JP4373535B2

JP4373535B2 - エアブロー式火災報知システム

Info

Publication number: JP4373535B2
Application number: JP20781799A
Authority: JP
Inventors: 豊丸山
Original assignee: 住友電設株式会社
Priority date: 1999-07-22
Filing date: 1999-07-22
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2019-07-22
Also published as: JP2001034863A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、浮遊塵埃が生じる工場などで利用するのに適した火災報知システム、詳しくは、煙感知器の汚損による感度低下を防止できるようにして信頼性を高めたシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動火災報知設備（以下、自火報設備と略称）については、消防法で明確な設置基準が定められている。この法令に準じて設置される自火報設備のうち、急激な室内温度の上昇を差動式分布型感知器で検知して報知器を作動させるものは、発炎に至る前の初期火災を効果的に検知できない可能性がある。
【０００３】
このため、法定の自火報設備として差動式分布型感知器を使用している工場などでは、法定設備を補完する目的で煙感知器を用いた設備を自主設備することが検討されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
煙感知器には、イオン式のものと光電式のものがある。
【０００５】
イオン式煙感知器は、図６に示すように、大気が自由に出入りできる外部イオン室２１と、大気が入り込み難い内部イオン室２２を、外部電極２３、中間電極２４、内部電極２５で電気的に直列に接続し、外部イオン室２１の微粒子流入によるイオン電流の変化（減少）を電圧に変換して検出するものであり、外部イオン室２１の電圧上昇が一定値以上になるとスイッチング回路が働いて感知器が作動する。
【０００６】
また、光電式煙感知器は、散乱光式と減光式がある。このうち、前者は、図７に示すように、発光素子２５からの投射光が暗箱２６内に流入した粒子によって散乱し、その散乱状況を受光素子２７で検出して受光量が一定値以上に達したときに作動し、一方、後者は、煙の中を透過した光の減少状態を捕え、受光素子の受光量が一定値以上になったときに作動する。
【０００７】
このように、煙感知器は、自然対流により機器内に流入する大気中の微粒子を検知するので、微粒子の集まりである煙が発生した段階（発炎に至る前）で火災発生を検知できる。
【０００８】
ところが、煙感知器は、粉塵等が多量に浮遊している工場などでは、汚損による急激な感度低下が懸念される。
【０００９】
そこで、この発明は、汚損による煙感知器の急激な感度低下を防いで信頼性を高めた火災報知システム（設備）を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明においては、煙感知器のエアブローを行う。具体的には、屋内に煙感知器を設けて火災によって発生する煙を感知し、その煙感知器からの信号に基づいて報知器を作動させる火災報知システムにおいて、各煙感知器に向けて清浄な乾燥空気を供給する送気管を設け、空気源を備えるその送気管から煙感知器に周期的に空気を吹付け又は吹込んで煙感知器内に侵入した塵埃を排除するようにしたのである。
【００１１】
このエアブローは、粒径が大きくて堆積し易い塵埃が煙感知器に侵入する環境下では高圧空気を短時間煙感知器に吹付け、粒径が小さくて浮遊し易い塵埃が煙感知器に侵入する環境下では低圧空気をゆっくり吹込んで感知器内の換気を行う。
【００１２】
また、煙感知器として光電式煙感知器を使用する場合には、その光電式煙感知器に対する空気の吹付け、吹込みを、確認灯の反対側から行うのがよい。
【００１３】
さらに、送気管の各空気吹出し口を個別に開閉する電磁弁を設け、各煙感知器に対する空気の吹付け又は吹込みを時間差をもって行うのも好ましい。
【００１４】
【作用】
エアブローにより煙感知器に侵入した塵埃が吹き流され、そのために、感知器の汚損が減少し、急激な感度低下が無くなる。
【００１５】
なお、エアブローは、常時連続して行うと、自然対流で感知器内に流入する煙も吹き飛ばされ、検知が行われなくなって正常な火災報知に支障が出るので、吹付けの時間を短くし、かつ、ある程度時間間隔をあけて間欠的に行う。
【００１６】
また、供給する空気が汚れた空気や湿気を含む空気であると逆効果となる虞れがあるので、使用する空気は清浄な乾燥空気とする。
【００１７】
さらに、粒径が大きくて堆積し易い塵埃が煙感知器に侵入する環境下では、高圧空気を数秒間吹付けると堆積した塵埃も吹飛ばすことができて良い結果が得られるが、粒径が小さくて浮遊し易い塵埃が煙感知器に侵入する環境下では、空気を強く吹付けると浮遊塵埃が感知器に吹付けられて付着し、汚損がむしろ助長される。このため、後者の環境下では浮遊塵埃が吹付けられないように低圧空気をゆっくり吹込んで感知器内の換気を行う。
【００１８】
送気管を煙感知器に直結して感知器内の換気を行う場合にも、環境条件に応じて吹込む空気の圧力や吹込み時間に差をつけるのが好ましい。なお、送気管を煙感知器に直結すると消防法の定める構造基準を満たさないものになるが、法定設備を補完するために自主的に設置する設備ならば、法に抵触することはない。
【００１９】
このほか、光電式煙感知器に対するエアブローを確認灯の反対側から行うと、大気中に浮遊した塵埃が感知器の投光部、受光部に向けて吹込まれることがなく、感度維持の効果が高まる。イオン化式煙感知器は、光学系要素を含んでいないので、エアブローの方向を変えても効果は変わらない。
【００２０】
また、各煙感知器のエアブローを時間差をもって行うと、空気源の能力が小さくてよく、設備費を低減できる。各煙感知器のエアブローを同時に行うと、その間は正常な火災報知がなされず、空白の時間帯が生じるが、時間差をもってエアブローを行えばこの不具合も解消され、システムの信頼性がより高まる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の火災報知システムの実施形態を示す。図中１は空気源、２は、本管２ａと分岐管２ｂとから成る送気管、３は各分岐管２ｂの途中に設ける電磁弁ユニット、６は流量調整用のスピードコントローラ、７は感知器ユニットである。
【００２２】
空気源１は、図示していないコンプレッサと、コンプレッサで圧縮した空気を浄化するフィルタと、圧縮空気を除湿乾燥させるエアドライヤと、エアタンクを備えている。
【００２３】
また、電磁弁ユニット３は、ドレン・タール除去用のフィルタを付けたフィルタレギュレータ４と、通路開閉用の電磁弁５を組合わせて構成しており、各電磁弁５の開閉が制御盤１０からの指令によってなされる。
【００２４】
感知器ユニット７は、煙感知器の動作特性が図２に示すように異なるので、検知領域の異なるイオン化式煙感知器８と光電式感知器（散乱光式）９を組合わせたものにして検知領域を広げるようにした。
【００２５】
両感知器８、９からの信号が受信機１１に流れて報知器が作動する。報知器は、警報機を発し、さらにどちらの感知器が作動したかを判別できるようにランプで表示する。
【００２６】
送気管２は、分岐管２ｂをナイロンチューブで形成し、そのチューブの開放した端末から図３に示すように直接空気を吹出して感知器８、９に当てるようにしたが、分岐管２ｂの端末にノズルを付けることもある。また、感知器のすぐ近くから内部にゆっくりと空気を吹込む方が効果的な場合もある。
【００２７】
図４は、光学式煙感知器（散乱光式）の光学台の内部を示している。図中２８は発光素子を内蔵した投光部、２９は受光素子を内蔵した受光部、３０はラビリンス、３１は確認灯である。この光電式煙感知器に対するエアブローは、確認灯３１側から行うと周辺の浮遊粒子が気流に巻込まれて投、受光部に吹込まれるので、確認灯３１の反対側から矢印方向に向けて行うのがよい。
【００２８】
表１に、エアブローによる効果の確認試験結果を示す。図５は、試験で採用したシステムである。流量計１２は、スピードコントローラによる流量調整時に使用し、調整後に撤去した。
【００２９】
試験は、以下の手順で実施した。
▲１▼煙感知器の初期感度を知るためのテスト電圧測定。
▲２▼煙感知器に粉塵を投入して感度を意図的に低下させ、低下後のテスト電圧測定。
▲３▼エアブローを実施し、その後のテスト電圧を測定。
▲４▼エアブロー後のテスト電圧が初期値に対してどれだけ近づいたかでエアブローの効果を判定。
【００３０】
使用した粉塵はフライアッシュ（コンクリートの材料ＪＩＳ−Ｚ８９０１ＳｉＯ₂４５％以上、Ａｌ₂Ｏ₃２０％以上）である。送気時のコンプレッサ側圧力は７〜８ｋｇｆ／ｃｍ³にした。
【００３１】
なお、イオン化式煙感知器は、内部に粉塵を入れても感度試験器による電圧測定が行えず、また、放射性物質を内包しているため分解して内部状態を確認することもできないので、煙感知器はテストに支障の無い光電式（散乱光式）のものを用いた。
【００３２】
【表１】

この試験結果から、送気管の空気吹出し口から煙感知器までの距離を変えても効果は大して変わらないが（サンプル２と４の比較）、吹付ける空気の流量が小さ過ぎると効果が薄れる（サンプル３と７の比較）こと、また、流量を必要以上に大きくしても効果は極端には変わらない（サンプル１と６の比較）こと、及び流量が小さくても、管端にノズルを付けて空気の噴出力を高めたり、送気時間を長くしたりすれば効果がある（サンプル３と５、７と８の比較）ことが判った。また、光電式煙感知器、イオン化式煙感知器とも、流量２２０ｌ／ｍｉｎ、吹付け時間１０秒でも誤作動は起こさなかった。
【００３３】
次に、実証試験のために、工場に設置されている計３０個の法定設備の差動式分布型感知器の近くに、イオン化式煙感知器、光電式煙感知器各１個から成る感知ユニットを新たに併設して図１の構成のシステムを構築し、各感知ユニットのエアブローを、警戒区域番号の上位のものから順次１分間隔で３秒ずつ行った。この場合、感知ユニットの総数が３０組であるので、各感知ユニットは３０分間隔で周期的にエアブローされることになる。
【００３４】
この実証試験では、１年経過後にエアブローした感知器と、エアブローせずに放置した煙感知器の浮遊粒子による汚損状況を調べた。
【００３５】
その結果、エアブロー無しの感知器は全体が平均的に汚れていたのに対し、エアブロー有りの感知器は全体的な汚れは前者よりも少なかった。但し、カバーに前者には無い部分的な黒変が認められた。その黒変の原因は、工場内で発生する塵埃の粒径が当初想定していたよりも実際には小さく、周辺の浮遊塵埃が送気管から吹出す高圧空気の気流に巻込まれてカバーに吹付けられて付着したと思われる。
【００３６】
そこで、送気管の開放した末端を感知器の大気流入口に接触させ、そこから低圧空気をゆっくり吹込む方式に改めたところ、黒変を生じさせずに、汚損を抑制できることが判った。
【００３７】
煙感知器内の換気は、送気管を感知器に直結する方法でも行え、この場合、外部の浮遊塵埃を巻込むことがないので、より良い結果を期待できる。空気の吹込み圧と吹込み時間は浮遊塵埃の粒径と煙感知器周辺での振る舞を考慮して決めればよい。この直結は、消防法の定める構造基準を満たさないが、法定外の自主設備には利用できる。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明の火災報知システムは、煙感知器の浮遊塵埃による汚損をエアブローを行って抑制するので、汚損による感知器の急激な感度低下を防止でき、システムの信頼性向上、感知器の交換時期の延長が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の火災報知システムのシステムフローの一例を示す図
【図２】煙感知器の動作特性と検知される煙粒子の関係を示す図
【図３】エアブローのし方の一例を示す図
【図４】光学式煙感知器（散乱光式）の光学台内部を示す図
【図５】効果の確認試験に採用したシステムフローを示す図
【図６】イオン式煙検知器の内部構造を示す断面図
【図７】光学式煙検知器（散乱光式）の回路図
【符号の説明】
１空気源
２送気管
２ａ本管
２ｂ分岐管
３電磁弁ユニット
４フィルタレギュレータ
５電磁弁
６スピードコントローラ
７感知器ユニット
８イオン化式煙感知器
９光電式煙感知器
１０制御盤
１１受信機

Claims

屋内に煙感知器を設けて火災によって発生する煙を感知し、その煙感知器からの信号に基づいて報知器を作動させる火災報知システムにおいて、
各煙感知器に向けて清浄な乾燥空気を供給する送気管を設け、空気源を備えるその送気管から煙感知器に周期的に空気を吹付け又は吹込み、
その吹付け又は吹込みを、粒径が大きくて堆積し易い塵埃が煙感知器に侵入する環境下では高圧空気を短時間煙感知器に吹付け、粒径が小さくて浮遊し易い塵埃が煙感知器に侵入する環境下では低圧空気をゆっくり吹込むことで煙感知器内の換気を行って煙感知器内に侵入した塵埃を排除することを特徴とするエアブロー式火災報知システム。
前記煙感知器として光電式煙感知器を使用し、その光電式煙感知器に対する空気の吹付け、吹込みを、当該感知器に設けられた確認灯の反対側から行うようにした請求項１に記載のエアブロー式火災報知システム。
前記送気管の各空気吹出し口を個別に開閉する電磁弁を設け、各煙感知器に対する空気の吹付け又は吹込みを時間差をもって行うようにした
請求項１又は２に記載のエアブロー式火災報知システム。