JP2019198447A - 低層建物用高所消火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】建物が密集し、かつ道路狭隘の市街地で発生した火災の消火に好適な、簡易かつ小型の低層建物用高所消火装置を提供する。【解決手段】標準積載量が３トン以下の車両１０に積載され、略垂直状態となって、水ポンプ１２から供給される水を下から上へ通過させることが可能な送水管２０と、送水管２０の上側に設けられ、閉じた状態となって、送水管２０を通過する水の流れを止めることが可能なストップバルブ３０と、送水管２０の上側に設けられ、送水管２０を通過した水を外部に放出することが可能な放水銃７０と、を備え、送水管２０は、入れ子式に摺動して伸縮する二以上のパイプ２１、２２で構成され、ストップバルブ３０が閉じた状態のときに、パイプ２１、２２内に供給される水の圧力を受けて伸びた状態になり、放水銃７０は、車両１０に積載された放水銃操作盤１１３によって、垂直方向及び水平方向の角度を遠隔操作することが可能である。【選択図】図１

Description

本発明は、比較的高所から放水可能な可搬式の低層建物用高所消火装置に関し、特に、建物が密集し、かつ道路狭隘の市街地で発生した火災の消火に好適な小型の低層建物用高所消火装置に関する。

平成２８年１２月２２日に新潟県糸魚川市で発生した火災は、昭和５１年の酒田市における大火以来４０年ぶりの市街地における大規模火災となった。糸魚川市を管轄する消防本部及び消防団が消火活動にあたり、近隣の消防本部が消火活動に協力した。消防本部の主力装備は、普通消防ポンプ自動車であり、消防団の主力装備は、可搬消防ポンプ積載車であった。火災発生から鎮火まで約３０時間を要し、焼失面積は約４０，０００ｍ^２に及んだ。

特開２００２−３５５３２６号公報 特開２００２−３６０７２４号公報

＜普通消防ポンプ自動車及び可搬消防ポンプ積載車の問題点＞
糸魚川市の被災エリアは、木造建物が密集し、かつ道路狭隘であった。強風の下で発生した火災は、火元建物から飛散した火の粉や燃えさしが、周辺建物の屋根や上部に飛び火することにより同時多発的に延焼した。主力装備である普通消防ポンプ自動車や可搬消防ポンプ積載車は、水ポンプに押し出された水を手持ちのホースから放水する構成であるため、消防士や消防団員が近づけない高い場所に火点がある場合は、地上から火点に向かって直接放水することができない。直接放水とは、拡散されていない棒状の放水を直に燃焼物に掛ける方法をいい、火災に対する最も効果的な水の使い方である。

したがって、火点が建物の２階以上の高さにあり、熱気や障害物等によって消防士や消防団員が近づけない場合は、火点に直接放水することができない。このような場合は、地上から火点に間接放水するしかない。間接放水とは、例えば、火災室内の壁や天井に放水し、跳ね返された水を間接的に燃焼物に掛ける方法、又は火災室内に噴霧放水し、燃焼物周囲の熱環境を改善させる方法をいう。しかし、地上からの間接消火では、建物の２階以上の高さにある火点を効率よく消火することが困難であり、従来の普通消防ポンプ自動車や可搬消防ポンプ積載車では、建物が密集し、かつ道路狭隘の市街地で発生した火災の延焼拡大を効果的に阻止することができない。

＜高所放水車の問題点＞
一方、石油コンビナートなどの大規模火災には、高所放水車が用いられる（特許文献１、２を参照）。高所放水車は、標準積載量８トン〜１０トンの大型車両をベースにしており、２０ｍ以上の高所から毎分３０００リットルを超える大量の水を放出する能力を備える。しかし、高所放水車は、建物が密集し、かつ道路狭隘の市街地に乗り入れることができない。その理由として、大型の高所放水車は、車体からアウトリガーを外向きに張り出してジャッキで接地する必要があり、道幅５ｍ以上の道路でなければ進入することができない。また、２０ｍ以上の高さの放水塔、及び毎分３０００リットル超の放水量は、商店や住宅などの一般的な建物の火災を消火するには過剰性能であり、小規模の消防本部や消防団が装備するのは現実的でない。

＜発明の目的＞
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、建物が密集し、かつ道路狭隘の市街地で発生した火災の消火に好適な、簡易かつ小型の低層建物用高所消火装置を提供することを目的とする。

（１）上記目的を達成するために、本発明の低層建物用高所消火装置は、略垂直状態となって、供給される水を下から上へ通過させることが可能な送水管と、前記送水管の上側に設けられ、閉じた状態となって、前記送水管を通過する水の流れを止めることが可能なバルブと、前記送水管の上側に設けられ、前記送水管を通過した水を外部に放出することが可能な放水銃と、を備え、前記送水管は、入れ子式に摺動して伸縮する二以上のパイプで構成され、前記バルブが閉じた状態のときに、前記パイプ内に供給される水の圧力を受けて伸びた状態になり、前記放水銃は、放水銃操作盤によって、垂直方向及び水平方向の角度を遠隔操作することが可能な構成とする。

（２）好ましくは、上記（１）の低層建物用高所消火装置において、前記低層建物用高所消火装置が、ポンプを積載した車両を含み、前記送水管が、前記車両に積載され、略垂直状態となって、前記ポンプから供給される水を下から上へ通過させる構成とする。

（３）好ましくは、上記（２）の低層建物用高所消火装置において、前記車両の標準積載量が３トン以下である構成とする。

（４）好ましくは、上記（２）又は（３）の低層建物用高所消火装置において、前記車両の天井の上に設置され、垂直方向に回動可能な可倒機構をさらに備え、前記可倒機構に前記送水管の下側が結合され、前記車両の天井の上で、前記送水管が倒れた状態及び起きた状態になる構成とする。

（５）好ましくは、上記（４）の低層建物用高所消火装置において、前記送水管を倒れた状態及び起きた状態にするための油圧シリンダをさらに備えた構成とする。

（６）好ましくは、上記（４）又は（５）の低層建物用高所消火装置において、前記送水管の伸びた状態の長さを１０ｍ以下とする。

（７）好ましくは、上記（１）〜（６）のいずれかの低層建物用高所消火装置において、二以上の前記パイプのうち、前記送水管の先端を構成する前記パイプの摺動を任意の位置で停止させるブレーキ機構をさらに備えた構成とする。

（８）好ましくは、上記（１）〜（７）のいずれかの低層建物用高所消火装置において、動画の撮影が可能なカメラと、前記カメラで撮影した画像を表示するディスプレイと、をさらに備え、前記カメラは、その光軸が前記放水銃の銃口と平行になるように、前記放水銃に取り付けられ、前記ディスプレイは、前記放水銃操作盤に設けられ、前記カメラで撮影した動画を見ながら、前記放水銃の垂直方向及び水平方向の角度を遠隔操作することが可能な構成とする。

（９）好ましくは、上記（１）〜（８）のいずれかの低層建物用高所消火装置において、物体から放射される赤外線を可視化することが可能な赤外線カメラをさらに備えた構成とする。

（１０）好ましくは、上記（９）の低層建物用高所消火装置において、前記放水銃の垂直方向及び水平方向の角度を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記赤外線カメラの測定結果に基づいて、最も温度の高い場所に前記放水銃を向けて水を放出させる構成とする。

（１１）好ましくは、上記（１）〜（１０）のいずれかの低層建物用高所消火装置において、前記放水銃の垂直方向及び水平方向の角度を制御する制御部を備え、前記制御部は、プログラムに従って、少なくとも水平方向に自動首振りし、所定の範囲に水を放出させる構成とする。

本発明の低層建物用高所消火装置は、消火に用いられる水の圧力によって送水管が伸びた状態になる、極めて簡易な構成となっている。簡易な低層建物用高所消火装置は、標準積載量が３トン以下の小型車両に積載することができ、建物が密集し、かつ道路狭隘の市街地に乗り入れて、建物の２階以上の高さにある火点に直接放水することを可能とする。このような本発明の低層建物用高所消火装置によれば、建物の屋根や上部の飛び火延焼を効果的に阻止することができる。また、本発明の低層建物用高所消火装置は、標準積載量が３トン以下の普通消防ポンプ自動車や可搬消防ポンプ積載車をベースにして製造することができ、市街地で発生した火災の消火に適合する放水性能を備える。したがって、本発明の低層建物用高所消火装置は、地方自治体の消防本部や消防団にとって有効な主力装備となり得る。

本発明の第１実施形態に係る低層建物用高所消火装置の左側面図であり、図１（ａ）は送水管の縮んだ状態、図１（ｂ）は送水管の伸びた状態を示す。 上記低層建物用高所消火装置の右側面図であり、図２（ａ）は送水管が縮んだ状態、図２（ｂ）は送水管が伸びた状態を示す。 上記低層建物用高所消火装置の平面図であり、図３（ａ）は送水管が縮んだ状態、図３（ｂ）は送水管が伸びた状態を示す。 上記低層建物用高所消火装置の正面図であり、図４（ａ）は送水管が縮んだ状態、図４（ｂ）は送水管が伸びた状態を示す。 上記低層建物用高所消火装置の背面図であり、図５（ａ）は送水管が縮んだ状態、図５（ｂ）は送水管が伸びた状態を示す。 上記低層建物用高所消火装置の背面を示す部分拡大図である。 上記送水管を構成する一段目及び二段目パイプを示すものであり、図７（ａ）は一段目及び二段目パイプの長さを省略した拡大断面図、図７（ｂ）は一段目及び二段目パイプの長さを省略していない断面図、図７（ｃ）は二段目パイプの後端部分の拡大断面図である。 上記送水管の上端に取り付けられたストップバルブの断面図であり、図８（ａ）はボールディスクの閉状態、図８（ｂ）はボールディスクの開状態を示す。 上記送水管の上端に取り付けられた放水銃を示すものであり、図９（ａ）は右側面図、図９（ｂ）は平面図である。 上記低層建物用高所消火装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る低層建物用高所消火装置の構成を示すブロック図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る低層建物用高所消火装置について、図１〜図１０を参照しつつ説明する。

＜＜低層建物用高所消火装置の概要＞＞
第１実施形態に係る低層建物用高所消火装置の外観を図１〜図５に示す。低層建物用高所消火装置１は、主として、車両１０のボディ天井に送水管２０を積載し、送水管２０の上端に放水銃７０を設けた構成となっている。

車両１０のボディ内部には、水ポンプ１２及び真空ポンプ１２ａ（図１０を参照）が積載されている。真空ポンプ１２ａは、水ポンプ１２内及び吸管内から空気を吸い出し、自然水利の水を吸引して水ポンプ１２内に流入させる。その後、真空ポンプ１２ａは停止する。水ポンプ１２は、内部に流入した水を図示しない羽根車で連続的に外部へ押し出す。水ポンプ１２によって連続的に押し出される水は、ボディ天井の送水管２０の内部に供給される。

送水管２０は、車両１０のボディ天井に設けられた油圧シリンダ６０によって、水平に倒れた状態から垂直に起きた状態となる。送水管２０は、入れ子式に摺動して伸縮する一段目及び二段目パイプ２１、２２で構成されている。二段目パイプ２２は、水ポンプ１２から供給される水の圧力を受けて上方に摺動する。これにより、送水管２０全体が伸びた状態になる。

送水管２０を通過した水は、放水銃７０から外部に放出される。図５に示すように、車両１０の背面１１０には、放水銃操作盤１１３が設けられている。放水銃操作盤１１３によって、放水銃７０の垂直方向及び水平方向の角度を遠隔操作することが可能である。

＜＜車両＞＞
低層建物用高所消火装置１のベースとなる車両１０は、標準積載量が３トン以下であれば、特に限定されるものではない。本実施形態の車両１０は、標準積載量２トンの普通消防ポンプ自動車「ＣＤ−Ｉ型」であり、Ｂ−１級又はＡ−２級の水ポンプ１２（図１０を参照）を積載している。水ポンプ１２の規格放水量は、毎分１５００リットル以上２８００リットル未満である。このような水ポンプ１２は、車両１０の原動力であるエンジン１１（図１０を参照）によって駆動される。エンジン１１の動力は、ＰＴＯ軸１３（図１０を参照）から水ポンプ１２に伝達される。水ポンプ１２の放水流量及び放水圧力は、エンジン１１の回転数に比例して増減する。水ポンプ１２によって押し出された水は、車両１０のボディ天井に設けられた給水パイプ１４（図３を参照）から放出される。

図５に示すように、車両１０の背面１１０には、放水を制御するための操作部及び各種ボールコックが集中して設けられている。図６に背面１１０の部分拡大図を示す。

図６に示すエンジンスロットル１１１は、エンジン１１の回転数を増減させるための操作部である。エンジン１１の回転数を増減させることにより、水ポンプ１２の運転状態が変化する。すなわち、エンジンスロットル１１１を操作することにより、放水流量及び放水圧力を制御することができる。

図６に示す水ポンプ操作盤１１２は、図１０に示す制御部１１２ａ、ディスプレイ１１２ｂ及び各種スイッチ１１２ｃを備えている。制御部１１２ａは、各種スイッチ１１２ｃの操作に基づいて、真空ポンプ１２ａの作動、及び水ポンプ１２の運転状態を制御する。また、制御部１１２ａは、ボールコックである吸水口１１４、中継吸口１１５、放水口１１６及び混合吐出口１１７の開閉状態を検出する。制御部１１２ａは、水ポンプ１２、真空ポンプ１２ａ及び各ボールコックに関する情報をディスプレイ１１２ｂに表示させる。

ディスプレイ１１２ｂには、例えば、現在の水の流れが模式図で表示され、水ポンプ１２の回転数、放水圧力、放水流量の数値がデジタル表示される。また、ディスプレイ１１２ｂには、上述した吸水口１１４、中継吸口１１５、放水口１１６及び混合吐出口１１７の開閉状態も表示される。消火活動にあたる消防士又は消防団員は、ディスプレイ１１２ｂに表示される情報に基づいて、水ポンプ１２の運転状態を監視することができる。

図６に示す放水銃操作盤１１３は、図１０に示す制御部１１３ａ、ディスプレイ１１３ｂ、ジョイスティック１１３ｃ及び各種スイッチ１１３ｄを備えている。制御部１１３ａは、送水管２０及び放水銃７０の動作を制御する。制御部１１３ａは、各種スイッチ１１３ｃの操作に基づいて、送水管２０に設けられたストップバルブ３０、ブレーキ機構４０及び油圧シリンダ６０のＯＮ／ＯＦＦを制御する。また、制御部１１３ａは、ジョイスティック１１３ｃの操作に基づいて、放水銃７０に内蔵された第１及び第２モータ７３、７６を動作させ、放水銃７０の垂直方向及び水平方向の角度を制御する。さらに、制御部１１３ａは、メモリに記憶された動作プログラムに基づいて、放水銃７０を水平方向に首振り動作させることが可能である。

ディスプレイ１１３ｂには、放水銃７０のノズル７７に取り付けられたビデオカメラ８０で撮影した画像が表示される。上述したように、放水銃７０の垂直方向及び水平方向の角度は、ジョイスティック１１３ｃによって操作することが可能である。消火活動にあたる消防士又は消防団員は、ディスプレイ１１３ｂに表示される画像を見ながらジョイスティック１１３ｃを操作し、放水銃７０を目的の場所（例えば、火点）に正確に向けることができる。

各種スイッチ１１３ｄには、例えば、ストップバルブ３０の開閉スイッチ、ブレーキ機構４０のＯＮ／ＯＦＦスイッチ、油圧シリンダ６０のＯＮ／ＯＦＦスイッチ、放水銃７０のＯＮ／ＯＦＦスイッチ、放水銃７０の首振り動作のＯＮ／ＯＦＦスイッチなどが含まれる。

図６に示す吸水口１１４は、自然水利から水ポンプ１２に給水するためのボールコックであり、図示しないホースが接続される。自然水利の水は、吸水口１１４に接続されたホースから水ポンプ１２に供給される。水ポンプ１２によって押し出された水は、車両１０のボディ天井に設けられた給水パイプ１４、又は後述する放水口１１６から放出される。

図６に示す中継吸口１１５には、図示しないホースを介して、消火栓や小型ポンプなどを接続することが可能である。消火栓や小型ポンプから供給される有圧水は、中継吸口１１５を介して水ポンプ１２に供給される。

図６に示す放水口１１６には、従来の普通消防ポンプ自動車と同様に、手持ちのホースを接続することが可能である。消防士又は消防団員が手持ちのホースで消火活動にあたる場合は、放水口１１６のボールコックを開状態にすると、水ポンプ１２に押し出された水が放水口１１６から放出される。

図６に示す混合吐出口１１７は、図示しない混合装置で生成された混合液を吐出するためのボールコックである。混合装置は、泡消火薬剤と水とを混合させ、混合液を生成する。この混合液は、混合吐出口１１７に接続されたホースに供給される。

＜＜送水管＞＞
図１〜図５に示すように、送水管２０は、車両１０のボディ天井に設置された可倒機構５０に結合されている。可倒機構５０は、主として、連結管５１と、連結管５１の両側に位置する一対の軸受ユニット５２とで構成されている。連結管５１は、一対の軸受ユニット５２の間に、垂直方向に回動自在に支持されている。送水管２０の下端は、連結管５１の一端に結合されている。連結管５１の他端は、一方の軸受ユニット５２を貫通し、車両１０のボディ天井に設けられた給水パイプ１４に結合されている。水ポンプ１２によって押し出された水は、給水パイプ１４から放出され、連結管５１を介して、送水管２０の下側から内部に供給される。また、送水管２０は、車両１０のボディ天井に設けられた油圧シリンダ６０によって０°〜９０°の範囲で垂直方向に回動される。

送水管２０の構成について、図７（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明の便宜上、送水管２０の上下左右の方向を図７中に定義する。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、送水管２０は、主として、一段目パイプ２１と二段目パイプ２２とで構成されている。一段目パイプ２１の内径は、二段目パイプ２２の外径とほぼ等しく、二段目パイプ２２が一段目パイプ２１に対して入れ子式に摺動し、送水管２０が長手方向に伸縮するようになっている。

図７（ａ）に示すように、一段目パイプ２１の下端の外周面には、一段目フランジ２１Ａが設けられている。一段目フランジ２１Ａは、上述した可倒機構５０の連結管５１の一端に結合される（図１〜図３を参照）。

一段目パイプ２１の上端側の外周面には、ハウジング２１０が装着されている。ハウジング２１０は、一段目パイプ２１の上端を超えて、更に上方へ延びている。ハウジング２１０の内周面と二段目パイプ２２の外周面との間には、複数のＶパッキン２１１が重なって装着されている。複数のＶパッキン２１１は、二段目パイプ２２に対する封止面を形成する。互いに重なり合う複数のＶパッキン２１１の中間には、ランタンリング２１２が組み込まれている。これらのＶパッキン２１１及びランタンリング２１２は、雌アダプタ２１３と雄アダプタ２１４とによって上下方向から挟まれている。雌アダプタ２１３は、ハウジング２１０の内周面と二段目パイプ２２の外周面との間に挿入されたホルダ２１５によって保持される。さらに、ホルダ２１５は、ハウジング２１０の上端に螺合されたキャップ２１６の内側に保持される。

ハウジング２１０の側壁におけるランタンリング２１２に対応する位置には、左右対称に二つの貫通孔が設けられている。一の貫通孔には、エアー抜きニップル２１７が取り付けられ、他の貫通孔には、グリスニップル２１８が取り付けられている。エアー抜きニップル２１７は、二段目パイプ２２が上方に摺動したときに、一段目パイプ２１の内周面と二段目パイプ２２の外周面との隙間にある空気をハウジング２１０の外部へ放出させる。グリスニップル２１８は、ランタンリング２１２を介して、Ｖパッキン２１１によって形成される封止面にグリスを注入するためのものである。

一方、二段目パイプ２２の上端の外周面には、二段目フランジ２２Ａが設けられている。また、二段目パイプ２２の外周面における二段目フランジ２２Ａの直下には、二段目中間フランジ２２Ｂが設けられている。二段目フランジ２２Ａは、図１〜図５に示すストップバルブ３０の流入口に結合される。二段目中間フランジ２２Ｂは、二段目パイプ２２が下方に摺動して送水管２０が縮んだ状態となったときに、一段目パイプ２１のキャップ２１６に当接してストッパの役割を果たす。

図７（ｃ）に示すように、二段目パイプ２２の下端には、リング２２１を備えたパイプエンド２２２が嵌合されている。リング２２１は、二段目パイプ２２の下端の外周面を覆い、一段目パイプ２１の内周面に対する封止面を形成する。パイプエンド２２２は、二段目パイプ２２の内周面に強固に嵌合され、リング２２１の脱落を防止する。

ここで、本実施形態の送水装置１は、日本の一般的な住宅の消火を目的としている。このため、送水管２０の伸びた状態の長さは、最大で１０ｍあれば十分と考える。日本の建築基準法においては、第１種及び第２種低層住居専用地域内では、建物の絶対高さが、１０ｍ又は１２ｍ以下に制限されている。したがって、車両１０、可倒機構５０、ストップバルブ３０及び放水銃７０の合計高さ（例えば、約３ｍ）を考慮すると、送水管２０の伸びた状態の長さは、４ｍ超１０ｍ以下の範囲内とすることができる。

＜＜ストップバルブ＞＞
図１〜図５に示すように、ストップバルブ３０の流入口は、送水管２０の二段目パイプ２２の二段目フランジ２２Ａに結合され、ストップバルブ３０の流出口は、放水銃７０に結合される。ストップバルブ３０の構成について、図８（ａ）、（ｂ）を参照しつつ詳細に説明する。なお、説明の便宜上、ストップバルブ３０の上下左右の方向を図８中に定義する。

図８（ａ）において、ストップバルブ３０のボディ３１内部には、下から順に、流入口３１ａ、弁室３１ｃ及び流出口３１ｂが形成されている。流入口３１ａの外周面には、第１フランジ３１ｅが設けられている。また、流出口３１ｂの外周面には、第２フランジ３１ｆが設けられている。第１フランジ３１ｅは、上述した送水管２０の二段目パイプ２２の二段目フランジ２２Ａに結合される。また、第２フランジ３１ｆは、上述した放水銃７０に結合される。

弁室３１ｃは、流入口３１ａと流出口３１ｂとの間に位置し、その内部にボールディスク３２が収容されている。ボールディスク３２は、球の一部の形状をした弁体であり、その中心にボア３２ａが貫通している。図８（ａ）に示すように、ボールディスク３２の球面の直径は、流入口３１ａ及び流出口３１ｂの直径よりも大きい。また、図８（ｂ）に示すように、ボールディスク３２のボア３２ａの直径は、流入口３１ａ及び流出口３１ｂの直径とほぼ等しい。

一方、弁室３１ｃと流入口３１ａとの境界、及び弁室３１ｃと流出口３１ｂとの境界には、それぞれシートリング３４が取り付けられている。シートリング３４は、ボールディスク３２に対応する弁座であり、流入口３１ａ及び流出口３１ｂの直径とほぼ等しい内径を有し、ボールディスク３２の球面、又はボア３２ａの開口の外周縁に圧接する。

ボールディスク３２は、ステム３３を中心に上下方向に９０°回動可能となっており、図８（ａ）の閉状態、又は（ｂ）の開状態になる。図８（ａ）の閉状態では、ボールディスク３２の球面が、流入口３１ａ及び流出口３１ｂの両方を塞ぎ、流入口３１ａから流出口３１ｂへの送水を遮断する。一方、図８（ｂ）の開状態では、ボールディスク３２のボア３２ａが、流入口３１ａ及び流出口３１ｂを連通させ、流入口３１ａから流出口３１ｂへの送水を可能とする。

図１０に示すように、ストップバルブ３０は、放水銃操作盤１１３からの信号に基づいて開閉動作する。ストップバルブ３０が閉じた状態のとき、送水管２０は、水ポンプ１２から一段目及び二段目パイプ２１、２２内に供給される水の圧力を受けて伸びた状態になる。一方、ストップバルブ３０が開いた状態になると、送水管２０を通過した水が放水銃７０に供給される。

ここで、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、弁室３１ｃの壁部には、ドレンポート３１ｄが設けられている。ドレンポート３１ｄには、電磁弁３５が接続されている。ドレンポート３１ｄ及び電磁弁３５は、弁室３１ｃ内に溜まった水を外部に排水するためのものである。図１０に示すように、電磁弁３５は、放水銃操作盤１１３からの信号に基づいて開閉動作する。電磁弁３５を開状態にすると、弁室３１ｃ内に溜まった水が外部に排出される。また、電磁弁３５を閉状態にすると、弁室３１ｃ内が外部から閉鎖される。後述するように、ドレンポート３１ｄ及び電磁弁３５は、送水管２０を伸びた状態にするときに、送水管２０内の空気を外部に排出することにも用いられる。

＜＜ブレーキ機構＞＞
図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、送水管２０には、ブレーキ機構４０が設けられている。ブレーキ機構４０は、主として、パイプ４１、ロッド４２及びブレーキ４３で構成されている。ロッド４２は、パイプ４１に対して入れ子式に摺動し、ブレーキ機構４０が長手方向に伸縮するようになっている。ブレーキ４３は、パイプ４１の上端に取り付けられ、ロッド４２の外径よりも若干大きい内径の円筒状のハウジングを有する。この円筒状のハウジング内には、図示しないクランプを備えている。ブレーキ４３の円筒状のハウジングには、ロッド４２が挿通される。

このようなブレーキ機構４０は、送水管２０に対して平行に取り付けられている。具体的に、パイプ４１の下端は、送水管２０の一段目パイプ２１の下端に結合される。ロッド４２の上端は、送水管２０の二段目パイプ２２の上端に結合される。また、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に示すように、油圧シリンダ６０のピストンロッドの先端は、パイプ４１の下端側に回動自在に結合されている。この構成により、ブレーキ機構４０は、送水管２０とともに０°〜９０°の範囲で垂直方向に回動される。また、ロッド４２は、送水管２０の二段目パイプ２２とともに上下方向に摺動する。

図１０に示すように、ブレーキ機構４０は、放水銃操作盤１１３からの信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ動作する。ブレーキ機構４０は、ＯＮのときにロッド４２の外周面をクランプする。これにより、送水管２０の二段目パイプ２２が任意の突出量でロックされる。このようなブレーキ機構４０によって、二段目パイプ２２の突出量の範囲内で、放水銃７０を任意の高さに位置させることが可能である。

＜＜放水銃＞＞
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、放水銃７０は、主として、第１パイプ７１、第１回動部７２、第１モータ７３、第２パイプ７４、第２回動部７５、第２モータ７６及びノズル７７で構成されている。上述したように、放水銃７０は、ストップバルブ３０の流出口に結合される。ストップバルブ３０が開いた状態になると、送水管２０を通過した水は、第１及び第２パイプ７１、７４に供給され、ノズル７７から外部に放出される。

第１パイプ７１の一端側は、第１回動部７２に結合される。第１回動部７２は、第１モータ７３によって駆動され、水平方向に回動可能となっている。第１パイプ７１の他端側は、第２回動部７５に結合される。第２回動部７５には、第２パイプ７４の一端側が結合される。第２回動部７５は、第２モータ７６によって駆動され、垂直方向に回動可能となっている。第２パイプ７４の他端側には、ノズル７７が結合される。

図１０に示すように、第１及び第２モータ７３、７６は、ジョイスティック１１３ｃの操作に基づいて動作し、第１及び第２回動部７２、７５を駆動させる。図９（ｂ）に示すように、第１回動部７２を駆動させることによって、放水銃７０のノズル７７は、左方向に１６５°及び右方向に１６５°、合計で水平方向に３３０°回動することが可能である。一方、図９（ａ）に示すように、第２回動部７５を駆動させることによって、放水銃７０のノズル７７は、上方向に９０°及び下方向に３０°、合計で垂直方向に１２０°回動することが可能である。

＜＜ビデオカメラ＞＞
ここで、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、放水銃７０のノズル７７には、ビデオカメラ８０が取り付けてある。ビデオカメラ８０は、ノズル７７と同じ方向を向き、ノズル７７とともに垂直方向及び水平方向に回動する。図１０に示すように、ノズル７７が撮影した画像データは、放水銃操作盤１１３に入力され、制御部１１３ａによって処理される。制御部１１３ａは、ビデオカメラ８０によって撮影された画像をディスプレイ１１３ｂに表示させる。上述したように、消火活動にあたる消防士又は消防団員は、ディスプレイ１１３ｂに表示される画像を見ながらジョイスティック１１３ｃを操作し、放水銃７０のノズル７７を目的の場所（例えば、火点）に正確に向けることができる。

＜＜送水管の伸長制御の詳細＞＞
上述した送水管２０の伸長制御について、図１０を参照しつつ詳細に説明する。送水管２０は、消火活動にあたる消防士又は消防団員が、図１０に示す放水銃操作盤１１３の各種スイッチ１１３ｄを操作することで、縮んだ状態から伸びた状態になる。

図１０において、水ポンプ１２と送水管２０との間には、電動バルブ１５が接続されている。電動バルブ１５は、水ポンプ１２から送水管２０内への水の供給を制御する。消防士又は消防団員は、放水銃操作盤１１３の各種スイッチ１１３ｄを操作して、電動バルブ１５を開閉動作させる。すなわち、各種スイッチ１１３ｄが操作されると、放水銃操作盤１１３の制御部１１３ａが信号を出力し、電動バルブ１５を開閉動作させる。電動バルブ１５が開状態になると、水ポンプ１２によって押し出された水が、車両１０のボディ天井に設けられた給水パイプ１４（図３を参照）から放出され、可倒機構５０の連結管５１を通じて、縮んだ状態の送水管２０内に供給される。

ここで、消防士又は消防団員は、電動バルブ１５を開状態にすると同時に、放水銃操作盤１１３の各種スイッチ１１３ｄを操作して、ストップバルブ５０の電磁弁３５を開状態にする。これにより、縮んだ状態の送水管２０内に水が供給されるとともに、送水管２０内の空気が、ストップバルブ３０のドレンポート３１ｄから外部に排出される（図８（ａ）の灰色矢印を参照）。この結果、縮んだ状態の送水管２０内が、供給された水によって徐々に満たされる。

その後、送水管２０内の空気が全て外部に排出されると、ストップバルブ３０のドレンポート３１ｄから、送水管２０内に供給された水が流出するようになる。そこで、消防士又は消防団員は、放水銃操作盤１１３の各種スイッチ１１３ｄを操作して、ストップバルブ５０の電磁弁３５を閉状態にする。

このまま、縮んだ状態の送水管２０内に水を供給し続けると、送水管２０を構成する二段目パイプ２２（図７（ｂ）を参照）が、パイプ内に供給される水の圧力を受けて上方に摺動する。これにより、送水管２０全体が伸びた状態になる。

消防士又は消防団員は、送水管２０が完全に伸びた状態になったとき、又は送水管２０が任意の高さまで伸びた状態になったときに、放水銃操作盤１１３の各種スイッチ１１３ｄを操作して、ブレーキ機構４０を動作させる。ブレーキ機構４０によって、送水管２０の二段目パイプ２２が固定され、送水管２０全体が伸びた状態で維持される。

次いで、消防士又は消防団員は、放水銃操作盤１１３のディスプレイ１１３ｂに表示される画像を見ながらジョイスティック１１３ｃを操作し、放水銃７０のノズル７７を目的の場所（例えば、火点）に向ける。その後、消防士又は消防団員は、放水銃操作盤１１３の各種スイッチ１１３ｄを操作して、ストップバルブ５０のボールディスク３２を開状態にする（図８（ｂ）を参照）。これにより、放水銃７０のノズル７７から目的の場所に、大量の水が直接放水される。

＜第２実施形態＞
図１１に示すように、低層建物用高所消火装置１には、オプションとして赤外線カメラ９０を追加することができる。赤外線カメラ９０は、物体から放射される赤外線量の変化を可視化した画像（サーモグラフィー）を撮影する。赤外線カメラ９０は、ビデオカメラ８０と同様に、放水銃７０のノズル７７に取り付けられる。赤外線カメラ９０が撮影した画像データは、放水銃操作盤１１３に入力され、制御部１１３ａによって処理される。赤外線カメラ９０によって撮影された画像をディスプレイ１１３ｂに表示させる。消火活動にあたる消防士又は消防団員は、ディスプレイ１１３ｂに表示される画像を見ながらジョイスティック１１３ｃを操作し、放水銃７０のノズル７７を最も温度の高い場所（例えば、火点）に正確に向けることができる。

さらに、放水銃操作盤１１３の制御部１１３ａが、赤外線カメラ９０によって撮影された画像データに基づいて、放水銃７０のノズル７７の向きを自動制御する構成としてもよい。すなわち、制御部１１３ａは、赤外線カメラ９０によって撮影された画像データを解析し、最も温度の高い場所のｘｙ座標を特定する。次いで、制御部１１３ａは、ノズル７７が最も温度の高い場所のｘｙ座標を向くように、第１及び第２モータ７３、７６を駆動させる。

＜作用効果＞
本実施形態の低層建物用高所消火装置１は、標準積載量が３トン以下の小型車両１０、この小型車両１０に積載可能な水ポンプ１２、送水管２０、ストップバルブ３０及び放水銃７０を備えている。送水管２０は、放水銃７０から放出される水の圧力で伸びた状態になる、極めて簡易な構成となっている。簡易かつ小型の低層建物用高所消火装置１は、建物が密集し、かつ道路狭隘の市街地に乗り入れることができ、建物の２階以上の高さにある火点をビデオカメラ８０又は赤外線カメラ９０で捕え、直接放水することを可能とする。このような本実施形態の低層建物用高所消火装置１によれば、建物の屋根や上部の飛び火延焼を効果的に阻止することができる。また、本実施形態の低層建物用高所消火装置１は、標準積載量が３トン以下の普通消防ポンプ自動車や可搬消防ポンプ積載車をベースにして製造することができ、市街地で発生した火災の消火に適合する放水性能を備える。したがって、本実施形態の低層建物用高所消火装置１は、地方自治体の消防本部や消防団にとって有効な主力装備となり得る。

＜その他の変更＞
本発明の低層建物用高所消火装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明の低層建物用高所消火装置が適用される車両は、普通消防ポンプ自動車に限らず、可搬消防ポンプ積載車であってもよい。可搬消防ポンプ積載車の場合、送水管に水を供給するためのポンプは、車両から積み下ろし可能な可搬型ポンプであってもよい。

また、本発明の低層建物用高所消火装置が適用される車両は、消防本部や消防団が装備している既存車両であってもよい。すなわち、本発明の低層建物用高所消火装置を製造するにあたり、必ずしも新規車両を用意する必要はない。本発明の低層建物用高所消火装置は、消防本部や消防団が装備している既存の普通消防ポンプ自動車又は可搬消防ポンプ積載車に、送水管、ストップバルブ及び放水銃等を増設することによって製造することが可能である。

なお、本発明の低層建物用高所消火装置を構成する送水管について「略垂直状態」及び「垂直に起きた状態」とは、理論上は、送水管が水平面に対して９０°になることであるが、厳密な「垂直（９０°）」に限定されるものではない。例えば、製造誤差、水圧及び風圧などによる送水管の傾きを考慮すると、送水管について「略垂直状態」及び「垂直に起きた状態」とは、送水管が水平面に対して約８０°〜１００°になることを含む。

１ 低層建物用高所消火装置
１０ 車両（ＣＤ−Ｉ）
１１ エンジン
１２ 水ポンプ
１２ａ 真空ポンプ
１３ ＰＴＯ軸
１４ 給水パイプ
１５ 電動バルブ
１１０ 背面
１１１ エンジンスロットル
１１２ ポンプ操作盤
１１２ａ 制御部
１１２ｂ ディスプレイ
１１２ｃ 各種スイッチ
１１３ 放水銃操作盤
１１３ａ 制御部
１１３ｂ ディスプレイ
１１３ｃ ジョイスティック
１１３ｄ 各種スイッチ
１１４ 吸水口
１１５ 中継吸口
１１６ 放水口
１１７ 混合吐出口
２０ 送水管
２１ 一段目パイプ
２１Ａ 一段目フランジ
２２ 二段目パイプ
２２Ａ 二段目フランジ
２２Ｂ 二段目中間フランジ
２１０ ハウジング
２１１ Ｖパッキン
２１２ ランタンリング
２１３ 雌アダプタ
２１４ 雄アダプタ
２１５ ホルダ
２１６ キャップ
２１７ エアー抜きニップル
２１８ グリスニップル
２２１ リング
２２２ パイプエンド
３０ ストップバルブ
３１ ボディ
３１ａ 流入口
３１ｂ 流出口
３１ｃ 弁室
３１ｄ ドレンポート
３１ｅ 第１フランジ
３１ｆ 第２フランジ
３２ ボールディスク
３２ａ ボア
３３ ステム
３４ シートリング
３５ 電磁弁
４０ ブレーキ機構
４１ パイプ
４２ ロッド
４３ ブレーキ
５０ 可倒機構
５１ 連結管
５２ 軸受ユニット
６０ 油圧シリンダ
７０ 放水銃
７１ 第１パイプ
７２ 第１回動部
７３ 第１モータ
７４ 第２パイプ
７５ 第２回動部
７６ 第２モータ
７７ ノズル
８０ ビデオカメラ
９０ 赤外線カメラ

Claims (11)

1. 略垂直状態となって、供給される水を下から上へ通過させることが可能な送水管と、
   前記送水管の上側に設けられ、閉じた状態となって、前記送水管を通過する水の流れを止めることが可能なバルブと、
   前記送水管の上側に設けられ、前記送水管を通過した水を外部に放出することが可能な放水銃と、を備え、
   前記送水管は、入れ子式に摺動して伸縮する二以上のパイプで構成され、前記バルブが閉じた状態のときに、前記パイプ内に供給される水の圧力を受けて伸びた状態になり、
   前記放水銃は、放水銃操作盤によって、垂直方向及び水平方向の角度を遠隔操作することが可能である、ことを特徴とする低層建物用高所消火装置。
2. 前記低層建物用高所消火装置が、ポンプを積載した車両を含み、
   前記送水管が、前記車両に積載され、略垂直状態となって、前記ポンプから供給される水を下から上へ通過させる請求項１に記載の低層建物用高所消火装置。
3. 前記車両の標準積載量が３トン以下である請求項２に記載の低層建物用高所消火装置。
4. 前記車両の天井の上に設置され、垂直方向に回動可能な可倒機構をさらに備え、前記可倒機構に前記送水管の下側が結合され、前記車両の天井の上で、前記送水管が倒れた状態及び起きた状態になる請求項２又は３のいずれか１項に記載の低層建物用高所消火装置。
5. 前記送水管を倒れた状態及び起きた状態にするための油圧シリンダをさらに備えた請求項４に記載の低層建物用高所消火装置。
6. 前記送水管の伸びた状態の長さが１０ｍ以下である請求項４又は５に記載の低層建物用高所消火装置。
7. 二以上の前記パイプのうち、前記送水管の先端を構成する前記パイプの摺動を任意の位置で停止させるブレーキ機構をさらに備えた請求項１〜６のいずれか１項に記載の低層建物用高所消火装置。
8. 動画の撮影が可能なカメラと、前記カメラで撮影した画像を表示するディスプレイと、をさらに備え、前記カメラは、その光軸が前記放水銃の銃口と平行になるように、前記放水銃に取り付けられ、前記ディスプレイは、前記放水銃操作盤に設けられ、前記カメラで撮影した動画を見ながら、前記放水銃の垂直方向及び水平方向の角度を遠隔操作することが可能である請求項１〜７のいずれか１項に記載の低層建物用高所消火装置。
9. 物体から放射される赤外線を可視化することが可能な赤外線カメラをさらに備えた請求項１〜８のいずれか１項に記載の低層建物用高所消火装置。
10. 前記放水銃の垂直方向及び水平方向の角度を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記赤外線カメラの測定結果に基づいて、最も温度の高い場所に前記放水銃を向けて水を放出させる請求項９に記載の低層建物用高所消火装置。
11. 前記放水銃の垂直方向及び水平方向の角度を制御する制御部を備え、前記制御部は、プログラムに従って、少なくとも水平方向に自動首振りし、所定の範囲に水を放出させる請求項１〜１０のいずれか１項に記載の低層建物用高所消火装置。