JPH066994B2 - 開放弁 - Google Patents

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ー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55−26625
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４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し、又該
弁体6eとロッド15ａを介して相互に連動する副弁体14ｅ
をシリンダ部11ｅ内に別途設けて、該副弁体14ｅの前後
に二つの副弁室Ａ，Ｂを形成したものである。

当該開放弁は常時は弁閉状態を維持するが、火災発生時
等の非常時には、一方の副弁室Ａ側に配管16を介して流
入させることにより、副弁体14ｅ及び弁体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Ａ，Ｂ内の圧力水の流出入を
行わせる必要がある。よって、従来ではその手段とし
て、副弁室を仕切形成する仕切壁64に副弁室Ｂと連通す
る連通孔51を穿設し、又ロッド15ａには副弁室Ａと二次
側流路３とを連通させる連通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
させて弁閉動作を行わせる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り損傷させる恐
れがあり、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。

また、この種の開放弁は只単に弁閉時のウォーターハン
マー現象が防止できればよいのではなく、ウォーターハ
ンマーを生じさせない限度に於いて出来る限り迅速に弁
閉動作を行う様に考慮されねばならない。

しかしながら、前記従来のものでは、弁閉動作時の副弁
体14ｅ及び弁体6eの動作速度は連通孔51や通路52を流通
する流量、即ち開口径d₁,d₂によって定まり、当該開口
径d₁,d₂の設定が非常に困難となる難点を生じる。

しかも、一旦組立製作された後に於いては使用条件に応
じて前記開口径d₁,d₂を変更させて弁閉速度を自在に調
整することができず、開放弁の使用条件の変更により不
当なウォーターハンマーを生じたり、或いは弁閉速度が
異常に遅くなって実用上支障を生じるという致命的な問
題点を有していたのである。

それ故、本発明は開放弁の弁閉動作速度を増減調整自在
として、使用条件に対応した適正な弁閉動作速度の設定
を簡易な手段により可能ならしめることを、その目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は従来の如く弁閉時の副弁室内の排水を一定開口
面積の孔を介してバルブケーシング内の流路との相互間
で行わせるのではなく、弁閉時に於ける副弁室の排水を
開放弁の外部に行わせて、この排水量を加減することに
より弁閉速度を調整可能とし、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Ａ内への一次側水の流入に
より副弁体14を押圧させて常時弁閉状態にある弁体６の
開放動作を行わせるべく構成された開放弁に於いて、副
弁室Ａの側壁には該副弁室Ａ内の水及びエアを外部に排
水させるための排水用孔76を、立上がり状態に穿設し
て、該排水用孔76には、該排水用孔76を介して副弁室Ａ
から外部に排水される排水量を増減調整自在な流量調整
弁77を設け、且つ、前記副弁体14には、副弁室Ａ内の水
の一部を該副弁室Ａの外部に排出するための小径の連通
孔73が形成された、開放弁である。

（作用） 従って、上記構成を特徴とする開放弁では、副弁室Ａ内
に一次側水が流入した弁体６の弁開放状態に於いて、副
弁室Ａ内への一次側水の供給を停止させれば、副弁室Ａ
内の水を排水用孔76及び流量調整弁77を介して外部に排
水でき、その結果副弁体14及び弁体６を弁閉動作させる
べく移動できる。

而して、その際の副弁体14及び弁体６の移動速度は流量
調整弁77を介して行われる副弁室Ａの排水速度と対応
し、前記流量調整弁77からの排水量が少ないと弁閉速度
が小さく、又当該排水量が多いと弁閉速度が高速とな
る。従って、この流量調整弁77の排水量を加減すれば、
副弁体14及び弁体６の弁閉速度が開放弁の使用条件に応
じたウォーターハンマーを生じさせない適正な速度に自
在に設定できることとなるのである。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図中、１は一次側流路２及び二次側流路３を内部に
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に対面して設けられた弁体で、略円板状の弁
体本体78の後部に形成された筒状部70がケーシング１内
に別途装着された筒状ガイド体７に嵌入ガイドされて弁
座４との対面方向に往復動可能である。79は筒状部70よ
りも外方に突出する弁体本体78の鍔部で、一次圧Ｐが弁
閉力として有効に作用する部位である。

Ｃは前記弁体６，筒状ガイド体７，及びケーシング蓋62
の三者により形成された弁室で、一次側及び二次側流路
２，３とは仕切られた空間室として形成されている。９
は弁体６を弁座方向に押圧付勢するスプリング。10はケ
ーシング蓋62に螺着されたストッパー用軸で、弁体６が
開放移動した際のストッパー用である。71は該軸10にそ
の軸長方向に沿って穿設された貫通孔で、当該貫通孔71
を介して前記弁室Ｃ内がキャップ81等を介して弁の外部
と連通状態にあり該弁室Ｃ内は常時大気圧に維持され
る。

11は前記弁体６と対面するケーシング１の他側部に仕切
壁64を有する略筒状の補助ケーシング12を嵌合装着して
形成されたシリンダ部、13は補助ケーシング12を位置決
め固定させてその開口部を閉塞する蓋体を示す。14はシ
リンダ部11内に摺動可能に嵌合された副弁体で、該副弁
体14によりシリンダ部11内は副弁室ＡとＢに仕切形成さ
れている。又、該副弁体14の有効受圧面積Ｅは、弁体６
の有効受圧面積即ち鍔部79の面積Ｆの数倍程度に設定さ
れている。

15は前記副弁体14を弁体６と連結させるロッドで、スト
ッパー用軸10と対面するその一端部には所定深さのネジ
孔72が螺刻されている。73は副弁体14に一箇所又は複数
箇所適宜穿設された小径の連通孔。74は仕切壁64に穿設
された連通孔で、同図に示す開放弁の取付姿勢状態に於
いて仕切壁64の下部に位置すべく位置設定されている。
75は該貫通孔74の近傍に位置して弁ケーシング１の側壁
に穿設された排水用口で、当該排水用口75には開閉バル
ブ（図示せず）が接続されて常時は排水阻止状態にあ
る。

16，16ａは一次側流路２の壁面位置に開設したネジ孔1
7，17ａに夫々連結された配管で、これらは副弁室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。

76は一端側を副弁室Ａの上部に開口させて蓋体13に穿設
された排水用孔で、該排水用孔76は副弁室Ａ内から外部
への排水とエア排気との双方を可能とする立上がり状態
に形成されている。77は該排水用孔76の外側開口部に螺
着された絞り弁としての流量調整弁で、当該流量調整弁
77は副弁室Ａから外部への排水量Q₁が配管16，16ａ側か
ら副弁室Ａ内への水の流入量Q₂よりもかなり少量となる
様に小径のオリフィスを用いて、このオリフィスの開口
径を調整自在なものである。

20は副弁室Ａの下部に連通して設けられた排水路で、そ
の外側開口部には常時は閉状態にある開閉バルブ82が装
着されている。

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ー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
く弁体６が一次側流路２内の一次圧Ｐ及びスプリング９
の弾発力により弁座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，電磁弁19ａを開放させて一次側流路２内の一次
側水を配管16，16ａの双方又は何れか一方を介して副弁
室Ａ内に流入させる。この流入圧によって副弁体14及び
弁体６が矢印ａ方向に押動され、弁開放が行われる。

その際、副弁室Ａ内の一次側水の一部は排水用孔76，流
量調整弁77を介して外部に排水されるが、当該流量調整
弁77からの排水量は副弁室Ａ内の一次側水の流量に比較
すれば非常に僅かに設定されており、副弁体14の上昇は
高速で行える。また、一次側水の一部は連通孔73を介し
てＢ室に流入し、更に該Ｂ室から貫通孔74を介して二次
側流路３側に流出するが、これは前記連通孔73を小径に
設定することにより副弁室Ａ内の圧力低下を殆ど無視で
きる僅かなものにできる。よって、副弁体14と連動する
弁体６による弁開放は迅速に行われ、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、第２図に示す弁開状態に於いては一次側水を副弁室
Ａ側に供給させている限りその弁開状態を適切に維持で
きる。また、配管16，16ａ内に存在したエアが副弁室Ａ
内に流入した場合には、該副弁室Ａの上部の位置する立
上状の排水用孔76から常時開放の流量調整弁77を介して
外部に排気され、副弁室Ａ内に弁開閉動作の支障となる
不当なエアが存在することが適切に回避できる。

次に、弁閉を行うには、弁19，19ａを閉じて副弁室Ａ内
への一次側水の供給を停止させればよい。一次側流路２
内の一次圧Ｐは弁体６の鍔部79に対して弁体６を閉じさ
せる方向に常時作用しているから、副弁室Ａ内への一次
側水の供給が停止されて該副弁室Ａ内の水が流量調整弁
77を介して外部に少量ずつ流出して圧力低下を来たせ
ば、副弁体14及び弁体６が矢印ｂ方向に自然復帰するの
である。この場合に於いて、弁体６の弁閉速度は副弁体
14から外部への排水速度と密接な関係を有し、流量調整
弁77から外部への排水速度が大きい程弁体６が高速で弁
閉移動を行う。

而して、副弁体14から外部への実際の排水は流量調整弁
77の小径のオリフィスを介して少量ずつ行われるため
に、弁体６及び副弁体14の弁閉移動は低速で行われ、ウ
ォーターハンマーを生じさせない。また、流量調整弁77
からの排水量を加減することにより弁体６の弁閉速度を
自在に増減調整できるのである。よって、開放弁の使用
条件に応じてウォーターハンマーを生じさせない必要な
弁閉速度が自在に得られることとなる。

更に、弁体６を弁閉動作方向に有効に押圧させる力は弁
体６の鍔部79に作用する一次圧Ｐであるが、この鍔部79
の面積Ｆに対して副弁体14の受圧有効面積Ｅが数倍程度
の大きい面積を設定されておれば、副弁室Ａ内の水圧が
弁体６の弁閉力に対する抵抗力として有効に働く。よっ
て、流量調整弁77からの排水による副弁室Ａ内の緩やか
な圧力減少が弁体６の弁閉動作の緩和作用として有効に
働き、弁閉動作速度を一層安定化させることができる。

また、副弁体14には小径の連通孔73が設けられてなるた
めに、弁閉動作時の副弁室Ａに対する副弁体14及び弁体
６の押圧力が緩和される。その結果、弁体６の弁閉速度
を低速にするに際して流量調整弁77のオリフィス径をさ
ほど小径にする必要がなくなり、当該オリフィスの目詰
まりを好適に防止できるのである。

更に、開放弁の流水には異物等が混入されており、この
異物が副弁体14の小径の連通孔73に詰まりを生じる場合
があるが、この詰まりを生じた異物は弁開放時に於ける
副弁室Ａ内の圧力によりＢ室側に押出される。また、Ｂ
室内の異物は仕切壁64の下部の貫通孔74から二次側流路
３側に排出され、これを排水用口75から弁外部に排出で
きる。他方、副弁室Ａ内の下部に溜まる異物は排水口20
から外部に排出でき、開放弁内の各所を常時清浄な状態
で維持できる。

更に、開放弁の弁開，弁閉速度を所定の基準或いは規格
に適合させるには、これらの速度を実際に計測する必要
がある。この場合には、第３図の如くインジケータ80を
ストッパー用軸10の貫通孔71に挿通させて、その先端部
をロッド15の一端部のネジ孔72に螺着させる。この状態
で弁の開閉を行わせ、インジケータ80の寸法変化を確認
しながら時間計測を行えばよい。これは、二次側流路の
圧力変動を圧力計で計測しながら時間計測を行う場合よ
りも時間計測誤差を減少でき、正確性に優れる利点があ
る。

尚、上記実施例では、副弁体14の背面側に副弁室Ｂを設
けたが、本発明では弁閉速度は副弁室Ａの排水量調整に
より制御できるから、このＢ室を必ずしも設ける必要は
ない。但し、仕切壁64を有するＢ室を設ければ、副弁体
14の往復移動が二次側流路３の水流の影響を受ける虞が
解消され、安定した弁開閉動作を行わせるには好まし
い。

また、上記実施例では、副弁室Ａに連通する排水用孔76
を該副弁室Ａの上部位置に開口させてエア抜きをも同時
に行えるという利点を得たが、本発明は排水用孔76の穿
設位置は決してこれに限定されない。要は副弁室Ａ内の
水及びエアを弁外部に排水できる様に穿設されておれば
よく、その具体的な形成手段、位置、開口径等は問わな
い。尚、副弁室Ａ内のエア排気を行わせる手段として
は、その他自動空気排出弁を排水用孔76に別途付加する
ことも有効である。また、該排水用孔76を複数個設けて
もよいが、この場合には少なくとも何れか一つの排水用
孔76に流量調整弁77が設けられておればよい。

更に、本発明は流量調整弁77の具体的な構成も決して上
記実施例のものに限らず、その具体的な種類等は問わな
い。要は排水用孔76から排水される水量を調整できるも
のであればよい。

更に、本発明は弁体６，副弁体14，副弁室Ａ，シリンダ
部11等の各部の具体的な形状，材質，取付態様等は全て
本発明の意図する範囲内で任意に設計変更自在である。
よって、弁室Ｃの形成や副弁体14に連通孔73を設ける様
なことは必須要件ではない。

その他、本発明はその用途もスプリンクラー設備用のも
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、本発明は副弁室内の水を弁の外部に排水さ
せるための排水用孔を設けて、当該排水用孔に弁閉動作
時の副弁室から外部への排水量を増減調整自在な流量調
整弁を設けてなるために、従来の一定開口径の孔から副
弁室内の水をバルブケーシング内に排水させていた手段
の如く弁閉速度の変更が不可能となることがなく、副弁
体及び弁体の弁閉動作速度を弁外部の流量調整弁の調整
により適宜制御できることとなった。

その結果、本発明によれば開放弁の使用条件等に対応し
て弁閉速度を任意に設定変更してウォーターハンマー現
象を生じさせない限度での高速の弁閉操作が行え、その
弁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、本発明は既述の如く弁閉速度を流量調整弁により
自在に設定変更できるために、その設計製作に際して
は、従来の如く弁閉時に副弁室から排水を行わせるため
の孔の開口径を予め厳密に決定する様な必要がなくその
設計製作作業が容易となる優れた利点もある。

しかも、排水用孔が、副弁室の側壁に立上がり状態に穿
設されているので、仮に、エアが副弁室内に流入した場
合には、エアを立上状の排水用孔から常時開放の流量調
整弁を介して外部に排気でき、副弁室内に弁開閉動作を
支障となる不当なエアが存在することが適切に回避でき
る。

また、副弁体には小径の連通孔が設けられているため
に、弁閉動作時に副弁室内の水の一部を該連通孔を介し
て外部に流出させることができ、副弁室に対する副弁体
及び弁体の押圧力が緩和される。その結果、弁体の弁閉
速度を低減にするに際して流量調整弁のオリフィス径を
さほど小径にする必要がなくなり、当該オリフィスの目
詰まりを好適に防止できるのである。

【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図は弁開放時の状態を示す断面図。 第３図は弁閉速度を測定する場合の要部断面図。 第４図は従来例を示す断面図。 ２…一次側流路、３…二次側流路 ６…弁体、11…シリンダ部、14…副弁体 76…排水用孔、77…流量調整弁、Ａ…副弁室

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一次側流路２と二次側流路３との連通開口
   部５を一次側流路２内の一次圧Ｐにより押圧されて閉塞
   すべく往復動可能に設けられた弁体６と、該弁体６に対
   向する位置に設けられたリシンダ部11内に副弁室Ａを形
   成すべく該シリンダ部11内にスライド自在に嵌入され且
   つ前記弁体６と相互に連動して往復動可能な副弁体14と
   を夫々具備し、しかも前記副弁室Ａ内には、副弁体14を
   弁体６の弁開放方向に押圧可能とすべく一次側流路２内
   の一次側水を該副弁室Ａ内に流入自在としてなる開放弁
   に於いて、前記副弁室Ａの側壁には該副弁室Ａ内の水及
   びエアを外部に排水させるための排水用孔76が、立上が
   り状態に穿設されて、該排水用孔76には、該排水用孔76
   を介して副弁室Ａから外部に排水される排水量を増減調
   整自在な流量調整弁77が設けられ、且つ、前記副弁体14
   には、副弁室Ａ内の水の一部を該副弁室Ａの外部に排出
   するための小径の連通孔73が形成されてなることを特徴
   とする開放弁。