JP2020531060A - 小型の移動式ロボット消火ユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、消防車、すなわち、小型の移動式ロボット消火ユニットに関し、極端な状況を監視し、非常に危険な条件下での危険な地域、及び／又は、原子力発電所を含むアクセスできない地域での復旧作業を実施する。クレームされた発明によって達成される技術的結果は、小型の移動式ロボット消火ユニットを使用して、１５−２０［Ｌ／ｓ］の流量の消火剤の供給を提供することである。この技術的成果は、小型のモバイルロボット消火ユニットは、ハウジングが取り付けられた無限軌道アセンブリ、ハウジング内に蓄電池を備えた制御パネルと駆動部、遠隔制御機能を備えたハウジングに取り付けられた消火剤供給要素、ビデオ監視システム及び接続パイプラインを備える。接続パイプラインの出口が消火剤供給要素の入口に接続されている。宣言された解決策によると、接続パイプラインはハウジング内に設置されている。その中心軸は、垂直方向のハウジング対称面にある。消火剤供給要素の出口軸に関して、接続パイプラインの入口軸は、小型のモバイルロボット消火装置の高さの少なくとも半分だけ下にある。接続パイプラインの出口は、ハウジングの上面中央にある。

Description

本発明は、消防車両、すなわち、極端な状況を監視し、非常に危険な条件下での危険区域、及び／又は、原子力発電所を含むアクセスできない区域で復旧作業を行うように設計された小型の移動式ロボット消火装置に関する。

オーストリアのＲＥＣＨＮＥＲのＬｏｓｃｈｓｙｓｔｅｍｅ ＧＥＳ．Ｍ．Ｂ．Ｈ．によって製造された既知の補助消火装置ＬＵＦ６０が知られている。この装置は、非常に危険な条件下で機能することができる。

補助消火装置ＬＵＦ６０は、道路や鉄道のトンネル、地下鉄、ガレージ、生産、貯蔵施設での火災を消火するように設計されている。スタンドアロンのリモート制御ユニットとして使用される。

ＬＵＦ６０ユニットには、１４０馬力（１０４ｋＷ）の産業用ディーゼルエンジンが搭載されており、構造の動きと強力なブローマシンの動作を提供することで、高い冷却能力を備えた散水を行う。ＬＵＦ６０ユニットの可動性と柔軟性は、無限軌道システム（クローラートラックシステム）によって提供さる。これにより、デバイスは、最大３０°の勾配で階段を上下に移動できる。水滴を生成するノズルのセットは、消火剤ノズルの前部に位置している。給水は、ノズルに水を供給する、三方弁、水ポンプ、水フィルター及び対応するパイプ／ホースを備えたＶ字型の水中の水パイプを通して行われる。

ただし、よく知られているＬＵＦ６０ユニットは、寸法と質量が大きく、火を消すためだけに設計されている。

また、中流クラス「ＥＬ’−４」の既知の多機能ロボット消火装置（以下「ＲＦＥＵ」と呼ぶ）も存在する。

ユニットの総質量は７２００ｋｇ、ユニットのＬＢＨ境界寸法は、３４００ｘ１９００ｘ１８６０ｍｍである。

多機能ロボット消火装置ＥＬ’−４（以下「ＭＲＦＥＵ ＥＬ’−４」と呼ぶ）は、高温、爆発の脅威及び破片による損傷の発生、並びに建築構造物の破損の条件下で、消火し人為的事故を排除するように設計されている。

ＭＲＦＥＵ ＥＬ’−４は無限軌道アセンブリに設置される。ＭＲＦＥＵ ＥＬ’−４の動きは、後部けん引スプロケットに取り付けられた２つの流体モーターによって駆動される。主な推進ユニットはディーゼルエンジンであり、公開の原理に従って作動する油圧システムに給油する油圧ポンプを備えたギアボックスが搭載されている。

消火の目的で、ＭＲＦＥＵ ＥＬ’−４には、水泡消火システムが設置されている。これにより、コンパクトに、霧水、及び低膨張泡で消火できる。水供給の方向は、操縦者の実行体によって管理され、５つの自由度を提供する。ＭＲＦＥＵ ＥＬ’−４は、リモート操作パネルを介してリモート制御される。遮蔽物のない空間での行動半径は、約２０００メートルである。

重量があり、消火に十分な特性を備えた上記の無限軌道型ロボット式消火装置には、１つの欠点がある。ＲＦＥＵの寸法は、コンパクトな施設での消火の要件を満たしていない。技術機器やその他の機器を装備しているため、コンパクトな部屋でのこれらの機器の使用も制限される。

既知の可動式消防ユニットがある（ロシア連邦ユーティリティ特許第８４７１６号）。この可動式消防ユニットは、自走式トラックプラットフォームに取り付けられ、消防設備、高圧自給式ポンプ、泡形成タンク、消火剤のための水と泡の供給路、同時消火剤供給システムを備えた油圧ガン、スポットライトと吸引ホースを備えた照明マストのためのコンパートメントを備えたハウジングを含む。さらに、水と泡の供給路は、内燃機関のボンネットの下にあり、プラットフォームの後部には、水又は発泡剤を最大５００リットル輸送するためのステアリングギアと連結装置がある。

有名な移動式消火装置の欠点は、大きな寸法と同様に、内燃機関を始動する必要があることである。

よく知られているモバイルロボット消火装置（発明番号２５８０７７９）（以下「ＭＲＦＥＵ」と呼ぶ）は、ハウジング、シャーシ、推進エンジン、オンボードリモートコントロール、及び無線テレメトリーシステムを備えた自走式車両である。消火システム、オンボードビデオ監視システム、及びリモートコントロールを備えた水分岐パイプモニター（火災ターンテーブルモニター）、ディーゼルエンジン、油圧ポンプ、駆動ギアシステムとバルブ、燃料を含む特別な機器のセット オイルタンク、アキュムレーターバッテリーは、すべてパワーユニットに含まれている。

このＭＲＦＥＵの消火システムには、消火設備、消火剤供給のための供給路、油圧駆動ギアを備えた遠心水ポンプ、パイプラインの接続、水と発泡剤を含むタンクが含まれている。この無線リモートコントロールシステムは、アンテナを備えたオンボードコントロールシステム、独立したウェアラブル操作パネル、ジョイスティックを備えたパーソナルコンピューターに基づくリモートコントロールパネルを備えたモバイルコントロールユニット、アンテナを備えたワイヤレスＷｉ−Ｆｉネットワークアダプター、バッテリー、受信機、エスコート車に配置されたビデオモニターからなる。

ＭＲＦＥＵビデオシステムには、赤外線照明を備えた防水高解像度カメラ、ビデオ監視アンテナ、ビデオ信号スイッチャー、ビデオ信号送信機が組み込まれている。さらに、サウンドアラーム、点滅信号ビーコン、照明システム、シャーシ自己灌漑システムがＭＲＦＥＵハウジングに配置され、照明システムには、キャリッジサーチライト、フロント及びリアヘッドライト、クリアランスライトが含まれている。

この発明によれば、シャーシは、無限軌道アセンブリを設置する可能性により、交換可能であり得る。さらに、ＭＲＦＥＵには、ユニットハウジングの前後に取り付けられた超音波センサーに基づく障害物検出システム、ユニットハウジングの上部に取り付けられた音声警告システム、照明システムのヘッドライトに取り付けられたビデオカメラが配置され、ヘッドライトは、保護グリルとクリーニングシステム（ワイパー）とを備える。

リモート制御システムに障害が発生した場合のため、バックアップ有線システム−追加のローカルプッシュボタンコントロールパネルを備える。

それは、道路又は航空輸送、鉄道又は海上で、自力でホームステーション（火災源）に到達できる。

既知の装置は、その汎用性と小型化（寸法と重量）が特徴であり、建物、工業用、及び／又は、地下のギャラリー、エレベーター、トンネル、廊下、その他の限られた場所を含む閉鎖施設での消火に使用できる。

ただし、よく知られている装置は、平均的な乗用車に近いサイズと重量の構造を有する。この点で、限られた場所（例えば、原子力発電所）の火災源へのＭＲＦＥＵの輸送は、かなり難しいと考えられる。さらに、道路又は航空輸送、又は鉄道又は海上（仕様で示されている）によるＭＲＦＥＵの輸送には、特別なアクセスが必要である。従って、既知の装置の欠点には、大きなサイズと低い操縦性が含まれる。

プロトタイプとして選択された技術ソリューションは、偵察及び消火用のモバイルロボットユニット（ＭＲＵＲＦＥ）である。

偵察及び消火用のモバイルロボットユニットＭＲＵＲＦＥは、人員の死亡や負傷のリスクに関連する人為的な事故や火災を排除するように設計されている。ＭＲＵＲＦＥは、消火用水泡モジュールから火災源に水泡溶液を供給し、消火粉末モジュールから消火用固体物質（粉末）を火災源に供給し、細かくスプレーした水を高圧ホースから火災源に供給し、高圧ホースを介して低膨張比の空気力学的フォームを火災源に供給し、消火ホースとマニピュレーターに取り付けられた高膨張泡発生器を介して高膨張率の泡を火災源に供給し、スモッグ状態で、２４時間実質的な偵察を実施する。

ＭＲＵＲＦＥの主要な要素は、制御システムと電源システムを備えた車両である移動ロボットである。マニピュレーター、処理装置、消火装置などが車両のハウジングに取り付けられている。マニピュレーターの積載容量は、３０ｋｇである。消火の目的に応じて、ＭＲＵＲＦＥマニピュレーターには、消火ターンテーブルモニターを含む、交換可能な粉末消火モジュール又は水消火モジュールのセットを装備できる。

ＭＲＵＲＦＥは、少なくとも２０００メートルの距離でリモートコントロールを使用してリモート制御される。ＭＲＵＲＦＥの移動速度は、１ｍ／ｓである。ＭＲＵＲＦＥの連続運転時間は４時間以上である。ＭＲＵＲＦＥの積み荷のない状態の重量は、３００ｋｇである。

ロシア連邦ユーティリティ特許第８４７１６号 ロシア連邦発明番号２５８０７７９号

ＭＲＵＲＦＥの主な目的は、初期段階で偵察を行い、消火することである。独自の消火剤（モジュールが利用可能な場合）の少量の予備を有し、又は、付随する車両から作動するので、ＭＲＵＲＦＥは、最大１Ｌ［リットル］／ｓ［秒］の小さな流量で少量の消火剤を供給することができる。しかし、大規模な火災を消火するために必要な条件を満たしていない。さらに、消火剤の供給量が１５Ｌ［リットル］／ｓ［秒］以上の流量に増加した場合、消防ホースの圧力は、マニピュレーターとの接続に影響を与え、ＭＲＵＲＦＥを傾けたり、マニピュレーターの位置の変化を不規則にしたりするのに十分であり、従って、消火剤の供給方向が変化する。

このユニットを使用すると、コンパクトな敷地内で火を消すことができる。ただし、供給される消火剤の量が少ないため、効果的に消火することはできない。

クレームされた発明の課題は、偵察作業中に、最小重量であり機動性を備えた小型移動ロボット消火ユニットを使用して、消火剤の消費量を増やして消火剤を用いて、火災源に消火剤を供給することにより、アクセスできない場所で消火の速度を上げることである。

クレームされた発明によって達成される技術的結果は、小型の移動式ロボット消火ユニットを使用して、１５から２０Ｌ［リットル］／ｓ［秒］の流量の消火剤の供給を提供することである。

この技術的結果は、無限軌道アセンブリが取り付けられたハウジング、制御パネル、ハウジング内に蓄電池を備えた駆動部、遠隔制御機能を備え、ハウジングに取り付けられた消火剤供給要素、ビデオ監視システム、及び、接続パイプラインを備える小型のモバイルロボット消火ユニットという事実により達成される。接続パイプラインの出口が消火剤供給要素の入口に接続されている。宣言された解決策に従って、接続パイプラインは、ハウジングの内部に設置されている。また、その中心軸は、ハウジングの垂直対称面に位置し、接続パイプの入口軸は、消化剤供給要素の出口軸に関して、小型可動式ロボット消火装置の高さの少なくとも半分以下に位置する。接続パイプの出口は、ハウジングの上面の中央に位置する。

この場合、接続パイプの入口はハウジングの側面に配置できる。

消火ターンテーブルモニターは、主に消火剤供給の要素として使用され、消火剤供給のこの要素の流量は、１５から２０Ｌ［リットル］／ｓ［秒］である。

ビデオ監視システムには、少なくとも１台のカメラと少なくとも１台のＩＲ（赤外線）撮像装置を装備できる。さらに、ビデオ監視システムは、ハウジング上、及び／又は、ハウジング内に配置できる。

さらに、消火剤供給要素の遠隔制御は、水平面では、−１２０°から＋１２０°、垂直面では、−１５°から＋７５°の範囲の駆動ギアを使用して実施可能である。

クレームされた発明は、本発明の主題を説明する図面によって示される。
小型の移動式ロボット消火ユニットのハウジングの断面を示し、ハウジング対称の垂直面を通る。 小型の移動式ロボット消火装置の正面図を示す。 小型の移動式ロボット消火装置の側面図を示す。

小型のモバイルロボット消火装置として提案されている技術的ソリューションは、以下に説明する特定の設計で説明されている。しかし、以下に説明する例が唯一の可能な例ではない。しかし、それは、クレームされた技術的結果の本質的な特徴のこのセットによって達成される可能性を明確に示している。

小型のモバイルロボット消火装置は、無限軌道アセンブリ２が取り付けられたハウジング１を含む。制御ユニット３及び小型モバイルロボット消火ユニットの蓄電池４を備えた駆動部（図には示されていない）は、ハウジング１内に位置している。

消火剤供給要素５は、遠隔制御をすることができるハウジング１に取り付けられている。小型のモバイルロボット消火ユニットは、ビデオ監視システム、パイプライン６も含んでいる。パイプライン６の出口７は、消火剤供給要素５の入口８に接続されている。

接続パイプ６は、ハウジング１の内部に設置され、その中心軸は、図１に示されるハウジング１の断面と一致するハウジング１の垂直対称面に位置する。一方、ハウジング１の内部に位置する接続パイプ６は、ハウジング１の内部では、小型の移動式ロボット消火ユニットに接続された消火ホース（図には示されていない）から消火剤供給要素５に力が伝達されないようにしている。ハウジング１の垂直対称面における接続パイプ６の位置は、ハウジング１の垂直対称面に対する対向部分間の重量バランスを確保するように選択される。

接続パイプ６の入口軸９は、消火剤供給要素５の出口軸１０に対して、小型の移動式ロボット消火ユニットの高さの半分だけ下に、配置される。

ただし、指定された距離は、高さの半分から小型モバイルロボット消火装置の高さの整数値まで選択される。これは、次の理由による。消火ホース（図には示されていない）から圧力が伝達される場合、消火剤供給要素５の出口１０に対して相対的に、接続パイプ６の入口９がより下側に配置されると、小型の移動式ロボット消火ユニットにおいて、横方向を含み、より小さな傾斜力が生じる。

接続パイプ６の出口７は、ハウジング１の上面の中心に位置する。接続パイプライン６の出口７が他に位置する場合、例えば、ハウジング１の上面の縁部近くに位置するとき、小型可動式ロボット消火ユニットの傾斜力は、消火剤供給要素５の出口１０から供給される消火剤の噴流の方向と逆の力により増加する。消火剤供給要素５の軸と一致する傾斜モーメントレバーも、ハウジング１の上面の縁に移動する。

接続パイプ６の入口９は、ハウジング１の側面に配置され、接続パイプ６によってハウジング１の下に配置することもできる。消火ホース（図には示されていない）から圧力が伝達される場合、小型のモバイルロボット消火装置から生じる傾斜力を低減するため、ハウジング１から取り外される。この場合、消火ホースに取り付ける接続パイプ６の入口９として、圧送ヘッドが使用される。

消火剤供給要素５として火災モニターが使用され、水平面で−１２０°から＋１２０°、垂直面で−１５°から＋７５°までの範囲で、駆動ギア（図には示されていない）によってリモートコントロールが実行される。

消火剤供給エレメント５は、距離に応じて１５から２０Ｌ［リットル］／ｓ［秒］の流量の消火剤を供給する。
−水連続カラムで４５ｍ；
−スプレーされた物質で３０ｍ（スプレーコーン角３００）；
−泡物質で３０ｍ。

自動モードで消火剤を適用する場合、噴霧される水の噴流の噴霧円錐角を０から１２０°に変更することができる。

ビデオ監視システムは、ハウジング１内に配置されたカメラ１１と、消火剤を供給する要素５に取り付けられたカメラ１２及びＩＲ撮像装置１３とを備えている。ビデオカメラ１１は、小型の移動式ロボット消火ユニットの前方への動きの監視を提供する。一方、ビデオカメラ１２及びＩＲ撮像装置１３は、消火剤を供給する要素５の回転方向の監視を提供し、火災の消火を制御することを可能にする。さらに、ビデオカメラ１１及び１２は、暗闇（暗視）で作業する能力を備えており、作業現場又は移動経路を照らすために、２つのＬＥＤランプ１４がハウジング１に設置されている。さらに、点滅ビーコン（図には示されていない）がハウジング１に取り付けられ、作業について警告し、煙や視界不良の条件下で小型のモバイルロボット消火器を簡単に検出できるようにする。

小型の移動式ロボット消火装置には、熱の流れと温度に対する保護に必要な独自の灌漑システムも装備されている。独自の灌漑システム（図には示されていない）は、ハウジング１に位置している。灌漑システムのパイプラインは、消火剤供給要素５に接続され、消火物質供給要素５を介した消火剤の供給中に接続される。左右のハウジング１の上部にある２つの部分（図には示されていない）の灌漑システムパイプラインとスプレーノズルに、ハウジング１の灌漑が行われる。

小型の移動式ロボット消火装置の制御ユニット３には、コマンド／コントロールパネル（図には示されていない）との間で情報を送信するためのトランシーバーのアンテナ１５が装備されている。オペレーターは、少なくとも、次の要素をコントロールする：無限軌道アセンブリ２の駆動部の動き、消火剤供給要素５の位置、消火剤の供給、消火剤の灌漑システムへの供給、ＩＲ撮像装置１３及びビデオカメラ１１及び１２の動作、１４個のＬＥＤランプと点滅ビーコンを含む。制御パネル３は、放射能の影響下で作業する場合に必要なガンマ線（図には示されていない）に対する保護を行う。

小型可動式ロボット消火ユニットの無限軌道アセンブリ２の駆動部の動きは、２つのギアモーター（図には示されていない）によって実行され、後部ギア１６を駆動する。無限軌道アセンブリ２は、コンパクトな建物及び小さな破片の状態で、小型の移動式ロボット式消火装置の動きを提供する。ユニットを３６０度回転させる可能性があるため、操縦性も確保される。電気機械式駆動装置は、内燃機関とは異なり、空気中の酸素量に依存しないため、駆動ギアのタイプが電気機械式であるという事実を考慮して、濃い煙の条件下でその作業効率が確保される。

上記の電気モーター及び小型モバイルロボット消火ユニットの残りの電力消費体は、ハウジング１内にある充電式バッテリー４から電力を供給される。

電気機械駆動と無限軌道アセンブリの存在により、ユニットは３ｋｍ／ｈの速度で移動でき、最大３５°の縦方向と最大３０°の横方向の角度で障害物を克服できる。

小型の移動式ロボット消火装置の牽引力は、少なくとも８０ｋｇであり、消火剤の圧力フロー特性を提供する距離で消火ホースラインを敷設できる。

この一連の設計機能は、最小寸法でユニットの最大機能を提供する。ユニットは、リモートコントロールを使用して、スキャン検索を実行し、ユニット自体の寸法に匹敵するエリアの危険なゾーンで火災源と操縦を決定できる。

ＩＲ撮像装置を使用しているため、施設や事故の場所で人を検索できる。

抑制された状態にある小型の移動式ロボット消火装置の質量は１１０ｋｇであり、これにより、消防隊の要員による輸送が確保され、機動性が向上する。

境界寸法（ＬｘＢｘＨ ｍｍ）（１１００х７００х８９０ｍｍ）により、ユニットは、標準の出入り口を備えた敷地内、及びオブジェクトの技術機器間を自由に移動できる。

レイアウトソリューションにより、小型モバイルロボット消火装置の側面に重量を保ちながら、設計に必要なすべての要素を配置し、重心が真ん中に配置されている。

小型モバイルロボット消火装置は、放射線下を含む原子力発電所で偵察と消火を行うために使用される。

ａ）次の目的で偵察を行う際に独立した戦闘ユニットとして使用される場合：
−オンラインモードでオペレーターのチームによってリモートで設定された、ルートに沿った調査対象地域の動き
−進行方向の調査されるエリアの照明
−進行方向のオペレーターのモニターへの画像の転送
−炎（火災源）検出による（標準プログラムの元での）事前に定義された平面内のオブジェクトのスキャン
ｂ）次の目的で、接続パイプ６（フォースヘッド）の入口９を介して、タンク装置、ポンプステーション、又は消火栓に接続されたフォースフィード消火ラインを備えた独立した消火ユニットとして使用する場合：
−オンラインモードでオペレーターのチームによってリモートで設定された、ルートに沿った調査対象地域内の動き
−進行方向の調査されるエリアの照明
−進行方向のオペレーターのモニターへの画像の転送
−炎（火災源）検出による（標準プログラムのもとでの）事前に定義された平面内のオブジェクトのスキャン
−火災源に向けて、水又は泡／水混合物を、オペレーターが指定したポイントまで供給する。

ユニットの積み込みと輸送は、鉄道、海上、道路、航空輸送に関して施行されている規制文書に従って実施できる。便利な機械化された積み込み及び積み降ろし操作の目的のために、持ち上げ用アイボルト１７がユニットに提供されており、手動輸送のための折りたたみハンドル（図には示されていない）も配されている。

小型の移動式ロボット消火ユニットは、操作性と情報性が向上して作られており、折り畳み式ハンドルによる手動消火を含め、緊急センターへの迅速な配送と避難の可能性が考慮されている。

Claims (7)

1. 小型の移動式ロボット消火ユニットであって、
   無限軌道アセンブリが取り付けられたハウジングと、
   前記ハウジング内に蓄電池を備えた制御パネル及び駆動部と、
   遠隔制御機能を備え、前記ハウジングに取り付けられた消火剤供給要素と、
   ビデオ監視システムと、
   接続パイプラインとを備え、
   前記接続パイプラインの出口が前記消火剤供給要素の入口に接続され、
   以下を特徴とする：
   前記接続パイプラインが前記ハウジング内に設置され、その中心軸が前記ハウジングの垂直対称面内に位置し、前記接続パイプラインの入口軸は、前記消火剤供給要素の出口軸に対して、当該小型の移動式ロボット消火ユニットの高さの少なくとも半分以下に位置し、前記接続パイプラインの出口は、前記ハウジングの上面中央に位置する。
2. 請求項１に記載の小型の移動ロボット消火ユニットであって、
   前記接続パイプラインの入口は、前記ハウジングの側面に位置する。
3. 請求項１に記載の小型の移動ロボット消火ユニットであって、
   消火剤を供給するための要素として火災監視装置が用いられる。
4. 請求項１に記載の小型の移動ロボット消火ユニットであって、
   前記消火剤供給要素は、１５−２０［Ｌ／ｓ］の流量を有する。
5. 請求項１に記載の小型の移動ロボット消火ユニットであって、
   前記ビデオ監視システムは、少なくとも１台のビデオカメラと少なくとも１台のＩＲ撮像装置を備えている。
6. 請求項１及び請求項５に記載の小型の移動ロボット消火ユニットであって、
   前記ビデオ監視システムは、前記ハウジング上、及び／又は、前記ハウジング内に配置されている。
7. 請求項１に記載の小型の移動ロボット消火ユニットであって、
   前記火災消火剤供給要素の遠隔制御は、水平面内で−１２０°から＋１２０°、垂直面内で−１５°から＋７５°の範囲で、ドライブギアの助けを借りて実行される。

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