流水検知装置
【課題】火災の発生時において、所定流量の通水が生じたときに、この通水によって弁体を正確に作動させて火災の発生とその規模を確実に検知することができる流水検知装置であって、圧力損失を防ぎつつ通水でき、内部構造を簡略化して製作やメンテナンスを容易に行うことができるコンパクトな流水検知装置を提供すること。
【解決手段】流入口１１ａと流出口１１ｂを有するボデー１１内に着座部４５を設け、この着座部４５に着座したボール弁体１２をガイド２０に案内されながら移動可能に設け、このボール弁体１２の移動を検知機構３０を介して検出すると共に、着座部４５の二次側の所定移動範囲Ｒ内に絞り形状の絞り経路６５を形成した流水検知装置である。
【解決手段】流入口１１ａと流出口１１ｂを有するボデー１１内に着座部４５を設け、この着座部４５に着座したボール弁体１２をガイド２０に案内されながら移動可能に設け、このボール弁体１２の移動を検知機構３０を介して検出すると共に、着座部４５の二次側の所定移動範囲Ｒ内に絞り形状の絞り経路６５を形成した流水検知装置である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、スプリンクラー設備に使用され、火災発生時などに流路を開けて水を流すために用いられる流水検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の流水検知装置は、水の圧力によって作動する逆止弁構造の弁体を有し、この弁体を挟んで一次側・二次側がともに満水で加圧された状態で保持されている。弁体は、二次側からの水圧によって常時閉止し、一次側には放水時に作動するポンプ、二次側にはスプリンクラーヘッドが配管されている。
火災が発生すると、スプリンクラーヘッドが開放されて放水を開始し、放水が始まると流水検知装置の弁体が開状態になり流水流路が開かれる。弁体は、スピンドルに接続された構造となっており、弁体が動作したときにはスピンドルが回転し、この回転を外部に設置された検出装置で検出し、この検出結果を信号として制御盤に送って警報装置を作動させるようになっている。
【０００３】
流水検知装置は、通常は共同住宅等の建物内の複数箇所に設置されており、この流水検知装置と接続している給水管は建物内で繋がっている。火災発生時においては、火災の規模に応じて所定のスプリンクラーが作動し、このスプリンクラーの作動によって、複数箇所に設けられた流水検知装置のうちの１台ないし多数台が作動するようになっている。スプリンクラーの作動数が変わった場合には、各流水検知装置に加わる圧力が変動するが、この場合でも通水したことを確実に検知して作動させければならない。
【０００４】
このように、流水検知装置は、流水により弁体が開放したときにこの弁体の開状態を内部機構によって検出装置まで伝達して検出するものであるが、検出装置が作動しなければならない最低作動圧は０．１ＭＰａ、最低作動流量が５０Ｌ／ｍｉｎと定められており、一般のチェッキ弁における使用条件よりも、低圧力・小流量の段階で弁体の動きを検知させる必要がある。このため、流水検知装置は、通水時の流量が少ないときに弁体を大きく開放させることができる構造にする必要がある。
また、流水検知装置には、通水時において許容される圧力損失が定められており、例えば、口径４０Ａの流水検知装置では、３５０Ｌ／ｍｉｎの流量で水が流れたときに許容できる圧力損失が０．０５ＭＰａ以内となっている。
【０００５】
ところで、一般的な構造のボールチェッキ弁は、使用条件や配管の取付位置が縦・横兼用であるため、封止部より二次側が大きく膨らんだ形状になっている。このため、一般的なボールチェッキ弁を流水検知装置の縦配管に使用しようとしても、圧力損失が規定の０．０５ＭＰａ以上になり使用することができなかった。また、ボールチェッキ弁は、内部流路の形状により、最小流量のときの弁体の開度が小さく、弁体の角度をスピンドルの回転に変換しようとしても極小さい回転角度にしかならないために、流水の検知を行うことは困難であった。
【０００６】
一方、一般的なスイングチェッキ式逆止弁についても、弁体の回転角度は、流量が少ないときに小さく、流量が増加するにつれてほぼ一定の割合で回転角度が大きくなるような構造になっている。このため、最小流量のときの弁体の開度が小さくなり、流水の検知を行うことは困難であった。
【０００７】
しかも、上記のように、火災の規模によって作動スプリンクラーの数が変わった場合であっても、各弁体の回転角度に誤差を生じさせてはならず、最小量の所定流量（５０Ｌ／ｍｉｎ）の水が流れる場合でも弁体を確実に所定の角度まで回転させる必要がある。
【０００８】
また、ボデー側に設けたシート面のシール性を向上させるために、Ｏリングなどのゴムを使用しているが、このＯリングにゴミや錆などを噛み込んで傷が付いて漏水が生じることがあるため交換作業などを定期的に行う必要がある。このため、流水検知装置は、簡単にメンテナンスできる構造であることが必要になっている。
【０００９】
この種の流水検知装置としては、例えば、特許文献１の流水検知装置がある。この流水検知装置は、逆止弁体から円弧状突起体を流入口側に向けて突設し、この突起体が弁座に入り込んだときに突起体と弁座内周との間に環状のすきま部を形成し、このすきま部を流路の断面積としている。この断面積は通常の流路の断面積に比較して非常に小さくなるため、低圧力・小流量の水が通水した場合に逆止弁体を大きく回動させることができるようにしている。
【００１０】
また、特許文献２の流水検知装置は、弁体の弁座接触側にテーパー状に突出したスカートを設けている。これにより、連通口の一次側から二次側への流体の通過面積を小さくし、微量な水が流れた場合でも弁体を大きく回動させている。
【特許文献１】特許第３６３１８４３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１や２のスイングチェッキ式の流水検知装置は、弁体と流路との間に隙間状の絞り部位を設けて、この絞り部位によって少ない通水時にも弁体を大きく動かそうとしたものであり、隙間状の絞り部位は、弁体の一次側やボデー側に設けることが可能ではあるが、圧力損失や、或は、弁体のスピンドルに対する固定を考慮した場合、実際には弁体の一次側でなければ設けることが難しくなっていた。
【００１２】
従って、これらの流水検知装置は、弁体の一次側に突起状の絞り部位を形成しているが、このように弁体に部品を取付けた場合、重量が増加することによって回転し難くなって作動が不安定になったり、この大きな重量の弁体を支えるために弁軸などの弁体保持部分が太くなって製作が複雑化するという問題があった。特に、円弧状突起体やスカート状部分は製作し難い形状であるためコストも増大するという問題もあった。さらに、部品点数の増加によって製作に手間がかかったり、また、メンテナンス作業も面倒になっていた。さらに、この突起状の部品をボデー内部に収納させる必要があることから、装置全体が大型化するという問題もあった。
【００１３】
本発明は、上記した実情に鑑み、鋭意検討の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、火災の発生時において、所定流量の通水が生じたときに、この通水によって弁体を正確に作動させて火災の発生とその規模を確実に検知することができる流水検知装置であって、圧力損失を防ぎつつ通水でき、内部構造を簡略化して製作やメンテナンスを容易に行うことができるコンパクトな流水検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、流入口と流出口を有するボデー内に着座部を設け、この着座部に着座したボール弁体をガイドに案内されながら移動可能に設け、このボール弁体の移動を検知機構を介して検出すると共に、着座部の二次側の所定移動範囲内に絞り形状の絞り経路を形成した流水検知装置である。
【００１５】
請求項２記載の発明は、絞り経路の内周面と前記ボール弁体の外周面とは約１ｍｍ程度のクリヤランスを有した流水検知装置である。
【００１６】
請求項３記載の発明は、絞り経路の長さは、ボール弁体が移動したときにボール弁体の移動に伴って回動するボールガイドに設けたスピンドルの回転角度を約３０°とした流水検知装置である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によると、火災の発生時において、所定流量の通水が生じたときに、この通水によって弁体を正確に作動させて火災の発生を確実に検知することができる流水検知装置であって、圧力損失を防ぎつつ通水でき、内部構造を簡略化して製作やメンテナンスを容易に行うことができるコンパクトな流水検知装置を提供できる。さらに、ボデーを鋳造などによって容易に製作することができるため、コストを抑えつつ製作することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によると、弁体が流水から受ける力を大きくすることができ、最小流量による小さい圧力でも確実に弁体を作動させて流水検知を行うことができる流水検知装置である。
【００１９】
請求項３に係る発明によると、小さい流量でもボール弁体を大きく動かすことができ、このボール弁体の移動によってスピンドルを大きく回動させて、確実に流水の検知を行うことができる流水検知装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明における流水検知装置の一例を実施形態に基づいて詳しく説明する。
装置本体１は、例えば、図示しない放水流路の一次側と二次側の間に設置されており、図示しないスプリンクラーの一次側に設置される。
図１ないし図３に示すように、装置本体１は、バルブボデー１１と検知機構３０を備え、ボデー１１内には、ボール弁体１２と、ガイド部２０と、ボールガイド１４を有している。
【００２１】
ボデー１１は、一次側に流入口１１ａ、二次側に流出口１１ｂを有し、この流入口１１ａと流出口１１ｂは流路１３で連通されている。ボデー１１は、鋳鉄、ステンレス等の鋳造手段により形成され、ボデー１１内部には、ボール弁体１２が着座する位置にシートリング４４を螺着によって取付け、このシートリング４４は、ボール弁体１２用の着座部４５を有している。
【００２２】
ボール弁体１２は、ボデー１１に内蔵され、ボデー１１内を移動して着座部４５に着座して流路１３を開閉可能に設けている。
ボール弁体１２は、ゴム又は合成樹脂製、或は、図示しない金属製球体の外側にゴム又は合成樹脂を包囲したものであり、外径を着座部４５や流出口１１ｂよりも大きく形成している。更に、金属製球体を有する構造のボール弁体１２である場合、この金属製球体の飛び出しを防止するために、外径を着座部４５、流出口１１ｂ、及び、ガイド部２０の幅よりも大きくすることが有効である。或は、着座部４５、流出口１１ｂに図示しない突部を設けて、この突部よりも金属製球体の外径を大きく形成して飛び出しを防止するようにしてもよい。
【００２３】
ガイド部２０は、ボデー１１内部に形成し、着座部４５に着座したボール弁体１２をこのガイド部２０に案内されながら移動可能に設け、流出口１１ｂ側への移動を阻止しつつ流路１３を開放できるようにしている。ガイド部２０の幅Ｗは、図４においてボール弁体１２の外径Ｄよりも小さく形成し、これにより、ボール弁体１２をボデー１１に収納した後に、ボール弁体１２が流路１３を開放する側に動く際に、ガイド部２０に沿ってボデー１１内を移動自在になるようにしている。
【００２４】
検知機構３０は、ボデー１１と別体に設けており、ボール弁体１２の移動を検知部であるリミットスイッチ５０に伝達することで、この検知機構３０で流水検知時の信号を検出するようにしたものである。この検知機構３０には、遅延機構３９を設けている。
【００２５】
ボデー１１には、着座部４５の二次側のボール弁体１２の所定移動範囲Ｒ内に絞り形状の絞り経路６５を設けている。絞り経路６５は、ボール弁体１２が検知機構３０をオンする位置まで流路１３内に沿って上昇するような縮径状に設けている。本実施形態においては、この絞り経路６５は、ボール弁体１２が移動したときに、このボール弁体１２の移動に伴って回動する後述のボールガイド１４に設けたスピンドル１５の回転角度が約３０°になるような長さＬに設けている。この長さＬは、本実施形態においては、約３０ｍｍとなる。
図４において、絞り経路６５は、略パイプ状に形成し、この絞り経路６５の内周面とボール弁体１２の外周面とは約１ｍｍ程度のクリヤランスＣＬを有するようにしている。
【００２６】
図１０は、本発明における装置本体１の流量特性と、これと対比するために、一般的な流量調整弁（例えば、グローブ弁）の流量特性をそれぞれ実線、二点鎖線で示している。
このグラフにおいて、流量１０％のときの装置本体１の状態を図２に示しており、このとき、バルブ開度は３０％開の状態となっている。一方、一般的な流量調整弁は、同じ流量１０％のときにバルブ開度が３０％となっている。このように、装置本体１は、一般的な流量調節弁に比較して少ない流量で開度をより大きくとることができ、着座した状態からバルブ開度３０％までの開度範囲に絞り経路６５を設けていることにより、より早く全開状態になり、流水検知装置として高い機能性を発揮している。
【００２７】
ガイド部２０の先端近傍位置のボデー１１には、ボール弁体１２の径よりも大きい開口部１７を形成し、この開口部１７よりボール弁体１２を収納・取り出し可能に設けている。さらに、この開口部１７には、カバー１８を着脱自在に固着し、このカバー１８により、流路１３と連通した開口部１７を被蓋している。カバー１８は、図示しないボルト・ナットでボデー１１に固着しており、このボルト・ナットを外してカバー１８を取り外すようにすれば、開口部１７が開放可能となる。
【００２８】
ボールガイド１４は、図１、図６に示すように薄板により略Ｕ字状に形成し、このボールガイド１４を、ボール弁体１２の移動方向に回動自在に設けたスピンドル１５にボルト１４ａ止めして軸着している。また、ボールガイド１４の枢着部１４ｂを軸着するスピンドル１５をカバー１８に設けている。これにより、部品点数及び組立工数の削減を図って取付けを容易にしている。ボールガイド１４は、ボール弁体１２の所定移動範囲Ｒ内に、ガイド部２０側に張り出すように取付けられ、ボール弁体１２がガイド部２０に沿って移動したときに、押圧されて回転するようにしている。このときボールガイド１４はスピンドル１５を中心に回転し、このボールガイド１４を介してボール弁体１２の移動を遅延機構３９によって検知機構３０に伝達している。
【００２９】
スピンドル１５は、カバー１８を貫通するように取付け、その一端側をボデー１１の外方に突出させて、ボールガイド１４の回転動作をボデー１１の外部に伝達可能に設けている。スピンドル１５の外部突出側には、端部付近を平行に切り欠いて平行二面部１５ａを設けている。また、カバー１８におけるスピンドル１５の軸着部分には図示しないシール部材を介在させており、この部分からの水漏れを防いでいる。
【００３０】
ボデー１１の開口部１７付近の上方位置には、図３に示すようにストッパ部１１ｅを設けており、スピンドル１５が回転し続けたときに、ボールガイド１４がこのストッパ部１１ｅに当接して回転が止まる構造になっている。これにより、ボール弁体１２は、カバー１８の内部まで入り込むことなく、ボールガイド１４は、ストッパ部１１ｅにガイドされて安定した状態で弁を開放している。
【００３１】
シートリング４４の一次側には、ボールシート４２、４２を一、二次側に装着した状態でボールジスク４１を取付け、ボールジスク４１の一次側からインサート４３を螺着によってボデー１１に取付け固定して、流入口１１ａ側にボールバルブ４０を構成している。
【００３２】
ボールバルブ４０は、消火終了後の止水を主な目的としており、また、装置本体１の試験時の止水にも使用される。止水時には、ボールジスク４１に軸着した図示しないステムを手動操作或は自動操作によって回転させて流路を閉じる。本例においては、ボールバルブ４０をボデー１１内に一体に内蔵しているが、ボデー１１と別体に設けて直列するように配管に接続してもよい。また、ボールバルブ４０の代わりとして、バタフライバルブ等のバルブを設けることもできる。
【００３３】
また、流路１３と連通するように排水口２１を形成し、この排水口２１からボデー１１内の水を排水可能に設けている。
排水口２１は、図１において、できるだけ上側のボール弁体１２が移動するガイド部２０から離れた位置に設けており、この排水口２１から圧が逃げ難くしてより効果的にボール弁体１２を開状態にするようにしている。排水口２１には、ボール弁２２を螺着によって接続しており、このボール弁２２を開閉することにより、ボデー１１内の排水を行うことができるようにしている。ボール弁２２の開閉は、操作ハンドル２３を図１の矢印のように手動操作によって行う。
【００３４】
排水口２１は、ガイド部２０から離れた位置に設けていることで、排水したときに排水口２１からボール弁体１２までの間に水が残留することが懸念されるが、この対策としては、例えば、カバー１８等に図示しないプラグを設け、このプラグから水を排水することにより解決できる。
【００３５】
ボデー１１の流入出口１１ａ、１１ｂ付近には、これらと連通する連通路１１ｃ、１１ｄを設けており、この連通路１１ｃ、１１ｄに連通して圧力遮断弁２４、２４をそれぞれ設けている。さらに、圧力遮断弁２４、２４の二次側には、圧力計２５、２５を設けている。
【００３６】
圧力計２５は、流水検知装置に一般的に取付けられるものであり、特に、図１のように圧力計２５の間に圧力遮断弁２４を介在させると、ボデー１１内部やボデー１１が装着される配管内に水を張る際に、この圧力遮断弁２４を閉状態にしておくことで急激な圧力上昇による圧力計２５の破損を防ぐことができる。また、圧力計２５の交換やメンテナンス時等においても同様に閉状態にすることで、これらを容易に行うことができる。
【００３７】
図７ないし図９に示した検知機構３０は、ボール弁体１２、ボールガイド１４、スピンドル１５、作動部材３１、ばね３２、ロータリーダンパー３３、回転体３４、引張ばね３５、リミットスイッチ５０を有している。この検知機構３０は、ボール弁体１２がボールガイド１４を押圧してスピンドル１５が回転したときに、このスピンドル１５の回転を受けてリミットスイッチ５０に遅延して伝達できるようにしている。
また、遅延機構３９は、作動部材３１と、ばね３２、ロータリーダンパー３３、回転体３４、引張ばね３５とからなり、リミットスイッチ５０への伝達を遅延できるようにしている。
【００３８】
作動部材３１は、略プレート状に形成している。リンクロッド３６は、作動部材３１とスピンドル１５とを接続するものであり、このリンクロッド３６の一端側に形成した凹状二面部３６ａをスピンドル１５の平行二面部１５ａに嵌合させ、他端側を作動部材３１の一端側に固定ナット３７で固定することで、作動部材３１とボデー１１側のスピンドル１５を、このリンクロッド３６により軸着している。これにより、作動部材３１の一端側はボールガイド１４と同軸に固着され、この作動部材３１は、ボールガイド１４との回動に伴って回動できるようにしている。
また、作動部材３１の他端側は、ピン状に突出形成した突出部３１ａを設けている。この突出部３１ａは、スピンドル１５が回転したときにリンクロッド３６を中心に回転できるようにしている。
【００３９】
作動部材３１の一端側付近には取付孔３１ｂが穿孔され、この取付孔３１ｂと検知機構３０に設けたボルト等の掛止め部３０ａの間にばね３２が張設された状態で取付けられている。ばね３２には引張力が働いており、この引張力によって、通常時には、図８のように作動部材３１を引張り方向に回転させて回転体３４に係止し、また、作動部材３１の回転によってスピンドル１５に取付けられたボールガイド１４をボール弁体１２の着座方向に回転させている。
【００４０】
回転体３４は、一端側に作動部材３１の突出部３１ａと係止可能な係止部３４ｂを設け、他端側に引張ばね３５取付け用の取付穴３４ｃを設け、係止部３４ｂと取付穴３４ｃとの中央部位に装着穴３４ａを設けている。また、引張ばね３５取付け側にリミットスイッチ５０押圧用の押圧部３４ｄを設けている。回転体３４は、軸着穴３４ａにおいてロータリーダンパー３３の回転軸３３ａと同軸に軸着され、回転体３４が回転するときには、ロータリーダンパー３３に対して後述のような作用を働かせている。
【００４１】
回転体３４の一端側には、作動部材３１側の突出部３１ａと係止可能な係止部３４ｂを設けており、突出部３１ａに対して、この係止部３４ｂをばね３２の引張力に対して抗する側から係止している。また、回転体３４の他端側の取付穴３４ｃと、ハウジング３０ｃに突設して設けたボルト等の掛止め部３０ｂの間に、引張ばね３５の引張力を働かせた状態で取付けている。回転体３４は、作動部材３１との係止が外れたときに他端側のスイッチ押圧部３４ｄが引張ばね３５の引張力によって回転してリミットスイッチ５０を作動可能に設けている。
【００４２】
引張ばね３５の引張力による回転体３４の回転力は、ばね３２の引張力による作動部材３１の回転力よりも小さくなるようにし、これにより、非火災時には、回転体３４がリミットスイッチ５０をオンする方向に回転することがなく、誤動作を防いでいる。
掛止め部３０ｂは、ハウジング３０ｃの適宜位置に設けることができ、この掛止め部３０ｂの位置を変えることで引張ばね３５の引張力を調節でき、ロータリーダンパー３３による遅延時間を変更できるようにしている。
【００４３】
また、回転体３４における引張ばね３５の取付側に六角ボルト・ナット３８を設け、この六角ボルト・ナット３８を重りとして、回転体３４を作用させている。これにより、回転体３４には引張ばね３５の引張力に加えて、六角ボルト・ナット３８の重さによるトルクが加わっている。この六角ボルト・ナット３８は、引張ばね３５の引張力を強くすることにより、省略することもできる。
【００４４】
押圧部３４ｄは、引張ばね３５の引張り方向に突設して設け、回転体３４が回転したときにこの押圧部３４ｄがリミットスイッチ５０の接点５１に確実に接離してこのリミットスイッチ５０をオンオフできるようにしている。
また、引張ばね３５の回転体３４取付け側の基端部３５ａを、遅延機構３９の適宜位置に設けることができるようにしている。
【００４５】
ロータリーダンパー３３は、図示しないボルト等によって検知機構３０のハウジング３０ｃに固定し、回転体３４の中央部位と同軸に固着している。
ロータリーダンパー３３は、一方向の回転が他方向の回転よりも負荷が大きくなるように構成しており、通常利用されているものを用いることができる。これにより、通水時のスピンドル１５がボール弁体１２によって回転する方向の負荷が、止水時のスピンドル１５が元の状態に戻ろうとする回転方向の負荷よりも大きくなるようにしている。
【００４６】
ロータリーダンパー３３としては、例えば、図示しない筒状ケースの内周摺動面に摺動板の外周摺動面を当接させるように収納し、筒状ケース内にグリース等の高粘性流体を封入し、高粘性流体による回転反力を利用して負荷を起こさせるようにしたものがある。さらに、この場合、一方向のみに対して回転反力を発生させるために、摺動板とこの摺動板に入力するための入力軸との間にラチェット車を介在させたものがある。また、これ以外にも各種のロータリーダンパーがあるが、本発明においては、ロータリーダンパーの構造に拘ることはなく、様々なロータリーダンパーを用いることができる。
【００４７】
続いて、装置本体１の動作を説明する。
装置本体１が設置された集合住宅に火災が発生し、この火災によって図示しないスプリンクラーヘッドが開放されて放水が始まると、ボデー１１内のボール弁体１２が移動を開始する。
【００４８】
ボール弁体１２が着座部４５に着座した状態からボールガイド１４に接触するまでの間には、この移動空間において、ボールガイド１４が動作することがなく、これにより、ボール弁体１２がごく僅かの漏水によって動いたとしても検知機構３０に影響を与えることがない。
【００４９】
図４においては、ボール弁体１２が着座部４５に着座した状態を示しているが、着座部４５の二次側の流路の内径ｄは、ボール弁体１２の外径Ｄよりも僅かに拡径して絞り経路６５を設け、この絞り経路６５によって絞り経路６５の内周面とボール弁体１２の外周面との間に約１ｍｍ程度のごく僅かのクリヤランスＣＬを設けるようにしているため、着座した状態からボール弁体１２の移動により流路１３が開の状態になるまでの間に急激に流水が増加することがない。
【００５０】
続いて、ボール弁体１２は、ガイド部２０に沿って移動し、ボール弁体１２がボールガイド１４に接触すると、ボールガイド１４を押し上げながら移動し、ボールガイド１４に固着したスピンドル１５が回転する。スピンドル１５が回転すると、この回転に伴ってスピンドル１５の先端側に固着された作動部材３１が回転する。
このとき、ボール弁体１２は、図１のボール弁体１２が着座した状態を０°とし、この状態から図２のようにスピンドル１５が約３０°の角度に回転するまで、ボール弁体１２は、絞り経路６５内を上昇するように移動する。
【００５１】
図２の状態までボール弁体１２が移動すると（ボール弁体１２が着座部４５から約３０ｍｍの高さまで上昇すると）、図５に示すように、ボール弁体１２と流路１３との間には、クリヤランスＣＬよりも大きい空隙Ｓが生じ、この空隙Ｓ内をより大きい流量の水が流れる。
また、この状態において、ボールガイド１４に固着されたスピンドル１５の作用によって、後述のようにリミットスイッチ５０の接点５１が押され、バルブの開状態が検出される。
【００５２】
絞り経路６５は、図２の状態において、少なくとも最低作動流量である５０Ｌ／ｍｉｎが流れるような口径に設定しているため、この絞り経路６５によって少ない流量でボール弁体１２が確実に移動を開始する。また、この絞り経路６５内をボール弁体１２が移動したときには、クリヤランスＣＬから空隙Ｓまでの状態に面積が徐々に拡径して流量が増加する。
【００５３】
さらにボール弁体１２が移動すると、図３のように、ボール弁体１２に押されているボールガイド１４がストッパ部１１ｅに当接してボール弁体１２の移動とボールガイド１４の回転が停止し、バルブの全開状態となる。このとき、図６に示すように、ボール弁体１２と流路１３との間には最大の空隙Ｓ´が生じ、この空隙Ｓ´を最大流量（例えば、口径４０Ａの場合、３５０Ｌ／ｍｉｎ）の水が流れる。
【００５４】
スプリンクラーヘッドからの放水量は、開放されたヘッドの数によって異なるが、口径４０Ａの場合、火災を検知するために必要な最小流量が５０Ｌ／ｍｉｎ、最大流量が３５０Ｌ／ｍｉｎとなっている。最小流量を流すためのボール弁体１２を図２の状態、最大流量を流すためのボール弁体１２を図３の状態とすることにより、最小流量から最大流量までの検知を行うことが可能になる。特に、最小流量である５０Ｌ／ｍｉｎのときにボール弁体１２を最小の開度で動作させていることにより、スプリンクラー全体の放水量が増加して各スプリンクラーの流量が少なくなった場合でも、確実に検知することができる。
【００５５】
一方、検知機構３０（遅延機構３９）において、作動部材３１は、通常時には、図８のようにばね３２の引張力によってボール弁体１２が閉止する方向に押圧されているが、ばね３２の引張力による作動部材３１の回転力よりも、スピンドル１５がボール弁体１２によって回転する回転力のほうが大きくなるように設定しているため、ボール弁体１２が図２の状態まで移動したときに、作動部材３１は図９のように回転する。
【００５６】
回転体３４は、係止部３４ｂが、作動部材３１の突出部３１ａに係止していることで、通常時には、図８のようにばね３２によって引張られて押圧部３４ｄがリミットスイッチ５０の接点５１から離れた状態で保持されているが、水が流れて作動部材３１が弁開側に回転したときにはこの作動部材３１の突出部３１ａが係止部３４ｂから離間するように回転するため、回転体３４は自由に回転できる状態になる。
【００５７】
回転体３４には、係止部３４ｂの他端側に、リミットスイッチ５０側に引張る方向に回転させる引張ばね３５が設けられており、また、軸着穴３４ａにおいて、ロータリーダンパー３３の回転軸３３ａに軸着されているため、作動部材３１の係止が外れたときには、引張ばね３５の引張方向に軸着穴３４ａを中心にゆっくりと回転運動を開始する。
【００５８】
ボール弁体１２がボールガイド１４を押圧し、回転体３４が自由に回転できる状態になったときから、押圧部３４ｄがリミットスイッチ５０をオンするまでの遅延時間は、引張ばね３５とロータリーダンパー３３による負荷の力を予め調整しておくことにより適宜設定することができる。
この遅延時間は、例えば、１０秒程度に設定するのが望ましいが、装置本体１の設置場所や使用条件などによって変更してもよく、遅延時間を変更する場合は、引張ばね３５のハウジングへの取付位置を変えることで引張力を調整でき、任意の遅延時間にすることができる。
【００５９】
上記のように、回転体３４は、負荷がかかっていることでゆっくりと回転し、所定の遅延時間が経過したのちに図９のように回転が完了してリミットスイッチ５０をオンし、このリミットスイッチ５０は、図示しない制御盤に対して弁体が開放したことを知らせる信号を発する。この信号によって図示しない警報装置が作動し、火災の発生によるスプリンクラーの動作を知らせるようにしている。
【００６０】
次に、火災が鎮火した場合、装置本体１の一次側に設置したボールバルブ４０を全閉状態にして放水流路への流水を停止させるようにする。ボデー１１内への流水が停止すると、ボール弁体１２は自重によりガイド部２０に沿って一次側に設置したボールバルブ４０を全閉状態にして放水流路への流水を停止させるようにする。
【００６１】
作動部材３１は、突出部３１ａが回転体３４の係止部３４ｂを押圧するように回転するため、回転体３４は引張ばね３５の引張力に抗する方向に回転する。回転体３４が回転すると、図８のように押圧部３４ｄで押し込まれていた接点５１が開放されてスイッチオフとなり、制御盤への信号が停止して警報装置の作動が停止する。
【００６２】
一方、漏水などによって装置本体１内に５〜１０Ｌ／ｍｉｎ程度の微小流量の水が流れた場合には、この水量は５０Ｌ／ｍｉｎに満たないため、ボール弁体１２は、絞り経路６５内を上昇するものの図２の状態まで達することがなく、作動部材３１が完全に作動することはない。
【００６３】
作動部材３１の回転量が少なく、図９の状態まで達しない場合には、突出部３１ａに係止部３４ｂが当たることによって回転体３４は回転が抑止された状態になり途中で停止する。これにより、リミットスイッチ５０はオンされることがなく、オフの状態を維持することができる。
【００６４】
また、作動部材３１が所定の位置まで完全に回転したとしても、この回転した状態を維持する時間が遅延時間（例えば１０秒間）よりも短い場合には、回転体３４にはロータリーダンパー３３から負荷が加わっていることにより、回転体３４が完全に回転することはない。これにより、流水時間が、例えば、９秒間である場合には、回転体３４は引張ばね３５の引張力によってリミットスイッチ５０をオンする直前までは動作するが、流水が停止すると同時に作動部材３１がばね３２によって回転し、この作動部材３１が回転体３４を押圧してリミットスイッチ５０のオフの方向に回転するため、リミットスイッチ５０がオンになることはない。以上のように、漏水などの流水量が微小量である場合には、誤作動を防ぐことができる。
【００６５】
なお、ロータリーダンパー３３は、正逆両方の回転時に制動力（負荷）をかけるものと、片方の回転方向にのみ制動力がかかって逆回転時にはかからないものの２種類があり、必要に応じて何れかの仕様を選択することができる。
前者を使用すると、流水が停止したときにゆっくりと全閉位置に戻る作動が行われるため、配管にウォーターハンマーのような衝撃力が働くのを防ぐことができる。
一方、後者を使用すると、流水が停止したときに速やかに全閉位置に戻る作動が行われるため、スプリンクラーからの放水を急激に終了させることが可能となる。
【００６６】
次に、本発明の流水検知装置の上記実施形態における作用を説明する。
本発明における装置本体１は、ボデー１１内に設けた着座部４５の二次側の所定移動範囲Ｒ内に絞り経路６５を形成し、絞り経路６５の内周面とボール弁体１２の外周面とは約１ｍｍ程度の小さいクリヤランスＣＬを設けるようにしているので、ボール弁体１２は、流水から大きな力を受けて、最小流量である５０Ｌ／ｍｉｎの流量でも動くことができ、このボール弁体１２の動作によってスピンドル１５を３０°の角度まで回転動作させることができる。
【００６７】
このように、装置本体１は、小流量によってスピンドル１５の角度を大きく動作させることができ、最低作動流量によって水が流れた場合でもこの流水を容易に検知し、例えば、スプリンクラーの作動数が変わった場合でも、検知機構３０を確実に作動させて火災の発生とその規模を検知することができる。また、絞り経路６５を設けていることにより、圧力損失を低減することができ、例えば、口径４０Ａにおいて、規定の０．０５ＭＰａ以内に圧力損失を収めることができる。
【００６８】
装置本体１は、ボールチェッキ方式の弁構造を呈しているので、弁体とスピンドルを固定する必要がなく、ボール弁体１２の二次側におけるボデー１１側に絞り経路６５を設けることができる。これにより、全体を軽量化しつつ、弁体を確実に作動させることができ、また、ボデー１１は、絞り経路６５を設けた単純な構造であるため部品点数を抑えることができ、例えば、鋳造によって容易に製作することができるため、コストも抑えることができる。
【００６９】
また、カバー１８を取り外すことによりボール弁体１２を容易に出し入れでき、シートリング４４も簡単に着脱できるため、手間をかけずに組立て作業やメンテナンスを行うことができ、作業時間の短縮化も図ることができる。例えば、ゴミや配管の錆等が封止面にかみ込んでシート漏れが発生した場合には、ボデー１１からカバー１８を取り外してボール弁体１２やシートリング４４を交換し、カバー１８を元に戻すことにより簡単に作業を完了することができる。
【００７０】
また、流路１３の流過面積を小さく絞って流速を速くし、より早く全開状態にできる構造に設けているため、弁体を特殊形状に設けて流過面積を絞ったバルブのようにバルブ全体が大きくなることがなく、コンパクト化を図ることが可能である。
さらに、ボール弁体１２が移動するガイド部２０は円弧である必要がなく、ガイド部２０を小さくすることでよりコンパクトに形成できる。
【００７１】
なお、絞り経路６５の形状や長さ、ボール弁体１２の外径は適宜変更することができ、これらを変更することにより、ボール弁体１２の移動量を調節したり、検知機構３０をオンする際のボールガイド１４の角度などを変更することができ、検知機構３０（遅延機構３９）の仕様を変更することができる。
【００７２】
また、本実施形態における装置本体１は、ボール弁体１２が開状態に動作する場合に遅延機構３９によって遅延させて信号を送るようにしたものであるが、作動方向を逆にしてボール弁体１２が閉方向に動作する場合に使用することもできる。
【００７３】
スピンドル１５の取出し方向は、ボデー１１の左右どちら側でも可能であり、予め、ボデー１１の左右両側にそれぞれスピンドル１５を設けた装置本体を設けておくことにより、設置場所の状況に応じてこの装置本体を設置することができ、例えば、狭い設置場所などにも配設することができる。また、このスピンドル１５は、ボデー側に設けることもできる。
【００７４】
ボールガイドは、ボール弁体１２の一次側に設置することもでき、この場合、ボールガイドを作動させてボール弁体１２を強制的に開放させるような構造に設けることもできる。
【００７５】
また、本発明の流水検知装置は、標準のボールチェッキ弁に応用することもできる。通常、ボールチェッキ弁は、弁体の動作状態を外部に伝える機構を備えていないが、上記実施形態のようにボールガイド１４やスピンドル１５を装着することによって、ボールチェッキ弁において、開度表示を伝えることができたり、全閉・中間開度時等において弁体を固定保持する部位を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の流水検知装置の一例を示した断面図である。
【図２】図１の流水検知装置の動作開始の状態を示した断面図である。
【図３】図１の流水検知装置の全開状態を示した断面図である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図２におけるＣ−Ｃ線要部断面図である。
【図７】検知機構を示した概略正面図である。
【図８】図１における遅延機構の作動状態を示した作用説明図である。
【図９】図３における遅延機構の作動状態を示した作用説明図である。
【図１０】装置本体の流量特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１ 装置本体
１１ ボデー
１１ａ 流入口
１１ｂ 流出口
１２ ボール弁体
３０ 検知機構
４４ シートリング
４５ 着座部
５０ リミットスイッチ（検知部）
６５ 絞り
Ｒ 所定移動範囲
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、スプリンクラー設備に使用され、火災発生時などに流路を開けて水を流すために用いられる流水検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、この種の流水検知装置は、水の圧力によって作動する逆止弁構造の弁体を有し、この弁体を挟んで一次側・二次側がともに満水で加圧された状態で保持されている。弁体は、二次側からの水圧によって常時閉止し、一次側には放水時に作動するポンプ、二次側にはスプリンクラーヘッドが配管されている。
火災が発生すると、スプリンクラーヘッドが開放されて放水を開始し、放水が始まると流水検知装置の弁体が開状態になり流水流路が開かれる。弁体は、スピンドルに接続された構造となっており、弁体が動作したときにはスピンドルが回転し、この回転を外部に設置された検出装置で検出し、この検出結果を信号として制御盤に送って警報装置を作動させるようになっている。
【０００３】
流水検知装置は、通常は共同住宅等の建物内の複数箇所に設置されており、この流水検知装置と接続している給水管は建物内で繋がっている。火災発生時においては、火災の規模に応じて所定のスプリンクラーが作動し、このスプリンクラーの作動によって、複数箇所に設けられた流水検知装置のうちの１台ないし多数台が作動するようになっている。スプリンクラーの作動数が変わった場合には、各流水検知装置に加わる圧力が変動するが、この場合でも通水したことを確実に検知して作動させければならない。
【０００４】
このように、流水検知装置は、流水により弁体が開放したときにこの弁体の開状態を内部機構によって検出装置まで伝達して検出するものであるが、検出装置が作動しなければならない最低作動圧は０．１ＭＰａ、最低作動流量が５０Ｌ／ｍｉｎと定められており、一般のチェッキ弁における使用条件よりも、低圧力・小流量の段階で弁体の動きを検知させる必要がある。このため、流水検知装置は、通水時の流量が少ないときに弁体を大きく開放させることができる構造にする必要がある。
また、流水検知装置には、通水時において許容される圧力損失が定められており、例えば、口径４０Ａの流水検知装置では、３５０Ｌ／ｍｉｎの流量で水が流れたときに許容できる圧力損失が０．０５ＭＰａ以内となっている。
【０００５】
ところで、一般的な構造のボールチェッキ弁は、使用条件や配管の取付位置が縦・横兼用であるため、封止部より二次側が大きく膨らんだ形状になっている。このため、一般的なボールチェッキ弁を流水検知装置の縦配管に使用しようとしても、圧力損失が規定の０．０５ＭＰａ以上になり使用することができなかった。また、ボールチェッキ弁は、内部流路の形状により、最小流量のときの弁体の開度が小さく、弁体の角度をスピンドルの回転に変換しようとしても極小さい回転角度にしかならないために、流水の検知を行うことは困難であった。
【０００６】
一方、一般的なスイングチェッキ式逆止弁についても、弁体の回転角度は、流量が少ないときに小さく、流量が増加するにつれてほぼ一定の割合で回転角度が大きくなるような構造になっている。このため、最小流量のときの弁体の開度が小さくなり、流水の検知を行うことは困難であった。
【０００７】
しかも、上記のように、火災の規模によって作動スプリンクラーの数が変わった場合であっても、各弁体の回転角度に誤差を生じさせてはならず、最小量の所定流量（５０Ｌ／ｍｉｎ）の水が流れる場合でも弁体を確実に所定の角度まで回転させる必要がある。
【０００８】
また、ボデー側に設けたシート面のシール性を向上させるために、Ｏリングなどのゴムを使用しているが、このＯリングにゴミや錆などを噛み込んで傷が付いて漏水が生じることがあるため交換作業などを定期的に行う必要がある。このため、流水検知装置は、簡単にメンテナンスできる構造であることが必要になっている。
【０００９】
この種の流水検知装置としては、例えば、特許文献１の流水検知装置がある。この流水検知装置は、逆止弁体から円弧状突起体を流入口側に向けて突設し、この突起体が弁座に入り込んだときに突起体と弁座内周との間に環状のすきま部を形成し、このすきま部を流路の断面積としている。この断面積は通常の流路の断面積に比較して非常に小さくなるため、低圧力・小流量の水が通水した場合に逆止弁体を大きく回動させることができるようにしている。
【００１０】
また、特許文献２の流水検知装置は、弁体の弁座接触側にテーパー状に突出したスカートを設けている。これにより、連通口の一次側から二次側への流体の通過面積を小さくし、微量な水が流れた場合でも弁体を大きく回動させている。
【特許文献１】特許第３６３１８４３号公報
【特許文献２】特開２００５−２９２１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
特許文献１や２のスイングチェッキ式の流水検知装置は、弁体と流路との間に隙間状の絞り部位を設けて、この絞り部位によって少ない通水時にも弁体を大きく動かそうとしたものであり、隙間状の絞り部位は、弁体の一次側やボデー側に設けることが可能ではあるが、圧力損失や、或は、弁体のスピンドルに対する固定を考慮した場合、実際には弁体の一次側でなければ設けることが難しくなっていた。
【００１２】
従って、これらの流水検知装置は、弁体の一次側に突起状の絞り部位を形成しているが、このように弁体に部品を取付けた場合、重量が増加することによって回転し難くなって作動が不安定になったり、この大きな重量の弁体を支えるために弁軸などの弁体保持部分が太くなって製作が複雑化するという問題があった。特に、円弧状突起体やスカート状部分は製作し難い形状であるためコストも増大するという問題もあった。さらに、部品点数の増加によって製作に手間がかかったり、また、メンテナンス作業も面倒になっていた。さらに、この突起状の部品をボデー内部に収納させる必要があることから、装置全体が大型化するという問題もあった。
【００１３】
本発明は、上記した実情に鑑み、鋭意検討の結果開発に至ったものであり、その目的とするところは、火災の発生時において、所定流量の通水が生じたときに、この通水によって弁体を正確に作動させて火災の発生とその規模を確実に検知することができる流水検知装置であって、圧力損失を防ぎつつ通水でき、内部構造を簡略化して製作やメンテナンスを容易に行うことができるコンパクトな流水検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、流入口と流出口を有するボデー内に着座部を設け、この着座部に着座したボール弁体をガイドに案内されながら移動可能に設け、このボール弁体の移動を検知機構を介して検出すると共に、着座部の二次側の所定移動範囲内に絞り形状の絞り経路を形成した流水検知装置である。
【００１５】
請求項２記載の発明は、絞り経路の内周面と前記ボール弁体の外周面とは約１ｍｍ程度のクリヤランスを有した流水検知装置である。
【００１６】
請求項３記載の発明は、絞り経路の長さは、ボール弁体が移動したときにボール弁体の移動に伴って回動するボールガイドに設けたスピンドルの回転角度を約３０°とした流水検知装置である。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に係る発明によると、火災の発生時において、所定流量の通水が生じたときに、この通水によって弁体を正確に作動させて火災の発生を確実に検知することができる流水検知装置であって、圧力損失を防ぎつつ通水でき、内部構造を簡略化して製作やメンテナンスを容易に行うことができるコンパクトな流水検知装置を提供できる。さらに、ボデーを鋳造などによって容易に製作することができるため、コストを抑えつつ製作することができる。
【００１８】
請求項２に係る発明によると、弁体が流水から受ける力を大きくすることができ、最小流量による小さい圧力でも確実に弁体を作動させて流水検知を行うことができる流水検知装置である。
【００１９】
請求項３に係る発明によると、小さい流量でもボール弁体を大きく動かすことができ、このボール弁体の移動によってスピンドルを大きく回動させて、確実に流水の検知を行うことができる流水検知装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明における流水検知装置の一例を実施形態に基づいて詳しく説明する。
装置本体１は、例えば、図示しない放水流路の一次側と二次側の間に設置されており、図示しないスプリンクラーの一次側に設置される。
図１ないし図３に示すように、装置本体１は、バルブボデー１１と検知機構３０を備え、ボデー１１内には、ボール弁体１２と、ガイド部２０と、ボールガイド１４を有している。
【００２１】
ボデー１１は、一次側に流入口１１ａ、二次側に流出口１１ｂを有し、この流入口１１ａと流出口１１ｂは流路１３で連通されている。ボデー１１は、鋳鉄、ステンレス等の鋳造手段により形成され、ボデー１１内部には、ボール弁体１２が着座する位置にシートリング４４を螺着によって取付け、このシートリング４４は、ボール弁体１２用の着座部４５を有している。
【００２２】
ボール弁体１２は、ボデー１１に内蔵され、ボデー１１内を移動して着座部４５に着座して流路１３を開閉可能に設けている。
ボール弁体１２は、ゴム又は合成樹脂製、或は、図示しない金属製球体の外側にゴム又は合成樹脂を包囲したものであり、外径を着座部４５や流出口１１ｂよりも大きく形成している。更に、金属製球体を有する構造のボール弁体１２である場合、この金属製球体の飛び出しを防止するために、外径を着座部４５、流出口１１ｂ、及び、ガイド部２０の幅よりも大きくすることが有効である。或は、着座部４５、流出口１１ｂに図示しない突部を設けて、この突部よりも金属製球体の外径を大きく形成して飛び出しを防止するようにしてもよい。
【００２３】
ガイド部２０は、ボデー１１内部に形成し、着座部４５に着座したボール弁体１２をこのガイド部２０に案内されながら移動可能に設け、流出口１１ｂ側への移動を阻止しつつ流路１３を開放できるようにしている。ガイド部２０の幅Ｗは、図４においてボール弁体１２の外径Ｄよりも小さく形成し、これにより、ボール弁体１２をボデー１１に収納した後に、ボール弁体１２が流路１３を開放する側に動く際に、ガイド部２０に沿ってボデー１１内を移動自在になるようにしている。
【００２４】
検知機構３０は、ボデー１１と別体に設けており、ボール弁体１２の移動を検知部であるリミットスイッチ５０に伝達することで、この検知機構３０で流水検知時の信号を検出するようにしたものである。この検知機構３０には、遅延機構３９を設けている。
【００２５】
ボデー１１には、着座部４５の二次側のボール弁体１２の所定移動範囲Ｒ内に絞り形状の絞り経路６５を設けている。絞り経路６５は、ボール弁体１２が検知機構３０をオンする位置まで流路１３内に沿って上昇するような縮径状に設けている。本実施形態においては、この絞り経路６５は、ボール弁体１２が移動したときに、このボール弁体１２の移動に伴って回動する後述のボールガイド１４に設けたスピンドル１５の回転角度が約３０°になるような長さＬに設けている。この長さＬは、本実施形態においては、約３０ｍｍとなる。
図４において、絞り経路６５は、略パイプ状に形成し、この絞り経路６５の内周面とボール弁体１２の外周面とは約１ｍｍ程度のクリヤランスＣＬを有するようにしている。
【００２６】
図１０は、本発明における装置本体１の流量特性と、これと対比するために、一般的な流量調整弁（例えば、グローブ弁）の流量特性をそれぞれ実線、二点鎖線で示している。
このグラフにおいて、流量１０％のときの装置本体１の状態を図２に示しており、このとき、バルブ開度は３０％開の状態となっている。一方、一般的な流量調整弁は、同じ流量１０％のときにバルブ開度が３０％となっている。このように、装置本体１は、一般的な流量調節弁に比較して少ない流量で開度をより大きくとることができ、着座した状態からバルブ開度３０％までの開度範囲に絞り経路６５を設けていることにより、より早く全開状態になり、流水検知装置として高い機能性を発揮している。
【００２７】
ガイド部２０の先端近傍位置のボデー１１には、ボール弁体１２の径よりも大きい開口部１７を形成し、この開口部１７よりボール弁体１２を収納・取り出し可能に設けている。さらに、この開口部１７には、カバー１８を着脱自在に固着し、このカバー１８により、流路１３と連通した開口部１７を被蓋している。カバー１８は、図示しないボルト・ナットでボデー１１に固着しており、このボルト・ナットを外してカバー１８を取り外すようにすれば、開口部１７が開放可能となる。
【００２８】
ボールガイド１４は、図１、図６に示すように薄板により略Ｕ字状に形成し、このボールガイド１４を、ボール弁体１２の移動方向に回動自在に設けたスピンドル１５にボルト１４ａ止めして軸着している。また、ボールガイド１４の枢着部１４ｂを軸着するスピンドル１５をカバー１８に設けている。これにより、部品点数及び組立工数の削減を図って取付けを容易にしている。ボールガイド１４は、ボール弁体１２の所定移動範囲Ｒ内に、ガイド部２０側に張り出すように取付けられ、ボール弁体１２がガイド部２０に沿って移動したときに、押圧されて回転するようにしている。このときボールガイド１４はスピンドル１５を中心に回転し、このボールガイド１４を介してボール弁体１２の移動を遅延機構３９によって検知機構３０に伝達している。
【００２９】
スピンドル１５は、カバー１８を貫通するように取付け、その一端側をボデー１１の外方に突出させて、ボールガイド１４の回転動作をボデー１１の外部に伝達可能に設けている。スピンドル１５の外部突出側には、端部付近を平行に切り欠いて平行二面部１５ａを設けている。また、カバー１８におけるスピンドル１５の軸着部分には図示しないシール部材を介在させており、この部分からの水漏れを防いでいる。
【００３０】
ボデー１１の開口部１７付近の上方位置には、図３に示すようにストッパ部１１ｅを設けており、スピンドル１５が回転し続けたときに、ボールガイド１４がこのストッパ部１１ｅに当接して回転が止まる構造になっている。これにより、ボール弁体１２は、カバー１８の内部まで入り込むことなく、ボールガイド１４は、ストッパ部１１ｅにガイドされて安定した状態で弁を開放している。
【００３１】
シートリング４４の一次側には、ボールシート４２、４２を一、二次側に装着した状態でボールジスク４１を取付け、ボールジスク４１の一次側からインサート４３を螺着によってボデー１１に取付け固定して、流入口１１ａ側にボールバルブ４０を構成している。
【００３２】
ボールバルブ４０は、消火終了後の止水を主な目的としており、また、装置本体１の試験時の止水にも使用される。止水時には、ボールジスク４１に軸着した図示しないステムを手動操作或は自動操作によって回転させて流路を閉じる。本例においては、ボールバルブ４０をボデー１１内に一体に内蔵しているが、ボデー１１と別体に設けて直列するように配管に接続してもよい。また、ボールバルブ４０の代わりとして、バタフライバルブ等のバルブを設けることもできる。
【００３３】
また、流路１３と連通するように排水口２１を形成し、この排水口２１からボデー１１内の水を排水可能に設けている。
排水口２１は、図１において、できるだけ上側のボール弁体１２が移動するガイド部２０から離れた位置に設けており、この排水口２１から圧が逃げ難くしてより効果的にボール弁体１２を開状態にするようにしている。排水口２１には、ボール弁２２を螺着によって接続しており、このボール弁２２を開閉することにより、ボデー１１内の排水を行うことができるようにしている。ボール弁２２の開閉は、操作ハンドル２３を図１の矢印のように手動操作によって行う。
【００３４】
排水口２１は、ガイド部２０から離れた位置に設けていることで、排水したときに排水口２１からボール弁体１２までの間に水が残留することが懸念されるが、この対策としては、例えば、カバー１８等に図示しないプラグを設け、このプラグから水を排水することにより解決できる。
【００３５】
ボデー１１の流入出口１１ａ、１１ｂ付近には、これらと連通する連通路１１ｃ、１１ｄを設けており、この連通路１１ｃ、１１ｄに連通して圧力遮断弁２４、２４をそれぞれ設けている。さらに、圧力遮断弁２４、２４の二次側には、圧力計２５、２５を設けている。
【００３６】
圧力計２５は、流水検知装置に一般的に取付けられるものであり、特に、図１のように圧力計２５の間に圧力遮断弁２４を介在させると、ボデー１１内部やボデー１１が装着される配管内に水を張る際に、この圧力遮断弁２４を閉状態にしておくことで急激な圧力上昇による圧力計２５の破損を防ぐことができる。また、圧力計２５の交換やメンテナンス時等においても同様に閉状態にすることで、これらを容易に行うことができる。
【００３７】
図７ないし図９に示した検知機構３０は、ボール弁体１２、ボールガイド１４、スピンドル１５、作動部材３１、ばね３２、ロータリーダンパー３３、回転体３４、引張ばね３５、リミットスイッチ５０を有している。この検知機構３０は、ボール弁体１２がボールガイド１４を押圧してスピンドル１５が回転したときに、このスピンドル１５の回転を受けてリミットスイッチ５０に遅延して伝達できるようにしている。
また、遅延機構３９は、作動部材３１と、ばね３２、ロータリーダンパー３３、回転体３４、引張ばね３５とからなり、リミットスイッチ５０への伝達を遅延できるようにしている。
【００３８】
作動部材３１は、略プレート状に形成している。リンクロッド３６は、作動部材３１とスピンドル１５とを接続するものであり、このリンクロッド３６の一端側に形成した凹状二面部３６ａをスピンドル１５の平行二面部１５ａに嵌合させ、他端側を作動部材３１の一端側に固定ナット３７で固定することで、作動部材３１とボデー１１側のスピンドル１５を、このリンクロッド３６により軸着している。これにより、作動部材３１の一端側はボールガイド１４と同軸に固着され、この作動部材３１は、ボールガイド１４との回動に伴って回動できるようにしている。
また、作動部材３１の他端側は、ピン状に突出形成した突出部３１ａを設けている。この突出部３１ａは、スピンドル１５が回転したときにリンクロッド３６を中心に回転できるようにしている。
【００３９】
作動部材３１の一端側付近には取付孔３１ｂが穿孔され、この取付孔３１ｂと検知機構３０に設けたボルト等の掛止め部３０ａの間にばね３２が張設された状態で取付けられている。ばね３２には引張力が働いており、この引張力によって、通常時には、図８のように作動部材３１を引張り方向に回転させて回転体３４に係止し、また、作動部材３１の回転によってスピンドル１５に取付けられたボールガイド１４をボール弁体１２の着座方向に回転させている。
【００４０】
回転体３４は、一端側に作動部材３１の突出部３１ａと係止可能な係止部３４ｂを設け、他端側に引張ばね３５取付け用の取付穴３４ｃを設け、係止部３４ｂと取付穴３４ｃとの中央部位に装着穴３４ａを設けている。また、引張ばね３５取付け側にリミットスイッチ５０押圧用の押圧部３４ｄを設けている。回転体３４は、軸着穴３４ａにおいてロータリーダンパー３３の回転軸３３ａと同軸に軸着され、回転体３４が回転するときには、ロータリーダンパー３３に対して後述のような作用を働かせている。
【００４１】
回転体３４の一端側には、作動部材３１側の突出部３１ａと係止可能な係止部３４ｂを設けており、突出部３１ａに対して、この係止部３４ｂをばね３２の引張力に対して抗する側から係止している。また、回転体３４の他端側の取付穴３４ｃと、ハウジング３０ｃに突設して設けたボルト等の掛止め部３０ｂの間に、引張ばね３５の引張力を働かせた状態で取付けている。回転体３４は、作動部材３１との係止が外れたときに他端側のスイッチ押圧部３４ｄが引張ばね３５の引張力によって回転してリミットスイッチ５０を作動可能に設けている。
【００４２】
引張ばね３５の引張力による回転体３４の回転力は、ばね３２の引張力による作動部材３１の回転力よりも小さくなるようにし、これにより、非火災時には、回転体３４がリミットスイッチ５０をオンする方向に回転することがなく、誤動作を防いでいる。
掛止め部３０ｂは、ハウジング３０ｃの適宜位置に設けることができ、この掛止め部３０ｂの位置を変えることで引張ばね３５の引張力を調節でき、ロータリーダンパー３３による遅延時間を変更できるようにしている。
【００４３】
また、回転体３４における引張ばね３５の取付側に六角ボルト・ナット３８を設け、この六角ボルト・ナット３８を重りとして、回転体３４を作用させている。これにより、回転体３４には引張ばね３５の引張力に加えて、六角ボルト・ナット３８の重さによるトルクが加わっている。この六角ボルト・ナット３８は、引張ばね３５の引張力を強くすることにより、省略することもできる。
【００４４】
押圧部３４ｄは、引張ばね３５の引張り方向に突設して設け、回転体３４が回転したときにこの押圧部３４ｄがリミットスイッチ５０の接点５１に確実に接離してこのリミットスイッチ５０をオンオフできるようにしている。
また、引張ばね３５の回転体３４取付け側の基端部３５ａを、遅延機構３９の適宜位置に設けることができるようにしている。
【００４５】
ロータリーダンパー３３は、図示しないボルト等によって検知機構３０のハウジング３０ｃに固定し、回転体３４の中央部位と同軸に固着している。
ロータリーダンパー３３は、一方向の回転が他方向の回転よりも負荷が大きくなるように構成しており、通常利用されているものを用いることができる。これにより、通水時のスピンドル１５がボール弁体１２によって回転する方向の負荷が、止水時のスピンドル１５が元の状態に戻ろうとする回転方向の負荷よりも大きくなるようにしている。
【００４６】
ロータリーダンパー３３としては、例えば、図示しない筒状ケースの内周摺動面に摺動板の外周摺動面を当接させるように収納し、筒状ケース内にグリース等の高粘性流体を封入し、高粘性流体による回転反力を利用して負荷を起こさせるようにしたものがある。さらに、この場合、一方向のみに対して回転反力を発生させるために、摺動板とこの摺動板に入力するための入力軸との間にラチェット車を介在させたものがある。また、これ以外にも各種のロータリーダンパーがあるが、本発明においては、ロータリーダンパーの構造に拘ることはなく、様々なロータリーダンパーを用いることができる。
【００４７】
続いて、装置本体１の動作を説明する。
装置本体１が設置された集合住宅に火災が発生し、この火災によって図示しないスプリンクラーヘッドが開放されて放水が始まると、ボデー１１内のボール弁体１２が移動を開始する。
【００４８】
ボール弁体１２が着座部４５に着座した状態からボールガイド１４に接触するまでの間には、この移動空間において、ボールガイド１４が動作することがなく、これにより、ボール弁体１２がごく僅かの漏水によって動いたとしても検知機構３０に影響を与えることがない。
【００４９】
図４においては、ボール弁体１２が着座部４５に着座した状態を示しているが、着座部４５の二次側の流路の内径ｄは、ボール弁体１２の外径Ｄよりも僅かに拡径して絞り経路６５を設け、この絞り経路６５によって絞り経路６５の内周面とボール弁体１２の外周面との間に約１ｍｍ程度のごく僅かのクリヤランスＣＬを設けるようにしているため、着座した状態からボール弁体１２の移動により流路１３が開の状態になるまでの間に急激に流水が増加することがない。
【００５０】
続いて、ボール弁体１２は、ガイド部２０に沿って移動し、ボール弁体１２がボールガイド１４に接触すると、ボールガイド１４を押し上げながら移動し、ボールガイド１４に固着したスピンドル１５が回転する。スピンドル１５が回転すると、この回転に伴ってスピンドル１５の先端側に固着された作動部材３１が回転する。
このとき、ボール弁体１２は、図１のボール弁体１２が着座した状態を０°とし、この状態から図２のようにスピンドル１５が約３０°の角度に回転するまで、ボール弁体１２は、絞り経路６５内を上昇するように移動する。
【００５１】
図２の状態までボール弁体１２が移動すると（ボール弁体１２が着座部４５から約３０ｍｍの高さまで上昇すると）、図５に示すように、ボール弁体１２と流路１３との間には、クリヤランスＣＬよりも大きい空隙Ｓが生じ、この空隙Ｓ内をより大きい流量の水が流れる。
また、この状態において、ボールガイド１４に固着されたスピンドル１５の作用によって、後述のようにリミットスイッチ５０の接点５１が押され、バルブの開状態が検出される。
【００５２】
絞り経路６５は、図２の状態において、少なくとも最低作動流量である５０Ｌ／ｍｉｎが流れるような口径に設定しているため、この絞り経路６５によって少ない流量でボール弁体１２が確実に移動を開始する。また、この絞り経路６５内をボール弁体１２が移動したときには、クリヤランスＣＬから空隙Ｓまでの状態に面積が徐々に拡径して流量が増加する。
【００５３】
さらにボール弁体１２が移動すると、図３のように、ボール弁体１２に押されているボールガイド１４がストッパ部１１ｅに当接してボール弁体１２の移動とボールガイド１４の回転が停止し、バルブの全開状態となる。このとき、図６に示すように、ボール弁体１２と流路１３との間には最大の空隙Ｓ´が生じ、この空隙Ｓ´を最大流量（例えば、口径４０Ａの場合、３５０Ｌ／ｍｉｎ）の水が流れる。
【００５４】
スプリンクラーヘッドからの放水量は、開放されたヘッドの数によって異なるが、口径４０Ａの場合、火災を検知するために必要な最小流量が５０Ｌ／ｍｉｎ、最大流量が３５０Ｌ／ｍｉｎとなっている。最小流量を流すためのボール弁体１２を図２の状態、最大流量を流すためのボール弁体１２を図３の状態とすることにより、最小流量から最大流量までの検知を行うことが可能になる。特に、最小流量である５０Ｌ／ｍｉｎのときにボール弁体１２を最小の開度で動作させていることにより、スプリンクラー全体の放水量が増加して各スプリンクラーの流量が少なくなった場合でも、確実に検知することができる。
【００５５】
一方、検知機構３０（遅延機構３９）において、作動部材３１は、通常時には、図８のようにばね３２の引張力によってボール弁体１２が閉止する方向に押圧されているが、ばね３２の引張力による作動部材３１の回転力よりも、スピンドル１５がボール弁体１２によって回転する回転力のほうが大きくなるように設定しているため、ボール弁体１２が図２の状態まで移動したときに、作動部材３１は図９のように回転する。
【００５６】
回転体３４は、係止部３４ｂが、作動部材３１の突出部３１ａに係止していることで、通常時には、図８のようにばね３２によって引張られて押圧部３４ｄがリミットスイッチ５０の接点５１から離れた状態で保持されているが、水が流れて作動部材３１が弁開側に回転したときにはこの作動部材３１の突出部３１ａが係止部３４ｂから離間するように回転するため、回転体３４は自由に回転できる状態になる。
【００５７】
回転体３４には、係止部３４ｂの他端側に、リミットスイッチ５０側に引張る方向に回転させる引張ばね３５が設けられており、また、軸着穴３４ａにおいて、ロータリーダンパー３３の回転軸３３ａに軸着されているため、作動部材３１の係止が外れたときには、引張ばね３５の引張方向に軸着穴３４ａを中心にゆっくりと回転運動を開始する。
【００５８】
ボール弁体１２がボールガイド１４を押圧し、回転体３４が自由に回転できる状態になったときから、押圧部３４ｄがリミットスイッチ５０をオンするまでの遅延時間は、引張ばね３５とロータリーダンパー３３による負荷の力を予め調整しておくことにより適宜設定することができる。
この遅延時間は、例えば、１０秒程度に設定するのが望ましいが、装置本体１の設置場所や使用条件などによって変更してもよく、遅延時間を変更する場合は、引張ばね３５のハウジングへの取付位置を変えることで引張力を調整でき、任意の遅延時間にすることができる。
【００５９】
上記のように、回転体３４は、負荷がかかっていることでゆっくりと回転し、所定の遅延時間が経過したのちに図９のように回転が完了してリミットスイッチ５０をオンし、このリミットスイッチ５０は、図示しない制御盤に対して弁体が開放したことを知らせる信号を発する。この信号によって図示しない警報装置が作動し、火災の発生によるスプリンクラーの動作を知らせるようにしている。
【００６０】
次に、火災が鎮火した場合、装置本体１の一次側に設置したボールバルブ４０を全閉状態にして放水流路への流水を停止させるようにする。ボデー１１内への流水が停止すると、ボール弁体１２は自重によりガイド部２０に沿って一次側に設置したボールバルブ４０を全閉状態にして放水流路への流水を停止させるようにする。
【００６１】
作動部材３１は、突出部３１ａが回転体３４の係止部３４ｂを押圧するように回転するため、回転体３４は引張ばね３５の引張力に抗する方向に回転する。回転体３４が回転すると、図８のように押圧部３４ｄで押し込まれていた接点５１が開放されてスイッチオフとなり、制御盤への信号が停止して警報装置の作動が停止する。
【００６２】
一方、漏水などによって装置本体１内に５〜１０Ｌ／ｍｉｎ程度の微小流量の水が流れた場合には、この水量は５０Ｌ／ｍｉｎに満たないため、ボール弁体１２は、絞り経路６５内を上昇するものの図２の状態まで達することがなく、作動部材３１が完全に作動することはない。
【００６３】
作動部材３１の回転量が少なく、図９の状態まで達しない場合には、突出部３１ａに係止部３４ｂが当たることによって回転体３４は回転が抑止された状態になり途中で停止する。これにより、リミットスイッチ５０はオンされることがなく、オフの状態を維持することができる。
【００６４】
また、作動部材３１が所定の位置まで完全に回転したとしても、この回転した状態を維持する時間が遅延時間（例えば１０秒間）よりも短い場合には、回転体３４にはロータリーダンパー３３から負荷が加わっていることにより、回転体３４が完全に回転することはない。これにより、流水時間が、例えば、９秒間である場合には、回転体３４は引張ばね３５の引張力によってリミットスイッチ５０をオンする直前までは動作するが、流水が停止すると同時に作動部材３１がばね３２によって回転し、この作動部材３１が回転体３４を押圧してリミットスイッチ５０のオフの方向に回転するため、リミットスイッチ５０がオンになることはない。以上のように、漏水などの流水量が微小量である場合には、誤作動を防ぐことができる。
【００６５】
なお、ロータリーダンパー３３は、正逆両方の回転時に制動力（負荷）をかけるものと、片方の回転方向にのみ制動力がかかって逆回転時にはかからないものの２種類があり、必要に応じて何れかの仕様を選択することができる。
前者を使用すると、流水が停止したときにゆっくりと全閉位置に戻る作動が行われるため、配管にウォーターハンマーのような衝撃力が働くのを防ぐことができる。
一方、後者を使用すると、流水が停止したときに速やかに全閉位置に戻る作動が行われるため、スプリンクラーからの放水を急激に終了させることが可能となる。
【００６６】
次に、本発明の流水検知装置の上記実施形態における作用を説明する。
本発明における装置本体１は、ボデー１１内に設けた着座部４５の二次側の所定移動範囲Ｒ内に絞り経路６５を形成し、絞り経路６５の内周面とボール弁体１２の外周面とは約１ｍｍ程度の小さいクリヤランスＣＬを設けるようにしているので、ボール弁体１２は、流水から大きな力を受けて、最小流量である５０Ｌ／ｍｉｎの流量でも動くことができ、このボール弁体１２の動作によってスピンドル１５を３０°の角度まで回転動作させることができる。
【００６７】
このように、装置本体１は、小流量によってスピンドル１５の角度を大きく動作させることができ、最低作動流量によって水が流れた場合でもこの流水を容易に検知し、例えば、スプリンクラーの作動数が変わった場合でも、検知機構３０を確実に作動させて火災の発生とその規模を検知することができる。また、絞り経路６５を設けていることにより、圧力損失を低減することができ、例えば、口径４０Ａにおいて、規定の０．０５ＭＰａ以内に圧力損失を収めることができる。
【００６８】
装置本体１は、ボールチェッキ方式の弁構造を呈しているので、弁体とスピンドルを固定する必要がなく、ボール弁体１２の二次側におけるボデー１１側に絞り経路６５を設けることができる。これにより、全体を軽量化しつつ、弁体を確実に作動させることができ、また、ボデー１１は、絞り経路６５を設けた単純な構造であるため部品点数を抑えることができ、例えば、鋳造によって容易に製作することができるため、コストも抑えることができる。
【００６９】
また、カバー１８を取り外すことによりボール弁体１２を容易に出し入れでき、シートリング４４も簡単に着脱できるため、手間をかけずに組立て作業やメンテナンスを行うことができ、作業時間の短縮化も図ることができる。例えば、ゴミや配管の錆等が封止面にかみ込んでシート漏れが発生した場合には、ボデー１１からカバー１８を取り外してボール弁体１２やシートリング４４を交換し、カバー１８を元に戻すことにより簡単に作業を完了することができる。
【００７０】
また、流路１３の流過面積を小さく絞って流速を速くし、より早く全開状態にできる構造に設けているため、弁体を特殊形状に設けて流過面積を絞ったバルブのようにバルブ全体が大きくなることがなく、コンパクト化を図ることが可能である。
さらに、ボール弁体１２が移動するガイド部２０は円弧である必要がなく、ガイド部２０を小さくすることでよりコンパクトに形成できる。
【００７１】
なお、絞り経路６５の形状や長さ、ボール弁体１２の外径は適宜変更することができ、これらを変更することにより、ボール弁体１２の移動量を調節したり、検知機構３０をオンする際のボールガイド１４の角度などを変更することができ、検知機構３０（遅延機構３９）の仕様を変更することができる。
【００７２】
また、本実施形態における装置本体１は、ボール弁体１２が開状態に動作する場合に遅延機構３９によって遅延させて信号を送るようにしたものであるが、作動方向を逆にしてボール弁体１２が閉方向に動作する場合に使用することもできる。
【００７３】
スピンドル１５の取出し方向は、ボデー１１の左右どちら側でも可能であり、予め、ボデー１１の左右両側にそれぞれスピンドル１５を設けた装置本体を設けておくことにより、設置場所の状況に応じてこの装置本体を設置することができ、例えば、狭い設置場所などにも配設することができる。また、このスピンドル１５は、ボデー側に設けることもできる。
【００７４】
ボールガイドは、ボール弁体１２の一次側に設置することもでき、この場合、ボールガイドを作動させてボール弁体１２を強制的に開放させるような構造に設けることもできる。
【００７５】
また、本発明の流水検知装置は、標準のボールチェッキ弁に応用することもできる。通常、ボールチェッキ弁は、弁体の動作状態を外部に伝える機構を備えていないが、上記実施形態のようにボールガイド１４やスピンドル１５を装着することによって、ボールチェッキ弁において、開度表示を伝えることができたり、全閉・中間開度時等において弁体を固定保持する部位を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の流水検知装置の一例を示した断面図である。
【図２】図１の流水検知装置の動作開始の状態を示した断面図である。
【図３】図１の流水検知装置の全開状態を示した断面図である。
【図４】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図５】図２におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図６】図２におけるＣ−Ｃ線要部断面図である。
【図７】検知機構を示した概略正面図である。
【図８】図１における遅延機構の作動状態を示した作用説明図である。
【図９】図３における遅延機構の作動状態を示した作用説明図である。
【図１０】装置本体の流量特性を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１ 装置本体
１１ ボデー
１１ａ 流入口
１１ｂ 流出口
１２ ボール弁体
３０ 検知機構
４４ シートリング
４５ 着座部
５０ リミットスイッチ（検知部）
６５ 絞り
Ｒ 所定移動範囲
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入口と流出口を有するボデー内に着座部を設け、この着座部に着座したボール弁体をガイドに案内されながら移動可能に設け、このボール弁体の移動を検知機構を介して検出すると共に、前記着座部の二次側の所定移動範囲内に絞り形状の絞り経路を形成したことを特徴とする流水検知装置。
【請求項２】
前記絞り経路の内周面と前記ボール弁体の外周面とは約１ｍｍ程度のクリヤランスを有した請求項１記載の流水検知装置。
【請求項３】
前記絞り経路の長さは、ボール弁体が移動したときにボール弁体の移動に伴って回動するボールガイドに設けたスピンドルの回転角度を約３０°とした請求項１又は２に記載の流水検知装置。
【請求項１】
流入口と流出口を有するボデー内に着座部を設け、この着座部に着座したボール弁体をガイドに案内されながら移動可能に設け、このボール弁体の移動を検知機構を介して検出すると共に、前記着座部の二次側の所定移動範囲内に絞り形状の絞り経路を形成したことを特徴とする流水検知装置。
【請求項２】
前記絞り経路の内周面と前記ボール弁体の外周面とは約１ｍｍ程度のクリヤランスを有した請求項１記載の流水検知装置。
【請求項３】
前記絞り経路の長さは、ボール弁体が移動したときにボール弁体の移動に伴って回動するボールガイドに設けたスピンドルの回転角度を約３０°とした請求項１又は２に記載の流水検知装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００７−３３３０８７（Ｐ２００７−３３３０８７Ａ）
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６５８２４（Ｐ２００６−１６５８２４）
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願人】（３０４０１７４７６）東洋バルヴ株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１２月２７日（２００７．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【出願人】（３０４０１７４７６）東洋バルヴ株式会社 (14)
【Ｆターム（参考）】
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