JP5506774B2 - 吸引システムの試験 - Google Patents

Description

本発明は、吸引検出システム、及び特にこのようなシステムを試験するための装置に関する。

吸引検出システムは、空気及びハザードの指標となる微粒子が、1以上のサンプリングポイントを通って、統合されたポンプ、ファン若しくはアスピレータによる1以上の検出器又はセンサへの輸送のための管に吸い込まれるものである。これらのシステムの今日最も一般的な使用は煙の検出のためであり、該システムは吸引煙検出システムとして公知である。いうまでもなく吸引検出システム（ADS）の用途は他のハザードについても使用することができる。

吸引システムは、しばしば、より一般的な「ポイント型」煙検出において使用されるものよりも非常に高感度の煙センサを組み込んでおり、代替形態の検出よりも非常に低いレベルの燃焼生成物に反応するように設計することができる。このように、前記システムは、火事の早期警告における使用、又は強化された煙検出システムとしての使用が知られているが、加えて、アクセスが制限されるか若しくは困難である場所、又は美観的理由のために、使用される。前記システムは、並外れた天井高が関与する場所、又は物理的損傷の危険がある場所並びに危険な場所又は特定の極限環境でも利用される。

典型的には、吸引システム中の空気は、保護領域をカバーしている配管システムにおける多くのサンプリングポイントを通ってアスピレータにより吸い込まれる。これらのサンプリングポイントは、主要な（又は延長した）サンプリング管に直接穿設することができ、又は主要なサンプリング管からの毛細管を含み得る。吸引管は典型的には直径25mm（約1インチ）であり、サンプリングポイントはこの直径の一部である。正確に設計された吸引システムは、（検出器（及びもちろんその感度）を通る総流に相対的な各穴に入る空気の量に依存する各サンプリングポイントの感度で）空気及び燃焼生成物が保護領域からセンサに効率的に輸送されるのを保証することを要する。通常、その目的は、該システムが実用限界の中で「バランスが保たれる」ように、各穴に入る空気が等量であることを達成することである。

上記の全てのうち、効率的な吸引システム機能は、以下に依存する：
1.検出素子又は検出器
2.エアムーバ（例えばファン又はアスピレータ）
3.サンプリング装置
4.配管システム

全ての火災システムと同様に、吸引システムは定期メンテナンス（いくつかは法的必要条件であり得る）を必要とし、典型的には、該メンテナンスは少なくとも毎年実行されるべきであり、特定の施設の使用ではより頻繁に指示され得る。

メンテナンス体制において主要な試験の1つは、（吸引システム及びその付随する配管がまだ使用可能であることを保証することを目的とする）機能試験である。理想的には、機能試験は、各サンプリングポイントに順次煙を表す微粒子を導くこと、及び検出器で個々の反応を検査することにより達成できるが、これはしばしばアクセス制限又は他の制約により可能ではない。有効かつ受け入れられている選択肢は、従って、「輸送時間の検査」である。

所定の基準に合致するように設計された吸引システムを委任する際、試験は、典型的には、吸引システムにおいて最も遠いサンプリングポイントから検出器までの微粒子輸送時間から構成される。通常、この時間は、典型的には100m以下の長さの管での実行について120秒を超えるべきではない（時間及び長さは、より短く及びより長くできる）。可能な場合、この測定された輸送時間は、設計完全性のチェックとして、及び配管が意図したように取り付けられることを確認するために、予測された設計輸送時間と比較すべきである。またこの委任輸送時間（commissioning transport time）が記録された場合、その後に、このような検査は、判断が現行のシステム完全性、効果及び有効性から構成され得るように、これらの以前に記録された結果を用いて、及び許容可能な逸脱に対して、比較できる。

多くの吸引システムは、空気サンプルから比較的大きな塵微粒子を取り除くため、該サンプルが検出器によって分析される前に、物理的フィルタを使用する。これらのフィルタは、吸引機器に組み込むことができるか、又は検出器の上流に配管に設置することができる。それらは、塵/ほこりによって引き起こされる不要な警報のリスクを低下させることができ、かつ特に過酷な環境における検出器の汚染を最小化することができる。システムの定期的な試験は、フィルタの状態がシステム効率を損なっていないことの検証を補助し得る。

吸引システムの輸送時間を測定することは、典型的には、最も遠いサンプリングポイント（又は専用の試験ポイント）に（煙などの）ハザードを表す少量の刺激を導入すること、及び該刺激を最初に導入することと該システムからの「反応」（おそらく棒グラフの第1の反応又は警報の第1の徴候）を観測することとの間の時間を測定することが必要である。

実際、様々な重要な課題/障壁は、このような良好なメンテナンスの実行と関連している。そのような刺激として該試験に使用される刺激の特性に備わるもののうち最も認識されているものは、該システムを正確に試験するのに適切であることを要する。吸引煙検出システムの場合において、該粒子の持続時間は、通過時間を持ちこたえ、かつその最後で警報を開始するほど十分に長い必要がある。それはまた、システム及びその構成部材（フィルタを含む）に対して汚染するものであってはならない。また、これらのシステムがしばしば設置される感知環境の評価を得ることも必要である。

更にまた、機能試験は、一度に1つのサンプリングポイントだけに限定されることも必要とする（「あまりに大きい」刺激源は、2以上のサンプリングポイントに影響を及ぼし、試験の結果を無効にし得る。）。

比較において、別の再現性での1の試験からのデータは因子となり得、該試験刺激が制御されるのみならず、同じ制御刺激が1の試験から別の試験に使用されることは最善である。

最後に、データを記録するという課題がある。情報は、理想的には委任試験の時に正確に記録されることを必要とし、その後、好ましくは該システムの元の設計者からの許容可能な逸脱に関するデータと共に1の試験から次の試験まで入手可能であり、更に解釈目的のために容易に利用できる。

現時点で、上記を実施する一般に受け入れられた方法は存在しない。位置煙検出システムの機能試験のために広く使用される合成煙のエアゾール容器は、吸引煙検出システムを起動させるのに適当な粒子特性若しくは十分に長い持続時間を有しないか、又はサンプリングポイント、配管及び／又はフィルタ並びに他の構成部材を汚染し得る。それらはまた、ほぼ常に「それらの使用において制御できず」、広範囲にわたって付随する汚染の問題と共に頻繁な「噴霧過剰」を免れない。特定の吸引システムについての試験性能の一部として基準で特定された「ワイヤ燃焼試験」は、多量の電気エネルギ源を必要とし、毒性かつ有害な煙を生じることがあり、しばしば使用に適しているとは認められず、並びに煙又は微粒子導入の大部分の他の形態は燃焼のいくつかの形態を含み、かつ／又はそれらが生成する微粒子刺激の特性及び量において「制御されない」。加えて、微粒子源が導入される位置は異なり得る。実際、接近するためにさえ、線点の端は、費用対効果が高くかつ安全に、システム設置時に容易に接近し得る位置に通っている管の延長をしばしば必要とする。これは、必要以上の費用（配管設置費用はかなり高い）のみならず、望ましくない美的結果を伴う配管の不必要な突起も生じ得る。更に、延長した配管は偶発的損傷のために露出し、究極的には、微粒子源を必要以上に遠くに飛ぶようにさせ、さもなければ最後のサンプリングポイントであり得たものよりも確実に遠くにさせることができる。

最後に、委任時の、又は現行基準の、又は許容し得る許容範囲に対するデータ解釈のいずれかにおける、微粒子源の生成と輸送時間の記録との間の自動化された関連は知られていない。

本発明は、ハザードを表す生成物の存在を検出するための吸引システムであって：
長さに沿って間隔を置いた複数の開口を含む配管；
該配管の外側から少なくとも1の開口を通って該配管に空気を吸い込むためのアスピレータ；
ハザードを表す生成物の存在を検出するための該配管に接続された検出器；
ハザードを表す生成物を生成するための試験刺激発生器；
を含み、該試験刺激発生器が、その使用に際し、試験刺激が該配管の少なくとも1の開口に隣接して設けられているような該配管の中に、近傍に又は上に固定されている、前記吸引システムを提供する。

そのような配置は、検出システムに問題があるかどうかについて決定することを可能にすることができる。予想、要件又は以前の試験及び／若しくは測定に比較して、検出器を起動させるのに必要な刺激量及び／又はそのようにするのに要する時間における変動は、例えば管、開口（サンプリングポイント）障害物、フィルタ又は検出器汚染、ファン若しくはアスピレータの問題、又は上記のものの任意の組合せを含み得る多くの問題を示すことができ、該システムをさらに調査して原因を確定する必要があろう。

このような試験システムは好ましくは電子的かつソフトウェア制御下であり、該システム自体からの出力を伝達し又は接続できる。

好ましくは、試験発生器は、吸引システムの管路における最後のサンプリングポイントに、又はそれに非常に近接して（好ましくはわずかに「上流側」）、一貫して配置されるか、又は永久にそこに固定される。この様式において、検出器に到達するハザードを表す生成物について取得される時間に基づき、配管に何か問題があるかどうかを決定することができる。一実施態様において、試験発生器は、発生器からのハザードを表す生成物の強制対流、又は発生器から吸引システムへとハザードを表す生成物を移動させる吸引システムの吸引により、吸引システムから分離することができる。別の実施態様において、試験発生器は、吸引システムに物理的に結合でき、又はその一部を形成できる。

発生器を適所に固定することは、多くの利点を有する。これらのうちの1つは、同じ試験発生器が1の試験から次の試験まで使用されるということである。これは、該試験の完全性のみならず、一貫性、及び適切な制御を用いる1の試験から次の試験への再現性を保証することを補助し得る。

発生器の正しい位置及び制御は、ハザードを表す生成物が最後のサンプリングポイントのみに入ること、又は管の内部である場合には最後のサンプリングポイントの上流に入ること、並びに試験結果があまり大きいサンプルによって無効化されないこと（さもなければ、複数のサンプリングポイントに入ること）を保証するのを助ける。

更に発生器を固定すること及び遠隔で該発生器を起動することによって、そうでない場合に吸引システムを延長し、安全で容易でかつ都合のよい範囲で試験ポイントを提供するのに必要である追加的な管路は否定される。これは起こり得る損傷から配管を潜在的に取り外すのみならず、相当な金銭を節約し、美観的利益を有し、また、ハザードを表す生成物（及びそれゆえ通過時間試験）が試験よりもむしろ検出の元の目的のために必要とされる管路の長さのみに沿って実行される必要があることも保証する。

第一の実施例においては、電力は、バッテリーによって発生器に供給される。このバッテリーは、発生器に組み込むことができ、又はワイヤによって発生器に接続できる。加えて、同じバッテリーは、メンテナンスエンジニアによって取付けから取付けまでを支援できる。その一方で、該バッテリーは、永久に発生器に接続でき、又は発生器の一部として組み込むことができる。さらなる態様において、発生器のための電力は、吸引システム自体を供給するのと同じ電源から引き込むことができる。吸引煙検出システムは、通常、バッテリーに支持された主電源により供給される。典型的には、内部稼動電圧は24vであり、これは試験システムについて適切な電源と認めることができる。

本発明がさらに容易に理解されるように、以下、添付図面に関してのみの例示として実施態様を記載する。

本発明の第1の実施態様による、微粒子発生器を含む吸引煙検出システムの概略図を示す。 図1の制御ユニットの概略図を示す。 図1に示される複数の管路により形成される管網を示す。

吸引システムは、典型的には、火事などのハザードが存在することを示す煙若しくは任意の型の生成物の検出のために保護すべき及びモニタすべき領域に利用されるが、その適用の潜在的領域はより広いと認識される。以下の説明は、検出されるべき生成物である煙に関する。該領域は、ハブで検出器につながっている一連の相互接続管を有する管網を含む。

図1は、吸引システム1及び該吸引システムで使用される配管の一部を示す。遠位管部1aは、モニタすべき領域に位置する管網の一端に位置する配管の一部を示す。近位管部1bは、煙の存在を検出する煙検出器3の最も近くに位置する配管の一部を示す。図示していないが、該部1a及び1bが更なる管部を介して接続されることは理解されるであろう。

管部1aは、管部1aに直接穿設されるサンプリングポイント2aを有し、これにより開口を形成している。任意の1の管部に複数のサンプリングポイントがあり得ることは理解されるであろう。加えて、管部1bは、少なくとも1のサンプリングポイント2bを有する。更に、サンプリングポイントは、管部1a又は1bから伸びている毛細管の形態であり得る。複数のサンプリングポイントが管網に存在する限り、吸引システム1は標準的な吸引システムの形態をとる。

煙検出器3は、近位管部1bに管網を通って進む任意の煙が検出器により検出できるように、近位管部1bに隣接して管部の末端に位置する煙検出器である。煙検出器の組立に関する情報は説明されておらず、当業者に公知である。検出器3のサイズに比較した管部1a、1bの直径は比例尺ではないものの、該管径が図1において強調されてその特性を明らかに示すことは理解されるであろう。

吸引システム1に空気を吸い込むアスピレータ4が設けられている。このようなアスピレータは、好ましくはファンである。アスピレータ4は、空気がサンプリングポイント2aを通って吸引システムへと吸い込まれることを可能にする位置にあり、図1においては、空気がサンプリングポイント2aを通って吸い込まれ、検出器3に向かって方向Aで移動するように近位管部1bの末端に位置する。煙を検出できるように、空気は管網に能動的に引き込まれる。

微粒子の発生器5は、サンプリングポイント2aに隣接する遠位管部1aに、及び管部1aの外側に設けられている。微粒子発生器によって、出願人らは、煙粒子を代表する微粒子を生成できる発生器を意味する。これは必ずしも煙自体であるというわけではなく、類似の特性を有する試験液を使用して粒子を燻すことにより作成される。複数の発生器5が各々吸引システム1において異なるサンプリングポイントに位置して設け得ることは認識されるであろう。

特許刊行物WO 0227293に記載されている型の微粒子発生器を想定できる。実際、試験は、電気抵抗器で高純度パラフィンワックスのるつぼを加熱することが、適切な制御下で、適切な特性及び持続時間の微粒子（及び、第三者試験家屋により行われる煙検出器実施基準において使用する型と類似するもの）を生じ得ることを示す。適当な粒子特性を生じる微粒子の生成の他の方法ももちろん使用できるが、被加熱かつ濃縮されたパラフィンワックスは、電子的及びソフトウェア制御下で、システム及びその構成部材に事実上良性である適切なサイズ、特性及び質の粒子を生成し、また、吸引システム1の通過時間を維持するのに十分長い持続時間を有することも示した。すなわち、該粒子は、試験下でそれらが微粒子発生器5から放出される位置から検出器に達することが可能である十分なサイズ、特性及び質であるべきである。

図1に示すように、微粒子発生器5は、微粒子6がそれから放出でき、管部1aに吸い込まれ得るように、サンプリングポイント2aに関連する位置に置かれる。微粒子発生器を管に設置し得ること、又は吸引システム1の管路における最後のサンプリングポイントの近隣（及びわずかに「上流側」）に永久に固定できることは認識されるであろう。別の実施態様において、それは、発生器からの微粒子の強制対流、又は発生器5から吸引システム1へと微粒子を移動させる吸引システム1の吸入により、吸引システム1から分離し得る。別の実施態様において、それは、吸引システム1に物理的に接続でき、又は一部を形成できる。

電力が要求され、本実施態様において、電力は微粒子発生器5を供給するバッテリー（図示せず）により供給される。これは、発生器に組み込むことができ、又はワイヤによってそれに接続できる。一実施態様において、同じバッテリーはメンテナンスエンジニアによって取付けから取付けまで運搬でき、別の実施態様において、それは永久に発生器5に接続でき、又は発生器5の一部として組み込まれることができる。

さらなる実施態様において、発生器5のための電力は、吸引システム1自体を供給する同じ電源から取り込むことができる。吸引システムは、通常、バッテリーに後援された主電源により供給される。典型的には、内部稼動電圧は24vであり、これは試験システム用の適切な電源とみなし得る。

制御ユニット7は、検出器3及びアスピレータ4並びに微粒子発生器5に接続される。この実施態様において、接続は有線であるが、それは無線でもよい。図2に関して、制御ユニット7は、制御ユニット7の機能を制御するプロセッサ8を含む。制御ユニット7は、起動が特定の場合及び必要である場合には様式で起こり得るように、微粒子発生器5の起動及び起動停止を制御するのに適している。

制御ユニット7は、微粒子発生器から放出される微粒子が検出器3に達するのに要した時間を測定し、警報起動を引き起こすための、検出システムと通信するタイミング装置9を更に含む。したがって、システム1は、発生器5から放出された微粒子6の通過時間を正確に測定できる。

制御ユニット7は、結果を制御ユニット7に格納できるようにするためのフラッシュメモリなどの格納手段10、すなわち検出システムデータとの一致をその中に格納でき、若しくは検出システム自体の制御装置によりは利用できることによる前記手段を含む。代わりに、又は加えて、制御ユニット7は、全ての結果を遠隔的に格納できるようにするコンピュータ装置（図示せず）に、直接接続できる。

このようにして、微粒子の生成からアラーム反応までに要する時間は自動化した方法で測定でき、これは手動のタイミングより精度が高いのみならず結果の格納のための設備ももたらす。

試験システムに対するソフトウェア制御の組込みは、多くの利点及び可能性をもたらす。電子的及び／又はソフトウェア制御下で微粒子を生成することは正確な量の生成を可能にし、これにより一貫性だけでなく、吸引システム1及び該システムの他の部分又は実際に備え付けられた環境が汚染されていないことも確実にすることを助ける。通過時間の測定結果は、自動的に、又は別に、吸引システムを調整するか又は清掃するために利用できる。

適当である場合、微粒子の異なるプロファイル及び濃度を異なる試験について採用できる。例えば、これは、吸引システムを含む感度の異なる等級について、又は較正試験について、達成できる。

更に、試験の結果を格納することによって、記録された通過時間は、以前の応答時間、並びに元の委任時間と比較できる。このようにして、許容可能な逸脱データも必要に応じて自動的に評価でき、適切な制御及び吸引システム1への接続により、吸引システム1自体はメンテナンス試験結果又は必要であるとみなされた他の作用に応じて調整される。

電力が潜在的に吸引システム1と同じ電源から引き出されていることに加え、接続が吸引システム1アラーム出力と試験システム入力との間になされているので、制御ユニット7は都合のよい位置、好ましくは吸引システム1についての制御点に設置できる。しかしながら、この制御、解釈及び潜在的作用の全ては、必要に応じ、例えばIR、ラジオ又はブルートゥース接続の使用により局所的に、又は物理的位置自体から非常に離れた距離でのインターネット接続の終わりにのいずれかで、遠隔で達成できる。

図3は、図1に示される管路に基づき、複数の管路から形成された管網を示す。各管路は、少なくとも管部1a,1bを有し、検出器3は管部1bの末端に位置する。微粒子発生器5は、管部1aの末端に位置する。検出器5は、各管路がそれにつながるという点で、管網のハブを形成すると考えられる。この実施態様においては4本の管が存在するが、任意の数の管路を設け得ることは認識されるであろう。

好ましい実施態様は、煙検出吸引システムに関して記載した。しかしながら、他の型の吸引システムを本発明に使用できることは認識されるであろう。

Claims (11)

1. ハザードを表す生成物の存在を検出するための吸引システムであって：
   長さに沿って間隔を置いた複数の開口を含む配管；
   少なくとも1の開口を通って該配管の外側から該配管に空気を吸い込むためのアスピレータ；
   ハザードを表す生成物の存在を検出するために該配管に接続されたハザード検出器；
   ハザードを表す生成物を生成するための及び該ハザード検出器の機能を試験するための電動試験刺激発生器であって、該ハザードを表す生成物を生成するように使用されている試験媒体を含む、前記電動試験刺激発生器；
   該試験刺激発生器から該試験刺激の起動を制御するための制御手段；及び
   該試験刺激について該検出器に達するのに要する時間を測定するための手段；
   を含み、
   該試験刺激発生器が、使用に際し、試験刺激が該配管の少なくとも1の開口に隣接して設けられているような配管の中に、その近傍に、若しくはその上に固定されている、前記吸引システム。
2. 前記試験刺激について前記検出器に達するのに要する時間を表すデータを格納するための格納手段を更に含む、請求項1記載のシステム。
3. 前記試験刺激について前記検出器に達するのに要する時間の比較データを測定するために、予め定められたデータを用いて前記格納手段からデータを比較するためのコンピュータ装置を更に含む、請求項2記載のシステム。
4. 前記結果が、前記吸引システムを自動的に又は別に調整するか又は清掃するために利用される、請求項3記載のシステム。
5. 前記制御手段が、スケジュールに基づき前記試験刺激発生器の起動を制御する実時間時計を更に含む、請求項1記載のシステム。
6. 管路を形成するために接続される複数の管節、及び該管路の一方の末端に位置する前記発生器を含む、請求項1〜5のいずれか1項記載のシステム。
7. 前記検出器が前記管路の他端に位置する、請求項6記載のシステム。
8. 管網を形成する複数の管路が存在し、前記検出器が管網のハブを形成するために各管路の他端にある、請求項6又は7記載のシステム。
9. 前記試験刺激発生器が、電力を試験刺激発生器に提供するためのバッテリーを含む、請求項1〜8記載のいずれか1項記載のシステム。
10. 前記試験刺激発生器に対する電力が、電力を前記吸引検出システムに提供するのと同じ電源によって提供される、請求項1〜9のいずれか1項記載のシステム。
11. 前記電源が本線AC電源である、請求項10記載のシステム。

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