JP6297859B2 - 総合防災管理システム - Google Patents
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Description
図10は、太陽電池パネル901の出力、またはガス発電装置902の出力をリチウムイオン電池903に蓄電し、パワーコントローラ904で住宅用の電力に変換し、配電盤95を通じて住宅用電気機器96に給電すると共に、住宅内で使用しきれない余剰電力は電力会社97に売電するようにした住宅用発電装置90の構成を示すものである。
詳しくは、図11の発煙に至る説明図に示すように、過負荷または過充電などの原因(ステップ101)が発生すると、時間経過に伴って発熱し(ステップ102)、外装部材が発煙し始め(ステップ103)、膨張した後(ステップ104)、内部破壊(ステップ105)、外装破壊(ステップ106)となり、この状態において各部から白煙が外部に吐出され、電池火災または電池火災の前兆として確認される状態になる。
原因の発生から発煙に至るまでの経過時間Tbは、機械的破壊よりも電気的な過負荷、過充電の場合の方が長く、状況によっては数時間になることが観測されている。
一方、複数の消火ロボットを配置し火元や火元の火勢に応じて消火活動の優先順位を決め、その順位に従って消火活動を行う消火設備が下記の特許文献2に開示されている。
また、特許文献2に開示された消火設備にあっては、複数の消火ロボットは火災発生時のみ稼動するようになっており、火災のない平時においては全く稼動せず、消火資源が有効に活用されていないという問題があった。
前記管理サーバの前記判定手段が、電池火災の発生またはその前兆であると判定した場合、該当住宅に設置された前記第1散水手段及び第2散水手段、第3の散水手段による散水を適宜指示すると共に近隣住民及び消防機関に通知する手段と、前記火災警報器または火災通報器からの通報に基づく住宅火災の発生であると判定した場合、該当住宅に設置された前記第2散水手段、第3の散水手段による散水を適宜指示すると共に近隣住民及び消防機関に通知する手段と、電池火災および住宅火災のいずれも発生していない平時においては、前記貯水手段に対して所定の貯水量を維持させると共に、前記インタネットから取得した当該地域の気象情報に基づき該当住宅に植栽された樹木への潅水を第4の散水手段に指示する手段とを備えることを特徴とする。
また、前記管理サーバの前記判定手段が、住宅の外気温度、屋根または太陽電池パネルへの積雪状態を検出し、検出結果に応じて、前記屋根用の第2の散水手段に対して散水を指示する手段をさらに備えることを特徴とする。
また、住宅の外気温度、屋根または太陽電池パネルへの積雪状態を検出し、検出結果に応じて、前記屋根用の第2の散水手段に対して散水を指示することにより、住宅の冷房装置の効率向上に寄与すると共に、太陽電池パネルの発電効率の向上など省エネルギーに寄与することが可能となる。
図1(a)は、本発明の電池火災検出装置に用いる電池用警報器10の実施形態を構成図である。本実施形態では、火災検出対象のリチウムイオン電池903は、密閉容器11の中に収納されている。電池用警報器10は、密閉容器11の中の気体(空気や煙)を取り込んでリチウムイオン電池903の状態を確認するように構成されている。
この信号Sbは、図3に示す管理サーバ311に入力される。
電池用警報器10は、図1(b)に示すように、発光部101から出力した光を受光部103によって検出する構成となっており、密閉容器11から取り込んだ煙102の濃度が高くなると、その濃度に応じたレベルの信号を出力するようになっている。なお、この警報器10の構成は、これ以外の構成であっても構わない。
管理サーバ311は、パソコンなどの情報処理装置で構成され、電池火災及び住宅火災の検出に必要な処理が処理プログラムとして組み込まれている。
管理サーバ311には火災の発生箇所などを表示したり、各種の操作を行う制御盤312が並設されている。
火災種別判別処理部3110は、リチウムイオン電池903の発煙濃度レベルを示す信号Sbを電池用警報器305から火災警報受信処理部3111で受信したならば、閾値Th1〜Th2と比較し、Th1より大きく、Th2未満の場合には電池火災発生前の警報レベルSb1の段階であると判定する。Th2を超える場合には電池火災発生の前兆が発生していると看做せる警報レベルSb2の段階であると判定する。
Th3を超える場合には電池火災の発生と看做せる警報レベルSb3の段階であると判定する。
ここで、警報レベルSb2を超えた場合、閾値Th3をTh2より大きく、Th3未満の値に設定し直し(再設定し)、Th3’とした後、このTh3’と信号Sbとを比較する。
再設定する閾値Th3’は、警報レベルSb1からSb2に達するまでの時間tに応じて決定する。すなわち、時間tが短い場合は、発煙濃度が急激に上昇している現象が起こっていることと推定されるので、その変化具合を確認するために、時間tに応じて、Th2より大きく、Th3未満の値Th3’に再設定する。そして、その再設定したTh3’を発煙濃度が超えるか否かを再度判定する。再設定したTh3’を発煙濃度が超えていれば、発煙濃度が急激に上昇している電池火災が発生しているものと早期に確認でき、かつ電池火災の進行具合も確認することができる。
一方、時間tが長い場合は、発煙濃度が緩やかに変化している発煙現象が起こっていることと推定されるので、時間tに応じて、Th3未満の値Th3’に再設定し、その再設定したTh3’を発煙濃度が超えるか否かを再度判定する。
火災種別判別処理部3110は、このような動作を発煙濃度レベルのスキャンサイクル毎に繰り返し行う。
Th3’は各スキャンサイクルで計測した時間tの長さに応じた値Th3’に再設定され、次のスキャンサイクルでの動作に移る。従って、発煙濃度が急激に上昇している場合は、時間tが短いので、Th3’はスキャンサイクル毎に漸次小さな値に更新されることになる。
このように電池火災の発生か否かを判定する閾値Th3を警報レベルSb1からSb2に達するまでの計測時間tに応じた値に再設定する処理を加えることにより、電池火災が発生しているか否かに加え、電池火災の進行具合も確認することができるという利点がある。
再設定したTh3’を発煙濃度が超えていない場合は、当初設定した電池火災発生の発煙濃度に対応する閾値Th3を超えるまで待機状態とする。但し、待機時間が異常に長時間(例えば12時間など)になった場合、何らかの異状が発生しているものとして管理棟に確認作業を指示する。
ここで、減災用としての散水装置とは、例えばリチウムイオン電池にあっては外装部材を冷却し、発熱温度を下げる程度の水をかけるといった程度の量の散水を行ったり、リチウムイオン電池の爆発的な火災の飛散による2次火災(延焼)を防ぐための周囲への散水による減災を図ることなどを目的とするものであり、消火または消火対象に応じて水の量が異なる。
管理サーバ311は、前述の入出力信号に基づいて、電池火災か、電池火災以外の住宅火災であるかを判定し、その判定結果に基づいて複数の消火/減災用散水装置へ散水指示信号を出力し、消火・減災活動を行うと共に、近隣住民への通報及び消防機関への通知を行う。
また、住宅の外気温度、屋根または太陽電池パネルへの積雪状態を検出し、検出結果に応じて、前記屋根用の散水手段に対して散水を指示する。
散水装置301、302、307、331,332が受持つ散水エリアは、例えば図8の住宅敷地エリアの平面図に示すように設定されている。
ここでは、まず、散水用・潅水用の用水源(または貯水槽)350が満水か否かを判定する(ステップ501)。満水でなければ給水を行い(ステップ502)、満水にする。
この後、警報信号の取得処理を行い(ステップ503)、さらに気象情報および地中含水率センサ308からの情報等を収集する(ステップ504)。
潅水が終了したならば、ステップ501に戻り、警報信号や通報信号の監視を継続する。
ステップ505において、通報信号Sa、警報信号Sc、警報信号Sbのいずれかを受信していた場合、防災・消火モードに変更し、散水・潅水モードは遮断する(ステップ510)。
そして、消火活動が完了したならば(ステップ512)、防災・消火活動処理を停止した後(ステップ513)、防災・消火モードは遮断、散水・潅水モードに変更して(ステップ514)、ステップ501に戻る。
まず、発煙濃度レベルを示す信号Sb1、Sb2のいずれかを受信したかどうかを判定する(ステップ601)。Sb1を受信したならば(ステップ608)、Sb1フラグをONにする(ステップ609)。受信していない場合は受信するまでステップ601に戻り待機する。
この時、警報信号Sa,Scが受信されていなければ、電池火災警報器305のみが検出した電池火災警報であるので、近隣住宅及び該当住宅へ電池火災の可能性があることを通報する(ステップ711)この場合の通報1Bの内容は、図9の3番目のようなものである。
次に、管理棟の管理者宛に電池火災発生を通報する(ステップ718)。さらに、住民宛に「火災発生通報2」を通報する(ステップ716)。この「火災発生通報2」は、図9の例に示すように「火災発生、消防に連絡しました」というようなものである。そして、屋根への散水を開始する(ステップ717)。
ステップ704において、警報信号Sa,Scが受信されていた場合には、住人によっても電池火災が認知されていたことになるので、直ちに電池火災発生通報を行い(ステップ705)、当該住宅に設置された電池903への散水を開始する(ステップ706)。この後、管理棟の管理者へ電池火災発生の通報を行う(ステップ707)。
点検の結果、異状が無ければ電池火災検出待ち状態に復帰する。異状があった場合、管理者の判断により、リチウムイオン電池53自体を交換するなどの処置を行う。
通報後、火災が消火活動により消火されたならば、処理を終了する。
一方、ステップ601において、受信した信号が住宅用火災警報器304からの警報信号Scであった場合、図7に示すステップ810に進み、まずSbフラグがONであるか否かを判定する(ステップ810)。
住宅用火災警報器304からの警報信号Scが受信されたとき、SbフラグがONであった場合、電池火災が発生して住宅用火災警報器304からの通報があったものと判定し、近隣住宅への通報2を行い(ステップ811)、屋根への散水を指示し(ステップ812)、管理棟への住宅火災通報表示を行い(ステップ803)、住宅火災発生通報を行う(ステップ814)。
近隣住宅への通報2は、図9に例示するようなものである。
一方、住宅用火災警報器304からの警報信号Scが受信されたとき、SbフラグがOFFであった場合、T3時間経過後に(ステップ815)、近隣住宅への通報1を指示する(ステップ816)。
この後、住宅用火災警報器304のリセット操作が行われた場合、Scフラグを解除した後、処理を終了する。
住宅用火災警報器304のリセット操作が行われなっかた場合、近隣住宅への通報2を指示する(ステップ816)。この後、屋根への散水を指示し(ステップ820)、管理棟への住宅火災通報を表示し(ステップ821)、住宅火災発生通報を行う(ステップ822)。
なお、近隣住宅への通報1,2は、いずれも図9に例示するようなものである。この通報には必要に応じて火災発生元の住所などを付加するようにしてもよい。
また、散水装置による散水エリアは4種類(電池、太陽光パネル、屋根、樹木)としているが、必要に応じて追加、または省略してもよい。
また、上記実施形態においては閾値の再設定処理について、発煙濃度の各スキャンサイクル毎に無限に更新する「可変型」の構成としているが、更新段数は実用性と適用対象のリチウムイオン電池の個々の特性等を考慮し、有限の段数にすることができる。
11 密閉容器
301 散水装置(太陽電池パネル用)
302 散水装置(リチウムイオン電池用)
303 住宅用発電装置
305 電池用警報器
306 住宅用通報装置
307 散水装置(屋根用)
311 管理サーバ
331 散水装置(樹木エリア用)
340 散水用水センサ
350 散水用水源
903 リチウムイオン電池
3110 火災種別判定処理部
3111 火災警報受信処理部
3112 火災通報受信処理部
3113 気象情報収集処理部
3114 散水用水量収集処理部
3115 入出力履歴記憶部
Claims (2)
- 各住宅に設置され、密閉容器に収納されたリチウムイオン電池の発熱に起因して発煙した煙を取り込み、その濃度を検出し、検出した濃度が予め設定した閾値を越えたならば電池火災の発生であることを警報信号として出力する電池用警報器と、各住宅に設置された煙感知等の火災警報器と、手動操作して火災発生を通報する火災通報器とから成る警報器群からの警報信号を受信すると共に、当該地域の気象情報をインタネットを通じて取得し、各住宅から受信した警報信号に基づき電池火災か、電池火災以外の住宅火災であるかを判定する判定手段を備えた管理サーバと、各住宅に設置された前記リチウムイオン電池の設置エリアへの第1散水手段、屋根用の第2散水手段、太陽電池パネル用の第3散水手段、樹木エリアの樹木に対して潅水するための第4散水手段と、これら散水手段に対して給水するための貯水手段とを備え、
前記管理サーバの前記判定手段が、電池火災の発生であると判定した場合、該当住宅に設置された前記第1散水手段及び第2散水手段、第3の散水手段による散水を指示すると共に近隣住民及び消防機関に通知する手段と、前記火災警報器または火災通報器からの通報に基づく住宅火災の発生であると判定した場合、該当住宅に設置された前記第2散水手段、第3の散水手段による散水を指示すると共に近隣住民及び消防機関に通知する手段と、電池火災および住宅火災のいずれも発生していない平時においては、前記貯水手段に対して所定の貯水量を維持させると共に、前記インタネットから取得した当該地域の気象情報に基づき該当住宅に植栽された樹木への潅水を第4の散水手段に指示する手段とを備えることを特徴とする総合防災管理システム。 - 前記管理サーバの前記判定手段が、住宅の外気温度、屋根または太陽電池パネルへの積雪状態を検出し、検出結果に応じて、前記屋根用の第2の散水手段に対して散水を指示する手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の総合防災管理システム。
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