JP7261723B2

JP7261723B2 - 消火設備

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Publication number: JP7261723B2
Application number: JP2019189956A
Authority: JP
Inventors: 治靖中川; 裕之渡邊; 祐貴飯澤; 浩司佐藤; 涼平松尾
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2019-10-17
Filing date: 2019-10-17
Publication date: 2023-04-20
Anticipated expiration: 2039-10-17
Also published as: JP2021062161A

Description

本発明は、大空間の消火領域に複数の消火装置が設置されている消火設備に関する。

消火対象の領域（消火領域）が大空間である場合などに用いられる消火設備では火源探査装置及び回動式放水ノズルを備える消火装置が壁面に複数設置されている。回動式放水ノズルを備える消火装置は半円形状の放水射程範囲（この放水射程範囲の半径を以降、「防護半径」という）を有しており、各消火装置の放水射程範囲をオーバーラップさせて配置し、消火領域をもれなく防護している。

このような消火装置が設置されている消火領域に火災が発生すると、当該消火領域内に設置されている火災感知器（煙感知器など）が火災発生を感知し、各消火装置の火源探査装置が火源位置の探査を開始する。火源探査によって火源の位置を特定できた消火装置は、特定した位置に回動式放水ノズルを指向して放水を行う。

このとき、火源位置を特定できたすべての消火装置から放水を行うと、一時に大量の水を放水するため、水源水量を多く持つ必要があり、大きな消火水槽が必要となる。また、ポンプも大量に送水することが可能なものとするか、もしくは複数のポンプを用意する必要がある。さらに広範囲に消火水による水損が生じてしまうため、消火に最適な消火装置を１台選択して放水を行う必要がある。
このような消火装置の選択方法が特許文献１に開示されており、特許文献１によれば、同一火源に対して複数の火災検知器（火源探査装置）が火源を検知した場合には、最も火源に近い消火装置を選択して消火を行うことができるとしている。

特許第４０１６３６４号公報

しかしながら、特許文献１のような最も火源に近い消火装置を選択する方法は、消火領域に設置されている全ての消火装置の防護半径が等しい場合には有効であるが、防護半径の異なる消火装置が混在しているような場合には適用することができない。
それは、防護半径の異なる消火装置が混在すると、火源に最も近い消火装置であっても、他よりも防護半径が小さいためにその火源を消火するのに最適ではないという状態が生じうるからである。

防護半径の異なる消火装置が混在する状態は、消火能力の異なる消火装置が混在して設置される場合はもちろん、同じ消火能力の消火装置が設置されている場合でも生じうる。例えば、一般的に放水ノズルの防護半径は、床から近い位置（低い位置）に設置されたときに小さくなり、床から遠い位置（高い位置）に設置されたときに大きくなるので、同じ消火能力の消火装置であっても、異なる高さに設置されれば、防護半径も異なる状態となる。
このような要素も考慮した消火装置の制御プログラムを作成することも可能であるが、設置高さ等は現場ごとに異なる要素であるため、現場に特化した制御プログラムをその都度作成する必要があり、制作コストが高額化するという問題がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、現場に特化した制御プログラムを必要とすることなく、防護半径の異なる消火装置が混在して設置されている消火設備でも、火源を消火するのに最適な消火装置を選択することができる消火設備を提供することを目的とする。

（１）本発明に係る消火設備は、火災感知器と、消火領域に複数設置されて少なくとも水平方向に旋回して火源位置を検知する火源探査装置と回動式放水ノズルとを備える消火装置と、前記火災感知器の火災信号に基づいて前記消火装置を制御する中央制御盤とを備え、該中央制御盤が火源を消火するのに最適な消火装置を選択して放水を実行させるものであって、前記中央制御盤は、前記消火装置の放水射程範囲を示す防護半径を含む消火装置情報と、二つの前記消火装置を結んだ直線である基準線の長さ及び該基準線と前記消火装置の設置面とがなす角である基準角を含む基準情報を記憶する記憶手段と、火源を特定した消火装置から、前記火源探査装置の水平方向の旋回角を取得する火源検知角度取得手段と、火源を特定した一つの消火装置に対し、火源を特定した他の消火装置を、前記一つの消火装置から前記火源までの水平距離である火源水平距離を計算するための計算ペアとして選定する計算ペア選定手段と、前記一つの消火装置と前記他の消火装置間における前記基準線の長さ、前記基準角及び前記旋回角に基づいて、前記火源水平距離を算出する火源水平距離算出手段と、該火源水平距離算出手段で算出した各消火装置の前記火源水平距離及び前記防護半径に基づいて、放水する消火装置を選択する消火装置選択手段と、を備えたことを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記火源水平距離算出手段は、前記計算ペアとして他の消火装置が複数選定された場合、その中から、前記一つの消火装置と前記火源を結んだ直線と、前記他の消火装置と前記火源を結んだ直線との交差角が９０°に最も近いものを高信頼計算ペアとして選出し、前記一つの消火装置と前記高信頼計算ペアの他の消火装置間における前記基準線の長さ、前記基準角及び前記旋回角に基づいて、前記火源水平距離を算出することを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記火源探査装置は、垂直方向に俯仰して火源位置を検知する機能をさらに有し、前記火源検知角度取得手段は、前記火源探査装置の垂直方向の俯角を取得し、前記火源水平距離算出手段は、前記一つの消火装置と前記火源を結んだ直線と前記他の消火装置と前記火源を結んだ直線の交差角が１６０°以上となる前記計算ペアにおいては、前記旋回角に代えて、前記俯角を用いて前記火源水平距離を算出することを特徴とするものである。

（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記火源水平距離算出手段は、補正手段を有し、該補正手段は、基準線長さに応じて予め設定された誤差補正値を前記火源水平距離に加算することを特徴とするものである。

（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記消火装置選択手段は、前記防護半径から前記火源水平距離を差し引いた値が最も大きい前記消火装置を選択することを特徴とするものである。

本発明に係る消火設備は、火源探査装置が検知した火源検知角度から、各消火装置の火源水平距離を算出し、算出した火源水平距離と各消火装置の防護半径に基づいて放水する消火装置を選択しているので、防護半径の異なる消火装置が混在して設置されている消火設備でも、火源を消火するのに最適な消火装置を選択することができる。

本発明の実施の形態に係る消火設備を説明するブロック図である。本発明の実施の形態に係る消火装置の動作を説明する図である。旋回角の測定誤差によって生じる火源水平距離の誤差を説明する図である（その１）。旋回角の測定誤差によって生じる火源水平距離の誤差を説明する図である（その２）。本発明の実施例に係る消火装置の設置例及び火源位置を説明する図である。本発明の実施例に係る旋回角を説明する図である。本発明の実施例に係る旋回角を用いた火源水平距離の算出方法を説明する図である（その１）。本発明の実施例に係る旋回角を用いた火源水平距離の算出方法を説明する図である（その２）。本発明の実施例に係る俯角を用いた火源水平距離の算出方法を説明する図である。

本発明の一実施の形態に係る消火設備１は、図１に示すように、火災感知器３と、消火領域５に複数設置されて少なくとも水平方向に旋回して火源位置を検知する火源探査装置７と回動式放水ノズル９とを備える消火装置１１（図２参照）と、火災感知器３の火災信号に基づいて消火装置１１を制御する中央制御盤１３とを備え、中央制御盤１３が火源１５を消火するのに最適な消火装置１１を選択して放水を実行させるものである。
以下、各構成を詳細に説明する。

＜火災感知器＞
火災感知器３は、煙感知器等の火災の発生を感知するものであり、消火領域５内を常に監視している。火災感知器３は、煙の検出などにより火災の発生を感知すると、火災信号（移報信号）を中央制御盤１３に送信する。

＜消火装置＞
消火装置１１は、火源の位置を検知し、さらに火源として検知したものが炎であることを確定し火源を特定する火源探査装置７と、火源探査装置７に対応して設けられた回動式放水ノズル９とを備えるものであり、消火領域５に複数設置されている。消火装置１１の各構成と動作について、図２を用いて説明する。

《火源探査装置》
火源探査装置７は、中央制御盤１３の起動指示（起動信号）に従って、水平方向に旋回及び垂直方向に俯仰して火源位置を検知し、該検知した火源１５の方向に指向して炎特有の事象を検知することで火源１５が炎であることを確定するものである。更に、火源１５を特定時の旋回角及び俯角の情報を中央制御盤１３に送信する。

本実施の形態における火源探査装置７は、図２に示すように、火源１５の位置を検知する赤外線リニアセンサ１７と炎特有の事象を検知する炎検知器１９によって構成されている。
赤外線リニアセンサ１７と炎検知器１９の動作については後述する。

《回動式放水ノズル》
回動式放水ノズル９（以降、単に「ノズル」ともいう）は、火源探査装置７と一体となって回動し、火源探査装置７が特定した火源１５の方向に指向して放水するものである。回動式放水ノズル９の放水は、遠投・中投・近投ノズルを組み合わせて構成されており、設置位置の真下から所定の距離（防護半径）離れたところまで帯状に放水が可能である。さらに、１８０°回動可能であるので一つの回動式放水ノズル９の放水射程範囲は半円状となる。上述したように、この半円の半径（防護半径）は回動式放水ノズル９の放水性能及び設置高さによって定まる。
以上のように構成される消火装置１１の火災発生時の動作について図２（ａ）～図２（ｅ）を用いて説明する。

平常時（火災発生前）、待機状態の消火装置１１の回転式放水ノズル９、赤外線リニアセンサ１７、炎検知器１９は設置壁面内部に格納されている（図２（ａ））。なお、待機状態は、消費電力の大きい機器類に電力を供給しない省電力の状態であり、平常時の消火装置１１を待機状態することで、電力消費量を抑えている。
火災が発生すると、火災感知器３からの火災信号を受信した中央制御盤１３から各消火装置１１に起動信号が送信され、各消火装置１１が一斉に起動し、火源探査を開始する（図２（ｂ））。

起動した消火装置１１は、赤外線リニアセンサ１７、炎検知器１９、回動式放水ノズル９が一体となって旋回し、赤外線リニアセンサ１７が旋回範囲の中で最も温度の高い場所を検出する。その後赤外線リニアセンサ１７が垂直方向に俯仰し、高温部の幅方向の中心で最も下の位置を火源１５の位置として検知する（図２（ｃ））。
その後、炎検知器１９はその指向方向を赤外線リニアセンサ１７が検知した火源１５の位置に向け、炎検知器１９が炎特有の波長や揺らぎを検知することで、炎であることを確定し、火源１５を特定したこと及び火源位置検知時の水平方向の旋回角及び垂直方向の俯角の情報を中央制御盤１３に送信する（図２（ｄ））。
回動式放水ノズル９は、中央制御盤１３から放水指示を受信すると、赤外線リニアセンサ１７が検知した火源１５の位置に指向して放水を実行する（図２（ｅ））。

なお、本実施の形態における消火装置１１は、火源探査装置７が、赤外線リニアセンサ１７と炎検知器１９の二つの構成からなる例を説明したが、本発明はこれに限るものではなく、火源位置の探査及び炎検知を同時に行うことができるような一体構造のものであってもよい。

＜中央制御盤＞
中央制御盤１３は、各消火装置１１から火源までの距離の計算を実行するのに必要な各種情報を記憶する記憶手段２１と、火源検知角度取得手段２３と、計算ペア選定手段２５と、火源水平距離算出手段２７と、消火装置選択手段２９を備えている。なお、中央制御盤１３に予め設定されたプログラムが実行されることで、各手段が実現される。
中央制御盤１３の各構成について以下に説明する。

《記憶手段》
記憶手段２１は、消火装置情報３１、基準情報３３、誤差補正情報３５及び火災感知器３や消火装置１１から取得した情報等を記憶するものである。
消火装置情報３１は、消火設備１に設置された各消火装置１１に関する情報であり、消火装置１１の型式、設置高さ、防護半径等の情報を含むものである。
基準情報３３は、各消火装置１１が他のどの消火装置１１と放水射程範囲が重なるまたは接しているかを示す情報や、２台の消火装置１１を平面視で結んだ直線である基準線の長さ、基準線３７と消火装置１１の設置面とがなす角である基準角等の情報を含むものである。
誤差補正情報３５は、後述する補正手段２７ａで使用する情報であり、基準線の長さに応じた誤差補正値等の情報を含むものである。

《火源検知角度取得手段》
火源検知角度取得手段２３は、火災感知器３からの火災信号を受信すると、火災感知器３の監視エリアに設置されている全ての消火装置１１に対して起動信号を送信し、火源１５を特定した消火装置１１から旋回角及び俯角情報をそれぞれ取得するものである。取得した旋回角及び俯角等の情報は記憶手段２１に記憶される。

《計算ペア選定手段》
計算ペア選定手段２５は、火源水平距離算出手段２７が、火源１５までの距離を計算するのに用いる他の消火装置１１を選定するものである。
本実施の形態における計算ペア選定手段２５の選定対象となる他の消火装置１１は、火源１５を特定している消火装置１１である。
計算ペアとして選定対象となる他の消火装置１１が２台以上ある場合は、そのいずれかを計算ペアとして選定すればよい。

《火源水平距離算出手段》
火源水平距離算出手段２７は、各消火装置１１に対して、水平方向における火源１５までの距離（火源水平距離）をそれぞれ算出するものである。
本実施の形態における火源水平距離の算出方法は、計算ペアとして選定された２台の消火装置１１について平面視で２台の消火装置１１と火源１５を結んだ三角形を想定し、２台の消火装置１１の旋回角から三角関数を用いて算出する。
なお、具体的な計算方法は後述の実施例で詳細に説明する。

《消火装置選択手段》
消火装置選択手段２９は、火源水平距離算出手段２７で算出した各消火装置１１の火源水平距離及び記憶手段２１に記憶された各消火装置１１の防護半径に基づいて、火源１５を消火するのに最適な消火装置１１を選択し、放水を実行させるものである。例えば、防護半径から火源水平距離算出手段２７で算出した火源水平距離を差し引いて、その値がもっとも大きい消火装置１１を選択して放水を実行させるとよい。

また、消火装置選択手段２９が消火装置１１を選択する他の方法として、例えば、算出した各消火装置１１の火源水平距離及び各消火装置１１の防護半径に基づいて、火源１５が防護半径内に位置しているかどうかを判定し、火源１５が防護半径内に位置している消火装置１１が複数あるような場合には、その中で、火源１５を検知したときの俯角が最も大きい消火装置１１を選択するようにしてもよい。俯角が最も大きい消火装置１１を選択するのは、最も下を向いて火源を検知した消火装置１１が、多くの場合に火源１５に最も近いからである。

上述したような本実施の形態の消火設備１が設置された消火領域５内に火災が生じた場合の、火災感知から放水実行までの動作は以下の通りである。
まず、火災を感知した火災感知器３から火災信号を受信した中央制御盤１３の火源検知角度取得手段２３は、該当する消火領域５内に設置された全ての消火装置１１に対して起動信号を送信する。
中央制御盤１３から起動信号を受信した各消火装置１１は一斉に火源１５位置の探査を開始し、火源１５を特定した消火装置１１は中央制御盤１３に火源検知角度を送信する（図２参照）。火源検知角度取得手段２３は火源検知角度を受信し、この情報が記憶手段２１に記憶される。

計算ペア選定手段２５は、火源１５を検知した各消火装置１１に対し、計算に用いる他の消火装置１１を計算ペアとして選定する。
火源水平距離算出手段２７は、火源水平距離の算出対象である一つの消火装置１１と、計算ペアの他の消火装置１１の旋回角や、基準情報などに基づいて火源水平距離を算出する。
消火装置選択手段２９は、各消火装置１１の火源水平距離と防護半径に基づいて、火源１５を消火するのに最適な消火装置１１を選択し、放水指示を送信する。
中央制御盤１３から放水指示を受信した消火装置１１は回動式放水ノズル９を火源１５に指向して放水を実行する。

以上のように本実施の形態における消火設備１では、各消火装置１１の防護半径と火源１５までの距離に基づいて、放水を実行する消火装置１１を選択しているので、防護半径が異なる消火装置１１が混在する場合であっても、火源１５を消火するのに最適な消火装置１１を選択することができる。

なお、上記の説明では計算ペアとして他の消火装置１１が２台以上選定された場合いずれかの計算ペアを用いることとした。しかし、複数の計算ペアが選定された場合、火源水平距離算出手段２７は各計算ペアにおいてそれぞれ火源水平距離を算出し、そして、複数得られた火源水平距離の候補の中から、予め設定された優先条件に従って、最も優先順位の高い計算結果を、火源水平距離として確定するようにしてもよい。
以下、上記優先条件を説明するために、まずは、火源検知角度の誤差に対する火源水平距離の算出誤差について図３を用いて説明する。

本実施の形態における火源水平距離は、上述したとおり、消火装置１１の火源検知角度を用いて算出するが、この火源検知角度は火源探査装置７に搭載されたセンサが火源１５を検知した時に得られるものであり、火源１５の実際の位置に対し、数度程度の測定誤差が生じる場合がある。誤差を含んだ火源検知角度で火源水平距離を算出すれば、その計算結果にも影響を与える。そこで、消火装置１１の火源検知角度（旋回角）に最大１°の測定誤差があった場合の例を図３に示す。なお、この測定誤差について、実際の火源方向に対して、図中、時計回りに１°のずれ角を「－１°」、反時計回りに１°のずれ角を「＋１°」と表記する。
図３は対面して設置された消火装置Ａと消火装置Ｂを平面視した状態である。破線はそれぞれの防護半径を示している。以降、複数の消火装置１１を説明するにあたり、消火装置１１とその位置を特定するためアルファベット（Ａ、Ｂ、・・・）を付して説明する。

図３に示す位置に火源１５がある時、消火装置Ａの実際の火源水平距離はｌである。この時、消火装置Ａの火源検知角度である旋回角が＋１°測定誤差があり、かつ、消火装置Ｂの旋回角も＋１°測定誤差があるとき、それらの検知角度を用いて算出される火源水平距離はｌ´である。
このｌとｌ´の差が、２台の消火装置Ａ、Ｂにそれぞれ１°測定誤差があった場合の火源水平距離の算出誤差である。そして、２台の消火装置Ａ、Ｂと火源１５の位置関係によって、同じ１°の測定誤差でも、算出誤差の大きさは異なる。その一例を図４に示す。

図４は、対面して設置された消火装置Ａと消火装置Ｂを平面視した状態である。図４（ａ）は、２台の消火装置Ａ、Ｂと火源１５を結んだときに、消火装置Ａと火源１５を結んだ直線と、消火装置Ｂと火源１５を結んだ直線の交差角が１２０°となる例である。図４（ｂ）はこの交差角が９０°、図４（ｃ）は６０°となる例である。それぞれ楕円部分の拡大図を示し、拡大図内の黒点を実際の火源１５の位置とする。
また、拡大図内の白抜き点はいずれも、消火装置Ａ及び消火装置Ｂに１°の測定誤差があった時の火源検知位置であり、「消火装置Ａ：－１°、消火装置Ｂ：－１°」「消火装置Ａ：－１°、消火装置Ｂ：＋１°」「消火装置Ａ：＋１°、消火装置Ｂ：－１°」「消火装置Ａ：＋１°、消火装置Ｂ：＋１°」の４パターンを示している。

図４（ａ）～図４（ｃ）において、基準線方向をＸ、基準線と直交する方向をＹとすると、白抜き点で示した火源検知位置は、上記交差角が大きくなるとＸ方向にずれ、さらに、上記交差角が小さくなるとＹ方向にずれる。
これらの理由により、測定誤差が最大であった時の４つの火源検知位置における火源水平距離の平均が最も実際の火源水平距離に近いのは図４（ｂ）に示した交差角が９０°の場合である。
従って、平面視において２台の消火装置１１と火源１５を結んだときに、一つの消火装置１１と火源１５を結んだ直線と、他の消火装置１１と火源１５を結んだ直線の交差角が９０°に最も近い計算ペアによる計算結果を、火源水平距離として用いるのが好ましい。

上述したように、上記交差角が９０°に最も近い計算ペアによる算出結果を優先順位の高い計算結果として選択することにより、旋回角の誤差による火源水平距離の算出誤差がより小さいものを火源水平距離として確定することができる。

また、この旋回角の誤差による火源水平距離の算出誤差は、火源１５が２台の消火装置１１間の基準線の近傍にあるとき、特に大きく生じる。火源水平距離算出手段は、予め定めた判断基準によって、火源１５が２台の消火装置１１間の基準線の近傍にあると判断される計算ペアにおいては、旋回角に代えて、火源探査装置７の垂直方向の俯角を用いた算出方法で火源水平距離を求めるのが好ましい。
火源１５が基準線に近いほど、前述した交差角は１８０°に近い値となるので、例えば、前記交差角が１６０°以上になるような計算ペアについては、俯角を用いた算出方法とする。俯角を用いた算出方法では、２台の消火装置１１の基準線を側面視した状態で、２台の消火装置１１と火源を結んだ三角形を想定し、それぞれの俯角から三角関数を用いて算出する。
なお、一つの消火装置１１における火源水平距離の候補が俯角を用いて求めたものしかなかった場合には、その中で最も大きい値を火源水平距離として確定すればよい。
俯角を用いた火源水平距離の算出方法は、後述の実施例で詳細に説明する。

上述したように、２台の消火装置１１と火源１５の位置関係によって、火源水平距離の算出方法を変えるようにしたことで、火源検知角度の測定誤差による影響がより小さい方法で火源水平距離を算出することができる。

また、算出した火源水平距離が実際の火源水平距離を下回ることを防ぐため、予め設定された誤差補正値を火源水平距離に加算するために、補正手段２７ａを備えるようにしてもよい。補正手段２７ａによって誤差補正を行う理由は以下のとおりである。

例えば、図３に示した例では、旋回角の１°の測定誤差により、算出した火源水平距離が実際の火源水平距離よりも短い。これは、火源１５が防護半径内にない消火装置Ａが放水する消火装置１１として選択される可能性を含むものであり、消火の確実性を欠くことになり好ましくない。
測定誤差がある旋回角を用いて算出した場合の火源水平距離の誤差は、火源１５が一点鎖線で示す基準線の近傍にあるとき大きくなると前述したが、さらにこの誤差は、基準線の長さが長い、即ち、計算ペアの消火装置１１が遠いほど大きくなるものでもある。

そこで、２台の消火装置１１の火源検知角度にそれぞれ１°誤差があった場合に生じる火源水平距離の誤差を、消火装置間距離（基準線の長さと同じ）に応じて予め求めておき、記憶手段２１に記憶している（誤差補正情報３５）。予め求めておいたその値を、火源水平距離の算出後さらに加算する。
誤差補正情報３５の具体例については、後述の実施例で説明する。

このように、火源１５が基準線近傍にある場合にはより安全性の高い計算方法で火源水平距離を算出し、さらに、２台の消火装置１１間の距離に応じて影響が大きくなる測定誤差についても、消火装置１１の火源検知角度の測定誤差による算出誤差を設定しておけば、算出した火源水平距離が実際の火源水平距離を下回ることがないようになっており、安全性を向上させている。

なお、本実施の形態は、計算ペア選定手段２５が他の消火装置１１を選定する選定条件として、火源１５を特定していることに加えて、放水射程範囲が重なる、または接しているものとしてもよい。このような追加条件によって選定対象となる計算ペアを絞り込むことで、上述したような各計算ペアにおいてそれぞれ火源水平距離を算出するようにしたときの演算処理を減らすことができる。

以上のように構成された消火設備１における、消火装置選択までの計算過程を、具体的な消火装置１１の設置例及び火災例を用いて説明する。
図５に示すように、消火領域５である壁に囲まれた矩形状のホールには、消火装置Ａ～Ｈが壁面に４０ｍ間隔で設置されている。破線は各消火装置Ａ～Ｈの回動式放水ノズル９の放水射程範囲を示している。このように、各ノズルの放水射程範囲が互いに重なり、消火領域５をもれなく防護している。
このような消火設備１に対し、中央制御盤１３には事前に消火装置情報３１として、各ノズルの型式や、各消火装置Ａ～Ｈの設置高さ、放水射程範囲の半径（防護半径）が予め記憶されている。
ここで、消火装置Ａ～Ｄの設置高さは１６ｍ、消火装置Ｅ～Ｈの設置高さは１２ｍ、防護半径はすべて３７ｍとする。

さらに、中央制御盤１３には基準情報３３として、放水射程範囲が重なる、または接している消火装置（ここでは防護半径隣接消火装置という）の情報や、基準線長さ、基準角が事前に記憶されている。ここでの基準情報３３を表１～表３に示す。防護半径隣接消火装置の関係にない消火装置間の基準線長さ及び基準角は本実施例では計算に使用しないため「－」として表記を省略する。

上述したような消火装置Ａ～Ｈが設置されたホールに火災が生じ、図５に示す位置に火源１５があるものとする。
火災が発生すると、図示しない火災感知器３が煙の検出などにより火災の発生を感知し、火災信号（移報信号）を中央制御盤１３に送信する。火災信号を受信した中央制御盤１３の火源検知角度取得手段２３は、消火装置Ａ～Ｈに対し、起動指令を送信する。

待機状態であった消火装置Ａ～Ｈが中央制御盤１３から起動指令を受信すると、一斉に起動し、消火装置Ａ～Ｈに設けられている火源探査装置７が、反時計回りに旋回して火源１５位置の探査を開始する。本火災例では火源１５位置を検知し、かつ、炎であることを確定（火源特定）したのは消火装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈの５台とする。
火源１５を特定した消火装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈは、火源１５を検知した角度である旋回角β及び俯角γを中央制御盤１３に送信し、中央制御盤１３の火源検知角度取得手段２３はこれを取得する。

旋回角βは図６に示すように、各消火装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈの設置面から反時計回りに火源方向まで旋回した角度であり、本火災例で火源特定した各消火装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈの火源探査装置７の旋回角β_B、β_C、β_D、β_G、β_Hは以下のとおりである。他の火源検知角度である俯角γについては後述する。
消火装置Ｂの火源探査装置７の旋回角β_B＝22.58°
消火装置Ｃの火源探査装置７の旋回角β_C＝52.31°
消火装置Ｄの火源探査装置７の旋回角β_D＝130.68°
消火装置Ｇの火源探査装置７の旋回角β_G＝116.79°
消火装置Ｈの火源探査装置７の旋回角β_H＝60.67°

火源検知角度を取得した中央制御盤１３は、火源特定した消火装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈについて、火源水平距離の計算を開始する。
中央制御盤１３の計算ペア選定手段２５は、表２に示した防護半径隣接消火装置の情報に基づいて、計算ペアを選定する。一つの消火装置につき、計算ペアとして選定対象となるのは、火源１５を特定しており、かつ、本実施例では、加えて防護半径が隣接する関係にある消火装置である。例えば消火装置Ｂの場合、計算ペアとして選定されるのは、火源特定した消火装置（Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈ）であり、かつ、防護半径が隣接する関係にある消火装置（Ａ、Ｃ、Ｅ、Ｆ、Ｇ）である消火装置Ｃ、Ｇの２台である。消火装置Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈについても同様に計算ペアを選定する。

中央制御盤１３の火源水平距離算出手段２７は、計算ペア選定手段２５が選定した計算ペアの組み合わせにおいて、旋回角または俯角を用いて火源水平距離を算出する。まず、旋回角を用いた火源水平距離の算出方法について説明する。
火源水平距離を求める消火装置と、その計算ペアの他の消火装置と火源（ここでは便宜上火源Ｏとする）とを平面視でそれぞれを直線で結び三角形を形成する。例えば、消火装置Ｂの火源水平距離を求める場合、消火装置Ｂと、その計算ペアの消火装置Ｇと、火源Ｏによって形成する三角形は図７に一点鎖線で示す三角形ＢＧＯである。

この三角形ＢＧＯにおいて、直線ＢＧは前述したように、消火装置Ｂと消火装置Ｇの基準線であるので、基準情報（表３）より、基準角αは以下のとおりである。
消火装置Ｂの設置面と基準線ＢＧがなす基準角α_BG＝57.17°
消火装置Ｇの設置面と基準線ＢＧがなす基準角α_GB＝57.17°

続いて、基準角α、旋回角βより求められる、三角形ＢＧＯの三つの角は以下のとおりである。
基準線ＢＧと直線ＢＯがなす角である消火装置Ｂの偏り角θ_BG＝34.59°
基準線ＢＧと直線ＧＯがなす角である消火装置Ｇの偏り角θ_GB＝59.62°
直線ＢＯと直線ＧＯがなす角である火源頂点角φ_BG＝85.79°

基準情報（表２）より、基準線ＢＧの長さは73.78ｍであるので、正弦定理より直線ＢＯの長さは下記式（１）で求めることができる。
BO=BG/sin（φ_BG）・sin（θ_GB）・・・（１）
ここで、求められた直線ＢＯの長さ（63.82ｍ）を、計算ペアとして消火装置Ｇを用いて算出した消火装置Ｂの暫定火源水平距離ａとする。

消火装置Ｂは消火装置Ｇの他に、消火装置Ｃも計算ペアとして選定されているので、同じように、図８に示すような火源水平距離を求める消火装置Ｂと、その計算ペアの消火装置Ｃと火源Ｏによって形成される三角形ＢＣＯから、基準情報３３及び旋回角を用いて直線ＢＯの長さ（消火装置Ｂの暫定火源水平距離ａ）を求める。

同様に、消火装置Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈについても、計算ペア選定手段２５で選定されたすべての計算ペアを用いてそれぞれ暫定火源水平距離ａを算出する。
火源特定した消火装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈのそれぞれについて、各計算ペアを用いて算出した、偏り角θ、火源頂点角φ、暫定火源水平距離ａをまとめたものを表４～表６に示す。計算ペアとして選定されていない組み合わせは計算を行わないので表中「－」としている。

なお、表６に示したもののうち、例えば、消火装置Ｃの計算ペアとして消火装置Ｈを用いたときの暫定火源水平距離ａのように数値の下に下線が引かれたものは、上述した旋回角を用いた算出方法ではなく、俯角を用いて算出したものである。
俯角を用いた計算は、前述したように、基準線と火源が近いような計算ペアの場合に用いるものである。本実施例では、２つの偏り角θの和が２０°以下、即ち、火源頂点角φが１６０°以上になるような計算ペアについては、俯角を用いて暫定火源水平距離ａを算出している。以降に、俯角を用いた算出方法について説明する。

図９は、消火装置Ｃと消火装置Ｈを、図６の矢視ＫＫ方向から側面視した図である。
ｈ_c、ｈ_Hは消火装置情報３１に記憶されている消火装置Ｃ、Ｈの設置高さであり、前述したようにｈ_c＝１６ｍ、ｈ_H＝１２ｍである。
俯角γは図９に示すように、火源探査装置７が水平方向から火源方向まで下向きに回動した時の角度であり、消火装置Ｃ、Ｈの火源探査装置７の俯角γ_C、γ_Hは以下のとおりである。
消火装置Ｃの火源探査装置７の俯角γ_C＝24.33°
消火装置Ｈの火源探査装置７の俯角γ_H＝13.09°

Ｃ′は消火装置Ｃ設置高さの水平線と消火装置Ｈ設置面との交差点である。Ｃ″は火源高さの水平線と消火装置Ｃ設置面との交差点である。消火装置Ｈに対するＨ′、Ｈ″も同様である。
ここで、ＣＣ′、ＨＨ′、Ｃ″Ｈ″の長さは、それぞれ基準線長さ（消火装置間水平距離）に相当するので、基準情報３３（表２）より73.38ｍである。
これらの情報から、下記に示す式（２）～（９）を用いて求められるＣ″Ｏの長さ（30.89ｍ）を、計算ペアとして消火装置Ｈを用いて算出した消火装置Ｃの暫定火源水平距離ａとする。

続いて、補正手段２７ａにより、基準線長さに応じて予め設定された誤差補正値を、表６に示した暫定火源水平距離ａに加算する。前述したように、本実施例では、２台の消火装置の火源検知角度がそれぞれ１°誤差があった場合に生じる火源水平距離の誤差について、基準線の長さに応じて生じる誤差の大きさを予め求め、誤差補正情報３５として記憶している。本実施例における誤差補正値は、0.0503×基準線長さとし、各消火装置における誤差補正値を表７に示す。また、暫定火源水平距離ａ（表６）に誤差補正値（表７）を加算した暫定火源水平距離ｂを表８に示す。

続いて、火源水平距離算出手段２７は、表８に示した暫定火源水平距離ｂより、最も計算信頼度の高いものを火源水平距離として確定する。前述したように、本実施例では、火源頂点角Φが最も９０°に近くなるような消火装置を計算ペアに用いた計算結果を優先的に選択する。そこで、表９に各消火装置の各計算ペアにおける火源頂点角の９０°からの差を示し、その値が最も小さい計算ペアを高信頼消火装置として示す。

表８に示した各消火装置の暫定火源水平距離ｂの中から、高信頼消火装置を計算ペアとしたときの値を各消火装置の火源水平距離として確定する。確定した各消火装置の火源水平距離を表１０に示す。

続いて、消火装置選択手段２９は火源水平距離算出手段２７が算出した火源水平距離に基づいて、消火装置Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｇ、Ｈの中から放水を実行する消火装置を選択する。
選択する消火装置は消火装置情報３１に記憶されている防護半径から火源水平距離を差し引いた値が最も大きいものとする。本実施例では、表１１に示すように、防護半径から火源水平距離を差し引いた距離Ｌが最も大きいのは消火装置Ｃであるので、消火装置選択手段２９は消火装置Ｃを選択して放水を実行させる。

ここで、例えばすべての消火装置で距離Ｌがマイナスの値になってしまった場合には、各火源水平距離から補正手段２７ａで加算した誤差補正値を引き、誤差補正する前の火源水平距離、即ち、暫定火源水平距離ａの値で距離Ｌを再計算するとよい。その場合にも、再計算した距離Ｌが最も大きい消火装置を選択して放水を実行させる。

上述した例では各消火装置１１の防護半径が同じであるが、本発明は防護半径から火源水平距離を差し引いた距離Ｌの値で放水する消火装置１１を選択しているので、防護半径が異なる消火装置１１が混在していても火源１５を消火するのに最適な消火装置１１を選択することが可能である。

なお、本実施例では計算ペアとして選定されたすべての消火装置について暫定火源水平距離を求め、その中から高信頼消火装置を計算ペアとしたときの値を各消火装置の火源水平距離として確定する例を示した。しかし、本発明はその限りではなく、先に高信頼消火装置を決定してから、高信頼消火装置を計算ペアに用いた演算のみ行うようにしてもよい。
例えば、消火装置Ｂの計算ペアとして選定された消火装置Ｃ、Ｇの場合、火源頂点角φ_BCとφ_BGのうち、９０°により近いのはφ_BGであるから、高信頼消火装置である消火装置Ｇを計算ペアとして算出した暫定火源水平距離ｂを消火装置Ｂの火源水平距離として確定し、消火装置Ｃを計算ペアとした演算は行わないようにしてもよい。このようにすることで、火源水平距離を算出するための演算処理を減らすことができる。

なお、上記は旋回角による計算方法で火源水平距離を求める計算ペアがひとつでもある場合を想定しているものであり、選定された計算ペアのすべてにおいて、俯角を用いて計火源水平距離を算出する場合はその限りではない。例えば、選定された計算ペアにおいて、すべての火源頂点角φが１６０°以上であった場合には、高信頼消火装置の決定は行わず、俯角を用いた計算方法でそれぞれの計算ペアを用いた暫定火源水平距離を算出し、その中で最も大きい値を火源水平距離として確定するとよい。

１消火設備
３火災感知器
５消火領域
７火源探査装置
９回動式放水ノズル
１１消火装置
１３中央制御盤
１５火源
１７赤外線リニアセンサ
１９炎検知器
２１記憶手段
２３火源検知角度取得手段
２５計算ペア選定手段
２７火源水平距離算出手段
２７ａ補正手段
２９消火装置選択手段
３１消火装置情報
３３基準情報
３５誤差補正情報

Claims

火災感知器と、消火領域に複数設置されて少なくとも水平方向に旋回して火源位置を検知する火源探査装置と回動式放水ノズルとを備える消火装置と、前記火災感知器の火災信号に基づいて前記消火装置を制御する中央制御盤とを備え、該中央制御盤が火源を消火するのに最適な消火装置を選択して放水を実行させる消火設備であって、
前記中央制御盤は、
前記消火装置の放水射程範囲を示す防護半径を含む消火装置情報と、二つの前記消火装置を結んだ直線である基準線の長さ及び該基準線と前記消火装置の設置面とがなす角である基準角を含む基準情報を記憶する記憶手段と、
火源を特定した消火装置から、前記火源探査装置の水平方向の旋回角を取得する火源検知角度取得手段と、
火源を特定した一つの消火装置に対し、火源を特定した他の消火装置を、前記一つの消火装置から前記火源までの水平距離である火源水平距離を計算するための計算ペアとして選定する計算ペア選定手段と、
前記一つの消火装置と前記他の消火装置間における前記基準線の長さ、前記基準角及び前記旋回角に基づいて、前記火源水平距離を算出する火源水平距離算出手段と、
該火源水平距離算出手段で算出した各消火装置の前記火源水平距離及び前記防護半径に基づいて、放水する消火装置を選択する消火装置選択手段と、を備え、
前記火源水平距離算出手段は、前記計算ペアとして他の消火装置が複数選定された場合、その中から、前記一つの消火装置と前記火源を結んだ直線と、前記他の消火装置と前記火源を結んだ直線との交差角が９０°に最も近いものを高信頼計算ペアとして選出し、
前記一つの消火装置と前記高信頼計算ペアの他の消火装置間における前記基準線の長さ、前記基準角及び前記旋回角に基づいて、前記火源水平距離を算出することを特徴とする消火設備。
火災感知器と、消火領域に複数設置されて少なくとも水平方向に旋回して火源位置を検知する火源探査装置と回動式放水ノズルとを備える消火装置と、前記火災感知器の火災信号に基づいて前記消火装置を制御する中央制御盤とを備え、該中央制御盤が火源を消火するのに最適な消火装置を選択して放水を実行させる消火設備であって、
前記中央制御盤は、
前記消火装置の放水射程範囲を示す防護半径を含む消火装置情報と、二つの前記消火装置を結んだ直線である基準線の長さ及び該基準線と前記消火装置の設置面とがなす角である基準角を含む基準情報を記憶する記憶手段と、
火源を特定した消火装置から、前記火源探査装置の水平方向の旋回角を取得する火源検知角度取得手段と、
火源を特定した一つの消火装置に対し、火源を特定した他の消火装置を、前記一つの消火装置から前記火源までの水平距離である火源水平距離を計算するための計算ペアとして選定する計算ペア選定手段と、
前記一つの消火装置と前記他の消火装置間における前記基準線の長さ、前記基準角及び前記旋回角に基づいて、前記火源水平距離を算出する火源水平距離算出手段と、
該火源水平距離算出手段で算出した各消火装置の前記火源水平距離及び前記防護半径に基づいて、放水する消火装置を選択する消火装置選択手段と、を備え、
前記火源探査装置は、垂直方向に俯仰して火源位置を検知する機能をさらに有し、
前記火源検知角度取得手段は、前記火源探査装置の垂直方向の俯角を取得し、
前記火源水平距離算出手段は、前記一つの消火装置と前記火源を結んだ直線と前記他の消火装置と前記火源を結んだ直線の交差角が１６０°以上となる前記計算ペアにおいては、前記旋回角に代えて、前記俯角を用いて前記火源水平距離を算出することを特徴とする消火設備。
火災感知器と、消火領域に複数設置されて少なくとも水平方向に旋回して火源位置を検知する火源探査装置と回動式放水ノズルとを備える消火装置と、前記火災感知器の火災信号に基づいて前記消火装置を制御する中央制御盤とを備え、該中央制御盤が火源を消火するのに最適な消火装置を選択して放水を実行させる消火設備であって、
前記中央制御盤は、
前記消火装置の放水射程範囲を示す防護半径を含む消火装置情報と、二つの前記消火装置を結んだ直線である基準線の長さ及び該基準線と前記消火装置の設置面とがなす角である基準角を含む基準情報を記憶する記憶手段と、
火源を特定した消火装置から、前記火源探査装置の水平方向の旋回角を取得する火源検知角度取得手段と、
火源を特定した一つの消火装置に対し、火源を特定した他の消火装置を、前記一つの消火装置から前記火源までの水平距離である火源水平距離を計算するための計算ペアとして選定する計算ペア選定手段と、
前記一つの消火装置と前記他の消火装置間における前記基準線の長さ、前記基準角及び前記旋回角に基づいて、前記火源水平距離を算出する火源水平距離算出手段と、
該火源水平距離算出手段で算出した各消火装置の前記火源水平距離及び前記防護半径に基づいて、放水する消火装置を選択する消火装置選択手段と、を備え、
前記火源水平距離算出手段は、補正手段を有し、
該補正手段は、基準線長さに応じて予め設定された誤差補正値を前記火源水平距離に加算することを特徴とする消火設備。
火災感知器と、消火領域に複数設置されて少なくとも水平方向に旋回して火源位置を検知する火源探査装置と回動式放水ノズルとを備える消火装置と、前記火災感知器の火災信号に基づいて前記消火装置を制御する中央制御盤とを備え、該中央制御盤が火源を消火するのに最適な消火装置を選択して放水を実行させる消火設備であって、
前記中央制御盤は、
前記消火装置の放水射程範囲を示す防護半径を含む消火装置情報と、二つの前記消火装置を結んだ直線である基準線の長さ及び該基準線と前記消火装置の設置面とがなす角である基準角を含む基準情報を記憶する記憶手段と、
火源を特定した消火装置から、前記火源探査装置の水平方向の旋回角を取得する火源検知角度取得手段と、
火源を特定した一つの消火装置に対し、火源を特定した他の消火装置を、前記一つの消火装置から前記火源までの水平距離である火源水平距離を計算するための計算ペアとして選定する計算ペア選定手段と、
前記一つの消火装置と前記他の消火装置間における前記基準線の長さ、前記基準角及び前記旋回角に基づいて、前記火源水平距離を算出する火源水平距離算出手段と、
該火源水平距離算出手段で算出した各消火装置の前記火源水平距離及び前記防護半径に基づいて、放水する消火装置を選択する消火装置選択手段と、を備え、
前記消火装置選択手段は、前記防護半径から前記火源水平距離を差し引いた値が最も大きい前記消火装置を選択することを特徴とする消火設備。