JP5588800B2 - 流水検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、スプリンクラー設備等の消火設備における流水検知装置に関する。

従来、スプリンクラー設備、泡消火設備、水噴霧設備においては、加圧送水装置からの加圧水をヘッドに供給する配管の途中に流水検知装置を設けている。

高層ビルに設置されるスプリンクラー設備等においては、加圧送水装置に近い低層階などでは、スプリンクラーヘッドの放水圧力が規定の上限を超える場合がある。このような部分には、流水検知装置の前段に減圧弁設備を設置して減圧を行っている。

図９は減圧弁設備を設けた従来の流水検知装置を示す。図９において、給水本管から低層階に分岐された分岐管には仕切弁１０２を介して流水検知装置１００が配置され、流水検知装置１００の前段には減圧弁設備１０４が設置される。減圧弁設備１０４は減圧弁１０５を設置すると共に、その１次側に仕切弁１０６とストレーナ１０８を設置し、２次側にも仕切弁１１０を設置している。また減圧弁１０５が故障しても加圧消火水を供給可能とするためバイパス管１１２を配置し、バイパス管１１２に仕切弁１１４を設けている。

通常は仕切弁１０６と１１０を開放状態にあり、仕切弁１１４は閉鎖状態にあることから、減圧弁１０５で減圧させた加圧消火水を流水検知装置１００に供給する。減圧弁１０５が故障した場合には仕切弁１１４を開放してバイパス管１１２より加圧消火水を流水検知装置１００に供給する。

しかしながら、減圧弁の設置にあたっては、多数の仕切弁や配管を必要とし、その結果設備スペースの増大だけではなく、弁類や配管材といった工業資材と施工工数も増加するという問題がある。

このような問題を解決するため、流水検知装置に減圧弁設備の機能を付加した図１０に示す２次側調圧機能付きの流水検知装置が提案されている（特許文献１）。

図１０において、２次側調圧機能付きの流水検知装置は、ピストン２１１とシリンダ室２１５を有したリフト型の弁体２１０について、弁体２１０の１次側と２次側を接続するバイパス経路２２２に設けた調圧パイロット弁２２５により流水検知装置の２次側圧力の監視を行い、２次側圧力が設定圧力値になるようにシリンダ室２１５の加圧水を流出制御を行い、弁体２１０のリフト量（開度）を制御している。

このような従来の２次側調圧機能付きの流水検知装置にあっては、シリンダ室２１５を弁体２１０の１次側に接続して１次側加圧水を導入しており、シリンダ室２１５の加圧水を調圧パイロット弁２２５を介して２次側に排出させることで圧力を下げてピストン２１１により弁体２１０をリフトして開くようにしている。

また、通常監視状態で２次側の漏水等により圧力が低下した場合には、圧力低下により調圧パイロット弁２２５が開き、バイパス経路２２２を通して加圧水を２次側に供給して設定圧力値に回復させる弁体２１０を開放しない不作動流水量の供給動作を行う。

また、火災時にスプリンクラーが作動して一定量を超える流水があると、２次側圧力が急激に低下し、調圧パイロット弁２２５の開放に伴い、シリンダ室２１５の加圧水が２次側に流出して圧力が急激に低下し、これによってピストン２１１をリフトして弁体２１０を大きく開き、１次側の加圧水を２次側に供給して設定圧力値に回復させて継続的に供給する。このときシリンダ室１１５には１次側から加圧水が流れ込むが、バイパス経路２２２の１次側にオリフィス２２１を設けて１次側加圧水の供給を抑制し、シリンダ室２１５の圧力水を２次側に流出させている。

このようにスプリンクラーの作動時には調圧パイロット弁２２５の開放によるシリンダ室２１５の急激な減圧で弁体２１０を急速に開放させるため、スプリンクラーからの放水で低下した２次側圧力は急速に回復し、設定圧力値をオーバーシュートした後に、設定圧力値に安定する。

しかし、２次側圧力が設定圧力値を大きく越えると、２次側配管に例えば樹脂管などを使用していた場合に安全面で問題があることから、調圧パイロット弁２２５とは別に安全弁２３３を設け、２次側に高圧が加わらないようにしている。

特開平１１−１２８３８８号公報

しかしながら、このような従来の２次側調圧機能付きの流水検知装置にあっては、２次側の少量の漏水などの圧力低下に対し、弁体２１０を作動させずに加圧消火水を一次側から二次側へ供給する不作動流水量制御と、火災時のヘッドの放水による本弁の作動による加圧水の供給を同じ調圧パイロット弁２２５およびバイパス経路で行っているため、高層ビルの低層階のように１次側圧力が高い場合、弁体２１０の開放時に２次側圧力が設定圧力値を大きく越えてオーバーシュートし、安定するまでの時間遅れが大きく、その間、２次側に設定圧力値を超える高圧がかかる問題がある。

このような弁体開放時に大きくオーバーシュートを生ずる原因は、バイパス経路２２２の１次側にオリフィス２２１を設けていることによる。即ち、２次側圧力の低下による調圧パイロット弁２２５の開放により弁体２１０を急速に開放して２次側圧力が増加すると、設定圧力値を超えた時に調圧パイロット弁２２５は閉鎖し、パイパス経路２２２からシリンダ室２１５に１次側加圧水を導入し、ピストン２１１の押下げにより弁体２１０を閉鎖方向に駆動する。

しかし、バイパス経路２２２の１次側にはオリフィス２２１が設けられているため、シリンダ室２１５に流れ込む１次側加圧水が制限され、ピストン２１０の動きが遅く、弁体２１０の閉鎖方向の応答性が低下し、その結果、２次側に大きなオーバーシュートを生じ、設定圧力値に安定するまでに時間がかかる。

特に、高層ビルの低層階のように１次側圧力が高圧の場合には、流水検知装置による減圧は充分にできず、弁開放から設定圧力値に安定するまでのあいだ、１次側圧力に近い高圧が２次側にかかるおそれがある。

このように２次側にかかる高圧を回避するため別途安全弁２３３を設けており、調圧パイロット弁２２５による弁体２１０の制御で設定圧力値を維持する制御が充分とはいえず、また、安全弁２３３を別途設ける必要があることから、装置構成がその分、複雑になる問題がある。

また、シリンダ室２１５にバイパス経路２２２により１次側を接続した状態で調圧パイロット弁２２５の開放によりシリンダ室２１５の圧力水を２次側に流出させて制御圧力を低下させているため、オリフィス２２１により１次側圧力水が制限されていたとしても、シリンダ室２１５から２次側への排出と１次側からのシリンダ室２１５への流入が同時に発生し、シリンダ室２１５からの圧力水の流出が妨げられることで応答性が低下する問題もある。

本発明は、本弁を作動しない不作動流水量制御と本弁を作動する作動流水量制御を精度の高い安定した制御を可能とする流水検知装置を提供することを特徴とする。

本発明は、配管の途中に設けられ、２次側圧力の低下により本弁を開放して加圧水を給水し、流水検知部により流水検知信号を出力する流水検知装置に於いて、
本弁と連動するピストンをシリンダ室に収納自在に設け、シリンダ室に対する１次側圧力水の供給制御により本弁を開放し、シリンダ室からの１次側圧力水の排出制御により本弁を閉鎖する本弁駆動部と、
本弁の１次側と２次側とバイパスするバイパス配管に設けられ、不作動流水機構と調圧パイロット機構を備える制御弁と、
を設け、
制御弁の不作動流水機構は、２次側圧力が所定の締切設定圧力を超えている場合に１次側と２次側を切離し、２次側圧力が締切設定圧力以下に低下した場合に２次側に１次側圧力水を供給して２次側圧力を回復させる弁機構を備え、
制御弁の調圧パイロット機構は、２次側圧力が締切設定圧力に対し所定値だけ低い所定の調圧設定圧力に低下するまでシリンダ室の１次側圧力水を外部に排出して本弁を閉鎖方向へ付勢し、２次側圧力が調圧設定圧力以下に低下した場合はシリンダ室に１次側圧力水を導入して本弁を開放させる弁機構を備えたことを特徴とする。

ここで、不作動流水機構は、
スプリング荷重を軸方向に設定するスプリングと、
ダイヤフラムの一方の面にスプリングのスプリング荷重を受けると共にダイヤフラムの他方の面に形成したダイヤフラム室に２次側圧力を導入し、スプリング荷重と２次側圧力との大小関係に応じてダイヤフラムを変位させるダイヤフラム機構と、
１次側と２次側を連通する第１連通路と、
第１連通路を貫通して軸方向に移動自在に配置され、一端にスプリングを当接すると共に他端にダイヤフラムを当接したプランジャと、
プランジャと一体に形成された弁体と、
を備え、
２次側圧力によるダイヤフラムの押圧力がスプリング荷重より大きい場合のダイヤフラムの一方向への変位により、プランジャの弁体により１次側から２次側への流路を閉鎖し、２次側圧力によるダイヤフラムの押圧力がスプリング荷重より小さい場合のダイヤフラムの逆方向への変位により、プランジャの弁体を開放し１次側から２次側への流路を開放し、
制御弁の調圧パイロット機構は、
１次側、２次側、シリンダ室及び外部の各々と連通する第２連通路を形成し、
不作動流水機構のプランジャと同一方向に移動自在に収納され、第２連通路を貫通して連通状態を切り換える弁体を有するプランジャと、
を備え、
２次側圧力の低下に伴い不作動流水機構をダイヤフラムの一方向への変位に連動して調圧パイロット機構のプランジャを移動させ、シリンダ室を１次側に連通して１次側圧力水をシリンダ室に導入して本弁を開放させ、一方、２次側圧力の増加に伴うダイヤフラムの逆方向への変位に連動して調圧パイロット機構のプランジャを移動させ、シリンダ室を１次側から切り離し、同時に１次側圧力水をシリンダ室から外部に排出して本弁を閉鎖させる。

調圧パイロット機構のプランジャはダイヤフラムを間に介して同軸上に配置される。

流水検知装置に於いて、
不作動流水機構は、
スプリング荷重を軸方向に設定するスプリングと、
ダイヤフラムの一方の面にスプリングのスプリング荷重を受けると共にダイヤフラムの他方の面に形成したダイヤフラム室に２次側圧力を導入し、スプリング荷重と２次側圧力との大小関係に応じてダイヤフラムを変位させるダイヤフラム機構と、
１次側と２次側弁室と、
第１弁室と第２弁室を連通する軸方向の弁穴と、
第１弁室、弁穴及び第２弁室を貫通して軸方向に移動自在に配置され、一端にスプリングを当接すると共に他端にダイヤフラムを当接したプランジャと、
プランジャと一体に形成され第１弁室に収納された弁体と、
を備え、
２次側圧力によるダイヤフラムの押圧力がスプリング荷重より大きい場合、ダイヤフラムの一方向への変位により、プランジャの弁体を弁シートに当接して１次側から２次側への流路を閉鎖し、２次側圧力によるダイヤフラムの押圧力がスプリング荷重より小さい場合のダイヤフラムの逆方向への変位により、プランジャの弁体を弁シートから離して１次側から２次側への流路を開放し、
制御弁の調圧パイロット機構は、
排出ポートの形成により外部に連通された第３弁室と、
第３弁室に隣接して軸方向に配置され、１次側圧力水を導入した第４弁室と、
第４弁室に隣接して軸方向に配置され、本弁の制御圧力を導入した第５弁室と、
記第３弁室と第４弁室を連通する軸方向の第１連通穴と、
第１連通穴に軸方向に移動自在に収納され、軸方向に弁穴を形成した第１プランジャと、
第１連通穴と同時に第３弁室を貫通してダイヤフラム室に連通した第２連通穴と、
第２連通穴の第４弁室の開口部に形成され、第１プランジャの当接を受ける弁シートと、
第１プランジャを弁シートに当接する閉鎖方向に付勢するバルブスプリングと、
第２連通穴に軸方向に移動自在に設けられ、一端をダイヤフラムに支持されると共に、他端を第１プランジャに相対させた第２プランジャと、
を備え、
２次側圧力の低下に伴い不作動流水機構を開放させるダイヤフラムの一方向への変位により、第２プランジャの先端を第１プランジャに当接させて移動させることにより、第３弁室と第４弁室の間の流路を閉鎖して排出ポートを切り離し、同時に第５弁室と第４弁室の流路を開いてシリンダ室に１次側圧力水を導入して本弁を開放させ、一方、２次側圧力の増加に伴うダイヤフラムの逆方向への変位により、第２プランジャの先端を第１プランジャから離す方向に移動させることにより、第５弁室と第４弁室の流路を閉鎖してシリンダ室を１次側から切り離し、同時に第３弁室と第４弁室の流路を開いてシリンダ室から１次側圧力水を排出して本弁を閉鎖させる。

また流水検知装置は、ダイヤフラムの２次側加圧面側に調圧パイロット機構を配置し、ダイヤフラムが破損した場合、スプリング荷重のみを受けることで不作動流水機構を連通状態に保持すると共に、調圧パイロット機構について２次側をシリンダ室に連通すると共に１次側を２次側及びシリンダ室から切離して本弁を開放状態に保持させる。

本弁駆動部のシリンダ室に１次側圧力水を導入して本弁を開放させる手動開放弁を設ける。

制御弁からシリンダ室に１次側圧力水を導入する配管に、制御弁に設けた調圧パイロット機構によるシリンダ室に対し１次側を切り離した状態で、シリンダ室を含む配管内の水を排水するオートドリップを設ける。

制御弁に設けた不作動流水機構の２次側バイパス配管に、所定の不作動流水量を流す定流量弁を配置する。

本発明によれば、不作動流水機構と調圧パイロット機構を備える制御弁によって調圧制御と不作動流水量制御を行うことができ、装置の小型化を達成することができる。

また、不作動流水機構と調圧パイロット機構を独立して設けたことで、不作動流水制御に影響されることなく、調圧パイロット制御により本弁を作動して２次側圧力を設定圧力値（締切設定圧力値）に高い応答性を持って精度良く制御することができ、１次側圧力が高圧であっても、本弁作動時に２次側圧力を大きくオーバーシュートして高圧にすることがなく、このため２次側高圧を防ぐために安全弁を設ける必要がなく、装置構成も簡単にできる。

また、不作動流水機構の２次側に定流量弁を配置することによって、１次側圧力の設定範囲が広い設備であっても、安定した不作動流水を２次側に供給して２次側圧力を設定圧力値に回復させることができる。

また、流水検知装置の主弁が何らかの原因で開弁しない場合は、手動開放弁を操作してシリンダ室の圧力水を強制的に排水して全開とすることができる。

また不作動流水機構と調圧パイロット機構の制御にダイヤフラム機構を使用し、ダイヤフラムが破損して機能を送出しても、不作動流水量弁機構と調圧パイロット機構は開放側に動作し、調圧機能は失われても本弁は開放側に動作して２次側に確実に圧力水を供給するフェイルセーフが果たされる。

また、２次側圧力が所定の締切設定圧力に調圧された状態にあっては、シリンダ室が１次側から切り離され、シリンダ室を含む配管の水はオートドリップにより排出され、シリンダ室に常時圧力水がないため、凍結による本弁の破損や破壊を防止することができる。

通常監視状態における本発明による流水検知装置の実施形態を示した説明図 本実施形態における１次側及び２次側圧力と調圧パイロット弁機構、本弁および不作動流水量弁機構の動作の関係を示した説明図 通常監視状態における図１の制御弁を取り出し示した断面図 図１の実施形態における本弁開放作動状態を示した説明図 本弁開放作動状態における図４の制御弁を取り出し示した断面図 図１の実施形態における本弁閉鎖作動状態を示した説明図 本弁閉鎖作動状態における図６の制御弁を取り出し示した断面図 図１の実施形態における不作動流水状態を示した断面図 減圧弁設備を設けた従来の流水検知装置を示した説明図 ２次側調圧機能を備えた従来の流水検知装置を示した説明図

図１は通常監視状態における本発明による流水検知装置の実施形態を示した説明図である。図１において、流水検知装置１０は、例えば高層ビル等の加圧給水装置が接続された給水本管から分岐された各階の分岐管の途中に設けられている。

流水検知装置１０は弁ボディ１２の下側に１次側の流入口１４を形成し、ここに仕切弁１６を介して１次側配管１８を接続している。弁ボディ１２の上側には２次側となる流出口２０が形成され、ここに２次側配管２２を接続し、２次側配管２２の先にはスプリンクラーヘッドが接続されている。

弁ボディ１２の内部には、本弁２４が後方に一体に形成したピストン２８により摺動自在に組み込まれており、弁ボディ１２側に一体に形成した弁シート２６に当接して、通常監視状態では閉鎖状態となっている。本弁２４の背後に形成されたピストン２８はシリンダ室３０に摺動自在に組み込まれている。

ピストン２８には同軸にガイドロッド３２が連結され、ガイドロッド３２の先端は左側に取り出されている。ピストン２８の背後（左側）にはスプリング２９が設けられ、ピストン２８を介して本弁２４を閉鎖方向に付勢している。本弁２４とピストン２８には連通穴３１を備えピストン２８の背後のシリンダ室と本弁２４の２次側を連通して、本弁２次側の加圧水をピストン背後側のシリンダ室へ流入/流出することにより、本弁２４の開閉が行われる。

弁ボディ１２内に設けた弁シート２６の本弁２４が当接するシート面に開口した内部流路４１からは外部に配管が接続され、配管の先端に圧力スイッチ４０が接続されている。また圧力スイッチ４０の下側は、オートドリップ４２を介して排水管側に接続されている。

圧力スイッチ４０は流水検知部として機能し、本弁２４が開放した際に、弁シート２６の流入口から加圧水を配管を介して導入し、配管による流入量がオートドリップ４２の排出量を超えると、圧力スイッチ４０に圧力水が加わって作動することによりタイマを起動し、所定時間後に流水検知信号を外部に出力する。

本弁２４と一体に形成したピストン２８とシリンダ室３０は、流水検知装置１０に設けた本弁２４の本弁駆動機構を構成し、本弁駆動機構は本弁２４の１次側と２次側を接続するバイパス配管３６に設けた制御弁５０により制御される。

バイパス配管３６に設けた制御弁５０は、不作動流水量弁部５２と調圧パイロット弁部５４を同一軸上に一体に配置した弁構造を備えている。即ち制御弁５０は、不作動流水量弁機構と調圧パイロット弁機構という２つの弁機構を一体に備えている。

バイバス配管３６は弁ボディ１２の１次側から取り出され、制御弁５０に設けた不作動流水量弁部５２のポートａと調圧パイロット弁部５４のポートｂにそれぞれ分岐されて接続される。また制御弁５０に設けた不作動流水量弁部５２のポートｃから取り出されて弁ボディ１２の２次側に接続される。また制御弁５０に設けた調圧パイロット弁部５４のポートｄは弁ボディ１２の２次側圧力を導入するポートであり、ここにもバイパス配管３６の２次側が接続されている。

制御弁５０に設けた調圧パイロット弁部５４は調圧制御用のポートｅを持ち、ポートｅを配管４５から配管４８を介してシリンダ室３０のポートに接続している。また、制御弁５０の１次側に設けたバイパス配管３６からシリンダ室３０に対する配管４８に対し配管３８が接続され、配管３８には手動開放弁５５が接続されている。

手動開放弁５５は、流水検知装置１０の本弁２４の開制御が何らかの原因でできなくなった異常時に、手動開放弁５５を開くことで、シリンダ室３０に１次側圧力水を強制的に導入し、１次側圧力によるピストン２８の押上げで本弁２４を全開位置に作動できるようにしている。

また、手動開放弁５５は施工時における配管内のゴミを取り除くための配管フラッシング作業や、弁座にゴミなどがかみ込んだ際に手動で全開状態に開放させ、水流で取り除く作業にも利用できる。

シリンダ室３０に対する配管４５の反対側は排水管４４が接続され、排水管４４にオートドリップ４６を設けている。制御弁５０の調圧動作または手動開放弁５５の開操作で配管４８を介してシリンダ室３０に１次側圧力水を導入して本弁２４を開放した後に１次側との連通が切り離されると、シリンダ室３０及び配管４８に充水されている水はオートドリップ４６を通って排水され、シリンダ室３０及び配管４８を空にし、これによって寒冷地に設置した場合の冬場の凍結による本弁駆動機構の破損や破壊が未然に防止できる。

制御弁５０に設けた不作動流水量弁部５２から引き出された２次側に対するバイパス配管３６の途中には定流量弁５８が設けられ、不作動流水量弁部５２の制御で流す不作動流水量を一定流量とするようにしている。定流量弁５８としては、簡単な場合はオリフィスであっても良いし、これ以外に、入力圧力の如何に関わらず流量を一定に保つ公知の定流量弁を使用することもできる。なお、流水検知装置１０の１次側には１次側圧力計が接続され、２次側には２次側圧力計が接続されるが、図示を省略している。

図２は本実施形態における１次側圧力及び２次側圧力と、調圧パイロット弁部５４、本弁２４及び不作動流水量弁部５２の動作の関係を示した説明図である。図２において、縦軸は圧力Ｐであり、１次側圧力Ｐ１に対し２次側の設定圧力値となる締切設定圧力Ｐ２が設定され、更に、これより低い位置に調圧パイロット設定圧力Ｐ３が設定されている。

なお１次側圧力Ｐ１は１次側圧力設定範囲Ａの中の一点であり、高層ビルの場合には、１次側圧力Ｐ１は１次側圧力範囲Ａの中で、低層階においては高く、高層階になるほど低い値をとるようになる。

図１に示した通常監視状態にあっては、本弁２４は閉鎖状態にあり、このとき２次側配管２２の圧力は予め定めた締切設定圧力Ｐ２となっている。

通常監視状態で２次側配管２２側の漏水などにより２次側圧力が締切設定圧力Ｐ２より低下すると、それまで閉鎖状態にあった不作動流水量弁部５２が開作動し、バイパス配管３６から開放した不作動流水量弁部５２を通って、更に定流量弁５８で決まる一定の不作動流水量の流水を２次側に供給し、低下した２次側圧力を締切設定圧力Ｐ２に回復させる。このとき本弁２４は閉鎖状態にあることから、このときの流水を不作動流水と呼んでいる。

火災などによりスプリンクラーヘッドが作動して２次側配管に一定量を超える流水が発生すると、２次側圧力は締切設定圧力Ｐ２から急速に低下し、まず不作動流水量弁部５２が開いてバイパス配管４８により１次側圧力水を２次側に供給するが、これでは２次側圧力は回復せず、締切設定圧力Ｐ２に対し所定値だけ低い位置に設定した調圧パイロット設定圧力Ｐ３を下回ると、本弁２４の開放による調圧制御が開始される。

ここで調圧パイロット弁部５４は、２次側圧力が調圧パイロット設定圧力Ｐ３に低下するまではシリンダ室３０をポートｅから弁内部の排出ポートを介して外部に連通すると同時に、１次側のバイパス配管３６との連通を切り離した状態としており、シリンダ室３０の圧力水はオートドリップ４６を通って抜け、本弁２４は１次側圧力水の押圧とピストン２８のスプリング２９による付勢により弁シート２６に押付けられた閉鎖状態を維持している。

この状態で２次側圧力が低下して調圧パイロット設定圧力Ｐ３以下になると、調圧パイロット弁部５４はポートｅを介してシリンダ室３０に１次側圧力水を供給する切替え状態となる。このためシリンダ室３０に１次側圧力水が供給されてピストン２８を左方向にストロークさせ、本弁２４の開放が行われる。

本弁２４が開放すると、１次側加圧水が２次側に供給されることで２次側圧力が回復し、２次側圧力が調圧パイロット設定圧力Ｐ３を超えると調圧パイロット弁部５４はシリンダ室３０をポートｅから弁内部の排出ポートを介して外部に連通することで再び本弁２４が閉鎖方向に移動され、以下、本弁２４を移動させて流量調整を繰り返しながら、調圧パイロット設定圧力Ｐ３を維持するように１次側圧力水を２次側に継続的に供給することになる。

図３は通常監視状態における図１の制御弁を取り出して示した断面図である。図３において、制御弁５０は上部にスプリング６２を組み込み、その下に不作動流水量弁部５２を配置し、続いてダイヤフラム７４とダイヤフラム室７６を備えたダイヤフラム機構を介して、同一軸線上となる下側に調圧パイロット弁部５４を配置している。

不作動流水量弁部５２には、１次側のバイパス配管３６が接続されたポートａを連通した第１弁室６４と、２次側のバイパス配管３６を接続したポートｂを連通した第２弁室６６を軸方向に配置し、第１弁室６４と第２弁室６６を結ぶ連通穴に対し、スプリング６２のスプリング荷重を受けたプランジャ６８を摺動自在に配置している。プランジャ６８の第１弁室６４の部分には弁体７０が設けられ、弁体７０の上側の弁穴の開口部には弁シート７２が形成されている。

不作動流水量弁部５２の下側にはダイヤフラム７４が配置され、ダイヤフラム７４の下側にダイヤフラム室７６が形成され、ダイヤフラム室７６には２次側のバイパス配管３６が接続されたポートｄに連通し、２次側圧力水をダイヤフラム室７６に導入している。不作動流水量弁部５２に設けたプランジャ６８は、上側についてはスプリング６２によるスプリング荷重を受け、下側についてはダイヤフラム７４のダイヤフラム室７６に導入した２次側圧力による押圧力を受けている。

ダイヤフラム７４の下側に配置した調圧パイロット弁部５４は、１次側のバイパス配管３６を接続したポートｃに連通した第４弁室８０を形成し、第４弁室８０とダイヤフラム７４側を連通する軸穴の途中に、シリンダ室３０へ配管４５により接続するポートｅを連通している。

第４弁室８０の下には第３弁室７８が形成され、第３弁室７８と第４弁室８０の間には軸方向の軸穴が形成され、この軸穴に第１プランジャ８４を摺動自在に組み込んでいる。第１プランジャ８４は、軸方向に連通穴８４ａを形成すると共に、上端に弁部８４ｂを形成し、更にバルブスプリング８５を設けている。第３室７８の下側はプラグ９０により閉鎖され、プラグ９０には外部に連通する排出ポート９２が形成されている。

シリンダ室３０に連通するポートｅが形成された軸穴となる第５弁室８２には、ダイヤフラム７４に連結された第２プランジャ８６が摺動自在に組み込まれており、第２プランジャ８６は、図示の通常監視状態にあっては、先端を第１プランジャ８４から離れた位置に配置しており、このため第１プランジャ８４はバルブスプリング８５により弁部８４ｂを弁シートに当接した閉鎖位置に保持され、シリンダ室３０に対するポートｅと１次側のポートｃとの連通を切り離している。

このような通常監視状態における制御弁５０にあっては、ダイヤフラム７４にはスプリング６２によるスプリング荷重がプランジャ６８を介して加わり、同時にダイヤフラム室７６に導入した２次側圧力による上向きの力が加わり、スプリング荷重と２次側圧力による力とのバランスにより決まる図示の位置にダイヤフラム７４が位置し、この通常監視状態におけるダイヤフラム７４の位置、即ち２次側圧力が図２に示した締切設定圧力Ｐ２にあるときには、プランジャ６８の弁体７０が弁シート７２に当接されて１次側と２次側の流路を閉鎖しており、不作動流水量弁部５２は閉鎖状態に置かれている。

一方、下側の調圧パイロット弁部５４にあっては、ダイヤフラム７４の通常監視状態における位置で第２プランジャ８６の先端は弁穴の内部に入った状態にあり、弁穴の開口の弁シートに対し、バルブスプリング８５により第１プランジャ８４が当接して閉鎖状態としている。

このため１次側のポートｃはシリンダ室３０に対するポートｅの連通から切り離され、
ポートｅは第１プランジャ８４の連通穴８ａから第３弁室７８及び排出ポート９２を介してシリンダ室３０を外部に連通して図１に示した流水検知装置１０の本弁２４は２次側に締切設定圧力Ｐ２を保持した閉鎖状態に置かれている。

図４は図１の実施形態における本弁開放作動状態を示した説明図である。図４にあっては、２次側配管２２側に設けたスプリンクラーヘッドが火災により作動して放水した場合であり、スプリンクラーヘッドからの放水により２次側圧力が急速に低下する。

２次側圧力が低下すると、図２に示したように、締切設定圧力Ｐ２を下回ったときに制御弁５０の不作動流水量弁部５２が開放し、バイパス配管３６を介して２次側に不作動流水を流すが、これだけでは２次側の圧力は回復せず、更に２次側圧力は低下する。

２次側圧力が図２に示した調圧パイロット設定圧力Ｐ３を下回ると、調圧パイロット弁部５４が動作してポートｃからポートｅへの連通に切り替わり、１次側圧力水をポートｅから配管４５，４８を介してシリンダ室３０に供給し、ピストン２８を左側にストロークすることで本弁２４を開放する。本弁２４が開放すると弁シート２６のシート面から圧力スイッチ４０に圧力水が加わり、オートドリップ４２を越える量の水が加わると圧力が上昇して圧力スイッチ４０が作動してタイマを起動し、所定時間後に外部の防災盤などに流水検知信号を出力して火災警報表示を行わせる。

図５は本弁開放作動状態における図４の制御弁５０を取り出して示した断面図である。図５にあっては、２次側圧力が図２に示した調圧パイロット設定圧力Ｐ３以下に低下した状態であり、この状態にあっては、ダイヤフラム室７６に加わる２次側圧力の低下による力に対し、スプリング６２によるスプリング荷重が打ち勝って、ダイヤフラム７４は下方に移動し、不作動流水量弁部５２の開状態を継続したまま、ダイヤフラム７４は第２プランジャ８６を下側に移動し、第２プランジャ８６の先端で第１プランジャ８４を押し下げる。

これによって第１プランジャ８４の連通穴８４ａが閉鎖されて排出ポート９２との連通が切り離され、同時に、弁部８４ｂが開口部の弁シートから離れる。したがって、シリンダ室３０に連通するポートｅが１次側のポートｃに連通し、このため図４に示したシリンダ室３０に１次側圧力水がポートｅから流入し、ピストン２８を左側にストロークして本弁２４の開放動作が行われる。

図６は図１の実施形態について図５の本弁開放作動状態から本弁閉鎖作動状態に移行した場合を示した説明図である。図６にあっては、本弁２４が開放されると、２次側に対する１次側加圧水の供給により２次側圧力が回復し、２次側圧力が図２に示す調圧パイロット設定圧力Ｐ３に回復すると、調圧パイロット弁部５４が動作してポートｃからポートｅを切り離すと共にポートｅを排水ポートに連通し、シリンダ室３０から加圧水を排出することでピストン２８をフリー状態とし、１次側圧力水に押されて本弁２４を閉鎖する。

図７は本弁閉鎖作動状態における図６の制御弁を取り出して示した断面図である。図７において、本弁２４の開放により２次側圧力が調圧パイロット設定圧力Ｐ３に回復すると、ダイヤフラム室７６に加わる２次側圧力による力がスプリング６２によるスプリング荷重が打ち勝ち、ダイヤフラム７４は第２プランジャ８６を上側に移動し、第１プランジャ８４の弁部８４ｂが弁座に当接し、更に第２プランジャ８６は図３に示したように上側に戻る。

これによって第１プランジャ８４の弁部８４ｂを第２プランジャ８６の開口部に押し当てて１次側のポートｃをポートｅの連通から切り離し、同時に、第１プランジャ８４の連通路８４ａを介してポートｅをプラグ９０の排出ポート９２に連通し、シリンダ室３０の加圧水を排出ポート９２から外部に排出し、図６に示した本弁２４を閉鎖させる。

このとき不作動流水量弁部５２に設けた弁体７０は、弁シート７２に当接する位置までは戻っておらず、不作動流水量弁部５２は開放状態を維持している。以後、２次側のスプリンクラーヘッドからの放水が継続している間は、調圧パイロット弁部５４は図２の調圧パイロット設定圧力Ｐ３を維持するように本弁２４の開閉制御を繰り返している。

図８は図１の実施形態における不作動状態を示した説明図である。図８にあっては、通常監視状態における漏水などにより２次側圧力が図２に示した所定の締切設定圧力Ｐ２を下回ると、制御弁５０の不作動流水量弁部５２が動作して１次側のポートａを２次側のポートｂに連通し、バイパス配管３６及び定流量弁５８を通して１次側圧力水を２次側に供給し、低下した２次側圧力を締切設定圧力Ｐ２に回復させる。

このとき２次側圧力は調圧パイロット設定圧力Ｐ３まで低下していないため、調圧パイロット弁部５４はシリンダ室３０をポートｅから排出ポートに連通し、ポートｅとポートｃは閉鎖状態を保っている。なお、図８の不作動流水状態における制御弁５０の動作は図７に示したと同じになる。

次に図３に示した制御弁５０の通常監視状態でダイヤフラム７４が破れた場合の動作を説明する。経年変化などの理由でダイヤフラム７４が破れると、ダイヤフラム室７６に対する２次側圧力水が漏洩し、ダイヤフラム７４を２次側圧力水により上側に押す力が失われる。このためダイヤフラム７４は、スプリング６２によるスプリング荷重のみを受けて下側に押されることになる。

スプリング６２によりダイヤフラム７４が下側の当接位置まで押されると、不作動流水量弁部５２についてはプランジャ６８の弁体７０が弁シート７２から離れることで、１次側を２次側に連通した開放状態となり、バイパス配管３６を不作動流水量弁部５２を介して２次側に連通した状態となる。

また調圧パイロット弁部５４にあっては、ダイヤフラム７４の当接位置までの下降により第２プランジャ８６が第１プランジャ８４を押し下げ、１次側のポートｃをポートｅに連通してシリンダ室３０に１次側圧力水をシリンダ室３０に供給し続けた状態となり、本弁２４を全開としている。

このように、制御弁５０に設けたダイヤフラム７４が破損しても、不作動流水量弁部５２及び調圧パイロット弁部５４は共に、バイバス配管３０を介して２次側に１次側加圧水を供給し、且つ本弁２４の開放により２次側に１次側加圧水を供給するフェイルセーフ側に動作し、ダイヤフラム７４の破損によって、漏水時あるいは火災時のスプリンクラー作動時に流水検知装置１０が確実に動作して２次側に加圧水を供給するフェイルセーフ動作を実現することができる。

なお上記の実施形態にあっては、制御弁５０に設けた不作動流水量弁部５２の２次側のバイパス配管に定流量弁５８を設けているが、１次側圧力範囲が広くない固定的に決まるような設備にあっては、定流量弁５８を設けなくともよい。

また本発明は、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

１０：流水検知装置
１２：弁ボディ
１８：１次側配管
２２：２次側配管
２４：本弁
２６：弁シート
２８：ピストン
３０：シリンダ室
３２：ガイドロッド
３６：バイパス配管
４０：圧力スイッチ
５０：制御弁
５２：不作動流水量弁部
５４：調圧パイロット弁部
５８：定流量弁
６２：スプリング
６８：プランジャ
８４：第１プランジャ
８４ａ：連通穴
８４ｂ：弁部
８６：第２プランジャ
ａ〜ｅ：ポート

Claims (8)

1. 配管の途中に設けられ、２次側圧力の低下により本弁を開放して加圧水を給水し、流水検知部により流水検知信号を出力する流水検知装置に於いて、
   前記本弁と連動するピストンをシリンダ室に収納自在に設け、前記シリンダ室に対する１次側圧力水の供給制御により前記本弁を開放し、前記シリンダ室からの１次側圧力水の排出制御により前記本弁を閉鎖する本弁駆動部と、
   前記本弁の１次側と２次側とバイパスするバイパス配管に設けられ、不作動流水機構と調圧パイロット機構を備える制御弁と、
   を設け、
   前記制御弁の不作動流水機構は、２次側圧力が所定の締切設定圧力を超えている場合に１次側と２次側を切離し、２次側圧力が前記締切設定圧力以下に低下した場合に２次側に１次側圧力水を供給して２次側圧力を回復させる弁機構を備え、
   前記制御弁の調圧パイロット機構は、２次側圧力が前記締切設定圧力に対し所定値だけ低い所定の調圧設定圧力に低下するまで前記シリンダ室の１次側圧力水を外部に排出して前記本弁を閉鎖方向へ付勢し、２次側圧力が前記調圧設定圧力以下に低下した場合は前記シリンダ室の１次側圧力水を導入して前記本弁を開放させる弁機構を備えたことを特徴とする流水検知装置。
   
   
2. 請求項１記載の流水検知装置に於いて、
   前記不作動流水機構は、
   スプリング荷重を軸方向に設定するスプリングと、
   ダイヤフラムの一方の面に前記スプリングのスプリング荷重を受けると共に前記ダイヤフラムの他方の面に形成したダイヤフラム室に２次側圧力を導入し、前記スプリング荷重と２次側圧力との大小関係に応じて前記ダイヤフラムを変位させるダイヤフラム機構と、
   前記１次側と２次側を連通する第１連通路と、
   前記第１連通路を貫通して軸方向に移動自在に配置され、一端に前記スプリングを当接すると共に他端に前記ダイヤフラムを当接したプランジャと、
   前記プランジャと一体に形成された弁体と、
   を備え、
   ２次側圧力による前記ダイヤフラムの押圧力が前記スプリング荷重より大きい場合の前記ダイヤフラムの一方向への変位により、前記プランジャの弁体により１次側から２次側への流路を閉鎖し、２次側圧力による前記ダイヤフラムの押圧力が前記スプリング荷重より小さい場合の前記ダイヤフラムの逆方向への変位により、前記プランジャの弁体を開放し１次側から２次側への流路を開放し、
   前記制御弁の調圧パイロット機構は、
   前記１次側、２次側、シリンダ室及び外部の各々と連通する第２連通路を形成し、
   前記不作動流水機構のプランジャと同一方向に移動自在に収納され、前記第２連通路を貫通して連通状態を切り換える弁体を有するプランジャと、
   を備え、
   ２次側圧力の低下に伴い前記不作動流水機構を前記ダイヤフラムの一方向への変位に連動して前記調圧パイロット機構のプランジャを移動させ、前記シリンダ室を１次側に連通して１次側圧力水を前記シリンダ室に導入して本弁を開放させ、一方、２次側圧力の増加に伴う前記ダイヤフラムの逆方向への変位に連動して前記調圧パイロット機構のプランジャを移動させ、前記シリンダ室を１次側から切り離し、同時に１次側圧力水を前記シリンダ室から外部に排出して本弁を閉鎖させることを特徴とする流水検知装置。
   
3. 請求項２記載の流水検知装置に於いて、
   前記不作動流水機構のプランジャと前記調圧パイロット機構のプランジャは前記ダイヤフラムを間に介して同軸上に配置されたことを特徴とする流水検知装置。
   
4. 請求項１記載の流水検知装置に於いて、
   前記不作動流水機構は、
   スプリング荷重を軸方向に設定するスプリングと、
   ダイヤフラムの一方の面に前記スプリングのスプリング荷重を受けると共に前記ダイヤフラムの他方の面に形成したダイヤフラム室に２次側圧力を導入し、前記スプリング荷重と２次側圧力との大小関係に応じて前記ダイヤフラムを変位させるダイヤフラム機構と、
   １次側と２次側弁室と、
   前記第１弁室と第２弁室を連通する軸方向の弁穴と、
   前記第１弁室、弁穴及び第２弁室を貫通して軸方向に移動自在に配置され、一端に前記スプリングを当接すると共に他端に前記ダイヤフラムを当接したプランジャと、
   前記プランジャと一体に形成され前記第１弁室に収納された弁体と、
   を備え、
   ２次側圧力による前記ダイヤフラムの押圧力が前記スプリング荷重より大きい場合の前記ダイヤフラムの一方向への変位により、前記プランジャの弁体を弁シートに当接して１次側から２次側への流路を閉鎖し、２次側圧力による前記ダイヤフラムの押圧力が前記スプリング荷重より小さい場合の前記ダイヤフラムの逆方向への変位により、前記プランジャの弁体を弁シートから離して１次側から２次側への流路を開放し、
   前記制御弁の調圧パイロット機構は、
   排出ポートの形成により外部に連通された第３弁室と、
   前記第３弁室に隣接して軸方向に配置され、１次側圧力水を導入した第４弁室と、
   前記第４弁室に隣接して軸方向に配置され、前記本弁の制御圧力を導入した第５弁室と、
   前記第３弁室と第４弁室を連通する軸方向の第１連通穴と、
   前記第１連通穴に軸方向に移動自在に収納され、軸方向に弁穴を形成した第１プランジャと、
   前記第１連通穴と同時に前記第３弁室を貫通して前記ダイヤフラム室に連通した第２連通穴と、
   前記第２連通穴の第４弁室の開口部に形成され、前記第１プランジャの当接を受ける弁シートと、
   前記第１プランジャを弁シートに当接する閉鎖方向に付勢するバルブスプリングと、
   前記第２連通穴に軸方向に移動自在に設けられ、一端を前記ダイヤフラムに支持されると共に、他端を前記第１プランジャに相対させた第２プランジャと、
   を備え、
   ２次側圧力の低下に伴い前記不作動流水機構を開放させる前記ダイヤフラムの一方向への変位により、前記第２プランジャの先端を前記第１プランジャに当接させて移動させることにより、前記第３弁室と第４弁室の間の流路を閉鎖して排出ポートを切り離し、同時に前記第５弁室と第４弁室の流路を開いてシリンダ室に１次側圧力水を導入して本弁を開放させ、一方、２次側圧力の増加に伴う前記ダイヤフラムの逆方向への変位により、前記第２プランジャの先端を前記第１プランジャから離す方向に移動させることにより、前記第５弁室と第４弁室の流路を閉鎖して前記シリンダ室を１次側から切り離し、同時に前記第３弁室と第４弁室の流路を開いてシリンダ室から１次側圧力水を排出して本弁を閉鎖させることを特徴とする流水検知装置。
   
5. 請求項２、４記載の流水検知装置に於いて、前記ダイヤフラムの２次側加圧面側に前記調圧パイロット機構を配置し、前記ダイヤフラムが破損した場合、前記スプリング荷重のみを受けることで前記不作動流水機構を連通状態に保持すると共に、前記調圧パイロット機構について２次側を前記シリンダ室に連通すると共に１次側を２次側及び前記シリンダ室から切離して前記本弁を開放状態に保持させることを特徴とする流水検知装置。
   
6. 請求項１記載の流水検知装置に於いて、前記本弁駆動部のシリンダ室に１次側圧力水を導入して前記本弁を開放させる手動開放弁を設けたことを特徴とする流水検知装置。
   
7. 請求項１記載の流水検知装置に於いて、前記制御弁から前記シリンダ室に１次側圧力水を導入する配管に、前記制御弁に設けた調圧パイロット機構による前記シリンダ室に対し１次側を切り離した状態で、前記シリンダ室を含む前記配管内の水を排水するオートドリップを設けたことを特徴とする流水検知装置。
   
8. 請求項１記載の流水検知装置に於いて、前記制御弁に設けた不作動流水機構の２次側バイパス配管に、所定の不作動流水量を流す定流量弁を配置したことを特徴とする流水検知装置。

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