先ポンプのエンジンは「水が来る前」に始動するとポンプ内部が一発で焼き付きます。
中継送水とは、水利(消火栓・防火水槽・河川など)から火点までの距離が長い場合や、高低差が大きい場合に、複数の消防ポンプ車を直列につないで順番に加圧しながら水を届ける消火戦術です。ホースだけをつなぎ続けると、水が流れる際の「摩擦損失」と「背圧(高さの差)」によって圧力が急速に落ち、筒先で十分な放水力が得られなくなります。
65mmホース1本あたりの圧力損失は、流量500ℓ/minの場合に約0.02MPaです。ホース10本(200m)延長するだけで0.2MPaが失われます。これはちょうど、高さ20m相当の背圧損失と同じ規模になります。つまり遠距離になるほど、1台のポンプでは到底カバーできないのです。
中継送水が必要になる代表的な場面は次のとおりです。
- 山林火災・林野火災など水利から200m以上離れた火点への送水
- 農村部・住宅密集地で消防車が進入できないエリアへの送水
- 高層建物や丘陵部など高低差10m以上がある火点への送水
- 大規模火災での大量送水(2線放水など流量が増える場合)
水利部署・中継部署・筒先部署の3者の連携が基本です。無線や手信号による確実な情報伝達が欠かせません。
参考:消防団員向けに中継送水を含む訓練の重要性をわかりやすく解説しています。
消防による中継訓練・放水訓練の重要性とその方法 – エア防災
中継送水の操作手順には、守らないとポンプが破損する「順番の原則」があります。これが基本です。
始動の手順
まず先ポンプ(中継を受ける側)の放水口バルブと筒先ノズルをあらかじめ全開にしておきます。閉じたまま高圧水が流入すると放口弁が損傷するリスクがあるためです。次に元ポンプがエンジンを始動し、吸水操作を行って送水を開始します。元ポンプの送水が安定してから、先ポンプはエンジンをかけます。水が来る前に先ポンプのエンジンを始動すると、ポンプ内に水がない状態で空運転が起き、過熱・焼き付きの原因になります。
スロットル調整の手順
先ポンプに水が届いたことを連成計で確認してから、徐々にスロットルを上げます。先ポンプ側の連成計(吸水側)は0.05〜0.1MPaの範囲を保つよう調整します。0.05MPaを下回ると、後述するキャビテーションやオーバーヒートが発生します。
停止の手順
停止するときは先ポンプから順次止めていくのが原則です。元ポンプから先に止めると、ホース内の高圧水が一気に先ポンプへ逆流し、ウォーターハンマー(水撃作用)が発生してポンプを破損する恐れがあります。
以下に操作の基本手順をまとめます。
| 工程 | 操作内容 | 注意点 |
|------|----------|--------|
| ① 準備 | 先ポンプの放水口を全開、筒先ノズルも開放 | 閉口状態での通水は弁損傷の原因 |
| ② 元ポンプ始動 | 元ポンプが吸水・送水を開始 | 送水が安定するまで先ポンプは待機 |
| ③ 先ポンプ始動 | 水が届いたことを確認後にエンジン始動 | 水なし空運転は焼き付きの直接原因 |
| ④ 圧力調整 | 先ポンプ連成計0.05〜0.1MPaを維持 | 0.05MPa以下でキャビテーション発生 |
| ⑤ 停止 | 先ポンプから順次停止 | 元ポンプ先行停止はウォーターハンマーの原因 |
送水は元ポンプから、停止・撤収も元ポンプから、という原則が正しいです。
参考:小型ポンプを使った中継送水の注意点を詳細にまとめた公式資料です。
小型ポンプ中継送水注意点 – 宇部市消防団西部方面隊(PDF)
機関員が現場で最も注視しなければならないのが連成計です。連成計の読み方を誤ると、圧力不足か過大圧か判断できず、ポンプと隊員の双方に危険が及びます。
連成計の2つの領域
連成計は「真空側(負圧)」と「圧力側(正圧)」の両方を表示できる計器です。防火水槽や河川など無圧水利から吸水するときは真空側が動き、消火栓や中継送水を受けているときは圧力側が動きます。赤い目盛りが真空を示し、黒い目盛りが圧力(正圧)を示す製品が多いので確認しておきましょう。
中継時の連成計管理
先ポンプが中継送水を受けているとき、理想的な連成計の示す圧力は0.05〜0.1MPaです。0.1〜0.2MPaが最も安定したベストレンジとされています。これは大人が親指で思い切り押す程度の圧力(約1〜2kgf/cm²)のイメージです。0.05MPaを下回ると気泡が発生してキャビテーションが始まり、逆に0.6MPaを超えるとポンプ内部が破損するリスクが出てきます。
計器の異常を読みとる
現場では計器の「指針の振れ」も重要な情報です。
- 圧力計の指針が下がり、連成計が上がる → ホースの破断(放水量が急増)
- 圧力計・連成計がともに振れる → キャビテーション発生中のサイン
- 圧力計が下がり、連成計も下がる → 吸管・ストレーナーの閉塞
機関員はポンプから絶対に離れずに計器を注視することが条件です。
参考:連成計の仕組みと中継時の見方を丁寧に解説しています。
【機関員必見】消防車の計器(連成計)の見方を解説 – くまさん消防
現場では「計算通りにいかない」ことが当たり前です。それでも、基本の計算式を頭に入れておくことで過大圧・過小圧のミスを減らせます。計算は基本です。
ポンプ圧力の計算式
$$\text{ポンプ圧力} = \text{ノズル圧力} + \text{ホース摩擦損失} \pm \text{背圧(高低差)}$$
ホースの摩擦損失
65mmホースで流量500ℓ/minの場合、1本あたり約0.02MPaの損失が発生します。5本(100m)で0.1MPa、10本(200m)で0.2MPaのロスです。新聞紙の縦幅(約55cm)程度のホース1本でわずかに圧が落ちていくイメージですが、本数が積み重なると無視できない数値になります。
高さ損失(背圧)
高さ10mごとに0.1MPaの圧力損失が生じます。高低差20mは、ちょうど6階建てビルの高さに相当し、0.2MPaを消費します。逆に低所への送水ではその分加圧されるため、筒先に過剰な圧力がかかる点に注意が必要です。
計算例
65mmホース10本を延長し、23mmノズルで1人保持限界(0.25MPa)で放水する場合のポンプ圧力を求めます。
- ノズル圧力:0.25MPa
- ホース10本の摩擦損失:0.02 × 10 = 0.20MPa
- 高低差0m:0MPa
$$\text{ポンプ圧力} = 0.25 + 0.20 \pm 0 = 0.45\text{MPa}$$
中継送水の場合は、元ポンプと先ポンプで分担するため、それぞれのホース本数に応じて計算を分けます。先ポンプに0.1MPaの吸水圧を確保させるよう、元ポンプの送水圧に0.1MPaを加算しておくのが安全な設定の目安です。
参考:ポンプ操作の圧力設定に関する計算式と具体例を確認できる公式サポートページです。
中継送水で実際に起きやすいトラブルは大きく3つに分類されます。それが条件です。
①キャビテーション(空洞現象)
先ポンプの吸水圧が0.05MPa以下になると、ポンプ内部の低圧部で水が気化して気泡が生じます。この気泡が高圧部で潰れる際に数百〜数千気圧の衝撃圧力が発生し、羽根車を腐食・破損させます。初期症状は圧力計・連成計の指針の振れと、筒先からの気泡の放出です。放置すると騒音・振動が激しくなり、最終的にポンプが使用不能になります。
②ウォーターハンマー(水撃作用)
放水中に放水バルブを急閉鎖したとき、または元ポンプを先に停止したときに発生します。ホース内を高速で流れる水が突然止まることで、閉鎖部の後方に数倍の圧力スパイクが発生し、ポンプを破損させます。防止のためには、バルブの開閉は必ずゆっくり行うことと、停止順序を守ることが基本です。
③過大圧によるポンプ破損
元ポンプが高すぎる圧力で送水した場合、先ポンプのポンプ内部が過圧を受けて破損します。特にC-1級の小型ポンプは0.6MPa以上の吸込み圧力でポンプ内部が破損するリスクがあります。これはフルサイズのポンプ車より壊れやすいため注意が必要です。
自動中継弁(減圧弁)の役割
これらのトラブルへの有効な対策が自動中継弁(減圧弁)です。先ポンプの吸水口に装着するだけで、元ポンプから高圧水が来ても先ポンプの吸入圧を自動的に0.2MPaに制限します。また、急激な圧力変化によるウォーターハンマーも防止する機構を持っています。「ある程度高い圧力で送水しても先ポンプ側は安心」という状況を作り出せるのが最大のメリットです。
ただし、自動中継弁を使っている場合でも、元ポンプの送水圧が不足すると先ポンプ側の連成計が0.05MPa以下になり、キャビテーションが発生します。連成計の監視は自動中継弁装着時も必須です。
参考:自動中継弁を使った中継送水要領の詳細が記載されている公式マニュアルです。
C-1級軽可搬消防ポンプ取扱いマニュアル – 札幌市消防局(PDF)
訓練マニュアルに書かれている手順は確実にこなせても、実際の火災現場で頻繁に起きる失敗が「無線を使わない機関員の孤立」です。これは意外ですね。
東京消防庁の遠距離送水訓練(令和6年11月、荒川河川敷・延長約680m・ポンプ5台中継)では、無線での状況把握がなかったため積載車の機関員に情報が届かず、連携が乱れるという課題が報告されています。680mという距離は、舎人ライナーの江北橋駅〜高野駅間と同じくらいです。この距離で声や手信号は届きません。
中継ポンプは原則として目視できる範囲(予備送水が見える位置)に配置することが推奨されています。目視確認ができないほど離れた配置になる場合は、無線機の携帯が事実上必須になります。
また、中継ポンプを設置する際には振動でポンプが移動しないよう固定することも必要です。可搬ポンプは軽量なため、高圧運転中に振動で数十cm動いてしまうケースがあります。機関員はポンプから絶対に離れず、目視で前後のポンプとホースの張り具合を確認しながら圧力を調整することが求められます。
さらに、ホースの空気が抜けきる前に「水が来た」と誤判断するミスも現場では多く起きています。特に延長距離が長い場合、送水開始直後はホースが空気で膨らんで水が来たように見えることがあります。連成計の指針が確実に動いてから先ポンプのエンジンを始動する習慣が現場での誤作動を防ぎます。
訓練では「いつでも停水できる態勢」を意識することが重要です。予備送水を目で確認できる位置まで進め、止める判断ができる状態を常に維持しておくことで、万が一の過圧トラブルにも対応できます。
参考:実際の遠距離送水訓練(680m・5台中継)の課題と工夫が詳しくレポートされています。
たとえ水利が遠くても放水は出来る!遠距離送水訓練レポート – 東京消防庁西新井消防団(PDF)