JPH09317910A - ４方口切換弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非常用貯水槽設備において、弁棒のその軸方
向の移動により水道本管Ｓと貯水槽Ｔへの流路を切換え
る。 【解決手段】 弁箱１０内に第１、第２、第３弁座１９
ａ、１９ｂ、１９ｃを同一軸上に形成し、その弁座に弁
棒１４を貫通して、弁体２０ａにより第１弁座１９ａ
を、弁体２０ｂにより第２、第３弁座１９ｂ、１９ｃを
択一的に開閉可能とする。貯水槽Ｔを第１室１７ａ、第
４室１７ｄ、水道本管Ｓを第２室１７ｂ、第３室１７ｃ
に接続する。弁棒１４はシリンダ２２の作動により昇降
し、水道本管Ｓが所要の水圧の平常時のとき、同図のご
とく弁棒１４は上昇して、貯水槽Ｔと水道本管Ｓが連通
する。水圧が低下した非常時には、ばね２４によって弁
棒１４は下降し、弁体２０ａが第１弁座１９ａに、弁体
２０ｂが第２弁座１９ｂから離れて第３弁座１９ｃにそ
れぞれ当接する。これにより、貯水槽Ｔは水道本管Ｓか
ら断ち切られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、地震災害時など
に用いられる非常用貯水槽と水道本管とを接続する管路
等に設置して、それぞれの流路の変更を行なう４方口切
換弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、例えば地震等の災害発生時に
地域住民の生活水を確保したり、消火用水などとするた
めに、道路や校庭あるいは公園の地下等に非常用貯水槽
（タンク）が埋設されている。

【０００３】この非常用貯水槽設備は、一般に図７に示
すように、水道本管Ｓにバイパス管Ｐを設けて、そのバ
イパス管Ｐに貯水タンク（槽）Ｔを介設し、バイパス管
Ｐの流出入側にそれぞれ緊急遮断弁１ａ、１ｂを設ける
とともに、バイパス管Ｐの間の水道本管Ｓに緊急開放弁
２を設けたものである。図中、３は消火栓、４は手動ポ
ンプ、５は空気弁である。

【０００４】そして、平常時は、緊急遮断弁１ａ、１ｂ
を開放し、緊急開閉弁２を閉じ、水をａ、ｂ、ｃ、ｄの
矢印のごとく流して、貯水タンクＴ内に貯水するととも
に、その貯水タンクＴ内に水が停滞しないようにして腐
敗を防止している。一方、地震等の非常時（緊急時）に
は、緊急遮断弁１ａ、１ｂを閉じ、緊急開放弁２を開放
し、水道本管Ｓの流れを確保するとともに、貯水タンク
Ｔを水道本管Ｓから断ち切って、サイホン現象による貯
水タンクＴからの水の流出を防ぎ、その水を確保する。

【０００５】この非常用貯水槽設備において、上記緊急
遮断弁１ａ、１ｂ及び開閉弁２を一つの弁でもって行う
技術として、実開平６−５９６７３号公報、特開昭６４
−２１２７５号公報などに、４方口バタフライ弁を採用
したものがある。

【０００６】そのバタフライ弁Ｖは、図８に示すよう
に、一方の２口にバイパス管Ｐ、他方の２口に水道本管
Ｓをそれぞれ接続し、平常時、弁体７を鎖線のごとく位
置させ、水をａ、ｂ、ｃ、ｄの矢印のごとく流通させ、
非常時には、弁体７を実線のごとく位置させ、バイパス
管Ｐと水道本管Ｐを断ち切る構成である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記弁１ａ、１ｂ、２
を３個設置することは、経済的でないうえに、メンテナ
ンスも大変であり、さらに数が多いことは故障の確率が
高く、信頼性に欠ける。また、各弁１ａ、１ｂ、２を同
時に動作させるか、或いは順番に動作させる必要があ
り、操作性が悪い。さらに、設置スペースも広く必要と
する。

【０００８】バタフライ弁Ｖを使用したものは、弁が一
個のため、上記各問題は解決するが、弁体７の開閉操作
が回転運動のため、その回転機構が大型になる傾向にあ
り、その回転角度が正確でないと、正確な開閉がなされ
ない。したがって、回転操作に基づく、弁体７と弁座の
圧接による止水はその止水性を十分に得ることができな
い。

【０００９】この発明は、以上の実情の下、弁棒のその
軸方向の移動によって、上述の水道本管Ｓとバイパス管
Ｐの流路等を切換える４方口切換弁を提供することを課
題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、弁箱内に同一軸上をスライ
ドする弁棒を設け、この弁棒を横切る仕切壁をその弁棒
の軸方向の３個所に設けて、前記弁箱内を前記軸方向に
順々に第１、第２、第３、第４の４室に分割し、その各
室にそれぞれポートを形成し、前記各仕切壁に前記弁棒
が貫通する連通孔を形成して、前記第１室と第２室の連
通孔周縁に第１弁座、第２室と第３室の連通孔周縁に第
２弁座、第３室と第４室の連通孔周縁に第３弁座をそれ
ぞれ設け、前記弁棒には前記各弁座に接離してその連通
孔を開閉する弁体をそれぞれ設けて、その各弁体は、第
１及び第３弁座に当接する際、第２弁座から離れ、第２
弁座に当接する際には第１及び第３弁座から離れるよう
になっている構成としたのである。

【００１１】この構成の４方口切換弁は、弁棒のその軸
方向の動きによって、第１及び第３弁座に弁体が当接す
るとともに、第２弁座から弁体が離れ、第１、第４室が
閉じられ、第２、第３室が連通する状態と、第１及び第
３弁座から弁体が離れ、第２弁座に弁体が当接し、第１
室と第２室及び第３室と第４室がそれぞれ連通した状態
の二通りに切換えられる。

【００１２】この構成の４方口切換弁において、上記第
２弁座と第３弁座に接離する弁体を兼用して、その弁体
を両弁座に択一的に接離するようにするとよい（請求項
２）。

【００１３】このようにすれば、弁体が一つ減ったこと
により、その分、弁箱も小型化でき、弁自体の小型化を
図ることができる。

【００１４】さらに、上記両構成の４方口切換弁におい
て、第２弁座に接離する弁体は第１弁座を通り抜ける大
きさ、第３弁座に接離する弁体は第１、第２弁座を通り
抜ける大きさにそれぞれ設定するとよい（請求項３）。

【００１５】このようにすれば、第１弁座側から全ての
弁体を弁箱内に装入することができ、弁体のパッキング
（シール）等の交換が容易になるなど、メンテナンスに
有利なものとなる。

【００１６】上記各構成の４方口切換弁を、上述の非常
用貯水槽設備に用いるには、上記第１室と第４室に上記
バイパス管を接続し、上記第２室と第３室に上記水道本
管を接続し、前記弁箱に前記弁棒が挿入されたシリンダ
を設け、このシリンダ内に、弁棒に連動したピストンを
設けるとともにそのピストンを第２の弁座から弁体が離
れ、第１、第３の弁座に弁体が当接する方向に付勢する
ばねを設け、前記ピストンには上記水道本管内の水圧を
前記ばねの付勢力に抗するように印加し、前記水圧が高
い平常時は、その水圧により、第１、第３弁座からそれ
ぞれ弁体が離れるとともに、第２弁座に弁体が当接し、
前記水圧が低い非常時には、前記ばねにより、第１、第
３弁座にそれぞれ弁体が当接するとともに、第２弁座か
ら弁体が離れるようにする（請求項４）。

【００１７】このようにすれば、水道本管の水圧によっ
て、ばねを介して、弁棒が自動的に動き、上記の二通り
の状態が択一的になされて、平常時又は非常時の作用が
なされる。とくに、一時的な水圧低下によって、非常時
状態になっても、水圧が戻れば、自動的に平常時状態に
復帰し、貯水槽内の水が停滞して腐敗することもない。

【００１８】このとき、上記平常時は、水道本管の水圧
を上記シリンダ内に印加し、非常時には、水道本管から
のシリンダ内への水圧の印加を遮断するパイロット弁を
シリンダに付設するとよい（請求項５）。

【００１９】このようにパイロット弁を付設すると、水
道本管の水圧によるピストンの動きが確実となる。

【００２０】

【発明の実施の形態】一実施形態を図１、図２に示し、
その図において、１０は弁箱であって、第１ポート
（口）１１ａと第２ポート（口）１１ｂを有する一方の
分割体１０ａと、第３ポート（口）１１ｃと第４ポート
（口）１１ｄを有する他方の分割体１０ｂと、一方の分
割体１０ａの蓋１０ｃとから成り、両分割体１０ａと１
０ｂ、一方の分割体１０ａと蓋１０ｃはそれぞれパッキ
ング（シール）１２を介在してボルト１３により一体化
されている。ボルト１３は周囲適宜位置に設ける。

【００２１】弁箱１０の中央には弁棒１４が挿入され、
この弁棒１４は蓋１０ｃと他方の分割体１０ｂ底面の軸
受１５ａ、１５ｂによって、その軸方向に移動自在に支
持されている。また、弁箱１０内は、弁棒１４を横切る
仕切り壁１６ａ、１６ｂ、１６ｃが設けられて、第１ポ
ート１１ａの第１室１７ａ、第２ポート１１ｂの第２室
１７ｂ、第３ポート１１ｃの第３室１７ｃ、第４ポート
１１ｄの第４室１７ｄの４室に分割されている。

【００２２】各仕切壁１６ａ、１６ｂ、１６ｃには弁棒
１４が貫通する連通孔１８ａ、１８ｂ、１８ｃが形成さ
れて、その孔１８ａ、１８ｂ、１８ｃの周縁が第１、第
２、第３弁座１９ａ、１９ｂ、１９ｃとなっている。弁
棒１４にはその弁座１９ａ、１９ｂ、１９ｃに接離する
弁体２０ａ、２０ｂが設けられており、図１に示すよう
に、下側の弁体２０ｂが第２弁座１９ｂに当接している
ときには、上側の弁体２０ａは第１弁座１９ａから離
れ、図２に示すように、下側の弁体２０ｂが第２弁座１
９ｂから離れて第３弁座１９ｃに当接すると、上側の弁
体２０ａは第１弁座１９ａに当接するようになってい
る。弁体２０ａ、２０ｂの弁座１９ａ、１９ｂ、１９ｃ
との当接面にはシール２１を設けて水密を確保する。

【００２３】弁箱１０の蓋１０ｃの上部は筒状となっ
て、その筒状部に有蓋筒がねじ込まれてシリンダ２２が
形成されており、このシリンダ２２内に弁棒１４の上端
が挿入されて、その端にピストン２３が固着されてい
る。このピストン２３はばね２４によって下方に押され
ている。シリンダ２２のばね２４の反対側には、復帰用
パイロット弁３０と遮断用パイロット弁４０を介して第
２室１１ｂに連通するパイロット管２５が接続されてい
る。

【００２４】復帰用及び遮断用パイロット弁３０、４０
は、ベロフラム（藤倉ゴム（株）商品名）などのダイヤ
フラム３１、４１とそのダイヤフラム３１、４１を押す
ばね３２、４２と、ダイヤフラム３１、４１によって動
く弁体３３、４３を有する。復帰用パイロット弁３０
は、後述のように、水道本管Ｓの水圧が平常の所要値の
とき、その水圧が第２室１１ｂからパイロット管２５を
介してダイヤフラム３１に印加すると、図１のごとく上
方に撓んで、弁座３４を開放して、その水圧をピストン
２３に印加し、一方、その水圧が低下すると、図２のご
とく、ばね３２によりダイヤフラム３１が下方に撓んで
弁座３４を閉じ、水圧のピストン２３への印加を止め
る。遮断用パイロット弁４０は、上記水圧が平常のと
き、その水圧がダイヤフラム４１に印加すると、図１に
示すように上方に撓んで、弁座４４を閉じて、シリンダ
２２内の水圧印加を維持し、一方、その水圧が低下する
と、図２のごとく、ばね４２によりダイヤフラム４１が
下方に撓んで弁座４４を開放し、シリンダ２２内の水圧
を逃がす。

【００２５】この実施形態の４方口切換弁は以上の構成
であり、上述の非常用貯水槽設備に使用する場合は、第
１、第４ポート１１ａ、１１ｄに貯水槽Ｔを介設したバ
イパス管Ｐ、第２、第３ポート１１ｂ、１１ｃに水道本
管Ｓを接続する。

【００２６】この接続状態において、平常時は、水道本
管Ｓ内の水圧も所定の値があり、図１に示すように、そ
の水圧でもってパイロット弁３０、４０を介してピスト
ン２３がばね２２を圧縮して上動し（上死点位置）、弁
棒１４も上方に位置して、弁体２０ｂが第２弁座１９ｂ
に当接するとともに、弁体２０ａが第１弁座１９ａから
離れた状態を維持する。この状態は、第１室１７ａと第
２室１７ｂ、第３室１７ｃと第４室１７ｄが連通したも
のであり、水道本管Ｓの水は、同図実線又は鎖線のごと
く流れ、貯水槽Ｔ内を通過する。

【００２７】一方、地震等が生じた非常時には、水道本
管Ｓ内の水圧が低下する。この水圧低下により、図２に
示すように、パイロット弁３０、４０を介してシリンダ
２２内に水圧が全く印加されなくなり、ピストン２３は
ばね２４によって下動し（下死点位置）、弁棒１４も下
方に位置して、弁体２０ｂが第２弁座１９ｂから離れて
第３弁座１９ｃに当接するとともに、弁体２０ａが第１
弁座１９ａに当接する。この状態は、第２室１７ｂと第
３室１７ｃが連通し、第１、第４室１７ａ、１７ｄは第
２、第３室１７ｂ、１７ｃから遮断されたものであり、
水道本管Ｓの水は、同図実線又は鎖線のごとく流れ、貯
水槽Ｔ内の水は流出することがない。

【００２８】この貯水槽Ｔの閉鎖状態で、水道本管Ｓの
水圧が上昇して所要の値に復帰すると、復帰用パイロッ
ト弁３０を介してシリンダ２２内にその水圧が印加され
るとともに、遮断用パイロット弁４０によってシリンダ
２２内からの流水が阻止され、その所要の水圧によっ
て、ピストン２３が上動されて図１に示す状態に復帰す
る。すなわち、水道本管Ｓ内の水圧が、何らかの事情に
よって、一時的に低下しても、貯水槽Ｔへの流水状態に
自動的に復帰する。

【００２９】この実施形態では、下側の弁体２０ｂが、
第１弁座１９ａ（連通孔１８ａ）及び第２弁座１９ｂ
（連通孔１８ｂ）を通り抜け得る大きさのため、蓋１０
ｃを外すと、弁棒１４、各弁体２０ａ、２０ｂ、弁座シ
ートを弁箱１０内から取り出すことができ、シートの交
換など、メンテナンスが非常に簡単である。

【００３０】図３に示す実施形態は、パイロット弁３
０、４０を一つのパイロット弁５０によって成し、その
パイロット弁５０からシリンダ２２への配管２５に第
１、第２電磁弁５７、５８を介設したものである。平常
時は、第１電磁弁５７が開、第２電磁弁５８が閉じてお
り、第２室１７ｂ（水道本管Ｓ）の水圧はばね５２に抗
してダイヤフラム５１を実線のごとく上方に撓ませ、第
１弁体５３が第１弁座５４から離れるとともに、第２弁
体５５が第２弁座５６に当接し、その水圧がピストン２
３に印加して、ばね２４に抗してピストン２３を上昇さ
せる。このため、弁箱１０内の各弁体２０ａ、２０ｂ
は、実線のごとく平常時の状態となる。

【００３１】一方、非常時には、第１電磁弁５７が閉、
第２電磁弁５８が開放し、第２室１１ｂ（水道本管Ｓ）
の水圧は低下するため、ダイヤフラム５１はばね５２に
より同図鎖線のごとく下方に撓み、第１弁体５３が第１
弁座５４に当接して、シリンダ２２内への流れを阻止す
るとともに、第２弁体５５が第２弁座５６から離れて、
シリンダ２２内を開放する。このため、ばね２４により
弁棒１４は下降して、鎖線のごとく、弁箱１０内の各弁
体２０ａ、２０ｂは非常時の状態となる。

【００３２】この実施形態も、一時的に非常時の状態に
なっても、再びパイロット弁５０に所要の値の水圧が印
加すれば、上述の作用によって、平常時の状態に復帰す
る。

【００３３】なお、この実施形態は、パイロット弁５０
と電磁弁５７、５８の両者によってそれぞれ別個にシリ
ンダ２２への水圧を調節して流路の切換えを行うもので
あるが、水道本管Ｐの水圧による自圧式が優先する。こ
のため、電磁弁５７、５８は必ずしも設ける必要はな
い。電磁弁５７、５８に代えて手動弁とすることもで
き、図１の実施形態も含めて、パイロット弁３０、４
０、５０を止めて、電磁弁５７、５８、手動弁のみによ
って、シリンダ２２（ピストン２３）を動作させてもよ
い。

【００３４】図４に示す実施形態は、下側の弁体２０ｂ
の形状を代えたものであり、この弁体２０ｂは第２弁座
１９ｂの下面又は第３弁座１９ｃの上面にそれぞれ接離
して、その弁開閉を行う。また、何らかの事情によっ
て、弁箱蓋１０ｃに直接にシリンダ２２を設け得ない場
合には、同図に示すように、適宜の長さの支柱６０でも
って所要の高さにシリンダ２２を設ける。図中、６１は
弁棒１４を連結するためのカップリングである。

【００３５】図５に示す実施形態は、弁箱１０の他方の
分割体１０ｂを９０度回転させて、第１、第２ポート１
１ａ、１１ｂに対し、第３、第４ポート１１ｃ、４１ｄ
を直角方向にしたものである。このようにすることによ
り、各ポートのフランジの干渉を避け得るため、上下方
向の長さを圧縮できて、コンパクト化を図り得る。図
中、７０は仕切壁１６ｂ、１６ｃ間に設けた第２、第３
弁座１９ｂ、１９ｃをなすシートであり、筒状をしてそ
の周囲に透孔を有する。７１は弁体２０ｂに設けたガイ
ドであり、シート７０内面を摺動する。このガイド７１
を設けたことにより、下側の軸受１５ｂが不要となっ
て、コンパクト化により貢献している。

【００３６】図６に示す実施形態は、各弁座１９ａ、１
９ｂ、１９ｃにそれぞれ弁体２０ａ、２０ｂ、２０ｃを
設けたものであり、実線状態が平常時、鎖線状態が非常
時を示す。このように、弁体を別々にすれば、弁体が両
弁座間を動く必要がなくなり、弁開閉時の弁棒１４のス
トロークを短くでき、弁座間寸法が大きくなる大口径弁
に対しては有効なものとなる。

【００３７】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成し、弁棒
のその軸方向の移動によって流路切換えを行うようにし
たので、止水も完全にし得て、構造も簡単であり、コン
パクト化も図り得る。

【００３８】また、非常用貯水槽設備に採用すれば、流
路の切換えをこの発明の弁のみで行うことができ、操作
性も良いうえに、その操作も、自圧式、手動式又は電気
信号式のいずれにも容易に対応し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態の平常時の断面図

【図２】同実施形態の非常時の断面図

【図３】他の実施形態の断面図

【図４】他の実施形態の断面図

【図５】他の実施形態の断面図

【図６】他の実施形態の断面図

【図７】非常用貯水槽設備の説明図

【図８】従来例の断面図

【符号の説明】

Ｐ バイパス管 Ｓ 水道本管 Ｔ 貯水槽（タンク） １０ 弁箱 １１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ ポート（口） １４ 弁棒 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ 仕切壁 １７ａ 第１室 １７ｂ 第２室 １７ｃ 第３室 １７ｄ 第４室 １８ａ、１８ｂ、１８ｃ 連通孔 １９ａ 第１弁座 １９ｂ 第２弁座 １９ｃ 第３弁座 ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ 弁体 ２２ シリンダ ２３ ピストン ２４ ばね ２５ パイロット管 ３０ 復帰用パイロット弁 ４０ 遮断用パイロット弁 ５０ パイロット弁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱１０内に同一軸上をスライドする弁
   棒１４を設け、この弁棒１４を横切る仕切壁１６ａ、１
   ６ｂ、１６ｃをその弁棒１４の軸方向の３個所に設け
   て、前記弁箱１０内を前記軸方向に順々に第１、第２、
   第３、第４の４室１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに分
   割し、その各室にそれぞれポート１１ａ、１１ｂ、１１
   ｃ、１１ｄを形成し、前記各仕切壁に前記弁棒１４が貫
   通する連通孔１８ａ、１８ｂ、１８ｃを形成して、前記
   第１室１７ａと第２室１７ｂの連通孔１８ａ周縁に第１
   弁座１９ａ、第２室１７ｂと第３室１７ｃの連通孔１８
   ｂ周縁に第２弁座１９ｂ、第３室１７ｃと第４室１７ｄ
   の連通孔１８ｃ周縁に第３弁座１９ｃをそれぞれ設け、
   前記弁棒１４には前記各弁座に接離してその連通孔を開
   閉する弁体２０ａ、２０ｂをそれぞれ設けて、その各弁
   体は、第１及び第３弁座１９ａ、１９ｃに当接する際、
   第２弁座１９ｂから離れ、第２弁座１９ｂに当接する際
   には第１及び第３弁座１９ａ、１９ｃから離れるように
   なっていることを特徴とする４方口切換弁。
2. 【請求項２】 上記第２弁座１９ｂと第３弁座１９ｃに
   接離する弁体２０ｂを兼用して、その弁体２０ｂを両弁
   座１９ｂ、１９ｃに択一的に接離するようにしたことを
   特徴とする請求項１記載の４方口切換弁。
3. 【請求項３】 第２弁座１９ｂに接離する弁体２０ｂは
   第１弁座１９ａを通り抜ける大きさ、第３弁座１９ｃに
   接離する弁体２０ｂは第１、第２弁座１９ａ、１９ｂを
   通り抜ける大きさにそれぞれ設定したことを特徴とする
   請求項１又は２記載の４方口切換弁。
4. 【請求項４】 水道本管Ｓに非常用貯水槽Ｔを介設した
   バイパス管Ｐを設け、その水道本管Ｓとバイパス管Ｐの
   連通を開閉して、水道本管Ｓの流れをバイパス管Ｐを通
   した状態と通さない状態にする流路切換用として用いる
   請求項１乃至３のいずれか一つ記載の４方口切換弁であ
   って、 上記第１室１７ａと第４室１７ｄに上記バイパス管Ｐを
   接続し、上記第２室１７ｂと第３室１７ｃに上記水道本
   管Ｓを接続し、 上記弁箱１０に上記弁棒１４が挿入されたシリンダ２２
   を設け、このシリンダ２２内に、弁棒１４に連動したピ
   ストン２３を設けるとともにそのピストン２３を第２の
   弁座１９ｂから弁体２０ｂが離れ、第１、第３の弁座１
   ９ａ、１９ｃに弁体２０ａ、２０ｂが当接する方向に付
   勢するばね２４を設け、前記ピストン２３には上記水道
   本管Ｓ内の水圧を前記ばね２４の付勢力に抗するように
   印加し、 上記水圧が高い平常時は、その水圧により、第１、第３
   弁座１９ａ、１９ｃからそれぞれ弁体２０ａ、２０ｂが
   離れるとともに、第２弁座１９ｂに弁体２０ｂが当接
   し、上記水圧が低い非常時には、上記ばね２４により、
   第１、第３弁座１９ａ、１９ｃにそれぞれ弁体２０ａ、
   ２０ｂが当接するとともに、第２弁座１９ｂから弁体２
   ０ｂが離れるようにしたことを特徴とする非常貯水槽用
   ４方口切換弁。
5. 【請求項５】 上記平常時は、水道本管Ｓの水圧を上記
   シリンダ２２内に印加し、非常時には、水道本管Ｓから
   のシリンダ２２内への水圧の印加を遮断するパイロット
   弁４０をシリンダ２２に付設したことを特徴とする請求
   項４記載の非常貯水槽用４方口切換弁。