JPH11108220A - 緊急遮断弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 狭いスペースにも設置できるとともに、管路
の復旧と同時に主弁体を開弁位置に自動的に復帰させる
ことができる緊急遮断弁を提供する。 【解決手段】 主弁体を開閉するシリンダー式バルブア
クチュエーター１０は、作動室１１への一次側流体の導
入により主弁体を開く方向に作動する単作動式シリンダ
ー１３と、主弁体を閉じる方向に付勢する付勢手段（コ
イルスプリング１５）とを有している。シリンダー１３
の作動室１１には、一次側の流体圧力が所定圧力以上の
ときに開き、所定圧力未満のときに閉じる導入側パイロ
ット弁１８を備えた一次側流体導入経路１６と、一次側
の流体圧力が所定圧力以上のときに閉じ、所定圧力未満
のときに開く排出側パイロット弁１９を備えた流体排出
経路１７とが設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緊急遮断弁に関
し、詳しくは、上水道管路等の途中に設けて管路の破損
等の緊急時に管路を自動的に遮断し、復旧時には自動的
に開弁状態に復帰する緊急遮断弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】緊急遮断弁は、管路の破損や停電等の異
常発生時に管路を自動的に遮断して流体の流出を防止し
たり、ポンプ等にかかる異常負荷を防止するためのもの
であって、実開昭５７−９４７６２号公報や実開昭５７
−９４７６６号公報等に記載されているように、一般に
は、ウェイトの作用で弁体を閉じる形式のものが多く用
いられている。

【０００３】このウェイトの作用で弁体を閉じる形式の
緊急遮断弁は、通常時にはウェイトを高位置にロックし
ておき、異常時にロックを解放してウェイトを降下させ
るようにしており、ウェイトを高位置にロックする手段
としては、停電や指令所からの信号によってロック解除
位置に移動するソレノイドや、地震の揺れによって作動
する感震器、あるいは管路の流速の上昇を検知する流速
検知式等が知られている。また、このような緊急遮断弁
には、異常解消時に主弁体を開く手段として、モーター
あるいは手動で作動する弁体復帰装置が付設されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、電気的に緊急
遮断弁を作動させる形式のものは、地震等で電気回路が
破壊された場合には緊急遮断弁が作動しなくなるおそれ
があり、また、流速により緊急遮断弁を作動させる形式
のものは、管路にオリフィスを設ける必要があるなどの
問題があった。さらに、管路内の流体の流速や圧力を検
知するものでは、流速や圧力の変動が大きい場所では誤
作動を起こすおそれもある。

【０００５】しかも、緊急遮断弁を設置する際には、弁
体復帰装置を設置するスペースが必要になるだけでな
く、管路等が復旧した際には、弁体復帰装置を作動させ
て主弁体を開弁位置に復帰させなければならず、モータ
ーで作動させるものでは電気配線が必要であり、手動で
操作するものでは、開弁作業に多大な手間を要してい
た。

【０００６】そこで本発明は、狭いスペースにも設置で
きるとともに、管路の復旧と同時に主弁体を開弁位置に
自動的に復帰させることができる緊急遮断弁を提供する
ことを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の緊急遮断弁は、主弁体を開閉するシリンダ
ー式バルブアクチュエーターを備えた緊急遮断弁であっ
て、前記シリンダー式バルブアクチュエーターは、作動
室への一次側流体の導入により主弁体を開く方向に作動
する単作動式シリンダーと、主弁体を閉じる方向に付勢
する付勢手段とを有するとともに、前記シリンダーの作
動室には、一次側の流体圧力が所定圧力以上のときに開
き、所定圧力未満のときに閉じる導入側パイロット弁を
備えた一次側流体導入経路と、一次側の流体圧力が所定
圧力以上のときに閉じ、所定圧力未満のときに開く排出
側パイロット弁を備えた流体排出経路とを設けたことを
特徴としている。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の緊急遮断弁の一形
態例を示す一部断面正面図、図２及び図３は、弁体の開
閉状態を説明する断面図であって、図２は閉弁状態、図
３は開弁状態をそれぞれ示している。

【０００９】本形態例に示す緊急遮断弁は、バタフライ
弁１の弁軸２に、シリンダー式バルブアクチュエーター
１０からなる弁開閉機構を付設したものであって、シリ
ンダー式バルブアクチュエーター１０は、作動室１１に
導入される流体圧力によってピストン１２を押し出す単
作動式シリンダー１３と、ピストンロッド１２ａの直線
運動を弁軸２の回転運動に変換させるための変換部１４
と、ピストンロッド１２ａをシリンダー内に押し込む方
向に付勢するコイルスプリング１５とにより形成されて
いる。

【００１０】前記変換部１４は、図２，図３に示すよう
に、ピストンロッド１２ａに突設した摺動ピン１４ａ
と、弁軸２に固設した回動アーム１４ｂとからなるもの
で、摺動ピン１４ａは、回動アーム１４ｂに設けた摺動
溝１４ｃに摺動可能に係合している。この変換部１４
は、図２に示すように、ピストンロッド１２ａがシリン
ダー１３に押し込まれ、図において左方向に移動したと
きに主弁体３が閉じ、逆に、図３に示すように、ピスト
ンロッド１２ａがシリンダー１３から押し出され、図に
おいて右方向に移動したときに主弁体３が開くように形
成されている。

【００１１】上述のシリンダー式バルブアクチュエータ
ー１０において、コイルスプリング１５の付勢力は、主
弁体３を閉じる力とピストン１２を押し込む力の和以上
に設定され、シリンダー１３のピストン押し出し力（シ
リンダー口径）は、一次側の流体圧力によってコイルス
プリング１５を圧縮しながら主弁体３を開くことができ
るように設定される。

【００１２】前記作動室１１には、該作動室１１の流体
の導入・排出を制御するための一次側流体導入経路１６
と流体排出経路１７とが設けられており、一次側流体導
入経路１６には、一次側の流体圧力が所定圧力以上のと
きに開き、所定圧力未満のときに閉じる導入側パイロッ
ト弁１８が設けられ、流体排出経路１７には、一次側の
流体圧力が所定圧力以上のときに閉じ、所定圧力未満の
ときに開く排出側パイロット弁１９が設けられている。
一次側流体導入経路１６は、バタフライ弁１を設けた管
路４の一次側４ａに接続されており、この一次側流体導
入経路１６からは、導入側パイロット弁１８及び排出側
パイロット弁１９を作動させるためのパイロット配管１
８ａ，１９ａがそれぞれ分岐している。

【００１３】このように形成した緊急遮断弁は、管路４
に所定流量の流体が所定圧力以上で流通している際に
は、一次側流体導入経路１６からパイロット配管１８ａ
を介して流入する流体の圧力によって導入側パイロット
弁１８が開き、一次側流体の一部が一次側流体導入経路
１６を通って作動室１１に流入した状態になっており、
この作動室１１に流入した流体の圧力によってピストン
１２が押し出された位置に保持されている。したがっ
て、主弁体３は、ピストンロッド１２ａ，変換部１４の
摺動ピン１４及び回動アーム１４ｂ，弁軸２を介して、
図３に示す全開位置に保持されている。

【００１４】管路４や配水池の破損、あるいは、停電に
よる給水ポンプの停止等で管路４を流れる流体の圧力が
低下し、流体圧力が導入側パイロット弁１８の設定圧力
未満になると導入側パイロット弁１８が閉じ、さらに、
流体圧力が排出側パイロット弁１９の設定圧力未満まで
低下すると、排出側パイロット弁１９が開く。これによ
り、作動室１１が流体排出経路１７を介して開放された
状態になり、ピストン１２を押し出す力が失われるの
で、コイルスプリング１５の付勢力によってピストンロ
ッド１２ａがシリンダー１３に押し込まれ、図２に示す
ように左方向に移動して主弁体３が閉じられ、上水道の
管路や震災貯水槽の配管等が遮断される。このときの主
弁体３の閉じ速度は、流体排出経路１７や排出側パイロ
ット弁１９の口径によって適当な速度に設定することが
できる。

【００１５】この緊急遮断状態で管路４の破損等が修復
され、通常の流体の供給が始まり、管路４の流体圧力が
上昇して一次側流体圧力が排出側パイロット弁１９の設
定圧力に達すると、一次側流体導入経路１６からパイロ
ット配管１９ａを介して流入する流体の圧力によって排
出側パイロット弁１９が閉じ、さらに、流体圧力が導入
側パイロット弁１８の設定圧力に達すると、一次側流体
導入経路１６からパイロット配管１８ａを介して流入す
る流体の圧力によって導入側パイロット弁１８が開く。
これにより、一次側流体の一部が一次側流体導入経路１
６を通って作動室１１に流入し、作動室１１に流入した
流体の圧力によってピストン１２が押し出され、ピスト
ンロッド１２ａが図１において右方向に移動する。この
ピストンロッド１２ａの移動により、変換部１４を介し
て弁軸２が主弁体３を開く方向に回動し、主弁体３を全
開状態に復帰させる。

【００１６】したがって、モーター等を利用した弁体復
帰装置を設けることなく、管路４の復旧等に伴って主弁
体３を自動的に開弁状態に復帰させることができる。す
なわち、弁体復帰装置や電気配線を省略することがで
き、弁全体を小型化できるとともに、設置場所の自由度
も増大する。また、コイルスプリング１５のような付勢
手段を使用した場合は、弁軸２の方向を鉛直方向から水
平方向まで任意に設定することができる。このとき、ピ
ストン１２の作動方向は、管路４と平行とする必要はな
く、適宜な方向に設置することができる。特に、弁軸２
を水平方向とし、ピストン１２の作動方向を鉛直方向と
した場合は、単作動式シリンダー１３の作動室１１を下
方に位置させて流体圧でピストン１２を押し上げるよう
に設置することにより、ピストン１２の重量をコイルス
プリング１５のような付勢手段の付勢力に付加できるの
で、付勢手段をより小型化できるとともに、円滑な作動
も期待できる。

【００１７】さらに、作動室１１の流体を管路４に戻す
ことなく排出するようにしているので、上水道管路にも
問題なく使用することができ、流体排出経路１７からの
流体の流出状況を点検することにより、パイロット弁の
作動状態等を確認することができる。

【００１８】なお、両パイロット弁の設定圧力は、両者
を同一にすることも可能であるが、設定圧力付近で流体
に脈動が発生すると、主弁体の開閉作動が頻繁に発生し
て機器が磨耗することがあるので、導入側パイロット弁
の設定圧力と排出側パイロット弁の設定圧力とは、異な
る圧力（導入側パイロット弁が高い圧力）に設定し、通
常使用時の流体圧力の変動幅に対応した不感帯を設けて
おくことが好ましい。これにより、管路内の流体圧力が
大きく変動する場所に設置しても、誤作動を防止でき、
確実な動作が得られる。

【００１９】さらに、本発明の緊急遮断弁は、一次側の
流体圧力の回復によって自動的に主弁体が開くので、緊
急遮断弁以外の用途にも用いることができ、例えば、上
流側の配水池の水位が所定水位以下に低下したときに弁
を閉じ、所定水位以上に上昇したときに弁を開いて配水
を再開するというような使い方もできる。

【００２０】また、主弁体を閉弁方向に付勢する付勢手
段は、前述のコイルスプリングが、装置構成を単純かつ
小型化できる点で最も好ましいが、弁軸を水平方向に設
置すれば、従来と同様に、弁軸にウェイトを連結して閉
弁させることも可能である。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の緊急遮断
弁によれば、管路の破損等の緊急時には、一次側流体圧
力の低下により弁を閉じて管路を緊急遮断できるだけで
なく、管路の復旧等によって一次側の流体圧力が所定圧
力に回復したときには、自動的に弁を開き位置に復帰さ
せることができる。特に、導入側及び排出側にそれぞれ
パイロット弁を設けたので、両パイロット弁の設定圧力
を適当に設定することにより、誤作動を防止して確実な
作動が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の緊急遮断弁の一形態例を示す一部断
面正面図である。

【図２】 閉弁状態を示す断面図である。

【図３】 開弁状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１…バタフライ弁、２…弁軸、３…主弁体、１０…シリ
ンダー式バルブアクチュエーター、１１…作動室、１２
…ピストン、１３…単作動式シリンダー、１４…変換
部、１５…コイルスプリング、１６…一次側流体導入経
路、１７…流体排出経路、１８…導入側パイロット弁、
１９…排出側パイロット弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主弁体を開閉するシリンダー式バルブア
   クチュエーターを備えた緊急遮断弁であって、前記シリ
   ンダー式バルブアクチュエーターは、作動室への一次側
   流体の導入により主弁体を開く方向に作動する単作動式
   シリンダーと、主弁体を閉じる方向に付勢する付勢手段
   とを有するとともに、前記シリンダーの作動室には、一
   次側の流体圧力が所定圧力以上のときに開き、所定圧力
   未満のときに閉じる導入側パイロット弁を備えた一次側
   流体導入経路と、一次側の流体圧力が所定圧力以上のと
   きに閉じ、所定圧力未満のときに開く排出側パイロット
   弁を備えた流体排出経路とを設けたことを特徴とする緊
   急遮断弁。