JP4876089B2

JP4876089B2 - 特殊消防車両

Info

Publication number: JP4876089B2
Application number: JP2008041307A
Authority: JP
Inventors: 新平宮川; 義博大林
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2008-02-22
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: JP2009195532A

Description

本発明は、放水を行うとともに、液圧アクチュエータによって駆動される機器を搭載する特殊消防車両に関するものである。

従来、火災現場や災害現場では、消防車と救急車とがそれぞれ使用されているが、現場に導入される車両台数を減らすために、消防車と救急車の機能を一元化した特殊消防車両を使用することが望まれている。

特許文献１に開示された特殊消防車両は、火災現場にて放水を行う消防車の機能と、救急患者を搬送する救急車の機能を併せ持つものである。

この特殊消防車両は、救急患者を載せるストレッチャを油圧アクチュエータによって駆動するようになっている。
特開２００５−２０００１６号公報

しかしながら、このような従来の特殊消防車両にあっては、機器を駆動するのに油圧アクチュエータを用いているため、油圧アクチュエータに加圧作動油を供給する油圧源を車両に搭載する必要があり、車両の重量増大や余剰スペースの減少を来すという問題点があった。

また、油圧アクチュエータに用いられる油が漏れ出した場合に、油に引火して二次災害を招く心配があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、特殊消防車両において、二次災害を防止し高効率のシステムを提供することを目的とする。

本発明は、放水具を用いて放水を行うとともに、放水用の流体を作動流体として使用する液圧アクチュエータによって駆動される機器を搭載する特殊消防車両であって、動力源によって駆動される非容積ポンプ及び容積ポンプと、水を前記非容積ポンプの吸込口に導く消防水吸込通路と、非容積ポンプから吐出される水を前記放水具に供給する消防水供給通路と、非容積ポンプから吐出される水を容積ポンプの吸込口に導く作動水吸込通路と、消防水供給通路と作動水吸込通路とに対して非容積ポンプから吐出される水の流れ方向を切換える方向切換弁と、容積ポンプから吐出される水を液圧アクチュエータに供給する作動水供給通路とを備えることを特徴とするものとした。

本発明によると、非容積ポンプから吐出される低圧大流量の水を火災現場にて放水具から放つ消防機能を果たすとともに、容積ポンプから吐出される高圧の水によって液圧アクチュエータを作動させ、液圧アクチュエータによって駆動される機器を介して患者搬送機能や救出作業を行う救出機能を果たすことができる。

液圧アクチュエータを作動させる場合、非容積ポンプから吐出される水圧が方向切換弁を介して作動水吸込通路に導かれることにより、容積ポンプの吸込性能が改善され、性能向上がはかれる。

放水具から放水を行わない場合、方向切換弁が消防水供給通路を閉塞することにより、非容積ポンプの吐出圧が高められる。

特殊消防車両に油圧源や空気圧源を搭載する必要がなく、車両の軽量化がはかれるととともに、省スペース化がはかれる。また、液圧アクチュエータに導かれる水は、油圧アクチュエータに用いられる油のように引火することがなく、二次災害を防止し高効率のシステムを提供できる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、特殊消防車両に設けられるシステムの水圧回路図である。この特殊消防車両は、火災現場にて放水を行う消防車の消防機能と、救急患者を搬送する救急車の患者搬送機能と、災害現場にて救出作業を行う救出機能とを果たす。

図中、１は消防ホース及び放水ノズルによって構成される放水具であり、放水ノズルから火災現場に放水を行うことによって消防機能を果たす。放水具１は放水ノズルを開閉する遮断弁を備える。

図中、２はホース及び噴霧ノズルによって構成される噴霧具であり、火災状況に応じて高圧水を霧状にして噴出することにより気化熱を吸収し、消防機能を果たす。噴霧具２は噴霧ノズルを開閉する遮断弁を備える。

図中、３〜８は特殊消防車両に搭載され、放水用の流体を作動流体として使用する液圧アクチュエータである。

放水用の流体を作動流体として使用する液圧アクチュエータ５は、ホース巻き取りドラム（図示せず）を回転駆動する水圧モータであり、消防機能を果たす。

放水用の流体を作動流体として使用する液圧アクチュエータ３は、救急患者を載せる図示しないストレッチャ（患者搬送機器）を昇降させる水圧シリンダであり、患者搬送機能を果たす。

液圧アクチュエータ４は、車両のドア（図示せず）を開閉駆動する水圧シリンダであり、車両設備として設けられる。

液圧アクチュエータ６〜８とは、特殊消防車両の仕様等に応じて増設されるものである。

液圧アクチュエータ６は、救出作業時に用いられる図示しないカッタ（救出作業機器）を回転駆動する水圧モータであり、救出機能を果たす。

液圧アクチュエータ７、８は、車両に搭載される各種設備を駆動する水圧シリンダ、または救出作業時に用いられる救出作業機器を駆動する水圧シリンダである。

液圧アクチュエータ３〜８は、第一作動水通路３ａ〜８ａ、第二作動水通路３ｂ〜８ｂを介して方向切換弁１３〜１８が接続され、コントローラ（図示せず）からの指令に基づいて方向切換弁１３〜１８のポジションａ、ｂ、ｃが切り換わることによって作動水の流れがそれぞれ切り換えられる。

第一作動水通路３ａ〜８ａには流量調整弁７３〜７８とチェック弁８３〜８８とが並列に介装され、流量調整弁７３〜７８によって液圧アクチュエータ３〜８の作動速度がそれぞれ調節される。

液圧アクチュエータ３は、方向切換弁１３がポジションａに切り換えられると伸張作動し、方向切換弁１３がポジションｂに切り換えられると収縮作動し、方向切換弁１３が中立ポジションｃに切り換えられると伸縮作動を停止するようになっている。また、液圧アクチュエータ４、７、８も同様に方向切換弁１４、１７、１８を介してそれぞれ伸縮作動する。

液圧アクチュエータ５は、方向切換弁１５がポジションａに切り換えられると正転作動し、方向切換弁１５がポジションｂに切り換えられると逆転作動し、方向切換弁１５が中立ポジションｃに切り換えられるとその回転作動が停止するようになっている。また、液圧アクチュエータ６も同様に方向切換弁１６を介して回転作動する。

水圧源として、非容積ポンプ２１及び容積ポンプ２２が設けられる。この非容積ポンプ２１と容積ポンプ２２とは、車両に搭載されるエンジン（内燃機関）２０によって駆動される。

なお、非容積ポンプ２１と容積ポンプ２２とを駆動する動力源は、エンジン２０に限らず、電動モータ等を用いても良い。

非容積ポンプ２１の吐出口には消防水供給通路４１が接続され、この消防水供給通路４１を介して放水具１に加圧された消火水が供給される。放水具１に設けられる遮断弁が開かれることにより、放水具１の放水ノズルから放水が行われる。

非容積ポンプ２１は、図示しない羽根状の回転子がケーシング内で回転し、遠心力によって水に圧力を与えるものであり、容積ポンプ２２に比べて低圧大流量の水を吐出し、放水具１に要求される放水量が確保される。

容積ポンプ２２の吐出口には作動水供給通路４２が接続され、容積ポンプ２２から吐出される作動水が作動水供給通路４２を通して噴霧具２と液圧アクチュエータ３〜８とに供給される。

容積ポンプ２２は、図示しないピストンがシリンダ内で往復運動し、シリンダ内の容積変化によって水に圧力を与えるものであり、非容積ポンプ２１に比べて高圧小流量の水を吐出する。

なお、容積ポンプ２２は、これに限らず、ケーシングに偏心して取り付けられた回転子に取り付けられた可動ベーンを介して水を輸送するベーンポンプ、歯車のかみ合わせによって水を輸送するギヤポンプ等を用いてもよい。

容積ポンプ２２は、非容積ポンプ２１に比べて高圧小流量の水を吐出し、液圧アクチュエータ３〜８と噴霧具２に必要な水圧が確保される。

噴霧具２に設けられる遮断弁が開かれると、加圧作動水が噴霧具２の噴霧ノズルから適度に微粒化された水が霧状に噴出する。この噴霧によって火災現場の気化熱を吸収し、消防機能が有効に果たされる。

図中、５２は液圧アクチュエータ３〜８から出る作動水を導く作動水排出通路である。この作動水排出通路５２と容積ポンプ２２の作動水供給通路４２とが方向切換弁１３〜１８を介して液圧アクチュエータ３〜８の第一、第二作動水通路３ａ〜８ａ、３ｂ〜８ｂに対して選択的に接続される。

方向切換弁１３〜１８がポジションａ、ｂに切り換わることによって加圧作動水が液圧アクチュエータ３〜８に供給され、液圧アクチュエータ３〜８が作動し、ポジションｃに切り換わることによって液圧アクチュエータ３〜８の作動が停止する。

作動水供給通路４２と作動水排出通路５２とを連通するバイパス通路２５が設けられ、このバイパス通路２５に開閉弁２６が介装され、この開閉弁２６はコントローラの指令に基づき開閉作動する。

コントローラは、方向切換弁１３〜１８が全て中立ポジションｃに切り換えられるとともに、噴霧具２からの作動水の噴出が遮断された作動水供給通路４２の閉鎖状態を判定し、この閉鎖状態にて開閉弁２６を開弁作動させ、容積ポンプ２２から吐出される作動水が作動水供給通路４２からバイパス通路２５を通って作動水排出通路５２へと逃がされる。

また、コントローラは、方向切換弁１３〜１８の少なくとも一つが作動ポジションａ、ｂに切り換えられるか、噴霧具２から作動水が噴出される作動水供給通路４２の開通状態と判定し、この開通状態にて開閉弁２６を閉弁作動させ、容積ポンプ２２から吐出される作動水が作動水供給通路４２から液圧アクチュエータ３〜８または噴霧具２へと供給される。

バイパス通路２５には開閉弁２６と並列にリリーフ弁２７が介装される。リリーフ弁２７は作動水供給通路４２の圧力が所定値を越えて上昇すると開弁作動して、容積ポンプ２２から吐出される作動水を作動水供給通路４２からバイパス通路２５を通って作動水排出通路５２へと逃がし、作動水供給通路４２の圧力が過度に上昇しないようになっている。

非容積ポンプ２１の吸込口には消防水吸込通路３１が接続され、非容積ポンプ２１はこの消防水吸込通路３１を通して消防水を吸い込む。

容積ポンプ２２の吸込口には作動水吸込通路３２が接続され、容積ポンプ２２はこの作動水吸込通路３２を通して作動水を吸い込む。

非容積ポンプ２１の消防水吸込通路３１は、貯水槽３０に接続される。貯水槽３０は車両の外側に設けられるが、リザーバタンクとして車両に搭載してもよい。

非容積ポンプ２１から吐出される水を作動水吸込通路３２と消防水供給通路４１とに対して選択的に導く方向切換弁３５が設けられる。この方向切換弁３５は非容積ポンプ２１の吐出口に対する作動水吸込通路３２と消防水供給通路４１との接続部に介装される。

方向切換弁３５は、消防水供給通路４１を開通させるとともに作動水吸込通路３２を閉塞するポジションａと、作動水吸込通路３２を開通させるとともに消防水供給通路４１を閉塞するポジションｂと、消防水供給通路４１と作動水吸込通路３２との両方を開通させるポジションｃとを有する。方向切換弁３５のポジションａ、ｂ、ｃは、コントローラからの指令によって切り換えられる。

方向切換弁３５がポジションａにある場合、非容積ポンプ２１から吐出される水の全量が消防水供給通路４１に導かれ、放水具１から放水される。

方向切換弁３５がポジションｂにある場合、非容積ポンプ２１によって加圧された水を作動水吸込通路３２の吸込口に導き、容積ポンプ２２の吸込圧力が高められることによって、容積ポンプ２２の吐出圧力が高められ、この加圧水が作動水吸込通路３２を通って液圧アクチュエータ３〜８に供給される。

方向切換弁３５がポジションｃにある場合、非容積ポンプ２１から吐出される水が消防水供給通路４１と作動水吸込通路３２の両方に導かれ、放水具１からの放水が行われるとともに、作動水吸込通路３２を通って液圧アクチュエータ３〜８に供給される。

作動水吸込通路３２には、フィルタ３３が介装される。このフィルタ３３によって容積ポンプ２２に吸い込まれる作動水が濾過され、容積ポンプ２２、噴霧具２、液圧アクチュエータ３〜８等の作動性が損なわれないようにしている。

以上のように本実施の形態では、放水具１を用いて放水を行うとともに、放水用の流体を作動流体として使用する液圧アクチュエータ３〜８によって駆動される機器を搭載する特殊消防車両であって、動力源（エンジン３０）によって駆動される非容積ポンプ２１及び容積ポンプ２２と、水を非容積ポンプ２１の吸込口に導く消防水吸込通路３１と、非容積ポンプ２１から吐出される水を放水具１に供給する消防水供給通路４１と、非容積ポンプ２１から吐出される水を容積ポンプ２２の吸込口に導く作動水吸込通路３２と、消防水供給通路４１と作動水吸込通路３２とに対して非容積ポンプ２１から吐出される水の流れ方向を切換える方向切換弁３５と、容積ポンプ２２から吐出される水を液圧アクチュエータ３〜８に供給する作動水供給通路４２とを備えたことを特徴とする。

これにより、非容積ポンプ２１から吐出される低圧大流量の水を放水具１から放つ消防機能を果たすとともに、容積ポンプ２２から吐出される高圧の水によって液圧アクチュエータ３〜８を作動させ、液圧アクチュエータ３によって駆動される機器を介して救急患者を搬送する救急車の患者搬送機能と、液圧アクチュエータ６〜８によって駆動される機器を介して災害現場にて救出作業を行う救出機能とを果たすことができる。

液圧アクチュエータ３〜８を作動させる場合、非容積ポンプ２１から吐出される水圧が方向切換弁３５を介して作動水吸込通路３２に導かれることにより、容積ポンプ２２の吸込性能が改善され、性能向上がはかれる。

放水具１から放水を行わない場合、方向切換弁３５をポジションｂに切換えて消防水供給通路４１を閉塞することにより、非容積ポンプ２１の吐出圧が高められる。

さらに、液圧アクチュエータ３〜８に導かれる水は、油圧アクチュエータに用いられる油のように引火することがなく、二次災害を招く心配がない。

上記消防機能と患者搬送機能と救出機能とを果たすエネルギ源を非容積ポンプ２１と容積ポンプ２２とから吐出される水圧に一元化することにより、特殊消防車両に油圧源や空気圧源を搭載する必要がなく、車両の軽量化がはかれるととともに、省スペース化がはかれる。

また、液圧アクチュエータ３〜８を用いることにより、空気圧アクチュエータに比べてエネルギロスが少ない、高効率のシステムを提供できる。

本実施の形態では、作動水供給通路４２に接続される噴霧具２を備え、この噴霧具２から水を霧状にして噴出することを特徴とする。

これにより、火災状況に応じて噴霧具２から高圧水を霧状にして噴出することにより気化熱を吸収し、幅広い消火活動を行うことができる。

他の実施の形態として、図２に示すように、エンジン２０の出力軸と容積ポンプ２２の入力軸との間にクラッチ２９を介装してもよい。クラッチ２９は、コントローラから指令により、液圧アクチュエータ３〜８の作動時に接続作動し、エンジン２０によって容積ポンプ２２が回転駆動される一方、液圧アクチュエータ３〜８の非作動時に接続解除作動し、容積ポンプ２２の駆動が停止される。

消防水供給通路４１には方向切換弁３６が介装される。この方向切換弁３６は消防水供給通路４１を開通するポジションａと、消防水供給通路４１を閉塞するポジションｂとを有する。方向切換弁３６のポジションａ、ｂは、コントローラからの指令によって切り換えられる。

方向切換弁３６がポジションａにあり、クラッチ２９が接続解除作動している場合、非容積ポンプ２１から吐出される水の全量が消防水供給通路４１に導かれ、放水具１から放水される。このとき、クラッチ２９が接続解除作動することにより、容積ポンプ２２が駆動されることがなく、動力源（エンジン２０）の駆動負荷が低減される。

方向切換弁３６がポジションａにあり、クラッチ２９が接続作動している場合、非容積ポンプ２１から吐出される水が消防水供給通路４１と作動水吸込通路３２の両方に導かれ、放水具１から放水されるとともに、作動水吸込通路３２を通って液圧アクチュエータ３〜８に供給される。

方向切換弁３６がポジションｂにあり、クラッチ２９が接続作動している場合、非容積ポンプ２１によって加圧された水が作動水吸込通路３２を通って容積ポンプ２２に吸い込まれ、容積ポンプ２２から吐出される加圧水が作動水吸込通路３２を通って液圧アクチュエータ３〜８に供給される。

本実施の形態では、非容積ポンプ２１と容積ポンプ２２とが共通の動力源（エンジン２０）によって駆動され、容積ポンプ２２に伝えられる動力源（エンジン２０）の駆動力を断続するクラッチ２９を設けたため、液圧アクチュエータ３〜８の作動停止時にクラッチ２９が接続解除作動して容積ポンプ２２の駆動を停止することにより、動力源（エンジン２０）の駆動負荷が低減される。

他の実施の形態として、図３に示すように、作動水排出通路５２が消防水吸込通路３１に接続される。消防水吸込通路３１には、チェック弁３９が介装され、このチェック弁３９より下流側に作動水排出通路５２が接続される。

作動水排出通路５２にはチェック弁５９が介装される。チェック弁５９は作動水排出通路５２を流下する水の流れに対して開弁し、消防水吸込通路３１から逆流しようとする水の流れに対して閉弁する。

本実施の形態では、作動水排出通路５２を消防水吸込通路３１に接続し、液圧アクチュエータ３〜８から出る水を消防水吸込通路３１に導くため、液圧アクチュエータ３〜８から出る水を外部に排出しなくて済む。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の実施の形態を示す特殊消防車両に設けられるシステムの水圧回路図。他の実施の形態を示すシステムの水圧回路図。他の実施の形態を示すシステムの水圧回路図。

符号の説明

１放水具
２噴霧具
３〜８液圧アクチュエータ
１３〜１８方向切換弁
２０エンジン
２１非容積ポンプ
２２容積ポンプ
２９クラッチ
３０貯水槽
３１消防水吸込通路
３２作動水吸込通路
３５方向切換弁
３６方向切換弁
４１消防水供給通路
４２作動水供給通路

Claims

放水具を用いて放水を行うとともに、放水用の流体を作動流体として使用する液圧アクチュエータによって駆動される機器を搭載する特殊消防車両であって、
動力源によって駆動される非容積ポンプ及び容積ポンプと、
水を前記非容積ポンプの吸込口に導く消防水吸込通路と、
前記非容積ポンプから吐出される水を前記放水具に供給する消防水供給通路と、
前記非容積ポンプから吐出される水を前記容積ポンプの吸込口に導く作動水吸込通路と、
前記消防水供給通路と前記作動水吸込通路とに対して非容積ポンプから吐出される水の流れ方向を切換える方向切換弁と、
前記容積ポンプから吐出される水を前記液圧アクチュエータに供給する作動水供給通路とを備えたことを特徴とする特殊消防車両。
前記非容積ポンプと前記容積ポンプとは共通の動力源によって駆動され、
前記容積ポンプに伝えられる動力源の駆動力を断続するクラッチを設けたことを特徴とする請求項１に記載の特殊消防車両。
前記液圧アクチュエータは、患者を搬送する患者搬送機器または救出作業を行う救出機器を駆動することを特徴とする請求項１または２に記載の特殊消防車両。
前記作動水供給通路に接続される噴霧具を備え、
この噴霧具から水を霧状にして噴出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の特殊消防車両。