JPH0610676U

JPH0610676U - ウオータハンマ防止機能付開放弁

Info

Publication number: JPH0610676U
Application number: JP5000792U
Authority: JP
Inventors: 宣之近藤; 進中川
Original assignee: フシマン株式会社
Priority date: 1992-07-16
Filing date: 1992-07-16
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2007-07-16
Also published as: JP2579433Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】消火設備用の地上送水配管において、厳寒時
には配管内の水を抜いておき、ポンプを起動してもウオ
ータハンマを発生することなく消火放水できる開放弁を
提供する。【構成】弁箱１内をダイヤフラム３により圧力室とダ
イヤフラム室3aとに区画し、ダイヤフラム室3aにはダイ
ヤフラム３を圧力室側へ押すスプリング９を、圧力室に
は１次側と２次側を遮断する主弁口Ｋ₃を設け、更に１
次側と２次側との間を２通りの連通管を設けて、一方の
連通管Ｒ_1,Ｒ_2,Ｒ_3,Ｒ_4,Ｒ₅には絞り弁Ｃとパイロット
弁Ｂとを、他方の連通管Ｒ_6,Ｒ₇には１次側圧力調整弁
Ｄと流量調整弁Ｅとを配列し、更に絞り弁Ｃとパイロッ
ト弁Ｂとの間の連通管とダイヤフラム室3aとを連通して
構成される自力式パイロット作動式開放弁Ａであって、
前記パイロット弁Ｂは２次側圧力が所定値より高くなる
と開弁するように設定したことを特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、石油タンクヤードなどの消火設備用のウオータハンマ防止機能付開放弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、石油タンクヤードなどの消火設備用送水配管は埋設配管であったので、冬期でも凍結する心配はなかった。従って配管は常時満水状態で保持され、ポンプを起動すれば直ちに末端の放水設備から放水することが可能であった。従って送水ラインに特別な役割をなす特殊弁を設置する必要がなかった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

埋設配管とした場合には、地震発生の時、必ずしも安全とは言い難いため、消火設備の配管は地上設置するように改められた。地上配管にする場合、冬期には配管内の水が凍結して、配管が破壊する危険があるため、保温などにより凍結を防止したり、配管内の水を抜いておいたりする対策が必要であった。保温により水管の凍結を防止しようとすれば、石油タンクヤードなどにおいては火気厳禁のため防爆対策を講じなければならず、非常に経費が嵩むという問題がある。

【０００４】また、配管内の水を抜いておいた場合には、そのまま送水を開始しようとしてポンプを起動させると、ポンプ起動時には配管内が空のために流水速度が早過ぎて、ウオータハンマが発生し、その衝撃圧のために配管が破壊されるという別の問題が発生する。また流水速度を遅くしてウオータハンマを防止しようとすれば配管を太くしなければならず、スペースと費用がかかり、更に放水するまでに時間が掛かるなどの問題があった。

【０００５】本考案は斯る実情に鑑み、常時は高架水槽や地上タンクなどに接続された配管部分をポンプの直ぐ後側で遮断し、送水管を空にしておき、ポンプ起動時には一定の流速で水を流してウオータハンマを発生させない条件に保ちつつ送水管を満水にする。そして送水配管がほぼ満水になった時点からは、ポンプ容量の最大限まで流量を増大して送水配管に水を送り込むことができる手段を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、弁箱内をダイヤフラムにより圧力室とダイヤフラム室とに区画し、該ダイヤフラム室には前記ダイヤフラムを圧力室側へ押圧するスプリングを設け、前記圧力室には１次側と２次側を遮断する主弁口を設け、該主弁口の１次側と２次側の間に連通管を介して絞り弁と、２次側圧力が設定圧力よりも高くなると開弁するパイロット弁とを配設し、前記絞り弁とパイロット弁の中間点と前記ダイヤフラム室とを連通してなる自力式パイロット作動式開放弁と、該開放弁の１次側と２次側を更に別の連通管で連通し、該連通管中に配設した１次側圧力調整弁と流量調整弁から構成され、更に前記パイロット弁の開弁圧力を２次側立ち上がり管のヘッド圧力よりも若干低い値に設定したことを特徴とする。

【０００７】

【作用】

本考案による調整弁は上述のように構成されているので、ポンプ停止時に於ては、開放弁は閉弁作用ばねとダイヤフラムに作用する１次側水槽等のヘッド圧力によって生ずる閉弁力で閉弁し、またパイロット弁及び１次側圧力調整弁では調節ばねの弾力によりそれぞれ閉弁しているので、水が２次側へ流出することはない。ポンプが起動すると、開放弁の１次側圧力が上昇し始めるが、１次側の水槽のヘッド圧力より高い所定の圧力を超えると１次側圧力調整弁が開弁し、流量調整弁を通して水は２次側へ流出する。

【０００８】このとき流量調整弁により単位時間当たりの流量は一定に制御されるため、２次側へ流出する水量は、図３に示された略水平な横引き配管部分（ロ）が満水になるまで、一定量に保持される。そして、横引き配管部分（ロ）が満水し、更に空気が充満していた２次側送水配管内の末端の立ち上がり部分（ハ）が水で満たされ始めると、２次側圧力は増加し始める。２次側送水管内の圧力が２次側送水管の立ち上がりによるヘッド圧の最高値よりやや低い所定値まで上昇すると、パイロット弁が開弁して主弁口のダイヤフラム室の圧力を２次側へ排出する。

【０００９】即ち、絞り弁がダイヤフラム室へ供給する水量よりもパイロット弁が２次側へ排出する水量が多くなるとダイヤフラム室の圧力が降下し、『閉弁作用ばね力とダイヤフラムの閉弁力との和』が『主弁口に加わる開弁力』より小さくなると、主弁口が全開して送水管とポンプの間の遮閉物が無くなり、ポンプ能力の限界までの給水量が配管末端の放水設備へ供給される。

【００１０】この様にポンプが停止している状態においては、開放弁及び１次側圧力調整弁が閉弁しているので２次側への水の流出はなく、配管を空気で充満させて凍結による配管破損を防止することが出来、更にポンプ作動時においては、送り配管が凍結防止のために実施している空の状態から放水状態へと移行する間に、２次側配管がほぼ満水になる迄は流量調整弁によりウオータハンマを誘発しない管内流速に調整して送水し、配管を水で充満させ、かつほぼ満水状態になったら主弁口が全開してポンプから送られる水を全量通過させるため、ウオータハンマなどを発生させることなく、順調な放水を行うことが出来る。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案によるウオータハンマ防止機能付開放弁の１実施例について、図１に基づき基本構成を説明する。Ａは開放弁、Ｂは検出圧力が上昇すると開弁するパイロット弁、Ｃは絞り弁、Ｄは１次側圧力が上昇すると開弁する１次側圧力調整弁、Ｅは流量調整弁である。１は開放弁Ａの弁箱であって、この弁箱１には蓋２がダイヤフラム３を介して周縁フランジ部で固定されている。

【００１２】また、弁箱１には１次側開口Ｋ₁と２次側開口Ｋ₂と主弁座４とが形成されている。そして、主弁体５，ダイヤフラム３，ダイヤフラム受６は共にその中心部を弁棒７に貫通されて、この弁棒７とナット８により主弁座４上に固定されている。この弁棒７は、上下方向に摺動自在に上下２ケ所でガイドされている。蓋２とダイヤフラム受６の間には、ばね９が圧縮された状態で組付けられており、このばね９は主弁体５を主弁座４側に押圧している。

【００１３】弁箱１の１次側開口Ｋ₁と蓋２との間には絞り弁Ｃが連通管Ｒ₁と連通管Ｒ₂ により連通されており、両連通管Ｒ₁，Ｒ₂の流通断面積は、パイロット弁Ｂの全開時の流通断面積より小さめに設定されている。またパイロット弁Ｂは蓋２と弁箱１の２次側開口Ｋ₂に連通管Ｒ₃と連通管Ｒ₄により連通されており、連通管Ｒ₄は分岐してパイロット弁Ｂのダイヤフラム室にも連通管Ｒ₅により連通されている。

【００１４】図２に基づきパイロット弁Ｂについて説明する。パイロット弁Ｂの弁箱20には連通管Ｒ₃の一端が接続される連通口21と連通管Ｒ₄の一端が接続される連通口 22と、それらの連通口21,22 の間を連通する弁座23とから形成されている。弁箱 20の上側にはＯリング24を介して中間筒25が固定されており、また、ダイヤフラム26を介してばね保護筒27が周縁部をねじ28で一体的に固定されている。弁座23 の上側には、弁体29を組付けた弁棒30が中間筒25に上下方向に摺動自在にガイドされ、かつ摺動部はパッキン31によりシールされている。

【００１５】また、弁棒30の上端にはダイヤフラム受32と下ばね受33にダイヤフラム26が挟まれて挿入され、これらはナット34で弁棒30に固定されている。下ばね受33の上部には調整ばね35, 上ばね受36及び調整ねじ37が組付けられている。調整ねじ37 は、ばね保護筒27の上端部にねじ込まれており、この調整ねじ37のねじ込み量により調整ばね35の圧縮量を調整することが出来るように構成されている。調整ばね35のばね力は中間筒25とダイヤフラム26で形成されている受圧室38に導く連通口39から導入される圧力と対向する様になっている。

【００１６】一方、連通管Ｒ₆は開放弁Ａの弁箱１の入口側の開口Ｋ₁と１次側圧力調整弁Ｄの弁箱の入口を連通している。１次側圧力調整弁Ｄの弁箱の出口は流量調整弁Ｅに連通し、流量調整弁Ｅの出口は開放弁Ａの弁箱１の出口側開口Ｋ₂へ連通する連通管Ｒ₇に連結している。

【００１７】消火設備に本実施例を使用した場合について図３を参照して説明する。今、パイロット弁Ｂの受圧室38の水圧が２ｋgf/cm²になったらパイロット弁Ｂが開弁する様に調節ばね35を調節し、１次側圧力調整弁Ｄの圧力設定ばねの力を水圧１ｋ gf/cm²に対抗する力にし、１次側の地上タンク( イ）から停止中のポンプＰを経由して開放弁Ａの入口側（１次側）に0.5 ｋgf/cm²のヘッド圧を有する水が来ていると仮定する。

【００１８】この様にポンプＰが停止の状態では、地上タンク（イ）からの略0.5 ｋgf/cm² のヘッド圧を有する水は、連通管Ｒ₁を経て絞り弁Ｃを通過して分岐し、一方はダイヤフラム室3aへ達してダイヤフラム３に作用して下向きの力を発生し、常時下向きに作用しているばね９の力との和により、主弁体５を主弁座４側に押付けることとなり、開放弁Ａは閉じられたままの状態を保持し、１次側の水は２次側へは流れない。

【００１９】そして絞り弁Ｃを通過して分岐された他方の水は、連通管Ｒ₃を介してパイロット弁Ｂの弁箱20の入口側連通口21に達するが、弁体29は、調節ばね36が受圧室 38の圧力が２ｋgf/cm²に上昇するまで閉止するように下向きに作用しているので閉弁したままである。従って連通口22側へ水が流出することはない。

【００２０】また、連通管Ｒ₆を介して水圧１ｋgf/cm²で開弁作用する１次側圧力調整弁Ｄの入口側に達した水は、水圧0.5 ｋgf/cm²であるから１次側圧力調整弁Ｄは開弁せずここで遮断され、開放弁Ａの２次側へ流出することはない。即ち、ポンプＰが停止中のヘッド圧０．５ｋgf/cm²の水はどの通路を経ても開放弁Ａの２次側開口Ｋ₂へは流出しない。従って、弁箱１の２次側に接続された送水配管（ロ），（ハ）内は空の状態のまま保持される。

【００２１】今、ポンプＰが起動すると、開放弁Ａの１次側圧力が上昇し始める。ポンプＰが定常状態の回転となり、開放弁Ａの１次側圧力が５ｋgf/cm²まで上昇したとすると、１次側圧力調整弁Ｄは開弁作用圧力を大幅に越えた圧力を受けるため全開状態となる。そして水圧５ｋgf/cm²の水は流量調整弁Ｅで一定量の流量に調整されるのでウオータハンマが発生することもなく開放弁Ａの２次側開口Ｋ₂へ達する。この２次側開口Ｋ₂へ達した水は送水配管の横引き部分（ロ）が満水状態になるまで殆ど圧力がかからない状態で増加し続ける。

【００２２】従って、２次側開口Ｋ₂に連通管Ｒ₅を経て連通しているパイロット弁Ｂの受圧室38の圧力も殆ど０ｋgf/cm²のままなのでパイロット弁Ｂは閉弁したまま保持される。また連通管Ｒ₁を経て絞り弁Ｃを通過してダイヤフラム室3aへ流入した５ｋgf/cm²の圧力水は、主弁体５に対し下向きに作用し続けるので、開放弁Ａも閉弁したまま保持される。また、連通管Ｒ₃を経てパイロット弁Ｂへ達した水も上記の如く、パイロット弁Ｂが閉弁されているので遮断されたままである。

【００２３】更に、２次側送水配管の横引き部分（ロ）までが満水状態となり、次いで２次側送水配管の立ち上り部分（ハ）にまで水が増加して来ると、２次側送水配管内の圧力は徐々に上昇して、立ち上がり配管の２０ｍの高さまで水が達した時には２次側送水配管及び開放弁Ａの２次側開口Ｋ₂は２ｋgf/cm²の水圧を受けるようになる。

【００２４】すると、連通管Ｒ₅を介して受圧室38の圧力も２ｋgf/cm²より増加し、パイロット弁Ｂのダイヤフラム26に加わる上向きの力が調整ばね35の下向きの力に打ち勝って、弁体29は上動して連通口21に達していた水圧５ｋgf/cm²の水は開弁された弁座23を通って連通管Ｒ₄へと流出し開放弁Ａの２次側開口Ｋ₂へ流出する。

【００２５】パイロット弁Ｂの弁座23の開口面積は絞り弁Ｃの開口面積より大きくしてあるので、パイロット弁Ｂの作動によって、連通管Ｒ_{2 ,}連通管Ｒ₃及びダイヤフラム室3aの圧力は約２ｋgf/cm²まで降下する。そうなると、ばね９とダイヤフラム３に加わる下向きの圧力( 約２ｋgf/cm²) より主弁体４に加わる上向きの圧力( ５ｋgf/cm²) の方が大きくなり、主弁体４は上動して主弁口Ｋ₃は開口されて、１次側の水は広い主弁口Ｋ₃を通過して２次側へ流れることになる。そして２次側送水配管の末端配管の高さ３０ｍまで達すると水はノズル（ニ）から放水されて、開放弁Ａの２次側開口Ｋ₂,連通管Ｒ₂,Ｒ₃,Ｒ₄,Ｒ₅,ダイヤフラム室3a及び受圧室38は総て圧力３ｋgf/cm²で一定となり送水状態は安定して続行される。

【００２６】開放弁Ａの主弁体４が開口した時は、送水配管内は略満水状態となっているため、ウオータハンマを起こさずに十分な給水状態が得られることになる。また、ポンプＰの運転を停止して送水停止した場合には、図３に示す水抜弁Ｆを開放すれば、２次側開口以後の送水配管全体（ロ）〜（ニ）中の水は抜かれ、ラインはもとの状態に戻る。

【００２７】

【考案の効果】

本考案は、上記のように構成されているので、ウオータハンマ防止機能付開放弁を消火設備の送水配管に設置することにより、常時は送水配管を空にしておいて冬期の凍結による配管損傷を防止し得、また、消火ポンプが稼働した時にはウオータハンマを発生させること無く送水配管を満水にし、次に全能力による消火活動に移ることが出来、かつその運転状態を安定に保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるウオータハンマ防止機能付開放弁
の１実施例の構成を示す断面図である。

【図２】上記開放弁に使用されるパイロット弁の断面図
である。

【図３】本考案を利用した消火設備系の１例を示す配置
図である。

【符号の説明】

Ａ開放弁Ｂパイロット弁Ｃ絞り弁Ｄ１次側圧力調整弁Ｅ流量調整弁Ｆ水抜弁Ｋ₁ １次側開口Ｋ₂ ２次側開口Ｋ₃ 主弁口ＰポンプＲ_1,Ｒ_2,Ｒ_3,Ｒ_4,Ｒ_5,Ｒ_6,Ｒ₇ 連通管１弁箱２蓋３ダイヤフラム 3a ダイヤフラム室４主弁座５主弁体６ダイヤフラム受７弁棒８ナット９ばね２０弁箱２１，２２，３９連通口２３弁座２４Ｏリング２５中間筒２６ダイヤフラム２７ばね保護筒２８ねじ２９弁体３０弁棒３１パッキン３２ダイヤフラム受３３下ばね受３４ナット３５調整ばね３６上ばね受３７調整ねじ３８受圧室

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】弁箱内をダイヤフラムにより圧力室とダ
イヤフラム室とに区画し、該ダイヤフラム室には前記ダ
イヤフラムを圧力室側へ押圧するスプリングを設け、前
記圧力室には１次側と２次側を遮断する主弁口を設け、
該主弁口の１次側と２次側の間に連通管を介して絞り弁
と、２次側圧力が設定圧力よりも高くなると開弁するパ
イロット弁とを配設し、前記絞り弁とパイロット弁の中
間点と前記ダイヤフラム室とを連通してなる自力式パイ
ロット作動式開放弁と、該開放弁の１次側と２次側を更
に別の連通管で連通し、該連通管中に配設した１次側圧
力調整弁と流量調整弁から構成され、更に前記パイロッ
ト弁の開弁圧力を２次側立ち上がり管のヘッド圧力より
も若干低い値に設定したことを特徴とするウオータハン
マ防止機能付開放弁。