(57)【要約】【課題】緊急開放弁の弁体を、簡単な機構により開閉操作できるようにする。【解決手段】  流路Ｐを開閉する回転弁の弁体２をウェイト１０の自重により閉弁方向に付勢し、そのウェイト１０を容器状にして内部に流体Ｗを導入可能、及び導入された流体Ｗを外部へ排出可能とすることにより前記自重を可変とする。このウェイト１０への流体Ｗの導入により前記自重が増加して前記弁体２が回動して閉弁し、前記流体Ｗの排出により前記自重が減少して前記流路Ｐの流体圧により弁体２が回動して開弁する。また、そのウェイト１０内への流体Ｗの導入は、そのウェイト１０内と前記回転弁の上流側の流路Ｐ内とを連通する電磁弁１４付きの導入管１１を介して行い、流体Ｗの排出は電磁弁１５付きの排出管１６を介して行う。流体Ｗの導入、排出が電磁弁１４，１５の動作により制御されるので、弁体２を開閉動作させる油圧シリンダやトルク発生装置等の複雑な動作手段が不要であり、弁体を簡単な機構により開閉操作できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路Ｐを開閉する回転弁の弁体２をウェイト１０の自重により閉弁方向に付勢し、そのウェイト１０を容器状にして内部に流体Ｗを導入可能、及び導入された流体Ｗを外部へ排出可能とすることにより前記自重を可変とし、前記流体Ｗの導入により前記自重が増加して前記弁体２が回動して閉弁し、前記流体Ｗの排出により前記自重が減少して前記流路Ｐの流体圧により弁体２が回動して開弁する緊急開放弁。
【請求項２】
上記ウェイト１０内と上記流路Ｐ内とを連通する導入管１１を設け、その導入管１１を介して前記ウェイト１０の内部に流体Ｗを導入することを特徴とする請求項１に記載の緊急開放弁。
【請求項３】
上記ウェイト１０内は密閉されたものであり、そのウェイト１０に上記流体Ｗの導入に伴って内部の気体Ａを排出する空気弁１３を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の緊急開放弁。
【請求項４】
上記流体Ｗの排出は、上記ウェイト１０に設けた排出管１６を通じて行い、その排出管１６に電磁弁１５を設けてその動作により排出管１６を開閉自在としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の緊急開放弁。
【請求項５】
上記導入管１１に電磁弁１４を設けてその動作により導入管１１を開閉自在とし、上記流体Ｗの排出の際に、その電磁弁１４により前記導入管１１を閉鎖することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の緊急開放弁。
【請求項６】
上記両電磁弁１４，１５は、外部からの信号によりともに動作することを特徴とする請求項４又は５に記載の緊急開放弁。
【請求項７】
上記外部からの信号は、地震計から発せられることを特徴とする請求項６に記載の緊急開放弁。
【請求項８】
上記ウェイト１０の自重による上記弁体２の閉弁方向の付勢力を、上記流路Ｐ内の流体圧に合わせて増減させることにより弁体２の開弁量を調整可能としたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の緊急開放弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上水道や下水道等の流体配管に設置され、緊急時等にその管路内の流体を排出する緊急開放弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上水道や下水道等の流体配管には、適宜の位置に分岐管が設けられてその分岐管に緊急用の開放弁が設けられる場合がある。この分岐管は、例えば、予め設けられた災害対策用の貯水タンクに接続されており、大地震等の災害発生時等において、自動的に緊急開放弁が開放されることによってその貯水タンクに大量の新鮮な水が供給され、災害復旧までの生活用水が確保されるようになっている。
また、雨水が流れ込む構造の下水道等において、緊急開放弁付きの分岐管を河川への放流管に接続しておき、大雨の際には、緊急開放弁が開放されることによって、その分岐管を介して大量の雨水を河川に排水できるようにする場合もある。
【０００３】
このような箇所に設けられる緊急開放弁として、例えば、図５に示す緊急開放弁３１が挙げられる。その構成は、水道本管から分岐した管路Ｐ末端の弁箱３６にその管路Ｐに直交する弁軸３５を設け、その弁軸３５にアーム３４を介して弁体３２が取り付けられており、その弁体３２を弁座３３に接離自在として回転弁を構成している。また、その弁軸３５には、アーム３７を介して油圧シリンダ３８が接続されており、その油圧シリンダ３８のロッド３８ａの進退が開閉制御部４０により制御される。
油圧シリンダ３８は複動式シリンダとなっており、各シリンダ室がそれぞれ配管４４，４５を介して、前記開閉制御部４０の制御セット４３ｂ、油圧ユニット４３ａへ接続されている。また、制御盤４２には地震計４１が接続されており、その制御盤４２が、地震計４１からの信号を受けて油圧ユニット４３ａ、制御セット４３ｂを作動させる。なお、図中の符号４６は、電源配線を示す。
【０００４】
地震発生の際に、油圧ユニット４３ａ、制御セット４３ｂが作動すると、ロッド３８ａが図中の矢印Ｄの方向へ後退することにより、弁体３２が回動して開弁し（図５に示す矢印ｂ参照）、管路Ｐ内の水を放出する（同図矢印ａ及び矢印ｃを参照）。また、その水の放出を停止する際には、ロッド３８ａが逆方向へ進出することにより、弁体３２が回動して閉弁する。
【０００５】
また、特許文献１には、回転弁の弁軸にアームを介してウェイトを取り付け、そのウェイトの自重により弁体を開弁方向に付勢するとともに、常時はそのアームを係止して閉弁状態に維持し、緊急時は、そのアームの係止を自動的に解除してウェイトの自重によりアームを回動させて、開弁させるようにした技術も開示されている。
【特許文献１】特開平８−５４０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記図５に示す緊急開放弁３１を採用すると、弁体３２を開閉するために、油圧シリンダ３８等の動作手段を設ける必要がある。また、特許文献１に記載の緊急開放弁は、操作機によって、ウェイト付きのアームを逆方向へ回動させ、弁体を閉弁状態の位置に戻す操作が必要である。油圧シリンダや、操作機を設けることにより装置が複雑になるので、さらに簡単な構造の緊急開放弁が望まれる。
そこで、この発明は、緊急開放弁の弁体を、簡単な機構により開閉操作できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明は、弁体を閉弁方向に付勢するウェイトを容器状にして、その内部に管路の流体を導入自在とし、また、導入した流体を排出自在としたのである。
【０００８】
このようにすれば、ウェイト内に流体が導入されることによりそのウェイトの自重が増加し、その自重により、弁体は閉弁方向に付勢されて回動して閉弁する。また、導入された流体を排出すれば、前記自重は減少して前記付勢力が弱まるので、管路内の流体圧により弁体は回動して開弁する。このように、ウェイトの自重の変化により弁体を開閉できるので、弁体を開閉動作させる油圧シリンダや操作機等の複雑な動作手段が不要である。したがって、緊急開放弁の弁体を簡単な機構により開閉操作できるようになる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明は、以上のようにしたので、緊急開放弁の弁体を、簡単な機構により開閉操作できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
上記手段の実施形態として、流路を開閉する回転弁の弁体をウェイトの自重により閉弁方向に付勢し、そのウェイトを容器状にして内部に流体を導入可能、及び導入された流体を外部へ排出可能とすることにより前記自重を可変とする。そのウェイト内への前記流体の導入により前記自重が増加して前記弁体が回動して閉弁し、前記流体の排出により前記自重が減少して前記流路の流体圧により弁体が回動して開弁する構成としたものである。
このようにすれば、ウェイト内への流体の導入、及び排出により自重を増減させることにより、そのウェイトの自重による付勢力、及び流路の流体圧を活用して、簡単な機構により弁体の開閉操作を行うことができる。
なお、閉弁時におけるウェイトの自重による弁体の付勢力は、流路の流体圧に抗してその弁体をしっかりと弁座に当接させるに足りる自重を有していることが望ましい。
【００１１】
上記の構成において、ウェイト内と上記流路内とを連通する導入管を設け、その導入管を介して前記ウェイトの内部に流体を導入するようにすれば、容器状のウェイト内へ流体を導入する際に、他から流体を持ち込む手間がなくなる。
ただし、開弁のためウェイト内に導入された流体を排出する際には、その導入管からの導入量を排出量よりも相対的に少なくするか、あるいはその導入管を完全に閉塞することにより、ウェイトの自重が減少するように設定する必要がある。
【００１２】
また、上記の構成において、ウェイト内に流体が導入される際に、その導入に伴ってタンク内の気体は適宜外部へ排出されることが望ましいが、ウェイト内が密閉されていないと、弁体の回動等に伴って流体が外部へ漏れることが懸念される。そこで、ウェイト内を密閉するとともに、流体の導入に伴って内部の気体を排出する空気弁を設ければ、流体が漏れることなく、またその流体の導入が円滑に行われるので好ましい。
【００１３】
また、上記流体の排出は、ウェイトに設けた排出管を通じて行い、その排出管に電磁弁を設けてその動作により排出管を開閉自在とすれば、その流体の排出を制御しやすくなる。また、電磁弁を動作させるには小電力で足りるので、電源の確保が容易となる。
【００１４】
さらに、上記の各構成において、上記導入管に電磁弁を設けてその動作により導入管を開閉自在とし、上記流体の排出の際に、その電磁弁により前記導入管を閉鎖する構成を採用し得る。このようにすれば、ウェイト内に導入された流体の排出時は、その導入管からの流体の導入を止めることができるので、ウェイトの自重を早期に減少させて弁体を開弁させることができる。
【００１５】
なお、その両電磁弁は、外部からの信号によりともに動作するようにすれば、上記流体の排出及び導入が、その信号を受けて自動的に成されるので便利である。例えば、その外部からの信号が、地震発生時にその地震を感知した地震計から発せられるものとしてもよい。
【００１６】
さらに、上記ウェイトの自重による上記弁体の閉弁方向の付勢力を、上記流路内の流体圧に合わせて増減させることにより弁体の開弁量を調整可能とした構成を採用し得る。ウェイトの自重を可変としたことにより、その自重、すなわち弁体に作用する閉弁方向の付勢力を任意に調整できるので、その付勢力を流路の流体圧に応じて増減させれば、弁体を所望の開弁量に維持することができる。このため、流体の供給量を調整することが可能となる。
【実施例１】
【００１７】
実施例１を図１乃至図２に基づいて説明する。この実施例１の緊急開放弁１は、図１に示すように、水道本管から分岐した管路（流路）Ｐ末端の弁箱６に弁軸５が設けられており、その弁軸５にアーム４を介して弁体２が取り付けられた揺動弁形式のものである。弁体２は、弁軸５周りに回動することにより弁座３に接離自在となっており、また、その弁軸５には、アーム１２を介して中空の容器状を成すウェイト１０が設けられている。
【００１８】
ウェイト１０内は、図１に示す導入管１１を介して前記弁座３上流側の管路Ｐ内と連通しており、そのウェイト１０内に管路Ｐの水Ｗを導入可能としている。その導入管１１の途中には、その導入管１１を開閉する電磁弁１４が設けられている。
【００１９】
また、ウェイト１０の上部には、上記水Ｗの導入に伴って内部の空気Ａを排出するフロート式の空気弁１３が設けられている。ウェイト１０内に水が無いか、あるいは水位が低い場合には、フロート（図示せず）はウェイト１０内の比較的低い位置にあって空気弁１３は開放されている。
電磁弁１４が開放されると、管路Ｐ内の水Ｗが導入管１１を通じてウェイト１０内へ導入され、その導入によりウェイト１０内の水位が上昇してフロートも上昇する。フロートの上昇により空気弁１３が閉じられて止水される。また、電磁弁１４が閉鎖されれば、その水Ｗの導入は停止する。
【００２０】
ウェイト１０の下部には排出管１６が設けられており、その排出管１６の途中には、その排出管１６を開閉する電磁弁１５が設けられている。ウェイト１０内に導入された水Ｗの排出は、この排出管１６を通じて行われる。
【００２１】
両電磁弁１４，１５は、それぞれ配線２４，２５を介して開閉制御部２０の制御盤２２へ接続されている。その制御盤２２は、地震発生時に地震計２１から発せられる信号を受けて両電磁弁１４，１５を動作させることができるようになっており、その各装置の電源として太陽電池２３が設けられている。
【００２２】
この緊急開放弁１の作用を説明すると、平常時には、電磁弁１４が開放されているとともに、電磁弁１５は閉鎖されているので、管路Ｐ内の水Ｗが導入管１１を通じてウェイト１０内へ導入され、ウェイト１０の自重が増加する。その自重により前記弁体２が閉弁方向に付勢されるとともに、その弁体２は閉弁方向へ回動して閉弁する（図１に示す状態参照）。この閉弁時におけるウェイト１０の自重による弁体２の付勢力は、管路Ｐの流体圧（同図に示す矢印ａ参照）に抗してその弁体２をしっかりと弁座３に当接させるに足りるものであることが望ましい。
【００２３】
地震発生時には、制御盤２２が地震計２１から発せられる信号を受け、その制御により電磁弁１４を閉鎖するとともに電磁弁１５を開放する。
この電磁弁１４を閉鎖することにより、ウェイト１０内への流体Ｗの導入が停止する。また、電磁弁１５を開放することにより、ウェイト１０内への流体Ｗは排出管１６から外部へ排出され、ウェイト１０の自重は次第に減少する。この減少により、ウェイト１０による弁体２の閉弁方向への付勢力が減少する。そして、その閉弁方向の付勢力よりも、管路Ｐ内の流体圧による開弁方向の付勢力が大きくなると、その弁体２が回動して開弁し（図２に示す矢印ｂ参照）、水Ｗが放流される（同図に示す矢印ａ及び矢印ｃ参照）。
水Ｗの放流が終了すれば、制御盤２２を介して電磁弁１４，１５を元の状態に戻すことにより、管路Ｐ内の水Ｗが再度、導入管１１を通じてウェイト１０内へ導入され、ウェイト１０の自重が増加して前記弁体２が回動して閉弁する。
この放流終了の制御は、例えば、制御盤２２にタイマーを設けて、放流開始から所定の時間経過後に自動的に閉弁するようにそのタイマーを設定してもよいし、放流される側の貯水タンクや流路等に設けた水位検知装置が発信した信号を制御盤２２が受けて、その制御により各電磁弁１４，１５を動作させるようにしてもよい。また、別途、指令室からの外部信号を受けて各電磁弁１４，１５が動作するようにしてもよい。
【００２４】
なお、この実施例１では、緊急開放弁１を水道本管から分岐した管路Ｐの末端に設けたが、この実施例以外にも、緊急開放弁１は、流体を移送する管路Ｐの途中に設けたり、あるいは貯水槽の排出口など、一般的な流体流路の任意の箇所に設けることができる。また、回転弁の構成は、この実施例に示す揺動弁以外の形式も採用し得る。例えば、バタフライ弁形式の回転弁にも採用可能である。緊急開放弁１をバタフライ弁形式の回転弁とする場合は、その回転弁の弁軸が管路Ｐの軸心を通るラインから偏心して設けられていることが望ましい。
また、ウェイト１０に設けられる空気弁１３の態様としては、この実施例に示すフロート式の空気弁以外にも周知の空気弁を採用できる。
【００２５】
さらに、ウェイト１０内に導入される流体Ｗは、その流体Ｗがウェイト１０内に所定量導入されることにより、そのウェイト１０の自重が増加して弁体２を流体圧に抗して閉弁し得るものでなければならず、一定以上の比重を有していることが求められる。したがって、流路Ｐに供給されている流体Ｗがその比重に満たないものである場合には、ウェイト１０内への流体Ｗの導入は、導入管１１を介して行うのではなく、他から導入する手段も採用し得る。
【００２６】
さらに、例えば、両電磁弁１４，１５の開閉を手動又は制御盤２２等の機器で制御し、そのウェイト１０内に介在する流体Ｗの量を増減させることにより、ウェイト１０の自重を任意の重量に調整することができる。ウェイト１０の自重を任意の重量に調整することができれば、その自重を管路Ｐ内の流体圧に併せて加減して弁体２の開弁量を調整できるので、流体Ｗの供給量を調整することが可能である。
特に、管路Ｐの流体圧が時間の経過とともに変化する場合は、その流体圧の変化を検知する手段を設けて、ウェイト１０の自重すなわち前記閉弁方向の付勢力をその検知した流体圧に応じて自動的に調整し、その調整により、弁体２を常に所定の開弁量に維持し得る手段を設けることが有効である。
【実施例２】
【００２７】
実施例２を図３乃至図４に基づいて説明する。実施例２は、実施例１に示すウェイト１０を弁体２に直接取り付けたものである。
図３は、ウェイト１０内へ流体Ｗが導入され、そのウェイト１０の自重が増加することにより前記弁体２が回動して閉弁した状態を示す。ウェイト１０が弁体２の背面に取り付けられているので、装置の構造がシンプルである。図４は、電磁弁１４が閉鎖されるとともに、電磁弁１５が開放されて、ウェイト１０内の水Ｗが排出された状態を示す。ウェイト１０による閉弁方向の付勢力よりも、管路Ｐ内の流体圧による開弁方向の付勢力が大きくなることにより、弁体２が回動して開弁した状態を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１の正面図で、閉弁状態を示す
【図２】図１の開弁状態を示す
【図３】実施例２の正面図で、閉弁状態を示す
【図４】図３の開弁状態を示す
【図５】従来例を示す正面図
【符号の説明】
【００２９】
１，３１  緊急開放弁
２，３２  弁体
３，３３  弁座
４，１２，３４，３７  アーム
５，３５  弁軸
６，３６  弁箱
１０  ウェイト
１１  導入管
１３  空気弁
１４，１５  電磁弁
１６  排出管
２０，４０  開閉制御部
２１，４１  地震計
２２，４２  制御盤
２３  太陽電池
２４，２５  配線
３８  油圧シリンダ
３８ａ  ロッド
４３ａ  油圧ユニット
４３ｂ  制御セット
４４，４５  配管
４６  電源配線
【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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