(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力車のエンジンＰＴＯ軸のうち、放水ポンプが連結されたＰＴＯ軸とは別のＰＴＯ軸を高圧ポンプの動力源とし、該高圧ポンプから噴射ノズルに至る給水路の途中に圧力調整弁と、該圧力調整弁から前記高圧ポンプの吸込側に還流する還流路を設け、前記圧力調整弁が、前記還流路よりも噴射ノズル側の給水路を開閉する主流路用逆止弁と、前記還流路を開閉する分岐路用逆止弁とを備え、前記主流路用逆止弁は前記高圧ポンプにより圧送された消火水の圧力によって開弁し、この消火水の主流路用逆止弁の設定圧を超える圧力分を前記分岐路用逆止弁に作用させることにより、分岐路用逆止弁を開弁させて消火水の一部を前記還流路へ分流させる構成にした超高圧消火装置。
【請求項２】
前記分岐路用逆止弁は、その軸部にシリンダ内を摺動するようにした差動ピストンを有し、前記主流路用逆止弁により開閉される位置よりも前記噴射ノズル側の位置で、給水路を前記シリンダと連通管を介して連絡し、前記消火水の主流路用逆止弁の設定圧を超える圧力分をこの連通管を介して前記差動ピストンに作用させることにより、分岐路用逆止弁を開弁させて消火水の一部を前記還流路へ分流させる構成にした請求項１に記載の超高圧消火装置。
【請求項３】
前記噴射ノズルが噴射／停止を行う開閉弁を設けている請求項１又は２に記載の超高圧消火装置。
【請求項４】
前記動力車が消防車又は救助工作車である請求項１，２又は３に記載の超高圧消火装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は超高圧消火装置に関し、さらに詳しくは、消防車、救助工作車等の動力車のＰＴＯ軸を介して駆動を行うようにした超高圧消火装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超高圧消火装置は、消火水を約９．８ＭＰａ（約１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）以上の超高圧に加圧してノズルから噴射することにより粒径３０〜３００μｍの霧滴状にして消火する新しい消火方式であり、霧滴状の消火水が火焔を覆うことにより、気化熱を吸収する冷却効果と水蒸気化による酸素遮断効果（窒息効果）により、少量の水で効率のよい消火が行える特徴がある。そのため、特に初期消火に使用したり、中小規模火災の消火に大いに威力を発揮する。
【０００３】
一般に超高圧消火装置の運転は、給水用の高圧ポンプを専用のエンジン（内燃機関）で駆動するようになっている。しかし、エンジンは重量が大きいため超高圧消火装置の運搬等に手間を要し、そのことが本来の特徴ある消火機能を十分に発揮できなくする原因になっている。
【０００４】
上記問題点の解決策としては、例えば火災現場に出動する消防車、救助工作車或いはその他の車両等の動力車に搭載されたエンジンのＰＴＯ軸（動力取出軸）を利用することが考えられる。しかし、これら動力車等のエンジンＰＴＯ軸は、動力車本来の装備品である消防ポンプや発電機等を駆動するためのものであるため、そのＰＴＯ軸から取り出される動力は、消防ポンプや発電機等の使用状況に応じて変化することになり、超高圧消火装置の駆動源として利用すると、超高圧消火装置の性能が安定しないという問題が生ずる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、消防車、救助工作車等の動力車のエンジンＰＴＯ軸を動力源として利用する場合でも、噴射性能を安定させた運転を行えるようにする超高圧消火装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の超高圧消火装置は、動力車のエンジンＰＴＯ軸のうち、放水ポンプが連結されたＰＴＯ軸とは別のＰＴＯ軸を高圧ポンプの動力源とし、該高圧ポンプから噴射ノズルに至る給水路の途中に圧力調整弁と、該圧力調整弁から前記高圧ポンプの吸込側に還流する還流路を設け、前記圧力調整弁が、前記還流路よりも噴射ノズル側の給水路を開閉する主流路用逆止弁と、前記還流路を開閉する分岐路用逆止弁とを備え、前記主流路用逆止弁は前記高圧ポンプにより圧送された消火水の圧力によって開弁し、この消火水の主流路用逆止弁の設定圧を超える圧力分を前記分岐路用逆止弁に作用させることにより、分岐路用逆止弁を開弁させて消火水の一部を前記還流路へ分流させる構成にしたことを特徴とするものである。
【０００７】
このように高圧ポンプと噴射ノズルとの間の給水路に、給水の一部が高圧ポンプの吸込側に還流する圧力調整弁を設けたため、ＰＴＯ軸の出力変動によって高圧ポンプの駆動が変動しても圧力調整弁が給水の一部を高圧ポンプ側に還流させることにより、噴射ノズルに対する流量を安定させ、常に噴射性能を安定させた運転を行えるようにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施形態によって説明する。
【０００９】
図１において、１は消防車に搭載されたエンジン（内燃機関）であり、クランク軸から直接フルパワーを取り出すＰＴＯ軸１ａと、トランスミッションから減速動力を取り出すＰＴＯ軸１ｂとが設けられている。この二つのＰＴＯ軸のうち、ＰＴＯ軸１ａにはクラッチ（図示せず）を介して消防車用の放水ポンプ２が連結され、またＰＴＯ軸１ｂに本発明の超高圧消火装置１１用の高圧ポンプ２１がクラッチ（図示せず）を介して連結されている。
【００１０】
一般に消防車用の放水ポンプ２は、大量放水を必要とするため渦巻ポンプなどが使用され、かつ高速回転させるためフルパワーのＰＴＯ軸１ａに連結される。これに対して、超高圧消火装置１１用の高圧ポンプ２１は、超高圧を発生させるためプランジャポンプやギヤポンプなどが使用され、かつ高トルクで駆動する必要があるためトランスミッションで減速されたＰＴＯ軸１ｂに連結される。高圧ポンプ２１の駆動源は、図２の実施形態のように、フルパワーのＰＴＯ軸１ａからプーリ４０，４１とベルト４２を介して減速したＰＴＯ軸１ｃを使用してもよく、或いは、減速用のプーリ４０，４１とベルト４２を歯車群に代えるようにしたものでもよい。
【００１１】
超高圧消火装置１１は、図中に破線で囲むように構成されていて、高圧ポンプ２１は吸込管２２を介して水タンク２３を連結し、また吐出管２４には先端部に圧力調整弁２５を取り付け、その圧力調整弁２５にホース２６を連結し、さらに先端に噴射ノズル２７を取り付けている。ホース２６はリール２８に積層状に巻かれ、このリール２８から必要な長さだけを展張できるようになっている。
【００１２】
上記噴射ノズル２７には２本のノズル２７ａ，２７ｂが二股状に設けられ、ノズル２７ａから消火水を噴射し、ノズル２７ｂから泡消火剤を噴射するようになっている。また、噴射ノズル２７には開閉弁が内蔵され、手許の引金２７ｃ又はスイッチ（図示せず）の操作によりノズルを開閉するようになっている。２本のノズル２７ａ，２７ｂは切替弁４５を介して交互に位置が上側と下側とに入れ替わり、上側に位置したとき噴射し、下側に位置したとき停止する。
【００１３】
高圧ポンプ２１の吸込側には、水タンク２３のほかに、泡消火剤を貯留した薬剤タンク２９が開閉弁３０を介して連結されている。この開閉弁３０は上記噴射ノズル２７の切替弁４５と連動し、この切替弁４５によりノズル２７ｂを上側位置に切り換えたとき開弁するようになっている。
【００１４】
吐出管２４とホース２６との間に設けた圧力調整弁２５からは、高圧ポンプ２１の吸込側に連結された還流管３１が分岐している。また、還流管３１の途中に温度調整弁３２が取り付けられている。温度調整弁３２は、異常内圧の発生で水温が上昇したとき流路断面積を拡大し、その上昇温度を正常に戻すことにより高圧ポンプ２１の能力低下を防止する。
【００１５】
上記圧力調整弁２５は、図３に示すように、ホース２６側の主流路と還流管３１側の分岐路とにそれぞれ逆止弁３５，３６が設けられ、それら逆止弁３５，３６はバネ３５ａ，３６ａで付勢されている。逆止弁３６のバネ３６ａは、調整ナット３７の螺合位置を変えることにより強さ（付勢力）が調整できるようになっている。また、逆止弁３６にはシリンダ３９内を摺動するようにした差動ピストン３８が設けられ、そのシリンダ３９が逆止弁３５側の吐出側４０（ホース２６側）に連通管４１を介して連絡するようになっている。
【００１６】
上述した超高圧消火装置１１において、高圧ポンプ２１は水タンク２３から消火水を吸引し、約９．８ＭＰａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ2 ）以上の超高圧にして吐出管２４に吐出し、圧力調整弁２５の逆止弁３５を開弁させて噴射ノズル２７に圧送し、噴射ノズル２７から粒径約３０〜３００μｍの霧滴状にして噴射する。このように霧滴状になった消火水が火焔を覆うと、気化熱を吸熱する冷却効果と水蒸気化による酸素遮断効果（窒息効果）とにより消火を行い、少ない水量で効率よく消火する。
【００１７】
消防車の放水ポンプ２が未だ稼働状態になっていない間は、ＰＴＯ軸１ｂ（又は１ｃ）からは十分に高い出力が得られるため、高圧ポンプ２１は高い吐出圧で消火水を圧送する。したがって、圧力調整弁２５は逆止弁３５の設定圧を超える圧力分を連通管４１を介してシリンダ３９内の差動ピストン３８に作用させ、逆止弁３６を開弁させて消火水の一部を還流路３１へ分流させる。この消火水の分流により逆止弁３５の設定圧が維持され、噴射ノズル２７から安定した噴射を行うことができる。
【００１８】
また、噴射ノズル２７の開閉弁を閉止して噴射を止めたときは、逆止弁３５，３６が全開することにより、高圧ポンプ２１から吐出される消火水の全量を還流路３１に循環させることができる。
【００１９】
他方、放水ポンプ２が稼働状態になってエンジン１の負荷が増大すると、ＰＴＯ軸１ｂ（又は１ｃ）からの出力は低下し、高圧ポンプ２１の吐出圧も低下する。このように吐出圧が低下すると、その低下量に応じて差動ピストン３８が上昇して逆止弁３６が絞られるため、消火水の分流量が低減或いはゼロになって噴射ノズル２７からの噴射は常に安定に維持される。
【００２０】
図４は本発明の超高圧消火装置を救助工作車のエンジンＰＴＯ軸で駆動する場合の例を示す。
【００２１】
救助工作車のエンジン１’のフルパワーＰＴＯ軸１ａに、電動工具や投光器などに電力を供給する発電機２がクラッチ（図示せず）を介して連結され、トランスミッションで減速されたＰＴＯ軸１ｂには油圧ポンプ３が同じくクラッチ（図示せず）を介して連結されている。この油圧ポンプ３が作動油を循環させる油圧回路は、ウィンチ，クレーン，ジャッキ等の油圧機器を駆動し、さらに本発明の超高圧消火装置１１を駆動するようになっている。すなわち、超高圧消火装置１１は、ＰＴＯ軸１ｂが駆動源であるが、直接連結されているのではなく、間接的に駆動されるようになっている。
【００２２】
図４に例示した油ポンプ３の油圧回路では、油ポンプ３が貯油タンク１３から作動油を還流管５を介し吸引して供給管４から吐出し、リリーフ弁６，供給管４ａを介して切替弁７へ供給する。切替弁７は３本の供給管８，９，１０に流路を選択的に切り替え、供給管８をウィンチ（図示せず）へ、供給管９を流量調整弁１４と供給管９ａを介してクレーン（図示せず）へ、供給管１０を流量調整弁１５と供給管１０ａを介して本発明の超高圧消火装置１１へ供給する。超高圧消火装置１１では作動油により油圧モータ２０が駆動され、その油圧モータ２０により高圧ポンプ２１が駆動される。
【００２３】
マニホールド１６には、リリーフ弁６から分岐管４ｂを介して作動油の一部が溢流し、流量調整弁１４からは過剰の作動油が還流管１７ｂを介して流入すると共に、供給管１７ａを介して不足分を流量調整弁１４へ供給する。また、ウィンチからは還流管８ａを介して作動油が還流するようになっている。
【００２４】
供給管１０から作動油を流入する流量調整弁１５は、マニホールド１６からも供給管１８ａを介して流入する。また、設定流量から余剰のドレンを還流管１８ｂを介してマニホールド１６へ戻し、供給管１０ａから油圧モータ２０への流量を一定にするようにしている。
【００２５】
したがって、図４の実施形態では、超高圧消火装置１１の高圧ポンプ２１は流量調整弁１５により安定化されると共に、超高圧消火装置１１内に設けた流量調整弁２５によっても、図１及び図２の態様のように噴射ノズル２７からの噴射を安定化させることができる。
【００２６】
上述した図の実施形態では、消防車のエンジンＰＴＯ軸、救助工作車のエンジンＰＴＯ軸を動力源として利用する場合について説明したが、本発明はこれらの動力車に限定されるものではなく、火災現場に出動する各種の動力車がいずれも利用可能である。例えば、上記消防車や救助工作車の動力車として、水タンク車、化学車、梯子車、先行指令車、空気充填車、資材運搬車などを挙げることができる。
【００２７】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、高圧ポンプと噴射ノズルとの間の給水路に、給水の一部が高圧ポンプの吸込側に還流する圧力調整弁を設けたため、ＰＴＯ軸の出力変動によって高圧ポンプの駆動が変動しても圧力調整弁が給水の一部を高圧ポンプ側に還流させることにより、噴射ノズルに対する流量を安定させ、常に噴射性能を安定させた運転が行えるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の超高圧消火装置の動力源として消防車のエンジンＰＴＯ軸を利用する場合を例示した概略図である。
【図２】本発明の超高圧消火装置の動力源として消防車のエンジンＰＴＯ軸を利用する他の例を示した概略図である。
【図３】本発明に使用される圧力調整弁の一例を示す概略縦断面図である。
【図４】本発明の超高圧消火装置の動力源として救助工作車のエンジンＰＴＯ軸を利用する場合を例示した概略図である。
【符号の説明】
１，１’  エンジン
１ａ，１ｂ，１ｃ  ＰＴＯ軸
２１  高圧ポンプ
２２  吸引管
２３  水タンク
２４  吐出管（給水路）
２５  圧力調整弁
２６  ホース
２７  噴射ノズル
２７ａ，２７ｂ  ノズル
２８  リール
３１  還流管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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