JPH11211524A - 流速検知機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製品寸法を小さく抑えるとともに、フロ−セ
ンサの回動開始流速を無段階的に変更でき、微調整を可
能にした流速検知機構を提供する。 【解決手段】 ロッド２１とセンサレバー１４およびセ
ンサ軸１３を介して、フロ−センサ１１を通過水流（通
過流体）Ｗの干渉に抗して付勢するスプリング６０と、
このスプリング６０のばね力を無段階調整可能な雄ねじ
部２１Ｄおよびこの雄ねじ部２１Ｄに螺合したナット２
１Ｅによってなるばね力調整機構とによって、フロ−セ
ンサ１１の回動開始流速設定手段を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば地震発生
時などに管路を緊急遮断するための緊急遮断弁に付設さ
れる流速検知機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、地震によって流体通路として
機能している配水管が破損した緊急時においては、緊急
遮断弁によって流体通路の通水を自動的に遮断するよう
に工夫されている。緊急遮断弁として図３に示すものが
知られている。この図において、１は弁箱、２は弁体、
３は弁棒を示し、弁箱１の両端開口部に配管４Ａ，４Ｂ
が接続され、図示のような弁体２の弁開時において、矢
印Ｗで示すように、配管４Ａから配管４Ｂの方向に水が
通過する。一方、弁棒３に固着された弁体２が弁棒３と
ともにその軸線回りに約９０度回動して弁閉することに
より流体通路の閉じ状態を得ることができる。この種の
緊急遮断弁は、流速検知機構１０、係脱機構２０、回動
機構３０、トルク発生源４０およびリンク機構５０を備
えている。

【０００３】流速検知機構１０は、通過水流Ｗの流速を
検知して、流速が設定値に到達した時点で作動するよう
に構成されている。すなわち、図３ないし図６に示すよ
うに、弁箱１内に突出するフロ−センサ１１、弁箱１の
上位に水密に取付けられたフ−ド１２内で水平かつ回転
自在に支持されたセンサ軸１３、フ−ド１２の外部にお
いてセンサ軸１３の端部に支点が固着されたセンサレバ
−１４、センサレバ−１４における支点の一方側端部に
固着されたバランスウエイト１５、センサレバ−１４に
おける支点の他方側に位置して矢印Ｘ方向の摺動および
位置決め可能にセンサレバ−１４取付けられたセンサウ
エイト１６を備えており、フロ−センサ１１の上端部は
センサ軸１３に固着されている。

【０００４】係脱機構２０は、図３ないし図６に示すよ
うに、鉛直方向のロッド２１と、このロッド２１の下端
部に連結されて連動するベルクランク状のラッチレバ−
２２を備えている。ロッド２１の上端部はピン２３を介
して揺動自在にセンサレバ−１４における支点の他方側
に連結され、下端部はラッチレバ−２２の一方側延出部
２２Ａの先端部に連結されている。ラッチレバ−２２
は、ピン２２Ｂに回転自在に支持されており、他方側延
出部２２Ｄの先端部に係合爪２２ｄが設けられている。

【０００５】回動機構３０は、図３、図４、図７、図８
および図９に示すように、ラッチ３１、ウエイト３２、
ストライカ−３３を備えている。ラッチ３１は軸３４の
一端部に固着され、軸３４はシリンダベ−ス５の上部に
設けた軸受６，６によって水平かつ回転自在に支持され
ている。これにより、ラッチ３１が軸３４とともに回転
した場合に、先端爪部３１Ａのえがく回転軌跡Ｒ上で、
前記ラッチレバ−２２の係合爪２２ｄに係脱可能に対応
することになる。ウエイト３２は、斜め上方にのびるレ
バ−３５を介して軸３４の他端部に固着されている。ス
トライカ−３３は、斜め下方向にのびて互いに対向する
左右１対のア−ム部３３Ａ，３３Ａと、これらア−ム部
３３Ａ，３３Ａの下端部を互いに連結した水平方向のス
トライキングピン３３Ｂを備えたＵ字状に形成され、ア
−ム部３３Ａ，３３Ａの上端部が、軸受６，６の間で軸
３４に固着されている。

【０００６】トルク発生源４０は、図３に示すように、
レバ−４１を介して弁棒３の一端部に取付けられたウエ
イト４２によって構成されている。リンク機構５０は、
図３、図７、図９および図１０に示すように、第１リン
ク５１、第２リンク５２、レバ−５３を備えている。第
１リンク５１の先端部は水平方向のピン５４を介して固
定部材５５に回転自在に支持され、後端部は水平方向の
ピン５６を介して第２リンク５２の先端部に関節結合さ
れているとともに、第２リンク５２の後端部が水平方向
のピン５７を介してレバ−５３の上端部に回転自在に連
結されている。また、第１リンク５１を上下方向に貫通
してボルト・ナットによってなる位置決め部材５８が取
付けられ、この位置決め部材５８の下端がストッパ−５
８Ａに当接することにより、リンク機構５０の思案点Ｃ
の下方側（一方側）への作動が限度内に規制される。前
記レバ−５３は、弁棒３の他端部に固着されており、そ
の下端部に水平方向のピン５９を介して油圧シリンダ７
におけるピストンロッド７Ａの先端部が連結されてい
る。さらに、レバ−５３の下端部に突子５３Ａが突設さ
れているとともに、その後方に開度指針５３Ｂを設けて
ある。なお、前記油圧シリンダ７は、図８に示すよう
に、水平方向のトラニオン８を介してシリンダベ−ス５
およびこのシリンダベ−ス５の一側開口を着脱可能に閉
塞しているトラニオンカバ−５Ａに揺動自在に支持され
ている。なお、図４において、１７は上部ストッパ、１
８は下部ストッパを示し、それぞれはセンサレバ−１４
におけるバランスウエイト１４の近傍に対応して設けら
れている。また、図７において、９Ａ，９Ｂはリミット
スイッチ、９Ｃは開度目盛板、９Ｄはストッパを示し、
リミットスイッチ９Ａ，９Ｂは、レバ−５３が弁棒３と
ともに回転した場合に、突子５３Ａのえがく回転軌跡Ｒ
上に対応して設けられ、開度目盛板９Ｃは開度指針５３
Ｂに対応して設けられている。

【０００７】このように構成された緊急遮断弁におい
て、図４に示す通過水流Ｗの流速が設定値未満の領域で
は、流速検知機構１０のバランスウエイト１５とセンサ
ウエイト１６の重量比およびレバ−比により、センサレ
バ−１４が上部ストッパ１７に当接した実線で示す右下
がりの姿勢に保持され、フロ−センサ１１は実線で示す
位置にある。したがって、係脱機構２０におけるラッチ
レバ−２２も実線で示す第１位置に保持され、その係合
爪２２ｄは回動機構３０におけるラッチ３１の爪部３１
Ａに係合し、図３の弁体２を略水平姿勢の弁開状態に保
持している。

【０００８】たとえば地震の発生等によって、緊急遮断
弁の下流側配管４Ｂが破損し、図４に示す通過水流Ｗの
流速が設定値以上になると、フロ−センサ１１は仮想線
で示す位置まで回動し、センサレバ−１４は仮想線で示
すように下部ストッパ１８に当接した右上がりの姿勢に
保持される。これにより、係脱機構２０のロッド２１は
引上げられ、ラッチレバ−２２を仮想線で示す第２位置
まで時計回りに回動させて、係合爪２２ｄを回動機構３
０におけるラッチ３１の爪部３１Ａから退避させる。ラ
ッチレバ−２２の係合爪２２ｄとラッチ３１の爪部３１
Ａとの係合が解除されると、図７において、実線で示す
位置に保持されている回動機構３０のウエイト３２の自
重により、レバ−３５および軸３４（図８参照）が仮想
線で示す位置まで回動するとともに、ストライカ３３も
破線で示す位置から仮想線で示す位置に回動する。

【０００９】前記ストライカ３３の回動によって、図９
に示すストライキングピン３３Ｂがリンク機構５０にお
ける第１リンク５１の後端部と第２リンク５２の先端部
との関節結合部の下面に衝突して上方に押上げる。これ
により、ピン５６がリンク機構５０の思案点Ｃを越えて
上方側（他方側）に移動する。その瞬間、図３のトルク
発生源４０におけるウエイト４２の自重による閉トルク
でレバ−４１および弁棒３を矢印Ｂ方向に回動させて、
弁体２を弁閉方向に回動させる。弁体２が弁閉方向に回
動し始めると、通過水流Ｗの動圧が弁体２に負荷されて
閉弁方向の水力トルクが発生する。一方、レバ−５３が
ウエイト４２の自重により回動される前段状態、つまり
図７の実線で示す位置にあって、突子５３Ａがリミット
スイッチ９Ａに当接している状態では、油圧シリンダ７
の前室内の高圧油は還流通路（図示省略）を通ってオイ
ルタンク（図示せず）に還流されている。したがって、
前記レバ−５３の回動により、油圧シリンダ７のピスト
ンロッド７Ａが前進するとともに、油圧シリンダ７は、
図８のトラニオン軸８を回動中心に図７の右上がり（前
上がり）に傾動する。このような油圧シリンダ７の作動
によって、前記ウエイト４２の自重による閉トルクと、
通過水流Ｗの動圧による水力トルクによる図３の弁体２
の弁閉速度を調整して、ウォ−タハンマ現象の発生を防
止しながら、弁体２を略垂直姿勢の弁閉状態にして、上
流側の配管４Ａから下流側の配管４Ｂへの通水を遮断す
る。この弁閉状態は、弁棒３とともにレバ−５３が図９
の実線で示す位置からストッパ９Ｄに当接する仮想線で
示す位置まで回動して停止することによって保持され
る。また、レバ−５３がストッパ９Ｄに当接する仮想線
で示す位置まで回動して停止することにより、突子５３
Ａがリミットスイッチ９Ｂに当接して、油圧シリンダ７
の後室内の高圧油は還流通路（図示省略）を通ってオイ
ルタンク（図示せず）に還流されている。

【００１０】このように、従来の緊急遮断弁では、地震
によって配管４Ｂが破損した緊急時において通水を自動
的に遮断することができる。一方、フロ−センサ１１を
図４の仮想線で示す位置に向かって回動させる回動開始
流速は、流速検知機構１０のバランスウエイト１５とセ
ンサウエイト１６の重量比およびレバ−比により設定で
きるようになっている。つまり、回動開始流速設定手段
を流速検知機構１０のセンサウエイト１６によって構成
し、バランスウエイト１５とセンサウエイト１６の重量
比およびレバ−比によってフロ−センサ１１の回動開始
流速を設定し、前記レバ−比を変えることによって、フ
ロ−センサ１１の回動開始流速の設定値を段階的に変更
できるように構成されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の流速検
知機構では、摺動および位置決め可能にセンサレバ−１
４に取付けられたセンサウエイト１６によって回動開始
流速設定手段を構成しているので、長寸のセンサレバ−
１４が必要になり、製品寸法が大きくなる。また、フロ
−センサ１１の回動開始流速の設定値は段階的にしか変
更することができず、無段階的な変更による設定値の微
調整が不可能な欠点を有している。そこで、本発明は、
製品寸法を小さく抑えるとともに、フロ−センサの回動
開始流速を無段階的に変更でき、微調整を可能にした流
速検知機構を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明に係る流速検知機構は、流体通路の内部に臨
出して通過流体に干渉するフロ−センサと、このフロ−
センサを前記流体通路の外部で固着して回動自在に支持
されているセンサ軸と、このセンサ軸に支点が固着され
たセンサレバーと、前記フロ−センサの回動開始流速を
設定するために前記センサレバーに設けられた回動開始
流速設定手段とを備え、前記センサレバーに該センサレ
バーの回動に追従して移動するロッドが取付けられてい
るとともに、このロッドの移動に追従して作動する係脱
機構が該ロッドに連結されている流速検知機構におい
て、前記回動開始流速設定手段が前記ロッドとセンサレ
バーおよびセンサ軸を介して、前記フロ−センサを前記
通過流体の干渉に抗して付勢するスプリングと、このス
プリングのばね力を無段階調整可能なばね力調整機構に
よって構成されていることを特徴としている。

【００１３】本発明によれば、長寸のセンサレバーが不
要になる。また、ばね力調整機構によるスプリングのば
ね力の無段階的調整によって、フロ−センサの回動開始
流速の設定値の微調整が可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施の形態を
一部断面にして示す側面図、図２は図１のア−ア線拡大
断面図である。なお、前記従来の緊急遮断弁および流速
検知機構と同一もしくは相当部分には、同一符号を付し
て詳しい構造説明は省略する。図１および図２におい
て、流速検知機構１０は、弁箱１内に突出するフロ−セ
ンサ１１、フ−ド１２内で水平かつ回転自在に支持され
たセンサ軸１３、フ−ド１２の外部においてセンサ軸１
３の端部に支点が固着されたセンサレバ−１４、センサ
レバ−１４における支点の一方側端部に固着されたバラ
ンスウエイト１５、を備えており、フロ−センサ１１の
上端部はセンサ軸１３に固着されている。また、センサ
レバ−１４における支点の他方側は短寸に形成されてい
る。

【００１５】ロッド２１は、連結部２１Ａと、この連結
部２１Ａの下側に一体に設けられた下体部２１Ｂおよび
連結部２１Ａの上側に一体に設けられた上体部２１Ｃと
を備え、連結部２１はピン２３を介してセンサレバ−１
４における支点の他方側端部近くに回動自在に連結され
ており、下体部２１Ｂの下端部はラッチレバ−２２の一
方側延出部２２Ａの先端部に連結されている。また、上
体部２１Ｃの軸方向の中央部に雄ねじ部２１Ｄが設けら
れ、この雄ねじ部２１Ｄにナット２１Ｅが螺合されてい
る。上体部２１Ｃの上端部はフード１２に固着した支持
板１２Ａの透孔１２ａを上下方向の移動自在に貫通した
状態で支持板１２Ａに支持されており、支持板１２Ａと
ナット２１Ｅの間にナット２１Ｅを介してロッド２１お
よびセンサレバ−１４における支点の他方側端部を下向
きに付勢するスプリング６０が介設されている。

【００１６】すなわち、ロッド２１とセンサレバー１４
およびセンサ軸１３を介して、フロ−センサ１１を通過
水流（通過流体）Ｗの干渉に抗して付勢するスプリング
６０と、このスプリング６０のばね力を無段階調整可能
な雄ねじ部２１Ｄおよびこの雄ねじ部２１Ｄに螺合した
ナット２１Ｅによってなるばね力調整機構とによって、
フロ−センサ１１の回動開始流速設定手段を構成してい
る。

【００１７】このような構成であれば、たとえば地震の
発生等によって、緊急遮断弁の下流側配管４Ｂが破損
し、通過水流Ｗの流速が設定値以上になると、フロ−セ
ンサ１１は図１の仮想線で示す位置まで回動し、センサ
レバ−１４は仮想線で示すように右上がりの姿勢に保持
される。これにより、係脱機構２０のロッド２１は引上
げられ、ラッチレバ−２２を仮想線で示す第２位置まで
時計回りに回動させて、係合爪２２ｄを回動機構３０に
おけるラッチ３１の爪部３１Ａから退避させる。ラッチ
レバ−２２の係合爪２２ｄとラッチ３１の爪部３１Ａと
の係合が解除されることで、従来例で説明した作動によ
り図３の弁体２を弁閉して通水を自動的に遮断すること
ができる。

【００１８】一方、フロ−センサ１１を図１の仮想線で
示す位置に向かって回動させる回動開始流速は、ばね力
調整機構のナット２１を回動してナット２１Ｅと支持板
１２Ａとの間隔を大きくして、スプリング６０のばね力
を小さくしたり、ナット２１Ｅと支持板１２Ａとの間隔
を小さくして、スプリング６０のばね力を大きくするば
ね力調整によって、無段階的に変更することができると
ともにその微調整が可能になる。しかも、長寸のセンサ
レバー１４が不要になるので、製品寸法を大幅に縮小す
ることができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ロッド
とセンサレバーおよびセンサ軸を介して、フロ−センサ
を通過流体の干渉に抗して付勢するスプリングと、この
スプリングのばね力を無段階調整可能なばね力調整機構
によって回動開始流速設定手段が構成されているので、
長寸のセンサレバーが不要になり、製品寸法を大幅に縮
小することができる。また、フロ−センサの回動開始流
速を無段階的に変更することができるとともにその微調
整が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態を一部断面にして示す側
面図である。

【図２】図１のア−ア線拡大断面図である。

【図３】緊急遮断弁の斜視図である。

【図４】流速検知機構と係脱機構および回動機構の関係
を拡大して示す縦断側面図である。

【図５】図４のイ−イ線に沿う断面図である。

【図６】図４のウ−ウ線に沿う断面図である。

【図７】回動機構とリンク機構の関係を拡大して示す側
面図である。

【図８】図７のエ−エ線に沿う断面図である。

【図９】リンク機構を拡大して示す縦断側面図である。

【図１０】図９のオ−オ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ 弁箱（流体通路） ４Ａ 配管（流体通路） ４Ｂ 配管（流体通路） １０ 流速検知機構 １１ フローセンサ １３ センサ軸 １４ センサレバー ２０ 係脱機構 ２１ ロッド ２１Ｄ 雄ねじ部 ２１Ｅ ナット Ｗ 通過水流（通過流体）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体通路の内部に臨出して通過流体に干
   渉するフロ−センサと、このフロ−センサを前記流体通
   路の外部で固着して回動自在に支持されているセンサ軸
   と、このセンサ軸に支点が固着されたセンサレバーと、
   前記フロ−センサの回動開始流速を設定するために前記
   センサレバーに設けられた回動開始流速設定手段とを備
   え、前記センサレバーに該センサレバーの回動に追従し
   て移動するロッドが取付けられているとともに、このロ
   ッドの移動に追従して作動する係脱機構が該ロッドに連
   結されている流速検知機構において、前記回動開始流速
   設定手段が前記ロッドとセンサレバーおよびセンサ軸を
   介して、前記フロ−センサを前記通過流体の干渉に抗し
   て付勢するスプリングと、このスプリングのばね力を無
   段階調整可能なばね力調整機構によって構成されている
   ことを特徴とする流速検知機構。