特表 2024-525349 較正された流量感知および流動制御デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-12

(54)【発明の名称】較正された流量感知および流動制御デバイス

(51)【国際特許分類】

   G01F 1/00 20220101AFI20240705BHJP

【ＦＩ】

G01F1/00 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023577654

(86)(22)【出願日】2022-06-10

(85)【翻訳文提出日】2024-01-17

(86)【国際出願番号】 US2022032929

(87)【国際公開番号】W WO2022265920

(87)【国際公開日】2022-12-22

(31)【優先権主張番号】63/212,209

(32)【優先日】2021-06-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】510218928

【氏名又は名称】ビクターリック カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100078282

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 秀策

(74)【代理人】

【識別番号】100113413

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 夏樹

(74)【代理人】

【識別番号】100181674

【弁理士】

【氏名又は名称】飯田 貴敏

(74)【代理人】

【識別番号】100181641

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】230113332

【弁護士】

【氏名又は名称】山本 健策

(72)【発明者】

【氏名】チャスーリ， アンドリュー マイケル

(72)【発明者】

【氏名】メイヤー， スティーブン ジョゼフ

(72)【発明者】

【氏名】デスロチャーズ， クリストファー ローレンス

(72)【発明者】

【氏名】クレヴェンジャー， ニール エー．

(72)【発明者】

【氏名】カルメン， ラリー

【テーマコード（参考）】

2F030

【Ｆターム（参考）】

2F030CB03

2F030CC01

2F030CE12

2F030CE14

(57)【要約】

火災鎮圧システムのための弁の基礎でもあり得る流体流量センサは、閉塞体または弁閉鎖部材の運動をセンサシステムに伝達するために感知アームを使用し、センサシステムは、その運動を評価し、正当化される場合、応答して流量の較正された尺度および／または警報信号を発生させる。閉塞体および弁閉鎖部材は、回転および並進運動の両方が可能であし、それらの両方は、感知アームを使用して感知される。センサシステムは、弁内の流体から隔離されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流量センサであって、前記流量センサは、
入口と出口とを有する筐体であって、前記筐体は、前記入口と前記出口との間に流路を画定する、筐体と、
前記筐体内に回転可能に搭載されたシャフトと、
前記入口と前記出口との間の前記筐体内に位置付けられた閉塞体であって、前記閉塞体は、前記シャフト上に搭載され、前記入口と前記出口との間の流体流に応答して、前記シャフトに対して、および前記筐体に対して移動可能である、閉塞体と、
前記シャフト上に固定して搭載された第１の端部と前記閉塞体に係合する第２の端部とを有する感知アームと、
前記筐体に対する前記シャフトの回転を感知するように適合されたセンサシステムと
を備えている、流量センサ。

【請求項2】

前記閉塞体は、前記流路に対して横向きに向けられたディスクを備えている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項3】

前記閉塞体は、前記ディスクと前記シャフトとの間に延びている少なくとも１つのラグをさらに備え、前記ラグは、前記シャフトを受け取る孔を画定する、請求項２に記載の流量センサ。

【請求項4】

前記孔は、前記シャフトに対する前記ディスクの回転運動および並進運動を可能にするようにサイズを決定されている、請求項３に記載の流量センサ。

【請求項5】

前記入口を包囲している座部をさらに備え、前記閉塞体は、前記座部と係合可能である、請求項２に記載の流量センサ。

【請求項6】

前記閉塞体を前記座部と係合するように付勢するための前記閉塞体と前記筐体との間で作動するばねをさらに備えている、請求項５に記載の流量センサ。

【請求項7】

前記センサシステムから前記筐体の中に延びている突出部をさらに備え、前記ばねは、前記突出部と前記感知アームとの間で作動する、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項8】

前記座部と前記閉塞体との間に位置付けられ、前記座部または前記閉塞体のうちの一方の上に搭載されたシールをさらに備えている、請求項５に記載の流量センサ。

【請求項9】

前記シャフトの遠位の前記感知アーム上に搭載された重りをさらに備えている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項10】

前記感知アームと前記閉塞体との間に延びている連結部をさらに備え、前記連結部は、前記感知アームを前記閉塞体に柔軟に接続するために、前記シャフトの遠位に位置付けられている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項11】

前記感知アームを移動させるためのアクチュエータをさらに備え、前記アクチュエータは、前記筐体から延びている第１の端部と前記シャフトに近接して前記感知アームと係合可能である第２の端部とを有するプッシュロッドを備え、前記プッシュロッドは、前記シャフトに対して偏心した作用線を画定し、それによって、前記プッシュロッドに加えられた力が前記感知アームを前記シャフトの周りに回転させることを可能にする、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項12】

前記アクチュエータは、前記プッシュロッドを移動させるように適合されたソレノイドをさらに備えている、請求項１１に記載の流量センサ。

【請求項13】

前記感知アームを移動させるためのアクチュエータをさらに備え、前記アクチュエータは、
前記筐体から突出している第１の端部と前記シャフトに近接して前記筐体内に位置付けられた第２の端部とを有する軸と、
前記軸の前記第２の端部上に搭載されたカムと
を備え、
前記カムは、前記軸の回転時、前記感知アームと係合するように、およびそれと係合解除するように回転可能であることによって、前記感知アームおよび前記シャフトの回転をもたらす、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項14】

前記軸と係合され、前記カムを回転させるために前記軸を回転させるように適合された電動モータをさらに備えている、請求項１３に記載の流量センサ。

【請求項15】

前記アクチュエータは、前記軸の第１の端部に取り付けられたレバーアームをさらに備え、前記レバーアームは、前記軸に対して横方向に延びている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項16】

ソレノイドをさらに備え、前記ソレノイドは、前記レバーアームに係合し、前記レバーアームを移動させ、それによって、前記軸を回転させるように適合されている、請求項１４に記載の流量センサ。

【請求項17】

前記シャフト上に固定して搭載された磁石をさらに備え、前記磁石は、前記センサシステムに近接して位置付けられている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項18】

前記磁石は、前記筐体内に位置付けられている、請求項１７に記載の流量センサ。

【請求項19】

前記磁石は、前記シャフトの端部上に搭載されている、請求項１８に記載の流量センサ。

【請求項20】

前記磁石は、前記筐体から突出している非磁性シースによって包囲されている、請求項１９に記載の流量センサ。

【請求項21】

前記センサシステムは、前記筐体の外部上に位置付けられている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項22】

前記センサシステムは、非接触センサを備えている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項23】

前記センサシステムは、磁気センサ、ホール効果センサ、および容量性センサから成る群から選択されるセンサを備えている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項24】

前記センサシステムは、磁気位置センサを備えている、請求項１に記載の流量センサ。

【請求項25】

前記センサシステムは、前記磁気位置センサと通信するコントローラをさらに備えている、請求項２２に記載の流量センサ。

【請求項26】

前記センサシステムは、前記コントローラと通信する調節可能な遅延回路をさらに備え、前記調節可能な遅延回路は、前記コントローラからの警報信号の通信を遅らせる、請求項２３に記載の流量センサ。

【請求項27】

弁であって、前記弁は、
入口と出口とを有する筐体と、
前記入口を包囲している座部と、
前記筐体内に回転可能に搭載されたシャフトと、
前記筐体内に位置付けられ、前記座部と密閉して係合可能である弁閉鎖部材であって、前記弁閉鎖部材は、前記シャフト上に搭載され、前記入口から前記出口への流動を可能にする開放位置と、前記流動の逆行を防止する閉鎖位置との間で前記シャフトに対して移動可能である、弁閉鎖部材と、
前記シャフト上に固定して搭載された第１の端部と前記弁閉鎖部材に係合する第２の端部部分とを有する感知アームと、
前記弁閉鎖部材と接触するように前記感知アームを付勢するように作動するばねと、
前記筐体に対する前記シャフトの回転を感知するように適合されたセンサシステムと
を備えている、弁。

【請求項28】

前記ばねは、前記筐体と前記感知アームとの間で作動する、請求項２７に記載の弁。

【請求項29】

前記センサシステムから前記筐体の中に延びている突出部をさらに備え、前記ばねは、前記突出部と前記感知アームとの間で作動する、請求項２７に記載の弁。

【請求項30】

前記ばねは、前記弁閉鎖部材を前記閉鎖位置に付勢するように作動する、請求項２８に記載の弁。

【請求項31】

前記センサシステムは、前記筐体上に搭載されている、請求項２７に記載の弁。

【請求項32】

前記感知アームは、
前記第２の端部部分から延びている第１の突出部と、
前記第２の端部から延びており、前記第１の突出部に対して間隔を置かれた関係にある第２の突出部と
を備え、
前記第１および第２の突出部は、前記弁閉鎖部材に係合する、請求項２７に記載の弁。

【請求項33】

前記第１および第２の突出部は、前記シャフトに対して平行に向けられた線に沿って整列させられている、請求項３２に記載の弁。

【請求項34】

前記弁閉鎖部材は、
前記座部と密閉して係合可能であるディスクと、
前記ディスクから突出している第１のラグであって、前記第１のラグは、前記シャフトを受け取る第１の開口部を画定する、第１のラグと、
前記ディスクから突出している第２のラグと
を備え、
前記第２のラグは、前記第１のラグに対して間隔を置かれた関係において配置され、前記シャフトを受け取る第２の開口部を画定し、前記ディスクは、前記シャフトの周りに、前記シャフトに対して回転可能である、請求項２７に記載の弁。

【請求項35】

前記第１および第２の開口部は、それぞれの第１および第２のスロットを備え、前記第１および第２のスロットは、前記座部に向うおよびそれから離れる前記ディスクの並進運動を可能にするように、前記ディスクに対して向けられている、請求項３４に記載の弁。

【請求項36】

前記感知アームは、
前記第２の端部部分から延びている第１の突出部と、
前記第１の突出部に対して間隔を置かれた関係において位置付けられ、前記第２の端部部分から延びている第２の突出部と
を備え、
前記第１および第２の突出部は、前記弁閉鎖部材に係合している、請求項３４に記載の弁。

【請求項37】

前記第１および第２の突出部は、前記シャフトに対して平行に向けられた線に沿って整列させられている、請求項３６に記載の弁。

【請求項38】

前記第１の突出部は、前記ディスクの直径線の片側において前記ディスクに係合し、前記第２の突出部は、前記直径線の反対側において前記ディスクに係合し、前記直径線は、前記シャフトに対して直角に向けられている、請求項３７に記載の弁。

【請求項39】

前記感知アームの前記第２の端部部分は、前記シャフトに対して平行な方向に延び、前記第１および第２の突出部は、前記ディスクの中心に近接した第１および第２の点において前記ディスクに係合している、請求項３６に記載の弁。

【請求項40】

前記第１および第２の点は、前記シャフトに対して前記ディスクの中心を越えて配置されている、請求項３９に記載の弁。

【請求項41】

前記シャフト上に固定して搭載された磁石をさらに備え、前記磁石は、前記センサシステムに近接して位置付けられている、請求項２７に記載の弁。

【請求項42】

前記磁石は、前記筐体内に位置付けられている、請求項４１に記載の弁。

【請求項43】

前記磁石は、前記シャフトの端部上に搭載されている、請求項４２に記載の弁。

【請求項44】

前記磁石は、前記筐体から突出している非磁性シースによって包囲されている、請求項４３に記載の弁。

【請求項45】

前記センサシステムは、前記筐体の外部上に位置付けられている、請求項２７に記載の弁。

【請求項46】

前記センサシステムは、非接触センサを備えている、請求項２７に記載の弁。

【請求項47】

前記センサシステムは、磁気センサ、ホール効果センサ、および容量性センサから成る群から選択されるセンサを備えている、請求項２７に記載の弁。

【請求項48】

前記センサシステムは、磁気位置センサを備えている、請求項２７に記載の弁。

【請求項49】

前記センサシステムは、前記磁気位置センサと通信するコントローラをさらに備えている、請求項４６に記載の弁。

【請求項50】

前記センサシステムは、前記コントローラと通信する調節可能な遅延回路をさらに備え、前記調節可能な遅延回路は、前記コントローラからの警報信号の通信を遅らせる、請求項４７に記載の弁。

【請求項51】

弁を通した流体流を検出する方法であって、前記弁は、座部を画定する弁筐体と、前記弁筐体内に位置付けられた弁閉鎖部材とを備え、前記弁閉鎖部材は、前記座部と密閉して係合され、流体流を防止する閉鎖位置と、前記流体流を可能にする開放位置との間で移動可能であり、
前記方法は、前記筐体上に搭載された感知アームを使用することを含み、
前記感知アームは、前記弁閉鎖部材と係合され、前記閉鎖位置と前記開放位置との間での前記弁閉鎖部材の運動を感知する、方法。

【請求項52】

前記弁閉鎖部材の運動を感知することは、前記感知アームの回転を感知することを含む、請求項５１に記載の方法。

【請求項53】

前記感知アームの前記回転は、前記弁閉鎖部材の回転運動を感知する、請求項５２に記載の方法。

【請求項54】

前記感知アームの前記回転は、前記弁閉鎖部材の並進運動を感知する、請求項５２に記載の方法。

【請求項55】

前記感知アームは、シャフト上に固定して搭載され、前記シャフトは、前記筐体上に回転可能に搭載され、前記感知アームの前記回転を感知することは、前記弁筐体に対する前記シャフトの回転を感知することを含む、請求項５２に記載の方法。

【請求項56】

前記弁を較正することをさらに含み、前記弁を較正することは、
流体を既知の率で前記弁を通して流動させることと、
前記流体が前記既知の率で流動している間、前記感知アームの位置を決定することと、
前記感知アームの前記位置を前記流体流の前記既知の率に関連付けることと
を含む、請求項５１に記載の方法。

【請求項57】

前記弁を較正することをさらに含み、前記弁を較正することは、
流体を第１の既知の率で前記弁を通して流動させることと、
前記流体が前記第１の既知の率で流動している間、前記感知アームの第１の位置を決定することと、
前記流体流の前記第１の既知の率を前記感知アームの前記第１の位置に関連付けることと、
流体を前記前記第１の既知の率と異なる第２の既知の率で前記弁を通して流動させることと、
前記流体が前記第２の既知の率で流動している間、前記感知アームの第２の位置を決定することと、
前記流体流の前記第２の既知の率を前記感知アームの前記第２の位置に関連付けることと
を含む、請求項５１に記載の方法。

【請求項58】

前記流体流の前記第１および第２の既知の率は、１分あたり４ガロン（１５リットル）～１分あたり１０ガロン（３８リットル）の範囲に及ぶ、請求項５７に記載の方法。

【請求項59】

水供給部に接続可能な火災鎮圧散水器システムであって、前記散水器システムは、
前記水供給部に接続可能であるスタンドパイプと、
複数の火災鎮圧散水器と、
前記スタンドパイプと前記散水器との間の流体連通を提供する配管網と、
前記スタンドパイプと前記配管網との間の流体流を制御する逆止弁と
を備え、
前記逆止弁は、
前記スタンドパイプに接続された入口と前記配管網に接続された出口とを有する筐体と、
前記入口を包囲している座部と、
前記筐体内に回転可能に搭載されたシャフトと、
前記筐体内に位置付けられた弁閉鎖部材であって、前記弁閉鎖部材は、前記座部と密閉して係合可能であり、前記弁閉鎖部材は、前記シャフト上に搭載され、前記入口から前記出口への流動を可能にする開放位置と前記流動の逆行を防止する閉鎖位置との間で前記シャフトに対して移動可能である、弁閉鎖部材と、
前記シャフト上に固定して搭載された第１の端部と前記弁閉鎖部材に係合する第２の端部部分とを有する感知アームと、
前記弁閉鎖部材と接触するように前記感知アームを付勢するように作動するばねと、
前記筐体に対する前記シャフトの回転を感知するように適合されたセンサシステムと
を備えている、散水器システム。

【請求項60】

前記逆止弁と前記スタンドパイプとの間に位置付けられた前記弁への流体流を制御するための遮断弁をさらに備えている、請求項５９に記載のシステム。

【請求項61】

前記入口と前記弁閉鎖部材との間の前記筐体内に位置付けられた遮断弁をさらに備えている、請求項５９に記載のシステム。

【請求項62】

前記逆止弁は、流体流の既知の率を前記シャフトの回転位置と関係付けることによって較正される、請求項５９に記載のシステム。

【請求項63】

前記逆止弁は、１分あたり４ガロン（１５リットル／分）～１分あたり１０ガロン（３８リットル／分）の流体流範囲を検出するように較正される、請求項６２に記載のシステム。

【請求項64】

前記弁閉鎖部材と前記出口との間の位置で前記逆止弁と流体連通する試験排水弁をさらに備えている、請求項５９に記載のシステム。

【請求項65】

前記弁閉鎖部材と前記出口との間の位置で前記逆止弁と流体連通する圧力ゲージをさらに備えている、請求項５９に記載のシステム。

【請求項66】

前記弁閉鎖部材と前記出口との間の位置で前記逆止弁と流体連通する圧力弁をさらに備えている、請求項５９に記載のシステム。

【請求項67】

前記センサシステムから前記筐体の中に延びている前記突出部は、偏心断面を有する、請求項７に記載の流量センサ。

【請求項68】

前記センサシステムから前記筐体の中に延びている前記突出部は、偏心断面を有する、請求項２９に記載の弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

（関連出願の相互参照）
本願は、参照することによって本明細書に組み込まれる２０２１年６月１８日に出願された米国仮出願第６３／２１２，２０９号に基づき、その優先権の利益を主張する。

【0002】

（技術分野）
本発明は、流体流を測定するための流量センサおよび流体流を制御するための弁に関する。

【背景技術】

【0003】

従来技術による流量センサは、低流量、特に、比較的に大径のパイプ要素を通した低流量において、それらの感度が限定される。流量センサの正確さおよび感度を改良するための余地が、存在する。

【0004】

逆止弁、特に、火災鎮圧システムにおいて使用されるそれらが、システムの配管網内に水またはガスを維持し、１つ以上の散水器が火炎に応答して開放すると、加圧された源からそのシステムへの水流を可能にする。逆止弁は、地域および国の建築基準によって流量センサに関連付けられた状態で使用されるべきことをしばしば要求され、流量センサは、警報、例えば、火災現場における可聴警報と、火炎が特定の場所において生じたことを通知する地域の消防局への電子通信信号とを開始し得る。そのような逆止弁、特に、スイングクラッパタイプの逆止弁のための実践的設計は、多くの場合、制約されていない（または、「ロスト」モーションの）限定された範囲を有する弁要素を採用し、それは、クラッパシールの平面が変動する実践的条件下で良好なシールを自然に形成するために、全ての製造公差条件、試験条件、動作条件下でクラッパ座部の平面と常時整列させられることを確実にすることの複雑性に起因して弁が漏出しないためである。

【0005】

従来技術による逆止弁、特に、逆止弁の下流の水を維持するシステム内で使用されるそれらは、弁要素の予測不可能なロストモーションが流動のためのインジケータとしての弁要素の繰り返し可能な使用に適していないので、多くの場合、弁を通して流動する流動流内のパドルの形態における流動スイッチに隣接して据え付けられる。さらに、使用のためのそのような流動スイッチの認定を統制する基準および規格（ＵＬによって提供されるそれら等）は、流動スイッチが、ある流量閾値（一般的に、１分あたり４ガロン（ＧＰＭ））を下回って活性化してはいけないが、１０ＧＰＭを下回って活性化し損なってはいけないことを要求する。そのような流動スイッチおよび逆止弁が据え付けられるパイプの一般的サイズの範囲にわたってこの要件を満たすために、各サイズのパイプのための篏合パドルを有するスイッチが、採用される。規制によって課される基準内の弁を通した流量に応答したパドルの位置が、警報を開始するための微小スイッチをトリガする。しかしながら、そのようなシステムは、繊細であり、高流量または高圧力流動に耐えることができず、したがって、水が配管網容積を満たし得る率を限定する。パドルは、流動に対する抵抗の増加およびパイプを通した測定可能な圧力水頭の損失も引き起こす。パドルは、流動流内にあり、微小スイッチを収納する専用の外部制御ボックス筐体に機械的に接続されているので、調節、修復、または交換を果たすために、システム全体に排水させることが、必要である。そのような逆止弁が逆止弁の下流に加圧空気または他のガスを有するシステム内に据え付けられる場合、規制は、パドル流動スイッチの使用を禁止している。乾燥、予作用、または一斉開放システムと一般的に呼ばれるそのようなシステム内の逆止弁は、パドル流動スイッチを使用することができず、代わりに、逆止弁の上流の加圧水供給部と逆止弁の下流のシステム内の加圧空気またはガスとの間の中間チャンバを使用することによって、著しくより複雑にされる。この中間チャンバは、逆止弁の開放に起因する中間チャンバ内の圧力増加を検出することによって逆止弁の開放を監視するために使用される別個の水流圧力スイッチに接続される。火災防御システム内で使用される逆止弁を含む逆止弁およびそれらが据え付けられるシステムを改良するための余地が、明確に存在する。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

一側面では、本発明は、流量センサに関する。一例示的実施形態において、流量センサは、入口と出口とを有する筐体を備えている。筐体は、入口と出口との間に流路を画定する。シャフトが、筐体内に回転可能に搭載される。閉塞体が、入口と出口との間の筐体内に位置付けられる。閉塞体は、シャフト上に搭載され、入口と出口との間の流体流に応答して、シャフトに対して、および筐体に対して移動可能である。感知アームが、シャフト上に固定して搭載された第１の端部と閉塞体に係合する第２の端部とを有する。筐体に対するシャフトの回転を感知するように適合されたセンサシステムは、例示的実施形態のさらなる部分である。

【0007】

例として、閉塞体は、流路に対して横向きに向けられたディスクを備えている。例示的実施形態において、閉塞体は、ディスクとシャフトとの間に延びている少なくとも１つのラグ（ｌｕｇ）をさらに備え得る。ラグは、シャフトを受け取る孔を画定する。孔は、シャフトに対するディスクの回転運動および並進運動を可能にするようにサイズを決定される。例示的流量センサは、入口を包囲している座部をさらに備え得る。閉塞体は、座部と係合可能である。ばねが、閉塞体を座部と係合するように付勢するために、閉塞体と、筐体またはセンサシステムから筐体の中に延びている突出部との間で作動する。例示的実施形態は、センサシステムから筐体の中に延びている突出部を備え得、ばねは、突出部と感知アームとの間で作動する。突出部は、偏心断面を有し得る。

【0008】

本発明による例示的流量センサは、座部と閉塞体との間に位置付けられ、座部または閉塞体のうちの一方の上に搭載されたシールを備え得る。さらに、例として、重りが、シャフトの遠位の感知アーム上に搭載され得る。連結部が、感知アームと閉塞体との間に延び得る。連結部は、感知アームを閉塞体に柔軟に接続するために、シャフトの遠位に位置付けられる。

【0009】

例示的実施形態において、アクチュエータが、感知アームを移動させるために使用され得る。一例では、アクチュエータは、筐体から延びている第１の端部と、シャフトに近接して感知アームと係合可能である第２の端部とを有するプッシュロッドを備え、プッシュロッドは、シャフトに対して偏心した作用線を画定し、それによって、プッシュロッドに加えられた力が感知アームをシャフトの周りに回転させることを可能にする。アクチュエータは、プッシュロッドを移動させるように適合されたソレノイドをさらに備え得る。別の例示的実施形態において、アクチュエータは、筐体から突出している第１の端部とシャフトに近接して筐体内に位置付けられた第２の端部とを有する軸を備えている。カムが、軸の第２の端部上に搭載される。カムは、感知アームおよびシャフトの回転をもたらすように、軸の回転時、感知アームと係合するように、およびそれと係合解除するように回転可能である。さらに、例として、電動モータが、軸と係合され、カムを回転させるために軸を回転させるように適合され得る。

【0010】

別の例示的実施形態において、アクチュエータは、軸の第１の端部に取り付けられたレバーアームを備えている。レバーアームは、軸に対して横方向に延びている。ソレノイドが、レバーアームに係合し、レバーアームを移動させ、それによって、軸を回転させるように適合される。

【0011】

例示的流量センサが、シャフト上に固定して搭載された磁石を備え得る。磁石は、センサシステムに近接して位置付けられる。例示的実施形態において、磁石は、筐体内に位置付けられる。特定の例では、磁石は、シャフトの端部上に搭載される。磁石は、ある例では、筐体から突出している非磁性シースによって包囲され、センサシステムは、筐体の外部上に位置付けられる。センサシステムは、非接触センサ、例えば、磁気センサ、ホール効果センサ、および容量性センサから成る群から選択されるセンサを備え得る。例示的実施形態において、センサシステムは、磁気位置センサを備えている。例として、センサシステムは、磁気位置センサと通信するコントローラをさらに備え得る。別の例では、センサシステムは、コントローラからの警報信号の通信を遅らせるためのコントローラと通信する調節可能な遅延回路を備えている。

【0012】

別の側面では、本発明は、弁に関する。例示的実施形態において、弁は、入口と出口とを有する筐体を備えている。座部が、入口を包囲する。シャフトが、筐体内に回転可能に搭載される。弁閉鎖部材が、筐体内に位置付けられ、座部と密閉して係合可能である。弁閉鎖部材は、シャフト上に搭載され、入口から出口への流動を可能にする開放位置と、流動の逆行を防止する閉鎖位置との間でシャフトに対して移動可能である。感知アームが、シャフト上に固定して搭載された第１の端部と弁閉鎖部材に係合する第２の端部部分とを有する。ばねが、弁閉鎖部材と接触するように感知アームを付勢するように作動する。センサシステムが、筐体に対するシャフトの回転を感知するように適合される。

【0013】

例示的実施形態において、ばねは、筐体と感知アームとの間で作動する。別の例は、センサシステムから筐体の中に延びている突出部を備えている。ばねは、突出部と感知アームとの間で作動する。ばねは、弁閉鎖部材を閉鎖位置に付勢するように作動する。例として、センサシステムは、筐体上に搭載され得る。突出部は、偏心断面を有し得る。

【0014】

例示的実施形態において、感知アームは、第２の端部部分から延びている第１の突出部と、第２の端部から、第１の突出部に対して間隔を置かれた関係において延びている第２の突出部とを備えている。第１および第２の突出部は、弁閉鎖部材に係合する。例示的実施形態において、第１および第２の突出部は、シャフトに対して平行に向けられた線に沿って整列させられる。

【0015】

例示的実施形態において、弁閉鎖部材は、座部と密閉して係合可能であるディスクを備えている。第１のラグが、ディスクから突出する。第１のラグは、シャフトを受け取る第１の開口部を画定する。第２のラグが、ディスクから突出する。第２のラグは、第１のラグに対して間隔を置かれた関係において配置され、シャフトを受け取る第２の開口部を画定する。ディスクは、シャフトの周りに、それに対して回転可能である。例示的実施形態において、第１および第２の開口部は、それぞれの第１および第２のスロットを備えている。第１および第２のスロットは、座部に向うおよびそれから離れるディスクの並進運動を可能にするように、ディスクに対して向けられる。

【0016】

例示的実施形態において、感知アームは、第２の端部部分から延びている第１の突出部と、第１の突出部に対して間隔を置かれた関係において位置付けられ、第２の端部部分から延びている第２の突出部とを備えている。第１および第２の突出部は、弁閉鎖部材に係合する。例として、第１および第２の突出部は、シャフトに対して平行に向けられた線に沿って整列させられる。第１の突出部は、ディスクの直径線の片側においてディスクに係合し、第２の突出部は、直径線の反対側においてディスクに係合する。直径線は、シャフトに対して直角に向けられる。さらなる例では、感知アームの第２の端部部分は、シャフトに対して平行な方向に延び、第１および第２の突出部は、ディスクの中心に近接した第１および第２の点においてディスクに係合する。第１および第２の点は、シャフトに対してディスクの中心を越えて位置し得る。

【0017】

例示的実施形態において、磁石が、シャフト上に固定して搭載される。磁石は、センサシステムに近接して位置付けられる。例として、磁石は、筐体内に位置付けられ、シャフトの端部上に搭載され得る。例示的実施形態において、磁石は、筐体から突出している非磁性シースによって包囲される。例として、センサシステムは、筐体の外部上に位置付けられ得る。

【0018】

例示的実施形態において、センサシステムは、非接触センサを備えている。例えば、センサシステムは、磁気センサ、ホール効果センサ、および容量性センサから成る群から選択されるセンサを備え得る。例示的センサシステムは、磁気位置センサを備え得る。さらなる例では、センサシステムは、磁気位置センサと通信するコントローラを備え得る。例示的システムは、コントローラからの警報信号の通信を遅らせるためのコントローラと通信する調節可能な遅延回路をさらに備え得る。

【0019】

本発明は、弁を通した流体流を検出する方法をさらに包含する。例示的実施形態において、弁は、弁筐体を備えている。弁筐体は、座部を画定する。弁閉鎖部材が、弁筐体内に位置付けられ、座部と密閉して係合され、流体流を防止する閉鎖位置と、流体流を可能にする開放位置との間で移動可能である。本発明による方法の例示的実施形態は、筐体上に搭載され、弁閉鎖部材と係合され、閉鎖位置と開放位置との間での弁閉鎖部材の運動を感知する感知アームを使用することを含む。

【0020】

例示的方法では、弁閉鎖部材の運動を感知することは、感知アームの回転を感知することを含み得る。感知アームの回転は、弁閉鎖部材の回転運動を感知する。さらに、例として、感知アームの回転は、弁閉鎖部材の並進運動を感知する。

【0021】

例示的実施形態において、感知アームは、シャフト上に固定して搭載され得、シャフトは、筐体上に回転可能に搭載される。感知アームの回転を感知することは、この例では、弁筐体に対するシャフトの回転を感知することを含む。

【0022】

本発明による例示的方法は、弁を較正することをさらに含む。具体的例示的実施形態において、弁を較正することは、
流体を既知の率で弁を通して流動させることと、
流体が既知の率で流動している間、感知アームの位置を決定することと、
感知アームの位置を既知の流体流量に関連付けることと
を含む。

【0023】

弁を較正することの別の例は、
流体を第１の既知の率で弁を通して流動させることと、
流体が第１の既知の率で流動している間、感知アームの第１の位置を決定することと、
流体流の第１の既知の率を感知アームの第１の位置に関連付けることと、
流体を第１の既知の率と異なる第２の既知の率で弁を通して流動させることと、
流体が第２の既知の率で流動している間、感知アームの第２の位置を決定することと、
流体流の第２の既知の率を感知アームの第２の位置に関連付けることと、
を含む。

【0024】

実践的例では、流体流の第１および第２の既知の率は、１分あたり４ガロン（１５リットル）～１分あたり１０ガロン（３８リットル）の範囲に及ぶ。

【0025】

本発明は、水供給部に接続可能な火災鎮圧散水器システムをさらに含む。例示的実施形態において、散水器システムは、水供給部に接続可能であるスタンドパイプと、複数の火災鎮圧散水器とを備えている。配管網が、スタンドパイプと散水器との間の流体連通を提供する。逆止弁が、スタンドパイプと配管網との間の流体流を制御する。例として、逆止弁は、スタンドパイプに接続された入口と、配管網に接続された出口とを有する筐体を備えている。座部が、入口を包囲する。シャフトが、筐体内に回転可能に搭載される。弁閉鎖部材が、筐体内に位置付けられ、座部と密閉して係合可能である。弁閉鎖部材は、シャフト上に搭載され、入口から出口への流動を可能にする開放位置と、流動の逆行を防止する閉鎖位置との間でシャフトに対して移動可能である。感知アームが、シャフト上に固定して搭載された第１の端部と弁閉鎖部材に係合する第２の端部部分とを有する。ばねが、弁閉鎖部材と接触するように感知アームを付勢するように作動する。センサシステムが、筐体に対するシャフトの回転を感知するように適合される。

【0026】

本発明による例示的火災鎮圧システムが、逆止弁とスタンドパイプとの間に位置付けられた弁への流体流を制御するための遮断弁をさらに備え得る。例として、遮断弁は、入口と弁閉鎖部材との間の筐体内に位置付けられ得る。

【0027】

例示的システムでは、逆止弁は、流体流の既知の率をシャフトの回転位置と関係付けることによって較正される。実践的例では、逆止弁は、１分あたり４ガロン（１５リットル／分）～１分あたり１０ガロン（３８リットル／分）の流体流範囲を検出するように較正される。

【0028】

例示的火災鎮圧システムは、弁閉鎖部材と出口との間の位置で逆止弁と流体連通する試験排水弁をさらに備え得る。さらに、例として、圧力ゲージが、弁閉鎖部材と出口との間の位置で逆止弁と流体連通して位置付けられ得る。圧力弁も、弁閉鎖部材と出口との間の位置で逆止弁と流体連通して位置付けられ得る。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】図１は、本発明による例示的流量センサの等角図である。

【0030】

【図1A】図１Ａは、図１に示される例示的流量センサの等角部分断面図である。

【0031】

【図2】図２は、拡大された縮尺における図１の例示的流量センサの構成要素の立面図である。

【0032】

【図3】図３は、本発明による流量センサの別の例示的実施形態の等角部分断面図である。

【0033】

【図4】図４および４Ａは、本発明による流量センサの他の例示的実施形態の立面部分断面図である。

【図4A】図４および４Ａは、本発明による流量センサの他の例示的実施形態の立面部分断面図である。

【0034】

【図5】図５は、本発明による流量センサの別の例示的実施形態の等角部分断面図である。

【0035】

【図6】図６は、本発明による例示的流量センサと共に使用される構成要素の等角図である。

【0036】

【図7】図７は、本発明による例示的流量センサと共に使用される構成要素の立面図である。

【0037】

【図8】図８は、本発明による流量センサおよび弁と共に使用される例示的制御システムの等角部分切り取り内部図である。

【0038】

【図9】図９は、本発明による例示的弁の等角部分切り取り内部図である。

【0039】

【図10】図１０は、図９に示される弁内で使用される構成要素の等角図である。

【0040】

【図10A】図１０Ａは、図９に示される弁および図１に示される流量センサ内で使用される代替実施形態の構成要素の等角図である。

【0041】

【図11】図１１は、図９に示される弁の一部の等角部分切り取り内部図である。

【0042】

【図12】図１２および１３は、本発明による例示的火災鎮圧散水器システムの概略図である。

【図13】図１２および１３は、本発明による例示的火災鎮圧散水器システムの概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0043】

本発明の一側面は、流量センサに関する。図１に示されるように、本発明による流量センサ１０の例示的実施形態は、入口１４と、出口１６とを有する筐体１２を備えている。図１Ａにさらに示されるように、筐体１２は、入口と出口との間に流体流路１８を画定する。シャフト２０が、筐体１２内に回転可能に搭載される。閉塞体２２が、入口１４と出口１６との間の筐体１２内に位置付けられる。閉塞体２２は、シャフト２０上に搭載され、入口１４と出口１６との間の流体流に応答して、流体流に対して、および筐体１２に対して移動可能である。この例示的実施形態において、閉塞体２２は、流路１８に対して横向きに向けられたディスク２４を備えている。図２に示されるように、閉塞体２２はさらに、ディスク２４とシャフト２０との間に延びている少なくとも１つのラグ２６を備えている。ラグ２６は、シャフト２０を受け取る孔２８を画定する。この例示的実施形態において、孔２８は、シャフト２０に対するディスク２４の回転運動および並進運動の両方を可能にするようにサイズおよび形状を決定される。座部３０が、閉塞体２２を支持するために筐体１２内に位置付けられ得る。この例では、座部３０は、入口１４を包囲し、閉塞体２２と座部との間の係合を可能にする。図１Ａに示されるように、ばね３２が、閉塞体を座部３０と係合するように付勢するために、閉塞体２２と筐体１２との間で作動する。図２は、随意のシール３４を示し、シール３４は、座部３０と閉塞体２２との間に位置付けられ、座部３０または閉塞体２２のうちの一方の上に搭載され得る。この例示的実施形態において、シール３０は、閉塞体２２上に搭載されている。シールは、閉塞体が少ない流動でさえ可能にするためのいくらかの量を移動させられなければならないことを確実にすることによって、流体の非常に少ない流動に対する感度をさらに改良するために有利であり得る。

【0044】

図１Ａに示されるように、流量センサ１０は、感知アーム３６をさらに備えている。感知アーム３６は、シャフト２０上に固定して搭載された第１の端部３８と、閉塞体２２に係合する第２の端部４０とを有する。この事例では、用語「固定して搭載される」は、感知アーム３６がシャフトとともに回転するように取り付けられていること、または一体的に形成されていることを意味する。第１の端部３８とシャフト２０との間の係合は、したがって、シャフト２０とアーム３６とがシャフト縦軸４１の周りに一緒に回転することを確実にするために、締り嵌めを介し、スプライン結合され、溶接され、ろうづけされ、楔どめされ、かしめられ、一体的に鋳造および機械加工され、または鍛造され得る。感知アーム３６は、閉塞体の運動に応答して移動し、シャフト２０を介して、その運動をセンサシステム（下記に説明される）に伝え、センサシステムは、筐体を通した流体の流量を示す信号を発生させ、閉塞体の運動は、ＧＰＭ等の時間あたりの体積の単位における流体流量を検出するために、流量に比例して較正される。この例示的実施形態において、重り４２が、シャフト２０の遠位の感知アーム３６上に搭載される。この例では、重り４２は、感知アーム３６の第２の端部４０に位置付けられ、感知アームと閉塞ディスクとの間の係合を維持するために役立つ。図３に示される別の例示的実施形態において、連結部４４が、感知アーム３６と閉塞体２２との間に延びている。連結部４４は、感知アーム３６を閉塞体２２に柔軟に接続するために、シャフト２０の遠位に位置付けられる。この例では、連結部は、閉塞体に対する感知アーム３６の回転を可能にするジャーナルピン接続部を備えている。他のタイプの接続も、感知アームが回転することを可能にする。

【0045】

閉塞体２２を外すことなく、または、そうでなければ移動させることなく、感知アーム３６の運動の自由度およびセンサシステムの動作を試験することが、有利である。感知アーム３６が、手動で、または、筐体１２の外部にある制御部を介した遠隔制御によって自動的に移動させられ得る場合、さらなる利点が、得られ得る。そのような試験は、アクチュエータ４６を使用して可能にされる。例示的な手動アクチュエータ４６が、図４に示され、それは、プッシュロッド４８を備え、プッシュロッド４８は、筐体１２から延びている第１の端部５０と、シャフト２０に近接した感知アーム３６と係合可能である第２の端部５２とを有する。プッシュロッド４８は、シャフト２０に対して偏心した作用線５４を画定し、それによって、プッシュロッドに加えられた力が感知アームをシャフトの周りに回転させることを可能にする。図４のプッシュロッド設計は、図４Ａに示される自動化されたアクチュエータ４６に良好に適しており、電動ソレノイド４９が、プッシュロッド４８の運動をもたらすために使用され得る。ソレノイド４９は、下記に説明されるマイクロプロセッサコントローラ７０と通信し、ユーザコマンドに応答してアクチュエータ４６の試験および報告機能をもたらし得る。図５は、アクチュエータ４６の別の実施形態を図示し、この例では、アクチュエータ４６は、軸５６を備え、軸５６は、筐体１２から突出する第１の端部５８と、シャフト２０に近接して筐体内に位置付けられた第２の端部６０とを有する。カム６２が、軸５６の第２の端部６０上に搭載される。カム６２は、軸５６の回転時、感知アーム３６と係合するように、およびそれと係合解除するように回転可能であり、感知アーム３６の回転、その結果、シャフト２０の回転をもたらす。コントローラ７０によって制御される電動モータ５１が、軸５６に直接結合され、回転をもたらし得る。アクチュエータ４６は、軸５６の第１の端部５８に取り付けられたレバーアーム６４をさらに備え得る。レバーアーム６４は、軸５６に対して横方向に延び、軸の容易な手動回転のためのてこ、またはコントローラ７０によって制御されるソレノイド４９を用いた遠隔作動のためのてこを提供する。

【0046】

流量センサ１０はさらに、筐体１２に対するシャフト２０の回転を感知するように適合されたセンサシステムを備えている。図１、６、および７に示されるように、センサシステム６６が、筐体１２上に搭載される。センサシステム６６は、有利に、筐体１２の外部上に位置付けられた非接触回転センサを備え、したがって、その内部の作業流体から隔離される。そのような非接触回転センサは、磁気センサ、ホール効果センサ、または容量性センサおよびエンコーダを含む。この例では、センサシステム６６は、図７に示され、筐体１２に対するシャフト２０の回転を感知するように適合された磁気位置センサ６８を備えている。位置センサ６８は、マイクロプロセッサコントローラ７０と通信する。実践的な例示的設計では、Ｍｅｌｉｘｉｓ ＮＶ（Ｂｅｌｇｉｕｍ）によって市販されているＭＬＸ９０３６５ Ｇｅｎ ＩＩＩ Ｔｒｉａｘｉｓ（登録商標）回転および線形位置センサＩＣが、実現可能である。ＭＬＸ９０３６５は、Ｔｒｉａｘｉｓ（登録商標）ホール磁気フロントエンド（位置センサ６８）と、アナログ／デジタル信号調整器と、高度な信号処理のためのＤＳＰと、出力段ドライバとを有するモノリシック磁気位置プロセッサ集積回路として説明される。

【0047】

図７に示されるように、弁１０のセンサシステム６６は、有利に、シャフトの端部におけるシャフト２０上に固定して搭載された磁石７２をさらに備えている。磁石７２は、位置センサ６８に近接しているが、筐体１２内に位置付けられる。磁石７２は、筐体１２から突出している非磁性シース７４によって包囲され、シースの内部容積は、筐体１２内の作業流体の圧力を経験している。磁石７２の磁場に対して実質的に透過的である材料からシース７４を形成することが、有利であり、それは、感知アーム３６がシャフト２０を移動させると、場における変化が位置センサ６４によって感知されることを可能にする。高圧力用途のために、真鍮、青銅、およびステンレス鋼が、磁気的に透過的でありながら、内圧に耐えるために必要な強度を提供することが予期される。ステンレス鋼は、さらに耐腐食性であり、したがって、狭いクリアランスおよび相対移動を有する部分のために有利である。低圧力用途のために、ポリマーシースが、有利であり得る。

【0048】

図８に示されるように、センサシステム６６は、コントローラ７０と通信する調節可能な遅延回路網７６をさらに備え、遅延回路網７６は、閉塞体２２の運動を示すコントローラからの警報信号の通信を遅らせる。流体圧力の急増が、閉塞体の位置を瞬間的に乱し得、そのような運動が、センサシステム６６によって検出されるであろう。遅延回路７６の使用は、筐体１２を通した大きな流体流として軽微または瞬間的な圧力の急増を誤認することを回避するための弁センサシステム６６のプログラミングを可能にする。９０秒までの遅延が、実践的設計内にプログラムされ、ささいな流量の信号伝達を軽減または排除し得る。図８に示される例示的実施形態において、遅延回路７６は、回転ディップスイッチ７８を介して実装される。ディップスイッチ７８は、センサシステムカバー８２内の貫通孔から保護ねじ８０を除去し、次いで、ドライバ等の器具をセンサシステムの中に挿入し、ディップスイッチ７８を回転させることによって、センサシステム６６の外側からアクセス可能である。貫通孔に隣接した印８４が、所望の遅延を設定するのを補助する。

【0049】

本発明の別の側面は、弁、例えば、湿式システム弁または乾式システム弁に関し、それらは、例えば、統合された流量検出および感知を伴う火災鎮圧システム内の逆止弁として使用され得る。図９は、本発明による弁８６の例示的実施形態を示し、弁は、入口９０と、出口９２とを有する筐体８８を備えている。座部９４が、入口９０を包囲する。シャフト９６が、入口９０と出口９２との間の筐体８８内に回転可能に搭載される。この例では、シャフト９６は、一対の軸受９８上、または、より小さいサイズに関して、単一の軸受９８上で回転可能であり、軸受９８は、筐体８８の構造内に一体的に形成され得るか、または、筐体８８にプレス加工される（または、そうでなければ取り付けられる）構成要素によって形成され得る。弁閉鎖部材１００が、筐体８８内に位置付けられ、座部９４と密閉して係合可能である。弁閉鎖部材１００は、シャフト９６上に搭載され、入口９０から出口９２への流動を可能にする開放位置と、流動を防止する座部９４に密閉して係合する閉鎖位置（示される）との間でシャフト９６に対して移動可能である。この例示的実施形態において、弁閉鎖部材は、座部９４と密閉して係合可能であるディスク１０２を備えている。図１０および１１に示されるように、第１のラグ１０４が、ディスク１０２から突出する。第１のラグ１０４は、シャフト９６を受け取る第１の開口部１０６を画定する。第２のラグ１０８も、ディスク１０２から突出する。第２のラグ１０８は、第１のラグ１０４に対して間隔を置かれた関係において配置され、シャフト９６を受け取る第２の開口部１１０を画定する。ディスク１０２は、シャフト９６に回転固定されておらず、シャフトの周りに、およびそれに対して回転可能である。第１および第２の開口部１０６および１１０が、それぞれの第１および第２のオーバーサイズのスロット１１２および１１４であることが、有利である。第１および第２のスロット１１２および１１４は、座部９４に向かった、およびそれから離れるようなディスクの並進運動と、シャフト９６に対するディスクの回転運動とを可能にするように、ディスク１０２に対して、この例では、ディスクの平面に対して横方向に向けられている。この相対的な並進および回転移動は、ディスク１０２が座部９４に対して浮動し、実践的条件の範囲にわたり良好なシールを確実にすることを可能にする。長円形またはオーバーサイズの孔等のディスク１０２の相対的な並進および回転運動を可能にするスロット１１２および１１４の他の構成も、実現可能である。

【0050】

図１０に示されるように、弁８６は、シャフト９６上に固定して搭載された第１の端部１１８を有する感知アーム１１６をさらに備えている。この事例では、用語「固定して搭載される」は、感知アーム１１６がシャフトとともに回転するように取り付けられていることまたは一体的に形成されていることを意味する。第１の端部１１８とシャフト９６との間の係合は、したがって、締り嵌めを介し、スプライン結合され、溶接され、ろうづけされ、楔どめされ、かしめられ、一体的に鋳造および機械加工され、または鍛造され、シャフト９６およびアーム１１６がシャフト縦軸１２０の周りにともに回転することを確実にし得る。感知アーム１１６の第２の端部部分１２２は、弁閉鎖部材１００、この例では、ディスク１０２に係合している。ばね１２４が、筐体８８間で作動し（図９も参照）、弁閉鎖部材１００を示される閉鎖位置に付勢し、それは、ばね１２４が感知アーム１１６に対して作動することによって弁閉鎖部材１００を閉鎖位置に付勢する場合、したがって、図１０に示されるように弁閉鎖部材１００と密着している状態に感知アームを保つ場合、有利である。感知アーム１１６と弁閉鎖部材１００との間の接触を押し進めることは、感知アーム１１６が、回転によって、並進運動、回転運動、またはそれらの組み合わせにかかわらず、弁閉鎖部材１００の運動に対して応答することを可能にする。感知アーム１１６が、弁閉鎖部材の複雑な運動に対して応答することを可能にすることは、流量センサの感度を増大させる。しかしながら、弁閉鎖部材１００に対して直接作動するばね１２４を有するもの、および、感知アーム１１６を弁閉鎖部材１００と接触するように付勢するために、感知アーム１１６に対して作動する追加のばねを有するもの等、他の配置も、実現可能である。図１Ａの実施形態に説明される重みを加えられたアーム４２等、感知アーム１１６が弁閉鎖部材１００と接触して維持されること、または接触するように押し進められることを確実にする他の方法も、実現可能であり、本発明の範囲内である。突出部６７がセンサシステム６６から弁筐体８８の中に延びている代替実施形態が、図１０Ａに示される（この例におけるカバープレート８７は、センサシステムの一部であると見なされる）。この例では、ばね１２４が、突出部６７とセンサアーム１１６との間で作動する。ばね１２４と突出部６７とのこの構成が筐体８８の内側表面の寸法に影響を及ぼす鋳造公差に起因するばね予負荷における変動を排除するであろうことが予期される。突出部６７のより小さい範囲の位置公差が、実現可能であると予期され、それは、次に、突出部のより繰り返し可能な位置付け、ばね予負荷におけるより小さい生産変動、したがって、生産の全体を通した弁応答の改良された一貫性をもたらすはずである。ばね予負荷は、突出部６７が断面において偏心的またはカム様であり、それによって、センサシステム６６に対する突出部６７の回転が、突出部６７とばね１２４との間の係合の場所を改変することによって、ばね１２４への予負荷に詳細に影響を及ぼし得る場合、さらにより精密に制御され得る。これらの例示的実施形態は、既に説明された流量センサのためのばねを反応させるためにも使用され得る。

【0051】

感知アーム１１６の第２の端部部分１２２がシャフト９６と実質的に平行な方向に延びている場合、有利である。図１１に示されるように、第１および第２の突出部１２６および１２８が、第２の端部部分１２２から延びている。第２の突出部１２８は、第１の突出部１２６に対して間隔を置かれた関係において配置され、弁閉鎖部材１００（ディスク１０２）に係合する。第１および第２の突出部１２６および１２８は、したがって、シャフト９６と実質的に平行に向けられた線１３０に沿って整列させられている。

【0052】

感知アーム１１６は、弁閉鎖部材１００の運動を検出および測定するために使用されるセンサシステムの一部であるので、感知アームが可能な最大感度を提供するように感知アームの第２の端部部分１２２を位置付けることが、有利である。この目標を達成するために、第２の端部部分１２２は、第１および第２の突出部１２６および１２８がシャフト９６に対して横向きに向けられる直径線１３６の両側における第１および第２の点１３２および１３４においてディスク１０２に係合するように位置付けられる。感知アーム１１６とディスク１０２との間の接触のこの位置は、ディスクが、線１３６の周りにぐらつくことを防止することにさらに役立ち、そのようなぐらつきに対する感度を増大させることに役立つ。増大させられた感度は、感知アーム１１６の第２の端部部分１２２をディスク１０２の中心１３８に近接して位置付けることによっても実現される。利点は、第１の点１３２と第２の点１３４とが、図１０に示されるように、シャフト９６に対してディスク１０２の中心を越えて位置するとき、与えられ得る。この文脈では、用語「中心を越えて」は、シャフト軸１２０等の回転軸に対して測定されるときの中心１３８を越えた位置を指す。

【0053】

図１０に示されるように、上で説明され、図７および８に示されるようなセンサシステム６６は、弁８６の筐体８８上に搭載される。上で説明される流量センサ１０と同様、筐体８８の外部上に位置付けられ、したがって、弁８６内の作業流体から隔離された非接触回転センサを使用することが、有利である。磁気センサ、ホール効果センサ、または、容量性センサおよびエンコーダを含む非接触回転センサは、実践的な弁設計を提供することが予期される。この例では、流量センサ１０と同様、図７に示される磁気位置センサ６８は、筐体８８に対するシャフト９６の回転を感知するように適合される。位置センサ６８は、マイクロプロセッサコントローラ７０と通信する。実践的な例示的設計では、Ｍｅｌｉｘｉｓ ＮＶ（Ｂｅｌｇｉｕｍ）によって市販されているＭＬＸ９０３６５ Ｇｅｎ ＩＩＩ Ｔｒｉａｘｉｓ（登録商標）回転および線形位置センサＩＣが、実現可能である。

【0054】

図７に示されるように、弁１０のセンサシステム６６は、再び、シャフト９６上に、有利に、シャフトの端部において固定して搭載された磁石７２を備えている。磁石７２は、位置センサ６８に近接しているが、筐体１２内に位置付けられている。磁石７２は、筐体８８から突出している非磁性シース７４によって包囲され、シースの内部容積は、筐体１２内の作業流体の圧力を経験している。

【0055】

弁８６が、入口９０と出口９２との間の流体流を検出および測定する方法において採用され得ることが予期される。本発明による弁８６を通した流体流を検出する例示的方法は、感知アーム１１６を使用し、弁閉鎖部材１００の運動を検出することを含む。感知アーム１１６は、筐体８８上に搭載され、弁閉鎖部材１００と係合されるので、その運動は、閉鎖位置（流動の不在を示す弁座部９４と密閉して係合される）と弁座部から係合解除された開放位置との間でのその運動および位置が弁を通した流動と直接関係付けられ得る弁閉鎖部材１００の運動に関する代替的指標としての役割を果たす。

【0056】

したがって、弁閉鎖部材１００の運動を感知することは、感知アーム１１６の運動を感知することを含む。上で説明されるように、感知アーム１１６は、シャフト９６上に固定して搭載され、シャフトは、筐体８８上に回転可能に搭載される。感知アームは、弁閉鎖部材１００と係合されるので、感知アームは、それが弁８６を通した流体流に応答して座部９４から係合解除すると、弁閉鎖部材の並進運動および回転運動の両方に応答して回転する。したがって、弁８６を通した流体流を感知することは、この例では、センサシステム６６を使用して弁筐体８８に対するシャフト９６の回転を感知することを含む感知アーム１１６の運動を感知することによって遂行される。シャフト９６の回転を感知することが、弁８６を通した流体流の信頼性があり、繰り返し可能な指示を提供することが予期される。

【0057】

弁８６を通した流体流を検出する例示的方法が、弁を較正することによって流体流量を測定するための基礎としての役割を果たし得る。例として、弁を較正するための前述の検出方法に追加されるさらなるステップは、
流体を既知の率で弁８６を通して流動させることと、
流体が既知の率で流動している間、感知アーム１１６の位置を決定することと、
感知アーム１１６の位置を既知の流体流量と関連付けることと、
を含み得る。

【0058】

流量の範囲にわたって弁を較正することが、有利であると考えられる。この較正のための例示的方法ステップは、
流体を第１の既知の率で弁８６を通して流動させることと、
流体が第１の既知の率で流動している間、感知アーム１１６の第１の位置を決定することと、
流体流の第１の既知の率を感知アーム１１６の第１の位置と関連付けることと、
流体を第１の既知の率と異なる第２の既知の率で弁８６を通して流動させることと、
流体が第２の既知の率で流動している間、感知アーム１１６の第２の位置を決定することと、
流体流の第２の既知の率を感知アーム１１６の第２の位置と関連付けることと
を含む。

【0059】

これらの較正ステップは、当然ながら、実践的設計において３つ以上の既知の流量に関して繰り返され得る。着目流量の例示的範囲は、１分あたり約４ガロン（１５リットル）～１分あたり約１０ガロン（３８リットル）の流体流であり得るが、他の範囲も、当然ながら、実現可能である。上に記載されるように、弁８６を通した流体流中の感知アーム１１６の種々の位置の決定は、シャフト９６の回転位置を決定するためのセンサシステム６６を使用して遂行され得る。感知アーム１１６の種々の位置は、例えば、センサシステム６６のマイクロプロセッサコントローラ７０のメモリ内に記憶されたルックアップテーブルを使用して、対応する既知の流量に関連付けられ得る。代替として、感知アーム位置と流量との間の関数関係が、導出され、関数が、コントローラ７０内に記憶されることができる。コントローラ７０は、感知アームの位置と、テーブルまたは関数とを使用し、流量を計算および表示し得る。流動体積が、次いで、コントローラによって、流量を経時的に積分することによって計算され得る。流量に従って較正されたダイヤルを伴うダイヤルインジケータも、感知アームの位置を表示するために使用され得る。偏心的またはカム様の突出部６７が、採用される場合、較正は、加えて、ばね１２４への予負荷を調節するための突出部６７の回転を含み得る。そのような調節は、例えば、較正の一貫性または精度を向上させるために行われ得る。

【0060】

図８に示されるように、センサシステム６６は、コントローラ６６と通信する調節可能な遅延回路網７６をさらに備え、遅延回路網７６は、弁１０の開放を示すコントローラからの警報信号の通信を遅らせる。水圧の急増が、弁閉鎖部材１００（図９参照）の位置を瞬間的に乱し得、そのような運動が、感知システム６６によって検出されるであろう。遅延回路７６の使用は、例えば、軽微な水圧の急増を火災に応答した弁８６の開放として誤認することを回避するための感知システム６６のプログラミングを可能にする。９０秒までの遅延が、実践的設計内にプログラムされ、弁８６による誤った火炎警報の信号伝達を軽減または排除し得る。

【0061】

図１２および１３に示されるように、例示的弁８６が、火災鎮圧散水器システム１４０内で逆止弁として使用され得る。例示的システム１４０は、いくつかの例を引用すると、倉庫、オフィスビル、およびホテル等の構造物内に展開され得る。図１２に示されるように、システム１４０は、構造物に対する上水供給部等の水供給部１４４に接続可能なスタンドパイプ１４２を備えている。複数の火災鎮圧散水器１４６が、構造物の全体を通して分布させられている。配管網１４８が、構造物の全体を通して延び、スタンドパイプ１４２と散水器１４６との間の流体連通を提供する。配管網１４８は、湿式システムにおけるように水を含み得るか、または、乾式システムにおけるように、最初に空気または不活性ガスで充填され得る。

【0062】

逆止弁８６が、スタンドパイプ１４２と配管網１４８との間の流体流を制御する。図９に示されるように、例示的逆止弁８６は、スタンドパイプ１４２に接続された入口９０と、配管網１４８に接続された出口９２とを有する筐体８８を備えている。座部９４が、入口９０を包囲する。シャフト９６が、筐体８８内に回転可能に搭載される。弁閉鎖部材１００が、筐体８８内に位置付けられ、座部９４に密閉して係合する。弁閉鎖部材は、シャフト９６上に搭載され、入口９０から出口９２への流動を可能にする開放位置と、流動の逆行を防止する閉鎖位置との間でシャフト９６に対して移動可能である。図１０に示されるように、感知アーム１１６が、シャフト９６上に固定して搭載された第１の端部１１８と、弁閉鎖部材１００に係合する第２の端部部分１２２とを有する。ばね１２４が、感知アーム１１６を弁閉鎖部材１００と接触するように付勢するように作動する。センサシステム６６が、筐体８８に対するシャフト９６の回転を感知するように適合される。逆止弁８６およびセンサシステム６６のさらなる詳細が、上で説明されるが、ここでは繰り返されない。

【0063】

図１２に示されるように、逆止弁８６が、火災鎮圧システム１４０内で使用されるとき、システムは、逆止弁８６とスタンドパイプ１４２との間に位置付けられた遮断弁１５０をさらに備え得る。遮断弁１５０は、供給部１４４から弁８６、故に、配管網１４８への流体流を制御し、したがって、試験および排水機能を実施するためにネットワークを隔離するために使用され得る。図１２に示される例示的システム実施形態１４０では、遮断弁１５０は、この例では、機械的結合１５２を使用してスタンドパイプ１４２および筐体８８に結合される別個の別々の弁である。この例における遮断弁１５０は、弁を手動で開閉するためのハンドホイール１５４と、弁状態インジケータ１５６とを備えている。図１３に示される代替実施形態において、遮断弁１５０が、入口９０と弁閉鎖部材１００（可視ではない）との間の逆止弁８６の筐体８８内に位置付けられている。

【0064】

図１２および１３に示されるように、システム１４０は、弁閉鎖部材１００（可視ではない）と逆止弁出口９２との間の位置で逆止弁８６と流体連通する試験排水弁１５８をさらに備え得る。システム圧力ゲージ１６０および圧力弁１６２等の追加の機器も、弁閉鎖部材と出口との間の位置で逆止弁８６と流体連通し得る。この例示的実施形態において、システムと追加の機器との間の流体連通のためにシステムを繋ぐために、ポート１６４が、筐体８８内に提供される。圧力弁１６２が、試験排水弁１５８上に搭載され、それと流体連通することに留意されたい。

【0065】

逆止弁８６は、火災鎮圧システム１４０と共に使用されるとき、システムへの流体流を検出および測定し得る。この検出および測定機能を実施するために、逆止弁８６は、上で説明されるように、流体流の既知の率とシャフトの回転位置を関係付けることによって較正される。実践的例示的システムでは、逆止弁が流体流を検出するために較正され得る着目流量範囲は、１分あたり４ガロン（１５リットル／分）～１分あたり１０ガロン（３８リットル／分）の範囲に及ぶ。

【0066】

説明および請求されるような例示的流量センサが、従来技術センサより優れた感度および正確さを提供することが予期される。本明細書に開示される例等の弁は、それらが別個の流動スイッチの必要性および圧力水頭の損失等のその付随する欠点、または乾式システムにおける中間チャンバおよび別個の圧力スイッチの必要性を回避するので、実践的な火災鎮圧システム設計を改良することが予期される。センサおよび弁の両方のロバスト性に対するさらなる改良も、大径のパイプ内で低い流量を検出するために必要なそれらの軽量構築物に起因して物理的損害を受けるパドルスイッチの排除を通して予期される。センサシステムの修復または交換をもたらすための配管網全体を排水する必要性が存在しないであろうから、システムの修復および保守も、弁またはセンサ筐体内の作業流体からセンサシステムを隔離することによって改良され得る。センサの感度および正確さにより、弁は、流量を測定し、システム内の漏出と火炎条件とを区別するためにも使用され得る。火炎の規模も、流量の測定値によって判断され得る。

【0067】

本明細書に説明される、請求される発明の実施形態の全ては、明白に例として提供されるにすぎない。無数の変形例および修正が、本開示の概念から逸脱することなく、本明細書に説明される例示的実施形態に対して行われ得る。加えて、本開示の範囲が、本明細書および請求項に説明され、図面に示される全ての要素、特徴、および側面のあらゆる修正および組み合わせを包含することが意図される。あらゆるそのような修正および組み合わせが、本開示の範囲内であることが意図される。

【図1】

【図1A】

【図2】

【図3】

【図4】

【図4A】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図10A】

【図11】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】