JP2001266264A

JP2001266264A - 火災感知器及び火災感知方法

Info

Publication number: JP2001266264A
Application number: JP2000076748A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Toyoda; 和弘豊田; Hiromi Ishihara; 裕己石原; Takahiko Sasahara; 隆彦笹原; Kazumitsu Nukui; 一光温井
Original assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Yazaki Corp
Current assignee: Tokyo Gas Co Ltd; Yazaki Corp
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】火災発生をより短時間で感知できる火災感知
器及び火災感知方法を提供することを課題とする。【解決手段】フローセンサ１は、マイクロヒータ４
と、このマイクロヒータ４の近傍で室内の気体の温度を
検出して第１乃至第４温度検出信号を出力する第１乃至
第４のサーモパイル５，８，１１，１３とを有し、速度
算出部４７は、第１のサーモパイル５からの第１温度検
出信号と第２のサーモパイル８からの第２温度検出信号
との差と、第３のサーモパイル１１からの第３温度検出
信号と第４のサーモパイル１３からの第４温度検出信号
との差と、に基づいて気流の速度を算出し、速度判定部
４９は、算出された気流の速度が所定の判定値を超えた
か否かを判定し、警報回路５１は、気流の速度が所定の
判定値を超えた場合に室内に火災が発生した旨の警報を
発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、室内に発生した火
災を感知して、火災が発生した旨の警報を発生する火災
感知器及び火災感知方法に関し、特にフローセンサを用
いて火災を感知する火災感知器及び火災感知方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の火災感知器としては、熱を感知す
る熱感知器、煙を感知する煙感知器、炎を感知する炎感
知器等がある。特に、ビル・住宅に設置される火災感知
器としては、熱感知器または煙感知器が用いられてい
る。

【０００３】熱感知器は、室内に発生した火災による室
内の温度上昇を検出して、警報を発生するものである。
熱感知器としては、例えば、一局所の周囲温度が一定の
温度以上になったときに火災信号を出力する定温式熱感
知器、周囲温度が一定の温度上昇率以上になったときに
火災信号を出力する差動式熱感知器、差動式熱感知器の
性能及び定温式熱感知器の性能を併せ持つ熱複合式熱感
知器等がある。

【０００４】煙感知器は、火災により発生した煙の濃度
を検出して、警報を発生するものである。煙感知器とし
ては、イオン式煙感知器、煙粒子によって散乱された光
をとらえる光電式煙感知器、イオン式煙感知器の性能及
び光電式煙感知器の性能を併せ持つ煙複合式煙感知器等
がある。イオン式煙感知器は、相対した２つの電極間に
放射線源を置いてα線を照射させることにより電極間の
空気分子をイオン化し、電極間に電圧を印加してイオン
電流を流し、電極間に煙等が進入することでイオン電流
の変化を発生させるものである。

【０００５】炎感知器は、輻射検出式炎感知器、炎ちら
つき検出式炎感知器等がある。炎感知器は、炎から放射
される電磁波により火災を検知して、警報を発生するも
のである。輻射検出式炎感知器は、炎から放射される紫
外線及び赤外線の変化が一定の量以上になったときに火
災信号を出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱感知器にあっては、室内に火災が発生し、火災初期の
発熱量が小さい段階においては、温度上昇が小さいた
め、火災発生時から熱感知器が作動するまでにかなりの
時間がかかっていた。すなわち、熱感知器の応答性が悪
かった。

【０００７】また、従来の煙感知器にあっては、燃焼物
の種類により発生する煙の質（例えば、煙の色や減光率
等）が異なり、煙感知器の設置条件がそれぞれの方式に
よって限定される。また、煙感知器は、煙濃度計で煙の
濃度を計測するが、火災発生時から例えば１００秒経過
するまでは煙濃度が検出されなかった。すなわち、煙感
知器の応答性が悪かった。さらに、従来の炎感知器にあ
っては、炎から放射される電磁波により火災を検知して
いるが、炎の判別が極めて困難であった。

【０００８】本発明は、火災発生をより短時間で感知で
きる火災感知器及び火災感知方法を提供することを課題
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために以下の構成とした。請求項１の発明の火災感
知器は、駆動信号により駆動されるヒータ、該ヒータの
近傍で且つ室内に発生する気流の方向に対し上流側に配
置され気体の温度を検出して第１温度検出信号を出力す
る第１温度センサ、及び前記ヒータの近傍で且つ前記気
流の方向に対し下流側に配置され前記気体の温度を検出
して第２温度検出信号を出力する第２温度センサを有す
るフローセンサと、前記第１温度検出信号と前記第２温
度検出信号との差に基づいて前記気流の速度を算出する
速度算出手段と、この速度算出手段で算出された前記気
流の速度が所定の判定値を超えたか否かを判定する速度
判定手段と、前記気流の速度が前記所定の判定値を超え
た場合に前記室内に火災が発生した旨の警報を発生する
警報手段とを備えることを特徴とする。

【００１０】請求項１の発明によれば、室内に火災が発
生すると、火災により室内に気流（気体の流れ）が発生
し、この気流がフローセンサを通過する。フローセンサ
では、ヒータが気体を加熱し、気流の方向に対し上流側
に配置された第１温度センサが気体の温度を検出して第
１温度検出信号を出力し、気流の方向に対し下流側に配
置された第２温度センサが気体の温度を検出して第２温
度検出信号を出力する。そして、速度算出手段が、第１
温度検出信号と第２温度検出信号との差に基づいて気流
の速度を算出すると、速度判定手段は、算出された気流
の速度が所定の判定値を超えたか否かを判定し、気流の
速度が所定の判定値を超えた場合に、警報手段は、室内
に火災が発生した旨の警報を発生する。すなわち、フロ
ーセンサを用いているので、火災発生をより短時間で感
知でき、これによって、応答性の良い火災感知器を提供
することができる。

【００１１】請求項２の発明の火災感知器は、駆動信号
により駆動されるヒータ、該ヒータの近傍で且つ室内に
発生する気流の方向に対し上流側に配置され気体の温度
を検出して第１温度検出信号を出力する第１温度セン
サ、及び前記ヒータの近傍で且つ前記気流の方向に対し
下流側に配置され前記気体の温度を検出して第２温度検
出信号を出力する第２温度センサを有するフローセンサ
と、前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号との
差に基づいて前記気流の速度を算出する速度算出手段
と、この速度算出手段で算出された前記気流の速度を時
間で微分することにより前記気流の加速度を算出する加
速度算出手段と、この加速度算出手段で算出された前記
気流の加速度に基づいて前記室内に火災が発生したかど
うかを判定する火災判定手段と、前記火災が発生したと
判定された場合に警報を発生する警報手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項２の発明によれば、速度算出手段
が、フローセンサからの第１温度検出信号と第２温度検
出信号との差に基づいて気流の速度を算出すると、加速
度算出手段は、算出された気流の速度を時間で微分する
ことにより気流の加速度を算出し、火災判定手段は、算
出された気流の加速度に基づいて室内に火災が発生した
かどうかを判定し、火災が発生したと判定された場合
に、警報手段は、警報を発生する。すなわち、フローセ
ンサを用いているので、火災発生をより短時間で感知で
き、これによって、応答性の良い火災感知器を提供する
ことができる。また、気流の加速度を用いるので、室内
に発生した気流が火災によって発生したのかあるいは火
災以外の原因により発生したのかを容易に判別すること
ができる。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１または請求項
２記載の火災感知器において、前記第１温度センサと前
記第２温度センサとを含む平面上で且つ前記第１温度セ
ンサと前記第２温度センサとのそれぞれに対して略直交
するとともに前記ヒータの両側に配置され前記気体の温
度を検出して第３及び第４温度検出信号を出力する第３
及び第４温度センサを備え、前記速度算出手段は、前記
第１温度検出信号と前記第２温度検出信号との差と、前
記第３温度検出信号と前記第４温度検出信号との差とに
基づいて前記気流の速度及び方向を算出することを特徴
とする。

【００１４】請求項３の発明によれば、速度算出手段
は、第１温度検出信号と第２温度検出信号との差と、第
３温度センサからの第３温度検出信号と第４温度センサ
からの第４温度検出信号との差とに基づいて気流の速度
及び方向を算出するので、気流の速度及び方向を正確に
求めることができる。

【００１５】請求項４の発明の火災感知器は、駆動信号
により駆動されるヒータ、該ヒータの近傍で且つ室内に
発生する気流の方向に対し上流側に配置され気体の温度
を検出して第１温度検出信号を出力する第１温度セン
サ、及び前記ヒータの近傍で且つ前記気流の方向に対し
下流側に配置され前記気体の温度を検出して第２温度検
出信号を出力する第２温度センサを有するフローセンサ
と、前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号とに
基づいて前記気体の熱伝導率を算出する熱伝導率算出手
段と、この熱伝導率算出手段で算出された前記気体の熱
伝導率に基づいて前記室内に火災が発生したかどうかを
判定する火災判定手段と、前記火災が発生したと判定さ
れた場合に警報を発生する警報手段とを備えることを特
徴とする。

【００１６】請求項４の発明によれば、熱伝導率算出手
段が、第１温度検出信号と第２温度検出信号とに基づい
て気体の熱伝導率を算出すると、火災判定手段は、算出
された気体の熱伝導率に基づいて室内に火災が発生した
かどうかを判定し、火災が発生したと判定された場合に
警報手段が警報を発生する。すなわち、フローセンサを
用いて、気体の熱伝導率により火災判定を行っているの
で、火災発生をより短時間で感知でき、これによって、
応答性の良い火災感知器を提供することができる。

【００１７】請求項５の発明では、請求項４記載の火災
感知器において、前記第１温度センサと前記第２温度セ
ンサとを含む平面上で且つ前記第１温度センサと前記第
２温度センサとのそれぞれに対して略直交するとともに
前記ヒータの両側に配置され前記気体の温度を検出して
第３及び第４温度検出信号を出力する第３及び第４温度
センサを備え、前記熱伝導率算出手段は、前記第１温度
検出信号乃至前記第４温度検出信号に基づいて前記気体
の熱伝導率を算出することを特徴とする。

【００１８】請求項５の発明によれば、熱伝導率算出手
段は、第１温度検出信号乃至第４温度検出信号に基づい
て気体の熱伝導率を算出するので、気体の熱伝導率を正
確に求めることができる。

【００１９】請求項６の発明では、請求項４記載の火災
感知器において、さらに、前記第１温度検出信号と前記
第２温度検出信号との差に基づいて前記気流の速度を算
出する速度算出手段を備え、前記火災判定手段は、前記
速度算出手段で算出された前記気流の速度と前記熱伝導
率算出手段で算出された前記気体の熱伝導率とに基づい
て前記室内に火災が発生したかどうかを判定することを
特徴とする。

【００２０】請求項６の発明によれば、火災判定手段
は、気流の速度と気体の熱伝導率とに基づいて室内に火
災が発生したかどうかを判定するので、より正確な火災
判定が行え、誤報がきわめて少なくなる。

【００２１】請求項７の発明では、請求項１乃至請求項
６のいずれか１項記載の火災感知器において、前記フロ
ーセンサは、前記室内の天井面または壁面に取り付けら
れることを特徴とする。

【００２２】請求項７の発明によれば、フローセンサ
が、室内の天井面または壁面に取り付けられているの
で、フローセンサを気流が最も良く通過するから、フロ
ーセンサ出力が大きくなり、高感度で且つ応答性の良い
火災感知器を提供することができる。

【００２３】請求項８の発明は、請求項３または請求項
５記載の火災感知器において、前記第１乃至第４温度セ
ンサのそれぞれは、温接点及び冷接点を有する熱電対を
複数個有し、この複数個の熱電対が直列に接続されてな
るサーモパイルであることを特徴とする。

【００２４】請求項８の発明によれば、第１乃至第４温
度センサのそれぞれは、温接点及び冷接点を有する熱電
対を複数個有し、この複数個の熱電対が直列に接続され
てなるサーモパイルであるので、フローセンサ出力が大
きくなり、高感度で且つ応答性の良い火災感知器を提供
することができる。

【００２５】請求項９の発明は、請求項１乃至請求項８
のいずれか１項記載の火災感知器において、前記フロー
センサには前記気体の温度を測定する測温抵抗が形成さ
れていることを特徴とする。

【００２６】請求項９の発明によれば、フローセンサに
形成された測温抵抗により気体の温度を測定することが
でき、測定された温度を用いて気流の速度を補正するこ
ともできる。

【００２７】請求項１０の発明の火災感知方法は、駆動
信号により駆動されるヒータの近傍で且つ室内に発生す
る気流の方向に対し上流側に配置された第１温度センサ
により気体の温度を検出して第１温度検出信号を出力
し、前記ヒータの近傍で且つ前記気流の方向に対し下流
側に配置された第２温度センサにより前記気体の温度を
検出して第２温度検出信号を出力する検出ステップと、
前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号との差に
基づいて前記気流の速度を算出する速度算出ステップ
と、算出された前記気流の速度が所定の判定値を超えた
か否かを判定する速度判定ステップと、前記気流の速度
が前記所定の判定値を超えた場合に前記室内に火災が発
生した旨の警報を発生する警報ステップとを備えること
を特徴とする。

【００２８】請求項１１の発明の火災感知方法は、駆動
信号により駆動されるヒータの近傍で且つ室内に発生す
る気流の方向に対し上流側に配置された第１温度センサ
により気体の温度を検出して第１温度検出信号を出力
し、前記ヒータの近傍で且つ前記気流の方向に対し下流
側に配置された第２温度センサにより前記気体の温度を
検出して第２温度検出信号を出力する検出ステップと、
前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号との差に
基づいて前記気流の速度を算出する速度算出ステップ
と、算出された前記気流の速度を時間で微分することに
より前記気流の加速度を算出する加速度算出ステップ
と、算出された前記気流の加速度に基づいて前記室内に
火災が発生したかどうかを判定する火災判定ステップ
と、前記火災が発生したと判定された場合に警報を発生
する警報ステップとを備えることを特徴とする。

【００２９】請求項１２の発明では、請求項１０または
請求項１１記載の火災感知方法において、前記検出ステ
ップは、前記第１温度センサと前記第２温度センサとを
含む平面上で且つ前記第１温度センサと前記第２温度セ
ンサとのそれぞれに対して略直交するとともに前記ヒー
タの両側に配置された第３及び第４温度センサにより前
記気体の温度を検出して第３及び第４温度検出信号を出
力し、前記速度算出ステップは、前記第１温度検出信号
と前記第２温度検出信号との差と、前記第３温度検出信
号と前記第４温度検出信号との差とに基づいて前記気流
の速度及び方向を算出することを特徴とする。

【００３０】請求項１３の発明の火災感知方法は、駆動
信号により駆動されるヒータの近傍で且つ室内に発生す
る気流の方向に対し上流側に配置された第１温度センサ
により気体の温度を検出して第１温度検出信号を出力
し、前記ヒータの近傍で且つ前記気流の方向に対し下流
側に配置された第２温度センサにより前記気体の温度を
検出して第２温度検出信号を出力する検出ステップと、
前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号とに基づ
いて前記気体の熱伝導率を算出する熱伝導率算出ステッ
プと、算出された前記気体の熱伝導率に基づいて前記室
内に火災が発生したかどうかを判定する火災判定ステッ
プと、前記火災が発生したと判定された場合に警報を発
生する警報ステップとを備えることを特徴とする。

【００３１】請求項１４の発明では、請求項１３記載の
火災感知方法において、前記検出ステップは、前記第１
温度センサと前記第２温度センサとを含む平面上で且つ
前記第１温度センサと前記第２温度センサとのそれぞれ
に対して略直交するとともに前記ヒータの両側に配置さ
れた第３及び第４温度センサにより前記気体の温度を検
出して第３及び第４温度検出信号を出力し、前記熱伝導
率算出ステップは、前記第１温度検出信号乃至前記第４
温度検出信号に基づいて前記気体の熱伝導率を算出する
ことを特徴とする。

【００３２】請求項１５の発明では、請求項１３記載の
火災感知方法において、さらに、前記第１温度検出信号
と前記第２温度検出信号との差に基づいて前記気流の速
度を算出する速度算出ステップを備え、前記火災判定ス
テップは、算出された前記気流の速度と算出された前記
気体の熱伝導率とに基づいて前記室内に火災が発生した
かどうかを判定することを特徴とする。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の火災感知器及び火
災感知方法のいくつかの実施の形態を図面を参照して詳
細に説明する。

【００３４】（第１の実施の形態）まず、第１の実施の
形態の火災感知器及び火災感知方法を説明する。図１は
第１の実施の形態の火災感知器の構成ブロック図であ
る。図２は第１の実施の形態の火災感知器に設けられた
フローセンサの上面図である。図３は第１の実施の形態
の火災感知器に設けられたフローセンサの断面図であ
る。

【００３５】図１に示す火災感知器は、室内の天井面ま
たは壁面に設置され、フローセンサ１、ヒータ駆動回路
１０、アンプ４１ａ，４１ｂ、差動アンプ４３ａ，４３
ｂ、第１のＡ／Ｄ変換器４５ａ、第２のＡ／Ｄ変換器４
５ｂ、メモリ４６、速度算出部４７、速度判定部４９、
警報回路５１を有して構成される。

【００３６】ヒータ駆動回路１０は、フローセンサ１に
配置されたマイクロヒータ４を駆動して該マイクロヒー
タ４を加熱させる。フローセンサ１は、マイクロヒータ
４とマイクロヒータ４の近傍に配置された第１のサーモ
パイル５と第２のサーモパイル８と第３のサーモパイル
１１と第４のサーモパイル１３を有し、マイクロヒータ
４の加熱による室内の気体の温度変化を第１乃至第４の
サーモパイル５，８，１１，１３により検出し、第１乃
至第４温度検出信号を出力するもので、その詳細は後述
する。

【００３７】アンプ４１ａは、フローセンサ１の第１の
サーモパイル５からの第１温度検出信号を所定のレベル
値まで増幅し、アンプ４１ｂは、フローセンサ１の第２
のサーモパイル８からの第２温度検出信号を所定のレベ
ル値まで増幅する。アンプ４１ｃは、フローセンサ１の
第３のサーモパイル１１からの第３温度検出信号を所定
のレベル値まで増幅し、アンプ４１ｄは、フローセンサ
１の第４のサーモパイル１３からの第４温度検出信号を
所定のレベル値まで増幅する。

【００３８】差動アンプ４３ａは、アンプ４１ａからの
第１温度検出信号とアンプ４１ｂからの第２温度検出信
号との差を増幅して得られた第１差信号を第１のＡ／Ｄ
変換器４５ａに出力する。第１のＡ／Ｄ変換器４５ａ
は、差動アンプ４３ａからの第１差信号をデジタル変換
する。

【００３９】差動アンプ４３ｂは、アンプ４１ｃからの
第３温度検出信号とアンプ４１ｄからの第４温度検出信
号との差を増幅して得られた第２差信号を第２のＡ／Ｄ
変換器４５ｂに出力する。第２のＡ／Ｄ変換器４５ｂ
は、差動アンプ４３ｂからの第２差信号をデジタル変換
する。

【００４０】速度算出部４７は、第１のＡ／Ｄ変換器４
５ａからの第１差信号の値と第２のＡ／Ｄ変換器４５ｂ
からの第２差信号の値と予め定められた速度算出式とに
基づいて室内に発生する気流の速度を算出する。メモリ
４６は、予め定められた所定の判定値を記憶する。

【００４１】速度判定部４９は、メモリ４６から所定の
判定値を読み出し、速度算出部４７で算出された気流の
速度がメモリ４６から読み出された所定の判定値を超え
たかどうかを判定し、気流の速度が所定の判定値を超え
た場合には警報信号を警報回路５１に出力する。速度算
出部４７、速度判定部４９は、マイクロコンピュータ等
からなる。

【００４２】警報回路５１は、速度判定部４９からの警
報信号により警報を行うもので、ブザーや発光ダイオー
ド（ＬＥＤ）などから構成される。

【００４３】次に、フローセンサ１の詳細を図２乃至図
４を参照して説明する。フローセンサ１は、図３に示す
ように、シリコン単結晶からなるＳｉ基板２を有し、こ
のＳｉ基板２の裏面には異方性エッチングにより形成さ
れたダイアフラム３が形成されている。

【００４４】このダイアフラム３上には、駆動信号によ
り加熱される白金等からなるマイクロヒータ４と、この
マイクロヒータ４の長手方向に対して略直交する方向で
且つヒータ両側の近傍に配置されるとともに気体の温度
を検出する第１のサーモパイル５（下流側サーモパイ
ル）及び第２のサーモパイル８（上流側サーモパイル）
と、マイクロヒータ４の長手方向で且つヒータ両側の近
傍に配置されるとともに気体の温度を検出する第３のサ
ーモパイル１１及び第４のサーモパイル１３とが形成さ
れている。

【００４５】マイクロヒータ４は、図２に示すように、
複数のヒータパターンが互いに略平行且つジグザグ状に
配設されてなる。

【００４６】また、図２に示すように、マイクロヒータ
４には、図示しない電源から駆動電流が供給される白金
パッド６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄが接続されている。第１
のサーモパイル５には、第１のサーモパイル５からの第
１温度検出信号を外部に出力する白金パッド７Ａ，７Ｂ
が接続され、第２のサーモパイル８には、第２のサーモ
パイル８からの第２温度検出信号を外部に出力する白金
パッド９Ａ，９Ｂが接続されている。

【００４７】第３のサーモパイル１１には、第３のサー
モパイル１１からの第３温度検出信号を外部に出力する
白金パッド１２Ａ，１２Ｂが接続され、第４のサーモパ
イル１３には、第４のサーモパイル１３からの第４温度
検出信号を外部に出力する白金パッド１４Ａ，１４Ｂが
接続されている。さらに、周囲温度（気体の温度）を測
定するための白金からなる抵抗１５，１６には、抵抗１
５，１６からの周囲温度信号を外部に出力する白金パッ
ド１７Ａ，１７Ｂが接続されている。

【００４８】また、ダイアフラム３上にはダイアフラム
３に接触して絶縁膜２３が形成され、この絶縁膜２３上
には絶縁膜２３に接触して前記マイクロヒータ４が形成
されている。

【００４９】一方、第１乃至第４のサーモパイル５，
８，１１，１３のそれぞれは、図３及び図４に示すよう
に、Ｓｉ基板２の表面及びダイアフラム３上にこれらに
接触して形成されたｐ^＋＋−Ｓｉ２１、このｐ^＋＋−Ｓ
ｉ２１上にｐ^＋＋−Ｓｉ２１に接触して形成された絶縁
膜２３、この絶縁膜２３上に絶縁膜２３に接触して形成
された白金やアルミニウム等の金属膜２５、この金属膜
２５上に金属膜２５に接触して形成された酸化シリコン
等の保護膜２７を有して構成されている。この保護膜２
７には凹部が形成され、この凹部が後述する温接点３１
と冷接点３３とに対応している。

【００５０】第１乃至第４のサーモパイル５，８，１
１，１３のそれぞれは、図４に示すように、温接点３１
と冷接点３３を有する熱電対から構成されており、マイ
クロヒータ４の発熱を受けた気体の温度を検出し、温接
点３１と冷接点３３との温度差から熱起電力が発生する
ことにより、第１乃至第４のサーモパイル５，８，１
１，１３が第１乃至第４の温度検出信号を出力するよう
になっている。冷接点３３は、Ｓｉ基板２（厚さ約４０
０μｍ）上のダイアフラム３を形成していない部分に設
けられ、温接点３１は、ダイアフラム３上に形成されて
いる。

【００５１】また、第１乃至第４のサーモパイル５，
８，１１，１３のそれぞれは、図４（ｂ）に示すよう
に、複数個の熱電対を有し、隣接する２つの熱電対にお
いて、一方の熱電対の温接点３１と他方の熱電対の冷接
点３３とがアルミニウム、白金等の金属膜２５により接
続されている。すなわち、第１乃至第４のサーモパイル
５，８，１１，１３のそれぞれにおいて、複数個の熱電
対が直列に接続されている。

【００５２】一方、それぞれの温接点３１は、ダイアフ
ラム３上にあるので、伝達された熱により加熱され、Ｓ
ｉ基板温度よりも温度が上昇する。そして、それぞれの
サーモパイル５，８，１１，１３は、温接点３１と冷接
点３３の温度差より熱起電力を発生している。

【００５３】次にこのように構成された第１の実施の形
態の火災感知器の動作、すなわち、火災感知方法を図８
に示すフローチャートを参照しながら説明する。

【００５４】まず、図５に示すように、フローセンサ１
を有する火災感知器を室内の天井面３５または壁面３６
に設置しておく。今、床面３７上に置かれた材木３８が
燃焼し、室内に火災が発生したとする。すると、火災発
生により室内に気流が発生し、この気流が天井面３５に
設置されたフローセンサ１を通過する。この気流は、主
として室内にある気体の流れであり、室内にある空気の
流れや火災により発生した煙の流れをも含む。

【００５５】次に、ヒータ駆動回路１０がパルス駆動信
号をフローセンサ１に入力することにより、マイクロヒ
ータ４を駆動してマイクロヒータ４が加熱される（ステ
ップＳ１１）。

【００５６】さらに、室内に発生した気流がフローセン
サ１を通過するため、気流が第１乃至第４のサーモパイ
ル５，８，１１，１３を通過する。このため、気体の温
度変化を第１乃至第４のサーモパイル５，８，１１，１
３により検出して第１乃至第４温度検出信号を出力する
（ステップＳ１３）。

【００５７】このステップＳ１３では、マイクロヒータ
４から発生した熱は、気体を媒体として、第１のサーモ
パイル５、第２のサーモパイル８、第３のサーモパイル
１１、第４のサーモパイル１３のそれぞれの温接点３１
に伝達される。

【００５８】そして、それぞれのサーモパイル５，８，
１１，１３は、温接点３１と冷接点３３の温度差より熱
起電力を発生し、第１のサーモパイル５から第１温度検
出信号をアンプ４１ａに出力し、第２のサーモパイル８
から第２温度検出信号をアンプ４１ｂに出力する。ま
た、第３のサーモパイル１１から第３温度検出信号をア
ンプ４１ｃに出力し、第４のサーモパイル１３から第４
温度検出信号をアンプ４１ｄに出力する。

【００５９】差動アンプ４３ａは、第１のサーモパイル
５からの第１温度検出信号と第２のサーモパイル８から
の第２温度検出信号との差を第１差信号として増幅し
（ステップＳ１５）、第１差信号を第１のＡ／Ｄ変換器
４５ａに出力し、第１のＡ／Ｄ変換器４５ａは、差動ア
ンプ４３ａからの第１差信号をデジタル信号に変換して
速度算出部４７に出力する。

【００６０】また、差動アンプ４３ｂは、第３のサーモ
パイル１１からの第３温度検出信号と第４のサーモパイ
ル１３からの第４温度検出信号との差を第２差信号とし
て増幅し（ステップＳ１７）、第２差信号を第２のＡ／
Ｄ変換器４５ｂに出力し、第２のＡ／Ｄ変換器４５ｂ
は、差動アンプ４３ｂからの第２差信号をデジタル信号
に変換して速度算出部４７に出力する。

【００６１】次に、速度算出部４７は、第１のＡ／Ｄ変
換器４５ａからの第１差信号の値と第２のＡ／Ｄ変換器
４５ｂからの第２差信号の値と予め定められた速度算出
式とに基づいて室内に発生する気流の速度及び方向を算
出する（ステップＳ１９）。

【００６２】この気流の速度及び方向の算出の詳細を図
６及び図７を参照して説明する。図６において、気流が
Ｐ１からＰ２に向かった場合には、この気流に平行に配
置された第１及び第２のサーモパイル５，８からの第１
及び第２温度検出信号に基づいて気流の速度を算出する
ことができる。

【００６３】また、気流がＱ１からＱ２に向かった場合
には、この気流に平行に配置された第３及び第４のサー
モパイル１１，１３からの第３及び第４温度検出信号に
基づいて気流の速度を算出することができる。

【００６４】さらに、気流がＲ１からＲ２に向かった場
合には、該気流の速度Ｖは、図７に示すように、Ｐ１か
らＰ２に向かう気流による速度成分ＶP（ＯＰ間の成
分）と、Ｑ１からＱ２に向かう気流による速度成分ＶQ
（ＯＱ間の成分）との合成と考えることができる。

【００６５】このため、この場合には、第１及び第２の
サーモパイル５，８からの第１及び第２温度検出信号に
基づいてＰ１からＰ２に向かう気流による速度成分ＶP
を算出し、第３及び第４のサーモパイル１１，１３から
の第３及び第４温度検出信号に基づいてＱ１からＱ２に
向かう気流による速度成分ＶQを算出し、速度成分ＶPと
速度成分ＶQとを用いて（１）式を演算することによ
り、Ｒ１からＲ２に向かう気流の速度Ｖを算出すること
ができる。また、（２）式を演算することにより、気流
の方向を算出することができる。

【００６６】Ｖ＝（ＶP^２＋ＶQ^２）^１／２・・・・（１）ｔａｎθ＝ＶQ／ＶP ・・・（２）なお、θは、Ｐ１からＰ２に向かう気流の方向とＲ１か
らＲ２に向かう気流の方向とのなす角度を表す。従っ
て、（１）式と（２）式を用いることで、気流が２次元
上のいかなる方向からフローセンサ１に流入しても、該
気流の速度及び方向を正確に算出することができる。ま
た、気流の方向を算出することで、気流がどの方向から
フローセンサ１に流入しているかのが容易にわかる。

【００６７】次に、速度判定部４９は、メモリ４６から
所定の判定値を読み出し、速度算出部４７で算出された
気流の速度がメモリ４６から読み出された所定の判定値
を超えたかどうかを判定する（ステップＳ２１）。気流
の速度が所定の判定値を超えていない場合には、ステッ
プＳ１１に戻り、ステップＳ１１の以降の処理を繰り返
す。

【００６８】一方、気流の速度が所定の判定値を超えた
場合には、警報信号を警報回路５１に出力する。警報回
路５１は、警報を発生する（ステップＳ２３）。すなわ
ち、ブザー等による警報音、あるいはＬＥＤ等の点滅に
よって、室内に火災が発生したことを報知することがで
きる。また、警報信号を集中監視システムに通報しても
良い。

【００６９】このように、第１の実施の形態の火災感知
器及び火災感知方法によれば、フローセンサ１を用いて
いるので、火災発生をより短時間で感知でき、これによ
って、応答性の良い火災感知器を提供することができ
る。特に、フローセンサ１を室内の天井面３５または壁
面３６に取り付けると、フローセンサ１を気流が最も良
く通過するから、フローセンサ出力が大きくなり、高感
度となる。また、気流の速度を所定の判定値と比較する
ことにより、火災の有無を判定するので、誤報が極めて
少なくなる。

【００７０】さらに、フローセンサ１がマイクロマニシ
ング技術により作製したマイクロフローセンサであるた
め、火災感知器を小型化することができる。また、温接
点及び冷接点を有する熱電対を複数個有し、この複数個
の熱電対が直列に接続されてなるサーモパイルを用いて
いるので、フローセンサ出力が大きくなり、高感度で且
つ応答性の良い火災感知器を提供することができる。こ
のため、低消費電力化が図れるから、電池により火災感
知器を駆動することができ、これによって、コストを低
減することができる。

【００７１】なお、出願人は以下に述べるような気流の
速度測定試験を行った。縦６ｍ、横１０ｍ、高さ４ｍの
密閉された室内において、燃焼物としてのブナ材を燃焼
させ、この燃焼物の直上から３ｍの地点に設置した風速
計及びフローセンサにより、天井面付近の気流の速度を
測定した。

【００７２】フローセンサの出力は、上流及び下流側に
配置した第１及び第２のサーモパイルの出力を差動増幅
して得ている。図９に火災発生時からの経過時間と気流
の速度との関係を示し、図１０に火災発生時からの経過
時間とフローセンサのセンサ出力との関係を示す。

【００７３】点火時（火災発生時）より約３０〜３５秒
経過した後から気流の速度が増加し始めて、５０秒後に
はセンサ出力は、約１０ｍＶまで増加し、３００秒後に
はセンサ出力は、約６０ｍＶまで増加している。また、
風速計により測定された気流の速度も、センサ出力の増
加と同様な傾向で増加している。

【００７４】以上の測定結果から、火災時に発生する天
井面付近の気流の変化を測定することで、火災の発生を
検知することができることがわかった。気流の測定で
は、火災発生時から約５０秒で応答していることから、
火災発生時からより初期段階で火災を検知可能であるこ
とがわかった。このため、従来の煙火災感知器等よりも
応答性の良い火災感知器を提供することができる。

【００７５】また、フローセンサ１には、周囲温度（気
体の温度）を測定するための白金からなる抵抗１５，１
６が形成されているが、この抵抗１５，１６からの周囲
温度信号を用いて、気体の速度を補正することもでき
る。また、気体の温度が所定の温度に達した場合には、
火災警報を発生するようにしてもよい。

【００７６】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態の火災感知器及び火災感知方法を説明する。図１１
は第２の実施の形態の火災感知器の構成ブロック図であ
る。

【００７７】図１１に示す火災感知器は、図１に示す第
１の実施の形態の火災感知器に有する速度判定部４９に
代えて、加速度算出部４８及び火災判定手段としての加
速度判定部５０を付加したことを特徴とする。

【００７８】加速度算出部４８は、速度算出部４７で算
出された気流の速度を時間で微分することにより気流の
加速度を算出する。加速度判定部５０は、加速度算出部
４８で算出された気流の加速度に基づいて室内に火災が
発生したかどうかを判定する。警報回路５１は、火災が
発生したと判定された場合に警報を発生する。

【００７９】なお、図１１に示す第２の実施の形態の火
災感知器のその他の構成は、図１に示す第１の実施の形
態の火災感知器の構成と同一構成であり、同一部分には
同一符号を付し、その説明は省略する。

【００８０】次にこのように構成された第２の実施の形
態の火災感知器の動作、すなわち、火災感知方法を図１
２に示すフローチャートを参照しながら説明する。

【００８１】まず、ヒータ駆動回路１０がパルス駆動信
号をフローセンサ１に入力することにより、マイクロヒ
ータ４を駆動してマイクロヒータ４が加熱される（ステ
ップＳ３１）。

【００８２】さらに、室内に発生した気流がフローセン
サ１を通過するため、気流が第１乃至第４のサーモパイ
ル５，８，１１，１３を通過する。このため、気体の温
度変化を第１乃至第４のサーモパイル５，８，１１，１
３により検出して第１乃至第４温度検出信号を出力する
（ステップＳ３３）。

【００８３】差動アンプ４３ａは、第１のサーモパイル
５からの第１温度検出信号と第２のサーモパイル８から
の第２温度検出信号との差を第１差信号として増幅し
（ステップＳ３５）、第１差信号を第１のＡ／Ｄ変換器
４５ａに出力し、第１のＡ／Ｄ変換器４５ａは、差動ア
ンプ４３ａからの第１差信号をデジタル信号に変換して
速度算出部４７に出力する。

【００８４】また、差動アンプ４３ｂは、第３のサーモ
パイル１１からの第３温度検出信号と第４のサーモパイ
ル１３からの第４温度検出信号との差を第２差信号とし
て増幅し（ステップＳ３７）、第２差信号を第２のＡ／
Ｄ変換器４５ｂに出力し、第２のＡ／Ｄ変換器４５ｂ
は、差動アンプ４３ｂからの第２差信号をデジタル信号
に変換して速度算出部４７に出力する。

【００８５】次に、速度算出部４７は、第１のＡ／Ｄ変
換器４５ａからの第１差信号の値と第２のＡ／Ｄ変換器
４５ｂからの第２差信号の値と予め定められた速度算出
式とに基づいて室内に発生する気流の速度及び方向を算
出する（ステップＳ３９）。さらに、加速度算出部４８
は、算出された気流の速度を時間で微分することにより
気流の加速度を算出する（ステップＳ４１）。

【００８６】ここで、火災及びファンヒータのそれぞれ
により室内に発生する気流の速度の時間的な変化を図１
３に示す。図１３において、横軸は時間であり、縦軸は
気流の速度である。火災により発生した気流の速度は、
時間の増加とともに徐々に上昇している。また、ファン
ヒータにより発生した気流の速度は、時刻ｔ１の近傍で
急激に増加し、時刻ｔ１からある程度時間が経過する
と、一定値となる。

【００８７】時刻ｔ１（点Ｐ１）において火災により発
生した気流の速度は、Ｖ１であり、その時刻における気
流の加速度はα１である。時刻ｔ１（点Ｐ２）において
ファンヒータにより発生した気流の速度は、Ｖ２であ
り、その時刻における気流の加速度はα２である。

【００８８】このため、時刻ｔ１の近傍において、ファ
ンヒータにより発生した気流の加速度α２は、火災によ
り発生した気流の加速度α１よりもかなり大きいので、
加速度α１よりも大きく且つ加速度α２よりも僅かに小
さい値を所定値とする。

【００８９】次に、加速度判定部５０は、メモリ４６に
記憶された所定値を読み出し、時刻ｔ１の近傍におい
て、加速度算出部４８で算出された気流の加速度がメモ
リ４６から読み出した所定値を超えたかどうかを判定し
（ステップＳ４２）、気流の加速度が所定値を超えてい
ない場合には、警報回路５１が、警報を発生する（ステ
ップＳ４３）。従って、室内に火災が発生したことがわ
かる。

【００９０】一方、気流の加速度が所定値を超えた場合
には、警報回路５１は警報を発生しない（ステップＳ４
５）。すなわち、図１３に示すように、時刻ｔ１の近傍
では、気流の加速度α２が所定値を超えており、発生し
た気流がファンヒータによるものであり、火災でないこ
とが容易にわかる。

【００９１】このように、第２の実施の形態の火災感知
器及び火災感知方法によれば、フローセンサ１を用いて
いるので、火災発生をより短時間で感知でき、これによ
って、応答性の良い火災感知器を提供することができ
る。また、気流の加速度を用いて火災の有無を判定して
いるので、室内に発生した気流が火災によって発生した
のかあるいは火災以外の原因（例えば、ファンヒータ）
により発生したのかを容易に判別することができる。

【００９２】なお、第１及び第２の実施の形態では、フ
ローセンサ１に有する第１乃至第４のサーモパイル５，
８，１１，１３が天井面３５と平行な面上（ＸＹ面）に
存在する場合について説明した。すなわち、サーモパイ
ルがＸＹ方向のみに配置された２軸検出器について例示
したが、例えば、図１４に示すように、サーモパイルが
ＸＹＺ方向に配置された３軸検出器についても本発明は
適用可能である。

【００９３】この３軸検出器は、第１乃至第４のサーモ
パイル５ａ，８ａ，１１ａ，１３ａを有するフローセン
サ１ａを天井面３５と平行な面上（ＸＹ面）に配置し、
且つフローセンサ１ａと同一構成の第５乃至第８のサー
モパイル５ｂ，８ｂ，１１ｂ，１３ｂを有するフローセ
ンサ１ｂを天井面３５に直交する面上に配置したもので
ある。この３軸検出器によれば、フローセンサ１ａとフ
ローセンサ１ｂとを用いることにより３次元上の気流の
速度及び方向を正確に算出することができる。

【００９４】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態の火災感知器及び火災感知方法を説明する。図１５
は第３の実施の形態の火災感知器の構成ブロック図であ
る。

【００９５】図１５に示す火災感知器は、気体の熱伝導
率変化に基づいて火災を判定することを特徴とする。火
災発生時には、煙や水蒸気、一酸化炭素、二酸化炭素、
そのほかのガス成分が発生し、発生したガス成分により
室内の大気の組成が変化する。この大気の組成の変化に
伴って気体の熱伝導率も変化するので、この気体の熱伝
導率の変化をフローセンサ１で検出し、気体の熱伝導率
の変化に基づいて火災を判定する。

【００９６】図１５に示す火災感知器は、フローセンサ
１、アンプ４１ａ〜４１ｄ、加算器５３、第３のＡ／Ｄ
変換器４５ｃ、熱伝導率算出部５５、火災判定部５７、
メモリ４６ａ、警報回路５１を備えて構成されている。

【００９７】加算器５３は、アンプ４１ａ〜４１ｄから
の第１温度検出信号乃至第４温度検出信号を加算して加
算温度検出信号を第３のＡ／Ｄ変換器４５ｃに出力す
る。第３のＡ／Ｄ変換器４５ｃは、加算器５３からの加
算温度検出信号をデジタル信号に変換し、熱伝導率算出
部５５に出力する。

【００９８】熱伝導率算出部５５は、デジタル信号に変
換された加算温度検出信号と所定の関係式とを用いて気
体の熱伝導率を算出する。メモリ４６ａは、予め定めら
れたしきい値を記憶する。火災判定部５７は、熱伝導率
算出部５５で算出された気体の熱伝導率とメモリ４６ａ
から読み出されたしきい値とに基づき、室内に火災が発
生したかどうかを判定する。

【００９９】なお、フローセンサ１、アンプ４１ａ〜４
１ｄ、及び警報回路５１は、図１で既に説明したので、
ここではそれらの説明は省略する。

【０１００】次にこのように構成された第３の実施の形
態の火災感知器の動作、すなわち、火災感知方法を図１
６に示すフローチャートを参照しながら説明する。

【０１０１】まず、ヒータ駆動回路１０がパルス駆動信
号をフローセンサ１に入力することにより、マイクロヒ
ータ４を駆動してマイクロヒータ４が加熱される（ステ
ップＳ５１）。

【０１０２】さらに、室内に発生した気流がフローセン
サ１を通過するため、気流が第１乃至第４のサーモパイ
ル５，８，１１，１３を通過する。このため、気体の温
度変化を第１乃至第４のサーモパイル５，８，１１，１
３により検出して第１乃至第４温度検出信号を出力する
（ステップＳ５３）。

【０１０３】そして、第１乃至第４温度検出信号は、ア
ンプ４１ａ〜４１ｄで増幅されて、加算器５３により加
算されて加算温度検出信号が第３のＡ／Ｄ変換器４５ｃ
に出力される（ステップＳ５５）。加算器５３からの加
算温度検出信号は、第３のＡ／Ｄ変換器４５ｃによりデ
ジタル信号に変換されて、熱伝導率算出部５５に出力さ
れる。

【０１０４】さらに、熱伝導率算出部５５は、デジタル
信号に変換された加算温度検出信号と所定の関係式とを
用いて気体の熱伝導率を算出する（ステップＳ５７）。
所定の関係式は、加算温度検出信号の値をＸとし、気体
の熱伝導率をｒとすると、例えば、ｒ＝ａ_０＋ａ_１Ｘ＋
ａ_２Ｘ^２＋ａ_３Ｘ^３＋・・・・ａ_ｎＸ^ｎと表される。こ
こで、ａ_０，ａ_１，ａ_２，ａ_３，＋・・・ａ_ｎは、予め
定められた係数である。

【０１０５】火災判定部５７は、メモリ４６ａからしき
い値を読み出し、熱伝導率算出部５５で算出された気体
の熱伝導率がメモリ４６ａから読み出されたしきい値以
上変化したかどうかを判定する（ステップＳ５９）。

【０１０６】気体の熱伝導率がしきい値以上変化したか
どうかの判定は、以下のように行われる。すなわち、火
災が発生しないときの通常状態における気体の熱伝導率
を算出し、その値を初期値とする。次に、火災が発生し
たときにおける気体の熱伝導率を算出し、そのときの熱
伝導率の値と初期値との差分、すなわち、気体の熱伝導
率の変動量を算出する。そして、この変動量が前記しき
い値以上になったかどうかを判定する。

【０１０７】ここで、熱伝導率算出部５５で算出された
気体の熱伝導率がしきい値以上変化したとする。すなわ
ち、熱伝導率がしきい値以上変化したのは、火災が発生
し、煙やガス等により気流の組成が大きく変化したから
である。従って、室内に火災が発生したとして警報回路
５１が警報を発生する（ステップＳ６１）。

【０１０８】このように第３の実施の形態の火災感知器
及び火災感知方法によれば、フローセンサ１を用いて、
気体の熱伝導率変化により火災判定を行っているので、
火災発生をより短時間で感知でき、これによって、応答
性の良い火災感知器を提供することができる。

【０１０９】（第４の実施の形態）次に、第４の実施の
形態の火災感知器及び火災感知方法を説明する。図１７
は第４の実施の形態の火災感知器の構成ブロック図であ
る。

【０１１０】図１７に示す火災感知器は、図１に示す第
１の実施の形態の火災感知器の構成と、図１５に示す第
３の実施の形態の火災感知器の構成とを有し、気体の速
度変化と気体の熱伝導率変化との両方で火災判定を行う
ことにより、より正確に火災判定を行い、火災以外の原
因で生じた気体の速度変化による誤報をなくすものであ
る。

【０１１１】なお、メモリ４６ｂは、予め定められた所
定の判定値を記憶するとともに、気体の熱伝導率のため
の予め定められたしきい値を記憶する。火災判定部５７
ａは、速度算出部４７で算出された気流の速度とメモリ
４６ｂからの所定の判定値と、熱伝導率算出部５５で算
出された気体の熱伝導率とメモリ４６ｂからのしきい値
とに基づいて室内に火災が発生したかどうかを判定す
る。

【０１１２】次にこのように構成された第４の実施の形
態の火災感知器の動作、すなわち、火災感知方法を図１
８に示すフローチャートを参照しながら説明する。

【０１１３】まず、ヒータ駆動回路１０がパルス駆動信
号をフローセンサ１に入力することにより、マイクロヒ
ータ４を駆動してマイクロヒータ４が加熱される（ステ
ップＳ７１）。

【０１１４】さらに、室内に発生した気流がフローセン
サ１を通過するため、気流が第１乃至第４のサーモパイ
ル５，８，１１，１３を通過する。このため、気体の温
度変化を第１乃至第４のサーモパイル５，８，１１，１
３により検出して第１乃至第４温度検出信号を出力する
（ステップＳ７３）。

【０１１５】差動アンプ４３ａは、第１のサーモパイル
５からの第１温度検出信号と第２のサーモパイル８から
の第２温度検出信号との差を第１差信号として増幅し
（ステップＳ７５）、第１差信号を第１のＡ／Ｄ変換器
４５ａに出力し、第１のＡ／Ｄ変換器４５ａは、差動ア
ンプ４３ａからの第１差信号をデジタル信号に変換して
速度算出部４７に出力する。

【０１１６】また、差動アンプ４３ｂは、第３のサーモ
パイル１１からの第３温度検出信号と第４のサーモパイ
ル１３からの第４温度検出信号との差を第２差信号とし
て増幅し（ステップＳ７７）、第２差信号を第２のＡ／
Ｄ変換器４５ｂに出力し、第２のＡ／Ｄ変換器４５ｂ
は、差動アンプ４３ｂからの第２差信号をデジタル信号
に変換して速度算出部４７に出力する。

【０１１７】次に、速度算出部４７は、第１のＡ／Ｄ変
換器４５ａからの第１差信号の値と第２のＡ／Ｄ変換器
４５ｂからの第２差信号の値と予め定められた速度算出
式とに基づいて室内に発生する気流の速度及び方向を算
出する（ステップＳ７９）。

【０１１８】一方、アンプ４１ａ〜４１ｄで増幅された
第１乃至第４温度検出信号は、加算器５３により加算さ
れて加算温度検出信号が第３のＡ／Ｄ変換器４５ｃに出
力される（ステップＳ８１）。

【０１１９】加算器５３からの加算温度検出信号は、第
３のＡ／Ｄ変換器４５ｃによりデジタル変換されて、熱
伝導率算出部５５に出力され、熱伝導率算出部５５は、
デジタル変換された加算温度検出信号と所定の関係式と
を用いて気体の熱伝導率を算出する（ステップＳ８
３）。

【０１２０】次に、火災判定部５７ａは、メモリ４６ｂ
から所定の判定値を読み出し、速度算出部４７で算出さ
れた気流の速度がメモリ４６ｂから読み出された所定の
判定値を超えたかどうかを判定する（ステップＳ８
５）。気流の速度が所定の判定値を超えていない場合に
は、ステップＳ７１に戻り、ステップＳ７１の以降の処
理を繰り返す。

【０１２１】一方、気流の速度が所定の判定値を超えた
場合には、火災判定部５７ａは、メモリ４６ｂからしき
い値を読み出し、熱伝導率算出部５５で算出された気体
の熱伝導率がメモリ４６ｂから読み出されたしきい値以
上変化したかどうかを判定する（ステップＳ８７）。気
体の熱伝導率がしきい値以上変化していない場合には、
ステップＳ７１に戻り、ステップＳ７１の以降の処理を
繰り返す。

【０１２２】気体の熱伝導率がしきい値以上変化した場
合には、室内に火災が発生したとして警報回路５１が警
報を発生する（ステップＳ８９）。

【０１２３】このように第４の実施の形態の火災感知器
及び火災感知方法によれば、フローセンサ１を用いて、
火災判定を行っているので、火災発生をより短時間で感
知でき、これによって、応答性の良い火災感知器を提供
することができる。

【０１２４】また、気体の速度変化と気体の熱伝導率変
化との両方で火災判定を行うことにより、より正確に火
災判定を行うことができ、しかも火災以外の原因で生じ
た気体の速度変化による誤報をなくすことができる。

【０１２５】なお、本発明は前述した第１乃至第４の実
施の形態の火災感知器及び火災感知方法に限定されるも
のではない。第１乃至第４の実施の形態の火災感知器で
は、フローセンサ１に第１乃至第４のサーモパイルを形
成したが、これらのサーモパイルに代えて、フローセン
サ１に気体の温度を測定する白金抵抗等からなる測温抵
抗を形成しても良い。

【０１２６】

【発明の効果】請求項１の発明の火災感知器によれば、
フローセンサを用いているので、火災発生をより短時間
で感知でき、これによって、応答性の良い火災感知器を
提供することができる。

【０１２７】請求項２の発明の火災感知器によれば、フ
ローセンサを用いているので、火災発生をより短時間で
感知でき、これによって、応答性の良い火災感知器を提
供することができる。また、気流の加速度を用いるの
で、室内に発生した気流が火災によって発生したのかあ
るいは火災以外の原因により発生したのかを容易に判別
することができる。

【０１２８】請求項３の発明の火災感知器によれば、速
度算出手段が、第１温度検出信号と第２温度検出信号と
の差と、第３温度センサからの第３温度検出信号と第４
温度センサからの第４温度検出信号との差とに基づいて
気流の速度及び方向を算出するので、気流の速度及び方
向を正確に求めることができる。

【０１２９】請求項４の発明の火災感知器によれば、フ
ローセンサを用いて、気体の熱伝導率により火災判定を
行っているので、火災発生をより短時間で感知でき、こ
れによって、応答性の良い火災感知器を提供することが
できる。

【０１３０】請求項５の発明の火災感知器によれば、熱
伝導率算出手段は、第１温度検出信号乃至第４温度検出
信号に基づいて気体の熱伝導率を算出するので、気体の
熱伝導率を正確に求めることができる。

【０１３１】請求項６の発明の火災感知器によれば、火
災判定手段は、気流の速度と気体の熱伝導率とに基づい
て室内に火災が発生したかどうかを判定するので、より
正確な火災判定が行え、誤報がきわめて少なくなる。

【０１３２】請求項７の発明の火災感知器によれば、フ
ローセンサが、室内の天井面または壁面に取り付けられ
ているので、フローセンサを気流が最も良く通過するか
ら、フローセンサ出力が大きくなり、高感度で且つ応答
性の良い火災感知器を提供することができる。

【０１３３】請求項８の発明の火災感知器によれば、第
１乃至第４温度センサのそれぞれは、温接点及び冷接点
を有する熱電対を複数個有し、この複数個の熱電対が直
列に接続されてなるサーモパイルであるので、フローセ
ンサ出力が大きくなり、高感度で且つ応答性の良い火災
感知器を提供することができる。

【０１３４】請求項９の発明の火災感知器によれば、フ
ローセンサに形成された測温抵抗により気体の温度を測
定することができ、測定された温度を用いて気流の速度
を補正することもできる。

【０１３５】請求項１０の発明の火災感知方法は、請求
項１の発明の火災感知器の効果と同様な効果が得られ、
請求項１１の発明の火災感知方法は、請求項２の発明の
火災感知器の効果と同様な効果が得られ、請求項１２の
発明の火災感知方法は、請求項３の発明の火災感知器の
効果と同様な効果が得られる。

【０１３６】また、請求項１３の発明の火災感知方法
は、請求項４の発明の火災感知器の効果と同様な効果が
得られ、請求項１４の発明の火災感知方法は、請求項５
の発明の火災感知器の効果と同様な効果が得られ、請求
項１５の発明の火災感知方法は、請求項６の発明の火災
感知器の効果と同様な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の火災感知器の構成ブロック
図である。

【図２】第１の実施の形態の火災感知器に設けられたフ
ローセンサの上面図である。

【図３】第１の実施の形態の火災感知器に設けられたフ
ローセンサの断面図である。

【図４】第１の実施の形態のフローセンサに設けられた
サーモパイルの構成図である。

【図５】室内の天井面に設置されたフローセンサを示す
図である。

【図６】任意の方向からの気流がフローセンサを通過す
る様子を示す図である。

【図７】フローセンサに任意の方向から流入した気流の
速度及び方向を算出する方法を説明する図である。

【図８】第１の実施の形態の火災感知方法を示すフロー
チャートである。

【図９】火災発生時からの経過時間と気流の速度との関
係を示す図である。

【図１０】火災発生時からの経過時間とフローセンサの
センサ出力との関係を示す図である。

【図１１】第２の実施の形態の火災感知器の構成ブロッ
ク図である。

【図１２】第２の実施の形態の火災感知方法を示すフロ
ーチャートである。

【図１３】火災及びファンヒータのそれぞれにより室内
に発生する気流の速度の時間的な変化を示す図である。

【図１４】天井面に取り付けられた３軸検出器を有する
フローセンサを示す図である。

【図１５】第３の実施の形態の火災感知器の構成ブロッ
ク図である。

【図１６】第３の実施の形態の火災感知方法を示すフロ
ーチャートである。

【図１７】第４の実施の形態の火災感知器の構成ブロッ
ク図である。

【図１８】第４の実施の形態の火災感知方法を示すフロ
ーチャートである。

【符号の説明】

１フローセンサ４マイクロヒータ５第１のサーモパイル８第２のサーモパイル１１第３のサーモパイル１３第４のサーモパイル４１ａ〜４１ｄアンプ４３ａ〜４３ｂ差動アンプ４５ａ第１のＡ／Ｄ変換器４５ｂ第２のＡ／Ｄ変換器４５ｃ第３のＡ／Ｄ変換器４６，４６ａ，４６ｂメモリ４７速度算出部４８加速度算出部４９速度判定部５０加速度判定部５１警報回路５３加算器５５熱伝導率算出部５７，５７ａ火災判定部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者石原裕己静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社内 (72)発明者笹原隆彦静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社内 (72)発明者温井一光東京都港区海岸一丁目５番20号東京瓦斯株式会社内Ｆターム(参考） 5C085 AA01 AC03 AC18 BA22 CA07 FA20 5G405 AA01 AB01 CA60 EA27 EA55

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】駆動信号により駆動されるヒータ、該ヒ
ータの近傍で且つ室内に発生する気流の方向に対し上流
側に配置され気体の温度を検出して第１温度検出信号を
出力する第１温度センサ、及び前記ヒータの近傍で且つ
前記気流の方向に対し下流側に配置され前記気体の温度
を検出して第２温度検出信号を出力する第２温度センサ
を有するフローセンサと、前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号との差に
基づいて前記気流の速度を算出する速度算出手段と、この速度算出手段で算出された前記気流の速度が所定の
判定値を超えたか否かを判定する速度判定手段と、前記気流の速度が前記所定の判定値を超えた場合に前記
室内に火災が発生した旨の警報を発生する警報手段と、
を備えることを特徴とする火災感知器。
【請求項２】駆動信号により駆動されるヒータ、該ヒ
ータの近傍で且つ室内に発生する気流の方向に対し上流
側に配置され気体の温度を検出して第１温度検出信号を
出力する第１温度センサ、及び前記ヒータの近傍で且つ
前記気流の方向に対し下流側に配置され前記気体の温度
を検出して第２温度検出信号を出力する第２温度センサ
を有するフローセンサと、前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号との差に
基づいて前記気流の速度を算出する速度算出手段と、この速度算出手段で算出された前記気流の速度を時間で
微分することにより前記気流の加速度を算出する加速度
算出手段と、この加速度算出手段で算出された前記気流の加速度に基
づいて前記室内に火災が発生したかどうかを判定する火
災判定手段と、前記火災が発生したと判定された場合に警報を発生する
警報手段と、を備えることを特徴とする火災感知器。
【請求項３】前記第１温度センサと前記第２温度セン
サとを含む平面上で且つ前記第１温度センサと前記第２
温度センサとのそれぞれに対して略直交するとともに前
記ヒータの両側に配置され前記気体の温度を検出して第
３及び第４温度検出信号を出力する第３及び第４温度セ
ンサを備え、前記速度算出手段は、前記第１温度検出信号と前記第２
温度検出信号との差と、前記第３温度検出信号と前記第
４温度検出信号との差とに基づいて前記気流の速度及び
方向を算出することを特徴とする請求項１または請求項
２記載の火災感知器。
【請求項４】駆動信号により駆動されるヒータ、該ヒ
ータの近傍で且つ室内に発生する気流の方向に対し上流
側に配置され気体の温度を検出して第１温度検出信号を
出力する第１温度センサ、及び前記ヒータの近傍で且つ
前記気流の方向に対し下流側に配置され前記気体の温度
を検出して第２温度検出信号を出力する第２温度センサ
を有するフローセンサと、前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号とに基づ
いて前記気体の熱伝導率を算出する熱伝導率算出手段
と、この熱伝導率算出手段で算出された前記気体の熱伝導率
に基づいて前記室内に火災が発生したかどうかを判定す
る火災判定手段と、前記火災が発生したと判定された場合に警報を発生する
警報手段と、を備えることを特徴とする火災感知器。
【請求項５】前記第１温度センサと前記第２温度セン
サとを含む平面上で且つ前記第１温度センサと前記第２
温度センサとのそれぞれに対して略直交するとともに前
記ヒータの両側に配置され前記気体の温度を検出して第
３及び第４温度検出信号を出力する第３及び第４温度セ
ンサを備え、前記熱伝導率算出手段は、前記第１温度検出信号乃至前
記第４温度検出信号に基づいて前記気体の熱伝導率を算
出することを特徴とする請求項４記載の火災感知器。
【請求項６】さらに、前記第１温度検出信号と前記第
２温度検出信号との差に基づいて前記気流の速度を算出
する速度算出手段を備え、前記火災判定手段は、前記速度算出手段で算出された前
記気流の速度と前記熱伝導率算出手段で算出された前記
気体の熱伝導率とに基づいて前記室内に火災が発生した
かどうかを判定することを特徴とする請求項４記載の火
災感知器。
【請求項７】前記フローセンサは、前記室内の天井面
または壁面に取り付けられることを特徴とする請求項１
乃至請求項６のいずれか１項記載の火災感知器。
【請求項８】前記第１乃至第４温度センサのそれぞれ
は、温接点及び冷接点を有する熱電対を複数個有し、こ
の複数個の熱電対が直列に接続されてなるサーモパイル
であることを特徴とする請求項３または請求項５記載の
火災感知器。
【請求項９】前記フローセンサには前記気体の温度を
測定する測温抵抗が形成されていることを特徴とする請
求項１乃至請求項８のいずれか１項記載の火災感知器。
【請求項１０】駆動信号により駆動されるヒータの近
傍で且つ室内に発生する気流の方向に対し上流側に配置
された第１温度センサにより気体の温度を検出して第１
温度検出信号を出力し、前記ヒータの近傍で且つ前記気
流の方向に対し下流側に配置された第２温度センサによ
り前記気体の温度を検出して第２温度検出信号を出力す
る検出ステップと、前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号との差に
基づいて前記気流の速度を算出する速度算出ステップ
と、算出された前記気流の速度が所定の判定値を超えたか否
かを判定する速度判定ステップと、前記気流の速度が前記所定の判定値を超えた場合に前記
室内に火災が発生した旨の警報を発生する警報ステップ
と、を備えることを特徴とする火災感知方法。
【請求項１１】駆動信号により駆動されるヒータの近
傍で且つ室内に発生する気流の方向に対し上流側に配置
された第１温度センサにより気体の温度を検出して第１
温度検出信号を出力し、前記ヒータの近傍で且つ前記気
流の方向に対し下流側に配置された第２温度センサによ
り前記気体の温度を検出して第２温度検出信号を出力す
る検出ステップと、前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号との差に
基づいて前記気流の速度を算出する速度算出ステップ
と、算出された前記気流の速度を時間で微分することにより
前記気流の加速度を算出する加速度算出ステップと、算出された前記気流の加速度に基づいて前記室内に火災
が発生したかどうかを判定する火災判定ステップと、前記火災が発生したと判定された場合に警報を発生する
警報ステップと、を備えることを特徴とする火災感知方
法。
【請求項１２】前記検出ステップは、前記第１温度セ
ンサと前記第２温度センサとを含む平面上で且つ前記第
１温度センサと前記第２温度センサとのそれぞれに対し
て略直交するとともに前記ヒータの両側に配置された第
３及び第４温度センサにより前記気体の温度を検出して
第３及び第４温度検出信号を出力し、前記速度算出ステップは、前記第１温度検出信号と前記
第２温度検出信号との差と、前記第３温度検出信号と前
記第４温度検出信号との差とに基づいて前記気流の速度
及び方向を算出することを特徴とする請求項１０または
請求項１１記載の火災感知方法。
【請求項１３】駆動信号により駆動されるヒータの近
傍で且つ室内に発生する気流の方向に対し上流側に配置
された第１温度センサにより気体の温度を検出して第１
温度検出信号を出力し、前記ヒータの近傍で且つ前記気
流の方向に対し下流側に配置された第２温度センサによ
り前記気体の温度を検出して第２温度検出信号を出力す
る検出ステップと、前記第１温度検出信号と前記第２温度検出信号とに基づ
いて前記気体の熱伝導率を算出する熱伝導率算出ステッ
プと、算出された前記気体の熱伝導率に基づいて前記室内に火
災が発生したかどうかを判定する火災判定ステップと、前記火災が発生したと判定された場合に警報を発生する
警報ステップと、を備えることを特徴とする火災感知方
法。
【請求項１４】前記検出ステップは、前記第１温度セ
ンサと前記第２温度センサとを含む平面上で且つ前記第
１温度センサと前記第２温度センサとのそれぞれに対し
て略直交するとともに前記ヒータの両側に配置された第
３及び第４温度センサにより前記気体の温度を検出して
第３及び第４温度検出信号を出力し、前記熱伝導率算出
ステップは、前記第１温度検出信号乃至前記第４温度検
出信号に基づいて前記気体の熱伝導率を算出することを
特徴とする請求項１３記載の火災感知方法。
【請求項１５】さらに、前記第１温度検出信号と前記
第２温度検出信号との差に基づいて前記気流の速度を算
出する速度算出ステップを備え、前記火災判定ステップは、算出された前記気流の速度と
算出された前記気体の熱伝導率とに基づいて前記室内に
火災が発生したかどうかを判定することを特徴とする請
求項１３記載の火災感知方法。