JPH04138228U - 差圧検出機能を備えたカツプリング - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポンプの放水口と放水ホース，放水管等の放
水側との間に差圧検出機能を備えたカップリングを介在
させることにより、消防ポンプ自体に設計変更を伴うこ
となく、正確な流量検出が可能なポンプとする。 【構成】 このカップリングは、流体圧送ポンプの放水
口に嵌め込まれる入側端部の近傍から同一の内径Ｄで軸
方向に延びた入側円筒部１４と、入側円筒部１４の出側
端部から中心方向に突出したオリフィス１５と、オリフ
ィス１５の出側根元から出側近傍まで延びた出側円筒部
１６を備えている。入側円筒部１４とオリフィス１５の
入側根元との間で第１検出部２１が内部空間に開口し、
オリフィス１５の出側根元と出側円筒部１６との間に形
成された袋状空間部１９に第２検出部２２が開口してい
る。第１検出部２１及び第２検出部２２で検出された流
体圧をそれぞれ圧力伝達路２３，２４経て流量計２５に
送り、差圧に基づきカップリング１０を通過する流体の
流量を測定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、消防ポンプ等の流体圧送ポンプに簡単に取り付けられる差圧検出機 能を備えたカップリングに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来の消防ポンプは、たとえば図１に示すような構造をもっている。すなわち 、水源から吸水ホースを経て送り込まれた水を取入れる吸水口１ａを、エンジン ２ａで駆動されるポンプによって、放出口１ｂから放水ホースを経て高圧水とし て放出する。エンジン２ａは、リコイルスタータ２ｂで始動される。また、放水 開始に当っては、水源からの水を呼び水としてポンプ内に導入するため、真空ポ ンプが組み込まれている。記号２ｃは、真空ポンプのオイルリザーバを示す。

【０００３】 放水量や放水圧等を調節するため、スロットルダイヤル３ａ，チョークノブ３ ｂ，バキュームゲージ３ｃ，プレッシャーゲージ３ｄ，ティクラノブ３ｆ等を備 えた操作パネルが、消防ポンプの本体側面に設けられている。これらの操作部に よってエンジン２ａの回転数が制御され、所定条件下での放水が行われる。また 、放水状態は、操作パネルに設けた表示部３ｅに表示される。

【０００４】 プレッシャーゲージ３ｄは、ポンプ部１ｅの水の圧力を表示する。また、スロ ットルダイヤル３ａの操作或いはハンドル１ｄによる放水バルブ１ｃの開閉によ って、必要水量に変更する。しかし、建物等の障害物によって消防ポンプの位置 から放水ホースの筒先がみえない場合があり、このとき放水ホースの筒先におい て消火に必要とする適正な水量を得られないことがある。

【０００５】 このような使用形態から、放出口１ｂから送り出される水の圧力や流量等を正 確に把握する必要がある。この種の流体流量を検出するものとしては、たとえば 実公昭５９−２８３２６号公報で紹介されている差圧流量計がある。

【０００６】 この差圧流量計は、図２に示すように、管路４ａの途中に下流側に向かって縮 小するテーパ部４ｂを形成し、テーパ部４ｂに続けてスロート部４ｃを設けてい る。そして、テーパ部４ｂ及びスロート部４ｃを挟んだ管路４ａの上流側部分及 び下流側部分に、差圧取出し用検出端５ａ，６ａを設けている。

【０００７】 差圧取出し用検出端５ａは、ダイヤフラム５ｂにより圧力伝達媒体５ｃを封入 するように、管路４ａの一部に形成したフランジ５ｄにダイヤフラムフランジ５ ｅを固着している。他方の差圧取出し用検出端６ａも、ダイヤフラム６ｂにより 圧力伝達媒体６ｃを封入するように、管路４ａの一部に形成したフランジ６ｄに ダイヤフラムフランジ６ｅを固着している。

【０００８】 ダイヤフラムフランジ５ｅ，６ｅには、圧力伝達媒体５ｃ，６ｃが収容されて いる空間に開口した検出路５ｆ，６ｆが設けられている。検出路５ｆ，６ｆは、 差圧計７ａの区画室７ｂ，７ｃにそれぞれ導通している。区画室７ｂと区画室７ ｃとの間を仕切るダイヤフラム７ｄに、ダイヤフラム７ｄの変位に応じて揺動す る指示針７ｅが取り付けられている。指示針７ｅの先端は、目盛り７ｆを指して いる。

【０００９】 差圧取出し用検出端５ａ側の圧力が差圧取出し用検出端６ａ側の圧力よりも高 くなったとき、圧力伝達媒体５ｃが検出路５ｆを介して区画室７ｂに流入し、そ れに伴って区画室７ｃ内の圧力伝達媒体６ｃが検出路６ｆを介してダイヤフラム ６ｂに向けて送り出される。その結果、ダイヤフラム７ｄが図中右側に変位し、 この変位量が流量に換算されて指示針７ｅで目盛り７ｆ上に表示される。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

従来の差圧流量計は、図２に示されているように特殊な形状をもった管路４ａ を必要とする。また、管路４ａの途中で検出した差圧によって流量を測定する方 式であるため、配管時に差圧流量計を組み込む設計及び作業が要求される。

【００１１】 ところが、消防ポンプ等の流体圧送ポンプにおいては、機種や使用年数等に応 じて流量計を備えていないものもある。このようなポンプに、図２に示した構造 の差圧流量計を組み込むことは、ポンプ本体側に大きな設計変更を必要とし、実 用的ではない。

【００１２】 本考案は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、放水ホース等 が接続される放出口に装着されるカップリングに流量検出機能をもたせることに より、単にカップリングを交換するだけで既存の流体圧送ポンプを使用した場合 でも正確な流量測定を可能にすることを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】

本考案のカップリングは、その目的を達成するため、流体圧送ポンプの放出口 に嵌め込まれる入側端部と、放出側に接続される出側端部と、入側近傍から同一 の内径で軸方向に延びた入側円筒部と、該円筒部の出側端部から中心方向に突出 したオリフィスと、該オリフィスの出側根元から出側近傍まで延びた出側円筒部 と、前記入側円筒部と前記オリフィスの入側根元との間で内部空間に開口した第 １検出部と、前記オリフィスの出側根元と前記出側円筒部との間に形成された袋 状空間部に開口した第２検出部と、前記第１検出部及び前記第２検出部で測定さ れる流体圧を流量計に導く圧力伝達路とを備えており、両者の差圧が流量検出に 使用されることを特徴とする。

【００１４】

【作 用】

本考案のカップリングにおいては、中心軸方向に突出するオリフィスを内部周 面に形成している。このオリフィスによって、カップリングの内部断面積が部分 的に絞られ、内部を流れる流体の流速が上昇する。そして、オリフィスの下流側 では、流速が大きくなった流体に引っ張られ減圧雰囲気になる袋状空間部がオリ フィスの出側根元部と出側円筒部との間に形成されている。そこで、入側円筒部 を流れる流体の圧力と袋状空間部の圧力との間に差が生じる。この圧力差を流量 計に取り出して流量を測定することができる。しかも、カップリングが取り付け られる箇所がポンプの出側であるため、測定された流量値はポンプの稼働状況を 正確に把握した値となる。

【実施例】

【００１５】 以下、図３を参照しながら、消防ポンプに適用した実施例によって本考案を具 体的に説明する。なお、本考案は、以下に説明する消防ポンプに限ったものでは なく、液体，気体，各種懸濁液等を圧送する他のポンプに対しても同様に適用さ れることは勿論である。

【００１６】 本実施例の流量計は、消防ポンプの放出口１ｂ（図１）の外周面に刻設された 雄ネジにねじ込まれる雌ネジ１１を内周面に形成したカップリング１０を備えて いる。

【００１７】 雌ネジ１１の奥行側には、放出口１ｂにカップリング１０を完全にねじ込んだ とき水密性が保たれるように、パッキン１２が着座する段部１３が設けられてい る。段部１３から出側方向に一定した内径Ｄをもつ入側円筒部１４が形成されて おり、入側円筒部１４の出側端部からオリフィス１５がカップリング１０の軸心 に向かって突出している。カップリング１０の内部断面は、オリフィス１５によ って入側円筒部１４の内径Ｄよりも小さな内径ｄまで絞り込まれる。オリフィス １５よりも出側は、入側円筒部１４と同じ内径Ｄをもつ出側円筒部１６になって いる。

【００１８】 カップリング１０の外周には、放出口１ｂに対するねじ込みを容易にするため の複数の締付け用突起１７が一体的に形成されている。また、出側円筒部１６の 出側端部内面には、ホース接続具３０を接続するための雌ネジ１８が刻設されて いる。

【００１９】 カップリング１０に組み込まれた流量検出機構２０は、オリフィス１５側の入 側円筒部１４の端部でカップリング１０の内部に開口した第１検出部２１、及び 湾曲したオリフィス１５の出側側面と出側円筒部１６の内周面との間に形成され た袋状空間部１９に開口した第２検出部２２を備えている。第１検出部２１及び 第２検出部２２は、それぞれ圧力伝達路２３，２４を介して流量計２５に接続さ れている。なお、オリフィス１５は、図示したような湾曲面をもつものの他に、 オリフィス１５の出側根元部と出側円筒部１６との間に高圧水が滞留する袋状空 間部１９が形成される限り、種々の形状に設計することができる。また流量計２ ５には、図２で説明したような差圧をダイヤフラムの変位として検出する差圧流 量計が使用される。

【００２０】 また、図４に示すように流量計２５をカップリング１０に直接取り付けると、 水平方向に回転する放水バルブ１ｃの移動に対して圧力伝達路２３，２５が障害 になることがない。そのため、消防ポンプの取扱いが容易になる。

【００２１】 ホース接続具３０は、カップリング１０の雌ネジ１８に螺合する雄ネジ３１を 入側端部の外周面に刻設している。また、出側端部には、大きな外径をもった大 径部３２が形成されている。そして、雌ネジ３１と大径部３２との間の小径部３ ３に、ホース外し金具３４が矢印方向にスライド可能に嵌装されている。

【００２２】 ホース外し金具３４は、ホース接続具３０の半径方向に突出する操作部３５と 、小径部３３の外周面に接触する円筒部３６をもっている。また、円筒部３６の 出側端部には、出側に向かって外径が小さくなるテーパ部３７が形成されている 。ホース外し金具３４の入側への移動は、カップリング１０の出側端面で規制さ れる。また、出側への移動は、小径部３３と大径部３２との間の段部３８にテー パ部３７が当接することにより規制される。

【００２３】 ホース接続具３０に装着されるホース４０は、大径部３２を乗り越えて段部３ ８に係止される係止突起４１を端部に備えている。係止突起４１は、ホース本体 ４２の端部に固着したリング状の接続金具４３の凹部４４に出没自在に嵌め込ま れている。凹部４４の底面と係止突起４１との間には、係止突起４１を半径方向 内向きに付勢するスプリング４５が挿入されている。また、係止突起４１よりも 出側で接続金具４３の内周面に、Ｏリング４６が設けられている。

【００２４】 ホース４０は、外周面に設けたクランプ４７に指を掛け、ホース接続金具３０ の大径部３２に差し込まれる。このとき、係止突起４１は、大径部３２の外周面 により凹部４４に押し込まれた状態になる。差込みが進行して係止突起４１が段 部３８を乗り越えると、係止突起４１は、スプリング４５の弾撥力で凹部４４か ら押し出され、点線で示すように小径部３３の外周面に接触する。これにより、 係止突起４１が段部３８で係合され、ホース４０がホース接続具３０から脱落す ることがなくなる。このとき、大径部３２の外周面と接続金具４３の内周面とは 、Ｏリング４６によって水密状態に接触する。

【００２５】 ホース接続金具３０からホース４０を取り外す場合、ホース外し金具３４を矢 印方向にスライドさせる。スライドしたホース外し金具３４は、テーパ部３７で 係止突起４１を持ち上げる。すなわち、テーパ部３７による押圧で、スプリング ４５の弾撥力に抗して係止突起４１を凹部４４に押し込める。その結果、係止突 起４１と段部３８との係合状態が解除され、図３の左方向にホース４０を引っ張 ることによって、ホース接続金具３０からホース４０が分離される。このような 係止突起４５及びホース外し金具３４によって、ホース接続具３０に対するホー ス４０の脱着が簡単且つ迅速に行われる。

【００２６】 カップリング１０及びホース接続金具３０を介して接続されたポンプ本体側の 放出口からホースに高圧水が流れるとき、カップリング１０の円筒状内部空間を 流れる高圧水は、オリフィス１５で流路断面積が絞られるにしたがって流速を増 し、ホース接続金具３０を経てホース４０に送り込まれる。

【００２７】 第１検出部２１が開口した部分でのカップリング１０の内部断面積はπＤ²/４ であり、オリフィス１５の先端部の内部断面積はπｄ²/４である。したがって、 放出口からホース４０にかけ各部一定した流量ｋで高圧水が流れると仮定すると 、第１検出部２１の開口部分における高圧水の流速は４ｋ／πＤ² 、オリフィス １５を通過時点で高圧水の流速は４ｋ／πｄ² となる。そして、オリフィス１５ を通過した後では、内部断面積がπＤ²/４の出側出側円筒部１６を通るため、高 圧水の流速は４ｋ／πＤ² となる。

【００２８】 この流速差（４ｋ／πｄ² −４ｋ／πＤ²)によって、袋状空間部１９に滞留ぎ みに存在している高圧水が引っ張られ、袋状空間部１９が減圧状態になる。その 結果、第１検出部２１で検出された流体圧Ｐ₁ と第２検出部２２で検出された流 体圧Ｐ₂ との間に圧力差ΔＰ (＝Ｐ₁ −Ｐ₂)が生じる。それぞれの流体圧Ｐ₁ 及 びＰ₂ は、圧力伝達路２３，２４を介して流量計２５に送られ、図２の場合と同 様に圧力差ΔＰが流量計２５でダイヤフラムの変位に変換される。この変位に基 づいて、圧力差ΔＰに応じた高圧水の流量がメータ表示される。

【００２９】 このように、消防ポンプの放出口とホース接続金具３０との間にカップリング １０を介在させるだけで、消防ポンプから放水ホース４０に送り出される高圧水 の流量を測定することができる。しかも、消防ポンプ本体側に何らの設計変更を 加える必要もない。

【００３０】

【考案の効果】

以上に説明したように、本考案のカップリングは、従来の消防ポンプ等の流体 圧送ポンプの放出口に取り付けられ、流量測定用等に使用される差圧を取り出す ことができる。そのため、既存のポンプに何ら設計変更を伴うことなく、またカ ップリングが取り付けられる箇所がポンプの出側であるため、ポンプの稼働状況 を正確に把握することができ、一定した流量での流体の送給や状況に応じた流量 変更等に使用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の可搬式消防ポンプを示す。

【図２】 従来の差圧を利用した流量計を示す。

【図３】 本考案実施例のカップリングを介在させた消
防ポンプの放出口近傍を示す。

【図４】 本考案実施例のカップリングを装着した可搬
式消防ポンプを示す。

【符号の説明】

１０ カップリング １４ 入側円筒部 １５ オ
リフィス １６ 出側円筒部 １９ 袋状空間部 ２０ 流
量検出機構 ２１ 第１検出部 ２２ 第２検出部 ２３，２
４ 圧力伝達路 ２５ 流量計

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体圧送ポンプの放出口に嵌め込まれる
   入側端部と、放出側に接続される出側端部と、入側近傍
   から同一の内径で軸方向に延びた入側円筒部と、該円筒
   部の出側端部から中心方向に突出したオリフィスと、該
   オリフィスの出側根元から出側近傍まで延びた出側円筒
   部と、前記入側円筒部と前記オリフィスの入側根元との
   間で内部空間に開口した第１検出部と、前記オリフィス
   の出側根元と前記出側円筒部との間に形成された袋状空
   間部に開口した第２検出部と、前記第１検出部及び前記
   第２検出部で測定される流体圧を流量計に導く圧力伝達
   路とを備えており、両者の差圧が流量検出に使用される
   ことを特徴とする差圧検出機能を備えたカップリング。