(57)【要約】  【課題】排水弁が閉止するときに、水撃現象により配管内振動や騒音等が発生する。また、チャタリング現象が発生して、連通口の一次側が所定圧力を超えても排水弁はうまく閉止することができない。【解決手段】  排水弁１００は、一次側Ａと二次側Ｂとを連通させる連通口２と、該連通口２を開閉する弁体４とを備え、上記連通口２を閉止するときに、上記一次側Ａから二次側Ｂに流れる消火用水の流量を制限する制限手段を上記弁体４に講じる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動弁の開放で散水により火災を消火する消火設備において、
上記自動弁は排水弁と接続され、上記排水弁は、一次側と二次側とを連通させる連通口と、該連通口を開閉する弁体とを備え、上記連通口を閉止するときに、上記一次側から二次側に流れる流体の流量を制限する制限手段を上記弁体に講じることを特徴とする排水弁。
【請求項２】
上記排水弁の弁体は、円台状部を有し、該円台状部が弁座に離接することにより上記連通口を開閉する第１弁体と、上記第１弁体より縮径され、該第１弁体と同軸に当接する円台状で形成している第２弁体と、底面が上記第２弁体と同径で、第２弁体と同軸に当接する円錐台状で形成している第３弁体と、を有することを特徴とする請求項１記載の排水弁。
【請求項３】
上記第２弁体は、その直径を上記連通口の内径の７／１０以上とし、その高さを上記弁体の摺動距離の６／１０とし、
上記第３弁体は、その円錐台状のテーパ角度を６０度から９０度までの間にすることを特徴とする請求項１または２記載の排水弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水弁、特にトンネル消火設備等の自動弁における排水弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル火災が発生するときに使われている水噴霧消火設備の自動弁には、排水弁が備えている。その排水弁は、平常時は内部に装着されているスプリングの弾力により開いており、トンネル消火設備の自動弁二次側配管等内の残水を排出するようにしているが、火災が発生するときに、自動弁が開き供給される消火用水の圧力がスプリングの弾力を超え、弁体が押し下げられて、排水弁が閉止する。
【０００３】
図５はトンネル消火設備システムのうち、自動弁周囲の装置の一例である。図のように、自動弁８０が閉止している状態で、弁の二次側から水噴霧ヘッド８５まで充水されておらず、また、自動弁８０の二次側に排水弁（自動排水弁ともいう）１００が接続されている。図６および図７は、自動弁８０周囲の排水弁１００として、従来使われている平面弁体型排水弁２００の構造および作動を示している。平常時スプリング５２により弁体５１が引き上げられて、排水弁２００の連通口５４が開放して二次側Ｂに連通している状態（図６）であって、一次側Ａに所定の水圧が発生すると、弁体５１が押し下げられて、弁座５３に着座し排水弁２００が閉止する（図７）。このような平面弁体型のほか、ボール型排水弁もよく使われている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開平２００３−２３６０１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来の排水弁が閉止するときに、連通口の一次側の高圧消火用水が大気開放の二次側に急速に流れ込むが、二次側の出口が通常配管で絞られていたため、振動や騒音等の発生、いわゆる水撃現象が発生する。また、排水弁の弁体は平面型になっているため、排水弁は瞬時に閉止しようとするときに弁体が急激に弁座に押し付けられ、その反動で弁体が弁座から浮くことがある。このことが繰り返されると、いわゆるチャタリング現象が発生し、一次側が所定圧力を超えても、排水弁はうまく閉止することができなくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、自動弁の開放で散水により火災を消火する消火設備において、上記自動弁は排水弁と接続され、上記排水弁は、一次側と二次側とを連通させる連通口と、該連通口を開閉する弁体とを備え、上記連通口を閉止するときに、上記一次側から二次側に流れる流体の流量を制限する制限手段を上記弁体に講じることを特徴とする。
【０００６】
また、上記排水弁の弁体は、円台状部を有し、該円台状部が弁座に離接することにより上記連通口を開閉する第１弁体と、上記第１弁体より縮径され、該第１弁体と同軸に当接する円台状で形成している第２弁体と、底面が上記第２弁体と同径で、第２弁体と同軸に当接する円錐台状で形成している第３弁体と、を有することを特徴とする。
【０００７】
また、上記第２弁体は、その直径を上記連通口の内径の７／１０以上とし、その高さを上記弁体の摺動距離の６／１０とし、そして上記第３弁体は、その円錐台状のテーパ角度を６０度から９０度までの間にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
排水弁の弁体は、連通口を閉止するときに一次側から二次側に流れる流体の流量を制限する制限手段を講じたため、排水弁は急激に閉止することはなく、また閉める瞬時に弁体が急激に弁座に押し付けられることもなく、水撃やチャタリング現象が発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明を実施するための実施形態を図１および図２に示し、以下この排水弁の構成及び作動の手順を簡単に説明する。なお、図５もトンネル消火設備システムの自動弁における排水弁の設置を示している。
【００１０】
実施形態１
図１は本発明に関わる排水弁１００の構造を示している。
【００１１】
この排水弁１００は、従来の技術と同様に、自動弁８０の二次側に接続されるものであって、弁の外枠を形成するケーシング１と、一次側Ａと二次側Ｂと連通する連通口２と、連通口２の端部に位置され設けられている弁座３と、弁の軸芯方向に摺動し、上記弁座３に離接して弁の開閉を行う弁体４と、弁体４を押上げるスプリング５と、スプリング５の伸縮を調整し排水弁１００の所定開度を設定するノブ６と、で構成されている。
【００１２】
そして、上記弁体４は、円台状部を有し、この円台状部が弁座３に離接することにより連通口２を開閉する第１弁体４１と、第１弁体４１より縮径されて連通口２に挿通され、該第１弁体４１と同軸に当接して円台状に形成される第２弁体４２と、底面が上記第２弁体４２と同径で、該第２弁体４２と同軸に当接して円錐台状で形成する第３弁体４３と、を備えている。
【００１３】
上記第２弁体４２および第３弁体４３で形成している駒（図の斜線部分）のような部分は、流量を制限する制限手段として、第１弁体４１が閉止する前に一次側Ａから二次側Ｂに流れる消火用水の流量を絞り込むことができる。したがって、閉止する際駒により流れる流量が制限され、弁体４は急激に閉止することを防ぎ、水撃を防止することができる。また、第１弁体４１が閉止する際、駒により一次側Ａと二次側Ｂの圧力変動を緩やかにすることができるため、反動で弁体４が弁座３から浮いてしまうことなく閉止され、チャタリング現象を防止することができる。
【００１４】
さらに、円台形状の上記第２弁体４２は、その直径を連通口２の内径の７／１０以上とすることが望ましく、また、高さを上記弁体４の摺動距離の６／１０とすることが望ましい（詳細は下記の実施例で説明する）。
【００１５】
また、円錐台形状の上記第３弁体４３は、その円錐台のテーパ角度を６０度から９０度までの間とすることが望ましい（詳細は下記の実施例で説明する）。
【００１６】
このような排水弁１００を自動弁８０の二次側に接続すると、常時は空の二次側に、自動弁８０が開放するときに、急速に流入する消火用水によって、排水弁１００の弁体４が勢いよく押し下げられても、第２弁体４２および第３弁体４３によって連通口２が制限されることによって、確実に弁体４が着座することとなり、自動弁８０から流れる消火用水を無駄なく水噴霧ヘッドへ供給させ、所定の圧力で放水させる。
【００１７】
実施例１
図３の表および図４は、本発明の実験結果を開示している。
【００１８】
それによると、円台形状の第２弁体４２は、第１弁体４１の軸芯方向に移動するとともに連通口２に遊挿するが、その直径を連通口２の内径の７／１０以上とすれば、水撃およびチャタリング防止の効果が芳しい。また、第１弁体４１の軸芯方向に移動する距離を基準にして、該円台形状の第２弁体４２の高さを、上記移動距離の６／１０とすれば、水撃およびチャタリング防止の効果が芳しい。また、円錐台形状の第３弁体４３について、テーパ角度がないもしくは９０度以上とすれば、第３弁体４３が円台のような形状となり、水撃およびチャタリング防止効果があまり現れない。逆にテーパ角度は６０度以下とすれば、第３弁体４３の全長が長すぎ、排水弁の構造が大きくなってしまう。よって、第３弁体４３のテーパ角度は、６０〜９０度の間に設定すれば宜しい。
【００１９】
次に、この排水弁１００が作動する手順を図１および図２に参考しながら簡単に説明する。
【００２０】
まず図１のように、弁体４が弁座３から離れて、排水弁１００が開放状態になっている。
【００２１】
次に図２のように、消火用水（図示しない）が一次側Ａより流入され、水圧がスプリング５の弾力に抗して所定の値を超えると、弁体４が押し下げられ、第１弁体４１の円台状部が弁座３に着座して排水弁１００が閉止するようになっている。この場合、第２弁体４２および第３弁体４３で形成している駒（図の斜線部分）は、第１弁体４１が閉止する寸前に、一次側Ａから二次側Ｂに流れる消火用水の流量を絞り込むことができるので、閉止する際消火用水の流量が制限され、弁体４は急激に閉止することができず、水撃を防止することができる。また、第１弁体４１が閉止する際、駒により一次側Ａと二次側Ｂの圧力変動を緩やかにすることができるため、反動で弁体４が弁座３に浮くことなくスムーズに閉止することができ、チャタリングの現象がなくなる。
【００２２】
この実施形態によれば、自動弁８０の開放で水噴霧ヘッド８５からの散水により火災を消火する消火設備において、上記自動弁８０は排水弁１００と接続され、上記排水弁１００は、一次側Ａと二次側Ｂとを連通させる連通口２と、該連通口２を開閉する弁体４とを備え、上記連通口２を閉止するときに、上記一次側Ａから二次側Ｂに流れる消火用水の流量を制限する制限手段を上記弁体４に講じる。具体的に、上記排水弁１００の弁体４は、円台状部を有し、この円台状部が弁座に離接することにより上記連通口２を開閉する第１弁体４１と、上記第１弁体４１より縮径され、該第１弁体４１と同軸に当接する円台状で形成している第２弁体４２と、底面が上記第２弁体４２と同径で、第２弁体４２と同軸に当接する円錐台状で形成している第３弁体４３と、で構成されている流量制限手段を有するため、弁体４が閉止するときに水撃およびチャタリング現象を防止することができ、排水弁１００としては正常な機能を働きくことができ、設備の不具合がなくなる。
【００２３】
なお、上記の実施形態は、第３弁体４３は円錐台状と記載したが、円錐台形状に限らず、円錐形状としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態１に係わる排水弁１００が開放している状態
【図２】実施形態１に係わる排水弁１００が閉止している状態
【図３】実施例１の実験結果
【図４】第２弁体４２と第３弁体４３で形成する駒（流量を制限する制限手段）
【図５】トンネル消火設備システムのうち、自動弁周囲の装置の一部
【図６】従来の排水弁２００が開放している状態
【図７】従来の排水弁２００が閉止している状態
【符号の説明】
【００２５】
１          ケーシング
２          連通口
３          弁座
４          弁体
５          スプリング
６          ノブ
Ａ          一次側
Ｂ          二次側
８０        自動弁
８５        水噴霧ヘッド
１００      排水弁
２００      排水弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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