WO2018235922A1 - 自動消火装置および自動消火方法 - Google Patents

自動消火装置および自動消火方法 Download PDF

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WO2018235922A1
WO2018235922A1 PCT/JP2018/023696 JP2018023696W WO2018235922A1 WO 2018235922 A1 WO2018235922 A1 WO 2018235922A1 JP 2018023696 W JP2018023696 W JP 2018023696W WO 2018235922 A1 WO2018235922 A1 WO 2018235922A1
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WO
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fire
detection
extinguishing
fire extinguishing
infrared
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/023696
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English (en)
French (fr)
Inventor
博道 花田
寛也 水口
昭則 矢鳴
Original Assignee
株式会社シー・エフ・ピー
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Publication date
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    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C35/00Permanently-installed equipment
    • A62C35/02Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance
    • A62C35/11Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance controlled by a signal from the danger zone
    • A62C35/13Permanently-installed equipment with containers for delivering the extinguishing substance controlled by a signal from the danger zone with a finite supply of extinguishing material
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C37/00Control of fire-fighting equipment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62CFIRE-FIGHTING
    • A62C37/00Control of fire-fighting equipment
    • A62C37/36Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device
    • A62C37/38Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone
    • A62C37/40Control of fire-fighting equipment an actuating signal being generated by a sensor separate from an outlet device by both sensor and actuator, e.g. valve, being in the danger zone with electric connection between sensor and actuator
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00Fire alarms; Alarms responsive to explosion

Definitions

  • the present invention relates to an automatic fire extinguishing apparatus and an automatic fire extinguishing method that detect the occurrence of a fire and automatically extinguish the fire.
  • the temperature detection sensor specifies the fire source of the fire, rotates the case body storing the injection nozzle and the like for injecting the extinguishant, and turns the injection nozzle to the fire source.
  • the fire source reaches a predetermined temperature
  • the fire extinguishing agent is automatically injected from the injection nozzle to extinguish the fire.
  • the prior art has the following problems.
  • an infrared three-wavelength flame detection system which is a known technique. This method is to detect the occurrence of a fire by monitoring the infrared resonance radiation phenomenon of CO 2 specific to flames, and has an advantage that highly accurate flame detection with less erroneous detection can be performed.
  • the flame detection sensor using this method is developed for industrial equipment and is expensive, it is adopted in an automatic fire extinguishing system for general houses that is required to have a low cost and simple configuration. It was difficult to do.
  • the automatic fire extinguishing apparatus in the prior art has a problem that it is difficult to detect flames causing fires with low cost equipment with high accuracy.
  • an object of the present invention is to provide an automatic fire extinguishing apparatus and an automatic fire extinguishing method capable of detecting a flame causing a fire with low cost equipment and with high accuracy.
  • the automatic fire extinguishing system is an automatic fire extinguishing system which detects a fire generated in a predetermined fire extinguishing target range and automatically extinguishes the fire, and the fire extinguisher sprays a fire extinguishing agent from an injection port;
  • Drive means for moving the jet direction of the mouth vertically and horizontally, fire detection means for detecting a fire occurring in the fire extinguishing range, and the drive means and the fire extinguishing based on the detection result of the fire detection means
  • Fire extinguishing control means for controlling the fire extinguisher, the fire detecting means having an imaging surface with an address corresponding to a section dividing the fire extinguishing target area, and imaging infrared light emitted from the section And an infrared camera for generating an infrared image on the imaging surface, and a light receiving characteristic in which a detection field of view is narrowed at a predetermined angle, and detecting ultraviolet light in the detection field of
  • the automatic fire extinguishing method of the present invention is an automatic fire extinguishing method for detecting a fire occurring in a preset fire extinguishing target range and automatically extinguishing the fire, wherein an address corresponding to a section dividing the fire extinguishing target range is set.
  • the injection direction of the injection port is up and down and the injection port of the fire extinguisher is directed to the generation direction of the fire to inject the extinguishant.
  • the driving means for moving horizontally and the fire extinguisher are operated.
  • a flame causing a fire can be detected with low cost equipment and with high accuracy.
  • the perspective view which shows the whole structure of the automatic fire extinguishing apparatus of one embodiment of this invention Configuration explanatory drawing of the fire extinguishing unit of the automatic fire extinguishing system of one embodiment of the present invention Explanatory drawing of the drive system of the fire extinguishing unit of the automatic fire extinguisher of one embodiment of the present invention Configuration explanatory view of an infrared camera and an ultraviolet on / off sensor provided in a fire extinguishing head of an automatic fire extinguishing apparatus according to an embodiment of the present invention Explanatory drawing of the imaging surface of the infrared camera provided with the fire extinguishing head of the automatic fire extinguishing system of one embodiment of the present invention Explanatory drawing of the imaging
  • the automatic fire extinguishing device 1 has a function of detecting a fire occurring in a predetermined fire extinguishing target area such as a room and automatically extinguishing the fire.
  • the automatic fire extinguishing device 1 has a configuration in which a fire extinguisher 2 is combined with a main body 4 incorporating a control device and a fire extinguishing unit 7.
  • the fire extinguisher 2 has a function of injecting a fire extinguishing agent stored in the inside of a cylindrical container, like a general commercial fire extinguisher.
  • a belt-like fixed belt 3 is attached to the body of the fire extinguisher 2, and when the automatic fire extinguishing system 1 is attached to the fire extinguishing range, the mounting bracket 14 integrated with the fixed belt 3 (FIG. ) Is fixed in advance to a wall surface or the like in the room, and the fire extinguisher 2 is hooked on the hook of the mounting bracket 14 and fixed by the fixing belt 3.
  • the fire extinguishing head 5 and the drive mechanism 6 which constitute the fire extinguishing unit 7 are connected to the side surface of the main body 4 mounted on the upper end portion of the fire extinguisher 2.
  • the fire extinguishing head 5 is provided with fire detection means for detecting a fire generated in the fire extinguishing target range and a jet port 9 of the fire extinguisher 2.
  • the injection port 9 injects the fire extinguishing agent supplied from the fire extinguisher 2 through the fire extinguishing hose 11 to the fire source of the detected fire.
  • the combination of the functions of the infrared camera 8 and the ultraviolet on / off sensor 10 is used to detect the presence or absence of a fire within the extinguishing range.
  • the ultraviolet on / off sensor 10 is simply referred to as the ultraviolet sensor 10.
  • the infrared camera 8 has a function of imaging infrared light emitted from a fire extinguishing range to generate an infrared image.
  • the ultraviolet sensor 10 has a function of detecting the presence or absence of a flame by detecting the presence or absence of ultraviolet light in a specific wavelength range in the detection visual field.
  • the drive mechanism 6 has a function of rotating the extinguishing head 5 around the horizontal axis and around the vertical axis. As a result, the injection direction of the injection port 9 can be moved in the vertical direction and in the horizontal direction. Therefore, the drive mechanism 6 is a drive means for moving the injection direction of the injection port 9 in the vertical direction and the horizontal direction.
  • the movement direction of the fire extinguishing head 5 can move the imaging direction by the infrared camera 8 and the detection direction by the ultraviolet sensor 10.
  • a buzzer 12 and an alarm lamp 13 are disposed on a cover that covers the mechanism portion of the drive mechanism 6. Both the buzzer 12 and the alarm light 13 have a function of emitting a predetermined alarm when a predetermined alarm situation occurs.
  • the frame portion 16 is a frame member that constitutes the casing of the main body portion 4.
  • the top portion 2 a of the fire extinguisher 2 is fixed to the lower end portion of the frame portion 16 via the mounting bracket 15.
  • a fire extinguishing hose 11 communicating with the injection port 9 is connected to the top 2a, and the extinguishant stored in the fire extinguisher 2 is injected from the injection port 9 by operating the solenoid valve 18 provided on the top 2a. can do.
  • the frame portion 16 is provided with a rotational position adjustment mechanism 17 for adjusting the rotational position of the drive mechanism 6 about the horizontal axis with respect to the main body portion 4.
  • a rotational position adjustment mechanism 17 for adjusting the rotational position of the drive mechanism 6 about the horizontal axis with respect to the main body portion 4.
  • the side plate 26 a of the vertical motor bracket 26 constituting the drive mechanism 6 rotates about the rotational position adjustment shaft 17 AX (arrow c). It is in contact in the permitted state.
  • the rotational position adjustment mechanism 17 permits rotation of the rotational position adjustment shaft 17AX around the fixing member 17a of the side plate 26a, and fixes the side plate 26a to the fixing member 17a to rotate the longitudinal motor bracket 26.
  • a prohibiting mechanism is provided.
  • a vertical axis motor 25 is disposed on the lower surface of the vertical axis motor bracket 26 extending in the horizontal direction from the rotational position adjustment mechanism 17 in a posture in which the rotary shaft 25 a protrudes from the vertical axis motor bracket 26.
  • the vertical axis motor 25 has a reduction mechanism with a high reduction ratio, and the horizontal axis motor bracket 22 is coupled to the rotary shaft 25a.
  • a ring-shaped dog member 28 in which a plurality of slits are formed at a predetermined pitch is fixed to the lower surface of the horizontal axis motor bracket 22, and the upper surface of the vertical motor bracket 26 corresponds to the dog member 28.
  • a vertical axis rotation angle detection sensor 27 using a photo switch is disposed.
  • the rotary shaft 25a is pivoted around the vertical axis 25AX together with the horizontal axis motor bracket 22 (arrow b).
  • an on / off signal corresponding to the amount of rotation of the horizontal axis motor bracket 22 is output from the vertical axis rotation angle detection sensor 27 to the drive control unit 72 (see FIG. 11).
  • the rotational position around the longitudinal axis 25AX of the bracket 22 is detected.
  • a horizontal axis motor 21 is disposed on a side plate 22a extending upward from an end of the horizontal axis motor bracket 22 in a posture in which the rotary shaft 21a is projected from the side plate 22a.
  • the horizontal axis motor 21 has a reduction mechanism with a high reduction ratio, and the fire extinguishing head 5 is coupled to the rotation shaft 21 a.
  • a ring-shaped dog member 24 having a plurality of slits formed at a predetermined pitch is fixed to the side surface of the fire extinguishing head 5, and a photo switch is used at a position corresponding to the dog member 24 on the side surface of the side plate 22a.
  • a horizontal axis rotation angle detection sensor 23 is disposed.
  • the rotary shaft 21a is rotated around the horizontal axis 21AX together with the extinguishing head 5 (arrow a).
  • an on / off signal corresponding to the amount of rotation of the extinguishing head 5 is output from the horizontal axis rotation angle detection sensor 23 to the drive control unit 72 (see FIG. 11). The rotational position around the axis 21AX is detected.
  • an infrared camera 8 constituting the fire extinguishing head 5 an injection port 9 of the fire extinguisher 2 and a broken line frame 5 * surrounding the ultraviolet sensor 10 indicate a driven part driven by the drive mechanism 6.
  • the infrared camera 8 so that the imaging direction 8a by the infrared camera 8, the detection direction 10a by the ultraviolet light sensor 10, and the injection direction 9a by the injection port 9 coincide with the same direction.
  • the attachment state of the injection port 9 and the ultraviolet sensor 10 is set.
  • the injection port 9 of the fire extinguisher 2, the infrared camera 8 and the ultraviolet light sensor 10 of the fire detection means direct their respective injection directions 9a, imaging directions 8a and detection directions 10a in the same extinction direction 5a. It comprises the fire extinguishing head 5 connected integrally.
  • the drive mechanism 6 moves the extinguishing direction 5a in the vertical direction by rotating the extinguishing head 5 around the horizontal axis 21AX, and rotates the extinguishing head 5 around the vertical axis 25AX to horizontally extinguish the extinguishing direction 5a. Move to
  • FIG. 4A shows the configuration of the infrared camera 8.
  • the substrate camera 31 in which the infrared imaging device 32 is mounted on the substrate 31a is used.
  • An optical system 34 is attached to the infrared imaging device 32 via an infrared transmission filter 33.
  • the infrared transmission filter 33 a filter having a characteristic of transmitting a near-infrared or longer wavelength is used.
  • the configuration of the substrate camera 31 is arbitrary as long as the function of extracting an infrared light image can be realized. That is, it may be configured to be provided with a dedicated infrared light imaging element having a function of selectively receiving infrared light, and a general visible light camera transmits only infrared light in a specific wavelength range. You may make it use the structure which combined the filter to be carried out.
  • an ultra-wide-angle lens having a large imaging view angle ⁇ 1 (for example, 120 °) is used.
  • the imaging light incident from the optical system 34 passes through the infrared transmission filter 33 and is received by the infrared imaging device 32.
  • an infrared image (FIG. 5) of incident light including infrared light in the infrared region, such as a flame, illumination light, or sunlight inserted from a window on the imaging surface 35 which is the image sensor surface of the infrared camera 8 shown in FIG. 10 (a)) is generated.
  • light receiving cells 35a composed of a plurality of pixels are set in a matrix of [I] rows (1, 2,... N), [J] columns (1, 2,. It is done. Addresses indicated by matrix coordinates [I, J] correspond to the respective light receiving cells 35 a.
  • this address is a management division which divided the fire extinguishing object range 60 in order to specify the position in the fire extinguishing object range in a state where the fire extinguishing direction 5a of the fire extinguishing head 5 is directed to the fire extinguishing object range and imaged by the infrared camera 8 It corresponds to the section 60a (see the section 60a shown in FIG. 9).
  • the XY coordinates (X, Y) in the orthogonal coordinate system set in the fire suppression target range 60 shown in FIG. 9 correspond to the matrix coordinates [I, J] in the light receiving cell 35 a in a one-to-one manner.
  • the imaging center 35c of the surface 35 corresponds to the origin of the XY coordinate system.
  • the infrared camera 8 has an imaging surface 35 in which an address corresponding to the section 60a that divides the fire extinguishing range 60 is set, captures infrared light emitted from the section 60a, and transmits an infrared image to the imaging surface 35 It is configured to generate.
  • the XY coordinates set in the fire suppression target range 60 are so-called global coordinates set in the real space where the fire suppression target range 60 exists, and the matrix coordinates [I, J] on the imaging surface 35 are infrared cameras It is a so-called local coordinate that moves with the movement of the imaging direction of 8.
  • FIG. 4B shows the configuration of the ultraviolet sensor 10.
  • the substrate sensor 41 in which the near ultraviolet detection device 42 is mounted on the substrate 41a is used.
  • the near ultraviolet detection device 42 is capable of detecting ultraviolet light of a wavelength in the near ultraviolet range (185 nm to 260 nm). By detecting the ultraviolet light in this band, it is possible to detect the presence or absence of a flame in the detection field of view that receives the detection light.
  • the near-ultraviolet detection device 42 mounts the light by mounting the visual field narrowing member 43 provided with the pinhole 43a of a predetermined size to the near-ultraviolet detection device 42 of the light reception characteristic having a wide light reception angle.
  • the detection angle at which light is received to detect ultraviolet light is narrowed to a predetermined detection view angle ⁇ 2 (here, 15 °).
  • the problem in the case where it is difficult to specify the direction of the light source of the detected ultraviolet light is solved due to the difficulty in using the near-ultraviolet detection device 42 for flame detection, that is, the light receiving characteristic having a wide light receiving angle. That is, the ultraviolet light sensor 10 has a light receiving characteristic in which the detection visual field is narrowed at a predetermined angle, and in the detection visual field 45 directed to the section 60a which divides the fire suppression target area 60 Is detected to detect the presence or absence of a flame in the section 60a.
  • FIG. 6 shows an imaging field 35 * of the infrared camera 8 and a detection field 45 of the ultraviolet sensor 10 in a state in which the fire extinguishing head 5 in which the infrared camera 8 and the ultraviolet sensor 10 are integrally provided is directed to the fire suppression target area 60. And show.
  • the imaging visual field 35 * of the infrared camera 8 has a visual field size corresponding to the imaging visual field angle ⁇ 1 (120 °).
  • the detection visual field 45 of the ultraviolet sensor 10 has a detection range 45 a of a size corresponding to the detection visual field angle ⁇ 2 (15 °).
  • the detection visual field 45 has a relative position fixed with respect to the imaging visual field 35 *. That is, the detection center 45 c of the detection field of view 45 is located at a distance equivalent to the arrangement distance between the infrared camera 8 and the ultraviolet sensor 10 in the extinguishing head 5 from the imaging center 35 c of the imaging field of view 35 *. Since this interval is smaller than the size of the imaging field of view 35 *, the drive mechanism 6 is driven to align the imaging center 35c with the detection target when the detection visual field 45 is directed to a specific detection target. do it.
  • FIG. 7 shows a cross section of a living room 50 in which the automatic fire extinguishing device 1 is installed
  • FIG. 9 shows a view AA in FIG.
  • the plurality of sections 60a dividing the fire extinguishing target area 60 into a grid shape is set to specify the position in the fire extinguishing target area 60, and corresponds to the light receiving cell 35a of the imaging surface 35 in the infrared camera 8 as described above. There is.
  • the fire extinguishing target range 60 is a range to be monitored by the automatic fire extinguishing apparatus 1 shown in the present embodiment, and is set so as to include a portion which can be a fire source such as the stove 57 shown in FIG. Be done.
  • the imaging field of view 35 * see FIG. 6
  • the range can be covered by the imaging field of view 35 *.
  • the fire extinguishing head 5 is moved, and the fire extinguishing target range 60 is imaged a plurality of times by the infrared camera 8. Control of the movement of the extinguishing head 5 at this time is performed by the drive control unit 72 taking in detection signals from the horizontal axis rotation angle detection sensor 23 and the vertical axis rotation angle detection sensor 27 provided in the drive mechanism 6.
  • the drive mechanism 6 there are rotation limit positions which are rotation allowable limits on the horizontal axis 21AX and the vertical axis 25AX respectively, and the movement limit of the extinguishing head 5 defined by these rotation limit positions can be coped with It becomes the limit range of 60
  • the fire extinguishing head 5 is moved to the maximum allowable angle while confirming the movement state of the dog members 24, 28 at the initial setup of the automatic fire extinguishing device 1. Determine the movement limit of the head 5.
  • the movement limit of the fire extinguishing head 5 is defined in the design data in relation to the detection signals of the horizontal axis rotation angle detection sensor 23 and the vertical axis rotation angle detection sensor 27. Good.
  • a visual field movement allowable range in which movement of the central position of the imaging visual field 35 * is permitted is defined in advance.
  • the drive control unit 72 (or the storage unit 76) stores offset information indicating a variation state of the correspondence relationship between such global coordinates and local coordinates. That is, in the offset information, the relative positional relationship between at least one light receiving cell 35a of the imaging surface 35 and the section 60a associated with the light receiving cell 35a is indicated.
  • the living room 50 is a closed room having a floor surface 51, a wall surface 52, and a ceiling surface 53.
  • the automatic fire extinguishing device 1 is installed in a vertical posture in which the fire extinguisher 2 is directed downward at a corner portion 54 where one wall surface 52 and the ceiling surface 53 intersect.
  • the automatic fire extinguishing device 1 is fixed to the wall 52 via a mounting bracket 14 mounted on the back of the fire extinguisher 2, as shown in FIG. 8 (b).
  • the stove 57 is placed on the floor surface 51 with the wall 52 as a back, and a window 56 capable of transmitting sunlight from the outside is installed on one wall 52.
  • a lighting device 55 is suspended from the ceiling surface 53.
  • the range including the lighting device 55, the window portion 56, and the stove 57 is the fire suppression target range 60 shown in FIG.
  • the imaging field of view 35 * of the infrared camera 8 can include the fire suppression target area 60 is shown.
  • the direction of the fire extinguishing direction 5 a of the fire extinguishing head 5 in the automatic fire extinguishing apparatus 1 is set such that the fire extinguishing target range 60 is included in the imaging field of the infrared camera 8.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the extinguishing direction 5a with respect to the reference horizontal plane L1 is set to a desired angle by adjusting the rotational position adjusting mechanism 17 (see FIGS. 2 and 3). Then, by setting the original position of the vertical axis 25AX, as shown in FIG. 8C, the inclination angle ⁇ 2 of the extinguishing direction 5a with respect to the reference vertical plane L2 is set to a desired angle.
  • the extinguishing direction 5a of the extinguishing head 5 in this manner, as shown in FIG. 9, the state of the illuminating lamp 55a of the illuminating device 55, the translucent glass 56a of the window 56, and the burning part 57a of the stove 57 can be obtained. It can always be monitored by the infrared camera 8.
  • the infrared camera 8 picks up an area to be extinguished by using the infrared camera 8 to monitor the occurrence of an infrared light region that may cause a fire.
  • This monitoring is performed by data processing of image data acquired by imaging by an infrared imaging processing unit 73 (see FIG. 11) and extraction of an infrared light region by an infrared light region extraction unit 73a.
  • FIG. 10A shows an infrared image acquired by the infrared camera 8 in this monitoring process. That is, the imaging surface 35 of the infrared camera 8 receives infrared light emitted from the combustion unit 57a of the stove 57, the translucent glass 56a of the window 56, and the illumination lamp 55a of the illumination unit 55, respectively.
  • the light areas RA1, RA2, RA3 are extracted.
  • management ID assignment is performed to assign a labeling number, which is a management ID for identifying each of the infrared light regions extracted in the infrared image.
  • the ID: 001 is assigned to the infrared light region RA1, the ID: 002 to the infrared light region RA2, and the ID: 003 to the infrared light region RA3.
  • management ID attachment it may be numbered in the order of extraction by the infrared camera 8, or may be numbered according to a predetermined numbering rule.
  • management ranking is performed in which the infrared light regions to which management numbers have been assigned in this manner and to which labeling numbers have been added in this way are ranked according to management ranks preset according to their respective states. It will be. Then, in the fire detection processing for automatic fire extinguishing described below, processing based on each management rank is applied to each infrared light region assigned a management ID by a labeling number.
  • FIG. 12 shows the data configuration of management rank information 76c (labeling data) related to such management rank.
  • the "number” 76d indicates a management ID number (labeling number) associated with the global coordinates of the fire suppression target range 60, and as shown in FIG. 10A, it is assigned to each infrared light region .
  • the “address” 76 e is local address information indicating the position of the infrared light region on the imaging surface 35. Here, the position is indicated by the address of the light receiving cell 35a corresponding to the area gravity center of the infrared light region.
  • “X coordinate, Y coordinate” 76 f indicates the position in the fire suppression range 60 of the section 60 a corresponding to the area gravity center of the infrared light region by the X coordinate in the XY coordinate system which is the global coordinate, Y coordinate .
  • "address" 76e and "X coordinate, Y coordinate” 76f Is equivalent information.
  • the “area” 76 g indicates the area based on the global coordinates of the fire suppression target range 60 of the infrared light region, and in the present embodiment, the infrared light region is monitored based on the rate of increase of the area. In addition, it is determined whether it is determined that a fire has occurred.
  • the "rank” 76h is a management rank assigned according to the state of the infrared light region. Here, four ranks of ranks 0, 1, 2 and 3 are preset according to the possibility of being extinguished.
  • Rank 0 corresponds to the case where a flame is not detected, such as illumination and sunlight incident from the outside although an infrared light region is extracted.
  • Rank 1 corresponds to the case where a flame is detected in the extracted infrared light area and becomes a flame area, and it is determined that it is necessary to be a monitoring target.
  • rank 2 when the area of the flame area determined to be rank 1 is increasing, and the rate of increase exceeds a preset first threshold, monitoring at a higher degree of attention is required.
  • rank 3 corresponds, when the rate of increase of the area of a flame field exceeds the 2nd threshold set up beforehand as a danger level.
  • the rank 3 continues for a predetermined time or more, it is determined that a fire has occurred, and the injection of the extinguishant from the injection port 9 is executed.
  • the infrared light areas RA1, RA2, RA3 are extracted for all of the lamp 55a, the translucent glass 56a, and the burning part 57a.
  • the illumination light 55a and the infrared light regions RA2 and RA3 corresponding to the translucent glass 56a are not targets to be detected as a fire because of their nature.
  • the detection field 45 of the ultraviolet light sensor 10 is moved to the section of the fire suppression target area corresponding to the infrared light region, and the ultraviolet light sensor 10 detects the ultraviolet light.
  • the scanning operation is performed to sequentially move the detection visual field 45 to each section 60 a of the fire suppression target range 60.
  • the detection visual field 45 sequentially moves to perform the ultraviolet ray detection.
  • the detection data acquired by the ultraviolet sensor 10 is processed by the ultraviolet light detection processing unit 74, and the flame detection unit 74a detects the presence or absence of the flame.
  • the infrared light region is a flame region including a flame, and management ranking is assigned to rank 1 corresponding to a monitoring target in the management rank information 76 c shown in FIG. 12. Be done.
  • the infrared light region RA1 is registered in the automatic fire extinguishing device 1 as a monitoring target by the fire extinguishing head 5.
  • the ultraviolet light is detected even if the detection field 45 of the ultraviolet light sensor 10 is moved to the corresponding section 60a in the fire suppression target range 60. I will not. Therefore, these infrared light regions are determined to have no flame, are management-ranked at rank 0 which does not correspond to the monitoring target in the management rank information 76c shown in FIG. 12, and are excluded from the monitoring target.
  • the fire judgment unit 75 preence or absence of fire occurrence in any of the sections of the fire suppression target area based on the imaging result by the infrared camera 8 and the detection result of the ultraviolet sensor 10). It is determined according to FIG.
  • the monitoring mode is set to exclude the infrared light region having management rank at rank 0 from the monitoring target, but the infrared light region having management rank at rank 0 is monitored again
  • the monitoring mode may be set to be a target. For example, in an infrared light region where infrared light of sunlight incident from an opening such as a window is detected, even if it is determined that there is no flame at that time, it may lead to a fire for some reason thereafter. If such a situation is taken into consideration, it is desirable that the infrared light sensor 10 be once again subjected to flame detection by the ultraviolet light sensor 10 after the predetermined interval has elapsed, even for the infrared light region that has been temporarily ranked as rank 0.
  • the movement of the detection visual field 45 of the ultraviolet light sensor 10 to any section of the fire suppression target range is performed by the function of the drive mechanism 6 which is a sensor visual field movement unit.
  • the detection field 45 of the ultraviolet sensor 10 is relative to the imaging field 35 * of the infrared camera 8. Has a fixed relationship.
  • the drive mechanism 6 for moving the extinguishing head 5 is driven to direct the detection direction 10a (see FIG. 3) of the ultraviolet sensor 10 to the section.
  • the drive mechanism 6 for moving the injection direction 9a of the injection port 9 in the vertical direction and in the horizontal direction also serves as the above-described sensor visual field moving unit.
  • the movement of the detection visual field 45 is performed by moving the detection direction 10a in the vertical direction or the horizontal direction sequentially in the fire suppression target range 60 to make each section 60a be a detection target by the ultraviolet sensor 10.
  • the infrared camera 8, the ultraviolet light sensor 10, the sensor view moving unit operated by the drive mechanism 6, and the fire determination unit 75 constitute a fire detection unit that detects a fire occurring in the extinguishing range.
  • the fire control unit 71 shown in FIG. 11 is a fire control unit that controls the drive mechanism 6 and the fire extinguisher 2 based on the detection result of the fire detection unit. That is, the fire extinguishing control unit 71 as the fire extinguishing control means directs the injection port 9 of the fire extinguisher 2 in the direction of the fire occurrence so as to inject the extinguishant when the fire detection means detects the occurrence of the fire.
  • the drive mechanism 6 and the fire extinguisher 2 are operated.
  • a control unit 70 is a control device built in the main unit 4 and is a fire control unit 71 as an internal control processing function, a drive control unit 72, an infrared imaging processing unit 73, an ultraviolet light detection processing unit 74, A fire determination unit 75, a storage unit 76, an alarm unit 77, and a communication unit 78 are provided.
  • the fire extinguishing control unit 71 controls the solenoid valve 18 of the fire extinguisher 2 to control the injection of the extinguishant from the injection port 9.
  • the drive control unit 72 controls the operation of the drive mechanism 6 having the horizontal axis motor 21 and the vertical axis motor 25.
  • the fire extinguishing control unit 71 can operate the drive mechanism 6 via the drive control unit 72.
  • the drive control unit 72 takes in detection signals from the horizontal axis rotation angle detection sensor 23 and the vertical axis rotation angle detection sensor 27, the rotational positions of the horizontal axis 21 AX and the vertical axis 25 AX are detected. Ru.
  • the infrared imaging processing unit 73 performs predetermined data processing on imaging information by the infrared camera 8. In these data processing, processing of extracting the infrared light region by the infrared light region extraction unit 73a, processing of calculating the area of the extracted infrared light region, X coordinate indicating the position of the infrared light region, A process of calculating the Y coordinate, and a process of calculating the rate of increase of the area due to the expansion of the infrared light region are included.
  • the ultraviolet light detection processing unit 74 receives a detection signal from the ultraviolet sensor 10 and performs predetermined detection processing. The detection process includes a process of detecting the presence or absence of a flame in the detection field of view by the flame detection unit 74a.
  • the fire determination unit 75 of the fire detection means determines the presence or absence of fire occurrence in any of the sections 60 a of the fire suppression target range 60 based on the imaging result by the infrared camera 8 and the detection result of the ultraviolet light sensor 10. Have functions to execute various processes associated with the That is, the fire determination unit 75 of the fire detection means includes the management ranking processing unit 75a, performs management ID addition for giving management ID to the infrared light area extracted in the infrared image, and red for which management ID is provided. A management ranking process is performed to rank the outside light area according to a preset management rank.
  • the storage unit 76 stores information necessary for the execution of the process for automatic fire extinguishing by the automatic fire extinguishing device 1. These pieces of information include a monitoring target setting threshold 76a, a fire determination threshold 76b, and management rank information 76c.
  • the monitoring target setting threshold 76a is a first threshold which is a determination condition for setting a flame area which is an infrared light area accompanied by a flame as a monitoring target at a high degree of caution.
  • the fire determination threshold value 76b is a second threshold value at which the rate of increase of the area of the flame area is determined to be a dangerous level.
  • the management rank information 76c is management rank information (labeling data) shown in FIG.
  • the alarm unit 77 controls the buzzer 12 and the alarm lamp 13 to perform processing for emitting a predetermined alarm when a predetermined situation such as a fire occurrence is detected.
  • the communication unit 78 exchanges signals and data with the external communication line 79.
  • As the external communication line 79 a LAN line, a broadband line, a mobile phone line or the like can be applied.
  • an alarm signal can be sent to an alarm device or the like installed at a remote position away from the fire suppression target area 60.
  • a broadband line or a mobile telephone line it becomes possible to connect each automatic fire extinguishing device 1 to an external organization such as a management center.
  • an automatic fire extinguishing method by the automatic fire extinguishing apparatus 1 will be described according to the flow of FIG. 13 with reference to the respective drawings.
  • this automatic fire extinguishing method as in the fire suppression target range 60 illustrated in FIG. 14A, a fire occurring in the predetermined fire suppression target range 60 is detected and the fire is automatically extinguished.
  • the fire extinguishing target range 60 there are a lighting device 55 suspended from the ceiling surface 53, a window 56 provided on the wall surface 52, and a stove 57 mounted on the floor surface.
  • the fire extinguishing head 5 is installed at a predetermined position where the fire extinguishing target range 60 can be contained within the imaging field of the ultraviolet sensor 10.
  • the combustion unit 57a of the stove 57 is in an abnormal combustion state for some reason, and the flame F rises upward.
  • the fire suppression target range 60 shown in FIG. 14A is monitored by the infrared camera 8 (ST1), and it is determined whether the infrared light region is extracted in the obtained infrared image It judges (ST2). If YES in (ST2), a labeling number, which is a management ID, is assigned to the extracted infrared light region (ST3).
  • the labeling number 001 is given to the infrared light area RA1 corresponding to the combustion part 57a.
  • the process returns to (ST1) and continues the same monitoring. That is, in the above-mentioned process, the infrared light emitted from each section 60a is determined by the infrared camera 8 having the imaging surface 35 in which the address corresponding to the section 60a (see FIG. 9) dividing the fire extinguishing range 60 is set. The imaging is performed to generate an infrared image on the imaging surface 35 (infrared imaging step).
  • the ultraviolet light sensor 10 determines whether or not a flame is detected by the ultraviolet light sensor 10 in the infrared light region extracted and given a labeling number (ST4). That is, the presence or absence of a flame in the section 60a is detected by detecting ultraviolet rays in the detection field 45 directed to the section 60a by the ultraviolet sensor 10 having a light receiving characteristic in which the detection field of view is narrowed at a predetermined angle ).
  • the infrared light region is a flame region including a flame.
  • the infrared light region RA1 corresponding to the combustion portion 57a is detected as a flame region RA11 including a flame.
  • a flame area RA11 in the infrared light area and including the flame detected by the ultraviolet light sensor 10 is management ranked as a monitoring target (ST5). That is, the labeling number corresponding to the flame area is assigned rank 1 indicating that it should be monitored.
  • the injection port 9 of the fire extinguishing head 5 is directed to the section corresponding to the flame area to be monitored (ST7) in order to execute monitoring of a higher degree of attention (ST7).
  • the imaging direction 8a of the infrared camera 8 is also directed to the section, and as shown in FIG. 15A, the stove 57 is located at the center of the imaging screen after moving the imaging direction 8a in the fire suppression target range 60.
  • the combustion portion 57a can be positioned.
  • FIG. 15B shows an infrared image acquired by the infrared camera 8 in this state.
  • the flame area RA12 corresponding to the labeling number 001 is located at the center of the screen of the imaging surface 35. And monitoring of the infrared ray image by the ultraviolet ray sensor 10 is continued for the flame area RA12 where the monitoring with the high degree of caution is required.
  • it is determined whether the rate of increase of the area of the flame region to be monitored is the fire occurrence level exceeding the second threshold defined in the fire determination threshold 76b stored in the storage unit 76 (ST8) .
  • the area of the flame area RA12 of the labeling number 001 increases beyond the predetermined ratio defined in the second threshold, and the flame area RA13 having a larger area is formed. Determine if there is. If “YES” here, it is determined that the flame area RA13 is a fire occurrence level that is more likely to cause a fire, and then it is determined whether the fire occurrence level continues beyond a predetermined time ( ST9).
  • the processing steps performed by the processing function of the fire determination unit 75 of the fire detection means in (ST5) to (ST9) are based on the imaging result by the infrared camera 8 and the detection result of the ultraviolet sensor 10.
  • the fire determination step of determining the presence or absence of a fire in any of the sections 60a of the fire suppression target range 60 corresponds to the fire determination step of determining the presence or absence of a fire in any of the sections 60a of the fire suppression target range 60.
  • the fire extinguishing control unit 71 serving as the fire extinguishing control means drives the injection port 9 of the fire extinguishing head 5 to direct the injection port 9 of the fire extinguishing head to the fire occurrence direction.
  • the mechanism 6 and the fire extinguisher 2 are operated.
  • the extinguishing control unit 71 has a function of operating the drive mechanism 6 via the drive control unit 72. At the time of detection of the above-mentioned fire occurrence, the fire extinguishing control unit 71 operates the drive mechanism 6 by this function.
  • the following processing is executed by the function of the fire determination unit 75 of the fire detection means. That is, while performing management ID attachment which assigns management ID to the infrared light region extracted in the infrared image, management rank assignment which ranks the infrared light region attached with the management ID according to the preset management rank I do.
  • a flame region which is an infrared light region and includes a flame detected by the ultraviolet light sensor 10 is management ranked as a monitoring target. Then, when the area of the flame region managed as a monitoring target is increasing beyond a predetermined ratio set in advance, it is determined that a fire has occurred, and the fire extinguishing operation of injecting a extinguishant from the injection port 9 described above is performed. To be executed.
  • the fire detection means comprises an infrared camera 8 for capturing infrared light and generating an infrared image on the imaging surface, an ultraviolet sensor 10 for detecting the presence or absence of a flame by detecting ultraviolet rays in a detection field of view, and the infrared camera 8
  • a fire determination unit that determines the presence or absence of a fire occurrence based on the imaging result and the detection result of the ultraviolet sensor 10 is provided.
  • the fire extinguishing unit 7 is configured by the fire extinguishing head 5 having the fire detection function and the extinguishant injection function and the drive mechanism 6 for moving the fire extinguishing head 5.
  • the main unit 4 holding the unit is connected to the fire extinguisher 2.
  • this invention is not limited to such a structure,
  • the above-mentioned component can be isolate
  • a configuration may be used in which the main body 4 holding the fire extinguishing unit 7 is separated from the fire extinguisher 2 and the fire extinguishing unit 7 and the main body 4 are remotely disposed apart from the fire extinguisher 2.
  • the fire extinguisher 2 it is conceivable to arrange the fire extinguisher 2 on the floor of the room, and connect the fire extinguishing unit 7 and the main body 4 arranged on the ceiling with the fire extinguisher 2 by the fire hose 11 or signal wiring.
  • the configuration in which the main body 4 is combined with the fire extinguisher 2 may be maintained, and only the fire extinguishing unit 7 may be separated from the main body 4 and the fire extinguisher 2 and disposed remotely.
  • the automatic fire extinguishing apparatus and the automatic fire extinguishing method according to the present invention have an effect that flames causing fires can be detected with low cost equipment and with high accuracy, and detection of fire occurrence indoors etc. is performed automatically. Useful in the field of fire extinguishing equipment that

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Abstract

火災の原因となる火炎を低コストの設備で且つ高精度に検出することができる自動消火装置および自動消火方法を提供することを目的とする。 予め設定された消火対象範囲内に発生した火災を検出して自動的に消火する自動消火装置1において、消火対象範囲内に発生した火災を検出する火災検出手段を、赤外光を撮像して撮像面に赤外線画像を生成する赤外線カメラ8と、検出視野において紫外線を検出することにより炎の有無を検出する紫外線センサ10と、赤外線カメラ8による撮像結果と紫外線センサ10の検出結果とに基づいて火災発生の有無を判定する火災判定部とを備えた構成とし、火災の発生が検出されると、噴射口9を火災の発生方向に指向させて消火器2によって消火剤を噴射するようにした。

Description

自動消火装置および自動消火方法
 本発明は、火災の発生を検知して自動的に消火する自動消火装置および自動消火方法に関するものである。
 少子高齢化の進行が著しい我が国では、在宅介護医療の役割が改めて重要視されている。これに伴って高齢者や要支援者などの弱者が暮らしている一般住宅における防火対策の見直しが求められている。すなわち、このような弱者は火災が発生しても自力では消火活動ができない場合が多く、弱者が単身で暮らす独居世帯で出火した場合や、また同居家族がいる場合でも家族の就寝中や留守の間に出火した場合には、適切な対応ができずに悲惨な犠牲を招く結果となる。このような火災は、最初は何らかの原因で発生した小さな火が次第に燃え広がって大きな被害に繋がるものであることから、従来より発生した火が燃え広がる前の初期段階で消火することを目的とした初期消火装置が提案されている(例えば特許文献1参照)。
 特許文献1に示す先行技術の初期消火装置では、温度検知センサで火災の火元を特定し、消火剤を噴射する噴射ノズルなどを格納するケース体を回転させて噴射ノズルを火元に向けるとともに、火元が所定の温度に達すると自動で噴射ノズルより消火剤を噴射させて火災を消火している。
特開2012―152388号公報
 しかしながら上述の先行技術を含め、従来技術には以下のような難点があった。まず特許文献1に示す初期消火装置では、温度検知センサが所定の温度を検出すると自動で消火剤を噴射するため、実際には火災が発生していないにも拘らず何らかの原因で高温となった対象物に消火剤を噴射してしまうことが起こり得た。このような火災の誤検出を排除することを目的として、公知技術である赤外線3波長式炎検知方式を採用することも考えられる。この方式は、火炎に特有のCO2の赤外線共鳴放射現象を監視して火災の発生を検出するものであり、誤検出の少ない高精度の火炎検出を行うことができるという利点がある。
 ところがこの方式を用いた火炎検出センサは、産業機器用途に開発されたものであって高価格であることから、低コストで簡便な構成であることが求められる一般住宅用の自動消火装置に採用することが困難であった。このように従来技術における自動消火装置には、火災の原因となる火炎を低コストの設備で且つ高精度に検出することが困難であるという課題があった。
 そこで本発明は、火災の原因となる火炎を低コストの設備で且つ高精度に検出することができる自動消火装置および自動消火方法を提供することを目的とする。
 本発明の自動消火装置は、予め設定された消火対象範囲内に発生した火災を検出して自動的に消火する自動消火装置であって、噴射口から消火剤を噴射する消火器と、前記噴射口の噴射方向を上下方向および水平方向に移動させる駆動手段と、前記消火対象範囲内に発生した火災を検出する火災検出手段と、前記火災検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段および前記消火器を制御する消火制御手段とを備え、前記火災検出手段は、前記消火対象範囲を区分する区画に対応するアドレスが設定された撮像面を有し、前記区画から発出される赤外光を撮像して前記撮像面に赤外線画像を生成する赤外線カメラと、検出視野が所定角度に狭窄された受光特性を有し、前記区画に指向された前記検出視野において紫外線を検出することにより当該区画における炎の有無を検出する紫外線オン・オフセンサと、前記紫外線オン・オフセンサの検出視野を任意の前記区画に向けて移動させるセンサ視野移動部と、前記赤外線カメラによる撮像結果と前記紫外線オン・オフセンサの検出結果とに基づいて、前記区画のいずれかにおける火災発生の有無を判定する火災判定部とを有し、前記消火制御手段は、前記火災検出手段によって火災の発生が検出されると、前記消火器の噴射口を火災の発生方向に指向させて前記消火剤を噴射するように、前記駆動手段および前記消火器を作動させる。
 本発明の自動消火方法は、予め設定された消火対象範囲内に発生した火災を検出して自動的に消火する自動消火方法であって、前記消火対象範囲を区分する区画に対応するアドレスが設定された撮像面を有する火災検出手段の赤外線カメラによって、前記区画から発出される赤外光を撮像して前記撮像面に赤外線画像を生成する赤外線画像撮像工程と、検出視野が所定角度に狭窄された受光特性を有する火災検出手段の紫外線オン・オフセンサによって、前記区画に指向された前記検出視野において紫外線を検出することにより当該区画における炎の有無を検出する炎検出工程と、前記赤外線カメラによる撮像結果と前記紫外線オン・オフセンサの検出結果とに基づいて、前記区画のいずれかにおける火災発生の有無を判定する火災判定工程とを含み、前記火災判定工程において火災の発生が検出されると、消火器の噴射口を火災の発生方向に指向させて消火剤を噴射するように、前記噴射口の噴射方向を上下方向および水平方向に移動させる駆動手段および前記消火器を作動させる。
 本発明によれば、火災の原因となる火炎を低コストの設備で且つ高精度に検出することができる。
本発明の一実施の形態の自動消火装置の全体構成を示す斜視図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の消火ユニットの構成説明図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の消火ユニットの駆動系統の説明図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の消火ヘッドが備えた赤外線カメラおよび紫外線オン・オフセンサの構成説明図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の消火ヘッドが備えた赤外線カメラの撮像面の説明図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の消火ヘッドが備えた赤外線カメラの撮像視野および紫外線オン・オフセンサの検出視野の説明図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の設置例を示す図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の監視方向設定の説明図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の消火対象範囲の一例を示す図 本発明の一実施の形態の自動消火装置の消火ヘッドが備えた赤外線カメラによる赤外線画像および紫外線オン・オフセンサによる炎検出の説明図 本発明の一実施の形態の自動消火装置における制御系の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態の自動消火装置において監視対象の火災領域に付される管理ランク情報の説明図 本発明の一実施の形態の自動消火方法を示す自動消火処理のフロー図 本発明の一実施の形態の自動消火方法の説明図 本発明の一実施の形態の自動消火方法の説明図
 次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず図1を参照して、自動消火装置1の全体構成を説明する。自動消火装置1は、室内など予め設定された消火対象範囲内に発生した火災を検出して、自動的に消火する機能を有するものである。
 図1において、自動消火装置1は、消火器2に制御装置を内蔵した本体部4および消火ユニット7を組み合わせて装備した構成となっている。消火器2は、一般市販の消火器と同様に筒状容器の内部に貯溜した消火剤を噴射する機能を有する。消火器2の胴体部には帯状の固定ベルト3が装着されており、自動消火装置1を消火対象範囲に対して取り付ける際には、固定ベルト3と一体型の装着ブラケット14(図8(b)参照)を室内の壁面などに予め固着しておき、装着ブラケット14のフックに消火器2を掛けて固定ベルト3により固定する。
 消火器2の上端部に装着された本体部4の側面には、消火ユニット7を構成する消火ヘッド5および駆動機構6が結合されている。消火ヘッド5は、消火対象範囲内に発生した火災を検出する火災検出手段および消火器2の噴射口9を備えている。噴射口9は、検出された火災の火元に対して消火器2から消火ホース11を介して送給される消火剤を噴射する。本実施の形態では、火災検出手段として、赤外線カメラ8および紫外線オン・オフセンサ10の機能の組み合わせにより、消火対象範囲内における火災の発生の有無を検知するようにしている。なお以下の記述においては、紫外線オン・オフセンサ10を単に紫外線センサ10と略記する。
 赤外線カメラ8は、消火対象範囲から発出される赤外光を撮像して赤外線画像を生成する機能を有している。また紫外線センサ10は、検出視野において特定波長範囲の紫外線の有無を検出することにより炎の有無を検出する機能を有している。そして火災の発生が検出されると、消火器2の噴射口9を火災の発生方向に指向させて消火剤を噴射するように、本体部4に内蔵された制御装置によって消火ヘッド5および駆動機構6を制御する。
 駆動機構6は、消火ヘッド5を横軸廻り、縦軸廻りに回動させる機能を有している。これにより、噴射口9の噴射方向を上下方向および水平方向に移動させることができる。したがって、駆動機構6は噴射口9の噴射方向を上下方向および水平方向に移動させる駆動手段となっている。そしてこの消火ヘッド5の移動により、赤外線カメラ8による撮像方向、紫外線センサ10による検出方向を移動させることができるようになっている。駆動機構6の機構部を覆うカバー体には、ブザー12および警報灯13が配置されている。ブザー12、警報灯13はいずれも予め定められた警報事態が発生した場合に、所定の警報を発する機能を有している。
 次に、図2、図3を参照して、駆動機構6の詳細構造および機能を説明する。図2、図3において、フレーム部16は、本体部4の筐体を構成する枠部材である。図3に示すように、フレーム部16の下端部には、取付金具15を介して消火器2の頂部2aが固定されている。頂部2aには、噴射口9と連通する消火ホース11が接続されており、頂部2aに設けられた電磁弁18を作動させることにより、消火器2に貯溜された消火剤を噴射口9から噴射することができる。
 さらにフレーム部16には、駆動機構6の本体部4に対する水平軸廻りの回転位置を調整するための、回転位置調整機構17が設けられている。図3に示すように、フレーム部16に結合された固定部材17aには、駆動機構6を構成する縦軸モータブラケット26の側板26aが、回転位置調整軸17AX廻りの回動(矢印c)が許容された状態で当接している。
 回転位置調整機構17には、側板26aの固定部材17aに対する回転位置調整軸17AX廻りの回動を許容し、また側板26aを固定部材17aに対して固定して縦軸モータブラケット26の回動を禁止する機構が設けられている。この回転位置調整機構17の機能により、後述するように、消火ヘッド5による消火方向の基準水平面に対する傾斜角を、予め所望の角度に設定することが可能となっている。
 回転位置調整機構17から水平方向に延出した縦軸モータブラケット26の下面には、縦軸モータ25が縦軸モータブラケット26から回転軸25aを突出させた姿勢で配設されている。縦軸モータ25は高減速比の減速機構を有しており、回転軸25aには横軸モータブラケット22が結合されている。横軸モータブラケット22の下面には、複数のスリットが所定ピッチで形成されたリング状のドグ部材28が固着されており、縦軸モータブラケット26の上面においてドグ部材28に対応した位置には、フォトスイッチを用いた縦軸回転角検出センサ27が配置されている。
 縦軸モータ25を駆動することにより、回転軸25aが横軸モータブラケット22とともに縦軸25AX廻りに回動する(矢印b)。このとき、縦軸回転角検出センサ27からは横軸モータブラケット22の回動量に応じたオンオフ信号が駆動制御部72(図11参照)に対して出力され、このオンオフ信号に基づいて横軸モータブラケット22の縦軸25AX廻りの回転位置が検出される。
 横軸モータブラケット22の端部から上方へ延出して設けられた側板22aには、横軸モータ21が側板22aから回転軸21aを突出させた姿勢で配設されている。横軸モータ21は高減速比の減速機構を有しており、回転軸21aには消火ヘッド5が結合されている。消火ヘッド5の側面には、複数のスリットが所定ピッチで形成されたリング状のドグ部材24が固着されており、側板22aの側面においてドグ部材24に対応した位置には、フォトスイッチを用いた横軸回転角検出センサ23が配置されている。
 横軸モータ21を駆動することにより、回転軸21aが消火ヘッド5とともに横軸21AX廻りに回動する(矢印a)。このとき、横軸回転角検出センサ23からは消火ヘッド5の回動量に応じたオンオフ信号が駆動制御部72(図11参照)に対して出力され、このオンオフ信号に基づいて消火ヘッド5の横軸21AX廻りの回転位置が検出される。
 図3において、消火ヘッド5を構成する赤外線カメラ8、消火器2の噴射口9および紫外線センサ10を囲む破線枠5*は、駆動機構6によって駆動される被駆動部を示している。消火ヘッド5において、赤外線カメラ8による撮像方向8a、紫外線センサ10による検出方向10aおよび噴射口9による噴射方向9aは、いずれも同一方向、すなわち消火ヘッド5による消火方向5aと一致するよう、赤外線カメラ8、噴射口9、紫外線センサ10の取り付け状態が設定されている。
 すなわち、本実施の形態では消火器2の噴射口9、火災検出手段の赤外線カメラ8および紫外線センサ10は、それぞれの噴射方向9a、撮像方向8a、検出方向10aを同一の消火方向5aに向けて一体的に結合された消火ヘッド5を構成している。そして駆動機構6は、消火ヘッド5を横軸21AX廻りに回動させることにより消火方向5aを上下方向に移動させ、消火ヘッド5を縦軸25AX廻りに回動させることにより消火方向5aを水平方向に移動させる。
 ここで図4、図5、図6を参照して、火災検出手段の赤外線カメラ8、紫外線センサ10の構成および機能を説明する。図4(a)は赤外線カメラ8の構成を示しており、本実施の形態では、基板31aに赤外線撮像デバイス32が実装された基板カメラ31を用いている。赤外線撮像デバイス32には赤外線透過フィルタ33を介して光学系34が装着されている。ここでは赤外線透過フィルタ33として近赤外以長の波長を透過させる特性を備えたものが用いられている。
 なお、基板カメラ31の構成は、赤外光画像を抽出する機能が実現可能であればその構成は任意である。すなわち、赤外光を選択的に受光する機能を備えた専用の赤外光撮像素子を備えた構成であってもよく、また一般の可視光カメラに特定の波長域の赤外光のみを透過させるフィルタを組み合わせた構成を用いるようにしてもよい。
 また光学系34としては大きな撮像視野角度α1(例えば120°)を有する超広角レンズを用いるようにしている。これにより、消火ヘッド5を固定した状態で赤外線カメラ8によって消火対象範囲を撮像する監視状態において、極力広い範囲を撮像視野内に捉えて監視対象とすることが可能となっている。
 光学系34から入光した撮像光は赤外線透過フィルタ33を透光して赤外線撮像デバイス32に受光される。これにより、図5に示す赤外線カメラ8のイメージセンサ面である撮像面35に、火炎や照明光、あるいは窓から差し込んだ日光など、赤外領域の赤外光を含む入射光による赤外線画像(図10(a)参照)が生成される。撮像面35には、複数の画素よりなる受光セル35aが、[I]行(1,2,・・N)、[J]列(1,2,・・M)のマトリックス状の配列で設定されている。各受光セル35aには、マトリックス座標[I,J]で示されるアドレスが対応している。
 そしてこのアドレスは、消火ヘッド5の消火方向5aを消火対象範囲に指向して赤外線カメラ8によって撮像した状態において、消火対象範囲における位置を特定するために消火対象範囲60を区分した管理区画である区画60aに対応する(図9に示す区画60a参照)。換言すれば、図9に示す消火対象範囲60に設定された直交座標系におけるXY座標(X、Y)は、受光セル35aにおけるマトリックス座標[I,J]に一対一で対応しており、撮像面35の撮像中心35cはXY座標系の原点に対応している。
 すなわち赤外線カメラ8は、消火対象範囲60を区分する区画60aに対応するアドレスが設定された撮像面35を有し、区画60aから発出される赤外光を撮像して撮像面35に赤外線画像を生成する構成となっている。なお、消火対象範囲60に設定されたXY座標は、消火対象範囲60が存在する現実の空間に設定された謂わばグローバル座標であり、撮像面35におけるマトリックス座標[I,J]は、赤外線カメラ8の撮像方向の移動とともに移動する謂わばローカル座標である。
 図4(b)は、紫外線センサ10の構成を示しており、本実施の形態では、基板41aに近紫外線検出デバイス42が実装された基板センサ41を用いている。近紫外線検出デバイス42は近紫外帯域(185nm~260nm)の波長の紫外線を検出可能となっている。この帯域の紫外線を検出することにより、検出光を受光する検出視野における炎の有無を検出することができる。
 さらに本実施の形態では、広範囲受光角を有する受光特性の近紫外線検出デバイス42に、所定サイズのピンホール43aが設けられた視野狭窄部材43を装着することにより、近紫外線検出デバイス42が光を受光して紫外線を検出する検出角度を所定の検出視野角度α2(ここでは15°)に狭窄するようにしている。これにより、図6に示す検出視野45、すなわち検出中心45cを代表位置として上述の狭窄された検出角度に応じたサイズの検出範囲45aにおける炎の有無を、検出範囲45aのサイズに応じた分解能の位置特定精度で検出することができる。
 したがって近紫外線検出デバイス42を火炎検知に用いる場合の難点、すなわち広範囲受光角を有する受光特性に起因して、検出した紫外線の発光源の方位特定が難しいという課題が解決されている。すなわち紫外線センサ10は、検出視野が所定角度に狭窄された受光特性を有し、消火対象範囲60を区分する区画60aに指向された検出視野45において、所定帯域(ここでは近紫外帯域)の紫外線を検出することにより当該区画60aにおける炎の有無を検出する構成となっている。
 図6は、赤外線カメラ8と紫外線センサ10とが一体に設けられた消火ヘッド5を、消火対象範囲60に指向させた状態における赤外線カメラ8の撮像視野35*と、紫外線センサ10の検出視野45とを示している。図6に示すように、赤外線カメラ8の撮像視野35*は、撮像視野角度α1(120°)に応じた視野サイズとなっている。また紫外線センサ10の検出視野45は、検出視野角度α2(15°)に応じたサイズの検出範囲45aとなっている。
 ここで、赤外線カメラ8と紫外線センサ10とは消火ヘッド5において固定配置となっていることから、検出視野45は撮像視野35*に対して相対位置が固定されている。すなわち、検出視野45の検出中心45cは、撮像視野35*の撮像中心35cから、消火ヘッド5における赤外線カメラ8と紫外線センサ10との配置距離に相当する間隔だけ隔てた位置にある。この間隔は撮像視野35*の大きさと比較して小さいことから、検出視野45を特定の検出対象に指向させる際には、撮像中心35cを検出対象に位置合わせするように、駆動機構6を駆動すればよい。
 次に、上述構成の自動消火装置1を消火対象の一例となる室内に設置する場合の設置例について、図7、図8、図9を参照して説明する。なお図7は、自動消火装置1が設置される居室50の断面を示しており、図9は図7におけるA-A矢視、すなわち自動消火装置1による消火対象範囲60を示している。消火対象範囲60を格子状に区分する複数の区画60aは消火対象範囲60における位置を特定するために設定されており、前述のように赤外線カメラ8における撮像面35の受光セル35aに対応している。
 ここで、消火対象範囲60は本実施の形態に示す自動消火装置1による監視対象とすべき範囲であり、当該居室において図7に示すストーブ57など火災発生源となり得る箇所を包含するように設定される。ここで、消火ヘッド5の赤外線カメラ8の撮像視野35*(図6参照)が消火対象範囲60よりも大きい場合には、赤外線カメラ8の撮像方向8aを移動させることなく消火対象範囲60の全範囲を撮像視野35*によって包含することができる。
 これに対し、所望の消火対象範囲60の大きさが赤外線カメラ8の撮像視野35*よりも大きい場合には、消火対象範囲60の全範囲を赤外線カメラ8の撮像面35*によってカバーするために、消火ヘッド5を移動させて消火対象範囲60を赤外線カメラ8によって複数回撮像する。このときの消火ヘッド5の移動の制御は、駆動機構6に設けられた横軸回転角検出センサ23、縦軸回転角検出センサ27からの検出信号を駆動制御部72が取り込むことにより行われる。
 すなわち駆動機構6において、横軸21AX、縦軸25AXにはそれぞれ回転が許容される限界である回転リミット位置が存在し、これらの回転リミット位置によって規定される消火ヘッド5の移動限界が、対応可能な消火対象範囲60の限界範囲となる。なお、消火対象範囲60の限界範囲を確定する方法として、自動消火装置1の初期セットアップ時において、ドグ部材24、28の移動状態を確認しながら許容最大角度まで消火ヘッド5を移動させることにより消火ヘッド5の移動限界を決定する。
 また自動消火装置1の装置設計段階において、設計データ上で消火ヘッド5の移動限界を、横軸回転角検出センサ23、縦軸回転角検出センサ27の検出信号に関連づけて規定するようにしてもよい。この場合には、撮像視野35*の中心位置の移動が許容される視野移動許容範囲が予め規定される。なお、消火ヘッド5を移動させて消火対象範囲60に対する赤外線カメラ8の撮像視野35*の相対位置が変化する場合には、消火対象範囲60におけるグローバル座標上の位置を特定する区画60aと、撮像面35におけるローカル座標上の受光セル35aとの対応関係が消火ヘッド5の移動により変動する。このため、駆動制御部72(または記憶部76)には、このようなグローバル座標とローカル座標との対応関係の変動状態を示すオフセット情報が記憶されている。すなわちこのオフセット情報では、撮像面35の少なくとも1つの受光セル35aと、この受光セル35aに関連づけられた区画60aとの相対位置関係が示されている。
 図7において、居室50は、床面51、壁面52、天井面53を有する閉囲された部屋である。一方の壁面52と天井面53が交わるコーナ部54には、図8(a)に示すように、自動消火装置1が消火器2を下方に向けた縦姿勢で設置されている。自動消火装置1は、図8(b)に示すように、消火器2の背面に装着された装着ブラケット14を介して壁面52に固定される。居室50において、床面51には壁面52を背にしてストーブ57が置かれており、一方の壁面52には外部からの日光を透過可能な窓部56が設置されている。そして天井面53には照明装置55が吊り下げられている。
 ここに示す設置例では、これら照明装置55、窓部56、ストーブ57を含む範囲が、図9に示す消火対象範囲60となっている。ここでは、赤外線カメラ8の撮像視野35*が消火対象範囲60を包含可能である例を示している。このような場合には、自動消火装置1において消火ヘッド5は、消火対象範囲60が赤外線カメラ8の撮像視野に包含されるように、消火方向5aの向きが設定される。
 すなわち、回転位置調整機構17(図2、図3参照)を調整することにより、図8(b)に示すように、基準水平面L1に対する消火方向5aの傾き角θ1を所望の角度に設定する。そして縦軸25AXの原位置を設定することにより、図8(c)に示すように、基準垂直面L2に対する消火方向5aの傾き角θ2を所望の角度に設定する。このように消火ヘッド5の消火方向5aを設定することにより、図9に示すように、照明装置55の照明灯55a、窓部56の透光ガラス56a、ストーブ57の燃焼部57aの状態を、常に赤外線カメラ8によって監視することができる。
 次に図10を参照して、上述の監視対象について消火ヘッド5によって実行される監視処理の内容について説明する。本実施の形態における火災検出では、赤外線カメラ8によって消火対象範囲を撮像することにより火災発生の可能性がある赤外光領域の発生を監視する。この監視は、撮像により取得された画像データを赤外撮像処理部73(図11参照)によってデータ処理し、赤外光領域抽出部73aによって赤外光領域を抽出することにより行われる。
 図10(a)は、この監視処理において赤外線カメラ8によって取得される赤外線画像を示している。すなわち赤外線カメラ8の撮像面35には、ストーブ57の燃焼部57a、窓部56の透光ガラス56aおよび照明装置55の照明灯55aから発出された赤外光を受光することによって、それぞれ赤外光領域RA1、RA2、RA3が抽出されている。
 そして赤外線画像において抽出されたこれらの赤外光領域には、それぞれを個別に特定する管理IDであるラベリング番号を付与する管理ID付けが行われる。ここでは、赤外光領域RA1に対してID:001が、赤外光領域RA2に対してID:002が、また赤外光領域RA3に対してID:003が付与されている。なお管理ID付けに際しては、赤外線カメラ8による抽出順に付番してもよく、または予め規定された付番規則に従って付番するようにしてもよい。
 さらに本実施の形態では、このようにラベリング番号が付与されて管理ID付けされた赤外光領域を、それぞれの状態に応じて予め設定された管理ランクに応じてランク付けする管理ランク付けが行われる。そして以下に説明する自動消火のための火災検出処理においては、ラベリング番号によって管理ID付けされた個々の赤外光領域について、それぞれの管理ランクに基づいた処理を適用するようにしている。
 図12は、このような管理ランクに関する管理ランク情報76c(ラベリングデータ)のデータ構成を示している。「番号」76dは、消火対象範囲60のグローバル座標に関連づけられた管理ID番号(ラベリング番号)を示しており、図10(a)に示すように、各赤外光領域毎に付与されている。「アドレス」76eは、当該赤外光領域の撮像面35における位置を示すローカルアドレス情報である。ここでは赤外光領域の面積重心に対応する受光セル35aのアドレスによって位置を示している。「X座標、Y座標」76fは、当該赤外光領域の面積重心に対応する区画60aの消火対象範囲60における位置を、グローバル座標であるXY座標系におけるX座標、Y座標にて示している。なお、赤外線カメラ8の撮像方向8aを消火対象範囲60に対して固定し、撮像中心35cをXY座標系の原点に一致させた状態では、「アドレス」76eと「X座標、Y座標」76fとは等価な情報である。
 「面積」76gは、当該赤外光領域の消火対象範囲60のグローバル座標に基づく面積を示しており、本実施の形態ではこの面積の増大の割合に基づいて、当該赤外光領域を監視対象とするか、さらには火災発生と判断するかの判定を行うようにしている。「ランク」76hは、赤外光領域の状態に応じて付与された管理ランクである。ここでは、消火対象となる可能性に従って、ランク0、1、2および3の4段階のランクが予め設定されている。
 ランク0は、赤外光領域が抽出されたものの、照明や外部から入射した日光など、炎が検出されなかった場合が該当する。ランク1は、抽出された赤外光領域において炎が検出されて火炎領域となっており、監視対象とする必要ありと判定された場合に該当する。ランク2は、ランク1と判定された火炎領域の面積が増大しつつあり、その増大の割合が予め設定された第1の閾値を超えて、より高い注意度での監視が必要となった場合に該当する。そしてランク3は、火炎領域の面積の増大の割合が予め危険レベルとして設定された第2の閾値を超えた場合に該当する。本実施の形態においては、このランク3が所定時間以上継続すると火災発生と判定して、噴射口9からの消火剤の噴射が実行される。
 図9に示す監視対象例における管理ID付けおよび管理ランク付けの例について説明する。赤外線カメラ8による撮像では、図10(a)に示すように、照明灯55a、透光ガラス56a、燃焼部57aの全てについてそれぞれ赤外光領域RA1、RA2、RA3が抽出される。ここで照明灯55a、透光ガラス56aに対応する赤外光領域RA2、RA3はその性質上、火災として検出される対象ではない。これに対し、ストーブ57の燃焼部57aに対応する赤外光領域RA1は、状況によっては炎が燃え上がって火災に繋がるおそれがあり、消火ヘッド5による監視対象とする必要がある。
 本実施の形態では、抽出された赤外光領域のそれぞれを対象として、当該赤外光領域に対応する区画が炎を含むか否かの判定を、紫外線センサ10による紫外線の検出結果に基づいて行うようにしている。赤外光領域が抽出されたならば、その赤外光領域に対応した消火対象範囲の区画に紫外線センサ10の検出視野45を移動させて紫外線センサ10により紫外線を検出する。ここでは、消火対象範囲60の各区画60aに検出視野45を順次移動させるスキャン動作を行わせる。これにより、図10(b)に示すように、抽出された赤外光領域RA1(001)、RA2(002)、RA3(003)にそれぞれ対応する燃焼部57a、透光ガラス56aおよび照明灯55aに、検出視野45が順次移動して紫外線検出を行う。
 そして紫外線センサ10によって取得された検出データを紫外光検出処理部74によってデータ処理し、炎検出部74aによって炎の有無を検出する。ここで紫外線が検出された場合には、当該赤外光領域は炎を含む火炎領域であると判定されて、図12に示す管理ランク情報76cにおいて、監視対象に該当するランク1に管理ランク付けされる。これにより、赤外光領域RA1は、自動消火装置1において消火ヘッド5による監視対象として登録される。
 これに対し、照明灯55a、透光ガラス56aに対応する赤外光領域RA2、RA3については、消火対象範囲60において対応する区画60aに紫外線センサ10の検出視野45を移動させても紫外線が検出されない。したがってこれら赤外光領域は炎無しと判定されて、図12に示す管理ランク情報76cにおいて監視対象に該当しないランク0に管理ランク付けされ、監視対象からは除外される。すなわち本実施の形態に示す自動消火装置1では、赤外線カメラ8による撮像結果と紫外線センサ10の検出結果とに基づいて、消火対象範囲の区画のいずれかにおける火災発生の有無を火災判定部75(図11参照)によって判定するようにしている。
 なお上述例では、ランク0に管理ランク付けされた赤外光領域については監視対象から除外するように監視モードを設定しているが、ランク0に管理ランク付けされた赤外光領域を再度監視対象とするように監視モードを設定してもよい。例えば、窓などの開口から入射した日光の赤外光が検出された赤外光領域では、その時点では炎無しと判定されていても、その後に何らかの理由で発炎に至ることがあり得る。このような事態を考慮すれば、一旦ランク0に管理ランク付けされた赤外光領域についても、所定のインターバルが経過した後に再度紫外線センサ10による炎検知の対象とすることが望ましい。
 紫外線センサ10の検出視野45の消火対象範囲の任意の区画への移動は、センサ視野移動部である駆動機構6の機能によって行われる。本実施の形態においては、赤外線カメラ8と紫外線センサ10とは消火ヘッド5に固定配置されていることから、紫外線センサ10の検出視野45は、赤外線カメラ8の撮像視野35*に対して相対位置が固定された関係となっている。
 したがって検出視野45を消火対象範囲の任意の区画へ移動させるには、消火ヘッド5を移動させる駆動機構6を駆動して、紫外線センサ10の検出方向10a(図3参照)を当該区画に指向させる。すなわち本実施の形態においては、噴射口9の噴射方向9aを上下方向および水平方向へ移動させる駆動機構6が、上述のセンサ視野移動部を兼ねた構成となっている。なお検出視野45の視野移動は、消火対象範囲60において検出方向10aを上下方向または水平方向に順次移動させて各区画60aを紫外線センサ10による検出対象とするスキャン動作により行われる。
 上記構成において、赤外線カメラ8と、紫外線センサ10と、駆動機構6が兼務するセンサ視野移動部と、火災判定部75とは、消火対象範囲内に発生した火災を検出する火災検出手段を構成する。そして図11に示す消火制御部71は、この火災検出手段の検出結果に基づいて、駆動機構6および消火器2を制御する消火制御手段となっている。すなわち、消火制御手段としての消火制御部71は、火災検出手段によって火災の発生が検出されると、消火器2の噴射口9を火災の発生方向に指向させて消火剤を噴射するように、駆動機構6および消火器2を作動させる。
 次に図11を参照して、自動消火装置1の制御系の構成について説明する。図11において、制御部70は本体部4に内蔵された制御装置であり、内部制御処理機能としての消火制御部71、駆動制御部72、赤外撮像処理部73、紫外光検出処理部74、火災判定部75、記憶部76、警報部77、通信部78を備えている。
 消火制御部71は、消火器2の電磁弁18を制御することにより、噴射口9からの消火剤の噴射を制御する。駆動制御部72は、横軸モータ21、縦軸モータ25を有する駆動機構6の動作を制御する。なお消火制御部71は、駆動制御部72を介して駆動機構6を作動させることが可能となっている。この駆動機構6の制御において、横軸回転角検出センサ23、縦軸回転角検出センサ27からの検出信号を駆動制御部72が取り込むことにより、横軸21AX、縦軸25AXの回転位置が検出される。
 赤外撮像処理部73は、赤外線カメラ8による撮像情報を対象として所定のデータ処理を行う。これらのデータ処理には、赤外光領域抽出部73aによって赤外光領域を抽出する処理や、抽出された赤外光領域の面積を算出する処理、赤外光領域の位置を示すX座標、Y座標を算出する処理、さらに赤外光領域が拡大して面積が増大する割合を算出する処理が含まれている。紫外光検出処理部74は紫外線センサ10による検出信号を受信して所定の検出処理を行う。この検出処理には、炎検出部74aによって検出視野内における炎の有無を検出する処理が含まれている。
 火災検出手段の火災判定部75は、赤外線カメラ8による撮像結果と紫外線センサ10の検出結果とに基づいて、消火対象範囲60の区画60aのいずれかにおける火災発生の有無を判定するほか、火災判定に付随する種々の処理を実行する機能を有している。すなわち火災検出手段の火災判定部75は管理ランク付け処理部75aを備えており、赤外線画像において抽出された赤外光領域に管理IDを付与する管理ID付けを行うとともに、管理ID付けされた赤外光領域を予め設定された管理ランクに応じて管理ランク付けする管理ランク付け処理を行う。
 記憶部76は、自動消火装置1による自動消火のための処理の実行に必要な情報を記憶する。これらの情報には、監視対象設定閾値76a、火災判定閾値76b、管理ランク情報76cが含まれる。監視対象設定閾値76aは、炎を伴う赤外光領域である火炎領域が高い注意度での監視対象として設定されるための判定条件となる第1の閾値である。火災判定閾値76bは、火炎領域の面積の増大の割合が危険レベルと判定される第2の閾値である。管理ランク情報76cは、図12にて示す管理ランク情報(ラベリングデータ)である。
 警報部77は、ブザー12、警報灯13を制御して、火災発生検知時など予め設定された事態の発生時に所定の警報を発するための処理を行う。通信部78は外部通信回線79との間で、信号やデータの授受を行う。外部通信回線79としては、LAN回線やブロードバンド回線、携帯電話回線などが適用可能である。LAN回線と接続することにより、消火対象範囲60から離れた遠隔位置に設置された警報装置などに警報信号を送ることができる。またブロードバンド回線や携帯電話回線と接続することにより、個々の自動消火装置1を管理センターなどの外部機関と接続する運用が可能となる。
 次に自動消火装置1による自動消火方法について、図13のフローに則して各図を参照しながら説明する。この自動消火方法では、図14(a)に例示する消火対象範囲60のように、予め設定された消火対象範囲60内に発生した火災を検出して自動的に消火する。消火対象範囲60には、天井面53から吊り下げられた照明装置55、壁面52に設けられた窓部56、床面に載置されたストーブ57が存在している。
 自動消火装置1による自動消火では、消火ヘッド5は紫外線センサ10の撮像視野内に消火対象範囲60を収めることが可能な所定の位置に設置されている。ここで、ストーブ57の燃焼部57aは何らかの要因で異常燃焼状態にあり、炎Fが上方に立ち上がっている。
 自動消火のプロセスが開始されると、まず図14(a)に示す消火対象範囲60を赤外線カメラ8で監視し(ST1)、取得された赤外線画像において赤外光領域を抽出したか否かを判定する(ST2)。(ST2)にてYESであれば、抽出された赤外光領域に管理IDであるラベリング番号を付与する(ST3)。ここでは燃焼部57aに対応した赤外光領域RA1に、ラベリング番号001が付与される。
 また(ST2)にてNOであれば、(ST1)に戻って同様の監視を継続する。すなわち上述の処理においては、消火対象範囲60を区分する区画60a(図9参照)に対応するアドレスが設定された撮像面35を有する赤外線カメラ8によって、各区画60aから発出される赤外光を撮像して撮像面35に赤外線画像を生成する(赤外線画像撮像工程)。
 次に抽出されてラベリング番号が付与された赤外光領域において、紫外線センサ10によって炎を検出したか否かを判定する(ST4)。すなわち検出視野が所定角度に狭窄された受光特性を有する紫外線センサ10によって、区画60aに指向された検出視野45において紫外線を検出することにより、当該区画60aにおける炎の有無を検出する(炎検出工程)。
 ここでYESであれば、当該赤外光領域は、炎を含む火炎領域であることが検出される。図14に示す例では、燃焼部57aに対応する赤外光領域RA1が火炎を含む火炎領域RA11として検出される。そして赤外光領域であって紫外線センサ10によって検出された炎を含む火炎領域RA11を、監視対象として管理ランク付けする(ST5)。すなわち当該火炎領域に対応するラベリング番号には、監視の対象とすべきことを示すランク1が付与される。
 次いで、上述の監視を継続する過程において、火炎領域の面積の増大の割合が、記憶部76に記憶された監視対象設定閾値76aに規定する第1の閾値を超えた監視レベルであるか否かを判断する(ST6)。(ST6)にてYESならば、より高い注意度の監視を実行する段階に移行する。例えば図14(b)に示すように、燃焼部57aに対応するラベリング番号001の火炎領域RA11の面積が第1の閾値に規定する所定割合を超えて増大して、より面積が大きい火炎領域RA12となっている場合が、この状態に該当する。
 またここまでの処理ステップにおいて、(ST2)、(ST4)、(ST6)にてNOであれば、(ST1)に戻って同様の処理を反復実行する。これにより、図14(b)に示すように、撮像面35には、赤外光領域RA1に加えて、赤外光領域RA2、RA3が抽出される。そしてこれら抽出された赤外光領域RA2、RA3には、管理ランク付け処理部75aの処理機能によってそれぞれID:002,003が付与される。
 次に(ST6)にてYESであれば、より高い注意度の監視を実行するため、消火ヘッド5の噴射口9を監視対象の火炎領域に対応した区画に指向する(ST7)。これにより、赤外線カメラ8の撮像方向8aも当該区画に指向され、図15(a)に示すように、消火対象範囲60において撮像方向8aを移動させた後の撮像画面の中心に、ストーブ57の燃焼部57aを位置させることができる。図15(b)はこの状態において赤外線カメラ8によって取得された赤外線画像を示している。
 図15(b)に示す例では、撮像面35の画面中心には、ラベリング番号001に対応する火炎領域RA12が位置する。そしてこのように高い注意度での監視が必要となる火炎領域RA12を対象として、紫外線センサ10による赤外線画像での監視を継続する。ここでは、監視対象の火炎領域の面積の増大の割合は記憶部76に記憶された火災判定閾値76bに規定する第2の閾値を超えた火災発生レベルであるか否かを判断する(ST8)。
 すなわち図15(b)に示すように、ラベリング番号001の火炎領域RA12の面積が第2の閾値に規定する所定割合を超えて増大して、より面積が大きい火炎領域RA13となっている状態であるか否かを判断する。ここでYESであれば、当該火炎領域RA13は火災発生を招く可能性がより高い火災発生レベルであると判断し、次いでこの火災発生レベルが所定時間を超えて継続するか否かを判定する(ST9)。
 ここでYESであるならば、火災発生の事態であると判断して、噴射口9から消火剤を噴射する(ST10)。すなわち、消火器2において電磁弁18(図3)を作動させて消火ホース11を介して消火剤を送給し、噴射口9から火炎領域RA13に対応する区画に対して消火剤を噴射する。このとき、駆動機構6によって消火ヘッド5に予め設定されたパターンの揺動動作を行わせることにより、消火剤をより有効に火炎に対して散布することができる。また上述の処理ステップにおいて、(ST8)、(ST9)にてNOであれば、(ST7)に戻って同様の処理を反復実行する。
 すなわち上述処理ステップにおいて、(ST5)~(ST9)にて火災検出手段の火災判定部75の処理機能により実行される処理工程は、赤外線カメラ8による撮像結果と紫外線センサ10の検出結果とに基づいて、消火対象範囲60の区画60aのいずれかにおける火災発生の有無を判定する火災判定工程に該当する。そしてこの火災判定工程において火災の発生が検出されると、消火制御手段である消火制御部71によって消火ヘッド5の噴射口9を火災の発生方向に指向させて消火剤を噴射するように、駆動機構6および消火器2を作動させるようにしている。図11に示す制御部70において、消火制御部71は駆動制御部72を介して駆動機構6を作動させる機能を有している。上述の火災発生の検出時には、消火制御部71はこの機能により駆動機構6を作動させる。
 さらに上述の火災判定工程においては、火災検知手段の火災判定部75の機能により以下に示す処理が実行される。すなわち、赤外線画像において抽出された赤外光領域に管理IDを付与する管理ID付けを行うとともに、管理ID付けされた赤外光領域を予め設定された管理ランクに応じてランク付けする管理ランク付けを行う。
 ここでは、赤外光領域であって紫外線センサ10によって検出された炎を含む火炎領域を監視対象として管理ランク付けするようにしている。そして監視対象として管理ランク付けされた火炎領域の面積が予め設定された所定割合を超えて増大している場合に、火災発生と判定して上述の噴射口9から消火剤を噴射する消火動作が実行される。
 上記説明したように、本実施の形態では、予め設定された消火対象範囲内に発生した火災を検出して自動的に消火する自動消火装置1において、消火対象範囲内に発生した火災を検出する火災検出手段を、赤外光を撮像して前記撮像面に赤外線画像を生成する赤外線カメラ8と、検出視野において紫外線を検出することにより炎の有無を検出する紫外線センサ10と、赤外線カメラ8による撮像結果と紫外線センサ10の検出結果とに基づいて火災発生の有無を判定する火災判定部とを備えた構成としたものである。
 このような構成とすることにより、従来技術においては困難であった火災発生検出を、ピンポイントの位置検出精度でしかも安価な構成で実現することが可能となっている。これにより、赤外線3波長式炎検知方式などの高価格の火炎検出センサを用いることなく、火災の原因となる火炎を低コストの設備で且つ高精度に検出することができる。
 なお、上記実施の形態に示す自動消火装置1では、火災検出機能と消火剤噴射機能を有する消火ヘッド5および消火ヘッド5を移動させる駆動機構6とで消火ユニット7を構成し、さらに消火ユニット7を保持する本体部4を消火器2と結合した構成となっている。しかしながら本発明はこのような構成には限定されず、上述の構成要素を種々の組み合わせで分離、あるいは結合して自動消火装置1を構成することができる。
 例えば、消火ユニット7を保持する本体部4を消火器2から分離し、消火ユニット7と本体部4とを消火器2から離して遠隔配置する構成を用いることもできる。配置例としては、消火器2を室内の床面に配置し、天井部に配置された消火ユニット7および本体部4を、消火ホース11や信号配線によって消火器2と接続することが考えられる。また本体部4を消火器2と結合した構成を維持して、消火ユニット7のみを本体部4および消火器2から分離して遠隔配置する構成であってもよい。
 本発明の自動消火装置および自動消火方法は、火災の原因となる火炎を低コストの設備で且つ高精度に検出することができるという効果を有し、室内などにおける火災の発生を検知して自動的に消火する消火設備の分野において有用である。
 1 自動消火装置
 2 消火器
 4 本体部
 5 消火ヘッド
 6 駆動機構
 8 赤外線カメラ
 9 噴射口
 10 紫外線センサ
 21 横軸モータ
 25 縦軸モータ
 35 撮像面
 35* 撮像視野
 45 検出視野
 60 消火対象範囲
 60a 区画
 RA1、RA2、RA3 赤外光領域
 RA11、RA12 火炎領域

Claims (7)

  1.  予め設定された消火対象範囲内に発生した火災を検出して自動的に消火する自動消火装置であって、
     噴射口から消火剤を噴射する消火器と、
     前記噴射口の噴射方向を上下方向および水平方向に移動させる駆動手段と、
     前記消火対象範囲内に発生した火災を検出する火災検出手段と、
     前記火災検出手段の検出結果に基づいて前記駆動手段および前記消火器を制御する消火制御手段とを備え、
     前記火災検出手段は、
     前記消火対象範囲を区分する区画に対応するアドレスが設定された撮像面を有し、前記区画から発出される赤外光を撮像して前記撮像面に赤外線画像を生成する赤外線カメラと、
     検出視野が所定角度に狭窄された受光特性を有し、前記区画に指向された前記検出視野において紫外線を検出することにより当該区画における炎の有無を検出する紫外線オン・オフセンサと、
     前記紫外線オン・オフセンサの検出視野を任意の前記区画に向けて移動させるセンサ視野移動部と、
     前記赤外線カメラによる撮像結果と前記紫外線オン・オフセンサの検出結果とに基づいて、前記区画のいずれかにおける火災発生の有無を判定する火災判定部とを有し、
     前記消火制御手段は、前記火災検出手段によって火災の発生が検出されると、前記消火器の噴射口を火災の発生方向に指向させて前記消火剤を噴射するように、前記駆動手段および前記消火器を作動させることを特徴とする自動消火装置。
  2.  前記消火器の噴射口、前記火災検出手段の赤外線カメラおよび紫外線オン・オフセンサは、それぞれの噴射方向、撮像方向および検出方向を同一の消火方向に向けて一体的に結合された消火ヘッドを構成し、
     前記駆動手段は、前記消火ヘッドを横軸廻りに回動させることにより前記消火方向を上下方向に移動させ、前記消火ヘッドを縦軸廻りに回動させることにより前記消火方向を水平方向に移動させることを特徴とする請求項1記載の自動消火装置。
  3.  前記火災検出手段の火災判定部は、前記赤外線画像において抽出された赤外光領域に管理IDを付与する管理ID付けを行うとともに、前記管理ID付けされた前記赤外光領域を予め設定された管理ランクに応じてランク付けする管理ランク付けを行い、
     前記赤外光領域であって前記火災検出手段の紫外線オン・オフセンサによって検出された炎を含む火炎領域を監視対象として管理ランク付けすることを特徴とする請求項1または2に記載の自動消火装置。
  4.  前記火災検出手段の火災判定部は、前記監視対象として管理ランク付けされた火炎領域の面積が予め設定された所定割合を超えて増大している場合に、火災発生と判定することを特徴とする請求項3に記載の自動消火装置。
  5.  予め設定された消火対象範囲内に発生した火災を検出して自動的に消火する自動消火方法であって、
     前記消火対象範囲を区分する区画に対応するアドレスが設定された撮像面を有する火災検出手段の赤外線カメラによって、前記区画から発出される赤外光を撮像して前記撮像面に赤外線画像を生成する赤外線画像撮像工程と、
     検出視野が所定角度に狭窄された受光特性を有する火災検出手段の紫外線オン・オフセンサによって、前記区画に指向された前記検出視野において紫外線を検出することにより当該区画における炎の有無を検出する炎検出工程と、
     前記赤外線カメラによる撮像結果と前記紫外線オン・オフセンサの検出結果とに基づいて、前記区画のいずれかにおける火災発生の有無を判定する火災判定工程とを含み、
     前記火災判定工程において火災の発生が検出されると、消火器の噴射口を火災の発生方向に指向させて消火剤を噴射するように、前記噴射口の噴射方向を上下方向および水平方向に移動させる駆動手段および前記消火器を作動させることを特徴とする自動消火方法。
  6.  前記火災判定工程において、前記火災検出手段の赤外線画像において抽出された赤外光領域に管理IDを付与する管理ID付けを行うとともに、前記管理ID付けされた前記赤外光領域を予め設定された管理ランクに応じてランク付けする管理ランク付けを行い、
     前記赤外光領域であって前記火災検出手段の紫外線オン・オフセンサによって検出された炎を含む火炎領域を監視対象として管理ランク付けすることを特徴とする請求項5に記載の自動消火方法。
  7.  前記火災判定工程において、前記監視対象として管理ランク付けされた火炎領域の面積が予め設定された所定割合を超えて増大している場合に、火災発生と判定することを特徴とする請求項6に記載の自動消火方法。
     
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