JP2020077100A - 加煙試験器 - Google Patents

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貴洋 金子
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Abstract

【課題】試験煙の発生に要する時間を短縮でき、また、加煙材の設置が容易な加煙試験器を提供する。【解決手段】煙感知器に試験煙を供給して煙感知器を試験する加煙試験器であって、試験煙を発生させる発煙部と、ヒーターとを備え、発煙部は、液状加煙材を繊維部材に染み込ませた加煙タネを内部に投入する開口が形成された発煙部本体と、発煙部本体に設けられ、ヒーターによって加熱される加熱部とを備え、加熱部は、開口から発煙部本体の内部に投入された加煙タネを表面で受けて加熱し、液状加煙材を気化させて試験煙を発生させるものである。【選択図】図1

Description

本発明は、煙感知器の加煙試験に用いられる加煙試験器に関するものである。
煙感知器の加煙試験は、試験煙を煙感知器に供給してその作動試験を行うというものである。このような加煙試験に用いられる加煙試験器の一例として特許文献1に記載の加煙試験器がある。
特許文献1に開示された加煙試験器は、発煙材を収容する発煙容器と、発煙容器内に収容されるヒーターと、発煙容器内において発煙材に接触するように配置された金属製の吸い上げ部材とを備えている。吸い上げ部材は、金属細線を編組して構成されている。特許文献1の加煙試験器では、発煙材として固形の発煙材を使用しており、ドーナツ状に予め成形されて加煙試験器内に組み込まれている。そして、この加煙試験器において試験を行う際には、まず、発煙材を液化するための予熱を行う。具体的には、ヒーターをONし、ヒーターの熱を吸い上げ部材を介して発煙材に伝達させることで、発煙材を溶融して液化している。そして、予熱によって液化した発煙材を毛細管現象によって吸い上げ部材で吸い上げ、吸い上げ部材に吸い上げられた発煙材をヒーターで加熱することで、発煙材を気化させて試験煙を発生させている。
特許第5131626号公報
特許文献1では、固形の発煙材を用いているため、発煙材を液化するための予熱が必要であり、試験煙が発生するまでに時間を要するという問題があった。また、特許文献1では、加煙試験器本体内に配置される他の構成部材との関係から、発煙材を予めドーナツ状に成形する必要があり、加煙材の加煙試験器内への設置に手間を要するという問題があった。
本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、試験煙の発生に要する時間を短縮でき、また、加煙材の設置が容易な加煙試験器を得ることを目的としている。
本発明に係る加煙試験器は、煙感知器に試験煙を供給して煙感知器を試験する加煙試験器であって、試験煙を発生させる発煙部と、ヒーターとを備え、発煙部は、液状加煙材を繊維部材に染み込ませた加煙タネを内部に投入する開口が形成された発煙部本体と、発煙部本体に設けられ、ヒーターによって加熱される加熱部とを備え、加熱部は、開口から発煙部本体の内部に投入された加煙タネを表面で受けて加熱し、液状加煙材を気化させて試験煙を発生させるものである。
本発明によれば、加煙材として液状加煙材を用いることで、固形の加煙材を溶解させるための予熱が不要となり、試験煙を短時間で発生させることができる。また、液状加煙材を用いるにあたり、液状加煙材を繊維部材に染み込ませた加煙タネを発煙部本体の開口から内部に投入することで液状加煙材を加煙試験器内に設置するため、固形の加煙材を用いる場合の加煙材の成形が不要であり、加煙材の設置を容易に行える。
本発明の実施の形態1に係る加煙試験器の構成を示す概略図である。 図1の本体部に備えられた発煙部の概略外観図である。 図1の発煙部を収納部に収納した収納時の着脱機構の説明図である。 図1の発煙部を収納部から取り外す取り外し時の着脱機構の説明図である。 図1の発煙部の別の着脱機構を示しており、収納時の着脱機構の説明図である。 図5の着脱機構による取り外し時の着脱機構の説明図である。 本発明の実施の形態1に係る加煙試験器の電気的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態2に係る加煙試験器の構成を示す概略図である。 本発明の実施の形態2に係る加煙試験器の電気的な構成を示すブロック図である。
以下、本発明における加煙試験器について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。更に、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る加煙試験器の構成を示す概略図である。図2は、図1の本体部に備えられた発煙部の概略外観図である。
本実施の形態1に係る加煙試験器は、内部で試験煙を発生させて外部に放出する発煙部10と、発煙部10を着脱自在に収納する本体部20と、天井等に設置された煙感知器100の煙流入部100aを覆って、発煙部10から放出された試験煙を煙感知器100に導くカバー体70とを備えている。
以下、各構成部分を詳細に説明する。
<発煙部>
発煙部10は、筒状の発煙部本体11と、発煙部本体11の底面に配置された加熱部12とを備えている。発煙部本体11は、筒状の側面11aと、側面11aの上部開口を覆う上面11bとを有している。上面11bには、後述の加煙タネ13の投入口及び発煙部10で発生した試験煙の排出口として機能する開口11cが形成されている。また、発煙部本体11の側面11aには、後述の送風管40の端部が接続される送風口11dが形成されている。なお、図2には、発煙部本体11が円柱状に構成された例を示しているが、円柱状に限らず、直方体状に構成されていてもよい。
加煙タネ13は、液状加煙材を染み込ませた繊維部材で構成されており、発煙部本体11の上面11bに形成された開口11cから内部に投入される。液状加煙材は、常時から液状を成している加煙材であり、例えば流動パラフィン、グリセリン又はプロピレングリコールなどで構成される。また、液状加煙材を染み込ませられる繊維部材は、例えばグラスウールなどの繊維質素材で構成されている。
加熱部12は、プレート状に構成され、発煙部本体11内に投入された加煙タネ13を表面で受けて加熱し、加煙タネ13に保持されている液状加煙材を加熱して気化させ、試験煙を発生させる。加熱部12は、後述のヒーター22によって加熱されるものであり、銅又は銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金等の金属材料、熱伝導性に優れたセラミック材料又は熱伝導性に優れた合成樹脂材料等から構成されている。なお、加熱部12は、発煙部本体11内に投入された加煙タネ13を加熱できるように発煙部本体11に設けられていればよく、プレート状の構成に限らず、プレート状の部分と、その周囲から立設した側面とを有する構成等としてもよい。また、加熱部12のプレートと、ヒーター22は別体の構成に限らず、一体とすることも可能である。
<本体部20>
本体部20は、発煙部10を着脱自在に収納する収納部21aを内部に備えた筐体21を有している。収納部21aは、有底筒状に構成され、収納部21a内には、上述の発煙部10の他に、ヒーター22と、断熱プレート23と、バネ24とが収納されている。
ヒーター22は、収納部21a内において加熱部12の下面に接触して配置され、加熱部12を加熱する。ヒーター22は、後述の制御基板50に電気的に接続されている。断熱プレート23は、ヒーター22の下面に接触して配置され、ヒーター22の熱が収納部21aを介して筐体21に伝達するのを抑制する。バネ24は、発煙部10の収納部21aへの着脱機構の一部となるものであり、後述する。
筐体21内には更に、加煙タネ13に送風する送風装置30と、送風装置30で発生した風を発煙部10内に導く送風管40と、加煙試験器を制御する制御基板50と、制御基板50に電源を供給する電源供給部60とを備えている。
送風装置30は、試験煙を効率良く煙感知器100に誘導すると共に、試験煙の煙量を増やすために設けられたもので、エアポンプ又はファンなどで構成されている。送風装置30で発生した風は、送風管40を通じて発煙部本体11内に導かれ、加煙タネ13に向けて送風される。
制御基板50は、乾電池又は充電式電池などで構成された電源供給部60からの給電によって動作する。制御基板50による制御については後述する。
ここで、発煙部10の収納部21aに対する着脱機構の一例について図3及び図4を用いて簡単に説明する。
図3は、図1の発煙部を収納部に収納した収納時の着脱機構の説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。図4は、図1の発煙部を収納部から取り外す取り外し時の着脱機構の説明図であり、(a)は平面図、(b)は断面図である。
図3に示すように、収納時、発煙部10は、発煙部本体11の上面11bが一対の固定片80によってそれ以上の上方への移動が規制された状態で、下方からバネ24で押し上げられて収納部21aに収納されている。一対の固定片80は発煙部本体11の上面11bの面方向にスライド自在であり、発煙部10を収納部21aから取り外す際には、図4の実線矢印に示すように、一対の固定片80を互いに離れる方向にスライドさせる。これにより、発煙部10がバネ24によって図4の白抜き矢印に示すように押し上げられ、発煙部10の上部が、収納部21aの上部開口よりも上部に突出する。これにより発煙部10の収納部21aからの取り外しが可能となる。一対の固定片80は、図1に示すように、後述のカバー体70の底面71aの内面側に、手動でスライドできるように設けられている。なお、固定片80は、一対の固定片に限らず、一枚片とすることもできる。また、手動のスライドに限らず、自動とすることもできる。
図5は、図1の発煙部の別の着脱機構を示しており、収納時の着脱機構の説明図である。図6は、図5の着脱機構による取り外し時の着脱機構の説明図である。
収納部21aは、筐体21内において筐体21の側面に寄せて配置されており、筐体21の側面には、収納部21aと対向する位置に、発煙部10を着脱するための着脱口25が形成されている。着脱口25は、蓋26によって開閉可能となっている。蓋26は、蓋26の下端部を支点として筐体21に回転可能に連結されており、蓋26の上端部側を外側に引き出すことで蓋26が手前に回動して着脱口25が開くようになっている。
収納時は、図5に示すように収納部21a内に発煙部10が収納されて蓋26が閉じられている。蓋26は、スライドパーツ又はフックパーツなどの固定部材を用いて閉位置を保つようにしてもよいし、固定部材を用いず、着脱口25と嵌合することで閉位置を保つようにしてもよい。
発煙部10を収納部21aから取り外す際には、図6に示すように蓋26を開き、発煙部10を図6の矢印方向にスライドさせて収納部21aから取り外す。
この構造によれば、図3及び図4の構造における一対の固定片80及びバネ24は不要である。
ここで、図1の説明に戻る。
<カバー体70>
カバー体70は、樹脂製の円筒部71と、円筒部71の上部に連続して設けられたゴム製の蛇腹部72とを有する。円筒部71は有底筒状であって、円筒部71の底面71aには、発煙部10で発生した試験煙をカバー体70内に受け入れる煙流入口71bが形成されている。そして、上述したように、カバー体70の底面71aの内面側に、一対の固定片80が手動でスライド自在に設けられている。
図7は、本発明の実施の形態1に係る加煙試験器の電気的な構成を示すブロック図である。
加煙試験器は、制御基板50に設けられ、加煙試験器全体を制御する制御部51と、制御部51と電源供給部60とを接続する電源スイッチ52と、煙感知器100の試験を行う作業員によって操作され、加煙の開始を指示する加煙開始スイッチ53とを備えている。
制御部51は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、CPUのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。
制御部51は、電源スイッチ52がONの状態で加煙開始スイッチ53がONされると、ヒーター22への給電を開始する。ヒーター22への給電は、DCでもよいしPWM(Pulse Width Modulation)でもよい。PWMによる給電では、PWM制御された電圧をヒーター22へ給電する。PWMでの給電を行う場合、電源供給部60の消費を抑えつつヒーター22の加熱を行うことができる。
また、制御部51は、電源スイッチ52がONの状態で加煙開始スイッチ53がONされると、送風装置30への給電を開始する。制御部51は、送風装置30への給電を制御して送風装置30を間欠的に動作させる。送風装置30を仮に、常時、動作させるようにした場合、加熱部12の温度が下がり、効率的に試験煙を発生させることが難しくなる可能性がある。このため、送風装置30を間欠的に動作させるようにしている。なお、送風装置30の動作は間欠的な動作に限定するものではなく、効率的に試験煙を発生させることができるのであれば、常時、動作させるようにしてもよい。
ここで、送風装置30を動作させた場合と動作させない場合とを比較すると、動作させた場合の方が、煙量を増加させることができる。これは、蒸発温度以上に達した液状加煙材に送風装置30からの風が当たることで、液状加煙材の蒸気が冷却されて凝縮されることに因ると考えられる。このように、送風装置30を動作させた方が煙量を増加させることができるため、送風装置30を備えた構成とすることが好ましいが、送風装置30を動作させなくても煙は発生するため、本発明は、送風装置30を設けない構成も含むものとする。
次に、上記のように構成された本実施の形態1の動作を説明する。
煙感知器100の試験を行う作業員は、液状加煙材を繊維部材に染み込ませた加煙タネ13を発煙部本体11の開口11cから内部に投入する。そして、作業員は、電源スイッチ52をONにすると共に加煙開始スイッチ53をONにした後、例えば天井に設置された煙感知器100の煙流入部100aを、図1に示すようにカバー体70で下方から覆う。
電源スイッチ52及び加煙開始スイッチ53がONされることで、制御部51は、ヒーター22に給電し、ヒーター22の加熱を開始すると共に、送風装置30を動作させる。ヒーター22が加熱することで、加熱部12の温度が上昇する。加熱部12の表面上には、開口11cから投入された加煙タネ13が落下して載置されているため、加熱部12の温度が上昇することで、加熱部12上の加煙タネ13に保持されている液状加煙材が加熱されて気化し、試験煙が発生する。ここで、液状加煙材は常時から液状であるため、固形の加煙材を用いた場合のように、加煙材を溶解させるための予熱が不要であり、加煙開始スイッチ53がONされてから試験煙が発生するまでの時間を短時間化できる。
そして、送風装置30が動作することにより、送風装置30からの風が、送風管40を通じて発煙部本体11に導かれ、加煙タネ13に向けて送風される。このように加煙タネ13に向けて送風することにより、上述したように、送風しない場合に比べて試験煙の発生量を増加させることができる。ここで、送風装置30は、上述したように間欠的に動作するため、加熱部12を冷やし過ぎることが無く、液状加煙材の気化が効率良く行われる。
以上のようにして発生した試験煙は、発煙部本体11内の上部に向かって流れる。そして、発煙部本体11内の上部に向かった試験煙は、発煙部本体11の上部の開口11cから放出され、煙流入口71bを介してカバー体70内に流入し、カバー体70内に充満する。
カバー体80内に試験煙が充満することで、煙感知器100が正常に動作していれば、煙感知器100に設けられた確認灯が点灯し、煙感知器100が正常であることを確認できる。一方、煙感知器100に不具合があれば、煙感知器100の確認灯が点灯せず、煙感知器100に不具合があることを確認できる。確認灯は例えばLEDで構成される。
以上説明したように、本実施の形態1によれば、加煙材として、常時から液状の液状加煙材を用いることで、固形の加煙材を用いる場合の予熱が不要であり、加煙開始スイッチ53がONされてから液状加煙材が発生するまでの時間を短時間化できる。
また、液状加煙材を繊維部材に染み込ませた加煙タネ13を、発煙部本体11の開口11cから内部に投入することで加煙試験器に液状加煙材を設置できるため、従来の固形の加煙材を用いる場合の加煙材の成形が不要であり、加煙材の設置を容易に行える。
また、加熱部12はプレート状に構成されているため、発煙部本体11の開口11cからどの方向に投入されても、加熱部12の表面で加煙タネ13を受け止めて試験煙を発生させることができる。また、加熱部12がプレート状であることで、例えば本体部20が傾いて加煙タネ13が加熱部12上を転がったとしても、その転がった位置にて試験煙を発生させることができる。
また、加熱部12を発煙部本体11の底面に備えたので、送風装置30を備えない構成とした場合でも、加熱部12からの熱によって周囲の空気が暖められて上昇気流が発生し、試験煙を発煙部本体11の開口11cから放出させることができる。
送風装置30を備えた場合には、送風装置30を備えない構成に比べて試験煙を効率良く開口11cに導いて放出できると共に、試験煙の煙量を増加させることができ、試験の短時間化を図ることができる。
また、送風装置30を間欠的に動作させることで、加熱部12を冷やし過ぎることが無く、液状加煙材の気化を効率良く行うことができる。
実施の形態2.
実施の形態1では、作業員による加煙開始スイッチ53の操作で加煙を開始する形態を示したが、実施の形態2は、煙感知器100の接近を検知して加煙を開始する形態に関する。また、実施の形態1では、ヒーター22の加熱温度の制御は行っていなかったが、実施の形態2は、ヒーター22の加熱温度を制御する形態に関する。以下、実施の形態2が実施の形態1と異なる点を中心に説明するものとし、本実施の形態2で説明されていない構成は実施の形態1と同様である。
図8は、本発明の実施の形態2に係る加煙試験器の構成を示す概略図である。図9は、本発明の実施の形態2に係る加煙試験器の電気的な構成を示すブロック図である。
実施の形態2の加煙試験器は、図1に示した実施の形態1の加煙試験器に更に、接近検知センサー54と、温度センサー55とを備えている。接近検知センサー54は、接近検知センサー54に煙感知器100が接近したことを検知するセンサーである。接近検知センサー54は、煙感知器100の接近を検知すると、検知信号を制御部51に出力する。接近検知センサー54は、具体的には近接センサー又はリミットスイッチなどで構成される。
温度センサー55は、自身が設置された設置箇所の周囲温度を計測するセンサーである。温度センサー55は、周囲温度を計測し、計測信号を制御部51に出力する。温度センサー55は、図8に示したように発煙部10の外部に配置して発煙部10の周囲温度を計測してもよいし、発煙部10の発煙部本体11内に配置して発煙部本体11内の温度を計測するようにしてもよい。また、本体部20の内部、例えば制御基板50上、に配置して発煙部本体11外かつ本体部20の内部の温度を測定するようにしてもよい。
制御部51は、電源スイッチ52がONの状態で接近検知センサー54からの検知信号が入力されると、ヒーター22への給電を開始する。また、制御部51は、温度センサー55からの計測信号に基づいてヒーター22への給電量を制御して加熱温度を制御する。温度センサー55で計測される周囲温度により加煙効率の変化が懸念されるため、温度センサー55によって周囲温度を監視することで、ヒーター22の加熱温度を制御して適切な加煙を行うようにしている。
次に、上記のように構成された本実施の形態2の動作を説明する。以下、実施の形態2の動作が実施の形態1と異なる点を中心に説明する。
煙感知器100の試験を行う作業員は、加煙タネ13を発煙部本体11の開口11cから内部に投入すると共に電源スイッチ52をONにし、例えば天井に設置された煙感知器100の煙流入部100aを、図1に示すようにカバー体70で下方から覆う。これにより、煙感知器100の接近が接近検知センサー54によって検知され、検知信号が制御部51に出力される。制御部51は、検知信号の入力によりヒーター22への給電を開始する。
制御部51は、ヒーター22への給電を開始後、温度センサー55からの計測信号に応じてヒーター22への給電量を制御し、ヒーター22の加熱温度を制御する。具体的には、制御部51は、温度センサー55で計測された周囲温度に応じてPWM周期を調整して適切に加煙を行う。なお、ヒーター22の給電制御は、DCとPWMとを組み合わせ、電源スイッチ52のON直後は、DCで例えば数秒給電してヒーター22の温度を急速に上昇させ、その後、周囲温度に応じたPWM制御による給電に切り替えて給電を行うようにしてもよい。
以上説明したように本実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果が得られると共に、接近検知センサー54を備えたことで更に以下の効果を有する。すなわち、接近検知センサー54で煙感知器100の接近を検知してヒーター22を駆動するようにしたので、煙感知器100を試験するときだけ試験煙を発生させることができる。
また、温度センサー55により計測された周囲温度に応じてヒーター22の給電量を制御するようにしたので、適切な加煙を行うことができる。具体的には、温度センサー55で計測された周囲温度に応じてPWM周期を調整して適切に加煙を行う。
また、ヒーター22の給電制御としてPWM制御を行うことで、電源供給部60の消費電力量を低減しつつヒーター22の加熱が可能である。
また、ヒーター22の駆動がONされた直後は、予め設定された時間、DCによる給電を行い、その後、周囲温度に応じたPWM制御に切り替えるようにしてもよい。この場合、最初からPWM制御による給電を行う場合に比べてヒーター22の加熱温度の上昇スピードを速めることができ、発煙までの時間を早めることができる。
なお、ここでは、接近検知センサー54を備えた構成において温度センサー55を更に備えた構成を示したが、実施の形態1の構成に温度センサー55を備えた構成としてもよい。
10 発煙部、11 発煙部本体、11a 側面、11b 上面、11c 開口、11d 送風口、12 加熱部、13 加煙タネ、20 本体部、21 筐体、21a 収納部、22 ヒーター、23 断熱プレート、24 バネ、25 着脱口、26 蓋、30 送風装置、40 送風管、50 制御基板、51 制御部、52 電源スイッチ、53 加煙開始スイッチ、54 接近検知センサー、55 温度センサー、60 電源供給部、70 カバー体、71 円筒部、71a 底面、71b 煙流入口、72 蛇腹部、80 固定片、100 煙感知器、100a 煙流入部。

Claims (10)

  1. 煙感知器に試験煙を供給して前記煙感知器を試験する加煙試験器であって、
    試験煙を発生させる発煙部と、
    ヒーターとを備え、
    前記発煙部は、
    液状加煙材を繊維部材に染み込ませた加煙タネを内部に投入する開口が形成された発煙部本体と、
    前記発煙部本体に設けられ、前記ヒーターによって加熱される加熱部とを備え、
    前記加熱部は、前記開口から前記発煙部本体の内部に投入された前記加煙タネを表面で受けて加熱し、前記液状加煙材を気化させて試験煙を発生させる加煙試験器。
  2. 前記加熱部はプレート状に構成されており、前記発煙部本体の底面に配置されている請求項1記載の加煙試験器。
  3. 前記加煙タネに送風する送風装置を備えた請求項1又は請求項2記載の加煙試験器。
  4. 前記送風装置は、間欠的に送風を行う請求項3記載の加煙試験器。
  5. 前記発煙部は着脱自在である請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の加煙試験器。
  6. 前記繊維部材は、グラスウールである請求項1〜請求項5の何れか一項に記載の加煙試験器。
  7. 前記煙感知器の接近を検知する接近検知センサーを備え、前記接近検知センサーの検知信号により前記ヒーターが駆動される請求項1〜請求項6の何れか一項に記載の加煙試験器。
  8. 周囲温度を計測する温度センサーを備え、前記温度センサーにより計測された周囲温度に基づいて前記ヒーターへの給電を制御する請求項1〜請求項7の何れか一項に記載の加煙試験器。
  9. 前記ヒーターへの給電をPWM制御で行い、前記温度センサーにより計測された周囲温度に応じて前記PWM制御を調整する請求項8記載の加煙試験器。
  10. 前記ヒーターの駆動がONされた直後は、予め設定された時間、DCによる給電を行い、その後、前記温度センサーにより計測された周囲温度に応じた前記PWM制御に切り替える請求項9記載の加煙試験器。
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