JPH01247879A - 開放弁 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は例えばスプリンクラ−消化設備に於ける消化用
水配管経路等に設けられて使用される開放弁に関する。

（従来の技術） 従来、この種開放弁としては、例えば実公昭５５−２６
６２５号公報に所載のものが存在する。

すなわち、この従来のものは、第５図の如く一次側流路
２と二次側流路３との連通開口部５を一次側圧Ｐが作用
される弁体６ｅによって常時閉塞し得る様に構成された
ものであるが、流路２，３と仕切られて形成された副弁
室１１内には、前記弁体６ｅに当接するロッド１５ａに
止着され”ζ弁体６ｅと連動する副弁体１４ｅを設けた
ものである。

当該開放弁は常時は弁閉状態を維持し、又火災発生時等
の非常時には、副弁室ｌｌの第一室Ａ側に流体圧を導入
させることにより、弁体６ｅを上昇させて連通開口部５
の開放が行えるのである。

また、上記の如き開放弁に於いては、弁体６ｅ及び副弁
体１４ｅの上下昇降動作時に、副弁室１１の第一室Ａ及
び第二室Ｂ内に流体の流出入を行わせねばならない。よ
って、従来ではその手段として、副弁室１１を仕切形成
する仕切壁５ｏに第二室Ｂと連通ずる連通孔５１を穿設
し、又ロッド１５ａには第一室Ａと二次側流路３とを連
通させる通路５２が設けられている。

（発明が解決しようとする問題点） 而して、周知の如くこの種開放弁は弁体６ｅを急速に下
降させて弁閉動作を高速で行うとウォーターハンマー現
象が生じて、他の流体機器等を水撃作用によって損傷さ
せる恐れがある。よって、その設計に際してはこのウォ
ーターハンマー現象を発生させない様に極力留意する必
要がある。

ところで、前記従来のものでは、弁閉時の弁体６ｅの下
降速度を小さくしてウォーターハンマーを防止させるに
は、連通孔５１及び通路５２の開口径ｄ、。

ｄ２を小さくして、連通孔５１から第二室Ｂ内への流体
流入速度と第一室Ａから通路５２側への流体流出速度を
夫々低速にせねばならない。

しかしながら、この様にウォーターハンマーを防止すべ
く連通孔５１と通路５２の開口径ｄ、、　ｄ、を小さく
設定したのでは、弁を開放させるべく副弁室１１の第一
室Ａ内に流体圧を導入させた際に連通孔５１を介して行
われる第二室Ｂの流体排出速度も遅くなって、副弁体１
４の上昇速度も低下する。

よって、従来ではウォーターハンマーを防止させるには
、開放弁の弁開放速度も必然的に低下して、非常時に於
ける急速な弁開放が行えず、その応答性に致命的な問題
点を生じていた。

それ故、本発明はウォーターハンマーの発生を適切に防
止させながらも弁開放時の動作速度を高速に可能ならし
めることを、その目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は弁体又は副弁体が往復動して弁の開閉動作を行
う際にこれに対応して容積が増減される室に大気エアを
流出入させる様に構成して、このエアの吸排気の流量を
制御せしめることにより弁の開閉動作速度を調整し、も
って上記従来の問題点を解決せんとして構成されたもの
である。

すなわち、本発明は、副弁室１１の第二室Ｂの側壁に、
該第二室Ｂ内に外部エアを吸出入させるための連通孔２
３を穿設し、且つ該連通孔２３には、弁閉動作時の第二
室Ｂ内へのエア吸入量を弁開動作時の第二室Ｂ内のエア
排気量よりも減少させるエア調整手段を接続して設けた
、開放弁である。

また、本発明は、前記のエア調整手段を第二室Ｂ側に接
続する手段以外のものとして、一次側及び二次側流路２
．３とは区画形成されてその内部容積が弁開動作時に減
少し且つ弁閉動作時に増大する弁室Ｃを弁体６により形
成せしめて、該弁室Ｃを形成する側壁には、該弁室Ｃ内
のエアを外部に流出入させるための連通孔２３ａを穿設
し、且つ該連通孔２３ａには、弁閉動作時の弁室Ｃ内へ
の工ア吸入量を弁開動作時の弁室Ｃ内のエア排気量より
も減少させるエア調整手段を接続して設けた、開放弁で
ある。

更にζ本発明は、上記各開放弁に於いて副弁室１１を形
成する側壁には、第一室Ａ内に混入するエアを外部にυ
１気させるためのエア抜用孔６０を第一室への外周縁位
置と連通させて穿設したものである。

（作用） 従って、Ｌ記の第二室Ｂに大気エアを流出入可能として
エア調整手段によりそのエア吸出入量を制御できる開放
弁に於いては、弁閉動作時には第二室Ｂ内への大気エア
のエア吸入量をエア調整手段によって減少させることに
より、該第二室Ｂ内へのエア流入速度を低下させて副弁
体１４及びこれと連動する弁体６の移動速度を遅くでき
、これによって２．激な弁閉を阻止できることとなる。

他方、副弁室１１の第一室Ａに流体圧を導入させて弁開
動作を行う際には、前記エア調整手段によって第二室Ｂ
から外部へのエア排気量を弁閉動作時のエア吸入量より
も大きくできるために、弁開動作時の第二室Ｂ内へのエ
ア吸入速度を大として副弁体１４及び弁体６の動作速度
を弁閉時よりも高速に設定することができ、弁開放を迅
速に行えることとなる。

また同様に、エア調整手段を弁体６にて形成された弁室
Ｃに設けた開放弁であっても、弁閉動作時にその容積が
増大される弁室Ｃが大気エアを吸入する量をエア調整手
段により少なくして弁体６の動作速度を遅くでき、また
弁開動作時には容積が減少される弁室Ｃから外部に排気
するエア量を弁閉時よりも大きくして弁体６の動作速度
を大きくでき、急速な弁開放が行えることとなる。

更に、副弁室１１の第一室Ａに流体圧を導入させて弁開
放を行う際に該第一室Ａ内にエアが混入する場合がある
が、この第一室Ａ内に混入したエアは圧縮性を有し、副
弁体１４の往復動作速度を不安定な状態とする。而して
、該第一室Ａの外周縁に連通するエア抜用孔６０を副弁
室１１の側壁に設けておけば、当該エア抜用孔６０を第
一室Ａの上部に位置させるべく開放弁の取付姿勢を設定
することにより前記第一室Ａ内の不当なエアを当該エア
抜用孔６０を介して外部に排出でき、第一室Ａ内のエア
存在に起因する弁体６の開閉動作速度のばらつきが解消
できることとなる。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

〔第１実施例〕 第１図中、１は一次側流路２及び二次側流路３を水平方
向に形成してその相互連通位置に弁座４を開設して連通
開口部５を形成してなるバルブケーシングを示す。６は
弁座４に対面して該弁座４の上方に設けられた弁体で、
ケーシングｌ内の上部に固着された筒状ガイド体７内に
嵌装されて上下往復動可能にガイドされている。８は該
弁体６に穿設された貫通孔、９は弁体６を常時下方に付
勢するスプリング、ＩＯは弁体６の上昇上限位置を設定
するための高さ調整自在なネジ体を示す。

１１はケーシング１の下部に嵌合装着された補助ケーシ
ング１２．底蓋体１３．及び仕切壁６４によって形成さ
れた副弁室で、二次側流路３及び一次側流路２とは非連
通状態に仕切られている。１４は該副弁室１１内に上下
方向に摺動可能に嵌入された副弁体で、弁体６と連動動
作すべくロッド１５を介して該弁体６と連結されている
。Ａ、Ｂは副弁体１４内が副弁体１４により二つに仕切
られて形成された第一室及び第二室を夫々示す。

１６、１６ａは一次側流路２の壁面位置に開設したネジ
孔１７．１７ａに夫々連結された配管で、これらは副弁
室１１の第一室Ａと連通して設けられたニードル弁１８
に手動開閉弁１９とパイロット電磁弁１９ａとを夫々介
して連結されている。２０は第一室Ａとニードル弁１８
との連通路２１に分岐して設けられた排水路で、その先
端部にはオリフィスを有する排水用の絞り弁２２が連結
されている。

６０は第一室Ａの外周縁位置に連通すべく副弁室１１を
形成する底蓋体１３に穿設されたエア抜用孔で、該エア
抜用孔６０にはオリフィスを有する絞り弁６１が連結さ
れている。

２３は第二室Ｂの側壁の上端位置からケーシングｌの側
壁に亙って一連に設けられた連通孔で、該連通孔２３に
は本発明のエア調整手段の一例としてのエア調整弁２４
が配管３４を介して連結されている（尚、該エア調整弁
２４はケーシングｌの接続フランジ等を回避した状態で
設けられている）。

エア調整弁２４を第２図に於いて説明すれば、２５は流
路３２を有する筒状のケーシング２６の上部に取着され
たキャップで、排気用孔２７が穿設されている。２８は
ケーシング２６内の上部に移動自在に封入されたボール
で、ケーシング２６の内部に形成された弁座２９を閉塞
するためのものである。３０はボール２８がキャップ２
５の排気用孔２７を閉塞しない様に該ボール２８の一定
以上の上昇を阻止するためのストッパーピンを示す。

３１は弁座開口部３６よりも前段位置のケーシング２６
の側壁に穿設された吸気用孔を示す。３３は該吸気用孔
３１の開口面積を増減調整自在とすべく該吸気用孔３１
内にその先端部を挿入して前後動自在に設けられたニー
ドルで、吸気用孔３１の開口面積を排気用孔２７よりも
小面積に設定し得るものである。

本実施例に係る開放弁は以上の構成からなり、次にその
使用例について説明する。

上記開放弁は例えばスプリンクラ−ヘッドに通ずる配管
部の途中位置に設けて使用されるが、常時は第１図の如
（弁体６が一次側流路２内の一次側圧Ｐ及びスプリング
９の弾発力により下方に押圧されて弁座４に着座し、連
通開口部５を閉塞した弁閉状態にある。

この状態に於いて火災等が発生して二次側の配管経路側
に消化用水を流通させる必要が生じた場合には、手動開
閉弁１９又は電磁弁１９ａを開放させて一次側流路２内
の水を配管１６．１６ａの双方又は何れかを介して副弁
室ｌｌの第一室Ａ内に流入させる。この流入圧によって
副弁体１４が押動上昇され、弁開放が行われる。尚、第
一室Ａ内に流入される水は絞り弁２２．６１を介して一
部外部に流出するが、この流出量は副弁体１４の上昇に
支障を生じない僅かな量である。

而して、その弁開放の際には副弁体１４の第二室Ｂ内の
エアが連通孔２３及びエア調整弁２４を介して外部に排
気されることとなるが、該エア調整弁２４はその際第２
図二点鎖線の如くボール２８が排気エアによって浮上し
て弁座開口部３６を開放する。よって、第二室Ｂ内のエ
アは比較的大面積の排気用孔２７から大気中に排気され
て、第二室Ｂ内のエア排気が急速に行われ、副弁体１４
及び弁体６の上昇速度が高速となるのである。その結果
、弁開放が迅速に行われて、火災発生時の消火散水作業
開始時間の短縮化が図れる。尚、エア排気はエア調整弁
２４の吸気用孔３１からも行える。

次に、上記の弁開状態から弁を閉じるには先に開放させ
ていた弁１９．１９３を閉じればよい。すなわち、弁体
６が一次側圧Ｐ及びスプリング９の弾発力によって下方
に押圧され、副弁体１４の第一室Ａ内の流入水が排水路
２０及び絞り弁２２を介して外部に排出されることによ
り弁体６が自然復帰するのである。

ところで、該弁体６の下降復帰の際には、第二室Ｂ内に
エア調整弁２４を介して外部のエア（大気）が流入する
が、該エア調整弁２４のボール２８は第２図実線で示す
如くエア吸気作用によって弁座２９に着座し開口部３６
を閉塞する。よって、大気吸入は排気用孔２７からは行
われず、該排気用孔２７よりも小さな開口面積に設定さ
れた他方の吸気用孔３１からのみ行われこととなって、
吸引エア量は排気時の流量よりも減少する。その結果、
弁体６の下降動作は弁開放時の上昇速度よりもがなり低
速となって、不当なウォーターハンマー現象を生じさせ
ないのである。

また、前記エア調整弁２４から第二室Ｂ内へのエア流入
速度は、エア調整弁２４に組込まれたニードル３３を前
後動させて吸気用孔３１の開口有効面積を増減させて調
整できるために、このニードル３３の調整によって弁体
６の上昇速度、即ち弁閉速度を配管内圧力やその他の諸
条件に応じて適宜設定変更できることとなる。更に、ウ
ォーターハンマーを防止するには弁閉速度が遅い程都合
がよいが、エア調整弁２４の吸気用孔３１を余りに小さ
くすると当該吸気用孔３１に目詰まりが発生する様な恐
れがある。しかるに、本実施例の如く吸気用孔３１の開
口面績を増減調整自在にしておけば目詰まり等に対して
も好適に対処できることとなる。

更に、上記の如くエア調整弁２４のエア吸排気量の調整
により弁体６の開閉速度が調整できるが、実際の使用に
際しては第１図の弁閉状態がら配管１６を介して第一室
Ａ内に一次流体を流入させる場合に、当該配管１６内に
存在するエアが第一室Ａ内に混入する場合がある。とこ
ろが、このエアは圧縮性を有するために、−次流体圧に
よって押動されて往復動される副弁体１４の移動速度を
不安定とし、弁開閉に要する時間にばらつきを生じさせ
る難点がある。また、この第一室Ａ内に混入したエアは
第一室Ａの上部側に浮上するために、当該エアの除去が
困難である。

よって、この様な事態の発生する恐れがある場合には、
開放弁を横向きにして第一室Ａに連通させたエア抜用孔
６０が第一室Ａの上部に位置する様にセツティングすれ
ば、このエアを適切に外部に排気できて上記の様な難点
を生じさせず、安定した弁開閉速度が得られるのである 〔第２実施例〕 次に、本発明の第２実施例について上記第１実施例を基
にして説明する。

第３図中に於いて、前記第１実施例と同一符号は同一部
材を示すが、同図中、Ｃは弁体６．ガイド体７．及びケ
ーシング上蓋６２により囲繞されて一次側及び二次側流
路２．３とは非連通状態に仕切られて形成された弁室で
、その容積は弁体６の開放動作時に減少し且つ弁閉動作
時に増大する。

２３ａは該弁室Ｃを外部と連通させるべく上蓋６２に穿
設された連通孔で、該連通孔２３ａには配管３４ａを介
して上記第１実施例に使用されたものと同一機能のエア
調整弁２４が接続されている。

６３は副弁室１１を仕切形成する仕切壁６４に一箇所酸
いは適宜複数箇所穿設された貫通孔を示す。６５は副弁
室１１の第二室Ｂを外部と連通させるべく補助ケーシン
グ１２及びケーシングｌの側壁に穿設された連通孔で、
絞り弁６６が連結されている。

本実施例は以上の構成からなり、次にその使用例につい
て説明する。

先ず、同図に示す弁閉状態から配管１６を介して第一室
Ａ内に一次側の圧力水を流入させれば、第二室Ｂ内の流
体は貫通孔６３を介して二次側流路３側に流出し、又弁
室Ｃ内のエアはエア調整弁２４を介して大気に排気され
て弁体６が適切に上昇する。

その際、エア調整弁２４の排気用孔２７から弁室Ｃ内の
エアを高速で排気でき弁開放を迅速に行える。

尚、この弁開状態に於いて第二室Ｂ内に二次側の流体が
流入しても、当該流体の一部を連通孔６５及び絞り弁６
５から外部に流出させることにより当該第二室Ｂ内の圧
力上昇を抑制でき、これによって弁開状態を好適に維持
できることとなる。

次に、弁開状態からバルブ１９．１９ａを閉じて第一室
Ａ内の流体を絞り弁２２から排出させることにより弁体
６の下降復帰を行わせる場合には、容積が増大される弁
室Ｃには吸気作用を生じ、大気エアがエア調整弁２４の
吸気用孔３１を介して流入する。

而して、このエア吸気量は先の排気時よりも少なく設定
されてなるために、弁体６の下降速度が上昇時よりもか
なり遅くなり、前記第１実施例と同様にウォーターハン
マー現象が好適に阻止されるのである。

〔他の実施例〕

尚、本発明に係るエア調整手段の具体的な構成は決して
上記実施例のエア調整弁２４に限定されない。例えば、
上記実施例に係るエア調整弁２４のケーシング２６には
吸気用孔３１を設けずに、例えば配管３４．３４ａの適
当な側面位置に吸気用孔を穿設する様にしても何ら構わ
ず、エア調整手段は必ずしも一個の調整弁として構成さ
れる必要はない。

また、エア調整弁として構成する場合には、例えば第４
図の如く構成してもよい。即ち、同図のものは、上下に
排気用孔２７．吸気用孔３１を穿設してなるケーシング
２６内に、弁座間口部４０と吸気用孔３１を夫々開閉す
るためのボール４２．４３を封入したものである。配管
３４からケーシング２６内にエアが流入されると下方の
吸気用孔３１が閉じて上方の大面積の排気用孔２７から
エア排気が行われ、その逆にエア吸入作用が生じた場合
には上方の弁座間口部４０が閉じて、小面積の下方の吸
気用孔３１からのみエア吸入が行われる。よって、当該
エア調整弁２４を用いた場合であっても上記実施例と同
様な作用が得られるのである。

本発明に係るエア調整手段は、要は弁閉動作時に於ける
第二室Ｂ又は弁室Ｃ内へのエア吸入量を弁開動作時の第
二室Ｂ内のエア排気量よりも減少させ得る手段であれば
よく、その各部の具体的な構成は任意に設計変更自在で
ある。また、本発明は上記実施例の如くエア調整弁２４
の吸気用孔３１の開口面積をニードル３３にて増ｔＪｊ
ｉ調整させて、弁閉速度の可変設定が行える様にするこ
とが実用上好ましいが、本発明はこの様なエア吸入量の
可変手段は必須条件ではない。

更に、本発明は副弁体１４の第二室Ｂに連通して設ける
連通孔２３、或いは弁室Ｃに連通して設ける連通孔２３
ａの具体的な形成手段や形状等も決して上記実施例の如
く限定されず、要は第二室Ｂ又は弁室Ｃが弁の外部と連
通ずる状態に設けられておればよい。

更に、本発明は副弁室１１の第一室Ａに設けるエア抜用
孔６０には必ずしも実施例の如き絞り弁６１を装着する
必要はなく、これに換えて自動エア抜弁を装着したり、
或いは単なる小径の孔として形成するだけでもよい。又
、エア抜用孔６０の具体的穿設位置も上記実施例の位置
に限定されず、要は開放弁を横向き状態等に設置させる
ことにより第一室Ａ内のエアを外部に排出可能とすべ（
第一室への外周縁に連通した状態で穿設されておればよ
い。

その他、本発明は弁体６．副弁体１４．副弁室１１等の
各部の具体的な形状、材質、取付Ｂ様等は全て本発明の
意図する範囲内で任意に設計変更自在であり、又その用
途もスプリンクラ−設備用のものに限定されず、その他
の様々な用途に適用できるものである。

（発明の効果） 叙上の様に、本発明は副弁室の第二室内又は弁体にて区
画形成した弁室内に外部エアを流出入させるべく該第二
室又は弁室の側壁に連通孔を穿設して、当該連通孔には
弁閉動作時の第二室内又は弁室内へのエア吸入量を弁開
動作時の第二室内のエア排気量よりも減少させるエア調
整手段を接続してなるために、弁閉動作時には第二室又
は弁室内へのエア吸入量を減少させて、相互に連動する
副弁体と弁体との動作速度を低下させることにより不当
なウォーターハンマー現象を防止できるばかりか、弁開
放時に於ける第二室内又は弁室内のエア排気は弁閉動作
時に於ける第二室又は弁室のエア吸入よりも高速で行え
ることとなって、弁開放時の副弁体及び弁体の動作速度
を高速に設定で、きることとなった。

その結果、本発明によればウォーターハンマーの防止を
図りつつ、弁開放動作を従来に比して格段高速で行えて
弁開放時の応答性が向上し、非常時の弁開放機能性に優
れるという格別な効果を有するに至った。

また、本発明は副弁室の第一室の外周縁に連通ずるエア
抜用孔を穿設することにより、第一室内に導入して副弁
体を押動する流体内にエアが混入した場合には、前記エ
ア抜用孔を第一室の上部に位置する様に開放弁をセツテ
ィングして当該エア抜用孔から適切にエア抜きが図れる
こととなった。

その結果、第一室内にエアが混入する事態が生じても、
当該圧縮性のエアの存在により副弁体の動作速度が不安
定とならず、弁体の開閉動作速度のばらつきを無（して
適正な弁開閉操作を確保できるという優れた利点をも有
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る開放弁の一実施例を示す断面図。 第２図はエア調整手段の一例を示す断面図。 第３図は本発明の他の実施例を示す断面図。 第４図はエア調整手段の他の例を示す断面図。 第５図は従来例を示す断面図。 ２・・・一次側流路　３・・・二次側流路５・・・連通
開口部　６・・・弁体　　１１・・・副弁室１４・・・
副弁体　　　２３・・・連通孔　２４・・・エア調整弁
６０・・・エア抜用孔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　一次側流路２と二次側流路３との連通開口部５を開
   閉させるべく往復動可能に設けられた弁体６と、前記一
   次側及び二次側流路２、３とは仕切り状態で設けられた
   副弁室１１と、該副弁室１１を第一室Ａ及び第二室Ｂと
   して区画すべく該副弁室１１内に設けられ且つ一方の第
   一室Ａ内への流体圧の導入によって前記弁体６を押動さ
   せて弁開放を行わせるべく弁体６と連動して往復動され
   る副弁体１４とを夫々具備してなる開放弁に於いて、前
   記副弁室１１の第二室Ｂの側壁には、該第二室Ｂ内のエ
   アを外部に流出入させるための連通孔２３が穿設され、
   且つ該連通孔２３には、弁閉動作時の第二室Ｂ内へのエ
   ア吸入量を弁開動作時の第二室Ｂ内のエア排気量よりも
   減少させるエア調整手段が接続して設けられてなること
   を特徴とする開放弁。 ２　一次側流路２と二次側流路３との連通開口部５を開
   閉させるべく往復動可能に設けられた弁体６と、一次側
   及び二次側流路２、３とは区画形成されてその内部容積
   が弁開動作時に減少し且つ弁閉動作時に増大すべく弁体
   ６により形成された弁室Ｃと、前記弁体６と対向する位
   置に一次側及び二次側流路２、３とは仕切壁６３を介し
   て形成された副弁室１１と、該副弁室１１を第一室Ａ及
   び第二室Ｂとして区画すべく該副弁室１１内に設けられ
   且つ一方の第一室Ａ内への流体圧の導入によって前記弁
   体６を押動させて弁開放を行わせるべく弁体６と連動し
   て往復動される副弁体１４とを夫々具備してなる開放弁
   に於いて、前記弁室Ｃを形成する側壁には、該弁室Ｃ内
   のエアを外部に流出入させるための連通孔２３ａが穿設
   され、且つ該連通孔２３ａには、弁閉動作時の弁室Ｃ内
   へのエア吸入量を弁開動作時の弁室Ｃ内のエア排気量よ
   りも減少させるエア調整手段が接続して設けられてなる
   ことを特徴とする開放弁。 ３　副弁室１１を形成する側壁には、第一室Ａ内に混入
   するエアを外部に排気させるためのエア抜用孔６０が第
   一室Ａの外周縁位置に連通して穿設されてなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記載の開放弁
   。