JP6482288B2

JP6482288B2 - 消火設備用バルブ

Info

Publication number: JP6482288B2
Application number: JP2015007386A
Authority: JP
Inventors: 幸典狩原
Original assignee: Senju Sprinkler Co Ltd
Current assignee: Senju Sprinkler Co Ltd
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2019-03-13
Anticipated expiration: 2035-01-19
Also published as: JP2016131655A

Description

本発明は、消火設備配管に設置される流水検知装置や一斉開放弁などの消火設備用バルブに関するものである。

消火設備配管に設置されるバルブは、火災時に開閉動作を行い警報を出力したり火災発生エリアに消火水を供給する作用を有している。消火設備用バルブの一例として特許文献１に記載された予作動式流水検知装置がある。

図５に示す予作動式流水検知装置５０は、弁体５１の背面に形成された制御室５２に一次側室Ｉの水が充填されており、この水の圧力と制御室５２の内部に設置されたバネ５３の力により弁体５１を弁座に押圧している。火災による弁体開放時には制御室５２に接続している電動弁５４を開放して制御室５２の内部の水を流出させることで弁体５１が上方へ移動して開放される。

一次側室Ｉと制御室５２の間には逆止弁５５が設置されており、制御室５２の内部の水が一次側室Ｉに流出することを防止している。

しかしながら、夏場の高温によって制御室５２の内部の水が膨張して圧力が異常に高くなり、その異常昇圧によって蓋５６や本体５７を破損してしまうおそれがある。これを防ぐために逆止弁５５を設置しないことが考えられるが、そうした場合メンテナンスの際に一次側室Ｉの水を抜くと制御室５２の内部に充填されていた水も抜け出てしまう。メンテナンス後に再度充水して復旧させるときに、手動弁５８を開放させて制御室５２の内部の空気を抜く作業を行なわなければならず、復旧作業に手間や時間を要するものであった。

特開２０１０−５７８０９号公報

そこで本発明では、上記問題に鑑み、制御室に充填されている流体の異常昇圧を防止可能でありメンテナンス後の復旧作業が簡易に行える消火設備用バルブを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の消火設備用バルブを提供する。
すなわち、消火設備配管上に設置される中空状の本体と、本体内部を一次側室と二次側室に仕切る隔壁と、隔壁には本体の中心軸と略平行に形成された箇所に連通穴を有し、連通穴の上に載置された弁体と、弁体の連通穴と対向する側と反対の面には制御室が形成されており、制御室への充水・排水により弁体の閉止・開放が可能であり、一次側室と制御室とを連通する流路には可変オリフィス部が設けられ、可変オリフィス部の内部空間の一端側にはオリフィス穴を有しており、前記内部空間には弁が設置され、前記内部空間の一次側室の側の端に弁座が設置されており、弁が弁座に着座した状態でオリフィス穴の通水量よりも少ない量の通水が可能な微量通水部を有するものである。

上記によれば、一次側室の水を抜くと制御室の水も微量通水部から僅かに抜けるが、制御室の内部の水圧がある程度降下すると水の勢いが無くなり、微量通水部の開口部に水の表面張力が作用して水が流出しにくくなる。これにより制御室の内部に水が残り制御室の内部に空気が入ることを防いでいる。さらに、復旧作業の際に制御室の空気を抜く作業が無くなり、制御室への送水および加圧がスムーズに行われ、ポンプの運転時間を短縮することができる。

前記本発明については、微量通水部は、オリフィス穴の内部空間と連通する側の端に設置された弁座の近傍からオリフィス穴へと通じるスリットとして構成可能である。あるいは弁の弁座と着座する側の面に刻設されたスリットとすることも可能である。

以上説明したように本発明によれば、制御室に充填されている流体の異常昇圧を防止するとともに、メンテナンス後の復旧作業が簡易に行える消火設備用バルブを実現することができる。

本発明の消火設備用バルブである予作動式流水検知装置の断面図。可変オリフィス部の拡大断面図。図１の予作動式流水検知装置が設置された消火設備の配管系統図。可変オリフィス部の変形例の拡大断面図。従来の予作動式流水検知装置の断面図。

図１に示す消火設備用バルブは予作動式流水検知装置１００であり、本体１は中空状をしており内部は隔壁２によって一次側室３と二次側室４に仕切られている。隔壁２は図１に示すように本体１の内部で屈曲しており、隔壁２によって本体１の左側は一次側室３、右側は二次側室４となっている。本体１の中心軸と略平行に形成された平面５には一次側室３と二次側室４を連通する連通穴６が形成されている。

図中、平面５の左側に設置された弁体７は有底円筒形状をしており、弁体７の底面によって連通穴６を閉止している。弁体７の外周面は本体１の内壁に沿って移動可能であり、弁体７の移動によって連通穴６の開放・閉止ができる。

弁体７と本体１の蓋８の間には制御室９が形成されている。制御室９には一次側室３へと通じる流路１０と、外部へと通じる流路１１が接続されている。流路１０により一次側室３の内部に充填されている水が制御室９に供給される。流路１１には遠隔操作可能な電動弁１２が設置されており、電動弁１２は常時閉止されている。従って一次側室３から制御室９に供給された水は制御室９の内部に充填され、弁体７は連通穴６を閉止した状態を維持する。

流路１０から制御室９に供給される水の量は、電動弁１２が開いたときに制御室から排出される水の量より少ない。従って、電動弁１２を開くと制御室９の内部に充填されている水は流路１１から外部に排出され、制御室９の水圧は低下して弁体７が連通穴６から離れる。電動弁１２を再び閉止状態に戻すと流路１０から供給される水が制御室９の内部に充填され、弁体７は連通穴６の方に移動して連通穴６を閉止する。

蓋８には、蓋８を貫通して制御室９の内部に挿通されたスピンドル１３が設置されている。スピンドル１３は棒状で側面には牡ネジが螺刻されており、蓋８の貫通穴に形成された牝ネジと螺合している。これらのネジ構造によりスピンドル１３の蓋８から突出した側の端を回転させることで制御室９への挿通長さを調節可能である。

図１において、点線で図示しているのは制御室９の内部に挿通されたスピンドル１３の端が弁体７の底部に当接している状態である。これは、メンテナンス時や導水時に弁体７が開放するのを防止するために弁体７をロックしている状態である。メンテナンス終了後や導水後は、実線で描いたようにスピンドル１３の端は弁体７の底部から離れた状態にある。

流路１０には可変オリフィス部１４が設置されている。図２に示す可変オリフィス部１４は内部に空間が形成されており、図中下端側に一次側室３と制御室９に連通可能なオリフィス穴１５が形成されている。オリフィス穴１５の制御室９側の端は斜面状に形成された弁座１６となっており、球状の弁１７が着座している。一次側室３の内部の水圧と制御室９の内部の水圧が等しいとき弁１７は自重によって弁座１６に着座する。一次側室３の内部の水圧が制御室９の内部の水圧を上回る場合、弁１７は弁座１６から離れて一次側室３からオリフィス穴１５を通過して制御室９に水が供給される。

弁１７の制御室９側（図中上側）には複数の穴を有する隔壁１８が形成されている。一次側室３からオリフィス１５を通過してきた水は、隔壁１８の複数の穴を通過して制御室９へ供給される。また隔壁１８は弁１７の移動範囲を規制している。隔壁１８と弁１７の間に圧縮バネを設置することも可能である。

弁座１６の縁には微量通水部としてスリット１９が刻設されており、弁１７が弁座１６に着座した状態においてスリット１９を通過して一次側室３と制御室９との通水が可能である。スリット１９の通水量は弁１７が弁座１６から離れた際のオリフィス穴１５の通水量よりも少ない。一例として、オリフィス穴１５の内径が３〜６ｍｍのとき、スリット１９の幅および深さは１〜２ｍｍ程度である。

弁１７が弁座１６に着座しているとき、一次側室３と制御室９の間の通水量は極僅かであり、弁１７が弁座１６から離れているときには一次側室３から制御室９へより多くの水を供給することができる。

続いて上記の予作動式流水検知装置１００の火災時の動作について説明する。
図３に示すように予作動式流水検知装置１００の一次側室３に接続された配管は水源Ｗに通じており、二次側室４に接続された配管にはスプリンクラーヘッドＳＨが複数設置されている。一次側室３と二次側室４とを連通する連通穴６は弁体７により閉じられており、この状態において一次側室３に充填された水の圧力は二次側室４に充填された水の圧力よりも高く設定されている。

スプリンクラーヘッドＳＨの近傍には火災感知器Ｋが設置されており、火災感知器Ｋはコントロール装置Ｃと電気的に接続している。またコントロール装置Ｃと電動弁１２も電気的に接続している。

火災が発生すると、火災感知器Ｋが作動してコントロール装置Ｃは火災感知器Ｋの作動信号を受信する。火災感知器Ｋの作動によりコントロール装置Ｃは、電動弁１２を開放する。すると制御室９の内部に充填されている水が外部に排出される。一方、流路１０では一次側室３から制御室９に水が供給されるが、流路１０に設けられた可変オリフィス部１４によって制御室９への給水量よりも流路１１からの排水量のほうが多いので制御室９の内部は圧力が下がり弁体７が蓋８の方向へ移動して連通穴６が通水可能となる。

火災感知器Ｋに続いてスプリンクラーヘッドＳＨが火災の熱によって作動すると、配管内の水はスプリンクラーヘッドＳＨから室内に散布されるので配管内が減圧する。配管内の減圧により水源Ｗの近傍に設けたポンプＰが起動して水源Ｗから水がくみ上げられる。水は配管や流水検知装置を通って作動したスプリンクラーヘッドＳＨへ供給され、スプリンクラーヘッドＳＨからは連続的に水が散布され火災を消し止める。

次に、夏場の高温時に制御室の内部が異常昇圧した場合について説明する。
平時において、弁体７は連通穴６を閉止しており制御室９には水が充填されている。夏場の高温によって制御室９に充填されている水が膨張すると本体１や蓋８が水の圧力によって破損するおそれがあるが、本願では可変オリフィス部１４のスリット１９によって制御室９と一次側室３が連通しているので、制御室９の内部の水が一次側室３に流出することで制御室９の水の圧力上昇を抑えることができる。これにより異常昇圧による本体１や蓋８の破損を防止することができる。

続いて、メンテナンス後の復旧作業について説明する。
水源Ｗから一次側室３の間の機器等について交換または清掃を行う際、水源Ｗから一次側室３までの配管内の水を排出する。その際、弁体７が開くのを防止するためにスピンドル１３は図１の点線の位置に示すように一端側を弁体７の底部に当接させる。一次側室３の水を排出すると、配管１０によって一次側室３と制御室９が連通しているので制御室９の水も一次側室３に流れ出てしまうおそれがあるが、可変オリフィス部１４の内部の弁１７が制御室９の水の圧力によって弁座１６に押圧され、オリフィス穴１５は閉止される。

しかしながらスリット１９は通水可能であるので僅かな水が一次側室３へ流出するが、制御室９内の水圧がある程度下がると水の勢いが無くなり、スリット１９のオリフィス穴１５へと続く開口部に水の表面張力が作用して水が流出しにくくなる。これにより制御室９の内部には水が残り、制御室９の内部に空気が入らないようにしている。

メンテナンス作業後、ポンプＰを起動させて水源Ｗから流水検知装置１００に水を送る。
制御室９の内部には空気が殆ど無く水が残っているので制御室９の圧力上昇がスムーズに行われる。一次側室３および制御室９の圧力を圧力計Ｐ１、Ｐ３にて確認し、圧力が所定値に達したらポンプＰを停止する。最後にスピンドル１３を回転させて図１の実線で示す状態に戻す。これでメンテナンス作業および復旧作業を終了する。

変形例（図４）
図４は、可変オリフィス部の変形例である。尚、先に説明した可変オリフィス部１４と構造が同じ箇所については同符号を付して詳細な説明は省略する。図４の可変オリフィス部３０は弁の構造が先に説明した可変オリフィス１４と異なる。図４の弁３１は円盤形状をしており、弁３１の弁座３２と着座する側の面３３にスリット３４が刻設されている。

スリット３４は微小通水部であり、弁３１の外周面まで続いている。弁３１が弁座３２に着座した状態で、スリット３４とオリフィス穴１５を通過して一次側室３と制御室９が通水可能となる。スリット３４の通水量は、弁３１が開いた際のオリフィス穴１５の通水量よりも少なく、例えばオリフィス穴１５の内径が３〜６ｍｍのとき、スリット３４の幅は０．５〜２ｍｍ程度である。

弁３１の背面には円柱部３５が設置されており、円柱部３５の先端は隔壁１８の穴に挿通されている。穴の内周面に円柱部３５の外周面がガイドされ、弁３１は弁座３２に対して垂直に動作可能である。また円柱部３５には圧縮バネ３６が挿通されており、圧縮バネ３６は隔壁１８と弁３１の背面に作用して弁３１を弁座３２側に付勢している。

本発明は上記に説明した予作動式流水検知装置だけでなく泡消火設備に用いられる一斉開放弁にも適用可能である。また、消火設備以外の汎用バルブにも適用可能である。

１００予作動式流水検知装置
１本体
２隔壁
３一次側室
４二次側室
６連通穴
７弁体
８蓋
９制御室
１０、１１流路
１２電動弁
１３バネ
１４可変オリフィス部
１５オリフィス穴
１６、３２弁座
１７、３１弁
１９、３４スリット

Claims

消火設備配管上に設置される中空状の本体と、
本体内部を一次側室と二次側室に仕切る隔壁と、
隔壁には本体の中心軸と略平行に形成された箇所に連通穴を有し、
連通穴の上に載置された弁体と、
弁体の連通穴と対向する側と反対の面には制御室が形成されており、
制御室への充水・排水により弁体の閉止・開放が可能であり、
一次側室と制御室とを連通する流路には可変オリフィス部が設けられ、
可変オリフィス部の内部空間の一端側には前記一次側室と連通するオリフィス穴を有しており、
前記内部空間には弁が設置され、
前記内部空間における前記オリフィス穴の端に弁座が設置されており、
弁が弁座に着座した状態でオリフィス穴の通水量よりも少ない量の通水が可能な微量通水部を有しており、常時において一次側室と制御室との通水が可能であることを特徴とする消火設備用バルブ。
微量通水部は、前記弁座の近傍からオリフィス穴へと通じるスリットである請求項１記載の消火設備用バルブ。
微量通水部は、弁の弁座と着座する側の面においてオリフィス穴から弁の外周面まで刻設されたスリットである請求項１記載の消火設備用バルブ。
前記弁体は一次側室の内部に設置されている請求項１〜請求項３何れか１項記載の消火設備用バルブ。
前記内部空間において制御室側には隔壁が設置され、該隔壁は弁の周囲に伸延した周壁を有しており、隔壁を貫通する穴は周壁の内側を欠如しつつ周壁の端まで形成されている請求項１〜請求項４何れか１項記載の消火設備用バルブ。