特開 2022-157485 防災設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022157485

(43)【公開日】2022-10-14

(54)【発明の名称】防災設備

(51)【国際特許分類】

   A62C 37/40 20060101AFI20221006BHJP

   A62C 3/00 20060101ALI20221006BHJP

【ＦＩ】

A62C37/40

A62C3/00 H

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021061740

(22)【出願日】2021-03-31

(71)【出願人】

【識別番号】000233826

【氏名又は名称】能美防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000383

【氏名又は名称】特許業務法人エビス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中川 治靖

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 一彦

【テーマコード（参考）】

2E189

【Ｆターム（参考）】

2E189CE07

2E189CH01

(57)【要約】

【課題】火災の際に全ての可燃性堆積物に放水して燃えない状態とするためには、大量の水が必要となる。また、可燃性堆積物がバイオマス燃料である場合、水に濡れると燃料として使用することが難しい。
【解決手段】貯蔵された可燃性堆積物の異なるエリア放水を行う放水手段と、放水手段を放水制御する放水制御手段と、貯蔵された可燃性堆積物を上方から撮影する赤外線カメラと、赤外線カメラの撮影画像により、放水エリアを決定するための放水エリア決定手段と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可燃性堆積物の貯蔵施設に設置される防災設備であって、
貯蔵された可燃性堆積物の異なるエリア放水を行える放水手段と、
前記放水手段を制御する放水制御手段と、
貯蔵された可燃性堆積物を上方から撮影する赤外線カメラと、
前記赤外線カメラの撮影画像により、放水エリアを決定するための放水エリア決定手段と、
を備えることを特徴とする防災設備。

【請求項2】

前記放水エリア決定手段は、前記赤外線カメラの撮影画像を表示する表示手段と、前記放水制御手段を操作する操作盤を備えることを特徴とする請求項１記載の防災設備。

【請求項3】

前記放水エリア決定手段は、前記撮影画像により、前記放水エリアを自動で決定することを特徴とする請求項１記載の防災設備。

【請求項4】

前記放水エリア決定手段は、前記放水手段が放水を行った後に前記放水手段の放水を自動的に停止することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の防災設備。

【請求項5】

前記貯蔵施設は、床から天井までの高さの１／４～３／４までを限界として可燃性堆積物であるバイオマス燃料が堆積され、
前記貯蔵施設の側方上部に前記赤外線カメラを複数設け、
前記放水エリア決定手段は、複数の前記赤外線カメラの前記撮影画像を合成することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の防災設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、消火装置に関するものであり、特にバイオマス燃料等の可燃性物質を堆積した施設に有用な防災設備に関するものである。

【背景技術】

【0002】

木材チップや木材ペレット等の生物資源を用いたバイオマス燃料は、重油等の化石燃料に換わる火力発電の燃料として利用されている。バイオマス燃料は、光合成により炭酸ガスを吸収した資源を利用することから実質的に炭酸ガスを排出しないものとされ、地球温暖化への対応策として利用されはじめている。このようなバイオマス燃料は、火力発電所の近傍等に大量に保管する必要がある。しかし、大量の可燃性堆積物は、発酵による温度上昇によって自然発火する可能性がある。特許文献１には、火災感知手段を備えた消火ノズルを用い、火災の際に火源方向を特定して消火する発明が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３９７２１６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

木材チップや木材ペレット等のバイオマス燃料は、貯蔵施設の中で大量に貯蔵される。貯蔵施設において火災の際に全てのバイオマス燃料に放水して消火するためには、大量の水が必要となる。また、水に濡れたバイオマス燃料は、燃料として使用することが難しい。そのため、設備全体に一斉放水を行わずに、特許文献１の火災感知手段を備えた消火ノズルにより、火災（煙や炎）の場所を検知して、その場所と近傍だけに消火ノズルから放水することが考えられる。しかしながら、これらのバイオマス燃料は固形燃料であり山積みで貯蔵されることから、上面は平でないことが一般的である。バイオマス燃料は、搬入や搬出の作業により上面に凹凸が生じる。そして、凹部で煙や炎が生じる可能性もある。そうすると、特許文献１の火災感知手段では、放水の目標を定めることができない。また、作業者が手動で放水ノズルを遠隔操作して消火しようとしても、堆積したバイオマス燃料の上部から生じる煙や炎の場所は床面からは見ることができず、放水の方向を定めることができない。このことは、石炭等の他の可燃性堆積物の貯蔵庫でも同様である。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、可燃性堆積物の貯蔵施設に設置される防災設備であって、貯蔵された可燃性堆積物の異なるエリア放水を行う放水手段と、前記放水手段を放水制御する放水制御手段と、貯蔵された可燃性堆積物を上方から撮影する赤外線カメラと、前記赤外線カメラの撮影画像により、放水エリアを決定するための放水エリア決定手段と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明では、貯蔵施設の中に貯蔵した可燃性堆積物の火災の発生場所が見えにくくても、場所を把握して火災箇所とその周辺だけに放水することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施例１のバイオマス倉庫における放水手段を示す図。

【図2】実施例１のバイオマス倉庫における赤外線カメラの位置を示す図。

【図3】実施例１の表示手段と放水制御手段を示す図。

【図4】実施例１の表示手段と放水制御手段の拡大図。

【図5】実施例２のバイオマス倉庫における赤外線カメラの位置を示す図。

【図6】実施例２の表示手段と放水制御手段を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、バイオマス燃料を貯蔵する貯蔵施設の防災設備を例として説明する。可燃性堆積物であるバイオマス燃料は、貯蔵施設であるバイオマス倉庫に貯蔵され、バイオマス発電の燃料として用いられる。

【実施例0009】

図１は、実施例１におけるバイオマス燃料１を貯蔵したバイオマス倉庫２と、放水手段３を示す。図１（ａ）は、バイオマス倉庫２の側断面図、図１（ｂ）は、バイオマス倉庫２の上部の水平断面図である。出入口２２の開口はバイオマス倉庫２の天井付近まで達していないが、図１（ｂ）では出入口２２も含めて記載する。図１（ａ）に示すように、バイオマス倉庫２の中には、木材ペレット等のバイオマス燃料１が山積みに貯蔵される。バイオマス倉庫２は、扉２１を備えた出入口２２を有する。そして、出入口２２からバイオマス倉庫２の奥に向けて、複数のエリア２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄに分けられ、上部にはエリア毎に環状のエリア放水管３１が設けられている。エリア放水管３１の各々には、複数の水噴霧ヘッド３２が設けられる。放水手段３は、エリア放水管３１、水噴霧ヘッド３２、支管３３、本管３４を備える。

【0010】

また、環状のエリア放水管３１の各々はエリア毎に設けられた支管３３に接続し、支管３３は１つの本管３４に接続している。支管３３の各々には途中に支管弁４１が設けられ、本管３４は基部が本管弁４２を介してポンプ（図示せず）に接続している。また、支管弁４１の各々には支管弁制御線４３が接続され、本管弁４２には本管弁制御線４４が接続される。支管弁４１、本管弁４２、支管弁制御線４３、本管弁制御線４４は、放水制御手段４を形成する。放水制御手段４は、放水手段３をエリア２Ａ～２Ｄ毎に放水制御する。支管弁制御線４３はバイオマス倉庫２の壁面に設けた操作盤５１に接続し、本管弁制御線４４は制御室（図示せず）に設けた制御盤７に接続する。

【0011】

操作盤５１では、作業者９がエリア２Ａ～２Ｄのうちで放水するエリアを決定する。また、制御室では制御盤７によってポンプの起動と、本管弁制御線４４を介した本管弁４２の開閉制御を行う。

【0012】

図１（ａ）では、バイオマス燃料１の中で発生した火災８を示している。バイオマス燃料１は、微生物による分解等により熱が生じる。バイオマス倉庫２の中では、多量のバイオマス燃料１が積み上げられており、内部で生じた熱は発散しにくい。そして、熱が発火点よりも高くなると、バイオマス燃料１が燃焼し、火災８となる。火災８が発生すると、煙が発生してバイオマス燃料１の隙間を通り、バイオマス倉庫２の空間に放出される。また、場合によってはバイオマス燃料１の上面に達した煙が多量の酸素と反応して炎を生じる。そして、図示しない、空気管式の熱式感知器により火災８が検知され、図示しない信号線を介して制御盤７側で火災報知が行われる。この熱式感知器は、エリア２Ａ～２Ｄ毎に設けることも可能である。なお、熱式感知器の代わりとして、赤外線カメラ６を火災８の検知手段として利用してもよい。この場合、バイオマス倉庫２で火災が発生すると、赤外線カメラ６に接続した画像検出装置（図示せず）の画像解析により、バイオマス倉庫２内の発火が検知され、制御盤７側で火災報知が行われる。

【0013】

火災報知が行われた際には、放水により火災８を消火することになるが、バイオマス倉庫２の内部全体に放水すると、消火のために多量の水を要する。また、ポンプ等の放水設備の能力を、多量の水を短時間で放水するものとすることは、コスト的に難しい。さらに、バイオマス倉庫２の内部全体に放水すると、全てのバイオマス燃料１が含水してしまう。含水したバイオマス燃料１は燃料として使用することができないため、一部でも含水しないバイオマス燃料１が残ることが望ましい。これらのことから、火災８が生じたエリアを選択的に放水する。

【0014】

火災８が生じると、火災報知により作業者９がバイオマス倉庫２に駆けつける。そして、煙ないし炎により火災８の凡その位置を作業者９が確認して、確認した位置に応じてエリア２Ａ～２Ｄに選択的に放水する。しかし、図１（ａ）に示すように、バイオマス燃料１が大きく積み上げられているため、作業者９がバイオマス燃料１の上部の煙や炎８１の位置を確認することは難しい。したがって、実施例１では、バイオマス倉庫２の天井付近に複数設けた赤外線カメラ６により、煙や炎８１の位置を確認する。

【0015】

図２は、実施例１におけるバイオマス燃料１を貯蔵したバイオマス倉庫２と、赤外線カメラ６を示す。図２（ａ）は、バイオマス倉庫２の側断面図、図２（ｂ）は、バイオマス倉庫２の上部の水平断面図である。貯蔵施設であるバイオマス倉庫２の側方上部には、赤外線カメラ６が複数設けられている。赤外線カメラ６の各々は、バイオマス倉庫２の同じ内壁面の上部でエリア２Ａ～２Ｄの境界の位置に設けられる。図２（ａ）に示すように、バイオマス倉庫２の中には、木材ペレットのバイオマス燃料１が山積みに貯蔵される。バイオマス倉庫２内において、バイオマス燃料１は貯蔵の限界高さが決められ、限界高さ以上には積み上げないことになっている。本実施例では、バイオマス燃料１は床から天井までの高さの３／４までを限界としてバイオマス倉庫２の中に堆積される。赤外線カメラ６は、バイオマス倉庫２の壁面上部、天井近傍に設けられ、バイオマス燃料１は限界高さより高くは積み上げられない。そのため、赤外線カメラ６によりバイオマス燃料１の上面のおおよそ全てを撮影することができる。

【0016】

なお、赤外線カメラ６は、壁面でなく天井中央に設置することも可能である。天井中央の設置の場合、バイオマス燃料１の堆積が少ない場合は、バイオマス燃料１全体を撮像可能であるが、バイオマス燃料１がバイオマス倉庫２の限界高さ近くまで堆積していると、撮像できる範囲が限定されることになるので、赤外線カメラ６は壁面設置が好ましい。赤外線カメラ６を壁面設置するにあたっては、赤外線カメラ６が設置される側の壁面とは、反対側の壁面の上方（限界高さ）を撮像できるように設置する。バイオマス倉庫２が大きく、１台の赤外線カメラでバイオマス倉庫２を監視できない場合には、赤外線カメラ６を両壁面に対向して設置するようにする。

【0017】

実施例１において、赤外線カメラ６で映した撮影画像は動画映像であり、映像配線６１へ全ての赤外線カメラ６から同時に撮影画像が送出される。図２（ｂ）に示すように、赤外線カメラ６は、エリア２Ａ～２Ｄの境界に設置されている。そのため、いずれかの赤外線カメラ６の撮影画像を見た作業者９は、撮影画像の左右方向のどちらで煙や炎８１が生じているかにより、放水すべきエリアを容易に判断することができる。

【0018】

図３は、赤外線カメラ６と放水エリア決定手段５を示す。バイオマス倉庫２の天井付近に備えた赤外線カメラ６は、映像配線６１を介して表示手段５２と制御盤７に接続される。制御盤７は制御室に設けられ、制御盤７には本管弁制御線４４を介して本管弁４２が接続される。また、バイオマス倉庫２では、表示手段５２の横に操作盤５１（現地操作盤ともいう）が設けられる。操作盤５１は複数の支管弁制御線４３を介して、各エリアの支管弁４１に接続している。なお、図示しないが、複数の支管弁制御線４３は、制御盤７に接続されて、制御盤７側で支管弁４１の開閉制御を行ってもよい。

【0019】

図１，２に示すように、バイオマス燃料１の中で火災８が発生すると、バイオマス燃料１の上部に煙や炎８１が生じる。全ての赤外線カメラ６は動画の撮影画像を同時に制御盤７へ送っている。そして、熱式感知器の動作により煙や炎８１等の熱が検出されると警報がなされる。制御室では管理者が赤外線カメラ６の撮影画像を確認し、火災８が発生していると判断すると、制御盤７を操作して本管弁制御線４４に開信号を送信するとともに、作業者９に放水の指示を行う。

【0020】

指示をうけた作業者９はバイオマス倉庫２に駆けつけ、バイオマス倉庫２の中の状況を目視で確認すると共に外壁に設けた表示手段５２を確認する。図４は、バイオマス倉庫２の外壁に併設された表示手段５２と操作盤５１を示す。表示手段５２は、上方に表示部５２１を有し、その下にバイオマス倉庫２における赤外線カメラ６の配置を示したカメラ配置図５２２が設けられ、カメラ配置図５２２の赤外線カメラ６の位置にカメラ選択釦５２３が設けられている。なお、現地に設けられた現地操作盤と呼ばれるこの操作盤５１は、通常、放水手段３を操作する機能しかない。後の実施例でも説明するが、操作盤５１と表示手段５２とは一体化させてもよい。即ち、操作盤５１に放水手段３を操作するスイッチ類以外に、赤外線カメラ６の映像を映す表示部としてのモニタを設けると共に、各カメラの映像切替用のスイッチを設けて、一つの盤に操作部と表示部とを設けるようにしてもよい。

【0021】

表示部５２１には、煙や炎８１の特徴を検出した赤外線カメラ６の撮影画像の動画が自動的に選択されて映され、対応するカメラ選択釦５２３が発光している。作業者９は、カメラ選択釦５２３を押すことにより、表示部５２１に映す赤外線カメラ６の動画を切り替えることができる。そして、撮影画像における煙や炎８１の位置により何れのエリアに放水すべきか判断する。たとえば、図４のｃの赤外線カメラ６が選択されており、映し出された撮影画像で煙や炎８１の位置が表示部５２１の右側に映っていた場合、作業者９は、カメラ配置図５２２とカメラ選択釦５２３の位置から、Ｄ（図１のエリア２Ｄ）に放水するように判断できる。そこで作業者９は、操作盤５１の操作スイッチ５１１からＤの釦を選択して押すと、支管弁制御線４３を介してエリア２Ｄの支管弁４１が開き、水噴霧ヘッド３２から水が噴霧される。作業者９は、表示部５２１の右側で放水されていることから、カメラ配置図５２２とカメラ選択釦５２３の位置によりエリア２Ｄでの放水を確認することができる。

【0022】

放水エリア決定手段５は、所定時間放水した後に放水を自動的に停止する。これにより、消火後の過剰な放水を防止する。放水中は噴霧された水が障害となり、煙や炎８１は表示部５２１に映らないが、放水を停止すると煙や炎８１があれば表示部５２１で確認可能である。放水が停止した際に、作業者９は表示部５２１で煙や炎８１の状況を確認する。バイオマス燃料１の浅い位置に火災８があった場合には１回の放水期間で消火されることもあるが、バイオマス燃料１の深い位置に火災８があった場合には、複数回の放水期間を要する可能性が高い。消火されていないと、煙や炎８１が再び生じる。このとき、煙や炎８１の位置は、放水前の位置からずれている可能性もある。放水の停止後に、作業者９は図４に示す表示手段５２で赤外線カメラ６を切り替えるなどして煙や炎８１を確認する。煙や炎８１を見つけた場合には、操作盤５１の操作スイッチ５１１を押すことにより、水を噴霧するエリアを決定して再び放水する。放水エリア決定手段５は、所定時間放水した後に放水を自動的に停止する。作業者９は、消火するまで表示部５２１での煙や炎８１の確認と操作盤５１による放水を繰り返す。

【実施例0023】

実施例１では、赤外線カメラ６はバイオマス倉庫２の同じ内壁面の上部に設置したが、他の位置に設置してもよい。図５は、実施例２におけるバイオマス燃料１を貯蔵したバイオマス倉庫２と、赤外線カメラ６を示す。図５（ａ）は、バイオマス倉庫２の側断面図、図５（ｂ）は、バイオマス倉庫２の上部の水平断面図である。実施例２では、バイオマス倉庫２の対向する内壁面の上部に交互に赤外線カメラ６が設けられている。このようにカメラを配置することにより、少ない赤外線カメラ６の台数で監視領域の死角を小さくすることができる。また、実施例２では、全ての赤外線カメラ６の撮影画像を合成した合成映像を表示手段５３の表示部５３１に表示する。そして、実施例１と同様に全ての赤外線カメラ６の撮影画像である動画が同時に伝送される。

【0024】

図６は合成映像を表示した表示手段５３を示す。実施例２では表示部５３１は、タッチパネルとなっており、操作盤と一体化している。表示部５３１では合成映像に加えて、赤外線カメラ６や出入口２２等の図を合成して表示するとともに、４つのエリアの境界を示す点線を合成して表示している。そして、４つに分かれて表示されているエリアのうちいずれかに触れることで、触れたエリアの支管弁４１が開き、水噴霧ヘッド３２から水を噴霧する。水噴霧の状況は合成映像で確認することができる。

【0025】

実施例１と同様に、実施例２においても放水エリア決定手段５は、所定時間放水した後に放水を自動的に停止する。そして、作業者９は表示部５３１に触れてエリアを決定し、再び水を噴霧することができる。

【0026】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

【0027】

実施の形態では貯蔵施設はバイオマス倉庫を例としたが、ゴミピットや石炭サイロに用いてもよい。また、複数のエリアの放水する放水エリアを手動で決定するのではなく、煙や炎が位置するエリアを放水エリア決定手段で自動的に決定し、放水してもよい。この自動決定の場合も、所定時間放水した後に放水を停止し、再び煙や炎が位置するエリアを放水エリア決定手段で自動的に決定し、放水してもよい。また、１回目の放水だけ放水エリアを自動決定し、２回目から作業者９による手動決定とすることもできる。この場合には、作業者９がバイオマス倉庫２に駆けつける前に水の噴霧を開始することができる。

【0028】

本実施形態のバイオマス倉庫２は、床から天井までの高さの３／４までを限界として可燃性堆積物であるバイオマス燃料１が堆積される。しかし、床から天井までの高さの１／４～３／４までを限界として可燃性堆積物であるバイオマス燃料１が堆積される貯蔵施設であってよい。上記の高さを限界とする貯蔵施設であれば、煙や炎８１の位置を赤外線カメラ６によりおおよそ捉えることができる。

【0029】

実施例１，２では、全ての赤外線カメラ６の撮影画像を動画として同時に送信した。しかし、赤外線カメラ６の動画を順次送信してもよい。この場合に、表示部５３１には、各赤外線カメラ６の撮影画像が順番に映るようにしてもよい。また、撮影画像を静止画として、所定時間間隔で送信してもよい。

【0030】

また、実施例１，２では、エリア毎に放水を行う放水手段として、各エリアの上方に設けた環状のエリア放水管３１と水噴霧ヘッド３２とで説明をしたが、放水手段はこれに限られない。例えば、従来技術で説明した火災感知手段と備えた消火ノズルを放水手段として用いてもよい。この放水手段は、消火ノズルの俯仰角や旋回角を制御することで、可燃性堆積物を貯えた倉庫の異なるエリアに放水を行うことができ、決定された放水エリアに放水することができる。