JP2000080986A - 消火ポンプユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に且つ正確に試験水量の設定が可能な、
ポンプ性能試験装置を備えた消火ポンプユニットを提供
する。 【解決手段】 ポンプＰと該ポンプを駆動する電動機Ｍ
が一体の共通ベース４１上に搭載され、ポンプの吸込圧
力を測定する第１の圧力検出手段６３と、ポンプの吐出
圧力を検出する第２の圧力検出手段６４とが設けられ、
ポンプの吐出側より分岐した試験配管６５に接続された
ポンプ性能試験装置４２とがを設けられた消火ポンプユ
ニットにおいて、該ポンプ性能試験装置の流量計４２Ｃ
の表示をデジタル式表示手段５０にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消火ポンプユニッ
トに係り、特にポンプの性能試験のための試験装置に備
えられた流量計の流量表示機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】消火ポンプユニットは、火災の発生時に
消火のための水を所定の圧力に加圧して消火栓に供給す
る装置であり、ポンプと電動機及びこれらを制御する制
御盤とが一体の共通ベース上に搭載されている。そし
て、消火ポンプユニットは、極く稀にしか発生しない消
火活動時に備えて、ポンプが正常に動作するか否かを点
検するためのポンプ性能試験装置を備えている。このポ
ンプ性能試験装置は、ポンプ吐出側に分岐手段を設け、
分岐した試験配管に流量計を備え、又、流量調整弁を備
え、試験配管はポンプにより吐出された水をポンプ吸込
側に接続された水源に還流するように構成したものであ
る。又、ポンプの吐出側及び吸込側には、それぞれ圧力
検出手段を備え、ポンプの試験時にはポンプ主配管の主
止水弁を閉じ、上述の試験配管の仕切弁を開き、流量調
整弁を調整することにより、適当なポンプ定格流量等の
水量に調整してポンプを運転する。そして、ポンプの吐
出側及び吸込側の圧力を検出することによりポンプ揚程
を算出して、ポンプが正常動作するか否かを試験するも
のである。

【０００３】図７（ａ）、（ｂ）は、一般にバイパス式
流量計と呼ばれている、消火ポンプユニットに付属して
いる従来の流量計の構造を示している。流量測定対象の
水等の流体は、試験配管１１を流れ、この流れにより、
主オリフィス１２の前後で圧力損失が生じ、この圧力損
失はバイパス配管の入口及び出口である子穴１３と子穴
１４に伝達される。子穴１３，１４はバイパス配管の両
端に通じており、流れ方向に対して上流側である子穴１
３部分の圧力は、子穴１４部分の圧力に比較して大き
い。この圧力損失を利用して、この圧力損失に応じて子
穴１３から子穴１４へ流れるバイパス配管の流量を測定
することで、主配管（試験配管）１１の流量を算出す
る。

【０００４】次に、子穴１３から子穴１４へのバイパス
配管の流路について説明する。まず、子穴１３から台座
１６の導管部１５を通り、テーパ管支持部１７に挿入さ
れている子オリフィス１８で、絞られながら、テーパ管
１９に流れ込む。このテーパ管１９には、フロート２０
が入れられており、このフロート２０の位置がテーパ管
１９内の液体の流量に応じて上下する。テーパ管１９の
上部より流出した液体は、上部支持部２１の導管部２２
に至り、ここで流れの向きを下方に変えて返流管２３を
通り、台座１６内の図示しない導管部を通り、試験配管
１１の子穴１４に戻される。このように子穴１３と子穴
１４との間にバイパス配管流路が形成され、この途中の
テーパ管１９で流量の計測が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】テーパ管に流れる水量
と試験配管に流れる水量が比例しているので、テーパ管
の水量のメモリを、試験配管の流量に換算した値で、テ
ーパ管にメモリが刻まれている。このテーパ管内のフロ
ートの位置のメモリを読みとることで試験配管に流れて
いる水量を測定するようになっている。

【０００６】図８に示すように、テーパ管のメモリの刻
みは１メモリが２５Lit/minとなっているので、例えば
試験時の所要水量は、２号消火栓２個以上に給水する場
合は１４０Lit/minであり、１・２号消火栓併用の場合
は２２０Lit/minであり、１号消火栓２個以上の場合は
３００Lit/minであり、屋外消火栓１個の場合は４００L
it/minである。このため所定の水量に合わせるように、
試験装置の流量調整弁を調整する必要があるが、フロー
トの読み取り誤差もあり、試験時に水量を的確に合わせ
ることは必ずしも容易ではなかった。また、水量を読み
とる場合にも２５Lit/min以下は目分量になりやすく、
個人の読み取り誤差が生じる恐れがある。

【０００７】本発明は上述の事情に鑑みて為されたもの
で、容易に且つ正確に消火時の試験水量の設定が可能
な、ポンプ性能試験装置を備えた消火ポンプユニットを
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ポンプと該ポンプを駆動する電動機が一体の共通ベ
ース上に搭載され、ポンプの吸込圧力を測定する第１の
圧力検出手段と、ポンプの吐出圧力を検出する第２の圧
力検出手段とが設けられ、ポンプの吐出側より分岐した
試験配管に接続されたポンプ性能試験装置とがを設けら
れた消火ポンプユニットにおいて、該ポンプ性能試験装
置の流量計の表示をデジタル式表示手段にしたことを特
徴とするものである。

【０００９】上述した本発明によれば、デジタル式表示
手段を備えた流量計を使用することで、試験配管に流れ
る水量をデジタル形式の数値で表示できる。このため、
従来技術の問題点である、「流量計は、テーパ管内のフ
ロート位置のメモリを読みとる必要があるので、水量に
よっては的確に調整することが難しい」、又「水量の刻
みに幅があるので、水量を読みとる場合に、メモリ幅以
下の水量は目分量になりやすいので、個人の誤差が生じ
る恐れがある」等については、デジタル形式で流量を表
示できるようにすることにより解決される。

【００１０】請求項２に記載の発明は、前記ポンプ性能
試験装置の流量計が、前記試験配管に取り付けられてい
る主オリフィスと、この主オリフィスの前後に第１の子
穴と第２の子穴が形成され、前記試験配管に流体が流れ
ると、主オリフィスの前後に差圧が生じ、その圧力差に
より第１の子穴より流体が流れ込み、台座に設けられて
いる第１の導管部に入り込み、この導管部より、ケーシ
ング部の水車を回転させ、その導管部より第２の子穴に
返されるバイパス流路が形成されると同時に、そのバイ
パス流路に流れている水量により水車が回転し、その頂
部に取り付けられている磁石により、磁界が回転し、そ
の磁界の変化をホールＩＣにて検出して、その信号をケ
ーブルと先端のコネクターに電気的なパルス信号として
出力することを特徴とする。これにより、試験配管に流
れる水量に比例した量を、容易に且つ確実に電気的なパ
ルス数に変換することができる。

【００１１】請求項３に記載の発明は、前記デジタル式
表示手段は、パルス入力部でパルス信号を受け、パルス
カウンタ部にてパルスの単位時間当たりの数を算出し、
その単位時間当たりのパルス数により流量変換部で流量
値に変換し、その流量値を表示ドライバに入力し、該表
示ドライバがデジタル表示部に出力することによりデジ
タル表示を行うことを特徴とするものである。これによ
り、上記流量計で検出されたパルスを、７セグメント表
示器等の表示装置に、デジタル形式で表示することがで
きる。

【００１２】請求項４に記載の発明は、前記デジタル式
表示手段が制御盤に組み込まれていることを特徴とする
ものである。又、請求項５に記載の発明は、前記制御盤
が前記共通ベース又は該共通ベースに固定された架台上
に取り付けられていることを特徴とするものである。こ
れにより、表示装置を見ながら、流量調整弁等の操作が
可能であり、デジタル表示された流量を確認しながら、
試験配管の流量の調整を行うことができる。これによ
り、試験時の流量の調整を簡単且つ正確に行うことがで
きる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図１乃至図６を参照して説明する。尚、各図中同一符
号は、同一又は相当部分を示す。

【００１４】図１は、本発明の一実施例のデジタル表示
の制御盤を搭載した消火ポンプユニットを示す。共通ベ
ース４１上にポンプＰとそのポンプを駆動する電動機４
３とが搭載されている。そしてポンプの吐出側は、フレ
キシブルパイプ４３、主逆止弁４４、主止水弁４５等を
介して図示しない揚水管に接続され、更に同様に図示し
ない消火栓に加圧水を供給するようになっている。ポン
プの吐出側には分岐部４６を備え、その分岐部４６から
試験配管がポンプ性能試験装置４６を経てポンプ吸込側
が接続された水源に加圧水を環流するように接続されて
いる。ポンプ性能試験装置４６は、仕切弁４６Ａ、流量
計、流量調整弁４６Ｂ等から構成されている。又、共通
ベース上に設けられたユニット架台には、呼水槽４８が
備えられ、常にポンプに呼水を供給して、何時でもポン
プを始動可能な状態とするようになっている。又、この
消火ポンプユニットは、制御盤４９を備え、７セグメン
ト等のデジタル形式の表示装置５０を有している。制御
盤４９は、共通ベース４１に固定された架台４１ａに取
り付けられている。 制御盤４９は、消火時の消火栓へ
の加圧水の供給のための運転制御、及び消火時以外のポ
ンプ運転試験等の制御を行うようになっている。

【００１５】図２は、消火ポンプユニットの構成を示す
図である。ポンプＰの吸込側は、吸込配管５２及びフー
ト弁５３を介して水源５４に接続されている。ポンプＰ
の吐出側は、吐出配管５５、フレキシブルパイプ４３、
主逆止弁４４、主止水弁４５、及び揚水管５６及び横配
水管５７を介して１個の消火栓５８に接続される。揚水
管５８は、更に他の図示しない消火栓に接続され、ポン
プＰにより加圧された水を供給する。ポンプＰの吸込側
には吸込圧力を検出する圧力計６３が備えられ、同様に
ポンプの吐出側にも吐出圧力を検出する圧力計６４が備
えられている。ポンプの吐出側には分岐部４６を備え、
その分岐部から試験配管６５が接続され、ポンプ性能試
験装置４２を介して水源５４にポンプの加圧水が環流す
るようになっている。ポンプの性能試験装置４２は、仕
切弁４２Ａ、流量計４２Ｃ、流量調整弁４２Ｂ等を備え
ている。同様にポンプ吐出側には、呼水槽４８が接続さ
れ、呼水槽４８からは仕切弁６６、逆止弁６７を介して
呼水がポンプＰの吐出側に常に供給されるようになって
いる。

【００１６】消火栓箱５８には、受信器５９、消火ポン
プ始動表示灯、消火栓表示灯６０、警報用のベル６１等
を備えている。ポンプＰは電動機Ｍにより駆動され、電
動機Ｍは制御盤４９に動力配線を介して接続され、制御
盤４９から供給される電力により電動機Ｍが回転駆動さ
れ、これによりポンプＰが加圧水を吐出側に供給する。
制御盤４９は消火栓始動リレー箱７０及び受信器７１に
接続され、消火栓表示灯６０及びベル６１等の信号と連
動して、受信器７１及び消火栓始動リレー７０が作動
し、制御盤４９の動作により消火活動時にはポンプＰを
起動して消火栓５８等に給水する。

【００１７】又、呼水槽４８には他の水源より水が供給
され、この水の供給はボールタップ７３を用いて一定の
水量に制御される。又、水位検知のため電極棒７４を備
えている。又、水温上昇防止用逃がし配管７５を備え、
ポンプＰの締切り運転時には加圧水を呼水槽４８を介し
て水源５４に逃がすようになっている。配管７５に設け
られた仕切弁７６及びオリフィス７７は主配管側との接
続の開閉及び流量調整のためのものである。又、呼水槽
４８にはオーバフロー槽７８を備え、水温上昇防止用の
加圧水が流入する場合には、オーバフローした水を水源
５４に還流するように構成されている。ポンプの運転停
止中は、呼水槽より呼水配管の仕切弁６６、逆止弁６７
を介して吐出管５５より呼水槽の水がポンプＰ内に流
れ、フート弁５３が正常であればポンプＰ内は常に満水
状態である。

【００１８】消火活動時のポンプの運転動作は次の通り
である。まず例えば消火栓箱５８の受信器部の押しボタ
ン５９の操作により、火災信号が受信器７１、消火栓始
動リレー箱７０経由で制御盤４９に入力される。制御盤
４９では火災信号を受信して、動力配線８０経由で電動
機Ｍに電源を印加し、電動機Ｍが回転を開始し、これに
よりポンプＰが始動する。そして水源５４のフート弁５
３より水源の水を吸込配管５２を介してポンプＰへ吸込
み、ここで加圧し、吐出配管５５、フレキシブルパイプ
４３、主逆止弁４４、主止水弁４５、揚水管５６経由で
消火栓箱５８等に送水し、図示しない消火栓用ノズルに
送水する。消火活動は、消火栓用ノズルを火災現場に持
ち込み、消火活動に必要な水を散水する。尚、ポンプＰ
の始動は、直接、制御盤４９から行うようにしてもよ
い。

【００１９】このような火災発生時以外は、殆どの場合
がポンプは停止状態にある。このため、消火ポンプユニ
ットの維持管理が必要になり、法令においても維持管理
に必要な機器が消火ポンプユニットに組み込むことが義
務づけられている。そのうちの一つがポンプ性能試験装
置４２であり、流量計と開閉弁と流量調整弁とで構成さ
れ、ポンプの性能検査時にポンプを運転して、開閉弁４
２Ａを全開にして流量調整弁４２Ｂで流量をポンプの定
格水量に調整し、その時の水量と圧力計６３，６４でそ
れぞれポンプの吐出圧力及び吸込圧力を読みとる。これ
により、ポンプの性能として必要なポンプの全揚程を算
出し、ポンプの定格流量に対して全揚程が満足されてい
るかどうかを検査する。

【００２０】又、ポンプが締切り運転された場合は、ポ
ンプの軸動力がポンプケーシング内で消費されるので、
ポンプ内の水温が異常に上昇する。このような問題を防
止するために、吐出配管５５部分から水温上昇防止用逃
がし配管７５を分岐させて、仕切弁７６とオリフィス７
７により水量を制限して呼水槽４８へ送水することで、
ポンプの異常温度上昇を防止する。又、常時ポンプ内を
満水にしておくために呼水槽４８が設けられているが、
この呼水槽自体を常に満水状態にするために他の水源よ
りボールタップ７３経由で給水できるようにしておく。
そして呼水槽内には水位検知用の電極棒７４を備え、他
の水源よりの給水がない場合とか、ボールタップ７３の
故障時等で呼水槽４８の水位が低下する場合には、その
電極棒７４により異常が検知され、制御盤４９に伝達
し、未然に呼水槽の故障を防止することができる。この
ように消火ポンプユニットの維持管理については、定期
的なポンプの性能維持試験の実施、呼水槽の水量の維持
によるポンプの満水状態の維持等の管理が必要である。

【００２１】図３は、ポンプ性能試験装置４２に設けた
流量計４２Ｃの構造を示し、（ａ）は試験配管の液体流
路に沿った断面図であり、（ｂ）は試験配管の流路の垂
直断面の図である。主配管１１には、主オリフィス１２
が取り付けられ、この液体の流れ方向に沿って主オリフ
ィス１２の前後に圧力損失が生じ、バイパス配管路に連
通した子穴１３，１４がそれぞれ形成されていることは
図７に示す流量計と同様である。主配管（試験配管）１
１に液体が流れると、主オリフィス１２の前後に圧力損
失が生じ、その圧力損失により子穴１３より液体がバイ
パス配管路に流れ込み、台座３０に設けられている導管
部３１に入り込み、この導管部３１より、ケーシング部
３２の水車３３を回転させ、更に下流側の導管部３５か
ら子穴１４を介して主配管１１に戻される。このように
バイパス配管路が形成され、バイパス配管路に流れてい
る液体により水車３３が回転し、その水車の頂部に取り
付けられている永久磁石４０が回転し、この回転する永
久磁石により生じる磁界の変化を、ケーシング３２の外
側に配置したホール効果素子又はリードスイッチ等の検
出素子３６にて検出する。ホール効果素子等の検出素子
３６の出力は、電気的なパルス信号であり、その信号が
ケーブル３７を介して先端部のコネクタ３８から制御盤
４９に設けられた表示装置５０等に伝達される。

【００２２】係る流量計によれば、パルスの数をカウン
トすることにより、バイパス配管路に流れている液体の
流量を測定できるため、上述した従来のバイパス式流量
計と同様に、このパルス数を試験配管部の液体の流量に
置き換えて読めば、パルス数をカウントすることによ
り、試験配管部の流量を測定することが出来る。

【００２３】図４は、この流量計の構造の詳細を示し、
（ａ）、（ｃ）は水車部分の近傍の構造を示し、（ｂ）
は水車の詳細を示す。ケーシング３２には、試験配管の
子穴１３に接続する導管部３１がノズルとして作用し、
これにより液体の流れは整流され、その整流された液体
の流れによる力で水車３３が回転する。水車３３にはこ
の実施の形態の場合には、翼が８枚あり、その頂部には
永久磁石４０が内蔵され、水車軸として、ケーシング本
体のスピンドルが挿入される子穴３３ａが設けられてい
る。従って、（ｃ）に示すように、水車３３は、このス
ピンドル３３ｂを中心として回転され、この回転に同期
して永久磁石４０が回転するので、これにより回転磁界
が形成され、ケーシング本体３２の蓋部３２ａに取り付
けられたホール効果素子３６が磁界の変化を検出して、
その磁界の変化をパルスとして出力する。

【００２４】図５は、表示装置の構成の一例を示す。表
示装置３９のインターフェース部であるパルス入力部９
０は、ホール効果素子等の検出素子３６より発信される
パルス信号をケーブル３７及びコネクタ３８を介して受
ける。入力部９０に入力されたパルスは、カウンタ９１
で計数され、単位時間当たりのパルス数に変換され、流
量変換部９２に入力される。流量変換部９２において
は、入力部９３より入力された変換のためのデータが予
め記憶部９６に記憶され、これにより計測されたパルス
数から試験配管部の流量に変換して、その流量値が表示
ドライバ９４を介して７セグメント表示装置等の表示部
５０に表示される。尚、記憶部９６はそのデータが外部
から任意に選択でき、又、書換えが可能である。

【００２５】図６は、表示装置５０の表示内容を示す。
（ａ）は表示装置の構成を示すもので図示するように４
桁の７セグメント表示装置から構成されている。そして
３桁目と４桁目の間にピリオドが表示されるようになっ
ている。（ｂ）は屋外消火栓１個に給水する場合を示す
もので、４００Lit/minの流量である場合を示す。
（ｃ）は１号消火栓２個以上に給水する場合であり、３
００Lit/minの場合である。（ｄ）は１．２号消火栓併
用に給水する場合であり、２２０Lit/minの場合であ
る。（ｅ）は２号消火栓２個以上に給水する場合であ
り、１４０Lit/minの場合である。このようにポンプ運
転性能試験時に試験配管に流れる流量をデジタル表示す
ることができる。従って、設定した試験条件において試
験配管に流れる流量を調整する場合に、表示がデジタル
で３桁程度で表示されるので、正確に流量の調整を行う
ことができる。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
消火ポンプユニットのポンプ性能試験装置の流量計の表
示をデジタル式表示手段にしたことにより、ポンプ性能
試験時に容易に且つ正確にその流量の調整を行うことが
可能となる。これによりポンプ性能試験をより短時間に
且つ正確に行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の消火ポンプユニットの
（ａ）正面図、（ｂ）側面図である。

【図２】図１に示すポンプ消火ユニットの全体的な構成
を示すブロック図である。

【図３】本発明の流量計の（ａ）試験配管の流れ方向に
沿った断面図であり、（ｂ）試験配管に垂直な面に沿っ
た断面図である。

【図４】（ａ）流量計のケーシング部分の構成を示す図
であり、（ｂ）水車の構成を示す図であり、（ｃ）コネ
クタを含めた全体の構成を示す図である。

【図５】表示装置の構成を示す図である。

【図６】表示装置の表示内容を示す図である。

【図７】従来の流量計の（ａ）試験配管の流れ方向に沿
った断面図であり、（ｂ）試験配管に垂直な面に沿った
断面図である。

【図８】従来の流量計のフロートによる表示を示す図で
ある。

【符号の説明】

Ｐ ポンプ Ｍ 電動機 ４１ 共通ベース ４２ ポンプ性能試験装置 ４２Ａ 止水弁 ４２Ｂ 流量調整弁 ４２Ｃ 流量計 ４８ 呼水槽 ４９ 制御盤 ５０ 表示装置 ５４ 水源 ６３，６４ 圧力計 ６５ 試験配管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｆ 1/00 Ｇ０１Ｆ 1/00 Ｙ // Ａ６２Ｃ 37/50 Ａ６２Ｃ 37/50 Ｆターム(参考） 2E189 AC06 HA03 2F030 CA01 CC01 CE02 CE12 CE22 CF05 CF07 CF08 CF09 CG01 CG07 2F041 KA05 3H045 AA23 CA02 CA03 EA14 EA49 FA02 FA13 FA23 FA24 FA27

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプと該ポンプを駆動する電動機が一
   体の共通ベース上に搭載され、ポンプの吸込圧力を測定
   する第１の圧力検出手段と、ポンプの吐出圧力を検出す
   る第２の圧力検出手段とが設けられ、ポンプの吐出側よ
   り分岐した試験配管に接続されたポンプ性能試験装置と
   がを設けられた消火ポンプユニットにおいて、該ポンプ
   性能試験装置の流量計の表示をデジタル式表示手段にし
   たことを特徴とする消火ポンプユニット。
2. 【請求項２】 前記ポンプ性能試験装置の流量計が、前
   記試験配管に取り付けられている主オリフィスと、この
   主オリフィスの前後に第１の子穴と第２の子穴が形成さ
   れ、前記試験配管に流体が流れると、主オリフィスの前
   後に差圧が生じ、その圧力差により第１の子穴より流体
   が流れ込み、台座に設けられている第１の導管部に入り
   込み、この導管部より、ケーシング部の水車を回転さ
   せ、その導管部より第２の子穴に返されるバイパス流路
   が形成されると同時に、そのバイパス流路に流れている
   水量により水車が回転し、その頂部に取り付けられてい
   る磁石により、磁界が回転し、その磁界の変化をホール
   ＩＣにて検出して、その信号をケーブルと先端のコネク
   ターに電気的なパルス信号として出力することを特徴と
   する請求項１に記載の消火ポンプユニット。
3. 【請求項３】 前記デジタル式表示手段は、パルス入力
   部でパルス信号を受け、パルスカウンタ部にてパルスの
   単位時間当たりの数を算出し、その単位時間当たりのパ
   ルス数により流量変換部で流量値に変換し、その流量値
   を表示ドライバに入力し、該表示ドライバがデジタル表
   示部に出力することによりデジタル表示を行うことを特
   徴とする請求項１に記載の消火ポンプユニット。
4. 【請求項４】 前記デジタル式表示手段が制御盤に組み
   込まれていることを特徴とする請求項３に記載の消火ポ
   ンプユニット。
5. 【請求項５】 前記制御盤が前記共通ベース又は該共通
   ベースに固定された架台上に取り付けられていることを
   特徴とする請求項４に記載の消火ポンプユニット。