JP2015031273A

JP2015031273A - ポンプ装置

Info

Publication number: JP2015031273A
Application number: JP2013170766A
Authority: JP
Inventors: 寛史川下; Hiroshi Kawashita
Original assignee: NAKAMURA SHOBO KAGAKU KK
Current assignee: NAKAMURA SHOBO KAGAKU KK
Priority date: 2013-08-05
Filing date: 2013-08-05
Publication date: 2015-02-16

Abstract

【課題】吸水管路に静電容量センサーを取り付けた場合に消防車の運用上、水槽や池や河川など様々な水源からの水を使用するため、水位スイッチの取り付け位置（高さ）や水位センサーのしきい値の設定が困難である。また、様々な水源を使用する場合にしても、確実に落水を検知することが重要である。
【解決手段】そのためにポンプ本体の吸水管路に吸水口と、有圧水を取入れる中継口とを備え、吐出管路に吐出口を備えた消防ポンプにおいて、吐出管路中に吐出水圧検知用の圧力スイッチを設けて落水を検知するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、特に消防車に設けられるポンプ装置に関する。

従来の消防自動車は、車体の左右の吸水口と、有圧水を取入れる中継口とを主ポンプの吸水管路に接続し、吐出管路に左右の吐出口を接続した消防用ポンプを搭載し、消防自動車のエンジンの動力を走行から切替えて主ポンプを駆動し、上記主ポンプの吐出管路に接続した車体の左又は右の吐出口につないだ消防ホースの先端の放水ノズルから火災に放水する。主ポンプが吸水して放水ノズルから放水する水が消防用水槽、池、河川などの無圧水の水源の場合は、真空ポンプを消防自動車のエンジンの動力で駆動して主ポンプの内部を真空にし、その真空作用で無圧水を呼水して主ポンプの内部を満水にすることで主ポンプが水を吐出する。

消防用ポンプの場合、利用する水源は不特定のため揚水落差が大きく、比較的細い吸水管で大量の揚水を行う場合が多いため、キャビテーションが発生しやすい。キャビテーションが起こると主ポンプの性能、効率を著しく低下させ、更には、激しい振動と騒音を発生し揚水不能となる。また、主ポンプの運転中に吐出圧力が低下する原因は、キャビテーション以外に、気密漏れやドレンの閉め忘れもある。

ところで、主ポンプの吸水管路に吸水口と、有圧水を取入れる中継口とを備え、吐出管路に吐出口を備えた消防用ポンプにおいて、吸水管路に落水を検知するための静電容量式水位スイッチを設けたものが示されている（特許文献１参照）。

特開２００３−０２８０８５号公報

しかし、特許文献１では、吸水管路に静電容量センサーを取り付けた場合に消防車の運用上、水槽や池や河川など様々な水源からの水を使用するため、水位スイッチの取り付け位置（高さ）や水位センサーのしきい値の設定が困難である。また水の汚れや小さなゴミなどにより誤動作が起きることがある。様々な水源を使用する場合にしても、確実に落水を検知することが重要である。

そのために主ポンプの吸水管路に吸水口と、有圧水を取入れる中継口とを備え、吐出管路に吐出口を備えた消防用ポンプにおいて、吐出管路に圧力が一定の圧力になったときにスイッチのＯＮ・ＯＦＦを行なう圧力スイッチを設けて落水を検知するようにした。

落水時に必ず発生する主ポンプの吐出圧力の低下を圧力スイッチにて検出して警報を発生させるようにしたため確実に落水を検出できる。

本発明の一実施例を示す消防用ポンプ装置の斜視図同ポンプ装置のブロック図同ポンプ装置の主要部の側面図消防車の使用状態を示す概念図

図示の実施例において、１０は吸水管路２０と、吐出管路３０とを有し、消防自動車１に搭載された消防用ポンプの主ポンプで、消防自動車１のエンジンを走行から切替えて駆動される。消防自動車１の左右には、周知のように夫々コック開閉される無圧水（防火水槽、河川等を水源とする圧力を有さない水）を取り入れる吸水口２１、消火栓や他の消防自動車の消防ポンプなどからの有圧水を取入れる中継口２３と、先端に放水ノズルを有する消防ホースを接続するための吐出口３１が設けてある。そして、車体の左右の吸水口２１と中継口２３とは、吸水管路２０と連通する左右の補助吸水管路に枝状に接続している。勿論、補助吸水管路を介さず、車体の左右の吸水口２１と中継口２３を吸水管路２０に直接接続してもよい。又、車体の左右の吐出口３１は複数ある。

２２は吸水口ボールコックで吸水口２１に設けられコック操作により吸水管路２０と吸水管２５の開閉を行なう。２４は中継口ボールコックで中継口２３に設けられコック操作により吸水管路２０と他の消防車両の消防ホースとの開閉を行なう。２６は呼び水バルブで放水しながら１本の吸水管２５からの吸水を２本の吸水管２５からの吸水に変更する際に使用するバルブで主ポンプ１０の吸水管路２０の負圧を利用して呼び水を行なう。３２は吐出口ボールコックで吐出口３１に設けられコック操作により吐出管路３０と放水ノズルを有する消防ホースとの開閉を行なう。１１は真空ポンプで主ポンプ１０だけでは無圧水の場合に水を吸い込むことが出来ないため主ポンプ１０内の真空度を上げて水源２より水を吸い込むために使用される。

１３は自動放口閉塞弁で主ポンプ１０と吐出管路３０の間に設けられ、弁の自重や大気圧によりバルブシートに押付けられ吐出管路３０からの空気の吸い込みによる落水を防ぐ役割を持つ。放水時には水圧によりこの自動放口閉塞弁１３が持ち上がり水を通す。１４はドレンバルブで夫々のボールコックの下部及び吐出管路３０、吸水管路２０などに設けられ、各箇所のたまり水をドレンするために設けられる。１５は揚水検知用圧力スイッチで主ポンプ１０に水を満たす際に真空ポンプ１１を作動させるが、揚水が完了し主ポンプ１０が水で満たされると加圧された水により吐出配管３０に水の圧力が発生し、その圧力を揚水検知用圧力スイッチ１５で検出し真空ポンプ１１を停止させるために設けられている。

このような装置において、通常の揚水操作をするときは、主ポンプ１０が吸水して放水ノズルから放水する水が消防用水槽、池、河川などの無圧水の水源の場合は、真空ポンプ１１を消防自動車のエンジンの動力で駆動して主ポンプ１０の内部を真空にし、その真空作用で無圧水を呼水して主ポンプ１０の内部を満水にし、それから主ポンプ１０を駆動して放水しなければならない。そのためまず主ポンプ１０の動力を駆動する。同時にすべてのボールコック２２，２４，３２、ドレンバルブ１４を閉じる。続いて吸水管２５を水源２に浸けて使用する吸水口２１の吸水口ボールコック２２を開く。そして、真空ポンプ１１を作動させて主ポンプ１０内の空気を排出する。すると水が吸水管路２０を上がって主ポンプ１０内を水で満たすこととなる。

主ポンプ１０の遠心力により水が自動放口閉塞弁１３の中にある弁体を押し上げるので吐出管路３０内に水が流れ込む。次に吐出管路３０に設置された揚水検知用圧力スイッチ１５が作動し真空ポンプ１１が停止して、主ポンプ１０による圧力水が送給され放水が可能な状態になる。

ここで、吸水管２５が浮上し吸水管２５の吸込み口から空気が入ったり、吸込み口がゴミや泥などで詰まったり、水源２の水位が不足したり、誤って使用していない方の吸水口ボールコック２２や中継口ボールコック２４を開放したり、または呼び水バルブ２６の操作ミスや吸水管路のドレンバルブ１４を開放したりすると、落水が発生する。

落水が発生すると主ポンプ１０内に空気が入り込むため主ポンプ１０の吐出圧力が上がらずに水を吐出できなくなる。消防自動車１の場合、主ポンプ１０の吐出管路３０に逆流防止弁の役割を持つ自動放口閉塞弁１３が取り付けてあり圧力指示計１２や揚水検知用圧力スイチ１５は自動放口閉塞弁１３の二次側より配管してある。これは吐出配管３０に残圧がある場合に主ポンプ１０の水を抜いても自動放口閉塞弁１３の一次側は圧力が低下するが、自動放口閉塞弁１３の二次側に圧力が残っている事を把握するために自動放口閉塞弁１３の二次側に設けられているものである。

自動放口閉塞弁１３の二次側には圧力指示計１２や揚水検知用圧力スイッチ１５を取り付けるためのネジ穴が設置してある物が一般的である。落水時に見られる主ポンプ１０の吐出圧力の低下を自動放口閉塞弁１３の二次側に設けた圧力指示計１２や揚水検知用圧力スイッチ１５では自動放口閉塞弁１３が逆流防止弁の機能を持つため検知できない。そこで主ポンプ１０と自動放口閉塞弁１３の一次側の間に落水検知用圧力スイッチ１６を取り付けることで落水時に見られる主ポンプ１０の圧力低下を確実に検出できる。

ここで、発明者らが実施した装置について説明する。落水検知用圧力スイッチ１６のしきい値は０．０６ＭＰａ程度とした。これはエンジンがアイドリング状態でも主ポンプ１０内に十分な水があれば０．０８ＭＰａ程度の圧力があるので、このしきい値を下回ったときに落水検知用圧力スイッチ１６が作動するように設定したものである。また、この落水検知用圧力スイッチ１６が作動すると警報を発する構造とした。警報は、消防自動車１の操作部に図示せざる落水警報ランプとブザーの両方で、ポンプの操作者に知らせるようにした。さらにまた、急激にボールコックを開放した場合にもポンプの吐出圧が一時的に下がるが、エンジンが駆動していると直ちに吐出圧は回復する。この為、急激にボールコックを開放した場合に、落水警報が発せられるのを防ぐために、落水検知用圧力スイッチ１６が作動したあと、警報が出るまでに約２秒間の遅延装置を設けることによって、誤作動の防止を図ることとした。

このように、本発明によれば、落水時に必ず発生する主ポンプの吐出圧力の低下を落水検知用圧力スイッチにて検出して警報を発生させるようにしたため確実に落水を検出ことができる。また、吐水口ボールコックや吸水口ボールコックの急激な操作により圧力が変動し落水検知用圧力スイッチが作動することもあったが、警報に遅延装置を組み込んで、落水状態の誤作動を防ぐことができた。

本発明は、例えば消防車に用いられるポンプ装置として特に適している。

１消防自動車
２水源
１０主ポンプ
１１真空ポンプ
１２圧力指示計
１３自動放口閉塞弁
１４ドレンバルブ
１５揚水検知用圧力スイッチ
１６落水検知用圧力スイッチ
２０吸水管路
２１吸水口
２２吸水口ボールコック
２３中継口
２４中継口ボールコック
２５吸水管
２６呼び水バルブ
３０吐出管路
３１吐出口
３２吐出口ボールコック

Claims

ポンプ本体の吸水管路に吸水口と、有圧水を取入れる中継口とを備え、吐出管路に吐出口を備えた消防用ポンプにおいて、吐出管路中に吐出水圧検知用の圧力スイッチを設けて落水を検知するようにしたことを特徴とするポンプ装置。