JPH047937B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、監視区域内に発生した炎の大きさを
正確、且つ迅速に検出する炎検出装置に関する。

（従来の技術） 本願発明者等は、監視区域内に火災が発生した
ことを検出すると、一対の炎探索装置を駆動し、
炎探索装置からの探索情報に基づく演算結果に応
じて炎の大きさを判別し、炎が所定の大きさ以上
である場合には、ノズルを炎の位置に指向させ、
消火液を放出して消火する自動消火装置を提案し
ている（特願昭58−249141号）。

この自動消火装置では、一対の炎探索装置のそ
れぞれは、炎から輻射される熱エネルギーに、即
ち赤外線の強さに対応した微分出力を送出する焦
電型センサを用いた検出器と、この検出器を水平
方向に走査する水平方向制御手段と、検出器を垂
直方向に制御する垂直方向制御手段のそれぞれを
備えていた。

従来の自動消火装置に用いられている炎探索装
置の炎探索動作を説明すると、まず検出器の垂直
方向の偏位角を所定角度に保ちつつ、水平方向制
御手段を駆動して検出器を水平方向に走査してい
た。以上の探索動作で炎が検出されない場合は、
垂直方向制御手段を駆動して検出器の垂直方向の
偏位角を所定角度偏位設定し、その後水平方向制
御手段を駆動して検出器を水平方向に走査して炎
を探索し、以下同様に探索動作を繰返し火源の位
置を検出していた。即ち、一対の検出器の垂直方
向の偏位角を予め設定した偏位角設定プログラム
に基づいて所定角度づつ偏位させ、偏位設定した
各偏位角毎に一対の検出器の水平方向に走査して
おり、垂直方向の偏位角が火源位置に達したとき
水平方向の走査で火源を検出していた。

このような自動消火装置では、監視区域内に発
生した炎を自動的に消火するという機能上から
も、炎の位置及び幅を迅速、且つ正確に検出する
ことが要求されていた。

このため、一対の検出器を水平方向に走査する
水平方向の走査速度を早くして、監視区域全体の
炎探索に要する探索時間を短縮することが提案さ
れている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、炎を検出する検出器として炎か
ら輻射される熱エネルギー、即ち赤外線の強さに
対応した微分出力を送出する焦電型センサを用い
ていたため、以下のような問題点があつた。

第４図Ａは水平方向の走査速度を通常の走査速
度に設定した場合の検出器からの出力波形図、第
４図Ｂは、第４図Ａに比べて水平方向の走査速度
を早くした場合の検出器からの出力波形図であ
る。

第４図Ａに示したように検出器の水平方向制御
手段を駆動して順方向に走査した場合には、炎Ｆ
を捕えた時点でプラスピークを生じ、ピーク値が
所定値＋Ｅを越えた位置を炎Ｆの一端Ｘとし、更
に検出器を順方向に走査して炎が検出器の視野角
を除かれた時マイナスピークを生じ、ピーク値が
所定値−Ｅを下回つた位置を炎Ｆの他端Ｙとし、
位置Ｘ−Ｙ間を炎Ｆの幅と判別していた。

ところが、第４図Ｂに示したように検出器の水
平方向の走査速度を早く設定した場合には、検出
器が炎Ｆを捕えた時点では単位時間当りに検出器
に入射する入射エネルギーの変化量が大きくなる
ことで大きなプラスピークを生じる反面、走査速
度が早いことで検出器の視野角から炎Ｆが外れた
時刻においても、検出器の出力は完全にベースに
戻り切つておらず、あるレベルを有しており、こ
のレベル状態から炎Ｆが検出器の視野角を外れた
ことによるマイナスピークを生ずる。従つて、マ
イナスピーク値が所定値−Ｅを下回つた位置Ｚを
炎Ｆの他端と判別してしまい、炎Ｆの幅はＸ−Ｙ
間であるにもかかわらずＸ−Ｚ間を炎Ｆの幅であ
ると誤判断してしまうという問題があつた。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
走査速度を早く設定して炎の大きさを迅速、且つ
正確に検出する炎位置検出装置を提供するため、
炎から輻射される熱エネルギーに対応した微分出
力を送出する検出部を走査部からの指令で水平方
向及び垂直方向に走査し、走査部の順方向及び逆
方向の走査による検出部の検出出力を判別部に入
力して検出部の検出出力の内、立上り出力基づい
て炎の大きさを判別するようにしたものである。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は本発明の一実施例を示した全体構成
図、第２図は第１図のブロツク図である。

まず、構成を説明すると、１は自動消火装置で
あり、架台２の上には所定間隔をおいて一対の炎
探索装置３及び４が配設されている。一方の炎探
索装置３は火源を検出る検出部３ａと、検出部３
ａを垂直方向に制御する垂直方向制御手段３ｂ
と、検出部３ａを水平方向に制御する水平方向制
御手段３ｃを備えている。また同様に他方の炎探
索装置４は火源を検出する検出部４ａと、検出部
４ａを垂直方向に制御する垂直方向制御手段４ｂ
と、検出部４ａを水平方向に制御する水平方向制
御手段４ｃを備えている。検出部３ａ及び４ａの
それぞれは炎センサとして焦電型センサを備え、
炎を検出すると炎から輻射される熱エネルギー、
即ち赤外線の強さに対応した微分出力を送出す
る。垂直方向制御手段３ｂと水平方向制御手段３
ｃは対応する検出部３ａを垂直方向及び水平方向
に走査する走査部を形成し、また同様に垂直方向
制御手段４ｂと水平方向制御手段４ｃは対応する
検出部４ａを垂直方向及び水平方向に走査する走
査部を形成している。このそれぞれの走査部は後
で説明する制御部からの指令で作動し、対応する
検出部を垂直方向及び水平方向に走査して監視区
域内に発生した炎を探索し、対応する検出部から
の検出情報を制御部に出力する。５は架台２の回
転中心部に設置されるノズル装置であり、消火液
を放出するノズル５ａと、炎探索装置３及び４で
検出した火源位置にノズル５ａを指向させる放射
方向制御手段５ｂと、火源までの距離に応じてノ
ズル５ａの噴射口の開度を調整して放射状態を制
御する放射状態制御手段５ｃを備えている。６は
方向制御手段であり、架台２の水平方向の回転制
御を行なうことで炎探索装置３，４及びノズル装
置５を一体に火源方向に対向させる。７はブザ
ー、８はランプ、９は全体監視用の火災検出器で
あり、火災検出器９が監視区域内に発生した火災
を検出すると、検出情報を回路部１０に送出す
る。即ち、火災検出器９からの検出情報は入力イ
ンタフエース１５を介して制御部１７に入力す
る。制御部１７は火災検出器９からの信号を入力
すると、出力インタフエース１６を介して垂直方
向制御手段３ｂ，４ｂ、水平方向制御手段３ｃ，
４ｃ及び方向制御手段６に信号出力する。制御部
１７はマイクロコンピユータを内蔵し、炎探索時
における垂直方向及び水平方向の偏位角を設定す
る偏位角設定プログラム、火源位置を三角測量法
の原理に基づいて演算する演算プログラム等のプ
ログラムを設定しており、予め設定された制御プ
ログラムに基づいて垂直方向制御手段３ｂ，４
ｂ、水平方向制御手段３ｃ，４ｃ及び方向制御手
段６を制御して二等分割した火炎探索区域を各炎
探索装置３，４毎に更に分割設定して火源の探索
を指令する。また制御部１７には炎を検出した検
出部３ａ及び４ａからの検出情報の内、立上り出
力に基づいて炎の大きさを判別する判別部１９を
内蔵している。即ち、第４図に示したように、い
ずれか一方の炎探索装置が炎Ｆを検出すると、制
御部１７からの指令で他方の炎探索装置の垂直方
向制御手段を駆動し、対応する検出部の垂直方向
の偏位角を炎検出した一方の検出部と同一角度に
制御して一対の検出部３ａ及び４ａの水平方向の
走査をそれぞれ順方向及び逆方向に走査して炎Ｆ
の一端Ｘ及び炎の他端Ｙのそれぞれの位置を判別
する。１８は警報部であり、制御部１７からの指
令に基づいて作動し、ブザー７及びランプ８を駆
動して火災を警報する。１１は消火剤または消火
水等の消火液を貯蔵するタンク、１２は消火液を
タンク１１からノズル５ａに送り出すポンプ、１
３はモータであり、モータ１３が出力インタフエ
ース１６を介して得られる制御１７からの指令に
基づいて作動すると消火ポンプ１２を駆動し、消
火液をノズル５ａを供給して消火活動を開始す
る。

第３図Ａ及び第３図Ｂは制御部１７の制御動作
を示したフローチヤートである。

以下、本発明の動作を第３図Ａ及び第３図Ｂを
参照して説明する。

第３図Ａにおいてブロツク２１では平常時にお
ける初期状態を設定している。例えば、水平方向
制御手段３ｃ，４ｃを制御すると共に方向制御手
段６を制御して架台２の回転角を調整し、検出部
３ａ，４ａ及びノズル５ａを一体に正面方向に指
向させる。また垂直方向制御手段３ｂ，４ｂを制
御して、例えば、検出部３ａの垂直方向の偏位角
を真下方向に、また検出部４ａの垂直方向の偏位
角を監視区域の略中央方向に設定する。ブロツク
２２では全体監視用の火災検出器９が監視区域内
を区域No.１及び区域No.２に二等分割して、それぞ
れの区域毎に火災の発生を監視しており、例えば
監視区域No.１で火災が発生したとすると、火災検
出器９が区域No.１に発生した炎を検出してブロツ
ク２２からブロツク２３に進む。ブロツク２３で
は方向制御手段６を駆動して架台２を水平方向に
回転し、検出部３ａ，４ａ及びノズル５ａを一体
に区域No.１の方向に対向させる。ブロツク２４で
は検出部３ａ及び４ａに対して炎の探索動作を指
令する。即ち、垂直方向の偏位角を検出部３ａは
真下方向に又検出部４ａは略中央方向に初期設定
されており、この状態で水平方向制御手段３ｃ及
び４ｃを駆動して対応する検出部３ａ，４ａの垂
直方向の偏位角を初期値に保ちつつ、区域No.１を
順次水平方向に走査する。ブロツク２５では検出
部３ａが炎を検出したかどうかを判定しており、
炎が検出されない場合はブロツク２６に進み、検
出部４ａからの検出情報を解読する。ブロツク２
６においても炎の検出情報が得られない場合には
ブロツク２７に進み、垂直方向制御手段３ｂ及び
４ｂを駆動して対応する検出部３ａ及び４ａの垂
直方向の指向角をそれぞれ所定角度だけ上向きに
偏位設定する。更にブロツク２４に進み、水平方
向制御手段３ｃ，４ｃを駆動して対応する検出部
３ａ及び４ａの垂直方向の偏位角をブロツク２７
において偏位設定されたそれぞれの偏位角に保ち
つつ、区域No.１内を水平方向に走査する。

以下、同様に各検出部３ａ及び４ａの垂直方向
の偏位角を予め設定された偏位角設定プログラム
に基づいて段階的に所定角度づつ、上向きに偏位
設定し、それぞれの偏位角に保ちつつ検出部３ａ
及び４ａを区域No.１内を水平方向に走査して炎の
探索動作を繰返す。

ここで検出部３ａ及び４ａの炎探索動作が進
み、先に検出部３ａが炎を検出したとすると、ブ
ロツク２５からブロツク２９に進む。ブロツク２
９では垂直方向制御手段４ｂを駆動して検出部４
ａの垂直方向の偏位角を検出部３ａと同一角度に
制御する。ブロツク３０では方向制御手段６を駆
動して架台２を回転制御させることで炎探索装置
３，４及びノズル装置５を一体に炎の方向に対向
させる。更に第３図Ａのから第３図Ｂのを介
してブロツク３１に進み、水平方向制御手段３ｃ
及び４ｃを駆動して第４図に示したように、対応
する検出部３ａ及び４ａを順方向に走査する。ブ
ロツク３２では検出部３ａ及び４ａの順方向の走
査に伴い、炎Ｆの一端Ｘの位置を検出する。即
ち、第４図にＢに示したように検出部３ａ及び４
ａを順方向となる左側から右側に走査した場合に
は炎Ｆを捕えた時点で単位時間当りに検出部に入
射する炎Ｆからの入射エネルギーの変化量が大き
くなることで、大きなプラスピークを生じる。こ
のピークの値の値が設定値＋Ｅを越えた位置を炎
Ｆの一端Ｘと判別する。更にブロツク３３に進
み、検出部３ａ及び４ａのそれぞれの垂直方向の
偏位角を変更することなく、水平方向制御手段３
ｃ及び４ｃのみを駆動して対応する検出部３ａ及
び４ａを逆方向に走査する。ブロツク３４では検
出部３ａ及び４ａの逆方向の走査に伴い、炎Ｆの
他端Ｙを検出する。即ち、第４図Ｂに示したよう
に、検出部３ａ及び４ａの水平方向の走査を逆方
向となる右側から左側に走査た場合にはそれぞれ
の検出部３ａ及び４ａが炎を捕えた時点では単位
時間当りに入射する炎Ｆからの入射エネルギーの
変化量が大きくなることで大きなプラスピークを
生じる。このプラスピーク値が設定値＋Ｅを越え
た位置を炎Ｆの他端Ｙと判別する。ブロツク３５
では炎Ｆの一端Ｘ及び他端Ｙを判別したことに伴
い、位置Ｘ及びＹ間を炎の幅として炎Ｆの大きさ
を演算する。ブロツク３６では演算した炎Ｆの大
きさが予め設定した所定の大きさ以上であるかど
うかを判別しており、所定の大きさ以下である場
合には第３図Ｂのから第３図Ａのを介してブ
ロツク２１にもどり、初期設定して火災の監視を
継続する。また、ブロツク３６において炎の大き
さが所定の大きさ以上である場合にはブロツク３
７に進み、ブザー７及びランプ８を駆動して火災
を警報する。更にブロツク３８では検出部３ａ及
び４ａからの検出情報に基づいて三角測量法によ
り炎の正確な位置、即ち炎Ｆまでの距離を演算す
る。この演算結果に基づいてノズル装置５を制御
する。即ち、ブロツク３９では放射方向制御手段
５ｂを駆動してノズル５ａの垂直方向の指向角を
調整して噴射口を炎Ｆの方向に指向させる。ま
た、ブロツク４０では放射状態制御手段５ｃを駆
動してノズル５ａの噴射口の開度を調整し、消火
液を放出する放出状態を制御する。ブロツク４１
ではモータ１３の起動で消火ポンプ１２を駆動
し、消火液をノズル５ａから放出させ、消火活動
を開始する。ブロツク４２では全体監視用の火災
検出器９からの検出情報に基づいて火災が鎮火し
たかどうかを監視しており、火災が完全に鎮火し
ない場合はブロツク３８にもどり、再度検出部３
ａ及び４ａからの検出情報を収進して火源の位置
を演算し、演算結果に基づいて、ノズル５ａの放
射方向及び放射状態を再調整して消火活動を継続
する。ブロツク４２において火災が完全に鎮火し
たことを確認すると、ブロツク４３に進み、モー
タ１３及び消火ポンプ１２をオフして消火活動を
停止させる。ブロツク４４ではブザー７及びラン
プ８をオフして警報を停止し、第３図Ｂのから
第３図Ａのを介して再びブロツク２１にもど
り、検出部３ａ及び４ａのそれぞれの指向角を初
期状態に設定して火災監視を行なう。

尚、上記の実施例では、検出部３ａ及び４ａの
炎センサとして焦電型センサを用いて説明した
が、炎から輻射される熱エネルギーの強さに対応
した微分出力を送出する適宜の炎センサを用いて
構成しても良い。

また、本実施例において炎の大きさとして幅を
計測したが、炎の高さを計測してもよい。但し、
高さを計測する場合、垂直方向に監視区域を走査
した後、水平方向に偏位角だけ検出部を駆動し、
垂直方向を走査する。この高さの計測も幅と同
様、順方向及び逆方向の検出器の駆動により実現
できる。

更に、上記の実施例では、検出部を水平方向及
び垂直方向に走査して炎を探索する一対の炎探索
装置を用いて説明したが、一個の炎探索装置によ
り構成しても良い。具体的に説明すると、順方向
の走査で検出部からの立ち上がり出力で炎のＸ点
を検出したとすると、制御部からの指令で逆方向
に走査して検出部からの立ち上がり出力により炎
の他端、即ちＹ点を検出し、Ｘ点及びＹ点の位置
情報に基づいて炎の大きさを演算するように構成
すると、コストを低減することができる。

（発明の効果） 以上、説明してきたように本発明によれば、炎
から輻射される熱エネルギーに対応した微分出力
を送出する検出部を、走査部からの指令で水平方
向及び垂直方向に走査し、走査部の順方向及び逆
方向の走査による検出部の検出出力を判別部に入
力して、検出部からの検出出力のうち立上り出力
に基づいて炎の大きさを判別するようにしたこと
で、検出部の走査速度を早く設定した場合でも、
炎の位置を正確に検出することができる。また、
走査速度を早く設定することにより炎の位置及び
幅を迅速に、且つ正確に検出することができると
いう効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した全体構成
図、第２図は第１図のブロツク図、第３図Ａ及び
Ｂは制御動作を示したフローチヤート、第４図Ａ
及びＢは検出部が炎を検出した場合の出力波形図
である。 １：自動消火装置、２：架台、３，４：炎探索
装置、３ａ，４ａ：検出部、３ｂ，４ｂ：垂直方
向制御手段、３ｃ，４ｃ：水平方向制御手段、
５：ノズル装置、５ａ：ノズル、５ｂ：放射方向
制御手段、５ｃ：放射状態制御手段、６：方向制
御手段、７：ブザー、８：ランプ、９：火災検出
器、１０：回路部、１１：タンク、１２：消火ポ
ンプ、１３：モータ、１５：入力インタフエー
ス、１６：出力インタフエース、１７：制御部、
１８：警報部、１９：判別部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 炎から輻射される熱エネルギーに対応して微
   分出力を送出する検出部と、該検出部を水平方向
   及び垂直方向に走査する走査部と、該走査部に対
   し順方向及び逆方向に駆動させる制御部と該走査
   部の順方向及び逆方向の走査による前記検出部か
   らの立上り出力に基づいて炎の大きさを判別する
   判別部とを備えたことを特徴とする炎検出装置。