JP2010237958A - 火災感知器 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンの劣化やフィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まりを検出できるようにする。
【解決手段】サンプリング用配管６にフィルタ５を介して接続されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアＳＡを吸引するファン３と、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサ１３と、を備える火災感知器において、前記サンプリング用配管内の風速と、前記ファンの回転数を監視し、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が正常か否かを判断する制御部３２と、それぞれの閾値を記憶する記憶部４０，４１と、を設けると共に、前記制御部３２は、前記風速が第１の閾値より減少し、かつ、前記回転数が第２の閾値より増加したときに、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が目詰まりしたことを判断する。
【選択図】図２

Description

この発明は、火災を検出する火災感知器に関するものであり、特に、ファンやフィルタの異常を検出できる火災感知器に関するものである。

従来の煙感知器として、サンプリング管式煙感知器が用いられている。この煙感知器は、筐体（暗箱）と、該暗箱内に配設された発光素子及び受光素子と、監視区域の空気（サンプリングエア）がサンプリング用配管を介して供給される暗箱の検煙部と、該サンプリング管に設けられたフィルタと、前記サンプリング用配管に連通するモータ付きのファンと、を備えている。この煙感知器では、前記発光素子から発光した照射光は、前記検煙部に存在する煙粒子によって散乱され、その散乱した光を前記受光素子が受光することにより、火災判別を行っている。

前記煙感知器のファンのモータは、劣化等により設計通りの回転数を維持できなくなる。そうすると、サンプリングエアの吸引量が不足し、正確な煙検知を行うことができなくなる。そこで、前記ファンのモータ回転状態を監視する監視回路を設け、前記モータの回転が停止したときに、空気の吸引がなくなったものとして警報を発するようにしている。即ち、この監視回路では、空気吸引量の低下によりファンの劣化を検出している。

特開平０５−３２５０６３号 公報

前記サンプリング管には、フィルタが配設されており、サンプリングエアは、このフィルタを通って検煙部に供給されている。このフィルタは、埃等の異物の堆積により目詰まりすることがあるが、前記目詰まりが発生すると、サンプリングエアの吸引量不足の原因となる。ところが、従来例には、フィルタの目詰まりを検出する手段が設けられていない。そうすると、前記ファンが正常に回転していても設計量のサンプリングエアを検煙部に供給できないので、正確な煙検知を行うことが゛できなくなる。

又、従来例では、ファンの劣化が進行し設計量の空気の吸引が出来ない状態であっても、前記モータが停止しない限り、警報が発せられない。そのため、ファンの劣化を精度良く検出することは出来ない。

この発明は、上記事情に鑑み、ファンの劣化やフィルタやサンプリング用配管の目詰まりを高精度に検出できるようにすることを目的とする。

この発明は、サンプリング用配管にフィルタを介して接続されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアを吸引するファンと、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサと、を備える火災感知器において、前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値を記憶する記憶部と、を設けると共に、前記制御部は、前記風速が第１の閾値より減少し、かつ、前記回転数が第２の閾値より増加したときに、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が目詰まりしたことを判断することを特徴とする。

この発明は、サンプリング用配管にフィルタを介して配設されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアを吸引するファンと、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサと、を備える火災感知器において、前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値と初期値とを記憶する記憶部と、を設けると共に、前記制御部は、前記風速が初期値からの減少量が第３の閾値を超え、かつ、前記回転数が初期値からの増加量が第４の閾値を超えたときに、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が目詰まりしたことを判断することを特徴とする。

この発明は、サンプリング用配管に接続されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアを吸引するファンと、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサと、を備える火災感知器において、前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記ファンが正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値を記憶する記憶部と、を設けると共に、前記制御部は、前記風速が第５の閾値より減少し、かつ、前記回転数が第６の閾値より減少したときに、前記ファンが劣化したことを判断することを特徴とする。

この発明は、サンプリング用配管に接続されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアを吸引するファンと、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサと、を備える火災感知器において、前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記ファンが正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値と初期値とを記憶する記憶部と、を設けると共に、前記制御部は、前記風速が初期値からの減少量が第７の閾値を超え、かつ、前記回転数が初期値からの減少量が第８の閾値を超えたときに、前記ファンが劣化したことを判断することを特徴とする。

この発明は、以上の様に構成したので、前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視する制御部の判断により、フィルタの目詰まりやファンの劣化を精度よく検出することが出来る。そのため、適切な時期に前記フィルタやファンを交換又は修理等することが出来るので、設計通りの状態を維持でき、精度の高い火災感知を継続することができる。

本発明の実施の形態を示す平面図である。 本発明の実施の形態を示すブロック図である。 本発明の実施の形態を示すフローチャートである。 配管詰まりに対する気流とファンの回転数の特性例を示すグラフである。 ファン劣化に対する気流とファンの回転数の特性例を示すグラフである。

以下の実施例では、火災感知器として、サンプリングエアを煙検出部に導入する煙感知器に本発明を実施した場合について説明する。
本件発明者は、ファンやフィルタ、又は、サンプリング用配管が正常な状態と、ファンの劣化やフィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まりが発生している異常な状態では、ファンの回転数（ｒｐｍ）及び風速センサの風速（ｍ／ｓ）にどのような変化が現れるかについて実験した。
その結果、正常状態では、ファン（モータ）の回転数及び風速センサの風速は共に所定の監視時出力値を維持し、両者の相対変化は同一傾向であり、微量であった。

異常状態
（１）フィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まりの場合
配管詰まり（サンプリング孔の詰まり）に対する気流とファンの回転数の特性は、図４に示す通りである。図４において、横軸（％）は、配管の詰まり率が０％（全開）から１００％（全閉）までを示し、縦軸は、ファンの回転数及び風速センサの風速の初期値に対する変化率（相対変化）を示す。なお、Ｎ（菱形）は回転数（ｒｐｍ）、Ｖ（正方形）は風速（ｍ／ｓ）、をそれぞれ示す。

この図４は、配管の詰まり率（％）が大きくなると、ファンの負荷が軽くなるので、回転数Ｎが上昇することを示している。
例えば、交換すべきレベルの目詰まり率を６０％に設定すると、回転数の初期値に対する変化率と風速の初期値に対する変化率の差が、０．３以上の場合には、交換すべきレベルに達していることがわかる。なお、目詰まり率６０％における回転数の変化率は、１．１（初期値１より０．１大きい）、風速の変化率は０．８（初期値１より０．２小さい）であり、両者間における相対変化の差は、０．３である。

（２）ファンの劣化の場合
ファンの劣化に対する気流とファンの回転数の特性は、図５に示す通りである。図５において、横軸（％）は、ファンの劣化率（同一の駆動条件による風量の変化量）が０％（劣化なし）から１００％（完全劣化）までを示し、縦軸は、ファンの回転数及び風速センサの風速の初期値に対する変化率（相対変化）を示す。なお、Ｎ（菱形）は回転数（ｒｐｍ）、Ｖ（正方形）は風速（ｍ／ｓ）、をそれぞれ示す。

この図５は、ファンの劣化率（％）が大きくなると、回転数Ｎ及び風速Ｖの双方が低下することを示している。
例えば、交換すべきレベルの劣化率を５０％に設定すると、回転数の変化率及び風速の変化率が、０．５以上の場合には、交換すべきレベルに達していることがわかる。なお、ファンの劣化率５０％における回転数の変化率及び風速の変化率は、共に０．５である（初期値１より０．５小さい）。

以上の様に、異常状態を精度よく検出するためには、回転数及び風速の双方を考慮しなければならず、回転数だけ、又は、風速だけでは正確な異常状態の判断は不可能である。例えば、図４に示すように、回転数だけで判断しようとしても、配管目詰まり率が１００％（全閉）における回転数の変化率は、１．２（初期値より０．２増加）であるので、配管目詰まりの検出は前記変化率が小さいため精度が低くなり、又、風速だけで判断しようとしても、フィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まりとファンの劣化を判断できない。
本発明は、上記知見に基づいて完成したものである。

本件発明は、サンプリング用配管内の風速とファンの回転数を監視し、フィルタ、又は、サンプリング用配管が正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値を記憶する記憶部と、を設けると共に、前記制御部は、前記風速が第１の閾値より減少し、かつ、前記回転数が第２の閾値より増加したときに、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が目詰まりしたことを判断するようにしたものである。

本件発明は、前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値と初期値とを記憶する記憶部と、を設けると共に、前記制御部は、前記風速が初期値からの減少量が第３の閾値を超え、かつ、前記回転数が初期値からの増加量が第４の閾値を超えたときに、前記フィルタ、又は、サンプリング用配管が目詰まりしたことを判断するようにしたものである。

本件発明は、前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記ファンが正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値を記憶する記憶部と、を設けると共に、前記制御部は、前記風速が第５の閾値より減少し、かつ、前記回転数が第６の閾値より減少したときに、前記ファンが劣化したことを判断するようにしたものである。

本件発明は、前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記ファンが正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値と初期値とを記憶する記憶部と、を設けると共に、前記制御部は、前記風速が初期値からの減少量が第７の閾値を超え、かつ、前記回転数が初期値からの減少量が第８の閾値を超えたときに、前記ファンが劣化したことを判断するようにしたものである。

第１実施例
本発明の第１実施例を図１〜図３により説明する。
１はサンプリング管式煙感知器、２は内部が暗箱である光学ケース、３は前記サンプリング用配管６に火災監視区域の空気（サンプリングエア）を吸引するファン、５は配管４に設けられているフィルタ、をそれぞれ示す。

１１は、前記光学ケース２内に配設され、電源部１３に接続された発光素子であり、例えば、この素子として、レーザ光源が用いられる。１２は、フォトダイオード等の受光素子であり、この素子１２は、前記発光素子１１の光が煙検出部（検煙部）２５に存在する煙粒子によって生じる散乱光を受光するものであり、前記発光素子１１の光が直接入射しない位置に配設されている。１４は前記ファン３や空気の流量を測定するエアフローセンサ（風速センサ）１３に電源を供給する電源部、１５は火災判別部、をそれぞれ示している。

前記火災判別部１５は、前記受光素子１２の出力信号Ｓを増幅する増幅回路、増幅信号を検出レベルに変換するＡ／Ｄ変換器、検出レベルが予め設定された閾値以上になったとき火災と判別する比較回路、等を備えている。

２２は、前記発光素子１１に対向する位置に迷光部、２３は光トラップ、２４は集光レンズ、２６は適宜間隔に設けられるアパーチャ、をそれぞれ示している。

前記ファン３は、図示しないモータにより回転するが、このファン３には、回転数を監視する回転計３０が設けられている。この回転計３０は、制御部３２の回転値比較部３４に接続され、この回転値比較部３４は、制御部３２の判断部３６に接続されている。

前記風速センサ１３は、制御部３２の風速値比較部３８に接続され、該風速値比較部３８は前記判断部３６に接続されている。前記回転値比較部３４及び風速値比較部３８は、それぞれ閾値等を記憶する記憶部４０、４１に接続されている。

次に、本実施の形態の作動について説明する。
火災監視時、ファン３を駆動して火災監視区域の空気（サンプリングエア）をサンプリング用配管６の内に吸引すると、該空気ＳＡの一部は、配管４、フィルタ５を通って光学ケース２内に入り煙検出部２５を通過してサンプリング用配管６に戻される。

この時、回転計３０は、ファン５の回転数を計測し、その測定信号（測定値）を制御部３２の回転値比較部３４に送出し、又、風速センサ１３は、サンプリング用配管６内の風速を測定し、その測定信号（測定値）を制御部３２の風速値比較部３８に送出する（Ｓ１）。

前記風速値比較部３８は、前記記憶部４１に記憶されている、フィルタ５、又は、サンプリング用配管６の目詰まり基準の閾値Ａ（第１の閾値）と前記測定値とを比較し、その結果を判断部３６に出力するとともに、前記回転値比較部３４は、前記記憶部４０に記憶されているフィルタ５、又は、サンプリング用配６の目詰まり基準の閾値Ｂ（第２の閾値）と前記測定値とを比較し、その結果を判断部３６に出力する。

前記判断部３６は、前記風速Ｖが第１の閾値Ａより小さく、かつ、前記回転数Ｎが第２の閾値Ｂより大きいか否か（Ｖ＜Ａ Ｎ＞Ｂ）、を判断する（Ｓ２）。

（１）Ｖ＜Ａ Ｎ＞Ｂの場合（Ｙ）には、フィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まりと判断し、警報部４３に目詰まり信号を送出する。

（２）Ｖ＜Ａ Ｎ＞Ｂでない場合（Ｎ）には、前記風速値比較部３８は、前記記憶部４１に記憶されているファン劣化基準の閾値Ｃ（第５の閾値）と前記測定値とを比較し、その結果を判断部３６に出力するとともに、前記回転値比較部３４は、前記記憶部４０に記憶されているファン劣化基準の閾値Ｄ（第６の閾値）と前記測定値とを比較し、その結果を判断部３６に出力する。

前記判断部３６は、前記風速Ｖが第５の閾値Ｃより小さく、かつ、前記回転数Ｎが第６の閾値Ｄより小さいか否か（Ｖ＜Ｃ Ｎ＜Ｄ）、を判断する（Ｓ３）。

（１）Ｖ＜Ｃ Ｎ＜Ｄの場合（Ｙ）には、ファン劣化と判断し、警報部４３にファン劣化の信号を送出する。
（２）Ｖ＜Ｃ Ｎ＜Ｄでない場合（Ｎ）は、正常、と判断する。

この発明の実施例は、上記に限定されるものではなく、その他の実施例として、例えば、次の第2及第3実施例を挙げることができる。これらの実施例と前記第1実施例との相違点は、前記第1実施例では、閾値は所定値であるのに対し、これらの実施例では、所定変化量（増加量又は減少量）である点である。

第２実施例
この実施例は、フィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まりを検出するもので、前記記憶部４１には、フィルタ５、又は、サンプリング用配管６の目詰まり基準の閾値（第３の閾値）と初期値（フィルタ使用開始時の値）とが記憶されているが、例えば、図４に示す縦軸（相対変化率）１を初期値にし、１．１を第３の閾値に設定している。
又、前記記憶部４０には、ファン劣化基準の閾値（第４の閾値）と初期値（ファン使用開始時の値）とが記憶されているが、例えば、図４に示す縦軸（相対変化率）１を初期値とし、０．８を第４の閾値として設定されている。

この実施例では、制御部３２は、前記風速が初期値からの減少量が第３の閾値を超え、かつ、前記回転数が初期値からの増加量が第４の閾値を超えたときに、前記フィルタ５、又は、サンプリング用配管６が目詰まりしていることを出力する。この時の前記風速Ｖの減少量は、１−０．８＝０．２ であり、回転数Ｎの増加量は、１．１−１＝０．１であり、両者は０．３の差（Ｎ−Ｖ）となる。なお、図４によると、この時のフィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まり率は、６０％であり、交換すべき状態となっている。

第３実施例
この実施例は、ファンの劣化を検出するもので、前記記憶部４１には、フイルタ５、又は、サンプリング用配管６の目詰まり基準の閾値（第７の閾値）と初期値（フイルタ使用開始時の値）とが記憶されているが、例えば、図５に示す縦軸（相対変化率）１を初期値とし、０．５を第７の閾値として設定されている。
又、前記記憶部４０には、ファン劣化基準の閾値（第８の閾値）と初期値（ファン使用開始時の値）とが記憶されているが、例えば、図５に示す縦軸（相対変化率）１を初期値とし、０．５を第８の閾値として設定されている。

この実施例では、制御部３２は、前記風速が初期値からの減少量が第７の閾値を超え、かつ、前記回転数が初期値からの減少量が第８の閾値を超えたときに、前記ファン劣化と判断する。この時の前記回転数Ｎの減少量は、１−０．５＝０．５ であり、風速の減少量は、１−０．５=０．５であり、両者Ｖ，Ｎの値は、同一である。
なお、図５によると、この時のファン劣化率は、５０％であり、交換すべき状態となっている。

前記第１実施例では、ファン劣化とフィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まりの両方を判断できるようにしたが、どちらか一方だけの判断、即ち、ファン劣化の判断だけを専用に行ったり、又は、フィルタ、又は、サンプリング用配管の目詰まり判断を専用に行うようにしても良い。更に、埃センサ等に使用しても良い。

１ サンプリング管式煙感知器
３ ファン
４ 配管
５ フィルタ
６ サンプリング用配管
１３ 風速センサ
３０ 回転計
３２ 制御部
３４ 回転値比較部
３６ 判断部
３８ 風速値比較部
４０ 記憶部
４１ 記憶部
ＳＡ サンプリングエア

Claims (4)

1. サンプリング用配管にフィルタを介して接続されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアを吸引するファンと、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサと、を備える火災感知器において、
   前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値を記憶する記憶部と、を設けると共に、
   前記制御部は、前記風速が第１の閾値より減少し、かつ、前記回転数が第２の閾値より増加したときに、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が目詰まりしたことを判断することを特徴とする火災感知器。
2. サンプリング用配管にフィルタを介して配設されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアを吸引するファンと、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサと、を備える火災感知器において、
   前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値と初期値とを記憶する記憶部と、を設けると共に、
   前記制御部は、前記風速が初期値からの減少量が第３の閾値を超え、かつ、前記回転数が初期値からの増加量が第４の閾値を超えたときに、前記フィルタ、又は、前記サンプリング用配管が目詰まりしたことを判断することを特徴とする火災感知器。
3. サンプリング用配管に接続されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアを吸引するファンと、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサと、を備える火災感知器において、
   前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記ファンが正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値を記憶する記憶部と、を設けると共に、
   前記制御部は、前記風速が第５の閾値より減少し、かつ、前記回転数が第６の閾値より減少したときに、前記ファンが劣化したことを判断することを特徴とする火災感知器。
4. サンプリング用配管に接続されている火災検出部と、該サンプリング用配管にサンプリングエアを吸引するファンと、前記サンプリング用配管内のサンプリングエアの風速を測定する風速センサと、を備える火災感知器において、
   前記サンプリング用配管内の風速と前記ファンの回転数を監視し、前記ファンが正常か否かを判断する制御部と、それぞれの閾値と初期値とを記憶する記憶部と、を設けると共に、
   前記制御部は、前記風速が初期値からの減少量が第７の閾値を超え、かつ、前記回転数が初期値からの減少量が第８の閾値を超えたときに、前記ファンが劣化したことを判断することを特徴とする火災感知器。

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