JP6126514B2 - 消火栓装置および消火栓弁 - Google Patents

Description

この発明は、例えば高速自動車道等のトンネルに設置される消火栓装置および消火栓装置に設けられた消火栓弁に関するものである。

例えば特許文献１に記載された従来の消火栓装置では、筐体の前面に設けられた消火栓扉を開放し、消火栓扉の内側に保持されているノズルを取り出し、消火対象に向けてホースを引き出し、消火栓開閉レバーを開操作して消火栓弁を開放し、加圧水をノズルから放水するようになっている。消火栓弁は、１次側流入口と２次側流出口を配置した弁室を備えた弁ボディと、弁ボディ内にボールシートを介して１次側流入口と２次側流出口を結ぶ第１軸線に直交した第２軸線周りに回転自在に配置され、第１軸線の方向に弁穴を貫通し、第２軸線周りの回転で１次側流入口と２次側流出口の間を開閉するボール弁体と、を備えている。

特開２０１３−２２３４３号公報

特許文献１に記載された従来の消火栓弁は、１次側流入口側から弁ボディ内にボールシート、ボール弁体、ボールシートの順に挿入し、弁蓋（インサート）を弁ボディの１次側流入口側にねじ込んで弁室を構成し、ボール弁体のシール性を確保していた。そこで、自動車が道路を走行することなどに起因する振動により、弁蓋に緩みが発生し、ボール弁体のシール性が経時的に低下するという課題があった。

このような課題を解決するために、弁蓋と弁ボディとの螺合部に接着剤を塗布して、弁蓋と弁ボディとを接着固定する対策がとられていた。しかしながら、弁蓋と弁ボディとを接着固定する対策では、弁蓋を取り外しすることができず、ボールシートなどの部品単位での交換ができず、消火栓弁全体を交換することになり、メンテナンス性が低下するという課題があった。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、インサートの経時的な緩みの発生を抑制して、ボール弁体のシール信頼性を高めることができるとともに、部品単位での交換を可能として、メンテナンス性を向上させることができる消火栓装置および消火栓弁を得ることを目的とする。

この発明による消火栓装置は、消火栓弁は、１次側流入口と２次側流出口を弁室の両側に配置した弁ボディと、一対のボールシートに挟まれて上記１次側流入口側から上記弁ボディ内に収納されたボール弁体と、雄ねじ部が外周面の一側に形成された筒状体に作製され、上記雄ねじ部側を上記ボール弁体に向けて上記１次側流入口側から上記弁ボディに螺着されて、上記一対のボールシートに挟まれた上記ボール弁体を押圧するインサートと、を備え、穴方向を径方向とするねじ穴が、上記インサートの周壁の上記雄ねじ部の上記ボール弁体と反対側を貫通するように形成され、上記インサートが、上記ねじ穴に螺着された止めねじにより上記弁ボディの内壁面に係止されている。

この発明によれば、弁ボディに締着されたインサートが、ねじ穴に螺着された止めねじにより弁ボディの内壁面に係止されているので、振動などに起因するインサートの緩みの発生が抑制され、ボール弁体のシール信頼性が高められる。
また、止めねじを緩めて、インサートを取り外すことができるので、ボールシートなどを部品単位で交換することができ、メンテナンス性が高められる。

この発明の実施の形態１に係る消火栓装置を示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る消火栓装置の消火栓扉を開けた状態を示す一部破断上面図である。 この発明の実施の形態１に係る消火栓装置の消火栓扉を開けた状態を示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係る消火栓装置における消火栓弁ユニットを示す側面図である。 この発明の実施の形態１に係る消火栓装置における消火栓弁ユニットを示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る消火栓装置における消火栓弁の動作を説明する断面図である。

以下、本発明の消火栓装置および消火栓弁の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る消火栓装置を示す正面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る消火栓装置の消火栓扉を開けた状態を示す一部破断上面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る消火栓装置の消火栓扉を開けた状態を示す側面図、図４はこの発明の実施の形態１に係る消火栓装置における消火栓弁ユニットを示す側面図、図５はこの発明の実施の形態１に係る消火栓装置における消火栓弁ユニットを示す断面図、図６はこの発明の実施の形態１に係る消火栓装置における消火栓弁の動作を説明する断面図であり、図６の（ａ）は閉状態を示し、図６の（ｂ）は開状態を示す。

図１から図３において、消火栓装置１は、例えば、トンネルなどに設置され、火災の消火の機能に加えて、火災の監視と通報の機能を備えた非常用設備であり、前面に開口する直方体の箱形に作製された筐体２と、筐体２の前面に締着固定され、筐体２の前面開口を塞口する前面パネル３と、を備えている。先端に消火用ノズル５ａを有し、ホース収納部としてのホースバケット６に内巻きに巻かれた消火用ホース５が、筐体２と前面パネル３とからなる本体の内部中央部に収納されている。消火器４および各種電気機器（図示せず）が本体内の消火用ホース５の収納部の本体幅方向一側に収納されている。消火栓弁２０と自動調圧弁３１が一体に構成された消火栓弁ユニット８などを備えた配管系統７が、本体内の消火用ホース５の収納部の本体幅方向他側の下部側に収納され、消火栓弁２０の二次側が消火用ホース５に接続されている。

前面パネル３には、消火用ホース５および配管系統７などに面する、開口形状を長方形とする開口部３ａ、および消火器４に面する開口部３ｂが設けられている。そして、消火栓扉９が開口部３ａの下端縁部に幅方向を回転軸方向とする蝶番（図示せず）により開口部３ａの下部側を開閉可能に取り付けられ、消火栓弁２０を開閉する消火栓弁開閉レバー１０が消火栓扉９の裏面に設置されている。また、保守扉１１が開口部３ａの上端縁部に幅方向を回転軸方向とする蝶番（図示せず）により開口部３ａの上部側を開閉可能に取り付けられている。

また、電気機器取付板１２が、四隅を前面パネル３に締着固定され、開口部３ｂの開口部３ａ側（幅方向他側）に上下方向に延びるように配設されている。この電気機器取付板１２には、赤色表示灯１３、非常用発信器１４等が取り付けられ、電話ジャック、非常用コンセントなどの電気機器を備えている。赤色表示灯１３は、消火栓装置１の設置位置を明示するものであり、電気機器取付板１２の上方位置に突設され、前面パネル３の前面から突出している。非常用発信器１４は、火災事故の際に押しボタン操作を行うと、監視センター（図示せず）に対し火災の通報が行われる。監視センターで非常用発信器１４からの火災通報が受信されると、点滅信号が送信されて、常時点灯状態にあった赤色表示灯１３が点滅するようになる。

消火器扉１５が、開口部３ｂの幅方向の一側縁部に上下方向を回転軸方向とする蝶番（図示せず）により開口部３ｂを開閉可能に取り付けられている。

つぎに、消火栓弁ユニット８の構成について図４から図６を参照しつつ説明する。

消火栓弁ユニット８は、消火栓弁２０と、消火栓弁２０の２次側に配置されて設定圧の消火水を供給する自動調圧弁３１と、消火栓弁２０の２次側に配置されて、非放水時に無加圧の消火水を排出する自動排水弁（図示せず。但し、自動排水弁が接続される排出口５０を図５に示す）と、消火栓弁２０の一次側に配置されて、配水本管からの分岐管（図示せず）に結合されるフランジ部１７と、消火用ホース５が接続される継ぎ手部４０と、ワイヤー１６を介して伝達された消火栓弁開閉レバー１０の作動力を駆動軸１９の回動力に変換する受動部１８と、が一体に形成されている。

消火栓弁２０は、１次側流入口２３と２次側流出口２４を配置した弁室２２を備えた弁ボディ２１と、弁ボディ２１内にボールシート２６，２７に挟まれて１次側流入口２３と２次側流出口２４を結ぶ第１軸線Ａに直交した第２軸線Ｂ周りに回転自在に配置され、弁穴２５ａが第２軸線Ｂと直交する方向に貫通し、第２軸線Ｂ周りの回転で１次側流入口２３と２次側流出口２４の間を開閉するボール弁体２５と、雄ねじ部２８ａが外周面の一側に形成された筒状体に作製され、弁ボディ２１の１次側流入口２３の内面に形成された雌ねじ部に螺着され、ボール弁体２５のシール性を確保するインサート２８と、を備える。また、ねじ穴２９が、穴方向を径方向として、インサート２８の周壁（筒状体）の雄ねじ部２８ａの他側、すなわちインサート２８の周壁（筒状体）のボール弁体２５側とは反対側を貫通して形成されている。

消火栓弁２０は、ボールシート２６、ボール弁体２５、ボールシート２７の順に、１次側流入口２３側から弁ボディ２１内に挿入し、雄ねじ部側をボール弁体２５に向けて、インサート２８を弁ボディ２１の１次側流入口２３の内面に形成された雌ねじ部２８ａに螺着して組み立てられる。インサート２８は、設定された締着力で締着され、インサート２８の内径側からねじ穴２９に螺着された止めねじ３０を締め付けて、止めねじ３０の先端を弁ボディ２１の内壁面に食い込ませ、弁ボディ２１に固定される。これにより、ボールシート２６，２７に挟まれたボール弁体２５が、インサート２８の締着力により２次側流出口２４の入口側に突設された肩部２４ａとインサート２８との間に加圧挟持され、ボール弁体２５のシール性が確保される。

そして、消火栓弁開閉レバー１０の作動力がワイヤー１６を介して受動部１８に伝達され、駆動軸１９の回動力に変換される。そこで、駆動軸１９が回転され、ボール弁体２５が第２軸線Ｂ周りに回転されて、図６の（ａ）に示される閉位置（弁穴２５ａの穴方向が第１軸線Ａと直交）と、図６の（ｂ）に示される開位置（弁穴２５ａの穴方向が第１軸線Ａに一致）と、をとる。

自動調圧弁３１は、弁ボディ３２と、弁ボディ３２の下部開口を覆うスプリングケース３３と、を備える。弁ボディ３２内には、スプール３４に囲まれた調圧室３５が形成されている。スプール３４の上端部および下端部には、内周面を凸状に形成したシート３６が配設されている。スプール３４の中央には、２つのバルブ３８を備えたステム３７が配設されている。ステム３７の下端には、２次側圧力検出用の受圧ディスク５１が設けられている。そして、調圧室３５の入口３５ａが消火栓弁２０の２次側流出口２４と連通するように、弁ボディ２１，３２が一体に形成されている。調圧室３５の出口３５ｂが流路３９を介して、継ぎ手部としての流体出口４０に連通されている。スプリング４１がスプリングケース３３内に配設され、設定された付勢力でステム３７を図５中上方に押圧している。
そのため、消火栓弁２０の閉じている通常状態では、自動調圧弁３１は、スプリング４１の開弁方向の力の作用により、図５に示すように、ステム３７の上端が弁ボディ３１の内壁面に当接して、シート３６の内周面とバルブ３８との間の隙間が広くなっている。

そして、自動調圧弁３１では、消火栓弁２０があけられると、消火用水が入口３５ａから調圧室３５に流入する。調圧室３５に流入した消火用水は、シート３６の内周面とステム３７のバルブ３８との間を通り、流路３９を流体出口４０の方向に流れる。このとき、流路３９内の圧力が大きすぎると、ステム３７は、受圧ディスク５１の受圧面に発生する下向きの力に基づく閉弁方向の力が大きくなり、スプリング４１の付勢力に抗して図５中下方に移動する。これにより、シート３６の内周面とバルブ３８と間の隙間が狭くなり、調圧室３５から流出する消火用水は調圧され、設定された圧力で流体出口４０から放水される。また、流路３９内の圧力が小さすぎると、ステム３７はスプリング４１の付勢力により図５中上方に移動する。これにより、シート３６の内周面とバルブ３８と間の隙間が広くなり、調圧室３５から流出する消火用水は調圧され、設定された圧力で流体出口４０から放水される。

このように構成された消火栓装置１では、火災が発生すると、使用者が、消火栓扉９を開け、開口部３ａを開放する。そこで、使用者が、消火栓弁開閉レバー１０を引いて閉位置から開位置に移動する。この消火栓弁開閉レバー１０の回動トルクが、ワイヤー１６を介して受動部１８に伝達され、消火栓弁２０が開放される。これにより、消火用水が配水本管（図示せず）から消火栓弁２０を介して自動調圧弁３１に供給され、自動調圧弁３１で調圧された消火用水が消火用ホース５に供給され、消火用ノズル５ａから放水が開始される。そして、使用者は、消火用ノズル５ａを持って消火用ホース５を引き出しながら火災発生現場に向かい、消火活動を行う。

この実施の形態１によれば、消火栓弁２０において、インサート２８が設定された締着力で弁ボディ２１の１次側流路２３側に締着され、ボール弁体２５のシール性を確保した状態で、ねじ穴２９に螺着された止めねじ３０を締め付け、止めねじ３０の先端を弁ボディ２１の内壁面に食い込ませている。そこで、インサート２８が、止めねじ３０により弁ボディ２１の内壁面に係止され、インサート２８の軸周りの回転が規制されるので、自動車が道路を走行することなどによる振動に起因するインサート２８の緩みの発生を防止できる。これにより、インサート２８の設定された締着力が長期的に維持され、ボール弁体２５のシール信頼性を高めることができる。また、止めねじ３０を緩めることで、インサート２８を取り外すことができるので、例えば、ボールシート２６，２７が摩耗した場合、ボールシート２６，２７を部品単位で交換することができ、メンテナンス性が高められる。

ここで、インサート２８を接着剤で弁ボディ２１に固定すると、メンテナンス時にインサート２８を取り外すことは困難であるが、止めねじ３０は、インサート２８より小さく、接着剤の塗布面積が少ないため、止めねじ３０に接着剤を塗布してねじ穴２９に螺着し、止めねじ３０を締め付けて弁ボディ２１の内壁面に係止させてもよい。これにより、止めねじ３０がねじ穴２９に接着固定され、振動による止めねじ３０の緩みが阻止できるので、止めねじ３０の締着力の低下がない。したがって、インサート２８の緩みの発生を確実に防止できるので、ボール弁体２５のシール信頼性を長期的に確保することができる。なお、Ｍ３（ねじ部の外径が３ｍｍ）の止めねじ３０を用いた場合、破壊強度が３Ｎ・ｍを超えるようなねじ緩み止め用接着剤を用いると、メンテナンス時に、止めねじ３０を緩める力が大きくなり、止めねじ３０の頭部の穴をつぶすおそれがあるので、破壊強度が３Ｎ・ｍ以下の低強度のねじ緩み止め用接着剤を用いることが望ましい。

１ 消火栓装置、５ 消火用ホース、５ａ 消火用ノズル、２０ 消火栓弁、２１ 弁ボディ、２２ 弁室、２３ １次側流入口、２４ ２次側流出口、２５ ボール弁体、２６，２７ ボールシート、２８ インサート、２９ ねじ穴、３０ 止めねじ。

Claims (7)

1. 消火栓弁の開操作によりノズル付ホースから放水する消火栓装置において、
   上記消火栓弁は、１次側流入口と２次側流出口を弁室の両側に配置した弁ボディと、一対のボールシートに挟まれて上記１次側流入口側から上記弁ボディ内に収納されたボール弁体と、雄ねじ部が外周面の一側に形成された筒状体に作製され、上記雄ねじ部側を上記ボール弁体に向けて上記１次側流入口側から上記弁ボディに螺着されて、上記一対のボールシートに挟まれた上記ボール弁体を押圧するインサートと、を備え、
   穴方向を径方向とするねじ穴が、上記インサートの周壁を貫通するように形成され、
   上記インサートが、上記ねじ穴に螺着された止めねじにより上記弁ボディの内壁面に係止されていることを特徴とする消火栓装置。
2. 上記止めねじは、上記ねじ穴に接着剤により固着されていることを特徴とする請求項１記載の消火栓装置。
3. 上記止めねじのねじ部外径が３ｍｍ以下であり、かつ、上記接着剤は、破壊強度が３Ｎ・ｍ以下の接着剤であることを特徴とする請求項２記載の消火栓装置。
4. 上記消火栓弁が自動調圧弁と一体に構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の消火栓装置。
5. １次側流入口と２次側流出口を弁室の両側に配置した弁ボディと、
   一対のボールシートに挟まれて上記１次側流入口側から上記弁ボディ内に収納されたボール弁体と、
   雄ねじ部が外周面の一側に形成された筒状体に作製され、上記雄ねじ部側を上記ボール弁体に向けて上記１次側流入口側から上記弁ボディに螺着されて、上記一対のボールシートに挟まれた上記ボール弁体を押圧するインサートと、を備え、
   穴方向を径方向とするねじ穴が、上記インサートの周壁を貫通するように形成され、
   上記インサートが、上記ねじ穴に螺着された止めねじにより上記弁ボディの内壁面に係止されていることを特徴とする消火栓弁。
6. 上記止めねじは、上記ねじ穴に接着剤により固着されていることを特徴とする請求項５記載の消火栓弁。
7. 上記止めねじのねじ部外径が３ｍｍ以下であり、かつ、上記接着剤は、破壊強度が３Ｎ・ｍ以下の接着剤であることを特徴とする請求項６記載の消火栓弁。

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