JPS6294181A - 火災消火装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、火災消火装置に関し、さらに詳しく言うと
、火災発生を検知して初期状態の内に火災を消火する火
災消火装置に関する。

［従来の技術およびその問題点］ 従来の火災消火装置においては、防災を意図する場所た
とえば、気体あるいは粉体を一方向に流通するダクトに
配置されたセンサーにより温度検出を行い、その検出温
度が一定温度に達したことを検知して警報を発し、また
、前記センサーに連動する消火ノズルから消火剤を散布
する方式を採用している。

しかしながら、この方式によれば、センサーの周囲温度
そのものにより火災判定を行っているので、たとえばダ
クト内で前記センサーよりも遠く離れた箇所で火災が発
生すると、前記センサーの周囲温度の上昇は、火災発生
初期には殆どない。

火災がかなりの範囲に広がって初めて前記センサーの周
囲温度が七Ｆ４するのである。前記センサーによって温
度を検出してから警報を発し、あるいは消火剤を散布す
るとすれば、火災発生から消火剤散布までに時間がかか
り、もはや消火不可ｆｉとなる場合が多い、このように
、警報の発令および消火剤の散布のＲれは消火活動の遅
れを意味し、火災の種類によっては大惨事を招く。

このような欠点を除去するために、防災部の各所に多数
のセンサーおよび消火ノズルを配こすることも考えられ
るが、火災発生の初期のうちに完全な消火を確保するた
めには膨大な数のセンサーと消火ノズルとを配置しなけ
ればならず、そうすると、防災コストが異常に高庇する
と言う新たな問題を生ずることになる。

［発明の目的］ この発明は上記事情に基いてなされたものであり、温度
上昇が僅かであっても、また、火災発生箇所とセンサー
とが遠く離れていても的確に火災を検知し、初期消火を
実現することができる火災消火装置を提供することを目
的とするものである。

［前記問題点を解決する手段］ 前記問題点を解決する手段について第１図を参照しなが
ら説明する。

この発明に係る火災消火装置は、炎のゆらぎによって生
ずる温度変化を検出する少なくとも１個の温度検出手段
ｌを防災部２内に配置し、この温度検出手段１の検出信
号により微小時間毎の温度上昇率を検出し、この検出結
果が闇値を越えたときに作動信号を出力する微分式検知
手段３および出力された作動信号を入力して消火剤４を
供給する消火ユニット５を設けると共に、前記供給ユ二
フト５から供給された消火剤４を散布する消火ノズル６
を防災部２内に配置してなることを特徴とするものであ
る。

ここで、前記温度検出手段１は温度変化を電気信号の変
化に変換する機イ駈を有し、具体的には温度に応じて電
気抵抗が変化する温度センサー例えば熱電対、白金測温
抵抗体、サーミスタなどが適用される。また、この温度
検出手段ｌを配置する防災部２としては、火災発生を検
知して防災しなければならない部所ならその制限はなく
、例えば住宅やビル内の部屋、排気ダクト、熱源を有す
る機械類などがその例として挙げられる。

前記微分式検知手段３は、前記温度検出手段ｌの検出信
号により微小時間毎の温度上昇率すなわち温度変化の微
分値を検出する微分値検出ｌｊ＆　ｆｌと、検出した微
分値と予め定められたｌ偵（温度Ｌ′Ａ−率）との比較
を行う闇値処理機１駈と、闇値を越える微分値が所定時
間＃１ｖＣするか否かを判別し、ｍ分値が所定時間継続
すれば作動信号出力する判定機１七とを有する。これら
各機走はハード的に実現することもできるし、ＣＰＵ（
中央処理袋？１）を中心に構成することによりソフト的
に実現することも可ス駈である。

消火ユニット５は、消火剤を充填するたとえば消火ボン
ベおよび容器弁等を備え、前記作動信号を入力すると、
たとえば容器弁を作動して消火ボンベから消火剤を後述
の消火ノズルへと供給する機ず莞を有する。

ここで、前記消火剤としては、ノ＼ロゲン化炭化水素を
使用するのが好ましく、特に−臭化三フツ化メタンが好
ましい。

一臭化三フッ化メタンは、臭素が含まれているので消火
能力が大きく、金属に対する腐食性が小さく、消火に伴
う汚損が少なく、また、フッ素が含まれているので、不
活性度および安定度が大きくて長期間の保存に耐えるこ
とができる等の数々の優れた性質を有するからである。

前記消火ノズルは、消火剤を散布することができれば良
いのであるが、好ましいものとしては、消火剤を渦巻き
状に高速で噴出し、全体としてノズルを頂点とする円錐
状に消火剤を散布することができる。所謂るピッグティ
ルノズルである。

このピッグティルノズルは前記のように円錐状に消火剤
を散布することができるから、高範囲の火災を鎮火する
ことができる。

また、このピッグティルノズルは、防災部２が粉体、気
体等を一方向に流通するダクトであるときには、温度検
出手段１の配置箇所に対して上流に位置する所に配置す
るのが好ましい。ダクト内で、ビングチイルノズルを温
度検出手段ｌに対して上流側に配置しておくと、高速で
渦巻き状でかつ円錐状となった消火剤により消火濃度以
上の気流を作り出すことができこの消火気流が通過する
所の火災を瞬時に消火することができるからである。

なお、前記微分式検知手段３から出力される作動信号は
、前記消火ユニット５に入力する外に。

警報発生手段７にも入力しておき、作動信号が出力さり
たならば操作員２作業員、警備員等の人員に発令するこ
とができるようにしておくと、迅速な消火体勢を取るこ
とができて好都合である。

このような警報発生手段７は、前記微分式検知手段２よ
り出力された作動信号の立ち上り又は立ち下がりタイミ
ングで警報を発する機悌を有し。

例えばベル、ブザー、音声合成回路などを利用して構成
することができる。

［発明の実施例］ 次に、この発明の実施例について説明する。

第２図は本実施例のブロック説明図である。たとえば図
示矢印方向に気体あるいは粉体を流通する排気ダクト１
２内に配こされた温度検出手段１１には白金測温抵抗体
が適用されている。ｅ公式検知手段１３はハード的に構
成され、クロック発生回路１３Ａ、増幅回路１３Ｂ、デ
ータサンプリング回路１３Ｃ，微分値検出回路１３０及
び判定回路１３Ｅを有する。

クロック発生回路１３Ａは、たとえば繰り返し周期０．
１秒のクロックパルスを発生すると共にこれを分周して
１秒のクロックパルスを作り出すものである。増幅回路
１３Ｂは、温度検出手段１１の検出信号を増幅するもの
であり、その出力はデータサンプリング回路２３に入力
される。データサンブリリング回路２３は、前記クロッ
ク発生回路１３Ａよりの繰り返し周期０．１秒のクロッ
クパルスのタイミングで増幅回路１３Ｂよりの出力をサ
ンプリングする。サンプリングの方式としては、種々の
ものを採用することができ、たとえば、所定時間毎に１
発ずつデータを取り込む方式、たとえば１〜８発目のク
ロックパルス毎に得られるデータを平均化してこれを第
１発註のサンプリングデータとし、次いで２〜９発目の
クロックパルスで得られるデータを平均化してこれを第
２発註のサンプリングデータとし、以後順次に１発ずつ
ずらしたクロックパルスにより得られる複数のデータを
得、これを平均化して第３売口以後のサンプリングデー
タとして取り込む方式などがある。後者のデータサンプ
リング方式が、確実な火災検知をすることができて好ま
しい。

このサンプリング結果は、後段に配置された微分値検出
回路１３Ｄに入力されるようになっている。微分値検出
回路１３Ｄは前記クロック発生回路１３Ａよりの繰り返
し周期がたとえば１秒であるクロックパルスのタイミン
グでデータサンプリング回路２３の出力を微分すること
により温度上昇率を測定するものであり、この測定結果
は判定回路１３Ｈに入力されるようになっている０判定
回路１３Ｅは前記クロックパルス発生回路２１よりの前
記繰り返し周期１秒のクロックパルスのタイミングで前
記微分値検出回路１３Ｄの出力の閾値処理及び継続時間
の判別処理を行うものであり、この判別処理結果は作動
信号として消火ユニット１５および警報発生手段１７に
出力されるようになっている。

消火ユニット１５は、たとえば−臭化三フフ化メタン（
ハロン１３（！１）を充填する消火ボンベおよびこの消
火ボンベの開口部封板を破壊する容器弁、消火ボンベか
らピッグティルノズル１６にこのハロン１３０１を供給
するパイプ１７等を有しており、前記作動信号を入力す
ると、容器弁を作動して前記消火ボンベの開口部封板を
破壊し、消火ボンベ内のへロン１３０１をパイプ１７を
介してピッグティルノズル１６に供給する構成を有する
。

消火ノズルとしてのピッグティルノズル１６は、排気ダ
クト１２内の、前記温度検出手段１１に対し“Ｃ上流側
に配置する。

なお、第２図では、１個の温度検出手段１１および１個
のピッグティルノズル１６が示されているが、排気ダク
トが長尺であるときには、たとえば１０ｍ毎に温度検出
手段１１を配置すると共に温度検出手段１１間に１個の
ピッグティルノズル１６を配置するのが好ましい、この
場合、複数個の温度検出手段１１および複数個のピッグ
ティルノズル１６を配置することとなるが、このように
１０ｍ間隔で配こすること自体、従来のように多数の検
出器および消火ノズルを配置することに比較して、防災
コストを格段に低しでいることになる。

警報発生手段１７は、たとえば警備員室あるいは操作室
等に配置し、前記判定回路１３Ｅから出力される作動信
号を入力して警報音等を発するようになっている。

以上構成において、温度検出手段１１の検出信号は増幅
回路１３Ｂにより増幅され、データサンプリング回路１
３Ｃのサンプリングに供される。

サンプリング結果は微分値検出回路１３Ｄに入力され、
１秒毎の温度上昇率測定に供される。

ここに、排気ダク）１２内で火災が発生すると、火災発
生点では５００〜１０００℃の高温になるが、発生点か
ら数メートル離れた場所ではこの高温も大量の排気ある
いは空気で薄められるため温度上昇は僅かとなる。

したがって、従来の温度センサーでは温度上昇を検知す
ることができず、火災の発生の検知も迅速にすることが
できない。

しかしながら、炎は必ずゆらぎ、このゆらぎによって生
ずる温度変化を微小時間単位でとらえると、ゆらぎの谷
からゆらぎの山の間では極めて大きな温度上昇率を呈す
る。この温度上昇率はＣＶＤなどの大容量加熱装置をＯ
Ｎ、ＯＦＦしたときの温度上昇率と比較しても５〜２０
倍も大きい。

従って、この実施例では、微分値検出回路１３Ｄにおい
て１秒毎の温度上昇率を計測するので、これにより、排
気ダク）１２内の火災発生点が温度検出手段１１から数
メートル離れていたとしても、炎のゆらぎによって生ず
る温度上昇率を確実にとらえることができる。

また、この温度上昇率には火災特有の継続時間が存在す
るため、判定回路１３Ｅにおいて、前記微分値検出回路
１３０の出力値が予め定められた閾値を所定時間継続し
て越えた場合に限り警報信号を出力するようにしておく
と、平常の環境から生ずる温度変化や外部から侵入する
各種の電気ノイズとは区別してより確実に火災を判定し
、検知することができる。

判定回路１３Ｅで、前記微分値検出回路１３Ｄの出力値
が予め定められた閾値を所定時間継続して越えたと判断
されると、この判定回路１３Ｅから作動信号が警報発生
手段１７および消火ユニット１５に出力され、警報発生
手段１７によるたとえば警報音の発令により火災発生を
知ることができるばかりか、消火ユニッ）１７が作動し
て、この消火ユニット１５からピッグティルノズル１６
に消火剤ハロン１３０１が供給される。

ピッグティルノズル１６からは、渦巻き状に高速でへロ
ン１３０１が噴出し、円錐状にへロン１３０１が散布さ
れる。このとき、ピッグティルノズル１６から噴射する
ハロン１３０１の速度を排気ダグ１−１２内の気流速度
よりも大きくしておくと、上流側で消火濃度以上の消火
気流を作りだすことができ、この消火気流が排気ダク）
１２内の気流に乗って下流に流れるので、この消火気流
が通過するところでは瞬昨に火災を消火することができ
る。

次に排気ダク）１２内で人為的に火災を発生させた実験
例について説明する。

第３図は小規模火災の例であり、この場合の実験条件は
次の通りである。

実験条件 （１）ダクト径　　　φ３００ （２）ダクト材質　　塩化ビニール （３）ダクト内風速　７　ｍ　／　５ｅＣ（４）測定位
置　　　火源から１０ｍの位置（５）火災面積　　　５
０　ｃ−ｒｎ’（６）火災の種類　　溶剤（アセトン）
火災この場合、温度検知手段１が火源から１０ｍも離れ
ているので、測定位置での温度は殆ど上昇していないに
も拘わらず、炎のゆらぎによる温度上昇率は明確に変化
していることが解る。

このように温度上昇の少ない火災は、一定温度で作動す
る従来装２では事実上検知不可悌であるが、本実施例装
置によれば、判定回路１３Ｅにおける闇値を温度上昇率
０．５℃／ｓｅｅに対応する値に設定することで、確実
に検知することができる。

また、第４図は大規模火災の例であり、上記実験条件中
の（５）火災面積を４００ｃゴとした場合を示すもので
ある。

この程度の大火災になると一定温変で作動する従来装置
でも検知が可使である。

この実験例の場合、８０℃にセットされた従来装置であ
れば火災発生後１分で検知できるはずである。但し、平
常時で８０℃迄温度上昇がある排気ダクトにあってはセ
ットはもっと高くしなければ誤作動することになる。

一方、温度上昇の発生源である抵抗加熱装置や誘導加熱
装置から発生する温度上昇率が０．２℃／ｓｅｃ程度で
あるのに対し、この実験では火災による温度上昇率がそ
の５〜２０倍を示していることから、本実施例装置では
平常詩の温度に拘わらず、充分に検知可能であることが
解る。

尚、ｋｋＸ化ビニール製ダクト内で、この様な大火災が
発生した場合は、火源付近のダクトは１分程度で破壊す
る虞のあることに注意を要する。

この点、本実施例装置の場合１判定回路１３Ｅの闇値を
温度上昇率１　’Ｃ／　ｓｅｃに対応する値に設定する
ことで、数秒以内に火災を検知し、ピッグティルノズル
１６でハロン１３０１を散布するので火災をａＪＩＩＩ
Ｊのうちに消火することができ、ダクト破壊を未然に防
止することが可能である。

なお、本実施例装置の感度は火災の種類、ダクト材質、
風速等により変わるものであるが、設定感度（悶値）を
適宜に調整することで、下表に示す火災面積（ｃｔｎ’
）の場合などは５秒以内に検知できることがこの発明者
の行った実験により確認されている。

実験条件 （１）ダクト材質・・・塩化ビニール （２）風速・俸・・・・７　ｍ　／　５ｅｃ（３）火災
の種類・・・溶剤（アセトン）火災（４）温度検出手段
の位置・・火源からｌｏｍこのように本実施例装置にあ
っては、温度そのものではなく、温度の変化率をみてい
るため、火災から発生した熱が大量の排気あるいは空気
で薄められ、温度上昇が１〜２℃程度しか得られない気
流中からでも火災を的確に検知することができ、しかも
ピッグティルノズルにより火災を初期消火することがで
きるものである。従って、本実施例装δは排気ダクトの
防災設備として極めて有効である。

以上、この発明の一実施例について説明したが、この発
明は上記実施例に限定されるものではなく、この発明の
要旨の範囲内で適宜に変形実施が可能であるのはいうま
でもない。

［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、温度上昇が僅か
であっても的確に火災を検知し、速やかに消火ノズルか
ら消火剤を散布して消火を実行し、火災を初期の内に鎮
火することができる火災消火装置を提供することができ
る。

この火災消火装置によると、火災発生源と温度検出手段
とが離れていてもその火災発生を検知し、迅速に消火剤
を散布することができるので、防災効果が極めて大きい
、しかも、従来のように多数の温度検知器をあちこちに
配置しなくても良く、たとえ複数個の温度検出手段およ
び消火ノズルを配置するとしてもたとえば１０間隔のよ
うな大きな間隔で配こすれば十分であるから、防災コス
トの低減も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示すブロック図、第２図はこ
の発明の一実施例のブロック図、第３図および第４図は
排気ダクト内火災の経過時間に対する温度一温度上昇率
の特性図である。 １・争・温度検出手段、２・・―防災部、３・・・微分
式検知手段、４・・・消火剤、５争・・消火ユニット、
６・拳・消火ノズル。 特許出願人　日本フェンオール株式会社第３図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）炎のゆらぎによって生ずる温度変化を検出する少
   なくとも１個の温度検出手段を防災部内に配置し、この
   温度検出手段の検出信号により微小時間毎の温度上昇率
   を検出し、この検出結果が閾値を越えたときに作動信号
   を出力する微分式検知手段および出力された作動信号を
   入力して消火剤を供給する消火ユニットを設けると共に
   、前記供給ユニットから供給された消火剤を散布する消
   火ノズルを防災部内に配置してなることを特徴とする火
   災消火装置。
2. （２）前記消火剤が、ハロゲン化炭化水素である前記特
   許請求の範囲第１項に記載の火災消火装置。
3. （３）前記ハロゲン化炭化水素が一臭化三フッ化メタン
   である前記特許請求の範囲第２項に記載の火災消火装置
   。
4. （４）前記防災部が気体または粉体を一方向に流通する
   管体であり、前記消火ノズルが前記管体に配置された温
   度検出手段よりも上流位置に配置する前記特許請求の範
   囲第１項から第３項までのいずれかに記載の火災消火装
   置。
5. （５）前記消火ノズルが消火剤を円錐形状に散布するも
   のである前記特許請求の範囲第１項から第４項までのい
   ずれかに記載の火災消火装置。