JP2009031906A - 電池式火災警報器 - Google Patents

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Abstract

【課題】寒冷地において電池電源の起電力が低下状態でも火災検出時には起電力を回復させてから警報処理を行う電池式火災警報器を提供する。
【解決手段】火災検出信号を出力する火災検出手段11と、この火災検出信号が出力されたとき警報処理を行う警報処理手段12と、制御手段10と、正極となる電源端子T1、負極となる電源端子T2を備え、両電源端子T1,T2から導出された電源供給線L1を通じて火災検出手段11、警報処理手段12、制御手段10の各々に対して駆動電源を供給する電池電源14と、電源供給線L1に対してバイパス接続され電池電源14の両電源端子T1,T2間を短絡させて電池電源14を活性化させる電池電源活性化手段13と、を備えており、制御手段10は、火災検出信号が出力されたとき電池電源活性化手段13を作動させて電池電源14を活性化させた後に、警報処理手段12を作動させて警報処理を行わせる。
【選択図】図1

Description

本発明は、住宅内で使用される電池式火災警報器に関するものであり、詳しくは、寒冷地において、電池電源による起電力が低下しているような状態でも、火災検出時には、電池電源を活性化して、起電力を回復させることができる電池式火災警報器に関する。
近時、電池電源によって作動して、少なくとも、温度、煙濃度のいずれかを監視しており、温度、煙濃度のいずれかが、予め設定された閾値に達したときには、警報処理を行う電池式火災警報器が、集合住宅、戸建住宅などにおいて広く使用されている。特に、平成18年度消防法改正において、新築住宅には、この種の電池式火災警報器や、AC100V電源で駆動する火災警報器が設置されることが義務化されている。
この種の電池式火災警報器は、マンガン乾電池、アルカリ乾電池、リチウム乾電池などの電池電源によって発生した起電力によって作動して、少なくとも、温度、煙濃度のいずれかを監視しており、先述した閾値に達したときには、警報音を出力したり、警報メッセージを出力するなどといった警報処理を行う。
特許文献1は、この種の電池式火災警報器の一例が開示されており、電池電源によって作動して、煙濃度を常時監視しており、煙濃度が閾値に達したときには、少なくとも、警報音に代えて、所定の音声メッセージおよびブザー音を出力するようになっている。
特開2005−208807号公報
ところで、通常、この種の電池式火災警報器は、周囲温度が0度〜40度の環境において用いられることが想定されているが、周囲温度が0度を下回る寒冷環境において用いられた場合には、電池電源は、周囲温度が低くなるにつれて内部抵抗が大きくなる性質があり、それにつれて、発生される起電力も低下する傾向にある。
そのため、この種の電池式火災警報器は、寒冷地において用いられた場合には、温度、煙濃度のいずれかが、閾値に達し、火災検出したときでも、電池電源は、警報音を出力させるために必要な起電力を発生できず、そのための警報音が出力できず、また、出力しても十分な音量で出力できないといった問題が生ずるおそれがある。
本発明は、上記事情を考慮して提案されるものであり、寒冷地において、電池電源による起電力が低下しているような状態でも、火災検出時には、電池電源を活性化して、起電力を回復させることができる電池式火災警報器を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載の電池式火災警報器では、少なくとも、温度、煙濃度のいずれかを監視して、前記温度、前記煙濃度のいずれかが、予め設定された閾値に達したときには、火災検出信号を出力する火災検出手段と、前記火災検出手段によって前記火災検出信号が出力されたときには、警報処理を行う警報処理手段と、制御手段と、正極となる電源端子、負極となる電源端子が備えられており、両電源端子から導出された電源供給線を通じて、少なくとも、前記火災検出手段、前記警報処理手段、前記制御手段の各々に対して、駆動電源を供給する電池電源と、前記電源供給線に対してバイパス接続されており、前記電池電源の両電源端子間を短絡させて、前記電池電源を活性化させる電池電源活性化手段と、を備えており、前記制御手段は、前記火災検出手段によって前記火災検出信号が出力されたときには、前記電池電源活性化手段を作動させて前記電池電源を活性化させた後に、前記警報処理手段を作動させて警報処理を行わせることを特徴とする。
ここに、警報処理手段が行う警報処理としては、例えば、「ビュー、ビュー、火事です、火事です」といった警報メッセージ、「ブー」といったブザー音をスピーカにより鳴動させたり、警報メッセージを表示したり、警報灯を点灯、点滅させる、といった処理が考えられる。
また、本発明の対象とする電池電源は、マンガン乾電池、アルカリ乾電池など、電池式火災警報器の電源として使用されるものであれば、その種類は問われないが、電池電源の両電源端子間を安全な状態で短絡できるものが望ましい。
請求項2に記載の電池式火災警報器では、前記電池電源活性化手段は、前記電池電源に近接して、あるいは、前記電池電源に接触して設けられており、前記電池電源によって通電されて、発熱する抵抗素子が少なくとも備えられて構成されていることを特徴とする。
ここに、抵抗素子は、通電時に電池電源を十分、かつ、安全に加熱できるものであればよい。例えば、1〜3Ωの抵抗値を有する抵抗器を用いることができる。
請求項3に記載の電池式火災警報器では、前記電池電源の両電源端子の端子間電圧値を計測する電圧計測手段が更に備えられており、前記制御手段は、前記火災検出手段によって前記火災検出信号が出力されたときには、前記電圧計測手段によって計測された前記端子間電圧値を判定し、予め設定された閾値以下である場合には、前記電池電源活性化手段を作動させて、前記電池電源を活性化させた後に、前記警報処理手段を作動させて警報処理を行わせることを特徴とする。
請求項1に記載の電池式火災警報器によれば、少なくとも、温度、煙濃度のいずれかを監視して、温度、煙濃度のいずれかが、予め設定された閾値に達したときには、火災検出信号を出力する火災検出手段と、火災検出手段によって火災検出信号が出力されたときには、警報処理を行う警報処理手段と、制御手段と、正極となる電源端子、負極となる電源端子が備えられており、両電源端子から導出された電源供給線を通じて、少なくとも、火災検出手段、警報処理手段、制御手段の各々に対して、駆動電源を供給する電池電源と、電源供給線に対してバイパス接続されており、電池電源の両電源端子間を短絡させて、電池電源を活性化させる電池電源活性化手段と、を備えており、制御手段は、火災検出手段によって火災検出信号が出力されたときには、電池電源活性化手段を作動させて電池電源を活性化させた後に、警報処理手段を作動させて警報処理を行わせる。
そのため、温度、煙濃度のいずれかが、予め設定された閾値に達したときには、火災検出手段により火災検出信号が出力されるので、制御手段は、電池電源活性化手段を作動させて、電池電源の両電源端子間を短絡させて活性化させた後に、警報処理手段を作動させて警報処理を行わせる。
したがって、寒冷地において、電池電源の内部抵抗が大きくなることによって、電池電源による起電力が低下しているような状態でも、火災検出時には、電池電源を活性化して、起電力を回復させてから、警報処理を行わせることができる電池式火災警報器を提供することができるので、火災検出時の失報や、火災警報出力の音量が低下するなどの不具合が解消できる。
請求項2に記載の電池式火災警報器によれば、電池電源活性化手段は、電池電源に近接して、あるいは、電池電源に接触して設けられており、電池電源によって通電されて、発熱する抵抗素子が少なくとも備えられて構成されている。
そのため、電池電源活性化手段では、抵抗素子が通電されて自己発熱し、その自己発熱による熱が、抵抗素子に近接あるいは接触している電池電源に伝達されるので、電池電源は、電池電源の両電源端子間が短絡されることによって活性化される効果に加えて、抵抗素子の自己発熱による熱が伝達され、電池電源の活性化がより顕著となり、電池電源の回復が迅速に行われる。
請求項3に記載の電池式火災警報器によれば、電池電源の両電源端子の端子間電圧値を計測する電圧計測手段が更に備えられており、制御手段は、火災検出手段によって火災検出信号が出力されたときには、電圧計測手段によって計測された端子間電圧値を判定し、予め設定された閾値以下である場合には、電池電源活性化手段を作動させて、電池電源を活性化させた後に、警報処理手段を作動させて警報処理を行わせる。
そのため、電池電源の両電源端子の端子間電圧値が、予め設定された閾値以下である場合にのみ、電池電源活性化手段を作動させて、電池電源の両電源端子間を短絡させて活性化させるので、電池電源を活性化させることが必要な際のみに、電池電源を活性化できるので、電池電源の両電源端子間を短絡させた際に生じる電池電源の電力消費の無駄を抑制できる。
以下、本発明の実施の形態について、図面とともに説明する。
図1は、本発明の電池式火災警報器の要部構成の一例を示すブロック図、図2は、電池電源活性化回路の要部構成の一例を示す図である。
本発明の電池式火災警報器1は、図1に示すように、制御手段を構成し、以下の構成要素を制御する制御回路10、火災検出手段を構成し、温度、煙濃度のいずれかを監視しており、予め設定された閾値に達したときには火災検出信号を出力する火災検出回路11、警報処理手段を構成し、火災検出回路11が火災検出信号を出力したときには、警報処理を行う警報回路12、電池電源活性化手段を構成する電池電源活性化回路13、マンガン乾電池、アルカリ乾電池、リチウム乾電池などの乾電池により構成される電池14Aが備えられており、電源端子T1,T2を通じて、電池式火災警報器1の各構成要素に対し駆動電源(例えば3V電源)を供給する電池電源14、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との電位差を計測することによって、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間電圧を計測する電池電源電圧計測回路15を備えている。
このような構成の電池式火災警報器1では、制御回路10は、電池電源活性化回路作動閾値10A(例えば2.7V)、電池電源活性化回路作動タイマ10B、警報回路作動停止タイマ10Cを備えている。なお、これらの詳細な説明は後述する。
火災検出回路11は、温度、煙濃度のいずれかを監視しており、予め設定された閾値に達したときには火災検出信号を出力する構成としているが、この例には限られず、火災検出回路11が監視している温度、煙濃度のいずれかをアナログ値で制御回路10に出力し、制御回路10は、火災検出回路11から出力されたアナログ値が、予め設定された閾値に達したときには、火災を検出するようにプログラミングされていてもよい。
警報回路12によって行われる警報処理は、内蔵されたスピーカにより、例えば、「ビュー、ビュー、火事です、火事です」といった警報メッセージ、「ブー」といったブザー音をスピーカにより鳴動させたり、警報メッセージを表示したり、警報灯を点灯、点滅させる、といった処理が考えられる。
電池電源14は、正極となる電源端子T1、負極となる電源端子T2が備えられており、両電源端子T1,T2から導出された電源供給線L1を通じて、少なくとも、火災検出回路11、警報回路12、制御回路10の各々に対して、これら各々が作動するための駆動電源を供給する。
そして、電池電源14では、本実施例では、1.5Vの起電力を発生させる乾電池(電池14A)を2本直列に接続して、DC3Vの駆動電源を、両電源端子T1,T2を通じて、各構成要素に供給するようにしている。
電池電源電圧計測回路15は、先述したように、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間電圧値を計測しており、計測値を制御回路10に出力するようにしている。制御回路10は、電池電源電圧計測回路15から出力されてきた電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間電圧値を受けて、電池電源14の電池切れ報知処理、後述する電池電源活性化処理を行う。
ここに、電池電源14の電池切れ報知処理は、内蔵されたスピーカ(不図示)より電池切れを使用者に知らせるための音声メッセージを出力させたり、内蔵された表示手段(不図示)により電池切れを使用者に知らせるためのメッセージを表示させたり、表示灯(不図示)を点灯、点滅させることが考えられる。
電池電源活性化回路13は、図1に示すように、電源端子T1,T2から導出された電源供給線L1に対して、導線L2を用いてバイパス接続されており、電池電源14の電源端子T1,T2間を短絡させて、電源端子T1と電源端子T2との間に大きな電流値の電流を流すことで、電池電源14を発熱させ、電池電源14の内部抵抗Rxの抵抗値を小さくする。これにより、電池電源14を活性化できる。ここに、電池電源14は、後述するような1〜3Ωの抵抗値を有する抵抗素子Rを用いた場合には、20秒間、電池電源14の両電源端子T1,T2間の端子間を短絡させると、10度程度上昇させることができる。そして、電池電源14は、その表面温度が0度〜40度の範囲内の温度に暖められると、活性化され、起電力が回復する。
このような構成の電池電源活性化回路13は、図2に示すように、電池電源14に近接して回路基板16上に備えられており、電池電源14によって通電されて、発熱する抵抗素子Rが少なくとも備えられて構成されている。
そして、抵抗素子Rは、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間を短絡させるために、極めて微小な抵抗値(例えば1〜3Ω)の抵抗値を有する抵抗器により構成されており、制御回路10による制御を受けて、開閉されるスイッチング手段SWが直列に接続されている。
そして、スイッチング手段SWが閉制御されたときには、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間が短絡されて、導線L2を通じて、電源端子T1,T2の間に電流値が大きな電流が流れるので、電池電源14の表面温度が大きくなり、それにつれて、内部抵抗Rxの抵抗値が小さくなり、電池電源14が活性化され起電力が回復する。
また、電池電源活性化回路13では、抵抗素子Rに、電流値が大きな電流が流れるので、抵抗素子Rが自己発熱し、その発熱により生じた熱が、抵抗素子Rに近接して設けられている電池電源14の表面に伝達されて、電池電源14の活性化がより顕著になる。
なお、電池電源活性化回路13は、極めて微小な抵抗値を有する抵抗素子Rと、スイッチング手段SWとを直列に接続して構成されているが、本発明はこの例には限られず、スイッチング手段SWが、導線L2を通じて、両電源端子T1,T2から導出された電源供給線L1に対してバイパス接続されていてもよい。
このような場合でも、スイッチング手段SWを電源供給線L1に対してバイパス接続するために設けられた導線L2そのものが、微小な抵抗値を有するので、スイッチング手段SWが閉制御されたときには、導線L2そのものによって、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間が短絡されるので、先述した効果と同様の効果を奏することができる。
また、抵抗素子Rは、電池電源14に近接して備えられているが、この例には限られず、電池電源14に接触して備えられていても、先述した効果と同様の効果を奏することができる。
図3は、本発明の電池式火災警報器の概略斜視図である。この電池式火災警報器1は、煙濃度が閾値に達したときには、少なくとも警報音を出力する煙警報器であり、住宅などの天井面あるいは内壁面に取り付けられる円板上のベースプレートA、ベースプレートAに取り付けられたベース部B、ベース部Bに取り付けられ煙感知室を構成するヘッド部Cを備えている。
ベースプレートAには、先述した構成要素10〜15を配設した回路基板16が固着されている。ベース部Bの表面部B1には、後述する警報停止指示操作を行うための押しボタンC3と引き紐C4とが備えられており、押しボタンC3と引き紐C4は、図示しない操作回路の構成要素の一部となっている。
ヘッド部Cは、室内スペース側に底部を有した円筒状体で、その側周面には、煙を取り込むための煙流入口C1が設けられている。そして、ヘッド部Cには、警報音を出力させるためのスピーカが内蔵されており、ヘッド部Cの底部には、音孔C2が設けられている。
図4は、本発明の電池式火災警報器の基本動作の一例を説明するためのタイムチャートである。
制御回路10は、(a)火災検出回路11から火災検出信号が出力されたときには、(b)電池電源活性化回路13を、予め設定された時間(例えば、20秒間)の間作動させ、スイッチング手段SWを閉じ制御して、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間を短絡させ、予め設定された時間(ここでは、20秒間)に達したときには、スイッチング手段SWを開制御して、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間の短絡を停止させる。
(c)電池電源14の表面温度は、電源端子T1と電源端子T2との間の端子間が、予め設定された時間(ここでは、20秒間)の間、短絡されることにより、上昇する。それにつれ、(d)電池電源14の内部抵抗Rxの抵抗値が小さくなる。
(e)制御回路10は、予め設定された時間の間、電源端子T1と電源端子T2との間の端子間を短絡させた後には、警報回路12を作動させて、警報音を出力させる。
本発明の電池式火災警報器は、以上の基本動作を行うことができるので、寒冷地において、電池電源14の内部抵抗Rxが大きくなることによって、電池電源Rxによる起電力が低下しているような状態でも、火災検出時には、電池電源14を活性化して、起電力を回復させてから、少なくとも、警報音を出力することができる。
図5は、以上の基本動作を詳細に示したフローチャートである(100〜113)。制御回路10は、火災検出回路11から火災検出信号が出力されたときには(100)、電池電源活性化回路作動タイマ10Bを起動させ、予め設定された時間(ここでは、20秒間)を計時させる(101)。
そして、制御回路10は、電池電源活性化回路13の作動を開始させ、予め設定された時間(ここでは、20秒間)に達するまで、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間を短絡させる(102)。
予め設定された時間(ここでは、20秒間)に達すると、電池電源活性化回路13の作動を停止させ、電池電源活性化回路作動タイマ10Bをリセットする(104,105)。そして、制御回路10は、警報回路12の作動を開始させる(106)。
ついで、押しボタンC3が押されたり、引き紐C4が引かれたときには(107)、制御回路10は、警報回路作動停止タイマ10Cを起動させ、予め設定された時間(例えば5分間)を計時させる(108)。そして、制御回路10は、警報回路12の作動を中断させる(109)。
そして、予め設定された時間(ここでは5分間)に達したときには、制御回路10は、警報回路作動停止タイマ10Cをリセットして(110,111)、ステップ100の処理を行う。
一方、制御回路10は、火災検出回路11から火災検出信号を受信していない場合には(100)、警報回路12を作動させている場合にはその作動を停止させ、警報回路12の作動を停止させる(112,113)。
つまり、上記したフローチャートによれば、電池式火災警報器1は、火災検出回路11が火災検出信号を継続して出力している間は、電池電源活性化回路13を、予め設定された時間(ここでは20秒間)の間作動させて、電池電源14を活性化させた後に、警報回路12の作動を開始させるという処理を、火災検出回路11が火災検出信号を出力しなくなるまでの間、繰り返す。
そして、火災検出回路11が火災検出信号を出力して、警報回路12を作動させている途中でも、押しボタンC3が押されたり、引き紐C4が引かれたときには、予め設定された時間(ここでは5分間)は、警報回路12の作動を中断させる。
図6は、本発明の電池式火災警報器の基本動作の他例を示したフローチャートである(200〜215)。なお、このフローチャートでは、ステップ201、202の処理以外は、先述した図5のフローチャートと同じであるため、説明を省略する。
この種の電池式火災警報器1では、制御手段10は、火災検出回路11から火災検出信号が出力されたときには、電池電源電圧計測回路15による計測値を参照し(201)、その計測値が、予め設定された電池電源活性化回路作動閾値10A(ここでは2.7V)以下である場合に限って(202)、電池電源活性化回路13を、予め設定された時間の間、作動させるようにプログラミングされている。
したがって、この種の電池式火災警報器1によれば、先述した効果を奏することができる上、電池電源14の電源端子T1,T2の間の電圧値が、電池電源活性化回路作動閾値10A(ここでは2.7V)以下である場合にのみ、電池電源活性化回路13を作動させて、電池電源14の電源端子T1と電源端子T2との間の端子間を短絡させて活性化させるので、電池電源14を活性化させることが必要なときのみに、電池電源14を活性化できるので、電池電源14の電源端子T1,T2間を短絡させた際に生じる電池電源14の電力消費の無駄を抑制できる。
なお、このような構成の電池式火災警報器1は、伝送ラインを通じて、他の電池式火災警報器1と接続された構成とされて、火災検出回路11が火災検出信号を出力したときには、伝送ラインを通じて、他の電池式火災警報器1に連動信号を送出する機能と、他の電池式火災警報器1から伝送ラインを通じて連動信号が送出されてきたときには、警報回路12を作動して連動警報処理を行わせる機能と、を備えた連動警報型の構成ともできる。
このような連動警報型の電池式火災警報器1は、伝送ラインを通じて連動信号を受信したときには、先述したような電池電源14の活性化処理を行った後に、連動警報処理を開始させる、もしくは、伝送ラインを通じて連動信号を受信したときには、電池電源14の電源端子T1,T2の間の電圧値が、電池電源活性化回路作動閾値10A(ここでは2.7V)以下である場合にのみ、先述したように、電池電源活性化回路13を作動させて電池電源14の活性化処理を行った後に、連動警報処理を開始させる構成とできる。このような構成の電池式火災警報器1でも、先述した効果を奏することができる。
本発明の電池式火災警報器の要部構成の一例を示すブロック図 電池電源活性化回路の要部構成の一例を示す図 本発明の電池式火災警報器の概略斜視図 本発明の電池式火災警報器の基本動作の一例を説明するためのタイムチャート 図4に示す基本動作を詳細に示したフローチャート 本発明の電池式火災警報器の基本動作の他例を示したフローチャート
符号の説明
1 電池式火災警報器
10 制御回路
10A 電池電源活性化回路作動閾値
10B 電池電源活性化回路作動タイマ
10C 警報回路作動停止タイマ
11 火災検出回路
12 警報回路
13 電池電源活性化回路
14 電池電源
15 電池電源電圧計測回路
L1 電源供給線
L2 導線
R 抵抗素子
T1,T2 電源端子
SW スイッチング手段

Claims (3)

  1. 少なくとも、温度、煙濃度のいずれかを監視して、前記温度、前記煙濃度のいずれかが、予め設定された閾値に達したときには、火災検出信号を出力する火災検出手段と、
    前記火災検出手段によって前記火災検出信号が出力されたときには、警報処理を行う警報処理手段と、
    制御手段と、
    正極となる電源端子、負極となる電源端子が備えられており、両電源端子から導出された電源供給線を通じて、少なくとも、前記火災検出手段、前記警報処理手段、前記制御手段の各々に対して、駆動電源を供給する電池電源と、
    前記電源供給線に対してバイパス接続されており、前記電池電源の両電源端子間を短絡させて、前記電池電源を活性化させる電池電源活性化手段と、を備えており、
    前記制御手段は、前記火災検出手段によって前記火災検出信号が出力されたときには、前記電池電源活性化手段を作動させて前記電池電源を活性化させた後に、前記警報処理手段を作動させて警報処理を行わせることを特徴とする、電池式火災警報器。
  2. 請求項1において、
    前記電池電源活性化手段は、前記電池電源に近接して、あるいは、前記電池電源に接触して設けられており、前記電池電源によって通電されて、発熱する抵抗素子が少なくとも備えられて構成されていることを特徴とする、電池式火災警報器。
  3. 請求項1または請求項2において、
    前記電池電源の両電源端子の端子間電圧値を計測する電圧計測手段が更に備えられており、
    前記制御手段は、前記火災検出手段によって前記火災検出信号が出力されたときには、前記電圧計測手段によって計測された前記端子間電圧値を判定し、予め設定された閾値以下である場合には、前記電池電源活性化手段を作動させて、前記電池電源を活性化させた後に、前記警報処理手段を作動させて警報処理を行わせることを特徴とする、電池式火災警報器。
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