JP6170745B2 - 消防車 - Google Patents
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Description
一般に、消火用水の供給には水ポンプが用いられ、圧縮空気の供給には圧縮機が用いられる。
そして、水ポンプ及び圧縮機は、PTO(Power Take Off)を介して走行用エンジンである駆動源と接続されて駆動される。
圧縮機が駆動源で駆動される回転軸とクラッチによって結合されていない場合には、水ポンプの駆動時には圧縮機も駆動状態にあるため、水ポンプの回転数を高めたい場合には、圧縮機に負担がかかってしまう。また、圧縮機の不使用時に、圧縮機を駆動することは動力の損失にもなる。
そのため、圧縮機が駆動源で駆動される回転軸とクラッチによって結合される場合がある。クラッチによって圧縮機を切り離すことで、水ポンプの回転数を上げることができ、消火活動に必要な十分な放水量を得ることができる。
一方、CAFSにおける消防用水と圧縮空気との混合比は、一定の関係を保つことが消火泡を生成する上で重要である。
特許文献1では、消防用水の流量を少なくする場合に、圧縮空気の流量を減少させるために、圧縮空気の供給路にバイパス路を設け、このバイパス路に減圧弁を設けることを提案している。
圧縮機は、停止直後には吐出側が高圧になっているため、吐出側が高圧状態で再起動を行うと、圧縮機に過度の負担が加わり、圧縮機の寿命に影響を与える。
従って、通常は、圧縮機の停止時から所定時間は再起動しないように、一定時間再起動できないように構成している。
しかし、特に泡消火による消火活動を行う上で、圧縮機の再起動が遅れることは、消火活動に支障をきたすことがある。
そこで、圧縮機の再起動時の負担を無くすとともに、迅速的確な圧縮機の再起動が望まれる。
特許文献1によれば、消防用水の流量を少なくする場合には、バイパス路を通して圧縮空気を供給することで、圧縮空気の量を少なくすることができる。
しかし、特許文献1では、消防用水の流量が、少容量の場合に対応できるが、消防用水の流量を連続的に変化させる場合には、消防用水と圧縮空気との混合比は、必ずしも適切に保たれていない。
そこで、消防用水の流量を変更しても、適切な消火泡を生成できることが望まれる。
特に本発明は、迅速的確な圧縮機の再起動が行える消防車を提供することを目的とする。
また本発明は、消防用水の流量を変更しても、適切な消火泡を生成できる消防車を提供することを目的とする。
前記水ポンプから吐出される前記消防用水を導く水供給管と、前記薬液ポンプから供給される前記消火薬液を導く薬液管と、前記消防用混合液が流れる混合液管と、前記圧縮機から吐出される前記圧縮空気を前記混合液管に導く空気供給管と、を備え、前記圧縮機が前記駆動源で駆動される回転軸とクラッチによって結合された消防車であって、前記空気供給管には、前記圧縮機の停止に伴って開となり前記空気供給管を大気に開放する開閉弁と、前記空気供給管内の前記圧力を検知する圧力検知手段とが接続され、前記空気供給管内の圧力が所定圧以上であることを前記圧力検知手段が検知すると前記クラッチの結合を行わないことを特徴とする。
請求項2記載の本発明は、請求項1に記載の消防車において、前記水供給管内の水圧よりも前記空気供給管内の空気圧が大きい時に開となる均圧弁を設け、前記均圧弁が開の時には、前記空気供給管内の前記空気圧を低下させることを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項2に記載の消防車において、前記均圧弁を、前記空気供給管に一端が接続され、前記圧縮機の吸入管に他端が接続されたバイパス管に設け、前記均圧弁が開の時には、前記バイパス管に導入される前記圧縮空気によって前記吸入管を閉塞して前記圧縮機への吸込空気の導入を停止することを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の消防車において、前記水供給管を流れる前記消防用水の流量を調整する水量調整弁と、前記圧縮機に吸入される空気量を計測する空気量計測手段とを設け、前記空気量計測手段によって計測された前記空気量に応じて前記水量調整弁の弁開度を調整することを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の消防車において、吸水口から前記水ポンプまでの給水管に接続された呼び水管と、前記呼び水管を接続したエゼクタとを有し、前記空気供給管に切換弁を設け、前記切換弁によって、前記混合液管への前記圧縮空気の供給と、前記エゼクタへの前記圧縮空気の供給とを切り替え、前記エゼクタに前記圧縮空気を供給することで、前記水ポンプへの揚水を行うことを特徴とする。
また、本発明によれば、消防用水と圧縮空気との混合比を適切に維持することができ、適正な消火泡を生成できる。
図1は本実施例による消防車の構成図である。
本実施例による消防車は、駆動源11により駆動されて消防用水を吐出する水ポンプ12と、消防用水に消火薬液を供給する薬液ポンプ13と、駆動源11により駆動されて消防用水に消火薬液が混合された消火用混合液に圧縮空気を供給する圧縮機14とを有する。
吸水口21から水ポンプ12までは給水管22で接続されている。水ポンプ12の吐出側には消防用水を導く第1の放水管23が接続されている。第1の放水管23には、第1の放水口24に消防用水を導く第2の放水管25と、第2の放水口26に消防用水を導く第3の放水管27とが接続されている。
第1の放水管23には、CAFS切換弁28と逆止弁29とを備えている。逆止弁29は、CAFS切換弁28の上流側に配置している。なお、逆止弁29は、CAFS切換弁28の下流側に配置してもよい。
従って、第1の放水口24は消防用水の放水に用い、第2の放水口26は消防用水の放水に用いることができるとともに、消火泡の放出にも用いることができる。
薬液ポンプ13は、タンク30から消火薬液を薬液管32に導く。薬液管32は、水供給管31に接続され、薬液管32が接続された水供給管31の下流側は、消防用水に消火薬液が混合された消防用混合液が流れる混合液管33となる。
混合液管33は、第1の放水管23のCAFS切換弁28より下流側に接続されている。
水供給管31には、水供給管31を流れる消防用水の流量を調整する水量調整弁34と逆止弁35とを設けている。逆止弁35は、水量調整弁34よりも上流側に配置している。薬液管32には、逆止弁36を設けている。なお、逆止弁35は、水量調整弁34よりも下流側に配置してもよい。
空気供給管41には切替弁47を設けている。切替弁47よりも上流側の空気供給管41aには、レシーバタンク42を設けている。レシーバタンク42よりも下流側の空気供給管41aには、圧縮機14の停止時に開となる開閉弁43と、空気供給管41a内の圧力を検知する圧力検知手段44とが接続されている。
開閉弁43は、圧縮機14の吸入管45に接続された制御管46を備えている。制御管46は、圧縮機14が運転している時は負圧となり、圧縮機14が停止すると大気圧となる。開閉弁43は、制御管46が負圧の時には閉塞され、制御管46が大気圧になると開となる。従って、開閉弁43は圧縮機14の停止と共に開状態となる。なお、開閉弁43は、電磁弁で構成し、圧縮機14の停止に伴って開動作を行うように制御してもよい。
切替弁47よりも下流側で逆止弁48よりも上流側の空気供給管41bには、バイパス管51を接続している。バイパス管51は、空気供給管41bに一端51aが接続され、圧縮機14の吸入管45に他端51bが接続されている。
バイパス管51には、均圧弁50を設けている。均圧弁50には水圧供給管52が接続されている。水圧供給管52は、水供給管31又は水供給管31と同一水圧が加わる第1の放水管23若しくは第2の放水管25に連通されている。
このように、均圧弁50を設けることで、消防用水と圧縮空気との混合比を適切に維持することができる。なお、均圧弁50には、水圧72の圧力を制御部70で検知し、その信号で制御する電磁切換弁を用いてもよい。
バイパス管51の他端51bは、吸入管45に接続されるとともに、他端51bから分岐させた分岐管53をアンローダ弁56に接続している。
均圧弁50が開の時には、バイパス管51に導入される圧縮空気をアンローダ弁56に導入することで吸入管45を閉塞して圧縮機14への吸込空気の導入を停止する。圧縮機14への吸込空気の導入を停止することで、圧縮機14の負担を低減できる。また、均圧弁50が開の時には、バイパス管51の他端51bから吸入管45を介して圧縮空気を排出する。
均圧弁50より下流側のバイパス管51には逆止弁54を設けている。また、バイパス管51の他端51bとアンローダ弁56との間に逆止弁55を設けている。
呼び水管60には、止水弁62と逆止弁63を設けている。切替弁47とエゼクタ61とはエゼクタ供給管64で接続している。
切替弁47は、空気供給管41とエゼクタ供給管64とを切り替える。すなわち、切替弁47によって、混合液管33への圧縮空気の供給と、エゼクタ61への圧縮空気の供給とを切り替える。
切替弁47の切り替えによって、エゼクタ61に圧縮空気を供給することで、水ポンプ12への揚水を行うことができる。すなわち、エゼクタ61に圧縮空気を供給することで、呼び水管60は負圧になり、給水管22及び水ポンプ12内の空気が呼び水管60に導かれ、その結果給水口21から吸入される水が水ポンプ12に導かれる。
本実施例のように、圧縮機14を揚水にも併用する場合で、圧縮機14の運転、停止が多くなる場合であっても、迅速に圧縮機14を再起動できるとともに、圧縮機14に過度の負担が生じることがない。
空気量計測手段71で計測される計測値は、制御部70に送られ、制御部70では、空気量計測手段71によって計測された空気量に応じて水量調整弁34の弁開度を調整する。水量調整弁34の弁開度の調整による水供給管31を流れる消防用水の流量は、水量調整弁34より上流側の水圧72と、水量調整弁34より下流側の水圧73との差圧から演算することができる。
本実施例によれば、消防用水の流量を圧縮機14に供給される空気量に対応させることで、消防用水と圧縮空気との混合比を適切に維持することができる。
図2は、横軸を水供給管31内の水圧、縦軸を圧縮空気が混合された後の消火泡の圧力である。
比較例1は、圧縮空気の供給量が一定の場合であり、水量調整弁34によって水圧を0.7〜1.5MPaまで変化させても、消火泡の圧力は0.7MPaで一定であり、放出する消火泡の圧力を変更することはできなかった。
一方、比較例2は、特許文献1による減圧弁を備えたバイパス弁を利用した場合を示しており、水圧を0.7MPaより小さくし、消火泡の圧力も0.3MPaにすることができた。
しかし、比較例2の場合においても、消火泡の圧力を水圧に応じて変更できなかった。
これに対して、本発明の実施例では、均圧弁50を用いることで、水圧の変動に応じて消火泡の圧力を変動することができた。
以上のように、本実施例によれば、消防用水と圧縮空気との混合比を適切に維持することができる。
なお、本実施例では、1つのPTO15に、水ポンプ12と圧縮機14とを接続する場合を示したが、2つのPTO15を備えている場合には、一方のPTOに水ポンプ12を接続し、他方のPTOに圧縮機14を接続してもよい。
12 水ポンプ
13 薬液ポンプ
14 圧縮機
15 PTO
16 回転軸
17 クラッチ
21 吸水口
22 給水管
23 第1の放水管
24 第1の放水口
26 第2の放水口
28 CAFS切換弁
31 水供給管
32 薬液管
33 混合液管
34 水量調整弁
41 空気供給管
43 開閉弁
44 圧力検知手段
45 吸入管
47 切替弁
50 均圧弁
51 バイパス管
52 水圧供給管
53 分岐管
60 呼び水管
61 エゼクタ
70 制御部
71 空気量計測手段
Claims (5)
- 駆動源により駆動されて消防用水を吐出する水ポンプと、
前記消防用水に消火薬液を供給する薬液ポンプと、
前記駆動源により駆動されて前記消防用水に前記消火薬液が混合された消火用混合液に圧縮空気を供給する圧縮機と、
前記水ポンプから吐出される前記消防用水を導く水供給管と、
前記薬液ポンプから供給される前記消火薬液を導く薬液管と、
前記消防用混合液が流れる混合液管と、
前記圧縮機から吐出される前記圧縮空気を前記混合液管に導く空気供給管と、
を備え、
前記圧縮機が前記駆動源で駆動される回転軸とクラッチによって結合された消防車であって、
前記空気供給管には、前記圧縮機の停止に伴って開となり前記空気供給管を大気に開放する開閉弁と、前記空気供給管内の圧力を検知する圧力検知手段とが接続され、
前記空気供給管内の前記圧力が所定圧以上であることを前記圧力検知手段が検知すると前記クラッチの結合を行わないことを特徴とする消防車。 - 前記水供給管内の水圧よりも前記空気供給管内の空気圧が大きい時に開となる均圧弁を設け、
前記均圧弁が開の時には、前記空気供給管内の前記空気圧を低下させることを特徴とする請求項1に記載の消防車。 - 前記均圧弁を、前記空気供給管に一端が接続され、前記圧縮機の吸入管に他端が接続されたバイパス管に設け、
前記均圧弁が開の時には、前記バイパス管に導入される前記圧縮空気によって前記吸入管を閉塞して前記圧縮機への吸込空気の導入を停止することを特徴とする請求項2に記載の消防車。 - 前記水供給管を流れる前記消防用水の流量を調整する水量調整弁と、前記圧縮機に吸入される空気量を計測する空気量計測手段とを設け、
前記空気量計測手段によって計測された前記空気量に応じて前記水量調整弁の弁開度を調整することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の消防車。 - 吸水口から前記水ポンプまでの給水管に接続された呼び水管と、前記呼び水管を接続したエゼクタとを有し、
前記空気供給管に切換弁を設け、
前記切換弁によって、前記混合液管への前記圧縮空気の供給と、前記エゼクタへの前記圧縮空気の供給とを切り替え、
前記エゼクタに前記圧縮空気を供給することで、前記水ポンプへの揚水を行うことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の消防車。
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