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(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】2025-06-16
(45)【発行日】2025-06-24
(54)【発明の名称】開閉弁装置
(51)【国際特許分類】
B05B 15/00 20180101AFI20250617BHJP
B05B 7/14 20060101ALI20250617BHJP
F16K 31/143 20060101ALI20250617BHJP
A62C 31/00 20060101ALN20250617BHJP
【ＦＩ】
B05B15/00
B05B7/14
F16K31/143
A62C31/00
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2022052791
(22)【出願日】2022-03-29
(65)【公開番号】P2023145895
(43)【公開日】2023-10-12
【審査請求日】2024-09-02
(73)【特許権者】
【識別番号】000233826
【氏名又は名称】能美防災株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100127845
【弁理士】
【氏名又は名称】石川 壽彦
(72)【発明者】
【氏名】横田 博之
【審査官】吉田 昌弘
(56)【参考文献】
【文献】特開平０８－１８４３８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２１－１７８２６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０４３５９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６３－１０４７７７（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０５Ｂ １５／００
Ｂ０５Ｂ ７／１４
Ｆ１６Ｋ ３１／１４３
Ａ６２Ｃ ３１／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉末を含有する液体を所定圧力でノズルに供給して前記ノズルから噴射する噴射装置における前記ノズルの上流側に設けられ、前記ノズルに至る流路を開閉する開閉弁装置であって、操作部を有する弁体と、弁座と、前記弁体を閉止方向に付勢する付勢手段と、前記操作部を操作して前記弁体を開放方向に押し下げる操作レバーと、を備え、
前記弁体は、該弁体が開放したときに前記液体の圧力が作用する圧力作用面を有し、該圧力作用面は前記液体の圧力が作用したときに該圧力が前記弁体を開放する方向に作用するように構成されていることを特徴とする開閉弁装置。
【請求項2】
前記弁座は円環状部を有し、前記弁体は該円環状部に挿入可能な挿入部を有し、前記弁体の挿入部が前記弁座における前記円環状部に挿入されて該円環状部の内周面と当接することで弁閉止状態となり、前記挿入部と前記円環状部とが当接しないことで弁開放状態となることを特徴とする請求項１記載の開閉弁装置。
【請求項3】
前記弁体の一部を進退可能にガイドするシリンダー部材を有し、該シリンダー部材内に前記付勢手段が収容されると共に、該シリンダー部材内に前記液体が入らないようにシールされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の開閉弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粉末を含有する液体を噴射する噴射装置における前記液体の流路を開閉する開閉弁装置に関する。
【背景技術】
【0002】
消火活動においては、粉末状の添加物を添加した液体を目標物に噴射する場合がある。そのような液体の例として、例えば、特許文献１に開示される「遮光剤」がある。
太陽光パネルが設置された住宅で火災が発生した場合、消火のための放水を行うと、太陽光パネルが発電した電気によって、漏電や、消火活動者の感電等の危険がある。
そこで、特許文献１のような遮光剤を太陽光パネルの表面に塗布することで、太陽光パネルに入射する光を遮断することができる。このような遮光剤は、例えば、膨潤性層状粘土鉱物及び遮光性顔料等の粉末状の添加物を水に分散させて構成されている。
太陽光パネルが設置された住宅で火災が発生した場合、消火のための放水を行うと、太陽光パネルが発電した電気によって、漏電や、消火活動者の感電等の危険がある。
そこで、特許文献１のような遮光剤を太陽光パネルの表面に塗布することで、太陽光パネルに入射する光を遮断することができる。このような遮光剤は、例えば、膨潤性層状粘土鉱物及び遮光性顔料等の粉末状の添加物を水に分散させて構成されている。
【0003】
また、粉末を含有する液体の他の例として、特許文献２に開示される「延焼防止薬剤」がある。
茅葺き屋根等の植物屋根を備えた古民家等は、周辺の火災からの飛び火による着火延焼のリスクが高い。そのため、延焼防止措置として、このような家屋に消火水を散布する場合があるが、植物屋根は散布した消火水が流出しやすく、連続的に消火水を散布しなければならなかった。そこで、特許文献２のような延焼防止薬剤を用いることで、高粘度の延焼防止薬剤が植物屋根に保持されるので、大量の消火水を必要とせず、散布量を低減することができる。このような延焼防止薬剤も屋根面に保持される粘度を確保するため、無機物の粉末を水に分散させて構成されている。
茅葺き屋根等の植物屋根を備えた古民家等は、周辺の火災からの飛び火による着火延焼のリスクが高い。そのため、延焼防止措置として、このような家屋に消火水を散布する場合があるが、植物屋根は散布した消火水が流出しやすく、連続的に消火水を散布しなければならなかった。そこで、特許文献２のような延焼防止薬剤を用いることで、高粘度の延焼防止薬剤が植物屋根に保持されるので、大量の消火水を必要とせず、散布量を低減することができる。このような延焼防止薬剤も屋根面に保持される粘度を確保するため、無機物の粉末を水に分散させて構成されている。
【0004】
上述したような粉末を含有する液体は、噴射装置を用いて目標物に噴射される。噴射装置としては、例えば、上記液体を背負いタンクのようなものに収容して作業者が持ち運び、該タンクから液体を所定圧力でノズルに供給し、噴射するものなどがある。
上記のような噴射装置には、ノズルの上流側に、液体の流路を開閉するための開閉弁装置が設けられている。開閉弁装置には、例えば、操作者が手動でレバーを動かすことによって流路を開閉するような手動式の開閉弁装置が知られている。
上記のような噴射装置には、ノズルの上流側に、液体の流路を開閉するための開閉弁装置が設けられている。開閉弁装置には、例えば、操作者が手動でレバーを動かすことによって流路を開閉するような手動式の開閉弁装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１７－９３２８８号公報
【文献】特開２０１８－６８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、粉末を含有する液体を噴射する噴射装置において、上述したような手動式の開閉弁装置を用いる場合には下記のような問題があった。
【0007】
手動式の開閉弁装置は、通常時、弁体がバネによって弁座に押し付けられて閉弁状態になっている。これに対して操作者がレバーを倒すなどして操作することでばねを縮ませ、ばねが縮むことで弁体が弁座から離れて弁が開放する。レバーを倒す角度に応じて弁の開度が大きくなるが、弁の開度が大きくなるほどばねが縮んでばねの反発力も大きくなるため、操作者はレバーに加える操作力を徐々に大きくしながらレバーを操作する必要がある。レバーを最大まで倒すと弁全開状態となるが、操作者がレバーに加える力を途中で止めた場合には中途開放状態で使用される場合もある。
【0008】
しかし、弁体と弁座の隙間が小さい状態で使用を続けた場合、液中の粉末が弁体と弁座の隙間に滞留して成分が分離するという問題がある。また、滞留した粉末によって徐々に弁体と弁座の間が詰まって、開閉弁装置が動作不良を起こすという問題もある。
【0009】
本発明は、係る課題を解決するためになされたものであり、粉末を含有する液体を噴射する噴射装置に用いられる手動式の開閉弁装置において、中途開放状態で使用されることを防ぎ、液体の成分の分離や液体中の粉末による詰まりを防止する開閉弁装置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】
【0010】
（１）本発明に係る開閉弁装置は、粉末を含有する液体を所定圧力でノズルに供給して前記ノズルから噴射する噴射装置における前記ノズルの上流側に設けられ、前記ノズルに至る流路を開閉するものであって、操作部を有する弁体と、弁座と、前記弁体を閉止方向に付勢する付勢手段と、前記操作部を操作して前記弁体を開放方向に押し下げる操作レバーと、を備え、前記弁体は、該弁体が開放したときに前記液体の圧力が作用する圧力作用面を有し、該圧力作用面は前記液体の圧力が作用したときに該圧力が前記弁体を開放する方向に作用するように構成されていることを特徴とするものである。
【0011】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記弁座は円環状部を有し、前記弁体は該円環状部に挿入可能な挿入部を有し、前記弁体の挿入部が前記弁座における前記円環状部に挿入されて該円環状部の内周面と当接することで弁閉止状態となり、前記挿入部と前記円環状部とが当接しないことで弁開放状態となることを特徴とするものである。
【0012】
（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記弁体の一部を進退可能にガイドするシリンダー部材を有し、該シリンダー部材内に前記付勢手段が収容されると共に、該シリンダー部材内に前記液体が入らないようにシールされていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明の開閉弁装置の弁体は、弁体が開放したときに液体の圧力が作用する圧力作用面を有し、圧力作用面は、圧力作用面に液体の圧力が作用したときに該圧力が弁体を開放する方向に作用するように構成されていることにより、弁開放直後に、弁操作に抵抗する力が大きく減少する。さらに、弁体が開放した際の液体の圧力が弁体を開放する方向に作用するように構成したことで、弁全開状態にするのに必要な操作力を、弁開放開始時に必要な操作力より小さくすることもできるので、操作者は、弁開放直前までレバーに加えていた力のまま、弁全開状態までレバーを握りこむ。したがって、従来のような中途開放状態となる事態が生じにくいので、液体の成分分離や、液体中の粉末による詰まりを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の一実施の形態にかかる開閉弁装置の説明図である（その１）。
【図2】本発明の一実施の形態にかかる開閉弁装置の説明図である（その２）。
【図3】実施の形態の開閉弁装置の動作を説明する図である（その１）。
【図4】実施の形態の開閉弁装置の動作を説明する図である（その２）。
【図5】実施の形態の開閉弁装置の動作を説明する図である（その３）。
【図6】従来の開閉弁装置の説明図である（その１）。
【図7】従来の開閉弁装置の説明図である（その２）。
【図8】従来の開閉弁装置の動作を説明する図である（その１）。
【図9】従来の開閉弁装置の動作を説明する図である（その２）。
【図10】従来の開閉弁装置の動作を説明する図である（その３）。
【図11】従来の開閉弁装置の課題を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
本発明の一実施の形態に係る開閉弁装置の説明に先立ち、まずは、従来の手動式の開閉弁装置とその課題について詳細に説明する。
従来の開閉弁装置３５が設けられていた噴射装置５０は、粉末を含有する液体（以下、単に「液体」という）を噴射するものであって、図６の断面図に示すように、液体を貯留するタンク（図示なし）と、液体を放水するノズル３と、タンク内の液体をノズル３に供給する供給管５と、タンクの液体を所定の圧力で供給管５に送水するポンプ（図示なし）とを有している。なお、ポンプに代えてガス圧によってタンク内の液体を送水管５に送水するようにしてもよい。
従来の開閉弁装置３５が設けられていた噴射装置５０は、粉末を含有する液体（以下、単に「液体」という）を噴射するものであって、図６の断面図に示すように、液体を貯留するタンク（図示なし）と、液体を放水するノズル３と、タンク内の液体をノズル３に供給する供給管５と、タンクの液体を所定の圧力で供給管５に送水するポンプ（図示なし）とを有している。なお、ポンプに代えてガス圧によってタンク内の液体を送水管５に送水するようにしてもよい。
【0016】
そして、従来の開閉弁装置３５は、供給管５の内部に設けられてシャフト部９と本体部３７からなる弁体３９と、弁座４１と、弁体３９を閉止方向に付勢する付勢ばね１７と、供給管５の外部に設けられてシャフト部９を操作して弁体３９を開放方向に押し下げる操作レバー１９とを備えている。
シャフト部９は、供給管５の管壁を貫通して供給管５の外部に突出する突出部９ａと、供給管５の管内に配置され突出部９ａより径が小さい小径部９ｂから構成されている。突出部９ａの外周にはＯリング２１が嵌装されており、供給管５を貫通する部分を上下移動可能にシールしている。
シャフト部９は、供給管５の管壁を貫通して供給管５の外部に突出する突出部９ａと、供給管５の管内に配置され突出部９ａより径が小さい小径部９ｂから構成されている。突出部９ａの外周にはＯリング２１が嵌装されており、供給管５を貫通する部分を上下移動可能にシールしている。
【0017】
また、弁体３９の本体部３７の外周にもＯリング４３が嵌装されており、通常時、付勢ばね１７によって本体部３７が弁座４１に押し付けられることでＯリング４３が弁座４１に密着し、弁閉止状態となっている（図７（ａ）参照）。
【0018】
使用時には、操作者が供給管５を把持する手で操作レバー１９を握り、図６の「閉止位置」から「全開位置」の方向へ倒して弁を開放する。具体的には、操作レバー１９を倒すことで、操作レバー１９に設けられた凸部１９ａが供給管５の管壁から突出したシャフト部９（突出部９ａ）の上端を下方向に押圧し、付勢ばね１７の付勢力に抗して弁体３９を押し下げる。弁１次側には、ポンプによって液体が所定の圧力で供給されているので、弁体３９が移動して弁体３９と弁座４１の間に隙間ができると、この隙間から弁１次側の液体が弁２次側に流入する。
弁２次側に流入した液体はポンプの送水圧力でノズル３に供給され、ノズル３から噴射される。
弁２次側に流入した液体はポンプの送水圧力でノズル３に供給され、ノズル３から噴射される。
【0019】
上述したように、従来の開閉弁装置３５は、操作者が操作レバー１９を握る（図６の「閉止位置」から「全開位置」まで倒す）ことによって弁を開放させるものであるが、この際に操作者が操作レバー１９に加える力、即ち、弁体３９を押し下げるために必要な力について、図８～図１０に基づいて以下、詳細に説明する。
図８（ａ）は、弁閉止時の開閉弁装置３５の状態を示している。このとき弁体３９には、図中矢印で示すように、弁閉止方向に働く２つの力F1S及びF1Pが加わっている。
力F1Sは、付勢ばね１７による付勢力であり、この付勢力F1Sは付勢ばね１７の圧縮量に応じて大きくなる。よって、付勢力F1Sに関し、通常時（弁閉止時）の付勢力を特にF1S(min)と表記し、最も付勢ばねが縮むとき（弁全開時）の付勢力を特にF1S(max)と表記する。
力F1Pは、弁１次側に充満する液体３４の圧力が弁体の下面に作用して生じる力である。液体３４の圧力による力F1Pについては後述にて詳しく説明する。
図８（ａ）は、弁閉止時の開閉弁装置３５の状態を示している。このとき弁体３９には、図中矢印で示すように、弁閉止方向に働く２つの力F1S及びF1Pが加わっている。
力F1Sは、付勢ばね１７による付勢力であり、この付勢力F1Sは付勢ばね１７の圧縮量に応じて大きくなる。よって、付勢力F1Sに関し、通常時（弁閉止時）の付勢力を特にF1S(min)と表記し、最も付勢ばねが縮むとき（弁全開時）の付勢力を特にF1S(max)と表記する。
力F1Pは、弁１次側に充満する液体３４の圧力が弁体の下面に作用して生じる力である。液体３４の圧力による力F1Pについては後述にて詳しく説明する。
【0020】
上記の弁閉止方向に働く力F1S、F1Pに抗して弁体３９を押し下げるためには、F1S+F1P以上の力をシャフト部９に加える必要がある。したがって、操作者は、図８（ｂ）に示すように、操作レバー１９を握る力を徐々に大きくしてシャフト部９に加える力Foを増大させる。
【0021】
Fo＞F1S+F1Pになると、図９（ａ）に示すように、力Foによってシャフト部９が押し下げられて弁体３９が下降する。弁体３９が下降すると弁座４１に密着していたＯリング４３が弁座４１から離れ、弁１次側と弁２次側が連通する。
弁１次側と弁２次側が連通して液体３４が弁２次側に流入すると、弁１次側と弁２次側が同圧になるので、液体３４の圧力による弁閉止方向の力F1Pが働かなくなる。
一方、弁２次側に流入した液体３４によって新たな弁閉止方向の力F2Pが発生する。具体的には、弁２次側に充満した液体３４によって突出部９ａの下面に液体３４の圧力が作用し、上方向、即ち弁閉止方向に力F2Pが働く。
弁１次側と弁２次側が連通して液体３４が弁２次側に流入すると、弁１次側と弁２次側が同圧になるので、液体３４の圧力による弁閉止方向の力F1Pが働かなくなる。
一方、弁２次側に流入した液体３４によって新たな弁閉止方向の力F2Pが発生する。具体的には、弁２次側に充満した液体３４によって突出部９ａの下面に液体３４の圧力が作用し、上方向、即ち弁閉止方向に力F2Pが働く。
【0022】
液体３４の圧力による弁閉止方向の力F1P及びF2Pは、液体３４の圧力が作用する作用面の大きさ（外径）に応じて大きくなる。そして、作用面の大きさは、当該作用面が設けられている部位の断面積（具体的には大気圧部分と液体３４が充満する部分を隔てる部位の断面積）に応じて大きくなる。即ち、弁体３９の本体部３７の下面を作用面として働く力F1Pは本体部３７の図８（ａ）の破線円に示す部分の断面積に応じた大きさとなり、突出部９ａの下面を作用面として働く力F2Pは突出部９ａの図９（ａ）の破線円に示す部分の断面積に応じた大きさとなる。
【0023】
本例においては図９（ａ）の破線円に示す部分の断面積は図８（ａ）の破線円に示す部分の断面積より小さいので、F1P＞F2Pとなる。
したがって、弁閉止方向に働く力は弁閉止時（F1S(min)+F1P）よりも弁開放直後（F1S(min)+F2P）の方が小さくなり、図９（ｂ）に示すように、弁体３９を押し下げるのに必要な力が弁開放直後に一時的に減少する。
なお、厳密には弁開放直後の付勢ばね１７は弁閉止時よりも縮んでいるので付勢力はF1S(min)よりも大きくなるが、その増分はわずかなものであるのでここでは無視する。
したがって、弁閉止方向に働く力は弁閉止時（F1S(min)+F1P）よりも弁開放直後（F1S(min)+F2P）の方が小さくなり、図９（ｂ）に示すように、弁体３９を押し下げるのに必要な力が弁開放直後に一時的に減少する。
なお、厳密には弁開放直後の付勢ばね１７は弁閉止時よりも縮んでいるので付勢力はF1S(min)よりも大きくなるが、その増分はわずかなものであるのでここでは無視する。
【0024】
上述したように弁閉止方向に働く力は弁開放直後に一時的に減少するが、その後弁の開度が大きくなるのに伴い、付勢ばね１７が縮んで付勢力F1Sが大きくなるので、弁閉止方向に働く力も増大する。具体的には、弁閉止方向に働く力は図９（ａ）の弁開放直後のときの力F1S(min)+F2Pから図１０（ａ）の弁全開状態のときの力F1S(max)+F2Pまで徐々に増加する。したがって、操作者は、図１０（ｂ）に示すように、操作レバー１９を握る力を徐々に大きくしてシャフト部９に加える力Foを増大させるように操作レバー１９を操作する。操作レバー１９を最大に倒すと弁全開状態となり弁開放操作が完了する。
【0025】
上述したように、従来の開閉弁装置３５は、弁開放後に操作者が操作レバー１９を握る力を徐々に大きくすることで弁の開度が大きくなるものである。したがって、操作者の力加減によっては中途開放状態で操作レバー１９を保持することも容易である。例えば、弁開放直後の開度が小さい状態で操作レバー１９を保持して放水を続けると、液体３４中に分散されている粉末が弁体３９と弁座４１の間に滞留しやすくなり、これによって図１１に示すような粉末による詰まり４５が生じる場合がある。液体３４中の粉末による詰まり４５は、前述したような液体３４の成分分離や開閉弁装置３５の動作不良の原因となるため問題である。
【0026】
そこで、本実施の形態に係る開閉弁装置においては、噴射装置１が中途開放状態で使用されるのを防ぎ、上記のような液体３４中の粉末による詰まり４５を防止できるようにした。以下、図１、図２を用いて詳細に説明する。
図１は、開閉弁装置が設けられる噴射装置１の一部を示す断面図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）は、開閉弁装置の閉止状態、全開状態を示す部分拡大図である。なお、図１、図２において、従来例を説明した図６、図７と同様又は対応する部分には同一の符号を付している。
図１は、開閉弁装置が設けられる噴射装置１の一部を示す断面図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）は、開閉弁装置の閉止状態、全開状態を示す部分拡大図である。なお、図１、図２において、従来例を説明した図６、図７と同様又は対応する部分には同一の符号を付している。
【0027】
本実施の形態の開閉弁装置７は、従来例と同様に、粉末を含有する液体を所定圧力でノズル３に供給してノズル３から噴射する噴射装置１におけるノズル３の上流側に設けられ、ノズル３に至る流路を開閉するものである。
開閉弁装置７は、図１に示すように、シャフト部９を有する弁体１３と、弁座１５と、弁体１３の一部を進退可能にガイドするシリンダー部材１６と、弁体１３を閉止方向に付勢する付勢ばね１７と、シャフト部９を操作して弁体１３を開放方向に押し下げる操作レバー１９とを備えている。以下、各構成について詳細に説明する。
開閉弁装置７は、図１に示すように、シャフト部９を有する弁体１３と、弁座１５と、弁体１３の一部を進退可能にガイドするシリンダー部材１６と、弁体１３を閉止方向に付勢する付勢ばね１７と、シャフト部９を操作して弁体１３を開放方向に押し下げる操作レバー１９とを備えている。以下、各構成について詳細に説明する。
【0028】
＜弁体＞
弁体１３は、通常時に弁座１５に当接して液体の流路を閉止するものであり、本発明の操作部に相当するシャフト部９と、本体部１１から構成される。
シャフト部９は、従来例と同様に、供給管５の管壁を貫通して供給管５の外部に突出する突出部９ａと、突出部９ａより径が小さい小径部９ｂを有している。
本体部１１は、後述する弁座１５の円環状部１５ａに挿入可能な挿入部２３を有しており、挿入部２３の外周にはＯリング２５が嵌装されている。挿入部２３が弁座１５の円環状部１５ａに挿入されたとき、Ｏリング２５の外周部が円環状部１５ａの内周面に当接し、液体の流路が閉止される。また、挿入部２３が弁座１５の円環状部１５ａから抜け出して円環状部１５ａとＯリング２５が離れた（当接しない）とき、液体の流路が開放される。
弁体１３は、通常時に弁座１５に当接して液体の流路を閉止するものであり、本発明の操作部に相当するシャフト部９と、本体部１１から構成される。
シャフト部９は、従来例と同様に、供給管５の管壁を貫通して供給管５の外部に突出する突出部９ａと、突出部９ａより径が小さい小径部９ｂを有している。
本体部１１は、後述する弁座１５の円環状部１５ａに挿入可能な挿入部２３を有しており、挿入部２３の外周にはＯリング２５が嵌装されている。挿入部２３が弁座１５の円環状部１５ａに挿入されたとき、Ｏリング２５の外周部が円環状部１５ａの内周面に当接し、液体の流路が閉止される。また、挿入部２３が弁座１５の円環状部１５ａから抜け出して円環状部１５ａとＯリング２５が離れた（当接しない）とき、液体の流路が開放される。
【0029】
また、本体部１１の下部はシリンダー部材１６に進退可能に収容されている。そして、シリンダー部材１６に収容される部分の外周にもＯリング２７が嵌装されている。本体部１１の下部に嵌装されたＯリング２７がシリンダー部材１６の内周面に常に当接することで、シリンダー部材１６内に液体が入らないようにシールしている。
【0030】
また、弁体１３は、弁体１３が開放したときに液体の圧力が作用する圧力作用面を有している。本実施の形態の圧力作用面は、突出部９ａの下面である第１圧力作用面２９と本体部１１の上面である第２圧力作用面３１の２つの作用面から構成される。
上記２つの作用面に液体の圧力が作用したときに該圧力が弁体１３を開放する方向に作用するようにするため、突出部９ａは本体部１１よりも小径となるように形成されている。この理由については後述の動作説明にて詳しく説明する。
上記２つの作用面に液体の圧力が作用したときに該圧力が弁体１３を開放する方向に作用するようにするため、突出部９ａは本体部１１よりも小径となるように形成されている。この理由については後述の動作説明にて詳しく説明する。
【0031】
＜弁座＞
弁座１５は、通常時に弁体１３の本体部１１に当接して液体の流路を閉止するものであり、本体部１１の挿入部２３が挿入可能な円環状部１５ａを有している。
本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、本体部１１の挿入部２３に設けられたＯリング２５が弁座１５の円環状部１５ａの内周面と当接することで弁閉止状態となるようにしたことで、図７（ａ）に示した従来例のような、弁座４１の角部と弁体３９のＯリング４３が当接することで弁閉止状態となる場合と比べて、弁体１３が着座した状態を保持するための付勢力を小さくすることができる。弁閉止状態を保持するための付勢力を小さくすると本発明の効果をより奏することができるが、この点については後述の動作説明にて詳しく説明する。
弁座１５は、通常時に弁体１３の本体部１１に当接して液体の流路を閉止するものであり、本体部１１の挿入部２３が挿入可能な円環状部１５ａを有している。
本実施の形態では、図２（ａ）に示すように、本体部１１の挿入部２３に設けられたＯリング２５が弁座１５の円環状部１５ａの内周面と当接することで弁閉止状態となるようにしたことで、図７（ａ）に示した従来例のような、弁座４１の角部と弁体３９のＯリング４３が当接することで弁閉止状態となる場合と比べて、弁体１３が着座した状態を保持するための付勢力を小さくすることができる。弁閉止状態を保持するための付勢力を小さくすると本発明の効果をより奏することができるが、この点については後述の動作説明にて詳しく説明する。
【0032】
＜シリンダー部材＞
シリンダー部材１６は、弁体１３の一部（具体的には本体部１１の下部）を進退可能にガイドするものである。シリンダー部材１６内には、付勢ばね１７が収容されている。前述したように、本体部１１の下部に設けられたＯリング２７がシリンダー部材１６の内周面に常に当接しているので、シリンダー部材１６の付勢ばね１７が収容される部分に液体が入ることがない。したがって、シリンダー部材１６の内圧は大気圧程度となっている。
シリンダー部材１６は、弁体１３の一部（具体的には本体部１１の下部）を進退可能にガイドするものである。シリンダー部材１６内には、付勢ばね１７が収容されている。前述したように、本体部１１の下部に設けられたＯリング２７がシリンダー部材１６の内周面に常に当接しているので、シリンダー部材１６の付勢ばね１７が収容される部分に液体が入ることがない。したがって、シリンダー部材１６の内圧は大気圧程度となっている。
【0033】
＜付勢ばね＞
付勢ばね１７は、本発明の付勢手段に相当するものであり、弁体１３を閉止方向に付勢するものである。付勢ばね１７は従来例と同様のものであるので説明を省略する。なお、前述したように、本実施の形態では、弁閉止状態を保持するのに必要な付勢力が従来例よりも小さいので、本実施の形態の付勢ばね１７の付勢力F1S(min)は、従来例の付勢ばね１７の付勢力F1S(min)よりも小さいものとする。
付勢ばね１７は、本発明の付勢手段に相当するものであり、弁体１３を閉止方向に付勢するものである。付勢ばね１７は従来例と同様のものであるので説明を省略する。なお、前述したように、本実施の形態では、弁閉止状態を保持するのに必要な付勢力が従来例よりも小さいので、本実施の形態の付勢ばね１７の付勢力F1S(min)は、従来例の付勢ばね１７の付勢力F1S(min)よりも小さいものとする。
【0034】
＜操作レバー＞
操作レバー１９は、弁体１３のシャフト部９を操作して弁体１３を開放方向に押し下げるものであり、通常時は、図１の「閉止位置」の状態にある。操作者が供給管５を把持する手で供給管５と共に操作レバー１９を握ると、操作レバー１９は操作レバー軸３３を中心に「全開位置」の方向へ回動する。
操作レバー１９の回動に伴い、操作レバー１９に設けられた凸部１９ａがシャフト部９の上端を下方向に押圧して弁体１３を押し下げ、液体の流路が開放される（図２（ｂ）参照）。
操作レバー１９は、弁体１３のシャフト部９を操作して弁体１３を開放方向に押し下げるものであり、通常時は、図１の「閉止位置」の状態にある。操作者が供給管５を把持する手で供給管５と共に操作レバー１９を握ると、操作レバー１９は操作レバー軸３３を中心に「全開位置」の方向へ回動する。
操作レバー１９の回動に伴い、操作レバー１９に設けられた凸部１９ａがシャフト部９の上端を下方向に押圧して弁体１３を押し下げ、液体の流路が開放される（図２（ｂ）参照）。
【0035】
次に、本実施の形態の開閉弁装置７を手動開放するときの開閉弁装置７の動作、及び、その際に弁体１３を押し下げるために必要な力について、以下、詳細に説明する。
図３（ａ）は、弁閉止時の開閉弁装置７の状態を示している。このとき弁体１３には、図中矢印で示すように、弁閉止方向に働く付勢ばね１７の付勢力F1S(min)が加わっている。
図３（ａ）は、弁閉止時の開閉弁装置７の状態を示している。このとき弁体１３には、図中矢印で示すように、弁閉止方向に働く付勢ばね１７の付勢力F1S(min)が加わっている。
【0036】
図８（ａ）の従来例では、付勢ばね１７の付勢力F1S(min)に加えて液体３４の圧力による弁閉止方向の力F1Pが働いていたが、本実施の形態では、弁体１３の本体部１１の下面がシリンダー部材１６に収容されているため、本体部１１の下面に液体３４の圧力が作用せず、力F1Pが発生しない。
したがって、弁閉止状態のときに弁閉止方向に働く力は付勢ばね１７の付勢力F1S(min)のみであるので、操作者は、図３（ｂ）に示すように、操作レバー１９を握る力を徐々に大きくしてシャフト部９に加える力FoをF1S(min)以上になるように増大させる。
したがって、弁閉止状態のときに弁閉止方向に働く力は付勢ばね１７の付勢力F1S(min)のみであるので、操作者は、図３（ｂ）に示すように、操作レバー１９を握る力を徐々に大きくしてシャフト部９に加える力FoをF1S(min)以上になるように増大させる。
【0037】
Fo＞F1S(min)になると、図４（ａ）に示すように、力Foによってシャフト部９が押し下げられて弁体１３が下降する。弁体１３が下降すると挿入部２３が弁座１５の円環状部１５ａから抜け出し、挿入部２３のＯリング２５が弁座１５から離れて弁１次側と弁２次側が連通する。
弁１次側と弁２次側が連通して液体３４が弁２次側に流入すると、弁２次側に充満した液体３４の圧力が弁体１３の第１圧力作用面２９と第２圧力作用面３１に作用する。
弁１次側と弁２次側が連通して液体３４が弁２次側に流入すると、弁２次側に充満した液体３４の圧力が弁体１３の第１圧力作用面２９と第２圧力作用面３１に作用する。
【0038】
まず、液体３４の圧力が突出部９ａの下面である第１圧力作用面２９に作用すると、従来例と同様に、弁閉止方向の力F2Pが働く。
そして、液体３４の圧力が本体部１１の上面である第２圧力作用面３１に作用すると、下方向、即ち弁開放方向の力F3Pが働く。
そして、液体３４の圧力が本体部１１の上面である第２圧力作用面３１に作用すると、下方向、即ち弁開放方向の力F3Pが働く。
【0039】
図９（ａ）の従来例では生じなかった弁開放方向の力F3Pが、本実施の形態で生じる理由は以下のとおりである。
まず、前述した液体３４の圧力による弁閉止方向の力F1P及びF2Pは、どちらも、弁体１３に嵌装されたＯリング４３、２１によって隔てられた空間に圧力差があることで生じるものである。
例えば、図８（ａ）に示した従来例の弁閉止状態では、Ｏリング４３によって隔てられた弁１次側と弁２次側に関し、弁１次側の内圧が液体３４の圧力（ポンプ圧）であるのに対して弁２次側の内圧が大気圧となっている。したがって、本体部３７の下面に液体３４の圧力が作用した時に、本体部３７の上側の圧力が小さいことから上方向に押圧する力が発生し、弁閉止方向の力F1pとなる。
また、図９（ａ）の従来例又は図４（ａ）の本実施の形態のように、弁開放状態において、突出部９ａに嵌装されたＯリング２１によって隔てられた供給管５の内外の圧力に関し、供給管５の内圧が液体３４の圧力（ポンプ圧）であるのに対して供給管５の外部の圧力が大気圧となっている。したがって、突出部９ａの下面（第１圧力作用面）に液体３４の圧力が作用した時に、突出部９ａの上側の圧力が小さいことから上方向に押圧する力が発生し、弁閉止方向の力F2pとなる。
まず、前述した液体３４の圧力による弁閉止方向の力F1P及びF2Pは、どちらも、弁体１３に嵌装されたＯリング４３、２１によって隔てられた空間に圧力差があることで生じるものである。
例えば、図８（ａ）に示した従来例の弁閉止状態では、Ｏリング４３によって隔てられた弁１次側と弁２次側に関し、弁１次側の内圧が液体３４の圧力（ポンプ圧）であるのに対して弁２次側の内圧が大気圧となっている。したがって、本体部３７の下面に液体３４の圧力が作用した時に、本体部３７の上側の圧力が小さいことから上方向に押圧する力が発生し、弁閉止方向の力F1pとなる。
また、図９（ａ）の従来例又は図４（ａ）の本実施の形態のように、弁開放状態において、突出部９ａに嵌装されたＯリング２１によって隔てられた供給管５の内外の圧力に関し、供給管５の内圧が液体３４の圧力（ポンプ圧）であるのに対して供給管５の外部の圧力が大気圧となっている。したがって、突出部９ａの下面（第１圧力作用面）に液体３４の圧力が作用した時に、突出部９ａの上側の圧力が小さいことから上方向に押圧する力が発生し、弁閉止方向の力F2pとなる。
【0040】
これと同様に、図４の本実施の形態では、本体部２７の下部に嵌装されたＯリング２７によって隔てられた供給管５とシリンダー部材１６の内部空間に関し、供給管５の内圧が液体３４の圧力（ポンプ圧）であるのに対してシリンダー部材１６の内圧が大気圧となっている。したがって、弁２次側に液体３４が流入して本体部１１の上面（第２圧力作用面）に液体３４の圧力が作用した時に、本体部１１の下側の圧力が小さいことから下方向に押圧する力が発生し、弁開放方向の力F3pとなるのである。
【0041】
このように、弁が開放して弁２次側に液体３４が流入すると、第１圧力作用面２９と第２圧力作用面３１に液体３４の圧力が作用して相反する２つの力F2p、F3pが発生するが、本実施の形態では、弁開放方向の力F3pの方が大きくなるように第１圧力作用面２９と第２圧力作用面３１を構成しているので、この点について説明する。
前述したように、液体３４の圧力による力は、液体３４の圧力が作用する作用面の大きさ（外径）に応じて大きくなる。そして、作用面の大きさは、当該作用面が設けられている部位の断面積に応じて大きくなる。
前述したように、液体３４の圧力による力は、液体３４の圧力が作用する作用面の大きさ（外径）に応じて大きくなる。そして、作用面の大きさは、当該作用面が設けられている部位の断面積に応じて大きくなる。
【0042】
前述したように、第１圧力作用面２９が設けられている突出部９ａは第２圧力作用面３１が設けられている本体部１１よりも小径となるように形成されている。したがって、第１圧力作用面２９に作用して働く力F2Pは第２圧力作用面３１に作用して働く力F3Pより小さくなる。
よって、弁開放直後に相反する２つの力F2p、F3pが生じるが、F2P＜F3Pであるので、弁開放直後の弁閉止方向の力（F1S(min)+F2P-F3P）は、弁閉止時の弁閉止方向の力（F1S(min)）より小さくなる。
よって、弁開放直後に相反する２つの力F2p、F3pが生じるが、F2P＜F3Pであるので、弁開放直後の弁閉止方向の力（F1S(min)+F2P-F3P）は、弁閉止時の弁閉止方向の力（F1S(min)）より小さくなる。
【0043】
また、前述したように、本実施の形態では弁閉止時の付勢ばね１７の付勢力F1S(min)が従来例よりも小さい。付勢ばね１７の付勢力F1S(min)が小さいと、上述した弁閉止方向の力の減少効果を相対的に大きくなる。
したがって、操作者は、従来例よりも小さい力で弁を開放でき、さらに、弁開放直後、操作レバー１９の操作に抗する力が大幅に減少するように感じる（図４（ｂ）参照）。
したがって、操作者は、従来例よりも小さい力で弁を開放でき、さらに、弁開放直後、操作レバー１９の操作に抗する力が大幅に減少するように感じる（図４（ｂ）参照）。
【0044】
弁開放後は従来例と同様に、弁の開度が大きくなるのに伴って付勢ばね１７が縮み、付勢力F1Sが大きくなるので、弁体１３を押し下げるのに要する力Foも増大する。しかし、本実施の形態においては、液体３４の圧力による弁開放方向の力（=F3P-F2P）の方が付勢ばね１７の付勢力の増分（=F1S(max)-F1S(min)）よりも大きくなるように構成されているので、弁開放直前に加えた力から操作力を増大することなく弁全開状態にすることができる（図５（ａ）、図５（ｂ）参照）。
【0045】
上述したように、本実施の形態によれば、弁体１３が開放したときに液体の圧力が弁体１３を開放する方向に作用するように構成された圧力作用面を有することにより、弁開放直後に、弁操作に抗する力が大きく減少する。さらに、弁を全開するのに要する力は弁開放に要する力より小さい。
したがって、操作者が開閉弁装置７を操作する際に、弁開放に要する力だけで最大までレバーを握りこむことができるので、従来のように操作者が操作を中断して中途開放状態のまま使用する事態が生じにくくなり、液体の成分分離や、液体中の粉末による詰まりを防止することができる。
したがって、操作者が開閉弁装置７を操作する際に、弁開放に要する力だけで最大までレバーを握りこむことができるので、従来のように操作者が操作を中断して中途開放状態のまま使用する事態が生じにくくなり、液体の成分分離や、液体中の粉末による詰まりを防止することができる。
【0046】
なお、本実施の形態は弁体１３の挿入部２３が弁座１５の円環状部１５ａに挿入されて円環状部１５ａの内周面と挿入部２３のＯリング２５が当接することで弁閉止状態となるものであったが、本発明はこの限りではなく、例えば従来例のように、弁座４１の角部に弁体３９のＯリング４３が当接することで弁閉止状態となるものであってもよい。
もっとも、本実施の形態は、付勢ばね１７の付勢力を小さくできて、軽い力で弁が開放されるので、弁の開度が極小さい状態で使用される事態が生じにくく、好ましい。
もっとも、本実施の形態は、付勢ばね１７の付勢力を小さくできて、軽い力で弁が開放されるので、弁の開度が極小さい状態で使用される事態が生じにくく、好ましい。
【0047】
また、本実施の形態は、弁全開状態にするのに必要な操作力が弁開放に必要な操作力よりも小さくなるように構成したものであるが、本発明はこの限りではない。
本発明は、弁の開度が極小さい状態で使用されるのを防ぐ目的で発案されたものであり、液体の圧力が弁体を開放する方向に作用すれば、少なくとも弁の開度が極小さい状態で使用される事態が生じにくくなるため、本発明は効果を奏する。
もっとも、本実施の形態は、弁開放時に加えた力を増大することなく弁全開状態にできるので、弁の開度が安定してより好ましい。
本発明は、弁の開度が極小さい状態で使用されるのを防ぐ目的で発案されたものであり、液体の圧力が弁体を開放する方向に作用すれば、少なくとも弁の開度が極小さい状態で使用される事態が生じにくくなるため、本発明は効果を奏する。
もっとも、本実施の形態は、弁開放時に加えた力を増大することなく弁全開状態にできるので、弁の開度が安定してより好ましい。
【符号の説明】
【0048】
１ 噴射装置
３ ノズル
５ 供給管
７ 開閉弁装置
９ シャフト部
９ａ 突出部
９ｂ 小径部
１１ 本体部
１３ 弁体
１５ 弁座
１５ａ 円環状部
１６ シリンダー部材
１７ 付勢ばね
１９ 操作レバー
１９ａ 凸部
２１ Ｏリング（突出部）
２３ 挿入部
２５ Ｏリング（挿入部）
２７ Ｏリング（本体部）
２９ 第１圧力作用面
３１ 第２圧力作用面
３３ 操作レバー軸
３４ （粉末を含有する）液体
３５ 開閉弁装置（従来例）
３７ 本体部（従来例）
３９ 弁体（従来例）
４１ 弁座（従来例）
４３ Ｏリング（従来例）
４５ 詰まり
５０ 噴射装置（従来例）
３ ノズル
５ 供給管
７ 開閉弁装置
９ シャフト部
９ａ 突出部
９ｂ 小径部
１１ 本体部
１３ 弁体
１５ 弁座
１５ａ 円環状部
１６ シリンダー部材
１７ 付勢ばね
１９ 操作レバー
１９ａ 凸部
２１ Ｏリング（突出部）
２３ 挿入部
２５ Ｏリング（挿入部）
２７ Ｏリング（本体部）
２９ 第１圧力作用面
３１ 第２圧力作用面
３３ 操作レバー軸
３４ （粉末を含有する）液体
３５ 開閉弁装置（従来例）
３７ 本体部（従来例）
３９ 弁体（従来例）
４１ 弁座（従来例）
４３ Ｏリング（従来例）
４５ 詰まり
５０ 噴射装置（従来例）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
