段階放水自動弁装置
【課題】この発明は、現場での煩雑な調整作業をなくし、初期放水から所定時間経過後に規定圧放水に確実に切り替わるようにした段階放水自動弁装置を得る。
【解決手段】自動弁１００は、主弁６と、シリンダ５内の作動室５ｂへの一次側加圧水の供給により主弁６を開放させるピストン１６と、主弁６を閉止させるスプリング１４と、主弁６が初期開度に達した時に作動室５ｂ内の加圧水を排水して主弁６の開度を維持するシャフト２６およびアジャスタ２３とを備える。そして、一次側加圧水を作動室５ｂおよびタイマー弁２００に供給する起動弁３００と、一次側加圧水の供給後、所定の遅延時間経過後に作動室５ｂ内からの加圧水の排水を停止して主弁６を更に開放させるタイマー弁２００と、二次側流路３に発生する圧力が所定圧力に達した時に作動室５ｂ内の加圧水を排水して主弁６を設定開度に維持する調圧パイロット弁４００と、を備える。
【解決手段】自動弁１００は、主弁６と、シリンダ５内の作動室５ｂへの一次側加圧水の供給により主弁６を開放させるピストン１６と、主弁６を閉止させるスプリング１４と、主弁６が初期開度に達した時に作動室５ｂ内の加圧水を排水して主弁６の開度を維持するシャフト２６およびアジャスタ２３とを備える。そして、一次側加圧水を作動室５ｂおよびタイマー弁２００に供給する起動弁３００と、一次側加圧水の供給後、所定の遅延時間経過後に作動室５ｂ内からの加圧水の排水を停止して主弁６を更に開放させるタイマー弁２００と、二次側流路３に発生する圧力が所定圧力に達した時に作動室５ｂ内の加圧水を排水して主弁６を設定開度に維持する調圧パイロット弁４００と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば高速自動車道等のトンネルに設置されて段階的な放水を実現する段階放水自動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の段階放水自動弁装置は、弁ボディの一次側と二次側とを仕切る弁座に対し開閉自在に配置された主弁、主弁を開閉駆動する主ピストンを主シリンダに摺動自在に備えた駆動機構、および主ピストンの移動に伴って主シリンダの閉鎖加圧側に対し流入流出自在な循環経路を形成し、主ピストンが所定の初期開度に達したときに循環経路を遮断して主ピストンを停止させる停止制御機構を備えた自動弁と、主シリンダの開放加圧側に一次側圧力水を供給して起動させる起動弁と、主弁の初期開度への開放後に二次側に発生する所定の放水圧力により動作し、循環経路の遮断部位をバイパスして主ピストンの停止を解除する初期放水圧力制御弁と、シリンダ室に対する二次側圧力水の流入出量の制御によるジスクの移動で所定遅延時間後に所定の低圧設定から所定の規定圧設定に切り換え、主シリンダ室の圧力調節による主弁の駆動により二次側放水圧力を設定された低圧設定又は規定圧設定に制御する圧力制御弁と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４８９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の段階放水自動弁装置は、二次側圧力水の圧力変動を利用して低圧放水から規定圧放水に切り換えるものであり、自動弁における主弁の初期開度を規定するステム位置、初期放水圧力制御弁における動作放水圧力を規定する調整ボルト位置、さらには圧力制御弁における遅延時間を規定するストッパ位置やニードル開度などを現場で調整して、低圧放水から規定圧放水への切り換え時間を設定する必要があった。そして、一つの調整項目の調整量を変えると、他の調整項目の調整量が変化してしまい、つまりこれらの調整量は相互干渉してしまい、現場での調整作業時間を要した。さらには、調整を誤ると、初期放水から規定圧放水に切り替わらず、初期放水のままとなってしまうという問題もあった。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、初期放水の調整と規定圧放水の調整との相互干渉をなくし、現場での煩雑な調整作業をなくし、初期放水から所定時間経過後に規定圧放水に確実に切り替わるようにした段階放水自動弁装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による段階放水自動弁装置は、弁ボディの一次側流路と二次側流路とを仕切る弁座に対して接離可能に配設された主弁と、軸心方向を上記主弁の接離方向とするシリンダ、該シリンダ内に摺動自在に配設され、該シリンダ内の開放加圧側に画成される作動室への一次側加圧水の供給により移動して上記主弁を開放させるピストンを有する主弁駆動機構と、上記主弁が所定の初期開度に達したときに上記ピストンの移動を停止させる停止制御機構と、を備えた自動弁と、上記作動室に上記一次側加圧水を供給して起動させる起動弁と、上記起動弁から上記一次側加圧水を供給された後、上記停止制御機構による上記主弁の停止を解除するタイマー弁と、上記二次側流路に発生する二次側加圧水の圧力に応じて上記作動室内の上記一次側加圧水を調整して上記ピストンの位置を調整することにより、二次側加圧水の圧力を所定の規定圧に維持する調圧パイロット弁と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、起動弁の作動により一次側加圧水が作動室およびタイマー弁に供給される。そして、一次側加圧水が作動室に供給されて作動室内の圧力が上昇すると、ピストンが移動し、主弁が開放される。ついで、主弁が所定の初期開度に達すると、停止制御機構によりピストンの移動が停止される。そこで、主弁が所定の初期開度に維持され、一次側加圧水が二次側流路に流入し、初期放水（低圧放水）が簡便に実施される。これにより、初期放水用の調圧機能は不要となり、停止制御機構の調整が調圧パイロット弁の機能に影響を与えない。また、タイマー弁が、一次側加圧水が供給されてから所定の遅延時間経過後に、作動室内からの一次側加圧水の排水を停止し、主弁をさらに開放させる。そこで、一次側流路から二次側流路への一次側加圧水の流入量が増大し、調圧パイロット弁によって規定圧放水（高圧放水）が実施される。さらに、二次側加圧水の圧力が所定圧力に達したときに作動室内の一次側加圧水が排水され、主弁が設定開度に維持され、放水圧が所定圧力に維持される。これにより、初期放水から所定時間経過後に規定圧放水に確実に切り替わる。
また、主弁の初期開度の調整と調圧パイロット弁の作動圧の調整とを相互干渉なく行うことができ、調整作業が簡略化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１はこの発明の一実施例における段階放水自動弁装置を示す構成図、図２はこの発明の一実施例における段階放水自動弁装置に適用されるタイマー弁の構成を示す断面図、図３はこの発明の一実施例における段階放水自動弁装置における自動弁の低圧放水状態を示す断面図、図４はこの発明の一実施例における段階放水自動弁装置における自動弁の規定圧放水状態を示す断面図である。
【０００９】
図１において、段階放水自動弁装置は、主弁６の開度を変化させて、一次側流路２から二次側流路３に流れる一次側加圧水の流量を調整する自動弁１００と、一次側加圧水が供給されて、所定の遅延時間経過後に主弁６の開度を初期開度から設定開度に切り換えるタイマー弁２００と、自動弁１００の主弁６の主弁駆動機構およびタイマー弁２００に一次側加圧水を供給して自動弁装置を起動する起動弁３００と、二次側加圧水の圧力が所定圧力に達したことを感知して主弁６の開度を設定開度に制御する規定圧放水機構としての調圧パイロット弁４００と、を備えている。
【００１０】
まず、自動弁１００の構造について説明する。
弁ボディ１は、一次側配管（図示せず）が接続される一次側流路２と、二次側配管（図示せず）が接続される二次側流路３と、一次側流路２と二次側流路３とを連通する連通孔４と、軸心を連通孔４の孔中心に一致させて、かつ、二次側流路３を挟んで連通孔４と相対して、二次側流路３に開口するように形成された円筒状のシリンダ５と、を備えている。
【００１１】
主弁６は、ディスク部７と、ディスク部７の一側の縁部近傍から周方向に等角ピッチで主弁６の軸心方向に延設された４本のガイド部８と、ディスク部７の一側中央部に凹設されたステム嵌合凹部９と、ディスク部７の外周部に嵌着されたＯリング１０と、を備えている。そして、主弁６は、一次側流路２側からガイド部８を連通孔４に挿入して、摺動自在に装着されている。
【００１２】
ガイドロッド１１は、ディスク部７の他側中央部に突設され、蓋体１２に穿設されたロッド挿通孔１２ａに摺動自在に嵌挿されている。そして、Ｏリング１３が、ガイドロッド１１とロッド挿通孔１２ａとの間に介装され、一次側流路２からロッド挿通孔１２ａを介しての流体の漏れを防止している。また、スプリング１４がディスク部７と蓋体１２との間に縮設され、ディスク部７を二次側流路３側に押圧している。これにより、Ｏリング１０が連通孔４の外周縁部で構成される弁座４ａに密接し、一次側流路２と二次側流路３との間の流路を閉止している。また、後述するピストン１６の作動により、ガイドロッド１１がロッド挿通孔１２ａに案内されて図１中左方向に移動し、主弁６が弁座４ａから離反し、一次側流路２と二次側流路３との間の流路が開放される。なお、各Ｏリングは流体の漏出を防止するために配設されるものであり、以下その説明は省略する。
【００１３】
シリンダ蓋体１５は、シリンダ５の反二次側流路３側の開口を塞口するように弁ボディ１にＯリングを介装させて取り付けられている。そして、ピストン１６がシリンダ５内に摺動自在に挿入され、Ｏリング１７がピストン１６の外周部に嵌装されて、シリンダ５内が二次側流路３側のピストン室５ａとシリンダ蓋体１５側の作動室５ｂとに区画されている。さらに、ストッパ１８が、シリンダ５の内壁面の二次側流路３側の開口端部に周方向の全周にわたって径方向に突設され、ピストン１６の二次側流路３側への移動量を規制している。また、流出入流路１９が、作動室５ｂと外部とを連通するようにシリンダ蓋体１５に形成されている。さらに、ステム２０が、一端をピストン１６の中心位置に固着され、他端をディスク部７のステム嵌合凹部９に嵌着されて、その軸心がシリンダ５の軸心に一致するように取り付けられている。ここで、シリンダ５、スプリング１４、シリンダ蓋体１５、ピストン１６およびステム２０などにより主弁駆動機構が構成されている。
【００１４】
このシリンダ蓋体１５には、開口がシリンダ５の軸心と同軸に開けられている。そして、円筒状のケース２１が、シリンダ５の軸心と同軸にして、ケース２１の一端側に形成されたフランジ部をシリンダ蓋体１５の開口部にＯリングを介装させて取り付けられている。また、排水ポート２２がケース２１の内外を連通するように穿設されている。
リフト設定アジャスタ２３は、円筒状に作製され、ケース２１の他端側内壁面に形成された雌ねじ部に螺合されて進退自在に装着されている。また、貫通孔２４がアジャスタ２３の内外を連通するように穿設されている。そして、一対のＯリング２５が軸方向に所定距離離れて、かつ排水ポート２２および貫通孔２４を挟み込むようにケース２１の内周壁面とアジャスタ２３の外周壁面との間に介装されている。
【００１５】
また、アジャスタ２３の貫通孔２４の他端側の位置で、その中心穴２７に小径部が形成されている。シャフト２６の一端がピストン１６に固着され、他端側がアジャスタ２３の中心穴２７の小径部に挿入されて、シリンダ５の軸心に一致するように配設されている。そして、この小径部がガイドとなり、シャフト２６がピストン１６の移動に連動して、シリンダ５の軸心方向に移動する。この時、シャフト２６の一端側に突設された大径部２６ａがアジャスタ２３の中心穴２７の内壁面を摺動移動する。
ここで、ケース２１、アジャスタ２３、シャフト２６などにより停止制御機構が構成されている。また、ケース２１およびアジャスタ２３がガイド部材に相当し、アジャスタ２３の中心穴２７がガイド孔に相当する。
【００１６】
なお、アジャスタ２３のケース２１に対する進退量を変えることで、初期状態から大径部２６ａがアジャスタ２３の中心穴２７から抜ける（大径部２６ａと中心穴２７との摺動関係がなくなる）までのピストン１６のストローク量が変えられる。つまり、アジャスタ２３のケース２１に対する進退量を調整することで、主弁６の初期開度が調整される。
【００１７】
つぎに、タイマー弁２００の構造について図２を参照しつつ説明する。
それぞれ有底円筒状に形成された一対の第１および第２シリンダ３０，３１が、開口を相対してセパレータ３２を挟持して締着固定されている。そして、有底円筒状に形成された第１ピストン３３が、開口をセパレータ３２に向けて第１シリンダ３０内に摺動可能に配設されている。さらに、有底円筒状に形成された第２ピストン３４が、開口をセパレータ３２に向けて第１ピストン３３内に配設されている。そして、作動スプリング３５が、第１ピストン３３の内底面と第２ピストン３４の開口縁部から径方向外側に突設されたフランジ部３４ａとの間に配設されている。さらに、復帰スプリング３６が、第２ピストン３４の内底面とセパレータ３２との間に配設されている。
【００１８】
ここで、加圧室３７が第１シリンダ３０と第１ピストン３３とにより構成され、一次側加圧水が第１シリンダ３０の底部に形成されたポートＰ３を介して加圧室３７に供給できるようになっている。また、空気穴３８が、第１ピストン３３により画成された第１シリンダ３０内の反加圧室側の空間と外部とを連通するように第１シリンダ３０に穿設されている。さらに、第１ピストン位置調整用ボルト３９が、第１シリンダ３０の底部に螺着されている。
また、作動スプリング３５のばね力が復帰スプリング３６のばね力よりも大きく設定されている。そして、加圧室３７内に一次側加圧水が供給されていない初期状態では、第２ピストン３４のフランジ部３４ａは作動スプリング３５の付勢力により第１ピストン３３のフランジ部３３ａに当接している。さらに、初期状態では、第１ピストン３３は、復帰スプリング３６の付勢力により第１ピストン位置調整用ボルト３９の加圧室３７内に延出している端部に当接している。
【００１９】
オイル室４０は第２シリンダ３１とセパレータ３２とにより構成された密閉空間であり、シリコーンオイル４１が内部に充填されている。そして、シャフト４２がオイル室４０を貫通して、第２シリンダ３１の軸心方向に往復移動可能に配設されている。このシャフト４２の一端は第２ピストン３４の底部に固着され、他端は後述する開閉弁４６側に延出している。また、シャフト４２とセパレータ３２との間、さらにはシャフト４２と第２シリンダ３１の底部との間にはそれぞれＯリングが介装され、シリコーンオイル４１の漏出を防止して摺動移動できるようになっている。
【００２０】
制動用仕切板４３がオイル室４０を第２シリンダ３１の軸方向に第１および第２オイル室４０ａ，４０ｂに分離するようにシャフト４２に固着されている。この制動用仕切板４３は、シャフト４２の移動に連動して、第２シリンダ３１の内周壁面に摺動して移動する。また、板オリフィス４４が第１および第２オイル室４０ａ，４０ｂを連通するように制動用仕切板４３に形成されている。さらに、逆止弁４５が制動用仕切板４３に形成されている。この逆止弁４５は、シャフト４２が開閉弁４６側に移動する時の第２オイル室４０ｂから第１オイル室４０ａへのシリコーンオイル４１の流入を阻止し、シャフト４２が加圧室３７側に移動する時の第１オイル室４０ａから第２オイル室４０ｂへのシリコーンオイル４１の流入を許容する。
【００２１】
開閉弁４６は、入力ポートＰ１と、出力ポートＰ２と、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間を開閉する弁体４７と、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間を開放するように弁体４７を付勢するばね４８と、を備え、常開式である。そして、開閉弁４６は、シャフト４２を介して弁体４７に作用する作動スプリング３５のばね力により、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間が閉弁される。
【００２２】
このように構成されたタイマー弁２００では、第１ピストン位置調整用ボルト３９の進退量を変えることで、即ち加圧室３７内への延出量を変えることで、第１ピストン３３の初期位置が変えられる。これにより、復帰スプリング３６の長さが変えられるので、シャフト４２のストローク量が変えられ、一次側加圧水の供給から開閉弁４６を閉弁するまでの閉弁時間（遅延時間）が変えられる。
また、制動用仕切板４３の下降動作時、第２オイル室４０ｂ内のシリコーンオイル４１が制動用仕切板４３に設けられた板オリフィス４４を介して第１オイル室４０ａに流入する。従って、制動用仕切板４３の下降速度は流体の粘度、流体の温度特性の影響を受けなくなり、板オリフィス４４の口径で制御される。そこで、制動用仕切板４３の下降速度は環境温度に拘わらず安定したものとなる。
【００２３】
ここで、この板オリフィス４４が流体の温度特性の影響を受けにくい理由について、例えば、従来例のニードル弁と比較して説明する。ニードル弁の場合、流体が高流速で流れている区間が長く、壁面摩擦損失が大きく発生する。この摩擦損失に、温度による流体粘度の変化が大きく影響する。これに対して、板オリフィス４４では、高流速で流れている区間が短く、壁面との摩擦が小さいので、温度による流体粘度の変化が影響しない。
【００２４】
また、一次側加圧水は、第１ピストン３３を下限まで下降させるもので、シャフト４２を下降させるようには作用しない。つまり、シャフト４２は一次側加圧水の供給により第１ピストン３３がセパレータ３２に当接する下限まで下降した際に作動スプリング３５に蓄勢されたばね力により下降する。そこで、一次側加圧水の圧力変動が遅延時間に影響しない。
【００２５】
調圧パイロット弁４００は、常閉式であり、規定圧放水機構として、二次側流路３内の二次側加圧水の圧力が所定圧力に達したときに動作し、開弁する。つまり、調圧パイロット弁４００の作動圧を調整することで、規定圧放水の圧力が調整される。
ここで、第１配管５０は、一端を起動弁３００を介して自動弁１００の一次側流路２に接続され、他端をタイマー弁２００のポートＰ３に接続されている。そして、分岐配管５１が第１配管５０の起動弁３００の下流側から分岐し、自動弁１００の流出入流路１９および調圧パイロット弁４００の入力ポートに接続されている。また、第２配管５２が、一端を自動弁１００の二次側流路３に接続され、他端を調圧パイロット弁４００の作動室に接続されている。さらに、第３配管５３が、一端を自動弁１００の排水ポート２２に接続され、他端を開閉弁４６の入力ポートＰ１に接続されている。なお、板オリフィス５４が第１配管５０の分岐配管５１との接続部の起動弁３００側に配設されている。
【００２６】
つぎに、このように構成された段階放水自動弁装置の動作について説明する。
まず、起動弁３００が作動すると、一次側流路２内の一次側加圧水が、第１配管５０、分岐配管５１および流出入流路１９を介して作動室５ｂ内に流入し、充満される。この時、一次側加圧水のアジャスタ２３の中心穴２７内への流入が大径部２６ａにより阻止され、作動室５ｂ内の圧力が上昇し、ピストン１６が図１中左側に移動する。このピストン１６の移動力がステム２０を介して主弁６に伝達され、主弁６がスプリング１４の付勢力に抗して図１中左側に移動する。そして、大径部２６ａがアジャスタ２３の中心穴２７から抜け出ると、作動室５ｂが貫通孔２４および排水ポート２２を介して第３配管５３と連通される。そこで、流出入流路１９から作動室５ｂ内に流入した一次側加圧水は、貫通孔２４および排水ポート２２を介して第３配管５３に流入する。そして、第３配管５３内を流通した一次側加圧水は、入力ポートＰ１から常開式の開閉弁４６に流入し、出力ポートＰ２から排水される。そこで、作動室５ｂ内の圧力が一定に保たれ、ピストン１６には、それ以上の移動力が作用せず、主弁６は、図３に示されるように、初期開度に維持される。
【００２７】
そこで、一次側加圧水が、図３中矢印で示されるように、一次側流路２内から二次側流路３内に流入する。そして、一次側加圧水が二次側流路３に充水され、二次側加圧水となって二次側配管（図示せず）を流通し、水噴霧ノズル（図示せず）から放水される。この時、水噴霧ノズルから放水は、低圧放水となる。
【００２８】
一方、起動弁３００の作動と同時に、一次側流路２内の一次側加圧水が、第１配管５０を流通し、タイマー弁２００のポートＰ３から加圧室３７に供給される。一次側加圧水が加圧室３７内に充満すると、第１ピストン３３が下降する。そして、第１ピストン３３の下降力が作動スプリング３５を介して第２ピストン３４に伝達され、シャフト４２を下降させるように作用する。この時、逆止弁４５が閉弁し、大きなシリコーンオイル４１の抵抗力が発生する。そこで、第２ピストン３４が下降する代わりに、作動スプリング３５が収縮して、第１ピストン３３が下限まで下降する。
【００２９】
ついで、作動スプリング３５が、シリコーンオイル４１の抵抗力と復帰スプリング３６の反力を受けながら、伸長する。この作動スプリング３５の伸長動作に連動して、第２オイル室４０ｂ内のシリコーンオイル４１が板オリフィス４４から第１オイル室４０ａに流入し、シャフト４２、即ち第２ピストン３４が徐々に下降する。そして、第２ピストン３４が下限まで下降すると、シャフト４２が弁体４７をばね４８の付勢力に抗して下げ、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間の流路が閉止される。この時、復帰スプリング３６は収縮され、復帰力が蓄勢される。
【００３０】
これにより、出力ポートＰ２からの一次側加圧水の排水が停止される。そこで、流出入流路１９から流入する一次側加圧水により作動室５ｂ内の圧力が再度上昇し、ピストン１６が図３中左側に移動する。これにより、主弁６が更に開かれ、一次側流路２内から二次側流路３内に流入する一次側加圧水の流量が増加する。
【００３１】
二次側流路３内の二次側加圧水は、第２配管５２を介して調圧パイロット弁４００の作動室に供給されている。そして、二次側流路３内の二次側加圧水の圧力が上昇し、所定圧力より高くなると、調圧パイロット弁４００が開弁される。これにより、分岐配管５１を介して自動弁１００の作動室５ｂ内に供給される一次側加圧水は、調圧パイロット弁４００の出力ポートから排水される。そこで、作動室５ｂ内の圧力が一定に保たれ、ピストン１６には、それ以上の移動力が作用せず、主弁６は、図４に示されるように、設定開度に維持される。
なお、規定圧放水として、主弁６が全開等でよく、所定圧力への調整が不要であれば、調圧パイロット弁４００はなくてもよい。
そこで、一次側加圧水が、図４中矢印で示されるように、一次側流路２内から二次側流路３内に流入し、所定圧力となった二次側加圧水が二次側配管を流通し、水噴霧ノズルから放水される。この時、水噴霧ノズルから放水は、規定圧放水となる。
【００３２】
ついで、起動弁３００が閉弁されると、分岐配管５１を介して自動弁１００の作動室５ｂへの一次側加圧水の供給がなくなり、作動室５ｂ内の一次側加圧水は、調圧パイロット弁４００の出力ポートから排水される。そこで、スプリング１４の付勢力により、主弁６が閉弁され、ピストン１６が初期状態まで移動する。同時に、ポートＰ３からの一次側加圧水の供給がなくなり、復帰スプリング３６の復帰力が放勢され、第２ピストン３４およびシャフト４２が上昇を開始する。この第２ピストン３４の上昇に同期して第１ピストン３３が上昇する。この時、逆止弁４５が開弁し、シリコーンオイル４１が第１オイル室４０ａから第２オイル室４０ｂに速やかに流入し、初期状態に復帰する。
そして、開閉弁４６の弁体４７がばね４８の付勢力により上昇され、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間の流路が開放され、第３配管５３内に一次側加圧水が排水される。
【００３３】
ここで、タイマー弁２００は、オイル室４０内の流体として、シリコーンオイル４１を用いているが、その他の流体、例えば水でもよく、一次側加圧水を導入してもよい。
また、タイマー弁２００は、起動弁３００の作動により一次側加圧水が供給されて遅延時間の計測を開始し、主弁６を設定開度に開くことができればよく、一次側加圧水を圧力スイッチ等で検出して遅延時間を計測するような電気的なタイマーであってもよい。
【００３４】
この発明によれば、起動弁３００の作動により一次側加圧水をタイマー弁２００に供給して遅延時間の計測を開始し、遅延時間経過後に、主弁６を初期開度から設定開度に開くようにしているので、初期放水から遅延時間経過後に規定圧放水に確実に移行することができる。
【００３５】
また、タイマー弁２００が遅延時間経過後に閉止する常開式の開閉弁４６を有しており、排水ポート２２が第３配管５３を介して開閉弁４６の入力ポートＰ１に接続されている。そこで、開閉弁４６が、主弁６を初期開度に維持するために作動室５ｂ内の一次側加圧水を排水する機能と、主弁６を初期開度からさらに開くために作動室５ｂ内の一次側加圧水の排水を停止する機能とを備えるので、部品の兼用化が図られ、部品点数を削減できる。
【００３６】
また、主弁６の初期開度は、ケース２１に対するアジャスタ２３の進退量を変えることで調整できる。また、規定圧放水の圧力は、調圧パイロット弁４００の作動圧力を変えることで調整できる。さらに、遅延時間は、第１ピストン位置調整用ボルト３９の進退量を変えることで調整できる。従って、それぞれの調整が互いに干渉せず、現場での調整作業が著しく簡易となる。
【００３７】
また、タイマー弁２００が、一次側加圧水を遅延時間の計測開始のトリガーとしてのみ使用し、作動スプリング３５により遅延時間を計測しているので、一次側加圧水が急激に変動しても、遅延時間の計測に影響がなく、遅延時間を正確に計測できる。
また、オイル室４０にシリコーンオイル４１を充填し、制動用仕切板４３を移動させつつ、シリコーンオイル４１を制動用仕切板４３に形成した板オリフィス４４を介して第２オイル室４０ｂから第１オイル室４０ａに移動させるようにしているので、オイルの温度特性による影響がなくなり、遅延時間を正確に計測できる。
【００３８】
なお、上記実施例では、第１配管５０から分岐する分岐配管５１を流出入流路１９と調圧パイロット弁４００の入力ポートに接続するものとしているが、新たに排水ポートをシリンダ蓋体１５に設け、第１配管５０から分岐する分岐配管５１を流出入流路１９にのみ接続し、新たに設けた排水ポートと調圧パイロット弁４００の入力ポートとを他の配管で接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の一実施例における段階放水自動弁装置を示す構成図である。
【図２】この発明の一実施例における段階放水自動弁装置に適用されるタイマー弁の構成を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施例における段階放水自動弁装置における自動弁の低圧放水状態を示す断面図である。
【図４】この発明の一実施例における段階放水自動弁装置における自動弁の規定圧放水状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 弁ボディ、２ 一次側流路、３ 二次側流路、４ａ 弁座、５ シリンダ（主弁駆動機構）、５ｂ 作動室、６ 主弁、１４ スプリング（主弁駆動機構）、１５ シリンダ蓋体（主弁駆動機構）、１６ ピストン（主弁駆動機構）、２０ ステム（主弁駆動機構）、２１ ケース（停止制御機構）、２２ 排水ポート、２３ アジャスタ（停止制御機構）、２６ シャフト（停止制御機構）、４６ 開閉弁、５３ 第３配管、２００ タイマー弁、３００ 起動弁、４００ 調圧パイロット弁（規定圧放水機構）。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば高速自動車道等のトンネルに設置されて段階的な放水を実現する段階放水自動弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の段階放水自動弁装置は、弁ボディの一次側と二次側とを仕切る弁座に対し開閉自在に配置された主弁、主弁を開閉駆動する主ピストンを主シリンダに摺動自在に備えた駆動機構、および主ピストンの移動に伴って主シリンダの閉鎖加圧側に対し流入流出自在な循環経路を形成し、主ピストンが所定の初期開度に達したときに循環経路を遮断して主ピストンを停止させる停止制御機構を備えた自動弁と、主シリンダの開放加圧側に一次側圧力水を供給して起動させる起動弁と、主弁の初期開度への開放後に二次側に発生する所定の放水圧力により動作し、循環経路の遮断部位をバイパスして主ピストンの停止を解除する初期放水圧力制御弁と、シリンダ室に対する二次側圧力水の流入出量の制御によるジスクの移動で所定遅延時間後に所定の低圧設定から所定の規定圧設定に切り換え、主シリンダ室の圧力調節による主弁の駆動により二次側放水圧力を設定された低圧設定又は規定圧設定に制御する圧力制御弁と、を備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４８９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の段階放水自動弁装置は、二次側圧力水の圧力変動を利用して低圧放水から規定圧放水に切り換えるものであり、自動弁における主弁の初期開度を規定するステム位置、初期放水圧力制御弁における動作放水圧力を規定する調整ボルト位置、さらには圧力制御弁における遅延時間を規定するストッパ位置やニードル開度などを現場で調整して、低圧放水から規定圧放水への切り換え時間を設定する必要があった。そして、一つの調整項目の調整量を変えると、他の調整項目の調整量が変化してしまい、つまりこれらの調整量は相互干渉してしまい、現場での調整作業時間を要した。さらには、調整を誤ると、初期放水から規定圧放水に切り替わらず、初期放水のままとなってしまうという問題もあった。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、初期放水の調整と規定圧放水の調整との相互干渉をなくし、現場での煩雑な調整作業をなくし、初期放水から所定時間経過後に規定圧放水に確実に切り替わるようにした段階放水自動弁装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による段階放水自動弁装置は、弁ボディの一次側流路と二次側流路とを仕切る弁座に対して接離可能に配設された主弁と、軸心方向を上記主弁の接離方向とするシリンダ、該シリンダ内に摺動自在に配設され、該シリンダ内の開放加圧側に画成される作動室への一次側加圧水の供給により移動して上記主弁を開放させるピストンを有する主弁駆動機構と、上記主弁が所定の初期開度に達したときに上記ピストンの移動を停止させる停止制御機構と、を備えた自動弁と、上記作動室に上記一次側加圧水を供給して起動させる起動弁と、上記起動弁から上記一次側加圧水を供給された後、上記停止制御機構による上記主弁の停止を解除するタイマー弁と、上記二次側流路に発生する二次側加圧水の圧力に応じて上記作動室内の上記一次側加圧水を調整して上記ピストンの位置を調整することにより、二次側加圧水の圧力を所定の規定圧に維持する調圧パイロット弁と、を備えている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、起動弁の作動により一次側加圧水が作動室およびタイマー弁に供給される。そして、一次側加圧水が作動室に供給されて作動室内の圧力が上昇すると、ピストンが移動し、主弁が開放される。ついで、主弁が所定の初期開度に達すると、停止制御機構によりピストンの移動が停止される。そこで、主弁が所定の初期開度に維持され、一次側加圧水が二次側流路に流入し、初期放水（低圧放水）が簡便に実施される。これにより、初期放水用の調圧機能は不要となり、停止制御機構の調整が調圧パイロット弁の機能に影響を与えない。また、タイマー弁が、一次側加圧水が供給されてから所定の遅延時間経過後に、作動室内からの一次側加圧水の排水を停止し、主弁をさらに開放させる。そこで、一次側流路から二次側流路への一次側加圧水の流入量が増大し、調圧パイロット弁によって規定圧放水（高圧放水）が実施される。さらに、二次側加圧水の圧力が所定圧力に達したときに作動室内の一次側加圧水が排水され、主弁が設定開度に維持され、放水圧が所定圧力に維持される。これにより、初期放水から所定時間経過後に規定圧放水に確実に切り替わる。
また、主弁の初期開度の調整と調圧パイロット弁の作動圧の調整とを相互干渉なく行うことができ、調整作業が簡略化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１はこの発明の一実施例における段階放水自動弁装置を示す構成図、図２はこの発明の一実施例における段階放水自動弁装置に適用されるタイマー弁の構成を示す断面図、図３はこの発明の一実施例における段階放水自動弁装置における自動弁の低圧放水状態を示す断面図、図４はこの発明の一実施例における段階放水自動弁装置における自動弁の規定圧放水状態を示す断面図である。
【０００９】
図１において、段階放水自動弁装置は、主弁６の開度を変化させて、一次側流路２から二次側流路３に流れる一次側加圧水の流量を調整する自動弁１００と、一次側加圧水が供給されて、所定の遅延時間経過後に主弁６の開度を初期開度から設定開度に切り換えるタイマー弁２００と、自動弁１００の主弁６の主弁駆動機構およびタイマー弁２００に一次側加圧水を供給して自動弁装置を起動する起動弁３００と、二次側加圧水の圧力が所定圧力に達したことを感知して主弁６の開度を設定開度に制御する規定圧放水機構としての調圧パイロット弁４００と、を備えている。
【００１０】
まず、自動弁１００の構造について説明する。
弁ボディ１は、一次側配管（図示せず）が接続される一次側流路２と、二次側配管（図示せず）が接続される二次側流路３と、一次側流路２と二次側流路３とを連通する連通孔４と、軸心を連通孔４の孔中心に一致させて、かつ、二次側流路３を挟んで連通孔４と相対して、二次側流路３に開口するように形成された円筒状のシリンダ５と、を備えている。
【００１１】
主弁６は、ディスク部７と、ディスク部７の一側の縁部近傍から周方向に等角ピッチで主弁６の軸心方向に延設された４本のガイド部８と、ディスク部７の一側中央部に凹設されたステム嵌合凹部９と、ディスク部７の外周部に嵌着されたＯリング１０と、を備えている。そして、主弁６は、一次側流路２側からガイド部８を連通孔４に挿入して、摺動自在に装着されている。
【００１２】
ガイドロッド１１は、ディスク部７の他側中央部に突設され、蓋体１２に穿設されたロッド挿通孔１２ａに摺動自在に嵌挿されている。そして、Ｏリング１３が、ガイドロッド１１とロッド挿通孔１２ａとの間に介装され、一次側流路２からロッド挿通孔１２ａを介しての流体の漏れを防止している。また、スプリング１４がディスク部７と蓋体１２との間に縮設され、ディスク部７を二次側流路３側に押圧している。これにより、Ｏリング１０が連通孔４の外周縁部で構成される弁座４ａに密接し、一次側流路２と二次側流路３との間の流路を閉止している。また、後述するピストン１６の作動により、ガイドロッド１１がロッド挿通孔１２ａに案内されて図１中左方向に移動し、主弁６が弁座４ａから離反し、一次側流路２と二次側流路３との間の流路が開放される。なお、各Ｏリングは流体の漏出を防止するために配設されるものであり、以下その説明は省略する。
【００１３】
シリンダ蓋体１５は、シリンダ５の反二次側流路３側の開口を塞口するように弁ボディ１にＯリングを介装させて取り付けられている。そして、ピストン１６がシリンダ５内に摺動自在に挿入され、Ｏリング１７がピストン１６の外周部に嵌装されて、シリンダ５内が二次側流路３側のピストン室５ａとシリンダ蓋体１５側の作動室５ｂとに区画されている。さらに、ストッパ１８が、シリンダ５の内壁面の二次側流路３側の開口端部に周方向の全周にわたって径方向に突設され、ピストン１６の二次側流路３側への移動量を規制している。また、流出入流路１９が、作動室５ｂと外部とを連通するようにシリンダ蓋体１５に形成されている。さらに、ステム２０が、一端をピストン１６の中心位置に固着され、他端をディスク部７のステム嵌合凹部９に嵌着されて、その軸心がシリンダ５の軸心に一致するように取り付けられている。ここで、シリンダ５、スプリング１４、シリンダ蓋体１５、ピストン１６およびステム２０などにより主弁駆動機構が構成されている。
【００１４】
このシリンダ蓋体１５には、開口がシリンダ５の軸心と同軸に開けられている。そして、円筒状のケース２１が、シリンダ５の軸心と同軸にして、ケース２１の一端側に形成されたフランジ部をシリンダ蓋体１５の開口部にＯリングを介装させて取り付けられている。また、排水ポート２２がケース２１の内外を連通するように穿設されている。
リフト設定アジャスタ２３は、円筒状に作製され、ケース２１の他端側内壁面に形成された雌ねじ部に螺合されて進退自在に装着されている。また、貫通孔２４がアジャスタ２３の内外を連通するように穿設されている。そして、一対のＯリング２５が軸方向に所定距離離れて、かつ排水ポート２２および貫通孔２４を挟み込むようにケース２１の内周壁面とアジャスタ２３の外周壁面との間に介装されている。
【００１５】
また、アジャスタ２３の貫通孔２４の他端側の位置で、その中心穴２７に小径部が形成されている。シャフト２６の一端がピストン１６に固着され、他端側がアジャスタ２３の中心穴２７の小径部に挿入されて、シリンダ５の軸心に一致するように配設されている。そして、この小径部がガイドとなり、シャフト２６がピストン１６の移動に連動して、シリンダ５の軸心方向に移動する。この時、シャフト２６の一端側に突設された大径部２６ａがアジャスタ２３の中心穴２７の内壁面を摺動移動する。
ここで、ケース２１、アジャスタ２３、シャフト２６などにより停止制御機構が構成されている。また、ケース２１およびアジャスタ２３がガイド部材に相当し、アジャスタ２３の中心穴２７がガイド孔に相当する。
【００１６】
なお、アジャスタ２３のケース２１に対する進退量を変えることで、初期状態から大径部２６ａがアジャスタ２３の中心穴２７から抜ける（大径部２６ａと中心穴２７との摺動関係がなくなる）までのピストン１６のストローク量が変えられる。つまり、アジャスタ２３のケース２１に対する進退量を調整することで、主弁６の初期開度が調整される。
【００１７】
つぎに、タイマー弁２００の構造について図２を参照しつつ説明する。
それぞれ有底円筒状に形成された一対の第１および第２シリンダ３０，３１が、開口を相対してセパレータ３２を挟持して締着固定されている。そして、有底円筒状に形成された第１ピストン３３が、開口をセパレータ３２に向けて第１シリンダ３０内に摺動可能に配設されている。さらに、有底円筒状に形成された第２ピストン３４が、開口をセパレータ３２に向けて第１ピストン３３内に配設されている。そして、作動スプリング３５が、第１ピストン３３の内底面と第２ピストン３４の開口縁部から径方向外側に突設されたフランジ部３４ａとの間に配設されている。さらに、復帰スプリング３６が、第２ピストン３４の内底面とセパレータ３２との間に配設されている。
【００１８】
ここで、加圧室３７が第１シリンダ３０と第１ピストン３３とにより構成され、一次側加圧水が第１シリンダ３０の底部に形成されたポートＰ３を介して加圧室３７に供給できるようになっている。また、空気穴３８が、第１ピストン３３により画成された第１シリンダ３０内の反加圧室側の空間と外部とを連通するように第１シリンダ３０に穿設されている。さらに、第１ピストン位置調整用ボルト３９が、第１シリンダ３０の底部に螺着されている。
また、作動スプリング３５のばね力が復帰スプリング３６のばね力よりも大きく設定されている。そして、加圧室３７内に一次側加圧水が供給されていない初期状態では、第２ピストン３４のフランジ部３４ａは作動スプリング３５の付勢力により第１ピストン３３のフランジ部３３ａに当接している。さらに、初期状態では、第１ピストン３３は、復帰スプリング３６の付勢力により第１ピストン位置調整用ボルト３９の加圧室３７内に延出している端部に当接している。
【００１９】
オイル室４０は第２シリンダ３１とセパレータ３２とにより構成された密閉空間であり、シリコーンオイル４１が内部に充填されている。そして、シャフト４２がオイル室４０を貫通して、第２シリンダ３１の軸心方向に往復移動可能に配設されている。このシャフト４２の一端は第２ピストン３４の底部に固着され、他端は後述する開閉弁４６側に延出している。また、シャフト４２とセパレータ３２との間、さらにはシャフト４２と第２シリンダ３１の底部との間にはそれぞれＯリングが介装され、シリコーンオイル４１の漏出を防止して摺動移動できるようになっている。
【００２０】
制動用仕切板４３がオイル室４０を第２シリンダ３１の軸方向に第１および第２オイル室４０ａ，４０ｂに分離するようにシャフト４２に固着されている。この制動用仕切板４３は、シャフト４２の移動に連動して、第２シリンダ３１の内周壁面に摺動して移動する。また、板オリフィス４４が第１および第２オイル室４０ａ，４０ｂを連通するように制動用仕切板４３に形成されている。さらに、逆止弁４５が制動用仕切板４３に形成されている。この逆止弁４５は、シャフト４２が開閉弁４６側に移動する時の第２オイル室４０ｂから第１オイル室４０ａへのシリコーンオイル４１の流入を阻止し、シャフト４２が加圧室３７側に移動する時の第１オイル室４０ａから第２オイル室４０ｂへのシリコーンオイル４１の流入を許容する。
【００２１】
開閉弁４６は、入力ポートＰ１と、出力ポートＰ２と、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間を開閉する弁体４７と、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間を開放するように弁体４７を付勢するばね４８と、を備え、常開式である。そして、開閉弁４６は、シャフト４２を介して弁体４７に作用する作動スプリング３５のばね力により、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間が閉弁される。
【００２２】
このように構成されたタイマー弁２００では、第１ピストン位置調整用ボルト３９の進退量を変えることで、即ち加圧室３７内への延出量を変えることで、第１ピストン３３の初期位置が変えられる。これにより、復帰スプリング３６の長さが変えられるので、シャフト４２のストローク量が変えられ、一次側加圧水の供給から開閉弁４６を閉弁するまでの閉弁時間（遅延時間）が変えられる。
また、制動用仕切板４３の下降動作時、第２オイル室４０ｂ内のシリコーンオイル４１が制動用仕切板４３に設けられた板オリフィス４４を介して第１オイル室４０ａに流入する。従って、制動用仕切板４３の下降速度は流体の粘度、流体の温度特性の影響を受けなくなり、板オリフィス４４の口径で制御される。そこで、制動用仕切板４３の下降速度は環境温度に拘わらず安定したものとなる。
【００２３】
ここで、この板オリフィス４４が流体の温度特性の影響を受けにくい理由について、例えば、従来例のニードル弁と比較して説明する。ニードル弁の場合、流体が高流速で流れている区間が長く、壁面摩擦損失が大きく発生する。この摩擦損失に、温度による流体粘度の変化が大きく影響する。これに対して、板オリフィス４４では、高流速で流れている区間が短く、壁面との摩擦が小さいので、温度による流体粘度の変化が影響しない。
【００２４】
また、一次側加圧水は、第１ピストン３３を下限まで下降させるもので、シャフト４２を下降させるようには作用しない。つまり、シャフト４２は一次側加圧水の供給により第１ピストン３３がセパレータ３２に当接する下限まで下降した際に作動スプリング３５に蓄勢されたばね力により下降する。そこで、一次側加圧水の圧力変動が遅延時間に影響しない。
【００２５】
調圧パイロット弁４００は、常閉式であり、規定圧放水機構として、二次側流路３内の二次側加圧水の圧力が所定圧力に達したときに動作し、開弁する。つまり、調圧パイロット弁４００の作動圧を調整することで、規定圧放水の圧力が調整される。
ここで、第１配管５０は、一端を起動弁３００を介して自動弁１００の一次側流路２に接続され、他端をタイマー弁２００のポートＰ３に接続されている。そして、分岐配管５１が第１配管５０の起動弁３００の下流側から分岐し、自動弁１００の流出入流路１９および調圧パイロット弁４００の入力ポートに接続されている。また、第２配管５２が、一端を自動弁１００の二次側流路３に接続され、他端を調圧パイロット弁４００の作動室に接続されている。さらに、第３配管５３が、一端を自動弁１００の排水ポート２２に接続され、他端を開閉弁４６の入力ポートＰ１に接続されている。なお、板オリフィス５４が第１配管５０の分岐配管５１との接続部の起動弁３００側に配設されている。
【００２６】
つぎに、このように構成された段階放水自動弁装置の動作について説明する。
まず、起動弁３００が作動すると、一次側流路２内の一次側加圧水が、第１配管５０、分岐配管５１および流出入流路１９を介して作動室５ｂ内に流入し、充満される。この時、一次側加圧水のアジャスタ２３の中心穴２７内への流入が大径部２６ａにより阻止され、作動室５ｂ内の圧力が上昇し、ピストン１６が図１中左側に移動する。このピストン１６の移動力がステム２０を介して主弁６に伝達され、主弁６がスプリング１４の付勢力に抗して図１中左側に移動する。そして、大径部２６ａがアジャスタ２３の中心穴２７から抜け出ると、作動室５ｂが貫通孔２４および排水ポート２２を介して第３配管５３と連通される。そこで、流出入流路１９から作動室５ｂ内に流入した一次側加圧水は、貫通孔２４および排水ポート２２を介して第３配管５３に流入する。そして、第３配管５３内を流通した一次側加圧水は、入力ポートＰ１から常開式の開閉弁４６に流入し、出力ポートＰ２から排水される。そこで、作動室５ｂ内の圧力が一定に保たれ、ピストン１６には、それ以上の移動力が作用せず、主弁６は、図３に示されるように、初期開度に維持される。
【００２７】
そこで、一次側加圧水が、図３中矢印で示されるように、一次側流路２内から二次側流路３内に流入する。そして、一次側加圧水が二次側流路３に充水され、二次側加圧水となって二次側配管（図示せず）を流通し、水噴霧ノズル（図示せず）から放水される。この時、水噴霧ノズルから放水は、低圧放水となる。
【００２８】
一方、起動弁３００の作動と同時に、一次側流路２内の一次側加圧水が、第１配管５０を流通し、タイマー弁２００のポートＰ３から加圧室３７に供給される。一次側加圧水が加圧室３７内に充満すると、第１ピストン３３が下降する。そして、第１ピストン３３の下降力が作動スプリング３５を介して第２ピストン３４に伝達され、シャフト４２を下降させるように作用する。この時、逆止弁４５が閉弁し、大きなシリコーンオイル４１の抵抗力が発生する。そこで、第２ピストン３４が下降する代わりに、作動スプリング３５が収縮して、第１ピストン３３が下限まで下降する。
【００２９】
ついで、作動スプリング３５が、シリコーンオイル４１の抵抗力と復帰スプリング３６の反力を受けながら、伸長する。この作動スプリング３５の伸長動作に連動して、第２オイル室４０ｂ内のシリコーンオイル４１が板オリフィス４４から第１オイル室４０ａに流入し、シャフト４２、即ち第２ピストン３４が徐々に下降する。そして、第２ピストン３４が下限まで下降すると、シャフト４２が弁体４７をばね４８の付勢力に抗して下げ、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間の流路が閉止される。この時、復帰スプリング３６は収縮され、復帰力が蓄勢される。
【００３０】
これにより、出力ポートＰ２からの一次側加圧水の排水が停止される。そこで、流出入流路１９から流入する一次側加圧水により作動室５ｂ内の圧力が再度上昇し、ピストン１６が図３中左側に移動する。これにより、主弁６が更に開かれ、一次側流路２内から二次側流路３内に流入する一次側加圧水の流量が増加する。
【００３１】
二次側流路３内の二次側加圧水は、第２配管５２を介して調圧パイロット弁４００の作動室に供給されている。そして、二次側流路３内の二次側加圧水の圧力が上昇し、所定圧力より高くなると、調圧パイロット弁４００が開弁される。これにより、分岐配管５１を介して自動弁１００の作動室５ｂ内に供給される一次側加圧水は、調圧パイロット弁４００の出力ポートから排水される。そこで、作動室５ｂ内の圧力が一定に保たれ、ピストン１６には、それ以上の移動力が作用せず、主弁６は、図４に示されるように、設定開度に維持される。
なお、規定圧放水として、主弁６が全開等でよく、所定圧力への調整が不要であれば、調圧パイロット弁４００はなくてもよい。
そこで、一次側加圧水が、図４中矢印で示されるように、一次側流路２内から二次側流路３内に流入し、所定圧力となった二次側加圧水が二次側配管を流通し、水噴霧ノズルから放水される。この時、水噴霧ノズルから放水は、規定圧放水となる。
【００３２】
ついで、起動弁３００が閉弁されると、分岐配管５１を介して自動弁１００の作動室５ｂへの一次側加圧水の供給がなくなり、作動室５ｂ内の一次側加圧水は、調圧パイロット弁４００の出力ポートから排水される。そこで、スプリング１４の付勢力により、主弁６が閉弁され、ピストン１６が初期状態まで移動する。同時に、ポートＰ３からの一次側加圧水の供給がなくなり、復帰スプリング３６の復帰力が放勢され、第２ピストン３４およびシャフト４２が上昇を開始する。この第２ピストン３４の上昇に同期して第１ピストン３３が上昇する。この時、逆止弁４５が開弁し、シリコーンオイル４１が第１オイル室４０ａから第２オイル室４０ｂに速やかに流入し、初期状態に復帰する。
そして、開閉弁４６の弁体４７がばね４８の付勢力により上昇され、入力ポートＰ１と出力ポートＰ２との間の流路が開放され、第３配管５３内に一次側加圧水が排水される。
【００３３】
ここで、タイマー弁２００は、オイル室４０内の流体として、シリコーンオイル４１を用いているが、その他の流体、例えば水でもよく、一次側加圧水を導入してもよい。
また、タイマー弁２００は、起動弁３００の作動により一次側加圧水が供給されて遅延時間の計測を開始し、主弁６を設定開度に開くことができればよく、一次側加圧水を圧力スイッチ等で検出して遅延時間を計測するような電気的なタイマーであってもよい。
【００３４】
この発明によれば、起動弁３００の作動により一次側加圧水をタイマー弁２００に供給して遅延時間の計測を開始し、遅延時間経過後に、主弁６を初期開度から設定開度に開くようにしているので、初期放水から遅延時間経過後に規定圧放水に確実に移行することができる。
【００３５】
また、タイマー弁２００が遅延時間経過後に閉止する常開式の開閉弁４６を有しており、排水ポート２２が第３配管５３を介して開閉弁４６の入力ポートＰ１に接続されている。そこで、開閉弁４６が、主弁６を初期開度に維持するために作動室５ｂ内の一次側加圧水を排水する機能と、主弁６を初期開度からさらに開くために作動室５ｂ内の一次側加圧水の排水を停止する機能とを備えるので、部品の兼用化が図られ、部品点数を削減できる。
【００３６】
また、主弁６の初期開度は、ケース２１に対するアジャスタ２３の進退量を変えることで調整できる。また、規定圧放水の圧力は、調圧パイロット弁４００の作動圧力を変えることで調整できる。さらに、遅延時間は、第１ピストン位置調整用ボルト３９の進退量を変えることで調整できる。従って、それぞれの調整が互いに干渉せず、現場での調整作業が著しく簡易となる。
【００３７】
また、タイマー弁２００が、一次側加圧水を遅延時間の計測開始のトリガーとしてのみ使用し、作動スプリング３５により遅延時間を計測しているので、一次側加圧水が急激に変動しても、遅延時間の計測に影響がなく、遅延時間を正確に計測できる。
また、オイル室４０にシリコーンオイル４１を充填し、制動用仕切板４３を移動させつつ、シリコーンオイル４１を制動用仕切板４３に形成した板オリフィス４４を介して第２オイル室４０ｂから第１オイル室４０ａに移動させるようにしているので、オイルの温度特性による影響がなくなり、遅延時間を正確に計測できる。
【００３８】
なお、上記実施例では、第１配管５０から分岐する分岐配管５１を流出入流路１９と調圧パイロット弁４００の入力ポートに接続するものとしているが、新たに排水ポートをシリンダ蓋体１５に設け、第１配管５０から分岐する分岐配管５１を流出入流路１９にのみ接続し、新たに設けた排水ポートと調圧パイロット弁４００の入力ポートとを他の配管で接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】この発明の一実施例における段階放水自動弁装置を示す構成図である。
【図２】この発明の一実施例における段階放水自動弁装置に適用されるタイマー弁の構成を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施例における段階放水自動弁装置における自動弁の低圧放水状態を示す断面図である。
【図４】この発明の一実施例における段階放水自動弁装置における自動弁の規定圧放水状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１ 弁ボディ、２ 一次側流路、３ 二次側流路、４ａ 弁座、５ シリンダ（主弁駆動機構）、５ｂ 作動室、６ 主弁、１４ スプリング（主弁駆動機構）、１５ シリンダ蓋体（主弁駆動機構）、１６ ピストン（主弁駆動機構）、２０ ステム（主弁駆動機構）、２１ ケース（停止制御機構）、２２ 排水ポート、２３ アジャスタ（停止制御機構）、２６ シャフト（停止制御機構）、４６ 開閉弁、５３ 第３配管、２００ タイマー弁、３００ 起動弁、４００ 調圧パイロット弁（規定圧放水機構）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ボディの一次側流路と二次側流路とを仕切る弁座に対して接離可能に配設された主弁と、軸心方向を上記主弁の接離方向とするシリンダ、該シリンダ内に摺動自在に配設され、該シリンダ内の開放加圧側に画成される作動室への一次側加圧水の供給により移動して上記主弁を開放させるピストンを有する主弁駆動機構と、上記主弁が所定の初期開度に達したときに上記ピストンの移動を停止させる停止制御機構と、を備えた自動弁と、
上記作動室に上記一次側加圧水を供給して起動させる起動弁と、
上記起動弁から上記一次側加圧水を供給された後、上記停止制御機構による上記主弁の停止を解除するタイマー弁と、
上記二次側流路に発生する二次側加圧水の圧力に応じて上記作動室内の上記一次側加圧水を調整して上記ピストンの位置を調整することにより、二次側加圧水の圧力を所定の規定圧に維持する調圧パイロット弁と、
を備えたことを特徴とする段階放水自動弁装置。
【請求項２】
上記停止制御機構は、上記作動室内の上記一次側加圧水を排水して上記ピストンの移動を停止させるものであり、
上記タイマー弁は、所定の遅延時間経過後に上記作動室内からの上記一次側加圧水の排水を停止して上記調圧パイロット弁を作動させることを特徴とする請求項１記載の段階放水自動弁装置。
【請求項３】
上記停止制御機構は、一端を上記ピストンに固着されて、該ピストンの位置に同期して上記シリンダの軸心方向に移動可能に配設されたシャフトと、上記作動室に臨むように配設され、排水ポートおよび該排水ポートと該作動室とを連通するとともに上記シャフトの他端側が挿入されて該シャフトの軸心方向の移動を案内するガイド孔を有するガイド部材と、を備え、上記シャフトは、上記主弁が上記初期開度に達するまでのピストンの移動時には、上記ガイド孔を介しての上記作動室と上記排水ポートとの連通を閉止し、上記主弁が上記初期開度に達した以降の該ピストンの移動時には、上記ガイド孔を介しての上記作動室と上記排水ポートとの連通の閉止を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の段階放水自動弁装置。
【請求項４】
タイマー弁は、上記起動弁から上記一次側加圧水を供給された後、所定の遅延時間経過後に閉止する常開式の開閉弁を備え、上記排水ポートが配管を介して上記開閉弁の入力ポートに接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の段階放水自動弁装置。
【請求項１】
弁ボディの一次側流路と二次側流路とを仕切る弁座に対して接離可能に配設された主弁と、軸心方向を上記主弁の接離方向とするシリンダ、該シリンダ内に摺動自在に配設され、該シリンダ内の開放加圧側に画成される作動室への一次側加圧水の供給により移動して上記主弁を開放させるピストンを有する主弁駆動機構と、上記主弁が所定の初期開度に達したときに上記ピストンの移動を停止させる停止制御機構と、を備えた自動弁と、
上記作動室に上記一次側加圧水を供給して起動させる起動弁と、
上記起動弁から上記一次側加圧水を供給された後、上記停止制御機構による上記主弁の停止を解除するタイマー弁と、
上記二次側流路に発生する二次側加圧水の圧力に応じて上記作動室内の上記一次側加圧水を調整して上記ピストンの位置を調整することにより、二次側加圧水の圧力を所定の規定圧に維持する調圧パイロット弁と、
を備えたことを特徴とする段階放水自動弁装置。
【請求項２】
上記停止制御機構は、上記作動室内の上記一次側加圧水を排水して上記ピストンの移動を停止させるものであり、
上記タイマー弁は、所定の遅延時間経過後に上記作動室内からの上記一次側加圧水の排水を停止して上記調圧パイロット弁を作動させることを特徴とする請求項１記載の段階放水自動弁装置。
【請求項３】
上記停止制御機構は、一端を上記ピストンに固着されて、該ピストンの位置に同期して上記シリンダの軸心方向に移動可能に配設されたシャフトと、上記作動室に臨むように配設され、排水ポートおよび該排水ポートと該作動室とを連通するとともに上記シャフトの他端側が挿入されて該シャフトの軸心方向の移動を案内するガイド孔を有するガイド部材と、を備え、上記シャフトは、上記主弁が上記初期開度に達するまでのピストンの移動時には、上記ガイド孔を介しての上記作動室と上記排水ポートとの連通を閉止し、上記主弁が上記初期開度に達した以降の該ピストンの移動時には、上記ガイド孔を介しての上記作動室と上記排水ポートとの連通の閉止を解除するように構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の段階放水自動弁装置。
【請求項４】
タイマー弁は、上記起動弁から上記一次側加圧水を供給された後、所定の遅延時間経過後に閉止する常開式の開閉弁を備え、上記排水ポートが配管を介して上記開閉弁の入力ポートに接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の段階放水自動弁装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−２５５６５０（Ｐ２００７−２５５６５０Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−８３４５０（Ｐ２００６−８３４５０）
【出願日】平成１８年３月２４日（２００６．３．２４）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２４日（２００６．３．２４）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
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