JP2014157435A - 火災報知設備 - Google Patents

Abstract

【課題】火災受信機をリニューアルすることなく、既設のＰ型火災受信機で、火災感知器の性能低下を報知する。
【解決手段】火災感知器３０と、火災感知器３０が接続された感知器回線２０と、感知器回線２０が接続され、感知器回線２０の状態を監視して、感知器回線２０に異常電流が発生したときに異常電流警報を発する火災受信機１０と、を備えた火災報知設備において、火災感知器３０は、性能低下を検出する異常判定部３４と、異常判定部３４が火災感知器３０の性能低下を検出したときに感知器回線２０に異常電流を流す状態出力部３６と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、火災感知器の性能低下を警報することができる火災報知設備に関するものである。

従来の火災報知設備には、火災受信機が中央監視室内に配設されて、火災受信機から火災感知器が接続された感知器回線が延設されている。火災受信機は、感知器回線に流れる電流を監視することにより、正常、火災発生、感知器回線の配線の断線、異常電流、短絡を判定している。（例えば、特許文献１参照）
このような火災受信機は、Ｐ型火災受信機と呼ばれ、感知器回線に流れる電流を電圧に変換して、変換した電圧を火災閾値、断線閾値等の各閾値との比較により火災等の判断をしている。

特開２００３−２８１６３９号公報

特許文献１に記載の火災報知設備では、感知器回線の配線の異常は判別できるが、火災感知器の性能が低下した場合に、火災受信機で音声警報や表示灯等により報知することができなかった。
火災感知器の性能の低下を音声警報や表示灯等によって報知させるためには、火災感知器の性能の低下を火災受信機にパルス等の信号出力する自己点検機能を備える火災感知器を用いるとともに、火災感知器と通信を行う専用の火災受信機（例えば、Ｒ型）に取り替えなければならないという問題があった。

本発明に係る火災報知設備は、火災感知器と、火災感知器が接続された感知器回線と、感知器回線が接続され、感知器回線の状態を監視して、感知器回線に異常電流が発生したときに異常電流警報を発する火災受信機と、を備えた火災報知設備において、前記火災感知器は、火災感知器の性能低下を検出する異常判定部と、該異常判定部が火災感知器の性能低下を検出したときに前記感知器回線に異常電流を流す状態出力部と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る火災報知設備は、火災感知器と、火災感知器が接続された感知器回線と、感知器回線が接続され、感知器回線の状態を監視して、感知器回線に短絡が発生したときに短絡警報を発する火災受信機と、を備えた火災報知設備において、前記火災感知器は、火災感知器の性能低下を検出する異常判定部と、該異常判定部が火災感知器の性能低下を検出したときに前記感知器回線に短絡電流を流す状態出力部と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る火災報知設備は、火災感知器と、火災感知器が接続された感知器回線と、感知器回線が接続され、感知器回線の状態を監視して、感知器回線に異常電流が発生したときに異常電流警報を発し、感知器回線に短絡が発生したときに短絡警報を発する火災受信機と、を備えた火災報知設備において、前記火災感知器は、火災感知器の性能低下を検出する異常判定部と、該異常判定部が火災感知器の性能低下を検出したときに前記感知器回線に異常電流と短絡電流とを所定時間毎に切り替えて流す状態出力部と、を備えたことを特徴とする火災報知設備。

本発明によれば、火災受信機をリニューアルすることなく、既設のＰ型火災受信機で、火災感知器の性能低下を報知することができる。

本発明の実施の形態１に係る火災報知設備の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態１に係る火災感知器の動作の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る火災受信機の動作の一例を示すフローチャート図である。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態１に係わる火災報知設備１の一例を示す概略構成図である。

火災報知設備１は、建物（例えば、ホテル、マンションなどの集合住宅、オフィスビル、商業施設など）の各部屋や共用部などに設置される火災感知器３０と、火災感知器３０の検出結果に基づいた警報を行うＰ型火災受信機１０（以下、火災受信機１０と呼ぶ）とが、感知器回線２０によって接続されている。また、感知器回線２０の末端には終端抵抗４０が接続されている。

火災感知器３０は、感知器回線２０であるコモン線２１とライン線２２とにまたがるように接続され、コモン線２１とライン線２２との間の電圧を変化させることにより、感知器回線２０に流れる電流を変化させ、火災受信機１０に火災や火災感知器３０の性能低下を通知する。

ここで、図１においては、火災受信機１０から延設される一対の感知器回線２０のみ図示しているが、複数の感知器回線２０を火災受信機１０から延設するようにしても良い。また、２台の火災感知器３０のみ図示しているが、感知器回線２０には所定数以内（例えば３０台）の火災感知器３０を接続することができる。

（火災受信機の構成）
火災受信機１０は、回線電源部１１、変換部１２、状態判定部１３、表示部１４、音響部１５を備える。
回線電源部１１は、図示しない商用電源から供給された交流電圧を例えば直流２４Ｖに変換して、火災感知器３０の電源として感知器回線２０に通電する。回線電源部１１は、トランスおよび平滑回路による電源回路、あるいはＡＣ／ＤＣ変換電源装置などである。

変換部１２は、感知器回線２０に回線電源部１１から供給され、コモン線２１、各火災感知器３０および終端抵抗４０、ライン線２２を経由して流れる電流を電流電圧変換回路により電圧に変換し、その電圧をデジタル値に変換する。電流電圧変換回路は、例えば、抵抗のみの回路であり電流を抵抗に流し抵抗の両端に電圧を発生させる、あるいは、オペアンプを用いた回路であり電流を入力させ電圧を出力させる。変換された電圧は、ＡＣ／ＤＣコンバータによりデジタル値に変換する。

なお、感知器回線２０の線間電圧（コモン線２１とライン線２２間の電圧）は、回線電源部１１から供給される電圧が、コモン線２１−ライン線２２間インピーダンス（抵抗値）である［感知器回線２０の線間インピーダンス（抵抗値）］：［電流電圧回路インピーダンス（抵抗値）］に分割される。そのため、電流電圧回路のインピーダンスが大きい場合には、感知器回線２０の電圧が低くなり、火災感知器３０に供給される電圧が低くなるので、火災感知器３０の動作が不安定となる。それを防ぐため、電流電圧変換回路は、火災等が発生していない平常時の感知器回線２０の線間インピーダンスに対して、インピーダンスが十分に小さい回路となっている。ここで、感知器回線２０の線間インピーダンスは、感知器回線２０に接続されている火災感知器２０のインピーダンスと終端抵抗４０のインピーダンスとの合成インピーダンスである。

状態判定部１３は、感知器回線２０の平常、火災、断線、異常電流、短絡を判断するための火災閾値、断線閾値、異常電流閾値、短絡閾値を有している。状態判定部１３は、変換部１２で変換されたデジタル値を各閾値と比較して、感知器回線２０の状態を判定することで、火災感知器回線２０の異常を検出し、また、火災感知器３０からの火災検出および異常検出の通知を受信する。各閾値は、断線閾値＜異常電流閾値＜火災閾値＜短絡閾値の関係となっている。なお、異常電流とは、感知器回線２０の地絡やコモン線２１とライン線２２の絶縁不良等により、感知器回線２０に不要な電流が流れている状態である。

表示部１４および音響部１５は、火災や異常の発生を警報する警報部である。
表示部１４は、表示灯やＬＣＤ装置等を有し、視覚警報を行う。
音響部１５は、ブザーやスピーカ等を有し、音響警報を行う。

（火災感知器の構成）
火災感知器は、煙感知器、熱感知器、炎感知器等があるが、ここでは火災時に発生する煙を検知して火災を検出する煙感知器を例に説明する。
火災感知器３０は、電源部３１、煙検出部３２、火災判定部３３、感度判定部３４、表示灯３５および状態出力部３６を備える。

電源部３１は、感知器回線２０から供給される電圧を変換して火災感知器３０の各部に内部電源として供給する。

煙検出部３２は、火災時に発生する煙を検知するものであり、図示しない暗室と発光素子および受光素子を有している。煙検出部３２は、暗室内に煙が流入した際に、煙によって発光素子が発した光が散乱され、その散乱光を受光素子で受光した受光量を電圧信号に変換して火災判定部３３および異常判定部３４に出力する。暗室内に流入した煙が多いほど散乱光が多くなり、受光量が多くなる。

火災判定部３３は、煙検出部３２から出力された電圧信号が火災レベルに達しているか否かにより、火災の判定を行い、火災を検出する。
異常判定部３４は、煙検出部３２から出力された電圧信号に基づき、異常（火災感知器の性能低下）の判定を行って異常を検出する。異常判定部３４は、工場出荷時の暗室内が汚れていない、かつ、煙が流入していない状態の電圧信号である初期電圧信号を記憶している。

表示灯３５は、火災判定部３３や異常判定部３４が火災や異常を検出したときに点灯して、火災や異常を報知する。

状態出力部３６は、火災判定部３３や異常判定部３４が火災や異常を検出したときに、低インピーダンス状態となり、感知器回線２０の線間インピーダンスを低くして、感知器回線２０に平常時よりも多くの電流を流すことにより、火災受信機１０に火災や異常が発生したことを通知する。なお、火災時と異常時のインピーダンスは異なり、火災時を火災インピーダンス、異常時を異常インピーダンスとすると、火災インピーダンスは異常インピーダンスよりも低く設定されている。そのため、感知器回線２０には、火災受信機１０への火災通知時の方が異常通知時よりも多くの電流が流れる。

（火災感知器の動作）
図２に基づき火災感知器３０の一例である煙感知器の動作を説明する。
煙検出部３２は、煙量を検出するために発光素子を発光させ、散乱光を受光素子で受光し、受光した受光量を電圧信号に変換する（Ｓ３０１）。火災判定部３３は、電圧信号が火災レベル以上であるかを判定する（Ｓ３０２）。火災判定部３３は、Ｓ３０２で火災レベル以上である場合には、火災検出し（Ｓ３０３）、表示灯３５を点灯させ火災感知器３０において火災を警報する。また、火災判定部３３は、状態出力部３６に火災検出を通知する。状態出力部３６は、火災検出の通知を受けると火災インピーダンス状態になり、平常時および異常時よりも多い電流を感知器回線２０に流し、火災受信機に火災の発生を通知する（Ｓ３０４）。その後、Ｓ３０１に戻る。

異常判定部３４は、Ｓ３０２で電圧信号が火災レベル未満である場合には、電圧信号が初期電圧信号よりも所定値以上であるかを判定する（Ｓ３０５）。異常判定部３４は、Ｓ３０５の判定結果が所定値未満である場合には、初期電圧信号が電圧信号よりも所定値以上であるかを判定する（Ｓ３０６）。Ｓ３０６の判定結果が所定値未満である場合には、Ｓ３０１に戻る。

異常判定部３４は、Ｓ３０５およびＳ３０６の判定結果が、所定値以上の場合には、一過性のノイズや実際の煙によるものを除外するために、その状態が所定時間（例えば１時間）継続したかを判定する（Ｓ３０７）。Ｓ３０７で所定時間継続していない場合には、Ｓ３０１に戻る。異常判定部３４は、Ｓ３０７で所定時間継続した場合には、異常検出し（Ｓ３０８）、表示灯３５を点滅させ火災感知器３０において異常を警報する。また、異常判定部３４は、状態出力部３６に異常検出を通知する。状態出力部３６は、異常検出の通知を受けると、異常インピーダンス状態になり、平常時よりも多く火災時よりも少ない異常電流を感知器回線２０に流し、火災受信機１０に異常の発生を通知する（Ｓ３０９）。その後、Ｓ３０１に戻る。火災感知器３０は、上記の動作により火災および異常の検出を繰り返し行う。

なお、Ｓ３０５では、散乱光の増加を生じる暗室の壁面に埃が付着していることを判定しており、少ない煙量で火災と誤判定することを防ぐことができる。また、Ｓ３０６では、発光素子および受光素子の劣化あるいは故障を判定しており、多くの煙量となるまで火災検出できなくなり警報が遅れることや火災検出できなくなることを防ぐことができる。つまり、火災感知器３０は、Ｓ３０５およびＳ３０６において、異常として自己の性能低下（異常、不具合とも呼ぶ）を検出している。

（火災受信機の動作）
図３に基づき火災受信機１０の動作を説明する。感知器回線２０に流れる電流は、断線時＜平常時＜異常電流時＜火災時＜短絡時となっており、火災受信機１０は、感知器回線２０に流れる電流を判定することにより火災発生や異常発生を判断する。
変換部１２は、感知器回線２０の状態監視のために、感知器回線２０に流れる電流を電流電圧変換回路で電圧に変換し、変換した電圧をデジタル値に変換する（Ｓ１０１）。

状態判定部１３は、変換されたデジタル値が短絡閾値以上であるかを判定する（Ｓ１０２）。状態判定部１３は、Ｓ１０２の判定結果が短絡閾値以上である場合には、感知器回線２０のコモン線２１とライン線２２が短絡していると判断する（Ｓ１０３）。状態判定部１３は、短絡が発生していると判断すると、表示部１４および音響部１５に短絡発生を通知する。通知を受けると、短絡警報として、表示部１４は短絡警報表示を行い、音響部１５は短絡警報鳴動を行い、火災受信機１０において短絡の発生を警報する（Ｓ１０４）。その後、Ｓ１０１に戻る。

状態判定部１３は、変換されたデジタル値が短絡閾値未満である場合には、デジタル値が火災閾値以上であるかを判定する（Ｓ１０５）。状態判定部１３は、Ｓ１０５の判定結果が火災閾値以上である場合には、火災感知器３０から火災の発生が通知されたと判定し、火災が発生していると判断する（Ｓ１０６）。状態判定部１３は、火災が発生していると判断すると、表示部１４および音響部１５に火災発生を通知する。通知を受けると、表示部１４は火災警報表示を行い、音響部１５は火災警報鳴動を行い、火災受信機１０において火災の発生を警報する（Ｓ１０７）。その後、Ｓ１０１に戻る。

状態判定部１３は、Ｓ１０５の判定結果が火災閾値未満である場合には、デジタル値が異常電流閾値以上であるかを判定する（Ｓ１０８）。状態判定部１３は、Ｓ１０８の判定結果が異常電流閾値以上である場合には、火災感知器３０から異常の発生が通知された、あるいは感知器回線２０に地絡等により不要な電流が流れていると判定し、異常電流が発生していると判断する（Ｓ１０９）。状態判定部１３は、異常電流が発生していると判断すると、表示部１４および音響部１５に異常電流発生を通知する。通知を受けると、異常電流警報として、表示部１４は異常電流警報表示を行い、音響部１５は異常電流警報鳴動を行い、火災受信機１０において異常電流の発生を警報する（Ｓ１１０）。その後、Ｓ１０１に戻る。

状態判定部１３は、Ｓ１０８の判定結果が異常閾値未満である場合には、デジタル値が断線閾値未満かを判定する（Ｓ１１１）。状態判定部１３は、Ｓ１１１の判定結果が断線閾値未満である場合には、終端抵抗４０が脱落し、感知器回線３０に流れる電流が減少した、つまり、火災感知器３０が断線したと判断する（Ｓ１１２）。状態判定部１３は、断線が発生していると判断すると、表示部１４および音響部１５に断線発生を通知する。通知を受けると、表示部１４は断線警報表示を行い、音響部１５は断線警報鳴動を行い、火災受信機１０において断線の発生を警報する（Ｓ１１３）。その後、Ｓ１０１に戻る。

状態判定部１３は、Ｓ１１１の判定結果が断線閾値以上である場合には、平常と判断する（Ｓ１１４）。状態判定部１３は、平常と判断すると、表示部１４および音響部１５に平常を通知する。通知を受けると、表示部１４および音響部１５は、警報を行っている場合には、警報を停止する（Ｓ１１５）。その後、Ｓ１０１に戻る。火災受信機１０は、上記の動作により、短絡、火災、異常電流、平常および断線の判断を繰り返し行う。

以上のように本実施の形態１に係る火災報知設備１によれば、従来の火災感知器を、感知器回線のインピーダンスを低下させ異常電流を流すことで性能が低下したことを火災受信機１０に通知する自己点検機能付き火災感知器３０に交換することで、火災受信機１０をリニューアルすることなく、既設のＰ型火災受信機で、火災感知器３０の性能低下を警報することができる。

なお、本実施の形態１では、火災受信機１０は、短絡、異常電流、断線のそれぞれについて、異なる表示や音で警報するように説明したが、何れかの状態が発生したときに共通の表示や音で異常が発生したことを警報するようにしても良い。

（実施の形態２）
上記の実施の形態１においては、火災感知器３０が異常電流を流すことで性能が低下したことを火災受信機１０に通知したが、短絡電流を流すようにしても良い。この場合は、火災受信機１０で短絡発生が警報されるので、火災受信機１０をリニューアルすることなく、既設のＰ型火災受信機で、火災感知器３０の性能低下を警報することができる。

（実施の形態３）
上記の実施の形態１および２では、異常電流発生あるいは短絡発生の何れか一方のみで火災感知器３０の性能低下を警報するようにしたが、火災感知器３０が異常電流と短絡電流とを所定時間毎に切り替えて流すようにしても良い。この場合は、火災受信機１０で異常電流発生と短絡発生が交互に警報されるので、火災受信機１０をリニューアルすることなく、既設のＰ型火災受信機で、異常電流あるいは短絡が感知器回線２０の配線で発生したものなのか、火災感知器３０が性能低下を通知したものなのかを警報することができる。

１０ 火災受信機、１１ 回線電源部、１２ 変換部、１３ 状態判定部、１４ 表示部、１５ 音響部、２０ 感知器回線、２１ コモン線、２２ ライン線、３０ 火災感知器、３１、電源部、３２ 煙検出部、３３ 火災判定部、３４ 異常判定部、３５ 表示灯、３６ 状態出力部、４０ 終端抵抗

Claims (3)

1. 火災感知器と、火災感知器が接続された感知器回線と、感知器回線が接続され、感知器回線の状態を監視して、感知器回線に異常電流が発生したときに異常電流警報を発する火災受信機と、を備えた火災報知設備において、
   前記火災感知器は、火災感知器の性能低下を検出する異常判定部と、該異常判定部が火災感知器の性能低下を検出したときに前記感知器回線に異常電流を流す状態出力部と、を備えたことを特徴とする火災報知設備。
2. 火災感知器と、火災感知器が接続された感知器回線と、感知器回線が接続され、感知器回線の状態を監視して、感知器回線に短絡が発生したときに短絡警報を発する火災受信機と、を備えた火災報知設備において、
   前記火災感知器は、火災感知器の性能低下を検出する異常判定部と、該異常判定部が火災感知器の性能低下を検出したときに前記感知器回線に短絡電流を流す状態出力部と、を備えたことを特徴とする火災報知設備。
3. 火災感知器と、火災感知器が接続された感知器回線と、感知器回線が接続され、感知器回線の状態を監視して、感知器回線に異常電流が発生したときに異常電流警報を発し、感知器回線に短絡が発生したときに短絡警報を発する火災受信機と、を備えた火災報知設備において、
   前記火災感知器は、火災感知器の性能低下を検出する異常判定部と、該異常判定部が火災感知器の性能低下を検出したときに前記感知器回線に異常電流と短絡電流とを所定時間毎に切り替えて流す状態出力部と、を備えたことを特徴とする火災報知設備。

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