JP2006223328A - 廃棄物破砕処理施設の消火システム - Google Patents

Abstract

【課題】 廃棄物の破砕処理施設内の火災事故の発生を防止する。
【解決手段】 発熱温度検知手段８と、自動消火手段９とを有している。発熱温度検知手段８は、光ファイバ１０にレーザーパルス光を入射し、光路のガラス分子から発生するラマン散乱光を利用して温度分布を測定し、光ファイバ１０の長さ方向に沿って発生する異常高温の部分を検知するものであり、自動消火手段９は、消火剤を封止した消火チューブ１２が温度を感知して一定温度以上に暖められると、暖められた箇所に穴があき、その穴から火元に消火剤を放出して消火するものである。発熱温度検知手段８が設備機械内に異常高温を検知したときに設備機械の運転停止指令を発し、消火は、火災の炎が発する温度によってあけられた消火チューブ１２の穴から放出される消火剤によって行う。
【選択図】 図５

Description

本発明は、廃棄物の破砕処理施設内で発生する火災を検知し、発生した火災を消火するシステムに関するものである。

家庭から排出された一般廃棄物は、市町村によって収集され、通常は処理施設で前処理として破砕処理される。固体廃棄物を破砕処理する目的は、廃棄物をリサイクルするために廃棄物の大きさを減少させて均一化すること、運搬効率を高めるために減容化すること、選別操作などの効率を向上させることにある、といわれている。処理施設に搬入された廃棄物「ごみ」には、処理対象でないさまざまな異物が含まれている。例えば、ガソリンやシンナー、リグロインといった引火性物質やプロパンガスなどの爆発性物質が含まれることがある。

廃棄物である「ごみ」への処理不適物の混入防止対策は従来よりすでに行われているとはいえ、その対策の効果としては十分でないのが実態である。図１は一般的な破砕処理施設の１例を示している。貯留ピット３にためられた「ごみ」は、まず破砕機２に投入され、破砕後、振動コンベア５を経て搬出コンベア６に送り込まれ、搬出コンベア６に沿って斜め上方に搬送され、その送り終端でホッパ７に投下されて次工程の分別処理施設に移される。破砕処理される「ごみ」の中に例えば、プロパンガスのガスボンベが分別されずに含まれていると、これが一般「ごみ」と一緒に破砕機２に投入され、破砕機２の破砕刃１，１の相互間のせん断力を受け、その衝撃、あるいは破砕時に発生する摩擦熱によってボンベ内のプロパンガスが発火すると、これが振動コンベア５上で可燃性のごみに引火して火災が発生し、コンベア類を焼損させる。

もし、この火災の発生に気がつかないままコンベアを含む設備機械の運転が継続されると、発火したごみがそのまま搬出コンベア６を経てホッパ７から次工程の分別処理施設に搬送され、火災は破砕施設にとどまらず、分別処理施設を類焼させ、火災を拡大させることになる。もっとも、廃棄物の処理施設には、火災の発生に備えて火災報知器が設置されているが、火災発生の検知範囲が小さく、火災報知器では火災がいまだ局所にとどまっているような小規模な火災を検知できないことがある。

火災報知器は、火災の発生が予測される場所を特定して設置されるものであるため、設備機械の内であっても火災の発生が予測されない箇所での火災の発生に対しては、火災発生を検知することができず、したがって消火することはできない。もっとも、消火器として例えばスプリンクラがあるが、スプリンクラも火災報知器と同様に出火が予想される箇所に設定されるため、スプリンクラからの散水が届かない箇所の火災には無力であり、消火を施設職員や消防隊による消火活動に頼らざるをえない。しかし、消火システムが確立していないと、必ずしも消火活動は有効に機能しない。通常、破砕処理施設は、５時間運転８時間作業であり、夜間は運転を休止しており、夜間は職員がいなくなるのが一般的である。そのため、火災が夜間に発生すると火災報知信号が職員不在の事務所で鳴動するだけで消火活動にはつながらなかったケースが報告されているが、これは特殊な例ではなく、既存の施設の多くが抱えている問題であるという。

このような理由から、夜間ばかりではなく、昼休みなど職員不在を考慮して、２４時間監視できるところに建物側とプラント側の両方に火災検知信号を出す必要性が叫ばれている。このような２４時間監視の必要性は理解できるとしても、より根本的に、火災報知器だけで、搬送中のごみに発生する火災が小規模の段階でも確実に検知できるかどうか、また、火災発生時に火災の拡大を防止する有効な対策が取れるかどうかというかという問題が解決されなければ、廃棄物の破砕処理施設で火災防止の機能が実現できたことにはならない。
廃棄物破砕処理施設の爆発・火災事故調査報告書平成１５年２月 株式会社環境戦略研究所

解決しようとする問題点は、火災報知器で、搬送中のごみに発生する火災が小規模の段階で確実に検知するのがむずかしい点、また、火災報知器で火災発生を検知できたとしても、火災の消火を施設職員や消防隊の消火活動に依存するだけでは、火災の拡大、類焼を阻止する上に必ずしも適切ではないという点である。

本発明は、施設の破砕処理施設の設備機械を光学的に常時監視し、異常高温を感知したときには直ちに設備機械の運転を停止するとともに、出火時には、設備機械の運転停止により特定された火元に対し、もっとも近い個所から直接消火剤を散布して自動消火することをもっとも主要な特徴とする。

本発明による破砕処理施設内の火災事故発生防止システムは、火災発生箇所が特定されるために迅速な消火活動が可能となるが、特に破砕処理施設内で火災が発生した時には、設備機械の運転を停止するために延焼が抑えられ、停止している火炎の発生箇所をめがけて自動的、集中的に消火剤を放出するため、初期の段階で鎮火できる。特に消火装置の消火チューブをジグザグ状に配管することによって、実質的に設備機械の全範囲をカバーでき、火災の発生箇所を見過ごすことがなく、火災発生箇所に対して確実に消火剤を放出できる効果を有する。

廃棄物の破砕処理施設内の火災発生箇所を特定して設備機械の運転を停止するとともに火元に消火剤を散布して消火するという目的を発熱温度検知手段と、自動消火手段とを併用し、設備機械に沿って配管された発熱温度検知手段の光ファイバーで出火時の発熱温度を検知し、設備機械の運転を停止すると共に、自動消火手段の消火ホースを火焔で加熱させて消火ホースに穴をあけ、消火ホースの穴から消火ホース内の消火剤を火元に散布することによって実現した。

以下に本発明の実施の形態を図によって説明する。図１に廃棄物の破砕処理施設の概略を示す。図において、破砕処理施設は、搬入された廃棄物を破砕し、破砕処理物を次工程の例えば分別施設に送り出す施設である。破砕処理施設には、対の破砕刃１，１を内装した破砕機２が設置され、貯留ピット３内の廃棄物が送風機４に吸引されて破砕機２のケーシング内に送り込まれる。破砕機２内に投入され、対の破砕刃１，１間で破砕された破砕処理物は、破砕機２の直下の振動コンベア５上に落下し、振動コンベア５上を搬送され、ついで次工程に向けて上斜姿勢に配設された搬出コンベア６上に移され、搬出コンベア６上を搬送されてその上端の送り終端から次工程の搬入ホッパ７内に投下される。

本発明は、破砕機２を含めて破砕処理施設内の設備機械、少なくとも、搬出コンベア６の上方に図２（ａ）に示す発熱温度検知手段８と、図２（ｂ）に示す自動消火手段９とを装備したものである。本発明に用いた発熱温度検知手段８によれば、光ファイバ１０にレーザーパルス光を入射し、光路のガラス分子から発生するラマン散乱光を利用して温度分布を測定し、光ファイバ１０の長さ方向に沿って発生する異常高温の部分を検知することができる。光ファイバ１０は、図１のように、破砕処理施設の設備機械に沿って配設され、その両端は発熱温度感知装置１５に結線される。発熱温度感知装置１５は光ファイバ１０の温度を検知し、その検知信号を制御手段１１に伝達する。

制御手段１１は、発熱温度検知機能として、光ファイバ１０にレーザー光を照射する機能と、光ファイバ１０内に生ずるラマン散乱光を利用して光ファイバ１０の温度分布を発熱温度感知装置１５が検知し、発熱温度感知装置１５から発せられる検知信号を入力信号として、異常高温の発生箇所を特定する機能と、異常高温を検知したときに破砕機、搬出コンベアを含めて破砕処理施設内のすべての設備機械の運転を停止する機能、少なくとも破砕処理物を次工程に搬出するコンベアの運転を停止する機能を有している。制御手段は、その機能を利用してさらに異常高温の発生箇所の温度が低下したことを検知して自動消火手段から放出された消火剤の散布の事実を確認することができる。

ラマン散乱光は、図３に示すように温度感受性の高い反ストークス側（短波長側）と、低いストークス側（長波長側）の両方が発生する。制御手段はこれらの強度比から温度を計算し、この強度比を時系列的に測定することにより、光ファイバ中の光速度と受信時刻から位置を求め、光ファイバに沿った温度を測定し、異常高温発生箇所を特定して設備機械の運転停止指令を発する。本発明のシステムに用いる発熱温度検知手段としては例えばエヌケーシステム株式会社の「光ファイバ温度監視システムＤＴＳ２００ＰＬＵＳ」がある。

自動消火手段９は、図２（ｂ）に示すように消火剤を封止した消火チューブ１２を有している。消火チューブ１２が発熱温度を感知し、一定温度以上に暖められたときに暖められた箇所に穴があき、その穴から消火チューブ１２内に封入された消火剤が放出され、火元に散布される。自動消火手段９には、予め消火剤が封入して密閉された消火チューブ１２を用いるほか、図示のようにボンベ１３内に充填された消火剤を消火チューブ１２に圧送して封入する形式のものもある。本発明に用いる自動消火手段９には、たとえばホーチキ株式会社のフレキシブル自動消火手段「ＦＩＲＥＴＲＡＣＥ」がある。

以下に発熱温度検知手段８と、自動消火手段９とを搬出コンベア４の上蓋１４に適用した例を説明する。図４（ａ）は、図１に示す搬出コンベアの上蓋１４の下面図であり、（ｂ）は図１のＸ−Ｘ線断面拡大図である。上蓋１４の下面には、搬出コンベア４の搬送面と向き合わせて発熱温度検知手段８の光ファイバ１０と自動消火手段９の消火チューブ１２とが搬出コンベア４の搬送ラインＬの全長にわたって並列に配列されている。

この例では、発熱温度検知手段８の制御手段１１に一端が接続された光ファイバ１０を搬出コンベアの上蓋１４の全長に渡り、長さ方向に直線状に配列し、その先端で折り返し、折り返し部分を平行に配列して他端を発熱温度感知装置１５を介して制御手段１１に接続した例を示しているが、光ファイバ１０は、搬出コンベアの搬送ラインＬでの温度分布を検知できれば、搬出コンベアの搬送ラインＬ上で必ずしも折り返して配列する必要はない。

自動消火手段９の消火チューブ１２は、火炎がいまだ小さな段階であっても、熱を感知し、火元に放出して消火するためには、できるだけ密接して配列することが好ましい。この例では、それぞれに接続された複数本の消火チューブ１２，１２，・・・を搬出コンベア４の搬送ラインＬを横切ってジグザク状に折り返して配列し、実質的に搬送コンベア４の搬送面の全範囲をカバーしている。したがって、搬送コンベア４上で火災が発生したときには、その火炎の温度が発熱温度検知手段８に検知される。発熱温度検知手段８が火災発生による異常高温を検知したときには、制御手段１１は、搬送コンベア４を含めてすべての設備機械の運転停止指令を発するとともに火災発生現場を特定し、火災の警報を発する。制御手段１１の発する警報によって施設職員は火災現場に急行して消火活動に入るが、これとは別に搬送コンベア４の運転停止によって火災発生箇所の火炎がその直上の消火チューブ１２を加熱することになるため、図５に示すように加熱された消火チューブ１２の部分に穴が開き、消火チューブ１２内に封入された消火剤がその穴から放出され、これが火元に散布されて消火する。

以上、実施例として発熱温度検知手段８の光ファイバ１０と自動消火手段９の消火チューブ１２とを搬出コンベアの上蓋に装備した例を説明したが、破砕機のケーシング内、振動コンベア上、貯留ピット内その他破砕処理施設の設備機械に設置する場合も全く同じである。本発明においては、破砕処理施設内で火災発生の恐れの或るすべての設備機械に発熱温度検知手段の光ファイバと自動消火手段の消火チューブを併設し、制御手段１１にて発熱温度検知手段８を監視する。

図６に、本発明のシステムを運用するための制御フローを示す。この制御フローは制御手段１１にて発熱温度検知手段８の機能として実行され、自動消火手段９は、発熱温度検知手段８の機能の実行に伴って実行される。図６において、破砕機２、コンベア（振動コンベア５・搬出コンベア６）を起動し、破砕機２に投入された廃棄物を破砕処理し、破砕処理物を振動コンベア５に受け、搬出コンベア６から次工程（分別処理施設）に搬出する（ステップＳ１）。制御手段は発熱温度検知手段の光ファイバーに沿った温度測定を行い（ステップＳ２）、破砕処理施設のいずれかの箇所で異常高温を検知したときには異常高温発生箇所を特定し、（ステップＳ３）、直ちに破砕機及びコンベアの運転を停止する（ステップＳ４）。施設職員は、特定された火災発生箇所に急行して消火活動に備えるが、異常高温の原因が火災であったときには（ステップＳ５）、火災発生にともなう火炎の熱で自動消火手段の消火チューブの一部に自ずから穴が開き、その穴から消火剤が放出され、火元に散布され、鎮火させる。消火チューブからの消火剤の散布によって消火されれば事なきを得られたとき、火災発生箇所の温度低下を待って、使用済みの自動消火手段の交換、火災発生箇所の点検、修理を含めて破砕機、このベアの再起動の準備に備える（ステップＳ７）。

本発明において、発熱温度検知手段８が施設内の設備・設備機械に火災の可能性のある異常高温を感知したときには、直ちに設備の設備機械類、破砕機はもとより、特にコンベア類の運転を停止することが最も重要である。コンベアの運転を停止することによって、すくなくとも次工程への類焼、火災の拡大を阻止することができるだけでなく、コンベア類の運転を停止させることによって、止まっている火元への消火剤の散布が可能となる。もっとも、大規模の火災のため、消火チューブからの消火剤の散布によって完全消火に至らなくても、火元への消火剤の直接散布は、施設職員あるいは消防隊が火災現場に到着するまでのまでの数分間〜数十分間の間の延焼、類焼の危険を大幅に解消できる、さらには、火元に対する一箇所の消火剤の散布だけで消火し切れなかったとしても隣接する他の組の消火ホースが高温を感知したときには、その一部に穴が開いて、その穴から消火剤が放出されるため、火災の拡大は実質的に阻止できる。消火剤の放出による鎮火を有効に機能させるためには、自動消火手段の消火チューブをできるだけ密に配列することが望ましい。消火チューブをできるだけ密に配列することによって、火災の発生を面で検知し、見過ごしやすい設備・設備機械類の隅部などに発生した火災であっても有効に感知して消火できる。

廃棄物の破砕処理施設に発生する火災の消火活動に関しては、破砕処理火災の特性を理解せず、機械設備の内部の火災にもかかわらず、消火すべき火元の機械設備内部に放水せず、機械設備を全焼させてしまったり、建物まで被害を拡大してしまったケースが多いことが問題点として指摘されているが、本発明によれば、機械設備の温度検知、機械設備の運転停止、火元への消火剤の散布の動作の連携によって初期消火が可能となり、延焼、類焼、火災の拡大を防止して機械設備を火災から有効に保護できる。

本発明システムを組み込んだ廃棄物の破砕処理施設の構成を示す図である。 （ａ）は、発熱温度検知手段の構成図、（ｂ）自動消火手段の構成図である。 発熱温度検知手段による温度検知の原理を示す図である。 （ａ）は、発熱温度検知手段と自動消火手段を搬出コンベアの上蓋に設置した例を示す図である。（ｂ）は、図１のＸ−Ｘ線断面図である。 搬出コンベア上の火災発生箇所を消火する状況を示す図である。 システムのフローを示す図である。

符号の説明

１ 破砕刃
２ 破砕機
３ 貯留ピット
４ 送風機
５ 振動コンベア
６ 搬出コンベア
７ ホッパ
８ 発熱温度検知手段
９ 自動消火手段
１０ 光ファイバ
１１ 制御手段
１２ 消火チューブ
１３ ボンベ
１４ 搬出コンベアの上蓋
１５ 発熱温度感知装置

Claims (6)

1. 廃棄物の破砕処理施設内の火災発生を防止する廃棄物破砕処理施設の消火システムであって、
   廃棄物の破砕処理施設の設備機械の温度を常時光学的に監視し、異常温度発生時に、異常温度発生箇所を特定すると共に設備機械の運転を停止し、異常温度発生場所を特定し、異常温度発生原因が火災であるときには、その炎の温度を感知し火元に近い位置から直接火元に消火剤を放出することを特徴とする廃棄物破砕処理施設の消火システム。
2. 発熱温度検知手段と、自動消火手段とを併用して廃棄物の破砕処理施設内の火災発生箇所を特定し、設備機械の運転を停止して消火する廃棄物破砕処理施設の消火システムであって、
   発熱温度検知手段は、光ファイバにレーザーパルス光を入射し、光路のガラス分子から発生するラマン散乱光を利用して温度分布を測定し、光ファイバの長さ方向に沿って発生する異常高温の部分を検知する手段であり、自動消火手段は、消火剤を封止した消火チューブが温度を感知し、一定温度以上に暖められると、暖められた箇所に穴があけられ、その穴から消火剤を放出する手段であり、発熱温度検知手段によって火災の発生と火災発生箇所を常時監視し、発熱温度検知手段が異常高温を検知したときに設備機械の運転を停止させ、火災発生箇所の熱を自動消火手段に作用させ、火災の熱によってあけられた消火チューブの穴から放出される消火剤を火元に散布することを特徴とする廃棄物破砕処理施設の消火システム。
3. 破砕処理施設内の設備機械は、破砕処理施設内から次工程に処理物を搬出するコンベアであり、
   発熱温度検知手段と自動消火手段とは、コンベアの搬送面に向き合わせて搬送ラインの全長に渡りその直上に配設され、
   コンベア上を搬送される破砕処理物の温度を発熱温度検知手段によって検知し、火災発生時に、自動消火手段によって搬送送りを停止したコンベア上の破砕処理物に向けて消火剤を散布することを特徴とする請求項２に記載の廃棄物破砕処理施設の消火システム。
4. 自動消火手段の消火チューブは、コンベアの搬送面の任意の箇所より発する発熱温度を感知するようにコンベアの搬送面に向き合わせて搬送ラインの全長に渡りジグザグ状に配列されているものであることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物破砕処理施設の消火システム。
5. 発熱温度検知手段は、制御手段を有し、
   制御手段は、発熱温度検知機能として、光ファイバにレーザー光を照射する機能と、光ファイバ内に生ずるラマン散乱光を利用して光ファイバの温度分布を測定し、その測定結果から異常高温の発生箇所を特定する機能と、異常高温を検知したときに破砕処理施設内の設備機械のうち、少なくとも破砕処理物を次工程に搬出するコンベアの運転を停止する機能とを有するものであることを特徴とする請求項２に記載の廃棄物破砕処理施設の消火システム。
6. 制御手段は、さらに異常高温の発生箇所の温度が低下したことを検知して自動消火手段から放出された消火剤の散布の事実を確認する機能を有することを特徴とする請求項５に記載の廃棄物破砕処理施設の消火システム。

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