JPH03683A - 浮屋根タンクの火災検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は浮屋根タンクの火災検知装置に関するものであ
る。

［従来の技術〕 野外設置の石油類貯蔵タンクは、浮屋根型石油類貯蔵タ
ンクの国内設置数は壬数百基を数えており、それらの貯
蔵タンクには火災発生時の被害を最小限に押えるための
消火設備の設置が義務付けられているが、火災を検知す
るための装置は設けられていないのが現状である。

このため、従来では、火煙等が貯蔵タンクの上部に現わ
れたとき、外部から望見して火災の発生を知り、又火災
の位置、範囲を確認するためには、トップウィンドガー
ダ−まで昇って、又は他の方法によるタンクの極く近傍
の高所から目視確認する等の危険な方法をとらざるを得
ないのが現状である。

しかし、この方法では、すべてが目視確認によっている
ために、不確実であると共に、火災を確認する・までに
所要の時間を要してしまうために、消火活動が遅れ、消
火の原則である初期消火の時期を逸して被害を拡大させ
てしまう問題がある。

このため、近年、種々の火災検知装置か研究されている
が、前記貯蔵タンクには安全上電気的な検知装置は適用
することができず、そのためにハロゲン化物等の不活性
ガスを利用した警報信号発生装置付消火設備が考えられ
ている。

この方式は、例えば不活性の液化ガスが収容された蓄納
容器に接続されているガス放出ノズルが耐圧ガラス容器
内に収納されており、該耐圧ガラス容器が火焔等による
温度上昇で破壊することにより前記不活性ガスがノズル
から放出し、蓄納容器内の液化ガスの液位が低下するの
をレベルスイッチによって検出して、火災警報信号を出
すようにしである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記不活性ガスを用いた検知方式においても、
耐圧ガラス容器が火焔以外の振動等の要因によって割れ
て誤動作したり、又均−な設定温度で割れるようにする
のが技術的に難しく、更に上記した設備を大型の貯蔵タ
ンクの周方向に多数配置することは設備全体を非常に高
価なものとしてしまう等の問題がある。

又、上記設備を設置したとしても、火災の位置、範囲等
を知ることはできず、よって火災発生個所を集中的に初
期消火して効果的な消火を行うというようなことはでき
ない。

本発明は上記の従来の問題点に着目したもので、浮屋根
外周のシール部に巡らした光ファイバセンサを有する火
災検知装置により、タンクから離れた位置で常時シール
部の温度及び温度が上った場合は、さらにその範囲と位
置等を人為的誤認のない状態で表示、或いは火災警報並
に自動消火機器等に操作信号等を与えて適確で敏速な初
期消火活動を行えるようにすることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は浮屋根タンクのシール部に沿って配置した光フ
ァイバセンサと、該光ファイバセンサの端部からパルス
光を入射するレーザ発振器と、該レーザ発振器からのパ
ルス光の入射によって光ファイバセンサから戻るラマン
後方散乱光に基づいて光ファイバの距離と温度を演算す
る演算装置と、該演算装置の演算結果を表示する表示装
置とを備えたことを特徴としており、又前記光ファイバ
センサが、ジグザグ形状を有して配置されていることを
特徴としており、更に又前記演算装置に警報信号を出力
する防災監視盤が接続されていることを特徴とするもの
である。

［作　　　用］ 浮屋根タンクのシール部に巡らされた光ファイバセンサ
にレーザ発振器からのパルス光が入射されると、光ファ
イバセンサ各部から戻るラマン後方散乱光に基づいて光
ファイバセンサ各部の距離と温度が演算装置によって演
算され、光ファイバセンサ各部の温度が表示装置に表示
され、よって光ファイバセンサの温度の上昇と上昇位置
から火災の発生を知ることができる。

このとき、光ファイバセンサをジグザグ形状に配置する
と、断線し難くなり、且つ距離を稼いでより精度の良い
位置検出ができる。又前記演算結果に基づいて防災監視
盤により警報信号を出力させることができる。

［実　施　例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の一実施例であり、浮屋根タンク（図示
では４個）１の火災が発生し易い個所に沿って光ファイ
バセンサ２を配置しく図示の場合４個の浮屋根タンク１
に順次直列的に配置している）、該光ファイバセンサ２
の一端を温度検出装置３に接続する。

温度検出装置３は、レーザ発振器４によって発振したパ
ルス光Ｇを光ファイバ５及び光分岐器Ｂを介して前記光
ファイバセンサ２の一端に導くようにしており、且つ前
記光分岐器６には光ファイバ７を介して別の光分岐器ａ
が接続されており、該光分岐器８には光ファイバ９．１
Ｏ及びス！・−ラス光と反ストークス光を取り出す干渉
フィルタ１１．１２を介して夫々の光信号を電気信号に
変換する２つの光検出器１３．１４が接続されている。

更に上記光検出器１３．１４には、２チヤンネルアナロ
グ・デジタルコンバータ１５が接続されていると共に、
該２チヤンネルアナログ・デジタルコンバータ１５には
演算装置ｈｅが接続されており、該演算装置Ｈには表示
装置１７が接続されている。図中Ｌ８は前記演算装置１
６に接続され警報信号１９を出力する防災監視盤を示す
。

前記レーザ発振器４からレーザ光をパルス的に打ち出し
て光ファイバ５及び光分岐器６を介して光ファイバセン
サ２に導入すると、パルス光Ｇが光ファイバセンサ２を
伝播するに従って、光ファイバセンサ２各部から後方散
乱光Ｅが前記パルス光Ｇとは逆方向に戻る。

後方散乱光Ｅは、第２図に示すように反ストークス光２
０とストークス光２１からなるラマン後方散乱光とレイ
リー散乱光２２からなり、前記反ストークス光２０とス
トークス光２１の光量比は、下記（Ｄ式に示すように温
度に依存していることν。；入射するレーザ光の波数 ７ｋ　＝ストークス・反ストークス光の、７ｏに対する
シフト波数 ｈニブランク定数 に：ボルツマン定数 Ｃ：光フアイバ中の光速 １ａ：反ストークス光強度 １ｓニスト一クス光強度 Ｔ：絶対温度 このため、前記後方散乱光Ｅを、光分岐器６により取り
出して光ファイバ７に送り、更に光分岐器８にて分けた
後方散乱光Ｅを干渉フィルタ１１．１２に導いて反スト
ークス光２ｏとストークス光２１を取り出し、夫々の光
２０．２１を光検出器Ｈ，１４にて電気信号に変換し、
更に２チヤンネルアナログ吻デジタルコンバータ１５を
介して演算装置Ｉ６に入力し、前記の式の演算を行う。

第３図は後方散乱光Ｅの反ストークス光２ｏを例にとっ
てその光量を示したもので、第１図の２１地点でのパル
ス光Ｇ１に対しては反ストークス光２０１が戻り、Ｚ２
地点でのパルス光Ｇ２に対しては反ストークス光２０２
が戻ることになり、２０１は２０２より早く戻るので位
置ＺＩＺ２′は前記地点Ｚ＋、Ｚ２に対応している。

また例えばＺ３地点にて火災が発生して高温になると、
他の地点よりも強い反ストークス光が２３地点に対応す
る位置２３′に生じる。

従って、前記第３図上の時間が第１図の光ファイバセン
サ２の距離に対応しているので、光検出器１３に入射す
る反ストークス光２ｏ＋の強度を時系列的に測定して、
さらに光検出器１４に入射するストークス光２０２につ
いても同様の測定をして、演算装置１６において前記（
Ｄ式の演算を行うことにより、光ファイバセンサ２の距
離に応じた温度分布を知ることができる。

この演算装置１ｆ１８にて求められた距離と４度の関係
を表示装置１７にグラフ、或いは数値で表示することに
より、温度変化と変化位置によって火災の発生と火災の
発生個所を監視員に知らせることができ、更に防災監視
盤１８を介して警報信号１９を出力させて各種防災、消
防設備等を手動、自動で作動させると共に、消防署へ火
災発生を知らせ、極めて早期に消防活動を実施すること
かできる。

又、前記した光ファイバセンサ２が切断した場合には第
４図に示すように切断位置の後方散乱光Ｅの強度が著し
く大きくなり且つその点以降は後方散乱光が戻らなくな
るので、上記したように後方散乱光Ｅの強度を見ていれ
ば、光ファイバセンサ２の断線とその断線位置を知るこ
とができる。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、浮屋根タン
クｌに巡らした光ファイバセンサ２の両端２°、２”の
いずれの側からも光フアイバ切替器２３を介してパルス
光を入射してラマン後方散乱光を計れるように温度検出
装置３に接続したものであり、このようにすると、例え
はＺ４地点にて火災等により光ファイバセンサ２か断線
して光が通らなくなっても、光フアイバ切替器２３によ
り端部２°、２”側への接続を交互に切替えて計測を行
うことにより、光ファイバセンサ２においてＺＪ地点を
境にしたどちらか一方しか温度を測れないというような
事態は防げる。

又、複数の光ファイバセンサ２ａ、２ｂ・・・（図示の
場合は２本）を浮屋根タンク１に巡らして配置し、その
夫々の端部に温度検出装置３ａ、　３ａ’　、　３ｂ。

３ｂ’を設けることにより、光ファイバセンサ２ａ。

２ｂ・・・のうち１本もしくは何本かが火災等で断線し
ても、無事な光ファイバセンサが１本もしくは何本か残
り、継続して温度を計測しつづけることができる。仮に
光ファイバセンサ２ａが２ｂ地点で断線しても、光ファ
イバセンサ２ａの両端に接続された温度検出器３ａ、　
３ｂ”によって、光ファイバセンサ２ａ沿いの温度分布
は測れる。さらに光ファイバセンサ２ｂは断線していな
いので、温度検出器３ａ’、３ｂにより平常通りに計測
できる。

断線個所での破断面により、レーザ光は異常に多く反射
するため、断線したこと及び断線場所を温度検出器３ａ
、３ａ’によって計■１シ、警報を出すこともできる。

第６図は浮屋根タンクの一例を示すもので、浮屋根タン
クはタンク側板２４と、内部油面上に浮かせた浮屋根２
５とから構成されており、該浮屋根２５の周縁部にはタ
ンク側板２４との間の気化ガスのシールを確保するため
第７図のシール部構造の一例に示すように、エンベロー
プ２６にウレタンフオーム２７等が充填されたシール部
２８が構成されており、且つシール部２８の上方には雨
の侵入を防止するためのウェザ−シールドプレート２９
が設けられている。又、浮屋根２５上には、タンク側板
２４の上端との間に掛は渡して浮屋根２５の点検等を行
うためのローリングラダー３０か設けられている。図中
３１はフオームダム板、３２はトップウィンドガーダ−
を示す。

上記浮屋根タンクにおいて火災が発生するような場合、
前記シール部２８の近傍に限定されている。

このため、ｆｆｉ？、８図に示すように、光ファイバセ
ンサ２をジグザグに固定した金網板３３を前記エンベロ
ープ２６上に配置するようにしたり、又第９．１０図に
示すように、光ファイバセンサ２をジグザグに固定した
金網板３３を浮屋根２５のエンベロープ２６上部に固定
した支持材３４を介して支持する。

又、前記金網板３３に光ファイバセンサ２を固定する方
式以外に、第１１図に示すように金網パイプ３５に固定
するようにしたり、或いは他の手段で第１２図及び第１
３図に示すようにコイル状又は波形状等のようにジグザ
グに支持させる。

上記したように、光ファイバセンサ２をジグザグに配設
すると、浮屋根タンクの変形等に追随して自由に変形す
ることができ、よって光ファイバセンサ２に張力が作用
して断線するというような問題の発生を防止することが
できる。

又エンベロープ２Ｂ上の短い区間に、より長い光ファイ
バセンサを配設できるため、温度分布の距離検出精度を
上げる効果もある。

上記のようにして浮屋根タンクのシール部２８に配置さ
れた光ファイバセンサ２の端部は、第６図に示すように
ローリングラダー３０に沿ってタンク側板２４の上端に
導かれ、更にタンク側板２４の外部を下方に導かれた後
、前記温度検出装置３に導かれる。

従って、上記浮屋根タンクの火災検知装置では、浮屋根
タンクの火災の発生が考えられるシール部２８に沿って
光ファイバセンサ２を配置してその端部を温度検出装置
３に接続し、パルス光Ｇを射出して検出を行うことによ
り、光ファイバセンサ２が配置された場所の温度が演算
装置１Ｂによって連続的に求められ、更にその結果が表
示装置１７にグラフ及び数値で表示されることにより、
火災が発生した場合、温度の上昇とその位置を直ちに知
ることができ、更に演算装置１６からの信号により防災
監視盤１８によって早期に警報信号１９を出力させるこ
とができ、よって出火時の消火活動を初期の段階で迅速
に、しかも出火位置を集中的に効率良く消火することが
できる。

又、前記したように、浮屋根タンクｌのシール部に配置
される光ファイバセンサ２は軽量且つ細いので設置のた
めのスペースは非常に小さくて済み、且つ光を通すのみ
であるため、電気式等のような火災の発生原因となるこ
とはなく、且つ断線等の故障があっても検出を続行して
行うこともできる。更に光ファイバセンサ２は電磁波や
磁場等の影響を受けることがないので、正確な温度計測
が可能である。

尚、本発明は上記実施例にのみ限定されるものではなく
、光ファイバセンサの配置数、配置形状等は任意に選定
し得ること、その抽水発明の要旨を逸脱しない範囲内に
おいて種々変更を加え得ること、等は勿論である。

［発明の効果］ 上記したように、本発明の浮屋根タンクの火災検知装置
によれば、次のような優れた効果を奏し得る。

（１〕　　浮屋根タンクのシール部に沿って巡らした光
ファイバセンサにパルス光を入射してその際に戻るラマ
ン後方散乱光に基づいて距離と温度を検出するようにし
ているので、安全、確実に火災の発生を検知することが
できる。

（ａ）　　浮屋根タンクには光ファイバセンサか配置さ
れるのみであるため極めて簡単な構成で故障が発生しに
＜＜、安価に実施できる。

（至）表示装置に距離と温度を表示させることにより、
火災の発生と発生場所を適確に読み取ることができ、誤
認を生じることなく敏速でしかも効率的な初期消火活動
を行わせることができる。

（へ）光ファイバセンサをジグザグ形状に配置すること
により、光ファイバセンサの断線を生じに＜＜シ、且つ
距離を稼いで距離検出精度の向上を図ることができる。

（Ｖ）　　演算装置に接続された防災監視盤により自動
的に警報信号を出させて、迅速な消火活動を行わせるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略を示す平面図、第２図
は後方散乱光の説明図、第３図及び第４図は後方散乱光
が変化する状態を示す説明図、第５図は第１図の装置の
応用例を示す平面図、第６図は本発明を適用した浮屋根
タンクの斜視図、第７図は浮屋根タンクのシール部に光
ファイバセンサを配置する一例を示す切断側面図、第８
図は第７図の平面図、第９図は第７図とは別の光ファイ
バセンサの配置例を示す切断側面図、第１０図は第９図
の平面図、第１１図乃至第１３図は光ファイバセンサの
配置形状例を示す説明図である。 ｌは浮屋根タンク、２は光ファイバセンサ、３は温度検
出装置、４はレーザ発振器、６．８は光分岐器、１１．
１２は干渉フィルタ、１３．１４は光検出器、１５は２
チヤンネルアナログ・デジタルコンバータ、１６は演算
装置、１７は表示装置、１８は防災監視盤、」９は警報
信号、２０は反ストークス光、２１はストークス光、３
３は金網板、３４は支持材、３５は金網バイブ、Ｇはパ
ルス光、Ｅは後方散乱光を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）浮屋根タンクのシール部に沿って配置した光ファイ
   バセンサと、該光ファイバセンサの端部からパルス光を
   入射するレーザ発振器と、該レーザ発振器からのパルス
   光の入射によって光ファイバセンサから戻るラマン後方
   散乱光に基づいて光ファイバの距離と温度を演算する演
   算装置と、該演算装置の演算結果を表示する表示装置と
   を備えたことを特徴とする浮屋根タンクの火災検知装置
   。 ２）光ファイバセンサが、ジグザグ形状を有して配置さ
   れている請求項１記載の浮屋根タンクの火災検知装置。 ３）演算装置に警報信号を出力する防災監視盤が接続さ
   れている請求項１記載の浮屋根タンクの火災検知装置。