JP7014451B2 - 消火設備機器用逆止弁 - Google Patents

Description

本発明は、消火設備機器に設置される逆止弁に関するものである。

消火設備は建物内に設置されており、火災の際に自動または手動にて起動され消火活動が行われるものであり、一例として泡消火設備やスプリンクラー設備がある。

図５に示す泡消火設備は、主に駐車場に設置されるものであり一斉開放弁８１が設置された配管の一次側は泡原液が充填されたタンク８３と水源８２に続いており、二次側は泡ヘッド８４が設置されている。

一斉開放弁８１の内部は隔壁により一次側室８５と二次側室８６に分けられており、隔壁上に穿設された連通口８７は有底円筒状のシリンダー８８によって閉塞されている。シリンダー８８の背面には制御室８９という空間が設けられており、制御室８９は一次側室８５と配管８５ａによって連通している。この配管上には逆止弁９０が設置されており、流体は一次側室８５から制御室８９への通過のみ許容されている。

制御室８９には泡ヘッド８４の近傍に敷設された感知配管９１が接続されている。感知配管９１には感知ヘッド９２が設置されており、感知ヘッド９２は火災時に開放動作して感知配管内９１の流体を外部に放出する。感知ヘッド９２の開放によって感知配管９１内の流体が外部に放出されると制御室８９内に充填されていた流体も感知配管９１を通過して外部に放出されるので制御室８９内の流体圧力は減少する。

それに伴い逆止弁９０が開放して一次側室８５から制御室８９へ流体が供給されるが、逆止弁９０から制御室８９へ供給される流体の量よりも感知ヘッド９２から放出される流体の量のほうが多いので制御室８９内の圧力は減少してシリンダー８８が連通口８７から離れる。連通口８７の開放により一次側室８５から二次側室８６へ泡水溶液が供給され、泡水溶液は泡ヘッド８４によって泡状になり外部に放出される。

上記の一斉開放弁に設置された逆止弁は筒状の本体内部に弁体と弁座を有しており、弁体はスプリングによって弁座側に押圧されている（特許文献１参照）。泡消火設備やスプリンクラー設備等の消火設備に設置される機器は、火災時や点検時しか動作しないので長い間弁体が弁座に着座された状態を維持している。弁体と弁座の間にはゴム等のシール材が設置されているが、このシール材が経年劣化によって弁体や弁座に固着してしまい、逆止弁の動作やシール性能に支障をきたすおそれがある。

特開２００１－３３６６５９号公報

そこで本発明では、上記問題に鑑み、消火設備機器に用いられる逆止弁において、長期間使用してもシール性能が維持可能な逆止弁を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明は以下の消火設備機器用逆止弁を提供する。
すなわち、弁体が収容される穴の内部は隔壁によって流入側と流出側に区切られ、隔壁に穿設された連通穴によって流入側と流出側は通過可能であり、隔壁よりも流出側に設置された弁体と、連通穴に挿通され、隔壁から流出側に突出して設置された弁座と、弁体を弁座側に付勢する付勢部材から成り、弁体には弁座と対向する面にシール部材が設置され、弁座の弁体と当接する部分にフッ素樹脂による面を有している消火設備機器用逆止弁である。

これによれば、弁体と当接する部分にフッ素樹脂による面を有した弁座を隔壁から流出側に突出させて設置したことで、フッ素樹脂による面が何らかの事象により潰れたり、すり減った場合でも弁座の機能を保つことができる。また弁座の弁体と当接する部分をフッ素樹脂にしたことで、弁体側に設置されたシール部材の固着を防ぐことができる。これにより長期間使用してもシール性が維持可能となる。

弁座の弁体と当接する部分に設けられたフッ素樹脂による面は、弁座の表面にフッ素樹脂のコーティングを施して設置することができる。あるいは弁座をフッ素樹脂から形成しても同様の効果が得られる。

弁座は円筒形状であり、一端側が弁体と当接する面となっており、他端側は隔壁に係止される鍔部を有している。弁座は流入側から前記穴の内部に挿通されたサポーターにより固定設置される。これにより弁座における鍔部から一端側までの寸法を所定の範囲内に形成することで、隔壁からの突出量を容易に調整することができる。

弁座の弁体と当接する部分の幅は、シール部材の幅よりも広く形成されている。これにより弁体の開閉動作によって弁座と弁体の中心軸が若干ずれた場合でもシール性能を得ることができる。上記シール部材としてＯリングを用いることができる。

以上説明したように本発明によれば、消火設備機器に用いられる逆止弁について長期間使用してもシール性能を維持することができる。

本発明の消火設備機器用逆止弁の断面図。 図１の分解断面図。 本発明の消火設備機器用逆止弁を一斉開放弁に組み込んで設置した際の断面図。 本発明の消火設備機器用逆止弁を流水検知装置に設置したスプリンクラー設備の配管系統図。 従来の逆止弁を備えた一斉開放弁が設置された泡消火設備の配管系統図。

図１、図２に示す本発明の逆止弁１は、穴１０、弁体２０、弁座３０、付勢部材４０を有している。逆止弁１は一方向のみ通水が可能な構造であり、図１において矢印Ａで示すように下から上への流体の通過だけを許容する。以下、矢印Ａが指す方向を流出側とし、その反対側を流入側とする。

穴１０は本体１１に穿設されており、その内部には弁体２０が収容される。本体１１は筒状をしており外周の両端にネジ１２による接続構造を備えている。穴１０の内部は中間部分１３が両端部分よりも大径となっている。そのため中間部分１３と両端部分の境には段１４、１５が形成されている。段１４側には弁座３０が設置され、段１５側には付勢部材４０を保持するホルダー２６が設置される。

弁体２０は円盤状のディスク部２１とディスク部２１の中心から段１５側に延出された棒状のガイドロッド２２を有している。ディスク部２１のガイドロッド２２が設置された側と反対の面には凹部２３が形成され、凹部２３の内部にシール部材としてフッ素ゴム製のＯリング２４が設置されている。

Ｏリング２４は、その内側に設置されたＯリング押さえ２５により凹部２３の内部に固定設置される。Ｏリング押さえ２５は鍔部２５ａとロッド部２５ｂから成り、鍔部２５ａの側面がＯリング２４と接触している。ロッド部２５ｂは凹部２３の中心からガイドロッド２２側に穿設された穴２３ａに挿通されている。

ガイドロッド２２は穴１０の上端側（流出側）に設置された円筒状のホルダー２６の中心穴２６ａに挿通されている。弁体２０は弁座３０の上端面に対して垂直方向に移動可能であり、ガイドロッド２２は中心穴２６ａの内壁に沿って摺動する。中心穴２６ａは弁体２０が開閉動作する際のガイドとして作用する。ホルダー２６は外周部に牡ネジ２６ｂが刻設されており、牡ネジ２６ｂは穴１０の内周部上端に設置された牝ネジ１６と螺合され、ホルダー２６の位置調整が可能である。

ホルダー２６とディスク部２１の間には付勢部材４０としてスプリング４１が設置されておりホルダー２６の位置によってスプリング４１がディクス部２１に作用する力を調整できる。ホルダー２６の中心穴２６ａの周囲には通水穴２６ｃが複数設置されている。またホルダー２６の下端にはスプリング４１の内側に挿通される凸部２６ｄが形成されており、スプリング４１の芯ずれを防止している。

弁座３０は円筒状をしており樹脂により形成されている。弁座３０に用いられる樹脂としてフッ素樹脂を用いることで、Ｏリング２４と弁座３０との固着を防止できる。弁座３０の材質としてフッ素樹脂の他に、金属製の弁座３０の表面にフッ素樹脂をコーティングしたものを用いることも可能である。あるいは弁体２０と当接する面のみにフッ素樹脂のコーティングを施してもよい。

図中において、弁座３０の上端面はＯリング２４が接触する弁座面となっており、弁体２０と当接する部分（弁座面）の幅は、Ｏリング２４の幅よりも広く形成されている。弁座３０の下端側には穴１０の段１７と係合される鍔部３１が形成されている。段１４と段１７の間は流入側と流出側を区切る隔壁Ｋとなっており、隔壁Ｋに穿設された連通穴１９に弁座３０が挿通される。

弁座３０の外周にはＯリング３２が設置される溝３３が形成されている。弁座３０の下端側（流入側）には円筒形状をしたサポーター３４が設置されており、段１７の下方内周部に設置された牝ネジ１８とサポーター３４の外周に設置された牡ネジ３４ａを螺合させて鍔部３１を連通穴１９の内部に固定設置する。弁座３０の上端は段１４から弁体２０側に突出した状態となっており、何らかの事象によって弁座３０の上端面が潰れたり、すり減った場合でも弁座の機能を保つことができるように構成している。

付勢部材４０はディスク部２１とホルダー２６の間に設置されたスプリング４１である。スプリング４１は平時において弁体２０を弁座３０側へ押圧保持する作用を有する。スプリング４１が弁体２０に作用する力はホルダー２６の位置により調整可能である。弁体２０は差圧により開放動作する。差圧とは弁体２０が閉止している状態において、流出側の流体圧力が降下して流入側の流体圧力との差が生じた状態と、流入側の流体圧力が上昇して流出側の流体圧力との差が生じた状態の２つがある。いずれの場合においても僅かな差圧によって弁体２０は開放せず、ある程度以上の差圧が発生してから弁体２０が開放するように、スプリング４１によって弁体２０を弁座３０へ押圧保持している。具体的には、流水検知装置の最高使用圧力が１．４ＭＰａであり、スプリンクラー設備の配管内部に充填された水の圧力が最大１ＭＰａであるとき、流水検知装置の最高使用圧力を超える前の段階で弁体２０が開放するように、差圧が０．４ＭＰａに達する前に弁体２０が開放するように設定する。好ましくは、差圧が０．１５ＭＰａから０．４ＭＰａの範囲となるように設定する。本実施形態では差圧が０．３ＭＰａから０．４ＭＰａの範囲内で弁体２０が開放するように設定されている。

付勢部材４０はスプリング４１の代わりに、錘やマグネットを用いることができる。あるいはこれらを組み合わせて使用してもよい。

上記の逆止弁１を消火設備機器に用いるケースを説明する。先に説明した図５の泡消火設備において逆止弁９０を本発明の逆止弁１に置き換えることができる。逆止弁１は一斉開放弁８１の一次側室８５と制御室８９を連通する配管８５ａ上に設置される。一斉開放弁８１の動作については先に背景技術の項で説明したので詳細な説明は省略する。逆止弁１は流入側が一次室８５と接続し、流出側が制御室８９に接続されており、制御室８９と接続している感知配管９１に設置した感知ヘッド９２の開放によって感知配管９１の流体が外部に放出による降圧により逆止弁１が開放して一斉開放弁８１が開放動作する。この他にも冬季の寒波による感知配管９１内の圧力変化（降圧）によって逆止弁１が開放して、一次室８５から制御室８９へ流体を補充する場合がある。

図５では逆止弁１を一斉開放弁８１の一次側室８５と制御室８９を連通する配管上に設置したが、これに限らず逆止弁１を一斉開放弁８１の内部に組み込んで構成することもできる、具体的には図３に示す一斉開放弁５０のように、シリンダー５１の内部に一次側室８５から制御室８９に連通する流通路５２を設け、その流通路５２の内部に逆止弁１を組み込むことができる。

図４は流水検知装置６０が設置されたスプリンクラー設備の系統図であり、配管上に設置された流水検知装置６０の一次側と二次側をバイパスする配管６５に逆止弁１が設置されている。流水検知装置６０の内部は隔壁により一次室６１と二次室６２に分けられており、隔壁上に穿設された連通穴６３はスイングチャッキ式の弁体６４によって常時閉塞されている。流水検知装置６０の一次室６１は給水源Ｗに続く配管６１ａと接続されており、二次側６２はスプリンクラーヘッドＳが設置された配管６２ａと接続している。

流水検知装置６０は配管６２ａに設置されたスプリンクラーヘッドＳの作動を検知して流水信号を発する。具体的には、スプリンクラーヘッドＳの作動によって配管６２ａに充填されている流体が流出して降圧すると弁体６４が開いて給水源Ｗと接続した配管６１ａから配管６２ａへ水が供給される。その際の弁体６４の開放により流水信号が出力される。

逆止弁１は一次室６１と二次室６２の間を連通する配管６５に設置されており、逆止弁１の流入側は二次室６２と接続され、流出側は一次室６１と接続している。逆止弁１は配管６２ａの内部に充填された流体が夏季の熱波によって昇圧した場合に逆止弁１が開放する。これにより昇圧によって流水検知装置６０の破損やスプリンクラーヘッドＳの破損や漏れを防止することができる。

尚、図４では逆止弁１を流水検知装置６０の一次室６１と二次室６２に接続された配管６５に設置しているが、これに代えて配管６１ａと配管６２ａとを接続する二点鎖線で示す配管６６に設置しても同様の効果を得ることができる。

１ 逆止弁
１０ 穴
２０ 弁体
３０ 弁座
４０ 付勢部材
１１ 本体
１２ ネジ（接続構造）
１９ 連通穴
２１ ディスク部
２２ ガイドロッド
２４ Ｏリング（シール部材）
２５ Ｏリング押さえ
３１ 鍔部
３４ サポーター
４１ スプリング

Claims (13)

1. 弁体が収容される穴の内部は隔壁によって流入側と流出側に区切られ、
   前記隔壁に穿設された連通穴によって前記流入側と前記流出側は通過可能であり、
   前記隔壁よりも前記流出側に設置された前記弁体と、
   前記連通穴に挿通され、前記隔壁から前記流出側に突出して設置された弁座と、
   前記弁体を前記弁座側に付勢する付勢部材から成り、
   前記弁体には前記弁座と対向する面にシール部材が設置され、
   前記弁座の前記弁体と当接する部分にフッ素樹脂による面を有しており、
   前記弁座は前記流入側から前記穴の内部に挿通されたサポーターにより固定設置され、
   ことを特徴とする消火設備機器用逆止弁。
2. 前記サポーターは外周部に牡ネジを有しており、前記隔壁よりも前記流入側の内周部に設置された牝ネジと螺合される請求項１記載の消火設備機器用逆止弁。
3. 弁体が収容される穴の内部は隔壁によって流入側と流出側に区切られ、
   前記隔壁に穿設された連通穴によって前記流入側と前記流出側は通過可能であり、
   前記隔壁よりも前記流出側に設置された前記弁体と、
   前記連通穴に挿通され、前記隔壁から前記流出側に突出して設置された弁座と、
   前記弁体を前記弁座側に付勢する付勢部材から成り、
   前記弁体には前記弁座と対向する面にシール部材が設置され、
   前記弁座の前記弁体と当接する部分にフッ素樹脂による面を有しており、
   前記弁体は前記弁座面に対して垂直方向に移動可能であり、前記穴の前記流出側に前記弁体の移動をガイドするホルダーが設置されており、
   前記ホルダーの前記弁体側の端には前記付勢部材が設置され、前記ホルダーの外周部に牡ネジを有しており、前記隔壁よりも前記流出側の内周部に刻設された牝ネジと螺合可能であることを特徴とする消火設備機器用逆止弁。
4. 前記弁座は円筒形状をしており、一端側が前記弁体と当接する面となっており、他端側は前記隔壁に係止される鍔部を有する請求項１～請求項３いずれか１項記載の消火設備機器用逆止弁。
5. 前記弁座はフッ素樹脂製である請求項１～請求項４いずれか１項記載の消火設備機器用逆止弁。
6. 前記弁座の前記弁体と当接する側の表面にフッ素樹脂がコーティングされている請求項１～請求項４いずれか１項記載の消火設備機器用逆止弁。
7. 前記弁座の前記弁体と当接する部分の幅は、シール部材の幅よりも広く形成されている請求項１～請求項６いずれか１項記載の消火設備機器用逆止弁。
8. 前記シール部材はＯリングである請求項１～請求項７いずれか１項記載の消火設備機器用逆止弁。
9. 前記穴は両端に接続構造を有する筒状の本体に備えられており、接続構造により消火設備機器と接続されている請求項１～請求項８いずれか１項記載の消火設備機器用逆止弁。
10. 前記穴は消火設備機器の内部に形成された流通路上に設置されている請求項１～請求項９いずれか１項記載の消火設備機器用逆止弁。
11. 前記消火設備機器用逆止弁は、消火設備の配管上に設置された流水検知装置の一次側と二次側をバイパスする配管に設置されている請求項１～１０記載の消火設備機器用逆止弁。
12. 前記消火設備機器用逆止弁は、消火設備の配管上に設置された一斉開放弁に設置されている請求項１～１１記載の消火設備機器用逆止弁。
13. 前記消火設備機器用逆止弁は、前記流入側と前記流出側との流体圧力の差が０．４ＭＰａに達する前に前記弁体を開放する請求項１～１２記載の消火設備機器用逆止弁。
    
    

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