(57)【要約】【課題】コンベア停止中と稼働中を問わず火災発生を検知し火源を特定する。【解決手段】温度検知用光ファイバ６をコンベア１に敷設し、光ファイバ６上の温度分布を温度計測器７で計測する。また、定点計測用の温度センサ８〜１１をコンベア１に設置し、それらの感知温度を温度計測器１２で計測する。火災判定器１３にて、コンベア停止中か否か判定し、停止中には温度計測器７の計測結果から火災発生の有無を判定と火源位置の特定をする。稼働中には温度計測器１２の計測結果から火災発生の有無を判定し、火災発生の場合は、コンベア１を停止させ、温度計測器７の計測結果から火源位置を特定する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベアにコンベア移動方向に沿って敷設した温度検知用光ファイバと、前記温度検知用光ファイバに接続され、該温度検知用光ファイバ上の温度分布を計測する第１の温度計測手段と、前記コンベアに少なくとも１つ設置され、該コンベア内の搬送物の温度を定点で感知する温度センサと、前記温度センサの出力から該温度センサが感知した温度を計測する第２の温度計測手段と、前記コンベアが停止中か稼働中かを判定し、コンベア停止中には前記第１の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火災発生の有無を判定し且つ火源位置を特定し、コンベア稼働中には前記第２の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火災発生の有無を判定し、前記コンベアに火災発生が有ると判定した場合は、前記コンベアを停止させ、前記第１の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火源位置を特定する火災判定手段とを具備することを特徴とするコンベア火災検知装置。
【請求項２】
請求項１において、前記コンベアが複数台の個別コンベアから構成されていて、前記温度検知用光ファイバが前記複数台の個別コンベアにわたって敷設されていることを特徴とするコンベア火災検知装置。
【請求項３】
請求項２において、前記火災判定手段は前記複数の個別コンベアのうち火災が発生している個別コンベアのみを停止させることを特徴とするコンベア火災検知装置。
【請求項４】
請求項１において、前記温度検知用光ファイバが所定長さ毎にループ状に形成されていることを特徴とするコンベア火災検知装置。
【請求項５】
請求項１において、前記温度検知用光ファイバが前記コンベアのケーシング内に敷設されていることを特徴とするコンベア火災検知装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちいずれかに記載のコンベア火災検知装置を有することを特徴とするコンベア。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はコンベア火災検知装置及びそれを有するコンベアに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンベア火災に特有の条件を下記（１）　〜（５）　に示す。
（１）　コンベアでの発火は、コンベアの停止中にも稼働中にも起こり得る。
（２）　コンベア稼働中の発火では、火源が移動する。
（３）　多くの場合、コンベア部はケーシングで覆われている。
（４）　ごみ運搬用等のコンベアでは、粉塵が多く、また、高温の場合もある。
（５）　廃棄物処理設備などでは、通常多数のコンベアを組み合わせて１つのプラントを形成しており、火災発生の監視範囲が広い。例えば数Ｋｍに及ぶ。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３１８８１０９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１２３８７４号公報
【特許文献３】
特開平７−２６５４５９号公報
【０００４】
従来、光ファイバを用いた火災検知技術は知られている（特許第３１８８１０９号公報、特開２００２−１２３８７４号公報、特開平７−２６５４５９号公報参照）。特に、特許第３１８８１０９号公報は、コンベア火災検知に光ファイバを用いる技術を開示している。
【０００５】
一方、熱電対や温度計、赤外線カメラ、煙センサを火災検知に用いる技術も知られている（特許第３１８８１０９号公報、特開２００２−１２３８７４号公報、特開平７−２６５４５９号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、光ファイバは温度に対する応答性があまり良くなく、高速で火源が移動する場合の火災検知には不向きである。
【０００７】
熱電対や温度計、赤外線カメラはいずれも定点計測用の温度センサであり、これらでコンベア全線の長い範囲を監視することは経済的に困難である。しかし、定点計測温度センサの設置数が少ないと、設置個所以外では発火を検知できない。
【０００８】
更に、煙センサでは、火源の位置を特定することができない。
【０００９】
本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解消することが可能なコンベア火災検知技術を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
第１発明は、上記課題を解決するコンベア火災検知装置であり、コンベアにコンベア移動方向に沿って敷設した温度検知用光ファイバと、前記温度検知用光ファイバに接続され、該温度検知用光ファイバ上の温度分布を計測する第１の温度計測手段と、前記コンベアに少なくとも１つ設置され、該コンベア内の搬送物の温度を定点で感知する温度センサと、前記温度センサの出力から該温度センサが感知した温度を計測する第２の温度計測手段と、前記コンベアが停止中か稼働中かを判定し、コンベア停止中には前記第１の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火災発生の有無を判定し且つ火源位置を特定し、コンベア稼働中には前記第２の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火災発生の有無を判定し、前記コンベアに火災発生が有ると判定した場合は、前記コンベアを停止させ、前記第１の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火源位置を特定する火災判定手段とを具備することを特徴とする。
【００１１】
第２発明は、第１発明において、前記コンベアが複数台の個別コンベアから構成されていて、前記温度検知用光ファイバが前記複数台の個別コンベアにわたって敷設されていることを特徴とするコンベア火災検知装置である。
【００１２】
第３発明は、第２発明において、前記火災判定手段は前記複数の個別コンベアのうち火災が発生している個別コンベアのみを停止させることを特徴とするコンベア火災検知装置である。
【００１３】
第４発明は、第１発明において、前記温度検知用光ファイバが所定長さ毎にループ状に形成されていることを特徴とするコンベア火災検知装置である。
【００１４】
第５発明は、第１発明において前記温度検知用光ファイバが前記コンベアのケーシング内に敷設されていることを特徴とするコンベア火災検知装置である。
【００１５】
第６発明は、上記課題を解決するコンベアであり、第１発明ないし第５発明ののうちいずれかのコンベア火災検知装置を有することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係るコンベア火災検知装置及びベルト式コンベアを示し、図２は温度検知用光ファイバを用いた火災判定の例を示し、図３は火災判定器の動作フローを示し、図４は温度検知用光ファイバをループ状に形成して敷設した状態を示している。
【００１７】
図１に示すコンベア１は、複数（図では３台）の個別コンベア２、３、４がこの順に連なった長いものであり、例えば、産業廃棄物処理プラントにおいては、トラックで回収した産業廃棄物を個別コンベア２で粉砕工程に搬送し、粉砕した産業廃棄物を個別コンベア３でホッパー５を通して次の個別コンベア４に搬送し、個別コンベア４は粉砕した産業廃棄物を埋設処理等のために圧縮工程に搬送するようになっている。通常、コンベア部は、粉塵の飛散を防止するため、図示しないケーシングでカバーされている。多くの産業廃棄物処理プラントでは、例えば１００台という多数の個別コンベアが２次元や３次元に配置され、コンベア１の全長は３〜４Ｋｍにも及ぶことがある。
【００１８】
この種のコンベア１では、例えば金属系の搬送物がコンベア１の金属部分と衝突して火花が生じ、これが可燃性廃棄物や爆発性廃棄物に着火する等の原因により、コンベア１内で搬送物が発火することがある。
【００１９】
コンベア１には、一筆書きのように、１本の長い温度検知用光ファイバ６を全ての個別コンベア２〜４にわたり、コンベア移動方向に沿ってケーシング内に敷設している。温度検知用光ファイバ６の一端には温度計測器（第１の温度計測手段）７が接続され、その計測結果は火災判定器（火災判定手段）１３に与えられる。
【００２０】
温度計測器７は温度検知用光ファイバ６の温度を温度検知用光ファイバ６上の位置毎に計測するものであり、ラマン散乱光等の強度がその発生位置での温度に比例することを利用した光パルス式のものが良く知られている。本例では、温度計測器７として、ラマン散乱光強度の温度依存性を利用した光パルス式温度計測器を用いており、光パルスを温度検知用光ファイバ６の一端に出射し、反射してきたラマン散乱光を受光し、ラマン散乱光の強度から温度検知用光ファイバ６上の温度を計測する。ラマン散乱光の発生位置は光パルスの出射時刻とラマン散乱光の受光時刻との差から求まり、ラマン散乱光の発生位置が温度を計測した位置である。
【００２１】
温度計測器７による計測結果の例を図２に示す。図２において、温度分布１５は、火災が発生していない通常時に予め計測した温度検知用光ファイバ６上の温度分布（温度検知用光ファイバ６上の位置毎の温度）であり、温度分布１６は火災発生時点での温度検知用光ファイバ６上の温度分布である。これらの温度分布１５、１６を比較することにより、火災発生の有無の判定及び火源位置の特定を行うことができる。例えば、温度分布１５を基準にして、温度分布１６の温度増分ΔＴが設定値ΔＴｏを越える温度を計測したとき、火災が発生したと判定でき、且つ、その温度を計測した位置を火源であると特定することができる。設定値ΔＴｏは例えば１０°Ｃとされる。
【００２２】
一方、コンベア１の複数個所（図では４個所）に温度センサ８、９、１０、１１を設置している。これらの温度センサ８、９、１０、１１はコンベア１上の搬送物のうち、その設置位置付近の搬送物の温度を計測する定点計測用の温度センサである。これらの定点計測用の温度センサ８、９、１０、１１の設置場所は、コンベア１のうち端部（荷を移す場所や荷を投入する場所）など、搬送物の温度を感知できる場所であれば良い。
【００２３】
本例では温度センサ８、９、１０、１１を端部のみに設置することとし、コンベア１のうち、温度センサ８、９は２段目の個別コンベア３の両端（入口と出口）に、温度センサ１０、１１は３段目の個別コンベア４の両端（入口と出口）にそれぞれ設置している。温度センサ８は１段目の個別コンベア２の出口端に設置されているともいえる。
【００２４】
温度センサ８〜１１としては、例えば、熱電対や測温抵抗式温度センサ、赤外線カメラ、可視カメラ、紫外線カメラ、接点（バイメタル）式温度センサなどが使用可能であり、応答性が良い定点計測の用温度センサであれば何でも良い。
【００２５】
各温度センサ８〜１１は温度計測器（第２の温度計測手段）１２に接続され、その計測結果（各温度センサ８〜１１の出力から計測した温度）は火災判定器１３に与えられる。
【００２６】
次に、図３を参照して、火災判定器１３の機能及び動作を下記（１）　〜（５）　により説明する。
【００２７】
（１）　火災判定器１３はコンベア１が停止中か否かを判定する（ステップＳ１）。コンベア１が停止中か稼働中かの情報はコンベア１の制御装置１４にあるので、この情報から判定できる。
【００２８】
（２）　コンベア停止中であれば、温度検知用光ファイバ６を用いた温度計測器７で図２に示したように温度分布１６を計測し（ステップＳ２）、通常時の温度分部１５に対して、温度増分ΔＴが設定値ΔＴｏを超える温度を計測したか否か判定（ステップＳ３）する。ΔＴ＞ΔＴｏであれば火災が発生したと判定し、設定値ΔＴｏを越える温度増分ΔＴを計測した位置をコンベア１内の火源位置として特定する。そして、火災判定器１３は消防当局やプラント内消防担当部署へ火災発生及び火源位置の通報を行い、また、必要があれば、コンベア１周囲での音や灯火による火災発生の表示や放送などの警報を行う。これにより、特定した火源位置の近くで、早期に確実に消火活動を行うことができる。
【００２９】
コンベア停止中は、火源が移動しないため、温度検知用光ファイバ６の応答性がやや悪い点は問題にならず、コンベア１中の火源位置を正確に特定でき、迅速に消火活動を行うことができる。なお、コンベア停止中は、火源が移動しないため、定点計測用センサ８〜１１は火災検知用として期待していない。
【００３０】
（３）　コンベア稼働中であれば、火災判定器１３は、温度検知用光ファイバ６を用いた温度計測器７で図２に示したように温度分部１５を計測し（ステップＳ５）、同時に、定点計測用の温度センサ８〜１１を用いた温度計測器１２で搬送物の温度を計測する（ステップＳ６）。
【００３１】
（４）　温度センサ８〜１１のいずれかで計測した温度ｔｉ　がそれに対して予め設定した値ｔ０　を超えているか否か判定し（ステップＳ７）、ｔｉ　＞ｔ０　であった温度センサの設置場所に応じて制御装置１４に指示を与えて個別コンベアを停止させ（ステップＳ８）、この段階で早期に、消防当局やプラント内消防担当部署へ火災発生の通報を行う。これにより、早期の消火活動が期待される。また、必要に応じて、コンベア１周囲で音や灯火による火災発生の表示あるいは放送などの警報を行う。
【００３２】
例えば、温度センサ８による計測温度ｔｉ　が設定値ｔ０　を超えた場合は火源が個別コンベア３に移動し、温度センサ９による計測温度ｔｉ　が設定値ｔ０　を超えた場合は火源が個別コンベア３に存在するので、いずれの場合も個別コンベア３を停止するようにしている。また、温度センサ１０による計測温度ｔｉ　が設定値ｔ０　を超えた場合は火源が個別コンベア４に移動し、温度センサ１１による計測温度ｔｉ　が設定値ｔ０　を超えた場合は火源が個別コンベア４に存在するので、いずれの場合も個別コンベア４を停止するようにしている。
【００３３】
（５）　次いで、上記のように個別コンベアを停止させた状態で、温度計測器７の計測結果（温度分布１４、１５）から、先に示したと同様にΔＴ＞ΔＴｏか否かを判定することで、停止した個別コンベア内の火源位置をΔＴ＞ΔＴｏなる位置であると特定し（ステップＳ９）、消防当局やプラント内消防担当部署へ火源位置の通報を行う。これにより、特定した火源位置の近くで、確実に消火活動を行うことができる。
【００３４】
一般に、定点計測用の温度センサ８〜１１は温度検知用光ファイバ６に比べて応答性が良く、火源の有無を初期発火状態で感知できる。従って、コンベア稼働中は、個別コンベア２〜４のどれに火源が存在するかはこれらの温度センサ８〜１１を用いて特定することができるが、個別コンベア内のどの位置に火源があるかまでは判らない。これに対して温度検知用光ファイバ６では、コンベア稼働中での初期発火状態の検知は困難であるが、コンベア停止後に或る程度火が広がって雰囲気温度との差がつけば、火源位置を正確に特定できるので、定点計測用の温度センサ８〜１１を用いた火災検知を補間することができる。
【００３５】
上記では、定点計測用の温度センサ８〜１１に基づいて火源の存在を検知した場合に特定の個別コンベアを停止したが、それ以外の個別コンベアを停止しても、あるいは、コンベア１全体を停止しても、コンベア１内の火源位置を特定できる。
【００３６】
また、個別コンベア２〜４の個々における定点計測用の温度センサの設置個数は１個でも複数でも良く、その位置は必ずしも端部に限定されない。なお、ケーシングを有するコンベアに温度センサを設置する場合は、なるべくケーシングに邪魔されずに搬送物の温度を感知できるように設置すると良い。この点に鑑みると、複数の個別コンベア２〜４からなるコンベア１に定点計測用の温度センサを設置する場合は、各個別コンベア２〜４の出入口となる端部に定点計測用の温度センサを設置すると良い。
【００３７】
次に、温度検知用光ファイバ６に対する温度計測器７の位置分解能は、計測に要する処理時間とのトレードオフであり、市販の温度計測器では、多くの場合、位置分解能を４ｍや２ｍなど適度な値に設定できるようになっており、温度検知用光ファイバ６上の４ｍや２ｍといった範囲毎に平均温度を瞬時に計測できるようになっている。温度計測器７が使用しているＣＰＵの処理能力が十分高ければ、より短い範囲での平均温度が計測可能である。
【００３８】
上記では温度検知用光ファイバ６を直線状のまま敷設しているが、図４に符号１７で示すように温度検知用光ファイバ６をその所定長さ毎にループ状に形成して、コンベア１内に敷設しても良い。所定長さとは温度検知用光ファイバ６の直線状態での長さである。１つのループ１７当たりの巻き数は１回以上任意である。このように、温度検知用光ファイバ６をその所定長さ毎にループ状に形成して敷設すると、ループ１７に対応するコンベア１上の短い範囲の平均温度を計測することになり、温度分布計測の感度が向上するとともに、コンベア１上での位置分解能が高まる。
【００３９】
また、温度検知用光ファイバ６を１本だけコンベア１内部に敷設しているが、温度検知用光ファイバ６を複数本の並べて敷設しても良い。このように、温度検知用光ファイバ６を複数本並列に敷設した場合は、何らかの理由で１本の温度検知用光ファイバ６が切断されたときでも、残りの正常な温度検知用光ファイバ６で温度検知を行うことができる。なお、切断された温度検知用光ファイバ６であっても、温度計測器７との間の部分では温度検知が可能である。
【００４０】
更に、１本の長い温度検知用光ファイバ６を全ての個別コンベア２〜４にわたって敷設しているが、個別コンベア２〜４毎に別々に温度検知用光ファイバを敷設し、個別コンベア２〜４別に温度検知用光ファイバの温度を計測するように構成することも可能である。
【００４１】
また、上記では、温度検知用光ファイバ６をコンベア１のケーシング内に敷設しているが、ケーシング外に敷設することも可能である。但し、ケーシング内に敷設した方が、火源に対する温度検知の応答性が良く、従って火災検知の応答性が良い。
【００４２】
温度検知用光ファイバ６をコンベア１のケーシング内に敷設する場合、図示しないが、チャンネル材をコンベア移動方向に沿ってケーシングの内壁に取り付け、このチャンネル材の内側に温度検知用光ファイバ６を敷設すると良い。チャンネル材には、チャンネル材内外の雰囲気温度の流通性を良くし、且つ、チャンネル材内側への粉塵の侵入を阻止するように、小さな穴や長手方向に長い穴を多数形成しておくと良い。このような敷設方法により、チャンネル材が温度検知用光ファイバ６を保護するので、コンベア１内に金物などの長尺物が流れてきても、これらが引っ掛って温度検知用光ファイバ６を切断することがない。また、チャンネル材が温度検知用光ファイバ６への粉塵の付着を妨げるので、温度検知用光ファイバ６による温度検知の応答性が向上し、火災検知の応答性が向上する。更に、チャンネル材の穴を通して温度検知用光ファイバ６がケーシング内の雰囲気に良好に晒されるので、温度検知用光ファイバ６による温度検知の応答性が向上し、火災検知の応答性が向上する。更に、温度検知用光ファイバ６はケーシングの内壁に密着するように敷設しても良いが、ケーシング内壁から離した方が温度検知の応答性が向上する。これは、火災時には、ケーシングの内壁よりもその内部の雰囲気の方が速く温度上昇するため、温度検知用光ファイバ６をケーシング内壁から離した方が温度検知の応答性が向上するからである。
【００４３】
【発明の効果】
第１発明は上記課題を解決するコンベア火災検知装置であり、コンベアにコンベア移動方向に沿って敷設した温度検知用光ファイバと、前記温度検知用光ファイバに接続され、該温度検知用光ファイバ上の温度分布を計測する第１の温度計測手段と、前記コンベアに少なくとも１つ設置され、該コンベア内の搬送物の温度を定点で感知する温度センサと、前記温度センサの出力から該温度センサが感知した温度を計測する第２の温度計測手段と、前記コンベアが停止中か稼働中かを判定し、コンベア停止中には前記第１の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火災発生の有無を判定し且つ火源位置を特定し、コンベア稼働中には前記第２の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火災発生の有無を判定し、前記コンベアに火災発生が有ると判定した場合は、前記コンベアを停止させ、前記第１の温度計測手段の計測結果から前記コンベアの火源位置を特定する火災判定手段とを具備するので、コンベアが停止中でも稼働中でも、コンベア火災発生の有無の判定と火源位置の特定を行うことができ、消火活動に多いに寄与する。また、温度検知用光ファイバが熱電対や温度計、赤外線カメラ等の定点計測用の温度センサを補間し、その分、これらの設置数は少なくて済む。
【００４４】
第２発明は、第１発明において、前記コンベアが複数台の個別コンベアから構成されていて、前記温度検知用光ファイバが前記複数台の個別コンベアにわたって敷設されているので、産業廃棄物処理設備など多数の個別コンベアが長く組み合わさったプラントでも、１本の温度検知用光ファイバでコンベア上の温度分布を計測できる。
【００４５】
第３発明は、第２発明において、前記火災判定手段は前記複数の個別コンベアのうち火災が発生している個別コンベアのみを停止させるので、これ以外の個別コンベアは稼働したままで良い。
【００４６】
第４発明は、第１発明において、前記温度検知用光ファイバが所定長さ毎にループ状に形成されているので、コンベア上の温度分布を感度良く、また、位置分解能良く計測できる。
【００４７】
第５発明は、第１発明において前記温度検知用光ファイバが前記コンベアのケーシング内に敷設されているので、ケーシング外に敷設される場合に比べて、コンベア上の温度分布を応答性良く計測できる。
【００４８】
第６発明は上記課題を解決するコンベアであり、第１発明または第２発明または第３発明または第４発明または第５発明のコンベア火災検知装置を有するので、コンベアが停止中でも稼働中でも、コンベア火災発生の有無の判定と火源位置の特定を行うことができ、消火活動に多いに寄与する。また、温度検知用光ファイバが熱電対や温度計、赤外線カメラ等の定点計測用の温度センサを補間し、その分、これらの設置数は少なくて済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るコンベア火災検知装置及びベルト式コンベアを示す図。
【図２】温度検知用光ファイバを用いた火災判定の例を示す図。
【図３】火災判定器の動作フローを示す図。
【図４】温度検知用光ファイバをループ状に形成して敷設した状態を示す図。
【符号の説明】
１　コンベア
２、３、４　個別コンベア
５　ホッパー
６　温度検知用光ファイバ
７　温度検知用光ファイバ用の温度計測器（第１温度計測手段）
８、９、１０、１１　定点計測用の温度センサ
１２　温度検知用光ファイバ用以外の温度計測器（第２温度計測手段）
１３　火災判定器（火災判定手段）
１４　制御装置
１５　通常時の温度検知用光ファイバ上の温度分布
１６　火災発生時点での温度検知用光ファイバ上の温度分布
１７　ループ
ΔＴ　温度増分
ΔＴｏ　設定値
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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