JP2562087B2 - 一斉開放弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は自動消火設備に使用する
に適した一斉開放弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一斉開放弁は各種のものが開発製造され
ており、本件出願人法人に於ても図５に示す構造の一斉
開放弁が製造されている。

【０００３】図５に於て、ａは開口部ｃによって二次側
ｂに接続されている一次側であり、一次側ａは送水元
に、また二次側ｂは送水先に連結される。

【０００４】一次側ａに連続してシリンダ室ｄが設けら
れ、シリンダ室ｄの周壁にはシリンダスリーブｅが嵌装
されている。

【０００５】シリンダスリーブｅにはピストンｆが摺動
自在に嵌装され、ピストンｆの端部に設置されたシール
材ｇは開口部ｃを一次側ａから閉鎖している。

【０００６】ピストンｆには不還弁ｈが設置されてお
り、一次側ａからシリンダ室ｄへの流体の導通を許して
いる。

【０００７】ピストンｆが嵌装されているシリンダ室ｄ
は蓋体ｉにより閉鎖され、該蓋体ｉには、ピストンｆの
シリンダスリーブｅ内における摺動を支える為の支持杆
ｊが螺着されると共に、シリンダ室ｄの流体を外部へ送
給する為の小開口ｋが穿設されている。

【０００８】図中ｍはピストンｆの調整用スプリングで
ある。

【０００９】この一斉開放弁を作動させる為の準備は、
支持杆ｊをピストンｆに一杯に螺入してピストンｆのシ
ール材ｇにより開口部ｃを閉鎖させ、その状態で一次側
ａに送水元からの流体を供給する。この場合説明を簡単
にする為に、流体として圧力水を使用した例で説明す
る。

【００１０】蓋体ｉの小開口ｋを例えば閉鎖型スプリン
クラーヘッド（図示せず）に接続しておくと、圧力水は
一次側ａから不還弁ｈを通過してシリンダ室ｄへ流入
し、更に蓋体ｉの小開口ｋを介して閉鎖型スプリンクラ
ーヘッドに到達する。

【００１１】ピストンｆの、一次側ａにおいて水の圧力
を受ける面積と、シリンダ室ｄにおいて水の圧力を受け
る面積とは、ほぼ１：２に設計されている。

【００１２】その為、一次側ａとシリンダ室ｄ（及び閉
鎖型スプリンクラーヘッド）の圧力が等しくなった場
合、ピストンｆはシリンダ室ｄから受ける水の圧力によ
って、開口部ｃを閉鎖することになる。

【００１３】二次側ｂ、は送水先である開放型スプリン
クラーヘッド（図示せず）に接続しておく。

【００１４】この状態が得られたなら、支持杆ｊを図５
の位置に復帰させて、ピストンｆの押圧固定を解いて待
機状態に入る。

【００１５】火災が発生した場合、閉鎖型スプリンクラ
ーヘッドが破裂開口して、内部の圧力水が放出される
と、これが接続されているシリンダ室ｄ内の圧力が急激
に低下する。

【００１６】シリンダ室ｄ内の圧力低下に伴い、一次側
ａ内の圧力水は不還弁ｈを介してシリンダ室ｄ内に流入
するが、少量の圧力低下を補足する場合とは異なり、水
は閉鎖型スプリンクラーヘッドから連続的に流出してい
る為、シリンダ室ｄ内の圧力を維持することができな
い。

【００１７】これにより、それまでシリンダ室ｄからの
水圧を受けて、そのシール材ｇによって開口部ｃを閉鎖
していたピストンｆが、一次側ａからの水圧によって急
速に上昇せしめられ、一次側ａの圧力水は開口部ｃを経
て二次側ｂへ流入し、送水先である開放型スプリンクラ
ーヘッドに供給され、火災現場に噴出することになる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の一斉開放弁にお
いては、図５に示すごとく不還弁ｈがピストンｆの一部
に埋設されており、その位置はピストンｆの摺動軸線
（例えば図５における支持杆ｊの中心）からピストンｆ
の円周方向に偏った位置に設けられていた。

【００１９】このような位置に不還弁ｈが設置されてい
ると、流量の小さな一斉開放弁を設計する際に、ピスト
ンｆの直径を小さくする必要が生じた場合、不還弁ｈの
直径がピストンｆの直径を小さくする為の障害になる。

【００２０】また、図５に示す従来例では、ピストンｆ
の受圧面積を、シリンダ室ｄ側：一次側ａ＝２：１とす
ることにより、ピストンｆに開口部ｃを閉鎖させていた
が、そのためにピストンｆの断面形状を複雑なものとせ
ざるを得なかった。

【００２１】更に、ピストンｆがシリンダ室ｄ内で気密
的に摺動する必要がある為、鉄鋳物製の本体内壁に別材
質のシリンダスリーブｅを嵌め込み、それにピストンｆ
を嵌装する手段を取らざるをえず、部品点数が多い分だ
け、組立、精度調整、等々に手数がかかった。

【００２２】加えて、従来の一斉開放弁をはじめとする
各種弁装置は、前記鉄鋳物によって製造されるのが極め
て一般的であり、その為、弁装置は重いもの又嵩張るも
のであるという固定観念が定着している。

【００２３】現在のごとく、都市部に大規模な駐車場が
建設され、それら全てに自動消火設備の設置が義務づけ
られるような状況では、前述のごとき製造工程の複雑
さ、弁装置の構造的複雑さ、運搬の際の過大な重量、保
管の際の過大な体積、等々は全て除去する必要がある。

【００２４】しかしながら今日まで、そのような目的に
望ましい一斉開放弁は設計されていない。

【００２５】

【課題を解決するための手段】全ての問題点を解決する
為の第一歩として、一斉開放弁の構造をできるかぎり単
純なものにすることを検討した。

【００２６】又、一次側隔室と開口部により連結された
二次側隔室、シリンダ室に嵌装され前記開口部を閉鎖す
るピストン、ピストンに設置された不還弁により一次側
隔室と連結されるシリンダ室、等々の基本的構成に変更
は加えない。

【００２７】従来品の構造が複雑になっている主な理由
は、不還弁ｈの設置位置に起因すると考え、不還弁ｈを
ピストンの中心に置くことにした。

【００２８】不還弁ｈをピストンの中心に設置すること
により、ピストンの断面形状を単純な矩形にすることが
できる。

【００２９】このピストンの一方の面に一次側隔室の流
体圧力を、又、他方の面にシリンダ室の流体圧力を加え
るようにし、それら流体圧力を受ける面積を適宜調整す
ることにより、シリンダ室側：一次側隔室側＝２：１の
比率を簡単に確保することができる。

【００３０】不還弁ｈをピストンの中心に位置させた結
果、不還弁ｈを通過した流体がシリンダ室に流入する通
路は、ピストンに突設したピストン軸に設置することに
する。

【００３１】ピストン軸を支持する支持杆が昇降自在に
螺着され、且つ、シリンダ室を閉鎖型スプリンクラーヘ
ッドに接続する為の小開口を備えた蓋体は、従来品と同
様に設置される。

【００３２】以上の構成において、本願発明と従来品と
の相違点は、ピストンの構造と、ピストンによる開口部
の閉鎖が二次側隔室から行われる二点である。

【００３３】これら二点の相違によって、本発明による
一斉開放弁は、全体の高さを２５％程度減縮することが
できる。

【００３４】従来品では、ピストンｆがシリンダ室ｄ内
に気密的に嵌装されるように、シリンダ室ｄ内にシリン
ダスリーブｅが設置されていた。本体部が鉄鋳物で製造
されていた従来品は、気密性を確保する為にシリンダス
リーブｅのみを青銅合金鋳物によって製造し、それを本
体に組み込む形式を採用していた。

【００３５】本願発明においては、弁本体を殆ど全て青
銅合金鋳物によって鋳造することにより、従来品におけ
るシリンダスリーブｅの付設を省略し、本体のシリンダ
室内にピストンを直接嵌装する。

【００３６】これによって部品点数を減少させることが
できると同時に、弁本体の重量を約５０％程度削減する
ことが可能となる。

【００３７】このように、構造の変更と材質の変更を組
み合わせることにより、製造工程の短縮、体積の縮小、
重量の軽減が達成された。

【００３８】

【実施例】図面に従い本発明一斉開放弁の具体的実施例
を説明すると、図１において、１は一次側隔室２、二次
側隔室３、開口部４およびシリンダ室５を含む本体であ
る。

【００３９】二次側隔室３は開口部４を介して一次側隔
室２に連結されており、シリンダ室５に嵌装されたピス
トン６のシール７が、二次側隔室３から開口部４を閉鎖
している。

【００４０】円盤型のピストン６はシリンダ室５内を気
密的に上下摺動可能であり、本体１のシリンダ室５の開
放部分は蓋体８によって閉鎖されている。

【００４１】開口部４内においてピストン６の中心には
不還弁９が埋設されており、ピストン６の中心から蓋体
８に向かって突設されたピストン軸１０には、不還弁９
から流入する流体の通過を許す導通路１１が穿設されて
いる。不還弁９の形式は任意であるが、本実施例におい
てはボール弁が採用されている。

【００４２】これによって一次側隔室２内の流体は、ピ
ストン６の不還弁９およびピストン軸１０の導通路１１
を介してシリンダ室５へ、不可逆的に流入することがで
きる。

【００４３】蓋体８には、ピストン軸１０を支持すると
共に、ピストン軸１０とは独立して気密的に昇降可能な
支持杆１２が螺着されている。図１における実施例で
は、ピストン軸１０の内腔１０’に、支持杆１２の端部
が突入して支持が行われると共に、支持杆１２の自由な
昇降が確保されている。

【００４４】更に蓋体８には、シリンダ室５を外部と連
結する為の小開口１３が穿設されており、一次側隔室２
に供給された流体は、不還弁９、導通路１１、シリンダ
室５および小開口１３を経て、外部の必要な個所へ送給
されることになる。

【００４５】図中１４は、シリンダ室５内において、蓋
体８とピストン６間に張設された調整用のスプリングを
示している。

【００４６】次に概念的に表示した本発明一斉開放弁
を、実際の駐車場用消火設備に適用した場合を、図４に
よって説明する。

【００４７】図４において、弁本体１の一次側２は仕切
弁Ｖを介して送水元Ｗに接続され、二次側３は消火の目
的個所に設置された開放型スプリンクラーヘッドＸに接
続され、更にシリンダ室５に連続する小開口１３は検知
用の閉鎖型スプリンクラーヘッドＹに接続されている。

【００４８】図４のごとく設置した一斉開放弁１の作動
準備は、まず第一に、支持杆１２をねじ込んで、ピスト
ン６をシリンダ室５内部の最下方へ押しやり、そのシー
ル７が開口部４を閉鎖した状態で固定する。（図２参
照）

【００４９】次に図４の仕切弁Ｖを開いて、例えば圧力
水を弁本体１の一次側隔室２に供給する。図２の一次側
隔室２に供給された圧力水は、不還弁９と導通路１１を
介してシリンダ室５に流入し、更に、小開口１３から閉
鎖型スプリンクラーヘッドＹ内に充満する。

【００５０】シリンダ室５と一次側隔室２内の圧力が釣
り合うと、不還弁９からシリンダ室５への圧力水の流入
は止まり、一次側隔室２、シリンダ室５および閉鎖型ス
プリンクラーヘッドＹ内の圧力は全て等しくなって安定
状態が得られる。

【００５１】この場合、ピストン６のシール７に囲まれ
た面の面積と、ピストン６のシリンダ室に対面する面の
面積の比率が、１：２に設定されている。

【００５２】その為、両方の面が同一の圧力を受けた場
合には、ピストン６を開口部４から押し上げようとする
力（１）に対して、ピストン６を開口部４に押しつけて
これを遮断しようとする力（２）となるので、ピストン
６は開口部４を閉鎖してその状態を維持することにな
る。この状態は図２に示されている通りである。

【００５３】以上のごとく供給された圧力水の状態が安
定したならば、支持杆１２を上昇させ、図１のごとくピ
ストン６およびピストン軸１０を開放し、ピストン６の
両面に加えられる圧力のバランスだけで、開口部４の閉
鎖遮断を行わせる状態にする。

【００５４】図１は一次側隔室２、開口部４、不還弁
９、導通路１１、シリンダ室５および小開口１３に圧力
水が充満した待機状態である。

【００５５】この状態で、閉鎖型スプリンクラーヘッド
Ｙの配管系に少量の圧力低下があるような場合には、わ
ずかに減少したシリンダ室５の圧力を補給する形で、不
還弁９から加圧水が流入し、圧力の安定状態が確保され
る。

【００５６】火災が発生すると、図４の閉鎖型スプリン
クラーヘッドＹが破裂し、内部の加圧水が外部へ放出さ
れる。

【００５７】この放出は、連結されているシリンダ室５
内の圧力を急激に低下させるので、不還弁９を介して一
次側隔室２の加圧水がシリンダ室５に供給されるが、不
還弁９を介しての加圧水の供給は、シリンダ室５の急激
な圧力低下に追いつけない。

【００５８】その結果、シリンダ室５内の圧力が一次側
隔室２の圧力の５０％以下に低下すると、ピストン６が
一次側隔室２内の圧力に押し上げられ、シール７によっ
て閉鎖されていた開口部４が図３のごとく開放され、一
次側隔室２の加圧水は開口部４から二次側隔室３へ流入
する。

【００５９】二次側隔室３へ流入した加圧水は、連結さ
れている開放型スプリンクラーヘッドＸに送給され、そ
こから火災発生現場へ噴出させられる。以上が実施例の
作動状況の説明である。

【００６０】

【発明の効果】本発明によると、不還弁をピストンの中
心に設置できるので、ピストンの直径を変更して各種の
流量の一斉開放弁を製造する際に、設計上の自由度が大
幅に増大すると共に、部品点数を減少させることができ
るので、製造工程がより簡単になり、加えて従来品と同
等ないしは同等以上の機能を有するものの重量を５０％
以上減少させ、体積を３０％以上縮小することができる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の作動待機状態における断面図で
ある。

【図２】本発明実施例の設置準備状態における断面図で
ある。

【図３】本発明実施例の作動状態における断面図であ
る。

【図４】本発明装置を消火設備に適用した場合の概念的
説明図である。

【図５】従来装置の作動待機状態の断面図である。

【符号の説明】

１ 弁本体 ２ 一次側隔室 ３ 二次側隔室 ４ 開口部 ５ シリンダ室 ６ ピストン ７ シール ８ 蓋体 ９ 不還弁 １０ ピストン軸 １１ 導通孔 １２ 支持杆 １３ 小開口 １４ スプリング Ｘ 開放型スプリンクラーヘッド Ｙ 閉鎖型スプリンクラーヘッド Ｖ 仕切弁 Ｗ 送水元

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】開口部によって一次側隔室に接続された二
   次側隔室並びに二次側隔室に連続するシリンダ室を備え
   た青銅合金鋳物製の本体と、 前記シリンダ室に嵌装され前記開口部を閉鎖する断面略
   矩形のピストンと、 前記ピストンの中央に突設され、ピストンの中央に埋設
   されたボール弁からなる不還弁からシリンダ室への流体
   の通貨を許す導通孔を備えたピストン軸と、 前記ピストン軸を常時支持する支持杆が移動可能に螺入
   されており、且シリンダ室から外部への小開口が穿設さ
   れた蓋体と、 からなる一斉開放弁。