自動調圧弁
【課題】簡単な構成で二段階放水を実現することができる自動調圧弁を得る。
【解決手段】圧力設定ばね２１の縮設長さにより設定圧力が設定される調圧パイロット弁２００と、主弁１０の開度が調圧パイロット弁２００により設定された設定圧力に基づいて制御されて、二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁１００とを有する。調圧パイロット弁２００は、圧力設定ばね２１が第１縮設長さと該第１縮設長さより短い第２縮設長さとの間で変化可能に配設された設定圧変更手段２０と、自動弁１００二次圧が導入されると圧力設定ばね２１の縮設長さを第１縮設長さから第２縮設長さに変更するための駆動力を発生する駆動部４０と、を備える。
【解決手段】圧力設定ばね２１の縮設長さにより設定圧力が設定される調圧パイロット弁２００と、主弁１０の開度が調圧パイロット弁２００により設定された設定圧力に基づいて制御されて、二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁１００とを有する。調圧パイロット弁２００は、圧力設定ばね２１が第１縮設長さと該第１縮設長さより短い第２縮設長さとの間で変化可能に配設された設定圧変更手段２０と、自動弁１００二次圧が導入されると圧力設定ばね２１の縮設長さを第１縮設長さから第２縮設長さに変更するための駆動力を発生する駆動部４０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力設定弾性体により設定圧力が設定される調圧パイロット弁と、この調圧パイロット弁により二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁とを有する自動調圧弁に関するものであり、例えば、トンネル内消火において、本格放水（高圧放水）の前に小流量の予告放水（低圧放水）を行う二段階放水式消火設備に最適な自動調圧弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
消火水放水設備のあるトンネルでは、トンネル内で火災が発生した場合、当該設備を起動して火災の消火や抑制をする。しかし、当該設備を予告なしに起動し放水を開始すると、その放水により当該区画の視界が確保できなくなるため、トンネル内の通行車両が事故（単独または追突事故）を起こしたり、避難者が迅速に避難できなくなったりする等の恐れがある。このため、当該設備を作動する場合は、トンネル内通行車両の停止や避難者の避難完了等を確認する必要がある。
【０００３】
上述の課題を解決するために、従来、運転者を惑わせないという予告目的で、本格放水よりも前に小流量の予告放水をして、安全かつ短時間のうちに消火水放水設備を作動させることができる二段階放水式消火設備が提案されている。
【０００４】
また、予告放水の開始の時点では、空の二次側配管に充水されることとなるが、この充水中は、二次圧は殆どないため、通常自動弁は全開になり空配管に流れる消火水は鉄砲水となる。そして、充水完了の瞬間、急にノズルで絞られるため水撃が発生する可能性がある。従来、このような、起動直後に空配管に流れる鉄砲水の勢いを緩和する方法として、空配管に充水中は自動弁を半開の状態に維持する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３６６３号公報（第４−５頁、第１，２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような二段階放水式消火設備に用いられる従来の自動調圧弁においては、二段階放水を実現するために、複数の調圧パイロット弁が必要であり、また複雑な水路構成が必要であったので、構造が複雑で価格も高価なものであった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で二段階放水を実現することができ、それによりコストダウンを図ることができるとともに、二次圧の変動に起因する予告放水から本格放水への切り換え時間の変動をなくし、設定切り換え時間で確実に予告放水から本格放水への切り換えを完了できる自動調圧弁を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による自動調圧弁は、圧力設定弾性体の縮設長さにより設定圧力が設定される調圧パイロット弁と、主弁の開度が上記調圧パイロット弁により設定された上記設定圧力に基づいて制御されて、二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁とを有する。そして、上記調圧パイロット弁は、上記圧力設定弾性体が第１縮設長さと該第１縮設長さより短い第２縮設長さとの間で変化可能に配設された設定圧変更手段と、上記自動弁の一次圧若しくは二次圧が導入されると上記圧力設定弾性体の縮設長さを上記第１縮設長さから上記第２縮設長さに変更するための所定の駆動力を発生する駆動手段と、上記駆動力を所定時間経過後に上記圧力設定弾性体に伝達して、該圧力設定弾性体の縮設長さを変更させるタイマー手段と、上記設定圧力に応じて、上記自動弁の主弁の開度を制御する調圧手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、１つの調圧パイロット弁を用いて二段階放水を実現することができるので、多数の調圧パイロット弁が必要なくなり、水路構成が簡略化され、コストダウンを図ることができる。また、自動弁の一次圧若しくは二次圧が導入されると、駆動手段は、圧力設定弾性体の縮設長さを第１縮設長さから第２縮設長さに変更するための所定の駆動力を発生する。そこで、一次圧あるいは二次圧が変動しても、圧力設定弾性体の縮設長さを変更するための所定の駆動力は変動しないので、予告放水から本格放水への切り換えは、予め設定された切り換え時間で確実に完了される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施例は、この発明の自動調圧弁をトンネル内消火において本格放水（高圧放水）の前に小流量の予告放水（低圧放水）を行う二段階放水式消火設備に使用した場合について述べる。しかしながら、この発明の自動調圧弁は、トンネル内消火設備に限らず、二次側配管を二段階に調圧することが必要な設備に対して最適な自動調圧弁である。
【実施例】
【００１１】
図１はこの発明による自動調圧弁における通常時の状態を示す系統図である。図２はこの発明による自動調圧弁における調圧パイロット弁を調圧部側から見た正面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。図５はこの発明による自動調圧弁を用いたトンネル内二段階放水式消火設備の配置状態を説明する図である。図６は二次側配管の圧力の変化を説明する圧力変化図である。図７はこの発明による自動調圧弁における起動開始時の状態を示す系統図、図８はこの発明による自動調圧弁における二次側配管充水中の状態を示す系統図、図９はこの発明による自動調圧弁における二次側配管充水完了の状態を示す系統図である。図１０はこの発明による自動調圧弁における予告放水開始の状態を示す系統図、図１１はこの発明による自動調圧弁における予告放水から本格放水への移行の状態を示す系統図、図１２はこの発明による自動調圧弁における本格放水の状態を示す系統図である。
【００１２】
図１において、自動調圧弁４００は、一次側配管２と二次側配管３が接続されており、主弁１０の開度を変化させて、一次側配管２から二次側配管３に流れる消火水１の量を調節する自動弁１００と、二次側配管３の圧力、すなわち二次圧（以降、単に「二次圧」と呼ぶ）を監視しながら、自動弁１００の主弁１０の開度を二段階に変化させ、二次側配管３に流れ出す消火水１の量を変化させて、二次圧を例えば二段階の制御圧力に調圧する調圧パイロット弁２００と、二次側配管３の充水圧を感知して作動する充水圧感知開閉弁３００と、を有している。
【００１３】
まず、自動弁１００の構成について説明する。
自動弁１００は、主弁箱１１が設けられ、さらにこの主弁箱１１の上部に弁箱１６が設けられている。主弁箱１１は、内部がシリンダとなっており、主弁１０に連結するピストンＰが液密状態を維持しつつ主弁１０の開閉方向に移動可能に装着されている。この主弁箱１１内は、ピストンＰにより２つの部屋、即ち下部側のピストン室１２および上部側のばね室１３が形成されている。そして、ばね室１３にはピストンＰを主弁１０側に付勢するピストンばね１４が装着されている。また、自動弁１００は、過流防止開度維持手段である貫入弁１５を有している。この貫入弁１５は、弁箱１６と、弁箱１６内を２つの弁室に仕切る仕切板１７と、弁箱１６内に先端部１８ａを配置させ後端が主弁１０に固着されたロッド１８とを有している。
弁箱１６は、仕切板１７によって、主弁１０に近い側の第１弁室１５Ａと主弁１０から遠い側の第２弁室１５Ｂとに分割されている。仕切板１７の中央には、開口１７ａが穿設されている。
【００１４】
ロッド１８は、開口１７ａの穴径と概略同じ太さの直径を有する柱状に作製されている。このロッド１８は、その先端部１８ａを弁箱１６内に延出するように、主弁１０の開閉方向、すなわち、図１の上下方向に弁箱１６の下面を貫通して摺動可能に、かつ、液密に設けられている。そして、ロッド１８は、図１の上方向に移動して、開口１７ａに貫入されて、第１弁室１５Ａと第２弁室１５Ｂとを隔離し、図１の下方向に移動して、開口１７ａから外れて、第１弁室１５Ａと第２弁室１５Ｂとを連通させる。
第２弁室１５Ｂには、調圧パイロット弁２００の二次室３３から延びる制御配管５ａが接続されている。また、制御配管６ａが第１弁室１５Ａとピストン室１２との間を連通するように設けられている。すなわち、調圧パイロット弁２００から供給される制御圧が、制御配管５ａ、第２弁室１５Ｂ、開口１７ａ、第１弁室１５Ａ、制御配管６ａ、ピストン室１２の順に伝達され、ピストン室１２に導入される。そして、ロッド１８は、このピストン室１２に導入される制御圧によって図１の上下方向に移動し、この制御圧とピストンばね１４によって、主弁１０の開度を変化させる。後で詳しく述べるが、主弁１０の開度は、過流防止開度、予告放水開度、本格放水開度の順で大きくなる３つの開度に制御される。
【００１５】
つぎに、調圧パイロット弁２００の構成について図１乃至図４に基づいて説明する。
調圧パイロット弁２００は、圧力設定弾性体である圧力設定ばね２１の縮設長さを、例えば二段階に変化させて調圧パイロット弁２００の設定圧力を変更させる設定圧変更手段２０と、設定圧力に応じて、二次圧の監視を介して自動弁１００の主弁１０の開度を変化させる調圧手段としての調圧部３０と、圧力設定ばね２１の縮設長さを例えば二段階に変化させる駆動手段としての駆動部４０と、予告放水（低圧放水）をする時間を作り出すためのタイマー手段５０と、を有している。
【００１６】
設定圧変更手段２０は、圧力設定ばね２１を収納するための筒状のスプリングケース２２を備えている。そして、一対の長穴２３が、穴の長手方向をスプリングケース２２の軸方向に一致させて、スプリングケース２２の壁面に相対するように穿設されている。また、ばね押さえ板２４が、その軸部２５を各長穴２３に挿通されて、長穴２３に案内されて移動可能にスプリングケース２２内に配設されている。さらに、低圧設定用および高圧設定用リング２６，２７が、スプリングケース２２の軸方向に離間して、それぞれスプリングケース２２に外嵌状態に取り付けられ、長穴２３に案内されて移動する軸部２５に当接して、軸部２５のそれ以上の移動を阻止する。そして、圧力設定ばね２１が、一端をばね押さえ板２４に固着され、他端を後述するフラム２８に固着されて、ばね押さえ板２４とフラム２８との間に縮設されている。これにより、圧力設定ばね２１は、軸部２５が低圧設定リング２６に当接する第１縮設長さと、軸部２５が高圧設定用リング２７に当接する第２縮設長さとの間で変化できる。
【００１７】
調圧部３０は、一般の常時開の調圧パイロット弁のものと概略同様な構造をなしている。つまり、調圧部３０は、スプリングケース２２に隣接して設けられ、自動弁１００の二次圧を導入するフラム室３１、主面に加わる圧力によって容易に撓むように薄板金属やゴムシートなどで作製され当該フラム室３１の一面を構成するフラム２８、一次側配管２の圧力、すなわち一次圧の消火水１が流通する一次室３２と二次室３３との間の流通開口部に設けられた弁座３４、当該弁座３４を開閉する調圧弁体３５、調圧弁体３５とフラム２８とを接続する軸棒３６から構成されている。そして、一次室３２は、導入ポート３７ａを介して一次側配管２に接続され、二次室３３は排出ポート３７ｂを介して二次側配管３に接続される。また、フラム室３１は二次圧導入ポート３７ｃを介して二次側配管３に接続される。
【００１８】
なお、二次室３３とフラム室３１との間に形成された軸棒３６が貫通する孔（復旧用通水孔）には、自動調圧弁４００の復旧時に、自動弁１００の主弁１０のピストン室１２内の消火水１を逃がす為に所定の大きさの隙間が存在している（この逃がし用の隙間は、起動時の給水流量より充分に少ない排水流量となるようにされている）。
【００１９】
ここで、ばね押さえ板２４の軸部２５が低圧設定用リング２６に押し当てられているとき、圧力設定ばね２１は第１縮設長さに縮められている。本実施例においては、圧力設定ばね２１がこの第１縮設長さにあるとき、調圧パイロット弁２００の設定圧力は予告放水のための第１設定圧力ＰＬ（本実施例では、０．１３ＭＰａ）になる。そして、二次圧がこの第１設定圧力ＰＬになるよう二次圧が監視されながら、自動弁１００の主弁１０の開度が制御される。これにより、主弁１０は、予告放水（低圧放水）のための予告放水開度（第１開度）に維持される。
【００２０】
一方、ばね押さえ板２４の軸部２５が高圧設定用リング２７に押し当てられているとき、圧力設定ばね２１は第１縮設長さよりさらに縮んだ第２縮設長さに縮められる。圧力設定ばね２１がこの第２縮設長さにあるとき、調圧パイロット弁２００の設定圧力は本格放水のための第２設定圧力ＰＨ（本実施例では、０．４８ＭＰａ）になり、二次圧がこの第２設定圧力ＰＨになるよう二次圧が監視されながら、自動弁１００の主弁１０の開度が制御される。これにより、主弁１０は、本格放水（高圧放水）のための本格放水開度（第２開度）に維持される。なお、これら第１、第２開度は、一次側配管２の圧力条件により異なるものである。しかし、同じ設備では、第２開度は第１開度より大きい。
【００２１】
予告放水開度（第１開度）は、運転者の視界が確保できる放水ノズル圧（本実施例では、０．０６ＭＰａ）により決定されるもので、このノズル圧にノズルと主弁との落差水頭（例えば、落差５ｍなら０．０５ＭＰａ）と配管ロスとを加えて算出した圧力に主弁の二次圧がなるよう、調圧パイロット弁で設定したときの放水開度である。
【００２２】
本格放水開度（第２開度）は、本格放水ノズル圧（本実施例では、０．３４ＭＰａ）に落差水頭と配管ロスを加えて算出した圧力に主弁の二次圧がなるよう、調圧パイロット弁で設定したときの放水開度である。
【００２３】
二段階放水式消火設備が設置されるトンネル内の配管の状態に応じて、第１設定圧力及び第２設定圧力を調整可能とするために、低圧設定用リング２６および高圧設定用リング２７は、それぞれ圧力設定ばね２１の伸縮方向に位置調整可能とされている。
【００２４】
駆動部４０は、有底円筒状のシリンダ４１と、シリンダ４１内に摺動可能に配置されてシリンダ４１と協働して加圧室４２を形成するばね押さえ４３と、シリンダ４１内に設置されて、下降するばね押さえ４３に当接してばね押さえ４３の下端位置（作動位置）を規定するストッパ４４と、一端をばね押さえ４３に固着され、他端を後述するシャフト４６の一端に固着されたばね受け４７に固着されて、ばね押さえ４３とばね受け４７との間に縮設された駆動用ばね４５と、を備えている。そして、シリンダ４１の加圧室４２には、二次側配管３から延びる制御配管７ｂが連結される導入口４２ａが設けられており、加圧室４２に二次側配管３の二次圧が導入されていないときには、ばね押さえ４３はストッパから離反する定常位置に位置している。そして、この導入口４２ａから加圧室４２に二次側配管３の二次圧が導入されると、この圧力がばね押さえ４３を下降するように作用する。この時、ばね受け４７は、後述するタイマー手段５０のオイルの抵抗の存在により瞬時には下降しないので、ばね押さえ４３がストッパ４４に当接する作動位置に速やかに移動する。そこで、駆動用ばね４５は、このばね押さえ４３の移動量に相当する量だけ収縮され、その反発力（蓄圧力）が駆動力としてばね受け４７を介してシャフト４６に作用する。そして、ばね押さえ４３の定常位置から作動位置への移動量は、二次圧の変動に拘わらず一定であり、駆動用ばね４５に発生する駆動力は常に一定となる。なお、シリンダ４１の駆動用ばね４５が収納されている空間は、外部と連通している。
【００２５】
タイマー手段５０は、粘性流体であるオイルが充填されるオイル室５１（粘性流体室）と、シャフト４６の移動に伴いオイル室５１内を移動する抵抗体である制動用間仕切５２とを有している。オイル室５１は、シリンダ４１に隣接して設けられた有底円筒状の筒体５３の内部に配設されたセパレータ５４により形成された密閉空間であり、内部には粘性の高いオイルが充填されている。シャフト４６は、このオイル室５１を貫通し、液密状態を維持しつつ摺動移動するように配置されており、反圧力設定用ばね２１側の端部にはばね受け４７が固着され、圧力設定用ばね２１側の端部にはばね押さえ４８が固着されている。このシャフト４６は、ばね受け４７がストッパ４４に当接、あるいはばね押さえ４８が筒体５３の底部外面に当接して、駆動部４０側への移動が阻止される。この状態で、シャフト４６とばね押さえ板２４との間に空走間隔Ｄが確保されている。また、制動用間仕切５２は、このシャフト４６に遊貫された円板状の部材であって、オイル室５１の内周壁面に摺動可能に接触している。さらに、戻し弾性体であるピストンばね４９がばね押さえ４８とスプリング押さえ２４と間に縮設されている。つまり、シャフト４６と圧力設定用ばね２１とは、ピストンばね４９を介して弾性的に連結されている。このピストンばね４９は、充水監視用に設けられており、充水感知圧ＰＡ前後で縮み始めこれにより、シャフト４６を移動させる。
なお、オイル室５１に充填される粘性液体は、オイルの他、温度変化に対して粘度変化の少ない例えば水および他の液体を選んでもよい。
【００２６】
制動用間仕切５２は、オイル室５１を、圧力設定ばね２１側の第１オイル室（第１粘性流体室）５１ａと圧力設定ばね２１から遠い側の第２オイル室（第２粘性流体室）５１ｂとに分けている。第１オイル室５１ａと第２オイル室５１ｂとの間には、シャフト４６が空走間隔Ｄを移動する間の移動速度（第１速度）を規定する第１連通路５５と、シャフト４６が圧力設定ばね２１を押し縮めながら移動する間の移動速度（第１速度より速い第２速度）を規定する第２連通路５６が形成されている。尚、この時、オイルは第１オイル室５１ａから第２オイル室５１ｂに移動する。
【００２７】
第１連通路５５は、オイル室５１を構成する筒体５３の側壁内部に軸方向に延びて形成された細径の流通路でオイル室５１の前端部と後端部とを連通している。第２連通路５６は、筒体５３の前端側（圧力設定ばね２１側）の一部が他の部分よりも大径とされて形成された空間である。この第１連通路５５と第２連通路５６は、上述したように、シャフト４６が空走間隔Ｄを移動する間の移動速度を第１速度とし、シャフト４６が圧力設定ばね２１を押し縮めながら移動する間の移動速度を第１速度より速い第２速度とすることが目的であり、第２連通路５６の軸方向の長さは、シャフト４６が圧力設定ばね２１を低圧設定用リング２６から高圧設定用リング２７までの間で押し縮めながら移動する間隔に合わせて設けられることが望ましい。
【００２８】
なお、第１連通路５５と第２連通路５６の目的は上述の通りなので、その構成に関しては、本実施例のものは一例であり、これに限定されるものではない。例えば、第１連通路をオイル室５１の後端側のみに設けて、その分第２連通路をさらに大径としてもよく、他の構成部材との関係により種々の形状が考えられる。
【００２９】
第２連通路５６は、調圧パイロット弁２００の設定圧力を第１設定圧力ＰＬから第２設定圧力ＰＨに速やかに変更する為のものである。予告放水（低圧放水）は、トンネル内で放水しても運転者が視界を失わない程度の低圧のノズル圧による放水であり、所定時間予告放水をして、運転者を惑わせないという予告目的を達した後、もし、所定の消火効果の得られる本格放水（高圧放水）までにゆっくりと昇圧するならば、その間の放水が、視界も得られず所定の消火効果も得られないという中途半端な無駄な放水となってしまうので、変更を速やかにしたものである。
【００３０】
第１連通路５５には、第１連通路５５の流路断面積を大小変化させて、シャフト４６の第１速度を調整する速度調整手段としてのニードル弁５７が設けられている。このニードル弁５７を調整することにより、消火設備が設置される実際の場所にて、予告放水（低圧放水）のされる時間（本実施例では、１０秒）を微調整することができる。
【００３１】
また、制動用間仕切５２には、第１オイル室５１ａと第２オイル室５１ｂとを連通する貫通穴５８が穿設されている。そして、制動用間仕切５２は、シャフト４６に固着されたストッパ５９と閉塞板６０との間に遊嵌状態に配設され、ストッパ５９と閉塞板６０との間を移動可能となっている。そして、閉塞板６０は制動用間仕切５２の反圧力設定ばね２１側に位置し、制動用間仕切５２と密接して貫通穴５８を塞口する。一方、ストッパ５９は、制動用間仕切５２の圧力設定ばね２１側に位置し、制動用間仕切５２に当接して、圧力設定ばね２１側への移動を規制するもので、貫通穴５８は塞口されない。そこで、制動用間仕切５２は、シャフト４６が前進（圧力設定ばね２１側に進む）する際には、閉塞板６０側に移動し、このとき貫通穴５８は閉塞板６０で塞がれるので、オイルは貫通穴５８を通って第１オイル室５１ａから第２オイル室５１ｂに流れない。一方、シャフト４６が後退する際には、制動用間仕切５２はストッパ５９側に移動するが、貫通穴５８は塞がれないので、オイルは貫通穴５８を通って第２オイル室５１ｂから第１オイル室５１ａへ流れる。
このように、貫通穴５８、ストッパ５９および閉塞板６０が、第２オイル室５１ｂから第１オイル室５１ａに向かう一方向にのみオイルを流通させる逆止弁を構成している。
【００３２】
ついで、充水圧感知開閉弁３００について説明する。
充水圧感知開閉弁３００は、所定の設定圧力を感知して作動する常時閉の通常のパイロット弁であり、本実施例においては、二次側配管３が充水したと推定（二段階放水式消火設備が設置されるトンネル内の配管の状態で異なる）される充水感知圧ＰＡである例えば０．０９ＭＰＡで作動するよう設定されている。すなわち、充水圧感知開閉弁３００は、二次圧が充水感知圧ＰＡ以下であるうちは調圧弁体６３を開放しない。充水圧感知開閉弁３００の一次室６７には、制御配管５ａから分岐する制御配管５ｂが接続されている。また、二次室６６には、制御配管６ａから分岐する制御配管６ｂが接続されている。すなわち、充水圧感知開閉弁３００は、調圧パイロット弁２００を通過した一次圧を自動弁１００の主弁１０をリフトするピストン室１２に導入する制御配管５ａ，６ａの途中に、充水圧感知開閉弁３００が作動するまでの間、主弁１０の開度を過流防止開度に維持する過流防止開度維持手段を構成する貫入弁１５と並列に配設されている。充水圧感知開閉弁３００には、さらに感知室６５に二次圧を導入するための二次側配管３から延びる配管７ａが接続されている。二次圧が充水感知圧ＰＡに達し、充水圧感知開閉弁３００が開弁すると、一次側からの圧力水は既に閉止している貫入弁１５を迂回して、この充水圧感知開閉弁３００を含むバイパス経路を介して、制御配管５ａ、制御配管５ｂ、一次室６７、二次室６６、制御配管６ｂ、制御配管６ａの順に進み、自動弁１００のピストン室１２に給水され、自動弁１００を調圧可能な状態にする。
【００３３】
このように構成された自動調圧弁４００は、例えば図５に示されるように、トンネル内二段階放水式消火設備に適用される。なお、図５では、一つの散水区画における配置状態を示している。
図５において、水平配管７３がトンネル（図示せず）内に、トンネルの長手方向に水平に設置されている。この水平配管７３には、水噴霧ノズル７４が所定の間隔で複数取り付けられている。そして、水槽７０に貯水されている消火水１が、ポンプ７１、自動調圧弁４００および垂直配管７２を介して水平配管７３に供給されるようになっている。
【００３４】
ここで、垂直配管７２による立ち上がりが５ｍ、水平配管７３の長さが４５ｍ、水噴霧ノズル７４の配設ピッチが５ｍ、そして垂直配管７２が水平配管７３の長さ方向の中央位置に接続されている場合、二次側配管３が充水したと推定される充水感知圧ＰＡは、水噴霧ノズル７４と自動弁１００との落差（５ｍ）の水頭（０．０５ＭＰａ）よりも高く、この落差水頭（０．０５ＭＰａ）と視界を確保できるノズル放水圧（例えば０．０７ＭＰａ）に配管ロス（管内流速などに依存）を加えた圧力よりも低い圧力が選ばれる。
【００３５】
つぎに、自動調圧弁４００の動作について説明する。
図１に示される通常時：
まず、通常時においては、起動弁８１が閉止されており、自動弁１００も閉じている。そして、二次側配管３は空の状態である。
【００３６】
図７に示される起動開始時：
ついで、火災が発生して起動弁８１が開かれると、一次側配管２の消火水１は、図７に示されるように、配管４ａ、起動弁８１、配管４ｂ、調圧パイロット弁２００の一次室３２及び二次室３３、制御配管５ａ、自動弁１００の第２弁室１５Ｂ、第１弁室１５Ａ、制御配管６ａを通って、自動弁１００のピストン室１２に充填される。ピストン室１２の圧力はピストンばね１４の付勢力に打ち勝ってロッド１８を徐々に上昇させる。これにより、主弁１０が開き、一次側配管２の消火水１が徐々に二次側配管３に流れ始める。
【００３７】
図８に示される二次側配管充水中の状態（図６のアの区間）：
ロッド１８が徐々に上昇し、ロッド１８が開口１７ａを閉止すると、一次側配管２からピストン室１２への圧力水の供給が止まり、ロッド１８の上昇が停止する。そこで、主弁１０が一定の開度で停止し、消火水１が一次側配管２から自動弁１００を介して二次側配管３内を流れ込む。このときの主弁１０の開度は、ロッド１８のリフト量によって決まるが、仕切板１７の位置は上述のようにロッド１８の移動方向に位置調整可能とされており、自動調圧弁４００が使用される環境（配管の状態）に合わせて、水撃防止および、水噴霧ノズル７４における放水開始時に突然瞬間的な過剰な水噴霧、すなわち過流を防止することで通行車両の運転者を惑わすことを回避するための適切な開度となるように設定されている。
また、制御配管７ａおよび制御配管７ｂを経由して、駆動部４０の加圧室４２に二次圧が導入され始める。これにより、ばね押さえ４３が下降する。
【００３８】
図９に示される二次側配管充水完了の状態：
そして、二次側配管３が消火水１で充水されると、二次側配管３に一定の圧力が発生し、加圧室４２が加圧されはじめ、ばね押さえ４３がストッパ４４に押し当てられる。これにより、駆動用ばね４５が所定量収縮され、駆動力が発生する。この駆動用ばね４５の駆動力により、シャフト４６が徐々に下降を開始する。そこで、ピストンばね４９が収縮しつつ、シャフト４６がばね押さえ板２４に接近する。この時、シャフト４６は、第１連通路５６により規定される第１速度で、移動する。
【００３９】
ここで、二次圧は、消火水１が垂直配管７２の立ち上がり（５ｍ）を上昇する間徐々に高くなる（図６の０〜点Ａの区間に相当）。その後、水平配管７３に充水中は、圧力は上がらない（図６の点Ａ〜点Ｂの区間に相当）。そして、水平配管７３にも全て充水されると、再び圧力が上昇し始める（図６の点Ｂ〜点Ｃの区間に相当）。
【００４０】
この自動調圧弁４００においては、自動弁１００に過流防止開度維持手段である貫入弁１５を設けたので、主弁１０の充水中の開度が、予告放水開度より小さい開度の過流防止開度に維持される。そのため、図６に示すように充水完了の時点で水撃が発生しない（従来のものでは、図６に点線で示すように水撃が発生していた）。さらには、予告放水の開始の時点で予告放水流量以上の放水がされないため、放水開始時の鉄砲水で過剰な噴出（過流）がなく、運転者を不意に驚かすことが避けられ、二次災害を防止することができる。
【００４１】
図１０に示される予告放水中の状態（図６のウの区間）：
二次側配管３内への消火水１の充水が完了し、充水感知圧ＰＡに達すると、充水圧感知開閉弁３００が作動し（図６の点Ｃ）、充水圧感知開閉弁３００の調圧弁体６３が開く。そこで、圧力水は、制御配管４ａ、起動弁８１、制御配管４ｂ、調圧パイロット弁２００の一次室及び二次室３２，３３、制御配管５ａ、制御配管５ｂ、充水圧感知開閉弁３００の一次室及び二次室６７，６６、制御配管６ｂ、制御配管６ａを介して、自動弁１００のピストン室１２に充填される。これにより、ピストン室１２の圧力が上昇され、ロッド１８が押し上げられて、主弁１０がさらに開く。このときの開度は、圧力設定ばね２１の第１縮設長さにて設定された第１設定圧力による予告放水開度となる。そして、水噴霧ノズル７４からの予告放水（低圧放水）が開始される。
【００４２】
そして、シャフト４６は、ピストンばね４９を押し縮めながら第１連通路５５により規定される第１速度で空走間隔Ｄを移動する。シャフト４６が空走間隔Ｄを移動している間（本実施例では、約１０秒）、予告放水が行われる（図６のシャフト４６の移動開始点から点Ｅの区間）。なお、シャフト４６の移動開始は、二次圧が充水感知圧ＰＡに達する時点にほぼ一致する。
【００４３】
図１１に示される予告放水から本格放水への移行の状態（図６のエの区間）：
シャフト４６が空走空間Ｄを移動してばね押さえ板２４に達すると、シャフト４６の速度は第２連通路５６の効果により第１速度から第２速度に上がり、瞬時に圧力設定ばね２１を第１縮設長さから第２縮設長さへ変化させる（図６の点Ｅ〜点Ｆの区間）。
【００４４】
図１２に示される本格放水の状態（図６のオの区間）：
軸部２５が高圧設定用リング２７に当接し、シャフト４６の下降が停止される。これにより、圧力設定ばね２１の縮設長さが第２縮設長さに設定される。そこで、圧力設定ばね２１の蓄圧力がフラム２８を伝わって調圧弁体３５に伝達され、調圧弁体３５は非常に絞り込まれた状態から大きく開かれた開放状態となる。すなわち、調圧パイロット弁２００の設定圧力は第１設定圧力から第２設定圧力に速やかに切り替わる。これより、自動弁１００のピストン室１２に再び一次側配管２の圧力が導入され、ロッド１８は再び上昇する。そして、主弁１０は、第２設定圧力による本格放水開度まで速やかに開く。これ以降、本格放水（高圧放水）が行われる（図６の点Ｆ以降の区間）。
【００４５】
復旧動作：
本格放水が終わり、自動調圧弁４００を復旧する際には、起動弁８１を閉じると、自動弁１００のピストン室１２に圧力水が供給されなくなる。そこで、主弁１０に接続するロッド１８を閉止方向に付勢するピストンばね１４の力により、ロッド１８が閉止方向へ動き始める。この時点では、主弁１０の開度はまだ予告放水開度と本格放水開度の間の開度となっているので、充水圧感知開閉弁３００は開弁状態であり、ピストン室１２内の圧力水が押し出されると、充水圧感知開閉弁３００を経由して調圧パイロット弁２００の調圧部３０の二次室３３に入り、軸棒３６が貫通する孔の逃がし用の隙間を通りフラム室３１から制御配管７ｃ，７ａを介して二次側配管３に排水される。
【００４６】
主弁１０が絞られて、二次側配管３の圧力が充水圧感知開閉弁３００の充水感知圧ＰＡを下回るようになると、充水圧感知開閉弁３００は閉止するが、その前に第１設定圧力ＰＬよりも低い圧力で充水感知圧ＰＡより高い圧力を通過しているとき、貫入弁１５が開くので、排水流路は貫入弁１５経由で確保され、主弁１０は閉止されるに至る。主弁１０の閉止後、二次側配管３の圧力は、二次側配管３に充水されている残留水による落差水頭が残り、その後図示しない自動排水弁で全て排水される。
【００４７】
二次圧の減圧にともない、調圧パイロット弁２００の加圧室４２は減圧し、ピストンばね４９の蓄圧力でシャフト４６が押し上げられる。シャフト４６に遊嵌されている制動用間仕切５２の貫通穴５８が開くので、第１連通路５６とともに開口が広い貫通穴５８をオイルが通過して速やかにシャフト４６がもとの位置に戻る。シャフト４６が元の位置に戻るので、ばね押さえ板２４は圧力設定ばね２１の復元力で伸長し、低圧設定用リング２６の位置に戻り、調圧部３０も復旧する。さらに、シャフト４６が元の位置に戻るので、ばね押さえ板４３は駆動用ばね４５の復元力で初期位置に戻り、加圧室４２内の圧力水が制御配管７ｂ，７ａを介して二次配管３に排出され、駆動部４０も復旧する。
【００４８】
なお、上記実施例では、設定圧変更手段２０において、貫通穴５８、ストッパ５９および閉塞板６０からなる逆止弁を制動用間仕切１４に設けるものとしているが、例えば第１オイル室５１ａと第２オイル室５１ｂとの間に配管を別途設ける等して、移動体としてのシャフト４６が後退するときにのみにオイルを流通させる逆止弁構造をこの配管に別に設けるようにしてもよい。
また、上記実施例では、調圧パイロット弁の調圧部として常時開の弁構造のものを用いるものとしているが、調圧部として常時閉の弁構造のものを用いてもよい。
また、上記実施例では、駆動部４０の加圧室４２に二次側配管３の二次圧を導入して、駆動用ばね４５に駆動力を発生させるものとしているが、駆動部４０の加圧室４２に一次側配管２の一次圧を導入して、駆動用ばね４５に駆動力を発生させるようにしてもよい。
【００４９】
また、上記実施例では、設定圧力を二段階としたが、それ以上の複数段階に圧力を設定できるようにしてもよい。その場合、例えば、高圧設定用リング２７を設け、さらに低圧設定用リング２６の代わりに、放水圧力が視界の確保できる範囲の圧力設定位置に何箇所かのラッチを設けるようにしてもよい。この何箇所かのラッチは、圧力設定ばね２１の長くなる方向にばね押さえ板２４が通過するように設けられるもので、圧力設定ばね２１の短くなる方向では押さえ板２４が掛合するが、所定の力以上で越えられるものである。このようにすると、予告放水時に、視界の確保できる範囲において、より低圧（小水量）から段階的に順次放水圧力が増すように散水されるので、走行車両に対してより安全に予告をすることができる。
【００５０】
また、上記実施例では、設定圧力を複数段階としたが、設定圧力を任意に設定できるようにしてもよい。その場合、例えば高圧設定用リング２７のみを設け、初めからばね押さえ板２４をシャフト４６に当接するようにする。このようにすると、予告放水時には視界のきく範囲において、低圧から無段階に放水圧力が増すように散水されるので、走行車両に対してより安全に予告をなすことができ、構成も簡単である。なお、視界の確保できる放水圧力を超える頃、すなわち予告放水後、第２連絡路５６が通るようにすると速やかに本格放水に入れるので、消火が効果的にされる。
以上の記載では、ラッチなどの位置を放水圧力が視界の確保できる範囲の位置より長くしたが、その位置より短い位置にラッチなどを設けてもかまわない。
【００５１】
また、上記実施例では図５のようにトンネル内二段階放水式消火設備のひとつの散水区画の例を示したが、この散水区画が複数トンネル内に長手方向に連ねられて設備され、いずれかの区画内の図示しない火災感知器の発報信号に基づいて図示しない遠隔の制御盤で発報した区画の消火設備を動作させるようにしてもよい。
【００５２】
その場合、発報した火災感知器の区画のみを二段階放水で散水するようにしてもよいが、発報した区画と車両の進行方向手前側の区画とで同時に一斉に二段階放水で散水するようにしてもよい。この場合、進行方向手前側の区画の方は予告放水だけで終えるように所定時間内に放水停止制御するようにしてもよい。
【００５３】
あるいは、発報した区画において、一番初めに二段階放水を開始し、進行方向手前側の複数区画のうち一番発報区画に近い奥の区画から一番手前の区画まで順次遅らせて二段階放水を起動して散水するようにしてもよい。この場合、車両の進行方向手前側の複数区画の散水は、本格放水に入る前に散水停止するようにしてもよい。
【００５４】
もしくは、進行方向手前側の複数区画の散水は、図示しない制御盤によって起動弁を所定時間内にオン・オフを繰り返し、予告放水を繰り返すようにしてもよい。こうすると、予告放水をいつまでもすることができる。この場合、オン・オフのタイミングまたは周期を各区画で異なるようにすると、一斉に予告放水が停止することを少なく、又は無くすることができ、予告の機能が失われることなく散水できる。
【００５５】
このように本発明では、圧力設定弾性体の縮設長さにより設定圧力が設定される調圧パイロット弁と、主弁の開度が調圧パイロット弁により設定された設定圧力に基づいて制御されて、二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁とを有する自動調圧弁において、調圧パイロット弁は、圧力設定弾性体が第１縮設長さと該第１縮設長さより短い第２縮設長さとの間で変化可能に配設された設定圧変更手段と、自動弁の一次圧若しくは二次圧が導入されると圧力設定弾性体の縮設長さを第１縮設長さから第２縮設長さに変更するための所定の駆動力を発生する駆動手段と、駆動力を所定時間経過後に圧力設定弾性体に伝達して、該圧力設定弾性体の縮設長さを変更させるタイマー手段と、設定圧力に応じて、自動弁の主弁の開度を制御する調圧手段と、を備えている。そこで、一台の調圧パイロット弁によって、自動弁の二次圧を変化させて調圧することができ、簡単な構成で安価なものとすることができる。また、駆動手段に発生する駆動力は、導入される一次圧あるいは二次圧の変動の影響を受けず、常に一定となり、予告放水から本格放水への切り換えが、予め設定された切り換え時間で確実に完了される。さらには、この自動調圧弁をトンネル内消火設備に適用すれば、簡単な構成でコストダウンを図ることができるトンネル内二段階放水式消火設備を得ることができる。
【００５６】
駆動手段は、自動弁の一次圧若しくは二次圧の導入口が設けられたシリンダと、シリンダ内に導入口と接離する方向に液密状態を維持しつつ摺動自在に配設されたばね押さえと、シリンダに上記ばね押さえを挟んで導入口の反対側に設けられ、該導入口から離反する方向における該ばね押さえの移動量を規定するストッパと、ばね押さえの導入口の反対側に設けられ、該導入口が臨むシリンダ内の空間に一次圧若しくは二次圧が導入されていないときは、ばね押さえがストッパから離反する定常位置に位置するように伸長し、該空間に一次圧若しくは二次圧が導入された時に、ばね押さえが定常位置からストッパに当接する作動位置に移動するように収縮して駆動力を発生する駆動用ばねと、を備えている。そこで、導入される一次圧あるいは二次圧の変動の影響を受けず、常に一定の駆動力を発生できる駆動手段が簡易な構成で実現される。
【００５７】
また、タイマー手段は、設定圧変更手段と駆動手段との間に配設されて、粘性流体が充填された粘性流体室と、粘性流体室を液密状態に貫通して圧力設定弾性体の伸縮方向に移動可能に配設されたシャフトと、シャフトの移動に連動して粘性流体室内を移動する抵抗体と、シャフトの一端に固着されて駆動用ばねの駆動力が伝達されるばね受けと、シャフトの他端と圧力設定弾性体とを弾性的に連結する戻し弾性体と、を備え、シャフトは、駆動力がばね受けを介して伝達されると、抵抗体が粘性流体中を移動する際に受ける抵抗に抗して戻し弾性体を収縮させつつ移動して、所定時間経過後に圧力設定弾性体に当接し、その後該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動するようになっている。そこで、この自動調圧弁をトンネル内二段階放水式消火設備に適用した場合に、予告放水が行われる時間を容易な構成によりつくり出すことができる。
【００５８】
また、タイマー手段は、シャフトが、第１速度で戻し弾性体を収縮させつつ圧力設定弾性体に当接するまで移動し、圧力設定弾性体に当接した後、第１速度より速い第２速度で、該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動するように構成されている。そこで、この自動調圧弁をトンネル内二段階放水式消火設備に適用した場合に、予告放水から本格放水への切り替わりを速やかに行うことができ、切り替わりの間の放水が、視界も得られず所定の消火効果も得られないという中途半端な無駄な放水となることがなく、さらに効果的なトンネル内二段階放水式消火設備とすることができる。
【００５９】
また、抵抗体が、粘性流体室内を設定圧変更手段側の第１粘性流体室と駆動手段側の第２粘性流体室とに分離するように配設されている。そして、抵抗体が戻し弾性体を収縮させつつ圧力設定弾性体に当接するまでのシャフトの移動に連動して移動する際に、粘性流体を第１粘性流体室から第２粘性流体室に還流させて、該シャフトの移動速度を第１速度に規定する第１連通路と、第１連通路より大きな通路断面積に形成され、抵抗体が圧力設定弾性体に当接した後の該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動するシャフトの移動に連動して移動する際に、粘性流体を第１粘性流体室から第２粘性流体室に還流させて、該シャフトの移動速度を上記第２速度に規定する第２連通路と、を備えている。そこで、この自動調圧弁をトンネル内二段階放水式消火設備に適用した場合に、予告放水から本格放水への切り換えを速やかに行うことができる自動調圧弁をコンパクトな構成により実現することができる。
【００６０】
また、自動弁は、主弁の開度が、予告放水開度と、該予告放水開度より大きな本格放水開度との少なくとも２段階の開度に制御される。そこで、この自動調圧弁をトンネル内二段階放水式消火設備に容易に適用することができる。
【００６１】
また、自動弁に接続された二次側配管の充水圧を感知して作動する充水感知開閉弁をさらに備え、自動弁は、充水感知開閉弁が作動するまでの間、主弁の開度を、予告放水開度より小さな過流防止開度に維持する過流防止開度維持手段を備えている。そこで、水撃を防止することができるとともに、放水開始時の過流を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
この発明の自動調圧弁は、トンネル内消火において、本格放水（高圧放水）の前に小流量の予告放水（低圧放水）を行う二段階放水式消火設備に好適な自動調圧弁である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明による自動調圧弁における通常時の状態を示す系統図である。
【図２】この発明による自動調圧弁における調圧パイロット弁を調圧部側から見た正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】この発明による自動調圧弁を用いたトンネル内二段階放水式消火設備の配置状態を説明する図である。
【図６】二次側配管の圧力の変化を説明する圧力変化図である。
【図７】この発明による自動調圧弁における起動開始時の状態を示す系統図である。
【図８】この発明による自動調圧弁における二次側配管充水中の状態を示す系統図である。
【図９】この発明による自動調圧弁における二次側配管充水完了の状態を示す系統図である。
【図１０】この発明による自動調圧弁における予告放水開始の状態を示す系統図である。
【図１１】この発明による自動調圧弁における予告放水から本格放水への移行の状態を示す系統図である。
【図１２】この発明による自動調圧弁における本格放水の状態を示す系統図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 主弁、１５ 貫入弁（過流防止開度維持手段）、２０ 設定圧変更手段、２１ 圧力設定ばね（圧力設定弾性体）、３０ 調圧部（調圧手段）、４０ 駆動部（駆動手段）、４１ シリンダ、４２ａ 導入口、４３ ばね押さえ、４４ ストッパ、４５ 駆動用ばね、４６ シャフト、４７ ばね受け、４９ ピストンばね（戻し弾性体）、５０ タイマー手段、５１ オイル室（粘性流体室）、５１ａ 第１オイル室（第１粘性流体室）、５１ｂ 第２オイル室（第２粘性流体室）、５２ 制動用間仕切（抵抗体）、５５ 第１連通路、５６ 第２連通路、５８ 貫通穴（逆止弁）、５９ ストッパ（逆止弁）、６０ 閉塞板（逆止弁）、１００ 自動弁、２００ 調圧パイロット弁、３００ 充水圧感知開閉弁、４００ 自動調圧弁。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧力設定弾性体により設定圧力が設定される調圧パイロット弁と、この調圧パイロット弁により二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁とを有する自動調圧弁に関するものであり、例えば、トンネル内消火において、本格放水（高圧放水）の前に小流量の予告放水（低圧放水）を行う二段階放水式消火設備に最適な自動調圧弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
消火水放水設備のあるトンネルでは、トンネル内で火災が発生した場合、当該設備を起動して火災の消火や抑制をする。しかし、当該設備を予告なしに起動し放水を開始すると、その放水により当該区画の視界が確保できなくなるため、トンネル内の通行車両が事故（単独または追突事故）を起こしたり、避難者が迅速に避難できなくなったりする等の恐れがある。このため、当該設備を作動する場合は、トンネル内通行車両の停止や避難者の避難完了等を確認する必要がある。
【０００３】
上述の課題を解決するために、従来、運転者を惑わせないという予告目的で、本格放水よりも前に小流量の予告放水をして、安全かつ短時間のうちに消火水放水設備を作動させることができる二段階放水式消火設備が提案されている。
【０００４】
また、予告放水の開始の時点では、空の二次側配管に充水されることとなるが、この充水中は、二次圧は殆どないため、通常自動弁は全開になり空配管に流れる消火水は鉄砲水となる。そして、充水完了の瞬間、急にノズルで絞られるため水撃が発生する可能性がある。従来、このような、起動直後に空配管に流れる鉄砲水の勢いを緩和する方法として、空配管に充水中は自動弁を半開の状態に維持する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３６６３号公報（第４−５頁、第１，２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような二段階放水式消火設備に用いられる従来の自動調圧弁においては、二段階放水を実現するために、複数の調圧パイロット弁が必要であり、また複雑な水路構成が必要であったので、構造が複雑で価格も高価なものであった。
【０００７】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、簡単な構成で二段階放水を実現することができ、それによりコストダウンを図ることができるとともに、二次圧の変動に起因する予告放水から本格放水への切り換え時間の変動をなくし、設定切り換え時間で確実に予告放水から本格放水への切り換えを完了できる自動調圧弁を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による自動調圧弁は、圧力設定弾性体の縮設長さにより設定圧力が設定される調圧パイロット弁と、主弁の開度が上記調圧パイロット弁により設定された上記設定圧力に基づいて制御されて、二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁とを有する。そして、上記調圧パイロット弁は、上記圧力設定弾性体が第１縮設長さと該第１縮設長さより短い第２縮設長さとの間で変化可能に配設された設定圧変更手段と、上記自動弁の一次圧若しくは二次圧が導入されると上記圧力設定弾性体の縮設長さを上記第１縮設長さから上記第２縮設長さに変更するための所定の駆動力を発生する駆動手段と、上記駆動力を所定時間経過後に上記圧力設定弾性体に伝達して、該圧力設定弾性体の縮設長さを変更させるタイマー手段と、上記設定圧力に応じて、上記自動弁の主弁の開度を制御する調圧手段と、を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、１つの調圧パイロット弁を用いて二段階放水を実現することができるので、多数の調圧パイロット弁が必要なくなり、水路構成が簡略化され、コストダウンを図ることができる。また、自動弁の一次圧若しくは二次圧が導入されると、駆動手段は、圧力設定弾性体の縮設長さを第１縮設長さから第２縮設長さに変更するための所定の駆動力を発生する。そこで、一次圧あるいは二次圧が変動しても、圧力設定弾性体の縮設長さを変更するための所定の駆動力は変動しないので、予告放水から本格放水への切り換えは、予め設定された切り換え時間で確実に完了される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本実施例は、この発明の自動調圧弁をトンネル内消火において本格放水（高圧放水）の前に小流量の予告放水（低圧放水）を行う二段階放水式消火設備に使用した場合について述べる。しかしながら、この発明の自動調圧弁は、トンネル内消火設備に限らず、二次側配管を二段階に調圧することが必要な設備に対して最適な自動調圧弁である。
【実施例】
【００１１】
図１はこの発明による自動調圧弁における通常時の状態を示す系統図である。図２はこの発明による自動調圧弁における調圧パイロット弁を調圧部側から見た正面図、図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。図５はこの発明による自動調圧弁を用いたトンネル内二段階放水式消火設備の配置状態を説明する図である。図６は二次側配管の圧力の変化を説明する圧力変化図である。図７はこの発明による自動調圧弁における起動開始時の状態を示す系統図、図８はこの発明による自動調圧弁における二次側配管充水中の状態を示す系統図、図９はこの発明による自動調圧弁における二次側配管充水完了の状態を示す系統図である。図１０はこの発明による自動調圧弁における予告放水開始の状態を示す系統図、図１１はこの発明による自動調圧弁における予告放水から本格放水への移行の状態を示す系統図、図１２はこの発明による自動調圧弁における本格放水の状態を示す系統図である。
【００１２】
図１において、自動調圧弁４００は、一次側配管２と二次側配管３が接続されており、主弁１０の開度を変化させて、一次側配管２から二次側配管３に流れる消火水１の量を調節する自動弁１００と、二次側配管３の圧力、すなわち二次圧（以降、単に「二次圧」と呼ぶ）を監視しながら、自動弁１００の主弁１０の開度を二段階に変化させ、二次側配管３に流れ出す消火水１の量を変化させて、二次圧を例えば二段階の制御圧力に調圧する調圧パイロット弁２００と、二次側配管３の充水圧を感知して作動する充水圧感知開閉弁３００と、を有している。
【００１３】
まず、自動弁１００の構成について説明する。
自動弁１００は、主弁箱１１が設けられ、さらにこの主弁箱１１の上部に弁箱１６が設けられている。主弁箱１１は、内部がシリンダとなっており、主弁１０に連結するピストンＰが液密状態を維持しつつ主弁１０の開閉方向に移動可能に装着されている。この主弁箱１１内は、ピストンＰにより２つの部屋、即ち下部側のピストン室１２および上部側のばね室１３が形成されている。そして、ばね室１３にはピストンＰを主弁１０側に付勢するピストンばね１４が装着されている。また、自動弁１００は、過流防止開度維持手段である貫入弁１５を有している。この貫入弁１５は、弁箱１６と、弁箱１６内を２つの弁室に仕切る仕切板１７と、弁箱１６内に先端部１８ａを配置させ後端が主弁１０に固着されたロッド１８とを有している。
弁箱１６は、仕切板１７によって、主弁１０に近い側の第１弁室１５Ａと主弁１０から遠い側の第２弁室１５Ｂとに分割されている。仕切板１７の中央には、開口１７ａが穿設されている。
【００１４】
ロッド１８は、開口１７ａの穴径と概略同じ太さの直径を有する柱状に作製されている。このロッド１８は、その先端部１８ａを弁箱１６内に延出するように、主弁１０の開閉方向、すなわち、図１の上下方向に弁箱１６の下面を貫通して摺動可能に、かつ、液密に設けられている。そして、ロッド１８は、図１の上方向に移動して、開口１７ａに貫入されて、第１弁室１５Ａと第２弁室１５Ｂとを隔離し、図１の下方向に移動して、開口１７ａから外れて、第１弁室１５Ａと第２弁室１５Ｂとを連通させる。
第２弁室１５Ｂには、調圧パイロット弁２００の二次室３３から延びる制御配管５ａが接続されている。また、制御配管６ａが第１弁室１５Ａとピストン室１２との間を連通するように設けられている。すなわち、調圧パイロット弁２００から供給される制御圧が、制御配管５ａ、第２弁室１５Ｂ、開口１７ａ、第１弁室１５Ａ、制御配管６ａ、ピストン室１２の順に伝達され、ピストン室１２に導入される。そして、ロッド１８は、このピストン室１２に導入される制御圧によって図１の上下方向に移動し、この制御圧とピストンばね１４によって、主弁１０の開度を変化させる。後で詳しく述べるが、主弁１０の開度は、過流防止開度、予告放水開度、本格放水開度の順で大きくなる３つの開度に制御される。
【００１５】
つぎに、調圧パイロット弁２００の構成について図１乃至図４に基づいて説明する。
調圧パイロット弁２００は、圧力設定弾性体である圧力設定ばね２１の縮設長さを、例えば二段階に変化させて調圧パイロット弁２００の設定圧力を変更させる設定圧変更手段２０と、設定圧力に応じて、二次圧の監視を介して自動弁１００の主弁１０の開度を変化させる調圧手段としての調圧部３０と、圧力設定ばね２１の縮設長さを例えば二段階に変化させる駆動手段としての駆動部４０と、予告放水（低圧放水）をする時間を作り出すためのタイマー手段５０と、を有している。
【００１６】
設定圧変更手段２０は、圧力設定ばね２１を収納するための筒状のスプリングケース２２を備えている。そして、一対の長穴２３が、穴の長手方向をスプリングケース２２の軸方向に一致させて、スプリングケース２２の壁面に相対するように穿設されている。また、ばね押さえ板２４が、その軸部２５を各長穴２３に挿通されて、長穴２３に案内されて移動可能にスプリングケース２２内に配設されている。さらに、低圧設定用および高圧設定用リング２６，２７が、スプリングケース２２の軸方向に離間して、それぞれスプリングケース２２に外嵌状態に取り付けられ、長穴２３に案内されて移動する軸部２５に当接して、軸部２５のそれ以上の移動を阻止する。そして、圧力設定ばね２１が、一端をばね押さえ板２４に固着され、他端を後述するフラム２８に固着されて、ばね押さえ板２４とフラム２８との間に縮設されている。これにより、圧力設定ばね２１は、軸部２５が低圧設定リング２６に当接する第１縮設長さと、軸部２５が高圧設定用リング２７に当接する第２縮設長さとの間で変化できる。
【００１７】
調圧部３０は、一般の常時開の調圧パイロット弁のものと概略同様な構造をなしている。つまり、調圧部３０は、スプリングケース２２に隣接して設けられ、自動弁１００の二次圧を導入するフラム室３１、主面に加わる圧力によって容易に撓むように薄板金属やゴムシートなどで作製され当該フラム室３１の一面を構成するフラム２８、一次側配管２の圧力、すなわち一次圧の消火水１が流通する一次室３２と二次室３３との間の流通開口部に設けられた弁座３４、当該弁座３４を開閉する調圧弁体３５、調圧弁体３５とフラム２８とを接続する軸棒３６から構成されている。そして、一次室３２は、導入ポート３７ａを介して一次側配管２に接続され、二次室３３は排出ポート３７ｂを介して二次側配管３に接続される。また、フラム室３１は二次圧導入ポート３７ｃを介して二次側配管３に接続される。
【００１８】
なお、二次室３３とフラム室３１との間に形成された軸棒３６が貫通する孔（復旧用通水孔）には、自動調圧弁４００の復旧時に、自動弁１００の主弁１０のピストン室１２内の消火水１を逃がす為に所定の大きさの隙間が存在している（この逃がし用の隙間は、起動時の給水流量より充分に少ない排水流量となるようにされている）。
【００１９】
ここで、ばね押さえ板２４の軸部２５が低圧設定用リング２６に押し当てられているとき、圧力設定ばね２１は第１縮設長さに縮められている。本実施例においては、圧力設定ばね２１がこの第１縮設長さにあるとき、調圧パイロット弁２００の設定圧力は予告放水のための第１設定圧力ＰＬ（本実施例では、０．１３ＭＰａ）になる。そして、二次圧がこの第１設定圧力ＰＬになるよう二次圧が監視されながら、自動弁１００の主弁１０の開度が制御される。これにより、主弁１０は、予告放水（低圧放水）のための予告放水開度（第１開度）に維持される。
【００２０】
一方、ばね押さえ板２４の軸部２５が高圧設定用リング２７に押し当てられているとき、圧力設定ばね２１は第１縮設長さよりさらに縮んだ第２縮設長さに縮められる。圧力設定ばね２１がこの第２縮設長さにあるとき、調圧パイロット弁２００の設定圧力は本格放水のための第２設定圧力ＰＨ（本実施例では、０．４８ＭＰａ）になり、二次圧がこの第２設定圧力ＰＨになるよう二次圧が監視されながら、自動弁１００の主弁１０の開度が制御される。これにより、主弁１０は、本格放水（高圧放水）のための本格放水開度（第２開度）に維持される。なお、これら第１、第２開度は、一次側配管２の圧力条件により異なるものである。しかし、同じ設備では、第２開度は第１開度より大きい。
【００２１】
予告放水開度（第１開度）は、運転者の視界が確保できる放水ノズル圧（本実施例では、０．０６ＭＰａ）により決定されるもので、このノズル圧にノズルと主弁との落差水頭（例えば、落差５ｍなら０．０５ＭＰａ）と配管ロスとを加えて算出した圧力に主弁の二次圧がなるよう、調圧パイロット弁で設定したときの放水開度である。
【００２２】
本格放水開度（第２開度）は、本格放水ノズル圧（本実施例では、０．３４ＭＰａ）に落差水頭と配管ロスを加えて算出した圧力に主弁の二次圧がなるよう、調圧パイロット弁で設定したときの放水開度である。
【００２３】
二段階放水式消火設備が設置されるトンネル内の配管の状態に応じて、第１設定圧力及び第２設定圧力を調整可能とするために、低圧設定用リング２６および高圧設定用リング２７は、それぞれ圧力設定ばね２１の伸縮方向に位置調整可能とされている。
【００２４】
駆動部４０は、有底円筒状のシリンダ４１と、シリンダ４１内に摺動可能に配置されてシリンダ４１と協働して加圧室４２を形成するばね押さえ４３と、シリンダ４１内に設置されて、下降するばね押さえ４３に当接してばね押さえ４３の下端位置（作動位置）を規定するストッパ４４と、一端をばね押さえ４３に固着され、他端を後述するシャフト４６の一端に固着されたばね受け４７に固着されて、ばね押さえ４３とばね受け４７との間に縮設された駆動用ばね４５と、を備えている。そして、シリンダ４１の加圧室４２には、二次側配管３から延びる制御配管７ｂが連結される導入口４２ａが設けられており、加圧室４２に二次側配管３の二次圧が導入されていないときには、ばね押さえ４３はストッパから離反する定常位置に位置している。そして、この導入口４２ａから加圧室４２に二次側配管３の二次圧が導入されると、この圧力がばね押さえ４３を下降するように作用する。この時、ばね受け４７は、後述するタイマー手段５０のオイルの抵抗の存在により瞬時には下降しないので、ばね押さえ４３がストッパ４４に当接する作動位置に速やかに移動する。そこで、駆動用ばね４５は、このばね押さえ４３の移動量に相当する量だけ収縮され、その反発力（蓄圧力）が駆動力としてばね受け４７を介してシャフト４６に作用する。そして、ばね押さえ４３の定常位置から作動位置への移動量は、二次圧の変動に拘わらず一定であり、駆動用ばね４５に発生する駆動力は常に一定となる。なお、シリンダ４１の駆動用ばね４５が収納されている空間は、外部と連通している。
【００２５】
タイマー手段５０は、粘性流体であるオイルが充填されるオイル室５１（粘性流体室）と、シャフト４６の移動に伴いオイル室５１内を移動する抵抗体である制動用間仕切５２とを有している。オイル室５１は、シリンダ４１に隣接して設けられた有底円筒状の筒体５３の内部に配設されたセパレータ５４により形成された密閉空間であり、内部には粘性の高いオイルが充填されている。シャフト４６は、このオイル室５１を貫通し、液密状態を維持しつつ摺動移動するように配置されており、反圧力設定用ばね２１側の端部にはばね受け４７が固着され、圧力設定用ばね２１側の端部にはばね押さえ４８が固着されている。このシャフト４６は、ばね受け４７がストッパ４４に当接、あるいはばね押さえ４８が筒体５３の底部外面に当接して、駆動部４０側への移動が阻止される。この状態で、シャフト４６とばね押さえ板２４との間に空走間隔Ｄが確保されている。また、制動用間仕切５２は、このシャフト４６に遊貫された円板状の部材であって、オイル室５１の内周壁面に摺動可能に接触している。さらに、戻し弾性体であるピストンばね４９がばね押さえ４８とスプリング押さえ２４と間に縮設されている。つまり、シャフト４６と圧力設定用ばね２１とは、ピストンばね４９を介して弾性的に連結されている。このピストンばね４９は、充水監視用に設けられており、充水感知圧ＰＡ前後で縮み始めこれにより、シャフト４６を移動させる。
なお、オイル室５１に充填される粘性液体は、オイルの他、温度変化に対して粘度変化の少ない例えば水および他の液体を選んでもよい。
【００２６】
制動用間仕切５２は、オイル室５１を、圧力設定ばね２１側の第１オイル室（第１粘性流体室）５１ａと圧力設定ばね２１から遠い側の第２オイル室（第２粘性流体室）５１ｂとに分けている。第１オイル室５１ａと第２オイル室５１ｂとの間には、シャフト４６が空走間隔Ｄを移動する間の移動速度（第１速度）を規定する第１連通路５５と、シャフト４６が圧力設定ばね２１を押し縮めながら移動する間の移動速度（第１速度より速い第２速度）を規定する第２連通路５６が形成されている。尚、この時、オイルは第１オイル室５１ａから第２オイル室５１ｂに移動する。
【００２７】
第１連通路５５は、オイル室５１を構成する筒体５３の側壁内部に軸方向に延びて形成された細径の流通路でオイル室５１の前端部と後端部とを連通している。第２連通路５６は、筒体５３の前端側（圧力設定ばね２１側）の一部が他の部分よりも大径とされて形成された空間である。この第１連通路５５と第２連通路５６は、上述したように、シャフト４６が空走間隔Ｄを移動する間の移動速度を第１速度とし、シャフト４６が圧力設定ばね２１を押し縮めながら移動する間の移動速度を第１速度より速い第２速度とすることが目的であり、第２連通路５６の軸方向の長さは、シャフト４６が圧力設定ばね２１を低圧設定用リング２６から高圧設定用リング２７までの間で押し縮めながら移動する間隔に合わせて設けられることが望ましい。
【００２８】
なお、第１連通路５５と第２連通路５６の目的は上述の通りなので、その構成に関しては、本実施例のものは一例であり、これに限定されるものではない。例えば、第１連通路をオイル室５１の後端側のみに設けて、その分第２連通路をさらに大径としてもよく、他の構成部材との関係により種々の形状が考えられる。
【００２９】
第２連通路５６は、調圧パイロット弁２００の設定圧力を第１設定圧力ＰＬから第２設定圧力ＰＨに速やかに変更する為のものである。予告放水（低圧放水）は、トンネル内で放水しても運転者が視界を失わない程度の低圧のノズル圧による放水であり、所定時間予告放水をして、運転者を惑わせないという予告目的を達した後、もし、所定の消火効果の得られる本格放水（高圧放水）までにゆっくりと昇圧するならば、その間の放水が、視界も得られず所定の消火効果も得られないという中途半端な無駄な放水となってしまうので、変更を速やかにしたものである。
【００３０】
第１連通路５５には、第１連通路５５の流路断面積を大小変化させて、シャフト４６の第１速度を調整する速度調整手段としてのニードル弁５７が設けられている。このニードル弁５７を調整することにより、消火設備が設置される実際の場所にて、予告放水（低圧放水）のされる時間（本実施例では、１０秒）を微調整することができる。
【００３１】
また、制動用間仕切５２には、第１オイル室５１ａと第２オイル室５１ｂとを連通する貫通穴５８が穿設されている。そして、制動用間仕切５２は、シャフト４６に固着されたストッパ５９と閉塞板６０との間に遊嵌状態に配設され、ストッパ５９と閉塞板６０との間を移動可能となっている。そして、閉塞板６０は制動用間仕切５２の反圧力設定ばね２１側に位置し、制動用間仕切５２と密接して貫通穴５８を塞口する。一方、ストッパ５９は、制動用間仕切５２の圧力設定ばね２１側に位置し、制動用間仕切５２に当接して、圧力設定ばね２１側への移動を規制するもので、貫通穴５８は塞口されない。そこで、制動用間仕切５２は、シャフト４６が前進（圧力設定ばね２１側に進む）する際には、閉塞板６０側に移動し、このとき貫通穴５８は閉塞板６０で塞がれるので、オイルは貫通穴５８を通って第１オイル室５１ａから第２オイル室５１ｂに流れない。一方、シャフト４６が後退する際には、制動用間仕切５２はストッパ５９側に移動するが、貫通穴５８は塞がれないので、オイルは貫通穴５８を通って第２オイル室５１ｂから第１オイル室５１ａへ流れる。
このように、貫通穴５８、ストッパ５９および閉塞板６０が、第２オイル室５１ｂから第１オイル室５１ａに向かう一方向にのみオイルを流通させる逆止弁を構成している。
【００３２】
ついで、充水圧感知開閉弁３００について説明する。
充水圧感知開閉弁３００は、所定の設定圧力を感知して作動する常時閉の通常のパイロット弁であり、本実施例においては、二次側配管３が充水したと推定（二段階放水式消火設備が設置されるトンネル内の配管の状態で異なる）される充水感知圧ＰＡである例えば０．０９ＭＰＡで作動するよう設定されている。すなわち、充水圧感知開閉弁３００は、二次圧が充水感知圧ＰＡ以下であるうちは調圧弁体６３を開放しない。充水圧感知開閉弁３００の一次室６７には、制御配管５ａから分岐する制御配管５ｂが接続されている。また、二次室６６には、制御配管６ａから分岐する制御配管６ｂが接続されている。すなわち、充水圧感知開閉弁３００は、調圧パイロット弁２００を通過した一次圧を自動弁１００の主弁１０をリフトするピストン室１２に導入する制御配管５ａ，６ａの途中に、充水圧感知開閉弁３００が作動するまでの間、主弁１０の開度を過流防止開度に維持する過流防止開度維持手段を構成する貫入弁１５と並列に配設されている。充水圧感知開閉弁３００には、さらに感知室６５に二次圧を導入するための二次側配管３から延びる配管７ａが接続されている。二次圧が充水感知圧ＰＡに達し、充水圧感知開閉弁３００が開弁すると、一次側からの圧力水は既に閉止している貫入弁１５を迂回して、この充水圧感知開閉弁３００を含むバイパス経路を介して、制御配管５ａ、制御配管５ｂ、一次室６７、二次室６６、制御配管６ｂ、制御配管６ａの順に進み、自動弁１００のピストン室１２に給水され、自動弁１００を調圧可能な状態にする。
【００３３】
このように構成された自動調圧弁４００は、例えば図５に示されるように、トンネル内二段階放水式消火設備に適用される。なお、図５では、一つの散水区画における配置状態を示している。
図５において、水平配管７３がトンネル（図示せず）内に、トンネルの長手方向に水平に設置されている。この水平配管７３には、水噴霧ノズル７４が所定の間隔で複数取り付けられている。そして、水槽７０に貯水されている消火水１が、ポンプ７１、自動調圧弁４００および垂直配管７２を介して水平配管７３に供給されるようになっている。
【００３４】
ここで、垂直配管７２による立ち上がりが５ｍ、水平配管７３の長さが４５ｍ、水噴霧ノズル７４の配設ピッチが５ｍ、そして垂直配管７２が水平配管７３の長さ方向の中央位置に接続されている場合、二次側配管３が充水したと推定される充水感知圧ＰＡは、水噴霧ノズル７４と自動弁１００との落差（５ｍ）の水頭（０．０５ＭＰａ）よりも高く、この落差水頭（０．０５ＭＰａ）と視界を確保できるノズル放水圧（例えば０．０７ＭＰａ）に配管ロス（管内流速などに依存）を加えた圧力よりも低い圧力が選ばれる。
【００３５】
つぎに、自動調圧弁４００の動作について説明する。
図１に示される通常時：
まず、通常時においては、起動弁８１が閉止されており、自動弁１００も閉じている。そして、二次側配管３は空の状態である。
【００３６】
図７に示される起動開始時：
ついで、火災が発生して起動弁８１が開かれると、一次側配管２の消火水１は、図７に示されるように、配管４ａ、起動弁８１、配管４ｂ、調圧パイロット弁２００の一次室３２及び二次室３３、制御配管５ａ、自動弁１００の第２弁室１５Ｂ、第１弁室１５Ａ、制御配管６ａを通って、自動弁１００のピストン室１２に充填される。ピストン室１２の圧力はピストンばね１４の付勢力に打ち勝ってロッド１８を徐々に上昇させる。これにより、主弁１０が開き、一次側配管２の消火水１が徐々に二次側配管３に流れ始める。
【００３７】
図８に示される二次側配管充水中の状態（図６のアの区間）：
ロッド１８が徐々に上昇し、ロッド１８が開口１７ａを閉止すると、一次側配管２からピストン室１２への圧力水の供給が止まり、ロッド１８の上昇が停止する。そこで、主弁１０が一定の開度で停止し、消火水１が一次側配管２から自動弁１００を介して二次側配管３内を流れ込む。このときの主弁１０の開度は、ロッド１８のリフト量によって決まるが、仕切板１７の位置は上述のようにロッド１８の移動方向に位置調整可能とされており、自動調圧弁４００が使用される環境（配管の状態）に合わせて、水撃防止および、水噴霧ノズル７４における放水開始時に突然瞬間的な過剰な水噴霧、すなわち過流を防止することで通行車両の運転者を惑わすことを回避するための適切な開度となるように設定されている。
また、制御配管７ａおよび制御配管７ｂを経由して、駆動部４０の加圧室４２に二次圧が導入され始める。これにより、ばね押さえ４３が下降する。
【００３８】
図９に示される二次側配管充水完了の状態：
そして、二次側配管３が消火水１で充水されると、二次側配管３に一定の圧力が発生し、加圧室４２が加圧されはじめ、ばね押さえ４３がストッパ４４に押し当てられる。これにより、駆動用ばね４５が所定量収縮され、駆動力が発生する。この駆動用ばね４５の駆動力により、シャフト４６が徐々に下降を開始する。そこで、ピストンばね４９が収縮しつつ、シャフト４６がばね押さえ板２４に接近する。この時、シャフト４６は、第１連通路５６により規定される第１速度で、移動する。
【００３９】
ここで、二次圧は、消火水１が垂直配管７２の立ち上がり（５ｍ）を上昇する間徐々に高くなる（図６の０〜点Ａの区間に相当）。その後、水平配管７３に充水中は、圧力は上がらない（図６の点Ａ〜点Ｂの区間に相当）。そして、水平配管７３にも全て充水されると、再び圧力が上昇し始める（図６の点Ｂ〜点Ｃの区間に相当）。
【００４０】
この自動調圧弁４００においては、自動弁１００に過流防止開度維持手段である貫入弁１５を設けたので、主弁１０の充水中の開度が、予告放水開度より小さい開度の過流防止開度に維持される。そのため、図６に示すように充水完了の時点で水撃が発生しない（従来のものでは、図６に点線で示すように水撃が発生していた）。さらには、予告放水の開始の時点で予告放水流量以上の放水がされないため、放水開始時の鉄砲水で過剰な噴出（過流）がなく、運転者を不意に驚かすことが避けられ、二次災害を防止することができる。
【００４１】
図１０に示される予告放水中の状態（図６のウの区間）：
二次側配管３内への消火水１の充水が完了し、充水感知圧ＰＡに達すると、充水圧感知開閉弁３００が作動し（図６の点Ｃ）、充水圧感知開閉弁３００の調圧弁体６３が開く。そこで、圧力水は、制御配管４ａ、起動弁８１、制御配管４ｂ、調圧パイロット弁２００の一次室及び二次室３２，３３、制御配管５ａ、制御配管５ｂ、充水圧感知開閉弁３００の一次室及び二次室６７，６６、制御配管６ｂ、制御配管６ａを介して、自動弁１００のピストン室１２に充填される。これにより、ピストン室１２の圧力が上昇され、ロッド１８が押し上げられて、主弁１０がさらに開く。このときの開度は、圧力設定ばね２１の第１縮設長さにて設定された第１設定圧力による予告放水開度となる。そして、水噴霧ノズル７４からの予告放水（低圧放水）が開始される。
【００４２】
そして、シャフト４６は、ピストンばね４９を押し縮めながら第１連通路５５により規定される第１速度で空走間隔Ｄを移動する。シャフト４６が空走間隔Ｄを移動している間（本実施例では、約１０秒）、予告放水が行われる（図６のシャフト４６の移動開始点から点Ｅの区間）。なお、シャフト４６の移動開始は、二次圧が充水感知圧ＰＡに達する時点にほぼ一致する。
【００４３】
図１１に示される予告放水から本格放水への移行の状態（図６のエの区間）：
シャフト４６が空走空間Ｄを移動してばね押さえ板２４に達すると、シャフト４６の速度は第２連通路５６の効果により第１速度から第２速度に上がり、瞬時に圧力設定ばね２１を第１縮設長さから第２縮設長さへ変化させる（図６の点Ｅ〜点Ｆの区間）。
【００４４】
図１２に示される本格放水の状態（図６のオの区間）：
軸部２５が高圧設定用リング２７に当接し、シャフト４６の下降が停止される。これにより、圧力設定ばね２１の縮設長さが第２縮設長さに設定される。そこで、圧力設定ばね２１の蓄圧力がフラム２８を伝わって調圧弁体３５に伝達され、調圧弁体３５は非常に絞り込まれた状態から大きく開かれた開放状態となる。すなわち、調圧パイロット弁２００の設定圧力は第１設定圧力から第２設定圧力に速やかに切り替わる。これより、自動弁１００のピストン室１２に再び一次側配管２の圧力が導入され、ロッド１８は再び上昇する。そして、主弁１０は、第２設定圧力による本格放水開度まで速やかに開く。これ以降、本格放水（高圧放水）が行われる（図６の点Ｆ以降の区間）。
【００４５】
復旧動作：
本格放水が終わり、自動調圧弁４００を復旧する際には、起動弁８１を閉じると、自動弁１００のピストン室１２に圧力水が供給されなくなる。そこで、主弁１０に接続するロッド１８を閉止方向に付勢するピストンばね１４の力により、ロッド１８が閉止方向へ動き始める。この時点では、主弁１０の開度はまだ予告放水開度と本格放水開度の間の開度となっているので、充水圧感知開閉弁３００は開弁状態であり、ピストン室１２内の圧力水が押し出されると、充水圧感知開閉弁３００を経由して調圧パイロット弁２００の調圧部３０の二次室３３に入り、軸棒３６が貫通する孔の逃がし用の隙間を通りフラム室３１から制御配管７ｃ，７ａを介して二次側配管３に排水される。
【００４６】
主弁１０が絞られて、二次側配管３の圧力が充水圧感知開閉弁３００の充水感知圧ＰＡを下回るようになると、充水圧感知開閉弁３００は閉止するが、その前に第１設定圧力ＰＬよりも低い圧力で充水感知圧ＰＡより高い圧力を通過しているとき、貫入弁１５が開くので、排水流路は貫入弁１５経由で確保され、主弁１０は閉止されるに至る。主弁１０の閉止後、二次側配管３の圧力は、二次側配管３に充水されている残留水による落差水頭が残り、その後図示しない自動排水弁で全て排水される。
【００４７】
二次圧の減圧にともない、調圧パイロット弁２００の加圧室４２は減圧し、ピストンばね４９の蓄圧力でシャフト４６が押し上げられる。シャフト４６に遊嵌されている制動用間仕切５２の貫通穴５８が開くので、第１連通路５６とともに開口が広い貫通穴５８をオイルが通過して速やかにシャフト４６がもとの位置に戻る。シャフト４６が元の位置に戻るので、ばね押さえ板２４は圧力設定ばね２１の復元力で伸長し、低圧設定用リング２６の位置に戻り、調圧部３０も復旧する。さらに、シャフト４６が元の位置に戻るので、ばね押さえ板４３は駆動用ばね４５の復元力で初期位置に戻り、加圧室４２内の圧力水が制御配管７ｂ，７ａを介して二次配管３に排出され、駆動部４０も復旧する。
【００４８】
なお、上記実施例では、設定圧変更手段２０において、貫通穴５８、ストッパ５９および閉塞板６０からなる逆止弁を制動用間仕切１４に設けるものとしているが、例えば第１オイル室５１ａと第２オイル室５１ｂとの間に配管を別途設ける等して、移動体としてのシャフト４６が後退するときにのみにオイルを流通させる逆止弁構造をこの配管に別に設けるようにしてもよい。
また、上記実施例では、調圧パイロット弁の調圧部として常時開の弁構造のものを用いるものとしているが、調圧部として常時閉の弁構造のものを用いてもよい。
また、上記実施例では、駆動部４０の加圧室４２に二次側配管３の二次圧を導入して、駆動用ばね４５に駆動力を発生させるものとしているが、駆動部４０の加圧室４２に一次側配管２の一次圧を導入して、駆動用ばね４５に駆動力を発生させるようにしてもよい。
【００４９】
また、上記実施例では、設定圧力を二段階としたが、それ以上の複数段階に圧力を設定できるようにしてもよい。その場合、例えば、高圧設定用リング２７を設け、さらに低圧設定用リング２６の代わりに、放水圧力が視界の確保できる範囲の圧力設定位置に何箇所かのラッチを設けるようにしてもよい。この何箇所かのラッチは、圧力設定ばね２１の長くなる方向にばね押さえ板２４が通過するように設けられるもので、圧力設定ばね２１の短くなる方向では押さえ板２４が掛合するが、所定の力以上で越えられるものである。このようにすると、予告放水時に、視界の確保できる範囲において、より低圧（小水量）から段階的に順次放水圧力が増すように散水されるので、走行車両に対してより安全に予告をすることができる。
【００５０】
また、上記実施例では、設定圧力を複数段階としたが、設定圧力を任意に設定できるようにしてもよい。その場合、例えば高圧設定用リング２７のみを設け、初めからばね押さえ板２４をシャフト４６に当接するようにする。このようにすると、予告放水時には視界のきく範囲において、低圧から無段階に放水圧力が増すように散水されるので、走行車両に対してより安全に予告をなすことができ、構成も簡単である。なお、視界の確保できる放水圧力を超える頃、すなわち予告放水後、第２連絡路５６が通るようにすると速やかに本格放水に入れるので、消火が効果的にされる。
以上の記載では、ラッチなどの位置を放水圧力が視界の確保できる範囲の位置より長くしたが、その位置より短い位置にラッチなどを設けてもかまわない。
【００５１】
また、上記実施例では図５のようにトンネル内二段階放水式消火設備のひとつの散水区画の例を示したが、この散水区画が複数トンネル内に長手方向に連ねられて設備され、いずれかの区画内の図示しない火災感知器の発報信号に基づいて図示しない遠隔の制御盤で発報した区画の消火設備を動作させるようにしてもよい。
【００５２】
その場合、発報した火災感知器の区画のみを二段階放水で散水するようにしてもよいが、発報した区画と車両の進行方向手前側の区画とで同時に一斉に二段階放水で散水するようにしてもよい。この場合、進行方向手前側の区画の方は予告放水だけで終えるように所定時間内に放水停止制御するようにしてもよい。
【００５３】
あるいは、発報した区画において、一番初めに二段階放水を開始し、進行方向手前側の複数区画のうち一番発報区画に近い奥の区画から一番手前の区画まで順次遅らせて二段階放水を起動して散水するようにしてもよい。この場合、車両の進行方向手前側の複数区画の散水は、本格放水に入る前に散水停止するようにしてもよい。
【００５４】
もしくは、進行方向手前側の複数区画の散水は、図示しない制御盤によって起動弁を所定時間内にオン・オフを繰り返し、予告放水を繰り返すようにしてもよい。こうすると、予告放水をいつまでもすることができる。この場合、オン・オフのタイミングまたは周期を各区画で異なるようにすると、一斉に予告放水が停止することを少なく、又は無くすることができ、予告の機能が失われることなく散水できる。
【００５５】
このように本発明では、圧力設定弾性体の縮設長さにより設定圧力が設定される調圧パイロット弁と、主弁の開度が調圧パイロット弁により設定された設定圧力に基づいて制御されて、二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁とを有する自動調圧弁において、調圧パイロット弁は、圧力設定弾性体が第１縮設長さと該第１縮設長さより短い第２縮設長さとの間で変化可能に配設された設定圧変更手段と、自動弁の一次圧若しくは二次圧が導入されると圧力設定弾性体の縮設長さを第１縮設長さから第２縮設長さに変更するための所定の駆動力を発生する駆動手段と、駆動力を所定時間経過後に圧力設定弾性体に伝達して、該圧力設定弾性体の縮設長さを変更させるタイマー手段と、設定圧力に応じて、自動弁の主弁の開度を制御する調圧手段と、を備えている。そこで、一台の調圧パイロット弁によって、自動弁の二次圧を変化させて調圧することができ、簡単な構成で安価なものとすることができる。また、駆動手段に発生する駆動力は、導入される一次圧あるいは二次圧の変動の影響を受けず、常に一定となり、予告放水から本格放水への切り換えが、予め設定された切り換え時間で確実に完了される。さらには、この自動調圧弁をトンネル内消火設備に適用すれば、簡単な構成でコストダウンを図ることができるトンネル内二段階放水式消火設備を得ることができる。
【００５６】
駆動手段は、自動弁の一次圧若しくは二次圧の導入口が設けられたシリンダと、シリンダ内に導入口と接離する方向に液密状態を維持しつつ摺動自在に配設されたばね押さえと、シリンダに上記ばね押さえを挟んで導入口の反対側に設けられ、該導入口から離反する方向における該ばね押さえの移動量を規定するストッパと、ばね押さえの導入口の反対側に設けられ、該導入口が臨むシリンダ内の空間に一次圧若しくは二次圧が導入されていないときは、ばね押さえがストッパから離反する定常位置に位置するように伸長し、該空間に一次圧若しくは二次圧が導入された時に、ばね押さえが定常位置からストッパに当接する作動位置に移動するように収縮して駆動力を発生する駆動用ばねと、を備えている。そこで、導入される一次圧あるいは二次圧の変動の影響を受けず、常に一定の駆動力を発生できる駆動手段が簡易な構成で実現される。
【００５７】
また、タイマー手段は、設定圧変更手段と駆動手段との間に配設されて、粘性流体が充填された粘性流体室と、粘性流体室を液密状態に貫通して圧力設定弾性体の伸縮方向に移動可能に配設されたシャフトと、シャフトの移動に連動して粘性流体室内を移動する抵抗体と、シャフトの一端に固着されて駆動用ばねの駆動力が伝達されるばね受けと、シャフトの他端と圧力設定弾性体とを弾性的に連結する戻し弾性体と、を備え、シャフトは、駆動力がばね受けを介して伝達されると、抵抗体が粘性流体中を移動する際に受ける抵抗に抗して戻し弾性体を収縮させつつ移動して、所定時間経過後に圧力設定弾性体に当接し、その後該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動するようになっている。そこで、この自動調圧弁をトンネル内二段階放水式消火設備に適用した場合に、予告放水が行われる時間を容易な構成によりつくり出すことができる。
【００５８】
また、タイマー手段は、シャフトが、第１速度で戻し弾性体を収縮させつつ圧力設定弾性体に当接するまで移動し、圧力設定弾性体に当接した後、第１速度より速い第２速度で、該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動するように構成されている。そこで、この自動調圧弁をトンネル内二段階放水式消火設備に適用した場合に、予告放水から本格放水への切り替わりを速やかに行うことができ、切り替わりの間の放水が、視界も得られず所定の消火効果も得られないという中途半端な無駄な放水となることがなく、さらに効果的なトンネル内二段階放水式消火設備とすることができる。
【００５９】
また、抵抗体が、粘性流体室内を設定圧変更手段側の第１粘性流体室と駆動手段側の第２粘性流体室とに分離するように配設されている。そして、抵抗体が戻し弾性体を収縮させつつ圧力設定弾性体に当接するまでのシャフトの移動に連動して移動する際に、粘性流体を第１粘性流体室から第２粘性流体室に還流させて、該シャフトの移動速度を第１速度に規定する第１連通路と、第１連通路より大きな通路断面積に形成され、抵抗体が圧力設定弾性体に当接した後の該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動するシャフトの移動に連動して移動する際に、粘性流体を第１粘性流体室から第２粘性流体室に還流させて、該シャフトの移動速度を上記第２速度に規定する第２連通路と、を備えている。そこで、この自動調圧弁をトンネル内二段階放水式消火設備に適用した場合に、予告放水から本格放水への切り換えを速やかに行うことができる自動調圧弁をコンパクトな構成により実現することができる。
【００６０】
また、自動弁は、主弁の開度が、予告放水開度と、該予告放水開度より大きな本格放水開度との少なくとも２段階の開度に制御される。そこで、この自動調圧弁をトンネル内二段階放水式消火設備に容易に適用することができる。
【００６１】
また、自動弁に接続された二次側配管の充水圧を感知して作動する充水感知開閉弁をさらに備え、自動弁は、充水感知開閉弁が作動するまでの間、主弁の開度を、予告放水開度より小さな過流防止開度に維持する過流防止開度維持手段を備えている。そこで、水撃を防止することができるとともに、放水開始時の過流を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
この発明の自動調圧弁は、トンネル内消火において、本格放水（高圧放水）の前に小流量の予告放水（低圧放水）を行う二段階放水式消火設備に好適な自動調圧弁である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】この発明による自動調圧弁における通常時の状態を示す系統図である。
【図２】この発明による自動調圧弁における調圧パイロット弁を調圧部側から見た正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ矢視断面図である。
【図５】この発明による自動調圧弁を用いたトンネル内二段階放水式消火設備の配置状態を説明する図である。
【図６】二次側配管の圧力の変化を説明する圧力変化図である。
【図７】この発明による自動調圧弁における起動開始時の状態を示す系統図である。
【図８】この発明による自動調圧弁における二次側配管充水中の状態を示す系統図である。
【図９】この発明による自動調圧弁における二次側配管充水完了の状態を示す系統図である。
【図１０】この発明による自動調圧弁における予告放水開始の状態を示す系統図である。
【図１１】この発明による自動調圧弁における予告放水から本格放水への移行の状態を示す系統図である。
【図１２】この発明による自動調圧弁における本格放水の状態を示す系統図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 主弁、１５ 貫入弁（過流防止開度維持手段）、２０ 設定圧変更手段、２１ 圧力設定ばね（圧力設定弾性体）、３０ 調圧部（調圧手段）、４０ 駆動部（駆動手段）、４１ シリンダ、４２ａ 導入口、４３ ばね押さえ、４４ ストッパ、４５ 駆動用ばね、４６ シャフト、４７ ばね受け、４９ ピストンばね（戻し弾性体）、５０ タイマー手段、５１ オイル室（粘性流体室）、５１ａ 第１オイル室（第１粘性流体室）、５１ｂ 第２オイル室（第２粘性流体室）、５２ 制動用間仕切（抵抗体）、５５ 第１連通路、５６ 第２連通路、５８ 貫通穴（逆止弁）、５９ ストッパ（逆止弁）、６０ 閉塞板（逆止弁）、１００ 自動弁、２００ 調圧パイロット弁、３００ 充水圧感知開閉弁、４００ 自動調圧弁。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力設定弾性体の縮設長さにより設定圧力が設定される調圧パイロット弁と、主弁の開度が上記調圧パイロット弁により設定された上記設定圧力に基づいて制御されて、二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁とを有する自動調圧弁において、
上記調圧パイロット弁は、
上記圧力設定弾性体が第１縮設長さと該第１縮設長さより短い第２縮設長さとの間で変化可能に配設された設定圧変更手段と、
上記自動弁の一次圧若しくは二次圧が導入されると上記圧力設定弾性体の縮設長さを上記第１縮設長さから上記第２縮設長さに変更するための所定の駆動力を発生する駆動手段と、
上記駆動力を所定時間経過後に上記圧力設定弾性体に伝達して、該圧力設定弾性体の縮設長さを変更させるタイマー手段と、
上記設定圧力に応じて、上記自動弁の主弁の開度を制御する調圧手段と、
を備えていることを特徴とする自動調圧弁。
【請求項２】
上記駆動手段は、上記自動弁の一次圧若しくは二次圧の導入口に設けられたシリンダと、上記シリンダ内に上記導入口と接離する方向に液密状態を維持しつつ摺動自在に配設されたばね押さえと、上記シリンダに上記ばね押さえを挟んで上記導入口の反対側に設けられ、該導入口から離反する方向における該ばね押さえの移動量を規定するストッパと、上記ばね押さえの上記導入口の反対側に設けられ、該導入口が臨む上記シリンダ内の空間に上記一次圧若しくは二次圧が導入されていないときは、上記ばね押さえが上記ストッパから離反する定常位置に位置するように伸長し、該空間に上記一次圧若しくは二次圧が導入された時に、上記ばね押さえが上記定常位置から上記ストッパに当接する作動位置に移動するように収縮して上記駆動力を発生する駆動用ばねと、を備えていることを特徴とする請求項１記載の自動調圧弁。
【請求項３】
上記タイマー手段は、上記設定圧変更手段と上記駆動手段との間に配設されて、粘性流体が充填された粘性流体室と、上記粘性流体室を液密状態に貫通して上記圧力設定弾性体の伸縮方向に移動可能に配設されたシャフトと、上記シャフトの移動に連動して上記粘性流体室内を移動する抵抗体と、上記シャフトの一端に固着されて上記駆動用ばねの上記駆動力が伝達されるばね受けと、上記シャフトの他端と上記圧力設定弾性体とを弾性的に連結する戻し弾性体と、を備え、
上記シャフトは、上記駆動力が上記ばね受けを介して伝達されると、上記抵抗体が上記粘性流体中を移動する際に受ける抵抗に抗して上記戻し弾性体を収縮させつつ移動して、上記所定時間経過後に上記圧力設定弾性体に当接し、その後該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動することを特徴とする請求項２記載の自動調圧弁。
【請求項４】
上記タイマー手段は、上記シャフトが、第１速度で上記戻し弾性体を収縮させつつ上記圧力設定弾性体に当接するまで移動し、上記圧力設定弾性体に当接した後、上記第１速度より速い第２速度で、該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の自動調圧弁。
【請求項５】
上記抵抗体が、上記粘性流体室内を上記設定圧変更手段側の第１粘性流体室と上記駆動手段側の第２粘性流体室とに分離するように配設されており、
上記抵抗体が上記戻し弾性体を収縮させつつ上記圧力設定弾性体に当接するまでの上記シャフトの移動に連動して移動する際に、上記粘性流体を上記第１粘性流体室から上記第２粘性流体室に還流させて、該シャフトの移動速度を上記第１速度に規定する第１連通路と、
上記第１連通路より大きな通路断面積に形成され、上記抵抗体が上記圧力設定弾性体に当接した後の該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動する上記シャフトの移動に連動して移動する際に、上記粘性流体を上記第１粘性流体室から上記第２粘性流体室に還流させて、該シャフトの移動速度を上記第２速度に規定する第２連通路と、
を備えていることを特徴とする請求項４記載の自動調圧弁。
【請求項１】
圧力設定弾性体の縮設長さにより設定圧力が設定される調圧パイロット弁と、主弁の開度が上記調圧パイロット弁により設定された上記設定圧力に基づいて制御されて、二次圧が所定の制御圧力に調圧される自動弁とを有する自動調圧弁において、
上記調圧パイロット弁は、
上記圧力設定弾性体が第１縮設長さと該第１縮設長さより短い第２縮設長さとの間で変化可能に配設された設定圧変更手段と、
上記自動弁の一次圧若しくは二次圧が導入されると上記圧力設定弾性体の縮設長さを上記第１縮設長さから上記第２縮設長さに変更するための所定の駆動力を発生する駆動手段と、
上記駆動力を所定時間経過後に上記圧力設定弾性体に伝達して、該圧力設定弾性体の縮設長さを変更させるタイマー手段と、
上記設定圧力に応じて、上記自動弁の主弁の開度を制御する調圧手段と、
を備えていることを特徴とする自動調圧弁。
【請求項２】
上記駆動手段は、上記自動弁の一次圧若しくは二次圧の導入口に設けられたシリンダと、上記シリンダ内に上記導入口と接離する方向に液密状態を維持しつつ摺動自在に配設されたばね押さえと、上記シリンダに上記ばね押さえを挟んで上記導入口の反対側に設けられ、該導入口から離反する方向における該ばね押さえの移動量を規定するストッパと、上記ばね押さえの上記導入口の反対側に設けられ、該導入口が臨む上記シリンダ内の空間に上記一次圧若しくは二次圧が導入されていないときは、上記ばね押さえが上記ストッパから離反する定常位置に位置するように伸長し、該空間に上記一次圧若しくは二次圧が導入された時に、上記ばね押さえが上記定常位置から上記ストッパに当接する作動位置に移動するように収縮して上記駆動力を発生する駆動用ばねと、を備えていることを特徴とする請求項１記載の自動調圧弁。
【請求項３】
上記タイマー手段は、上記設定圧変更手段と上記駆動手段との間に配設されて、粘性流体が充填された粘性流体室と、上記粘性流体室を液密状態に貫通して上記圧力設定弾性体の伸縮方向に移動可能に配設されたシャフトと、上記シャフトの移動に連動して上記粘性流体室内を移動する抵抗体と、上記シャフトの一端に固着されて上記駆動用ばねの上記駆動力が伝達されるばね受けと、上記シャフトの他端と上記圧力設定弾性体とを弾性的に連結する戻し弾性体と、を備え、
上記シャフトは、上記駆動力が上記ばね受けを介して伝達されると、上記抵抗体が上記粘性流体中を移動する際に受ける抵抗に抗して上記戻し弾性体を収縮させつつ移動して、上記所定時間経過後に上記圧力設定弾性体に当接し、その後該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動することを特徴とする請求項２記載の自動調圧弁。
【請求項４】
上記タイマー手段は、上記シャフトが、第１速度で上記戻し弾性体を収縮させつつ上記圧力設定弾性体に当接するまで移動し、上記圧力設定弾性体に当接した後、上記第１速度より速い第２速度で、該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の自動調圧弁。
【請求項５】
上記抵抗体が、上記粘性流体室内を上記設定圧変更手段側の第１粘性流体室と上記駆動手段側の第２粘性流体室とに分離するように配設されており、
上記抵抗体が上記戻し弾性体を収縮させつつ上記圧力設定弾性体に当接するまでの上記シャフトの移動に連動して移動する際に、上記粘性流体を上記第１粘性流体室から上記第２粘性流体室に還流させて、該シャフトの移動速度を上記第１速度に規定する第１連通路と、
上記第１連通路より大きな通路断面積に形成され、上記抵抗体が上記圧力設定弾性体に当接した後の該圧力設定弾性体の縮設長さを変えつつ移動する上記シャフトの移動に連動して移動する際に、上記粘性流体を上記第１粘性流体室から上記第２粘性流体室に還流させて、該シャフトの移動速度を上記第２速度に規定する第２連通路と、
を備えていることを特徴とする請求項４記載の自動調圧弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２０１８５５（Ｐ２００６−２０１８５５Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０４６８（Ｐ２００５−１０４６８）
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
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