(57)【要約】    【課題】消火剤と水とを所要の混合割合で常に正確且つ効率良く混合することができ消防自動車の提供。    【解決手段】この消防自動車は、消火液の主体となる水を供給する水ポンプ５４と、消火剤を上記水に混合させる消火剤ポンプ５６とを備える。消火剤は、予め消火剤タンク４０に貯留されている。消火剤ポンプ５６は、ダイヤフラムポンプであり、油圧ポンプ６３により駆動される。油圧ポンプ６３の回転数は、流量調整弁７２によって調整される。流量調整弁７２は、制御装置５３によって制御される。制御装置５３は、消火液の流量及び油圧ポンプ６３の回転数に基づいて、消火剤が所定の割合で水と混合されるように流量調整弁７２を制御する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンが搭載されたシャシーと、
シャシーに搭載され、エンジンにより駆動されることによって吸水口から供給された水を吐出口から吐出する消防ポンプと、
消火剤が貯留される消火剤タンクと、
消火剤を消火剤タンクから消防ポンプに供給する消火剤ポンプと、
消火剤ポンプを駆動する油圧アクチュエータと、
油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、
油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間に配設され、油圧アクチュエータへ送給する圧油の流量を調整する油圧調整弁とを備えた消防自動車。
【請求項２】
上記油圧アクチュエータは、油圧モータである請求項１に記載の消防自動車。
【請求項３】
上記消火剤ポンプは、ダイヤフラムポンプである請求項１又は２に記載の消防自動車。
【請求項４】
上記水及び消火剤が混合された消火液の流量を検知する消火液流量センサと、
上記消火剤の流量を検知する消火剤流量センサと、
上記消火液流量センサによって検知された消火液流量及び上記消火剤流量センサによって検知された消火剤流量に基づいて、消火剤が所定の割合で水と混合されるように上記油圧調整弁を制御する制御装置とがさらに備えられている請求項１から３のいずれかに記載の消防自動車。
【請求項５】
上記水の流量を検知する水流量センサと、
上記水及び消火剤が混合された消火液の流量を検知する消火液流量センサと、
上記水流量センサによって検知された水流量及び上記消火液流量センサによって検知された消火液流量に基づいて、消火剤が所定の割合で水と混合されるように上記油圧調整弁を制御する制御装置とがさらに備えられている請求項１から３のいずれかに記載の消防自動車。
【請求項６】
上記水の流量を検知する水流量センサと、
上記消火剤の流量を検知する消火剤流量センサと、
上記水流量センサによって検知された水流量及び上記消火剤流量センサによって検知された消火剤流量に基づいて、消火剤が所定の割合で水と混合されるように上記油圧調整弁を制御する制御装置とがさらに備えられている請求項１から３のいずれかに記載の消防自動車。
【請求項７】
上記水及び消火剤が混合された消火液の流量を検知する消火液流量センサと、
上記油圧モータの回転数を検知する回転数センサと、
上記消火液流量センサによって検知された消火液流量及び上記回転数センサによって検知された油圧モータの回転数に基づいて、消火剤が所定の割合で混合されるように上記油圧調整弁を制御する制御装置とがさらに備えられている請求項３に記載の消防自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消防自動車、特に水と消火剤とが混合された消火液を放出することができる特殊消防自動車の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばコンビナート等に設置される消防自動車は、火災時の特殊性に鑑みて特殊な消火液を放出することができるようになっている（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。図９は、コンビナート等で使用される従来の消防自動車の艤装図であり、この消防自動車の外観が示されている。この消防自動車１は、シャシー２を備えており、このシャシー２にボディ３及び放水塔４等が架装されている。ボディ３は、鋼板からなり、ポンプ室５が設けられている。このポンプ室５に消防ポンプ及び消火剤ポンプ等が収容されている。ポンプ室５の後方に消火剤タンク６が配置されており、この消火剤タンク６に所定の消火剤が積載されている。シャシー２はエンジンを搭載している。このエンジンにより上記消防ポンプが駆動され、放水塔４から放水される。上記消火剤は、上記消火剤ポンプによって上記消防ポンプが吐出する水に供給され、当該水と消火剤とが混合されるようになっている。この消防自動車１が火災現場に到着すると、放水塔４が展開され、上記消火剤を含む消火液が放水塔４の先端部に設けられたノズル７から放出される。
【０００３】
図１０は、この消防自動車１の配管系統の要部を示す図である。同図が示すように、消火液の主体である水２０は、図示されていない消防ポンプによって混合部８に供給される。一方、消火剤９は、予め消火剤タンク１０に貯留されており、消火剤ポンプ１１によって供給管１２を経て混合部８に供給される。水２０と消火剤９とは、この混合部８において混合され、消火液が生成される。上記供給管１２は、消火剤流量計１３、消火剤吐出バルブ１４及び消火剤流量調整バルブ１５が設けられている。消火剤流量計１３は、消火剤ポンプ１１から送給される消火剤の流量を計測し、当該流量信号を制御装置１６に送信する。制御装置１６は、上記消火剤吐出バルブ１４及び消火剤流量調整バルブ１５を制御し、これにより、所定の混合比率で水２０と消火剤９とが混合される。消火剤９が混合された消火液は、吐出配管１７を経て放出される。なお、この吐出配管１７は、消火液流量計１８が設けられており、吐出される消火液の流量が常時監視されている。なお、消火剤ポンプ１１は、オイル供給装置１９を備えている。このオイル供給装置１９は、消火剤ポンプ１１の始動時に消火剤ポンプ１１内にオイルを供給する。
【０００４】
図１１は、この消防自動車のポンプ室５の内部の構造を示す側面図であり、図１２は、当該ポンプ室５の平面図である。これらの図が示すように、シャシー２のフレーム２１に消防ポンプ２２及び消火剤ポンプ１１が設けられている。また、消防ポンプ２２に水を導くための真空ポンプ２３及び消火剤ポンプ１１を駆動するための駆動装置２４が設けられている。この駆動装置２４は、図示されていないＰＴＯ（Power Take Off Device）と、ベルト・プーリ機構２５と、連接ロッド２６とを備えている。ＰＴＯは、エンジンから動力を取出す装置であり、この取り出された動力は、クラッチ機構２５、ベルト・プーリ機構２６及び連接ロッド２７を介して消火剤ポンプ１１に伝達される。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１３７７０９号公報
【特許文献２】特開平７−１５５３９４号公報
【特許文献３】特開平８−４７５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、消火剤９を供給する消火剤ポンプ１１は、一般にギアポンプが採用されている。この消火剤ポンプ１１は、前述のパワートレーンを介して一定の回転速度で回転される。すなわち、図１０が示すように、消火剤は、常に一定の流量で消火剤流量調整バルブ１５側に送られ、この消火剤流量調整バルブ１５の開度が制御装置１６により制御されることによって、消火剤の混合比が調整される。
【０００７】
したがって、消火剤ポンプ１１から吐出される消火剤は、上記消火剤流量調整バルブ１５によって常に絞られた状態で混合部８に送られ、その余の消火剤は、図示されていないリリーフバルブを介して消火剤ポンプ１１の上流側（給液側）に戻されている。このため、消火剤ポンプ１１による消火剤の供給効率が低いうえに、消火剤９と水とを所要の割合で正確に混合させることが困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、消火剤と水とを所要の混合割合で常に正確且つ効率良く混合することができ消防自動車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
(1) 上記目的が達成されるため、本発明に係る消防自動車は、エンジンが搭載されたシャシーと、シャシーに搭載され、エンジンにより駆動されることによって吸水口から供給された水を吐出口から吐出する消防ポンプと、消火剤が貯留された消火剤タンクと、消火剤を消火剤タンクから消防ポンプに供給する消火剤ポンプと、消火剤ポンプを駆動する油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータに圧油を供給する油圧ポンプと、油圧ポンプと油圧アクチュエータとの間に配設され、油圧アクチュエータへ送給する圧油の流量を調整する油圧調整弁とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
この消防自動車では、エンジンが消防ポンプを駆動することにより、当該消防ポンプは、所定の圧力及び流量の水を放出する。さらに、油圧アクチュエータが作動することによって消火剤ポンプが駆動され、これにより、予め消火剤タンクに貯留されている消火剤が上記水に供給される。その結果、水と消火剤とが混合され、当該消防自動車は、消火剤が混合された消火液を放出することができる。この場合、消火剤ポンプが油圧アクチュエータによって駆動され、この油圧アクチュエータは、油圧ポンプによって駆動される。油圧ポンプと油圧アクチュエータとは、設計自由度がきわめて高い油圧配管により接続されるから、消火剤ポンプを駆動するためのパワートレーンがきわめて簡単な構造となる。
【００１１】
具体的には、従来においては、シャシーに搭載されたエンジンの出力がＰＴＯ、クラッチ等の大型の動力伝達装置を介して消火剤ポンプに伝達されるという複雑なパワートレーンが採用されていたが、本発明では、シャシー内の狭く複雑な空間にも容易に配置することが可能な油圧配管によりパワートレーンが構成されるので、このパワートレーンが簡単且つコンパクトなものとなる。しかも、油圧アクチュエータにより消火剤ポンプが駆動されるから、消火剤ポンプの出力（水と混合される消火剤の流量）が簡単に調整され得るという利点もある。
【００１２】
(2) 上記油圧アクチュエータは、油圧モータであるのが好ましい。これにより、油圧アクチュエータがコスト安価に構成され得るという利点がある。しかも、油圧モータが採用されることによって、消火剤ポンプの出力の調整がより簡単なものとなる。なぜなら、油圧モータの回転数が制御されることにより、消火剤ポンプの出力が調整され得るからである。
【００１３】
(3) 上記消火剤ポンプは、ダイヤフラムポンプであるのが好ましい。ダイヤフラムポンプは定容量ポンプであり、しかも、回転数に比例して容量が正確に定まる。したがって、このダイヤフラムポンプの回転数が調整されることにより、消火剤の流量が正確に制御され、水と消火剤とが所要の混合割合で正確且つ簡単に混合される。特に、このダイヤフラムポンプが上記油圧モータによって駆動される場合には、当該ダイヤフラムポンプの回転数が、きわめて正確に制御され、その結果、ダイヤフラムポンプの出力もきわめて正確に制御され得るという利点がある。
【００１４】
さらに、このダイヤフラムポンプが採用されることにより、消火剤の供給時にポンプ始動オイルが不要になるという利点がある。
【００１５】
具体的には、消火剤ポンプとして従来のようなギアポンプが採用された場合には、ギアポンプは、消火剤の供給時に、その内部をポンプ始動オイル（典型的には、グリセリン）で充填される必要があるが、本発明では、このようなポンプ始動オイルが不要である。ところで、上記ポンプ始動オイルは、消火剤が供給された後にギアポンプ外へ排出されなければならない。ところが、ポンプ始動オイルがそのまま排出されると、現場が汚染される可能性がある。また、グリセリンのような引火性の低いオイルであっても、これが火災現場に廃棄されることは好ましくない。環境にやさしいオイルの使用も考えられるが、現場の汚染は、できる限り避けられるべきである。加えて、消火剤ポンプの始動にオイルが必要であるから、消火作業のコストも高くなる。
【００１６】
しかしながら、本発明では、前述のようにポンプ始動オイルが不要であるから、現場の汚染を防止して環境に優しい消火活動が可能となり、さらに、消火活動のコストが低減されるという利点がある。
【００１７】
(4) 上記水及び消火剤が混合された消火液の流量を検知する消火液流量センサと、上記消火剤の流量を検知する消火剤流量センサと、上記消火液流量センサによって検知された消火液流量及び上記消火剤流量センサによって検知された消火剤流量に基づいて、消火剤が所定の割合で水と混合されるように上記油圧調整弁を制御する制御装置とがさらに備えられているのが好ましい。この場合、消火液流量及び消火剤流量に基づいて油圧調整弁が制御され、消火剤と水とが所定の割合で正確に混合される。したがって、消火剤が所望の割合で混合された消火液が安定して生成され得る。
【００１８】
あるいは、上記水の流量を検知する水流量センサと、上記水及び消火剤が混合された消火液の流量を検知する消火液流量センサと、上記水流量センサによって検知された水流量及び上記消火液流量センサによって検知された消火液流量に基づいて、消火剤が所定の割合で水と混合されるように上記油圧調整弁を制御する制御装置とがさらに備えられていてもよい。この場合、水流量及び消火液流量に基づいて油圧調整弁が制御され、消火剤と水とが所定の割合で正確に混合される。したがって、消火剤が所望の割合で混合された消火液が安定して生成され得る。
【００１９】
あるいは、上記水の流量を検知する水流量センサと、上記消火剤の流量を検知する消火剤流量センサと、上記水流量センサによって検知された水流量及び上記消火剤流量センサによって検知された消火剤流量に基づいて、消火剤が所定の割合で水と混合されるように上記油圧調整弁を制御する制御装置とがさらに備えられていてもよい。この場合、水流量及び消火剤流量に基づいて油圧調整弁が制御され、消火剤と水とが所定の割合で正確に混合される。したがって、消火剤が所望の割合で混合された消火液が安定して生成され得る。
【００２０】
また、上記水及び消火剤が混合された消火液の流量を検知する消火液流量センサと、上記油圧モータの回転数を検知する回転数センサと、上記消火液流量センサによって検知された消火液流量及び上記回転数センサによって検知された油圧モータの回転数に基づいて、消火剤が所定の割合で混合されるように上記油圧調整弁を制御する制御装置とがさらに備えられていてもよい。この場合、上記油圧モータの回転数が制御されることにより、ダイヤフラムポンプの回転数が正確に制御され、その結果、消火剤の流量も正確且つきわめて簡単に制御され得る。したがって、消火剤が所望の割合で混合された消火液が安定して生成され得る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、消火剤ポンプを駆動するためのパワートレーンが簡単且つコンパクトに設計されることから、消火剤ポンプの駆動制御が簡単なものとなる。したがって、消火剤と水とが所要の混合割合で常に正確且つ効率良く混合され、適切な消火作業が可能となる。加えて、消火剤の混合効率が向上することにより、消防自動車のエンジンの負荷が低減され、燃料の無駄な消費が防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００２３】
図１は、本発明の一実施形態に係る高所放水車３０（消防自動車）の艤装図である。
【００２４】
この高所放水車３０は、例えばコンビナート等に配備される特殊消防自動車であって、水と、予め貯留された消火剤とが混合され、両者の混合液としての消火液を放出することができるようになっている。この高所放水車３０は、シャシー３１と、シャシー３１に架装されたボディ３２と、シャシー３１に取り付けられた放水塔支持装置３３、図示されていない水ポンプ（消防ポンプ）及び消火剤ポンプ並びにジャッキ・アウトリガー装置３４と、放水塔支持装置３３に支持された放水塔３５とを備えている。
【００２５】
シャシー３１は、メインフレーム３６と、メインフレーム３６に懸架された車輪３７と、メインフレーム３６の前端部に設けられたキャビン３８と、図示されていないが、メインフレーム３６に支持され、キャビン３７の下方に配置されたエンジンとを備えている。メインフレーム３６は、断面が略Ｃ字状に形成された一対の鋼材を有し、両者は、互いに対向配置されている。なお、メインフレーム３６は、当該メインフレーム３６を構成する鋼材同士を接続する複数のクロスメンバーを備えており、これにより、メインフレーム３６全体の剛性が向上されている。前述のようにエンジンは、このメインフレーム３６に支持されており、当該エンジンに車輪３７を駆動するための動力伝達機構が連結されている。キャビン３２は、この高所放水車３０を走行運転するための運転室を構成している。
【００２６】
ボディ３２は、高所放水車３０の外形を構成している。ボディ３２は、フレーム及び外板からなる。フレームは、例えば鋼又はアルミニウム合金からなり、シャシー３１のメインフレーム３６に固定されている。フレームは、所要の骨組構造を有し、上記外板がこのフレームの外面に取り付けられている。この外板も鋼又はアルミニウム合金からなる。ボディ３２の中央部にポンプ室３９が形成されており、このポンプ室３９の後方に消火剤タンク４０が設けられている。この消火剤タンク４０は、予め消火剤（典型的には、たん白泡消火薬剤、合成界面活性剤泡消火薬剤、水成膜泡消火薬剤）を貯留しておくことができる。このポンプ室３９の内部に上記水ポンプ及び消火剤ポンプが収容されている。これらは、後に詳述される駆動装置によって駆動されるようになっており、これにより、水と消火剤とが混合され、消火液が放水塔３５から放出されるようになっている。なお、ボディ３２の後方にホースカー４１が着脱自在に取り付けられている。
【００２７】
ジャッキ・アウトリガー装置３４は、メインフレーム３６の中央部及び後部に配置されている。このジャッキ・アウトリガー装置３４では、アウトリガーがボディ３２の側方に張り出した状態で、アウトリガーの先端に設けられたジャッキが下方へ伸長する。これにより、シャシー３１がジャッキによって安定的に支持された状態となり、放水塔３５の安全な駆動及び安全な放水作業が可能となる。なお、ジャッキ及びアウトリガーは、典型的には油圧シリンダを含む所定の油圧装置により駆動される。
【００２８】
放水塔支持装置３３は、図示されていないターンテーブルと、このターンテーブルの上面に固定された支持フレーム４２と、起伏シリンダ４３とを備えている。ターンテーブルは、メインフレーム３６に取り付けられている。ターンテーブルは、典型的にはメインフレーム３６側に固定される固定環と、固定環に対して回転可能に設けられた可動部材とを有する。支持フレーム４２は、この可動部材に固定されており、可動部材が固定環に対して回転することにより、支持フレーム４２がシャシー３１に対して回転するようになっている。なお、可動部材は、油圧モータを含む所定の油圧装置によって回転されるようになっている。
【００２９】
同図が示すように、支持フレーム４２は、起伏中心軸４４を介して放水塔３５を支持している。具体的には、起伏中心軸４４が放水塔３５の基端部を貫通し、当該起伏中心軸４４の両端部が支持フレーム４２によって支持されている。本実施形態では、起伏中心軸４４は、放水塔３５が相対的に回転可能な状態で貫通している。したがって、放水塔３５は、起伏中心軸４４を起伏中心として起立又は倒伏することができるようになっている。また、起伏シリンダ４３は、シリンダチューブ及びシリンダロッドを有する伸縮シリンダであって、シリンダチューブの後端が支持フレーム４３の中央部に連結され、シリンダロッドの先端が放水塔３５の所定位置に連結されている。シリンダチューブの後端及びシリンダロッドの先端は、それぞれ、支持フレーム４３及び放水塔３５に対して回転可能に連結されている。したがって、起伏シリンダ４３が伸長することにより、放水塔３５は起立姿勢となり、起伏シリンダ４３が縮端することにより、放水塔３５は倒伏する。本実施形態では、起伏シリンダ４３は、当該起伏シリンダ４３の伸縮を制御する油圧制御弁を含む油圧装置によって駆動され、これにより、放水塔３５が起伏動作するようになっている。
【００３０】
放水塔３５は、断面形状が矩形に形成された複数の筒状部材４６〜４９を備えている。本実施形態では、放水塔３５は、４本の筒状部材４６〜４９を備えており、各筒状部材４６〜４９は、それぞれ、第１番塔４６、第２番塔４７、第３番塔４８及び第４番塔４９と称される。この第４番塔４９の後端部が前述のように上記支持フレーム４２に支持されている。第１番塔４６の外形寸法が最も小さく、第２番塔４７、第３番塔４８、第４番塔４９の順に外形寸法が大きくなっている。このため、第１番塔４６が第２番塔４７の内部に長手方向にスライド可能に挿入されており、第２番塔４７が第３番塔４８の内部に長手方向にスライド可能に挿入されている。第３番塔４８も同様に第４番塔４９の内部に挿入されている。したがって、第１番塔４６〜第３番塔４８がそれぞれ隣り合う第２番塔４７〜第４番塔４９に対してスライドすることにより、放水塔３５は、全体として長手方向に伸縮することができる。なお、放水塔３５の伸縮動作は、典型的には伸縮シリンダを含む所定の油圧装置によってなされる。
【００３１】
放水塔３５は、送水管５０を備えている。この送水管５０は、同図が示すように第４番塔４９〜第１番塔４６に設けられており、放水塔３５の伸縮に追従して長手方向に伸縮することができるようになっている。上記支持フレーム４２にも送水管５１が取り付けられている。この送水管５１は、支持フレーム４２及びボディ３２の内部を通って上記ポンプ室３９に連通されており、当該ポンプ室３９内に配置された上記水ポンプに接続されている。送水管５１は上記送水管５０と連結されており、上記水ポンプから吐出された水は、送水管５１、５０を通って放水塔３５の先端まで案内される。また、放水塔３５の先端（第１番塔４６の先端）に放水モニター５２が設けられている。この放水モニター５２の放水口に図示されていないノズルが取り付けられるようになっている。放水モニター５２は、放水口の向きをさまざまに変化させることができるようになっており、したがって、実際の消火活動時において、上記ノズルは所望の方向に向けられる。
【００３２】
なお、上記支持フレーム４２に操作部４５が設けられている。この操作部４５は、上記ターンテーブルの回転、上記起伏シリンダ４３及び伸縮シリンダの伸縮並びに放水モニター５２の俯仰を操作することができる。また、この操作部４５は、後に詳述される制御装置５３を内蔵しており、この制御装置５３は、上記消火剤ポンプの駆動その他当該高所放水車３０の作動全般を総合的に制御する。
【００３３】
図２〜図４は上記ポンプ室３９内のポンプ架装部のレイアウトを示す図であり、図２は側面図、図３は平面図及び図４は後面図である。なお、図２及び図３において右側、図４において上側が当該高所放水車３０の前方である。
【００３４】
これらの図が示すように、上記水ポンプ５４、真空ポンプ５５及び消火剤ポンプ５６がポンプ室３９内に配置されている。本実施形態では、これら水ポンプ５４、真空ポンプ５５及び消火剤ポンプ５６は、サブフレーム５７上に配置されており、このサブフレーム５７が上記メインフレーム３５に固定されている。ただし、このサブフレーム５７が省略されてもよいことは勿論である。
【００３５】
水ポンプ５４は、インペラを備えた遠心ポンプであって、既知の構成である。この水ポンプ５４は、３つの吸水口５８〜６０と吐出口６１とを備えており、吸水口５８〜６０に供給された水がインペラにより遠心加速されて吐出口６１から吐出されるようになっている。真空ポンプ５５は、水ポンプ５４に供給される水を当該水ポンプ５４のケーシング内に引き込むためのものである。この真空ポンプ５５も既知の構造を備えている。図２及び図３が示すように、水ポンプ５４は、図示されていないＰＴＯに連結された連接部材６２によって駆動される。ＰＴＯは、シャシー３１に搭載されたエンジンの動力を取り出すものであって、ＰＴＯによって取り出された動力により水ポンプ５４が回転される。なお、ＰＴＯによって取り出された動力は、所定のクラッチ及び動力伝達装置を介して真空ポンプも駆動するようになっている。
【００３６】
消火剤ポンプ５６は、本実施形態ではダイヤフラムポンプが採用されている。この消火剤ポンプ５６は、前述の消火剤を消火剤タンク４０から引き出して上記水に供給するものである。これにより、水を消火剤とが混合される。この消火剤ポンプ５６は、油圧モータ６３（油圧アクチュエータ）により駆動されるようになっている。この油圧モータ６３は、油圧ポンプ７８が接続されている。ただし、この油圧ポンプ７８と油圧モータ６３との間に、同図では図示されていない流量調整弁（油圧調整弁）が配設されている。
【００３７】
油圧ポンプ７８は、ポンプ室３９内の所定の位置に配置されている。この油圧ポンプ７８は、本実施形態では、ブラケットを介して上記サブフレーム５７に取り付けられている。もっとも、この油圧ポンプ７８は、上記シャシー３１のメインフレーム３５に取り付けられていてもよいことは勿論である。消火剤ポンプ５６は、油圧ポンプ７８から上記流量調整弁を介して圧油が供給されることによって回転する。油圧モータ６３の出力軸６４は、連接ロッド６５を介して消火剤ポンプ５６に接続されている。したがって、消火剤ポンプ５６は、その回転数に応じた流量の消火剤を吐出する。後に詳述されるが、油圧モータ６３に送給される圧油の流量に応じて上記消火剤ポンプ５６の回転数が決定され得るから、上記流量調整弁の開度が制御されることにより、消火剤の混合割合が決定され得る。
【００３８】
ここで、消火剤ポンプ５６と油圧ポンプ７８との位置関係は、特に限定されるものではない。なぜなら、消火剤ポンプ５６と油圧ポンプ７８とは、油圧配管で接続されるものであり、この油圧配管は、一般に、シャシー３１内あるいはポンプ室３９内のきわめて狭く複雑な空間にも容易に配置することが可能であるから、消火剤ポンプ５６を駆動するためのパワートレーンが簡単且つコンパクトに設計されている。このように、当該パワートレーンが簡単且つコンパクトに設計されることによる作用効果については、後に詳述される。
【００３９】
図５は、当該高所放水車３０のポンプ室３９内における水配管系統を示す図である。同図は、水及び消火剤の供給、消火液の混合生成及び放出の様子を模式的に示している。
【００４０】
同図が示すように、この高所放水車３０は、水ポンプ５４の吸水口５８〜６０に水を導く導水配管６６と、水ポンプ５４の吐出口６１に接続された吐出配管６７と、消火剤タンク４０内の消火剤を消火剤ポンプ５６に導く導入配管６８と、消火剤ポンプ５６の吐出側に接続された消火剤供給配管６９と、水と消火剤とを混合する混合部７０と、水と消火剤とが混合された消火液を上記送水管５１へ案内する案内配管７１とを備えている。また、前述のように、ポンプ室３９には消火剤ポンプ５６を駆動するための油圧モータ６３、この油圧モータ６３を駆動するための油圧源としての油圧ポンプ７８及び油圧モータ６３を制御する流量調整弁７２が設置されており、この流量調整弁７２は、上記制御装置５３によって制御されている。
【００４１】
消火剤供給配管６９には、消火剤流量センサ７３が設けられている。この消火剤流量センサ７３は、混合部７０に送られる消火剤の流量を検知する。消火剤流量センサ７３は、消火剤供給配管６９を流れる消火剤の流量を計測し、消火剤の流量に応じた消火剤流量信号Ｒ１を出力する。この消火剤流量信号Ｒ１は、上記制御装置５３に入力されるようになっている。また、上記消火剤供給配管６９には、流路開閉バルブ７４が配置されている。この流路開閉バルブ７４は、外部からの開閉信号Ｒ２に基づいて作動し、消火剤供給配管６９を開閉する。つまり、流路開閉バルブ７４は、消火剤供給配管６９を流れる消火剤の流量を調整することができる。上記開閉信号Ｒ２は、上記制御装置５３から送信されるようになっている。もっとも、この流路開閉バルブ７４は、手動操作バルブとして構成されていても良いことは勿論である。
【００４２】
案内配管７１には、消火液流量センサ７５が設けられている。この消火液流量センサ７５は、混合部７０で混合生成された消火液の流量を検知する。消火液流量センサ７５は、案内配管７１を流れる消火液の流量を計測し、消火液の流量に応じた消火液流量信号Ｒ３を出力する。この消火液流量信号Ｒ３は、上記制御装置５３に入力されるようになっている。
【００４３】
油圧モータ６３には、回転数検出センサ７７が設けられている。この回転数検出センサ７７は、油圧モータ６３の回転数を計測し、当該回転数に応じた回転数信号Ｒ４を出力する。この回転数信号Ｒ４は、上記制御装置５３に入力されるようになっている。なお、同図では、油圧ポンプ７８（図２参照）は図示されていないが、油圧ポンプ７８から吐出された圧油は、上記流量調整弁７２を経て油圧モータ６３に供給される。
【００４４】
図６は、制御装置５３の構成を模式的に示す図である。なお、この制御装置５３は、本実施形態に係る高所放水車３０に適用される制御装置の一例であり、後述の制御を実現する制御装置であれば、他の構成が採用されうることは勿論である。
【００４５】
同図が示すように、制御装置５３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７９、ＲＯＭ（Read Only Memory）８０及びＲＡＭ（Random Access Memory）８１を備えた中央処理部８２を有する。この中央処理部８２は、バス８３及びＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）８４を介して、上記油圧モータ６３、流量調整弁７２、消火剤流量センサ７３、流路開閉バルブ７４、消火液流量センサ７５、回転数検出センサ７７、起伏シリンダ４３その他アクチュエータを制御する油圧制御バルブ７６等とデータ送受信可能に接続されている。
【００４６】
中央処理部７０のＲＯＭ８０は、所定のコンピュータプログラムを記憶している。ＣＰＵ７９は、このコンピュータプログラムにしたがい、上記消火剤流量センサ７３、消火液流量センサ７５及び回転数検出センサ７７から出力される消火剤流量信号Ｒ１、消火液流量信号Ｒ３及び回転数信号Ｒ４に基づいて後述のような所定の演算を行う。例えば、本実施形態では、上記消火剤流量信号Ｒ１及び消火液流量信号Ｒ３に基づいて、ＣＰＵ７９は、上記コンピュータプログラムにしたがって消火剤が所定の混合割合で水と混合されるように流量調整弁７２を制御する。
【００４７】
具体的には、上記ＣＰＵ７９は、上記コンピュータプログラムにしたがって、上記信号Ｒ１及び信号Ｒ３に基づいて、上記回転数信号Ｒ４の目標値を算出し、流量調整弁７２を駆動するためのバルブ駆動信号Ｒ５を出力する。そして、このバルブ駆動信号Ｒ５に基づいて流量調整弁７２の開度が調整され、油圧モータ６３の回転数が調整される。その結果、消火剤と水とが所望の割合で混合される。なお、この場合、上記流路開閉バルブ７４は、単に消火剤供給配管６９を全開又は全閉するバルブとして機能し得る。したがって、流路開閉バブル７４は、上記開閉信号Ｒ２を受信した場合に作動し、消火剤供給配管６９を開閉する。また、上記操作部４５（図１参照）から起伏シリンダ４３の伸縮等の操作がなされたときは、ＣＰＵ７９は、これに応じて油圧制御バルブ７６を駆動するようになっている。
【００４８】
本実施形態に係る高所放水車３０では、実際に次のような要領で消火液が放水され、消火活動が行われる。
【００４９】
図５が示すように、エンジンが水ポンプ５４を駆動することにより、水ポンプ５４は、その回転数に応じた圧力及び流量の水を吐出し、案内配管７１、送水管５１及び送水管５０（図１参照）を経て放水モニター５２から放水される。一方、油圧モータ６３が作動することによって消火剤ポンプ５６が駆動され、これにより、消火剤タンク４０に貯留されている消火剤が消火剤供給配管６９を経て混合部７０に供給される。この混合部７０において上記水と消火剤とが混合された消火液が生成され、この消火液が上記放水モニター５２（図１参照）から放出される。
【００５０】
この場合、図３が示すように、消火剤ポンプ５６が油圧モータ６３によって連接ロッド６５を介して直接駆動され、さらに、この油圧モータ６３は油圧ポンプ７８により駆動される。油圧ポンプ７８と油圧モータ６３とは、前述のように、設計自由度が高い油圧配管により接続されているから、消火剤ポンプ５６を駆動するためのパワートレーンがきわめて簡単である。換言すれば、従来のように、シャシーに搭載されたエンジンの出力がＰＴＯ、クラッチ等の大型の動力伝達装置を介して消火剤ポンプに伝達されるという複雑なパワートレーンではなく、きわめて簡単且つコンパクトなパワートレーンが採用され得る。しかも、油圧モータ６３によって消火剤ポンプ５６が駆動されるから、消火剤ポンプ６３の出力、すなわち、水と混合される消火剤の流量が簡単に調整され得るという利点もある。
【００５１】
このように、消火剤ポンプ５６を駆動するためのパワートレーンが簡単且つコンパクトに設計され、その結果、消火剤ポンプ５６の駆動制御も簡単なものとなるから、消火剤と水とが所要の混合割合で常に正確且つ効率良く混合され、適切な消火作業が可能となる。また、上記パワートレーンがコンパクトに設計されることから、高所放水車３０のポンプ室３９がコンパクトに設計され得る。しかも、従来のように、エンジンからＰＴＯ並びに上記動力伝達装置を介して動力を取り出す構造が採用されていないので、シャシー３１も小型化され得る。具体的には、従来の高所放水車では、大型車両（いわゆる１０トン級車両）のシャシーが主に採用されていたが、本実施形態に係る高所放水車３０では、小型車両（８トン級車両）のシャシーが採用されている。
【００５２】
特に、本実施形態では、上記消火剤ポンプ５６を駆動するための油圧アクチュエータとして、油圧モータ６３が採用されている。これにより、消火剤ポンプ５６を駆動するための油圧アクチュエータがコスト安価に構成され得るという利点がある。しかも、油圧モータ６３が採用されることにより、消火剤ポンプ５６の出力調整が容易となる。すなわち、水と混合される消火剤の流量の調整がきわめて簡単である。換言すれば、油圧モータ６３の回転数が正確に制御されることによって、消火剤ポンプ６３の出力が簡単に制御され得るという利点がある。
【００５３】
さらに、本実施形態では、上記消火剤ポンプ５６としてダイヤフラムポンプが採用されている。ダイヤフラムポンプは定容量ポンプであり、しかも、回転数に比例して容量が正確に定まる。したがって、このダイヤフラムポンプの回転数が制御されることにより、消火剤供給配管６９に送られる消火剤の流量が正確に制御され、その結果、水と消火剤とが所要の混合割合で簡単に混合されるという利点がある。前述のように、本実施形態では、油圧モータ６３が採用されているから、この油圧モータ６３の回転数が正確に制御されることにより、消火液中の消火剤の混合割合が正確に決定され得る。
【００５４】
加えて、本実施形態では、図６が示すように、上記制御装置５３が設けられており、消火液流量センサ７３及び上記消火剤流量センサ７５から出力される上記消火剤流量信号Ｒ１、消火液流量信号Ｒ３に基づいて、消火剤が所定の混合割合で水と混合される。したがって、消火剤が所望の割合で混合された消火液が効率良く且つ安定して生成される。その結果、放水モニター５２から放出される消火液は、消火剤の混合割合が常に一定であり、ひいては円滑な消火活動が可能であるという利点がある。
【００５５】
次に、本実施形態の変形例について説明される。
【００５６】
上記実施形態では、消火液流量センサ７３及び上記消火剤流量センサ７５から出力される消火剤流量信号Ｒ１、消火液流量信号Ｒ３に基づいて、ＣＰＵ７９が上記バルブ駆動信号Ｒ５を出力し、この信号Ｒ５に基づいて油圧モータ６３の回転数が調整される。ただし、前述のように、消火剤ポンプ５６として回転数に正確に比例して流量が定められるダイヤフラムポンプが採用され、しかも、これを駆動する油圧アクチュエータとして油圧モータ６３が採用されているから、油圧モータ６３の回転数が正確に制御されることにより、消火剤の混合割合も一定に保たれる。
【００５７】
図５が示すように、本変形例では、消火液流量センサ７５は、案内配管７１を流れる消火液の流量を計測し、当該消火液の流量に応じた消火液流量信号Ｒ３を出力する。また、回転数検出センサ７７は、油圧モータ６３の回転数を計測し、当該回転数に応じた回転数信号Ｒ４を出力する。これら消火液流量信号Ｒ３及び回転数信号Ｒ４は、上記制御装置５３に入力される。ＣＰＵ７９は、上記消火液流量信号Ｒ３及び回転数信号Ｒ４に基づいて、消火剤の流量が上記コンピュータプログラムによって予め設定された値となるように、流量調整弁７２を駆動するためのバルブ駆動信号Ｒ５を出力する。そして、このバルブ駆動信号Ｒ５に基づいて流量調整弁７２の開度が調整され、油圧モータ６３の回転数が調整される。その結果、消火剤と水とが所定の混合される。なお、この場合、上記消火剤流量信号Ｒ１は省略されてもよいし、上記流路開閉バルブ７４は、単に消火剤供給配管６９を全開又は全閉するバルブとして機能し得る。
【００５８】
すなわち、本変形例では、油圧モータ６３の回転数が制御されることにより、消火剤の混合割合が制御されるから、消火剤の流量制御がきわめて簡単であり、その結果、所望の割合で混合された消火液が安定して正確に生成され得るという利点がある。
【００５９】
次に、本実施形態の他の変形例について説明される。図７は、本変形例に係る高所放水車３０のポンプ室３９内における水配管系統を示す図である。
【００６０】
図７が示すように、本変形例では、消火液流量センサ７５は、案内配管７１を流れる消火液の流量を計測し、当該消火液の流量に応じた消火液流量信号Ｒ３を出力する。また、水流量センサ８５は、導水配管６６を流れる水の流量を計測し、当該水流量に応じた水流量信号Ｒ６を出力する。これら消火液流量信号Ｒ３及び水流量信号Ｒ６は、上記制御装置５３に入力される。ＣＰＵ７９は、上記消火液流量信号Ｒ３及び水流量信号Ｒ６に基づいて、消火剤の流量が上記コンピュータプログラムによって予め設定された値となるように、流量調整弁７２を駆動するためのバルブ駆動信号Ｒ５を出力する。そして、このバルブ駆動信号Ｒ５に基づいて流量調整弁７２の開度が調整され、油圧モータ６３の回転数が調整される。その結果、消火剤と水とが所定の混合される。なお、この場合、上記消火剤流量信号Ｒ１及び回転数信号Ｒ４は省略されてもよいし、上記流路開閉バルブ７４は、単に消火剤供給配管６９を全開又は全閉するバルブとして機能し得る。
【００６１】
また、本変形例のさらなる変形例として、次にような実施態様も例示される。図７が示すように、水流量センサ８５は、導水配管６６を流れる水の流量を計測し、当該水流量に応じた水流量信号Ｒ６を出力する。また、消火剤流量センサ７３は、消火剤供給配管６９を流れる消火剤の流量を計測し、当該消火剤の流量に応じた消火剤流量信号Ｒ１を出力する。これら消火剤流量信号Ｒ１及び水流量信号Ｒ６は、上記制御装置５３に入力される。ＣＰＵ７９は、上記消火剤流量信号Ｒ１及び水流量信号Ｒ６に基づいて、消火剤の流量が上記コンピュータプログラムによって予め設定された値となるように、流量調整弁７２を駆動するためのバルブ駆動信号Ｒ５を出力する。そして、このバルブ駆動信号Ｒ５に基づいて流量調整弁７２の開度が調整され、油圧モータ６３の回転数が調整される。その結果、消火剤と水とが所定の混合される。なお、この場合、上記消火液流量信号Ｒ３及び回転数信号Ｒ４は省略されてもよいし、上記流路開閉バルブ７４は、単に消火剤供給配管６９を全開又は全閉するバルブとして機能し得る。
【００６２】
なお、従来のように、消火液流量センサ７３及び消火剤流量センサ７５（図５参照）から出力される消火液流量信号Ｒ３及び消火剤流量信号Ｒ１に基づいて、消火剤が所定の割合で水と混合されるように、制御装置５３が流路開閉バルブ７４の開度を調整してもよいことは勿論である。
【００６３】
加えて、上記実施形態及び各変形例においては、図５及び図７が示すように、混合部７０が水ポンプ５４の上流側に配置されている。ただし、図８が示すように、混合部７０が水ポンプ５４の下流側に設けられていてもよいことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、消防自動車、特に、消火剤が混合された消火液を放出する消防自動車に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る高所放水車の艤装図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係る高所放水車のポンプ架装部の側面図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に係る高所放水車のポンプ架装部の平面図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態に係る高所放水車のポンプ架装部の後面図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に係る高所放水車の水配管系統の要部を示す図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に係る高所放水車の制御装置の構成を模式的に示す図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態の変形例に係る高所放水車のポンプ架装部内における水配管系統を示す図である。
【図８】図８は、本発明の一実施形態の変形例に係る高所放水車のポンプ架装部内における水配管系統を示す図である。
【図９】図９は、コンビナート等で使用される従来の消防自動車の艤装図である。
【図１０】図１０は、従来の消防自動車の配管系統の要部を示す図である。
【図１１】図１１は、従来の消防自動車のポンプ室の内部の構造を示す側面図である。
【図１２】図１２は、従来の消防自動車のポンプ室の内部の構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００６６】
３０・・・高所放水車
３１・・・シャシー
３５・・・放水塔
３６・・・メインフレーム
３９・・・ポンプ室
４０・・・消火剤タンク
４５・・・操作部
４６・・・第１番塔
４７・・・第２番塔
４８・・・第３番塔
４９・・・第４番塔
５０・・・送水管
５１・・・送水管
５２・・・放水モニター
５３・・・制御装置
５４・・・水ポンプ
５５・・・真空ポンプ
５６・・・消火剤ポンプ
５８・・・吸水口
５９・・・吸水口
６０・・・吸水口
６１・・・吐出口
６２・・・連接部材
６３・・・油圧モータ
６４・・・油圧モータの出力軸
６５・・・連接ロッド
６６・・・導水配管
６７・・・吐出配管  
６８・・・導入配管
６９・・・消火剤供給配管
７０・・・混合部
７１・・・案内配管
７２・・・流量調整弁
７３・・・消火剤流量センサ
７４・・・流路開閉バルブ
７５・・・消火液流量センサ
７６・・・油圧制御バルブ
７７・・・回転数検出センサ
７９・・・ＣＰＵ
８０・・・ＲＯＭ
８１・・・ＲＡＭ
８２・・・中央処理部
８３・・・バス
８４・・・ＡＳＩＣ
【図１】
2006345927.tif 000003
【図２】
2006345927.tif 000004
【図３】
2006345927.tif 000005
【図４】
2006345927.tif 000006
【図５】
2006345927.tif 000007
【図６】
2006345927.tif 000008
【図７】
2006345927.tif 000009
【図８】
2006345927.tif 000010
【図９】
2006345927.tif 000011
【図１０】
2006345927.tif 000012
【図１１】
2006345927.tif 000013
【図１２】
2006345927.tif 000014