特許 7421678 緊急遮断弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-16

(45)【発行日】2024-01-24

(54)【発明の名称】緊急遮断弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 17/36 20060101AFI20240117BHJP

【ＦＩ】

F16K17/36 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023076118

(22)【出願日】2023-05-02

【審査請求日】2023-05-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000142078

【氏名又は名称】株式会社協成

(74)【代理人】

【識別番号】100130513

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 直也

(74)【代理人】

【識別番号】100074206

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 文二

(74)【代理人】

【識別番号】100130177

【弁理士】

【氏名又は名称】中谷 弥一郎

(72)【発明者】

【氏名】田口 英樹

(72)【発明者】

【氏名】石田 裕典

【審査官】井古田 裕昭

(56)【参考文献】

【文献】実開昭６２－１５３４７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭５０－４８２２４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許第６３６３９６２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開平１０－１９１５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｋ １７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部に流路を有する弁箱と、前記弁箱内で移動可能に支持された弁体と、前記流路の途中に設けられた弁座と、前記弁体を弁座から離反した状態でロックするロック機構と、前記ロック機構による弁体のロックを解除するロック解除機構とを備え、前記弁体のロックが解除されることにより、前記弁体が弁座に押し付けられて前記流路を遮断する緊急遮断弁において、
前記ロック解除機構は、前記ロック機構の周辺に配置されるフロートと、前記フロートの上部に取り付けられる受座と、前記受座に載置される球体とを備え、前記ロック機構の周辺が浸水してフロートが浮き上がったときに前記球体が受座から落下することにより、前記ロック機構を弁体のロックが解除される方向に作動させるものであることを特徴とする緊急遮断弁。

【請求項2】

前記ロック解除機構の球体が前記ロック機構の一部に紐状体で連結されており、前記球体の落下に伴って、前記ロック機構がその一部を紐状体に引っ張られることにより前記弁体のロックを解除する方向に作動することを特徴とする請求項１に記載の緊急遮断弁。

【請求項3】

前記フロートが上方に開口した支持箱に上下動可能に嵌まり込んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の緊急遮断弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃料ガス等の流体を送給する配管の途中に設けられ、異常事態の発生等の緊急時に配管内の流路を遮断する緊急遮断弁に関する。

【背景技術】

【0002】

燃料ガス等の流体をその貯留施設から使用者へ送給する配管には、地震等の異常事態が発生した際に流路を自動的に遮断して下流側での流体の漏出を防止するための緊急遮断弁が設けられている。

【0003】

上記のような緊急遮断弁は、内部に流路を有する弁箱と、弁箱内で往復動可能に支持された弁体と、弁箱内の流路の途中に設けられた弁座と、弁体を弁座に押し付ける方向に付勢する付勢手段と、付勢手段の付勢力に抗して弁体を弁座から離反した状態でロックするロック機構と、緊急時にロック機構による弁体のロックを解除するロック解除機構とを備え、弁体のロックが解除されると、弁体が付勢手段の付勢力によって弁座に押し付けられ、流路を遮断する構成のものが多い（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】実開昭６２－１５３４７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、一般的な緊急遮断弁には、ロック解除機構がセンサから受け取る地震発生や流体圧力変化等の異常事態の情報に基づいて作動する電動式のものと、異常事態が発生すると機械的にロック解除機構が作動する機械式のものとがある。

【0006】

しかし、電動式の緊急遮断弁は、地震や水害（津波や河川の氾濫等による災害）の発生時に停電によってロック解除機構が作動せず、流路の遮断ができなくなるおそれがある。また、停電時も確実に流路を遮断できるように補助電源を組み込んだものでは、弁全体の構造が複雑になり寸法も大型化する。

【0007】

一方、機械式の緊急遮断弁は、停電時も確実にロック解除機構が作動して流路を遮断できるが、異常事態の態様に応じた構成のロック解除機構が必要となる。例えば、地震対策用の緊急遮断弁には、ロック解除機構の受座に載置された球体が、振動によって落下することにより、ロック機構を弁体のロックが解除される方向に作動させる方式（いわゆる落球式）のものがある。しかしながら、機械式で水害対策用の緊急遮断弁として実用化されているものは見られない。

【0008】

そこで、本発明は、簡単な構成で、水害発生時に確実に作動する機械式の緊急遮断弁を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記の課題を解決するために、本発明の緊急遮断弁は、内部に流路を有する弁箱と、前記弁箱内で移動可能に支持された弁体と、前記流路の途中に設けられた弁座と、前記弁体を弁座から離反した状態でロックするロック機構と、前記ロック機構による弁体のロックを解除するロック解除機構とを備え、前記弁体のロックが解除されることにより、前記弁体が弁座に押し付けられて前記流路を遮断する緊急遮断弁において、前記ロック解除機構は、前記ロック機構の周辺に配置されるフロートと、前記フロートの上部に取り付けられる受座と、前記受座に載置される球体とを備え、前記ロック機構の周辺が浸水してフロートが浮き上がったときに前記球体が受座から落下することにより、前記ロック機構を弁体のロックが解除される方向に作動させるものである構成を採用した。

【0010】

上記の構成によれば、水害発生時にロック機構の周辺が浸水すると、ロック解除機構のフロートが浮き上がって不安定となり、球体が受座から落下することにより、弁体のロックが解除されて弁体が弁座に押し付けられるので、停電が生じた場合でも確実に流路を遮断することができる。また、そのロック解除機構はフロートに取り付けた受座に球体を載置したシンプルなものであるから、弁全体の構成を複雑化させない。

【0011】

ここで、球体の落下によって弁体のロックを解除するための具体的な手段としては、前記ロック解除機構の球体が前記ロック機構の一部に紐状体で連結されており、前記球体の落下に伴って、前記ロック機構がその一部を紐状体に引っ張られることにより前記弁体のロックを解除する方向に作動するものを採用することができる。

【0012】

また、前記フロートが上方に開口した支持箱に上下動可能に嵌まり込んでいる構成を採用すれば、通常時はフロートを安定した状態で保持して、誤動作の発生を防止することが可能となる。

【発明の効果】

【0013】

本発明の緊急遮断弁は、上述したように、ロック機構の周辺が浸水すると、ロック機構の周辺に配置されたロック解除機構のフロートが浮き上がって不安定となり、フロートの上部に取り付けられた受座から球体が落下することにより、ロック機構が弁体のロックを解除する方向に作動して、弁体が弁座に押し付けられるようにしたものであるから、簡単な構成で、水害発生時に停電が生じた場合でも確実に流路を遮断することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】実施形態の緊急遮断弁の縦断正面図（待機状態）

【図2】図１のII－II線に沿った断面図

【図3】図２に対応してロック解除された弁体が軸方向移動した状態を示す断面図

【図4】図１の緊急遮断弁の作動状態を示す縦断正面図

【図5】図１の緊急遮断弁の別の作動状態を示す縦断正面図

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面に基づき本発明の実施形態を説明する。この緊急遮断弁は、主に水害対策用として燃料ガス等の流体を送給する配管の途中に設けられる機械式のものであり、図１に示すように、内部に流路１ａを有する弁箱１と、弁箱１内で往復動可能に支持された弁体２と、弁箱１内の流路１ａの途中に設けられた弁座３と、弁体２を弁座３に押し付ける方向に付勢する付勢手段としてのコイルばね４と、コイルばね４の付勢力に抗して弁体２を弁座３から離反した状態でロックするロック機構１０と、ロック機構１０による弁体２のロックを解除するロック解除機構２０とを備えている。なお、図１は、通常時の待機状態を示している。

【0016】

弁箱１は、図示省略した配管に上下で挟まれるように接続され、前記流路１ａが形成された弁箱本体５と、ロック機構１０およびロック解除機構２０が設けられた弁箱側部６とからなる。その弁箱本体５と弁箱側部６は、弁箱本体５の一側壁５ａの開口に弁箱側部６の他側壁６ａを貫通する筒状部６ｂの突出側が嵌合する状態で接続されている。また、弁箱本体５の流路１ａの途中には、弁体２の一部を収容する弁室１ｂが形成されている。

【0017】

弁体２は、弁箱本体５の弁室１ｂに配されて弁座３に接離する弁部７を、弁箱本体５の一側壁５ａおよび弁箱側部６全体を貫通する軸部８の先端に取り付けたものである。その軸部（以下、「弁体軸部」ともいう。）８は、軸方向中央部の３箇所がそれぞれ弁箱側部６の筒状部６ｂ、ロック機構１０および弁箱側部６の一側壁６ｃに摺動可能に支持されている。また、弁箱側部６の一側壁６ｃから突出する弁体軸部８の後端部は、弁箱側部６に取り付けられたカバー６ｄに覆われている。

【0018】

弁座３は、流路１ａのうちの水平方向に延びる部分の内周部を形成するように弁箱本体５に取り付けられた筒状部材であり、その一端面に弁体２の弁部７が接離するようになっている（図４参照）。

【0019】

コイルばね４は、弁室１ｂ内で弁箱本体５の一側壁５ａに一端を支持されて、他端で弁体２の弁部７を弁座３に押し付ける方向に付勢するように組み込まれている。

【0020】

ロック機構１０は、弁箱側部６の筒状部６ｂに固定されて、弁体軸部８を摺動可能に通す環状の支持部材１１と、弁体軸部８を通し、支持部材１１の一側面に摺接する外輪体１２と、外輪体１２と弁体軸部８の間に配される複数のボール１３とを備えている。そして、図２に示すように、外輪体１２の内周面と弁体軸部８の外周面には、それぞれ各ボール１３の一部が入り込む環状溝１２ａ、８ａが形成されている。また、外輪体１２は、その環状溝１２ａの周方向の複数個所にボール１３を外周側に退避させるための凹部１２ｂが形成されている。さらに、図１に示すように、外輪体１２の一端部には、ロック解除機構２０と連結され、後述するロック解除機構２０の作用により外輪体１２を回転させるための連結部材１４が固定されている。

【0021】

このロック機構１０は、図２に示したように各ボール１３が外輪体１２の凹部１２ｂから外れた位置にあるときは、弁体軸部８の水平方向移動を規制して、弁体２を弁座３から離反した状態でロックする。そして、図３に示すように、外輪体１２が図２の状態から回転して各ボール１３が外輪体１２の凹部１２ｂに退避すると、ロック解除状態となり、コイルばね４に付勢された弁体２が弁座３に向かって移動するようになっている。

【0022】

ロック解除機構２０は、図１に示したように、ロック機構１０が内蔵された弁箱側部６の上面に設置される支持箱２１と、支持箱２１内に配置されるフロート２２と、フロート２２の上部に取り付けられる受座２３と、受座２３に載置される球体２４とを備えている。

【0023】

支持箱２１は、上方に開口した平面視矩形のもので、下部に図示省略した排水孔が設けられており、通常時に雨水等が溜まらないようになっている。

【0024】

フロート２２は、水よりも比重の軽い材料で形成された楕円体状の部材であり、通常時には、上半部が支持箱２１の上方にはみ出し、下半部が支持箱２１に上下動可能に嵌まり込んでいるが、支持箱２１内へ水が流入すると浮き上がり、支持箱２１からの突出部分が多くなって不安定となる（傾きやすくなる）。

【0025】

また、フロート２２の最下部は支持箱２１と弁箱側部６の上壁を貫通する紐状体２５でロック機構１０の連結部材１４に連結されており、フロート２２の大半が支持箱２１からはみ出してもフロート２２が支持箱２１から離れて流失してしまわないようになっている。なお、紐状体２５は、フロート２２の大半が支持箱２１からはみ出すのに十分な長さを有している。

【0026】

受座２３は、上面２３ａが球体２４の半径よりも小さい曲率半径の部分凹球面に形成されており、その上面２３ａの周縁部で球体２４を支持するようになっている。

【0027】

球体２４は、鋼製であり、フロート２２と同様、支持箱２１と弁箱側部６の上壁を貫通する紐状体２６でロック機構１０の連結部材１４に連結されている。その紐状体２６は、連結部材１４の最上部から外れた位置に接続されており、フロート２２とともに球体２４が上昇しても連結部材１４を引っ張らないだけの長さを有している。

【0028】

そして、図４に示すように、水害発生時に緊急遮断弁全体が浸水して支持箱２１に水が流入すると、フロート２２が浮き上がって傾き、球体２４が受座２３から落下しながら紐状体２６を介して連結部材１４を引っ張ることにより、ロック機構１０の外輪体１２を回転させて、ロック機構１０を弁体２のロックが解除される方向に作動させるようになっている。

【0029】

この緊急遮断弁は、上記の構成であり、津波や河川の氾濫等によって浸水し、ロック解除機構２０の支持箱２１に水が流入すると、フロート２２が浮き上がって傾き、フロート２２の上部に取り付けられた受座２３から球体２４が落下することにより、ロック機構１０が弁体２のロックを解除する方向に作動し、弁体２の弁部７がコイルばね４の付勢力によって弁座３に押し付けられるようにしたので、水害発生時に停電が生じた場合でも確実に弁箱１内の流路１ａを遮断することができる。

【0030】

そして、そのロック解除機構２０は支持箱２１内に配置されるフロート２２に球体２４を載置する受座２３を取り付けたシンプルなものであるから、弁全体の構成としても電動式のものに比べて簡単なものとなっている。

【0031】

また、ロック解除機構２０のフロート２２は上方に開口した支持箱２１に上下動可能に嵌まり込んでいるので、通常時はフロート２２が安定した状態で保持され、誤動作が生じにくい。

【0032】

さらに、この緊急遮断弁では、図５に示すように、地震発生時にもロック解除機構２０の球体２４の落下によって、ロック機構１０が弁体２のロックを解除する方向に作動し、弁箱１内の流路１ａを遮断する。ここで、流路１ａを遮断する条件は、地震の大きさに合わせて受座２３の形状を変更することにより調整することができる。

【0033】

上述したように、この緊急遮断弁は、水害対策用としてだけでなく、地震対策用としての機能も有しており、単一の装置でありながら水害と地震の両方に対して緊急遮断を行うことができる。

【0034】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【0035】

例えば、ロック機構は、実施形態のものに限らず、通常時は弁体を弁座から離反した状態でロックし、ロック解除機構によって弁体のロックを解除する方向に作動するものであればよい。

【0036】

また、弁体および弁座は、実施形態のように弁体が往復動して弁座と接離するもののほか、弁体が回転して弁座と接離するものも用いることができる。

【符号の説明】

【0037】

１ 弁箱
１ａ 流路
２ 弁体
３ 弁座
４ コイルばね（付勢手段）
５ 弁箱本体
６ 弁箱側部
７ 弁部
８ 軸部
１０ ロック機構
１１ 支持部材
１２ 外輪体
１３ ボール
１４ 連結部材
２０ ロック解除機構
２１ 支持箱
２２ フロート
２３ 受座
２４ 球体
２５、２６ 紐状体

【要約】

【課題】簡単な構成で、水害発生時に確実に作動する機械式の緊急遮断弁を提供する。
【解決手段】通常時は弁箱１内の弁体２がロック機構１０によって弁座３から離反した状態でロックされており、水害発生時にロック解除機構２０の支持箱２１に水が流入すると、フロート２２が浮き上がって傾き、フロート２２の上部に取り付けられた受座２３から落下した球体２４が、紐状体２６を介してロック機構１０の連結部材１４を引っ張ることにより、ロック機構１０が弁体２のロックを解除する方向に作動し、弁体２の弁部７がコイルばね４の付勢力によって弁座３に押し付けられる構成とした。この緊急遮断弁は、ロック解除機構２０がシンプルな構成の機械式のものであり、停電が生じた場合でも確実に弁箱１内の流路１ａを遮断することができる。
【選択図】図４

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】