JPH0630813U - 自動弁の開閉装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自動弁の開放及び遮断に於て、流入する液体
の急激な圧力変化及びこれに伴うハンチングが生じない
自動弁開放装置を提供することを目的とする。 【構成】 液体の供給装置本体に於て、流入口を有する
１次側と排出口を有する２次側とを開閉する主弁と副弁
を備え、２次側から副弁及び主弁をそれぞれ先端及び押
圧板を介して、副弁及び主弁の開閉を司る押圧杆、該押
圧杆に固着され、これと一体となって移動するピスト
ン、該ピストンによって仕切られた閉型のシリンダーの
第１室の出口と第２室の入口とを連通する第１連通孔内
に第１オリフィス（小孔）を設け、第２室の出口と該２
次側とを連通する第２連通孔内に第２オリフィス（小
孔）を設け、第１オリフィスは、第２オリフィスよりも
小さく設計したことによる自動弁を設け、該自動弁の該
第１室と１次側との間にボール弁と電動アクチュレータ
ーを連動させたことによる電動弁を介在させたことによ
る自動弁開閉装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動弁の開閉装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

水等の液体を供給する際、供給の中間段階で、弁を開閉させることは既に公知 である。

【０００３】 特に、火災の防災設備に於て、消火用の水あるいは薬剤の供給を遮断・開放す る弁については、単に火災事故の発生時だけでなく、日常の点検に於いても前記 遮断・開放が行われているが、遮断・開放時に供給装置に於て水又は薬剤による 液体圧力の急激な変化に基づいてハンチングが生じ、これによって周囲の施設（ 自動弁が建物内に設置されている場合には当該建物、トンネル内に設置されてい る場合には当該トンネル等）に多大な衝撃を与えることを免れることができなか った。

【０００４】 その１つの理由は、従来の自動弁では、自動弁制御用に制御配管途中に電磁弁 を使用していた。

【０００５】 この電磁弁の動作時間が非常に短く早い応答を示す為に、２次側への急激なる 給水によりハンチングを起こす。

【０００６】 逆に、電磁弁が閉鎖時には急に給水が停止され、自動弁が急に閉鎖しハンチン グを起こしていた。

【０００７】 この現象は、水量・圧力が共に大きくなるに従い、顕著に現れていた。

【０００８】 他方、このような衝撃をやわらげる為の弁の構造として、図１に示すような液 体の供給装置の本体１に於て、流入口３を有する１次側５と排出口４を有する２ 次側６を隔離する隔壁２に於て弁座８を設け、これに摺設し且つ開閉を行う主弁 ７を設け、主弁７に於て副弁座１０を設け、副弁座１０に対しこれと摺設し且つ 開閉を行う副弁９を設けたことによる構成があり、これは既に御庁に於て登録さ れている（登録第４１６５７５号）。

【０００９】 このような、主弁７及び副弁９を設けた構成に於ては、弁を開放し液体を供給 する場合には、ピストン１５及び押圧杆１６がシリンダー１３の位置から２次側 の方向に移動し、押圧杆１６の先端が副弁９を１次側に移動させることによって 、最初に副弁を開放し、その後押圧板１７が主弁７を１次側に移動させることに よって、これを開放する。

【００１０】 逆に、弁を遮断する場合には、押圧杆１６及びピストン１５がシリンダー１３ 側に移動し、最初に押圧板１７が主弁７を押圧した状態が終了して主弁７の遮断 が行われ、次に押圧杆１６の先端が副弁９を押圧した状態が終了して、副弁９の 遮断が行われる。

【００１１】 このように、弁の開放及び遮断が副弁及び主弁の２段階によって行なわれるの で、１次側５及び２次側６の液体の圧力の急変は緩和される。

【００１２】 しかしながら、このような主弁及び副弁を採用しても、弁の開放及び遮断時に 於けるハンチング並びにこれに伴う衝撃の発生を緩和することはできても、これ らを完全に免れることは不可能であった。

【００１３】 これは、従来技術に於て使用されているシリンダー及びピストンの構成に於て は、主弁及び副弁の開放及び遮断時に於けるピストンの移動が必ずしも緩慢では ない為、前記圧力の急変を防止することができなかったことによる。

【００１４】 ここで、従来技術に於けるピストン及びシリンダーの構成を図１によって説明 する。

【００１５】 従来技術に於ては、シリンダー１３を第１室１８と第２室１９に区分している ピストン１５にオリフィス（小孔）１５１を設け、又第２室１９の２次側６との 境界面は穿孔されることによって液体が通過自在とされており、ピストン１５を 移動させる為に、本体１の１次側から電磁弁等の制御用弁（図示せず）等を経て 液体を第１室１８に入口２４を通じて流入させた場合、第１室１８内の空気を当 該オリフィス１５１を通じて第２室１９に流入し、これに引き続いて第１室１８ に流入した液体も又第２室１９に流入し、更には該空気及び該流体は第２室１９ から穿孔された穴１９１を通じて、２次側６に流れて行くことになる。

【００１６】 しかしながら、従来の前記の如きピストン１５及びシリンダー１３の構成では 、主弁７及び副弁９の開放時に於ては、２次側６に液体が存在しないか又は十分 存在しない為、喩えオリフィス１５１の径を大きく設計して、第１室１８から第 ２室１９へ液体を速やかに移動させたとしても、第２室の圧力は微弱である。

【００１７】 この為、ピストン１５を移動させる液体を第１室１８に流入した場合、第１室 １８と第２室１９との圧力差は極めて大きい為主弁７及び副弁９を開放する方向 にピストンが移動する速度は相当大きく、これにより主弁７及び副弁９の開放も 又急激であり、主弁７及び副弁９の開放の際ハンチングを免れることができなか った訳である。

【００１８】 逆に、電磁弁等の制御弁（図示せず）を閉じることによって１次側５からシリ ンダー１３に対する液体の流入を中止し、これによってピストン１５による主弁 ７及び副弁９に対する加圧を中止する場合には、ピストン１５が１次側の液体の 押圧力によって第１室側に移動し、第１室が順次狭くなるに従って、第１室に存 在する液体はピストン１５に設けられているオリフィス１５１を通じて第２室に 流入していくことになるが、オリフィス１５１の径は、主弁７及び副弁９の開放 時に於いて気体及び液体を第１室１８から第２室１９に移動させる必要上、一定 以上小さく設計できない。

【００１９】 この為遮断に於てもピストン１５は第１室側に高速度で動きやすく、急激な遮 断が行われ、この為ハンチングを免れることができなかった訳である。

【００２０】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、主弁及び副弁の２段階による弁の遮断・開放を使用する装置に於い て、ピストン及びシリンダーの構成を従来のものと全く異なる機構を採用し、し かもピストンを移動させる為にシリンダーに供給する液体の開閉も又急激な開閉 作動を防止させることによって、前記ハンチングの発生を防止することを課題と するものである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】

前記課題を解決する為、本考案は液体の供給装置本体に於て、流入口を有する １次側と排出口を有する２次側とを開閉する主弁と副弁を備え、２次側から副弁 及び主弁をそれぞれ先端及び押圧板を介して、副弁及び主弁の開閉を司る押圧杆 、該押圧杆に固着され、これと一体となって移動するピストン、該ピストンによ って仕切られた閉型のシリンダーの第１室の出口と第２室の入口とを連通する第 １連通孔内に第１オリフィス（小孔）を設け、第２室の出口と該２次側とを連通 する第２連通孔内に第２オリフィス（小孔）を設け、第１オリフィスは、第２オ リフィスよりも小さく設計したことによる自動弁を設け、該自動弁の該第１室と １次側との間にボール弁と電動アクチュレーターを連動させたことによる電動弁 を介在させたことによる自動弁開閉装置の構成を採用している。

【００２２】

【実施例】

図２は、本考案に於て使用される自動弁の構成の実施例を示す。

【００２３】 本考案に於ては、ピストン１５には従来技術の如きオリフィスを設けず、且つ シリンダー１３に於ては、第２室は、従来技術のように２次側との境界面は穿孔 されておらず、２次側と遮断されることによって閉型をなしている。

【００２４】 但し、第１室１８の入口２０は、後述するように１次側と電動弁を介して連通 しており、出口２１は第２室１９の入口２２と第１連通孔２５を介して連通して おり、第２室１９の出口２３は２次側６と第２連通孔２７を介して連通している 。

【００２５】 実施例に於ては、第２室の出口２３は、合流口２９を介して２次側と連通して いるが、連通の形状は必ずしもこのような形状に限定される訳ではない（特に、 合流口２９を設けず、２次側にパイプ等を突出した形状による連通も可能である 。）。

【００２６】 そして、第１連通孔２５内には第１オリフィス２５１を設け、第２連通孔２７ には第２オリフィス２７１を設け、第１オリフィスの大きさを第２オリフィスの 大きさよりも小さく設計する。

【００２７】 シリンダー１３及びピストン１５を前記のように構成し、１次側から制御弁（ 図示せず）を介して第１室の入口２０から液体を注入した場合は、第１室に於い てピストン１５及び底板１４の間に存在していた空気及び該液体は第１室１８→ 第１連通孔→第２室１９→第２連通孔→合流口２９と移動することになる。

【００２８】 液体が第１室に注入された間もない段階では、第２室に於ては空気が残留して いる為、第１室１８と第２室１９との圧力差は大きく、ピストンは、比較的高速 度で主弁７及び副弁９が存在する方向に移動する。

【００２９】 液体が前記の如き移動を行うことによって、第２室に於ても充満された場合に は、第１オリフィス２５１の方が第２オリフィス２７１よりも小さく設計されて いる為、第１室内の液体は１次側からの流入圧力によって第２室の液体に比し、 圧縮される度合が大きい。

【００３０】 その反作用として、第１室１８に於ける圧力は、第２室１９に於ける圧力より も大きく、従って液体が第２室に充満した後に於ては、両者の圧力差に従ってピ ストンは順次主弁７及び副弁９が存在する方向に移動することになる。

【００３１】 このような圧力差によってピストン１５が移動するが、その移動速度は、図１ に示す従来例に比し、第１室と第２室との圧力差が極めて小さい為極めて緩慢で あり、主弁７及び副弁９の開放は徐々に行われることになる。

【００３２】 図３は、１次側５からシリンダー１３の第１室１８への液体の供給を制御弁（ 図示せず）によって停止し、主弁７及び副弁９に加えられる１次側の圧力によっ て、主弁７及び副弁９がシリンダー１３の側に移動し、これに伴い押圧杆１６及 びピストン１５が第１室に移動していく状況を示す。

【００３３】 この場合には、第１室１８は次第に小さくなるのに対し、第２室１９は次第に 大きくなる。

【００３４】 従って、第１室に存在していた液体は、第１連通孔２５を通じて第２室に移動 していくことになるが、液体の流通抵抗によって該移動の際ピストンが第１室側 に移動することに対する抵抗が発生し、これによって主弁７及び副弁９の遮断時 に於けるピストンの移動も又極めて緩慢なものとなる。

【００３５】 図４は、１次側５とシリンダー１３の第１室１８との間に介在し、且つ１次側 ５から第１室１８への液体の通過を開閉制御する電動弁の構成を示す。

【００３６】 図４に示すように、電動弁３２に於ては、穴３３１を設けたボール弁３３が液 体の通過する方向からこれを遮断する方向又はその逆方向への移動が電動モータ ー３４の回転により、徐々に行われる為、前記液体の通過及び遮断は更に緩慢な 変化によって行われる。

【００３７】 図５は、本考案の自動弁開閉装置を示すが、これによっても明らかなように、 本考案は１次側と２次側との開放及び遮断を主弁及び副弁によって行うこと、１ 次側とシリンダーの第１室との液体の通過及び遮断を電動弁によって行うこと、 及びシリンダー並びにピストンについて前記の如き構成を採用することの３つの 技術思想を組み合わす点に特徴を有している。

【００３８】

【考案の効果】

以上の如き本考案を用いて、主弁及び副弁を作動させた場合、ピストン及びシ リンダーの構成を図２、図３に示すが如き構成を採用していることに加え、１次 側からシリンダーの第１室への液体の供給を電動弁によって制御している為、開 放時及び遮断時の何れに於いても、電動弁による制御、ピストンの移動が極めて 緩慢である為、図１に示す従来技術に比し１次側と２次側との開放及び遮断は、 極めて緩慢に行われることになる。

【００３９】 因みに、図６は本考案に於いて電動弁を開いた状態から閉じた状態に移動する ことによる主弁７及び副弁９の遮断時及びその前後に於ける１次側圧力、２次側 圧力及び第１室圧力、第２室圧力の変化を示し、図７は主弁及び副弁、シリンダ ー及びピストンについて同一の構成を採用するも、電磁弁を使用した場合の１次 側圧力、２次側圧力及び第１室圧力、第２室圧力を示す。

【００４０】 これによっても明らかなようにピストン及びシリンダーに於いて前記のように 第１室と第２室の圧力差によって徐々にピストンを移行させる構成を採用しても 、１次側と第１室との間に於いて介在し制御を行う弁を、電動弁を採用するか電 磁弁を採用するかによって圧力の変化状態には顕著な相違が存在し、電磁弁を使 用した場合には、遮断時に於いて１次側圧力に多少ハンチングが生じるのに対し 、電動弁を使用した場合にはハンチングが殆ど生じていないことが判明する。

【００４１】 このように、本考案は、主弁７及び副弁９を使用した自動弁開閉装置に於いて 、図２、図３に示すが如きシリンダー及びピストンの構成を採用し、これに制御 弁として電動弁を使用する技術を組み合わせることによってハンチングの防止と いう業界の古くからの課題を達成できる点で画期的なものというべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 側断面図 従来技術による自動弁の構成を示す。

【図２】 側断面図 本願考案の自動弁の実施例の構成に於いて、副弁及び主
弁を開放する方向にピストンが移動していく状況を示
す。尚、白矢印はピストン及び押圧杆の移動方向を示
し、黒矢印は液体の移動方向を示す。

【図３】 側断面図 本願考案に於いて、主弁及び副弁を遮断する方向にピス
トンが移動していく状況を示す。

【図４】 見取図 電動弁の概略の構成を示す。

【図５】 側断面図及びブロック図 本考案の移動弁開閉装置の全体の径を示す（但し、自動
弁については側断面図によって示し、他の構成部分につ
いてはブロック図によって示す。）。

【図６】 グラフ 本願考案の自動弁開閉装置に於て、弁を閉じた段階に於
ける各部位の圧力の変化の状態を示す。

【図７】 グラフ 本願考案の電動弁に変えて、電磁弁を使用した場合の弁
を閉じた段階に於ける各部位の圧力の変化の状態を示
す。

【付合の説明】

１ 本体 ２ 隔壁 ３ 流入口 ４ 排出口 ５ １次側 ６ ２次側 ７ 主弁 ８ 弁座 ９ 副弁 １０ 副弁座 １１ 蓋体 １２ 調整支持杆 １３ シリンダー １４ 底板 １５ ピストン １５１ ピストンに於けるオリフィス １６ 押圧杆 １７ 押圧板 １８ 第１室 １９ 第２室 １９１ 第２室の孔 ２０ 入口 ２１ 出口 ２２ 入口 ２３ 出口 ２４ 入口通路 ２５ 第１連通孔 ２５１ 第１オリフィス ２７ 第２連通孔 ２７１ 第２オリフィス ２８ 分岐口 ２９ 合流口 ３０ キャップ ３１ スプリング ３３１ ボール弁の孔 ３２ 電動弁 ３３ ボール弁 ３４ 電動モータ ３５ メンテナンス弁 ３６ 排出弁 Ａ １次側圧力 Ｂ ２次側圧力 Ｃ 第１室圧力 Ｄ 第２室圧力 Ｐ バルブ閉鎖位置 Ｑ 主弁閉鎖位置 Ｒ 副弁閉鎖位置

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 液体の供給装置本体に於て、流入口を有
   する１次側と排出口を有する２次側とを開閉する主弁と
   副弁を備え、２次側から副弁及び主弁をそれぞれ先端及
   び押圧板を介して、副弁及び主弁の開閉を司る押圧杆、
   該押圧杆に固着され、これと一体となって移動するピス
   トン、該ピストンによって仕切られた閉型のシリンダー
   の第１室の出口と第２室の入口とを連通する第１連通孔
   内に第１オリフィス（小孔）を設け、第２室の出口と該
   ２次側とを連通する第２連通孔内に第２オリフィス（小
   孔）を設け、第１オリフィスは、第２オリフィスよりも
   小さく設計したことによる自動弁を設け、該自動弁の該
   第１室と１次側との間にボール弁と電動アクチュレータ
   ーを連動させたことによる電動弁を介在させたことによ
   る自動弁開閉装置。