JP7107700B2

JP7107700B2 - 火災検知器および消火システム

Info

Publication number: JP7107700B2
Application number: JP2018041713A
Authority: JP
Inventors: 智郎桑折
Original assignee: Nippon Dry Chemical Co Ltd
Current assignee: Nippon Dry Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2022-07-27
Anticipated expiration: 2038-03-08
Also published as: JP2019159459A

Description

本発明は、火災検知器および消火システムに係り、特に、熱電素子を用いて火災を検出するものに関する。

従来、サーマルカメラや光電式分離型感知器を用いて火点を特定し、この火点に向けて放水銃から放水をする消火システムが知られている（たとえば特許文献１参照）。

特許第３９９４３５５号公報

従来の消火システムでは、火点を特定するために少なくとも２台のサーマルカメラを使用する必要がある。サーマルカメラは高価であるとともに数年に一度メンテナンスをする必要があり、イニシャルコストとランニングコスト（トータルコスト）が高くついてしまう。

また、サーマルカメラや光電式分離型感知器を用いて火点を特定しようとしても、遮蔽物があると、火点を正確に特定できないおそれがある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、安価であって、従来のものよりもメンテンナンスの間隔を延ばすことができ、遮蔽物があっても火点を正確に特定することができる火災検知器と消火システムを提供することを目的とする。

第１の発明は、火災検知器が、集熱材と、前記集熱材の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子と、前記熱電素子で生成された電気エネルギーによって、受信機に所定の信号をマルチホップ通信によって送信する送信部と、を有し、前記所定の信号が、火災の発生を示す信号と固有のＩＤを示す信号とからなり、前記火災検知器が、建屋のフリーアクセスフロアの配線用アウトレット設置部に設置されるように構成されており、前記配線用アウトレット設置部は、床パネルの上板部に設けられている貫通孔で形成されており、この貫通孔は、上側部位と下側部位とを備えて構成されており、上下方向で見ると、前記上側部位の内側に前記下側部位が存在しており、上下方向で見ると、前記上側部位の底面は、環状に形成されており、また、前記底面は、前記上板部の平面状の上面と平行になって、前記上板部の平面状の上面よりも僅かに下側に位置しており、前記火災検知器が、前記配線用アウトレット設置部に設置された状態では、平板状の前記集熱材が前記上側部位に入り込んでいる火災検知器である。

第２の発明は、第１の発明に係る火災検知器において、前記送信部による前記所定の信号の送信は、前記集熱材の温度が上昇して第１の温度を超えて前記熱電素子の発電量が所定の閾値を超えたときに前記熱電素子で生成された電気エネルギーによってなされる火災検知器である。

第３の発明は、第１または第２の発明に係る火災検知器において、前記熱電素子が、高温側導体と低温側導体とを有し、前記集熱材の熱による前記熱電素子の発電が、前記高温側導体と前記低温側導体との温度差によってなされる火災検知器である。
第４の発明は、建屋の部屋に所定の間隔をあけて設置される第１～第３のいずれか１に係る複数の火災検知器と、火点に向かって消火剤を放出する消火剤放出部と、前記受信機と、前記各火災検知器のうちの所定の火災検知器から前記受信機が所定の信号を受信したときに、前記所定の火点に向けて前記消火剤放出部が消火剤を放出するように、前記消火剤放出部を制御する制御部とを有する消火システムである。

第５の発明は、第４の発明に係る消火システムにおいて、前記建屋の部屋とこの部屋の外界とを仕切っており前記各火災検知器が設置されている仕切材に対して直交する方向で見て、前記仕切材の少なくとも一部を同じ大きさの複数の正六角形で平面充填したと仮定したときに、前記各火災検知器のそれぞれが、前記各正六角形の中心それぞれのところに設置されている消火システムである。
第６の発明は、建屋の部屋に所定の間隔をあけて設置される複数の火災検知器と、火災の火点に向かって消火剤を放出する消火剤放出部と、前記火災の発生を報知する受信機と、前記火点に向けて前記消火剤放出部が消火剤を放出するように、前記消火剤放出部を制御する制御部と、を有し、前記火災検知器が、集熱材と、前記集熱材の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子と、前記受信機に、前記火災の発生を示す信号と固有のＩＤを示す信号とからなる所定の信号を前記熱電素子で生成された電気エネルギーによってマルチホップ通信で送信する送信部と、を有し、前記火災検知器が、建屋のフリーアクセスフロアの配線用アウトレット設置部に設置されるように構成されており、前記配線用アウトレット設置部は、床パネルの上板部に設けられている貫通孔で形成されており、この貫通孔は、上側部位と下側部位とを備えて構成されており、上下方向で見ると、前記上側部位の内側に前記下側部位が存在しており、上下方向で見ると、前記上側部位の底面は、環状に形成されており、また、前記底面は、前記上板部の平面状の上面と平行になって、前記上板部の平面状の上面よりも僅かに下側に位置しており、前記火災検知器が、前記配線用アウトレット設置部に設置された状態では、平板状の前記集熱材が前記上側部位に入り込んでおり、前記制御部は、前記受信機が前記各火災検知器のうちの所定の火災検知器の送信部から前記所定の信号を受信したときに、前記所定の火災検知器からの火災の発生を示す信号と固有のＩＤを示す信号によって、所定の火点を特定し、前記所定の火災検知器が検知した前記所定の火点に向けて前記消火剤放出部が消火剤を放出するように、前記消火剤放出部を制御する消火システムである。

本発明によれば、安価であって、従来のものよりもメンテンナンスの間隔を延ばすことができ、遮蔽物があっても火点を正確に特定することができる火災検知器と消火システムを提供することができるという効果を奏する。

本発明の実施形態に係る火災検知器の概略構成を示す断面図である。本発明の実施形態に係る火災検知器の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る火災検知器の概略構成を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る消火システムの概略構成を示す平面図である。本発明の実施形態に係る消火システムの動作を示すフローチャートである。変形例に係る消火システムの火災検知器の配置の概要を示す平面図である。変形例に係る火災検知器の概略構成を示す平面図である。本発明の実施形態に係る消火システムの放水銃の放水区画を示す平面図である。変形例に係る火災検知器の概略構成を示す断面図である。変形例に係る火災検知器の概略構成を示す断面図である。変形例に係る火災検知器の概略構成を示す断面図である。変形例に係る火災検知器の概略構成を示す断面図である。変形例に係る火災検知器の概略構成を示す断面図である。

本発明の実施形態に係る火災検知器１は、図１～図２で示すように、集熱材３と熱電素子５と送信部（無線送信部）７とを備えて構成されている。

熱電素子５は、集熱材３に一体的に設けられており、集熱材３の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する。ここで、集熱材３と熱電素子５とを備えたものを火災検出部（温度検出部）として把握してもよい。

送信部７は、熱電素子５で生成された電気エネルギーによって、火災受信機９（図４参照）に所定の信号を送信する。所定の信号として、たとえば、火災が発生した旨を示す信号（集熱材３の温度が上昇した旨の信号）と火災検知器（熱検知器）１の固有のＩＤを示す信号を掲げることができる。

集熱材（集熱板）３は、金属もしくはセラミックス等の熱伝導性が高い不燃性もしくは難燃性の材料で平板状（たとえば矩形な平板状）に形成される。

熱電素子５は、複数設けられており、各熱電素子５は、電極（高温側導体１１、低温側導体１３）によって直列接続される。

ここで、説明の便宜のために、火災検知器１における水平な一方向を横方向とし、火災検知器１における水平な他の一方向であって横方向に対して直交する方向を縦方向とし、横方向と縦方向とに対して直交する方向を上下方向とする。

平板状の集熱材３はこの厚さ方向が上下方向になっている。各熱電素子５は、平板状の集熱材３の厚さ方向の一方の面（下面）に設けられており、平板状の集熱材３の縦方向および横方向で所定の間隔をあけてならんでいる。

１つの熱電素子５は、たとえば、直方体状の１つのｎ型半導体１５と直方体状の１つのｐ型半導体１７と矩形な平板状の高温側導体（高温側電極）１１とを備えて構成されている。１つのｎ型半導体１５と１つのｐ型半導体１７とはお互いが僅かに離れ隣り合っている。１つのｎ型半導体１５の上面と１つのｐ型半導体１７の上面とは、矩形な平板状の高温側導体１１で接続されている。高温側導体１１もこの厚さ方向が上下方向になっている。

各熱電素子５は、高温側導体１１が設置されている端面が上側になり、高温側導体１１が設置されている端面とは反対側の端面が下側になって、集熱材３に設けられている。なお、各熱電素子５の高温側導体１１と集熱材３との間には、薄い平板状の絶縁体（たとえば、熱伝導率が高いセラミックス等の、絶縁性と不燃性もしくは難燃性を備えた材料で構成されている絶縁体）１９が設けられている。薄い平板状の絶縁体１９もこの厚さ方向が上下方向になっている。

また、薄い平板状の絶縁体１９の上面は、集熱材３の下面に面接触しており、各熱電素子５の高温側導体１１の上面は、薄い平板状の絶縁体１９の下面に面接触している。

図１で示すように、各熱電素子５のうちのお互いが隣接している２つの熱電素子（５Ａ、５Ｂ）では、一方の熱電素子５Ａのｎ型半導体１５の下面と、他方の熱電素子５Ｂのｐ型半導体１７の下面とが、矩形な平板状の低温側導体１３（１３Ａ）で接続されている。低温側導体１３もこの厚さ方向が上下方向になっている。

これにより集熱材３の下側に設けられている各熱電素子５は、低温側導体１３によって、図２で示すように直列接続される。

送信部７は、第１の制御部（制御基板；火災検知器用制御部）２１とアンテナ２３とを備えて構成されている。第１の制御部２１は、図示しないメモリとＣＰＵ（マイコン）とを備えて構成されている。

ここで、送信部７の無線仕様（無線通信方式）について説明する。火災検知器１では、アンテナ２３が床面３７の下側に収納されているため、無線の伝達範囲が制限される恐れがある。そこで、情報伝達の信頼性向上のため、メッシュ通信又はマルチホップ通信（情報を無線端末間でバケツリレーのように伝達する方式）が可能な無線通信方式（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅ等）を使用することが望ましい。

メッシュ通信又はマルチホップ通信とすることによって、火災検知器１が使用する電力を小さくすることができ、熱電素子５の電力を小さくできることから熱電素子５を小さくできる。また、電池を利用する場合には、使用する電池を小型化かつ安価にできる。さらに、電池のみの電力で駆動する火災検知器１の場合でも、火災を検知した火災検知器１から受信機（火災受信機）９までの間を少なくとも１つの他の火災検知器１（この火災検知器１は火災を検知してはいないが検知していてもよい。）をリレーする（所定の信号を受信しかつ送信する）ことによって、充分遠方まで小型の電池で送信することができる。

そして、火災の発生によって集熱材３の温度が上昇すると、集熱材３の熱によって熱電素子５が発電し、この各熱電素子５が発電した電力で送信部７（第１の制御部２１）が稼働し、第１の制御部２１の制御の下、アンテナ２３から火災受信機９に向けて、所定の信号を送信する。

なお、集熱材３の熱による熱電素子５の発電は、高温側導体１１と低温側導体１３との温度差によってなされる。また、送信部７での所定の信号の送信は、集熱材３の温度が上昇して第１の温度を超えて発電量が所定の閾値を超えたときになされる。

また、火災検知器１には、図１で示すように、送信部７が発した電波が透過する材料（たとえば難燃性の合成樹脂）で構成された枡状の筐体（カバー部材）２５が設けられている。筐体２５はたとえば矩形な枡状に形成されており、開口部が上側を向いており、開口部が、集熱材３で蓋がされている。

これにより、筐体２５の内側には、筐体２５と集熱材３とで閉空間２７が形成されており、この閉空間２７内に、各熱電素子５、薄い平板状の絶縁体１９、高温側導体１１、低温側導体１３、送信部７が設けられている。

上下方向で見ると、集熱材３は筐体２５よりも大きく、集熱材３の内側に筐体２５が位置している。これにより、筐体２５の外側には、集熱材３の一部で構成されて鍔部５７（図１参照）が形成されている。

また、火災検知器１は、図１で示すように、たとえば、建屋２９のフリーアクセスフロア３１の配線用アウトレット設置部３３に埋め込まれて設置されるように構成されている。配線用アウトレット設置部３３として、収納型コンセント（インナコンセント）を設置する部位や収納型空調用機器等を設置する部位等を掲げることができる。

フリーアクセスフロア３１は、建屋２９の部屋３５の床面（床）３７上に、複数の床パネル３９をたとえば敷き詰めて設置して形成される。床パネル３９は、平板状の上板部４１とこの上板部４１から下側に突出している脚部４３とを備えている。

建屋２９の部屋３５の床面３７上に複数の床パネル３９を設置したことで、各床パネル３９の上板部４１の上面でフリーアクセスフロア３１の平面状の上面４５が形成され、建屋２９の部屋３５の床面３７と床パネル３９の上板部４１との間には、空間４７が形成される。そして、この空間４７に電線等の配線（図示せず）が設置される。

配線用アウトレット設置部３３は、たとえば、床パネル３９の上板部４１に設けられている貫通孔４９で形成される。この貫通孔４９は、上側部位５１と下側部位５３とを備えており、上下方向で見ると上側部位５１の内側に下側部位５３が存在している。

これにより、下側部位５３の外側に位置している上側部位５１の底面５５は、上下方向で見て、たとえば「ロ」字状等の環状に形成されている。また、下側部位５３の外側に位置している上側部位５１の底面５５は、床パネル３９の上板部４１の上面４５と平行になって、床パネル３９の上板部４１の上面４５よりも僅かに下側に位置している。

火災検知器１がフリーアクセスフロア３１の配線用アウトレット設置部３３に設置された状態では、図１で示すように、火災検知器１の筐体２５が上板部４１の貫通孔４９の下側部位５３（空間４７）に入り込んでおり、火災検知器１の集熱材３（筐体２５の外側の鍔部５７）が、上板部４１の貫通孔４９の上側部位５１に入り込んでおり、上板部４１の貫通孔４９の上側部位５１の底面５５に集熱材３の鍔部５７が接している。

また、火災検知器１がフリーアクセスフロア３１の配線用アウトレット設置部３３に設置された状態では、上板部４１の上面４５と集熱材３の上面とが同一平面状に位置しており、さらに、火災検知器１がフリーアクセスフロア３１の配線用アウトレット設置部３３に設置された状態を上下方向で見ると、集熱材３の大きさが、上板部４１の貫通孔４９の上側部位５１の大きさ等しくなっているか僅かに小さくなっており、集熱材３が上板部４１の貫通孔４９の上側部位５１に嵌り込む。

ところで、図２で示すように、火災検知器１に、火災検知器１の周囲の温度（たとえば、集熱材３の温度や空間４７の温度、または、フリーアクセスフロア３１上の空間の温度）を測定する温度測定センサ（たとえば、市販の温度センサ）５９を設けてもよい。

そして、温度測定センサ５９で測定した温度が、所定の閾値（上述した第１の温度よりも高い第２の温度）を超えたときに、熱電素子５で生成された電気エネルギーによって、送信部７が、火災受信機９に所定の信号を送信するように構成してもよい。

この場合、温度センサ５９は熱電素子５で生成された電気エネルギーに可動するようになっているが、温度センサ５９が電池（図示せず）や商用の電力で稼働するようになっていてもよい。この場合、熱電素子５を設けず制御部２１を含む火災検知器１が電池（図示せず）や商用の電力で稼働するようになっていてもよい。また、電池が熱電素子５に接続されており熱電素子５で生成された電気エネルギーによって充電される構成としてもよく、電池が制御部２１に搭載されてもよい。

このように構成した場合、温度測定センサ５９で測定した温度が第２の温度を超えたときに、送信部７が火災受信機９に所定の信号を送信するので、誤作動を無くして火災の発生を確実に検出することができる。

また、火災検知器１が他の構成のものであってもよい。たとえば、図１２で示すように、火災検知器１において、温度測定センサに変えてもしくは加えて炎センサ９１を設けてもよい。炎センサ９１は、炎の強度に応じて炎の放射エネルギーを電気エネルギーに変換する炎検知器である。

そして、熱電素子５で生成された電気エネルギーを用い、炎センサ９１で検出した火点の炎（図１２では図示せず）の放射エネルギーが所定の閾値を越えたときに（所定の閾値よりも強い強度の炎）、制御部２１の制御の下、送信部７が、火災受信機９（図１２では図示せず）に所定の信号を送信するように構成してもよい。なお、図１２で示す参照符号θは、炎センサ９１の監視エリアの拡がり角を示している。

また、図１２で示す構成では、炎センサ９１が熱電素子５で生成された電気エネルギーで稼働するようになっているが、炎センサ９１が電池（図示せず）や商用の電力で稼働するようになっていてもよい。この場合、熱電素子５を設けず制御部２１を含む火災検知器１が電池（図示せず）や商用の電力で稼働するようになっていてもよい。また、電池が熱電素子５に接続されており熱電素子５で生成された電気エネルギーによって充電される構成としてもよく、電池が制御部２１に搭載されてもよい。

次に、複数の火災検知器１を用いた消火システム（防災システム）６１について図４等を参照しつつ説明する。

消火システム６１は、火災検知器１と消火剤放出部（たとえば、放水部；放水銃）６３と火災受信機９と制御盤（第２の制御部；消火システム用制御部）６５とを備えて構成されている。

火災検知器１は複数設けられており、建屋２９の部屋３５に所定の間隔をあけて設置されている。放水銃６３は、火点６７に向かって消火剤（たとえば水）を放出（放水）する。

第２の制御部６５は、各火災検知器１のうちの所定の火災検知器１（１Ａ）から火災受信機９が所定の信号を受信したときに、所定の火災検知器１Ａ（火点６７）に向けて放水銃６３が放水を放出するように、放水銃６３を制御する。

複数の火災検知器１のそれぞれは、固有のＩＤを有しており、たとえば、上述した態様で、建屋２９の部屋３５の床３７に設置されている。上下方向で見ると、各火災検知器１のそれぞれは、縦方向および横方向で一定の間隔をあけて（たとえば１ｍのピッチで）設置されている。上下方向で見たときの集熱材３は、たとえば、１０ｃｍ×１０ｃｍ程度の大きさになっている。すなわち、平板状の集熱材３は、縦横方向で１０ｃｍ×１０ｃｍ程度の大きさになっている。

なお、各火災検知器１のそれぞれが、フリーアクセスフロア３１を用いることなく、建屋２９の床３７にたとえば埋め込まれて直接設置されていてもよいし、建屋２９の壁（横壁）や天井にたとえば埋め込まれて設置されていてもよい。さらに、各火災検知器１のそれぞれが、建屋以外の構造物（消火システム６１の消火対象である構造物）に設置されていてもよい。

放水銃６３は、平面視では、建屋２９の部屋３５の内部もしくは建屋２９の部屋３５の外部（建屋２９の部屋３５から僅かに離れている箇所）に設置され、図示してはいないが、側面視では、建屋２９の部屋３５の床面３７の上側で床面３７から所定の距離だけ離れた箇所に設置される。

また、放水銃６３は、本体部６９と筒状のバレル部７１とを備えて構成されている。本体部６９は、建屋２９に対し上下方向に延びている軸を回転中心にして、回動位置決め自在になっている。つまり水平方向に回転する。また、バレル部７１は、本体部６９に対し水平方向に延びている軸を回転中心にして、回動位置決め自在になっている。つまり上下方向に回転する。

貯水タンク（図示せず）から供給される水が、バレル部７１の先端から建屋２９の部屋３５内に向けて放出される。さらに説明すると、本体部６９の回動角度とバレル部７１の回動角度とを適宜設定することで、建屋２９の部屋３５内の目標とする箇所（火点）６７に向けて放水することができる。

なお、放水銃６３を縦横方向や上下方向に移動することで、建屋２９の部屋３５内の火点６７に向けて水を放出する構成にしてもよい。

第２の制御部６５は、図示しないＣＰＵとメモリとを備えて構成されており、火災受信機９が受信した所定の信号によって所定の信号の送信を行った火災検知器１（１Ａ）を特定する。

たとえば、第２の制御部６５のメモリには、各火災検知器１それぞれのＩＤと各火災検知器１それぞれの設置場所（横方向における設置位置、縦方向における設置位置）がお互いに対応づけられ記憶されている。

そして、所定の信号の送信を行った火災検知器１ＡのＩＤから火災検知器１Ａが設置されている位置を特定し、第２の制御部６５が放水銃６３を制御することで、本体部６９とバレル部７１とが適宜回動位置決めされ、特定した火災検知器１Ａ（火点６７）に向かって放水がされる。

なお、消火システム６１には、図示しないＬＣＤ等の出力部とタッチパネル等の入力部とを備えた操作盤７３が設けられている。オペレータは操作盤７３を用いて、消火システム６１の状況や建屋２９の部屋３５の状況を知ることができ、また、消火システム６１を適宜操作することができる。

また、消火システム６１には、図４で示すように、法令による設置義務がある火災検知機器として、光電式分離型火災感知器７５が設けられている。光電式分離型火災感知器７５は複数の送光部（発光部）７７と複数の受光部７９とを備えて構成されている。なお、光電式分離型火災感知器７５に代えてもしくは加えて、火災感知器（ＮＳＦ９０４ＥＧＡ日本ドライケミカル製）などの法令による設置義務がある火災検知機器を採用してもよい。

各送光部７７は、たとえば、建屋２９の部屋３５の横方向の一方の壁面に縦方向で所定の間隔をあけて設置される。また、各送光部７７は、上下方向では、建屋２９の部屋３５の床３７から上側に所定の距離だけ離れたところに設置される。

各受光部７９も、各送光部７７と同様にして、たとえば、建屋２９の部屋３５の横方向の他方の壁面に縦方向で所定の間隔をあけて設置される。また、各受光部７９も、上下方向では、建屋２９の部屋３５の床３７から上側に所定の距離だけ離れたところに設置される。

そして、常態では（建屋２９の部屋３５で火災が発生していない状態では）、各送光部７７のそれぞれが各受光部７９のそれぞれに向けて発した光を各受光部７９のそれぞれが受光する。

一方、建屋２９の部屋３５で火災が発生したときには、火災による煙で各受光部７９のうちの少なくとも一部の受光部が、送光部７７が発した光を受光することができなくなる。これにより、建屋２９の部屋３５での火災の発生を感知する。

次に、消火システム６１の動作を、図５を参照しつつ説明する。

建屋２９の部屋３５内で火災が発生すると（Ｓ１）、光電式分離型火災感知器７５が火災の発生を検知する（Ｓ３）。

続いて、火災が発生した旨の表示をする表示部（図示せず）が設けられている火災受信機９が、火災が発生した旨の表示をする（Ｓ５）。

なお、火災受信機９に火災が発生した旨の情報を出力する火災情報出力部が設けられていてもよい。そして、火災発生時にたとえばアラーム音を発してもよい。

続いて、火災受信機９から第２の制御部６５に火災が所定の信号（火災が発生した旨の信号と火災検知器１Ａ固有のＩＤを示す信号）を送信し（Ｓ７）、第２の制御部６５が、所定の信号を受信する（Ｓ９）。

続いて、第２の制御部６５が火災受信機９を介して、火災検知器１（１Ａ）から所定の信号を受信すると（Ｓ１１）、第２の制御部６５が火点６７を特定し、放水銃６３が火点６７に向けて放水する（Ｓ１３）。

なお、上記説明では、ステップＳ５で、火災受信機９が、火災が発生した旨の表示をするようになっているが、操作盤７３が、火災が発生した旨の表示をするようになっていてもよい。また、第２の制御部６５に受信機を設け、火災が発生したときに、火災受信機９を介することなく第２の制御部６５の受信機で所定の信号を受信してもよい。さらに、ステップ１１では制御盤６５が火災検知器１から火災位置情報を受信するようになっているが、火災受信機９が火災検知器１から火災位置情報を受信し、制御盤６５に火災位置情報を送信してもよい。

火災検知器１によれば、サーマルカメラに比べて安価であり長寿命である熱電素子５を用いているので、イニシャルコストとランニングコストを低減することができ、メンテンナンスの間隔を延ばすことができる。

また、火災検知器１によれば、熱電素子５で生成された電気エネルギーによって、火災検知器１が所定の信号を無線送信するように構成されているので、電源から火災検知器１までの配線（電源を供給するための電線や信号を送るための配線）を無くすことができ、火災検知器１の設置がしやすくなる。

また、火災検知器１によれば、熱電素子５で生成された電気エネルギーによって、送信部７が稼働するようになっているので、電池が不要になり、低消費エネルギーを達成することができるとともにメンテンナンスの間隔を一層延ばすことができる。

また、火災検知器１によれば、熱伝導性の良い集熱材３を介して熱電素子５が発電するようになっているので、熱電素子５の設置領域に対して集熱材３を大きくすることで、少ない熱電素子５で広範囲での火災の発生を検知することができる。

また、火災検知器１によれば、火災検知器１が、建屋２９のフリーアクセスフロア３１の配線用アウトレット設置部３３に設置されるように構成されているので、建屋２９や市販のフリーアクセスフロア３１に改造を施すことなく、火災検知器１を容易に設置することができる。

ところで、従来の消火システムでは、サーマルカメラや光電式分離型感知器を用いて火点を特定しようとしても、遮蔽物があると、火点を正確に特定できないおそれがある。

これに対して、消火システム６１では、複数の火災検知器１を床３７に設置しているので、床パネル３９上に遮蔽物があっても火点６７を正確に特定することができる。

さらに、消火システム６１では、複数の火災検知器１を床３７に設置しているので、サーマルカメラや光電式分離型感知器を用いた場合に比べて、火点６７の位置を正確に検知することができる。

すなわち、火点６７の炎は、たとえば、ゆらぎや部屋３５内の空気の流れによって、位置が変化しやすく、火点６７で発生する煙も、たとえば、ゆらぎや部屋３５内の空気の流れによって、位置が変化しやすい。これにより、サーマルカメラや光電式分離型感知器では、火点６７の位置を正確に検知することができない場合がある。

これに対して、消火システム６１では、複数の火災検知器１を床３７に設置しているので、ゆらぎや部屋３５内の空気の流れがあっても、火点６７の位置を正確に検知することができる。

また、火点６７を正確に特定することで、大施設空間において放水銃６３を用いた消火を行う際、放水量削減することができ、貯水設備を小型化することができ、全体のコストを低減することができる。

たとえば、貯水タンク（放水銃に水を供給する貯水タンク）の貯水量を少なくすることができきる。これについてさらに説明する。

また、消火システム６１によれば、安価であって、従来のものよりもメンテンナンスの間隔を延ばすことができ、遮蔽物があっても火点を正確に特定する火災検知器１の効率的な配置ができる。

まず、従来の消火システムにおける貯水タンク（放水銃に水を供給する貯水タンク）の貯水量について説明する。

法令で定められた放水区画の面積は、図８で示すように、４ｍ×５ｍ＝２０ｍ^２である。これに安全率を設定した放水区画の面積は、図８で示すように、（４ｍ＋２ｍ）×（５ｍ＋２ｍ）＝４２ｍ^２になる。これに火災検知器１の検知精度誤差を設定した放水区画の面積は、図８で示すように、（６ｍ＋２ｍ）×（７ｍ＋２ｍ）＝７２ｍ^２になる。

ここで、放水銃の放水区画（床面積）１ｍ^２あたりの放水流量をｑＬ／ｍ^２・ｍｉｎ（たとえば、５Ｌ／ｍ^２・ｍｉｎ）とすると、放水銃６３の１分間あたりの放水量は、ｑＬ／ｍ^２・ｍｉｎ×７２ｍ^２＝７２ｑＬ／ｍｉｎ（たとえば、５Ｌ／ｍ^２・ｍｉｎ×７２ｍ^２＝３６０Ｌ／ｍｉｎ）になる。

さらに、放水銃から２０分間放水する必要があるので、貯水タンクの貯水量は、７２ｑＬ／ｍｉｎ×２０ｍｉｎ＝１４４０ｑＬ（たとえば、３６０Ｌ／ｍｉｎ×２０ｍｉｎ＝７２００Ｌ（７．２ｍ^３））になる。

本発明の実施形態に係る消火システム６１によれば、火点を正確に特定することで、放水区画の面積をたとえば６ｍ×７ｍ＝４２ｍ^２ですることができ、７．２ｍ^３の容量の貯水タンクを、５Ｌ／ｍ^２・ｍｉｎ×４２ｍ^２×２０ｍｉｎ＝４２００Ｌ（４．２ｍ^３）の容量の貯水タンクにすることができ、貯水タンク規模や貯水量を減少させコストを削減させることが可能になる。

ところで、図４では、各熱電素子５を縦方向および横方向で所定の間隔をあけて配置しているが、図６で示すように、各熱電素子５を最密充填（六方最密充填）で配置してもよい。

すなわち、平面視において、床３７の少なくとも一部（たとえば総て）を同じ大きさの複数の正六角形で平面充填したと仮定したときに、各火災検知器１のそれぞれが、各正六角形の中心それぞれのところに設置されていてもよい（各火災検知器１の中心それぞれの位置と各正六角形の中心それぞれの位置とがお互いに一致していてもよい）。もしくは、各火災検知器１のそれぞれが、各正六角形の頂点それぞれのところに設置されていてもよい。

さらには、建屋２９の部屋３５とこの部屋３５の外界とを仕切っており各火災検知器１が設置されている仕切材（たとえば、床３７、天井、壁の少なくともいずれか）の平面状の表面に対して直交する方向で見て、上記仕切材の少なくとも一部を同じ大きさの複数の正六角形で平面充填したと仮定したときに、各火災検知器１のそれぞれが、各正六角形の中心のそれぞれに設置されていてもよい。

このように、各火災検知器１を六方最密充填で配置することで、より少ない数の火災検知器１を用いて、偏りなくしかも効率良く火点を検出することができる。

なお、正六角形による六方最密充填で配置する火災検知器１として、熱感知器（差動式スポット型感知器、定温式スポット型感知器）、煙感知器（光電式スポット型感知器）、炎感知器（紫外線式スポット型感知器、赤外線式スポット型感知器）を採用してもよく、火災を検出する、熱センサ、煙センサ、光センサを備えた検知器を採用してもよい。

また、上記説明では、１つの火災検知器１Ａが火点６７を検出しているが、各火災検知器１のうちで所定の複数の火災検知器が火点６７を検出する場合もある。

この場合、各火災検知器１のうちで所定の複数の火災検知器から所定の信号を受信したときに、上記所定の複数の火災検知器が配置されている領域の中央部に向けて放水銃６３が放水する。

なお、所定の複数の火災検知器１から火災受信機９が所定の信号を受信したときに、各火災検知器１からの受信時刻に応じて、火点を特定してもよい。たとえば、１つ目の火災検知器１から時刻ｔ１に所定の信号を受信し、２つ目の火災検知器１から時刻ｔ２（時刻ｔ１から時間ｔａだけ経過した時刻）に所定の信号を受信したとき、１つ目の火災検知器１と２つ目の火災検知器１との間の中央部よりも１つ目の火災検知器１側の箇所を火点６７として特定してもよい。

また、火災検知器１に受信部を設けてもよい。そして、上述したマルチホップ通信のように、各火災検知器１のうちの火災を検知した火災検知器１Ａから受信機までの間を、各火災検知器１のうちの火災を検知した火災検知器１Ａ以外の少なくとも１つの火災検知器１が上記所定の信号を受信しかつ送信するように構成されていてもよい。

すなわち、火災を検知した火災検知器１Ａ以外の、１つもしくは複数の火災検知器１を中継して、上記所定の信号を火災受信機９まで送ってもよい。

次に、火災検知器１が検出部（火災検出部）として炎センサ９１を採用した場合を、図１３を参照しつつ説明する。炎センサ９１は所定の拡がり角θを持った監視エリアを有している。炎センサ９１は、たとえば、複数設けられており、１つ目の炎センサ９１（９１Ａ）の監視エリアは、隣り合う２つ目の炎センサ９１（９１Ｂ）の監視エリアと重なっている。

このように炎センサ９１を配置することによって、炎センサ９１Ｂの監視エリアで炎センサ９１Ｂが火点６７（６７Ｂ）の炎（所定の閾値よりも高い炎の強度）を検出すると、炎センサ９１Ｂが配置されている位置で炎が発生しているとして火点６７Ｂの位置を特定し、放水銃６３（図４参照）の放水を制御できる。

また、図１３に示すような火点６７（６７Ａ）の場合は、炎センサ９１Ａと炎センサ９１Ｂとが火点６７Ａを検出する。これにより、炎センサ９１Ａの監視エリアと炎センサ９１Ｂの監視エリアとがお互いに重なる位置が火点６７Ａ位置として特定でき、放水銃６３（図４参照）の放水を制御できる。

なお、図１３で示す炎センサ９１（９１Ａ、９１Ｂ）は、たとえば、炎センサ支持体９３を用いて仕切材８９に設置されている。仕切材８９として、図４や図６で示す建屋２９等の壁面を掲げることができるし、さらに、床や天井等を掲げることができる。

次に、図示しない加熱試験機を用いた消火システム６１の点検について説明する。

加熱試験機は、ヒータを備えており、また、点検時には、消火システム６１は、たとえば、操作盤７３を操作することで、点検モードに切り換えられる。

消火システム６１を点検モード（たとえば放水銃６３が動作しないモード）に切り換えておいて、加熱試験機のヒータで検査対象である１つの火災検知器１の集熱材３を所定の時間加熱する。この結果、操作盤７３によって、加熱された火災検知器１からの所定の信号を受信することができた旨が確認できれば、検査対象である１つの火災検知器１が正常であることを確認することができる。

この確認は、他の火災検知器１にも順に行うことで、消火システム６１の総ての火災検知器１の点検をする。

なお、加熱された火災検知器１からの所定の信号を受信することができた旨の確認を、加熱試験機で行えるように構成してもよい。また、点検モードになっている場合には、たとえば操作盤７３を用いて、点検モードになっている旨の警告を継続して行うように構成してもよい。

ところで、図７（ａ）～（ｄ）で示すように、平面視において、熱電素子５が設けられている部位（斜線で示す部位）８１に対して集熱材３を大きくして、広範囲での集熱をすることができるように構成してもよい。

図７では、熱電素子５が設けられている部位８１の外径に対する集熱材３の外径が５倍程度になっているが、熱電素子５が設けられている部位８１の外径に対する集熱材３の外径が１．５倍～１０倍、もしくは、２倍～８倍、もしくは、２倍～６倍程度にしてもよい。

また、図９で示すように、高温側導体１１を設けることなく、熱電素子５がｐ型半導体１７とｎ型半導体１５とを直接接合した態様に形成されていてもよい。この場合、ｐ型半導体１７とｎ型半導体１５との直接接合されている部位が、薄い平板状の絶縁体１９を間にして、集熱材３に設置されている。

また、図１０で示すように、低温側導体１３側に蓄熱材８３を設けてもよい。蓄熱材８３は、たとえば、低温側導体１３に接している。また、蓄熱材８３は、常温では固体になっており、たとえば温度が１００℃程度になると融解して液化するようになっている。したがって、火災によって集熱材３の温度が１００℃に以上に上昇し空間２７内の温度が１００℃を超えたときでも、蓄熱材８３の融解熱（潜熱）によって、蓄熱材８３が１００℃程度の温度を所定の時間だけ維持するようになっている。

これにより、各熱電素子５が、蓄熱材８３設けていない場合よりも長い時間、発電するようになっている。

また、図１１で示すように、集熱材３を複数の部材（たとえば、第１の部材３Ａと第２の部材３Ｂ）で構成し、お互いが離れている各部位３Ａ、３Ｂを熱伝導率の高い連結材８５でつないでもよい。

さらに、上記記載内容を、火災受信機と複数の火災検知器１とを有する火災検知システム８７として把握してもよい。この場合、火災検知器１として市販ものを採用してもよい。

１火災検知器
３集熱材
５熱電素子
７送信部
２９建屋
３１フリーアクセスフロア
３３配線用アウトレット設置部
５９温度測定センサ
６１消火システム
６５制御部
６３消火剤放出部（放水銃）
６７火点

Claims

火災検知器が、
集熱材と、
前記集熱材の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子と、
前記熱電素子で生成された電気エネルギーによって、受信機に所定の信号をマルチホップ通信によって送信する送信部と、を有し、
前記所定の信号が、火災の発生を示す信号と固有のＩＤを示す信号とからなり、
前記火災検知器が、建屋のフリーアクセスフロアの配線用アウトレット設置部に設置されるように構成されており、
前記配線用アウトレット設置部は、床パネルの上板部に設けられている貫通孔で形成されており、この貫通孔は、上側部位と下側部位とを備えて構成されており、上下方向で見ると、前記上側部位の内側に前記下側部位が存在しており、
上下方向で見ると、前記上側部位の底面は、環状に形成されており、また、前記底面は、前記上板部の平面状の上面と平行になって、前記上板部の平面状の上面よりも僅かに下側に位置しており、
前記火災検知器が、前記配線用アウトレット設置部に設置された状態では、平板状の前記集熱材が前記上側部位に入り込んでいることを特徴とする火災検知器。
請求項１に記載の火災検知器において、
前記送信部による前記所定の信号の送信は、前記集熱材の温度が上昇して第１の温度を超えて前記熱電素子の発電量が所定の閾値を超えたときに前記熱電素子で生成された電気エネルギーによってなされることを特徴とする火災検知器。
請求項１または請求項２に記載の火災検知器において、
前記熱電素子が、高温側導体と低温側導体とを有し、前記集熱材の熱による前記熱電素子の発電が、前記高温側導体と前記低温側導体との温度差によってなされることを特徴とする火災検知器。
建屋の部屋に所定の間隔をあけて設置される請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の複数の火災検知器と、
火点に向かって消火剤を放出する消火剤放出部と、
前記受信機と、
前記各火災検知器のうちの所定の火災検知器から前記受信機が所定の信号を受信したときに、前記所定の火点に向けて前記消火剤放出部が消火剤を放出するように、前記消火剤放出部を制御する制御部と、
を有することを特徴とする消火システム。
請求項４に記載の消火システムにおいて、
前記建屋の部屋とこの部屋の外界とを仕切っており前記各火災検知器が設置されている仕切材に対して直交する方向で見て、前記仕切材の少なくとも一部を同じ大きさの複数の正六角形で平面充填したと仮定したときに、前記各火災検知器のそれぞれが、前記各正六角形の中心それぞれのところに設置されていることを特徴とする消火システム。
建屋の部屋に所定の間隔をあけて設置される複数の火災検知器と、
火災の火点に向かって消火剤を放出する消火剤放出部と、
前記火災の発生を報知する受信機と、
前記火点に向けて前記消火剤放出部が消火剤を放出するように、前記消火剤放出部を制御する制御部と、を有し、
前記火災検知器が、集熱材と、前記集熱材の熱エネルギーを電気エネルギーに変換する熱電素子と、前記受信機に、前記火災の発生を示す信号と固有のＩＤを示す信号とからなる所定の信号を前記熱電素子で生成された電気エネルギーによってマルチホップ通信で送信する送信部と、を有し、
前記火災検知器が、建屋のフリーアクセスフロアの配線用アウトレット設置部に設置されるように構成されており、
前記配線用アウトレット設置部は、床パネルの上板部に設けられている貫通孔で形成されており、この貫通孔は、上側部位と下側部位とを備えて構成されており、上下方向で見ると、前記上側部位の内側に前記下側部位が存在しており、
上下方向で見ると、前記上側部位の底面は、環状に形成されており、また、前記底面は、前記上板部の平面状の上面と平行になって、前記上板部の平面状の上面よりも僅かに下側に位置しており、
前記火災検知器が、前記配線用アウトレット設置部に設置された状態では、平板状の前記集熱材が前記上側部位に入り込んでおり、
前記制御部は、前記受信機が前記各火災検知器のうちの所定の火災検知器の送信部から前記所定の信号を受信したときに、前記所定の火災検知器からの火災の発生を示す信号と固有のＩＤを示す信号によって、所定の火点を特定し、前記所定の火災検知器が検知した前記所定の火点に向けて前記消火剤放出部が消火剤を放出するように、前記消火剤放出部を制御することを特徴とする消火システム。