(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダの内部に開弁位置と閉弁位置との間で移動可能に設けられ、前記シリンダの内部に第１シリンダ室及び第２シリンダ室を画成するピストンと、
前記ピストンと遮断弁の弁軸とに連結され、前記ピストンに伴って変位して、前記ピストンが前記開弁位置に向かって移動したときに前記遮断弁を開弁させ、前記ピストンが前記閉弁位置に向かって移動したときに前記遮断弁を閉弁させるように前記弁軸を回転駆動させるピストンロッドと、
外部信号により作動して前記第１シリンダ室に気体を放出し、前記ピストンを前記閉弁位置に向かって移動させる気体発生源と、
前記第２シリンダ室に移動可能に設けられているピストン押圧部材と、
前記ピストン押圧部材を前記ピストンに向かって付勢する付勢部材と、
前記付勢部材により付勢されている前記ピストン押圧部材を係止し、外部信号により作動して前記ピストン押圧部材を開放し、前記付勢部材による付勢力で前記ピストン押圧部材に前記閉弁位置に存在する前記ピストンを押圧させ、前記ピストンを前記開弁位置に向かって移動させる係止機構と、を有する
ことを特徴とする緊急遮断弁用アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の緊急遮断弁用アクチュエータと、
前記遮断弁と、を有する
ことを特徴とする緊急遮断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、緊急遮断弁用アクチュエータ及び緊急遮断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ内で摺動可能なピストンと、ピストンと連動して遮断弁の弁軸を回転駆動させるピストンロッドとを有し、高圧気体供給ユニットからシリンダ内に高圧気体を供給してピストンを変位させることで、遮断弁を開弁又は閉弁する緊急遮断用アクチュエータが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に係る緊急遮断用アクチュエータは、ピストンによって画成される第１シリンダ室に高圧気体を供給する第１及び第２の高圧気体供給ユニット、第２シリンダ室に高圧気体を供給する第３の高圧気体供給ユニットを有する。地震等の緊急時には、第１の高圧気体供給ユニットが第１シリンダ室に高圧気体を供給してピストンを変位させることで、ピストンロッドを介して弁軸を回転させて遮断弁を閉弁する。また、閉弁後に安全が確認された場合には、第３の高圧気体供給ユニットが第２シリンダ室に高圧気体を供給してピストンを閉弁時とは逆方向に変位させることで、ピストンロッドを介して弁軸を回転させて遮断弁を開弁する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平２−６７１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に係る緊急遮断用アクチュエータは、第１から第３の高圧気体供給ユニット、各高圧気体供給ユニットとシリンダ内部とを接続する配管等を設ける必要があり、構造が複雑化していた。
【０００６】
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で作動する緊急遮断用アクチュエータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、シリンダの内部に開弁位置と閉弁位置との間で移動可能に設けられ、前記シリンダの内部に第１シリンダ室及び第２シリンダ室を画成するピストンと、前記ピストンと遮断弁の弁軸とに連結され、前記ピストンに伴って変位して、前記ピストンが前記開弁位置に向かって移動したときに前記遮断弁を開弁させ、前記ピストンが前記閉弁位置に向かって移動したときに前記遮断弁を閉弁させるように前記弁軸を回転駆動させるピストンロッドと、外部信号により作動して前記第１シリンダ室に気体を放出し、前記ピストンを前記閉弁位置に向かって移動させる気体発生源と、前記第２シリンダ室に移動可能に設けられているピストン押圧部材と、前記ピストン押圧部材を前記ピストンに向かって付勢する付勢部材と、前記付勢部材により付勢されている前記ピストン押圧部材を係止し、外部信号により作動して前記ピストン押圧部材を開放し、前記付勢部材による付勢力で前記ピストン押圧部材に前記閉弁位置に存在する前記ピストンを押圧させ、前記ピストンを前記開弁位置に向かって移動させる係止機構と、を有する緊急遮断弁用アクチュエータ。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、簡易な構成で作動する緊急遮断用アクチュエータが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態における緊急遮断装置を例示する図である。
【図２】実施形態におけるピストンロッド及びリンクの構成を例示する図である。
【図３】実施形態における高圧気体供給ユニットを例示する図である。
【図４】実施形態における緊急遮断用アクチュエータを例示する図である。
【図５】実施形態における係止機構を例示する図である。
【図６】実施形態における緊急遮断用アクチュエータを例示する図である。
【図７】緊急遮断用アクチュエータの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１１】
図１は、実施形態における緊急遮断装置１００を例示する図である。緊急遮断装置１００は、例えば都市ガス、あるいは石油等の可燃性流体を給送する管路途中に設けられ、例えば地震発生時や火災発生時等の緊急時に管路を遮断する。
【００１２】
図１に示すように、緊急遮断装置１００は、緊急遮断用アクチュエータ１、図１では一点鎖線で示されている遮断弁２を有する。
【００１３】
遮断弁２は、通常時は開弁状態に保持され、地震発生時や火災発生時等の緊急時に緊急遮断用アクチュエータ１によって閉弁駆動される。遮断弁２は、弁軸２０１が回転すると、弁軸２０１と共に不図示の弁体が回動することにより開弁又は閉弁する構造になっている。遮断弁２は、例えばボールバルブ、バタフライバルブであるが、これらに限られるものではない。
【００１４】
緊急遮断用アクチュエータ１は、本体３、ピストン機構４、係止機構５、高圧気体供給機構６を有する。
【００１５】
本体３は、本体ケース３０１、出力軸３０３、リンク３０５を有する。本体ケース３０１は、リンク室３０９を有し、遮断弁２の上部に載置固定されている。
【００１６】
出力軸３０３は、図１において上下方向に延在してリンク室３０９を貫通して設けられ、本体ケース３０１に回転可能に支持されている。出力軸３０３は、下端部分が遮断弁２の弁軸２０１に連結固定されている。出力軸３０３は、後述するピストン機構４に連動して回転駆動するように設けられている。
【００１７】
出力軸３０３が回転すると、出力軸３０３に連結されている弁軸２０１が回転して遮断弁２が開弁又は閉弁される。また、出力軸３０３は上端３０３ａが本体ケース３０１から露出しており、例えば上端３０３ａに嵌合する手動操作ハンドルを用いて出力軸３０３を手動で回転させ、遮断弁２を開弁又は閉弁させることもできる。
【００１８】
リンク３０５は、リンク室３０９内で出力軸３０３に固定され、ピストン機構４のピストンロッド４０７に設けられている連結ピン４０８に係合している。ピストン機構４においてピストン４０３に連動してピストンロッド４０７が図１に示されるＡ方向又はＢ方向に変位すると、ピストンロッド４０７に設けられている連結ピン４０８に係合するリンク３０５が回転する。リンク３０５がピストン４０３に連動して回転すると、リンク３０５が固定されている出力軸３０３が回転し、出力軸３０３と共に弁軸２０１が回転して遮断弁２が開弁又は閉弁される。
【００１９】
ピストン機構４は、シリンダ４０１、ピストン４０３、ピストンロッド４０７、バネ受け４０９、コイルバネ４１１を有する。
【００２０】
シリンダ４０１は、中空円筒状の形状を有し、一方の開口が本体ケース３０１のリンク室３０９に連結され、他方の開口が蓋４０２によって塞がれている。本体ケース３０１に設けられている開口３１１により、シリンダ４０１の内部空間とリンク室３０９の室内とは連通する空間となっている。
【００２１】
ピストン４０３は、シリンダ４０１の内部において矢印Ａ，Ｂ方向に摺動するように移動可能に設けられ、シリンダ４０１内において本体ケース３０１側の第１シリンダ室４０５ａと、蓋４０２側の第２シリンダ室４０５ｂとを画成する。第１シリンダ室４０５ａ及び第２シリンダ室４０５ｂは、ピストン４０３の位置によってそれぞれの大きさが変化する。
【００２２】
ピストンロッド４０７は、一端がピストン４０３に連結され、他端に設けられている連結ピン４０８が本体３のリンク３０５に係合している。ピストンロッド４０７は、ピストン４０３がＡ方向又はＢ方向に移動すると、ピストン４０３と共にＡ方向又はＢ方向に移動する。
【００２３】
図２は、実施形態におけるピストンロッド４０７及びリンク３０５の構成を例示する図である。図２に示すように、ピストンロッド４０７は、連結ピン４０８によって、出力軸３０３に固定されているリンク３０５に係合している。ピストンロッド４０７がピストン４０３（図１参照）に連動してＡ方向又はＢ方向に移動すると、ピストンロッド４０７に係合するリンク３０５が回転し、リンク３０５が固定されている出力軸３０３が回転する。
【００２４】
本実施形態において例示する構成では、ピストン４０３に連動してピストンロッド４０７がＡ方向に移動すると、リンク３０５及び出力軸３０３が図２における時計回り方向に回転する。出力軸３０３が時計回り方向に回転すると、出力軸３０３に連結されている弁軸２０１も同様に時計回り方向に回転して遮断弁２が開弁する。
【００２５】
また、ピストン４０３に連動してピストンロッド４０７がＢ方向に移動すると、リンク３０５及び出力軸３０３が図２における反時計回り方向に回転し、出力軸３０３に連結されている弁軸２０１も同様に反時計回り方向に回転して遮断弁２が閉弁する。
【００２６】
本実施形態では、ピストン４０３がＡ方向に移動して本体ケース３０１に近付くと遮断弁２が開弁し、ピストン４０３がＢ方向に移動して蓋４０２に近付くと遮断弁が閉弁する。図１に示すように、ピストン４０３が開弁位置（ピストン４０３の移動可能範囲において最も本体ケース３０１側の位置）に移動すると、遮断弁２が全開状態となる。また、図４に示すように、ピストン４０３が閉弁位置（ピストン４０３の移動可能範囲において最も蓋４０２側の位置）に移動すると、遮断弁２が完全に閉じて閉弁状態となる。
【００２７】
ピストン４０３は、地震発生時や火災発生時等の緊急時以外は、開弁位置に保持されて遮断弁２を開弁状態に保つ。ピストン４０３は、緊急時には、高圧気体供給機構６から供給される高圧気体によって、開弁位置から閉弁位置に向かってＢ方向に移動する。
【００２８】
高圧気体供給機構６は、本体ケース３０１のリンク室３０９に連結され、地震発生時や火災発生時等の緊急時にリンク室３０９を通じて第１シリンダ室４０５ａに高圧気体を供給してピストン４０３を開弁位置から閉弁位置に向かってＢ方向に移動させる。
【００２９】
図３は、実施形態における高圧気体供給機構６を例示する図である。高圧気体供給機構６は、ソレノイド６１０、開封機構６２０、高圧気体容器６３０、配管６４０を有する。
【００３０】
開封機構６２０は、高圧気体容器６３０側の端部にカッタ６２２が設けられているロッド６２１、ロッド６２１を高圧気体容器６３０に向かって付勢するコイルバネ６２３、ロッド６２１を係止する係止球６２４を有する。
【００３１】
ロッド６２１は、ソレノイド６１０によって図３における上下方向に駆動されるプランジャ６１１によって変位が制限されている係止球６２４によって、コイルバネ６２３を圧縮状態に保持する上側位置に係止されている。
【００３２】
ソレノイド６１０は、例えば感震器や火災検知器等から送信される外部信号としての緊急作動信号に応じて作動し、プランジャ６１１を上方に引き上げて係止球６２４を変位させ、ロッド６２１の係止状態を解く。ロッド６２１は、係止状態から解放されると、コイルバネ６２３に付勢されて高圧気体容器６３０に向かって移動する。ロッド６２１が高圧気体容器６３０に向かって移動すると、カッタ６２２が高圧気体容器６３０に設けられている封板６３１を突き破る。
【００３３】
高圧気体容器６３０は、気体発生源の一例であり、例えば窒素ガス、炭酸ガス等の高圧気体が封入された容器である。封板６３１がカッタ６２２により破られると、高圧気体容器６３０の内部に密封されていた高圧気体が本体ケース３０１のリンク室３０９に通じる高圧気体供給路３１２（図１参照）を介してリンク室３０９に流入し、さらに開口３１１からシリンダ４０１の第１シリンダ室４０５ａに供給される。
【００３４】
シリンダ４０１の第１シリンダ室４０５ａに高圧気体が供給されると、図４に示すように、第１シリンダ室４０５ａに充満する高圧気体によってピストン４０３が押されて閉弁位置に向かって移動する。ピストン４０３が閉弁位置に向かってＢ方向に移動すると、ピストン４０３に連動してピストンロッド４０７、出力軸３０３及び弁軸２０１が駆動して遮断弁２が閉弁する。
【００３５】
高圧気体供給機構６から供給される高圧気体によって閉弁位置に移動したピストン４０３は、地震や火災発生後に安全が確認された後に、ピストン押圧部材としてのバネ受け４０９に押圧されて開弁位置に移動して遮断弁２を開弁させる。その後、第１シリンダ室４０５ａに充満した高圧気体はピストン４０３に形成されているオリフィス４０３ａを介して第２シリンダ室４０５ｂに徐々に流出し、更に、第２シリンダ室４０５ｂ内に流入した高圧気体は図示しない通路を介して外部に排出される。この結果、第１シリンダ室４０５ａ内と第２シリンダ室４０５ｂ内の圧力は同圧になる。なお、オリフィス４０３ａは、第１シリンダ室４０５ａと第２シリンダ室４０５ｂとを連通する連通孔である。
【００３６】
バネ受け４０９は、シリンダ４０１の第２シリンダ室４０５ｂに移動可能に設けられている。バネ受け４０９は、円盤状のバネ受け部４０９ａ、バネ受け部４０９ａの中央部分からピストン４０３とは反対側に突出する係止軸４０９ｂを有する。
【００３７】
バネ受け４０９は、バネ受け部４０９ａと蓋４０２との間に設けられているコイルバネ４１１が圧縮状態となるように、図１及び図４に示す位置で係止機構５によって係止されている。
【００３８】
図５は、実施形態における係止機構５を例示する図である。係止機構５は、ハウジング５１０、第１ホルダ５２０、第２ホルダ５３０、ストッパ５４０、ソレノイド５５０を有する。
【００３９】
ハウジング５１０は、円筒状の部材であり、蓋４０２を貫通する係止軸４０９ｂの端部を覆うように、蓋４０２に固定されている。ハウジング５１０の蓋４０２とは反対側には、ソレノイド５５０が固定されている。
【００４０】
第１ホルダ５２０は、円筒状の部材であり、ハウジング５１０内に移動可能に設けられ、コイルバネ５１１によってＡ方向に付勢されている。第１ホルダ５２０は、蓋４０２とは反対側の端部に設けられている係合ピン５２０ａが、ソレノイド５５０の係合部５５１に係合している。また、第１ホルダ５２０は、蓋４０２側の端部に大径部５２０ｂ、大径部５２０ｂよりもソレノイド５５０側に、大径部５２０ｂよりも内径が小さい小径部５２０ｃを有する。第１ホルダ５２０は、大径部５２０ｂ及び小径部５２０ｃによって、蓋４０２側から内径が階段状に小さくなるように形成されている。
【００４１】
第２ホルダ５３０は、円筒状の部材であり、第１ホルダ５２０内に設けられ、ハウジング５１０に固定して接続され、且つ、蓋４０２とハウジング５１０との間に挟み込まれた状で保持されている。第２ホルダ５３０は、複数の係止孔５３０ａを有し、各係止孔５３０ａに係止球５１３が嵌入されている。
【００４２】
ストッパ５４０は、第２ホルダ５３０内に設けられ、コイルバネ５１５によってＡ方向に付勢されている。ストッパ５４０は、係止機構５がバネ受け４０９の係止軸４０９ｂを解放したときにＡ方向に変位し、係止球５１３が係止孔５３０ａから脱落するのを防止する。
【００４３】
係止機構５は、第１ホルダ５２０の小径部５２０ｃによってハウジング５１０側への変位が制限されている係止球５１３が、係止軸４０９ｂの端部に設けられている係止溝４０９ｃに嵌ることで、バネ受け４０９を係止する。
【００４４】
緊急時に高圧気体供給機構６が高圧気体を供給してピストン４０３を閉弁位置に移動させて遮断弁２を閉弁させた後、安全が確認された場合には、例えば操作盤から係止機構５に外部信号として開弁信号が送信される。
【００４５】
係止機構５に開弁信号が送信されると、ソレノイド５５０が駆動して、第１ホルダ５２０をコイルバネ５１１の付勢力に抗してＢ方向に移動させる。大径部５２０ｂが第２ホルダ５３０の係止孔５３０ａに対向する位置まで第１ホルダ５２０がＢ方向に移動すると、各係止球５１３が図５に示す位置からハウジング５１０に向かって変位可能な状態になる。この状態で、各係止球５１３は、係止軸４０９ｂから離れてハウジング５１０に近付く方向に変位し、係止溝４０９ｃから外れて係止軸４０９ｂを解放する。
【００４６】
バネ受け４０９は、係止軸４０９ｂが係止機構５から解放されると、図６に示すように、コイルバネ４１１からの付勢力によってＡ方向に移動する。このとき、バネ受け４０９は、ピストン４０３を本体ケース３０１に向かって押圧し、ピストン４０３を閉弁位置から開弁位置までＡ方向に移動させる。このようにバネ受け４０９に押圧されてピストン４０３が開弁位置に移動することで、ピストン４０３に連動してピストンロッド４０７、出力軸３０３及び弁軸２０１が駆動して遮断弁２が開弁する。
【００４７】
このように、係止機構５は、例えば操作盤から送信される開弁信号に応じて、係止していたバネ受け４０９を解放してピストン４０３を押圧させることで、ピストン４０３を閉弁位置から開弁位置まで移動させて遮断弁２を開弁させる。
【００４８】
以上で説明したように、本実施形態における緊急遮断用アクチュエータ１は、通常時には、図１に示すように、ピストン４０３が開弁位置に存在して遮断弁２が開弁状態に保たれ、係止機構５がバネ受け４０９を係止する。図１に示す通常時の状態で、例えば感震器や火災検知器等から緊急作動信号が送信されると、高圧気体供給機構６から第１シリンダ室４０５ａに高圧気体が供給される。第１シリンダ室４０５ａに高圧気体が供給されると、図４に示すように、ピストン４０３が開弁位置から閉弁位置に向かってＢ方向に移動し、ピストン４０３に連動してピストンロッド４０７、出力軸３０３及び弁軸２０１が駆動して遮断弁２が閉弁する。
【００４９】
また、遮断弁２が閉弁された後に、例えば操作盤から開弁信号が送信されると、図６に示すように、係止機構５による係止状態を解かれたバネ受け４０９がピストン４０３を押圧し、ピストン４０３が開弁位置に向かってＡ方向に移動する。このように、ピストン４０３が閉弁位置から開弁位置に向かってＡ方向に移動すると、ピストン４０３に連動してピストンロッド４０７、出力軸３０３及び弁軸２０１が駆動して遮断弁２が開弁する。
【００５０】
このように、本実施形態における緊急遮断用アクチュエータ１は、緊急時に送信される緊急作動信号に応じて作動して遮断弁２を閉弁させ、安全確認後に送信される開弁信号に応じて作動して遮断弁２を開弁させることができる。
【００５１】
本実施形態における緊急遮断用アクチュエータ１によれば、開弁用の高圧気体発生機構や、開弁用の高圧気体発生機構からシリンダ内部に高圧気体を供給する配管等を設けることなく、係止機構５を作動させて遮断弁２を開弁することができる。したがって、より簡易な構成で作動して遮断弁２を閉弁又は開弁させることが可能になっている。
【００５２】
（変形例）
図７は、緊急遮断用アクチュエータ１の変形例を示す図である。図７に示す緊急遮断用アクチュエータ１は、バネ受け４０９及び係止機構５の構成が、上記した実施形態とは異なっている。なお、図７では、上記した実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００５３】
図７に示す変形例におけるバネ受け４０９は、円盤状のバネ受け部４０９ｄ、バネ受け部４０９ｄの外周に設けられている係止孔４０９ｅを有し、シリンダ４０１の第２シリンダ室４０５ｂに移動可能に設けられている。バネ受け４０９は、バネ受け部４０９ｄと蓋４０２との間に設けられているコイルバネ４１１が圧縮状態となり、コイルバネ４１１から付勢力を受けるように係止機構５によって係止されている。
【００５４】
係止機構５は、ソレノイド５７０、係止ピン５７１を有する。ソレノイド５７０は、シリンダ４０１の蓋４０２側端部の側面に設けられている。係止ピン５７１は、シリンダ４０１を貫通してバネ受け４０９の係止孔４０９ｅに嵌合し、コイルバネ４１１が圧縮状態となるように図７に示す位置でバネ受け４０９を係止する。ソレノイド５７０は、例えば操作盤から送信される開弁信号に応じて作動し、係止ピン５７１を引き上げてバネ受け４０９を係止状態から解放する。
【００５５】
緊急遮断用アクチュエータ１は、例えば感震器や火災検知器等から緊急作動信号が送信されると、高圧気体供給機構６から第１シリンダ室４０５ａに供給される高圧気体によって、ピストン４０３が開弁位置から閉弁位置に向かってＢ方向に移動する。ピストン４０３が閉弁位置に向かってＢ方向に移動すると、ピストン４０３に連動するピストンロッド４０７、出力軸３０３及び弁軸２０１が駆動して遮断弁２が閉弁する。
【００５６】
緊急時に遮断弁２が閉弁された後に、例えば安全が確認されて操作盤から開弁信号が送信されると、ソレノイド５７０が係止ピン５７１をシリンダ４０１の外側に引き上げることで、係止機構５がバネ受け４０９を解放する。バネ受け４０９は、係止機構５から解放されると、コイルバネ４１１からの付勢力によってＡ方向に移動する。このとき、バネ受け４０９は、ピストン４０３を本体ケース３０１に向かって押圧し、ピストン４０３を閉弁位置から開弁位置に向かってＡ方向に移動させる。ピストン４０３が開弁位置に移動することで、ピストン４０３に連動するピストンロッド４０７、出力軸３０３及び弁軸２０１が駆動して遮断弁２が開弁する。
【００５７】
このように、緊急遮断用アクチュエータ１は、図７に例示するバネ受け４０９及び係止機構５によって、ピストン４０３を閉弁位置から開弁位置に向かってＡ方向に移動させて遮断弁２を開弁させてもよい。上記した変形例に係る構成によれば、係止機構５をより簡易な構成とすることができる。
【００５８】
以上、実施形態に係る緊急遮断弁用アクチュエータ及び緊急遮断装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１  緊急遮断用アクチュエータ
２  遮断弁
３  本体
４  ピストン機構
５  係止機構
６  高圧気体供給機構
１００  緊急遮断装置
２０１  弁軸
３０３  出力軸
４０１  シリンダ
４０３  ピストン
４０５ａ  第１シリンダ室
４０５ｂ  第２シリンダ室
４０７  ピストンロッド
４０９  バネ受け（ピストン押圧部材）
４１１  コイルバネ（付勢部材）
６３０  高圧気体容器（気体発生源）
【図１】
0006649072.tif 000002
【図２】
0006649072.tif 000003
【図３】
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【図４】
0006649072.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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