JP3995289B2 - 消火ロボット - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、消火用水を供給するためのホースに接続された放水器と、駆動源と、駆動源によって操作される移動機構とを備えた消火ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物火災の場合に本来の火元は大体において建物内部にある。燃えている建物に消防士が踏み込むことは、例えば建物の倒壊、有毒および腐食性物質の高い濃度、高温並びに輻射熱など大きな危険があるので、通常は不可能である。従って消防隊の出動隊長は大体において放水器と大きなノズルを用いて外部からの消火作業を行うことを決定する。しかしこの試みは余り効果的ではない。それには比較的大量の消火用水が必要とされるので、汚染された消火用水の廃棄の問題が生じる。建物内部の価値ある機械と装置を少なくとも一部救出する可能性は、効果が小さいことによって制限されてしまう。現在発生が増大しているプラスチック並びに化学薬品の火災の場合も同様に建物外部からの消火作業はほとんど効果がなく、かつ大量の有害ガスが発生する可能性がある。
【０００３】
従って、現場で火災と戦う種々の消火ロボットが知られており、これらは大体において無限軌道付き車両として形成されており、通常は電動機によって蓄電池または電源線によって駆動される。このような従来技術の例が米国特許第３７２４５５４号明細書や米国特許第３７２６４７８号明細書に示されている。
【０００４】
これら公知の装置の多くはまず、構造的な理由から極めて大きくて非常に重いので、使用場所へ移送することが困難であり、さらにはこれらの装置は放水器駆動とそれの大きな反動力を支えてしっかり立っていられるだけの十分なスタンド強度を持たない。これらは条件付きでしか階段や瓦礫には使えない。これらの装置はその重量が大きいので、軽量の中間天井の上や高い棚式倉庫内では通常使用できない。これらは熱作用に敏感である。特に該当するエネルギー供給を爆発に対して保護されるように形成することは通常は不可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、小型で軽く形成することができ、わずかなコストにもかかわらず耐熱性であって、爆発保護されており、階段でも瓦礫の場でも、あるいは凹凸のある地面でも移動させることができる、冒頭で述べた種類の消火ロボットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、消火用水を供給する水給送導管に接続された放水器と、駆動源と、該駆動源によって操作可能な移動機構とを有し、前記駆動源が、前記水給送導管を介して供給される消火用水により駆動可能な水タービンである消火ロボットにおいて、
水給送および還流導管が設けられており、消火ロボットが非消火作動時には、該水給送および還流導管が前記水給送導管、前記水タービンおよびポンプと共に、該ロボットを内部から冷却する閉鎖された循環を形成していることを特徴とする消火ロボットによって解決される。
【０００７】
このようにして、例えば蓄電池を有する電動機または付属のユニットを有する比較的重い油圧モータなどの付加的な駆動源を省くことができるので、消火ロボットを比較的小型で軽く形成することができる。消火用水は駆動媒体としてそのままで使用できる。火災現場へ行く途中、従って非消火作動時には、供給される消火用水が好ましくは切り替え弁と第２のホースを介して消火車両へ戻され、従ってポンプで循環される。常に消火用水が供給されることによってロボットは内側から冷却され、それによって最初から過熱に対して保護されている。同様なことが、好ましくは二重導水パイプとして１つのユニットにまとめられている２つのホースにも当てはまる。消火用水を循環させるために好ましくは通常の消火回転ポンプが使用される。
【０００８】
建物のホールなど消火活動のための現場に達した後に、弁によって還流導管が閉鎖されて、消火用水が放水器を介して放出される。
【０００９】
実際においては、消火ロボットは建物入口の前に立てられて、通常の消防折り畳みホースに接続される。装置はこのホースを自らの後方にできるだけ長く引いている。ホースの摩擦が加算され、あるいはホースの締め付けによる抵抗が大き過ぎる場合には、それ以上の長さのホースは好ましくは消火ロボット上に取り付けられ、摩擦ブレーキによって保持されている巻き枠から引き出され、摩擦ブレーキの制動効果はホースが設定されたように引っ張られた場合に克服される。
【００１０】
高温と、特に大きな放射熱に対して保護するために、ロボット内に槽が設けられており、この槽は水タービンと付属のトランスミッションを覆っており、かつこの槽に水を充填することができる。この充填は直接使用場所で行われるので、そこで初めて装置の重量が著しく重くなり、それによってスタンド強度が改良される。しかし載置場所の制限付きの変更は水を充填しても可能である。ロボットの表面を冷却する外部ノズルによって自己保護がさらに改良される。しかしこのことは必要な範囲でのみ実施すべきである。というのはこの種の手段は消火用水還流と廃棄の負担となるからである。
【００１１】
装置を保護する他に、供給導管の保護も極めて重要である。この供給導管は好ましくは、簡単な透過性の織物ホースによって包囲された水を給送しかつ還流させる、あるいは強化して給送する二重導水管を有する。この織物ホース内にはさらに庭園潅漑ホースの形式の穴の開いたホースが設けられている。例えば温度センサによって検出することのできる所定の温度に達すると、穴の開いた潅漑ホースを介して織物ホースが常に濡らされて、それによって冷却される。装置にエネルギを供給する折り畳みホースはホールの外部または火元から十分に離れている。
【００１２】
移動機構としては好ましくは、階段を移動することができ、例えば落下した建物部分などの障害物を克服することのできるウォーキング機構が設けられる。ウォーキング機構には例えばロボットの移動方向に対して平行な多数の平行に整合されたプレートが設けられており、これらのプレートはそれぞれ交互に固定配置され、かつクランク軸によって円軌跡に沿って揺動することができる。クランク回転の下半分の間に揺動可能なプレートが固定のプレートを越えて下方へ突出するので、ロボットを前方へ動かし、クランク回転の第２の半分の間は再び固定のプレート上に支持する。固定のプレートの最も下の端縁をギザギザにして、それによって障害物を克服する際に良好な支持を得るようにすることができる。
【００１３】
装置の操作は簡単なジョイスティック回路と、同様に織物ホース内に配置されているケーブルとを介して外部から行うことができる。その場合に回路コストは、水流を制御する簡単かつ非常に確実な切り替え電磁弁に限定される。電気的エネルギーはケーブルあるいはまた装置内の小型のバッテリーを介して供給される。電気的な弁の代わりに圧縮空気または油圧で制御される切り替え部材を使用することもできる。
【００１４】
多様性を増大させるために、放水器の代わりに例えばガスのビンまたは化学薬品の樽を安全な場所へ移動させる把持アームを使用することも可能である。
【００１５】
本発明の他の利点並びに特徴は、従属請求項に記載されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を用いて本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１において全体を符号１０で示すものは、ほぼ従来技術に相当し、かつそのものとしては本出願の対象ではない消防自動車である。
【００１７】
消防自動車１０の内部には、覆われており、従って単に破線で示す消火回転ポンプ１２が配置されており、この消火回転ポンプには切り替え弁を介して２つの出口１４、１６が設けられている。出口１４、１６は詳細に後述する適当な方法でホースを介して操作盤１８と接続されており、操作盤は少なくとも１つの他のホース２０を介して消火ロボット２２と接続されている。消火ロボット２２の後側にはホース巻き枠２４が設けられており、ホース巻き枠上にホース２０が巻き上げられる。
【００１８】
まず、図２と図３を用いて、付属のウォーキング駆動装置を有する消火ロボットの詳細を説明する。図２に示す消火ロボット２２はこの図面に概略図示するように、ボックス形状のハウジング２６（図３）を有し、このハウジング２６の上面全体と互いに対をなして対向している４つの側壁（その内図２では側壁３０、３２が図示されている）の領域が中空の二重壁の槽３４を形成している。槽３４には、消火ロボット２２が使用場所に達するとすぐに、ホース２０を介して水が充填されるので、その構造から比較的軽い消火ロボットの重量が増大し、特に図１に符号３６で示す放水器の反動力に対して、スタンド強度が増大する。
【００１９】
槽３４によって覆われている内部空間の中央領域に付属のトランスミッションを有する水タービン３８（図３）が配置されており、その水タービン３８によってクランク軸４０が回動され、クランク軸は槽３４の２つの側壁３０と３２ないしは対応する領域に対して横方向に水平方向に軸承されている。クランク軸４０上にはほぼ矩形のプレート４２、４４、４６、４８、５０、５２、５４、５６が軸承されており、これらの下端縁はほぼ水平に延びているが、ジグザグ形状に形成されている。プレート４２から５６を案内する、全体として少なくとも２つの同期して回転するクランク軸４０が設けられているが、そのうちの一方のみを水タービン３８を用いて駆動すればよい。
【００２０】
本実施例においては、複数のプレートが２つのグループに属している。
参照符号４４、４８、５０、５４が付されたプレートが第１のグループをなし、クランク軸４０の回転軸線から偏心して設けられたクランクピン（図示せず）上に軸承されている。プレート４４、４８、５０、５４が設けられたピンは円形の軌跡に沿って移動して、プレート４４、４８、５０、５４がサイクルをなしてまず前方へ、次に下方へ、後方へ、そして再度上方へ移動する。
一方、参照符号４２、４６、５２、５６が付されたプレートが他のグループをなし、クランク軸の軸受ピン上に軸承されており、これらプレート４２、４６、５２、５６は停止している。
上述のように、クランク軸４０の回転につれて、プレート４４、４８、５０、５４がサイクルをなしてまず前方へ、次に下方へ、後方へ、そして再度上方へ移動し、他のグループのプレート４２、４６、５２、５６が上方位置にある間は、消火ロボット２２はプレート４２、４６、５２、５６上に載っている。このように第１のグループのプレート４４、４８、５０、５４と、他のグループのプレート４２、４６、５２、５６の協働動作により、消化ロボットは移動することができる。
あるいはプレート４２、４６、５２、５６を、図３には図示されていないが、クランク軸から偏心した反対のクランクピン上に軸承していてもよい。それによって移動速度が増大する。この種のウォーキング機構は大きなスタンド強度を有し、階段を移動することができ、例えば落下した建物部分などの重い障害物を乗り越えることができる。
水タービン３８は回転ポンプ１２から供給される水によって駆動される。従って、付加的な駆動機構は不要である。使用場所への途中で水はまず一方のホース内で前進し、他方のホース内では後退するので、水が循環される。その場合に水はそれぞれ槽３４を通して案内されるので、ここでも水は異常に高められた温度をとることはない。その後、使用場所で水は水タービン３８を通して放水器３６へ流れる。
【００２１】
図４はホース２０の横断面を拡大して示すものである。ホース２０は織物ホース５８によって形成されており、織物ホース５８は外側のジャケットを形成し、かつ透水性の材料からなる。織物ホース５８の外側のジャケットの内部に水給送導管６０と水給送および還流導管６２が配置されている。この水給送および還流導管６２は火災現場に接近する場合には、水タービン３８を駆動するための水を循環させるために使用され、それに対して火災現場では付加的な給送導管として使用される。
【００２２】
織物ホース５８内にはさらに潅漑ホース６４が配置されており、この潅漑ホース６４は潅漑園芸ホースの形式に従って穴があけられており、常にその全長にわたって少量の水を放出しており、この潅漑ホース６４を通して織物ホース５８とその内部空間が潤おされている。水の放出は周囲温度に従って制御される。
【００２３】
さらに、織物ホース５８内には電流供給ケーブル６６と制御導線６８が配置されている。これらは例えば消火ロボット内の不図示の切り替え弁を制御するために用いられる。
【００２４】
図５は操作盤１８を著しく概略的に示す上面図である。操作盤１８からは消火ロボットのホース２０が出ており、このホースの断面が前述の図４に図示されている。図５の左に位置する入口側には還流導管７０が２つの給送導管７２、７４と共に設けられている。給送導管７２と７４は消防自動車１０の出口１６に接続されており、還流導管７０は消防自動車１０の出口１４と接続されている。回転ポンプ１２に設けられている、すでに説明した切り替え弁によって還流導管７０を付加的な給送導管として交替で利用することができる。
【００２５】
従って、火災現場へ接近する場合、並びに後の消火工程におけるロボットの制御は操作盤から消防自動車とロボットに設けられた両方の切り替え弁を用いて実施することができる。消火ロボットの切り替え弁は第１の位置においては水を水タービン３８を通して往復移動させて、消防自動車へ戻す。火災現場ではすべての導管が給水に切り替えられる。水流の少なくとも一部は常に槽３４を通して導かれ、完全な消火作業の場合に全体の水が放水器３６へ達する。
【００２６】
消火ロボットの切り替え弁と同時に、車両に設けられている不図示の切り替え弁も同様に水の給送と還流並びに純粋な給送の間で切り替えられる。
【００２７】
巻き枠２４は比較的きつく調節された滑りブレーキを有する。従って可能な限り消火ロボット２２は火災現場への途中でホース２０を後方へ引いている。地面および建物角部におけるホースの摩擦またはホースの締め付けによる引っ張り力が所定の値を越えた場合に初めて、それ以上の区間のホース２０が制動されているホース巻き枠２４から出てくる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、小型で軽く形成することができ、わずかなコストにもかかわらず耐熱性であって、爆発保護されており、階段でも瓦礫の場でも、あるいは凹凸のある地面でも移動させることができる、消火ロボットが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る消火ロボットを備えた消防自動車を概略図示する側面図である。
【図２】 消火ロボットを拡大して示す側面図である。
【図３】 図２に示す消火ロボットの垂直断面図である。
【図４】 本発明によるホースの横断面図である。
【図５】 消防自動車と消火ロボットとの間に配置される、消防自動車並びにロボットへの接続導管を備えた操作盤を概略図示する説明図である。
【符号の説明】
１２ ポンプ
２０ ホース
２６ ハウジング
２８ 上方の表面
３０ 側壁
３２ 側壁
３４ 二重壁の槽
３６ 放水器
３８ 水タービン
４０ クランク軸
４２ プレート
４４ プレート
４６ プレート
４８ プレート
５０ プレート
５２ プレート
５４ プレート
５６ プレート
５８ 織物ホース
６０ 水給送導管
６２ 水給送および還流導管
６４ 潅漑ホース
６６ 電流供給導線
６８ 電流制御導線

Claims (8)

1. 消火用水を供給する水給送導管（６０）に接続された放水器（３６）と、駆動源（３８）と、該駆動源（３８）によって操作可能な移動機構（４０から５６）とを有し、前記駆動源（３８）が、前記水給送導管（６０）を介して供給される消火用水により駆動可能な水タービン（３８）である消火ロボットにおいて、
   水給送および還流導管（６２）が設けられており、消火ロボットが非消火作動時には、該水給送および還流導管（６２）が前記水給送導管（６０）、前記水タービン（３８）およびポンプ（１２）と共に、該ロボットを内部から冷却する閉鎖された循環を形成していることを特徴とする消火ロボット。
2. 放水器（３６）の前段に、消火作動と水循環との間を切り替える切り替え弁が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の消火ロボット。
3. 前記消火ロボットのハウジング（２６）の少なくとも上方の表面（２８）と側壁（３０、３２）の領域に二重壁の槽（３４）が形成されており、該槽（３４）に消火ロボット内に設けられている切り替え弁を介してホースから水を供給可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の消火ロボット。
4. 透過性の織物ホース（５８）によってまとめられたユニットが水給送導管（６０）、水給送および還流導管（６２）、潅漑ホース（６４）並びに電流供給および制御導線（６６、６８）を包囲していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の消火ロボット。
5. 前記潅漑ホース（６４）が、長さ方向に亘って穴のあいた庭園潅漑ホースの形式のホースであることを特徴とする請求項４に記載の消火ロボット。
6. 前記移動機構がウォーキング機構であって、このウォーキング機構が消火ロボットのハウジング（２６）内でその移動方向に対して横方向に軸承された少なくとも１つのクランク軸（４０）を有し、そのクランクピン上にプレート（４４、４８、５０、５４）として形成された少なくとも１つのグループの歩行部材が軸承されており、プレート（４２、４６、５２、５６）として形成された第２のグループの歩行部材は固定配置されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の消火ロボット。
7. 前記移動機構がウォーキング機構であって、そのウォーキング機構が消火ロボット（２２）のハウジング（２６）内にその移動方向に対して横方向に軸承された、反対方向に向けられたクランクピンのグループを備えた少なくとも１つのクランク軸（４０）を有し、
   クランクピンの第１のグループ上にプレート（４４、４８、５０、５４）の形状の歩行部材が、そして第２のグループ上にはプレート（４２、４６、５２、５６）の形状の歩行部材が次のように、すなわちプレートがそれぞれ互いに変位して前進、下降、後退および上昇方向に回転する運動を実施するように軸承されていることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の消火ロボット。
8. プレート（４２から５６）がジグザグの下側を有する矩形のプレートであることを特徴とする請求項６または７に記載の消火ロボット。

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