特許 7393215 消防設備用一斉開放弁、開放型スプリンクラー設備及び予作動式流水検知装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】消防設備用一斉開放弁、開放型スプリンクラー設備及び予作動式流水検知装置

(51)【国際特許分類】

   F16K 7/07 20060101AFI20231129BHJP

   A62C 35/68 20060101ALI20231129BHJP

   A62C 35/62 20060101ALI20231129BHJP

   F16K 31/126 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

F16K7/07 B

A62C35/68

A62C35/62

F16K31/126 Z

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2020006058

(22)【出願日】2020-01-17

(65)【公開番号】P2021105443

(43)【公開日】2021-07-26

【審査請求日】2022-10-14

(31)【優先権主張番号】10-2019-0175603

(32)【優先日】2019-12-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】000229405

【氏名又は名称】日本ドライケミカル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001508

【氏名又は名称】弁理士法人 津国

(72)【発明者】

【氏名】遠山 榮一

(72)【発明者】

【氏名】オ・ジュファン

【審査官】橋本 敏行

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０４４５１０２３（ＵＳ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１６－００７７５４２（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６１２４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０６６２０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６２Ｃ ２／００－９９／００

Ｆ１６Ｋ ７／００－ ７／２０

１３／００－１３／１０

２５／００－２５／０４

２９／００－２９／０２

３１／１２－３１／１６５

３１／３６－３１／４２

３３／００

９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁室内の水圧が増減されることにより、前記弁室内における消火剤の流路が閉鎖又は開放される消防設備用一斉開放弁であって、
弁本体と、枠状弁体と、筒状パッキンとを含み、
前記弁本体は、前記弁室と、前記消火剤の１次側流入口と、前記消火剤の２次側流出口とを備え、前記１次側流入口と前記２次側流出口とは、互いに対向するように前記弁本体に設けられ、前記弁室の内部には、前記枠状弁体及び前記筒状パッキンが収容され、
前記枠状弁体は、前記消火剤の流れを遮断するブロック体と、前記ブロック体を前記流路の途中に支持し、且つ前記消火剤を通過させることが可能な複数のサポーターとを備え、
前記筒状パッキンは、弾性変形可能な材料で形成された筒体であって、前記枠状弁体の外形に対応する内形を有し、内部に前記枠状弁体を収容することが可能であり、前記弁室内における前記筒状パッキンの外側の水圧が内側の水圧以上のときに、前記枠状弁体に密着する第１形態となって、前記枠状弁体とともに前記消火剤の流路を閉鎖し、前記弁室内における前記筒状パッキンの外側の水圧が内側の水圧よりも低いときに、前記枠状弁体から離反する第２形態となって、前記消火剤の流路を開放させ、
前記枠状弁体が、略円錐台形状の２つの枠体を含み、各枠体は、直径の小さい第１リング板と、直径の大きい第２リング板との間に、板状の前記複数のサポーターを一定の間隔をおいて放射状に配置した構成であり、前記ブロック体は、互いに対向する２つの前記第１リング板の間に支持され、
互いに対向する２つの前記第１リング板の間に介在する支持板を備え、２つの前記第１リング板のそれぞれの裏面側から前記支持板の表面及び裏面に、２つの前記ブロック体をそれぞれ固定することにより、２つの前記枠体、前記支持板及び２つの前記ブロック体が一体に組み付けられた前記枠状弁体を構成し、
前記支持板の周縁部が、２つの前記第１リング板の周縁部よりも僅かに外側に突出し、前記筒状パッキンの内面の中央には、前記支持板の周縁部と対応する形状の凹部が設けられ、前記筒状パッキンが第１形態となったときに、前記凹部が、前記支持板の周縁部に密着する、消防設備用一斉開放弁。

【請求項2】

前記１次側流入口、前記２次側流出口、前記枠状弁体及び前記筒状パッキンが、互いの中心軸を共有する、請求項１に記載の消防設備用一斉開放弁。

【請求項3】

前記枠体を構成する前記第１リング板、前記第２リング板及び前記複数のサポーターのそれぞれがステンレス鋼板からなる、請求項１に記載の消防設備用一斉開放弁。

【請求項4】

前記第１及び第２リング板のそれぞれには、放射状に配置された溝部が形成され、
各サポーターの両端部には、欠けている段差部と、前記段差部よりも突出する突起部とが設けられ、
前記突起部が前記溝部に挿入された状態で、各サポーターが前記第１及び第２リング板に溶接される、請求項３に記載の消防設備用一斉開放弁。

【請求項5】

２つの前記ブロック体のそれぞれが略円錐形状であり、各ブロック体の底面が前記支持板の表面及び裏面にそれぞれ固定される、請求項１に記載の消防設備用一斉開放弁。

【請求項6】

１次側流路の配管と接続される１次側ジョイントと、２次側流路の配管と接続される２次側ジョイントとを備え、前記１次側ジョイントが前記弁本体の前記１次側流入口に交換可能に接続され、前記２次側ジョイントが前記弁本体の前記２次側流出口に交換可能に接続される、請求項１～５のいずれか１項に記載の消防設備用一斉開放弁。

【請求項7】

前記弁本体と前記１次側ジョイントとの間に接続され、前記１次側ジョイントから前記弁室内に消火剤を供給するための給水管と、
前記弁本体に接続され、前記弁室内の消火剤を排水するための排水管と、
を備えた請求項６に記載の消防設備用一斉開放弁。

【請求項8】

前記１次側ジョイントが、前記１次側流路の配管の一のフランジと接続するための他のフランジ、又は前記１次側流路の配管のカップリングと接続するための溝を有する、請求項６又は７に記載の消防設備用一斉開放弁。

【請求項9】

前記２次側ジョイントが、前記２次側流路の配管の一のフランジと接続するための他のフランジ、又は前記２次側流路の配管のカップリングと接続するための溝を有する、請求項６～８のいずれか１項に記載の消防設備用一斉開放弁。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか１項に記載の消防設備用一斉開放弁と、前記消防設備用一斉開放弁から一斉に消火剤が供給される複数の開放型スプリンクラーヘッドと、を備えた開放型スプリンクラー設備。

【請求項11】

請求項１～９のいずれか１項に記載の消防設備用一斉開放弁と、前記消防設備用一斉開放弁の流路が開放されたときの前記消火剤の流れを検知する検知手段と、を備えた予作動式流水検知装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、弁室内の水圧が増減されることにより、前記弁室内における消火剤の流路が閉鎖又は開放される消防設備用一斉開放弁、この消防設備用一斉開放弁を用いた開放型スプリンクラー設備及び予作動式流水検知装置に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、消防用スプリンクラー設備は、火災発生時に高圧で水などの消火剤を散布するものであり、閉鎖型と開放型に区分される。

【0003】

閉鎖型のスプリンクラー設備には、湿式、乾式、予作動式などがあり、平常時に消火剤の出口が閉鎖された閉鎖型スプリンクラーヘッドが用いられる。一方、開放型のスプリンクラー設備には、平常時に消火剤の出口が開放された開放型のスプリンクラーヘッドと一斉開放弁とが用いられる。開放型のスプリンクラー設備は、火災発生時に一斉開放弁を開放させることにより、防護対象区域に設置された多数の開放型スプリンクラーヘッドから消火剤を一斉に散布させる。このような開放型のスプリンクラー設備は、火災の初期鎮圧に効果がある。

【0004】

一斉開放弁は、平常時に閉鎖されており、火災発生時や消防設備の点検時に開放され動作される。平常時において、一斉開放弁の１次側流路としての配管は、建物内に設置された凍結のおそれがない水槽に接続される。１次側流路としての配管内は、加圧された消火剤で満たされる。一方、一斉開放弁の２次側流路としての配管は、建物の外壁などに設置されてスプリンクラーヘッドに接続される場合があるので、凍結のおそれがある。このため、２次側流路としての配管は、内部が空気で満たされた乾式配管となっている。

【0005】

一斉開放弁は、弁が設けられている弁室内の水圧が増減されることによって閉鎖又は開放される。弁を動作させる弁室内の水圧は、１次側流路から供給される消火剤の水圧によって高くなり、弁の閉鎖状態を良好に維持する。

【0006】

火災発生時に火災が感知されると、例えば、一斉開放弁の電磁弁が開放され、弁室内の消火剤が流出する。これにより、弁を閉鎖状態にしていた水圧が喪失し、一斉開放弁が完全な開放状態になる。そして、消火ポンプによって１次側流路から一斉開放弁に流入した高圧の消火剤が、２次側流路に接続された複数の開放型スプリンクラーヘッドから散布される。

【0007】

このような消防設備用一斉開放弁に関する先行技術として、下記の［特許文献］に挙げた大韓民国特許出願公開公報第１０－２０１４－００２４６１１号（公開日：２０１４年３月３日、以下「特許文献１」）の「消火設備用一斉開放弁の開閉装置」がある。

【0008】

特許文献１に開示された消防設備用一斉開放弁の開閉装置は、消火剤が流入される流入室と、この流入室を介して消火剤が流出する流出室と、油圧によって流入室と流出室との間の流路を開閉させるダイヤフラムと、このダイヤフラムが設けられたダイヤフラム室と、流入室の１次側に接続され、消火剤の流入を開閉させる遮断弁と、この遮断弁からダイヤフラム室に接続される接続ラインと、この接続ラインの途中に接続され、ダイヤフラム室への消火剤の流入を開閉させる第１手動弁と、を備えた構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【文献】大韓民国特許出願公開公報第１０－２０１４－００２４６１１号

【文献】特開平１０－２９９９３８号公報

【文献】実開平６－５０６６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

＜圧力損失の問題＞
特許文献１には、消防設備用一斉開放弁の機械的な構造が開示されていない。そこで、特開平１０－２９９９３８号公報（特許文献２）及び実開平６－５０６６７号公報（特許文献３）を例示する。

【0011】

特許文献２、３に開示されているように、従来の消防設備用一斉開放弁は、１次側流入口と２次側流出口とが、互いの中心軸を共通する直線状となっており、一方、弁及び弁座の中心軸が、１次側流入口及び２次側流出口の中心軸と直交する構成となっていた。

【0012】

このような構成であったために、従来の消防設備用一斉開放弁では、弁が開放状態になったときに、１次側流入口から流入した消火剤が、弁室の方向に迂回して、２次側流出口へ流出する。つまり、消火剤は、１次側流入口から２次側流出口へ直線状に流れるのではなく、弁室を迂回しなければならない。このような「流路の曲がり」が、１次側流入口と２次側流出口との間における消火剤の圧力損失を生じさせる。一斉開放弁で生じた消火剤の圧力損失は、複数のスプリンクラーから散布される消火剤の単位時間あたりの放出量を減少させてしまう。

【0013】

＜開閉機構の問題＞
特許文献２、３に開示されているように、従来の消防設備用一斉開放弁は、弁（ダイヤフラム又はピストン弁）を動作させるための開閉機構を備えていた。開閉機構は、弁を開閉させるための軸（ステム又はスピンドル）などの稼働部分をシールする必要があり、部品点数の多い複雑な構造となってしまう。

【0014】

＜ウォーターハンマーの問題＞
弁が急激な開閉動作をすると、流体の慣性により流路内に衝撃と高水圧が発生する。このような現象は、一般にウォーターハンマーと呼ばれている。このようなウォーターハンマーを防止するために、特許文献２の消防設備用一斉開放弁は、圧力保持弁１９_１を設けることにより、ダイヤフラムの急激な移動を制限している。また、特許文献３の消防設備用一斉開放弁は、ピストン弁２１に安全弁２７を設けて、配管内の異常高圧を解消している。

【0015】

しかし、特許文献２、３に開示された構成は、一般に「親子弁構造」と呼ばれる複雑な弁構造であり、メンテナンス性が悪く、消防設備用一斉開放弁の保守に手間が掛かる。一方、複雑な「親子弁構造」を採用しなければ、消防設備用一斉開放弁は、圧力の変化に応じて急激に開閉動作し、配管内でウォーターハンマーが発生してしまう。したがって、極めて単純な構成によって、ウォーターハンマーを防止することが望まれる。

【0016】

＜配管接続方式の問題＞
特許文献２、３に開示されているように、従来の消防設備用一斉開放弁は、配管を接続するためのフランジが弁本体と一体に設けられていた。このため、従来の消防設備用一斉開放弁は、フランジが設けられた配管しか接続することができなかった。消防設備の分野では、フランジ方式以外の各種ジョイント（継手）が採用されている。特に、カップリングと溝との結合によるワンタッチジョイントは、結合のためにボルト、ナット及び工具を必要とせず、非常に便利である。このように、同一構成の消防設備用一斉開放弁が、フランジ方式を含む各種方式のジョイントと結合することが可能であれば、その用途が大幅に拡大する。

【0017】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、下記Ａ）～Ｄ）を可能とする消防設備用一斉開放弁、この消防設備用一斉開放弁を用いた開放型スプリンクラー設備及び予作動式流水検知装置を提供することを目的とする。
Ａ）消火剤の圧力損失を大幅に軽減すること
Ｂ）開閉機構を大幅に削減すること
Ｃ）ウォーターハンマーを軽減すること
Ｄ）各種方式のジョイントと結合すること

【課題を解決するための手段】

【0018】

（１）上記目的を達成するために、本発明の消防設備用一斉開放弁は、弁室内の水圧が増減されることにより、前記弁室内における消火剤の流路が閉鎖又は開放される消防設備用一斉開放弁であって、弁本体と、枠状弁体と、筒状パッキンとを含み、前記弁本体は、前記弁室と、前記消火剤の１次側流入口と、前記消火剤の２次側出口とを備え、前記１次側流入口と前記２次側流出口とは、互いに対向するように前記弁本体に設けられ、前記弁室の内部には、前記枠状弁体及び前記筒状パッキンが収容され、前記枠状弁体は、前記消火剤の流れを遮断するブロック体と、前記ブロック体を前記流路の途中に支持し、且つ前記消火剤を通過させることが可能な複数のサポーターとを備え、前記筒状パッキンは、弾性変形可能な材料で形成された筒体であって、前記枠状弁体の外形に対応する内形を有し、内部に前記枠状弁体を収容することが可能であり、前記弁室内における前記筒状パッキンの外側の水圧が内側の水圧以上のときに、前記枠状弁体に密着する第１形態となって、前記枠状弁体とともに前記消火剤の流路を閉鎖し、前記弁室内における前記筒状パッキンの外側の水圧が内側の水圧よりも低いときに、前記枠状弁体から離反する第２形態となって、前記消火剤の流路を開放させる。

【0019】

（２）好ましくは、上記（１）の消防設備用一斉開放弁において、前記１次側流入口、前記２次側流出口、前記枠状弁体及び前記筒状パッキンが、互いの中心軸を共有する。

【0020】

（３）好ましくは、上記（１）又は（２）の消防設備用一斉開放弁において、前記枠状弁体が、略円錐台形状の２つの枠体を含み、各枠体は、直径の小さい第１リング板と、直径の大きい第２リング板との間に、板状の前記複数のサポーターを一定の間隔をおいて放射状に配置した構成であり、前記ブロック体は、互いに対向する２つの前記第１リング板の間に支持される。

【0021】

（４）好ましくは、上記（３）の消防設備用一斉開放弁において、前記枠体を構成する前記第１リング板、前記第２リング板及び前記複数のサポーターのそれぞれがステンレス鋼板からなる。

【0022】

（５）好ましくは、上記（４）の消防設備用一斉開放弁において、前記第１及び第２リング板のそれぞれには、放射状に配置された溝部が形成され、各サポーターの両端部には、欠けている段差部と、前記段差部よりも突出する突起部とが設けられ、前記突起部が前記溝部に挿入された状態で、各サポーターが前記第１及び第２リング板に溶接される。

【0023】

（６）好ましくは、上記（３）～（５）のいずれかの消防設備用一斉開放弁において、互いに対向する２つの前記第１リング板の間に介在する支持板を備え、２つの前記第１リング板のそれぞれの裏面側から前記支持板の表面及び裏面に、２つの前記ブロック体をそれぞれ固定することにより、２つの前記枠体、前記支持板及び２つの前記ブロック体が一体に組み付けられた前記枠状弁体を構成する。

【0024】

（７）好ましくは、上記（６）の消防設備用一斉開放弁において、２つの前記ブロック体のそれぞれが略円錐形状であり、各ブロック体の底面が前記支持板の表面及び裏面にそれぞれ固定される。

【0025】

（８）好ましくは、上記（６）又は（７）の消防設備用一斉開放弁において、前記支持板の周縁部が、２つの前記第１リング板の周縁部よりも僅かに外側に突出し、前記筒状パッキンの内面の中央には、前記支持板の周縁部と対応する形状の凹部が設けられ、前記筒状パッキンが第１形態となったときに、前記凹部が、前記支持板の周縁部に密着する。

【0026】

（９）好ましくは、上記（１）～（８）のいずれかの消防設備用一斉開放弁において、１次側流路の配管と接続される１次側ジョイントと、２次側流路の配管と接続される２次側ジョイントとを備え、前記１次側ジョイントが前記弁本体の前記１次側流入口に交換可能に接続され、前記２次側ジョイントが前記弁本体の前記２次側流出口に交換可能に接続される。

【0027】

（１０）好ましくは、上記（９）の消防設備用一斉開放弁において、前記弁本体と前記１次側ジョイントとの間に接続され、前記１次側ジョイントから前記弁室内に消火剤を供給するための給水管と、前記弁本体に接続され、前記弁室内の消火剤を排水するための排水管と、を備える。

【0028】

（１１）上記（９）又は（１０）の消防設備用一斉開放弁において、前記１次側ジョイントが、前記１次側流路の配管の一のフランジと接続するための他のフランジ、又は前記１次側流路の配管のカップリングと接続するための溝を有する。

【0029】

（１２）上記（９）～（１１）のいずれかの消防設備用一斉開放弁において、前記２次側ジョイントが、前記２次側流路の配管の一のフランジと接続するための他のフランジ、又は前記２次側流路の配管のカップリングと接続するための溝を有する。

【0030】

（１３）上記目的を達成するために、本発明の開放型スプリンクラー設備は、上記（１）～（１２）のいずれかの消防設備用一斉開放弁と、前記消防設備用一斉開放弁から一斉に消火剤が供給される複数の開放型スプリンクラーヘッドと、を備える。

【0031】

（１４）上記目的を達成するために、本発明の予作動式流水検知装置は、上記（１）～（１２）のいずれかの消防設備用一斉開放弁と、前記消防設備用一斉開放弁の流路が開放されたときの前記消火剤の流れを検知する検知手段と、を備える。

【0032】

ここで、本明細書における「消火剤」の用語は、水、浸潤剤等入り水、泡消火薬剤（水溶液を含む）、強化液消火薬剤、使用温度範囲内で液体であるその他の消火薬剤を含む。

【発明の効果】

【0033】

本発明の消防設備用一斉開放弁は、弁本体内に固定された枠状弁体に対して、筒状パッキンが第１又は第２形態に変形し、消火剤の流路を開閉させるという、従来技術にない新規な弁構造となっている。このような新規な弁構造により、本発明の消防設備用一斉開放弁、この消防設備用一斉開放弁を用いた開放型スプリンクラー設備及び予作動式流水検知装置のそれぞれは、上記Ａ）～Ｄ）を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】本発明の第１実施形態に係る消防設備用一斉開放弁を示す斜視図である。

【図2】上記消防設備用一斉開放弁を示す側面図である。

【図3】上記消防設備用一斉開放弁を示す分解斜視図である。

【図4】上記消防設備用一斉開放弁の閉鎖状態を示す断面図である。

【図5】上記消防設備用一斉開放弁の開放状態を示す断面図である。

【図6】本発明の第２実施形態に係る消防設備用一斉開放弁を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

以下に述べる本発明の実施形態は、構造及び機能を説明するための一例であり、本発明の権利範囲は、本明細書の記載や実施形態により制限されるものと解釈してはならない。

【0036】

つまり、実施形態は、様々な変更が可能であり、様々な形態とすることができるので、本発明の権利範囲は、その技術的思想を実現することができる均等を含むものと理解されるべきである。

【0037】

また、本明細書で提示する本発明の目的及び効果は、その全てを特定の実施形態が含むという意味ではなく、また、そのような効果だけを含まなければならないという意味でもない。このような解釈によって、本発明の権利範囲が限定されるものと理解してはならない。

【0038】

以下、本発明の特徴を効果的に再現することができる、好ましい実施形態の構成及び効果について、願書に添付した図面を参照しつつ詳細に説明する。

【0039】

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る消防設備用一斉開放弁を示す斜視図である。図２は、本実施形態の消防設備用一斉開放弁の側面図である。図３は、本実施形態の消防設備用一斉開放弁の分解斜視図である。図４及び図５は、本実施形態の消防設備用一斉開放弁の閉鎖状態及び開放状態を示す断面図である。

【0040】

これらの図面に示す本実施形態の消防設備用一斉開放弁は、弁本体１００、枠状弁体（２４０ａ、２４０ｂ、２５０、２７０、２８０）、筒状パッキン３１０、１次側ジョイント１１０ａ及び２次側ジョイント１１０ｂで構成されることを特徴とする。弁本体１００の弁室は、１次側流入室２００ａ、２次側流出室２００ｂ及びパッキン室３００で構成され、筒状パッキン３１０は、パッキン室３００内で動作する。１次側ジョイント１１０ａ及び２次側ジョイント１１０ｂは、図示しない１次側流路及び２次側流路としての各配管に接続される。

【0041】

図示しないが、１次側流路としての配管は、消防設備用一斉開放弁に消火剤を供給するためのポンプに接続される。一方、２次側流路としての配管は、防護対象区域に設置された多数の開放型スプリンクラーヘッドに接続される。

【0042】

図４に示すように、弁本体１００の上部及び下部には、接続フランジ１０１が設けられている。例えば、下部の接続フランジ１０１の内側の開口は１次側流入口であり、上部の接続フランジ１０１の内側の開口は２次側流出口であり、１次側から流入した消火剤は、弁本体１００内を通って２次側に供給される。弁本体１００内の弁室は、枠状弁体によって、１次側流入室２００ａ、２次側流出室２００ｂ及びパッキン室３００に区画される。

【0043】

図３に示すように、枠状弁体は、略円錐台形状の２つの枠体を含み、各枠体は、直径の小さい第１リング板２４０ａと、直径の大きい第２リング板２４０ｂとの間に、板状の複数のサポーター２５０を一定の間隔をおいて放射状に配置した構成となっている。互いに対向する２つの第１リング板２４０ａの間には、円形の支持板２７０が介在される。支持板２７０の表面及び裏面には、それぞれボルト孔２７１が設けられている。２つの第１リング板２４０ａのそれぞれの裏面側から支持板２７０の各ボルト孔２７１に、２つのブロック体２８０をそれぞれ固定することにより、２つの枠体（２４０ａ、２４０ｂ、２５０）、支持板２７０及び２つのブロック体２８０が一体に組み付けられた枠状弁体が構成される。

【0044】

図４に示すように、弁本体１００内において、枠状弁体の１次側に位置する枠体の内側は、１次側流入室２００ａとなる。枠状弁体の２次側に位置する枠体の内側は、２次側流出室２００ｂとなる。さらに、一体に組み付けられた２つの枠体の外側は、弁本体１００内の１次側から２次側に及ぶパッキン室３００となる。そして、２つの枠体を構成する複数のサポーター２５０は、１次側流入室２００ａからパッキン室３００を通って２次側流出室２００ｂに至る消火剤の流路２６０を形成する。

【0045】

ここで、本実施形態の枠状弁体は、各枠体を構成する第１リング板２４０ａ、第２リング板２４０ｂ及び複数のサポーター２５０のそれぞれがステンレス鋼板で作られている。枠状弁体の全体を鋳造することも可能であるが、鋳造の場合は、十分な強度を得るために複数のサポーター２５０の肉厚を厚くしなければならない。本実施形態のように、枠状弁体をステンレス鋼板で作ることにより、複数のサポーター２５０の肉厚を薄くすることができ、流路２６０の面積を最大限に拡大することが可能となる。

【0046】

このような場合に、複数のサポーター２５０のみをステンレス鋼板で形成し、通路２６０の面積拡大を図ってもよいが、本実施形態のように、第１リング板２４０ａ、第２リング板２４０ｂ及び複数のサポーター２５０の全てをステンレス鋼板で形成すると、これら部品間の溶接が容易となり、枠状弁体の耐久性を向上させることができる。

【0047】

図５中の拡大図に示すように、第１及び第２リング板２４０ａ、２４０ｂのそれぞれには、放射状に配置された溝部２４１が形成されている。一方、各サポーター２５０の両端部には、欠けている段差部２５１と、この段差部２５１よりも突出する突起部２５２とが設けられている。各サポーター２５０は、突起部２５２が溝部２４１に挿入された状態で、第１及び第２リング板２４０ａ、２４０ｂに溶接される。

【0048】

各サポーター２５０の段差部２５１が、第１及び第２リング板２４０ａ、２４０ｂの一面に支持された状態となり、且つ各サポーター２５０の突起部２５２が、第１及び第２リング板２４０ａ、２４０ｂの溝部２４１に挟まれた状態となり、各部品は互いに溶接される。この結果、各部品間の締付力と耐久性とを向上させることができる。

【0049】

図４に示すように、支持板２７０は、互いに対向する２つの第１リング板２４０ａの各孔の間に保持される。既に述べたように、支持板２７０の表面及び裏面には、それぞれボルト孔２７１が設けられており、各ボルト孔２７１に、２つのブロック体２８０がそれぞれ固定されている。各ブロック体２８０は、略円錐形状であり、その底面が支持板２７０の表面及び裏面にそれぞれ固定されている。ブロック体２８０の略円錐形状の表面は、消火剤のスムーズな流れを促し、圧損を軽減する。このようなブロック体２８０は、２つの第１リング板２４０ａの各孔を塞ぎ、且つ１次側流入室２００ａ及び２次側流出室２００ｂを構成する２つの枠体を一体に結合させる役割を果たす。

【0050】

筒状パッキン３１０は、弾性変形可能な材料で形成された筒体であり、枠状弁体の外形に対応する内形を有し、内部に枠状弁体を収容することが可能である。図４に示すように、弁本体１００内において、パッキン室３００の水圧が１次側流入室２００ａの水圧以上のときに、筒状パッキン３１０は、枠状弁体に密着する第１形態となって、複数のサポーター２５０により形成される消火剤の流路２６０を閉鎖する。一方、図５に示すように、弁本体１００内において、パッキン室３００の水圧が１次側流入室２００ａの水圧よりも低いときに、筒状パッキン３１０は、枠状弁体から離反する第２形態となって、複数のサポーター２５０により形成される消火剤の流路２６０を開放する。このような筒状パッキン３１０は、天然又は合成のゴム材料で形成され、例えば、硬度７５±５のエチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）で形成することが好ましい。

【0051】

なお、パッキン室３００の水圧は、１次側流路から与えられるので、理論上は、１次側流入室２００ａの水圧と同じになり、１次側流入室２００ａの水圧を超えることはない。パッキン室３００の水圧が１次側流入室２００ａの水圧と同じになった場合、筒状パッキン３１０は、自らの弾性により、枠状弁体に密着する第１形態となる。

【0052】

ここで、図４及び図５、図６中の拡大図に示すように、支持板２７０の周縁部は、２つの第１リング板２４０ａの周縁部よりも僅かに外側に突出する。一方、筒状パッキン３１０の内面の中央には、支持板２７０の周縁部と対応する形状の凹部３１１が設けられている。筒状パッキン３１０が第１形態となったときに、凹部３１１が、支持板２７０の周縁部を挟み込み、これに密着する。凹部３１１と支持板２７０の周縁部との密着は、筒状パッキン３１０が閉鎖状態のとき、１次側流入室２００ａから２次側流出室２００ｂへの消火剤の流れを良好に遮断する。

【0053】

図３に示すように、１次側ジョイント１１０ａ及び２次側ジョイント１１０ｂは、フランジ方式のジョイント（継手）であり、両端のそれぞれにフランジ１１１、１１２が設けられている。１次側ジョイント１１０ａの一のフランジ１１１を、弁本体１００の１次側の接続フランジ１０１にボルトで締結することにより、１次側ジョイント１１０ａは、弁本体１００と一体になる。一方、２次側ジョイント１１０ｂの一のフランジ１１１を、弁本体１００の２次側の接続フランジ１０１にボルトで締結することにより、２次側ジョイント１１０ｂは、弁本体１００と一体になる。このように、１次側ジョイント１１０ａ及び２次側ジョイント１１０ｂを、弁本体１００と別体の部品にすることにより、フランジ方式以外の各種ジョイント（例えば、図６に示すカップリング方式のジョイント）に交換することが可能となる。

【0054】

なお、１次側ジョイント１１０ａの他のフランジ１１２には、１次側流路としての配管に設けられた図示しないフランジがボルトで締結される。２次側ジョイント１１０ｂのフランジ１１２には、２次側流路としての配管に設けられた図示しないフランジがボルトで締結される。

【0055】

図４に示すように、弁本体１００と１次側ジョイント１１０ａとの間には、給水管１２０が接続される。この給水管１２０の途中には、手動の第１ボール弁１２１が接続される。給水管１２０は、弁本体１００のパッキン室３００と、１次側ジョイント１１０ａの内部とを連絡させる。第１ボール弁１２１を開放させると、１次側流路から１次側ジョイント１１０ａの内部に流入した消火剤が、給水管１２０を通ってパッキン室３００内に供給される。これにより、パッキン室３００の水圧が１次側流入室２００ａの水圧以上になり、筒状パッキン３１０が、枠状弁体に密着する第１形態となって、複数のサポーター２５０により形成される消火剤の流路２６０を閉鎖する。

【0056】

さらに、弁本体１００には、排水管１３０が接続される。この排水管１３０の途中には、自動の電磁弁１３１及び手動の第２ボール弁１３２が接続される。排水管１３０は、パッキン室３００を外部に連絡させる。電磁弁１３１又は第２ボール弁１３２のいずれか一方を開放させると、パッキン室３００内を満たしていた消火剤が外部に排水される。これにより、パッキン室３００の水圧が１次側流入室２００ａの水圧よりも低くなり、筒状パッキン３１０が、枠状弁体から離反する第２形態となって、複数のサポーター２５０により形成される消火剤の流路２６０を開放する。

【0057】

図１及び図２に示すように、１次側ジョイント１１０ａと２次側ジョイント１１０ｂとの間には、試験配管１４０が接続される。この試験配管１４０の途中には、圧力センサー１４１、圧力計１４２及び手動の第３ボール弁１４３が接続される。また、２次側ジョイント１１０ｂには、手動の排水弁１５０が接続される。消防設備の点検時に、第３ボール弁１４３を開放させると、１次側流路から１次側ジョイント１１０ａの内部に流入した消火剤が、試験配管１４０を通って２次側ジョイント１１０ｂの内部に直接流入する。２次側ジョイント１１０ｂの内部に流入した消火剤は、排水弁１５０を介して外部に排水することができる。

【0058】

＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る消防設備用一斉開放弁を示す断面図である。既に述べたように、本実施形態の消防設備用一斉開放弁は、１次側ジョイント１１０ａ及び２次側ジョイント１１０ｂを、弁本体１００と別体の部品にすることにより、フランジ方式以外の各種ジョイントに交換することができる。

【0059】

図６に示す第２実施形態の消防設備用一斉開放弁では、１次側ジョイント１１０ａ及び２次側ジョイント１１０ｂが、それぞれカップリング方式のジョイントになっている。すなわち、図６において、１次側ジョイント１１０ａには、１次側流路の配管に設けられた図示しないカップリングと接続するための溝１１３が形成されている。これと同様に、２次側ジョイント１１０ｂにも、２次側流路の配管に設けられた図示しないカップリングと接続するための溝１１３が形成されている。

【0060】

図示しないカップリングは、ボルト、ナット及び工具を必要とせず、１次側ジョイント１１０ａ及び２次側ジョイント１１０ｂの各溝１１３にワンタッチで結合させることができ、配管の接続作業をより迅速且つ容易に行うことが可能となる。

【0061】

＜作用効果＞
上述した第１及び第２実施形態の消防設備用一斉開放弁は、弁本体１００内に固定された枠状弁体（２４０ａ、２４０ｂ、２５０、２７０、２８０）に対して、筒状パッキン３１０が第１又は第２形態に変形し、消火剤の流路を開閉させるという、従来技術にない新規な弁構造となっている。このような新規な弁構造により、各実施形態の消防設備用一斉開放弁は、以下に述べる作用効果を奏する。

【0062】

＜＜圧力損失の軽減＞＞
上述した第１及び第２実施形態の消防設備用一斉開放弁は、消火剤の圧力損失を大幅に軽減することが可能である。すなわち、図４～図６に示すように、各実施形態の消防設備用一斉開放弁は、１次側から順番に、１次側流入室２００ａ、枠状弁体（２４０ａ、２４０ｂ、２５０、２７０、２８０）、筒状パッキン３１０及び２次側流出室２００ｂのそれぞれの中心軸が一致している。このことは、弁本体１００において、消火剤の「流路の曲がり」がないことを意味する。したがって、図５中の矢印に示すように、弁本体１００に供給された消火剤は、１次側流入室２００ａから２次側流出室２００ｂへほぼストレートに流れる。この結果、１次側流入口と２次側流出口との間における消火剤の圧力損失は、大幅に軽減される。消火剤の圧力損失が軽減されることにより、防護対象区域に設置された多数の開放型スプリンクラーヘッドからの一斉散水が効果的に行われ、火災の初期鎮圧が極めて良好となる。

【0063】

さらに、消火剤の流路２６０を形成する枠状弁体は、第１リング板２４０ａ、第２リング板２４０ｂ及び板状のサポーター２５０といった肉厚の薄い板材によって構成されている。この構成により、消火剤の流路２６０の面積を最大限に拡大することが可能となる。この結果、１次側流入口と２次側流出口との間における消火剤の圧力損失は、より大幅に軽減される。

【0064】

＜＜開閉機構の削減＞＞
弾性変形可能な材料で形成された筒体の筒状パッキン３１０は、図４に示す第１形態と図５に示す第２形態とに変形することで、消火剤の流路２６０を開閉させている。したがって、筒状パッキン３１０を開閉動作させるための機械的な機構が一切不要であり、稼働部分をシールする必要もなく、部品点数の大幅な削減と、構造の大幅な単純化とを図ることができる。

【0065】

＜＜ウォーターハンマーの軽減＞＞
従来の一斉開放弁は、開閉機構によって弁を急激に開閉動作させていたため、流路内でウォーターハンマーが生じていた。これに対し、各実施形態の筒状パッキン３１０は、パッキン室３００と１次側流入室２００ａとの差圧に応じて、ゴム製の筒体が収縮拡張し、図４に示す第１形態と図５に示す第２形態とに次第に変形する。この結果、開放時点及び閉鎖時点におけるウォーターハンマーが大幅に軽減される。特に、各実施形態の消防設備用一斉開放弁では、特許文献２、３に開示されているような「親子弁構造」を設けなくても、筒状パッキン３１０が急激な変形をしないので、構造が大幅に単純化され、消防設備用一斉開放弁の保守が極めて容易になる。

【0066】

＜＜ジョイントの交換＞＞
各実施形態の消防設備用一斉開放弁は、１次側ジョイント１１０ａ及び２次側ジョイント１１０ｂを、弁本体１００と別体の部品にすることにより、フランジ方式を含む各種ジョイントに交換することができる。この結果、同一構成の消防設備用一斉開放弁を、各種方式のジョイントと結合することが可能であり、その用途が大幅に拡大する。

【0067】

＜＜消防設備用一斉開放弁の用途＞＞
各実施形態の消防設備用一斉開放弁は、平常時に消火剤の出口が開放された開放型のスプリンクラーヘッドとともに、開放型スプリンクラー設備を構成することが可能である。具体的には、消防設備用一斉開放弁の２次側ジョイント１１０ｂに、図示しない２次側流路の配管を接続し、この２次側流路の配管に、複数の開放型スプリンクラーヘッドを接続する。火災発生時に消防設備用一斉開放弁を開放させることにより、防護対象区域に設置された複数の開放型スプリンクラーヘッドへ一斉に消火剤が供給される。

【0068】

また、各実施形態の消防設備用一斉開放弁は、流水の検知手段を設けることにより、予作動式流水検知装置として使用することが可能である。検知手段は、消防設備用一斉開放弁の流路が開放されたときの消火剤の流れを検知する。検知手段の検知結果に基づいて、警報が発せられる。

【符号の説明】

【0069】

１００ 弁本体
１０１ 接続フランジ
１１０ａ １次側ジョイント
１１０ｂ ２次側ジョイント
１１１、１１２ フランジ
１１３ 溝
１２０ 給水管
１２１ 第１ボール弁
１３１ 電磁弁
１３２ 第２ボール弁
１４０ 試験配管
１４１ 圧力センサー
１４２ 圧力計
１４３ 第３ボール弁
１５０ 排水弁
２００ａ １次側流入室
２００ｂ ２次側流出室
２４０ａ 第１リング板
２４０ｂ 第２リング板
２４１ 溝部
２５０ サポーター
２５１ 段差部
２５２ 突起部
２６０ 流路
２７０ 支持板
２７１ ボルト孔
２８０ ブロック体
３００ パッキン室
３１０ 筒状パッキン
３１１ 凹部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】