JP3482152B2 - 可搬式全自動消防ポンプシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は可搬式全自動消防ポ
ンプの自動化運転制御システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】消防自動車が入れないような地形におけ
る消火活動や、消防団、自主防災組織での使用を目的と
する可搬式消防ポンプにおいて、操作の省力化、容易化
を計る為、始動〜吸水、及び停止操作を自動化した可搬
式全自動消防ポンプ（以下「全自動消防ポンプ」とい
う。）がある。また、複数のポンブを直列につないで遠
距離送水を行う為操作が複雑な中継送水を自動化する為
の自動中継送水制御装置を設けたもの、火災現場の直近
にいる為最も放水すべき水圧、流量を的確に判断しうる
筒先員がポンプを遠隔操作できる筒先操作装置を設けた
もの、筒先員とポンブ操作員（以降機関員）との間で放
水、及びポンブとその機関の状態について連絡を取り合
う為の筒先通話装置を設けたもの、などもある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の全自動消防ポン
プでは吸水完了後の放水作業が自動化されでいないた
め、筒先のノズルや接続されたホース数などの負荷条件
に応じて機関員の操作が必要であり、省力化が十分であ
るとはいえないのが現状であった。また、全自動消防ポ
ンプは、その自動制御機能により遠隔操作により使用さ
れる場合がある。このため、遠隔操作対象となる自動消
防ポンプ同士を電気的接続することになるが、操作スイ
ッヂ、表示ランブ等の数に応じて配線数が増加する為、
組付性が悪く、誤配線なども起こりやすく、コストも上
昇する。一方、筒先操作、通話機能を付加したものの場
合にも、従来の制御用コントローラにそれら機能を有す
るコントロー−ラを増設することでそれぞれの機能を付
加している為、制御用コントローラと新たに追加される
コントローラとの間での配線数が多くなり組立性が悪
い。

【０００４】本発明の目的は、放水操作を自動化するこ
とで一層の省力化を図った全自動消防ポンプを、コスト
の上昇、組立性の悪化や誤配線の発生を抑えることが可
能な可搬式全自動消防ポンプシステムを提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、設定した圧力、流量に応じ
て消防ポンプとしての始動、吸水および停止の各操作を
制御する制御部を備え、圧力制御、流量制御および中継
放水用の子ポンプとしての上記各制御を行う中継送水制
御をそれぞれ選択制御可能な可搬式自動消防ポンプシス
テムにおいて、上記ポンプに設けられている制御部は、
有線通信線により表示／操作コントローラと接続され、
該表示／操作コントローラには、上記ポンプにおける上
記各制御モードの選択、該制御モードに必要な圧力・流
量を設定するための入力部と選択された制御モードおよ
び圧力・流量の表示部および上記ポンプの駆動源である
内燃機関の状態表示部が装備され、上記制御部では、上
記表示／操作コントローラにおいて設定された制御モー
ドおよび圧力・流量に基づき、上記ポンプの始動後に実
施される吸水、圧力制御および流量制御を可能にすべく
上記内燃機関の動作制御を行うことを可能にすべく上記
内燃機関の動作制御を行うことを特徴としている。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載の可
搬式全自動消防ポンプシステムにおいて、上記表示／操
作コントローラは、遠隔操作用の操作盤として上記制御
部が設けられているポンプとは別に設けることが可能で
あり、上記制御部との間を有線通信線により接続されて
いることを特徴としている。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】請求項１および２記載の発明では、放水操
作を自動化でき、始動、吸水、停止の各操作を自動化
し、省力化を図った可搬式全自動消防ポンプにおいて、
設定した圧力、流量で自動放水する圧力制御、流量制
御、及び中継送水の子ポンプとしての制御を自動で行う
中継送水制御などの放水操作をも自動化するために用い
られるシステム構成において、表示／操作コントローラ
の遠隔操作盤との共用により開発、製作コストを低く抑
えることができ、共用することで操作が統一化されるこ
とになり操作性が向上する。また配線数を少なく抑える
ことで、組立性の悪化、誤配線の発生とそれによるコス
トの上昇を低く抑えることができる。

【００１１】

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図示実施例より本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本実施例によるシステム
に用いられる消防ポンプの外観図であり、本実施例によ
る消防ポンプ１は、内燃機関（図示されず）により駆動
されるポンプ（図示されず）を内蔵しており、吸水口１
Ａおよび吐出口１Ｂが外部に露出している。消防ポンプ
１の本体上部には、後述する各種設定内容の操作入力部
および設定内容の表示部として用いられる操作パネル２
が設けられており、この操作パネル２には、制御部をな
す制御コントローラ５に対する操作入力部および表示部
が備えられている。尚、制御コントローラ５に関しては
後で説明する。

【００１３】消防ポンプ１は、単体で用いられる場合に
は可搬型として、例えば、取水位置近傍に設置されるば
かりでなく、図２に示す態様で用いられる場合もある。
図２は消防車などの車両に搭載して用いる場合を示して
おり、この場合には、消防ポンプ１が車両から降ろされ
て使用されることを考慮して本体上部とは別に操作パネ
ル２と同様な構成を備えた車両側操作パネル２Ａが車両
側にも設けられ、これら複数の操作パネル２，２Ａ同士
が有線通信線３により並列接続されている。図２に示す
場合は、車両側の両側部に車両側操作パネル２Ａが設け
られていることを示している。このような場合には、図
示しないが、車両から降ろされた消防ポンプ１に接続さ
れるホース（図示されず）の筒先にも筒先側操作パネル
（便宜上、図５において符号２Ｃで示す）を設け、筒先
員による操作が可能になっている。筒先側操作パネル部
は、本体の表示部と同一内容が表示できるようになって
おり、さらに、車両側の操作員との間で交信できるよう
に無線あるいは有線の通信機が装備されている。

【００１４】図５は上述した制御コントロールラ５の構
成を説明するためのブロック図であり、同図において制
御コントローラ５は、センサ入力をデジタル信号化する
Ａ／Ｄ変換器と、デジタル化されたセンサ入力と表示／
操作コント・ローラからの操作入力及び制御される装置
への制御出力、表示／操作コントローラへの表示出力な
どの信号を受送信するＩ／Ｏポートと、Ｉ／Ｏポートか
らの入力に応じて制御、表示出力をそれぞれ決定する中
央処理装置（ＣＰＵ）６、各制御用のプログラムおよび
データ等が書き込まれているＲＯＭ、データを一時的に
書き込むＲＡＭ、各制御の処理時間を計測するタイマよ
りなる。制御コントローラの入力部には、図示の各種セ
ンサ（便宜上、纏めて符号８で示す）、表示／操作コン
トローラ７以外にも、燃料レベルセンサなどのセンサ類
などが必要に応じ設けられる。また制御コントローラの
出力部には、始動装置９，停止装置１０、スロットル１
１、吸水装置１２、排水装置１３などが設けられる。

【００１５】消防ポンプ１の本体上部には、図６に示す
ように、表示／操作コントローラ７を備えた操作パネル
２が設けられている。この表示／操作コントローラ７
は、符号２で示す操作パネルとは別位置に設けられる操
作パネル２Ａ、２Ｂ、２Ｃにも設けられている。表示／
操作コントローラ７の表示部には、図６および図７に示
されているように、回転数、設定値、測定値および冷却
水温のそれぞれの情報を選択的に表示する表示ランプ７
Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄと、これら各数値を表示する７セ
グメントのＬＥＤ数値表示部７Ｅおよびこの数値の意味
を示す単位表示部７Ｆ、内燃機関側の状態表示部７Ｇ、
後述する操作入力部１４において選択された指令モード
を表示する表示ランプおよび指令モードで設定される圧
力および流量のいずれかが選択されたことを表示する選
択表示ランプ（図６，７ではランプを纏めて符号７Ｈで
示す）がそれぞれ設けられている。

【００１６】表示／操作コントローラ７に装備されてい
る操作入力部１４には、制御コントローラ５の電源スイ
ッチ１４Ａ、エンジン始動スイッチ１４Ｂ、エンジン停
止スイッチ１４Ｃと、後述する各指令モードを選択する
制御切替スイッチ１４Ｄおよび表示切替スイッチ１４Ｅ
がそれぞれ設けられ、さらに、制御切替スイッチ１４Ｄ
により選択された指令モードに応じて圧力制御時、流量
制御時に圧力、流量を設定するため設定スイッチ（上
昇、下降）１４Ｆが設けられている。さらに、表示／操
作コントローラ７を備えた操作パネル２，２Ａ、２Ｂに
は、図６に示すように、スロットル開度を手動で設定す
るための手動ダイアル１５，および高速・低速選択スイ
ッチ／表示部１６，吸水圧力および吐出圧力をそれぞれ
表示する圧力計１７，１８が設けられている。なお、筒
先側操作パネル２Ｃは、上記各操作パネルとは異なり、
例えば、停止スイッチ、放水時での圧力および水量を設
定できる入力部と表示部とが設けられた簡易操作入力部
として構成されている。

【００１７】制御切替スイッチ１４Ｄは、押圧操作を繰
り返すことにより各制御モードを選択できるようになっ
ている。選択されたモードは表示ランプ７Ｈにより識別
できるようになっている。制御モード選択後に始動スイ
ッチ１４Ｂを押圧操作することにより、各制御モードに
応じた始動および始動後の制御が開始される。また、中
継放水モード時には、始動スイッチの入力以外の後述す
る始動条件を満たすことで制御が開始される。

【００１８】なお、圧力制御、流量制御および中継放水
制御を行う場合には、消防ポンプ１での運転状態を検出
するためのセンサ類を増設する必要があるが、本実施例
では、上述した表示／操作コントローラヘの表示、操作
入力部の統合と有線通信による情報伝達により、表示、
操作入力系の配線数を減らし、全体での配線数の増加を
抑えている。つまり、図１３（ａ）に示すように、本実
施例では表示／換作コントローーラと制御コントローラ
の間は２本のワイヤで配線され、有線通信によりデータ
を受送信している。これに対して、図１３（ｂ）に示す
従来例では、各操作入力、表示出力１項目ごとに最低１
本のワイヤが接続されており、配線数は明らかに減少し
ている。

【００１９】また、図３および図４に示すような操作盤
への配線を示した場合においても、図１４に示すよう
に、有線通信線を用いることで配線数の減少が顕著にさ
れている。なお、図１３，図１４において（ａ）は本実
施例を、また（ｂ）は従来例をそれぞれ示しており、さ
らに図４および図１４は操作盤を複数並列した場合を示
している。

【００２０】さらに、筒先操作、通話コントローラへの
配線に関しても、図１５に示すように、従来の付加コン
トローラの機能を制御コントローラにおいても持たせる
ことで直接筒先コントローラと制御コントローラとを有
線通信線で結ぶことができるようになり、結果として、
配線数を減少させることができるようになる。

【００２１】本実施例は以上のような構成であるから、
制御コントローラ５の動作を説明するフローチャートに
基づき作用を説明すると、次の通りである。図８は、制
御コントローラ５で実施されるメインルーチンを示すフ
ローチャートであり、同図において、運転開始かどうか
の判別が、操作パネル（便宜上、符号２を用いる）に有
する電源スイッチ１４Ａの操作状態により判別される
（ＳＴ１）。電源スイッチ１４Ａが操作された場合には
運転開始と判断して制御対象となる指令モードの判別を
行う（ＳＴ２）。制御対象は、図６および７に示した操
作入力部１４における制御切替スイッチ１４Ｄの操作状
態により判別され、その操作による指令モードが表示ラ
ンプ７Ｈ（図６および７参照）のいずれかを点灯するこ
とにより表示される。手動放水モードが選択される場合
（ＳＴ３）としては、主として自動化されていない消防
ポンプの使用を想定した訓練などの場合があげられる。
このモードが選択されると、フローには示されていない
が制御コントローラ５は、始動スイッチ入力中のセルス
タータの起動、高速・低速スイッチ入力中のスロットル
の制御、停止スイッチ入力中の停止信号出力、及び各種
表示制御といった処理を行う。

【００２２】自動吸水モード、圧力制御モード、流量制
御モードが選択されると、始動スイッチ入力（ＳＴ４）
後に、図８のフローチャートに示される自動始動処理
（ＳＴ５）が行われる。図９は、自動始動処理を実施す
るためのサブルーチンを示すフローチャートであり、同
図において、操作パネル２側のエンジン始動スイッチ１
４Ｂ（図６および７参照）が操作されると（ＳＴ６）、
始動判別が行われる（ＳＴ７）。ステップＳＴ７での始
動判別は、例えば、エンジンに付設されている発電回路
により発生した交流電流の周波数によりセルスタータに
よる回転か、エンジン始動により所定回転数に達したの
かが判別され、所定回転数に達している場合には、自動
始動が完了したとして、表示部７での異常表示を行わな
いで次の処理へ移行する（ＳＴ８）。始動判別において
始動状態が得られていないと判断した場合には、セルモ
ータの始動回数を判別し（ＳＴ９）、所定回数の繰り返
しであると判断した場合には表示部７において異常表示
を行うとともに、始動処理を停止する（ＳＴ１０）。

【００２３】図８において自動始動（ＳＴ５）が完了す
ると、自動吸水処理（ＳＴ１１）が実行される。自動吸
水処理は、内燃機関の運転中に吸水が行われていない場
合に自動的に吸水する処理であり、図１０に示すサブル
ーチンに基づき実施される。図１０において、まず図示
しないポンプに設けられた放水圧センサ（図５参照）か
らの信号の出力状態によりポンプ内の水の有無を判別す
る。放水圧センサによりポンプ内圧力を計測し、所定値
以上であればすでに有水状態であるとして自動吸水処理
を終了し、次の処理へ移行する。

【００２４】無水状態であれば、吸水を行うための真空
ポンプを最適な回転数で運転できるように、スロットル
制御によりエンジン回転数を制御する。エンジン回転数
が最適化されると真空ポンプが起動される。真空ポンプ
の起動後もエンジン回転数をチェックし、最適な回転数
で真空ポンプを運転できるよう制御する。またエンジン
回転数が所定値に達しない場合には、何らかの原因でエ
ンジンストッブしてしまったものとして、再度前の自動
始動処理を行う。自動始動の再処理が所定回数に達した
と判断した場合には、表示部において異常表示を行うと
ともに自動吸水処理を停止する。上記のエンジンストッ
ブの判断がされなければ、放水圧センサ信号出力による
吸水完了の判別が行われる。放水圧センサにより計測さ
れた圧力が所定値以上であれば、吸水が完了していると
して真空ポンプを停止し、自動吸水処理を終了して次の
処理へ移行する。真空ポンプを所定の時間および回転数
で運転しても吸水完了の判断がされなければ、表示部に
おいて異常表示を行うとともに自動吸水処理を停止す
る。

【００２５】自動吸水完了後は、エンジン停止キーがセ
ットされるまで、それぞれの制御モードに応じた処理が
行われる。自動吸水モードでは手動放水モードと同様、
各放水操作は手動で行われる。ただし何らかの原因でポ
ンプ内の水が吸水管より水源に落ちてしまう、いわゆる
落水状態になった場合は放水圧センサにより無水状態を
検知し、再吸水処理が行われる。圧力制御、流量制御モ
ードでは操作パネルにおける設定値入力部において設定
される圧力、水量での放水状態への到達、維持をするた
めに、エンジンの運転状態を制御する処理であり、処理
内容が図１１に示されている。なお、圧力あるいは流量
の設定値は、便宜上、図８における符号ＳＴ５０で示す
ステップ入力するように図示してあるが、入力はエンジ
ンの始動前、運転中にかかわらず任意の段階で入力可能
である。上述した圧力あるいは流量設定値は、図６及び
図７に示した表示／操作コントローラ７の操作入力部に
有する設定値入力キー（上昇・下降）１４Ｆを用いて入
力される。

【００２６】図１１は、圧力制御、流量制御モードにお
ける処理を示すフローチャートであり、放水圧力および
放水流量が放水時での規定値に相当しているかどうかが
判別され、規定値以下の場合には、規定値に対する実圧
力、流量の測定圧が比較され（ＳＴ２３，ＳＴ２４）、
ステップＳＴ２２での判別も含めて、放水圧力、流量お
よび測定値が規定値よりも高圧、高流量の場合（ＳＴ２
３）には、内燃機関の回転数を低下させるようにスロッ
トル減速処理が実行され（ＳＴ２５）、測定値が規定値
よりも低圧、低流量の場合（ＳＴ２４）には、内燃機関
の回転数を上昇させるようにスロットル増速処理が実行
される（ＳＴ２６）。上記規定値としては、例えば設定
値に拘わらずポンプ内圧が異常に高く、ポンプに支障が
出てくるような値が用いられる。なお、エンジン停止キ
一入力がされると、自動停止処理が行われる。まずスロ
ットルを減速し、スロットルの全閉を検知するとエンジ
ン停止出力を出す。停止信号を一定時間出力してもエン
ジン回転数が既定値以下にならなければ停止不能として
異常表示を行う。

【００２７】一方、図８におけるステップＳＴ２におい
て、元ポンプとなる消防ポンプに対してホースを介して
中継ポンプとなる消防ポンプを連結して放水を行う中継
運転モードが選択された場合には、中継制御が実施され
る。中継送水制御では、元ポンプより送水が開始される
と、元ポンプに接続される中継用ポンプである本ポンプ
の吸水圧力及び放水圧力が制御コントローラにより監視
され、適正化される。図１２において、元ポンプからの
送水により測定された吸水圧力が所定値以上になった場
合、もしくは始動キーがセッ卜された場合、図９におい
て説明された自動始動処理（ＳＴ２８）が実施される。

【００２８】自動始動処理が完了すると、既定の吸水圧
力及び放水圧力範囲になるようエンジン側での運転制御
が実施される。この場合には、既定の圧力に対する吸
水、放水圧力の高低状態に応じてエンジンでのスロット
ルの増減処理（ＳＴ３０，ＳＴ３５）が実行される。つ
まり、測定された吸水圧力が既定値以下、もしくは放水
圧力が既定値以上であった場合にはスロットル減速処理
が実行され、測定された吸水圧力が既定値以上であった
場合にはスロットル増速処理が実行される（ＳＴ２９，
ＳＴ３３，ＳＴ３４）。一方、元ポンプからの送水が停
止した場合には、吸水圧力が低下する。このため、吸水
圧が既定値以下の状態を一定時問検知すると（ＳＴ３
１）、中継送水制御を終了し、前記の自動停止処理を行
う（ＳＴ３２）。また圧力制御モードなどの時と同様
に、停止キ一入力によりエンジン停止を行うこともでき
る。

【００２９】

【発明の効果】請求項１および２記載の発明によれば、
放水操作を自動化でき、始動、吸水、停止の各操作を自
動化し、省力化を図った可搬式全自動消防ポンプにおい
て、設定した圧力、流量で自動放水する圧力制御、流量
制御、及び中継送水の子ポンプとしての制御を自動で行
う中継送水制御などの放水操作をも自動化するために用
いられるシステム構成において、表示／操作コントロー
ラの遠隔操作盤との共用により開発、製作コストを低く
抑えることができ、共用することで操作が統一化される
ことになり操作性が向上する。また配線数を少なく抑え
ることで、組立性の悪化、誤配線の発生とそれによるコ
ストの上昇を低く抑えることが可能となる。

【００３０】

【００３１】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による消防ポンプの外観を示す
図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。

【図２】図１に示した消防ポンプの使用態様の一例を説
明する図である。

【図３】図１に示した消防ポンプの使用態様の他の例を
示す図である。

【図４】図１に示した消防ポンプの使用態様の別の例を
示す図である。

【図５】図１に示した消防ポンプに装備されている制御
部をなす制御コントローラの構成を説明するためのブロ
ツク図である。

【図６】図１に示した消防ポンプに装備されている操作
パネルを示す図である。

【図７】図６に示した操作パネルのなかで、操作入力部
および表示部のみを抽出して示した図である。

【図８】図５に示したコントロール部で実施される制御
の一態様を説明するフローチャートである。

【図９】図８に示した制御における自動始動モードでの
処理内容を説明するフローチャートである。

【図１０】図８に示した制御における自動吸水モードで
の処理内容を説明するためのフローチャートである。

【図１１】図８に示した制御における圧力、流量制御モ
ードでの処理内容を説明するためのフローチャートであ
る。

【図１２】図８に示した制御における中継運転モードで
の処理内容を説明するためのフローチャートである。

【図１３】請求項２記載の発明の実施例の作用を従来の
ものと比較して説明するための図であり、（Ａ）は本実
施例を、（Ｂ）は従来のものをそれぞれ示している。

【図１４】請求項４記載の発明の実施例の作用を従来の
ものと比較して説明するための図であり、（Ａ）は本実
施例を、（Ｂ）は従来のものをそれぞれ示している。

【図１５】請求項３記載の発明の実施例の作用を従来の
ものと比較して説明するための図であり、（Ａ）は本実
施例を、（Ｂ）は従来のものをそれぞれ示している。

【符号の説明】

１ 消防ポンプ ２、２Ａ、２Ｂ 操作パネル ３ 有線通信線 ４ 電源 ５ 制御コントローラ ６ 内燃機関側の運転制御部 ７ 表示／操作コントローラ １４ 操作入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A62C 2/00 - 39/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 設定した圧力、流量に応じて消防ポンプ
   としての始動、吸水および停止の各操作を制御する制御
   部を備え、圧力制御、流量制御および中継放水用の子ポ
   ンプとしての上記各制御を行う中継送水制御をそれぞれ
   選択制御可能な可搬式自動消防ポンプシステムにおい
   て、上記ポンプに設けられている制御部は、有線通信線によ
   り表示／操作コントローラと接続され、該表示／操作コ
   ントローラには、上記ポンプにおける上記各制御モード
   の選択、該制御モードに必要な圧力・流量を設定するた
   めの入力部と選択された制御モードおよび圧力・流量の
   表示部および上記ポンプの駆動源である内燃機関の状態
   表示部が装備され、 上記制御部では、上記表示／操作コントローラにおいて
   設定された制御モードおよび圧力・流量に基づき、上記
   ポンプの始動後に実施される吸水、圧力制御および流量
   制御を可能にすべく上記内燃機関の動作制御を行うこと
   を 特徴とする可搬式全自動消防ポンプシステム。
2. 【請求項２】 請求項１記載の可搬式全自動消防ポンプ
   システムにおいて、上記表示／操作コントローラは、遠隔操作用の操作盤と
   して上記制御部が設けられているポンプとは別に設ける
   ことが可能であり、上記制御部との間を有線通信線によ
   り接続されていることを 特徴とする可搬式全自動消防ポ
   ンプシステム。