JPS59186568A - 自動消火装置 - 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】 技術分野 本発明は消火装置に関し、特に火災の初期段階において
火災源となる火点を自動検出してその火点にアームによ
りノズルを誘導し、火点に消火剤全放出することによシ
局所的に消火作業に当たるための自動消火装置に関する
。

従来技術 従来の消火システム及び消火装置は消火領域全域に消火
剤を噴射し消火作業を行う方法が通常用いられる。これ
は消火領域を消火する方法であるため、火災の初期状態
を検出し消火作業に肖る場合でも全域に亘る一定濃度の
消火剤を必要とするために余分に消火剤を消費すること
になシコスト的に問題があった。また消火剤としてＣＯ
２ガスを使用した場合には消火領域内に人が居る場合に
はこの全域消火が行われると人命の危険が生じ迅速で十
分な消火作業上問題があった。一方、局所放出のための
消火システム及び消火装置も多数提供されているが、こ
れらの設置は本質的に固定式であるためノズルの方向を
火点に向けその放出範囲内の消火活動しか利用できず、
そのため消火領域を広くとるために複数個設置すること
が必要となり設置コストの問題、美観上の問題があった
。

発明の目的 本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、火災の初期段階
における検出手段と一体に構成される消火ノズルを火点
まで誘導し消火剤を放出させる移動手段きその制御手段
とを用いて消火剤を局所放出させるという着想に基づき
消火領域の全域に亘シ迅速な消火作業が可能であシかつ
消火剤を有効に使用し得る自動消火装置を提供すること
にある。

発明の構成 この目的を達成するために、本発明によれば、消火領域
内に発生した火点を検出し消火剤放出用のノズルを基点
からその火点に誘導して消火作業に当たる自動消火装置
であって、該装置が、該消火領域内にて発生した火点を
検出する火災検出手段と、枢動関節を具備する少なくと
も１つ以上のアームの先端に一体的に取付けられる消火
剤放出ノズルと、該アームの枢動関節に設けられ該アー
ムをサーブ駆動するサーボユニットと、該火災検出手段
の検出信号Ｋｉ！ｌ：づいて火点位置を演算決定すると
ともに該サーボユニットに制御指令を送出して該アーム
上の消火剤放出ノズルを該火点位置に誘導する制御手段
と、該火点位置に到達した消火剤放出ノズルに該制御手
段からの指令信号に基づいて消火剤を供給する消火手段
とを具備することを特徴とする自動消火装、ｖ、を提供
することにあり、更に、本発明によれば、消火領域内に
発生した火点を検出し消火剤放出用のノズルを基点から
その火点に誘導して消火作業に描たる自動消火装置であ
って、該装置が、該消火領域内にて発生した火点を検出
する火災検出手段と、枢動関節を具備する少なくとも１
つ以上のアームの先端に一体的に取付けられる消火剤放
出ノズルと、該アームの枢動関節に設けられ該アームを
サーブ駆動するサーボユニットと、該火災検出手段の検
出信号に基づいて火点位置を演算決定するとともに該サ
ーボユニットに制御指令を送出して該アーム上の消火剤
放出ノズルを該火点位置に誘導する制御手段と、火災の
有無確認のため該制御手段からの制御信号に到達した消
火剤放出ノズルに該火災感知手段の火災検出に基づく該
制御手段からの指令信号によって消火剤を供給する消火
手段と全具備することを特徴とする自動消火装置、を提
供することにある。

実施例 第１図は、本発明の一実施例としての自動消火装置の全
体構成図である。第１図において、１は、ノズルユニッ
トを示し、該ユニットは、消火領域内の火災によシ発比
する赤外線を検出する火災検出手段としての赤外線カメ
ラ１１と消火剤を放出するノズル１２とを具備し、該ユ
ニット１は後述する先端アームの先端に取付けられる。

２は、該カメラ１１からの温度分布信号に基づいて火点
までのノズルの誘導と消火剤の放出を制御する制御手段
であってマイクロコンピー−！を具備し、消火領域内の
壁又は天井に架設される。３は、ノズルユニットｌを火
点まで移動させる移動手段であって、回転角度信号に基
づいてサーボ駆動される第１および第２のサーがユニッ
ト３１，３２、およびユニット３１とユニット３２とを
連結するアーム３３と、ユニット３２とノズルユニット
１とを連結するアーム３４とを具備し、該アームの枢動
関節としてのサーボユニッ）３１．３２は該消火領域の
床面に対して垂直な枢動軸を有し該アーム３３．３４を
床面に対して平行々平面内において移動し得るようにな
っておシ従って所定の消火領域の全域にノズルが到達し
得るように構成される。４は、消火剤（液体、気体、固
体消火剤）の充填された消火用ガス？ンベ４１および制
御手段２からの指令信号に従ってその栓の開放を行う起
動手段４２全具備し、該消火手段４は該制御手段２と一
体的に結合し得るユニット構造体を構成するか又は、該
消火領域内外の床部に該制御手段２とは別個に据置き固
定される構成がとられる。なお制御手段２からの火災信
号は同時に火災通報手段（第２図の５）に送出されて非
常通報されさらに監視局（第２図の６）に通報される。

第２図は、第１図に示す自動消火装置の信号伝送経路を
示すブロック線図である。第２図にお込て、ノズルユニ
ット１内に設けられる赤外線カメラ１１は、火災時に必
らず生ずる赤外線領域の波長１μｍ以上のものを赤外線
レンズを通過させその後方に位置する撮像面上に結像さ
せる。火点以外の地点についても同様に撮像面上に結像
されこれによシ撮像面には消火領域の温度分布に対応し
たｉｆ分布像が形成される。この形成された温度分布像
は所定のスキャンを行い温度分布信号として後段のマイ
クロコンピュータ２の解析部２１に送出される。解析部
２１は常時、赤外線カメラ１１からの温度分布信号を受
信し２値化データとした後１．２値化された温度分布信
号のレベルと予め定められた温度レベル、温度分布、位
ｉｆ￥ｆ報等に基づく基準値と比較し基準値を越える場
合にはサーボユニット３１の位置する基点からの位置座
標と火災信号をメモリ部２２および演算部２３に送出す
る。メモリ部２２はＲＯＭ　’ｅ使用し該ＲＯＭには予
め消火領域の座標を記憶させ、該座標上にサーボユニッ
トの位置、アームの駆動半径、回転角等が記憶されてい
る。従って解析部２Ｉにおける位置座標の算出は該メモ
リ２２に記憶された消火領域の座標に基づいて行われる
。演算部２３は、解析部２１からの異常信号とザーがユ
ニット３１゜３２から常時入力されるサーボユニット３
１゜３２の位置情報とによシメモリ部２２に記憶された
消火領域の座標を参照しつつ、第４図に詳細に説明され
る演算フローに従ってノズル１２を火点まで誘導する演
算を行う。この演算はいわゆるＤＤＡ　（デジタル微分
解析）方式によシ行われる。

演算部２３の演算結果は逐一後段の制御部２４に送出さ
れる。制御部２４は演算結果に基づいて制御信号をサー
ボユニッ）３１．３２に送出しそれと共に消火手段であ
る消火ユニット４に指令信号を併せて火災通報手段５に
火災信号を送出する。

サーボユニット３のユニッ）３１．３２は制御信号に基
づいて駆動し同時に自己の現在位置を示す信号を演算部
２３に送出する。演算部２３は逐一演算しその制御信号
によシノズル１２はアーム３３．３４の移動によって火
点に誘導される。消火ユニット４の起動装置４２は指令
信号によシ起動し消火用ガスゴンペの栓の開放を行う。

一方、火災通報手段５は火災信号により起動し非常ベル
、ランプ等によシ非常通報を行い同時に監視局６に通報
する。

第３図（ａ）は、本発明の他の実施例としての自動消火
装置の全体構成図であり、第３図（ｂ）はその信号伝送
経路を示すブロック線図である。第３図（ａ）において
、１３はノズルユニットを示し、該ユニットは、消火領
域内に発生する熱、煙、炎等を検知する火災検知手段１
０ｅと、消火剤を放出するノズル１２とを具備し、該ユ
ニット１３はアーム３４の先端に取付けられる。さらに
、１０ａ。

１０ｂは消火領域内の火点を検出するために壁、天井等
に設置される火災検出ユニットヲ示し、該火災検出ユニ
ットは少なくとも２個所定の間隔で設置されこれにより
火点発生方向が検出されるようになっている。移動手段
３および消火手段４については第１図と同様に説明され
る。第３図（ｂ）において、制御手段２０は、火災検出
ユニッ）１０ａ。

１０ｂからの火点方向データが入力される火災発生方向
データ記憶部２１０と、これらの火点発生方向データか
ら消火領域内における火点位置を演算決定してそれを記
憶する火点位置演算記憶部２２０と、移動手段３から入
力されるノズル１２のサーボユニット３１０基点に関す
る位置データと上記火点位置演算記憶部２２０の火点位
置データとから両者の一致を判別する演算判別部２３０
と、上記演算判別部２３０が一致判別するようにサーぎ
ユニッ）３１．３２を制御駆動するとともにサーボユニ
ット３１，３’２の作動によって装置のアーム３３．３
４が動作してノズル１２が火点位置に到達し停止したと
きに予め定めた時間、第２制御駆動部と火災感知手段１
０ｃを作動させる第１制御駆動部２４０と、該第１制御
駆動部２４０の制御信号により動作し火災感知器１０ｅ
からの火災信号を受信すると消火手段４の起動手段４２
を起動させる第２制御駆動部２５０等を具備して構成さ
れておシ、この制御手段２０はマイクロコンピュータに
よって構成することが好ましい。

なお、火災の発生を遠隔の監視局等の外部に報知する場
合には、本実施例においては上記第２制御駆動部２５０
の送出信号を用いて火災通報手段５を作動させるか火点
位置演算記憶部２２０又は発火点発生方向データ記憶部
２１０の送出信号を周込て火災通報手段５を作動させて
もよくこの火災通報手段５から火災発生を報知する信号
を外部に送出できる。

第４図は第１図に示す自動消火装置の消火作業を行う動
作を示す手順図である。第４図について第２図を参照し
つつ説明する。最初に装置を消火モードに設定すると赤
外線カメラ１１は動作状態となる。前述したように赤外
線カメラ１１によシ検知された温度分布信号はマイクロ
コンピュータ２に送出され２値化された後、検出された
温度分布信号のレベルとコンピュータのメモリ部に記憶
されてｂる消火領域内の温度分布レベルの基準値と比較
し基準値を越えるものについて演算部２３にてその位置
座標を求めるだめの演算が行われノズル１２を火点まで
誘導する制御指令が送出される。ノズル１２が誘導され
火点と一致するとノズル１２は固定され消火用ガスボン
ベ４１の起動装置４２がオンされ消火剤が火点に供給さ
れる。

第５図は、第３図（ａ）に示す自動消火装置の消火作業
を行う動作を示す手順図である。第５図について第３図
（ｂ）を参照しながら説明する。自動消火装置の作動が
開始（消火モード設定）すると、火災検出ユニット１０
＆の火点検出動作が開始される。すなわち火災の発生を
監視し火災が発生した場合にはその火点発生の方向（サ
ーボユニ、）３１の位置する基点から消火領域内に予め
定めた痙標系における方角）を示す火点データを送出す
る。

第一の火災検出ユニッ）１０ａによって火点発生が検出
されると第二の火災検出ユニッ）１０ｂの１火点検出動
作が開始されて該火災検出ユニット１０ｂが同じ火点の
検出動作を行う。こうして両火災検出ユニッ）１０ａ、
１０ｂが検出した火点データに基づき火点位置演算部２
２０は両データの交点として実際の火点位置を演算決定
してその１人点位置を演算判別部２３０により上記座標
上の定点として記憶する。火点位置が決定すると、サー
ボユニッ）３１．３２ｇ作動させてアーム３３゜３４を
作動せしめ、ノズル１２を決定した火点に誘導する演算
処理が、サーがユニッ）３１，３２から送入されるサー
？情報に基づｂて行われる。

この場合のアーム３’３．３４の作動によるノズル１２
の誘導処理は、一般的にはアーム３３　、３４が通常の
格納装置例えば消火領域の壁際に折畳まれた位置から実
際の火点位置にアーム３４の先端のノズル」２が到達す
るまで一定のアルゴリズムに従って遂行されるものでこ
れについては後述する。こうしてノズル１２が火点位置
まだはそれに近い所定の位置に到達すると、アーム３３
　、３４の作動を停止してノズル１２の固定が行われる
。

そしてノズル１２に一体構成された火災感知手段１０ｃ
を作動させる。この火災感知手段１０Ｃが火災を検出す
れば以下の手順に進む。予め定められた時間内に火災を
検出し々かったときは監視状態に戻る。消火用ガスボン
ベ４１を開弁することによシノズル１２に消火剤を送給
して該ノズル１２から消火剤を放出することにより火点
の消火が行われる。

以下全白 第６図（ａ）　、　（ｂ）は、第４，５図に示す動作手
順におけるマイクロコンピュータ２，２０にてノズル誘
導プログラムによｐ実行される演算手順についてさらに
詳しく説明する演算手順図である。第６図（ａ）はメモ
リ部２２および演算判別部２３０に記憶されている消火
領域の座標を示し、点ａはサーボユニット３１を、点す
はｔ−ボユニット３２を、点Ｃはノズル１２および赤外
線カメラ１１又は火災感知手段１０ｃを、そして点ｐは
火点の位置を示し、ｔＩ＋ｔ２はそれぞれアーム３３．
３４を示す。第６図（ｂ）は演算手順を詳しく説明する
演算手順図である。この演算の基本的な手順は、火点Ｐ
（Ｘｌ　＋ｙ＋　　）が点すを中心としてＡ２によ）描
かルる円の外におる場合と内にある場合、および点ａを
中心としてｔｌにより描かれる円の外にある場合と内に
ある場合の各々について演算を繰シ返すもので、基本的
には常に火点Ｐ　（ＸＩ　＋７１　）が点すを中心にし
てＡ２および点ａｉ中心にしてＬｌにより描かれる円の
外に位置するようにサーボユニット３１　、３２を回動
せしめ、引き続いて点Ｃが点ｐに一致するように演算さ
れる。

これをさらに詳しく説明する。最初に火災検出手段１に
より火点が求められると火点位置Ｐ（”Ｉ＋３’ｌ　　
）が書込まれる。次に点すを中心として半径がＡ２の内
に存在することを意味し手順■を行う。

交点が存在する場合はノズル１２の座標をＣ，（ｅｌ。

（’２　　）を算出し次に点ＣＣＱ１　　＋　ｅ２　）
と点ｐ（ＸＩ。

ｙｌ　　）とが一致するか否かの判別を行う。一致する
場合にはノズルと火点が一致していることを意味するの
で第４，５図の■以後の手順を行う。一致しない場合に
はＡ２の方向が練ｂｐ上にちるか否かの判別を行い、一
致する場合には■の手順を行い、一致しない場合には／
ｃｂｐ（ωｂ）を求める。アーム３４の回動範囲が１８
００を越える場合にはωｍａｘ−ωｂ−ω２としてω２
とωｂの大小を比較し小さい方の値をωｂとして再設定
するが、ω２の方が小さいときは−ω、とし、負のとぎ
は時計方向に正のときは反時計方向にωｂだけＡ２　を
移動させる。これは目標位置に回動せしめるのに最も近
い距離を求めるためである。次に点ａを中心にしてｔｌ
の円を描き点ａと点ｐを結ぶ線と交点が存在するか否か
の判別を行う。交点が存在しない場合にはｔｌの内にあ
ることを意味し手順◎を行う。

交点が存在する場合にはｔｌの方向が線ａｐ上にちるか
否かの判別を行い、一致する場合には手順◎を行い一致
しない場合にはｌ　ｃ　ａ　ｐ　（ωａ）を求めるウア
ーム３３の回動範囲が１８０°を越える場合にはωｍａ
Ｘ−ωニーωアとしてωアとω８の大小を比較し小さい
方の値をω３として再設定するがωアの方が小さいとき
は〜ωユとし、負のときは時計方向に正のときは反時計
方向にωａ／２だけ１゜を回動させる。ωａ／２０回転
角は、アーム３３の回動に伴いアーム３４もサーボユニ
ット３１を中心として回動し多くの場合引き戻すことに
なシこのときアーム３４の引き戻しが２倍となり効率が
悪くなるためにこのようにした。点ｃ（ｃｔ、ｃ２）と
点ｐ（ｘｔ　　、ｙｔ）とが一致したか否かを判別し一
致していれば手順■以後を行い一致していなければ最初
の手順◎に戻り点Ｃと点ｐが一致するまで繰シ返し演算
される。火点ｐ（ＸＩ　　１７１　　）が半径ｔ２内に
存在する場合についても手順の以後に示される手順によ
って同様に説明される。

この演算結果を逐一制御部２４によってノズルの誘導に
用いられ同時にサーボユニットの現在の位置を示す情報
が帰還されて同様な演算が繰９返えされノズルを火点寸
で誘導する。

発明の効果 本発明による自動消火装置によって火災の初期段階にお
ける火点を検出し、ノズルを火点まで誘導して消火剤を
放出することができるので火災の拡大を未然に防止し得
る。また移動手段を効率的に用いるので消火動作が消火
領域の全域に亘って迅速に行われる。消火方法は、局所
的火点放出なので消火剤を有効に利用できる効果がある
。更に火災検出手段によって火点を検出した後、消火剤
を放出する前にノズルと一体構成された火災感知手段に
よって再度火災あ有無を検出するので、火災検出手段の
誤動作による消火剤の誤放出はなくなシ精度が向上する
。さらに移動手段のアーム誘導作用は簡単なアルゴリズ
ムに基づくので高精度の自動消火システムが確立し得る
。

なお上述した実施例は、本発明をこれに限るものではな
く火災検出手段は赤外線検出方式でも紫外線検出方式と
してもよい。更に２以上の火災検出手段を設ければ立体
的に火点位置を検出することが可能となシノズルを火点
の位置より予め定めた高さに誘導することによシ、より
一層消火精度を向上させることができる。

又、移動手段を火点へ誘導する方法としてＤＤＡ方式に
よる試行錯誤法を用いたが、先づメモリ上にてサーボユ
ニットの火点への移動角度を算出してから移動手段を移
動させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例としての自動消火装置の全
体構成図、 第２図は、第１図に示す自動消火装置の信号伝送経路を
示すブロック線図、 ゛　　第３図（、）は、本発明の他の実施例としての自
動消火装置の全体構成図、 第３図（ｂ）は、第３図（、）に示す自動消火装置の信
号伝送経路を示すブロック線図、 第４図は、第１図に示す自動消火装置の動作を示す手順
図、 第５図は、第３図（ａ）に示す自動消火装置の動作を示
す手順図、 第６図（ａ）は、自動消火装置のマイクロコンピータに
記憶される消火領域の座標を示す図、および 第６図（ｂ）は、ノズル誘導の演算を示す演算手順図で
ある。 （符号の説明） １．１３・・・ノズルユニット、２，２ｏ・・・マイク
ロコンピュータ、３・・移動手段、４・・・消火手段、
５・・・火災通報手段、６・・・監視局、１０ａ、１０
ｂ・・・火災検出ユニット、１０ｃ・・火災感知手段、
１１・・・赤外線カメラ、１２・・・ノズノペ　２１・
・・解析部、２２・・・メモリ部、２３・・・演算部、
２４・・・ｉｆｊ！Ｉ御部、３１．３２・・・サーボユ
ニット、３３．３４・・・アーム、４１・・・消火用ガ
スボンベ、４２・・・起動装置。 特許出願人 日本警備保障株式会社 特許出願代理人 弁理士　　青　木　　　　朗 弁理士　　西　　舘　　和　　之 弁理士　　山　　口　昭　之 第６図　（ａ） Ｘ 第６図（ｂ） 會 ××・ 手続ネ市正書（方式） 昭和５８年８り／２日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第６０８５１号 ２、発明の名称 自動消火装置 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 名称　日本警備保障株式会社 ４、代理人 住所　〒１０５東京都港区虎ノ門−丁目８番１０号５、
　ネｉｌｉ正命令の日付 ６、補正の対象 （１）図面（第６図（ｂ）） （２）委任状 ７、補正の内容 （１）別紙の通り。 （２）委任状を追完します。 ８、添付書類の目録 （１）補正図面（第６図（ｂ）　’）　　　　　　　１
通（２）委任状　　　　　１通 第　６　図Ｊ　　（ｂ）ｔ−’ｔのＬ）・×Ｘ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、消火領域内に発生した火点を検出し消火剤放出用の
   ノズルを基点からその火点に誘導して消火作業に当たる
   自動消火装置であって、該装置が、該消火領域内にて発
   生した火点を検出する火災検出手段と、枢動関節を具備
   する少なくとも１つ以上のアームの先端に一体的に取付
   けらｎる消火剤放出ノズルと、該アームの枢動関節に設
   けられ該アームをサー？駆動するサーボユニットと、該
   火災検出手段の検出信号に基づいて火点位置を演算決定
   するとともに該サーがユニットに制御指令を送出して該
   アーム上の消火剤放出ノズルを該火点位置に誘導する制
   御手段と、該火点位置に到達した消火剤放出ノズルに該
   制御手段からの指令信号に基づいて消火剤を供給する消
   火手段とを具備することを特徴とする自動消火装置。 ２、該制御手段は該消火手段と着脱自在なユニット構造
   体から成る特許請求の範囲第１項に記載の自動消火装置
   。 ３、該消火手段は該消火領域の壁又は天井に架設される
   構成から成る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載の
   自動消火装置。 ４、該消火手段は該消火領域の内外の床部に据置き固定
   される構成から成る特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載の自動消火装置。 ５、　消火領域内に発生した火点を検出し消火剤放出用
   のノズルを基点からその火点に誘導して消火作業に当た
   る自動消火装置であって、該装置が、該消火領域内にて
   発生した火点を検出する火災検出手段と、枢動関節を具
   備する少々くとも１つ以上のアームの先端に一体的に取
   付けらｎる消火剤放出ノズルと、該アームの枢動関節に
   設けられ該アームをサー？駆動するサーボユニットと、
   該火災検出手段の検出信号に基づいて火点位置を演算決
   定するとともに該サーボユニットに制御指令を送出して
   該アーム上の消火剤放出ノズルを該火点位置に誘導する
   制御手段と、火災の有無確認のため該制御手段からの制
   御信号に基づき動作する火災感知手段と、火点位置に到
   達した消火剤放出ノズルに該火災感知手段の火災検出に
   基づく該制御手段からの指令信号によって消火剤を供給
   する消火手段、とを具備することを特徴とする自動消火
   装置。 ６、該制御手段は該消火手段と着脱自在ガニニット構造
   体から成る特許請求の範囲第５項に記載の自動消火装置
   。 ７、該消火手段は該消火領域の壁又は天井に架設される
   構成から成る特許請求の範囲第５項又は第６項に記載の
   自動消火装置。 ８、該消火手段は該消火領域の内外の床部に据置き固定
   され、る構成から成る特許請求の範囲第５項又は第６項
   に記載の自動消火装置。