JP2846993B2 - 消火装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、消火装置に係り、特
に、例えば、無人宇宙機、有人宇宙船、船舶の内部、あ
るいは地上一般住宅、ガソリンスタンド、オフィス、宿
泊施設、プラント等の建築物の内部、ならびに森林等の
屋外空間に設置されて、火災発生情報およびその位置情
報等を認識し、移動しながら消火活動を行う消火装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、通産省工業技術院大型プロジェク
トによる極限作業ロボットの中で防災ロボットの開発が
推進されたが、該防災ロボットは、移動機構を有してい
て行動範囲が広いという利点がある反面、動作経路を生
成する必要があり、自律的に移動するには高度の知能を
必要とし、有人操作では装置が大がかりになるという問
題があった。

【０００３】また、スプリンクラーシステムは、建物全
体にわたる広域消火ができるので大型ホテルやデパート
では広く普及している。しかし、放水によって建物が水
浸しになる上、火点以外にも放水されて備品が使用不能
になるなど、場合によっては火災以上の被害になること
もあった。小型消火器も普及しているが、これは人手に
頼らざるを得ず、素人が使用する場合は沈着な行動がで
きないことが懸念される。

【０００４】さらに、例えば、特開昭５９−１８６５６
８号公報には、火点を自動検出してその火点にアームに
よりノズルを誘導し、火点に消火剤を放出する技術が開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の通産省工業技術
院大型プロジェクトによる防災ロボットのシステムは、
人間は速やかに避難すべきこと、また、速やかに初期消
火することという消火の基本原則を実行するようには配
慮されていなかった。スプリンクラーは、放水による被
害があるほか、電気火災や油火災に対応できないという
問題があった。

【０００６】また、特開昭５９−１８６５６８号公報記
載の技術では、消火剤を放出するノズルユニットを設
け、赤外線カメラとノズルとを一体的に設けたもの、あ
るいは火災感知手段とノズルとを併設したものが開示さ
れているが、フレキシブルパイプを有する可変ノズル、
また、噴射ノズルを温度感知器の感熱部より温度の低い
所に位置させ、火点の監視と消火活動とをより的確にす
る制御については配慮されていなかった。

【０００７】本発明は、上記従来技術の問題点を解決す
るためになされたもので、温度を感知して作動し、火点
の近傍に迅速に接近して、適切なノズルの噴射角度、消
火剤の噴射量で効果的な消火作業を行い、被害を最小に
とどめながら人々の人命と財産を守ることができる運動
機能付きの無人消火装置を提供することを、その目的と
するものである。本発明の他の目的は、温度センサによ
って予め予想される火点を監視し、火災発生時には温度
センサのデータで動作し、いち早く初期消火ができる消
火装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の消火装置に係る第１の発明の構成は、消火
剤タンク、ポンプ、消火剤を噴射する噴射ノズルおよび
これらの駆動制御手段からなり、火災検出手段の検出情
報に基づいて少なくとも上記噴射ノズルの位置を移動す
る手段および消火剤の噴射量を制御する手段を有し、上
記火災検出手段として温度感知器を有し、上記噴射ノズ
ルの位置を移動する運動部の先端が温度感知器に応答し
て火点に対し円弧運動を連続して行うようにして消火剤
を噴射する消火装置において、上記消火剤タンクと上記
噴射ノズルとの間にフレキシブルパイプを設け、このフ
レキシブルパイプの中間部にロータリジョイントを備え
たものである。

【０００９】また、上記目的を達成するために、本発明
の消火装置に係る第２の発明の構成は、消火剤タンク、
ポンプ、消火剤を噴射する噴射ノズルおよびこれらの駆
動制御手段からなり、火災検出手段の検出情報に基づい
て少なくとも上記噴射ノズルの位置を移動する手段およ
び消火剤の噴射量を制御する手段を有する消火装置にお
いて、上記噴射ノズルの位置を移動する手段の運動部は
少なくとも２つの先端 を有し、一方に噴射ノズル、他方
に温度感知器を有するものとし、上記温度感知器の感熱
部を上記噴射ノズルより火点に近く位置できるように上
記２つの先端を構成したものである。

【００１０】

【作用】上記の各技術的手段による働きは、下記のとお
りである。第１の発明によれば、予想された火災に対応
する消火装置として機能し、建築物内の複数個所の予想
発火点に最短距離で接近できる。火災の程度に応じて動
作パターンを変更する必要が予想される場合は、運動部
の先端に取り付けた温度センサの検出信号に応じて、火
点の周囲から消火したり、火災の沈静に応じて火点に近
づくように運動することもできる。また、電源の切断、
燃料ガス系の遮断等の２次信号の出力によって火災の拡
大を防止できる。

【００１１】第２の発明によれば、温度センサが噴射ノ
ズルより火点に近く位置を占めることにより、より確実
な情報が得られ、消火装置が常に付近を探索して、常に
火点に向くという高度な消火ができる上、本発明の消火
装置で消火できるか、あるいは大規模な消火活動が必要
かの判断ができる。

【００１２】

〔実施例 １−１〕

次に、本発明に係る第１の発明の一実施例を図１および
図２を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例に
係る消火装置をホテルの個室に適用した例を示す斜視
図、図２は、図１の固定温度センサから火点を導き出す
一例を示す説明図である。

【００１３】図１において、１ａ〜１ｈは天井に配置さ
れた温度感知器に係る固定温度センサ、２ａ〜２ｆは壁
に配置された同じく固定温度センサ、３ａ〜３ｃは高さ
方向に配置された同じく固定温度センサを示す。４は消
火装置を示し、５は走行部、６は、天井に設けた固定レ
ールであり、走行部５が固定レール６に沿って移動す
る。７は、消火装置４の旋回部で、この旋回部７は走行
部５のまわりを旋回する。８は腕であり、９は手首であ
って３自由度よりなっている。１０は、消火剤を噴出す
る噴射ノズルである。

【００１４】１１は、消火剤放出用のフレキシブルパイ
プであり、１２は、このフレキシブルパイプ１１の途中
に具備されたロータリージョイントである。フレキシブ
ルパイプ１１の一端は噴射ノズル１０に結合されてお
り、他端は消火剤タンク（図示せず）に接続している。
１３は、このホテルの個室に、説明の便宜上設けた座標
原点である。また、１４は手首９先端に取り付けた温度
感知器に係る温度センサである。

【００１５】消火装置４の動作は、固定温度センサ１ａ
〜１ｈ，２ａ〜２ｆ，３ａ〜３ｃの検知情報に基づいて
作成された制御信号によって行われる。まず、走行部５
への制御信号は、固定温度センサ１ａ〜１ｈの最も高い
温度を示す方向へ移動するよう作成される。例えば、固
定温度センサ１ａ〜１ｃが最高温度を示したときには、
走行部５は窓側端へ移動する。固定温度センサ１ａ〜１
ｈのいずれかが最高温度を示すときには、走行部５を該
センサのＸＹＺ座標の座標原点１３のＹ軸の値になるよ
う移動するよう制御信号が出力される。

【００１６】例えば、Ｚ軸方向の制御信号は、図２に示
す固定温度センサとの関係図により作成される。図２
は、横軸にＺ軸座標値、縦軸に最高温度を示した温度セ
ンサのサフィックスａ〜ｈをとっており、温度センサに
よる火点のＺ軸位置の算出法を示している。Ｚ軸方向の
制御信号は、腕８の曲げ角度の自動制御に用いられる。

【００１７】旋回軸７は、固定レール６から離れたＸ軸
およびＹ軸方向へ噴射ノズル１０を位置決めするのに用
いる。手首９は、最高温度を示した固定温度センサ１ａ
〜３ｃの近くにある火点に運動の中心を向け、その火点
を中心に円弧運動を繰り返し消火運動をするのに用いら
れる。

【００１８】消火装置４の移動速度Ｖは、手首９先端に
備えた温度センサ１４の温度をＴｔ、最高温度をＴｍ、
現在位置から火点までの距離をＬとすると、次式で表わ
される。

【数１】

【００１９】また、温度センサ１４の温度Ｔｔが６０℃
を超えたときには、消火装置４が火点に移動の途中でも
噴射ノズル１０から消火剤を火点に向かって噴出する。
この場合、火点までの距離Ｌに比例して大きな円弧によ
り先端運動を行う。また、温度センサ１４の温度Ｔｔと
前記の最高温度Ｔｍとの差が８０℃を超えたときには、
その位置から火点へ移動しながら噴射ノズル１０を火点
に向けて消火剤を噴出させる。最高温度Ｔｍが１５０℃
を超えたときには、火点に移動せず、火点に向かって消
火剤の噴出を行うとともに、警報信号を出力する。

【００２０】本実施例によれば、あらかじめ予想される
火点に対して、温度センサを設置し使用か装置の動作領
域を設定しておけば、火災の初期段階で消火を行い、人
身および財産の被害を最小限にとどめることができる。

【００２１】〔実施例 １−２〕 次に、本発明に係る第１の発明の他の実施例を図３を参
照して説明する。図３は、本発明の他の実施例に係る消
火装置を家庭に適用した例を示す斜視図である。図中、
図１と同一符号のものは、図１の実施例と同等部を示
す。２ａ，２ｂは壁に設置された温度感知器に係る固定
温度センサであり、４Ａは本実施例の消火装置、７は、
消火装置４Ａの旋回部、８は腕、９は手首であり、振り
動作のみを行うことができる。手首９の先端には噴射ノ
ズル１０が取り付けられている。

【００２２】１１はフレキシブルパイプで噴射ノズル１
０へ消火剤を供給する。２０は、消火装置４Ａ全体を壁
に傾けて取り付ける固定ベースである。２５は粉末消火
器であり、フレキシブルパイプ１１が接続されている。
２１は腕８のストッパであり、２２は旋回部のストッパ
である。２３，２４は、それぞれ厨房室のガスコンロを
示す。

【００２３】次に、図３に示す消火装置４Ａの動作につ
いて説明する。固定温度センサ２ａ，２ｂのいずれかが
６０℃を超えると、高い温度を検知した温度センサの方
に旋回部７が旋回し、ストッパ２２に当たると次に腕８
が下方に移動してストッパ２１が固定ベース２０に当
る。この動作は、定められたシーケンスによってオンオ
フ制御で行われる。

【００２４】この動作終了と同時に、噴射ノズル１０か
ら消火剤が噴出され消火が行われる。固定温度センサ２
ａ，２ｂのいずれもが４０℃以下になれば、噴射ノズル
１０からの消火剤の噴出は停止する。固定温度センサ２
ａ，２ｂのいずれかが５０℃を超えると、アラームが鳴
り響く。なお、腕８を上方に戻すのは手動で行う。

【００２５】以上説明したように、本実施例では、固定
温度センサからの検知データに基づき、予め用意された
方法によって自動的に火点を割りだし、その結果から消
火装置の動作経路を生成して、消火装置に火点への移動
のための制御信号を出力する。噴射ノズルからの消火剤
の噴出は、これも予め定められた方法により固定温度セ
ンサからの検知データをもとにしてその時期が決定され
る。手首による消火運動も前記温度センサからのデータ
と関連づけて決定される。

【００２６】また、固定温度センサの異常やいたずらに
よる消火剤の噴出を防止するため、前記温度センサから
のデータを予め定められた方法によって分析すること
で、１個の固定温度センサのみによって動作しないよう
構成することができる。なお、温度センサは、温度を感
知するものであれば、赤外線センサ、カラー映像装置、
熱電対またはサーモスタット等いずれによっても構成で
きる。

【００２７】〔実施例 ２〕 次に、本発明に係る第２の発明の一実施例を図４および
図５を参照して説明する。図４は、本発明のさらに他の
実施例に係る消火装置を倉庫に適用した例を示す斜視
図、図５は、図４の装置による制御動作手順を説明する
フローチャート図である。図４中、図１と同一符号のも
のは、図１の実施例と同等部を示す。

【００２８】図４において、１ａ〜１ｌは天井に設置さ
れた温度感知器に係る固定温度センサであり、３ａ〜３
ｈは高さ方向に設けた固定温度センサである。４Ｂは消
火装置であり、７は旋回部、８ａは第１腕、９は手首で
あり３自由度を持つ。８ｂは第２腕で、第１腕８ａと手
首９との間に設けられている。１０は、手首９に取り付
けられた噴射ノズルである。消火作業に用いる消火剤
は、フレキシブルパイプ１１およびロータリジョイント
１２を通り、第１腕８ａ，第２腕８ｂを通って噴射ノズ
ル１０から噴出される。１３は、本実施例の説明のため
に設けた座標原点である。

【００２９】１４は、手首９から離れて設置された温度
感知器に係る温度センサである。すなわち、本実施例の
ノズル位置を動かす運動部は、少なくとも２つの先端を
有し、一方に噴射ノズル１０、他方に温度センサ１４を
有しており、噴射ノズル１０を温度センサ１４の感熱部
より温度の低いところにあるよう構成している。３０
は、消火装置４Ａ全体を天井に取り付けて支持する固定
ベースを示す。倉庫には、石油ドラム缶３１、紙束３
２、雑貨類の入ったダンボール３３、ふとん類３４が収
納されている。

【００３０】図４に示すような可燃物を含む倉庫は、消
防法による構造上の制約がある。図４の実施例は、固定
温度センサ１ａ〜３ｈにより監視し、自動消火装置を備
えることにより消防法による構造上の制約を満足し、可
燃物を使用に最も便利な所に、しかもスペースを有利に
利用した形で収納することを狙うものである。

【００３１】固定温度センサ１ａ〜１ｌは、消火装置４
Ｂのまわりに配置され、火災発生時消火装置４Ｂ先端の
噴射ノズル１０のＸＹ平面の方向を制御するための信号
を生成するのに使用される。固定温度センサ３ａ〜３ｈ
は同じく噴射ノズル１０のＺ軸の位置を制御する信号を
生成するのに用いられる。

【００３２】固定温度センサ１ａ〜１ｌおよび３ａ〜３
ｈによって、噴射ノズル１０の向けるべき方向が判明す
ると、その組合せと温度からの予め用意されたプログラ
ムによって火点が求められ、消火装置４Ｂの運動部先端
は現在位置から火点に移動する。火点に近づけば、手首
９に取り付けられた温度センサ１４によってより正確に
火点を探索して求める。また、図４に示す温度センサの
配列のように、ＸＹ平面の方向しか分からないような配
列の場合には固定ベース３０からの半径方向の探索運動
を出力する。温度センサ１４は、噴射ノズル１０より火
点に近づくことにより、消火の状況を監視し火点の温度
が４０℃以下になると消火剤の噴出を停止する信号を出
力する。

【００３３】現在位置から火点に近づくために、旋回部
７、第１腕８ａ、第２腕８ｂが連動する。また、その動
作経路は、倉庫内にある紙束３２、ダンボール３３等に
衝突しないよう天井に沿って動作するよう予め火点ごと
にプログラムとして用意される。このような動作シーケ
ンスを図５に示し、以下に制御動作手順をステップナン
バーを（ ）書きして記載する。

【００３４】消火装置の制御計算機は、温度センサの温
度分布に従って一意的に定まるプログラムによりノズル
の運動経路および運動を作成する（Ｓ−１）。制御計算
機は、運動部（ロボット）各軸に運動経路をたどるため
の制御信号を出力する（Ｓ−２）。探索運動が必要なけ
ればそのまま進んで、温度センサ１４の検知温度が６０
℃以上のとき（Ｓ−３）、消火運動を行い（Ｓ−４）、
噴射ノズル１０から火点に向かって消火剤を噴出する
（Ｓ−５）。

【００３５】探索運動が必要（Ｓ−６，Ｓ−７）なとき
は、探索運動を行い（Ｓ−８）、温度センサ１４の位置
と温度の組合せデータを作成する（Ｓ−９）。温度セン
サ１４の検知温度が４０℃以下になれば（Ｓ−１０）、
消火剤の放出を停止し（Ｓ−１１）、消火装置の運動部
は原位置へ復帰する（Ｓ−１２）。

【００３６】図４に示す実施例によれば、可燃物，危険
物を収納し、その保管を消防法で厳しく規定されている
倉庫等に適用して、自動消火装置を導入することにによ
って、スペースの活用と利用の便利な配置が認可される
ことが配慮されている。

【００３７】なお、図４に示す実施例においては、運動
機能付き消火装置が天井に固定されている例を説明した
が、倉庫の規模によっては、図１の実施例のようにレー
ルを走行するようにしてもよいことは言うまでもない。
また、図１に示す個室における運動機能付き消火装置
は、個室の規模によっては天井に固定式でも差し支えな
い。さらに、第１，第２の各発明の実施例も、遠隔制御
手段を適用することが可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、温度を感知して作動し、火点の近傍に迅速に接近
して、適切なノズルの噴射角度、消火剤の噴射量で効果
的な消火作業を行い、被害を最小にとどめながら人々の
人命と財産を守ることができる運動機能付きの無人消火
装置を提供することができる。また、本発明によれば、
温度センサによって予め予想される火点を監視し、火災
発生時には温度センサのデータで動作し、いち早く初期
消火ができる消火装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る消火装置をホテルの個
室に適用した例を示す斜視図である。

【図２】図１の固定温度センサから火点を導き出す一例
を示す説明図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る消火装置を家庭に適
用した例を示す斜視図である。

【図４】本発明のさらに他の実施例に係る消火装置を倉
庫に適用した例を示す斜視図である。

【図５】図４の装置による制御動作手順を説明するフロ
ーチャート図である。

【符号の説明】

１，２，３…固定温度センサ、４，４Ａ，４Ｂ…消火装
置、１０…噴射ノズル、１１…フレキシブルパイプ、１
２…ロータリジョイント、１４…温度センサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−122472（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−109966（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−277975（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−186568（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A62C 27/00 - 37/00 G08B 17/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 消火剤タンク、ポンプ、消火剤を噴射す
   る噴射ノズルおよびこれらの駆動制御手段からなり、火
   災検出手段の検出情報に基づいて少なくとも上記噴射ノ
   ズルの位置を移動する手段および消火剤の噴射量を制御
   する手段を有し、 上記火災検出手段として温度感知器を有し、 上記噴射ノズルの位置を移動する運動部の先端が温度感
   知器に応答して火点に対し円弧運動を連続して行うよう
   にして消火剤を噴射する消火装置において、 上記消火剤タンクと上記噴射ノズルとの間にフレキシブ
   ルパイプを設け、このフレキシブルパイプの中間部にロ
   ータリジョイントを備えた ことを特徴とする消火装置。
2. 【請求項２】 消火剤タンク、ポンプ、消火剤を噴射す
   る噴射ノズルおよびこれらの駆動制御手段からなり、火
   災検出手段の検出情報に基づいて少なくとも上記噴射ノ
   ズルの位置を移動する手段および消火剤の噴射量を制御
   する手段を有する消火装置において、 上記噴射ノズルの位置を移動する手段の運動部は少なく
   とも２つの先端を有し、一方に噴射ノズル、他方に温度
   感知器を有するものとし、 上記温度感知器の感熱部を上記噴射ノズルより火点に近
   く位置できるように上記２つの先端を構成したことを特
   徴とする消火装置。