JP3588508B2 - 火災検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、監視区域からサンプリング管を介して煙、ニオイ等をサンプリングする火災検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、火災の発生を初期の段階で検出するために、サンプリング管を監視区域内に設置し、このサンプリング管を介して監視区域から火災の発生による煙、ニオイ等をサンプリングする火災検出方法がある。この検出方法は、広い監視区域における初期火災の検出に有効である。サンプリング管は、多数の吸気用の開口部を有しており、監視区域となる室内の天井面あるいは壁面等に配設される。サンプリング管の基端部には、吸引された空気中の煙を検出する煙センサ、ニオイを検出するニオイセンサ等が設けられると共に監視区域から空気を吸引するための吸引機が接続されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、広い監視区域全体をくまなく監視するためには、所定の間隔で複数のサンプリング管を配設する必要があり、このようなサンプリング管を室内の天井面あるいは壁面等に配置すると、物理的にも見た目にも室内が繁雑になるという問題がある。一方、サンプリング管を壁面の下部あるいは床面等の目立たない箇所に配置したのでは、効率よく煙、ニオイをサンプリングすることができず、初期火災の早期検出に支障を来すことになる。さらに、人や物が接触したり、家具等の物の陰になる可能性のある箇所にサンプリング管を設置した場合には、サンプリング管の破損、吸気用開口部の閉塞、吸気の効率低下等により火災検出の信頼性が損なわれる虞れがある。
【０００４】
この発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、監視区域内を繁雑にすることなく、監視区域から効率よく煙、ニオイ等をサンプリングして信頼性の高い火災検出を行うことができる火災検出装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る火災検出装置は、空調や照明等の設備を集約してユニット化したシステム天井に形成されたライン状の排気口から空気を取り込んで空調を行う監視区域内の火災を検出する装置において、監視区域の天井部に互いに平行に配置され、それぞれシステム天井の対応するライン状の排気口の直上部かつ近傍に排気口に対して平行に配設されると共に下方に向けて形成された複数のサンプリング孔から監視区域内の空気をサンプリングするための複数のサンプリング管と、複数のサンプリング管にそれぞれ対応して設けられ且つ対応するサンプリング管でサンプリングされた空気中の煙およびニオイに基づいてそれぞれ初期火災を検出する複数の火災検出部とを備え、複数の火災検出部でそれぞれ検出された初期火災の検出時刻の差に基づいて火源位置を検出するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１にこの発明の参考例に係る火災検出装置の構成を概略的に示す。監視区域１の天井板２に空調用のライン状の排気口３が形成されると共に、天井裏には図示しない排気系ダクトが開口している。空調の運転により、監視区域１内の空気は天井板２の排気口３から天井裏の排気系ダクトに取り込まれる。天井裏には、ライン状の排気口３の直上部かつ近傍に排気口３と平行にサンプリング管４が配設されている。サンプリング管４は、排気口３を介して監視区域１内の空気をサンプリングするために所定の間隔で下方に向けて形成された複数のサンプリング孔５を有している。
【０００７】
サンプリング管４の基端部にはサンプリングされた空気に基づいて火災を検出する火災検出部６が接続されている。火災検出部６内において、サンプリング管４にニオイ検出部７、フィルタ８及び煙検出部９が順次連結され、さらに監視区域１内からサンプリング管４を介して空気を吸引する吸引機１０が連結されている。ニオイ検出部７は、火災と共に発生するニオイを検出するためのもので、例えば酸化第二スズ等を主材とするニオイセンサを内蔵している。フィルタ８はサンプリング管４及びニオイ検出部７を通過した空気から一般的な煙粒子より大きな埃やゴミを除去するものである。煙検出部９は、このフィルタ８を通過した空気中の極初期の小さな煙を高感度に検出するためのものであり、散乱光式センサ、イオン化式センサ、減光式センサ等の各種の煙センサを用いることができる。これらのニオイ検出部７及び煙検出部９は、初期段階の火災を検出することができる。
【０００８】
ニオイ検出部７及び煙検出部９にはマイコン１１が電気的に接続されており、マイコン１１に送受信回路１２及び表示器１３が接続されている。マイコン１１は、火災検出部６全体を制御するものであって、ニオイ検出部７及び煙検出部９から検出出力を受けると、それら検出出力に基づいて初期火災の判別を行い、送受信回路１２を介して図示しない火災受信機と信号伝送を行うと共に表示器１３に必要事項を表示する。さらに、ニオイ検出部７、煙検出部９及び吸引機１０には、図示しない電源ユニットからの電源を供給するための電源回路１４が接続されている。
【０００９】
監視区域１の天井部は、図２及び３に示されるように、いわゆるシステム天井構造を有している。天井２１から吊りボルト２２によりＣチャンネル２３が水平に吊設されており、このＣチャンネル２３にＣチャンネル２３と直交するようにライン状の支持部材としての複数のＴバー２４及び２５が水平に固定されている。互いに隣接するＴバー２４及び２５の間に天井板２を構成する天井プレート２６及び電灯２７等の設備が集約されて配置される設備プレート２８が適宜保持されている。一対のＴバー２５がわずかな間隔を隔てて互いに並設されており、この間隔により、監視区域１内から空気を取り入れて空調を行うための排気口３となるライン状の開口部２９が形成されている。
【００１０】
さらに、吊りボルト２２に固定具３０が設けられ、この固定具３０によりサンプリング管４がライン状の開口部２９の直上で且つ開口部２９と平行に配設されている。なお、サンプリング管４は、開口部２９を塞ぐことがないように、開口部２９にできるだけ近づけた所定の間隔を持って上方に配置されている。上述したように、サンプリング管４には、下方すなわち開口部２９に向けて複数のサンプリング孔５が所定の間隔で形成されている。このため、監視区域１内から天井を見上げると、図４に示されるように、Ｔバー２５のライン状の開口部２９を介してサンプリング管４の複数のサンプリング孔５を目視することができる。
【００１１】
次に、この参考例に係る火災検出装置の動作について説明する。天井裏には図示しない排気系ダクトが開口しているので、空調が運転されると、監視区域１内の空気は天井の排気口３すなわち互いに並設されたＴバー２５の間のライン状の開口部２９から天井裏に入り、排気系ダクトに取り込まれる。ここで、火災検出部６の吸引機１０を作動させてサンプリング管４のサンプリング孔５から空気を強制的に吸引すると、開口部２９から天井裏に入った空気流が直接サンプリング管４に当接しサンプリング孔５内に直接サンプリングされ、サンプリング管４を介して火災検出部６内に導入される。サンプリングされた空気は、まずニオイ検出部７でニオイの検出が行われ、フィルタ８で埃、ゴミ等が除去されて、さらに煙検出部９で煙の検出が行われた後、吸引機１０から外部へ排気される。
【００１２】
従って、監視区域１内で火災が発生すると、火災発生によるニオイ及び煙を含んだ空気が空調用の空気流にのって開口部２９から天井裏に入り、サンプリング孔５からサンプリングされてニオイ及び煙がニオイ検出部７及び煙検出部９でそれぞれ検出される。火災検出部６内のマイコン１１は、ニオイ検出部７からの検出出力及び煙検出部９からの検出出力に基づいて火災判別を行い、初期火災が発生したと判別すると、送受信回路１２を介して図示しない火災受信機に火災出力を伝送すると共にこの火災出力により表示器１３に火災が発生した旨を表示させる。例えば、表示器１３に赤色ＬＥＤを設けておき、火災出力により発光させる。
【００１３】
上述したように、サンプリング管４はライン状の開口部２９の直上に配設され、さらに近傍に配置されているので、空調の停止中であっても監視区域１内の空気は開口部２９を介してサンプリング孔５にサンプリングされる。このため、監視区域１内を繁雑にすることなく、監視区域１から効率よく早期に煙、ニオイ等をサンプリングして信頼性の高い火災検出を行うことができる。
【００１４】
上記の参考例では、監視区域１の天井部に配置された複数のサンプリング管４に共通の火災検出部６を接続して初期火災検出を行ったが、この発明の実施の形態においては、図５に示されるように、監視区域１の天井部に互いに平行且つ等間隔に複数のサンプリング管４１〜４４を配置し、それぞれのサンプリング管にニオイセンサ及び煙センサを内蔵した火災検出部３１〜３４を接続して初期火災の検出を行うと共に、これら火災検出部３１〜３４の出力に基づいてマイコン５０で監視区域１内の火災規模及び火源位置の検出が行われる。これにより、より適確な警報、消火等の措置を採ることができる。
なお、監視区域１の天井部は、図２〜４に示した参考例の天井部と同様の構造を有している。
【００１５】
この実施の形態に係る火災検出装置の動作について図６のフローチャートを参照しながら説明する。各火災検出部３１〜３４は対応するサンプリング管４１〜４４からサンプリングされた空気中のニオイ及び煙を常時検出して初期火災の判別を行い、その結果をマイコン５０に送出し、マイコン５０は各火災検出部３１〜３４からの出力に基づいて以下に述べるような火災規模及び火源位置の検出を行う。まず、ステップＳ１で第１番目の火災検出がなされたか否かが監視され、いずれかのサンプリング管４１〜４４を介して第１番目の火災が検出されると、ステップＳ２でその検出時刻Ｔ１が格納される。引き続いて、ステップＳ３で同様に第２番目の火災検出がなされたか否かが監視され、第１番目に火災が検出されたサンプリング管とは異なるサンプリング管４１〜４４において第２番目の火災が検出されると、ステップＳ４でその検出時刻Ｔ２が格納される。
【００１６】
次に、ステップＳ５で、第１番目と第２番目の検出時刻の差Ｔ２−Ｔ１を予め設定された設定値Ｒと比較し、Ｔ２−Ｔ１＜Ｒの場合には、ステップＳ６に進んで第３番目の火災検出がなされたか否かが監視される。監視の結果、第１番目及び第２番目に火災が検出されたサンプリング管とはさらに異なるサンプリング管において第３番目の火災が検出されると、ステップＳ７でその検出時刻Ｔ３が格納され、ステップＳ８で、第２番目と第３番目の検出時刻の差Ｔ３−Ｔ２が予め設定された設定値Ｓと比較される。
【００１７】
そして、Ｔ３−Ｔ２＜Ｓの場合には、第１番目と第２番目の検出時刻の差及び第２番目と第３番目の検出時刻の差が共に小さいので、ステップＳ９で、火災規模が大きく且つ第１番目に火災検出が行われたサンプリング管が位置する第１検出位置付近に火源の中心があるとの想定を行い、ステップＳ１０で第１〜第３検出位置に対応するスプリンクラーを開くことにより消火を行う。
【００１８】
ステップＳ８における比較の結果、Ｔ３−Ｔ２≧Ｓの場合には、第１番目と第２番目の検出時刻の差は小さいが、第２番目と第３番目の検出時刻の差が大きいので、ステップＳ１１で、火災規模は小さく且つ第１番目及び第２番目に火災検出が行われたサンプリング管が位置する第１検出位置と第２検出位置との中間部に火源があるとの想定を行い、ステップＳ１２で第１及び第２検出位置に対応するスプリンクラーを開いて消火を行う。
【００１９】
また、ステップＳ５でＴ２−Ｔ１≧Ｒと判定された場合には、ステップＳ１３に進んで第３番目の火災検出がなされたか否かが監視され、第１番目及び第２番目に火災が検出されたサンプリング管とはさらに異なるサンプリング管において第３番目の火災が検出されると、ステップＳ１４でその検出時刻Ｔ３が格納され、ステップＳ１５で、第２番目と第３番目の検出時刻の差Ｔ３−Ｔ２が予め設定された設定値Ｓと比較される。
【００２０】
そして、Ｔ３−Ｔ２＜Ｓの場合には、第１番目と第２番目の検出時刻の差は大きいが、第２番目と第３番目の検出時刻の差が小さいので、ステップＳ１６で、火災規模は小さく且つ火源位置が第１検出位置に極めて近いとの想定を行い、ステップＳ１７で第１検出位置に対応するスプリンクラーのみを開いて消火を行う。
【００２１】
一方、ステップＳ１５における比較の結果、Ｔ３−Ｔ２≧Ｓの場合には、第１番目と第２番目の検出時刻の差及び第２番目と第３番目の検出時刻の差が共に大きいので、ステップＳ１８で、火災規模は極小さく且つ火源位置が第１検出位置と第２検出位置との中間部にあるとの想定を行う。そして、ステップＳ１９で、当初は警報のみを行う。そして、所定時間経過しても手動による消火停止の措置が採られないか又は開示しない方法によって火勢の拡大を検出したときに、第１及び第２検出位置に対応するスプリンクラーを開いて消火を行う等の制御を行ってもよい。
【００２２】
このようにして、監視区域１内の火源位置が想定され、適確な警報、消火等の措置を採ることが可能となる。ここにおいて、ステップの分岐を二者択一を例にとって説明したが、これに限るものではなく、例えば時間差のレベルによって三〜四分岐し、火災の大きさに応じた緊急度で自動消火装置を作動させることも可能である。
【００２３】
なお、監視区域１内にニオイ及び煙等が水平方向に移動するような無視できない気流が存在する場合には、図６に示した火災検出の方法では火災規模及び火源位置を正確に特定できないことがある。その場合には図７に示されるような検出方法を採用して監視区域１内の気流を考慮すると有効である。すなわち、図６のフローチャートのステップＳ７あるいはＳ１４において第３番目の検出時刻Ｔ３を格納した後、第３番目に火災検出が行われた第３検出位置が第１検出位置と第２検出位置とのどちらにより近いかがステップＳ２０で判定される。第３検出位置が第２検出位置に近い場合には、第１〜第３検出位置は図８に示されるような位置関係にあるものと特定されるので、ステップＳ２１で第１検出位置から第３検出位置へ向かう気流が存在すると判断される。
【００２４】
一方、第３検出位置が第１検出位置に近い場合には、図６のフローチャートのステップＳ８あるいはＳ１５に進んで第２番目と第３番目の検出時刻の差Ｔ３−Ｔ２と予め設定された設定値Ｓとを比較し、さらにステップＳ９、Ｓ１１、Ｓ１６あるいはＳ１８で火災規模及び火源位置の想定を行った後、図７のフローチャートのステップＳ２２で第４番目の火災検出がなされたか否かが監視される。監視の結果、第１〜第３番目に火災が検出されたサンプリング管とはさらに異なるサンプリング管において第４番目の火災が検出されると、ステップＳ２３でその検出時刻Ｔ４が格納され、ステップＳ２４で、第４番目に火災検出が行われた第４検出位置が第２検出位置と第３検出位置とのどちらにより近いかがステップＳ２４で判定される。
【００２５】
ステップＳ２４における判定の結果、第４検出位置が直前に検出した第３検出位置に近い場合には、第１〜第４検出位置は図９に示されるような位置関係にあるものと特定されるので、ステップＳ２５で第１検出位置から第４検出位置へ向かう気流が存在すると判断される。一方、第４検出位置が第２検出位置に近い場合には、第１〜第４検出位置は図１０に示されるような位置関係にあるものと特定され、ステップＳ２６で、各検出位置と各検出時刻に基づいて第１検出位置と第３検出位置との間におけるニオイあるいは煙の延びと第１検出位置と第４検出位置との間におけるニオイあるいは煙の延びとを比較し、その比較結果から気流が想定される。
【００２６】
このようにしてステップＳ２１、Ｓ２５あるいはＳ２６で監視区域１内の気流が想定された後、この気流の影響を加味してステップＳ２７で火源位置が特定され、続くステップＳ２８で火災規模及び火源位置に対応した警報、消火の指令がなされる。
【００２７】
なお、図５では、監視区域１の天井部に４本のサンプリング管４１〜４４が配置されていたが、これに限るものではなく、監視区域１の広さに応じてより多数のサンプリング管を配置することが好ましく、特殊な空間を対象とする場合には、例えば図１１あるいは図１２に示されるように複数のサンプリング管４１〜４８を配置してそれぞれ火災検出部３１〜３８を接続することも考えられる。このように火源位置を特定して初期消火を行うことにより、消火による水害を最小限に止めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例に係る火災検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】参考例における監視区域の天井部の構造を示す正面断面図である。
【図３】参考例における監視区域の天井部の構造を示す側面断面図である。
【図４】参考例における監視区域の天井の平面図である。
【図５】この発明の実施の形態に係る火災検出装置の要部を示すブロック図である。
【図６】実施の形態における火災検出の動作を示すフローチャートである。
【図７】実施の形態の変形例における火災検出の動作を示すフローチャートである。
【図８】図７のステップＳ２１における第１〜第３検出位置の位置関係を示す概略図で
ある。
【図９】図７のステップＳ２５における第１〜第４検出位置の位置関係を示す概略図で
ある。
【図１０】図７のステップＳ２６における第１〜第４検出位置の位置関係を示す概略図で
ある。
【図１１】実施の形態の変形例に係る火災検出装置の要部を示すブロック図である。
【図１２】実施の形態の他の変形例に係る火災検出装置の要部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 監視区域
２ 天井板
３ 排気口
４，４１〜４８ サンプリング管
５ サンプリング孔
６，３１〜３８ 火災検出部
７ ニオイ検出部
９ 煙検出部
１０ 吸引機
１１，５０ マイコン
２４，２５ Ｔバー
２６ 天井プレート
２８ 設備プレート
２９ 開口部
３０ 固定具

Claims (2)

1. 空調や照明等の設備を集約してユニット化したシステム天井に形成されたライン状の排気口から空気を取り込んで空調を行う監視区域内の火災を検出する装置において、
   監視区域の天井部に互いに平行に配置され、それぞれ前記システム天井の対応するライン状の排気口の直上部かつ近傍に前記排気口に対して平行に配設されると共に下方に向けて形成された複数のサンプリング孔から監視区域内の空気をサンプリングするための複数のサンプリング管と、
   複数の前記サンプリング管にそれぞれ対応して設けられ且つ対応するサンプリング管でサンプリングされた空気中の煙およびニオイに基づいてそれぞれ初期火災を検出する複数の火災検出部と
   を備え、複数の火災検出部でそれぞれ検出された初期火災の検出時刻の差に基づいて火源位置を検出することを特徴とする火災検出装置。
2. 前記排気口は前記システム天井の天井プレートを保持するライン状の支持部材に設けられ、複数のサンプリング管はそれぞれ前記支持部材を天井から吊設する吊りボルトに固定具により固定される請求項１の火災検出装置。

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