JP5669542B2 - 塵芥収集車の消火装置 - Google Patents

Description

本発明は、塵芥収集車の塵芥収容箱内で発生した火災の消火又は拡大を抑制するために塵芥収集車に装備される消火装置に関する。

塵芥収集車は、車体に搭載された塵芥収容箱と、塵芥収容箱の後部開口に開閉自在に連結された塵芥投入箱と、塵芥投入箱の内部に装備された塵芥積込装置とを備え、塵芥投入箱に投入された塵芥を塵芥積込装置によって塵芥収容箱内に積み込んで収容するように構成されている。周知のように、塵芥積込装置は、揺動自在な押込板、及び押込板の下方に位置する回転自在な回転板を備えたいわゆる回転式と、昇降自在なパッカープレート、及びパッカープレートの下端部に揺動自在に設けられたプレスプレートを備えたいわゆるプレス式とに大別される。

塵芥収集車で収集する塵芥には、紙やプラスチックなどの可燃性廃棄物の他に、ライターや可燃性ガスボンベなどの引火性廃棄物が混入していることがあり、引火性廃棄物が塵芥積込時の圧縮や摩擦等の影響で発火することによって塵芥収容箱内で火災が発生する場合がある。塵芥収容箱内で発生した火災の消火及び拡大抑制の困難性の程度は、火災発生時における塵芥の積込状況によっても左右され、塵芥収容箱内に空き空間があり、十分な空気（酸素）が存在する状況下で火災が発生すると、火災の拡大進行が早く、消火が困難となる。特に、回転式の塵芥積込装置が搭載された塵芥収集車では、塵芥収容箱の塵芥積載率が１００％未満のときに塵芥収容箱内の上部に空き空間ができるため、このような事態に陥り易い傾向がある。

上記のような塵芥収容箱内で発生した火災の消火又は拡大を抑制するための手段として、下記の特許文献１には、消火用ガス放射式の消火装置（消火燃焼抑制システム）が記載されている。この消火装置は、塵芥収容箱内の後方側の天井部に設置したガス放射ノズルと、車体に搭載した２本の消火用圧力ガス容器とを接続パイプで接続し、特定の１本の消火用圧力ガス容器から供給された消火用ガスをガス放射ノズルから塵芥収容箱内の後部に放射し、当該１本の消火用圧力ガス容器からのガス放射で間に合わない場合においては、予め設定しておいた一定の時間経過と同時に、別の１本の消火用圧力ガス容器から供給された消火用ガスをガス放射ノズルから継続して放射するように構成されたものである。このような消火装置であれば、火災の拡大防止に有効とされる消火用ガスの放射量を比較的長時間に亘って維持することができるので、塵芥収容箱内で発生した火災の拡大を効果的に抑制することができる。

特開２００８−２８４１９４号公報

ガス系消火剤を用いて塵芥収容箱内の火災を消火又は抑制する場合、消火用ガスの濃度を塵芥収容箱内の全域に亘って所定の消炎濃度まで出来るだけ迅速に高め、かつ、その消炎濃度を一定時間維持することが重要である。特許文献１に記載された消火装置では、塵芥収容箱内の後方天井部に配置したガス放射ノズルから塵芥収容箱内に消火用ガスを放射する構成にしているが、ガス供給位置である塵芥収容箱の後部は、塵芥投入箱に近く機密性が低い。そのため、放射された消火用ガスの一部が塵芥収容箱と塵芥投入箱の隙間から外部に流出して消炎に有効利用されない（消炎濃度を迅速に高め、かつその消炎濃度を一定時間維持し難い）という問題がある。

また、消火用ガスが塵芥収容箱内に一定流量で放射され続ける構成となっているため、消火用ガスの濃度が塵芥収容箱内の全域に亘って消炎濃度に達するまでに時間がかかり、特に塵芥収容箱内の前部で発生した火災の消火又は抑制効果が十分でないという問題や、塵芥収容箱内の全域が火災の消火又は抑制に十分に寄与し得るだけの消炎濃度に達しているにもかかわらず、消火用ガスが無駄に放射され続けるという問題（消火用ガスの有効利用が図られないという問題）、などもある。

上記のような問題を解消するための手段の一例として、消火用圧力ガス容器とガス放射ノズルとを接続する接続配管上に、ガス放射ノズルからのガス放射量を調整するための流量調整手段を設けることが考えられる。流量調整手段としては、例えば図９に示すように、大流量オリフィスとして機能する第１流量調整弁１０１と、接続配管１０２を介して第１流量調整弁１０１の下流側に接続された切換弁（例えば電磁切換弁）１０３と、この切換弁１０３の一方の流出口に接続された第１分岐配管１０４、および切換弁１０３の他方の流出口に接続された第２分岐配管１０５と、第２分岐配管１０５上に配された小流量オリフィスとして機能する第２流量調整弁１０６とを組み合わせて構成することができる。しかしながら、このような構成では、部品点数が多く配管作業が複雑化するため、消火装置の高コスト化を招くばかりでなく、消火装置の大型化や重量増を招く。塵芥収集車における消火装置の設置（取り付け）スペースには制約があるため、上記構成の流量調整手段には改良の余地がある。

この他、塵芥収容箱内で発生した火災の消火又は拡大抑制を図るための手段として、例えば、より高容量の消火用圧力ガス容器を搭載したり、消火用圧力ガス容器の搭載本数を増大したりすることが考えられる。しかしながら、係る構成を採用すると消火装置の更なる大型化や重量増を招く。

以上の実情に鑑み、本発明は、コンパクトで、かつコスト増を抑制し得る簡便な構成でありながら、塵芥収容箱内の全域に亘って消火用ガスの濃度を迅速に消炎濃度に到達させることができ、しかもその状態を一定時間維持することができる塵芥収集車の消火装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために創案された本発明は、塵芥収容箱と、塵芥収容箱の後部に開閉自在に連結された塵芥投入箱と、塵芥投入箱の内部に装備された塵芥積込装置とを備えた塵芥収集車の消火装置であって、消火用ガスが高圧で封入された高圧ガス容器と、高圧ガス容器から放出された消火用ガスを塵芥収容箱内の前方上部に放射するガス放射ノズルと、高圧ガス容器とガス放射ノズルを接続する接続配管上に設けられ、消火用ガスの流入口及び流出口を一つずつ有する流量調整装置とを備え、流量調整装置は、本体と、本体の内部流路上に可動に配設され、消火用ガスを相対的に大流量で流通させる第１位置、又は消火用ガスを相対的に小流量で流通させる第２位置の何れかで停止する弁体と、弁体の停止位置を第１位置と第２位置の相互間で切り換える切換機構とを有し、切換機構は、高圧ガス容器からの消火用ガスの放出開始時から塵芥収容箱内の全域における消火用ガスの濃度が消炎濃度に到達するまでは弁体を第１位置に停止させ、塵芥収容箱内の全域における消火用ガスの濃度が消炎濃度に到達した後、弁体の停止位置を第１位置から第２位置へと切り換えるように構成されており、弁体の停止位置の第１位置から第２位置への切り換えが、アクチュエータの作動に伴って生じる加圧力を、倍力機構を構成するように回転可能に支持された中間部材を介して弁体に付与することにより行われることを特徴とする。ここで、消火用ガスとしては、二酸化炭素ガス、あるいは、二酸化炭素ガスと同様に液体として充填されるその他の消火用ガス、例えば、ＨＦＣ２３、ＨＦＣ２２７ｅａ、ＦＣ３１１０、又はこれらを適当な割合で混合した混合ガス等を用いることができる。

上記のように、消火用ガスを塵芥収容箱内の前方上部に放射する構成としたことにより、気密性の低い後方上部空間に消火用ガスを放射する場合に比べ、消火用ガスの外部流出量を少なくすることができるので、放射された消火用ガスを消炎に有効利用することができる。また、高圧ガス容器からの消火用ガス放出開始時から所定時間（説明の便宜上、以下これを「所定時間ｔ１」ともいう）までは消火用ガスを相対的に大流量で塵芥収容箱内に放射し、所定時間ｔ１に達した以降は、消火用ガスを相対的に小流量で塵芥収容箱内に放射する構成とされているため、消炎濃度を所定値まで迅速に高めることができ、しかも消炎濃度が所定値にまで高まった後には、消火用ガスを無駄に消費することなく、所定の消炎濃度を一定時間維持することができる。これにより、高圧ガス容器として大容量のものを使用したり、高圧ガス容器の搭載本数を増加させたりすることなく、比較的少ない消火用ガス使用量で、火災を効果的に消火し、又は火災の拡大進行を効果的に抑制することができる。

また、上記の機能を奏する流量調整装置には流入口及び流出口が一つずつ設けられるに過ぎないことから、消火装置における配管作業の複雑化を招くことがない。また、実質的な消火用ガスの流量は、流量調整装置の本体と、この本体の内部流路上に可動に配設された弁体との相対的な位置関係で調整されることから、流量調整装置のコンパクト化や低コスト化を容易に達成することができる。従って、本発明によれば、コンパクトで、かつコスト増を抑制し得る簡便な構成でありながら、塵芥収容箱内の全域に亘って消火用ガスの濃度を迅速に消炎濃度に到達させることができ、しかもその状態を一定時間維持することができる塵芥収集車の消火装置を提供することができる。

ところで、高圧ガス容器に高圧で封入されている消火用ガスは、容器内に十分量残存している状態では液体であるが、消火用ガスが放出されるのに伴って容器内の圧力が低下し、これが所定値を下回ると液体から気体に遷移する。本願発明者らの検証によれば、消火用ガスとして二酸化炭素ガスを用いた場合、図８に示すように、ガス容器内に残存する消火用ガスの重量が、当初封入量の２０〜３０％程度になった時点でガス容器内の消火用ガスが液体から気体へと遷移する。ガス容器から放出される消火用ガスは、液体から気体に遷移した後においてもノズルから放射され続けるが、気体の密度は液体のそれに比べて遥かに小さい。そのため、ガス容器から放出された消火用ガスが気体に遷移した後における単位時間当たりのガス放射量は、ガス容器内に十分量の消火用ガスが残存している場合のそれに比べて少なく、ノズルから放射される消火用ガスが火災の消火又拡大抑制に有効に寄与しないという問題がある。

このような問題は、上記構成の消火装置において、切換機構を、塵芥収容箱内の全域における消火用ガスの濃度が消炎濃度に到達し、その後、高圧ガス容器内の消火用ガスが液体から気体へと遷移するまで高圧ガス容器内の消火用ガス残量が減少した後、弁体の停止位置を第２位置から第１位置へと切り換えるように構成しておくことで解消することができる。すなわち、このようにしておけば、高圧ガス容器からの消火用ガスの放出が進行し、高圧ガス容器内の消火用ガス（高圧ガス容器から放出された消火用ガス）が液体から気体へと遷移したときにも、消火用ガスの流通量、ひいてはノズルからの消火用ガスの放射量を再度増大させることができる。これにより、所定の消炎濃度を一層長時間維持することができるので、火災の消火、又は火災の拡大抑制に有効となる。さらに言えば、高圧ガス容器内のガス残量が少なくなった場合、ひいてはガス残量がほぼゼロになるまで、高圧ガス容器から放出される消火用ガスを火災の消火等に有効利用することができる。

上記構成において、切換機構（流量調整装置）は、本体と弁体との間に圧縮状態で介設した弾性部材が伸長状態から圧縮変形するのに伴って、弁体を第１位置から第２位置に向けて移動させるものとすることができる。逆を言えば、切換機構は、弾性部材が圧縮状態から伸長変形するのに伴って、弁体を第２位置から第１位置に向けて移動させるものとすることができる。このように、切換機構を、弾性部材の弾性復元力によって弁体を一方向移動させる構成とすることにより、切換機構の構造を簡素化して消火装置のコスト低減を図ることができる。

この場合、切換機構は、弁体に、弾性部材を圧縮変形させる方向の加圧力を（間接的に）付与するアクチュエータと、アクチュエータと弁体との間に配設されて弁体を直接的に加圧する中間部材と、を備えるものとすることができる。このような構成とすれば、中間部材の形状や配置態様を適宜調整することにより、弁体（弾性部材の伸縮方向）に対するアクチュエータの配置態様を任意に設定することができるので、流量調整装置の設計自由度を高めることができる。アクチュエータとしては、プッシュプルソレノイド、ロータリーソレノイド、電動シリンダ、油圧シリンダ、空圧シリンダなどを使用することができる。

以上の構成において、弁体に小径絞り孔が設けられると共に、本体のうち、小径絞り孔よりも上流側に大径絞り孔が設けられ、弁体が第１位置に停止した状態では、大径絞り孔および小径絞り孔のうち、大径絞り孔のみを介して流入口と流出口とが連通することで消火用ガスが相対的に大流量で流通し、弁体が第２位置に停止した状態では、大径絞り孔および小径絞り孔の双方を介して流入口と流出口とが連通することで消火用ガスが相対的に小流量で流通する構成とすることができる。

また、以上の構成において、流量調整装置は、流入口に配設されたフィルタ部材をさらに備えるものとしても良い。このような構成によれば、本体に設けた大径絞り孔や弁体に設けた小径絞り孔などが目詰まりするのを可及的に防止することができるので、消火装置の信頼性を高めることができる。

また、以上の構成において、切換時間設定器をさらに備え、この切換時間設定器で設定した切換設定時間に達した時点で切換機構が作動し、弁体の停止位置を切り換えるように構成しても良い。すなわち、弁体の停止位置を第１位置から第２位置へ切り換えるための時間設定（所定時間ｔ１のカウント）、さらには、弁体の停止位置を第２位置から第１位置へ切り換えるための時間設定（所定時間ｔ２のカウント）を、別途設けた切換時間設定器で制御（カウント）するように構成することもできる。

本発明は、揺動自在な押込板と、押込板の下方に位置する回転自在な回転板とを備えた回転式塵芥積込装置を備えた塵芥収集車の消火装置に好適である。

以上に示すように、本発明によれば、コンパクトで、かつコスト増を抑制し得る簡便な構成でありながら、塵芥収容箱内の全域に亘って消火用ガスの濃度を迅速に消炎濃度に到達させることができ、しかもその状態を一定時間維持することができる塵芥収集車の消火装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る消火装置を装備した塵芥収集車の要部を模式的に示す図である。 図１に示す流量調整装置の全体構造を示す拡大断面図であって、初期状態の流量調整装置、すなわち弁体が第１位置に停止した状態を示す図である。 図２に示す流量調整装置において、弁体の停止位置が第１位置から第２位置に切り換わった状態を示す図である。 図２の要部拡大断面図である。 図３の要部拡大断面図である。 弁体の正面図である。 （ａ）〜（ｃ）図共に、シミュレーション結果を示す図である。 ガス容器から放出される消火用ガスの設定流量と実測流量を示す図である。 従来の流量調整手段の一例を模式的に示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の実施の形態に係る消火装置１０を装備した塵芥収集車１の要部を模式的に示す。同図に示す塵芥収集車１は、図示しない車体の後部側に搭載された塵芥収容箱２と、塵芥収容箱２の後部に開閉自在に連結された塵芥投入箱３と、塵芥投入箱３の内部に装備され、塵芥収容箱３に投入された塵芥を塵芥収容箱２に積み込むための図示外の塵芥積込装置とを備える。塵芥積込装置は、揺動自在な押込板と、この押込板の下方に位置する回転自在な回転板とを備えた回転式塵芥積込装置である。

消火装置１０は、塵芥収容箱２内で発生した火災の消火又は拡大防止を図るべく装備されているものであり、消火用ガスとしての二酸化炭素ガスが高圧で封入された高圧ガス容器１１と、高圧ガス容器１１の開放装置１２と、開放装置１２の作動を制御する制御盤１３と、高圧ガス容器１１から放出された消火用ガスを塵芥収容箱２内に放射するガス放射ノズル１４と、高圧ガス容器１１とガス放射ノズル１４を接続する接続配管１５上に設けられた流量調整装置２０と、切換時間設定器１６とを主要部として構成される。ガス放射ノズル１４は、塵芥収容箱２の前方上部に取り付けられている。

この消火装置１０は、次のように動作する。例えば作業者が塵芥収容箱２内での火災発生を検知し、制御盤１３の起動ボタンを押すと、開放装置１２に起動信号が入力されて開放装置１２が作動する。これにより、高圧ガス容器１１が開放されて高圧ガス容器１１から二酸化炭素ガスが放出され、放出された二酸化炭素ガスは、接続配管１５（流量調整装置２０の上流側の第１接続配管１５Ａ）を流通して流量調整装置２０に流入する。流量調整装置２０内に流入した二酸化炭素ガスは、流量調整されたうえで第２接続配管１５Ｂに吐出され、その後ガス放射ノズル１４から塵芥収容箱２内に放射される。

以下、流量調整装置２０の構成について図２〜図６を参照しながら詳述する。なお、以下の説明においては方向性を示すために「上流側」及び「下流側」なる語句を使用する。「上流側」とは相対的に高圧ガス容器１１に近接した側をいい、「下流側」とは相対的にガス放射ノズル１４に近接した側をいう。

流量調整装置２０は、二酸化炭素ガスＧの流入口２０ａ及び流出口２０ｂをそれぞれ一つずつ有するものであって、ベース部材２９と、本体２１と、本体２１の内部流路２７上に可動に配設され、（消火装置１０の作動時には）第１位置又は第２位置の何れかの位置で停止する弁体２４と、弁体２４の停止位置を第１位置と第２位置の相互間で切り換えるための切換機構３０とを主要部として備えている。

本体２１は、第１本体２２と第２本体２３とを組み合わせて構成される。第１本体２２は中実の六面体状をなしてベース部材２９に固定されており、六面のうちの三面には、相互に連通した孔部２２ａ〜２２ｃが一つずつ開口している。孔部２２ａ，２２ｂには、それぞれ、第１接続配管１５Ａおよび第２本体２３が嵌合固定されており、孔部２２ｃには弁体２４の軸部２４ａがスライド自在に嵌入されている。孔部２２ａは流入口２０ａとしても機能し、内周にフィルタ部材２６が配置されている。フィルタ部材２６は、孔部２２ａ（流入口２０ａ）の下流側に設けられた大径絞り孔Ａ１の目詰まりを防止するために設けられたものであり、例えば金属やセラミックス等の多孔質材料で形成することができる。一方、第２本体２３は、流出口２０ｂとしても機能する孔部２３ａを有する略円筒状に形成され、孔部２３ａには第２接続配管１５Ｂが嵌合固定されている。

弁体２４は、第１本体２２の孔部２２ｃにスライド自在に嵌入された軸部２４ａと、軸部２４ａよりも大径に形成された頭部２４ｂとを一体に有し、軸部２４ａの反頭部２４ｂ側の一端は第１本体２２の外部に常時突出している。軸部２４ａの外周にはＯリング等のシール部材が固定されている。頭部２４ｂには、本体２１（第１本体２２）の大径絞り孔Ａ１よりも小径に形成されて（当該弁体２４の）軸方向に延びた小径絞り孔Ａ２と、（当該弁体２４の）径方向に延びた一又は複数の径方向孔２４ｃとが設けられている。本実施形態では、図６に示すように、径方向孔２４ｃは、頭部２４ｂの外周面の周方向４箇所に等間隔で開口するように４本設けられており、各径方向孔２４ｃの合流部に小径絞り孔Ａ２の一端部が開口している。小径絞り孔Ａ２の他端部は、頭部２４ｂの先端面（第２本体２３に近接する側の端面）に開口している。

弁体２４と本体２１との間、より詳しくは、弁体２４の頭部２４ｂに設けられたフランジ部２４ｄと第２本体２３の内側端面との間には、例えば圧縮コイルバネからなる弾性部材２５が圧縮状態で介設されている。これにより、弁体２４は、第２本体２３から離反する側に常時付勢されている。

この流量調整装置２０では、弁体２４の停止位置に応じて二酸化炭素ガスＧの流通量が二段階で切り換えられる。詳しくは、弁体２４が第１位置で停止した状態では、二酸化炭素ガスＧが相対的に大流量で流通する一方、弁体２４第２位置で停止した状態では、二酸化炭素ガスＧが相対的に小流量で流通する。

本実施形態において、弾性部材２５が伸長状態にあり、弁体２４の頭部２４ｂ（フランジ部２４ｄ）が第１本体２２と当接することによって停止した状態（図２および図４）では、大径絞り孔Ａ１と、その下流側に設けられた小径絞り孔Ａ２とのうち、大径絞り孔Ａ１のみ（厳密には、大径絞り孔Ａ１と内部流路２７）を介して流入口２０ａと流出口２０ｂとが連通し、二酸化炭素ガスＧが相対的に大流量で流通するように構成されている。すなわち、弁体２４の頭部２４ｂが第１本体２２と当接する位置が、第１位置に相当する。一方、弾性部材２５が圧縮状態にあり、弁体２４の頭部２４ｂが第２本体２３と当接することによって停止した状態（図３および図５）では、大径絞り孔Ａ１および小径絞り孔Ａ２の双方（厳密には、大径絞り孔Ａ１、内部流路２７および小径絞り孔Ａ２）を介して流入口２０ａと流出口２０ｂとが連通し、二酸化炭素ガスＧが相対的に小流量で流通するように構成されている。すなわち、弁体２４の頭部２４ｂが第２本体２３と当接する位置が、第２位置に相当する。

弁体２４の停止位置を第１位置と第２位置の相互間で切り換えるための切換機構３０は、主に、上記した弾性部材２５と、弁体２４に弾性部材２５を圧縮変形させる方向の加圧力を付与するアクチュエータ３１と、アクチュエータ３１と弁体２４との間に配設されて弁体２４を直接的に加圧する中間部材４１とで構成される。

本実施形態において、アクチュエータ３１は、電磁アクチュエータの一種であるいわゆるプッシュプルソレノイドであり、ケーシングやコイルなどからなり、ベース部材２９に固定された静止側３３と、プランジャやシャフトなどからなり、制御盤１３（図１参照）から出力される信号の入力有無に応じて静止側３３に対する相対位置が切り換えられる可動側３２とで主要部が構成される。ここでは、可動側３２に信号が未入力の状態（ソレノイドＯＦＦ時：図２を参照）では可動側３２と静止側３３とが相対的に離反した位置にあり、可動側３２に信号が入力されると（ソレノイドＯＮ時：図３を参照）、可動側３２が軸方向移動して可動側３２と静止側３３とが相対的に接近した接近位置に切り換わる。以降、可動側３２に信号が入力されている間、可動側３２と静止側３３とは接近位置で保持される。なお、本実施形態では、可動側３２は、弾性部材２５の伸縮方向（弁体２４の作動方向）と平行に配置されている。

中間部材４１は、ベース部材２９に固定された固定支軸４２回りに回転可能に設けられており、弁体２４が第１位置に停止した状態では、長手方向一端部４１ａが弁体２４の軸部２４ａの軸端に近接配置されると共に、長手方向他端部４１ｂがアクチュエータ３１の可動側３２に近接配置されている。すなわち、弁体２４（弾性部材２５）と、当該中間部材４１と、アクチュエータ３１とは略コの字状に配置されている。

図２に示す、弁体２４が第１位置にある状態において、アクチュエータ３１の可動側３２に制御盤１３から出力された信号が入力され、可動側３２が静止側３３に対して接近移動すると、可動側３２の先端部で中間部材４１の長手方向他端部４１ｂが加圧され、中間部材４１は固定支軸４２を中心に反時計回りに回転する。これに伴って、弁体２４が中間部材４１の長手方向一端部４１ａで直接的に加圧され、弾性部材２５が伸長状態から圧縮変形する。可動側３２が前進限に到達するのと同時に、弁体２４の第１位置から第２位置への移動が完了する（図３）。一方、弁体２４が第２位置にある状態において、可動側３２への信号の入力が停止されると、可動側３２が静止側３３に対して離反移動し、中間部材４１を介して弁体２４に付加されていた弾性部材２５を圧縮変形させる方向の加圧力が開放される。これに伴って、弾性部材２５は、その弾性復元力によって圧縮状態から伸長変形し、弁体２４が第２位置から第１位置へと移動する。

ところで、本実施形態では、図２に示すように、中間部材４１の回転中心Ｘから中間部材４１と弁体２４の接触点Ｘ１までの距離Ｌ１と、中間部材４１の回転中心Ｘから中間部材４１とアクチュエータ３１の接触点Ｘ２までの距離Ｌ２とを異ならせており、具体的には、Ｌ１：Ｌ２＝１：２としている。これにより倍力機構が構成され、加圧力が小さい小型のアクチュエータを使用可能となって、流量調整装置２０のコンパクト化および低コスト化が図られる。なお、もちろん、Ｌ１：Ｌ２＝１：１としても構わない。

以上の構成からなる流量調整装置２０においては、消火装置１０の起動開始時（高圧ガス容器１１からの二酸化炭素ガスＧの放出開始時）から所定時間ｔ１までは弁体２４が第１位置に停止して二酸化炭素ガスＧを相対的に大流量で流通させ、二酸化炭素ガスＧを相対的に大流量で塵芥収容箱２内に放射するように構成されている。また、上記の所定時間ｔ１に達した時点で、弁体２４の停止位置が第１位置から第２位置に切り換えられ、二酸化炭素ガスＧを相対的に小流量で流通させ、二酸化炭素ガスＧを相対的に小流量で塵芥収容箱２内に放射するように構成されている。弁体２４の停止位置は、上記のとおり、切換機構３０を構成するアクチュエータ３１の可動側３２に向けて制御盤１３から信号が出力されるか否かで切り換えられ、制御盤１３からの信号の出力タイミング（出力又は出力停止の切換）は、図１に示す切換時間設定器１６によって制御される。すなわち、切換時間設定器１６には上記の所定時間ｔ１が予め設定されており、切換時間設定器１６が消火装置１０の起動開始時からの経過時間が上記の所定時間ｔ１に達したことを検知（判断）すると、制御盤１３から信号が出力され、切換機構３０を構成するアクチュエータ３１の可動側３２に入力されるようになっている。

なお、切換時間設定器１６にて設定される上記の所定時間ｔ１は、塵芥の積載量や塵芥収容箱２の内部温度に応じて任意に設定することができる。従って、火災の規模等に応じて二酸化炭素ガスＧ放射量の切換タイミングを任意に設定することができ、火災を消火することが、又は火災の拡大を効果的に抑制することができる。

以上で説明したように、本発明に係る消火装置１０は、消火用ガスとしての二酸化炭素ガスＧを塵芥収容箱２内の前方上部に放射する構成とされている。これにより、気密性の低い後方上部空間に二酸化炭素ガスＧを放射する場合に比べ、二酸化炭素ガスＧの外部流出量を少なくすることができるので、放射された二酸化炭素ガスＧを消炎に有効利用することができる。また、高圧ガス容器１１からの二酸化炭素ガスＧ放出開始時から所定時間ｔ１までは二酸化炭素ガスＧを相対的に大流量で塵芥収容箱２内に放射し、所定時間ｔ１に達した以降は、二酸化炭素ガスＧを相対的に小流量で塵芥収容箱２内に放射する構成とされているため、消炎濃度を所定値まで迅速に高めることができ、しかも消炎濃度が所定値にまで高まった後には、二酸化炭素ガスＧを無駄に消費することなく、所定の消炎濃度を一定時間維持することができる。これにより、高圧ガス容器１１として大容量のものを使用したり、高圧ガス容器１１の搭載本数を増加させたりすることなく、比較的少ないガス使用量で、火災を消火し、又は火災の拡大進行を効果的に抑制することができる。

また、上記の機能を奏する流量調整装置２０には流入口２０ａ及び流出口２０ｂが一つずつ設けられるに過ぎないことから、消火装置１０における配管作業の複雑化を招くことがない。また、二酸化炭素ガスＧの流量は、流量調整装置２０の本体２１と、この本体２１の内部流路２７上に可動に配設された弁体２７との相対的な位置関係で調整されることから、図９に示す構成に比べて流量調整装置２０のコンパクト化や低コスト化を容易に達成することができる。従って、本発明によれば、コンパクトで、かつコスト増を抑制し得る簡便な構成でありながら、塵芥収容箱２内の全域に亘って二酸化炭素ガスＧの濃度を迅速に消炎濃度に到達させることができ、しかもその状態を一定時間維持することができる消火装置１０を提供することができる。

上記の流量調整装置２０においては、上記の所定時間ｔ１からさらに所定時間ｔ２経過した時点で、弁体２４の停止位置が第２位置から第１位置へと切り換わるように構成することもできる。この停止位置の切り換えも、切換時間設定器１６で制御盤１３からの信号の出力タイミングを制御することによって容易に実行することができる。

このような構成としておくことにより、高圧ガス容器１１からの二酸化炭素ガスＧの放出が進行し、高圧ガス容器１１内の二酸化炭素ガスＧ（高圧ガス容器１１から放出された二酸化炭素ガスＧ）が液体から気体へと遷移したときにも、二酸化炭素ガスＧの流通量、ひいては塵芥収容箱２内へのガス放射量を再度増大させることができる。これにより、所定の消炎濃度を一層長時間維持することができるので、火災の消火、又は火災の拡大抑制に有効となる。さらに言えば、高圧ガス容器１１内のガス残量が少なくなった場合、ひいてはガス残量がほぼゼロになるまで、高圧ガス容器１１から放出される二酸化炭素ガスＧを火災の消火等に有効利用することができる。

本発明の実施の形態は上記構成に限定されず、流量調整装置２０には種々の変更を施すことが可能である。例えば、以上に示した実施形態では、切換機構３０を構成し、弁体２４に弾性部材２５を圧縮変形させる方向の加圧力を付与するするアクチュエータ３１として、いわゆるプッシュプルソレノイドを用いたが、アクチュエータ３１としては、ロータリーソレノイド、電動シリンダ、油圧シリンダ、空圧シリンダなどを用いることもできる。また、以上に示した実施形態では、中間部材４１を介して弁体２４に弾性部材２５を圧縮変形させる方向の加圧力を付与することにより、弁体２４の停止位置を第１位置から第２位置へと切り換えるようにしたが、中間部材４１を廃し、アクチュエータ３１で直接弁体２４に加圧力を付与することにより、弁体２４の停止位置を第１位置から第２位置へと切り換えるようにしても良い。

また、以上では、弁体２４の停止位置を第１位置から第２位置、さらには第２位置から第１位置に切り換える場合についてのみ説明を行ったが、流量調整装置２０の構成上、弁体２４の停止位置の切り換えは何度でも（繰り返し）実行することができる。

実験によると、ｎ−ヘプタンに対する二酸化炭素ガスの消炎濃度は２２％であり、塵芥収容箱内で発生した火災を消火し又はその拡大を抑制するためには、二酸化炭素ガスの濃度を塵芥収容箱内の全域に亘って消炎濃度２２％までできるだけ迅速に高め、かつ、消炎濃度２２％以上の濃度を一定時間維持することが重要である。

図７（ａ）〜（ｃ）は、ガス放射ノズルの設置位置と二酸化炭素ガスの放射態様によって、ガス放射開始時から所定時間経過した後における塵芥収容箱内の二酸化炭素ガス濃度分布がどのようになるかをシミュレーションした結果を示している。シミュレーション結果は、塵芥収容箱の内部空間をその前後方向で５つの領域に分割し、各領域の二酸化炭素濃度を数値で示すと共に、濃度に応じた濃淡（ここでは、黒点の密度）で表示している。

図７（ｃ）は、ガス放射ノズルを塵芥収容箱内の後方上部に設置し、このガス放射ノズルから流量一定で下向きに二酸化炭素ガスを放射する場合のシミュレーション結果であり、ガス放射ノズルの設置位置と二酸化炭素ガスの放射態様は上記した特許文献１と同様である。この場合、同図に示すように、放射開始から６００秒経過しても、塵芥収容箱内の前方領域の二酸化炭素濃度は依然として消炎濃度２２％に到達せず、前方領域での火災に対する消火又は抑制効果が小さいことがわかる。

図７（ｂ）は、ガス放射ノズルを塵芥収容箱内の前方上部に設置し、このガス放射ノズルから流量一定で下向きに二酸化炭素ガスを放射する場合のシミュレーション結果である。同図に示すように、塵芥収容箱内の全域の二酸化炭素濃度が消炎濃度２２％に到達した時間が放射開始から２３０秒であり、図７（ｃ）に示す従来構成に比べればかなり改善されたものの、消炎濃度２２％に到達する時間が、ガス系消火装置の目安である消炎濃度到達１分以内に比較すると依然としてかなり長く、改善の余地がある。

図７（ａ）は、ガス放射ノズルを塵芥収容箱内の前方上部に設置し、ガス放射ノズルから大流量と小流量の二段切り換えで下向きに二酸化炭素ガスを放射する場合のシミュレーション結果である。詳しくは、高圧ガス容器に封入された二酸化炭素ガス量を１００％としたとき、そのうちの５０％を１分間で放射し（大流量放射）、残りの５０％をその後の９分間に亘って均一に放射する（小流量放射）。この場合、同図に示すように、塵芥収容箱内の全域の二酸化炭素濃度が消炎濃度２２％に到達した時間が放射開始から４０秒であり、図７（ｂ）に示す構成に比べても大幅に改善され、消炎濃度２２％に到達する時間が、ガス系消火装置の目安である消炎濃度到達１分以内を十分に達成できる。また、二酸化炭素ガスの濃度が消炎濃度２２％に到達した後も、消炎濃度２２％以上の濃度を放射終了時まで維持することができる。

１ 塵芥収集車
２ 塵芥収容箱
３ 塵芥投入箱
１０ 消火装置
１１ 高圧ガス容器
１４ ガス放射ノズル
１５ 接続配管
１６ 切換時間設定器
２０ 流量調整装置
２０ａ 流入口
２０ｂ 流出口
２１ 本体
２４ 弁体
２５ 弾性部材
２７ 内部流路
３０ 切換機構
３１ アクチュエータ
４１ 中間部材
Ａ１ 大径絞り孔
Ａ２ 小径絞り孔

Claims (7)

1. 塵芥収容箱と、該塵芥収容箱の後部に開閉自在に連結された塵芥投入箱と、該塵芥投入箱の内部に装備された塵芥積込装置とを備えた塵芥収集車の消火装置であって、
   消火用ガスが高圧で封入された高圧ガス容器と、該高圧ガス容器から放出された消火用ガスを前記塵芥収容箱内の前方上部に放射するガス放射ノズルと、前記高圧ガス容器と前記ガス放射ノズルを接続する接続配管上に設けられ、消火用ガスの流入口及び流出口を一つずつ有する流量調整装置とを備え、
   前記流量調整装置は、本体と、該本体の内部流路上に可動に配設され、消火用ガスを相対的に大流量で流通させる第１位置、又は消火用ガスを相対的に小流量で流通させる第２位置の何れかで停止する弁体と、該弁体の停止位置を前記第１位置と前記第２位置の相互間で切り換える切換機構とを有し、
   前記切換機構は、前記高圧ガス容器からの消火用ガスの放出開始時から前記塵芥収容箱内の全域における前記消火用ガスの濃度が消炎濃度に到達するまでは前記弁体を前記第１位置に停止させ、前記塵芥収容箱内の全域における前記消火用ガスの濃度が消炎濃度に到達した後、前記弁体の停止位置を前記第１位置から前記第２位置へと切り換えるように構成されており、
   前記弁体の停止位置の前記第１位置から前記第２位置への切り換えが、アクチュエータの作動に伴って生じる加圧力を、倍力機構を構成するように回転可能に支持された中間部材を介して前記弁体に付与することにより行われることを特徴とする塵芥収集車の消火装置。
2. 前記切換機構は、前記塵芥収容箱内の全域における前記消火用ガスの濃度が消炎濃度に到達し、その後、前記高圧ガス容器内の消火用ガスが液体から気体へと遷移するまで前記高圧ガス容器内の消火用ガス残量が減少した後、前記弁体の停止位置を前記第２位置から前記第１位置へと切り換えるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の塵芥収集車の消火装置。
3. 前記切換機構は、前記本体と前記弁体との間に圧縮状態で介設した弾性部材を有し、前記弁体への前記加圧力の付与により前記弾性部材が伸長状態から圧縮変形するのに伴って、前記弁体が前記第１位置から前記第２位置に向けて移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の塵芥収集車の消火装置。
4. 前記弁体への前記加圧力の付与が停止され、前記弾性部材が伸長変形するのに伴って、前記弁体が前記第２位置から前記第１位置に向けて移動することを特徴とする請求項３に記載の塵芥収集車の消火装置。
5. 前記弁体に小径絞り孔が設けられると共に、前記本体のうち、前記小径絞り孔よりも上流側に大径絞り孔が設けられ、
   前記弁体が前記第１位置に停止した状態では、前記大径絞り孔および前記小径絞り孔のうち、前記大径絞り孔のみを介して前記流入口と前記流出口とが連通することで消火用ガスが相対的に大流量で流通し、
   前記弁体が前記第２位置に停止した状態では、前記大径絞り孔および前記小径絞り孔の双方を介して前記流入口と前記流出口とが連通することで消火用ガスが相対的に小流量で流通することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の塵芥収集車の消火装置。
6. 前記流量調整装置は、前記流入口に配設されたフィルタ部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の塵芥収集車の消火装置。
7. 前記塵芥積込装置は、揺動自在な押込板と、該押込板の下方に位置する回転自在な回転板とを備えた回転式塵芥積込装置であることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の塵芥収集車の消火装置。