(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-09-16
(45)【発行日】2022-09-28
(54)【発明の名称】ポンプ装置の懸架方法、およびポンプ装置
(51)【国際特許分類】
F04D 13/00 20060101AFI20220920BHJP
B64C 39/02 20060101ALI20220920BHJP
【ＦＩ】
F04D13/00 Z
B64C39/02
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2018212949
(22)【出願日】2018-11-13
(65)【公開番号】P2020079579
(43)【公開日】2020-05-28
【審査請求日】2021-04-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100118500
【弁理士】
【氏名又は名称】廣澤 哲也
(74)【代理人】
【識別番号】100091498
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 勇
(72)【発明者】
【氏名】能見 基彦
【審査官】嘉村 泰光
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／０４６９７３（ＷＯ，Ａ２）
【文献】特開２００６－２３３７９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１３１９４４（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０５－０７８９９６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００１－１１５９８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７１２６６５１（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ａ６２Ｃ ２７／００
Ｂ６４Ｃ ２７／０８
Ｂ６４Ｃ ３９／０２
Ｆ０４Ｄ １／００－１３／１６
Ｆ０４Ｄ １７／００－１９／０２
Ｆ０４Ｄ ２１／００－２５／１６
Ｆ０４Ｄ ２９／００－３５／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
液体が流れる導管の途中に配置されたポンプ装置の懸架方法であって、前記液体の圧力を上昇させるための第１ポンプと、該第１ポンプの鏡像構造を有する第２ポンプとを有するポンプ装置を、前記導管の途中に配置し、
複数のドローンを前記導管に連結し、
前記複数のドローンを飛行させることにより、前記ポンプ装置を前記導管とともに懸架する工程を備え、
前記第１ポンプは、第１羽根車と、該第１羽根車を回転させる第１駆動機とを有しており、
前記第２ポンプは、第２羽根車と、該第２羽根車を回転させる第２駆動機とを有しており、
前記第１ポンプと前記第２ポンプは、前記導管の中心軸線に対して鏡面対称に配置されており、
前記第１駆動機の回転軸と前記第２駆動機の回転軸は、前記導管の中心軸線と平行に延びており、
前記第２ポンプの前記第２羽根車は、前記第１ポンプの前記第１羽根車とは逆向きに、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転されることを特徴とする懸架方法。
【請求項2】
液体が流れる導管の途中に配置されたポンプ装置の懸架方法であって、前記液体の圧力を上昇させるための第１ポンプと、該第１ポンプの鏡像構造を有する第２ポンプとを有するポンプ装置を、前記導管の途中に配置し、
複数のドローンを前記導管に連結し、
前記複数のドローンを飛行させることにより、前記ポンプ装置を前記導管とともに懸架する工程を備え、
前記第１ポンプは、第１羽根車と、該第１羽根車を回転させる第１駆動機とを有しており、
前記第２ポンプは、第２羽根車と、該第２羽根車を回転させる第２駆動機とを有しており、
前記第１ポンプと前記第２ポンプは、前記液体の流れ方向において、直列に配置されており、
前記第１駆動機の回転軸と前記第２駆動機の回転軸は、前記導管の中心軸線と平行に延びており、
前記第２ポンプの前記第２羽根車は、前記第１ポンプの前記第１羽根車とは逆向きに、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転されることを特徴とする懸架方法。
【請求項3】
前記第２駆動機に接続される回転数調整器によって、前記第２羽根車の回転速度を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の懸架方法。
【請求項4】
前記第２ポンプは、連結具を介して前記第１ポンプに連結されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の懸架方法。
【請求項5】
前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、
前記第２ポンプケーシングは、前記連結具を介して前記第１ポンプケーシングに連結されることを特徴とする請求項４に記載の懸架方法。
【請求項6】
前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、
前記第１ポンプケーシングおよび前記第２ポンプケーシングは、一つの統合ポンプケーシングとして一体化されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の懸架方法。
【請求項7】
前記第１ポンプは、前記第１羽根車を収容する第１ポンプケーシングを有しており、前記第１駆動機は、前記第１ポンプケーシングの外部に配置されており、
前記第２ポンプは、前記第２羽根車を収容する第２ポンプケーシングを有しており、
前記第２駆動機は、前記第２ポンプケーシングの外部に配置されており、
前記第２駆動機は、前記連結具を介して前記第１駆動機に連結されていることを特徴とする請求項４に記載の懸架方法。
【請求項8】
前記第１駆動機および前記第２駆動機は、それぞれ、電動機であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の懸架方法。
【請求項9】
前記液体は消火液であり、前記導管は消火ホースであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の懸架方法。
【請求項10】
複数のドローンに連結される導管の途中に配置されるポンプ装置であって、前記導管を流れる液体の圧力を上昇させるための第１ポンプと、該第１ポンプの鏡像構造を有する第２ポンプとを備え、
前記第１ポンプは、第１羽根車と、該第１羽根車を回転させる第１駆動機とを有しており、
前記第２ポンプは、第２羽根車と、該第２羽根車を回転させる第２駆動機とを有しており、
前記第１ポンプと前記第２ポンプは、前記導管の中心軸線に対して鏡面対称に配置されており、
前記第１駆動機の回転軸と前記第２駆動機の回転軸は、前記導管の中心軸線と平行に延びており、
前記第２ポンプの前記第２羽根車は、前記第１ポンプの前記第１羽根車とは逆向きに、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転されることを特徴とするポンプ装置。
【請求項11】
複数のドローンに連結される導管の途中に配置されるポンプ装置であって、前記導管を流れる液体の圧力を上昇させるための第１ポンプと、該第１ポンプの鏡像構造を有する第２ポンプとを備え、
前記第１ポンプは、第１羽根車と、該第１羽根車を回転させる第１駆動機とを有しており、
前記第２ポンプは、第２羽根車と、該第２羽根車を回転させる第２駆動機とを有しており、
前記第１ポンプと前記第２ポンプは、前記液体の流れ方向において、直列に配置されており、
前記第１駆動機の回転軸と前記第２駆動機の回転軸は、前記導管の中心軸線と平行に延びており、
前記第２ポンプの前記第２羽根車は、前記第１ポンプの前記第１羽根車とは逆向きに、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転されることを特徴とするポンプ装置。
【請求項12】
前記第２ポンプは、前記第２駆動機に接続され、前記第２羽根車の回転速度を調整する回転数調整器をさらに備えることを特徴とする請求項１０または１１に記載のポンプ装置。
【請求項13】
前記第１ポンプと前記第２ポンプとを互いに連結する連結具をさらに備えることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項14】
前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、
前記連結具は、前記第１ポンプケーシングと前記第２ポンプケーシングとを互いに連結することを特徴とする請求項１３に記載のポンプ装置。
【請求項15】
前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、
前記第１ポンプケーシングおよび前記第２ポンプケーシングは、一つの統合ポンプケーシングとして一体化されていることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項16】
前記第１ポンプは、前記第１羽根車を収容する第１ポンプケーシングを有しており、前記第１駆動機は、前記第１ポンプケーシングの外部に配置されており、
前記第２ポンプは、前記第２羽根車を収容する第２ポンプケーシングを有しており、
前記第２駆動機は、前記第２ポンプケーシングの外部に配置されており、
前記第２駆動機は、前記連結具を介して前記第１駆動機に連結されていることを特徴とする請求項１３に記載のポンプ装置。
【請求項17】
前記第１駆動機と前記第２駆動機は、それぞれ、電動機であることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【請求項18】
前記液体は消火液であり、前記導管は消火ホースであることを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか一項に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数のドローンに連結されたホースまたはチューブなどの導管の途中に配置されたポンプ装置の懸架方法に関する。さらに、本発明は、複数のドローンに連結された導管の途中に配置されるポンプ装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、高層ビルなどの高層建築物の数が増加している。このような高層建築物で火災が発生すると、大きな人的被害および経済被害が発生するおそれがある。特に、はしご車で放水可能な高さ以上の高層フロアで火災が発生した際には、迅速な消火活動を行うことができずに、大きな人的被害および経済被害が発生するリスクが高い。
【0003】
ここで、空中または水中あるいはその両方の領域を移動する無人移動体として定義されるドローンは、撮影もしくは監視、点検もしくは検査、計測などの様々な分野で広く用いられている。ドローンは、あらかじめ設定された目的によって自律的に運動するか、無線（電波、可視光、あらゆる波長帯のレーザー光、音波、超音波のいずれか、あるいはこれらの複合）を用いて人間である操縦者によって操縦されるか、無線を通じた外部の制御装置（コンピュータを含む）によって制御される。
【0004】
そこで、高層フロアなどの高所で火災が発生した際に、消火ホースのノズルに連結されたトップドローンを含む複数のドローンによって消火ホースを懸架しつつ、消火ホースのノズルを火災発生箇所付近まで飛行させることが望まれている。消火ホースは、消火液が流れる導管である。無人移動体であるドローンによって、消火ホースのノズルを火災が発生している高層フロア付近まで搬送することができれば、安全かつ迅速に消火活動を行うことができる。
【0005】
さらに、巨大地震などの災害が発生すると、高層建築物に断水が発生することがある。この場合、高層建築物の住人（特に、高層フロアの住人）が十分な量の水を確保できないおそれがある。水は人間の生命活動を維持するために必要不可欠な物質である。そこで、ホースまたはチューブなどの導管を複数のドローンによって懸架し、該導管の先端に連結されるドローンを所望のフロアまで飛行させて、高層建築物の住人に導管を介して水を供給することが望まれている。
【0006】
このように、複数のドローンによって懸架される導管の先端を所望の場所まで搬送し、該導管を介して液体を所望の場所に供給する技術が注目されている。導管の末端は、地上に配置された送液装置（例えば、消防車、またはポンプ装置）に連結され、該送液装置を駆動することによって、液体が導管を通って所望の場所に搬送される。
【0007】
液体を所望の場所まで確実に搬送するために、送液装置から延びる導管の途中にポンプ装置を配置することがある。ポンプ装置は、導管内を流れる液体の圧力を上昇させるために用いられる。図９は、導管の途中に配置された従来のポンプ装置の一例を示す模式図である。図９に示される導管２１０は、複数のドローン２０６によって懸架されている。ポンプ装置２４０は、導管２１０の拡径部２１０ａに挿入されており、複数の固定具（例えば、リブ）２４５によって導管２１０の内面に固定されている。ポンプ装置２４０の駆動機（例えば、電動機）２４１を駆動すると、羽根車２４２が回転し、導管２１０を流れる液体の圧力が上昇する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】米国特許第９，３８７，９２８号公報
【文献】特開２０１２－５１５４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、ポンプ装置２４０の羽根車２４２を回転させると、導管２１０には羽根車２４２の回転方向（図９の矢印Ｒ’参照）とは逆方向のトルク（図９の矢印Ｔ’参照）がかかり、導管２１０がねじれてしまうという問題が発生する。導管２１０がねじれないように各ドローン２０６を飛行させるためには、各ドローン２０６に大きな推力発生装置を搭載する必要がある。その結果、導管２１０を懸架する各ドローン２０６が大型化してしまう。
【0010】
あるいは、導管２１０の外面（例えば、拡径部２１０ａの外面）に板体を固定し、該板体の空気抵抗を利用して、導管２１０にかかるトルクを打ち消す方法も考えられる。しかしながら、この場合も、ポンプ装置２４０の出力に応じて、板体が大型化してしまうので、導管２１０を懸架する各ドローン２０６も大型化してしまう。
【0011】
そこで、本発明は、ポンプ装置が配置された導管がねじれてしまうことを防止できるポンプ装置の懸架方法を提供することを目的とする。また、本発明は、ドローンによって懸架される導管の途中に配置されるポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の一態様は、液体が流れる導管の途中に配置されたポンプ装置の懸架方法であって、前記液体の圧力を上昇させるための第１ポンプと、該第１ポンプの鏡像構造を有する第２ポンプとを有するポンプ装置を、前記導管の途中に配置し、複数のドローンを前記導管に連結し、前記複数のドローンを飛行させることにより、前記ポンプ装置を前記導管とともに懸架する工程を備え、前記第１ポンプは、第１羽根車と、該第１羽根車を回転させる第１駆動機とを有しており、前記第２ポンプは、第２羽根車と、該第２羽根車を回転させる第２駆動機とを有しており、前記第１ポンプと前記第２ポンプは、前記導管の中心軸線に対して鏡面対称に配置されており、前記第１駆動機の回転軸と前記第２駆動機の回転軸は、前記導管の中心軸線と平行に延びており、前記第２ポンプの前記第２羽根車は、前記第１ポンプの前記第１羽根車とは逆向きに、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転されることを特徴とする懸架方法である。
【0013】
本発明の他の態様は、液体が流れる導管の途中に配置されたポンプ装置の懸架方法であって、前記液体の圧力を上昇させるための第１ポンプと、該第１ポンプの鏡像構造を有する第２ポンプとを有するポンプ装置を、前記導管の途中に配置し、複数のドローンを前記導管に連結し、前記複数のドローンを飛行させることにより、前記ポンプ装置を前記導管とともに懸架する工程を備え、前記第１ポンプは、第１羽根車と、該第１羽根車を回転させる第１駆動機とを有しており、前記第２ポンプは、第２羽根車と、該第２羽根車を回転させる第２駆動機とを有しており、前記第１ポンプと前記第２ポンプは、前記液体の流れ方向において、直列に配置されており、前記第１駆動機の回転軸と前記第２駆動機の回転軸は、前記導管の中心軸線と平行に延びており、前記第２ポンプの前記第２羽根車は、前記第１ポンプの前記第１羽根車とは逆向きに、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転されることを特徴とする懸架方法である。
【0014】
本発明の好ましい態様は、前記第２駆動機に接続される回転数調整器によって、前記第２羽根車の回転速度を調整することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２ポンプは、連結具を介して前記第１ポンプに連結されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプケーシングは、前記連結具を介して前記第１ポンプケーシングに連結されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、前記第１ポンプケーシングおよび前記第２ポンプケーシングは、一つの統合ポンプケーシングとして一体化されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車を収容する第１ポンプケーシングを有しており、前記第１駆動機は、前記第１ポンプケーシングの外部に配置されており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車を収容する第２ポンプケーシングを有しており、前記第２駆動機は、前記第２ポンプケーシングの外部に配置されており、前記第２駆動機は、前記連結具を介して前記第１駆動機に連結されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第２ポンプは、連結具を介して前記第１ポンプに連結されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプケーシングは、前記連結具を介して前記第１ポンプケーシングに連結されることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、前記第１ポンプケーシングおよび前記第２ポンプケーシングは、一つの統合ポンプケーシングとして一体化されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車を収容する第１ポンプケーシングを有しており、前記第１駆動機は、前記第１ポンプケーシングの外部に配置されており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車を収容する第２ポンプケーシングを有しており、前記第２駆動機は、前記第２ポンプケーシングの外部に配置されており、前記第２駆動機は、前記連結具を介して前記第１駆動機に連結されていることを特徴とする。
【0015】
本発明の好ましい態様は、前記第１駆動機および前記第２駆動機は、それぞれ、電動機であることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記液体は消火液であり、前記導管は消火ホースであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記液体は消火液であり、前記導管は消火ホースであることを特徴とする。
【0016】
本発明の他の態様は、複数のドローンに連結される導管の途中に配置されるポンプ装置であって、前記導管を流れる液体の圧力を上昇させるための第１ポンプと、該第１ポンプの鏡像構造を有する第２ポンプとを備え、前記第１ポンプは、第１羽根車と、該第１羽根車を回転させる第１駆動機とを有しており、前記第２ポンプは、第２羽根車と、該第２羽根車を回転させる第２駆動機とを有しており、前記第１ポンプと前記第２ポンプは、前記導管の中心軸線に対して鏡面対称に配置されており、前記第１駆動機の回転軸と前記第２駆動機の回転軸は、前記導管の中心軸線と平行に延びており、前記第２ポンプの前記第２羽根車は、前記第１ポンプの前記第１羽根車とは逆向きに、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転されることを特徴とするポンプ装置である。
【0017】
本発明の他の態様は、複数のドローンに連結される導管の途中に配置されるポンプ装置であって、前記導管を流れる液体の圧力を上昇させるための第１ポンプと、該第１ポンプの鏡像構造を有する第２ポンプとを備え、前記第１ポンプは、第１羽根車と、該第１羽根車を回転させる第１駆動機とを有しており、前記第２ポンプは、第２羽根車と、該第２羽根車を回転させる第２駆動機とを有しており、前記第１ポンプと前記第２ポンプは、前記液体の流れ方向において、直列に配置されており、前記第１駆動機の回転軸と前記第２駆動機の回転軸は、前記導管の中心軸線と平行に延びており、前記第２ポンプの前記第２羽根車は、前記第１ポンプの前記第１羽根車とは逆向きに、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転されることを特徴とするポンプ装置である。
【0018】
本発明の好ましい態様は、前記第２ポンプは、前記第２駆動機に接続され、前記第２羽根車の回転速度を調整する回転数調整器をさらに備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ポンプ装置は、前記第１ポンプと前記第２ポンプとを互いに連結する連結具をさらに備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、前記連結具は、前記第１ポンプケーシングと前記第２ポンプケーシングとを互いに連結することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、前記第１ポンプケーシングおよび前記第２ポンプケーシングは、一つの統合ポンプケーシングとして一体化されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車を収容する第１ポンプケーシングを有しており、前記第１駆動機は、前記第１ポンプケーシングの外部に配置されており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車を収容する第２ポンプケーシングを有しており、前記第２駆動機は、前記第２ポンプケーシングの外部に配置されており、前記第２駆動機は、前記連結具を介して前記第１駆動機に連結されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記ポンプ装置は、前記第１ポンプと前記第２ポンプとを互いに連結する連結具をさらに備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、前記連結具は、前記第１ポンプケーシングと前記第２ポンプケーシングとを互いに連結することを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車および前記第１駆動機を収容する第１ポンプケーシングをさらに有しており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車および前記第２駆動機を収容する第２ポンプケーシングをさらに有しており、前記第１ポンプケーシングおよび前記第２ポンプケーシングは、一つの統合ポンプケーシングとして一体化されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１ポンプは、前記第１羽根車を収容する第１ポンプケーシングを有しており、前記第１駆動機は、前記第１ポンプケーシングの外部に配置されており、前記第２ポンプは、前記第２羽根車を収容する第２ポンプケーシングを有しており、前記第２駆動機は、前記第２ポンプケーシングの外部に配置されており、前記第２駆動機は、前記連結具を介して前記第１駆動機に連結されていることを特徴とする。
【0019】
本発明の好ましい態様は、前記第１駆動機と前記第２駆動機は、それぞれ、電動機であることを特徴とすることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記液体は消火液であり、前記導管は消火ホースであることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記液体は消火液であり、前記導管は消火ホースであることを特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、第１ポンプの第１羽根車が回転することにより導管に作用するトルクを、第２ポンプの第２羽根車が回転することにより導管に作用するトルクによって打ち消すことができる。その結果、ポンプ装置が配置された導管のねじれを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１乃至図８において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、一実施形態に係るポンプ装置が配置された消火ホースを用いて高層ビルに発生した火災を消火している様子を示す模式図である。図１には、消火ホース１０および消火ホース１０の途中に配置されたポンプ装置４０を含む消火システム１００が描かれており、この消火システム１００は、高層ビルなどの高層建築物１０５の火災を消火するために用いられる。
図１は、一実施形態に係るポンプ装置が配置された消火ホースを用いて高層ビルに発生した火災を消火している様子を示す模式図である。図１には、消火ホース１０および消火ホース１０の途中に配置されたポンプ装置４０を含む消火システム１００が描かれており、この消火システム１００は、高層ビルなどの高層建築物１０５の火災を消火するために用いられる。
【0023】
図１に示すように、消火システム１００は、消火液を噴射するノズル１１を有する消火ホース（導管）１０と、該消火ホース１０に連結される消防車（送液装置）２と、有線ケーブル４によって直列に連結された複数のドローン１，６と、複数のドローン１，６を飛行させる動力または燃料を、有線ケーブル４を介して複数のドローン１，６に供給する動力供給装置３と、を含んでいる。本実施形態では、複数のドローンは、ノズル１１に連結されるトップドローン１と、少なくとも１つの（図１では、３つの）中継ドローン６とを含んでいる。トップドローン１および中継ドローン６は、有線ケーブル４によって直列に連結されている。すなわち、トップドローン１および中継ドローン６は、複数の有線ケーブル４によって鎖状に接続されている。
【0024】
トップドローン１は、ワイヤなどの吊り具２１を介して消火ホース１０のノズル１１に連結されている。さらに、トップドローン１は、回転翼１Ｒを有しており、回転翼１Ｒは、トップドローン１を飛行させる推力を発生する推力発生機構として機能する。一実施形態では、吊り具２１を省略して、ノズル１１を直接トップドローン１に接続してもよい。
【0025】
各中継ドローン６は、ワイヤなどの連結具１７を介して消火ホース１０の途中に連結される。各中継ドローン６も、回転翼６Ｒを有しており、回転翼６Ｒは、中継ドローン６を飛行させる推力を発生する推力発生機構として機能する。このように、消火液が流れる導管である消火ホース１０は、複数のドローン（すなわち、トップドローン１と中継ドローン６）に連結されている。複数のドローン１，６を飛行させると、消火ホース１０は、複数のドローン１，６に懸架される。
【0026】
図１に示される動力供給装置３は、電源１２を含んでいる。この電源１２の種類は任意であり、例えば、電池、蓄電池、コンデンサー、燃料電池等のあらゆる種類の電源を動力供給装置３に搭載することができる。図示した例では、動力供給装置３は、消防車２に収容されている。一実施形態では、商用電源（図示せず）を動力供給装置３に接続してもよい。この場合、商用電源から供給される電力が、動力供給装置３および有線ケーブル４を介してトップドローン１および各中継ドローン６に供給される。あるいは、発電装置（図示せず）を設置して、該発電装置から電力を動力供給装置３に供給してもよい。
【0027】
図示した例では、動力供給装置３は、消防車２に収容されているが、本実施形態は、この例に限定されない。すなわち、動力供給装置３を消防車２の外部（例えば、消防車２の近傍に）に配置してもよい。この場合、消防車２の近傍に配置された発電装置を、動力供給装置３として用いてもよい。
【0028】
さらに、消火システム１００は、トップドローン１および各中継ドローン６の動作、および動力供給装置３の動作を制御する制御装置８を備えている。制御装置８は、例えば、人間である操縦者によって操作される操縦器であってもよいし、トップドローン１および各中継ドローン６の動作を制御するためのプログラムを格納するコンピュータであってもよい。トップドローン１および各中継ドローン６は、制御装置８から発信される制御信号に基づいて無線で動作する。一実施形態では、制御装置８は、有線ケーブル４を介して制御信号をトップドローン１および各中継ドローン６に送信してもよい。図示した例では、制御装置８も消防車２に収容されている。一実施形態では、制御装置８を、消防車２の外部（例えば、消防車２の近傍）に配置してもよい。
【0029】
図１に示される消防車２は、消火液を消火ホース１０に供給する送液装置として機能する。消防車２は、消火液を圧送するためのポンプ（図示せず）を有している。消火液の例としては、水、化学消火剤などが挙げられる。本実施形態では、消火液は、貯水槽６０に貯留された水である。消火液が水の場合は、消防車２は、水を貯留するタンクを有していてもよいし、消火栓（図示せず）に連結されてもよい。消火液が化学消火剤の場合は、消防車２は、化学消火剤を貯留するタンクを有する。
【0030】
図示はしないが、消火液を消火ホース１０に供給する送液装置を、消防車２の外部（例えば、近傍）に配置し、該送液装置を消防車２に連結してもよい。このような送液装置は、例えば、貯水槽６０に貯留された水を圧送可能なポンプ装置である。あるいは、消防車２を省略して、ポンプ装置などの送液装置を直接貯水槽６０または消火栓に連結してもよい。消防車２が省略される場合、上記動力供給装置３および上記制御装置８は、送液装置の近傍に配置されるのが好ましい。
【0031】
図１に示される消火システム１００によれば、消火ホース１０は、無人移動体であるトップドローン１および各中継ドローン６によって懸架される。さらに、トップドローン１に連結された消火ホース１０のノズル１１を火災の発生箇所の付近に搬送することができる。したがって、安全かつ迅速に消火活動を実施することができる。さらに、トップドローン１および各中継ドローン６には、動力供給装置３から有線ケーブル４を介して常に電力が供給されるので、トップドローン１および各中継ドローン６に動力源を搭載する必要がない。したがって、トップドローン１および各中継ドローン６には、飛行時間に対する制約がないので、トップドローン１および各中継ドローン６を、火災が完全に消し止められるまで飛行させることができる。
【0032】
さらに、制御装置８は、トップドローン１の動作と各中継ドローン６の動作を互いに独立して制御する。したがって、制御装置８は、有線ケーブル４によって直列に連結されるトップドローン１および各中継ドローン６を、あたかも多関節の１つのロボットアームのように機能させることができる。その結果、消火ホース（導管）１０および有線ケーブル４が天然の物体（例えば、木）や人工の物体（例えば、電線）に引っ掛かることなく、また絡まることがない。
【0033】
図１に示す消火システム１００では、トップドローン１の推力発生機構は、回転翼１Ｒであるが、本実施形態は、この例に限定されない。例えば、トップドローン１は、回転翼１Ｒの代わりに、電力によって回転するロータ（図示せず）を有していてもよい。あるいは、トップドローン１は、回転翼１Ｒまたはロータを回転させる内燃機関（図示せず）を有していてもよい。この場合、動力供給装置３は、トップドローン１の内燃機関に燃料を供給するためのポンプ装置を含む。さらに、トップドローン１の推力発生機構は、ジェットエンジン、気体ロケットエンジン、固体ロケットエンジン、液体ロケットエンジンなどのエンジン（図示せず）であってもよいし、加圧流体（例えば、圧縮空気、加圧水など）を下向きに噴射する噴射ノズル（図示せず）であってもよい。トップドローン１の推力発生機構がエンジンの場合は、動力供給装置３は、トップドローン１に燃料を供給するためのポンプ装置を含み、トップドローン１の推力発生機構が噴射ノズルの場合は、動力供給装置３は、トップドローン１に加圧流体を供給するためのポンプ装置を含む。
【0034】
同様に、中継ドローン６の推力発生機構は、ロータであってもよいし、エンジンであってもよいし、噴射ノズルであってもよい。さらに、中継ドローン６の推力発生機構は、トップドローン１の推力発生機構と同一であってもよいし、異なっていてもよい。当然に、各中継ドローン６の推力発生機構は、互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0035】
一実施形態では、複数の有線ケーブル４および動力供給装置３を省略し、トップドローン１および各中継ドローン６に電源、または燃料タンクなどの動力源を搭載してもよい。この場合、消火活動が所定時間実施された後で、トップドローン１および各中継ドローン６を地上に回収し、動力源を載せ替える。あるいは、動力源が電源の場合は、電源に充電してもよい。動力源が燃料タンクの場合は、該燃料タンクに燃料を補給する。
【0036】
図１に示すように、消火ホース（導管）１０の途中には、ポンプ装置（中継ポンプ装置）４０が配置されている。ポンプ装置４０は、消火液を確実に火災発生箇所に到達させるために、消火ホース１０内を流れる消火液の圧力を上昇させるために用いられる。図示した例では、１つのポンプ装置４０が消火ホース１０の途中に配置されているが、複数のポンプ装置４０を消火ホース１０の途中に配置してもよい。上述したように、消火ホース１０は、飛行する複数のドローン１，６によって懸架される。ポンプ装置４０は、消火ホース１０の途中に配置されているので、複数のドローン１，６を飛行させると、ポンプ装置４０は、消火ホース１０とともに複数のドローン１，６に懸架される。
【0037】
図２は、図１に示すポンプ装置４０を拡大して示す模式図である。図２に示すように、ポンプ装置４０は、第１ポンプ５０と第２ポンプ７０とを有する。消火ホース１０は、該消火ホース１０内の消火液（液体）の流れ方向において、ポンプ装置４０の上流側で２つの分岐管ＢＰ１，ＢＰ２に分岐し、第１ポンプ５０と第２ポンプ７０とは、それぞれ、分岐管ＢＰ１，ＢＰ２に配置されている。分岐管ＢＰ１，ＢＰ２は、ポンプ装置４０の下流側で合流する。本実施形態では、第１ポンプ５０と第２ポンプ７０は、消火ホース１０内の消火液の流れ方向において、並列に配置されている。以下の説明では、分岐管ＢＰ１を「第１分岐管ＢＰ１」と称することがあり、分岐管ＢＰ２を「第２分岐管ＢＰ２」と称することがある。
【0038】
第１ポンプ５０は、第１羽根車５２と、該第１羽根車５２を回転させる第１駆動機５１と、を備える。図２に示す例では、第１駆動機５１の回転軸の先端に第１羽根車５２が固定されている。第１駆動機５１を駆動すると、第１駆動機５１の回転軸に固定された第１羽根車５２が所定の回転方向（図２の矢印Ｒ１参照）に回転する。本実施形態では、第１駆動機５１は電動機であり、第１駆動機５１に電力を供給するための電力線（図示せず）が該第１駆動機５１に接続されている。一実施形態では、第１駆動機５１は、羽根車５２を回転させる内燃機関であってもよいし、羽根車５２を回転させるガスタービンであってもよい。第１駆動機５１が内燃機関である場合は、第１駆動機５１に燃料が供給される。第１駆動機５１がガスタービンである場合は、第１駆動機５１にガスが供給される。
【0039】
図示した例では、第１ポンプ５０は、さらに、第１羽根車５２および第１駆動機５１を収容する第１ポンプケーシング５７を備える。第１ポンプケーシング５７は、第１分岐管ＢＰ１の途中に配置されている。
【0040】
第１ポンプケーシング５７内を流れる消火液が第１駆動機５１に到達しないように、第１駆動機５１は、液密構造を有する第１駆動機ケーシング５３に収容されている。本実施形態では、第１駆動機ケーシング５３は、該第１駆動機ケーシング５３の外面に取り付けられた複数の第１固定具（例えば、リブ）５５によって、第１ポンプケーシング５７の内面に固定される。
【0041】
第１駆動機５１を駆動して、第１羽根車５２を矢印Ｒ１の方向に回転させると、第１分岐管ＢＰ１を流れる液体の圧力が上昇する。一方で、第１羽根車５２が回転すると、消火ホース１０が矢印Ｒ１とは逆方向にねじれてしまう。そこで、ポンプ装置４０は、第１羽根車５２の回転により消火ホース１０に作用するトルクを打ち消すために、分岐管ＢＰ２に配置され、かつ第１ポンプ５０の鏡像構造を有する第２ポンプ７０を有する。
【0042】
本明細書において、「鏡像構造」とは、完全に面対称をなす２つの物体間の関係を表す。すなわち、「第２ポンプ７０が第１ポンプ５０の鏡像構造を有する」との記載は、第２ポンプ７０が第１ポンプ５０の構造を平面鏡に反射させることにより得られる構造を有しており、言い換えれば、該平面鏡に対して第１ポンプ５０の構造と完全に面対称な構造を有することを意味する。この場合、第２ポンプ７０の各構成要素（例えば、後述する第２羽根車７２、第２駆動機７１、第２ポンプケーシング７７など）は、第１ポンプ５０の対応する構成要素（例えば、第１羽根車５２、第１駆動機５１、第１ポンプケーシング５７など）と同一の大きさを有するが、完全に面対称である構造を有する。
【0043】
図２に示すように、第１ポンプ５０と、該第１ポンプ５０の鏡像構造を有する第２ポンプ７０は、消火ホース（導管）１０の中心軸線ＣＬに対して鏡面対称に配置される。第１分岐管ＢＰ１と第２分岐管Ｂも、消火ホース（導管）１０の中心軸線ＣＬに対して鏡面対称の関係にある。
【0044】
第２ポンプ７０は、第１羽根車５２の鏡像構造を有する第２羽根車７２と、第１駆動機７１の鏡像構造を有し、第２羽根車７２を回転させる第２駆動機７１と、を備える。さらに、第２ポンプ７０は、第１ポンプケーシング５７と鏡像構造を有する第２ポンプケーシング７７を備える。第２ポンプケーシング７７は、第２分岐管ＢＰ２の途中に配置されており、第２羽根車７２および第２駆動機７１は、第２ポンプケーシング７７に収容されている。第２羽根車７２は、第２駆動機７１の回転軸の先端に固定されており、第１羽根車５２の回転方向Ｒ１と逆向き（図２の矢印Ｒ２参照）に、該第１羽根車の回転速度と同一の回転速度で回転する。第２駆動機７１は電動機であり、第２駆動機７１に電力を供給するための電力線（図示せず）が該第２駆動機７１に接続される。なお、中心軸線ＣＬから第１駆動機５１の回転軸までの距離Ｄ１は、中心軸線ＣＬから第２駆動機７１の回転軸までの距離Ｄ２と等しい。第１電動機５１と同様に、第２電動機７１は、第２羽根車７２を回転させる内燃機関であってもよいし、第２羽根車７２を回転させるガスタービンであってもよい。
【0045】
さらに、第２ポンプケーシング７７内を流れる消火液が第２駆動機７１に到達しないように、第２駆動機７１は、液密構造を有する第２駆動機ケーシング７３に収容されている。第２駆動機ケーシング７３も、第１ポンプ５０の第１駆動機ケーシング５３の鏡像構造を有する。本実施形態では、第２駆動機ケーシング７３は、該第２駆動機ケーシング７３の外面に取り付けられた複数の第２固定具（例えば、リブ）７５によって、第２ポンプケーシング７７の内面に固定されている。
【0046】
第２ポンプ７０は、好ましくは、少なくとも一つの連結具４７によって第１ポンプ５０に連結される。本実施形態では、連結具４７は、第２ポンプケーシング７７の上面および下面から第１ポンプケーシング５７の上面および下面までそれぞれ延びる２つの板上部材（例えば、フランジ）である。一実施形態では、連結具４７は、第２ポンプケーシング７７の側面から第１ポンプケーシング５７の側面まで延びる棒状部材であってもよい。この場合、一本の棒状部材で第２ポンプケーシング７７を第１ポンプケーシング５７に連結してもよいし、複数の棒状部材で第２ポンプケーシング７７を第１ポンプケーシング５７に連結してもよい。
【0047】
第２駆動機７１を駆動すると、第２羽根車７２は矢印Ｒ２の方向に回転する。第２羽根車の回転方向Ｒ２は、第１羽根車５２の回転方向Ｒ１の回転方向とは逆向きである。第２羽根車７２を回転させることにより、第２分岐管ＢＰ２を流れる消火液の圧力が上昇する。
【0048】
第２羽根車７２の回転速度は、第１羽根車５２の回転速度と同一に設定される。そのため、第２ポンプ７０の揚程は、第１ポンプ５０の揚程と同一である。一実施形態では、第１駆動機５１および第２駆動機７１を制御装置８（図１参照）に接続してもよい。この場合、制御装置８は、第１羽根車５２の回転速度と、第２羽根車７２の回転速度とが互いに同一となるように、第１駆動機５１および第２駆動機７１の動作を制御する。
【0049】
本実施形態によれば、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有し、第１ポンプ５０および第２ポンプ７０は、消火ホース１０の中心軸線ＣＬに対して鏡面対称に配置される。さらに、第２ポンプ７０の第２羽根車７２は、第１ポンプ５０の第１羽根車５２の回転方向とは逆向きに、第１羽根車５２の回転速度と同一の回転速度で回転する。したがって、第２羽根車７２が回転することにより生じるトルクは、第１羽根車５２が回転することにより生じるトルクと同一の大きさで、該トルクと逆向きに消火ホース１０に作用する。したがって、第１羽根車５２の回転により消火ホース１０に作用するトルクは、第２羽根車７２の回転により消火ホース１０に作用するトルクによって打ち消される。その結果、ポンプ装置４０が配置された消火ホース（導管）１０のねじれを防止することができる。
【0050】
図２に示すように、第２ポンプ７０は、第２駆動機７１に接続され、第２羽根車７２の回転速度を調整する回転数調整器７６を有していてもよい。さらに、第１ポンプ５０は、第１駆動機５１に接続され、第１羽根車５２の回転速度を調整する回転数調整器５６を有していてもよい。以下の説明では、回転数調整器５６を、「第１回転数調整器５６」と称することがあり、回転数調整器７６を、「第２回転数調整器７６」と称することがある。ポンプ装置４０は、第１回転数調整器５６および第２回転数調整器７６の両方を有していてもよいし、これら回転数調整器５６，７６のいずれか一方を有していてもよい。図２に示す例では、第１回転数調整器５６および第２回転数調整器７６は、第１駆動機ケーシング５３および第２駆動機ケーシング７３内にそれぞれ配置されているが、第１回転数調整器５６および／または第２回転数調整器７６を制御装置８（図１参照）に配置してもよい。
【0051】
さらに、本明細書において、ポンプ装置４０が回転数調整器５６，７６のいずれか一方を有している場合、「第２ポンプ７０は第１ポンプ５０の鏡像構造を有する」との記載は、「第２ポンプ７０は、第２回転数調整器７６を備えている（または、第１回転数調整器５６に対応する回転数調整器を備えていない）ことを除いて、第１ポンプ５０の鏡像構造を有する」と読み替えられる。
【0052】
本実施形態では、消火ホース１０にねじれが発生することを防止するために、第１ポンプ５０によって消火ホース１０に作用するトルクを、第２ポンプ７０によって消火ホース１０に作用するトルクで打ち消すことが重要である。そのため、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有しており、第１ポンプ５０および第２ポンプ７０を、消火ホース１０の中心軸線ＣＬに対して鏡面対称に配置させている。
【0053】
しかしながら、第１ポンプ５０と第２ポンプ７０との間に、製作誤差および組立誤差が生じることがある。そのため、第２ポンプの回転速度を第１ポンプの回転速度と同一に設定または制御しても、第２ポンプ７０によって消火ホース１０に作用するトルクの大きさが第１ポンプ５０によって消火ホース１０に作用するトルクの大きさと若干異なるおそれがある。したがって、第１回転数調整器５６および／または第２回転数調整器７６によって、第１ポンプ５０および／または第２ポンプ７０の回転速度を微調整することにより、消火ホース１０にねじれが発生することを防止するのが好ましい。本明細書において、「第２ポンプ７０の回転速度が第１ポンプ５０の回転速度と同一である」との記載は、第１回転数調整器５６および／または第２回転数調整器７６によって、第１ポンプ５０および／または第２ポンプ７０の回転速度を微調整することも含む概念である。
【0054】
第１ポンプ５０の第１固定具５５は、第１羽根車５２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。同様に、第２ポンプ７０の第２固定具７５は、第２羽根車７２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。このような第１固定具５５および第２固定具７５によって、消火ホース１０にかかるトルクの大きさを軽減することができる。
【0055】
【0056】
図３に示すポンプ装置４０は、第１ポンプ５０の第１ポンプケーシング５７および第２ポンプ７０の第２ポンプケーシング７７が一体化された統合ポンプケーシング９０を備えている。より具体的には、統合ポンプケーシング９０は、該統合ポンプケーシング９０を２つのチャンバに仕切る隔壁９１を有しており、隔壁９１によって仕切られた一方のチャンバが第１羽根車５２と、第１羽根車５２を回転させる第１駆動機５１を収容する第１ポンプケーシング５７を構成し、他方のチャンバが第２羽根車７２と、第２羽根車７２を回転させる第２駆動機７１を収容する第２ポンプケーシング７７を構成する。本実施形態では、隔壁９１は、統合ポンプケーシング９０の上壁から底壁まで延びており、２つのチャンバ（すなわち、第１ポンプケーシング５７および第２ポンプケーシング７７）は、消火ホース１０内の消火液の流れ方向において並列に配置される。
【0057】
本実施形態でも、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有し、第１ポンプ５０および第２ポンプ７０は、消火ホース１０の中心軸線ＣＬに対して鏡面対称に配置される。したがって、図３に示すように、複数のドローン１，６が、消火ホース１０が鉛直方向に延びるように該消火ホース１０を懸架すると、上記隔壁９１は、中心軸線ＣＬ上に位置する。隔壁９１（すなわち、中心軸線ＣＬ）から第１駆動機５１の回転軸までの距離Ｄ１は、隔壁９１（すなわち、中心軸線ＣＬ）から第２駆動機７１の回転軸までの距離Ｄ２と等しい。さらに、第２ポンプ７０の第２羽根車７２は、第１ポンプ５０の第１羽根車５２の回転方向とは逆向きに、第１羽根車５２の回転速度と同一の回転速度で回転する。
【0058】
このような構成のポンプ装置４０でも、第１羽根車５２の回転により消火ホース１０にかかるトルクを、第２羽根車７２の回転により消火ホース１０にかかるトルクによって打ち消すことができる。その結果、ポンプ装置４０が配置された消火ホース（導管）１０のねじれを防止することができる。
【0059】
さらに、本実施形態でも、第１ポンプ５０の第１固定具５５は、第１羽根車５２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。同様に、第２ポンプ７０の第２固定具７５は、第２羽根車７２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。上述したように、このような第１固定具５５および第２固定具７５によって、消火ホース１０にかかるトルクの大きさを軽減することができる。
【0060】
【0061】
図４に示すポンプ装置４０では、上記第１ポンプケーシング５７および上記第２ポンプケーシング７７が省略され、第１ポンプ５０と第２ポンプ７０とは、それぞれ、分岐管ＢＰ１，ＢＰ２に挿入されている。より具体的には、第１ポンプ５０は、第１羽根車５２と、該第１羽根車５２を回転させる第１駆動機５１と、第１駆動機５１を収容する第１駆動機ケーシング５３とを備え、第１ポンプ５０は、第１駆動機ケーシング５３の外面に取り付けられた複数の固定具（例えば、リブ）５５によって、第１分岐管ＢＰ１の内面に固定されている。同様に、第２ポンプ７０は、第２羽根車７２と、該第２羽根車７２を回転させる第２駆動機７１と、第２駆動機７１を収容する第２駆動機ケーシング７３とを備え、第２ポンプ７０は、第２駆動機ケーシング７３の外面に取り付けられた複数の固定具（例えば、リブ）７５によって、第２分岐管ＢＰ２の内面に固定されている。
【0062】
本実施形態でも、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有し、第１ポンプ５０および第２ポンプ７０は、消火ホース１０の中心軸線ＣＬに対して鏡面対称に配置される。したがって、中心軸線ＣＬから第１駆動機５１の回転軸までの距離Ｄ１は、中心軸線ＣＬから第２駆動機７１の回転軸までの距離Ｄ２と等しい。さらに、第２ポンプ７０の第２羽根車７２は、第１ポンプ５０の第１羽根車５２の回転方向とは逆向きに、第１羽根車５２の回転速度と同一の回転速度で回転する。
【0063】
このような構成のポンプ装置４０でも、第１羽根車５２の回転により消火ホース１０にかかるトルクを、第２羽根車７２の回転により消火ホース１０にかかるトルクによって打ち消すことができる。その結果、ポンプ装置４０が配置された消火ホース（導管）１０のねじれを防止することができる。さらに、本実施形態に係るポンプ装置４０は、第１ポンプケーシング５７および第２ポンプケーシング７７を有していないので、複数のドローン１，６が負担する重量を軽減することができる。
【0064】
本実施形態でも、第２ポンプ７０は、少なくとも一つの連結具４７によって第１ポンプ５０に連結されるのが好ましい。図４に示される連結具４７は、第１駆動機ケーシング５３、第１分岐管ＢＰ１、第２分岐管ＢＰ２、および第２駆動機ケーシング７３を貫通して、第１駆動機５１から第２駆動機７１まで直線上に延びる棒状部材である。一実施形態では、連結具４７は、第１分岐管ＢＰ１、および第２分岐管ＢＰ２を貫通して、第１駆動機ケーシング５３から第２駆動機ケーシング７３まで直線上に延びる棒状部材であってもよい。
【0065】
さらに、本実施形態でも、第１ポンプ５０の第１固定具５５は、第１羽根車５２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。同様に、第２ポンプ７０の第２固定具７５は、第２羽根車７２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。上述したように、このような第１固定具５５および第２固定具７５によって、消火ホース１０にかかるトルクの大きさを軽減することができる。
【0066】
【0067】
図５に示すポンプ装置４０では、第１ポンプ５０は、第１駆動機５１の回転軸の方向に吸込口が設けられ、第１駆動機５１の回転軸と垂直な方向に吐出口が設けられた遠心式ポンプである。同様に、第２ポンプ７０も、第２駆動機７１の回転軸の方向に吸込口が設けられ、第２駆動機７１の回転軸と垂直な方向に吐出口が設けられた遠心式ポンプである。第１ポンプケーシング５７は、その内部に第１羽根車５２を収容し、第１駆動機５１は、第１ポンプケーシング５７の外部に配置されている。第１駆動機５１の回転軸は、第１ポンプケーシング５７の底壁を貫通して、該第１ポンプケーシング５７内に配置された第１羽根車５２まで延びており、第１駆動機５１を駆動すると、第１羽根車５２が回転する。同様に、第２ポンプケーシング７７は、その内部に第２羽根車７２を収容し、第２駆動機７１は、第２ポンプケーシング７７の外部に配置されている。第２駆動機７７の回転軸は、第２ポンプケーシング７７の底壁を貫通して、該第２ポンプケーシング７７内に配置された第２羽根車７２まで延びており、第２駆動機７１を駆動すると、第２羽根車７２が回転する。
【0068】
本実施形態でも、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有する。さらに、第１ポンプ５０および第２ポンプ７０は、消火ホース１０の中心軸線ＣＬに対して鏡面対称に配置される。したがって、第１ポンプ５０から吐出される消火液の方向と、第２ポンプ７０から吐出される消火液の方向とは、中心軸線ＣＬに対して正反対である。また、中心軸線ＣＬから第１駆動機５１の回転軸までの距離Ｄ１は、中心軸線ＣＬから第２駆動機７１の回転軸までの距離Ｄ２と等しい。さらに、第２ポンプ７０の第２羽根車７２は、第１ポンプ５０の第１羽根車５２の回転方向とは逆向きに、第１羽根車５２の回転速度と同一の回転速度で回転する。第２ポンプ７０は、少なくとも一つの連結具４７によって第１ポンプ５０に連結されるのが好ましい。
【0069】
第１ポンプ５０の第１ポンプケーシング５７は、好ましくは、第１羽根車５２を収容する渦巻ケーシング（ボリュートケーシング）である。同様に、第２ポンプ７０の第２ポンプケーシング７７は、好ましくは、第２羽根車７２を収容する渦巻ケーシング（ボリュートケーシング）である。上述したように、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有するので、渦巻きケーシングである第２ポンプケーシング７７は、渦巻ケーシングである第１ポンプケーシング５７と同一の大きさを有するが、完全に面対称である構造を有する。さらに、第１ポンプ５０と第２ポンプ７０とは中心軸線ＣＬに対して鏡面対称の関係にあるため、渦巻きケーシングである第１ポンプケーシング５７から吐出される消火液の方向は、渦巻きケーシングである第２ポンプケーシング７７から吐出される消火液の方向とは逆向きである。
【0070】
図５に示される連結具４７は、第１駆動機５１から第２駆動機７１まで直線上に延びる１つの棒状部材である。一実施形態では、連結具４７は、第１駆動機５１から第２駆動機７１まで直線上に延びる複数の棒状部材であってもよい。
【0071】
図示はしないが、ポンプ装置４０は、第１駆動機５１を収容する第１駆動機ケーシングと、第２駆動機を収容する第２駆動機ケーシングとを備えてもよい。この場合、少なくとも一つの連結具４７は、第１駆動機ケーシングと第２駆動機ケーシングとを互いに連結してもよいし、第１駆動機ケーシングと第２駆動機ケーシングとを貫通して、第１駆動機５１と第２駆動機７１とを互いに連結してもよい。
【0072】
このような構成のポンプ装置４０でも、第１羽根車５２の回転により消火ホース１０にかかるトルクを、第２羽根車７２の回転により消火ホース１０にかかるトルクによって打ち消すことができる。その結果、ポンプ装置４０が配置された消火ホース（導管）１０のねじれを防止することができる。
【0073】
【0074】
図６に示すポンプ装置４０では、第１ポンプ５０と、該第１ポンプ５０の鏡像構造を有する第２ポンプ７０とは、消火ホース１０内の消火液の流れ方向において、直列に配置されている。第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の下流側に配置されている。本実施形態でも、第２ポンプ７０は、少なくとも一つの連結具４７によって第１ポンプ５０に連結されるのが好ましい。図６に示す連結具４７は、第２ポンプケーシング７７の側面から第１ポンプケーシング５７の側面までそれぞれ延びる２つの板上部材（例えば、フランジ）である。一実施形態では、連結具４７は、第２ポンプケーシング７７の下面から第１ポンプケーシング５７の上面まで延びる棒状部材であってもよい。この場合、一本の棒状部材で第２ポンプケーシング７７を第１ポンプケーシング５７に連結してもよいし、複数の棒状部材で第２ポンプケーシング７７を第１ポンプケーシング５７に連結してもよい。
【0075】
本実施形態でも、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有する。さらに、第２ポンプ７０の第２羽根車７２は、第１ポンプ５０の第１羽根車５２の回転方向とは逆向きに、第１羽根車５２の回転速度と同一の回転速度で回転する。図２に示す実施形態と同様に、第１駆動機５１および第２駆動機７１を制御装置８（図１参照）に接続してもよい。この場合、制御装置８は、第１羽根車５２の回転速度と、第２羽根車７２の回転速度とが互いに同一となるように、第１駆動機５１および第２駆動機７１の動作を制御する。
【0076】
さらに、ポンプ装置４０は、上述した第１回転数調整器５６および第２回転数調整器７６の両方を有していてもよいし、これら回転数調整器５６，７６のいずれか一方を有していてもよい。
【0077】
このような構成のポンプ装置４０でも、第１羽根車５２の回転により消火ホース１０にかかるトルクを、第２羽根車７２の回転により消火ホース１０にかかるトルクによって打ち消すことができる。その結果、ポンプ装置４０が配置された消火ホース（導管）１０のねじれを防止することができる。
【0078】
さらに、本実施形態でも、第１ポンプ５０の第１固定具５５は、第１羽根車５２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。同様に、第２ポンプ７０の第２固定具７５は、第２羽根車７２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。上述したように、このような第１固定具５５および第２固定具７５によって、消火ホース１０にかかるトルクの大きさを軽減することができる。
【0079】
【0080】
図７に示すポンプ装置４０は、第１ポンプ５０の第１ポンプケーシング５７および第２ポンプ７０の第２ポンプケーシング７７が一体化された統合ポンプケーシング９０を備えている。より具体的には、統合ポンプケーシング９０は、該統合ポンプケーシング９０を２つのチャンバに仕切る隔壁９１を有しており、隔壁９１によって仕切られた一方のチャンバが第１羽根車５２と、第１羽根車５２を回転させる第１駆動機５１を収容する第１ポンプケーシング５７を構成し、他方のチャンバが第２羽根車７２と、第２羽根車７２を回転させる第２駆動機７１を収容する第２ポンプケーシング７７を構成する。本実施形態では、隔壁９１は、統合ポンプケーシング９０の一方の側壁から他方の側壁まで延びており、２つのチャンバ（すなわち、第１ポンプケーシング５７および第２ポンプケーシング７７）は、消火ホース１０内の消火液の流れ方向において直列に配置される。
【0081】
隔壁９１は、第２ポンプケーシング７７を構成するチャンバを、第１ポンプケーシング５７を構成するチャンバに連通させる貫通穴（図示せず）を有している。第１ポンプ５０の第１羽根車５２によって昇圧された消火液は、隔壁９１に形成された貫通穴を通って、第２ポンプケーシング７７に流入する。そして、第２ポンプケーシング７７に流入した消火液は、第２ポンプ７０の第２羽根車７２によって昇圧され、第２ポンプケーシング７７から排出される。
【0082】
本実施形態でも、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有する。さらに、第２ポンプ７０の第２羽根車７２は、第１ポンプ５０の第１羽根車５２の回転方向とは逆向きに、第１羽根車５２の回転速度と同一の回転速度で回転する。
【0083】
このような構成のポンプ装置４０でも、第１羽根車５２の回転により消火ホース１０にかかるトルクを、第２羽根車７２の回転により消火ホース１０にかかるトルクによって打ち消すことができる。その結果、ポンプ装置４０が配置された消火ホース（導管）１０のねじれを防止することができる。
【0084】
さらに、本実施形態でも、第１ポンプ５０の第１固定具５５は、第１羽根車５２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。同様に、第２ポンプ７０の第２固定具７５は、第２羽根車７２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。上述したように、このような第１固定具５５および第２固定具７５によって、消火ホース１０にかかるトルクの大きさを軽減することができる。
【0085】
【0086】
図８に示すポンプ装置４０では、上記第１ポンプケーシング５７および上記第２ポンプケーシング７７が省略され、第１ポンプ５０と第２ポンプ７０とは、それぞれ、消火ホース１０に挿入されている。より具体的には、第１ポンプ５０は、第１羽根車５２と、該第１羽根車５２を回転させる第１駆動機５１と、第１駆動機５１を収容する第１駆動機ケーシング５３とを備え、第１ポンプ５０は、第１駆動機ケーシング５３の外面に取り付けられた複数の固定具（例えば、リブ）５５によって、消火ホース１０の内面に固定されている。第２ポンプ７０は、消火ホース１０内の消火液の流れ方向において、第１ポンプ５０の下流側に配置されており、第２羽根車７２と、該第２羽根車７２を回転させる第２駆動機７１と、第２駆動機７１を収容する第２駆動機ケーシング７３とを備える。第２ポンプ７０は、第２駆動機ケーシング７３の外面に取り付けられた複数の固定具（例えば、リブ）７５によって、消火ホース１０の内面に固定されている。
【0087】
本実施形態でも、第２ポンプ７０は、少なくとも一つの連結具４７によって第１ポンプ５０に連結されるのが好ましい。図８に示される連結具４７は、略Ｃ字状の縦断面形状を有し、第１駆動機５１から第２駆動機７１まで延びる棒状部材である。一実施形態では、連結具４７は、略Ｃ字状の縦断面形状を有し、第１駆動機ケーシング５３から第２駆動機ケーシング７３まで延びる棒状部材であってもよい。
【0088】
本実施形態でも、第２ポンプ７０は、第１ポンプ５０の鏡像構造を有する。さらに、第２ポンプ７０の第２羽根車７２は、第１ポンプ５０の第１羽根車５２の回転方向とは逆向きに、第１羽根車５２の回転速度と同一の回転速度で回転する。上述した実施形態と同様に、第１駆動機５１および第２駆動機７１を制御装置８（図１参照）に接続してもよい。この場合、制御装置８は、第１羽根車５２の回転速度と、第２羽根車７２の回転速度とが互いに同一となるように、第１駆動機５１および第２駆動機７１の動作を制御する。
【0089】
このような構成のポンプ装置４０でも、第１羽根車５２の回転により消火ホース１０にかかるトルクを、第２羽根車７２の回転により消火ホース１０にかかるトルクによって打ち消すことができる。その結果、ポンプ装置４０が配置された消火ホース（導管）１０のねじれを防止することができる。
【0090】
さらに、本実施形態でも、第１ポンプ５０の第１固定具５５は、第１羽根車５２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。同様に、第２ポンプ７０の第２固定具７５は、第２羽根車７２の回転により生じた消火液の旋回流を減速させる案内羽根の機能を有するのが好ましい。上述したように、このような第１固定具５５および第２固定具７５によって、消火ホース１０にかかるトルクの大きさを軽減することができる。
【0091】
さらに、上述した実施形態では、消火ホース１０の途中に配置されるポンプ装置４０を説明したが、ポンプ装置４０は、複数のドローンに懸架される任意の導管の途中に配置することができる。例えば、ポンプ装置４０は、高層建築物の所望のフロアに水を供給するための導管の途中に配置されていてもよい。あるいは、ポンプ装置４０は、河川または海上に浮かぶ船に燃料または水などの液体を供給するための導管の途中に配置されていてもよい。いずれの場合も、ポンプ装置４０は、導管とともに複数のドローンによって懸架される。
【0092】
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。
【符号の説明】
【0093】
１ トップドローン
２ 消防車（送液装置）
３ 動力供給装置
４ 有線ケーブル
６ 中継ドローン
８ 制御装置
１０ 消火ホース（導管）
１１ ノズル
１２ 電源
１７ 連結具（ワイヤ）
２１ 吊り具（ワイヤ）
４０ ポンプ装置
４７ 連結具
５０ 第１ポンプ
５１ 第１駆動機
５２ 第１羽根車
５６ （第１）回転数調整器
５７ 第１ポンプケーシング
７０ 第２ポンプ
７１ 第２駆動機
７２ 第２羽根車
７６ （第２）回転数調整器
７７ 第２ポンプケーシング
９０ 統合ポンプケーシング
９１ 隔壁
１００ 消火システム
２ 消防車（送液装置）
３ 動力供給装置
４ 有線ケーブル
６ 中継ドローン
８ 制御装置
１０ 消火ホース（導管）
１１ ノズル
１２ 電源
１７ 連結具（ワイヤ）
２１ 吊り具（ワイヤ）
４０ ポンプ装置
４７ 連結具
５０ 第１ポンプ
５１ 第１駆動機
５２ 第１羽根車
５６ （第１）回転数調整器
５７ 第１ポンプケーシング
７０ 第２ポンプ
７１ 第２駆動機
７２ 第２羽根車
７６ （第２）回転数調整器
７７ 第２ポンプケーシング
９０ 統合ポンプケーシング
９１ 隔壁
１００ 消火システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】