１に挿着しながら一端部が当接レバーＡを引掛けるとともに、他端部が減速レバーＢを引掛けている。この場合遅延スプリング２２が伸縮せず、静止の状態となっている。

また、減速レバーＢの回転軸Ｂ１はロータリーダンパ２３の回転軸でもあり、すなわち減速レバーＢはロータリーダンパ２３の回転速度と合わせて回転する。

この遅延装置２０は、遅延スプリング２２と蓄積スプリング２１とは別々に形成され互いに干渉しないので、減速レバーＢの作動時間は遅延スプリング２２、復旧時間は蓄積スプリング２１を変更するのみで調整可能となっている。

次に、この遅延装置２０の動作手順を図４〜図９に参考しながら説明する。

図４は遅延装置２０が作動されてない状態（監視状態）となり、当接レバーＡおよび減速レバーＢは停止している。

図５は主弁１２が開放直後の状態で、シャフト１３（点線の部分）が突出して当接レバーＡを時計廻りの方向に押上げ、蓄積スプリング２１が強く捻られている。

図６は、当接レバーＡが押上げられることによって遅延スプリング２２も捻られ、そして減速レバーＢが時計廻りの方向に回転している状態を示している。そのとき、ロータリーダンパ２３の減速効果で減速レバーＢはゆっくり回転している。

図７は所定の遅延時間を経過後、減速レバーＢがリミットスイッチ２４に接触し、リミットスイッチ２４がオンの状態を示している。そうすると、主弁１２の開放信号がリミットスイッチ２４によって制御盤９０に送信され、警報を発することとなる。減速レバーＢは減速レバーＢストッパーＳ２に当たるまで回転が続く。

図８は、主弁１２が閉止直後の状態で、シャフト１３（点線の部分）が引き込んでいることで、蓄積スプリング２１に押された当接レバーＡが引き下げられるようとされている。これによって減速レバーＢもリミットスイッチ２４から離れるように回転する。そのときロータリーダンパ２３の減速効果で減速レバーＢはゆっくり回転している。

図９は減速レバーＢがリミットスイッチ２４から離れ、リミットスイッチ２４はオフの状態となっている。そうすると、主弁１２の閉止信号は制御盤９０に送信される。減速レバーＢはその後も継続的に回転し、当接レバーＡが当接レバーＡストッパーＳ１に当たる時点で回転は停止し、遅延装置２０は完全に復旧となる。

次に、この遅延装置２０を使用する開閉弁１０の動作を図１、図２に参照しながら説明する。この場合は湿式予作動スプリンクラ消火設備を想定する。

常時に、スプリンクラ消火設備１００はその開閉弁の一次側Ｋ１、二次側Ｋ２およびピストン室１５に設備監視圧力が加圧されている。遠隔起動弁３０は閉止されてあり、ピストン室１５内の圧力は保持されて、開閉弁１０は閉止している。このとき、二次側Ｋ２に少量の流水があった場合、逆止弁Ｖ２を経由して一次側Ｋ１の圧力水が二次側Ｋ２に供給される。

火災が発生すると、まず火災感知器８０が作動し、その信号により遠隔起動弁３０が開放する。さらに火災が進展すると、その熱によりスプリンクラヘッド７０が開放し、二次側Ｋ２に繋がる消火用水が放出される。遠隔起動弁３０とスプリンクラヘッド７０の開放によりピストン室１５内の加圧水が放出され、開閉弁１０が開放する（減圧開放）。その際、一次側Ｋ１の加圧水が逆止弁Ｖ１を経由して供給されるが、主弁１２の開放に伴い、弁座１１を通して、二次側Ｋ２へ放出される。この開閉弁１０の開放により、主弁１２が弁座１１から離れると同時に、シャフト１３は突出して、遅延装置２０の当接レバーＡに当たる。遅延装置２０の起動によりリミットスイッチ２４は所定の遅延時間を経過してからオンになって、主弁１０の開放信号を制御盤９０に送信する。制御盤９０は主弁１２開放の信号を受信したら、警報を発するとともに、図示しない消火用ポンプを起動して、そして消火用水は開閉弁１０を介してスプリンクラヘッド７０から放出し、消火活動を行う。

この実施例によれば、主弁１２が開放（または閉止）する直後から制御盤９０がこの開放（または閉止）信号を受信までに、遅延装置２０によって一定の遅延時間を持たせることで、次の問題点を解決できる。（１）主弁１２の開度が充分でない場合、例えば配管の漏れにより作動流量未満の流水が発生するときに、シャフト１３が突出してもすぐリミットスイッチ２４に接触しないで、制御盤９０に弁開放の信号を送信せず、誤報を防止することができる。（２）瞬間的に主弁１２が大きく開いた後に、閉止するいわゆる「ジャンピング現象」があっても、遅延時間があるので制御盤９０は主弁１２の開放を認識しないで、誤報を防止することができる。（３）流水中断続的に主弁１２が開閉するいわば「動揺現象」が起こしても、遅延時間があるので、リミットスイッチ２４はその都度一々オンオフせずに、制御盤９０に誤報を送ることはない。

なお、非火災時に、火災感知器８０のみ作動すると、スプリンクラヘッド７０は開放しないので、開閉弁１０は閉止状態を保っている。

また、スプリンクラヘッド７０のみ開放すると、火災感知器８０が作動しない限り、開閉弁１０の二次側Ｋ２の残水（湿式の場合）が放出するが、開閉弁１０が閉止しているため、それ以降継続してスプリンクラヘッド７０からの放水はない。

なお、本発明に係わる遅延装置１００は、その使用する部品、例えば蓄積スプリング２１や遅延スプリング２２などは殆ど安価なもので、且つ複雑の構造は不要で、遅延装置付き予作動開閉弁として設備のコストは低減できる。

実施形態１に係わる遅延装置付き開閉弁を有するスプリンクラ消火設備１００（監視状態） 実施形態１に係わる遅延装置付き開閉弁を有するスプリンクラ消火設備１００（放水状態） 遅延装置２０ 遅延装置２０は監視状態 遅延装置２０の当接レバーＡはシャフト１３に押上げられている状態 遅延装置２０は遅延中状態 遅延装置２０のリミットスイッチ２４はオンされている状態 シャフト１３が引き込まれて、遅延装置２０の当接レバーＡは復帰回転中状態 遅延装置２０の減速レバーＢが復帰回転中の状態

符号の説明

１０ 開閉弁
２０ 遅延装置
３０ 遠隔起動装置
４０ 手動起動装置
５０ 排水弁
６０ 圧力スイッチ
７０ スプリンクラヘッド
８０ 火災感知器
９０ 制御盤
１００ 遅延装置付き開閉弁を有するスプリンクラ消火設備

Claims (1)

1. 一次側流路と二次側流路とを仕切る弁座に対して接離可能に配設された主弁を有し、該主弁に設置され、主弁の開閉につれて移動するシャフトを備える開閉弁に設けられる遅延装置であって、
   前記遅延装置は、長手方向の所定位置に回転軸を設け、上記シャフトの移動に伴い回転する当接レバーＡおよび減速レバーＢと、上記当接レバーＡの回転軸を挿着しながら該当接レバーＡを引掛ける蓄積スプリングと、上記当接レバーＡの回転軸を挿着し、当接レバーＡおよび減速レバーＢを引掛ける遅延スプリングと、上記減速レバーＢと同一回転軸のロータリーダンパと、リミットスイッチと、からなり、
   上記蓄積スプリングと上記遅延スプリングとは、お互いに干渉しないように別々に形成され、
   上記開閉弁の主弁が開放する際、上記シャフトの突出に伴い、上記蓄積スプリングおよび上記遅延スプリングが捻られながら上記当接レバーＡが回転すると共に、上記減速レバーＢは、所定の遅延時間経過後、上記リミットスイッチに接触するように、上記ロータリーダンパの減速効果でゆっくりと回転し、
   上記主弁が閉止する際、上記当接レバーＡが、上記蓄積スプリングに押されて引き下げられことに伴い、減速レバーＢは、上記ロータリーダンパの減速効果で、上記リミットスイッチから離れるようにゆっくり回転する、ことを特徴とする遅延装置付き開閉弁。

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