JPH0356072B2

JPH0356072B2 -

Info

Publication number: JPH0356072B2
Application number: JP25059684A
Authority: JP
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1984-11-29
Publication date: 1991-08-27
Also published as: JPS61131765A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、消防車用放水圧制御装置に関するも
のである。

従来の技術一般に、消防自動車用の放水装置は、内燃機関
によつて駆動される送水ポンプによつて吸水ホー
スから取り込まれた水を加圧し、加圧された水が
放水ノズルから放水される構成となつている。従
来のこの種の装置においては、放水ノズルにおけ
る放水圧力を所望の設定値に保持するため、放水
圧力を示す信号に応答して内燃機関の速度制御が
行なわれる制御系を構成し、これにより放水圧力
を所望の設定値に維持する放水圧制御装置が設け
られている（例えば、実開昭51−23394号公報参
照）。

上述した従来の放水圧制御装置では、放水圧力
が所望の設定値より小さい場合には機関速度を高
くし、一方、放水圧力が所望の設定値より大きい
場合には機関速度を低くし、これにより放水圧力
が所望の設定値となるように放水圧力の調節が行
なわれる構成となつている。

発明が解決しようとする問題点従つて、上述の従来装置では、例えば吸水ホー
スが自動車によつて踏みつけられる等の理由によ
り吸水流量が低下すると、吸水側の水圧が大きな
負圧となり、放水圧力が設定圧力より小さくなる
ので、放水圧力を上昇させるために、機関速度が
最高回転速度近くまで上昇してしまうことにな
る。このような状態の下において、吸水ホースの
踏みつけが解除されると、吸水流量が直ちにもと
の吸水流量にまでもどるので、放水圧力が一時的
に急上昇して所要の設定圧力以上となつてしま
い、大きな放水圧力がノズルに急激に掛り、作業
者にとつて極めて危険な状態になるという問題点
を有している。

本発明の目的は、従つて、従来の装置における
上述の不具合を除去し、放水圧力に急激な変化が
生じないようにした消防車用放水圧制御装置を提
供することにある。

問題点を解決するための手段本発明の構成は、内燃機関によつて駆動される
送水ポンプにより与えられる放水圧力が所望の設
定圧力に維持されるよう上記内燃機関の回転速度
を制御する制御手段を含んで成る消防車用放水圧
制御装置において、上記送水ポンプの吸水側の負
圧状態を検出する検出手段と、該検出手段の検出
結果に応答し上記吸水側の圧力が所定の負圧値よ
りもより負圧となつた場合に上記内燃機関の回転
速度を強制的にアイドル回転速度近傍の低回転速
度に低下させ、上記吸水側の圧力が所定の負圧値
よりも高くなつた場合に上記内燃機関の回転速度
制御を再開するよう上記制御手段を制御する手段
とを備えて成る点に特徴を有する。

作用上述の構成によれば、例えば自動車により吸水
側のホースが踏みつけられてつぶれ、流量低下の
ために放水圧力が低下すると、放水圧力を上昇さ
せるために、制御手段によつて内燃機関の回転速
度が上昇せしめられる。しかし、吸水側の負圧力
が所定の負圧値よりもより負圧となると、内燃機
関の回転速度は、強制的に、例えばアイドル回転
速度近傍の所定の低回転速度とされ、内燃機関が
過負荷状態となるのを防止することができる。吸
水側ホースの踏みつけが解除される等の理由によ
り吸水側の圧力が所定の負圧値よりもより正圧側
に高くなると、内燃機関の回転速度は再び制御手
段により制御され、所要の放水圧力が得られるよ
う内燃機関の回転速度を徐々に高くすることがで
きる。

このように、吸水側の負圧力が所定の負圧値よ
りもより負圧となつた場合には、内燃機関の回転
速度を低回転速度とし、吸水側の負圧力が所定の
負圧値よりもより正になつた場合に、再び内燃機
関の回転速度を上昇させ、放水圧力が所要の値と
なるよう回転速度の調節が行なわれる。

この結果、例えば、吸水ホースが車輛により踏
みつけられ吸水側が大きな負圧状態となると、機
関速度はアイドル回転速度程度の低回転速度とな
り、送水ポンプに大きな負荷が掛るのを防止する
ことができる。そして、車輛による踏みつけ等の
原因が取り除かれ、吸水側の圧力状態が所定の正
常状態に戻ると、機関速度は、低回転速度から徐
徐に増大し、制御手段の動きで、放水圧力を所要
の圧力値にまで徐々に高めることができる。従つ
て、吸水ホース等の踏みつけが解除された場合、
ノズルにおいて放水圧力が急上昇するのを有効に
防止することができ、作業者に対する危険防止に
大いに役立つものである。

実施例以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図には、本発明による放水圧制御装置を備
えた消防車用の放水装置の一実施例が示されてい
る。放水装置１は、デイーゼル機関２によつて駆
動される消防用の送水ポンプ３を有し、送水ポン
プ３は、その吸水側に設けられた吸水ホース４を
介して、図示しない消化用水槽の如き水タンクか
ら水を吸水、加圧した後、送水ポンプ３の送水側
に設けられた放水ホース５及び放水ノズル６を介
して加圧された水を放水する。

デイーゼル機関２は、図示しない消防自動車の
駆動用としても兼用されており、燃料噴射ポンプ
７から燃料の供給を受ける構成となつている。燃
料噴射ポンプ７からデイーゼル機関２に供給され
る燃料噴射量は、位置決め用のアクチユエータ８
によつて操作されるコントロールラツク９の操作
量に応じて調節される。

放水ノズル６における放水圧力が所望の設定値
に維持されるよう、放水圧力に応じてデイーゼル
機関２の回転速度を制御するため、送水ポンプ３
の放水側に設けられた放水圧力P₁に応じた検出
信号V₁を出力する圧力検出器１０と、検出信号
V₁に応答し放水圧力P₁を所定の設定圧力値P_tに
維持すべくコントロールラツク９の位置調節を行
なうための第１制御信号S₁を出力するため、制御
ユニツト１１内に設けられた第１制御部１２とを
含んで成る放水圧制御装置２０が構成されてい
る。

第１制御信号S₁は、スイツチ１６の一方の固定
接点１６ａに印加されており、スイツチ１６が実
線で示されるように切換えられた場合に、第１制
御信号S₁が調速ユニツト１５に入力される。スイ
ツチ１６の他方の固定接点１６ｂには、走行用ア
クセルペダル１７の操作量を示すアクセル信号S₂
がアクセルセンサ１８から供給されており、デイ
ーゼル機関２が走行用の供される場合には、スイ
ツチ１６が点線で示される如く切換えられ、アク
セル信号S₂が調速ユニツト１５に入力される。

調速ユニツト１５には、スイツチ１６からの信
号のほか、デイーゼル機関の速度を示す速度信号
Ｎ及びコントロールラツク９の位置を示す位置信
号Ｒが入力されており、これらの入力信号に応答
して、デイーゼル機関２が所望の回転速度となる
ようにコントロールラツク９の位置決めが行なわ
れるようアクチユエータ８を駆動するための駆動
制御信号DSが出力される。

従つて、スイツチ１６が点線で示されるように
切換えられている場合には、デイーゼル機関２
は、アクセルペダル１７の操作量に応じてその速
度制御が行なわれる。一方、スイツチ１６が実線
で示されるように切換えられている場合には、第
１制御信号S₁により放水圧力P₁が設定圧力値P_tに
一致するようデイーゼル機関２の速度制御が行な
われる。即ち、放水圧制御装置２０は、放水圧力
P₁が設定圧力値P_tよりも小さくなると、アクチユ
エータ８によりコントロールラツク９を燃料増方
向に移動せしめ、一方、放水圧力P₁が設定圧力
値P_tよりも大きくなると、アクチユエータ８によ
りコントロールラツク９を燃料減方向に移動せし
めるよう調速ユニツト１５を作動させるための第
１制御信号S₁を出力する構成である。

吸水ホース４の上を車輛が通過する等の理由に
より、送水ポンプ３の吸水側の圧力P₂が著しく
大きな負圧となつた場合に、デイーゼル機関２の
回転速度をアイドル回転速度程度の低回転速度に
強制的に落し、吸水側の圧力P₂が所定の負圧力
にまで戻つた場合にデイーゼル機関２の回転速度
を再び第１制御部１２により制御するため、負圧
検出器１３と、該負圧検出器１３の作動に応答し
て第１制御部１２の作動を制御するための第２制
御部１４とが設けられている。負圧検出器１３
は、送水ポンプ３の吸水側の負圧状態を検出する
ため吸水ホース４に連結されており、図示の実施
例では、吸水ホース４内の圧力P₂が予め設定さ
れた所定の負圧値P₀よりもより負圧となつた場
合に閉成され、その他の場合には開いている負圧
スイツチとして構成されている。一方、第２制御
部１４は、制御ユニツト１１の一部として構成さ
れており、負圧検出器１３の作動に応答して第１
制御部１２の作動を制御するための制御信号CS
を出力する構成となつている。

第２図には、制御ユニツト１１のより具体的な
実施例が示されている。第１制御部１２は、検出
信号V₁が入力抵抗器２１を介して反転入力端子
に印加されている差動増幅器２２を有し、差動増
幅器２２の非反転入力端子には、電源電圧＋Ｖが
分圧抵抗器２３，２４で分圧されて成る基準電圧
V_rが印加されている。分圧抵抗器２４は可変抵
抗器として構成されており、これを調節すること
により基準電圧V_rの値を任意に定め、設定圧力
値P_tを所望の値に設定することができる。差動増
幅器２２の出力端子は、出力抵抗器２５を介して
第１制御部１２の出力端子２６に接続されると共
に、コンデンサ２７を介してその非反転入力端子
に接続され、これにより、検出信号V₁と基準電
圧V_rとの差分に応じた差動入力信号が増幅され
ると共に積分され、出力電圧V₂として得られる。
出力端子２６は抵抗器２８を介してアースされる
と共に、出力端子２６には抵抗器２９を介して電
源電圧＋Ｖが供給されており、これにより出力端
子２６からは、出力電圧V₂のレベルが所定のレ
ベル範囲内にせばめられ、第１制御信号S₁として
出力される。

図示の実施例の場合、圧力検出器１０の入出力
特性は、第３図に示すように、放水圧力P₁に比
例して検出信号V₁のレベルが変化するように設
定されているので、出力電圧V₂のレベルは、放
水圧力P₁が増大すると低下し、放水圧力P₁が減
少すると上昇する特性となる。この結果、例え
ば、放水圧力P₁が所要の設定圧力P_tよりも減少す
ると、第１制御信号S₁のレベルが上昇し、アクチ
ユエータ８により大きな駆動電流が供給され、コ
ントロールラツク９が燃料増方向に移動せしめら
れ、これによりデイーゼル機関２の回転速度が速
くなり、放水圧力P₁が増大せしめられる。逆に、
放水圧力P₁が所要の設定圧力値P_tよりも増加する
と、デイーゼル機関２の回転速度が低下し、放水
圧力P₁を低下させる。このようにして、放水圧
力P₁の値が所要の設定圧力値P_tに維持されるよう
デイーゼル機関２の速度がフイードバツク制御さ
れる。

次に、第２制御部１４について説明する。第２
制御部１４は、負圧検出器１３のスイツチ１３ａ
と抵抗器３１とを介してベースに電源電圧＋Ｖが
供給されると共に、抵抗器３２を介してベースが
アースされているトランジスタ３３を有し、トラ
ンジスタ３３のエミツタはアースされ、コレクタ
には、抵抗器３４を介して電源電圧＋Ｖが供給さ
れている。負圧検出器１３は、スイツチ１３ａが
第４図に示されるように、吸水ホース４内の圧力
P₂の値が所定の負圧値P₀よりもより負圧となつ
た場合にのみ閉じられるように構成されており、
従つて、P₂≧P₀の場合にはトランジスタ３３は
オフとなつているが、P₂＜P₀となるとスイツチ
３ａが閉じられるため、トランジスタ３３はオン
となる。

トランジスタ３３のコレクタ−エミツタ回路と
並列に、抵抗器３５，３６から成る分圧回路が接
続されており、抵抗器３５と３６との接続点に
は、エミツタがアースされているトランジスタ３
７のベースが接続されている。トランジスタ３７
のコレクタには、抵抗器３８を介して電源電圧＋
Ｖが印加されていると共に、コンデンサ３９を含
んで成る充放電回路４０が接続されている。

充放電回路４０は、一端がアースされているコ
ンデンサ３９の他端とトランジスタ３７のコレク
タとの間に、抵抗器４１と、抵抗器４２とダイオ
ード４３との直列回路とが接続されて成つてい
る。従つてトランジスタ３７がオフ状態となつた
時に、抵抗器３８，４１，４２及びダイオード４
０を介してコンデンサ３９に充電電流が流れる。
一方、トランジスタ３７がオン状態となつた時に
は、ダイオード４３が逆バイアス状態となるの
で、抵抗器４１のみを介してコンデンサ３９が放
電される。このように、抵抗器４２にのみダイオ
ード４３を図示の極性に接続してあるので、コン
デンサ３９の充電時の時定数は小さく、一方、放
電時の時定数は大きくなる。従つて、スイツチ１
３ａがオンとなつてトランジスタ３３がオンし、
これによりトランジスタ３７がオフとなると、コ
ンデンサ３９は比較的速い速度で充電され、コン
デンサ３９の端子電圧V_cは急峻に立ち上ること
になる。一方、スイツチ１３ａがオフとなつてト
ランジスタ３７がオンとなると、コンデンサ３９
は抵抗器４１を介して比較的ゆつくりと放電され
るので、端子電圧V_cの値は、トランジスタ３７
がオンとなつた後、時間の経過と共にゆつくりと
低下することになる。

端子電圧V_cは、抵抗器４４を介して差動増幅
器４５を含んで成る減衰回路５１に入力され、差
動増幅４５の出力電圧V₃は抵抗器４６を介して
バツフア増幅器４７に入力されている。バツフア
増幅器４７の入力端子と抵抗器４６との接続点
は、抵抗器４８によりアースされると共に、抵抗
器４９を介して電源電圧＋Ｖに接続されており、
従つて、出力電圧V₃のレベルが所定範囲内にせ
ばめられてバツフア増幅器４７の＋入力端子に入
力される。この結果、バツフア増幅器４７の出力
からは、端子電圧V_cのレベルに応じてレベルの
変化する出力電圧V₄が出力され、この出力電圧
V₄はダイオード５０を介して端子２６に印加さ
れている。

この結果、端子２６から出力される第１制御信
号S₁のレベルは、２つの出力信号V₂，V₄のうち
レベルの高い方の出力信号に従つて定められるこ
とになる。

次に、第５図を参照しながら、第１図及び第２
図にて示される装置の動作を説明する。既に説明
したように、システムに異常がない場合には、放
水圧力が所定の設定値に維持されるよう、第１制
御信号S₁により機関速度制御が行なわれている。
この場合、吸水ホース４内の圧力P₂は所定の負
圧値P₀よりもより正圧に近い値となつており、
従つて、スイツチ１３ａは開かれていてトランジ
スタ３７はオンとなつているので、端子電圧V_c
は略零ボルとなつている。従つて、出力電圧V₄
のレベルも略アースレベルとなつているので、ダ
イオード５０は逆バイアス状態であり、第１制御
信号Ｓは出力電圧V₂に相応して変化し、これに
より放水圧力の制御が行なわれている。

上述の状態において、吸水ホース４が車輛によ
り踏みつけられる等の理由により、時刻ｔ＝t₁に
おいて送水ポンプ３の吸水側の圧力P₂が所定の
負圧値P₀よりも負圧となると、スイツチ１３ａ
が閉成され（第５図ａ）、これにより充放電回路
４０は充電状態となり、端子電圧V_cのレベルは
比較的早い速度で上昇しはじめる（第５図ｂ参
照）。従つて、出力電圧V₄もまた、端子電圧V_cの
変化に応じて変化することになる（第５図ｃ）。
一方、このような状況においては、放水圧力は低
下しており、従つて、デイーゼル機関２の回転速
度をより上昇させるため出力電圧V₂のレベルは、
ｔ＝t₁以後、急激にアースレベル近くまで低下す
ることになる（第５図ｄ）。

この結果、スイツチ１３ａが閉じられるとすぐ
に、V₄＞V₂となり、第１制御信号S₁のレベルは、
ｔ＝t₁以後、出力電圧V₄のレベルに応じたレベル
となる。即ち、第１制御信号S₁のレベルは、ｔ＝
t₁以後、急激に上昇し、抵抗器２５，２９，２８
により定められる所定の上限値にまで上昇する
（第５図ｅ）。従つて、デイーゼル機関２の回転速
度Ｎは、第５図ｆに示されるように、ｔ＝t₁以
後、急激にアイドル回転速度N_iにまで低下する。
このように、吸水ホース４内の圧力P₂が所定値
P₀より低くなつた場合、機関速度Ｎがアイドル
回転速度となるため、放水圧力P₁は第５図ｇに
示されるように所定の設定値P_tより急激に低下
し、デイーゼル機関２に大きな負荷が掛るのを有
効に防止することができる。

時刻ｔ＝t₂において吸水ホース４の踏みつけが
解除され、P₂＞P₀となると、スイツチ１３ａが
オフとなり、トランジスタ３７がオンとなるの
で、充放電回路４０が放電状態となり、コンデン
サ３９は、抵抗器４１を介して比較的大きな時定
数で放電する。従つて、端子電圧V_cのレベルは
ゆるやかに低下し、これに伴つて第１制御信号S₁
のレベルもゆるやかに低下するので、機関速度Ｎ
は、アイドル回転速度からゆるやかに上昇しはじ
め、放水圧力P₁も徐々に上昇することになる
（第５図ｇ）。

放水圧力P₁の上昇により検出信号V₁のレベル
も徐々に上昇するので、出力電圧V₂のレベルも
また徐々に上昇しはじめ（第５図ｄ）、ｔ＝t₃に
おいてV₄＜V₂となると、第１制御信号S₁のレベ
ルは出力信号V₂に応じて定められるようになる。
即ち、t₃以後においては、再び第１制御部１２に
よる放水圧力制御が検出信号V₁に従つて行なわ
れ、放水圧力P₁は所定の設定放水圧力値P_tに維持
される。

このように、第２制御部１４の働きにより、吸
水ホースの踏みつけ等により吸水側の負圧力が大
きくなつた後急激に吸水ホースの踏みつけが解除
されても、放水圧力が所要の設定圧力P_tに向けて
徐々に増大することとなるため、放水ノズルに大
きな圧力シヨツクを与えることがなく、安全性の
確保を容易に行なえる。

尚、本願発明による装置の制御部の構成は、第
２図に示したものに限定されるものではなく、マ
イクロコンピユータを用いて実現してもよく、こ
のように構成された装置もまた本発明の範囲内に
含まれるものである。

更に、送水ポンプの駆動用内燃機関は、デイー
ゼル機関の限定されるものではなく、任意の内燃
機関を用いた場合であつても本発明を適用して、
同様に放水圧力の制御を行なうことができ、この
ような放水圧制御装置もまた本発明の範囲内に入
るものである。

効果本発明によれば、上述したように、吸水側ホー
スが車輛により踏みつけられた場合の如く、吸水
側の圧力が所定の負圧値よりもより負圧となつた
場合に、送水ポンプを駆動する内燃機関の回転速
度を強制的に下げ、吸水側の圧力が上記所定の負
圧値よりもより正圧になつた場合に再び所要の放
水圧力を得るための機関速度制御を行なう構成と
したので、吸水側に大きな負圧力を生じさせる原
因が除去されたときに、機関速度は低回転速度か
ら増大し、所要の放水圧力を得るに必要な回転速
度にまで達することになる。従つて、吸水側に大
きな負圧力を生じさせる原因が除去されたとき
に、放水圧力が急激に増大し、放水ノズルに大き
な圧力シヨツクを与えることが有効に防止でき、
作業者の安全を守ることができる優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による放水圧制御装置を備えた
放水装置の一実施例を示すブロツク図、第２図は
第１図の制御ユニツトの具体的な回路の一例を示
す回路図、第３図は第１図に示した圧力検出器の
特性を示す特性曲線図、第４図は第１図に示す圧
力検出器の作動特性を示す線図、第５図ａ乃至第
５図ｇは、第１図及び第２図により示される放水
装置の作動を説明するための各部の信号の波形図
である。１……放水装置、２……デイーゼル機関、３…
…送水ポンプ、４……吸水ホース、１０……圧力
検出器、１１……制御ユニツト、１２……第１制
御部、１３……負圧検出器、１４……第２制御
部、P₁……放水圧力、P₂……圧力、CS……制御
信号、V₁……検出信号、Ｓ……第１制御信号。

Claims

【特許請求の範囲】

１内燃機関によつて駆動される送水ポンプによ
り与えられる放水圧力が所望の設定圧力に維持さ
れるよう前記内燃機関の回転速度を制御する制御
手段を含んで成る消防車用放水圧制御装置におい
て、前記送水ポンプの吸水側の負圧状態を検出す
る検出手段と、該検出手段の検出結果に応答し前
記吸水側の圧力が所定の負圧値よりもより負圧と
なつた場合に前記内燃機関の回転速度を強制的に
所定の低回転速度にまで低下させ、前記吸水側の
圧力が前記所定の負圧値よりも高くなつた場合に
前記制御手段による前記内燃機関の回転速度制御
が再開されるように前記制御手段を制御する手段
とを備えたことを特徴とする消防車用放水圧制御
装置。