JP2014083297A - 火災検知システムおよび火災検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルトコンベアの火災を季節、時間帯、設置環境、火災の範囲を問わず検知し消火することが可能な火災検知システムおよび火災検知方法を提供すること。
【解決手段】光ファイバー温度測定装置１１がベルトコンベア１近傍の温度を測定し、雰囲気温度測定装置１２がベルトコンベア１設置場所の雰囲気温度を測定し、火災判定制御装置１５がベルトコンベア１近傍の温度と雰囲気温度とに基づいてベルトコンベア１の火災を検知する。これにより、ベルトコンベア１の火災を季節、時間帯、設置環境、火災の範囲を問わず検知することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、原料搬送用ベルトコンベアにおける火災を検知する火災検知システムおよび火災検知方法に関する。

製鉄所では、コークスの原料となる石炭をヤードからコークス炉にベルトコベンアで搬送している。石炭は自然発火することがあり、数キロメートルにわたるベルトコンベアで火災が発生すると多大な損害を被る。そこで従来、光ファイバーを用いた温度測定器でベルトコンベアの火災を検知する技術が知られている。例えば、特許文献１には、光ファイバー温度測定器を用いて、ベルトコンベア上の各部の温度上昇率、ベルトコンベアの平均温度との相対温度比較、温度上限値との絶対温度比較、ベルトコンベアの左右温度や上下温度の比較により、異常高温を判定して火災を検知する技術が開示されている。また、特許文献２には、光ファイバー温度測定器を用いて通常時の温度分布に対する温度増分により火災を検知して、光ファイバー温度測定器と光ファイバー以外の定点温度測定器とを組み合わせて火源位置を特定する技術が開示されている。

特許第３２５６８８９号公報 特開２００４−９９２６４号公報

しかしながら、ベルトコンベアの温度は季節や時間帯、屋内／屋外などの設置環境などにより大きく変化するため、特許文献１に記載されているベルトコンベア上の各部の温度上限値と絶対温度とを比較して火災を検知する方法や、特許文献２に記載されている通常時の温度分布と比較して火災を検知する方法では、誤検知が生じる可能性が高い。また特許文献１に記載されているベルトコンベアの平均温度との相対温度やベルトコンベアの左右温度や上下温度を比較して火災を検知する方法では、例えば火災の延焼速度が速く火災の範囲が広い場合には、それらの比較対象の温度の差が小さいため、異常高温を検知できず火災を検知できない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ベルトコンベアの火災を季節、時間帯、設置環境、火災の範囲を問わず検知することが可能な火災検知システムおよび火災検知方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る火災検知システムは、ベルトコンベア近傍の温度を測定する光ファイバー温度測定手段と、ベルトコンベア設置場所の雰囲気温度を測定する雰囲気温度測定手段と、前記ベルトコンベア近傍の温度と前記雰囲気温度とに基づいてベルトコンベアの火災を検知する火災検知手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る火災検知システムは、上記発明において、前記火災検知手段が火災を検知した場合に該火災を消火する消火手段と、前記消火手段による消火が完了したか否かを判定する鎮火判定手段と、を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る火災検知システムは、上記発明において、前記消火手段は、ベルトコンベアに沿って敷設され消火用水を給水する散水配管から消火用水を散水する散水弁の開閉を制御することにより、火災を消火することを特徴とする。

また、本発明に係る火災検知システムは、前記消火手段は、前記光ファイバー温度測定手段の測定周期と、ベルトコンベア搬送速度とに基づいて、開状態にする前記散水弁の範囲を決定することを特徴とする。

また、本発明に係る火災検知システムは、上記発明において、前記火災検知手段が火災を検知した際、ベルトコンベアを停止させるベルトコンベア制御手段を備え、前記消火手段は、前記散水弁を所定時間開状態にした後に閉状態にする制御を行い、前記鎮火判定手段は、前記消火手段が前記散水弁を閉状態にした際、前記ベルトコンベア近傍の温度を所定時間監視して、該温度が上昇しない場合に消火が完了したと判定することを特徴とする。

また、本発明に係る火災検知方法は、ベルトコンベア近傍の温度を測定する光ファイバー温度測定ステップと、ベルトコンベア設置場所の雰囲気温度を測定する雰囲気温度測定ステップと、前記ベルトコンベア近傍の温度と前記雰囲気温度とに基づいてベルトコンベアの火災を検知する火災検知ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、ベルトコンベアの火災を時間帯、設置環境、火災の範囲を問わず検知できる。

図１は、本発明の一実施形態に係る火災検知システムの概略構成を示す模式図である。 図２は、本実施形態の火災検知処理手順を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。

まず、図１を参照して本実施の形態による火災検知システムの概略構成について説明する。図１に示すように、火災検知システム１０は、ベルトコンベア１の温度を連続的に測定可能な光ファイバー温度測定装置１１と、ベルトコンベア１の設置場所の雰囲気温度を測定する雰囲気温度測定装置１２と、ベルトコンベア１に対する消火用水の散水を制御する散水弁制御装置１３と、ベルトコンベア１の駆動モータ２を制御するベルトコンベア制御装置１４と、各装置を制御する火災判定制御装置１５とを有する。

光ファイバー温度測定装置１１は、ベルトコンベア１に沿って敷設された光ファイバー温度検出器３を備えた情報処理装置によって構成され、光ファイバー温度検出器３から受信した検出信号に基づいて、ベルトコンベア１の近傍の任意の位置での温度をベルトコンベア１の温度として測定可能である。本実施の形態では、光ファイバー温度測定装置１１は、所定の間隔（例えば、１〜２ｍ）でベルトコンベア１の温度を測定している。各測定位置での測定周期Ｆは、光ファイバー温度測定装置１１の仕様によって決まる固有値となる。

雰囲気温度測定装置１２は、ベルトコンベア１の設置場所に配設された熱電対方式の雰囲気温度計４を備えた情報処理装置によって構成され、雰囲気温度計４の測定信号を収集している。なお、本実施の形態では、４台のベルトコンベア（１ａ〜１ｄ）が連結され、各連結部分が屋内になるように、２棟の乗継建屋５が設置されている。雰囲気温度計４は、各ベルトコンベア１の屋外部分の近傍（４ａ，４ｃ，４ｅ）と、各乗継建屋５の屋内（４ｂ，４ｄ）とに配設され、各ベルトコンベア１の屋外部分と屋内部分との雰囲気温度を測定している。この雰囲気温度計４は、各ベルトコンベア１の屋外部分の２箇所以上、屋内部分の２箇所以上に設置してもよい。その場合は、ベルトコンベア１の位置と雰囲気温度計４の設置場所とをあらかじめ対応付けておけばよい。

散水弁制御装置１３は、シーケンサやリレー回路を有する制御装置によって構成され、ベルトコンベア１に沿って敷設され消火用水を供給する散水配管６から消火用水を散水する散水弁６１の開閉を制御して、ベルトコンベア１に消火用水を散水する。

ベルトコンベア制御装置１４は、シーケンサやリレー回路を有する制御装置によって構成され、ベルトコンベア１の駆動モータ２を制御して、ベルトコンベア１を起動させたり停止させたりする。

火災判定制御装置１５は、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等の情報処理装置によって構成され、光ファイバー温度測定装置１１と、雰囲気温度測定装置１２と、散水弁制御装置１３と、ベルトコンベア制御装置１４と、電線またはＬＡＮなどの電気通信回線で接続されている。また、火災判定制御装置１５は、ベルトコンベア１の駆動モータ２の回転軸に取り付けられた回転検出器などで実現されるベルトコンベア搬送速度計７の出力信号を受信可能である。火災判定制御装置１５は、情報処理装置内部のＣＰＵ等の演算処理装置がメモリに記憶された制御プログラムを実行することによって、火災判定部１５１、消火処理部１５２、鎮火判定部１５３として機能する。これら各部の機能については後述する。

ここで、図２のフローチャートを参照して、火災検知システム１０による火災検知処理手順について説明する。図２のフローチャートは、例えば、操作者により火災検知の指示が入力されたタイミングで開始となり、火災検知処理はステップＳ１の処理に進む。なお、以下の処理において、Ｎ番目のベルトコンベア１において光ファイバー温度検出器３により所定の間隔（例えば、１〜２ｍ）で測定されたｉ番目の測定位置ＰＮｉでのベルトコンベア１の温度をＴＮｉとする。また、その測定位置ＰＮｉでの雰囲気温度、すなわち、その測定位置ＰＮｉに対応するｊ番目の設置場所Ｐｊにある雰囲気温度計４で測定される雰囲気温度をＴｊとする。本実施の形態では、Ｎは１から４の整数であり、ｉは１以上の整数であり、ｊは１から５の整数である。

ステップＳ１の処理では、火災判定部１５１が、各測定位置ＰＮｉでのベルトコンベア１の温度ＴＮｉとその測定場所ＰＮｉでの雰囲気温度Ｔｊとを比較する。火災判定部１５１は、ＴＮｉとＴｊとの差が所定の閾値Ｔ０以下である場合は比較を繰り返し（ステップＳ１，Ｎｏ）、ＴＮｉがＴｊより高くその差が所定の閾値Ｔ０より大きい場合（ステップＳ１，Ｙｅｓ）、ステップＳ２の処理に進める。ここで、閾値Ｔ０は、火災発生を判定するための火災判定閾値であって、およそ１０℃〜２０℃の範囲であらかじめ設定しておく。

ステップＳ２の処理では、火災判定部１５１が、測定位置ＰＮｉで火災が発生しているものと判定する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、火災検知処理は、ステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３の処理では、消火処理部１５２が、全てのベルトコンベア（１ａ〜１ｄ）の停止を指示する指示情報をベルトコンベア制御装置１４に出力する。この指示情報を受信したベルトコンベア制御装置１４は、ベルトコンベア１の駆動モータ２を停止する。これにより、ステップＳ３の処理は完了し、火災検知処理は、ステップＳ４の処理に進む。

ステップＳ４の処理では、消火処理部１５２が、消火用水を散水するベルトコンベア１の対象部分の長さ（散水範囲）Ｌを算出する。ここで、消火処理部１５２は、ベルトコンベア搬送速度計７で測定されたベルトコンベアの搬送速度Ｖ（ｍ／秒）と、ベルトコンベア１の温度ＴＮｉの測定周期Ｆ（秒）とに基づいて、次式（１）により散水範囲Ｌ（ｍ）を算出する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、火災検知処理は、ステップＳ５の処理に進む。

Ｌ＝ＶＮ×Ｆ＋α ・・・（１）

ここで、αは確実にベルトコンベア１の火災を消火するために設定された余裕長を意味し、例えば５ｍ程度に設定された定数である。

ステップＳ５の処理では、消火処理部１５２が、ステップＳ４で算出された散水範囲Ｌに基づいて、ステップＳ２で火災発生と判定された測定位置ＰＮｉからベルトコンベア１の上流方向にＬ（ｍ）の範囲に消火用水を散水する指示情報を散水弁制御装置１３に出力する。この指示情報を受信した散水弁制御装置１３は、測定位置ＰＮｉからベルトコンベア１の上流方向にＬ（ｍ）の範囲の散水弁６１を開状態にして、消火用水を散水する。これにより、ステップＳ５の処理は完了し、火災検知処理は、ステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６の処理では、消火処理部１５２が、所定の散水時間ＴＡが経過したか否かを確認する。この散水時間ＴＡは、散水弁６１からの消火用水の単位時間当たりの散水量などを考慮して、十分に消火できると考えられる時間（例えば、１０分程度）をあらかじめ設定しておく。消火処理部１５２は、所定の散水時間ＴＡが経過したことを確認すると（ステップＳ６，Ｙｅｓ）、ステップＳ７の処理に進める。

ステップＳ７の処理では、消火処理部１５２が、各測定位置ＰＮｉでのベルトコンベア１の温度ＴＮｉとその測定位置ＰＮｉでの雰囲気温度Ｔｊとを比較するとともに、ベルトコンベア１の温度ＴＮｉの単位時間当たりの変化量ΔＴＮｉ（℃／分）を確認する。火災判定部１５１は、ＴＮｉがＴｊより大きい場合、または、ΔＴＮｉが０より大きい場合（ベルトコンベア１の温度ＴＮｉが上昇していることを意味している）には（ステップＳ７，Ｎｏ）、確認を繰り返し、ＴＮｉがＴｊ以下、かつ、ΔＴＮｉが０以下（ベルトコンベア１の温度ＴＮｉの上昇がないことを意味している）である場合（ステップＳ７，Ｙｅｓ）、火災の消火が完了したものとして、ステップＳ８の処理に進める。

ステップＳ８の処理では、消火処理部１５２が、消火用水の散水を停止する指示情報を散水弁制御装置１３に出力する。この指示情報を受信した散水弁制御装置１３は、散水弁６１を閉状態にして、消火用紙の散水を停止する。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、火災検知処理は、ステップＳ９の処理に進む。

ステップＳ９の処理では、鎮火判定部１５３が、ベルトコンベア１の温度ＴＮｉの単位時間当たりの変化量ΔＴＮｉ（℃／分）を確認する。鎮火判定部１５３は、ΔＴＮｉが０より大きい場合、すなわち、ベルトコンベア１の温度ＴＮｉが上昇している場合（ステップＳ９，Ｎｏ）、消火が不十分と判定し、ステップＳ５の処理に戻して再度散水を開始する。また、鎮火判定部１５３は、ΔＴＮｉが０以下である場合、すなわち、ベルトコンベア１の温度ＴＮｉの上昇がない場合（ステップＳ９，Ｙｅｓ）、ステップＳ１０の処理に進める。

ステップＳ１０の処理では、鎮火判定部１５３が、所定の鎮火監視時間ＴＢが経過したか否かを確認する。この鎮火監視時間ＴＢは、消火が不十分だった場合に再度発火するまでに要する時間を考慮して、消火が完了したと判定できる時間（例えば、３０分程度）をあらかじめ設定しておく。鎮火判定部１５３が、所定の鎮火監視時間ＴＢが経過するまで（ステップＳ１０，Ｎｏ）ステップＳ９の処理に戻してベルトコンベア１の温度ＴＮｉの上昇がないかを確認する処理を繰り返し、所定の鎮火監視時間ＴＢが経過したことを確認すると（ステップＳ１０，Ｙｅｓ）、消火が完了したものとして、ステップＳ１１の処理に進める。

ステップＳ１１の処理では、鎮火判定部１５３が、ベルトコンベア１の起動が可能であることを通知する情報をベルトコンベア制御装置１４に出力する。これにより、ステップＳ１１の処理は完了し、一連の火災検知処理は終了する。

以上、説明したように、本実施の形態の火災検知システム１０によれば、ベルトコンベア１の設置場所の雰囲気温度を基準としてベルトコンベア１の各位置の温度と比較して火災を判定しているので、季節、時間帯、設置環境、火災の範囲を問わずベルトコンベア１の火災を検知できる。

また、本実施の形態の火災検知システム１０によれば、火災検知・消火・鎮火判定の一連の処理を目視に頼らず自動制御しているので、効果的かつ確実に消火できる。

また、本実施の形態の火災検知システム１０によれば、火災を検知した際、光ファイバー温度計測器３の測定周期Ｆとベルトコンベアの搬送速度Ｖとを考慮して散水箇所や散水範囲Ｌを決定するので、光ファイバー温度計測器３の測定周期Ｆのタイムラグに起因した延焼を加味して確実に消火できる。

上記実施の形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、仕様等に応じて種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施の形態が可能であることは上記記載から自明である。

１ ベルトコンベア
２ 駆動モータ
３ 光ファイバー温度検出器
４ 雰囲気温度計
５ 乗継建屋
６ 散水配管
６１ 散水弁
７ ベルトコンベア搬送速度計
１０ 火災検知システム
１１ 光ファイバー温度測定装置
１２ 雰囲気温度測定装置
１３ 散水弁制御装置
１４ ベルトコンベア制御装置
１５ 火災判定制御装置
１５１ 火災判定部
１５２ 消火処理部
１５３ 鎮火判定部

Claims (6)

1. ベルトコンベア近傍の温度を測定する光ファイバー温度測定手段と、
   ベルトコンベア設置場所の雰囲気温度を測定する雰囲気温度測定手段と、
   前記ベルトコンベア近傍の温度と前記雰囲気温度とに基づいてベルトコンベアの火災を検知する火災検知手段と、
   を備えることを特徴とする火災検知システム。
2. 前記火災検知手段が火災を検知した場合に該火災を消火する消火手段と、
   前記消火手段による消火が完了したか否かを判定する鎮火判定手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の火災検知システム。
3. 前記消火手段は、ベルトコンベアに沿って敷設され消火用水を給水する散水配管から消火用水を散水する散水弁の開閉を制御することにより、火災を消火することを特徴とする請求項２に記載の火災検知システム。
4. 前記消火手段は、前記光ファイバー温度測定手段の測定周期と、ベルトコンベア搬送速度とに基づいて、開状態にする前記散水弁の範囲を決定することを特徴とする請求項３に記載の火災検知システム。
5. 前記火災検知手段が火災を検知した際、ベルトコンベアを停止させるベルトコンベア制御手段を備え、
   前記消火手段は、前記散水弁を所定時間開状態にした後に閉状態にする制御を行い、
   前記鎮火判定手段は、前記消火手段が前記散水弁を閉状態にした際、前記ベルトコンベア近傍の温度を所定時間監視して、該温度が上昇しない場合に消火が完了したと判定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の火災検知システム。
6. ベルトコンベア近傍の温度を測定する光ファイバー温度測定ステップと、
   ベルトコンベア設置場所の雰囲気温度を測定する雰囲気温度測定ステップと、
   前記ベルトコンベア近傍の温度と前記雰囲気温度とに基づいてベルトコンベアの火災を検知する火災検知ステップと、
   を含むことを特徴とする火災検知方法。

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