JP2016189107A - Fire sensor and fire detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、火災発生を感知するために警戒区域ごとに設置される火災感知器、および複数の火災感知器と接続され、それぞれの火災感知器から火災信号を受信することで、火災発生区域を特定してアナウンスする火災検知システムに関する。 The present invention relates to a fire detector installed in each alert area to detect the occurrence of a fire and a plurality of fire detectors, and receives a fire signal from each fire detector, thereby defining the fire occurrence area. The present invention relates to a fire detection system to be identified and announced.
火災による物理現象を感知する火災感知器としては、煙感知器、熱感知器などが挙げられる。従来の煙感知器としては、赤外発光ダイオードが発した赤外光が、検煙チャンバー内に照射され、検煙チャンバー内に煙があると、煙に赤外光が当たって散乱し、その散乱光を受光フォトダイオードが受光することにより、煙を検出するものがある(例えば、特許文献1参照)。 Examples of fire detectors that detect physical phenomena due to fire include smoke detectors and heat detectors. As a conventional smoke detector, infrared light emitted from an infrared light emitting diode is irradiated into the smoke detection chamber, and if there is smoke in the smoke detection chamber, the infrared light hits the light and scatters. There is one in which smoke is detected when a light receiving photodiode receives scattered light (for example, see Patent Document 1).
また、熱感知器としては、サーミスタなどの熱検出素子を使用したものがある。 Some heat detectors use a heat detection element such as a thermistor.
そして、受信機は、それぞれの警戒区域ごとに設置された種々の火災感知器から火災信号を受信することで、火災の発生および発生区域を迅速に検知し、必要に応じて、表示や音声により警報を発することができる構成を備えている。 The receiver receives fire signals from various fire detectors installed in each warning area, quickly detects the occurrence of the fire and the occurrence area, and displays and sounds as necessary. It has a configuration that can issue an alarm.
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
煙感知器や熱感知器などの従来の火災感知器には、火災感知動作に必要な電力を外部から供給する必要がある。従って、火災感知器を警戒区域ごとに共通線を介して送り配線して、作動した感知器の電気的な接点が閉じることにより起こる感知器回線の電圧等の電気的な変化(短絡)に基づいて火災を判断する「P型システム」においては、電力供給の制約から、火災感知器の設置台数が限定されてしまうといった問題があった。
However, the prior art has the following problems.
Conventional fire detectors such as smoke detectors and heat detectors need to supply power necessary for fire detection operation from the outside. Therefore, based on the electrical change (short circuit) of the voltage of the sensor line caused by closing the electrical contact of the activated sensor by sending and wiring the fire sensor through the common line for each warning area In the “P-type system” that determines fire, there is a problem that the number of installed fire detectors is limited due to power supply restrictions.
また、火災感知器としては、煙検出、熱検出以外にも、燃焼時に発生するCO(一酸化炭素)ガス濃度を高精度に検出するガスセンサが着目されており、このようなガスセンサを含むマルチセンサを用いることで、火災の検知精度を向上させることが望まれている。 In addition to smoke detection and heat detection, as a fire detector, a gas sensor that detects CO (carbon monoxide) gas concentration generated at the time of combustion with high accuracy has attracted attention, and a multi-sensor including such a gas sensor. It is desired to improve the fire detection accuracy by using.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、P型システムにおける火災感知器の設置台数の制限を実質的になくした上で、マルチセンサによる検出精度の向上を実現することのできる火災感知器および火災検知システムを得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and realizes improvement in detection accuracy by a multi-sensor while substantially eliminating the limit on the number of fire detectors installed in a P-type system. The purpose is to obtain a fire detector and a fire detection system that can be used.
本発明に係る火災感知器は、監視対象空間内における一酸化炭素濃度を検出するとともに一酸化炭素濃度に応じて起電力を発生する電気化学式ガスセンサで構成されたガス検知器と、ガス検知器により発生した起電力を一定の電圧を有する電源に変換する定電圧回路と、定電圧回路から電源の供給を受け、火災による物理現象を感知することで火災の発生の有無を検出する感知部と、定電圧回路から電源の供給を受け、感知部により火災の発生が検出された際に、閉状態となる接点信号を出力する火災信号出力部とを備えるものである。 A fire detector according to the present invention includes a gas detector configured of an electrochemical gas sensor that detects a carbon monoxide concentration in a monitoring target space and generates an electromotive force according to the carbon monoxide concentration, and a gas detector. A constant voltage circuit that converts the generated electromotive force into a power source having a constant voltage, a sensing unit that receives the supply of power from the constant voltage circuit and senses the occurrence of a fire by sensing a physical phenomenon due to a fire, And a fire signal output unit that outputs a contact signal that is closed when a fire is detected by the sensing unit when power is supplied from the constant voltage circuit.
また、本発明に係る火災検知システムは、本発明の火災感知器がP型システムとして複数接続された受信機を備える火災検知システムであって、受信機は、複数の火災感知器に対して電源供給を行うことなく、火災により発生するCOガスにより起動した後に、感知部で火災を検知することで接点信号が閉状態となった火災感知器を、抵抗値の違いから特定し、特定した火災感知器の設置区域において火災が発生したことを報知するものである。 Moreover, the fire detection system according to the present invention is a fire detection system including a receiver in which a plurality of fire detectors of the present invention are connected as a P-type system, and the receiver supplies power to the plurality of fire detectors. A fire detector that has been activated by CO gas generated by a fire without supplying it, and that has detected a fire at the sensing unit and the contact signal has been closed, is identified from the difference in resistance value, and the identified fire Informs that a fire has occurred in the sensor installation area.
本発明によれば、ガス検知機能と電池機能を備えたガスセンサを用いて火災感知器を構成することで、P型システムにおける火災感知器の設置台数の制限を実質的になくした上で、マルチセンサによる検出精度の向上を実現することのできる火災感知器および火災検知システムを得ることができる。 According to the present invention, a fire detector is configured using a gas sensor having a gas detection function and a battery function, so that the restriction on the number of fire detectors installed in the P-type system is substantially eliminated. It is possible to obtain a fire detector and a fire detection system capable of improving detection accuracy by a sensor.
以下、本発明の火災感知器および火災検知システムの好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a fire detector and a fire detection system of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における火災検知システムの全体構成図である。本実施の形態1における火災検知システムは、受信機10に対して、警戒区域ごとに感知器回線30を介して、複数の火災感知器20、終端抵抗40等が接続されて構成されている。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fire detection system according to
本実施の形態1における火災検知システムは、P型システムを想定しており、感知器回線30には、感知器回線30の断線を監視するための微弱電流が流れている。ここで、火災を検知することで作動した火災感知器20は、短絡状態となることで、受信機10に対して、火災発生を知らせることとなる。
The fire detection system according to the first embodiment is assumed to be a P-type system, and a weak current for monitoring disconnection of the
一方、受信機10は、制御部11、表示部12、および音響部13を備えて構成されている。受信機10内の制御部11は、平常時の終端抵抗40による抵抗値に対し、短絡状態となった火災感知器20を含む警戒区域を感知器回線30の抵抗値の変化を読み取ることで特定し、特定した警戒区域で火災が発生したと判断する。さらに、制御部11は、火災が発生した区域を知らせるために、表示部12、音響部13を介して、アナウンスを行うことができる。この結果、建物内にいる人に、火災が発生した区域を特定した上で、火災の発生を知らせることができる。
On the other hand, the
ここで、本実施の形態1における各火災感知器20は、ガス検出と煙(熱)検出を兼ね備えたマルチセンサとして構成されるとともに、火災感知器20自身が動作するために必要な電力を外部から供給する必要がない構成を備えていることを技術的特徴としている。そこで、次に、このような技術的特徴を有する火災感知器20の内部構成について、図面を用いて詳細に説明する。
Here, each
図2は、本発明の実施の形態1における火災検知システムに適用される火災感知器20の内部構成図である。複数の火災感知器20は、他の火災感知器と混在してもよいし、いずれも同一構成としてもよい。
FIG. 2 is an internal configuration diagram of the
図2に示した本実施の形態1における火災感知器20は、COガス検知器21、定電圧回路22、検煙部23、火災信号出力部24、および確認灯25、火災信号出力部24および確認灯25を制御する制御部26を備えて構成されている。なお、図2では、火災信号出力部24と確認灯25は、直列接続で示しているが、並列接続でもよい。
The
COガス検知器21は、直並列されたガスセンサ21aを備えて構成されている。ここで、ガスセンサ21aは、電気化学式のガスセンサであり、燃焼時に発生するCOガスに反応して、起電力を発生することができる。そして、本実施の形態1における火災感知器20では、火災感知器単体としての動作に必要な電力として、火災感知器20内に設けたCOガス検知器21の起電力を使用することで、外部からの電力供給を不要としている。
The CO gas detector 21 includes a gas sensor 21a arranged in series and parallel. Here, the gas sensor 21a is an electrochemical gas sensor, and can generate an electromotive force in response to CO gas generated during combustion. In the
このため、火災感知器20は、平常時には火災検出動作を行わず、火災により発生するCOガスに反応して、ガスセンサ21aによる起電力が発生することで起動し、火災検出動作を開始する。
For this reason, the
なお、火災感知器20として必要な電力量に応じて、ガスセンサ21aの直並列数を適切に設定することができる。すなわち、ガスセンサ21aの直列接続数により電圧不足をなくし、ガスセンサ21aの並列接続数により電流不足をなくすように、ガスセンサ21aの直並列数を決めることができる。
In addition, according to the electric energy required as the
次に、ガスセンサ21aが、燃焼時に発生するCOガスに反応して、起電力を発生する原理について、簡単に説明する。ガスセンサ21aは、貴金属触媒による検知極および対極と、それらの極に挟まれたイオン伝導体とで構成されている。そして、COなどの検知対象ガスが存在すると、検知極では、触媒上で空気中の水蒸気と、下式(1)で示される反応が発生する。
CO + H2O → CO2 + 2H+ + 2e− (1)
Next, the principle that the gas sensor 21a generates an electromotive force in response to the CO gas generated during combustion will be briefly described. The gas sensor 21a includes a detection electrode and a counter electrode using a noble metal catalyst, and an ionic conductor sandwiched between these electrodes. When a detection target gas such as CO is present, a reaction represented by the following formula (1) occurs on the catalyst with water vapor in the air on the catalyst.
CO + H 2 O → CO 2 + 2H + + 2e - (1)
検知極と対極を電気的に接続すると、検知極で発生したプロトン(H+)は、イオン伝導体を介して対極に到達する。一方、プロトンと同時に発生した電子(e−)は、外部の電線を介して対極に到達する。そして、対極上では、プロトンおよび電子と、空気中の酸素との間で、下式(2)の反応が発生する。
(1/2)O2 +2H+ 2e− → H2O (2)
When the detection electrode and the counter electrode are electrically connected, protons (H + ) generated at the detection electrode reach the counter electrode via the ion conductor. On the other hand, electrons (e − ) generated simultaneously with protons reach the counter electrode via an external electric wire. On the counter electrode, a reaction of the following formula (2) occurs between protons and electrons and oxygen in the air.
(1/2) O 2 + 2H + 2e − → H 2 O (2)
すなわち、ガスセンサ21aは、上述した反応式(1)、(2)からなる、下式(3)で示す全電池反応で構成された、ガスを活物質とする電池とみなすことができる。
CO + (1/2)O2 →CO2 (3)
That is, the gas sensor 21a can be regarded as a battery having a gas as an active material, which is configured by the whole battery reaction represented by the following equation (3), which includes the above-described reaction equations (1) and (2).
CO + (1/2) O 2 → CO 2 (3)
従って、検知極と対極を電気的に接続し、その出力電流を測定することで、COガス濃度の定量的な計測が可能となる。そして、本実施の形態1では、ガスセンサ21aが有するこのような電池としての働きを利用して、ガスセンサ21aを直並列接続して構成されたCOガス検知器21を、火災感知器20自体の電力供給源として活用している。
Therefore, it is possible to quantitatively measure the CO gas concentration by electrically connecting the detection electrode and the counter electrode and measuring the output current. In the first embodiment, the CO gas detector 21 configured by connecting the gas sensors 21a in series and parallel using the battery sensor of the gas sensor 21a is used as the power of the
図2の説明に戻り、定電圧回路22は、COガス検知器21で生成された電力を所定の電圧に変換し、検煙部23、火災信号出力部24、および確認灯25を制御する制御部26に供給する。
Returning to the description of FIG. 2, the constant voltage circuit 22 converts the electric power generated by the CO gas detector 21 into a predetermined voltage, and controls the smoke detector 23, the fire signal output unit 24, and the confirmation lamp 25. To the
検煙部23は、火災による物理現象を感知する感知部であり、従来技術が適用できる。具体的には、光電式煙感知器の発光素子と受光素子による煙感知部を、この検煙部23として用いることができる。 The smoke detector 23 is a sensing unit that senses a physical phenomenon caused by a fire, and a conventional technique can be applied. Specifically, a smoke detection unit using a light emitting element and a light receiving element of a photoelectric smoke detector can be used as the smoke detection unit 23.
火災信号出力部24は、検煙部23により火災要因が検出された場合に、閉状態とする接点出力を有して構成されている。 The fire signal output unit 24 is configured to have a contact output that is closed when a smoke factor is detected by the smoke detector 23.
また、確認灯25は、火災信号出力部24による接点出力が閉状態になった際に点灯する表示器であり、周囲の人に、動作状態をアナウンスすることができる。 The confirmation lamp 25 is an indicator that is turned on when the contact output by the fire signal output unit 24 is in a closed state, and can announce the operating state to surrounding people.
なお、今までの説明では、光電式煙感知器の発光素子と受光素子による煙感知部(検煙部23)を、火災による物理現象を感知する感知部として用いる場合について説明したが、放射線源を利用したイオン式の煙感知器、サーミスタなどの熱検出素子による熱感知部をこの感知部として用いることも可能である。 In the above description, the case where the smoke detection unit (smoke detection unit 23) using the light emitting element and the light receiving element of the photoelectric smoke detector is used as a detection unit for detecting a physical phenomenon due to a fire is described. It is also possible to use a heat sensing part using a heat sensing element such as an ion-type smoke sensor or thermistor using the heat sensing element as the sensing part.
このような構成を備えることで、本実施の形態1における火災感知器および火災検知システムは、以下のような効果を得ることができる。
・ガスセンサ21aが有する電池機能により、火災感知器自体の電源供給を実現しており、火災感知器に対して、外部からの電力供給を不要としている。また、火災により発生するCOガスにより火災感知器が起動して、火災検出動作を開始する。この結果、火災が発生していない平常時には、火災感知器での消費電力を0とすることができ、1つの受信機に対する火災感知器の接続台数の制限を実質的になくすことができる。
By providing such a configuration, the fire detector and the fire detection system according to
The power supply of the fire detector itself is realized by the battery function of the gas sensor 21a, and no external power supply is required for the fire detector. In addition, the fire detector is activated by the CO gas generated by the fire, and the fire detection operation is started. As a result, during normal times when no fire is occurring, the power consumption of the fire detector can be reduced to zero, and the restriction on the number of fire detectors connected to one receiver can be substantially eliminated.
・本来の火災検知の機能として、煙または熱の検知に加え、COガス検知を同時に行うことができ、安価、コンパクトな構成で、マルチセンサによる検出精度の向上を実現することができる。また、COガスと煙による火災検知の場合、ガスセンサ21aと検煙部23の検出感度を適切に設定することにより、早期に煙の発生を検出することも可能となる。 -As an original fire detection function, in addition to smoke or heat detection, CO gas detection can be performed at the same time, and an improvement in detection accuracy by a multi-sensor can be realized with an inexpensive and compact configuration. Further, in the case of fire detection using CO gas and smoke, it is possible to detect the generation of smoke at an early stage by appropriately setting the detection sensitivities of the gas sensor 21a and the smoke detector 23.
・必要となる電力や、ガス検知能力に応じて、ガスセンサ21aの直並列数を適切に設定することで、種々の設置環境(監視対象空間)、用途に合わせて、適切な火災検知システムを構築することができる。なお、ガスセンサ21aは直並列での接続に限定されず、ガス検知能力に応じて、直列のみ、並列のみ、さらには1個のみで必要な電力が得られる場合には、そのように構成することができる。 ・ By appropriately setting the number of gas sensors 21a in series and parallel according to the required power and gas detection capability, an appropriate fire detection system can be constructed according to various installation environments (monitored space) and applications. can do. Note that the gas sensor 21a is not limited to the series-parallel connection, and is configured in such a manner that the necessary power can be obtained only in series, only in parallel, or only one according to the gas detection capability. Can do.
以上のように、実施の形態1によれば、ガス検知機能と電池機能を備えたガスセンサを用いて火災感知器を構成することで、火災感知器の設置台数の制限をなくした上で、マルチセンサによる検出精度の向上を実現することのできる火災感知器および火災検知システムを得ることができる。また、既存の火災感知器と混在可能であり、設置台数に制限がないため、電源容量等を見直す必要がなく、既存設備への増設が可能である。 As described above, according to the first embodiment, the fire sensor is configured by using the gas sensor having the gas detection function and the battery function, thereby eliminating the limitation on the number of installed fire detectors. It is possible to obtain a fire detector and a fire detection system capable of improving detection accuracy by a sensor. In addition, it can be mixed with existing fire detectors, and there is no limit on the number of installations, so there is no need to review the power supply capacity, etc., and expansion to existing facilities is possible.
10 受信機、11 制御部、12 表示部、13 音響部、20 火災感知器、21 COガス検知器、21a ガスセンサ、22 定電圧回路、23 検煙部、24 火災信号出力部、25 確認灯、26 制御部。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ガス検知器により発生した前記起電力を一定の電圧を有する電源に変換する定電圧回路と、
前記定電圧回路から前記電源の供給を受け、火災による物理現象を感知することで火災の発生の有無を検出する感知部と、
前記定電圧回路から前記電源の供給を受け、前記感知部により火災の発生が検出された際に、閉状態となる接点信号を出力する火災信号出力部と
を備える火災感知器。 A gas detector composed of an electrochemical gas sensor that detects a carbon monoxide concentration in a monitoring target space and generates an electromotive force in accordance with the carbon monoxide concentration;
A constant voltage circuit for converting the electromotive force generated by the gas detector into a power source having a constant voltage;
A sensing unit that receives the supply of power from the constant voltage circuit and senses the occurrence of a fire by sensing a physical phenomenon due to a fire;
A fire detector comprising: a fire signal output unit configured to receive a supply of power from the constant voltage circuit and to output a contact signal to be closed when a fire is detected by the sensing unit.
請求項1に記載の火災感知器。 The gas detector includes a plurality of the electrochemical gas sensors, and is configured by connecting a plurality of electrochemical gas sensors in series in one row, in parallel in one row, or in series-parallel connection. The fire detector according to claim 1.
前記受信機は、複数の火災感知器に対して電源供給を行うことなく、火災により発生するCOガスにより起動した後に、感知部で火災を検知することで接点信号が閉状態となった火災感知器を、抵抗値の変化から特定し、特定した前記火災感知器の設置区域において火災が発生したことを報知する
火災検知システム。 A fire detection system comprising a receiver in which a plurality of fire detectors according to claim 1 or 2 are connected as a P-type system,
The receiver detects the fire in which the contact signal is closed by detecting the fire at the sensing unit after being activated by the CO gas generated by the fire without supplying power to the plurality of fire detectors. A fire detection system that identifies a fire detector from a change in resistance value and notifies that a fire has occurred in the specified fire detector installation area.
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