JP2873779B2 - 消防ポンプにおける呼び水構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、放水用ポンプの吸水側
に呼び水を導く無給油ベーン式真空ポンプを備える消防
ポンプにおける呼び水構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】消防ポンプにおいては、河川や池等から
吸水して放水を行なう場合に備え、その放水用ポンプの
吸水側に呼び水を導く真空ポンプは不可欠なものであ
る。

【０００３】その真空ポンプとして給油タイプのものを
用いると、油が排気と共に排出されて公害問題になるた
めオイル循環装置が必要になり、この場合、真空ポンプ
内部に水が入り込むのを防止する気水分離装置が必要に
なる。しかし、そのような気水分離装置やオイル循環装
置を設けると、消防自動車において消防ポンプの占める
スペースが大きくなるため積載できる消防用装備が制限
されてしまい、また、保守点検も煩雑になる。

【０００４】そこで、真空ポンプとして無給油ベーン式
のものを用いることでオイル循環装置を不要とした消防
ポンプが近年用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の無給油ベーン式
真空ポンプは、到達真空圧力を低減するために吸気を圧
縮して排気していた。そのため、真空ポンプの内部に呼
び水が浸入すると、圧縮性の小さな水を圧縮することに
なり、ベーンが大きな曲げ応力の作用により破損する虞
があった。そのようなベーンの破損防止のため、真空ポ
ンプの内部に呼び水が侵入するのを防止する気水分離装
置を設けると、消防ポンプの占めるスペースが大きくな
って保守点検が煩雑になるという上記問題を充分に解決
することができなくなる。

【０００６】また、放水用ポンプの吸水側に呼び水が充
満されて放水用ポンプの吐水側圧力が上昇すると、真空
ポンプを作動させる必要はないことから、その真空ポン
プを停止させる手段が一般に設けられている。しかし、
従来の呼び水構造においては放水用ポンプの吸水側に呼
び水を充分に導くことができず、真空ポンプの作動停止
後に放水用ポンプの吐水側圧力が低下し、充分な放水流
量を得られなくなることがあった。

【０００７】本発明は、上記課題を解決することのでき
る消防ポンプにおける呼び水構造を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の消防ポンプにお
ける呼び水構造は、放水用ポンプと、この放水用ポンプ
の吸水側に吸気側が接続される無給油ベーン式真空ポン
プとを備え、その真空ポンプは吸気を圧縮することなく
排気することを特徴とする。その放水用ポンプは複数の
吸水口を有し、その真空ポンプの吸気側は放水用ポンプ
の吸水側に複数位置において接続されるのが好ましい。
さらに、その真空ポンプの吸気側は単一のエアチャンバ
を介し放水用ポンプの吸水側に複数位置において接続さ
れ、その真空ポンプの吸気側とエアチャンバとの間に、
一定圧力以上の水が真空ポンプに向かうのを阻止可能な
止水弁と、真空ポンプ側から放水用ポンプ側への空気の
流れを阻止可能なチェック弁とが設けられているのが好
ましい。

【０００９】

【作用】本発明の構成によれば、無給油ベーン式真空ポ
ンプは吸気を圧縮することなく排気するので、たとえ呼
び水が真空ポンプの内部に浸入してもベーンが破損する
ことはない。これにより、真空ポンプの内部に水が入り
込むのを防止する気水分離装置等も不要になる。

【００１０】また、従来の無給油ベーン式真空ポンプが
吸気を圧縮して排気していたのは、放水用ポンプの吸水
側に呼び水を導くには、その到達真空圧力を低くするこ
とのみが重要と考えられていたためである。しかし、真
空ポンプの到達真空圧力を低くするだけでは充分に呼び
水を導くことができず、真空ポンプの作動停止後に放水
用ポンプの吐水側圧力が低下する場合があり、本件発明
者は、その原因が放水用ポンプの吸水側における減圧の
不均一にあることを究明した。

【００１１】すなわち、従来の真空ポンプの吸気側は放
水用ポンプの吸水側に一位置においてのみ接続されてい
た。しかし、消防ポンプにおける放水用ポンプは一般に
複数の吸水口を有し、例えば、消防自動車の車体の右側
と左側の両方に吸水口を有し、また、河川等からの吸水
用と消火栓からの吸水用とで異なる吸水口を有する。そ
のように複数の吸水口があると、放水用ポンプのインペ
ラーから各吸水口までの配管は長く湾曲したものにな
る。そのため、真空ポンプの吸気側を放水用ポンプの吸
水側に一位置においてのみ接続したのでは、そのインペ
ラーから各吸水口までの空間を均一に減圧するのが困難
で、局所的に減圧されてしまう。そうすると、その局所
的な減圧による吸水により放水用ポンプの吐水側圧力が
一時的に上昇して真空ポンプが停止され、その後に空気
を吸い込むことで放水用ポンプの吸水側における呼び水
が不足し、放水用ポンプの吐水側圧力が低下してしま
う。

【００１２】これに対し本発明の構成によれば、その真
空ポンプの吸気側は放水用ポンプの吸水側に複数位置に
おいて接続されるので、一位置においてのみ接続される
場合に比べ、放水用ポンプの吸水側を均一に減圧でき、
放水用ポンプの吸水側に充分な呼び水を導くことができ
る。また、真空ポンプの到達真空圧力を不必要に低くす
ることなく充分な呼び水を導くことができるので、真空
ポンプの到達真空圧力を吸気を圧縮して排気してまで低
くする必要がなくなる。

【００１３】真空ポンプの吸気側をエアチャンバを介し
放水用ポンプの吸水側に接続することで、そのエアチャ
ンバに呼び水を貯留し、真空ポンプに大量の呼び水が流
入するのを防止でき、吸気能力が低下するのを防止でき
る。

【００１４】止水弁により一定圧力以上の水が真空ポン
プに向かうのを阻止することで、消火栓や他車からの中
継有圧水が放水用ポンプの吸水側に入った時に、高圧水
がベーン式真空ポンプに流入してベーンが破損するのを
防止できる。また、チェック弁により真空ポンプ側から
放水用ポンプ側への空気の流れを阻止することで、真空
ポンプの停止後に放水用ポンプの吸水側圧力が上昇して
呼び水が落水するのを防止できる。その止水弁とチェッ
ク弁とを、真空ポンプの吸気側と単一のエアチャンバと
の間に設けることで、その真空ポンプの吸気側が放水用
ポンプの吸水側に複数位置において接続されるものであ
っても、各弁をそれぞれ単一のものとすることができ
る。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１６】図１に示す消防ポンプは消防自動車のポン
プ室に搭載されるもので、放水用ポンプ１と無給油ベー
ン式真空ポンプ２とを備える。

【００１７】図２に示すように、その放水用ポンプ１は
２段遠心ポンプであって、ケーシング１０と、このケー
シング１０に支持されるポンプシャフト１１と、このポ
ンプシャフト１１に取り付けられる第１段インペラー１
２および第２段インペラー１３と、そのケーシング１０
に取り付けられるガイドベーン１４とを有し、図中矢印
は水の流れを示す。そのケーシング１０の吸水側開口１
０ａは、図３に示すように、消防自動車の車体の左右一
側に配置される河川等からの吸水口を開閉するボールコ
ック１５と消火栓からの吸水口を開閉するボールコック
１６、および、車体の左右他側に配置される河川等から
の吸水口を開閉するボールコック１７と消火栓からの吸
水口を開閉するボールコック１８に、吸水配管１９を介
し接続される。そのケーシング１０の吐水側開口１０ｂ
は、吐水口を開閉するボールコック２１に接続される。
そのポンプシャフト１１は消防自動車のエンジン２０に
接続される。

【００１８】図４、図５に示すように、その真空ポンプ
２は、円筒形ケーシング３１と、このケーシング３１に
軸受３２、３３を介し支持されるロータ３４と、このロ
ータ３４に軸方向に沿って形成された複数の溝３４ａに
出没可能に挿入される複数のベーン３５と、そのロータ
３４の一端に取り付けられるプーリ３６とを備える。そ
のケーシング３１に、上向きに開口する吸気口３１ａ
と、下向きに開口する排気口３１ｂとが形成されてい
る。そのケーシング３１の材料としては、例えばアルミ
ニウム青銅を用いることができ、そのベーン３５の材料
としては例えば銅含浸カーボンを用いることができる。
そのロータ３４の回転中心は円筒形ケーシング３１の中
心に対し偏心する。各ベーン３５は、そのロータ３４が
回転すると遠心力によりケーシング３１の内面に押し付
けられると共に、ロータ３４の回転に伴い溝３４ａから
出没する。これにより、そのケーシング３１の内周とロ
ータ３４の外周とベーン３５とで囲まれる空間により押
しのけ室３７が形成され、吸気口３１ａから各押しのけ
室３７に吸気された空気が排気口３１ｂから排出され
る。各押しのけ室３７の容積はロータ３４の回転に伴い
変化し、図４において２点鎖線のハッチングで示す吸気
口３１ａからの吸気直後における押しのけ室３７ａの容
積をＶ１、１点鎖線で示す排気口３１ｂからの排気直前
における押しのけ室３７ｂの容積をＶ２として、Ｖ１≦
Ｖ２となるよう寸法設定されている。これにより、真空
ポンプ２は吸気を圧縮することなく排気する。なお、現
実にはケーシング３１内への大気の漏れがあることか
ら、吸気を圧縮することなく排気することができればＶ
１＞Ｖ２となるよう寸法設定してもよい。

【００１９】図１に示すように、その真空ポンプ２のロ
ータ３４に取り付けられるプーリ３６は、前記放水用ポ
ンプ１のポンプシャフト１１に電磁クラッチ４１を介し
接続されるプーリ４３に、ベルト４４を介し接続され
る。図３に示すように、そのクラッチ４１は、放水用ポ
ンプ１の吐水側圧力が一定以上になると作動する圧力ス
イッチ４５に接続され、その圧力スイッチ４５の作動に
よりポンプシャフト１１とプーリ４３との接続を解除す
る。

【００２０】図１、図３に示すように、その真空ポンプ
２の吸気口３１ａは、その内部が空気室とされた単一の
エアチャンバ６を介し放水用ポンプ１の吸水側の複数位
置に接続される。本実施例では、そのエアチャンバ６は
３本の配管５１、５２、５３により、前記吸水配管１９
が消防自動車の車体の左右一側と他側とに分岐する第１
の位置１９ａと、各消火栓からの吸水口の開閉用ボール
コック１６、１８の上流の第２、第３の位置１９ｂ、１
９ｃとの３位置において接続される。その第１の位置１
９ａに接続される配管５１はエアチャンバ６の上面に接
続され、その第２、第３の位置１９ｂ、１９ｃに接続さ
れる配管５２、５３はエアチャンバ６の下面に接続さ
れ、第２、第３の位置１９ｂ、１９ｃから呼び水がエア
チャンバ６に流入した後も、第１の位置１９ａにおいて
吸気を行なうことが可能とされている。なお、そのエア
チャンバ６の内部の空気室は配管２５を介しドレンコッ
ク２６に接続されている。

【００２１】図１に示すように、その真空ポンプ２の吸
気口３１ａとエアチャンバ６との間に、止水弁６０、チ
ェック弁７０およびストレーナ８０が設けられている。

【００２２】図６に示すように、その止水弁６０は、エ
アチャンバ６に取り付けられるハウジング６１と、この
ハウジング６１の内部を第１室６１ａと第２室６１ｂと
に仕切るダイヤフラム６２と、このダイヤフラム６２に
取り付けられる弁体６３とを有する。その弁体６３は、
その第２室６１ｂとエアチャンバ６の内部の空気室との
接続口６１ｃを開閉する。その第１室６１ａは大気に通
じるもので、真空ポンプ２による吸気中は両室６１ａ、
６１ｂの差圧によりダイヤフラム６２が図中実線で示す
ように変形し、弁体６３は接続口６１ｃを開く。消火栓
や他車から送られる中継有圧水が第２室６１ｂに流入す
ると、その水圧によりダイヤフラム６２は図中破線で示
すように変形して弁体６３は接続口６１ｃを閉鎖し、一
定圧力以上の水が真空ポンプ２に向かうのを阻止し、ベ
ーン３５の破損を防止する。なお、真空ポンプ２による
吸気により導かれる呼び水の水圧は消火栓や他車から送
られる中継有圧水の水圧より低くダイヤフラム６２を変
形させることはないので、その呼び水の真空ポンプ２内
への流入を止水弁６０が遮ることはない。

【００２３】そのチェック弁７０は、止水弁３のハウジ
ング６１に取り付けられるハウジング７１と、このハウ
ジング７１の内部の第１室７１ａと第２室７１ｂとの接
続口７１ｃを開閉する弁体７２とを有する。真空ポンプ
２による吸気中は、その第１室７１ａが第２室７１ｂよ
り低圧なので、弁体７２は図中実線で示すように接続口
７１ｃを開く。真空ポンプ２の作動が停止すると、第１
室７１ａが第２室７１ｂより高圧になるので、弁体７２
は図中破線で示すように接続口７１ｃを閉鎖し、真空ポ
ンプ２側から放水用ポンプ１側への空気の流れを阻止す
る。

【００２４】そのストレーナ８０は、チェック弁７０の
ハウジング７１と真空ポンプ２の吸気口３１ａとの間に
介在し、真空ポンプ２にゴミ、砂等が侵入するのを防止
する。

【００２５】上記構成によれば、エンジン２０の回転が
ポンプシャフト１１およびクラッチ４１を介しロータ３
４に伝達されることで、真空ポンプ２は放水用ポンプ１
の吸水側を減圧し、その吸水側に呼び水を導く。この
際、その真空ポンプ２は吸気を圧縮することなく排気す
るので、たとえ内部に呼び水が浸入してもベーン３５が
破損することはなく、真空ポンプ２内に水が入り込むの
を防止する気水分離装置等が不要になる。また、真空ポ
ンプ２の排気口３１ｂは下向きに開口するので、水抜き
を円滑に行なうことができる。

【００２６】その放水用ポンプ１の吸水側に呼び水が充
満されて放水用ポンプ１の吐水側圧力が上昇すると、圧
力スイッチ４５が作動してクラッチ４１によるポンプシ
ャフト１１とロータ３４との接続が切断され、真空ポン
プ２は停止する。

【００２７】その真空ポンプ２の吸気側は放水用ポンプ
１の吸水側に複数位置において接続されるので、一位置
においてのみ接続される場合に比べ、放水用ポンプ１の
吸水側を均一に減圧できる。これにより、放水用ポンプ
１の吸水側に充分な呼び水を導くことができ、真空ポン
プ２の停止後に放水用ポンプ１が空気を吸い込むのを防
止して吐水側圧力の低下を阻止できる。また、真空ポン
プ２の到達真空圧力を不必要に低くすることなく充分な
呼び水を導くことができるので、真空ポンプ２の到達真
空圧力を吸気を圧縮して排気してまで低くする必要がな
くなり、省エネルギー化を図ることができる。

【００２８】その真空ポンプ２の吸気側をエアチャンバ
６を介し放水用ポンプ１の吸水側に接続することで、そ
のエアチャンバ６に呼び水を貯留し、真空ポンプ２に大
量の呼び水が流入するのを防止でき、吸気能力が低下す
るのを防止できる。

【００２９】止水弁６０により一定圧力以上の水が真空
ポンプ２に向かうのを阻止することで、消火栓や他車か
らの中継有圧水が入った時に高圧水が真空ポンプ２に流
入してベーン３５が破損するのを防止できる。また、チ
ェック弁７０により真空ポンプ２側から放水用ポンプ１
側への空気の流れを阻止することで、真空ポンプ２の停
止後に放水用ポンプ１の吸水側真空圧力が上昇して呼び
水が落水するのを防止できる。その止水弁６０とチェッ
ク弁７０とを、真空ポンプ２の吸気側と単一のエアチャ
ンバ６との間に設けることで、その真空ポンプ２の吸気
側が放水用ポンプ１の吸水側に複数位置において接続さ
れるものであっても、各弁６０、７０をそれぞれ単一の
ものとすることができる。

【００３０】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。例えば、真空ポンプの吸気側を放水用ポンプの吸水
側に接続する位置、その位置の数、放水用ポンプの吸水
口の数や種類は特に限定されない。

【００３１】

【発明の効果】本発明の消防ポンプにおける呼び水構造
によれば、無給油ベーン式真空ポンプ内に水が侵入して
もベーンに大きな曲げ応力が作用することはないので、
ベーンの破損を防止でき、また、気水分離装置が不要に
なるのでスペースを有効利用できると共に保守点検が容
易になる。その真空ポンプの吸気側を放水用ポンプの吸
水側に複数位置において接続することで、放水用ポンプ
の吸水側に充分な呼び水を導いて吐水側圧力の低下を防
止でき、しかも省エネルギー化を図ることができる。さ
らに、その真空ポンプの吸気側を単一のエアチャンバを
介し放水用ポンプの吸水側の複数位置に接続すること
で、真空ポンプの吸気性能の低下を防止でき、また、止
水弁とチェック弁とをそれぞれ単一のものとすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の消防ポンプの構成説明図

【図２】本発明の実施例の放水用ポンプの断面図

【図３】本発明の実施例の消防ポンプにおける呼び水構
造の構成説明図

【図４】本発明の実施例の真空ポンプの側断面図（図５
のＩＶ‐ＩＶ線断面図）

【図５】本発明の実施例の真空ポンプの正断面図

【図６】本発明の実施例の止水弁とチェック弁の断面図

【符号の説明】

１ 放水用ポンプ ２ 真空ポンプ ６ エアチャンバ ６０ 止水弁 ７０ チェック弁

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放水用ポンプと、この放水用ポンプの吸
   水側に吸気側が接続される無給油ベーン式真空ポンプと
   を備え、その真空ポンプは吸気直後と排気直前における
   吸気体積を比較した場合に吸気を圧縮することなく排気
   することを特徴とする消防ポンプにおける呼び水構造。
2. 【請求項２】 その放水用ポンプは複数の吸水口を有
   し、その真空ポンプの吸気側は放水用ポンプの吸水側に
   複数位置において接続される請求項１に記載の消防ポン
   プにおける呼び水構造。
3. 【請求項３】 その真空ポンプの吸気側は単一のエアチ
   ャンバを介し放水用ポンプの吸水側に複数位置において
   接続される請求項２に記載の消防ポンプにおける呼び水
   構造。
4. 【請求項４】 その真空ポンプの吸気側とエアチャンバ
   との間に、一定圧力以上の水が真空ポンプに向かうのを
   阻止可能な止水弁と、真空ポンプ側から放水用ポンプ側
   への空気の流れを阻止可能なチェック弁とが設けられて
   いる請求項３に記載の消防ポンプにおける呼び水構造。