JP6310834B2

JP6310834B2 - 風力発電装置の消火システム

Info

Publication number: JP6310834B2
Application number: JP2014208638A
Authority: JP
Inventors: 正志赤坂
Original assignee: Nippon Dry Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Dry Chemical Co Ltd
Priority date: 2014-10-10
Filing date: 2014-10-10
Publication date: 2018-04-11
Anticipated expiration: 2034-10-10
Also published as: JP2016077333A

Description

本発明は、風力発電装置における火災検知の確実性を高め、効果的な消火が行えるようにした風力発電装置の消火システムに関する。

風力発電は風を動力とするため、風車やナセルは、一般に風の受け易い高所に設置されており、また、設置場所も海上や民家の無い場所に設置されている。このため、ナセル内で火災が発生した場合、これを迅速に発見し消火することは困難である。
そこで、風力発電装置で火災が発生した場合、これを検知して自動的に消火する消火システムが求められており、このような消火システムとして、従来、風力発電機のナセル内に消火設備や火災検知センサーを設置し、火災検知センサーからの火災信号を受けて消火設備が作動し、消火設備からナセル内に消火剤が噴出され、自動消火するようにした風力発電機用自動消火システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

火災検知センサーとしては、周囲煙濃度を検出し、検出した煙濃度に基づいて火災の発生を判断する煙感知部と、周囲温度に基づいて火災の発生を判断する温度感知部とが知られている。しかし、煙感知部は霧により火災と判断してしまうといった誤作動のおそれがあり、温度感知部は、差動式熱感知によるものである場合、ナセル内の温度が太陽熱で急激に上昇することにより火災と判断してしまうといった誤動作のおそれがある。

このような誤作動による火災判断を防止するものとして、ナセル内に火災検知センサーとしてとして炎センサーを用い、併せて撮影設備を設置し、炎センサーが火炎を検知したら、消火剤を噴射させる指令を発すると共に、撮影設備がオンとなってナセル内部を撮像して画像を管理センターに送り、管理センターで監視員が誤作動と確認した場合、直ちに消火剤の噴射を停止させる指令を発するようにして、誤作動によって噴射される消火剤によりナセル内に設備の損傷を受け難くした風力発電装置の火災検知システムが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００７−６８６０５号公報特開２０１０−７６３５号公報

しかしながら、特許文献２に記載されている風力発電装置の火災検知システムでは、炎センサーが火炎を検知したら、消火剤を噴射させる指令を発すると共に、撮影設備がオンとなってナセル内部を撮像して画像を管理センターに送り、管理センターで監視員が誤作動と確認した場合に消火剤を噴射を停止させる指令を発するので、炎センサーによる火災の検知が誤作動であることがわかっても、一時的にも消火剤を噴射させてしまうことになり、炎センサーの誤作動による火災判断を防止するものとはならず、また、消火剤を噴射した後も、そのまま風力発電の運転を続行すれば発電機等に損傷を与えてしまうおそれがあるといった問題がある。

本発明の目的は、火災検知の確実性を高め、火災判断の誤作動を防止し、効果的な消火が行えるようにした風力発電装置の消火システムを提供することにある。

第１の発明は、発電機が設置されている風力発電装置のナセル内に、周囲の煙濃度を検出し、検出した煙濃度に基づいて火災の発生を判断する煙感知部と、周囲の温度に基づいて火災の発生を判断する温度感知部と、前記煙感知部と前記温度感知部のいずれもが火災の発生を判断したとき火災が発生したと判定して火災信号を出力する判定部と、判定部から出力された火災信号により作動して消火剤を噴出する消火設備を備えており、前記煙感知部は、前記ナセル内の煙の濃度が火災発生の警戒を要する第１火災警戒閾値を超えたことを検出したとき、第１火災警戒信号を監視センターに送信し、前記ナセル内の煙の濃度が火災発生の警戒を要する第２火災警戒閾値を超えたことを検出したとき、第２火災警戒信号を監視センターに送信するように構成されており、第２火災警戒閾値における前記ナセル内の煙の濃度の値は、第１火災警戒閾値における前記ナセル内の煙の濃度の値よりも大きい値である風力発電装置の消火システムである。

第２の発明は、前記判定部で出力した火災信号を前記監視センターに送信するようになっている第１の発明に記載の風力発電装置の消火システムである。

第３の発明は、前記煙感知部は、火災の発生と判断する煙濃度を火災判断閾値として設定するとともに、火災判断閾値より小さい閾値を前記火災警戒閾値として設定している第１の発明または第２の発明に記載の風力発電装置の消火システムである。

第４の発明は、前記監視センターは、前記発電機の運転を停止させる運転停止手段と前記消火設備から消火剤を噴出させる消火作動手段を備えている第１の発明〜第３の発明のいずれか１に記載の風力発電装置の消火システムである。

請求項１に記載の風力発電装置の消火システムによれば、前記煙感知部と前記温度感知部のいずれもが火災の発生を判断したとき火災が発生したと判定して消火剤を噴出するので、前記煙感知部或いは前記温度感知部に誤作動があっても、現実の火災の発生の判断の確実性を高めることができ、効果的な消火を行うことができるとともに、前記煙感知部或いは前記温度感知部の誤作動による消火設備の作動を防止することができる。

請求項２に記載の風力発電装置の消火システムによれば、請求項１に記載の、前記判定部で出力した火災信号を監視センターに送信するようになっているので、風力発電装置の火災の発生を監視センターで直ちに確認することができる。

請求項３に記載の風力発電装置の消火システムによれば、請求項２に記載の、前記煙感知部は、火災の発生と判断する煙濃度を火災認知閾値として設定するとともに、火災認知閾値より小さい閾値を警戒閾値として設定しておき、検出した煙濃度が警戒閾値を超えたとき火災警戒信号を出力し、監視センターに送信するようになっているので、火災警戒信号の受信により、早い段階で火災の予兆を知ることができ、その対策を講じることができる。

請求項４に記載の風力発電装置の消火システムによれば、請求項２または３のいずれか１項に記載の、前記監視センターは、前記発電機の運転を停止させる運転停止手段と前記消火設備から消火剤を噴出させる消火作動手段を備えているので、監視センターに送信されてきた信号により状況を判断し、監視センターから運転停止手段前記を操作して前記発電機の運転を停止させ、或いは消火作動手段を操作して前記消火設備から消火剤を噴出させることにより、風力発電装置の火災を未然に防ぎ、或いは火災の被害を最小限に抑えることができる。

本発明に係る風力発電装置の消火システムの実施の形態の一例を示す概略構成図である。本発明に係る風力発電装置の消火システムの動作を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る風力発電装置の消火システムの実施の形態の一例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本例の風力発電装置の消火システムの実施の形態の一例を示す概略構成図、図２は本例の風力発電装置の消火システムの動作を示すフローチャートである。

本例の風力発電装置は、図１に示すように、タワー１の上端部ににナセル２が取り付けられている。ナセル２内には発電機３が設置されている。ナセル２の外には、発電機３を回転させる風車４が取り付けられている。
ナセル２内には、周囲の煙濃度を検出し、検出した煙濃度に基づいて火災の発生を判断する煙感知部５と、周囲の温度に基づいて火災の発生を判断する温度感知部６と、煙感知部５と温度感知部６のいずれもが火災の発生を判断したとき火災が発生したと判定して火災信号を出力する判定部７と、判定部７から出力された火災信号により作動して消火剤を噴出する消火設備８を備えている

煙感知部５にあっては、ナセル２内で発煙した煙を取り込み、その濃度を発光部から出力した光を受光部で検出し、煙濃度に応じたレベルの信号を出力するする構成となっており、公知の煙感知部が使用される。
本例では、火災の発生と看做されるレベルの煙濃度を火災判断閾値として設定し、検出した煙濃度が火災判断閾値を超えた時点で火災の発生と判断し、火災判断信号を出力し判定部７へ送信するようになっている。さらに、本例では、火災判断閾値に至らない煙濃度で火災の発生の警戒を要するレベルを第１火災警戒閾値、第２火災警戒閾値として設定しており、煙濃度が第１火災警戒閾値、第２火災警戒閾値を超えた時点で第１火災警戒信号、第２火災警戒信号をそれぞれ出力するようになっている。

温度感知部６にあっては、本例では差動式熱感知器が使用され、周囲の温度の急激な上昇にの検出により火災の発生と判断し、火災判断信号を出力し判定部７へ送信するようになっている。
本例では、温度感知部６として差動式熱感知器を使用しているが、これに限られるものではなく定温式熱感知器であってもよい。

判定部７にあっては、煙感知部５と温度感知部６の双方から火災判断信号を受信したときナセル２内で火災が発生したと判定し、火災信号を出力し消火設備８へ送信するようになっている。

消火設備８にあっては、消火剤と消火剤噴出ノズルを備え、判定部７からの火災信号の受信により作動して、消火剤噴出ノズルから消火剤を噴出するようになっている。

また、本例では、温度感知部６から出力された第１火災警戒信号、第２火災警戒信号及び判定部７から出力された火災信号は遠隔にある監視センター９へ送信されるようになっている。監視センター９は、遠隔操作により、発電機３の運転を停止させる運転停止手段１０と消火設備８から消火剤を噴出させる消火作動手段１１を備えている。

次に、本例の風力発電装置の消火システムの動作を図２に示す示すフローチャートで説明する。
ステップ２０で検出開始することにより、煙感知部５と温度感知部６に検出開始が伝達される。煙感知部５により、ナセル２内の煙濃度が火災の発生の警戒を要するレベルを第１火災警戒閾値を超えたことを検出すると、ステップ２１で第１火災警戒信号を出力し、監視センター９へ送信する。ナセル２内の煙濃度のレベルがアップし、第２火災警戒閾値を超えたことを検出すると、ステップ２２で第２火災警戒信号を出力し、監視センター９へ送信する。ナセル２内の煙濃度のレベルが更にアップし、火災の発生と看做されるレベルの煙濃度として設定されている火災判断閾値を超えたことを検出すると、ステップ２３で火災判断信号を出力し判定部７へ送信する。

また、温度感知部６により、ナセル２内の温度の急激な上昇を検出すると、ステップ２４で火災判断信号を出力し判定部７へ送信する。判定部７は、煙感知部５と温度感知部６の双方から火災判断信号を受信したら、ステップ２５で火災信号を出力し消火設備８へ送信するとともに、、監視センター９へ送信する。消火設備８は、判定部７から火災信号を受信したら、ステップ２６で消火剤噴出ノズルから消火剤を噴出する。

また、監視センター９は、送信されてきた信号により状況を判断し、運転停止手段１０を操作して発電機３の運転を停止させ、或いは消火作動手段１１を操作して消火設備８から消火剤を噴出させる。

１タワー
２ナセル
３発電機
４風車
５煙感知部
６温度感知部
７判定部
８消火設備
９監視センター
１０運転停止手段
１１消火作動手段

Claims

発電機が設置されている風力発電装置のナセル内に、周囲の煙濃度を検出し、検出した煙濃度に基づいて火災の発生を判断する煙感知部と、周囲の温度に基づいて火災の発生を判断する温度感知部と、前記煙感知部と前記温度感知部のいずれもが火災の発生を判断したとき火災が発生したと判定して火災信号を出力する判定部と、判定部から出力された火災信号により作動して消火剤を噴出する消火設備を備えており、
前記煙感知部は、前記ナセル内の煙の濃度が火災発生の警戒を要する第１火災警戒閾値を超えたことを検出したとき、第１火災警戒信号を監視センターに送信し、前記ナセル内の煙の濃度が火災発生の警戒を要する第２火災警戒閾値を超えたことを検出したとき、第２火災警戒信号を監視センターに送信するように構成されており、第２火災警戒閾値における前記ナセル内の煙の濃度の値は、第１火災警戒閾値における前記ナセル内の煙の濃度の値よりも大きい値であることを特徴とする風力発電装置の消火システム。
前記判定部で出力した火災信号を前記監視センターに送信するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の風力発電装置の消火システム。
前記煙感知部は、火災の発生と判断する煙濃度を火災判断閾値として設定するとともに、火災判断閾値より小さい閾値を前記火災警戒閾値として設定していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の風力発電装置の消火システム。
前記監視センターは、前記発電機の運転を停止させる運転停止手段と前記消火設備から消火剤を噴出させる消火作動手段を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の風力発電装置の消火システム。