JP2522148Y2

JP2522148Y2 - 熱感知器

Info

Publication number: JP2522148Y2
Application number: JP1988084616U
Authority: JP
Inventors: 昌敬久保; 一成森末
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1988-06-27
Filing date: 1988-06-27
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2003-06-27
Also published as: JPH026393U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］本考案は、熱感知器に関し、特に定温式の熱感知器の
改良に関する。

［従来の技術］熱感知器は、日本消防検定協会で、熱を加えたときの
動作が規定されており、定温式熱感知器では、下記に示
すように作動試験、不作動試験として規格化され、これ
らの規格を満足しなければ、認定されないことになる。

以下に、その規定の一部を示す。

・作動試験公称作動温度の125％の温度の、風速1m/sの気流に投
入した場合、各々次のような時間内で作動するものでな
ければならない。

a.特種の種別に属するものでは、室温で０℃の場合、40
秒以下。

b.1種では、室温が０℃の場合、120秒以下。

c.2種では、室温が０℃の場合、300秒以下。

例えば、公称作動温度が60℃のものは、この125％で
ある75℃の気流に投入したとき、室温が０℃の場合、特
種の種別のものでは40秒以下で作動しなければならな
い。

・不作動試験公称作動温度より10℃低い、風速1m/sの気流に投入し
た場合、10分以内に作動しないものでなければならな
い。

上記の例でいえば、公称作動温度が60℃のものは、こ
れを50℃の気流に投入したとき、10分以内に作動しない
ものでなければならない。

尚、不作動試験に規格は、特種、１種、２種について
共通である。

・室温が０℃以外の場合の作動試験いま、toを室温が０℃のときの作動時間〔秒〕、θを
公称作動温度〔℃〕、δを公称作動温度θと作動試験温
度との差〔℃〕とするとき、室温θｒ〔℃〕のときの作
動時間ｔ〔秒〕は、次式で算出される。

第６図は、常温式熱感知器の動作時間を測定した試験
結果であり、室温が＋40〔℃〕と−10〔℃〕について実
測している。

図において、特性ａは室温が40〔℃〕の場合の特性を
示しており、温度の上昇に伴ってスレショールドレベル
Ｓを越える時刻t1で作動し、図に示したような指数関数
の曲線を描く。

一方、特性ｃは、室温が−10〔℃〕の場合の特性曲線
で、理論的には特性ｂのような指数関数曲線を描くと考
えられるが、実測では特性ｃのように、熱応答が若干遅
れる。

これは、室温が高い場合には熱感知器の容器などの熱
吸収が少ないが、室温が低い場合には容器の熱吸収が増
加するために、図示のような理論的指数関数曲線になら
ないからと考えられる。

従って、理論的には時刻t2で作動するものが、実測で
は時刻t3で作動することになり、作動試験の規格に対す
る余裕が低下する。

この作動時間の遅れを防ぐ手段としては、スレショー
ルドレベルＳを低く設定する方法が考えられる。しかし
ながら、この方法では、上記した不作動試験に対する余
裕が低下するため、改善が望まれている。

次に、第７図は従来の定温式熱感知器の要部回路図で
あり、第８図はa,b点の電位Va,Vbの温度に対する電圧変
化を示している。

この回路の動作を説明すると、通常温度が低い場合に
は、サーミスタTHの抵抗値は高いので、ｂ点の電位Vbは
ａ点の電位Vaに比べて高く、トランジスタTr101がONし
ている。

周囲温度が上昇するに連れて、サーミスタTHの抵抗値
が低下するため、ｂ点の電位Vbは次第に低下していき、
Va＞VbになるとトランジスタTr100がON、Tr101がOFFし
て端子Ｔに信号を出力する。

この回路で、抵抗R104,R105の電流をi1、抵抗R101に
流れる電流をi2、抵抗R100,サーミスタTHに流れる電流
をi3とするとき、温度変化に応じたこれらのi1〜i3の電
流変化を第９図に示す。

つまり温度の上昇に伴って、電流i1,i2は変化しない
が、サーミスタの抵抗値は低下するために電流i3は増加
していく。従って、熱感知器が発報するまでは電源電圧
Vccからの供給電流が増加する一方となる。

通常、火災受信機の１回線当りに接続される熱感知器
の数は、数十ケにおよぶ場合があり、更に１回線あたり
に数mAの電流が流れると火災受信機が動作してしまうた
め、熱感知器１台当りの電流をできる限り少なくする必
要がある。しかしながら、上記の如く従来の回路では室
温の上昇に伴って消費電流が増加するため、これらの熱
感知器を火災受信機の１回線当りに多数接続することが
できず、改善が望まれている。

［考案が解決しようとする課題］上記した問題を解消するために提案される第１の考案
は、室温が低い場合にも、熱感知器の動作時間遅れを生
じない回路とし、更に第２の考案は、室温低下時におけ
る動作時間遅れの改善に加えて、消費電流を抑制し、か
つ電流変化を少なくした定温式感知器を提供することを
目的としている。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために提案される第１の考案（請
求項１）は、抵抗同士を直列接続した接続点の電圧を基
準電圧とした第１の直列回路と、抵抗とサーミスタを直
列に接続するとともに、その接続点の電圧を検知点電圧
とした第２の直列回路とを並列に接続して熱検知回路を
構成し、この熱検知回路に電源回路より一定の電圧を供
給したときに、上記基準電圧と検知点電圧の各々レベル
を、比較回路で比較判別して、警報信号を出力する構成
にした熱感知器において、上記第１の直列回路を構成す
る抵抗のうち、第２の直列回路のサーミスタに対応した
ものには、ダイオードを順方向に付加接続した構成とな
し、上記比較回路は、上記基準電圧を検知する第１のス
イッチング手段と、上記検知点電圧を検知する第２のス
イッチング手段とを組合せて構成され、上記検知点電圧
が基準電圧レベルよりも低下したときには、上記第２の
スイッチング手段を作動させて警報信号を出力する構成
としている。

また、同時に提案される第２の考案（請求項２）は、
抵抗同士を直列接続した接続点の電圧を基準電圧とした
第１の直列回路と、抵抗とサーミスタを直列に接続する
とともに、その接続点の電圧を検知点電圧とした第２の
直列回路とを並列に接続して熱検知回路を構成し、この
熱検知回路に電源回路より一定の電圧を供給したとき
に、上記基準電圧と検知点電圧の各々レベルを、比較回
路で比較判別して、警報信号を出力する構成にした熱感
知器において、上記第２の直列回路は、サーミスタを電
源側、抵抗を接地側に接続して構成されるとともに、上
記第１の直列回路を構成する抵抗のうち、第２の直列回
路のサーミスタに対応したものには、ダイオードを順方
向に付加接続した構成となし、上記比較回路は、上記基
準電圧を検知する第１のスイッチング手段と、上記検知
点電圧を検知する第２のスイッチング手段とを組合せて
構成され、検知点電圧が基準電圧レベルよりも高くなっ
たときには、上記第１のスイッチング手段を作動させて
警報信号を出力する構成としている。

［作用］第１の考案では、熱検知回路の基準電圧を規定する第
１の直列回路にはダイオードを接続付加しているので、
このダイオードの順方向電圧降下は周囲温度が高いとき
には小さくなり、低いときには大きくなる。

そのため、周囲温度（室温）が高い場合には、第２の
直列回路に接続されたサーミスタの抵抗変化によって検
知点電圧が低下しても、基準電圧もダイオードの温度特
性によって低下することになり補償される。

また、周囲温度（室温）が低い場合には、第２の直列
回路に接続されたサーミスタの抵抗変化によって、検知
点電圧が上昇するが、このとき基準電圧も同様に上昇す
る。そのため、検知点電圧が基準電圧まで低下して、発
報するまでに余分な熱吸収をする必要がなくなるので、
動作時間が遅れを生じない。

第２の考案（請求項２）では、第２の直列回路の電流
が、温度上昇に伴って増加すると、逆に比較回路の電流
が温度の増加に伴って減少するが、抵抗を接続して構成
された第１の直列回路の電流は、第２の直列回路、比較
回路に比べて変動が小さいので、全体の回路を流れる電
流の総和はほどんど変動しない。また、第１の直列回路
の抵抗のうち、第２の直列回路のサーミスタに対応した
ものには、温度補償のためにダイオードを付加接続して
いるため、周囲温度（室温）が高い場合には、第２の直
列回路に接続されたサーミスタの抵抗変化によって、検
知点電圧が上昇するが、このとき基準電圧も上昇するこ
とになり補償される。

また、周囲温度（室温）が低い場合には、第２の直列
回路に接続されたサーミスタの抵抗変化によって、検知
点電圧が低下するが、このとき基準電圧も同様に低下す
るので、検知点電圧が基準電圧まで上昇して、発報する
までに余分な熱吸収をする必要がなくなり、動作時間の
遅れを生じることがない。

［実施例］以下に、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は第１考案の回路図である。図において、抵抗
R1,R2と温度補償用のダイオードＤが、これらに直列に
順方向に接続されて第１の直列回路イを構成し、抵抗R
1,R2の接続点ａの電位Vaが基準電圧となる。また抵抗R6
とサーミスタTHが直列接続されて第２の直列回路ロを構
成し、その接続点ｂの電位を検知点電圧Vbとしている。
この第１の直列回路に第２の直列回路を並列に接続して
熱検知回路が形成されている。

これらの接続点a,bの電位Va,Vbは、第１、第２のスイ
ッチング手段を構成するトランジスタQ1,Q2及び抵抗R3,
R4,R5の差動増幅回路で構成される比較回路ハにより比
較され、VbがVaよりも低くなると、第２のスイッチング
手段Q2に設けた端子Ｔから発報信号が出力される。

この回路の動作を説明すると、常温ではサーミスタTH
の抵抗値が高いので、ｂ点の電位Vbはａ点の電位Vaより
も高く、トランジスタQ1がON、Q2がOFFしているが、火
災などにより、周囲温度が上昇すると、サーミスタの抵
抗値が減少し、ｂ点の電位Vbがａ点の電位Vaよりも低く
なるので、トランジスタQ2がON、Q1がOFFして、端子Ｔ
から発報信号が得られる。

この回路では、第１の直列回路にダイオードＤが設け
られているので、室温が低い場合には、ダイオードＤの
温度特性により、その順方向における電圧降下が増加す
るので、この順方向電圧の変化に応じて基準電圧が上昇
し、室温が高い場合には、逆に基準電圧が低下する。

従って、室温が低い場合の作動試験時あるいは作動時
には、熱感知器本体による熱吸収が十分に増大するまで
作動時間が遅れることを補償している。

第２図は、温度によるa,b点の電位変化を示してい
る。つまり、室温が低い場合に基準電圧をVaからVa′ま
で上げることにより、作動までの時間の遅れをなくして
いる。

尚、この回路では、サーミスタTHが熱感知器の外気に
接する部分に設けられ、他の回路部は熱感知器内部に設
けられているので、火災などによりサーミスタTHの温度
が急激に上昇しても、ダイオードＤはすぐに温度上昇し
ない構造となっている。

また、本実施例ではサーミスタTH及びダイオードＤを
各々第１の直列回路イおよび第２の直列回路ロの接続点
に対して、接地電位側に設けた場合を示しているが、こ
のような場合に限られず、サーミスタTHとダイオードＤ
を同時に接続点に対して電源側に設けた回路でも実施可
能である。

更に、本実施例では比較回路ハにPNP型のトランジス
タを用いているが、NPN型のトランジスタを使用した場
合においても、上記と同様にサーミスタTHおよびダイオ
ードＤを電源側あるいは接地電位側に設けることが可能
である。

次に第３図は、第２の考案の実施例の回路図を示して
いる。

この第２の考案は、抵抗同士を直列接続した接続点の
電圧を基準電圧とした第１の直列回路と、抵抗とサーミ
スタを直列に接続するとともに、その接続点の電圧を検
知点電圧とした第２の直列回路とを並列に接続して熱検
知回路を構成し、この熱検知回路に電源回路より一定の
電圧を供給したときに、上記基準電圧と検知点電圧の各
々レベルを、比較回路で比較判別して、警報信号を出力
する構成にした熱感知器である点は、第１の考案と同様
な構成であるが、第２の直列回路ロは、サーミスタTHを
電源Vcc側に、抵抗R6を接地側に接続して構成されてお
り、第１の直列回路イを構成する２つの抵抗R1,R2のう
ち、第２の直列回路ロのサーミスタTHに対応した抵抗R1
には、ダイオードＤを順方向に付加接続した構成として
いる。そして、比較回路ハは、抵抗R3〜R5と、第１、第
２のスイッチング手段Q1,Q2で構成され、第１のスイッ
チング手段Q1では基準電圧Vaを検知し、第２のスイッチ
ング手段Q2では検知点電圧Vbを検知するが、検知点電圧
Vbが基準電圧Vaのレベルよりも高くなったときに第１の
スイッチング手段Q1を作動させて警報信号を出力させる
構成となっている。

室温状態では、ａ点の電位Vaがｂ点の電位Vbよりも高
く設定されているので、トランジスタQ1がOFF、Q2がON
状態であるが、火災などにより、周囲温度が上昇する
と、サーミスタTHの抵抗値が低下するため、ｂ点の電位
Vbが上昇し、サーミスタTHに流れる電流i3は増加する。

一方、トランジスタQ2がONしているので、Vbの上昇に
伴って、トランジスタQ2のエミッタ電位も同様に上昇す
るので、VbがVaよりも低いときは、抵抗R3の電流i2は低
下していく。

つまり、第４図に示すように、周囲温度の上昇に伴っ
て、電流i1は一定であるが、電流i3は増加し、電流i2は
低下するので、抵抗R3,R4,R6及びサーミスタTHの定数を
適切に設定することにより、電流i2とi3の温度による変
化を打ち消して、回路への供給電流を一定にすることが
できる。更に、室温が低い場合には、ダイオードＤの順
方向電圧が増加するために、ａ点の電位VaはVa′まで低
下する。

第５図は、火災などにより周囲温度が温度が上昇した
場合の、a,b点の電位変化を示している。つまり、室温
が低い場合に基準電圧をVaからVa′まで下げることによ
り、熱感知器本体の熱吸収による作動までの時間の遅れ
をなくしている。

尚、本実施例では、比較回路ハにPNP型のトランジス
タを用いて、ダイオードＤおよびサーミスタTHを接続点
に対して電源電圧Vcc側に設けているが、このような構
成に限られず、例えばNPN型トランジスタを使用して、
ダイオードＤおよびサーミスタTHを接地電位側に設けた
構成も可能である。

また、本実施例では、上記第１の考案の実施例と同様
に、サーミスタTHが熱感知器の外気に接する部分に設け
られ、他の回路部は熱感知器内部に設けられているの
で、火災などによりサーミスタTHの温度が急激に上昇し
ても、ダイオードＤはすぐに温度上昇しない構造となっ
ている。

更に、上記第１及び第２の考案では、温度補償用の素
子としてダイオードを使用しているが、このような例に
限らず、例えばトランジスタのベース・エミッタ間の温
度特性を利用したり、あるいはサーミスタなどを使用す
ることも可能である。

［考案の効果］第１の考案では、室温が低い場合でも作動時間に遅れ
を生じることがなく、規格に対しての差動時間の余裕が
増し、設計が容易になるとともに、信頼性が高くなる。

第２の考案では、室温が低い場合でも作動時間に遅れ
を生じることがない。また、周囲温度の変化に対する回
路電流の変動が軽減されるとともに、回路電流を低減で
きる定温式熱感知器が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の考案の実施例の回路図、第２図はその動
作特性図、第３図は第２の考案の実施例の回路図、第４
図および第５図はその電流特性図および動作特性図、第
６図は従来の作動試験時の動作特性図、第７図は従来の
定温式熱感知器の回路図、第８図および第９図はその動
作特性図および電流特性図である。［符号の説明］イ…第１の直列回路ロ…第２の直列回路ハ…比較回路 TH…サーミスタＤ…ダイオード a,b…接続点 Va、Va′…基準電圧 i1…電流（第１の直列回路） i2…電流（比較回路） i3…電流（第２の直列回路） Q1,Q2…第１、第２のスイッチング手段 R1,R2…第１の直列回路を構成する抵抗 R6…第２の直列回路を構成する抵抗 Va…基準電圧 Vb…検知点電圧

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】抵抗同士を直列接続した接続点の電圧を基
準電圧とした第１の直列回路と、抵抗とサーミスタを直
列に接続するとともに、その接続点の電圧を検知点電圧
とした第２の直列回路とを並列に接続して熱検知回路を
構成し、この熱検知回路に電源回路より一定の電圧を供給したと
きに、上記基準電圧と検知点電圧の各々レベルを、比較
回路で比較判別して、警報信号を出力する構成にした熱
感知器において、上記第１の直列回路を構成する抵抗のうち、第２の直列
回路のサーミスタに対応したものには、ダイオードを順
方向に付加接続した構成となし、上記比較回路は、上記基準電圧を検知する第１のスイッ
チング手段と、上記検知点電圧を検知する第２のスイッ
チング手段とを組合せ、上記検知点電圧が基準電圧レベ
ルよりも低下したときには、上記第２のスイッチング手
段を作動させて警報信号を出力する構成としている熱感
知器。
【請求項２】抵抗同士を直列接続した接続点の電圧を基
準電圧とした第１の直列回路と、抵抗とサーミスタを直
列に接続するとともに、その接続点の電圧を検知点電圧
とした第２の直列回路とを並列に接続して熱検知回路を
構成し、この熱検知回路に電源回路より一定の電圧を供給したと
きに、上記基準電圧と検知点電圧の各々レベルを、比較
回路で比較判別して、警報信号を出力する構成にした熱
感知器において、上記第２の直列回路は、サーミスタを電源側、抵抗を接
地側に接続して構成されるとともに、上記第１の直列回
路を構成する抵抗のうち、第２の直列回路のサーミスタ
に対応したものには、ダイオードを順方向に付加接続し
た構成となし、上記比較回路は、上記基準電圧を検知する第１のスイッ
チング手段と、上記検知点電圧を検知する第２のスイッ
チング手段とを組合せ、検知点電圧が基準電圧レベルよ
りも高くなったときには、上記第１のスイッチング手段
を作動させて警報信号を出力する構成としている熱感知
器。