JP2016224779A - Fire detection line - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば、太陽光パネル等の火災を検知することができる、火災用検知線に関する。 The present invention relates to a fire detection line capable of detecting a fire such as a solar panel.
一般的な住宅用太陽光発電システムでは、住宅の屋根に、直並列に接続された太陽電池モジュールからなる太陽光パネル(本願では、太陽電池アレイのことを「太陽光パネル」と称す)が設置されている。そして、太陽光パネルからの出力は、中継端子箱を介してパワーコンディショナに接続されており、交流化して電力が得られるように構成されている(たとえば、特許文献1参照)。
このような太陽光発電システムが普及する一方で、太陽光発電システムに起因する火災が問題となってきている。太陽光パネルは、光が照射されている状態では常に発電するため、太陽光パネル内の故障が発生すると発熱が生じて火災発生につながることがある。
In a general residential solar power generation system, a solar panel composed of solar cell modules connected in series and parallel is installed on the roof of a house (in this application, a solar cell array is referred to as a “solar panel”). Has been. And the output from a solar panel is connected to the power conditioner via the relay terminal box, and is comprised so that electric power can be obtained by alternating current (for example, refer patent document 1).
While such a solar power generation system is widespread, a fire caused by the solar power generation system has become a problem. Since the solar panel always generates power when it is irradiated with light, if a failure occurs in the solar panel, it may generate heat and cause a fire.
この太陽光パネルの火災を検知するには、たとえば、赤外線カメラを用いることができるが、それよりも安価に監視する装置として、熱検出シートを用いた火災検出装置が提案されている(特許文献2参照)。この火災検出装置は、所定の低融点で溶融する被覆を備えた1組の電線を面全体に引きまわした熱検出シートを、太陽光パネルの一面に貼付したものである。この火災検出装置では、太陽光パネルの発熱に起因して被覆が溶融すると1組の電線が短絡状態となるので、電線間の電圧を監視することで火災等を検知する。 In order to detect the fire of the solar panel, for example, an infrared camera can be used, but a fire detection device using a heat detection sheet has been proposed as a device for monitoring at a lower cost (Patent Literature). 2). In this fire detection device, a heat detection sheet in which a set of electric wires provided with a coating that melts at a predetermined low melting point is drawn over the entire surface is attached to one surface of a solar panel. In this fire detection device, when the coating melts due to the heat generated by the solar panel, one set of electric wires is short-circuited, so that a fire or the like is detected by monitoring the voltage between the electric wires.
特許文献2の火災検出装置では、太陽光パネルの面においてどの場所で発熱や火災が生じても検出することができる。しかしながら、熱検出シートを太陽光パネルの面全体に貼付するため、太陽光パネルとほぼ同じ大きさの熱検出シートを用いなければならない。そのため、装置が大がかりとなって高コストとなるとともに、屋根上の施設が重くなるという課題があった。
With the fire detection device of
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、太陽光パネル等の火災を安価で簡易な構成を用いて検出することのできる火災用検知線を得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to obtain a fire detection line capable of detecting a fire such as a solar panel using an inexpensive and simple configuration. To do.
(1)本発明は、芯線と、芯線の外周に螺旋状に巻き回して設けられた内側導線と、前記内側導線の外側に設けられ、火災の熱により溶融する可溶絶縁体からなる溶融被覆と、前記被覆の外周に螺旋状に巻き回して設けられた外側導線と、前記外側導線の外側に設けられた耐熱シースと、からなる火災用検知線である。 (1) The present invention relates to a melt coating comprising a core wire, an inner conductor spirally wound around the outer periphery of the core wire, and a fusible insulator that is provided outside the inner conductor and is melted by the heat of a fire. And a fire detection wire comprising an outer conductive wire spirally wound around the outer periphery of the coating and a heat-resistant sheath provided outside the outer conductive wire.
(2)また、本発明は、前記外側導線の巻き回し方向は、前記内側導線の巻き回し方向と逆方向である、(1)の火災用検知線である。 (2) Moreover, this invention is a detection line for fires of (1) whose winding direction of the said outside conducting wire is a direction opposite to the winding direction of the said inside conducting wire.
(3)また、本発明は、前記内側導線と前記外側導線の少なくとも一方は、複数の導線からなる、(1)または(2)の火災用検知線である。 (3) Moreover, this invention is a detection line for fire of (1) or (2) in which at least one of the said inner side conducting wire and the said outer side conducting wire consists of several conducting wires.
(4)また、本発明は、前記耐熱シースは熱吸収性が高い色である、(1)乃至(3)のいずれかの火災用検知線である。 (4) Moreover, this invention is a detection line for fires in any one of (1) thru | or (3) whose said heat resistant sheath is a color with high heat absorption.
(5)また、本発明は、前記芯線は、耐熱樹脂からなる、(1)乃至(4)のいずれかの火災用検知線である。 (5) Moreover, this invention is a detection wire for fires in any one of (1) thru | or (4) in which the said core wire consists of heat resistant resin.
本発明の請求項1に記載の構成によると、火災の熱により溶融被覆が溶融して、芯線に螺旋状に巻き回して設けた内側導線と、溶融被覆の外周に螺旋状に巻き回して設けた外側導線が短絡するため、火災を検出することができる。使用に際しては、監視対象物全体に貼り付ける必要はなく、火災を捉えることができる場所に火災用検知線という「線」を引き回すだけである。たとえば、傾斜して設置される太陽電池モジュールであれば、裏側であって太陽電池モジュールの上端部近傍に引き回せばよい。そのため施行しやすく、使用材料も少ないことから低コストとすることができる。また、赤外線カメラ等と比べても単純な構造であるため安価である。
また、内側導線は芯線に螺旋状に巻き回してあるため、中心からある程度の太さが得られる。そのため、溶融被覆が溶融した際に外側導線と接触しやすい。
According to the configuration of the first aspect of the present invention, the molten coating is melted by the heat of the fire, and the inner conductor wire is provided by being spirally wound around the core wire, and is provided by being spirally wound around the outer periphery of the melt coating. Because the outer conductor is short-circuited, a fire can be detected. In use, it is not necessary to stick to the entire monitoring object, and only a “line” called a fire detection line is drawn around a place where a fire can be caught. For example, in the case of a solar cell module installed at an inclination, it may be routed near the upper end of the solar cell module on the back side. For this reason, it is easy to implement, and the amount of materials used is small, so that the cost can be reduced. In addition, it is inexpensive because it has a simple structure compared to an infrared camera or the like.
Further, since the inner conductor is spirally wound around the core wire, a certain thickness can be obtained from the center. Therefore, it is easy to come into contact with the outer conductor when the melt coating is melted.
本発明の請求項2に記載の構成によると、外側導線の巻き回し方向は、内側導線の巻き回し方向と逆方向であるため、互いに交差する方向で巻き回されている。したがって、内側導線の間に外側導線が入って接触しないという状態になることはなく、溶融被覆が溶融した際に外側導線と確実に短絡する。
According to the configuration described in
本発明の請求項3に記載の構成によると、内側導線と外側導線の少なくとも一方は複数の導線により形成されているため、仮に導線が断線しても他の導線により導通した状態を保つ。そのため、故障し難い火災用検知線を提供することができる。内側導線と外側導線がともに複数の導線により形成されていると、この効果は大きい。
According to the configuration described in
本発明の請求項4に記載の構成によると、耐熱シースは熱吸収性が高い色であるため、遠赤外線を吸収して早期に火災の熱を感知することができる。
According to the configuration described in
本発明の請求項5に記載の構成によると、芯線は耐熱樹脂からなるため、火災検知時に火災用検知線が断線し難く、内側導線と外側導線の短絡を確実に検知することができる。
According to the configuration described in
以下、本発明の火災用検知線の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本発明は、火災の熱により溶融被覆が溶融することにより内側導線と外側導線が短絡し、火災を検知することができる火災用検知線に関するものである。なお、以下の説明では、面状の監視対象物の一例として、太陽光パネルを挙げて説明するが、その他の監視対象物に対しても、同様に、安価で簡易な構成によって火災を検出することができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the fire detection line of the present invention will be described with reference to the drawings.
The present invention relates to a fire detection wire capable of detecting a fire by short-circuiting an inner conductor and an outer conductor due to melting of a molten coating by heat of fire. In the following description, a solar panel will be described as an example of a planar monitoring target. However, fires are similarly detected for other monitoring targets with an inexpensive and simple configuration. be able to.
図1は、実施例1における火災用検知線の構造を示す。この火災用検知線で太陽光パネルの火災を検知することができる。1は火災用検知線、2は芯線、3は内側導線、4は溶融被覆、5は外側導線、6は耐熱シースである FIG. 1 shows the structure of a fire detection line in the first embodiment. The fire of the solar panel can be detected by this fire detection line. 1 is a fire detection wire, 2 is a core wire, 3 is an inner conductor, 4 is a melt coating, 5 is an outer conductor, and 6 is a heat-resistant sheath.
芯線2は火災用検知線1に引張強度を与えるとともに、内側導線3の位置を中心からある程度の太さ(たとえば、直径1mm程度)とする。そのため、溶融被覆4が溶融した際に内側導線3が外側導線5と接触しやすい。内側導線3は芯線2の外周に螺旋状に巻き回して設けられる。このことにより、細い導線であっても火災用検知線1の中心からある程度太い半径を得ることができ、火災の際に外側導線5と接触しやすくなっている。溶融被覆4は内側導線3の外側を筒状に覆って設けられ、外側導線5は溶融被覆4の外周に螺旋状に巻き回して設けられる。溶融被覆4は可溶絶縁体により形成され、通常時は内側導線3と外側導線5を絶縁しているが、火災時には熱により溶融して外側導線5が内側導線3に接触し、電気的な短絡を生じる。外側導線5の巻き回し方向は、内側導線3の巻き回し方向と同じ方向でも良いが、逆方向の方が確実に短絡させることができるので好ましい。耐熱シース6は外側導線5の外側を筒状に覆って設けられる。
The
芯線2を耐熱樹脂により形成すれば、火災を検知する際に火災用検知線1が簡単には断線することがない。溶融被覆4は火災の熱により溶融する絶縁性の物質であればよく、具体的には100〜200°Cで溶融する絶縁性物質が好ましい。耐熱シース6は、溶融被覆4より融点が高い物質であれば良く、溶融被覆4が溶融し火災を検知する100〜200°Cでは溶融や燃焼しない材質が好ましい。
If the
各部材の材質としては、たとえば芯線2は難燃性であるアラミド繊維(パラ系アラミド繊維等)、内側導線3と外側導線5は銅、溶融被覆4はナイロン12、耐熱シース6は黒色のポリ塩化ビニルを用いることができる。耐熱シース6は黒色であることにより、遠赤外線を吸収して、火災である場合に早期に熱を感知することができる。なお、耐熱シース6は黒色系統や暗色が好ましいが、それだけに限らず、熱吸収性の高い色(茶色、緑色、等)であれば良い。
As the material of each member, for example, the
図2は、火災用検知線1を屋根の上の太陽光パネルに設置した状態を示す図である。図2(a)は太陽光パネルを屋根に設置した状態で横から見た図であり、図2(b)は太陽光パネルの面に垂直な上方から見た図である。10は太陽光パネル、11は太陽電池モジュール、12は取付台、13は屋根であり、複数の太陽電池モジュール11と取付台12により太陽光パネル10が形成される。図2(a)では図の右上側が棟、左下側が軒の方向であり、図2(b)では図の上側が棟、下側が軒の方向である。施工の際には、屋根13の上に取付台12を設け、その上に複数の太陽電池モジュール11を取り付ける工程が一般的であるが、これには限らない。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the
図2(b)において火災用検知線1を点線で示した部分は、太陽電池モジュール11の下側に配線しているため表側からは隠れていることを表す。火災用検知線1は、太陽電池モジュール11の裏側に、棟側である太陽電池モジュール11の上端部側に沿って横方向(軒及び棟に平行な方向)に配線されている。太陽電池モジュール11は、屋根の軒側から棟側にかけて複数段に設けられて太陽光パネル10を形成している。図2(b)では太陽電池モジュール11を棟軒方向に3段設置しており、各太陽電池モジュール11の上端部を順次通過するようにS字状に火災用検知線1が配線されている。
なお、火災用検知線1を這わせる位置は太陽電池モジュール11の上端部(棟)側だけに限らず、上端部近傍であれば良い。たとえば、太陽電池モジュール11(太陽光パネル10の最下段の太陽電池モジュール11を除く)の下端部(軒)側に沿って配設すれば、一つ軒側の太陽電池モジュール11の上端部近傍で火災を検出することができる。
In FIG. 2B, the portion indicated by the dotted line of the
In addition, the position where the
図3により、太陽電池モジュール11の断面と火災用検知線1の位置を示す。図3(a)は図2(b)のYの部分での断面図、図3(b)はXの部分での断面図である。111は上側封止樹脂、112は複数の太陽電池セルが並設された太陽電池板、113は下側封止樹脂、114はバックシートを示す。構造体として全体を支持するバックシート114の上で、上側封止樹脂111と下側封止樹脂113の間に太陽電池板112が封入されている。115は断面コの字型のモジュール枠であり、太陽電池板112の周囲に設けられて構造的に丈夫な太陽電池モジュール11を形成している。図3(a)に示すように、太陽電池モジュール11は傾いて設置され、モジュール枠115の裏側の棟側に火災用検知線1が配置されている。
FIG. 3 shows the cross section of the
経年劣化等により太陽光パネル10に障害が生じると、太陽光パネル10で生み出される電力により太陽光パネル10自体が発熱する。そして、この発熱により太陽電池モジュール11の上側封止樹脂111,下側封止樹脂113やバックシート114が発火する。太陽電池モジュール11の裏側は熱がこもりやすい。更に、太陽電池モジュール11の裏側での火災は、傾斜したバックシート114に沿って斜め上方(棟側)へ炎や熱が移動するため、火災は太陽光パネル10の裏側で広がる傾向がある。そして、火災によって生じた炎や熱は斜めに設置された太陽光パネル10の裏面に沿って棟側へ向かって広がる。たとえば図2(a)では太陽光パネル10と屋根13の間を、棟側へ炎や熱が移動して火災が広がる。その結果、太陽光パネル10の裏側で横方向に設置された火災用検知線1が加熱される。
When a failure occurs in the
太陽光パネル10と屋根13の間には隙間があるため、鳥が巣を作ることがあるが、鳥の巣は一般的に可燃性の小枝等でできているため、このような場所で火災が生じると、火災が大きくなる傾向がある。この場合も太陽電池モジュール11の棟側である上端近傍の火災用検知線1の位置を通って延焼するため、火災用検知線1により火災を検知することができる。
Because there is a gap between the
太陽電池モジュール11では、バックシート114の燃焼は、図3(a)の矢印のように棟側へ伝わり、モジュール枠115の裏側(背面側)を通って更に棟側の太陽電池モジュール11へ広がる。そのため、火災用検知線1が加熱される。このように炎や熱は棟側のような上方へ移動して広がるため、火災用検知線1を適切な場所に設置すれば、一定の2次元領域(モジュール枠115の背面に沿う領域)の火災を1次元の「線」の位置で検知することができる。
In the
火災の炎や熱により火災用検知線1が加熱されると、その熱は耐熱シース6を通過して溶融被覆4が融解する。そして、溶融被覆4が融解すると、内側導線3と外側導線5が接触して電気的に短絡する。したがって、後述する火災検知装置7により、内側導線3と外側導線5の間の抵抗値が下がることを検出して、火災を検知することができる。短絡後に火災によって内側導線3や外側導線5が断線しても、火災検知装置7は短絡を記憶して、火災検知状態を保つことができる。
When the
図4は、火災の熱を受けた際の火災用検知線1の状態の一例を示す。熱を受けた部分は耐熱シース6の外径が細くなり、内部では内側導線3に外側導線5が接触して電気的な短絡を生じている。また、溶けた溶融被覆4は火災用検知線1を部分的に膨張させて溶融溜りを形成する。溶融溜りは、耐熱シース6の熱収縮や溶けた溶融被覆4の表面張力等により、溶けた溶融被覆4が火災用検知線1の長さ方向へ移動して生じるものと考えられる。
FIG. 4 shows an example of the state of the
図5は、内側導線3と外側導線5による電気回路を示す図であり、図5(a)は通常時、図5(b)は火災検知時の状態を示す。7は火災検知装置であり、内側導線3との接続端子3a,3b、外側導線5との接続端子5a,5bが設けられている。太陽電池モジュール11の裏側に内側導線3と外側導線5を有した火災用検知線1が設置されている。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing an electric circuit formed by the
図5(a)の通常の状態では、火災検知装置7は、接続端子3a,3bの間には微弱電流を間欠的または連続的に流しており、内側導線3が断線すれば検出するようになっている。接続端子5a,5b及び外側導線5についても同様である。そして、内側導線3と外側導線5の間が短絡しているか、すなわち接続端子3a,3bと接続端子5a,5bの間の抵抗値を間欠的または連続的に監視している。
なお、短絡を検出する方法としては、抵抗値の監視だけに限らず、例えば電圧値を監視する方法、電流値を監視する方法でも良い。
In the normal state of FIG. 5 (a), the
Note that the method of detecting a short circuit is not limited to monitoring of a resistance value, and for example, a method of monitoring a voltage value or a method of monitoring a current value may be used.
火災が発生して溶融被覆4が融解すると、図5(b)のように内側導線3と外側導線5が短絡する。そのため、接続端子3a,3bと接続端子5a,5bの間の抵抗値が下がって、火災検知装置7は火災を検知することができる。火災検知装置7は検知状態を記憶するため、火災の検知後に火災用検知線1が仮に断線しても火災検知状態を保つことができる。
When a fire occurs and the
図6は、実施例2における火災用検知線20の説明図である。芯線2は火災用検知線20に引張強度を与える。内側導線3は複数の導線からなり、芯線2の外側に螺旋状に巻き回して設けられる。内側導線3を芯線2の外側に螺旋状に巻き回して設けられることにより、細い導線であっても火災用検知線20の中心からの距離がある太い半径を得ることができ、火災の際に外側導線5と接触しやすい。溶融被覆4は内側導線3の外側を筒状に覆って設けられる。外側導線5も複数の導線からなり、溶融被覆4の外側に螺旋状に巻き回して設けられる。溶融被覆4は可溶絶縁体により形成され、通常時は内側導線3と外側導線5を絶縁している。耐熱シース6は外側導線5の外側を筒状に覆って設けられる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the
内側導線3と外側導線5は複数の導線により形成されて強度が増すとともに一部の導線が断線しても導通するため、断線による非導通が生じにくく、火災時に短絡する場所も多いため、確実に火災を検知することができる。内側導線3と外側導線5の一方だけを複数の導線とし、他方は一つの導線としても良いが、両方を複数の導線とした方が上記の効果が高い。
上記実施例1,2では、芯線2を耐熱樹脂により形成した。しかし、内側導線3と外側導線5の短絡を火災検知装置7で一度検知すれば、その状態を記憶できるため、火災による短絡を火災検知装置7で検知するまでの時間は断線しない程度の耐熱性が芯線2にあれば火災用検知線として機能する。
The
In the said Example 1, 2, the
また、実施例1において火災用検知線1を設置する太陽光パネル10は屋根13の上に設置されているが、太陽光パネル10は瓦一体型であっても据え置き型であっても良い。また、住宅の屋根だけでなく工場等の屋根に設置した太陽光パネル10に本発明の火災用検知線を配線してもよい。傾いた屋根13の上に太陽光パネル10を設置すると、屋根13と太陽光パネル10の間の空間に熱がこもりやすく、延焼しやすいので本発明の火災用検知線による検知は特に有効である。しかし、太陽光パネル10を傾いた屋根13の上に設置しなくても、太陽光パネル10や太陽電池モジュール11が傾いて設けられれば良く、これらの裏側を火災が斜め上方へ延焼するので、本発明の火災用検知線で確実に火災を検知できる。たとえば、広大な土地に太陽光パネル10を並べる、いわゆるメガソーラーであっても、太陽光パネル10を傾けて設置するため、本発明の火災用検知線を適用することが可能である。
Moreover, although the
更に、太陽光パネルや太陽電池モジュールに限らず、本発明の火災用検知線は種々の場所に配線して火災を検知することができる。 Furthermore, not only a solar panel or a solar cell module, the fire detection line of the present invention can be wired to various places to detect a fire.
1,20 火災用検知線、2 芯線、3 内側導線、3a,3b 接続端子、4 溶融被覆、5 外側導線、5a,5b 接続端子、6 耐熱シース、7 火災検知装置、10 太陽光パネル、11 太陽電池モジュール、12 取付台、111 上側封止樹脂、112 太陽電池板、113 下側封止樹脂、114 バックシート、115 モジュール枠 1,20 Fire detection wire, 2 core wire, 3 inner conductor, 3a, 3b connection terminal, 4 melt coating, 5 outer conductor, 5a, 5b connection terminal, 6 heat-resistant sheath, 7 fire detection device, 10 solar panel, 11 Solar cell module, 12 mounting base, 111 upper sealing resin, 112 solar cell plate, 113 lower sealing resin, 114 back sheet, 115 module frame
Claims (5)
芯線の外周に螺旋状に巻き回して設けられた内側導線と、
前記内側導線の外側に設けられ、火災の熱により溶融する可溶絶縁体からなる溶融被覆と、
前記溶融被覆の外周に螺旋状に巻き回して設けられた外側導線と、
前記外側導線の外側に設けられた耐熱シースと、
からなる火災用検知線。 Core wire,
An inner conductor wire spirally wound around the outer periphery of the core wire;
A melt coating made of a soluble insulator that is provided outside the inner conductor and melts by the heat of a fire;
An outer conductor provided by spirally winding around the outer periphery of the melt coating;
A heat-resistant sheath provided outside the outer conductor,
Fire detection line consisting of
請求項1の火災用検知線。 The winding direction of the outer conducting wire is opposite to the winding direction of the inner conducting wire.
The fire detection line according to claim 1.
請求項1または2の火災用検知線。 At least one of the inner conductor and the outer conductor is composed of a plurality of conductors.
The fire detection line according to claim 1 or 2.
請求項1乃至3のいずれかの火災用検知線。 The heat-resistant sheath is a color with high heat absorption,
The fire detection line according to any one of claims 1 to 3.
請求項1乃至4のいずれかの火災用検知線。 The core wire is made of a heat resistant resin.
The fire detection line according to any one of claims 1 to 4.
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