JPH07275392A

JPH07275392A - 防災システム

Info

Publication number: JPH07275392A
Application number: JP6068554A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Ishii; 弘允石井; Kiyoshi Kawamura; 清河村; Takashi Ono; 隆小野; Mitsusachi Mihashi; 光幸三橋; Akimitsu Yoshikawa; 昭光吉川; Shoji Koyama; 昌治小山
Original assignee: Yamato Protec Corp
Current assignee: Yamato Protec Corp
Priority date: 1994-04-06
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1995-10-24

Abstract

(57)【要約】【目的】火災を正確に検出できるのはもちろん、洞道
内の温度情報の瞬時的な変化に左右されることなく、火
災の種別を正確に判別して、その火災に応じた効果的な
消火が行なえるようにする。【構成】測定対象区間Ｌ内の温度センサ３による温度
情報から求めた単位測定区間Ｔ当りの温度上昇分Ｔ
（ｘ）を測定対象区間Ｌ内で積分して温度累積値Ｐを算
出し、この算出された温度累積値Ｐの変化量もしくは変
化率から火災の種別を判別し、その判別結果に応じて火
災の種別に適応した消火設備を選択して制御するように
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報ケーブルや電力ケ
ーブルなどを敷設している共同溝、洞道、地下トンネル
などのトンネル形の構造物（以下、洞道等と称す）にお
ける消火設備として適用される防災システムに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、洞道等に適した防災システムとし
て、特開平４−４８３９８号公報に開示されたようなも
のが知られている。この防災システムは、対象測定区間
内に設けられた温度情報によって火災の発生を判定する
とともに、温度情報の推移パターンによって消火設備の
種類を選択するようにしたものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような構成の従
来の防災システムは、温度情報の推移パターンから消火
設備を選択するので、洞道等の内部で熱流の向きや速度
などが変化した場合、センサと火源の位置関係により検
出される温度情報がその影響を受けて、上記推移パター
ンが変化するため、その推移パターンから燃焼物の種
別、つまり火災の種別を正確に判定することがむずかし
く、したがって、消火設備の選択に錯誤を招いて、火災
原因となる燃焼物の種別に適応した的確な消火を行なえ
ないばかりか、かえって火災を助長するといった逆効果
を招く可能性さえ有していた。

【０００４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、火災を正確に検知できることはもとより、洞道等の
内部の温度情報に瞬時的な変化が起きたとしても、火災
の種別を早期に、かつ正確に判別して適正な消火設備に
よる効果的な消火を実行することができる防災システム
を提供することを目的としている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記目的を達成するた
めに、本発明に係る防災システムは、測定対象区間内に
設置されて複数の測定点の温度を検出する温度センサに
よる温度情報から単位測定区間当りの温度上昇分を求め
る手段と、それら単位測定区間当りの温度上昇分を測定
対象区間内で積分することにより得られる値である温度
累積値を算出する手段と、その算出された温度累積値の
変化量もしくは変化率から火災の種別を判別する手段
と、その判別結果に応じた消火設備を選択し制御する手
段とを備えたものである。

【０００６】さらに、上記の防災システムにおける消火
設備としては、二酸化炭素を使用するもの、泡消火剤を
使用するもの、水を使用するもの、粉末を使用するもの
を準備することが望ましい。

【０００７】

【作用】本発明によれば、火災初期での測定対象区間内
における温度センサによる温度情報から求められた単位
測定区間当りの温度上昇分を測定対象区間内で積分する
ことにより温度累積値が算出され、この算出された温度
累積値の変化量もしくは変化率から火災の種別が判別さ
れるとともに、その判別された火災の種別に応じて消火
設備が選択され制御されることになる。

【０００８】このように火災の種別の判別にあたって、
温度上昇分を測定対象区間で積分して得られた温度累積
値の変化量もしくは変化率を火災の種別を特定する判断
基準としているので、洞道等の内部での熱流の向きや速
度などが変化して、センサと火源との位置関係から各セ
ンサへの温度情報が変化しても、判断基準となる温度累
積値の変化量もしくは変化率への影響はほとんどない。
したがって、火災の種別の判別精度は高く、その判別結
果に基づく消火設備の選択に錯誤を招かず、火災原因と
なる燃焼物の種別に適応した的確な消火を行なえる。

【０００９】なお、消火設備として、二酸化炭素を使用
するもの、泡消火剤を使用するもの、水を使用するも
の、粉末を使用するものを準備しておくことにより、い
かなる種類の火災に対しても、適切、有効な消火を実行
させることが可能である。

【００１０】つぎに、実施例を説明する前に、上記火災
種別を判別する際に必要な温度累積値は、火源の燃焼エ
ネルギーの関係から、以下に示すような算出式から求め
ることができる。図１０は、幅Ｗ、高さＨ、長さＬの模
擬洞道に適用される燃焼エネルギーの算出モデルを示す
ものである。

【００１１】まず、温度センサによる温度情報から単位
測定区間当りの温度上昇分Ｔ（ｘ）を求める。燃焼エネ
ルギーＥは、下記の（１）式に示すように、単位測定区
間当りの温度上昇分Ｔ（ｘ）と洞道の形状に応じた換算
係数Ａの積を洞道の長さ方向に積分したものである。

【００１２】

【数１】

【００１３】ここで、Ａは洞道の形状に応じた係数（単
位：Ｊ／Ｋｍ）、Ｌは洞道の長さであり、上記換算係数
Ａは一定であると考えられるので、燃焼エネルギーＥ
は、下記の（２）式となる。

【００１４】

【数２】

【００１５】また、実際の計測装置で得られる温度情報
は離散的であるので、上記（２）式の積分値、つまり温
度累積値Ｐ［Ｋ・ｍ］は、下記の（３）式のように近似
できる。

【００１６】

【数３】

【００１７】ただし、上記（３）式において、Δｘ：単
位測定区間（温度センサ間の距離）、Ｔｎ：
ｎから（ｎ＋１）［ｍ］間の上昇温度の平均値［Ｋ］従って、燃焼エネルギーＥは、下記の（４）式となる。

【００１８】

【数４】

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて
説明する。図１は本発明の一実施例による防災システム
を洞道の消火設備に適用した場合のブロック構成図であ
る。

【００２０】図１において、１は防災対象構築物として
の電力ケーブル敷設溝のような洞道であり、この洞道１
内の火災などによる温度情報を得るために、この実施例
では、光ファイバ式の分布型温度計測装置２を使用して
いる。

【００２１】３は上記温度計測装置２における光ファイ
バであり、この光ファイバ３は、上記洞道１の長さに相
当する測定対象区間Ｌ内において単位測定区間Ｔ（図
２）毎の温度を検出する温度センサとして、上記測定対
象区間Ｌの全長にわたって敷設されている。

【００２２】４は上記光ファイバ３を介して上記洞道１
内の温度情報を得るための温度計測部であり、この温度
計測部４は、上記光ファイバ３の入力端からパルス状の
光を入射し、該光ファイバ３内で発生する後方散乱光の
うちのストークス光およびアンチストークス光を光学時
間領域反射測定法、つまりＯＴＤＲ（ＯｐｔｉｃａｌＴ
ｉｍｅＤｏｍａｉｎＲｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）
法で測定するようになされている。

【００２３】５は上記温度計測部４からの温度情報を受
け入れる演算部であり、この演算部５は、上記温度情報
から洞道１の測定対象区間Ｌ内での単位測定区間Ｔ毎の
温度上昇分Ｔ（ｘ）を求める手段であって、それら各単
位測定区間Ｔ毎の温度上昇分Ｔ（ｘ）を測定対象区間Ｌ
内で積分して温度累積値Ｐを算出するようになってい
る。６は上記演算部５により算出された温度累積値Ｐの
変化量もしくは変化率から火災の種別を判別する判別部
である。７は上記判別部６で判別された火災の種別に応
じて消火設備（消火システム）を選択するとともに、そ
の選択された消火設備における各機器の作動などを制御
する制御部である。

【００２４】つぎに、上記構成の防災システムの動作に
ついて説明する。上記温度計測部４からパルス状のレー
ザ光を光ファイバ３内に入射させると、光ファイバ３内
で発生する温度依存性をもったストークス光およびアン
チストークス光の光強度比で光ファイバ３内の温度変化
が測定され、また、火源の位置については、上述のＯＴ
ＤＲ法により、パルス入射時から火源でのストークス光
およびアンチストークス光の発生時までの時間差を計測
することにより、光ファイバ３の入力端からの距離とし
て求められる。

【００２５】具体的には、上記光ファイバ３の入力端か
ら一定のパルス幅を有するパルス光を入射させ、単位測
定区間Ｔ毎にサンプリングを行なうことにより、各測定
区間Ｔで平均された温度情報が得られる。たとえば、図
２のように、距離分解能が１ｍに相当するパルス光の場
合、単位測定区間Ｔが１ｍとなるサンプリング周期で、
１ｍ毎に後方散乱光をサンプリングすれば、１ｍ地点の
温度情報は０〜１ｍの単位測定区間Ｔの平均値、２ｍ地
点の温度情報は１〜２ｍの単位測定区間Ｔの平均値とな
る。これにより、光ファイバ３の長さ方向ですべての温
度情報を取り込むことができる。

【００２６】上記演算部５では、上記温度計測部４から
の温度情報を受けて単位測定区間Ｔ毎の温度上昇分Ｔ
（ｘ）を求め、それらを測定対象区間Ｌ内で積分するこ
とにより、上記（３）式から温度累積値Ｐが求められ
る。この温度累積値Ｐを上記（４）式に代入することに
よりより、燃焼エネルギーＥを算出する。

【００２７】ついで、上記判定部６において、上記演算
部５で演算された温度累積値Ｐの変化量もしくは変化率
から火災の種別が判別され、その判別結果を受けた制御
部７では、上記判別された火災の種別に応じた消火設
備、たとえば電力ケーブル火災の場合は、水を消火剤と
する消火設備が選択されて、水を噴霧状にして火源に散
布させる。したがって、上記火災をその種別に応じて効
果的に消火させることができる。

【００２８】図３は、幅および高さがそれぞれ６００
［ｍｍ］，長さが１０［ｍ］の洞道、幅および高さがそ
れぞれ９００［ｍｍ］、長さが１０［ｍ］の洞道、幅お
よび高さが１８００［ｍｍ］、長さが１０［ｍ］の３つ
の模擬洞道を用意し、各洞道内でノルマルヘプタン（ｎ
−ヘプタン）を燃焼させた時の実験例であり、各洞道毎
に上記（３）式にもとづいて算出した温度累積値Ｐの時
間変化を示している。

【００２９】図４は、図３で求められた温度累積値Ｐ
と、実際の燃焼エネルギーＥとの関係を示すものであ
り、この図４から明らかなように、上記（４）式によ
り、燃焼エネルギーＥの大きさを判別できることが判か
る。

【００３０】図５は、燃焼物として、たとえばＣＥＥケ
ーブルを選び、これを洞道１内で燃焼させた時の経過時
間と温度累積値Ｐとの関係を示すものであり、この曲線
の火災初期における傾きはゆるやかで、このような特性
の場合は、火災が電気火災であると判別され、水を消火
剤とする消火設備を選択し、水を噴霧状にして燃焼物に
噴霧させることで、非常に高い消火性能が発揮される。

【００３１】また、燃焼物が、たとえばノルマルヘプタ
ン（ｎ−ヘプタン）の場合における時間経過と温度累積
値Ｐとの関係は、図６のようになる。この曲線の火災初
期における傾きはかなり立ち上がっており、このような
特性の場合は、火災が油火災であると判別され、泡を消
火剤とする消火設備を選択し、上記燃焼物に泡を吹きか
けることで、有効な消火性能が発揮される。

【００３２】この他、消火設備としては、消火剤として
二酸化炭素を用いるものや、消火剤として粉末を用いる
ものなどを用意しておくことにより、あらゆる種類の火
災に対して、効果的な消火を実現することが可能であ
る。

【００３３】なお、上記実施例では、温度センサとして
光ファイバ３を使用した分布型の温度計測装置２を使用
したものについて説明したが、図７に示すように、熱電
対あるいはサーミスタなどのようなアナログ式スポット
型の温度センサ１３を使用した温度計測装置１２を採用
したり、あるいは、図８に示すように、サーモパイルな
どの赤外線センサ２３を用いた放射型温度計測装置２２
を採用してもよく、上記実施例と同様な効果を奏する。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、測定対
象区間内の温度センサによる温度情報から単位測定区間
当りの温度上昇分を求め、それらを測定対象内で積分し
て算出された温度累積値の変化量もしくは変化率から火
災の種別を判別して、その判別された火災の種別に応じ
て消火設備を選択し制御するようにしたので、火災を的
確に検出することができるにはもちろん、洞道内の熱流
の方向や速度など各種の要因で、センサと火源との位置
関係により各センサへの温度情報が変化しても、これに
影響されることなく、火災の種別を正確に判別できると
ともに、その火災種別に適応した消火設備を錯誤なく選
択できる。したがって、火災原因となる燃焼物の種別に
適応した的確な消火を行なえて、防災効果の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による防災システムを示すブ
ロック構成図である。

【図２】同上実施例における防災システムに適用した光
ファイバ式分布型温度計測装置を示す概念図である。

【図３】大きさの異なる３つの模擬洞道を使用して燃焼
実験した際の経過時間と温度累積値との関係を示すグラ
フである。

【図４】同上実験において、温度累積値と燃焼エネルギ
ーとの関係を示すグラフである。

【図５】模擬洞道内でＣＥＥケーブルを燃焼させた際の
経過時間と温度累積値との関係を示すグラフである。

【図６】模擬洞道内でノルマンヘプタンを燃焼させた際
の経過時間と温度累積値との関係を示すグラフである。

【図７】温度センサとしてスポット型のものを使用した
防災システムを示すブロック構成図である。

【図８】温度センサとして放射型のものを使用した防災
システムを示すブロック構成図である。

【図９】温度累積値を算出するための演算式の説明とし
て示す燃焼エネルギーの算出モデルである。

【符号の説明】

３，１３，２３，３３温度センサ４温度計測部５演算部６判定部７制御部Ｌ測定対象区間Ｔ単位測定区間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川昭光大阪府大阪市東成区深江北２丁目１番10号ヤマトプロテック株式会社内 (72)発明者小山昌治大阪府大阪市東成区深江北２丁目１番10号ヤマトプロテック株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定対象区間内に設置されて複数の測定
点の温度を検出する温度センサによる温度情報から単位
測定区間当りの温度上昇分を求める手段と、それら単位
測定区間当りの温度上昇分を測定対象区間内で積分する
ことにより得られる値である温度累積値を算出する手段
と、その算出された温度累積値の変化量もしくは変化率
から火災の種別を判別する手段と、その判別結果に応じ
て消火設備を選択し制御する手段とを備えていることを
特徴とする防災システム。
【請求項２】上記消火設備としては、二酸化炭素を使
用するもの、泡消火剤を使用するもの、水を使用するも
の、粉末を使用するものが準備されている請求項１の防
災システム。