JPS6238560B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンと、このエンジンで駆動さ
れる揚水ポンプと、該エンジンでクラツチ機構を
介して駆動され、揚水ポンプの真空度を高め揚水
ポンプを吸・放水可能な状態とする真空ポンプと
が備えられた例えば消防用ポンプ、農業用散水ポ
ンプ等のエンジンポンプにおける真空ポンプ制御
装置に係り、エンジンポンプの性能にとつて必要
不可欠な揚水ポンプの充分な真空度を得ることを
目的としている。

エンジンポンプの操作にとつて真空ポンプの作
動から吸・放水に至るシーケンスは最も敏速な操
作と誤りない手順を要する部分であり、従来、此
の種のエンジンポンプにおける真空ポンプの作動
は、上記クラツチ機構の手動による断続操作でコ
ントロールしており、揚水ポンプに水が満され
て、揚水ポンプが吸・放水可能な状態と成るタイ
ミングを注意深く常に監視する必要があつた。こ
の監視を怠ると、クラツチ機構を揚水ポンプの真
空度が充分に得られないうちに断ち、真空ポンプ
の作動を停止してしまうことで、揚水ポンプの
吸・放水の可能な状態にならず、再びクラツチ機
構を接続操作して、再度呼水作業を行わなければ
ならないとか、クラツチ機構の切断操作が遅れ
て、真空ポンプに揚水ポンプを経て不純物が混在
した揚水の一部が流入し、真空ポンプのケーシン
グとベーンとを早期に摩耗・破損させたり、又真
空ポンプのケーシング・ベーン間に供給され潤滑
するオイルに揚水が混入して排油・排水され、現
場を汚損する問題があつた。しかも、揚水ポンプ
の真空度の高まり方は、エンジンポンプの設置条
件、例えば揚水ポンプと水源（水槽）との距離等
により、時間的に相当変化があり、真空ポンプの
操作を一層困難なものとしていた。そして、エン
ジンのチヨークが閉じ、スロツトルが開いている
起動設定状態での回転が不安定なストツプし易い
状況下でも真空ポンプを作動させられるので、エ
ンジンの起動を失敗する懸念があり、又、エンジ
ンが起動し、チヨーク・スロツトル共に開いた高
速回転状態で真空ポンプを作動させられ、高速回
転によつて、真空ポンプのケーシング・ベーンを
焼付かせたり、摩耗が著しかつたり、時として、
破損さすことがあつた。このようにエンジンポン
プの運転、特に真空ポンプの作動は長い経験と勘
に頼る操作であつた。

本発明は、真空ポンプを例えばその操作に不馴
れな者が操作しても容易に作動させ得るように、
又その作動の監視を怠つたとしても確実良好に作
動が成されるように、真空ポンプの作動を自動制
御して、上記問題点を解決するもので、此の問題
点解決の為、エンジンのチヨーク並びにスロツト
ルと、上記真空ポンプのクラツチ機構とは、電磁
弁、制御ソレノイド等の電気的手段により構成さ
れ、且つ少なくともチヨーク並びにスロツトル両
駆動回路、真空ポンプ駆動回路を有する制御シス
テム部に接続されると共に、上記真空ポンプ駆動
回路は、チヨークが開き、スロツトルが閉じてエ
ンジンがアイドリング状態であるとき真空ポンプ
が作動するように、チヨーク並びにスロツトル両
駆動回路によるチヨーク並びにスロツトルの動作
に関連させて真空ポンプの作動をクラツチ機構の
動作により制御し、且つその作動時間を任意に調
整可能に構成され、上記真空ポンプの作動をエン
ジンのアイドリング状態下で設定された作動時間
に応じて制御するようにしたものである。

本発明を説明するに当り、ここではエンジンポ
ンプで将来最も多く採用されると思われる消防用
エンジンポンプの真空ポンプ制御装置について説
明する。

すなわち、消防用エンジンポンプは火災時の煙
や熱を検知してエンジンポンプ装置を自動的に始
動し、放水用の水も自動的に吸水を行えるように
構成する必要がある。

第１図に消防用ポンプとその制御システム部及
びエンジン部を示す。すなわち、第１図において
Ａは表示ランプ部を備えた電源（バツテリー）
部、Ｂは各制御信号入力部、Ｃはエンジンポンプ
部の各制御ソレノイド並びにフライホイルマグネ
ト及びスタータ、Ｄは制御システム部である。ま
た、１は電源部Ａに接続されている端子、F₁は
制御システム部Ｄを保護するヒューズ、SW₁はバ
ツテリー電圧を制御する制御スイツチ、VBはバ
ツテリー、R₁は待機表示用ランプ、２は始動指
示表示用ランプR₂に接続された端子、３は運転
表示用ランプR₃に接続された端子、４は停止表
示用ランプR₄に接続された端子、５は制御シス
テム部Ｄ内で5Vに定電圧された電源端子、６は
始動指示表示用ランプR₂をセツトさせるための
セツト用押しボタンPB₃に接続されたエンジン停
止から始動になる場合にセツト信号を入れるセツ
ト入力供給端子、７は停止入力信号を受ける端
子、８は自動、手動始動の切換信号を受ける端
子、９は手動時の始動信号を受ける端子、１０は
制御システム部Ｄ内の回路を始動状態にリセツト
するためのリセツト用押しボタンPB₄に接続され
たリセツト入力供給端子、１１はエンジンの燃料
コツク用電磁弁S₁を動作させるための出力端子、
１２はエンジン始動を調整するためのチヨーク用
電磁弁S₂の調整用出力端子、１３はエンジンの運
転状態を設定させるためのスロツトル用電磁弁S₃
に接続されている端子、１４は寒冷地などにおけ
るところでのエンジン始動を容易にするためにテ
イクラー（燃料点滴調整弁）用電磁弁S₄に接続さ
れていて、ある一定温度以下でテイクラー作動信
号を発する端子である。１５は真空ポンプを作動
させるためのクラツチ用ソレノイドS₅に接続され
た端子で、この端子１５は揚水ポンプが吸水可能
な状態になるまで、すなわち水槽から揚水ポンプ
までの揚程条件により真空ポンプの作動時間を変
えてクラツチ用ソレノイドS₅を作動させる信号を
送る。１６はマイナス電源に接続されている端
子、１７はエンジンフライホイルマグネトS₆に接
続されている端子であり、このフライホイルマグ
ネトS₆はエンジンの回転数に応じた発電電圧信号
を制御システム部Ｄの回転検出回路に発信する。
１８は放水完了後にポンプ機体の水を抜くための
排水コツク用電磁弁S₇に接続されている端子、１
９はエンジンのフライホイルマグネトS₈にノイズ
フイルターＮ・Ｆを介して接続されている端子で
あり、制御システム部Ｄよりの信号を受けてフラ
イホイルマグネトS₈の電圧を短絡して発生電圧を
０にし、これによつて点火プラグの点火を止めさ
せてエンジン停止をさせる。２０はスタータS₉と
接続されている端子であり、このスタータ起動時
の出力信号を出す。２１は制御システム部Ｄ内の
リレー駆動用電源供給のための端子、２２は前述
したテイクラーを駆動させるための条件信号を入
力する端子で、エンジン機体にサーミスタTHを
取付けておいて温度により信号を検出し、この信
号を制御システム部Ｄへ送り込む。２３は火災検
知機Ｆ・Ｄと接続された端子で、煙や熱の検出に
よりエンジンポンプを始動させるための信号を送
る。また、SW₂は自動、手動切換スイツチ、PB₁
は停止ボタン、PB₂は始動ボタン、F₂〜F₈は保護
ヒユーズである。

この第１図において火災検知がされていない状
態で、自動、手動切換スイツチSW₂が自動に切換
つている場合には、制御システム部Ｄは待機状態
である。今、火災が発生して火災検知機Ｆ・Ｄが
異常を検出した場合に、その信号が入力端子２３
より制御システム部Ｄに入力され、さらに出力端
子１１，１２，１８よりエンジンポンプの各制御
ソレノイドに信号が発せられ、燃料コツクが開
き、チヨークが閉じ、排水コツクが閉じる。その
後、寒冷地であればテイクラーが動作する。テイ
クラーの動作が完了するとスタータS₉が駆動して
エンジンが駆動される。そして、エンジンが駆動
されるとフライホイルマグネトS₆が駆動されて該
フライホイルマグネトS₆より所定の出力が現われ
る。その結果チヨークが開きスロツトルが閉じて
アイドリング状態とし、それから数秒後に真空ポ
ンプを駆動させて揚水ポンプが吸水可能な状態に
なつた時点から数秒後にスロツトルを全開にして
放水状態とする。この状態において、吸水または
放水状態が不可能になつた場合はエンジンの回転
数が異常に上昇し、フライホイルマグネトS₆から
の異常回転出力電圧が発生してこの信号がスロツ
トルを閉じ、数秒後に燃料供給を断ち、さらに点
火プラグの点火が断たれてエンジンは自動停止す
る。通常の停止の場合は停止ボタンPB₁を押すと
スロツトルが閉じ、数秒後にフライホイルマグネ
トS₈の電圧が短絡されて点火プラグも失火し、燃
料供給が断たれエンジンは自動停止する。

このように第１図に示す消防用エンジンポンプ
の自動制御装置で、火災を検知したり手動のボタ
ン操作において自動的にエンジンを始動し、放水
がなされるものである。また、エンジンやポンプ
に異常があつた時には、これを自動的に検出して
エンジンを自動的に停止させるものである。

つぎに、本発明の具体的実施例について第２図
とともに説明する。すなわち、この第２図は第１
図に示した制御システム部Ｄの電気的な接続状態
を示すものであり、１０１は始動回路、１０２は
燃料コツク駆動回路、１０３はテイクラー駆動回
路、１０４はスタータ駆動回路、１０５はカウン
タ回路、１０６は排水コツク駆動回路、１０７は
チヨーク駆動回路、１０８はスロツトル駆動回
路、１０９は真空ポンプ駆動回路、１１０はリセ
ツト回路、１１１は吸・放水不能検出回路、１１
２は低速検出回路、１１３は停止回路、１１４は
電源回路、１１５はエンジン部、１１６は手動の
場合の始動スイツチからの信号、１１７は火災の
場合の火災検知機からの信号、１１８は自動、手
動切換スイツチからの信号、１１９は始動回路１
０１からの燃料コツク開の信号、１２０は始動回
路１０１からの排水コツク閉の信号、１２１はカ
ウンタ回路１０５からの一定回数による燃料コツ
ク閉の信号、１２２はテイクラー駆動回路１０３
を作動させる信号、１２３はスタータ駆動回路１
０４の作動のための信号、１２４はエンジン機体
温度を検出するサーミスタからの信号、１２５は
スタータの繰り返し信号、１２６はスタータの繰
り返し（反復）により一定回数で不起動の場合の
停止回路１１３への入力信号、１２７はスロツト
ル閉になつてから数秒後に真空ポンプ駆動回路１
０９を作動させる信号、１２８は排水コツク閉の
後にテイクラー駆動回路１０３を作動させる信
号、１２９はチヨーク閉の後にテイクラー駆動回
路１０３を作動させる信号、１３０は始動前の電
源投入時のリセツト信号、１３１は始動時のチヨ
ーク閉の信号、１３２はカウンタ回路１０５のリ
セツト信号、１３３は真空ポンプが作動して揚水
ポンプが吸水できる状態となつた後のスロツトル
開信号、１３４はカウンタ回路１０５からの一定
回数によるチヨーク開の信号、１３５はエンジン
部１１５のフライホイルマグネト（第１図のS₆）
からの発電電圧信号、１３６はエンジン部１１５
のフライホイルマグネトからの発電電圧信号、１
３７は低速検出時のスロツトル閉の信号、１３８
は低速検出時のスタータ断の信号、１３９は停止
時のリセツト回路１１０への入力信号、１４０は
停止時のスロツトル閉の信号、１４１は停止時の
排水コツク開の信号、１４２は停止回路１１３か
らの停止時の燃料コツク閉の信号、１４３はエン
ジン停止のための停止ボタンからの信号、１４４
は電源回路１１４から各回路に供給する電圧、１
４５は吸・放水不能時の停止回路１１３への入力
信号である。以上のような伝送経路を第２図は示
している。

上記構成において、火災からエンジン始動、真
空ポンプ起動、さらに放水、停止に至る動作を説
明する。

まず、火災になると火災検知機からの信号１１
７が始動回路１０１に印加され、該回路１０１で
火災であることを検出すると燃料コツク開の信号
１１９で燃料をエンジン機関に送る。この時排水
コツク駆動回路１０６も信号１２０で動作し排水
コツクを閉じ、チヨークは信号１３１で閉じられ
る。そして、燃料コツク開、排水コツク閉、チヨ
ーク閉の信号１２２，１２８，１２９を受けてテ
イクラー駆動回路１０３を動作させる。このテイ
クラーは寒冷地におけるエンジンの始動を容易に
するために、燃料をさらに多く流すことを目的と
している。ここで、テイクラー駆動回路１０３は
温度検出信号１２４を受けているが、これはある
一定温度以上ではテイクラーの動作が必要ないた
めである。そして、テイクラー動作完了後は信号
１２３を介してスタータを動作させるためにスタ
ータ駆動回路１０４を動作させる。スタータは一
定時間ON、一定時間OFFを繰り返す（これはエ
ンジンが始動しない場合）が、ある回数を繰り返
してもエンジンが起動しない場合はカウンタ回路
にてカウントし停止回路１１３に信号１２６を送
り始動動作を停止させる。さらに、このスタータ
のON、OFF繰り返し中にエンジンへの燃料吸込
み過ぎが起り始動困難になるため、途中でカウン
タ回路１０５の出力信号１２１により燃料コツク
を閉じて燃料を遮断し、チヨークも開いてエンジ
ン始動を容易にしている。つぎに、エンジンが駆
動し始めるとエンジン部１１５のフライホイルマ
グネトからの発電電圧が上昇し、信号１３５を受
けて低速検出回路１１２が動作する。この低速検
出回路１１２からの信号１３７は直ぐにスロツト
ルを閉にさせ同時にチヨークを開とする。これと
同時にスタータを停止させる。チヨークを開とす
ることによりエンジンの回転数が序々に上昇し、
約3000回転で安定する。そして、この数秒後に真
空ポンプ駆動回路１０９を動作させる。この時、
真空ポンプの負荷が加わるのでエンジン部の回転
は少し落ちる。これまでの動作は真空ポンプを作
動させて揚水ポンプ内の真空度を高め、揚水ポン
プが水槽の水を吸水可能な状態にするためであ
り、この真空ポンプの動作時間は環境に応じてあ
らかじめ任意に設定できる回路にて調整してお
く。真空ポンプの動作が完了すると信号１３３で
スロツトルを数秒後に開にするように働き、この
状態でエンジンは全開運転となり放水を始める。
これが始動から放水までの一連の動作順序であ
る。この状態において例えば吸水、放水不能状態
になると、揚水ポンプに水がなくなり高速回転と
なるため揚水ポンプを駆動するエンジン部１１５
のフライホイルマグネト（第１図のS₆）からの信
号１３６を受けて吸・放水不能検出回路１１１で
異常検出をし、信号１４５で停止回路１１３を動
作させる。通常運転で消火作業が完了した場合に
停止させようとする場合は、停止ボタンを押して
信号１４３を停止回路１１３に入れるとエンジン
が停止し、システム全体が待機状態となる。

第３図は第２図における各回路及び信号の動作
順序と、各時点におけるフライホイルマグネト
（第１図のS₆）の回転数及び発電電圧の変化を示し
たものである。図において、実線は正常状態での
動作曲線、点線は放水時の吸、放水不能状態にお
ける停止曲線を示している。

以上のように本発明は構成されているものであ
り、特に、揚水ポンプを駆動するエンジンによ
り、クラツチ機構を介して駆動され、揚水ポンプ
の真空度を高めて揚水ポンプを吸、放水可能な状
態とする真空ポンプが備えられ、この真空ポンプ
のクラツチ機構は、制御ソレノイド等の電気的手
段により構成されて少くとも真空ポンプ駆動回路
を有する制御システム部に接続されると共に、制
御システム部の真空ポンプ駆動回路は、真空ポン
プの作動を該クラツチ機構の動作により制御し、
真空ポンプ駆動回路に設定された作動時間に応じ
て真空ポンプの作動を制御するように構成したの
で、真空ポンプの作動は、その作動により揚水ポ
ンプに水が満されて揚水ポンプが吸、放水可能な
状態と成つた処で、自動的に、クラツチ機構が動
作して、作動停止し、真空ポンプの作動を注意深
く監視する必要はなく、誰でも、例えばその操作
に不馴れなものでも、真空ポンプを容易に作動し
得て、従つて、揚水ポンプに吸水が呼び込まれる
以前に、真空ポンプのクラツチ機構が切断してし
まい、揚水ポンプの吸、放水ができずに、再度呼
水動作を繰り返すようなことがなくなると共に、
クラツチ機構の切断が遅れて、真空ポンプに揚水
ポンプを経て不純物が混在する揚水の一部が多量
に流入することもなく、真空ポンプは長期に亘つ
て初期性能を維持し得て、又真空ポンプの潤滑オ
イルに多量の水が混入した排油水で現場を広範囲
に汚損することもない。そして、真空ポンプの作
動時間をエンジンポンプ設置時あるいは操作時に
任意に時間設定できるようにしたことにより、エ
ンジンポンプの使用に際して不可欠な吸水動作を
水槽から揚水ポンプまでの揚程等の使用状況にか
かわらず、成就し得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明するための消防用ポンプ
の制御システム部とエンジン部との接続関係を示
す概念図、第２図は本発明方式を採用したエンジ
ンポンプの自動制御装置のブロツク図、第３図は
第２図の装置の動作順序を示すタイムチヤートで
ある。 S₁〜S₄，S₆，S₇……電磁弁、S₅……ソレノイ
ド。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジンと、このエンジンで駆動される揚水
   ポンプと、上記エンジンでクラツチ機構を介して
   駆動され、上記揚水ポンプの真空度を高めて上記
   揚水ポンプを吸・放水可能な状態とする真空ポン
   プとが備えられたエンジンポンプにおいて、上記
   エンジンのチヨーク並びにスロツトルと、上記真
   空ポンプのクラツチ機構とは、電磁弁、制御ソレ
   ノイド等の電気的手段により構成され、且つ少な
   くともチヨーク並びにスロツトル両駆動回路、真
   空ポンプ駆動回路を有する制御システム部に接続
   されると共に、上記真空ポンプ駆動回路は、上記
   チヨークが開き、上記スロツトルが閉じて上記エ
   ンジンがアイドリング状態であるとき上記真空ポ
   ンプが作動するように、上記チヨーク並びにスロ
   ツトル両駆動回路による上記チヨーク並びに上記
   スロツトルの動作に関連させて上記真空ポンプの
   作動を上記クラツチ機構の動作により制御し、且
   つその作動時間を任意に調整可能に構成され、上
   記真空ポンプの作動を上記エンジンのアイドリン
   グ状態下で設定された作動時間に応じて制御する
   ように構成したことを特徴とするエンジンポンプ
   における真空ポンプ制御装置。