JP3944665B2 - 火災検出方法及びその装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、火災検出方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動消火設備には、火災を検出するために炎感知器や赤外線センサが設けられているものがある。この炎感知器はＣＯ2共鳴放射特有の分光感度と炎の揺らぎ成分に基づき火災判断を行い、又、赤外線センサは監視空間を走査して赤外線量の大きさにより火災判断を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の炎感知器は旋回させると、炎以外の揺らいでいない熱源の赤外線がその旋回の影響を受けて揺らいでしまい、炎と誤判断してしまう恐れがある。
そこで、この炎感知器は固定して静止状態で使用する必要があるが、この様にして炎感知器を用いるためには、監視エリアに応じた多数の炎感知器が必要となるので、設備費用が嵩んでしまう。
【０００４】
又、赤外線センサは、炎感知器の様に旋回に伴う誤判断はないが、炎特有の揺らぎ成分を検出できないので、炎以外の静止した高温物体や太陽光を火災と誤判断してしまう恐れがある。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑み、正確に火災判断が出来るようにすることを目的とする。
【０００６】
この発明は、水平方向に所定角度旋回して火源を検出し、火源方向を特定するとともに、前記火源検出時の旋回角度に戻る火災検知手段と、前記火災感知手段が火源検出時の旋回角度に戻ることにより、該火源方向を指向し、静止した状態で炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎにより火災判断を行う炎検知手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明は、火災検知手段を水平方向に所定角度旋回して火源を検出し、火源方向を特定する行程と：前記火災検知手段が所定角度旋回した後、火源検出時の旋回角度に戻る行程と；前記火災感知手段が火源検出時の旋回角度に戻ることにより、炎検知手段を該火源方向に指向させ、静止した状態で炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎを検知して火災判断を行う行程と；を備えていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
炎感知器は、静止した状態で火災検出を行う必要があり、又、赤外線センサは炎検知を正確に行えないが、旋回して火災を検出しても検出結果に影響がない。
【０００９】
本発明者は、炎感知器の指向方向を予め特定できれば、該炎感知器を固定し静止した状態で火災検知が出来る、と考えた。
【００１０】
そこで、火災検知手段を水平方向に旋回して火源を検出し、火源方向を特定した後、炎感知器を該火源方向に指向させ、炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎにより火災判断を行うことにした。
【００１１】
【実施例】
この発明の第１実施例を図１〜３により説明する。
壁面１には複数の火災検知器３が取り付けられている。
火災検知器３は、炎感知器３ａと赤外線センサ３ｂとから構成されている。炎感知器３ａは、赤外線フィルタによってＣＯ2共鳴放射特有の４.３μ帯を透過し受光部で受光する。
【００１２】
受光部で受光された信号は、交流選択増幅回路によって火災時の炎に現れる１〜１５ＨＺの揺らぎ成分を抽出して増幅し、ＡＣ−ＤＣ変換回路によって直流信号に変換する。
【００１３】
この様にして変換された直流信号は、比較回路において火災判定レベルと比較し、遅延回路にて所定の遅延を行った後、火災と判定できるレベルが継続した場合を火災と判断し、スイッチング回路をオンし、制御部１７へ火災信号を出力する。
【００１４】
赤外線センサ３ｂは、垂直方向に扇形の視野を有し、その視野は複数の視野
ｄ1、ｄ2、…ｄn+1(n≧1)に分割されている。
サファイア等の赤外線を透過する窓を介して入射した赤外線は、光学チョッパによって断続され、所定の視野を得るレンズを介して受光部に入射する。
【００１５】
受光部の受光出力は、交流選択増幅回路によって、チョッピング周波数を抽出して増幅し、ＡＣ−ＤＣ変換回路によって直流信号に変換し、制御部１７に出力する。
【００１６】
炎感知器３ａ及び赤外線センサ３ｂは、歯車１１に立設された支持台１２に軸着され、この歯車１１は給水フランジ１３に連結された支柱１４に回動自在に支持されている。該支柱１４には、エンコーダＥを有する旋回モータ１５が取り付けられ、該モータ１５の小歯車１６は前記歯車１１に噛み合っている。
【００１７】
次に、本実施例の動作について説明する。
図示しない火災感知器が、監視領域１０の火災を検出すると、その火災信号は中央制御盤ＣＰＵに送出される（Ｓ１）。
【００１８】
該中央制御盤ＣＰＵは、制御部１７に火災探査指令を発し、火災検知器３の火源探査を開始させる（Ｓ２）。すると制御部１７は旋回モータ１５に駆動指令を発する。
【００１９】
すると、旋回モータ１５は、指示通り回転して歯車１１を回し、該火災検知器３を所定旋回角度η回転させる。この所定旋回角度ηは該火災検出装置３が担当する監視領域１０を全部監視できるように設定され、例えば、所定旋回角度ηは１８０°に設定される。
【００２０】
赤外線センサ３ｂは火源から放射される赤外線量が最大となる方向を探査しながら回転し、その方向を検出したときにはエンコーダＥにより計測されている旋回角度を制御部１７に記憶する（Ｓ３）。
【００２１】
所定旋回角度η回転した赤外線センサ３ｂは火源検出時の旋回角度に戻り停止する（Ｓ４）。
炎感知器３ａを監視状態にリセットし所定時間待機する（Ｓ５）。この待機時間は炎感知器３ａが炎特有のＣＯ２共鳴放射と揺らぎを判断するのに要する時間以上とする。
【００２２】
炎感知器３ａが所定時間内に火災と判断した場合はその方向に炎が存在することになる（Ｓ６）。
炎感知器３ａが火災と判断すると、火災信号を制御部１７に送出し、制御部１７は火災信号を記憶していた旋回角度情報とともに中央制御盤ＣＰＵに送出する（Ｓ７）。中央制御盤ＣＰＵは自動消火装置、例えば、放水ノズル４を火源方向に指向させ消火を開始させる（Ｓ８）。
【００２３】
炎感知器３ａが火災と判断しない場合には、炎以外の熱源や太陽光線などの非火災要因によるものと考えるので、自動消火などは行わず、真の火災に備えて火災探査を継続する。
【００２４】
なお、赤外線センサ３ｂは前述のように視野が分割されているので、火源をとらえた視野、例えば、中距離視野ｄn、でその火源と赤外線センサ３ｂとの距離を判定することも可能である。
【００２５】
この発明の第２実施例を図４〜図１１により説明する。
円形のホールＨには、円周方向に間隔をおいて３台の火災検知器２０、２１、２２が設けられている。この火災検知器２０〜２２は、放水ノズル５０、５１、５２に固定されている。放水ノズル５０〜５２は、歯車５３に固定され、該歯車５３は旋回モータ５４に連結されている。
【００２６】
この火災検知器２０〜２２と放水ノズル５０〜５２を図４により説明するが、各火災検知器２０〜２２及び各放水ノズル５０〜５２は同一なので、ここでは火災検知器２０及び放水ノズル５０についてのみ説明する。
火災検知器２０は、炎感知器２０Ａと赤外線センサ２０Ｂとから構成されている。炎感知器２０Ａは、図５に示す様に、赤外線フィルタ２５によって火災時の炎が発するＣＯ2共鳴放射特有の４.３μ帯のみを透過し受光部２６で受光する。この受光部２６は複数の焦電素子が配設されている。
【００２７】
受光部２６で受光された信号は、交流選択増幅回路２７によって火災時の炎に現れる１〜１５ＨＺの揺らぎ成分を抽出して増幅し、ＡＣ−ＤＣ変換回路２８によって直流信号に変換する。
【００２８】
この様にして変換された直流信号は、比較回路２９において火災判定レベルと比較し、遅延回路３０にて所定の遅延を行った後、火災と判定できるレベルが継続した場合を火災と判断し、スイッチング回路３１をオンし、消火装置制御部６６へ火災信号を出力する。
【００２９】
なお、図５において、３３は無極性回路、３４は作動表示灯、３５は定電圧回路３５、をそれぞれ示す。又、赤外線フィルタ２５、受光部２６を複数個設け、４.３μ帯付近の複数波長を受光するようにしてもよい。
【００３０】
赤外線センサ２０Ｂは、図６に示す様に構成され、サファイア等の赤外線を透過する窓４０を介して入射した赤外線は、光学チョッパ４１によって断続され、所定の視野を得るレンズ４３を介して受光部４４に入射する。この受光部４４には、焦電素子等の赤外線受光素子が複数配設されている。
【００３１】
受光部４４の受光出力は、交流選択増幅回路４５によって、チョッピング周波数を抽出して増幅し、ＡＣ−ＤＣ変換回路４６によって直流信号に変換し、消火装置制御部６６に出力する。
【００３２】
前記火災検知器２０では、まず初めに、赤外線センサ２０Ｂを旋回させて火源を検出することにより火源方向を特定し、その後、炎感知器２０Ａをその火源方向に指向させ、静止した状態で炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎを検出することにより火災判断を行う。そのため、炎を正確に判断できるので正しい火災判断を行うことができる。
【００３３】
放水ノズル５０は、歯車５３に固定され、前記歯車５３は給水フランジ５０Ｓに立設された給水パイプ５０Ｐに回動自在に支持されている。この給水パイプ５０Ｐには、エンコーダＥを有する旋回モータ５４が固定され、このモータ５４は小歯車５４Ａを介して前記歯車５３に連結されている。
【００３４】
放水ノズル５０は、遠投ヘッド５５、中投ヘッド５６及び近投ヘッド５７から構成されている。この遠投ヘッド５５は、上段に設けられ、中段の中投ヘッド５６より放水幅が狭いが飛距離が長いので、中投ヘッド５６に比べ遠方迄散水できる。近投ヘッド５７は最下段に設けられ、前記中投ヘッド５６より放水幅が広いが、飛距離は短いので、ヘッド近傍しか散水することができない。
【００３５】
この放水ノズル５０から消火水を放出すると、各ヘッド５５〜５７から噴出される消火水は互いに引き合いながら飛散するので、図７に示す様な放水パターン、即ち、放水ノズル５０側である後端部６０ａ側の幅が広く、先端部６０ｂ側の幅が狭い凸状もしくは台形状の放水パターン６０を形成する。
【００３６】
そのため、長方形状の消火領域６１に放水する場合には、旋回モータ５４を駆動して歯車５３を回転させ、放水ノズル５０を揺動角ωだけ旋回すれば、その全域にわたり万編なく放水することができる。
従って、消火領域６１外の散水が従来に比べ極めて少なくなるので、水損の減少、放水流量の低減等の効果を得ることができる。
【００３７】
消火装置制御部６６は、カウンタ６３、モータドライバ６４、インタフェィス６５に連結されている。また、消火装置制御部６６は中央制御盤ＣＰＵと接続されている。
【００３８】
前記中央制御盤ＣＰＵには、火災検知器２０〜２２、放水ノズル５０〜５２の情報を処理し、これらを制御するとともに、次の情報が予め記憶されている。
（１）各火災検知器２０〜２１の位置、即ち、放水ノズル５０〜５２の位置ＸＹ座標（Ｘ1、Y1)、（Ｘ2、Ｙ2)、（Ｘ3、Ｙ3）。
各放水ノズルの座標は、例えば、放水ノズル５０：（１４、２５）、放水ノズル５１：（２６、１４）、放水ノズル５２：（６、５）、である。
【００３９】
（２）隣接する各放水ノズル５０〜５２を結ぶ直線、即ち、基準線Ｌ、Ｎ、Ｍの傾斜角。
この傾斜角θ10〜θ12は次の様にして求められる。
基準線Ｌの傾斜角θ10=arctan（(25-5)／(14-6)）＝６８°
基準線Ｍの傾斜角θ11=arctan（(14-25)／(26-14)）＝−４３°
基準線Ｎの傾斜角θ12=arctan（(14-5)／(26-6)）＝２４°
【００４０】
（３）放水ノズル５０〜５２の正面方位角、及び基準角度。
これらの角度は、Ｘ軸方向を０°とし、左まわりに角度を測り求める。
各放射ノズル５０〜５２の正面方位角は、例えば、次の通りである。
放水ノズル５０の正面方位角θ13＝２７０°
放水ノズル５１の正面方位角θ14＝１８０°
放水ノズル５２の正面方位角θ15＝５２°
【００４１】
各放水ノズル５０〜５２の基準角度は、例えば、次の通りである。
放水ノズル５０と基準線Ｍ：基準角度θ16＝３１７°
放水ノズル５０と基準線Ｌ：基準角度θ17＝２４８°
放水ノズル５１と基準線Ｍ：基準角度θ18＝１３７°
放水ノズル５１と基準線Ｎ：基準角度θ19＝２０４°
放水ノズル５２と基準線Ｌ：基準角度θ20＝６８°
放水ノズル５２と基準線Ｌ：基準角度θ21＝２４°
【００４２】
次に本実施例の作動について説明する。
図示しない自動火災報知設備の煙感知器が火災を検知すると、火災信号を中央制御盤ＣＰＵに送出する。該中央制御盤ＣＰＵは、火災信号を送出した煙感知器等に対応するホールＨの火災検知器２０〜２２に消火装置制御部６６を介して火災探査指令を発する。
【００４３】
そうすると、各火災検知器２０〜２２は、旋回してセンサ探査をするが、この時、最初に赤外線センサ２０Ｂが、所定角度旋回して自己の担当する監視エリア全域の探査を行う。
火源Ｆ1の熱を検出した時には、エンコーダＥにより計測された火源発見時の旋回角が消火装置制御部６６に記憶される。
【００４４】
赤外線センサ２０Ｂが所定角度旋回すると、火源Ｆ1の熱を発見した火災検知器２０は、その火源Ｆ1の熱の発見時の旋回角に戻り、炎感知器２０Ａの指向方向を火源Ｆ1に向ける。炎感知器２０Ａは静止した状態で火源Ｆ1の炎を探査して火災判断を行い、消火装置制御部６６はその結果を先に記憶した火源検出時の旋回角情報とともに中央制御ＣＰＵに送出する。
【００４５】
火源が火災検知器２０と火災検知器２２を結ぶ基準線Ｌの外側のＦ1に位置する場合には、火災検知器２０、２２が火災を検出するが、この時火災検知器２１は、それを検出しないものとする。
火災検知器２０の検出角度ε1は、右５０°である。中央制御盤ＣＰＵは、火災検知器２０からの火災信号受信後「規定の時間」待機し、次の検知が発生するのを待っている。そうすると、この規定の時間内に火災検知器２２からの火災信号を受ける。この火災検知器２２の検出角度ε2は左３０°である。
【００４６】
中央制御盤ＣＰＵは、前記「規定の時間」が経過した後、あるいは火災検知器２１から火災未発見の情報を受けて、全ての火災検知器からの情報がそろった後に前記二つの検出角度ε1、ε２から火源Ｆ1に対し、どちらの放水ノズルが消火に適しているか、を算出する。
検出角度が右の場合には、正面角度に対してマイナス角度とし、左の場合には、正面角度に対しプラス角度とする。この条件にて基準線Ｌに対する偏り角を求める。
【００４７】
放水ノズル５０側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝２７０°−５０°＝２２０°
対向する放水ノズル５２の場合に採用する基準角度θ17＝２４８°
偏り角δ1＝｜基準角度−火災角度｜＝｜２４８°−２２０°｜＝２８°
【００４８】
放水ノズル５２側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝５２°＋３０°＝８２°
対向する放水ノズル５０の場合に採用する基準角度θ20＝６８°
偏り角δ2＝｜基準角度−火災角度｜＝｜６８°−８２°｜＝１４°
【００４９】
放水ノズルの偏り角が大きい方が火源Ｆ1に近いので、両偏り角δ1、δ2を比較し、その値の大きい偏り角δ1、即ち、放水ノズル５０が選択される。
【００５０】
火源が火災検知器２０と火災検知器２１を結ぶ基準線Ｍの内側のＦ2に位置する場合には、火災検知器２０、２１が前記と同様な要領で火災を検出するが、火災検知器２２は、それを検出しないものとする。
【００５１】
火災検知器２０、２１の検出角度がそれぞれ左２５°、右３５°とする。
放水ノズル５０側の算定。
火源角度＝正面角度＋検知角度＝２７０°＋２５°＝２９５°
対向放水ノズル５１の場合に採用する基準角度θ16：３１７°
偏り角δ3＝｜基準角度−火災角度｜＝｜３１７°−２９５°｜＝２２°
【００５２】
放水ノズル５１側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝１８０°−３５°＝１４５°
対向放水ノズル５０の場合に採用する基準角度θ18：１３７°
偏り角δ4＝｜基準角度−火災角度｜＝｜１３７°−１４５°｜＝８°
従って、放水ノズル５０の偏り角δ3と放水ノズル５１の偏り角δ4を比較した場合、偏り角δ3が大きいので、火災検知器２０、即ち放水ノズル５０が選択される。
【００５３】
火源Ｆ2の火災で火災検知器２０、２１、２２の三台が火災検知をした場合には、前記要領により三台の放水ノズル５０〜５２のすべてについて対向関係を算定する。放水ノズル５０、５１間については、前項と同様であり、ここでは放水ノズル５０、５２、放水ノズル５１、５２の二組についてさらに算定を行う。なお、放水ノズル５１の検出角度は左３°である。
【００５４】
放水ノズル５０、５２の場合。
放水ノズル５０側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝２７０°＋２５°＝２９５°
対向するノズル５２の場合に採用する基準角度θ17：２４８°
偏り角δ5＝｜基準角度−火災角度｜＝｜２４８°−２９５°｜＝４７°
【００５５】
放水ノズル５２側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝５２°＋３°＝５５°
対向放水ノズル５０の場合に採用する基準角度θ20：６８°
偏り角δ6＝｜基準角度−火災角度｜＝｜６８°−５５°｜＝１３°
【００５６】
従って、放水ノズル５０の偏り角δ5と放水ノズル５２の偏り角δ6を比較した場合、偏り角δ5が大きいので、放水ノズル５０が選択される。
【００５７】
放水ノズル５１、５２の場合。
放水ノズル５１側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝１８０°−３５°＝１４５°
対向放水ノズル５２の場合に採用する基準角度θ19：２０４°
偏り角δ7＝｜基準角度−火災角度｜＝｜２４０°−１４５°｜＝５９°
【００５８】
放水ノズル５２側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝５２°＋３°＝５５°
対向放水ノズル５１の場合に採用する基準角度θ21：２４°
偏り角δ8＝｜基準角度−火災角度｜＝｜２４°−５５°｜＝３１°
【００５９】
従って、両偏り角δ7、δ8を比較し、その値の大きい偏り角δ7の火災検知器２１、即ち、放水ノズル５１が選択される。
【００６０】
中央制御盤ＣＰＵはノズル選択アルゴリズムすなわち選択基準に従い、各放水ノズル５０〜５２の偏り角δ3〜δ8の大小関係から放水ノズルを選択する。
即ち、火源Ｆ2を検出した放水ノズルに基本点１を与え、比較された偏り角（相対角）のうち大きい方に加点１を与え、各放水ノズルの総合得点を算出する。
そして、各総合得点を比較し最も大きい放水ノズルを選択する。
【００６１】
この様にして各放水ノズル５０〜５２の総合得点を算出すると、図１１に示す様になり、火災検知器２０、即ち放水ノズル５０が最大点数となる。従って、中央制御盤ＣＰＵはこの放水ノズル５０を選択し、消火指令を発する。
【００６２】
なお、３台を越える火災検知器、例えば、４台の火災検知器が火源を検出した場合にも、前述と同様にして放水ノズルを選択する。
即ち、各放水ノズルについての偏り角を求め、各偏り角をノズル選択アルゴリズムにより点数化して総合得点を算出し、その最大の放水ノズルを選択すれば良い。
【００６３】
次に、火源が基準線Ｌの外側のＦ3にあり、かつ、偏り角δ9、δ10が等しい場合について説明する。この場合には偏り角を比較しても差が無いので、予め定められている選択基準に従い、放水ノズル５１を選択する。
【００６４】
更に、火源が基準線Ｌ上のＦ4に位置する場合について説明する。
この場合には偏り角は、零なので偏り角を比較しても差が無い。
そこで、赤外線センサが火源Ｆ４を限界遠距離視野Ｄn+1で検出したか、中近距離視野Ｄ1〜Ｄn……で検出したか、により選択する。
即ち、火源Ｆ4を検出した２台の赤外線センサの内、赤外線センサ２０Ｂが中近距離視野Ｄnで検出し、他の赤外線センサが中近距離視野Ｄ1〜Ｄnで検出せず、遠距離視野Ｄn+1で検出した場合には赤外線センサ２０Ｂが火源Ｆ4に近いので、該赤外線センサ２０Ｂ、即ち、放水ノズル５０が選択される。
【００６５】
また、火源Ｆ4を検出した２台の赤外線センサのいずれもが中近距離視野Ｄ1〜Ｄnで検出した場合、或いは、遠距離視野Ｄn+1で検出した場合には、予め定めた条件例えば若番順のあるいは、先に火源Ｆ4を検出した赤外線センサ２０Ｂ、即ち、放水ノズル５０を選択する。
この赤外線センサの視野分割に基き放水ノズルを選択する方法は、視野分割が前記２つ以上で済むので、装置が簡素安価となり、制御信号の伝達も簡単になる。
【００６６】
以上のようにして放水ノズル５０が選択されると、中央制御盤ＣＰＵは該放水ノズル５０に消火指令を発する。該放水ノズル５０は所定範囲を往復旋回すなわち、揺動しながら放水を行うが、この放水ノズル５０の放水パターン６０は、後端部６０ａ側の幅が広く先端部６０ｂ側が狭くなっているので、揺動角ωだけ旋回するだけで長方形状の消火領域６１に万遍なく散水することが出来る。
【００６７】
この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、消火装置として旋回型放水ノズルを用いる代わりに、壁面などに固定される散水ヘッドを用いても良い。
また、火災検知器と放水ノズルとを一体的に形成する代わりに、旋回型放水ノズルと旋回型火災検知器とを別個独立に形成し、互いに独立して旋回するようにしても良い。
【００６８】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成したので、火災検出器で火源方向を特定し、その火源方向に炎感知器を指向させ、静止させた状態で炎検出が出来る。そのため、従来例に比べ、正確に火災判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例のフローチャートである。
【図３】図１の要部拡大斜視図である。
【図４】本発明の第２実施例の斜視図である。
【図５】炎感知器のブロック図である。
【図６】赤外線センサの分解図である。
【図７】放水ノズルの静止時の放水パターンを示す図である。
【図８】放水ノズルを揺動した時の散水領域を示す図である。
【図９】放水ノズルの配置図である。
【図１０】赤外線センサの視野を示す図である。
【図１１】ノズル選択アルゴリズムにより算出した各放水ノズルの点数を示す図である。
【符号の説明】
１ 壁面
２ 壁面
３ 火災検知器
４ 火災検知器
５ 放水ノズル
６ 放水ノズル
θ1 旋回角
θ2 旋回角
α 偏り角
β 偏り角
【発明の属する技術分野】
この発明は、火災検出方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動消火設備には、火災を検出するために炎感知器や赤外線センサが設けられているものがある。この炎感知器はＣＯ2共鳴放射特有の分光感度と炎の揺らぎ成分に基づき火災判断を行い、又、赤外線センサは監視空間を走査して赤外線量の大きさにより火災判断を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の炎感知器は旋回させると、炎以外の揺らいでいない熱源の赤外線がその旋回の影響を受けて揺らいでしまい、炎と誤判断してしまう恐れがある。
そこで、この炎感知器は固定して静止状態で使用する必要があるが、この様にして炎感知器を用いるためには、監視エリアに応じた多数の炎感知器が必要となるので、設備費用が嵩んでしまう。
【０００４】
又、赤外線センサは、炎感知器の様に旋回に伴う誤判断はないが、炎特有の揺らぎ成分を検出できないので、炎以外の静止した高温物体や太陽光を火災と誤判断してしまう恐れがある。
【０００５】
この発明は上記事情に鑑み、正確に火災判断が出来るようにすることを目的とする。
【０００６】
この発明は、水平方向に所定角度旋回して火源を検出し、火源方向を特定するとともに、前記火源検出時の旋回角度に戻る火災検知手段と、前記火災感知手段が火源検出時の旋回角度に戻ることにより、該火源方向を指向し、静止した状態で炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎにより火災判断を行う炎検知手段と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この発明は、火災検知手段を水平方向に所定角度旋回して火源を検出し、火源方向を特定する行程と：前記火災検知手段が所定角度旋回した後、火源検出時の旋回角度に戻る行程と；前記火災感知手段が火源検出時の旋回角度に戻ることにより、炎検知手段を該火源方向に指向させ、静止した状態で炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎを検知して火災判断を行う行程と；を備えていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
炎感知器は、静止した状態で火災検出を行う必要があり、又、赤外線センサは炎検知を正確に行えないが、旋回して火災を検出しても検出結果に影響がない。
【０００９】
本発明者は、炎感知器の指向方向を予め特定できれば、該炎感知器を固定し静止した状態で火災検知が出来る、と考えた。
【００１０】
そこで、火災検知手段を水平方向に旋回して火源を検出し、火源方向を特定した後、炎感知器を該火源方向に指向させ、炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎにより火災判断を行うことにした。
【００１１】
【実施例】
この発明の第１実施例を図１〜３により説明する。
壁面１には複数の火災検知器３が取り付けられている。
火災検知器３は、炎感知器３ａと赤外線センサ３ｂとから構成されている。炎感知器３ａは、赤外線フィルタによってＣＯ2共鳴放射特有の４.３μ帯を透過し受光部で受光する。
【００１２】
受光部で受光された信号は、交流選択増幅回路によって火災時の炎に現れる１〜１５ＨＺの揺らぎ成分を抽出して増幅し、ＡＣ−ＤＣ変換回路によって直流信号に変換する。
【００１３】
この様にして変換された直流信号は、比較回路において火災判定レベルと比較し、遅延回路にて所定の遅延を行った後、火災と判定できるレベルが継続した場合を火災と判断し、スイッチング回路をオンし、制御部１７へ火災信号を出力する。
【００１４】
赤外線センサ３ｂは、垂直方向に扇形の視野を有し、その視野は複数の視野
ｄ1、ｄ2、…ｄn+1(n≧1)に分割されている。
サファイア等の赤外線を透過する窓を介して入射した赤外線は、光学チョッパによって断続され、所定の視野を得るレンズを介して受光部に入射する。
【００１５】
受光部の受光出力は、交流選択増幅回路によって、チョッピング周波数を抽出して増幅し、ＡＣ−ＤＣ変換回路によって直流信号に変換し、制御部１７に出力する。
【００１６】
炎感知器３ａ及び赤外線センサ３ｂは、歯車１１に立設された支持台１２に軸着され、この歯車１１は給水フランジ１３に連結された支柱１４に回動自在に支持されている。該支柱１４には、エンコーダＥを有する旋回モータ１５が取り付けられ、該モータ１５の小歯車１６は前記歯車１１に噛み合っている。
【００１７】
次に、本実施例の動作について説明する。
図示しない火災感知器が、監視領域１０の火災を検出すると、その火災信号は中央制御盤ＣＰＵに送出される（Ｓ１）。
【００１８】
該中央制御盤ＣＰＵは、制御部１７に火災探査指令を発し、火災検知器３の火源探査を開始させる（Ｓ２）。すると制御部１７は旋回モータ１５に駆動指令を発する。
【００１９】
すると、旋回モータ１５は、指示通り回転して歯車１１を回し、該火災検知器３を所定旋回角度η回転させる。この所定旋回角度ηは該火災検出装置３が担当する監視領域１０を全部監視できるように設定され、例えば、所定旋回角度ηは１８０°に設定される。
【００２０】
赤外線センサ３ｂは火源から放射される赤外線量が最大となる方向を探査しながら回転し、その方向を検出したときにはエンコーダＥにより計測されている旋回角度を制御部１７に記憶する（Ｓ３）。
【００２１】
所定旋回角度η回転した赤外線センサ３ｂは火源検出時の旋回角度に戻り停止する（Ｓ４）。
炎感知器３ａを監視状態にリセットし所定時間待機する（Ｓ５）。この待機時間は炎感知器３ａが炎特有のＣＯ２共鳴放射と揺らぎを判断するのに要する時間以上とする。
【００２２】
炎感知器３ａが所定時間内に火災と判断した場合はその方向に炎が存在することになる（Ｓ６）。
炎感知器３ａが火災と判断すると、火災信号を制御部１７に送出し、制御部１７は火災信号を記憶していた旋回角度情報とともに中央制御盤ＣＰＵに送出する（Ｓ７）。中央制御盤ＣＰＵは自動消火装置、例えば、放水ノズル４を火源方向に指向させ消火を開始させる（Ｓ８）。
【００２３】
炎感知器３ａが火災と判断しない場合には、炎以外の熱源や太陽光線などの非火災要因によるものと考えるので、自動消火などは行わず、真の火災に備えて火災探査を継続する。
【００２４】
なお、赤外線センサ３ｂは前述のように視野が分割されているので、火源をとらえた視野、例えば、中距離視野ｄn、でその火源と赤外線センサ３ｂとの距離を判定することも可能である。
【００２５】
この発明の第２実施例を図４〜図１１により説明する。
円形のホールＨには、円周方向に間隔をおいて３台の火災検知器２０、２１、２２が設けられている。この火災検知器２０〜２２は、放水ノズル５０、５１、５２に固定されている。放水ノズル５０〜５２は、歯車５３に固定され、該歯車５３は旋回モータ５４に連結されている。
【００２６】
この火災検知器２０〜２２と放水ノズル５０〜５２を図４により説明するが、各火災検知器２０〜２２及び各放水ノズル５０〜５２は同一なので、ここでは火災検知器２０及び放水ノズル５０についてのみ説明する。
火災検知器２０は、炎感知器２０Ａと赤外線センサ２０Ｂとから構成されている。炎感知器２０Ａは、図５に示す様に、赤外線フィルタ２５によって火災時の炎が発するＣＯ2共鳴放射特有の４.３μ帯のみを透過し受光部２６で受光する。この受光部２６は複数の焦電素子が配設されている。
【００２７】
受光部２６で受光された信号は、交流選択増幅回路２７によって火災時の炎に現れる１〜１５ＨＺの揺らぎ成分を抽出して増幅し、ＡＣ−ＤＣ変換回路２８によって直流信号に変換する。
【００２８】
この様にして変換された直流信号は、比較回路２９において火災判定レベルと比較し、遅延回路３０にて所定の遅延を行った後、火災と判定できるレベルが継続した場合を火災と判断し、スイッチング回路３１をオンし、消火装置制御部６６へ火災信号を出力する。
【００２９】
なお、図５において、３３は無極性回路、３４は作動表示灯、３５は定電圧回路３５、をそれぞれ示す。又、赤外線フィルタ２５、受光部２６を複数個設け、４.３μ帯付近の複数波長を受光するようにしてもよい。
【００３０】
赤外線センサ２０Ｂは、図６に示す様に構成され、サファイア等の赤外線を透過する窓４０を介して入射した赤外線は、光学チョッパ４１によって断続され、所定の視野を得るレンズ４３を介して受光部４４に入射する。この受光部４４には、焦電素子等の赤外線受光素子が複数配設されている。
【００３１】
受光部４４の受光出力は、交流選択増幅回路４５によって、チョッピング周波数を抽出して増幅し、ＡＣ−ＤＣ変換回路４６によって直流信号に変換し、消火装置制御部６６に出力する。
【００３２】
前記火災検知器２０では、まず初めに、赤外線センサ２０Ｂを旋回させて火源を検出することにより火源方向を特定し、その後、炎感知器２０Ａをその火源方向に指向させ、静止した状態で炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎを検出することにより火災判断を行う。そのため、炎を正確に判断できるので正しい火災判断を行うことができる。
【００３３】
放水ノズル５０は、歯車５３に固定され、前記歯車５３は給水フランジ５０Ｓに立設された給水パイプ５０Ｐに回動自在に支持されている。この給水パイプ５０Ｐには、エンコーダＥを有する旋回モータ５４が固定され、このモータ５４は小歯車５４Ａを介して前記歯車５３に連結されている。
【００３４】
放水ノズル５０は、遠投ヘッド５５、中投ヘッド５６及び近投ヘッド５７から構成されている。この遠投ヘッド５５は、上段に設けられ、中段の中投ヘッド５６より放水幅が狭いが飛距離が長いので、中投ヘッド５６に比べ遠方迄散水できる。近投ヘッド５７は最下段に設けられ、前記中投ヘッド５６より放水幅が広いが、飛距離は短いので、ヘッド近傍しか散水することができない。
【００３５】
この放水ノズル５０から消火水を放出すると、各ヘッド５５〜５７から噴出される消火水は互いに引き合いながら飛散するので、図７に示す様な放水パターン、即ち、放水ノズル５０側である後端部６０ａ側の幅が広く、先端部６０ｂ側の幅が狭い凸状もしくは台形状の放水パターン６０を形成する。
【００３６】
そのため、長方形状の消火領域６１に放水する場合には、旋回モータ５４を駆動して歯車５３を回転させ、放水ノズル５０を揺動角ωだけ旋回すれば、その全域にわたり万編なく放水することができる。
従って、消火領域６１外の散水が従来に比べ極めて少なくなるので、水損の減少、放水流量の低減等の効果を得ることができる。
【００３７】
消火装置制御部６６は、カウンタ６３、モータドライバ６４、インタフェィス６５に連結されている。また、消火装置制御部６６は中央制御盤ＣＰＵと接続されている。
【００３８】
前記中央制御盤ＣＰＵには、火災検知器２０〜２２、放水ノズル５０〜５２の情報を処理し、これらを制御するとともに、次の情報が予め記憶されている。
（１）各火災検知器２０〜２１の位置、即ち、放水ノズル５０〜５２の位置ＸＹ座標（Ｘ1、Y1)、（Ｘ2、Ｙ2)、（Ｘ3、Ｙ3）。
各放水ノズルの座標は、例えば、放水ノズル５０：（１４、２５）、放水ノズル５１：（２６、１４）、放水ノズル５２：（６、５）、である。
【００３９】
（２）隣接する各放水ノズル５０〜５２を結ぶ直線、即ち、基準線Ｌ、Ｎ、Ｍの傾斜角。
この傾斜角θ10〜θ12は次の様にして求められる。
基準線Ｌの傾斜角θ10=arctan（(25-5)／(14-6)）＝６８°
基準線Ｍの傾斜角θ11=arctan（(14-25)／(26-14)）＝−４３°
基準線Ｎの傾斜角θ12=arctan（(14-5)／(26-6)）＝２４°
【００４０】
（３）放水ノズル５０〜５２の正面方位角、及び基準角度。
これらの角度は、Ｘ軸方向を０°とし、左まわりに角度を測り求める。
各放射ノズル５０〜５２の正面方位角は、例えば、次の通りである。
放水ノズル５０の正面方位角θ13＝２７０°
放水ノズル５１の正面方位角θ14＝１８０°
放水ノズル５２の正面方位角θ15＝５２°
【００４１】
各放水ノズル５０〜５２の基準角度は、例えば、次の通りである。
放水ノズル５０と基準線Ｍ：基準角度θ16＝３１７°
放水ノズル５０と基準線Ｌ：基準角度θ17＝２４８°
放水ノズル５１と基準線Ｍ：基準角度θ18＝１３７°
放水ノズル５１と基準線Ｎ：基準角度θ19＝２０４°
放水ノズル５２と基準線Ｌ：基準角度θ20＝６８°
放水ノズル５２と基準線Ｌ：基準角度θ21＝２４°
【００４２】
次に本実施例の作動について説明する。
図示しない自動火災報知設備の煙感知器が火災を検知すると、火災信号を中央制御盤ＣＰＵに送出する。該中央制御盤ＣＰＵは、火災信号を送出した煙感知器等に対応するホールＨの火災検知器２０〜２２に消火装置制御部６６を介して火災探査指令を発する。
【００４３】
そうすると、各火災検知器２０〜２２は、旋回してセンサ探査をするが、この時、最初に赤外線センサ２０Ｂが、所定角度旋回して自己の担当する監視エリア全域の探査を行う。
火源Ｆ1の熱を検出した時には、エンコーダＥにより計測された火源発見時の旋回角が消火装置制御部６６に記憶される。
【００４４】
赤外線センサ２０Ｂが所定角度旋回すると、火源Ｆ1の熱を発見した火災検知器２０は、その火源Ｆ1の熱の発見時の旋回角に戻り、炎感知器２０Ａの指向方向を火源Ｆ1に向ける。炎感知器２０Ａは静止した状態で火源Ｆ1の炎を探査して火災判断を行い、消火装置制御部６６はその結果を先に記憶した火源検出時の旋回角情報とともに中央制御ＣＰＵに送出する。
【００４５】
火源が火災検知器２０と火災検知器２２を結ぶ基準線Ｌの外側のＦ1に位置する場合には、火災検知器２０、２２が火災を検出するが、この時火災検知器２１は、それを検出しないものとする。
火災検知器２０の検出角度ε1は、右５０°である。中央制御盤ＣＰＵは、火災検知器２０からの火災信号受信後「規定の時間」待機し、次の検知が発生するのを待っている。そうすると、この規定の時間内に火災検知器２２からの火災信号を受ける。この火災検知器２２の検出角度ε2は左３０°である。
【００４６】
中央制御盤ＣＰＵは、前記「規定の時間」が経過した後、あるいは火災検知器２１から火災未発見の情報を受けて、全ての火災検知器からの情報がそろった後に前記二つの検出角度ε1、ε２から火源Ｆ1に対し、どちらの放水ノズルが消火に適しているか、を算出する。
検出角度が右の場合には、正面角度に対してマイナス角度とし、左の場合には、正面角度に対しプラス角度とする。この条件にて基準線Ｌに対する偏り角を求める。
【００４７】
放水ノズル５０側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝２７０°−５０°＝２２０°
対向する放水ノズル５２の場合に採用する基準角度θ17＝２４８°
偏り角δ1＝｜基準角度−火災角度｜＝｜２４８°−２２０°｜＝２８°
【００４８】
放水ノズル５２側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝５２°＋３０°＝８２°
対向する放水ノズル５０の場合に採用する基準角度θ20＝６８°
偏り角δ2＝｜基準角度−火災角度｜＝｜６８°−８２°｜＝１４°
【００４９】
放水ノズルの偏り角が大きい方が火源Ｆ1に近いので、両偏り角δ1、δ2を比較し、その値の大きい偏り角δ1、即ち、放水ノズル５０が選択される。
【００５０】
火源が火災検知器２０と火災検知器２１を結ぶ基準線Ｍの内側のＦ2に位置する場合には、火災検知器２０、２１が前記と同様な要領で火災を検出するが、火災検知器２２は、それを検出しないものとする。
【００５１】
火災検知器２０、２１の検出角度がそれぞれ左２５°、右３５°とする。
放水ノズル５０側の算定。
火源角度＝正面角度＋検知角度＝２７０°＋２５°＝２９５°
対向放水ノズル５１の場合に採用する基準角度θ16：３１７°
偏り角δ3＝｜基準角度−火災角度｜＝｜３１７°−２９５°｜＝２２°
【００５２】
放水ノズル５１側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝１８０°−３５°＝１４５°
対向放水ノズル５０の場合に採用する基準角度θ18：１３７°
偏り角δ4＝｜基準角度−火災角度｜＝｜１３７°−１４５°｜＝８°
従って、放水ノズル５０の偏り角δ3と放水ノズル５１の偏り角δ4を比較した場合、偏り角δ3が大きいので、火災検知器２０、即ち放水ノズル５０が選択される。
【００５３】
火源Ｆ2の火災で火災検知器２０、２１、２２の三台が火災検知をした場合には、前記要領により三台の放水ノズル５０〜５２のすべてについて対向関係を算定する。放水ノズル５０、５１間については、前項と同様であり、ここでは放水ノズル５０、５２、放水ノズル５１、５２の二組についてさらに算定を行う。なお、放水ノズル５１の検出角度は左３°である。
【００５４】
放水ノズル５０、５２の場合。
放水ノズル５０側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝２７０°＋２５°＝２９５°
対向するノズル５２の場合に採用する基準角度θ17：２４８°
偏り角δ5＝｜基準角度−火災角度｜＝｜２４８°−２９５°｜＝４７°
【００５５】
放水ノズル５２側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝５２°＋３°＝５５°
対向放水ノズル５０の場合に採用する基準角度θ20：６８°
偏り角δ6＝｜基準角度−火災角度｜＝｜６８°−５５°｜＝１３°
【００５６】
従って、放水ノズル５０の偏り角δ5と放水ノズル５２の偏り角δ6を比較した場合、偏り角δ5が大きいので、放水ノズル５０が選択される。
【００５７】
放水ノズル５１、５２の場合。
放水ノズル５１側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝１８０°−３５°＝１４５°
対向放水ノズル５２の場合に採用する基準角度θ19：２０４°
偏り角δ7＝｜基準角度−火災角度｜＝｜２４０°−１４５°｜＝５９°
【００５８】
放水ノズル５２側の算定。
火災角度＝正面角度＋検出角度＝５２°＋３°＝５５°
対向放水ノズル５１の場合に採用する基準角度θ21：２４°
偏り角δ8＝｜基準角度−火災角度｜＝｜２４°−５５°｜＝３１°
【００５９】
従って、両偏り角δ7、δ8を比較し、その値の大きい偏り角δ7の火災検知器２１、即ち、放水ノズル５１が選択される。
【００６０】
中央制御盤ＣＰＵはノズル選択アルゴリズムすなわち選択基準に従い、各放水ノズル５０〜５２の偏り角δ3〜δ8の大小関係から放水ノズルを選択する。
即ち、火源Ｆ2を検出した放水ノズルに基本点１を与え、比較された偏り角（相対角）のうち大きい方に加点１を与え、各放水ノズルの総合得点を算出する。
そして、各総合得点を比較し最も大きい放水ノズルを選択する。
【００６１】
この様にして各放水ノズル５０〜５２の総合得点を算出すると、図１１に示す様になり、火災検知器２０、即ち放水ノズル５０が最大点数となる。従って、中央制御盤ＣＰＵはこの放水ノズル５０を選択し、消火指令を発する。
【００６２】
なお、３台を越える火災検知器、例えば、４台の火災検知器が火源を検出した場合にも、前述と同様にして放水ノズルを選択する。
即ち、各放水ノズルについての偏り角を求め、各偏り角をノズル選択アルゴリズムにより点数化して総合得点を算出し、その最大の放水ノズルを選択すれば良い。
【００６３】
次に、火源が基準線Ｌの外側のＦ3にあり、かつ、偏り角δ9、δ10が等しい場合について説明する。この場合には偏り角を比較しても差が無いので、予め定められている選択基準に従い、放水ノズル５１を選択する。
【００６４】
更に、火源が基準線Ｌ上のＦ4に位置する場合について説明する。
この場合には偏り角は、零なので偏り角を比較しても差が無い。
そこで、赤外線センサが火源Ｆ４を限界遠距離視野Ｄn+1で検出したか、中近距離視野Ｄ1〜Ｄn……で検出したか、により選択する。
即ち、火源Ｆ4を検出した２台の赤外線センサの内、赤外線センサ２０Ｂが中近距離視野Ｄnで検出し、他の赤外線センサが中近距離視野Ｄ1〜Ｄnで検出せず、遠距離視野Ｄn+1で検出した場合には赤外線センサ２０Ｂが火源Ｆ4に近いので、該赤外線センサ２０Ｂ、即ち、放水ノズル５０が選択される。
【００６５】
また、火源Ｆ4を検出した２台の赤外線センサのいずれもが中近距離視野Ｄ1〜Ｄnで検出した場合、或いは、遠距離視野Ｄn+1で検出した場合には、予め定めた条件例えば若番順のあるいは、先に火源Ｆ4を検出した赤外線センサ２０Ｂ、即ち、放水ノズル５０を選択する。
この赤外線センサの視野分割に基き放水ノズルを選択する方法は、視野分割が前記２つ以上で済むので、装置が簡素安価となり、制御信号の伝達も簡単になる。
【００６６】
以上のようにして放水ノズル５０が選択されると、中央制御盤ＣＰＵは該放水ノズル５０に消火指令を発する。該放水ノズル５０は所定範囲を往復旋回すなわち、揺動しながら放水を行うが、この放水ノズル５０の放水パターン６０は、後端部６０ａ側の幅が広く先端部６０ｂ側が狭くなっているので、揺動角ωだけ旋回するだけで長方形状の消火領域６１に万遍なく散水することが出来る。
【００６７】
この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、例えば、消火装置として旋回型放水ノズルを用いる代わりに、壁面などに固定される散水ヘッドを用いても良い。
また、火災検知器と放水ノズルとを一体的に形成する代わりに、旋回型放水ノズルと旋回型火災検知器とを別個独立に形成し、互いに独立して旋回するようにしても良い。
【００６８】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成したので、火災検出器で火源方向を特定し、その火源方向に炎感知器を指向させ、静止させた状態で炎検出が出来る。そのため、従来例に比べ、正確に火災判断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例のフローチャートである。
【図３】図１の要部拡大斜視図である。
【図４】本発明の第２実施例の斜視図である。
【図５】炎感知器のブロック図である。
【図６】赤外線センサの分解図である。
【図７】放水ノズルの静止時の放水パターンを示す図である。
【図８】放水ノズルを揺動した時の散水領域を示す図である。
【図９】放水ノズルの配置図である。
【図１０】赤外線センサの視野を示す図である。
【図１１】ノズル選択アルゴリズムにより算出した各放水ノズルの点数を示す図である。
【符号の説明】
１ 壁面
２ 壁面
３ 火災検知器
４ 火災検知器
５ 放水ノズル
６ 放水ノズル
θ1 旋回角
θ2 旋回角
α 偏り角
β 偏り角
Claims (4)
- 水平方向に所定角度旋回して火源を検出し、火源方向を特定するとともに、前記火源検出時の旋回角度に戻る火災検知手段と、
前記火災感知手段が火源検出時の旋回角度に戻ることにより、該火源方向を指向し、静止した状態で炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎにより火災判断を行う炎検知手段と、
を備えていることを特徴とする火災検出装置。 - 火災検知手段が、光学チョッパを有する赤外線センサであることを特徴とする請求項１記載の火災検出装置。
- 火災検知手段が、垂直方向に扇形の視野を有し、該視野が複数に分割されていることを特徴とする請求項１記載の火災検出装置。
- 火災検知手段を水平方向に所定角度旋回して火源を検出し、火源方向を特定する行程と：
前記火災検知手段が所定角度旋回した後、火源検出時の旋回角度に戻る行程と；
前記火災感知手段が火源検出時の旋回角度に戻ることにより、炎検知手段を該火源方向に指向させ、静止した状態で炎特有のＣＯ2共鳴放射と揺らぎを検知して火災判断を行う行程と；を備えていることを特徴とする火災検出方法。
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