(57)【要約】【課題】太陽光パネル等の火災を検知する手段として、赤外線カメラや、太陽光パネル全体に貼り付ける検出シートでは、高コストとなる。本発明は、低コストの火災検知手段を提供することを目的とする。【解決手段】芯線と、芯線の外周に螺旋状に巻き回して設けられた内側導線と、前記内側導線の外側に設けられ、火災の熱により溶融する可溶絶縁体からなる溶融被覆と、前記被覆の外周に螺旋状に巻き回して設けられた外側導線と、前記外側導線の外側に設けられた耐熱シースと、からなる火災用検知線を用いて、太陽光パネル等の火災を検知する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線と、
芯線の外周に螺旋状に巻き回して設けられた内側導線と、
前記内側導線の外側に設けられ、火災の熱により溶融する可溶絶縁体からなる溶融被覆と、
前記溶融被覆の外周に螺旋状に巻き回して設けられた外側導線と、
前記外側導線の外側に設けられた耐熱シースと、
からなる火災用検知線。
【請求項２】
前記外側導線の巻き回し方向は、前記内側導線の巻き回し方向と逆方向である、
請求項１の火災用検知線。
【請求項３】
前記内側導線と前記外側導線の少なくとも一方は、複数の導線からなる、
請求項１または２の火災用検知線。
【請求項４】
前記耐熱シースは熱吸収性が高い色である、
請求項１乃至３のいずれかの火災用検知線。
【請求項５】
前記芯線は、耐熱樹脂からなる、
請求項１乃至４のいずれかの火災用検知線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、太陽光パネル等の火災を検知することができる、火災用検知線に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な住宅用太陽光発電システムでは、住宅の屋根に、直並列に接続された太陽電池モジュールからなる太陽光パネル（本願では、太陽電池アレイのことを「太陽光パネル」と称す）が設置されている。そして、太陽光パネルからの出力は、中継端子箱を介してパワーコンディショナに接続されており、交流化して電力が得られるように構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
このような太陽光発電システムが普及する一方で、太陽光発電システムに起因する火災が問題となってきている。太陽光パネルは、光が照射されている状態では常に発電するため、太陽光パネル内の故障が発生すると発熱が生じて火災発生につながることがある。
【０００３】
この太陽光パネルの火災を検知するには、たとえば、赤外線カメラを用いることができるが、それよりも安価に監視する装置として、熱検出シートを用いた火災検出装置が提案されている（特許文献２参照）。この火災検出装置は、所定の低融点で溶融する被覆を備えた１組の電線を面全体に引きまわした熱検出シートを、太陽光パネルの一面に貼付したものである。この火災検出装置では、太陽光パネルの発熱に起因して被覆が溶融すると１組の電線が短絡状態となるので、電線間の電圧を監視することで火災等を検知する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１０２９０号公報
【特許文献２】特開２０１５−０１４９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２の火災検出装置では、太陽光パネルの面においてどの場所で発熱や火災が生じても検出することができる。しかしながら、熱検出シートを太陽光パネルの面全体に貼付するため、太陽光パネルとほぼ同じ大きさの熱検出シートを用いなければならない。そのため、装置が大がかりとなって高コストとなるとともに、屋根上の施設が重くなるという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、太陽光パネル等の火災を安価で簡易な構成を用いて検出することのできる火災用検知線を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（１）本発明は、芯線と、芯線の外周に螺旋状に巻き回して設けられた内側導線と、前記内側導線の外側に設けられ、火災の熱により溶融する可溶絶縁体からなる溶融被覆と、前記被覆の外周に螺旋状に巻き回して設けられた外側導線と、前記外側導線の外側に設けられた耐熱シースと、からなる火災用検知線である。
【０００８】
（２）また、本発明は、前記外側導線の巻き回し方向は、前記内側導線の巻き回し方向と逆方向である、（１）の火災用検知線である。
【０００９】
（３）また、本発明は、前記内側導線と前記外側導線の少なくとも一方は、複数の導線からなる、（１）または（２）の火災用検知線である。
【００１０】
（４）また、本発明は、前記耐熱シースは熱吸収性が高い色である、（１）乃至（３）のいずれかの火災用検知線である。
【００１１】
（５）また、本発明は、前記芯線は、耐熱樹脂からなる、（１）乃至（４）のいずれかの火災用検知線である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１に記載の構成によると、火災の熱により溶融被覆が溶融して、芯線に螺旋状に巻き回して設けた内側導線と、溶融被覆の外周に螺旋状に巻き回して設けた外側導線が短絡するため、火災を検出することができる。使用に際しては、監視対象物全体に貼り付ける必要はなく、火災を捉えることができる場所に火災用検知線という「線」を引き回すだけである。たとえば、傾斜して設置される太陽電池モジュールであれば、裏側であって太陽電池モジュールの上端部近傍に引き回せばよい。そのため施行しやすく、使用材料も少ないことから低コストとすることができる。また、赤外線カメラ等と比べても単純な構造であるため安価である。
また、内側導線は芯線に螺旋状に巻き回してあるため、中心からある程度の太さが得られる。そのため、溶融被覆が溶融した際に外側導線と接触しやすい。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の構成によると、外側導線の巻き回し方向は、内側導線の巻き回し方向と逆方向であるため、互いに交差する方向で巻き回されている。したがって、内側導線の間に外側導線が入って接触しないという状態になることはなく、溶融被覆が溶融した際に外側導線と確実に短絡する。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の構成によると、内側導線と外側導線の少なくとも一方は複数の導線により形成されているため、仮に導線が断線しても他の導線により導通した状態を保つ。そのため、故障し難い火災用検知線を提供することができる。内側導線と外側導線がともに複数の導線により形成されていると、この効果は大きい。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の構成によると、耐熱シースは熱吸収性が高い色であるため、遠赤外線を吸収して早期に火災の熱を感知することができる。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の構成によると、芯線は耐熱樹脂からなるため、火災検知時に火災用検知線が断線し難く、内側導線と外側導線の短絡を確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１における火災用検知線の構造。
【図２】火災用検知線を屋根の上の太陽光パネルに設置した状態。
【図３】太陽電池モジュールの断面と火災用検知線の位置。
【図４】火災の熱を受けた際の火災用検知線の状態の一例。
【図５】火災用検知線の内側導線と外側導線による電気回路。
【図６】実施例２における火災用検知線の構造。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の火災用検知線の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
本発明は、火災の熱により溶融被覆が溶融することにより内側導線と外側導線が短絡し、火災を検知することができる火災用検知線に関するものである。なお、以下の説明では、面状の監視対象物の一例として、太陽光パネルを挙げて説明するが、その他の監視対象物に対しても、同様に、安価で簡易な構成によって火災を検出することができる。
【実施例１】
【００１９】
図１は、実施例１における火災用検知線の構造を示す。この火災用検知線で太陽光パネルの火災を検知することができる。１は火災用検知線、２は芯線、３は内側導線、４は溶融被覆、５は外側導線、６は耐熱シースである
【００２０】
芯線２は火災用検知線１に引張強度を与えるとともに、内側導線３の位置を中心からある程度の太さ（たとえば、直径１ｍｍ程度）とする。そのため、溶融被覆４が溶融した際に内側導線３が外側導線５と接触しやすい。内側導線３は芯線２の外周に螺旋状に巻き回して設けられる。このことにより、細い導線であっても火災用検知線１の中心からある程度太い半径を得ることができ、火災の際に外側導線５と接触しやすくなっている。溶融被覆４は内側導線３の外側を筒状に覆って設けられ、外側導線５は溶融被覆４の外周に螺旋状に巻き回して設けられる。溶融被覆４は可溶絶縁体により形成され、通常時は内側導線３と外側導線５を絶縁しているが、火災時には熱により溶融して外側導線５が内側導線３に接触し、電気的な短絡を生じる。外側導線５の巻き回し方向は、内側導線３の巻き回し方向と同じ方向でも良いが、逆方向の方が確実に短絡させることができるので好ましい。耐熱シース６は外側導線５の外側を筒状に覆って設けられる。
【００２１】
芯線２を耐熱樹脂により形成すれば、火災を検知する際に火災用検知線１が簡単には断線することがない。溶融被覆４は火災の熱により溶融する絶縁性の物質であればよく、具体的には１００〜２００°Ｃで溶融する絶縁性物質が好ましい。耐熱シース６は、溶融被覆４より融点が高い物質であれば良く、溶融被覆４が溶融し火災を検知する１００〜２００°Ｃでは溶融や燃焼しない材質が好ましい。
【００２２】
各部材の材質としては、たとえば芯線２は難燃性であるアラミド繊維（パラ系アラミド繊維等）、内側導線３と外側導線５は銅、溶融被覆４はナイロン１２、耐熱シース６は黒色のポリ塩化ビニルを用いることができる。耐熱シース６は黒色であることにより、遠赤外線を吸収して、火災である場合に早期に熱を感知することができる。なお、耐熱シース６は黒色系統や暗色が好ましいが、それだけに限らず、熱吸収性の高い色（茶色、緑色、等）であれば良い。
【００２３】
図２は、火災用検知線１を屋根の上の太陽光パネルに設置した状態を示す図である。図２（ａ）は太陽光パネルを屋根に設置した状態で横から見た図であり、図２（ｂ）は太陽光パネルの面に垂直な上方から見た図である。１０は太陽光パネル、１１は太陽電池モジュール、１２は取付台、１３は屋根であり、複数の太陽電池モジュール１１と取付台１２により太陽光パネル１０が形成される。図２（ａ）では図の右上側が棟、左下側が軒の方向であり、図２（ｂ）では図の上側が棟、下側が軒の方向である。施工の際には、屋根１３の上に取付台１２を設け、その上に複数の太陽電池モジュール１１を取り付ける工程が一般的であるが、これには限らない。
【００２４】
図２（ｂ）において火災用検知線１を点線で示した部分は、太陽電池モジュール１１の下側に配線しているため表側からは隠れていることを表す。火災用検知線１は、太陽電池モジュール１１の裏側に、棟側である太陽電池モジュール１１の上端部側に沿って横方向（軒及び棟に平行な方向）に配線されている。太陽電池モジュール１１は、屋根の軒側から棟側にかけて複数段に設けられて太陽光パネル１０を形成している。図２（ｂ）では太陽電池モジュール１１を棟軒方向に３段設置しており、各太陽電池モジュール１１の上端部を順次通過するようにＳ字状に火災用検知線１が配線されている。
なお、火災用検知線１を這わせる位置は太陽電池モジュール１１の上端部（棟）側だけに限らず、上端部近傍であれば良い。たとえば、太陽電池モジュール１１（太陽光パネル１０の最下段の太陽電池モジュール１１を除く）の下端部（軒）側に沿って配設すれば、一つ軒側の太陽電池モジュール１１の上端部近傍で火災を検出することができる。
【００２５】
図３により、太陽電池モジュール１１の断面と火災用検知線１の位置を示す。図３（ａ）は図２（ｂ）のＹの部分での断面図、図３（ｂ）はＸの部分での断面図である。１１１は上側封止樹脂、１１２は複数の太陽電池セルが並設された太陽電池板、１１３は下側封止樹脂、１１４はバックシートを示す。構造体として全体を支持するバックシート１１４の上で、上側封止樹脂１１１と下側封止樹脂１１３の間に太陽電池板１１２が封入されている。１１５は断面コの字型のモジュール枠であり、太陽電池板１１２の周囲に設けられて構造的に丈夫な太陽電池モジュール１１を形成している。図３（ａ）に示すように、太陽電池モジュール１１は傾いて設置され、モジュール枠１１５の裏側の棟側に火災用検知線１が配置されている。
【００２６】
経年劣化等により太陽光パネル１０に障害が生じると、太陽光パネル１０で生み出される電力により太陽光パネル１０自体が発熱する。そして、この発熱により太陽電池モジュール１１の上側封止樹脂１１１，下側封止樹脂１１３やバックシート１１４が発火する。太陽電池モジュール１１の裏側は熱がこもりやすい。更に、太陽電池モジュール１１の裏側での火災は、傾斜したバックシート１１４に沿って斜め上方（棟側）へ炎や熱が移動するため、火災は太陽光パネル１０の裏側で広がる傾向がある。そして、火災によって生じた炎や熱は斜めに設置された太陽光パネル１０の裏面に沿って棟側へ向かって広がる。たとえば図２（ａ）では太陽光パネル１０と屋根１３の間を、棟側へ炎や熱が移動して火災が広がる。その結果、太陽光パネル１０の裏側で横方向に設置された火災用検知線１が加熱される。
【００２７】
太陽光パネル１０と屋根１３の間には隙間があるため、鳥が巣を作ることがあるが、鳥の巣は一般的に可燃性の小枝等でできているため、このような場所で火災が生じると、火災が大きくなる傾向がある。この場合も太陽電池モジュール１１の棟側である上端近傍の火災用検知線１の位置を通って延焼するため、火災用検知線１により火災を検知することができる。
【００２８】
太陽電池モジュール１１では、バックシート１１４の燃焼は、図３（ａ）の矢印のように棟側へ伝わり、モジュール枠１１５の裏側（背面側）を通って更に棟側の太陽電池モジュール１１へ広がる。そのため、火災用検知線１が加熱される。このように炎や熱は棟側のような上方へ移動して広がるため、火災用検知線１を適切な場所に設置すれば、一定の２次元領域（モジュール枠１１５の背面に沿う領域）の火災を１次元の「線」の位置で検知することができる。
【００２９】
火災の炎や熱により火災用検知線１が加熱されると、その熱は耐熱シース６を通過して溶融被覆４が融解する。そして、溶融被覆４が融解すると、内側導線３と外側導線５が接触して電気的に短絡する。したがって、後述する火災検知装置７により、内側導線３と外側導線５の間の抵抗値が下がることを検出して、火災を検知することができる。短絡後に火災によって内側導線３や外側導線５が断線しても、火災検知装置７は短絡を記憶して、火災検知状態を保つことができる。
【００３０】
図４は、火災の熱を受けた際の火災用検知線１の状態の一例を示す。熱を受けた部分は耐熱シース６の外径が細くなり、内部では内側導線３に外側導線５が接触して電気的な短絡を生じている。また、溶けた溶融被覆４は火災用検知線１を部分的に膨張させて溶融溜りを形成する。溶融溜りは、耐熱シース６の熱収縮や溶けた溶融被覆４の表面張力等により、溶けた溶融被覆４が火災用検知線１の長さ方向へ移動して生じるものと考えられる。
【００３１】
図５は、内側導線３と外側導線５による電気回路を示す図であり、図５（ａ）は通常時、図５（ｂ）は火災検知時の状態を示す。７は火災検知装置であり、内側導線３との接続端子３ａ，３ｂ、外側導線５との接続端子５ａ，５ｂが設けられている。太陽電池モジュール１１の裏側に内側導線３と外側導線５を有した火災用検知線１が設置されている。
【００３２】
図５（ａ）の通常の状態では、火災検知装置７は、接続端子３ａ，３ｂの間には微弱電流を間欠的または連続的に流しており、内側導線３が断線すれば検出するようになっている。接続端子５ａ，５ｂ及び外側導線５についても同様である。そして、内側導線３と外側導線５の間が短絡しているか、すなわち接続端子３ａ，３ｂと接続端子５ａ，５ｂの間の抵抗値を間欠的または連続的に監視している。
なお、短絡を検出する方法としては、抵抗値の監視だけに限らず、例えば電圧値を監視する方法、電流値を監視する方法でも良い。
【００３３】
火災が発生して溶融被覆４が融解すると、図５（ｂ）のように内側導線３と外側導線５が短絡する。そのため、接続端子３ａ，３ｂと接続端子５ａ，５ｂの間の抵抗値が下がって、火災検知装置７は火災を検知することができる。火災検知装置７は検知状態を記憶するため、火災の検知後に火災用検知線１が仮に断線しても火災検知状態を保つことができる。
【実施例２】
【００３４】
図６は、実施例２における火災用検知線２０の説明図である。芯線２は火災用検知線２０に引張強度を与える。内側導線３は複数の導線からなり、芯線２の外側に螺旋状に巻き回して設けられる。内側導線３を芯線２の外側に螺旋状に巻き回して設けられることにより、細い導線であっても火災用検知線２０の中心からの距離がある太い半径を得ることができ、火災の際に外側導線５と接触しやすい。溶融被覆４は内側導線３の外側を筒状に覆って設けられる。外側導線５も複数の導線からなり、溶融被覆４の外側に螺旋状に巻き回して設けられる。溶融被覆４は可溶絶縁体により形成され、通常時は内側導線３と外側導線５を絶縁している。耐熱シース６は外側導線５の外側を筒状に覆って設けられる。
【００３５】
内側導線３と外側導線５は複数の導線により形成されて強度が増すとともに一部の導線が断線しても導通するため、断線による非導通が生じにくく、火災時に短絡する場所も多いため、確実に火災を検知することができる。内側導線３と外側導線５の一方だけを複数の導線とし、他方は一つの導線としても良いが、両方を複数の導線とした方が上記の効果が高い。
上記実施例１，２では、芯線２を耐熱樹脂により形成した。しかし、内側導線３と外側導線５の短絡を火災検知装置７で一度検知すれば、その状態を記憶できるため、火災による短絡を火災検知装置７で検知するまでの時間は断線しない程度の耐熱性が芯線２にあれば火災用検知線として機能する。
【００３６】
また、実施例１において火災用検知線１を設置する太陽光パネル１０は屋根１３の上に設置されているが、太陽光パネル１０は瓦一体型であっても据え置き型であっても良い。また、住宅の屋根だけでなく工場等の屋根に設置した太陽光パネル１０に本発明の火災用検知線を配線してもよい。傾いた屋根１３の上に太陽光パネル１０を設置すると、屋根１３と太陽光パネル１０の間の空間に熱がこもりやすく、延焼しやすいので本発明の火災用検知線による検知は特に有効である。しかし、太陽光パネル１０を傾いた屋根１３の上に設置しなくても、太陽光パネル１０や太陽電池モジュール１１が傾いて設けられれば良く、これらの裏側を火災が斜め上方へ延焼するので、本発明の火災用検知線で確実に火災を検知できる。たとえば、広大な土地に太陽光パネル１０を並べる、いわゆるメガソーラーであっても、太陽光パネル１０を傾けて設置するため、本発明の火災用検知線を適用することが可能である。
【００３７】
更に、太陽光パネルや太陽電池モジュールに限らず、本発明の火災用検知線は種々の場所に配線して火災を検知することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１，２０  火災用検知線、２  芯線、３  内側導線、３ａ，３ｂ  接続端子、４  溶融被覆、５  外側導線、５ａ，５ｂ  接続端子、６  耐熱シース、７  火災検知装置、１０  太陽光パネル、１１  太陽電池モジュール、１２  取付台、１１１  上側封止樹脂、１１２  太陽電池板、１１３  下側封止樹脂、１１４  バックシート、１１５  モジュール枠
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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