特許 6756013 直流電源設備の消火システム及び消火方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6756013

(24)【登録日】2020年8月28日

(45)【発行日】2020年9月16日

(54)【発明の名称】直流電源設備の消火システム及び消火方法

(51)【国際特許分類】

   A62C 3/16 20060101AFI20200907BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20200907BHJP

【ＦＩ】

   A62C3/16 C

   H01M10/48 301

【請求項の数】4

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2019-111138(P2019-111138)

(22)【出願日】2019年6月14日

【審査請求日】2019年6月14日

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】317015294

【氏名又は名称】東芝エネルギーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001380

【氏名又は名称】特許業務法人東京国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉住 政己

(72)【発明者】

【氏名】古谷 晃

(72)【発明者】

【氏名】関野 正宏

(72)【発明者】

【氏名】堀川 傑

(72)【発明者】

【氏名】川端 望

【審査官】 菅野 京一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−２１９７３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−０４０８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０４９１７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２６４９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２２３２８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２８５５０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７８４６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６２Ｃ ２／００− ９／００

Ｈ０１Ｍ １０／４２−１０／４４

Ｈ０２Ｊ ７／０２，７／３４

Ｇ０８Ｂ １７／００，

２３／００−３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池を内蔵した直流電源盤が複数台並列接続されて構成された直流電源設備の消火システムであって、
前記直流電源盤内で発生した盤内火災を検知する検知器を備えた検知手段と、
前記検知手段からの指令により、貯蔵源に貯蔵された消火媒体を前記盤内火災の発生箇所に、消火ノズルを経て供給して前記盤内火災を消火する消火手段と、を有し、
前記検知器を除く前記検知手段と前記消火ノズルを除く前記消火手段とが、前記直流電源盤の数よりも少なく設けられ、
前記直流電源盤は、当該直流電源盤における前記二次電池の温度を含むパラメータを監視する電源盤制御部を有し、この電源盤制御部は、当該直流電源盤で盤内火災が発生したことを、前記検知手段からの信号により、または前記二次電池の温度が異常であると判定したことにより判断して、前記盤内火災が発生した当該直流電源盤を電源系統から切り離し、
前記直流電源盤を有するプラントの運転の監視及び操作を行う中央制御室で前記直流電源盤を監視する直流電源監視盤は、前記各直流電源盤の前記電源盤制御部から入力した、前記各直流電源盤内の前記二次電池の温度を含むパラメータに関する情報と、前記検知手段から前記電源盤制御部に送信された前記検知器による盤内火災の検知情報とに基づいて、前記盤内火災が発生した前記直流電源盤を特定して表示し、
前記直流電源監視盤は、前記各直流電源盤の前記電源盤制御部から入力した前記二次電池の温度を含むパラメータに関する情報に基づいて、盤内火災の消火が完了したことを判断して表示し、
前記電源系統から切り離された前記直流電源盤の前記電源盤制御部は、当該直流電源盤の前記二次電池の予測寿命及び充電率を算出し、前記直流電源監視盤は、切り離された前記直流電源盤の前記電源系統への再接続の適否の判断が可能になるように、切り離された前記直流電源盤の盤内火災の消火完了の判断後に、切り離された当該直流電源盤の前記二次電池の前記予測寿命、前記充電率、及び前記二次電池の温度を含むパラメータの値を表示するよう構成されたことを特徴とする直流電源設備の消火システム。

【請求項2】

前記直流電源盤は、密閉構造に構成されると共に、非常時に運転する負荷に対して必要な容量を確保可能な台数よりも一台多い台数が並列に接続されて構成されたことを特徴とする請求項１に記載の直流電源設備の消火システム。

【請求項3】

前記検知手段と前記消火手段の少なくとも一方は複数設けられ、このうちの複数の前記検知手段は、同一または異なった種類の検知手段であることを特徴とする請求項１または２に記載の直流電源設備の消火システム。

【請求項4】

二次電池を内蔵した直流電源盤が複数台並列接続されて構成された直流電源設備の消火方法であって、
前記直流電源盤内で発生した盤内火災を検知する検知器を備えた検知手段と、前記検知手段からの指令により、貯蔵源に貯蔵された消火媒体を前記盤内火災の発生箇所に、消火ノズルを経て供給して前記盤内火災を消火する消火手段と、を有し、前記検知器を除く前記検知手段と前記消火ノズルを除く前記消火手段とが、前記直流電源盤の数よりも少なく設けられ、
前記直流電源盤は、当該直流電源盤における前記二次電池の温度を含むパラメータを監視する電源盤制御部を有し、この電源盤制御部は、当該直流電源盤で盤内火災が発生したことを、前記検知手段からの信号により、または前記二次電池の温度が異常であると判定したことにより判断して、前記盤内火災が発生した当該直流電源盤を電源系統から切り離し、
前記直流電源盤を有するプラントの運転の監視及び操作を行う中央制御室で前記直流電源盤を監視する直流電源監視盤は、前記各直流電源盤の前記電源盤制御部から入力した、前記各直流電源盤内の前記二次電池の温度を含むパラメータに関する情報と、前記検知手段から前記電源盤制御部に送信された前記検知器による盤内火災の検知情報とに基づいて、前記盤内火災が発生した前記直流電源盤を特定して表示し、
前記直流電源監視盤は、前記各直流電源盤の前記電源盤制御部から入力した前記二次電池の温度を含むパラメータに関する情報に基づいて、盤内火災の消火が完了したことを判断して表示し、
前記電源系統から切り離された前記直流電源盤の前記電源盤制御部は、当該直流電源盤の前記二次電池の予測寿命及び充電率を算出し、前記直流電源監視盤は、切り離された前記直流電源盤の前記電源系統への再接続の適否の判断が可能になるように、切り離された前記直流電源盤の盤内火災の消火完了の判断後に、切り離された当該直流電源盤の前記二次電池の前記予測寿命、前記充電率、及び前記二次電池の温度を含むパラメータの値を表示するよう構成された消火システムを用いて、
前記検知手段により前記盤内火災を検知した後に、この盤内火災を前記消火手段により消火することを特徴とする直流電源設備の消火方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、二次電池を内蔵した直流電源盤が複数台並列接続されて構成された直流電源設備の消火システム、及びこの消火システムを用いた直流電源設備の消火方法に関する。

【背景技術】

【0002】

直流電源盤は、充電器で直流電力に変換される交流電力が停電により入力できなくなった場合に、蓄電池から直流電力を負荷へ無瞬断で供給できるように構成されている。また、この直流電源盤では、短絡や地絡などの電気故障が発生した場合、故障箇所に流れる故障電流(短絡電流や地絡電流など)を遮断するために、遮断器やヒューズなどを用いて電気故障を切り離すことで、事故の拡大を防ぐと共に、火災の発生を防止している。この直流電源盤では、一般に、充電器は蓄電池と共に直流電源盤内に設置され、またはその電源盤の外に接続されている。直流電源盤は遮断器を介して並列接続されることが多く、その場合、同一の直流電源盤内もしくは小グループに分割されて充電器を備えることで、部分的な停止が可能となり、実用性が高く好ましい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８−１０６９４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、二次電池として例えばリチウムイオン二次電池（リチウムイオン蓄電池）を内蔵する直流電源盤を、複数台並列に接続して列盤構成とした直流電源設備では、火災（盤内火災）を検知する検知器及び検知制御装置と、火災（盤内火災）を消火する消火ノズル、噴射弁及び消火ガスタンクとをそれぞれ列盤数分装備しなければならず、大きな設置スペースが必要になってしまう。

【0005】

また、直流電源盤が列盤構成された直流電源設備の場合、検知器が盤内火災を検知したとき、その検知制御装置はどの直流電源盤で火災が発生したかを認識するが、例えば中央制御室を有する発電プラントでは、火災が発生した位置を防災盤などで火災発生エリアとして表示するのみで、火災が発生した直流電源盤の特定や火災の消火の完了、消火完了後の直流電源盤が運転可能か否かなどは、火災が発生した直流電源盤の設置場所で確認しなければならない。

【0006】

本発明の実施形態は、上述の事情を考慮してなされたものであり、直流電源盤が複数台並列接続されてなる直流電源設備であっても、その設置スペースを縮小できる直流電源設備の消火システム、及びこの消火システムを用いた直流電源設備の消火方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の実施形態における直流電源設備の消火システムは、二次電池を内蔵した直流電源盤が複数台並列接続されて構成された直流電源設備の消火システムであって、前記直流電源盤内で発生した盤内火災を検知する検知器を備えた検知手段と、前記検知手段からの指令により、貯蔵源に貯蔵された消火媒体を前記盤内火災の発生箇所に、消火ノズルを経て供給して前記盤内火災を消火する消火手段と、を有し、前記検知器を除く前記検知手段と前記消火ノズルを除く前記消火手段とが、前記直流電源盤の数よりも少なく設けられ、前記直流電源盤は、当該直流電源盤における前記二次電池の温度を含むパラメータを監視する電源盤制御部を有し、この電源盤制御部は、当該直流電源盤で盤内火災が発生したことを、前記検知手段からの信号により、または前記二次電池の温度が異常であると判定したことにより判断して、前記盤内火災が発生した当該直流電源盤を電源系統から切り離し、前記直流電源盤を有するプラントの運転の監視及び操作を行う中央制御室で前記直流電源盤を監視する直流電源監視盤は、前記各直流電源盤の前記電源盤制御部から入力した、前記各直流電源盤内の前記二次電池の温度を含むパラメータに関する情報と、前記検知手段から前記電源盤制御部に送信された前記検知器による盤内火災の検知情報とに基づいて、前記盤内火災が発生した前記直流電源盤を特定して表示し、前記直流電源監視盤は、前記各直流電源盤の前記電源盤制御部から入力した前記二次電池の温度を含むパラメータに関する情報に基づいて、盤内火災の消火が完了したことを判断して表示し、前記電源系統から切り離された前記直流電源盤の前記電源盤制御部は、当該直流電源盤の前記二次電池の予測寿命及び充電率を算出し、前記直流電源監視盤は、切り離された前記直流電源盤の前記電源系統への再接続の適否の判断が可能になるように、切り離された前記直流電源盤の盤内火災の消火完了の判断後に、切り離された当該直流電源盤の前記二次電池の前記予測寿命、前記充電率、及び前記二次電池の温度を含むパラメータの値を表示するよう構成されたことを特徴とするものである。

【0008】

本発明の実施形態における直流電源設備の消火方法は、二次電池を内蔵した直流電源盤が複数台並列接続されて構成された直流電源設備の消火方法であって、前記直流電源盤内で発生した盤内火災を検知する検知器を備えた検知手段と、前記検知手段からの指令により、貯蔵源に貯蔵された消火媒体を前記盤内火災の発生箇所に、消火ノズルを経て供給して前記盤内火災を消火する消火手段と、を有し、前記検知器を除く前記検知手段と前記消火ノズルを除く前記消火手段とが、前記直流電源盤の数よりも少なく設けられ、前記直流電源盤は、当該直流電源盤における前記二次電池の温度を含むパラメータを監視する電源盤制御部を有し、この電源盤制御部は、当該直流電源盤で盤内火災が発生したことを、前記検知手段からの信号により、または前記二次電池の温度が異常であると判定したことにより判断して、前記盤内火災が発生した当該直流電源盤を電源系統から切り離し、前記直流電源盤を有するプラントの運転の監視及び操作を行う中央制御室で前記直流電源盤を監視する直流電源監視盤は、前記各直流電源盤の前記電源盤制御部から入力した、前記各直流電源盤内の前記二次電池の温度を含むパラメータに関する情報と、前記検知手段から前記電源盤制御部に送信された前記検知器による盤内火災の検知情報とに基づいて、前記盤内火災が発生した前記直流電源盤を特定して表示し、前記直流電源監視盤は、前記各直流電源盤の前記電源盤制御部から入力した前記二次電池の温度を含むパラメータに関する情報に基づいて、盤内火災の消火が完了したことを判断して表示し、前記電源系統から切り離された前記直流電源盤の前記電源盤制御部は、当該直流電源盤の前記二次電池の予測寿命及び充電率を算出し、前記直流電源監視盤は、切り離された前記直流電源盤の前記電源系統への再接続の適否の判断が可能になるように、切り離された前記直流電源盤の盤内火災の消火完了の判断後に、切り離された当該直流電源盤の前記二次電池の前記予測寿命、前記充電率、及び前記二次電池の温度を含むパラメータの値を表示するよう構成された消火システムを用いて、前記検知手段により前記盤内火災を検知した後に、この盤内火災を前記消火手段により消火することを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施形態によれば、直流電源盤が複数台並列接続されてなる直流電源設備であっても、その設置スペースを縮小できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態に係る直流電源設備の消火システムにおける一例を示す正面断面図。

【図2】第１実施形態に係る直流電源設備の消火システムの他の例を示す正面断面図。

【図3】図１及び図２の電源盤制御部における電気故障発生時のロジックを示す論理回路図。

【図4】第２実施形態に係る直流電源設備の消火システムを示す正面断面図。

【図5】図４の電源盤制御部に格納された論理回路を示し、（Ａ）が盤内火災が小火災の場合を、（Ｂ）が盤内火災が大火災の場合をそれぞれ示す論理回路図。

【図6】第３実施形態に係る直流電源設備の消火システムを、プラントの中央制御室と共に示す説明図。

【図7】第４実施形態に係る直流電源設備の消火システムの一例を示す正面断面図。

【図8】第４実施形態に係る直流電源設備の消火システムの他の例を示す正面断面図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明を実施するための形態を、図面に基づき説明する。
［Ａ］第１実施形態（図１〜図３）
図１は、第１実施形態に係る直流電源設備の消火システムにおける一例を示す正面断面図である。また、図２は、第１実施形態に係る直流電源設備の消火システムの他の例を示す正面断面図である。これらの図１の直流電源設備Ａ１、図２の直流電源設備Ａ２は、必要な電源容量確保のために、例えばリチウムイオン蓄電池を内蔵した直流電源盤１０が複数台（本第１実施形態では２台）並列に接続されて構成され、更に、後述の消火システム３５、３６を有する。

【0012】

直流電源盤１０は、充電器１１及び二次電池（即ちリチウムイオン蓄電池、具体的には、後述の電池モジュール２７内に収容される図示しない電池セル)を盤筐体１３に内蔵し、充電器１１にて直流電力に変換される交流電力が停電などにより入力されなくなったとき、リチウムイオン蓄電池から図示しない負荷へ直流電力を継続して供給するものである。この直流電源盤１０は、盤筐体１３の上部に設けられて充電器１１を備える電力変換部１４と、盤筐体１３の下部に設けられてリチウムイオン蓄電池を備える蓄電池部１５と、を有して構成される。

【0013】

一般に、直流電源盤の電池はリチウムイオン二次電池（リチウムイオン蓄電池）、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池、鉛蓄電池などの二次電池で構成される。それぞれの電池の電解液について、リチウムイオン二次電池は有機溶剤、ニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池はアルカリ系水溶液、鉛蓄電池は酸性水溶液（一般的には硫酸）で構成される。電池外装が破れた状態でガス消火装置が稼働すると電解液が当該の直流電源盤以外の箇所に飛散するが、その場合、酸性もしくはアルカリ性水溶液が飛散すると、電子機器や金属部の腐食など当該直流電源盤以外の箇所（例えば電子回路や火災検知器など）に故障を生じさせる可能性がある。そのため、ガス消火装置を適用するにはリチウムイオン二次電池（リチウムイオン蓄電池）が好適である。

【0014】

電力変換部１４では、交流入力部１６に交流遮断器１７及び変圧器１８を経て充電器１１が接続され、この充電器１１に、第１ダイオード２１、第２ダイオード２２及び直流遮断器２０を経て直流出力部２３が接続される。変圧器１８は、交流入力部１６にて入力された交流電源１９からの一次交流電力の電圧を変圧して二次交流電力とする。充電器１１は、変圧器１８からの二次交流電力を直流電力に変換し、第１ダイオード２１、第２ダイオード２２及び直流遮断器２０を経て直流出力部２３に出力する。この直流出力部２３から直流電力が、外部の負荷へ供給される。

【0015】

交流遮断器１７と直流遮断器２０と後述のヒューズ２４は、盤筐体１３内で短絡または地絡などの電気故障が発生した場合に、少なくとも一つが開放されることで、故障電流（短絡電流、地絡電流）が流れ続けることを阻止して、盤筐体１３内での火災の発生を防止する機能を果たす。また、第１ダイオード２１及び第２ダイオード２２のうちの特に第１ダイオード２１は、蓄電池部１５におけるリチウムイオン蓄電池からの直流電力（直流電流）が充電器１１へ逆流することを阻止するものである。

【0016】

盤筐体１３における蓄電池部１５に対応する領域には、鉛直方向に所定の間隔を隔てて棚板２５が複数段（本実施形態では６段）設けられ、最上段を除く各棚板２５と盤筐体１３の底部に電池ユニット２６が１つずつ設置される。この電池ユニット２６は、複数個（例えば５個）の電池モジュール２７が図示しないケーブルを用いて直列に接続して構成される。各電池モジュール２７のケース内には、複数個（例えば２４個）のリチウムイオン蓄電池(電池セル)が多直多並列に組み合わされて収容されている。また、各棚板２５に設置されたそれぞれの電池ユニット２６は、この電池ユニット２６の出力部に設けられた断路器２９を介して母線３０に接続されることで、互いに並列に接続される。

【0017】

母線３０は、電池モジュール２７を接続するケーブルの一部やその他のケーブルと共に、盤筐体１３内における例えば左側方に鉛直方向に設けられた通路部３１内に設置される。この母線３０に断路器２９を介して、各電池ユニット２６が互いに並列に接続される。電池モジュール２７内のリチウムイオン蓄電池に蓄えられた直流電力は、母線３０及びヒューズ２４を介して、電力変換部１４の充電器１１の出力部に接続され、更に、第２ダイオード２２及び直流遮断器２０を経て直流出力部２３へ供給される。上記通路部３１は、各棚板２５の端面と盤筐体１３の側壁面とに区画されて形成され、または各棚板２５に同軸上に開口された穴が連続することで形成される。

【0018】

直流電源盤１０の電力変換部１４には電源盤制御部３２が設置される。この電源盤制御部３２は、本電源盤制御部３２が設置された直流電源盤１０における電池セル（リチウムイオン蓄電池）の電圧、その電圧のばらつき及び電流、並びに電池セルを複数個多直多並列に接続してケース内に収容した電池モジュール２７の電流、電圧及び温度などのパラメータがそれぞれのセンサで検出されたときの検出値を取り込むことで、電池セル及び電池モジュール２７の上記パラメータを監視する。

【0019】

更に、電源盤制御部３２は、図３に示すように、本電源盤制御部３２が設置された直流電源盤１０に電気故障が発生して上記パラメータの少なく一つが規定値に至ったときに、当該直流電源盤１０の交流遮断器１７及び直流遮断器２０を遮断（トリップ）させて、火災を含む電気故障の拡大を防止すると共に、電気故障が発生した直流電源盤１０を電源系統から切り離す。

【0020】

ところで、直流電源設備Ａ１の消火システム３５及び直流電源設備Ａ２の消火システム３６は、例えば短絡や地絡などの電気故障によって、複数の電池モジュール２７を接続するケーブル、または電池モジュール２７のケースがそれぞれ燃焼して火災（盤内火災）が発生した際に、この盤内火災を迅速に検知して消火するものである。

【0021】

図１に示す直流電源設備Ａ１の消火システム３５は、光電式の煙検知器４０及び検知制御装置４４を備えた検知手段と、消火ノズル４１、貯蔵源としての消火ガスタンク４２、及び噴射弁４３を備えた消火手段と、を有して構成される。このうち、煙検知器４０を除く検知手段である検知制御装置４４と、消火ノズル４１を除く消火手段である消火ガスタンク４２及び噴射弁４３は、直流電源設備Ａ１を構成する直流電源盤１０の数（２台）よりも少なく（各１個）設置されている。

【0022】

また、図２に示す直流電源設備Ａ２の消火システム３６は、吸引式の煙検知器４５及び検知制御装置４９を備えた検知手段と、消火ノズル４１、消火ガスタンク４２及び噴射弁４３を備えた消火手段と、を有して構成される。このうちの吸引式の煙検知器４５は、煙検知器本体４５Ａ及び煙吸引口４５Ｂを備える。また、煙吸引口４５Ｂを除く検知手段である煙検知器本体４５Ａ及び検知制御装置４９と、消火ノズル４１を除く消火手段である消火ガスタンク４２及び噴射弁４３は、直流電源設備Ａ２を構成する直流電源盤１０の数（２台）よりも少なく（各１個）設置されている。

【0023】

図１に示す煙検知器４０は、煙を検知することで盤筐体１３内の火災(盤内火災)の発生を検出するものである。この盤筐体１３内の火災を検知する火災検知器としては、煙検知器４０のほかに、温度検知器や画像検知器がある。直流電源盤１０に内蔵されるリチウムイオン蓄電池は、鉛蓄電池やニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池に比べて一般に内部抵抗が低い。このため、リチウムイオン蓄電池は、外部短絡などの電気故障時に鉛蓄電池やニッケル水素二次電池、ニッケルカドミウム二次電池に比べて、より大電流がより長い時間流れ、電気故障時に、電池モジュール２７を接続するケーブルに大電流が流れて、このケーブルの被覆材が燃焼し煙が発生する場合が多い。そこで、火災検知器としては、煙を検知する煙検知器４０が好ましい。

【0024】

図１に示す煙検知器４０は、光の反射率により煙の存在を検知する光電式の煙検知器であるが、図２に示すように、煙検知器本体４５Ａ及び煙吸引口４５Ｂを備える吸引式の煙検知器４５であってもよい。煙検知器本体４５Ａは、複数台(例えば２台)の直流電源盤１０の盤筐体１３の外部に１個設置される。また、煙吸引口４５Ｂは、直流電源盤１０のそれぞれの盤筐体１３の天井部１３Ｐにおける通路部３１の直上またはその直上近傍に設置される。この煙検知器４５は、盤筐体１３内の煙を含む空気を強制的に吸引することで、盤筐体１３内で発生した火災(盤内火災)による煙を短時間に効率的に検知する。

【0025】

吸引式の煙検知器４５の煙検知器本体４５Ａからは母管４６が延び、この母管４６から、先端に煙吸引口４５Ｂが設けられた吸引配管４７が分岐する。吸引配管４７の管長と吸引配管４７の母管４６に対する分岐間隔と煙吸引口４５Ｂの口径とが調整されることで、煙検知器４５は、２台の直流電源盤１０のそれぞれの盤筐体１３から、この盤状態１３内の空気及び煙を均等に吸引することが可能になる。これにより、煙検知器本体４５Ａを直流電源盤１０毎に設置する必要がなくなる。

【0026】

一方、図１に示す光電式の煙検知器４０は、吸引式の煙検知器４５よりも小型で且つ廉価であり、複数台(例えば２台)の直流電源盤１０のそれぞれの盤筐体１３内に、例えば２個ずつ設置される。つまり、煙検知器４０は、盤筐体１３の天井部１３Ｐにおける通路部３１の直上またはその直上近傍と、最上段の棚板２５もしくは最上段よりも一段下の棚板２５における通路部３１内またはその通路部３１近傍にそれぞれ設置される。

【0027】

光電式の煙検知器４０、吸引式の煙検知器４５の煙吸引口４５Ｂが、通路部３１の直上またはその直上近傍、通路部３１内またはその通路部３１近傍に設置されることで、煙検知器４０、４５は、特に母線３０に沿って上昇する煙を好適に検知することが可能になる。また、煙検知器４０が最上段の棚板２５もしくは最上段よりも一段下の棚板２５に設置されることで、複数の電池モジュール２７を接続するケーブルの火災、または電池モジュール２７内のリチウムイオン蓄電池の火災によりそれぞれ発生した煙を短時間に検知することが可能になる。

【0028】

図１及び図２に示す消火ノズル４１は、消火ガス配管４８及び１個の噴射弁４３を介して、消火媒体としての消火ガスを貯蔵する１基の消火ガスタンク４２に接続される。この消火ノズル４１は、複数台(例えば２台)の直流電源盤１０のそれぞれの盤筐体１３内に、例えば２個ずつ設置される。つまり、消火ノズル４１は、各直流電源盤１０の盤筐体１３の天井部１３Ｐにおける通路部３１の直上またはその直上近傍と、最上段の棚板２５もしくは最上段よりも一段下の棚板２５における通路部３１内またはその通路部３１近傍にそれぞれ設置される。そして、この消火ノズル４１は、噴射弁４３の開弁時に消火ガスタンク４２内の消火ガスを、複数台(例えば２台)の各直流電源盤１０の盤筐体１３内に同時に噴射して、盤筐体１３内で発生した火災を消火する。

【0029】

消火ノズル４１が通路部３１の直上またはその直上近傍、通路部３１内またはその通路部３１近傍に設置されることで、この消火ノズル４１から噴射された消火ガスは、特に母線３０に沿って下方へ流れて盤筐体１３内に迅速に行き渡る。また、消火ノズル４１が最上段の棚板２５もしくは最上段よりも一段下の棚板２５に設置されることで、複数の電池モジュール２７を接続するケーブルの火災、または電池モジュール２７内のリチウムイオン蓄電池(電池セル)の火災に対して、消火ガスを迅速に導くことが可能になる。

【0030】

ここで、１基の消火ガスタンク４２に貯蔵される消火ガス量は、予め測定された直流電源盤１０の１台当たりに必要な消火ガス最少量に、直流電源設備Ａ２を構成する直流電源盤１０の台数を乗じた値に設定される。これにより、消火ガスタンク４２及び噴射弁４３を直流電源盤１０毎に設置する必要がなくなる。また、消火ガスタンク４２から延びる消火ガス配管４８は、噴射弁４３を経た後に分岐されて各直流電源盤１０内の消火ノズル４１に至る。そして、この消火ガス配管４８には、それぞれの消火ノズル４１近傍にオリフィス３９が配設されている。このオリフィス３９は、消火ガスタンク４２から各直流電源盤１０の消火ノズル４１に流れる消火ガスの流量が均一になるように設定されたものである。

【0031】

図１に示す検知手段としての１台の検知制御装置４４は、複数台の各直流電源盤１０の少なくとも一方の煙検知器４０からの火災検知信号を、煙検知器４０のＩＤ番号と共に受信すると、この火災検知信号に基づいて、１個の噴射弁４３を開動作させる指令信号(開信号)をこの噴射弁４３に出力する。すると、複数台（例えば２台）の全ての直流電源盤１０内の消火ノズル４１から消火ガスが同時に噴射されて、直流電源盤１０の火災（盤内火災）が消火される。

【0032】

検知制御装置４４は、火災検知信号を出力した煙検知器４０のＩＤ番号を認識することで、火災が発生した直流電源盤１０を特定することが可能になる。但し、この検知制御装置４４は、複数台（例えば２台）のいずれか１つの直流電源盤１０の煙検知器４０から火災検知信号を受信した場合にも、１個の噴射弁４３に開信号を出力して、複数台（例えば２台）の全ての直流電源盤１０内に消火ガスを噴射させる。

【0033】

図２に示す検知手段としての１台の検知制御装置４９は、複数台（例えば２台）の直流電源盤１０内の煙を含む空気を煙吸引口４５Ｂが吸引することで煙検知器本体４５Ａから火災検知信号を受信すると、この火災検知信号に基づいて１個の噴射弁４３に開信号を出力する。すると、複数台（例えば２台）の全ての直流電源盤１０内の消火ノズル４１から消火ガスが同時に噴射されて、直流電源盤１０内の火災（盤内火災）が消火される。

【0034】

以上のように構成されたことから、本第１実施形態によれば、次の効果（１）を奏する。
（１）図１に示す直流電源設備Ａ１の消火システム３５では、煙検知器４０を除く検知手段である検知制御装置４４と、消火ノズル４１を除く消火手段である消火ガスタンク４２及び噴射弁４３とが、直流電源盤１０の数（例えば２台）よりも少なく（各１個ずつ）設置されている。また、図２に示す直流電源設備Ａ２の消火システム３６では、煙吸引口４５Ｂを除く検知手段である煙検知器本体４５Ａ及び検知制御装置４９と、消火ノズル４１を除く消火手段である消火ガスタンク４２及び噴射弁４３とが、直流電源盤１０の数（例えば２台）よりも少なく（各１個ずつ）設置されている。これらの結果、直流電源盤１０が複数台（例えば２台）並列接続されてなる直流電源設備Ａ１、Ａ２であっても、その消火システム３５、３６の設置スペースを縮小させることができる。

【0035】

［Ｂ］第２実施形態（図４及び図５）
図４は、第２実施形態に係る直流電源設備の消火システムを示す正面断面図である。この第２実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0036】

本第２実施形態の直流電源設備Ｂが第１実施形態と異なる点は、直流電源設備Ｂを構成する直流電源盤１０が、非常時に運転する負荷に対して必要な電源容量を確保可能な台数よりも１台多い台数が並列接続されて構成された点である。また、直流電源設備Ｂの消火システム５０が第１実施形態と異なる点は、各直流電源盤１０の電源盤制御部５１が第１実施形態の電源盤制御部３２の機能のほかに、光電式の煙検知器４０からの火災検知信号を入力する検知制御装置４４からの信号（後述の火災検知器信号５２）により、または電池モジュール２７の温度異常を判定したこと（後述の電池モジュール温度異常判定５３）により、当該直流電源盤１０で火災（盤内火災）が発生したと判断して、当該直流電源盤１０を電源系統から切り離すよう構成された点である。

【0037】

つまり、直流電源設備Ｂは、非常時に運転する負荷に対して必要な電源容量を確保可能な直流電源盤１０の台数をＮとすると、（Ｎ＋１）台の直流電源盤１０が並列接続されて構成される。例えば、１台の直流電源盤１０が２００Ａｈの電源容量であり、非常時に運転する負荷に対して必要な電源容量が２０００Ａｈであるとすると、直流電源設備Ｂは、（１０＋１）台の直流電源盤１０が並列接続されて構成される。更に、各直流電源盤１０は、盤内火災が隣接する直流電源盤１０に影響しないように、それぞれ密閉構造に構成されている。

【0038】

また、図５に示すように、直流電源設備Ｂの消火システム５０を構成する各直流電源盤１０の電源盤制御部５１は、直流電源設備Ａ１及びＡ２の電源盤制御部３２（図３）と同様に、電源盤制御部５１が設置された直流電源盤１０における電池セルの電圧、その電圧のばらつき及び電流、並びに電池モジュール２７の電流、電圧及び温度等のパラメータを監視すると共に、上記パラメータの少なくとも１つが規定値に至ったときに、当該直流電源盤１０に電池故障が発生したと判断して、当該直流電源盤１０を電源系統から切り離す。

【0039】

更に、各直流電源盤１０の電源盤制御部５１は、光電式の煙検知器４０からの火災検知信号を受信することで検知制御装置４４が火災検知器信号（火災検知信号を送信した煙検知器４０のＩＤ番号を含む）５２を出力したとき、火災を検知した煙検知器４０が存在する直流電源盤１０の電源盤制御部５１であれば、この直流電源盤１０の交流遮断器１７及び直流遮断器２０を遮断して、当該直流電源盤１０を電源系統から切り離す。

【0040】

また、各直流電源盤１０の電源盤制御部５１は、電池モジュール２７の温度異常を判定（電池モジュール温度異常判定５３）したときに、自身（電源盤制御部５１）が存在する直流電源盤１０の交流遮断器１７及び直流遮断器２０を遮断して当該直流電源盤１０を電源系統から切り離す。上記電池モジュール温度異常判定５３は、盤内火災が小火災の場合には、図５（Ａ）に示すように、電池モジュール２７が通常の運転状態では想定できない温度に上昇し、且つ急激な温度上昇率が検出されたときになされ、盤内火災が大火災の場合には、図５（Ｂ）に示すように、電池モジュール２７が通常の運転状態では想定できない更に高い温度に上昇し、または非常に急激な温度上昇率が検出されたときになされる。

【0041】

従って、この直流電源設備Ｂの消火システム５０では、光電式の煙検知器４０が直流電源盤１０の火災（盤内火災）を検出したとき、この煙検知器４０から火災検知信号を受信した検知制御装置４４は、噴射弁４３に開信号を出力して、全ての直流電源盤１０の消火ノズル４１から消火ガスを噴射させて盤内火災を消火する。このとき、全ての直流電源盤１０の電源盤制御部５１に検知制御装置４４から、火災を検知した煙検知器４０のＩＤ番号を含む火災検知器信号５２が入力される。また、火災が発生した直流電源盤１０では、その直流電源盤１０の電源盤制御部５１が電池モジュール温度異常判定５３を出力する。これらのことから、盤内火災の発生によりこの火災を検知した煙検知器４０が存在する直流電源盤１０の電源盤制御部５１は、当該直流電源盤１０の交流遮断器１７及び直流遮断器２０を遮断して、当該直流電源盤１０を電源系統から切り離す。
以上のように構成されたことから、本第２実施形態によれば、第１実施形態の効果（１）と同様な効果を奏するほか、次の効果（２）及び（３）を奏する。

【0042】

（２）盤内火災が発生し検知されたときには、この盤内火災が発生した直流電源盤１０の電源盤制御部５１は、当該直流電源盤１０の交流遮断器１７及び直流遮断器２０を遮断して、当該直流電源盤１０を電源系統から切り離す。このため、直流電源設備Ｂにおける直流電源盤１０の全体が電源系統から切り離されて、直流電源設備Ｂから非常時に運転する負荷に直流電力を供給できなくなる事態を未然に防止できる。

【0043】

（３）直流電源設備Ｂを構成する直流電源盤１０は、非常時に運転する負荷に対して必要な電源容量を確保可能な台数よりも１台多い台数が並列接続されている。従って、直流電源設備Ｂを構成する直流電源盤１０の１台が盤内火災の発生により電源系統から切り離された場合でも、直流電源設備Ｂは必要な電源容量を確保でき、非常時に運転が必要な負荷に必要な時間直流電力を供給することができる。

【0044】

［Ｃ］第３実施形態（図６）
図６は、第３実施形態に係る直流電源設備の消火システムを、プラントの中央制御室と共に示す説明図である。この第３実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0045】

本第３実施形態の直流電源設備Ｃの消火システム６０が第１実施形態と異なる点は、複数台が並列接続された直流電源盤１０を有するプラントの運転の監視及び操作を行なう中央位置制御室６１で、直流電源盤１０を監視する直流電源監視盤６２が、火災（盤内火災）が発生した直流電源盤１０を特定して表示し、火災（盤内火災）の消火が完了したことを判断して表示し、火災（盤内火災）の発生により電源系統から切り離された直流電源盤１０における電池セルの予測寿命や充電率などを表示するよう構成された点である。

【0046】

まず、並列接続された複数台の直流電源盤１０の電源盤制御部６４は、それぞれの直流電源盤１０における電池セル及び電池モジュール２７のパラメータ（即ち、電池セルの電圧、その電圧のばらつき及び電流、並びに電池モジュール２７の電流、電圧及び温度など）を監視している。また、複数台の直流電源盤１０の電源盤制御部６４では、光電式の煙検知器４０からの火災検知信号を受信した検知制御装置４４から、火災検知器信号（火災検知信号を送信した煙検知器４０のＩＤ番号を含む）を入力している。

【0047】

中央制御室６１の防災盤６３には検知制御装置４４から上記火災検知器信号が入力され、この防災盤６３は、火災が発生したエリアを表示している。これに対し、中央制御室６１の直流電源監視盤６２は、各直流電源盤１０内の電池セル及び電池モジュール２７の上記パラメータに関する情報を各直流電源盤１０の電源盤制御部６４から入力して電池モジュール２７の温度異常を判定することで、または検知制御装置４４からの火災検知器信号に関する情報を各直流電源盤１０の電源盤制御部６４から入力することで、盤内火災が発生した直流電源盤１０を特定して表示する。

【0048】

また、直流電源監視盤６２は、各直流電源盤１０の電源盤制御部６４から入力した電池セル及び電池モジュール２７の上記パラメータに基づいて、盤内火災の消火が完了したことを判断して表示する。例えば、盤内火災発生時の電池モジュール２７の温度と消火ガス噴射時の電池モジュール２７の温度、または直流電源監視盤６２による盤内火災確認時の電池モジュール２７の温度と消火ガス噴射後の電池モジュール２７の温度等を確認することで、直流電源監視盤６２は盤内火災が消火したことを判断し、その旨を表示する。

【0049】

また、並列接続された複数台の直流電源盤１０の電源盤制御部６４は、火災検知器信号または電池モジュール２７の温度異常判定に基づいて、自身（電源盤制御部６４）が存在する直流電源盤１０において火災が発生していると判断したときに、当該直流電源盤１０の交流遮断器１７及び直流遮断器２０を遮断して、当該直流電源盤１０を電源系統から切り離す。ここで、並列接続された複数台の直流電源盤１０は、非常時に運転する負荷に対して必要な電源容量を確保可能な台数よりも１台多い台数である。従って、盤内火災を発生した直流電源盤１０が電源系統から切り離された場合でも、非常時に運転する負荷に対して必要な電源容量は確保される。

【0050】

盤内火災が発生して電源系統から切り離された直流電源盤１０の電源盤制御部６４は、盤内火災の消火完了の前または後に、当該直流電源盤１０の電池セルの予測寿命及び充電率を算出する。中央制御室６１の直流電源監視盤６２は、切り離された直流電源盤１０の盤内火災の消火完了の判断後に、この切り離された直流電源盤１０の電源盤制御部６４から電池セルの予測寿命、充電率、電池セルの電圧のばらつき、及び電池モジュール２７の温度などのパラメータを入力して、それらの値を表示する。この表示を中央制御室６１内の運転員が監視することで、運転員は、切り離された直流電源盤１０を電源系統に接続して直流電力の供給が可能であるか否か、つまり、切り離された直流電源盤１０の電源系統への再接続の適否を判断することが可能になる。

【0051】

以上のように構成されたことから、本第３実施形態においても、第１及び第２実施形態の効果（１）〜（３）と同様な効果を奏するほか、次の効果（４）を奏する。

【0052】

（４）中央制御室６１の直流電源監視盤６２には、盤内火災が発生した直流電源盤１０が特定して表示され、また、盤内火災の消火完了が表示され、更に、切り離された直流電源盤１０の電池セルの予測寿命及び充電率等が表示される。このため、直流電源盤１０の盤内火災の発生、消火の完了、及び火災した直流電源盤１０の電源系統への再接続の適否を、中央制御室６１内の運転員が火災現場に赴いて確認することなく即座に判断できる。

【0053】

［Ｄ］第４実施形態（図７、図８）
図７は、第４実施形態に係る直流電源設備の消火システムの一例を示す正面断面図である。また、図８は、第４実施形態に係る直流電源設備の消火システムの他の例を示す正面断面図である。この第４実施形態において第１実施形態と同様な部分については、第１実施形態と同一の符号を付すことにより説明を簡略化し、または省略する。

【0054】

本第４実施形態における直流電源設備Ｄ１の消火システム７１（図７）及び直流電源設備Ｄ２の消火システム７２（図８）が第１実施形態と異なる点は、検知手段（光電式の煙感知器４０及び検知制御装置４４、吸引式の煙検知器４５及び検知制御装置４９）と、消火手段（消火ノズル４１、消火ガスタンク４２及び噴射弁４３）との少なくも一方が複数設けられ、このうちの複数の検知手段が、同一または異なった種類の検知手段である点である。

【0055】

火災（盤内火災）を検知し消火する消火システムの機能が一つ故障した場合には、盤内火災を検知できなくなるか消火できなくなる。器具は故障または経年劣化で機能しなくなるが、特に、可動部を有する器具や電子部品を有する器具は、タンク等の静的機器によりも故障確率が高い。消火システムにおいて該当する機器は、煙検知器４０、煙検知器４５の煙検知器本体４５Ａ、検知制御装置４４、４９及び噴射弁４３である。

【0056】

図７に示す直流電源設備Ｄ１の消火システム７１は、光電式の煙検知器４０及び検知制御装置４４が経年劣化等で故障した場合にも、異なった種類である吸引式の煙検知器４５（煙検知器本体４５Ａ、煙吸引口４５Ｂ）及び検知制御装置４９を用いることで、盤内火災を検知可能とするものである。つまり、光電式の煙検知器４０からの火災検知信号を受信した検知制御装置４４は、ＯＲ回路７３を経て噴射弁４３に開信号を出力する。ところが、この煙検知器４０または検知制御装置４４が故障した場合に、吸引式の煙検知器４５からの火災検知信号を受信した検知制御装置４９が、ＯＲ回路７３を経て噴射弁４３に開信号を出力することで、盤内火災を消火する。

【0057】

また、図８に示す直流電源設備Ｄ２の消火システム７２は、噴射弁４３のいずれかが故障した場合にも、例えば光電式の煙検知器４０及び検知制御装置４４により盤内火災を検知し、検知制御装置４４から２個の噴射弁４３に開信号を出力する。これにより、噴射弁４３の一方が故障した場合でも、故障していない他方の噴射弁４３が開動作することで盤内火災を消火する。尚、消火システム７１と７２を組み合わせ、消火システム７１に消火ガスタンク４２及び噴射弁４３を１個ずつ追加してバックアップ機能を強化してもよい。
以上のように構成されたことから、本第４実施形態においても、第１実施形態の効果（１）と同様な効果を奏するほか、次の効果（５）を奏する。

【0058】

（５）直流電源設備Ｄ１の消火システム７１では、光電式の煙検知器４０及び検知制御装置４４と吸引式の煙検知器４５（煙検知器本体４５Ａ、煙吸引口４５Ｂ）及び検知制御装置４９とを共に備える。また、直流電源設備Ｄ２の消火システム７２では、消火ガスタンク４２を２基以上備えると共に、各消火ガスタンク４２に噴射弁４３が１個ずつ設けられている。一方の器具（煙検知器４０、検知制御装置４４、煙検知器４５、検知制御装置４９、噴射弁４３）の故障時に他方の器具（煙検知器４０、検知制御装置４４、煙検知器４５、検知制御装置４９、噴射弁４３）がバックアップすることで、盤内火災を確実に検知し消火することができる。

【0059】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができ、また、それらの置き換えや変更は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0060】

１０…直流電源盤、２７…電池モジュール、３２…電源盤制御部、３５、３６…消火システム、４０…煙検知器(検知手段)、４１…消火ノズル(消火手段)、４２…消火ガスタンク（貯蔵源；消火手段）、４３…噴射弁(消火手段)、４４…検知制御装置(検知手段)、４５…煙検知器(検知手段)、４５Ａ…煙検知器本体、４５Ｂ…煙吸引口、４９…検知制御装置(検知手段)、５０…消火システム、５１…電源盤制御部、５２…火災検知器信号、５３…電池モジュール温度異常判定、６０…消火システム、６１…中央制御室、６２…直流電源監視盤、６４…電源盤制御部、７１、７２…消火システム、Ａ１、Ａ２、Ｂ、Ｃ、Ｄ１、Ｄ２…直流電源設備

【要約】

【課題】直流電源盤が複数台並列接続されてなる直流電源設備であっても、その設置スペースを縮小できること。
【解決手段】二次電池を内蔵した直流電源盤１０が複数台、例えば２台並列接続されて構成された直流電源設備Ａ１の消火システム３５であって、直流電源盤内で発生した盤内火災を検知する煙検知器４０を備えた検知手段と、検知手段の検知制御装置４４からの指令により噴射弁４３が開動作することで、消火ガスタンク４２に貯蔵された消火ガスを盤内火災の発生箇所に、消火ノズル４１を経て供給して盤内火災を消火する消火手段と、を有し、煙検知器４０を除く検知手段である検知制御装置４４と、消火ノズル４１を除く消火手段である消火ガスタンク４２及び噴射弁４３とが、直流電源盤１０の数よりも少なく設けられたものである。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】