JPS5993582A - 弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は異常発生時等に確実に安全対策を講じ得る実用
性の高いガス配管等における弁装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

多数のテナントが入居（、ている地下街やビル等におけ
るガス供給本管Ｋｉｄ、地震・火災等の異常発生時にガ
スの放出を速やかに阻止して、その安全性を確保する為
の弁装置〆ｔが設けられる。

この弁装置は、ガスセンヴ、煙センサ、温度センサ等に
よって検出される異常検知信号を受けてガス供給本管を
閉塞すべく弁１０１］御される。　ｔ、ｙかして従来よ
り種々の弁装（色が開発されており、最近では電気的に
駆動されるプランシャを用いて弁の開閉を制御する方式
のものが、安全管理システムとの兼合いから広く普及す
るに至っている。

ところで、この種の弁装置にあり−ＣＦＪｉ　、弁の開
閉を制御する制御系が、異常発生に伴う停電によって機
能停止した場合でを）っても、弁を確実に閉成し得るこ
とが重要な許題となる。そこで従来では通電時にのみ弁
ン７開成する型式のグランジャを用いることが多くなさ
れているが、そのプランジャのソレノイドコイルに常時
電流を流しておかなければならないので、省エネルギの
点および安全性の点で問題があった。そこで近年自己保
持動作型のソレノイドを用い、その駆動回路を弁装置本
体とは別にした制御装置に設はて弁の制御信号のみを伝
送することが考えられている。然し乍ら、信号線が断線
【、た場合等、弁の開閉制御ができなくなると云う問題
があった。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、自己保持動作型のソレノイドを
有効に利用ｊ−て異常発生に伴う停電等が生じた場合で
あっても確実に弁を開成制御することのできる安全性に
優れた簡易な構ノ戊の実用性の高い弁装置Ｍ、を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は弁装置本体に、第１の位１ｄと紀２の位１ｒと
の間を移動してその弁の開閉をｔｌｉ制御する自己保持
動作型のソレノイドを設けると共に、電源投入時にはコ
ンデンサに電荷を蓄え、電源の遮断時には上記電荷を前
記ソレノイドのコイルを介し、て放出して前記ソレノイ
ドのシランジャ・を一方の位置から他方の位置へ強制的
に移動させる制御回路を前記弁装置本体に組込んだもの
である。

〔発明の効果〕

従って本発明によれば、正常時にはプランジャを移動さ
せて弁の開閉を確実に？ｌ＋制御することができ、異常
発生に伴う停電等によって自己保持動作型ソレノイドの
駆動制御ができなくなった場合には、コンデンサに蓄え
られた電荷によって前記ソレノイドを駆動して、プラン
ジャを強制的に所定位置に移動させることが可能となる
。従って、これをもって弁を開成制御することにより、
上記異常発生に対して適切な処置を講じ得、その安全性
を十分高いものとすることが可能となる。またその安全
動作の４ｈＫ頼性を十分確保することができ、実用−ヒ
多太なる効果が奏せられる。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例につき説明する
。

第１図は実施例に係る弁装置本体の概略構成を示す断面
図で、この弁装置本体１に自己保持動作型ソレノイド２
およびその制御回路３が組込まれる。ここに示される弁
装置本体は、ガス供給本管に接続される所謂元栓用のも
のであシ、図中４がガス導入口、５がガス流出口である
。

ガス導入口４およびガス流出口５を形Ｊ戊１．／こ下部
ケーシング６妹、その中央部に筒状の隔壁７を形成し、
その内側を前記ガス導入口４に連通するガス導入室８、
またその外側全前記ガス排出口５に連通するガス排出室
９と（２ている。また前記隔壁７には前記ガス導入室８
とガス排出室９とを連通ずる微小孔８　ａ　＋　８　ｂ
　＋　９　ａを設けたシリンダ１ｏが設けられておシ、
このシリンダ１０内にばね１１を介在させてピストン１
２が移動自在に設けられてい′る。このピストン１２は
、前記はね１１によって常時は外向きに付勢され、所定
位置に係止してピストン１２に嵌込まれたＯリング１３
によってシリンダ１０とピストン１２との間を密閉し、
前記微小孔８　ａ　ｅ８ｂ　＋　９ａを介し７たガス導
入室８とガス排出室９との連通を阻止ｌ２、つまり画室
８．９間を隔離している。そして前記はね１）に抗して
ピストン１２を移動させたとき、前記ＯリングＪ３によ
る密閉状態を解いて、前記両室８，９間を前記微小孔８
ＩＬ、８ｂ、９ｔ＋を介して連通ずるものとなっている
。

一方、上記構造の下部ケーシング６には、ダイヤフラム
１４によって支持された弁体１５を挾んで上部ケーシン
グ１６が固定される。この上部ケーシング１６ｔ」、そ
の内壁と前記ダイヤフラム１４および弁体１５との間に
二次ガス室１７を形成したもので、この二次ガス室１７
内に嵌込まれたばね１８により、常時は前記ダイヤフラ
ム１４が下向きに偏倚され、前記弁体１５によって前記
隔壁７の上端ｕｉ１口部が閉塞されている。尚、図中１
９は弁体１５に設けられたディスクシートパッキンであ
る。また弁体１５の上面には補助膜２０によって前記二
次ガス室１７とは隔離された補助ガス室２１が形成され
ている。この補助膜２０の上部に、後述するソレノイド
によって開閉制御される補助弁座２２ａ。

２２ｂが形成されている。即ち、プランジャによって進
退移動されるピストン２３は、上記補助弁座２２　ａ　
ｅ　２２　ｂに同軸に上部ケーシング１６に設けられた
孔２４を挿通【〜て、回ピストン２３に嵌込まれた０リ
ング２５によって前記補助弁座２２８また゛は２２ｂ′
ｆ、選択的に閉塞するようになっている。つまシ補助弁
座２２ｂを閉塞【〜たとき、補助弁座２２ａを開放ｌ−
で前記二次ガス室１７と補助ガス室２ノとを連通さ・ぜ
、また補助弁座２２ｍを閉塞したときには上記二次ガス
室１７と補助ガス室２１とを隔離して、且つ上記二次ガ
ス室１７を孔２４を介して上部ケーシング１６の外部に
対して開放するものとなっている。

しかして上記ピストン２３を進退駆動する自己保持動作
型ソレノイド２１、上部ケーシング１６の上側に取付け
られている。このソレノイド２は、前記ピストン２３に
連結さノｌたシランジャ２６、このプランジャ２６の移
動を制御するコイル２７とマグネット２８とからなる。

そして、マグネット２８の磁場と同方向の磁場を形成す
るように上記コイル２７にトを時通電して電磁弁ピスト
ン２６を下方へ移動させたとき、マグネ、ト２８の吸着
力によっでバネ２９の反発力に抗してその移動位置全保
持し、逆にマグネット２８の磁場と反対方向の磁場を形
成するようにコイル２７に瞬時通電したときは、マグネ
ット２８の吸着力が弱まり、バネ２９の反発力によって
マグオψット２８から離れるようになっている。このよ
うな構造のりレノイト′２は、所謂自己保持ａｈ作型の
ものとして良く知られるものであシ１前記コイル２７の
通電制御によって図に示す如き上方位置にグランジャ２
６會移動させた状態、またはグランジャ２６を下方位置
に押下げた状態をとる。このグランジャ２６が押下けら
れ、マグネット２８に保持された状態で前記ピストン２
３に設けられた。リング２５によって補助ガス室２ノの
補助弁座２２ｇが閉塞される。また上記グランジャ２６
がばね２９によって押上げられた状態で、上記０リング
２５によって二次ガス室１７が外部に対して閉塞され、
ｈ［１助ガス室２１と連通されることになる。

尚、図中３０Ｊｄ前記ソレノイド２のコイル２７の通電
を制御する前記制御回路３が組込まれるボックスであり
、３１はこのボックス３ｏ内に組込まｉする上記ｆ制御
回路３と、外部回路（中継器ヤセン・す°都）等と接続
するケーブルである。

このような構造の弁装置本体１は、前記弁体１５による
ガス導入口４側とガス排出口５　（＋１！＋との遮断は
、前記ソレノイド２のプランジャ２６を上τＩＩｌに押
上げ、これによって上部ケーシング１６の孔２４を閉塞
することにょシ行われる。

このとき、ガス導入口４がらガス導入室８に導びかれた
ガスは、弁体１５に設けらｉまた微小孔１５ａｆ通［７
て補助ガス室２１内に入り込み、更には二次ガス室１７
内に入り込む。これによって前記ガス導入室８、補助ガ
ス室２）、二次ガス室１７の圧力が等しくなり、ダイヤ
フラム１４１ｄｌｄね１Ｂ（Ｄカによって下向きに偏倚
される。そして、弁体１５の下側への移動によって弁体
１５のディスクシートパラギン１９が隔壁７の上端開口
縁に圧接され、これを閉塞する。

この状態によってガス導入室８とガス排出室９とが隔離
され、弁が閉塞されることになる。

一方、このような状態からソレノイド２を付勢してその
グランジャ２６を下側位置に移ｊＪｊｂさせると、０リ
ング２５　ＶＣ，１：っで補助ガ′ス室２）が閉塞され
、二次ガス室１７が外部に開放されることになる。この
結果、二次ガス室１７内の圧力は大気圧となり、補助ガ
ス室２ノおよびガス導入室８内のガス圧よりも低くなる
。しかしこのままでは、ガス圧面積および前記ばね１８
の力の関係によってダイヤフラム１４が上側に偏倚する
ことはなく、従って弁体１５による弁閉塞状態が維持さ
れる。ここで今、前記ビストン１２をばね１ノに抗して
操作すｆｌば、ガス導入ｖ８内のガスの一部がガス排出
室９に微小孔８ａ　＋　８　ｂ　＋　９　ａを介して流
れ込む。し、かしこのときガス排出口５の下流側が開放
状態にあると、上記ガスはそのまま外部に放出される為
、ガス排出室９の圧力が高まることが々い。この結果、
前記各室Ｆ！、１７．２１の圧力関係とばね１８の力と
の作用がその！ｆｔ残るので弁体１５は移動することが
なく、その閉塞状態が維持される。これが本弁装置本体
１の１つの安全機第１りである。これに対して、前記ガ
ス排出口５にガス本管が王宮に接続され、下流側が密閉
状態にある場合、前記ピストン１２の操作によってガス
導入室８からガス排出室９に導びかれたガスは、ガス排
出室９内の圧力を高めることになる。

この結束、ガス導入室８、ガス排出室９、そして補助ガ
ス室２１のガス圧力が等ｔ、　＜なり、これに比して二
次ガス室１７の圧力が低いことか。

ら、前記ダイヤフラム１４はばね１８の力に抗して上側
に偏倚する。これによって弁体１５が上側に移動し、ガ
ス導入室８が開放してガス排出室９と連通ずる。そして
、ガス導入口４から導入されたガスは、ガス漕人宰８、
ガス排出室９を介し、ガス排出口５から送ね出されるこ
とになる。この状態が弁開放状態である。

尚、この状態において０１１記ンレノイド２を付勢し、
ピストン２３に設けられたＯリング２５を以って二次ガ
ス室１７の外線開放を閉塞し、二次ガス室１７と補助ガ
ス室２１とを連通ずれば、二次ガス室１７内の圧力が高
めら力、ることになる。この結果、二次ガス室１７の圧
力とばね１８の力とによってダイヤフラム１４が下側に
偏倚され、弁体１５によってガス導入室８が閉塞され、
ここに弁閉塞がなされることになる。

このようにしてソレノイド２のｆｌｉ制御とピストン１
２の手動操作とによって、弁装置本体１における弁の開
閉が安全性良く制御されることになる。

ところで、上記ソレノイド２の作動を制御するものが、
前記ｄ？ワックス０に組込まれる制御回路３であり、従
来のものにあってｄ信号線の断線や停電等の事故が発生
した場合、前述したようにソレノイド２０制御駆動がで
きなくなると云う問題を有していた。この点、本装置で
用いられる制御回路３は、例えば第２図に示すように構
成さノ１、停電や断線等が生じた場合には強制的に弁を
閉塞制御する如く作用する。

第２図においてＡ、Ｂは電源入力端子であり、２７はソ
レノイド２のコイルである。このコイル２７は、上記端
子Ａ、ＢＫ所定の１１Ｊ、源が入力されたとき、サイリ
スタＳｌ　を介り、　−Ｃｆｆ１ｉ、流が通′亀される
。このザイリスタＳｘ＆；Ｉ前１１」ψ；Ｍ子Ａ。

１間に接続されたツェナーダイオードＤ！　と抵抗Ｊ　
とからなるトリが回路によってＪり１定の電源１［Ｌ圧
が人力されたときトリガされて導通し、との導通による
コイル２７０通電によってサイリスタＳ１の電位が急激
に低下したとき、その動作保持電流を維持することがで
きなくなってターンオフする。上記サイリスタＳ１の１
Ｅ位低下は、端子Ａ、Ｂに接続される電源インピーダン
スに比して、コイル２７のインピーダンスが低いことに
よって生じるものである。これにょシ、コイル２７は電
源投入によってパルス状に電流が流れることになる。そ
してこのコイル２７の通電によってソレノイド２のプラ
ンジャ２６は下側位置に移動さｉｌ、マグネット２８Ｖ
Ｃ自己保持されることになる。しかしてサイリスタＳ！
がターンオフすると、端子Ａ、Ｂに印加されるサイリス
タＳ！のトリガ電圧以下の電源によって、コンデンサＣ
Ｉが抵抗Ｒｚ、ダイオードＤ２を介して充電され、その
Ｊｉｔｌ、荷が蓄積されるようになっている。このコン
ラ′ン・すＣＩＦｊ’、　％ザイリスタＳ、を介（１，
て前記コイル２７に並列接続されるものであり、上記サ
イリスタｓ２がターンオンしたとき、−ト記コンブ′ン
ザｃ１に蓄えられた電荷がサイリスタｓ２からコイル２
７を介して放出され、コイル２７が連通’＋ｌｊされる
ようになっている。このコイル２７の逆通電によって生
じる磁場は、プランジャ２６ｆ：自己保持しているマグ
ネット２８の磁力を−Ｊ’Ｊ消すように働き前ｄ己ソレ
ノイド２のグランジャ２６がばね２９の力によって上側
位置に移動されて保持される。

ところで、上記コンデンサＣ１の充電電荷の放電ループ
を形成するサイリスタＳ２けプログラマブルユニジャン
クショントランジスタ（ＰＵＴ　）の導通によってダー
ト制御されるものである。

ｊ−’＋１ち、ＰＵＴはそのカソードに抵抗Ｒ３を接続
し、その接続点電圧をダート４６号として前記サイリス
タＳ！に印加するものである。このＰＵＴのアノードに
接続されたコンデンサ０２は抵抗Ｒ４１ＲＩ＋によって
分圧された電源電圧により、ダイオードｌ）３を介して
充電される。また））ＵＴのケ９−トに接続されたコン
デンサＣ３は抵抗Ｉｚ６を並列接続したもので、前記電
源電圧＆ＣよりダイオードＤ４を介して充電される。こ
の結呆、端子Ａ　、　１１間に電源電圧が印加され、サ
イリスタＳ１が導通してコイル２７が通電さｉｌ、この
ときサイリスタＳｌの電位（ダイオードＤ４の電位）が
低下しまた場合であっても、Ｉ）ＵＴのり“−ト電位が
アノード電位に比して常に高く設定さｉシＰＵＴが導通
することがないようになっている。

そしてＰＵＴは、端子Ａ、ｎ間に印加される電源電圧が
低下したとき、あるいは電源力ｉＢｊε断じたとき、抵
抗Ｒ６を介（またコンデン’Ｊ−Ｃｓの充電電荷の所定
の時定数をもって放電し、とｉｌによってＰＵＴのり°
゛−ドアａ位、コンテ′ンサＣ２によって与えられる一
上記ＰｔＪＴのアノード電位よりイ氏〈なったときに導
通する。これによって前君己サイリスタＳ２が導通駆動
さｉｌ−る。

かくしてこのように構）戊さ−ｈ、たｆｌｉ制御回ｊ！
３３　Ｖこよれば、同回路３の端子Ａ　、　■ｓ間ｐＣ
ｊｊｌ■定σ）１在源を加えるか、あるい０．こノＩを
切離すことによってコイル２７にソレノイド２のン０ラ
ンツヤ２６全上側位置から下側位１ｉｆｆｉに移動略せ
るμＫ　ｇ；ｈ　’ｒｌｆ、流または上記プランツヤ２
６をばＪａ２９＆てよって下側位置から上（１１１１位
置に移動させる駆ｉｉ＋ＪＪ１１＋：　ｉＡｔを流すこ
とができる。しかも、上記下１１１１位１ｔ！７５諷ら
上側位置へのプランジャ２６の１η；！υ駆動を、′電
源投入によってコンデンーリ−ＣＩＫ蓄えておいた電荷
をサイリスタＳ２からコイル２７を介して放出し、同コ
イル２７を逆通電することにより達成する。従って、上
記の如く電源の投入・遮断によってソレノイド２を制御
することのみならず、異常発生時に停電が生じた夕、あ
るいはケーブルの断線が生じたシして制御回路３のコン
トロールが不能にｋっだ場合でも、制御回路３は、その
コンデンサＣ１に蓄えた１［１；荷を放出することによ
ってコイル２７を逆通電することになる。これ故、制御
回路３は、γ［１，汀が３１１図的に制御された場合と
同様にして停電等の異常時にはコンデンサＣ１に蓄えた
電荷を以ってシランジャ２６を強制的に所定位置（上側
位置）に移動制御することになる。従って弁１□！４　
ｉｉ′４”本体１の弁が確実に閉塞されることになる。

尚、この制御回路３に関してｔ」、例えば第３図（、）
〜（ｃ）に示す如く構成してもよい。この第３図（８）
〜（ｃｌに示す回路は、コイル２７に対しで、コンデン
サＣ４に蓄えた′電荷をその市、混晶断時に強制的に流
すものであシ、通′帛動作時におけるンレノイド制御回
路と並列的に設けら）するものである。この回路によれ
ば、端子ａ＋ｂ間に所定の電源が印加されているとき、
制御用トランジスタＱ１が常にオフ状態にあり、このと
きコンデンサＣ４に電荷が蓄えらｉｌ、ることになる。

そして、上記電源が遮断したとき、コンデンサＣ４に蓄
えられた電荷によって前記トランジスタＱｌが導通され
、これによってスイッチングトラン・ソスタＱ２が導通
されて前記コンデンサＣ４に蓄えられた電荷がコイル２
７を介して放電される。

このように制御回路３　ｋ　４７１７成しでも、電源投
入によってコンデンサＣ４に蓄えられた電荷を有効に利
用して電源遮断ｎ、７にコイル２７を通電してプ、ラン
シャ２６を強制的に移動させることが可能となる。

このように本発明に係る弁装置によれば、弁装置本体に
設けられ第１の位置と第２の位置との間を移動して弁の
開閉ｔ　：ＵＩＪ御するプランジャを、上記弁装置本体
に組込まれた制御回路の電源投入時に電荷を蓄えるコ・
ンデンサと、このコンデンサに蓄えられた電荷を電源遮
断時にソレノイドのコイル罠通電してなる作用によって
、強制的に一方の位置から他方の位Ｍへと移動させるこ
とができる。従って異常発生を検知して弁装置本体を作
動させるときのみならず、上記異常発生時に制御線が断
線したシ、あるいは停電が生じた場合であっても、制御
回路３の自己作用によって弁装置本体を確実に作動させ
ることができる。これ故、その安全性、信も４性を非常
に高いものとすることができ、実用的利点が絶大である
。また、上述した如く自己保持動作型のソレノイドを用
いて弁制御がＡされるので、従来のようにソレノイドの
コイルを常に通１ａする等の不具合もなく、省エネルギ
を図り得る点で優れている。そして自己保持動作型のソ
レノイドが壱する機能を有効に利用して、確実に弁の開
閉を制御することができ、その１７ＸｔＪＪＸ；も簡単
である等の絶大なる効果が奏せられる。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば弁装置本体としてはガスの１７ｉ４閉のみならず、
石油等の他の流体を開閉制御するものであってもよい。

また弁装６＜ス１本体の機構も、他の方式のものであっ
てもよい。史には制御回路の構成も種々変形することが
できる。また弁装置本体が弁閉塞状態を常とするもので
なく、逆に異常発生時等に弁開成するものであってもよ
い。更にはプランジャの移動によって流路を切換えるも
のであってもよい。賛するに本発明はその要旨を逸脱し
ガい範囲で種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実ｈ１１Ｊ例に係る弁装置本体の’
１０１１成金示す断面図、第２図は実施例に係る制御回
路の構ｊ戊図、第３図（８）〜（ｃ）Ｉｔよそれぞれ制
御回路の他の構成例を示す１ツＩである。 １・・・弁装置本体、２・・・ソレノイド、３・・・ｉ
ｌｆ制御回路、１４・・・ダイヤフラノ・、１５・・・
弁体、２６・・・グランジャ、２７・・・コイル、５１
１８２・・・サイリスタ、Ｃ３＋　Ｃ３＊　Ｃ３＋　Ｃ
４・・・コンデンサ、Ｄｔ　　ｐ　Ｄｚ　　ｔ　Ｄｓ　
　＊　Ｄ４　・・・ダイオード、ＰＵＴ　’・・・プロ
グラマブル・ユニジャンクション・トランジスタ、ＲＩ
ＩＲ１〜Ｒ６・・・抵抗、ＱＩＦＱ？・・・トランジス
タ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁装置本体と、この弁装置本体に設けられ第１の位置と
   第２の位置との間を選択的に移動し７て上記弁装置本体
   の弁の開閉を制御する自己保持動作型のソレノイドと、
   前記弁装置本体に組込まれ電源投入時にはコンデンサに
   電荷を蓄え電源の遮断時には上記電荷を前記ソレノイド
   のコイルを介して放出して前記ソレノイドのグランジャ
   を一方の位置から他方の位１にへ強制的に移動させる制
   御回路とを具備したこと全特徴とする弁装置。