JP2988681B2 - 火災感知装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、建屋内における火災の発生を感知する等の
火災感知装置に関する。

［従来の技術］ 建屋内の火災感知装置としては、建屋内のある位置に
配置される主装置と、建屋内の他の位置に配置されるセ
ンサ装置と、主装置とセンサ装置との間で電力や制御信
号を伝送する伝送路とを備えることを必要としている。

［発明が解決しようとする課題］ 然しながら、従来の火災感知装置では、伝送路として
有線を用いている。このため、建屋内の壁内、天井裏に
伝送路を配線する必要があり、施工煩雑である。

又、センサ装置は、天井面材の中央部等の局部に配置
したバイメタル式感熱スイッチ等にて火災の有無を感知
するものであり、感知スイッチにて感知される監視可能
範囲が比較的狭い。

本発明は、センサ装置の感知結果をワイヤレスにて受
信でき、かつセンサ装置にて確実に感知できる監視範囲
を広くとることができる火災感知装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 請求項１に記載の本発明は、主装置と、主装置から離
隔した建屋の特定位置に配置されるセンサ装置とからな
る火災感知装置において、主装置は、特定の監視用周波
数信号を発生する信号発生部と、センサ装置からのエコ
ーの有無を検出する検出部と、電磁結合により信号発生
部の発生信号をセンサ装置に送信し、かつセンサ装置か
らのエコーを受信する第１のアンテナと、信号発生部と
検出部のそれぞれを第１のアンテナに切換え接続する切
換スイッチと、切換スイッチを一定の周期で信号発生部
と検出部のそれぞれの側に切換える制御部と、検出部の
検出結果を表示する表示部とを有して構成され、センサ
装置は、低融点材料から形成される閉回路と、該閉回路
内に設けられ、電磁結合により、信号発生部からの監視
用周波数信号を受信し、かつ該信号に共振したエコーを
主装置に送信する第２のアンテナと、信号発生部からの
監視用周波数信号に対応する共振回路とを有して構成さ
れるようにしたものである。

請求項２に記載の本発明は、前記低融点材料から形成
される閉回路が、建屋の構造面材の周縁に沿って取り回
されるようにしたものである。

請求項３に記載の本発明は、前記共振回路が、第２の
アンテナとコンデンサと固体振動子からなるLCX並列共
振回路であるようにしたものである。

請求項４に記載の本発明は、建屋の複数位置のそれぞ
れにセンサ装置が配置されてなる火災感知装置におい
て、主装置の信号発生部は、所定間隔毎に周波数の異な
る監視用周波数信号を順次サイクリックに送出し、各セ
ンサ装置は該周波数信号のいずれか一つに周波数に共振
し、主装置の検出部はセンサ装置が発生するエコーの有
無と該エコーの周波数とから建屋内の各位置における火
災発生の有無を検出するようにしたものである。

［作用］ 請求項１に記載の本発明によれば、下記の作用効果
がある。

低融点材料からなる閉回路が閉じている時、センサ
装置では、共振回路が閉成されているので、第２のアン
テナを介して受信した監視用周波数信号により該共振回
路が共振し、共振電流によるエコーが電磁結合によりワ
イヤレスにて第１のアンテナで受信される。火災発生に
より低融点材料からなる閉回路が溶融して断線すると、
第２のアンテナは切離され、上記エコーは消失する。

そして、第１のアンテナを介して受信される上記エコ
ーは、主装置の検出部へ入力されるので、検出部はこの
エコーの存在の有無から、監視領域での火災発生の有無
を検知できる。

この時、火災発生に伴って溶融する閉回路は、建屋の
特定位置に広く張りめぐらし、その全範囲を監視範囲と
することができる。

即ち、センサ装置の感知結果をワイヤレスにて受信で
き、かつセンサ装置にて確実に感知できる監視範囲を広
くとることができる。

請求項２に記載の本発明によれば、下記の作用効果
がある。

火災発生に伴って溶融する閉回路が、建屋の例えば
天井面材の周縁に沿って取り回される。従って、天井面
材の周縁に沿う範囲、換言すれば監視対象領域となる居
室等の全範囲をセンサ装置にて確実に感知できる監視範
囲とすることができる。

請求項３に記載の本発明によれば、下記の作用効果
がある。

監視用周波数信号に対するエコーを、LCX並列共振
回路で発生させたことにより、エコーの減衰がゆるやか
となり、結果として同時間経過後のエコーレベルが大き
くなって検知距離を伸ばすことができ、ひいては主装置
とセンサ装置の間のワイヤレス区間を大きくとることが
できる。従って、主装置やセンサ装置の配置場所につい
ての自由度が増すとともに火災感知装置の施工を単純化
できる。

請求項４に記載の本発明によれば、下記の作用効果
がある。

監視対象が複数であって、センサ装置が複数個ある
場合に、各センサ装置が自らに割当てられた周波数で共
振するので、エコーの有無及び周波数から建屋内の各被
監視対象における熱的状態を識別できる。

この時、LCX並列共振回路を用いる場合には、そのＱ
が大きいので、LC並列共振回路を用いる場合に比して、
同じ数のセンサ装置を識別するのに要する周波数幅が狭
くて足りる。従って、多数のセンサ装置に対して１つの
主装置で対応でき、識別能力も向上する。

［実施例］ 第１図は本発明の火災感知装置を示すブロック図、第
２図は火災感知装置を示す電気回路図、第３図は送信波
とエコー波を示す模式図、第４図はエコーの減衰特性を
示す模式図、第５図は建物ユニットにおける主装置とセ
ンサ装置の配置を示す模式図である。

火災感知装置10は、第１図、第２図に示す如く、主装
置20と、主装置20から離隔した建屋の複数の各監視対象
領域に配置されるセンサ装置30（30A、30B、30C…）と
からなる。

主装置20は、信号発生部21と、検出部22と、第１のア
ンテナ23（インダクタンスL1）と、切換えスイッチ24
と、制御部25と、表示部26とを有して構成されている。

信号発生部21は、発振回路を切換えることにより、或
いは周波数変調を行なうことにより異なる周波数f1、f
2、f3…の監視用周波数信号を所定周期で順次かつサイ
クリックに送出する。

検出部22は、センサ装置30からの信号を取込み、信号
増幅等を行なって、エコーの有無を検出する。この時、
検出部22は、エコーの有無及び周波数から各監視対象領
域の火災発生の有無を検出する。

第１のアンテナ23は、例えばループアンテナであり、
電磁結合により信号発生部21の発生信号を送信し、かつ
エコーを受信する。

切換スイッチ24は、信号発生部21と検出部22のそれぞ
れを第１のアンテナ23に切換接続する。

制御部25は、信号発生部21の起動、停止を制御する
他、信号発生部21が監視用周波数信号を送出する度に、
送出後、センサ装置30からのエコーが減衰する直前に切
換スイッチ24を検出部22の側へ切換える。

表示部26は、検出部22の検出結果を、例えば発光素子
の点灯、消灯、又はブザー鳴動にて表示する。

センサ装置30（30A、30B、30C…）は、第２のアンテ
ナ31（インダクタンスL2）と、コンデンサ32（容量C2）
と、水晶振動子33（Ｘ）と、Al線等の低融点材料から形
成される閉回路34とを有して構成されている。

各センサ装置30の第２のアンテナ31は、閉回路34の一
部にて形成され、電磁結合により、主装置20の信号発生
部21からの監視用周波数信号f1、f2、f3…を受信し、そ
れらのいずれか１つの周波数に共振したエコーを送信す
る。

各センサ装置30において、第２のアンテナ31とコンデ
ンサ32と水晶振動子33はLCX並列共振回路を構成し、信
号発生部21が送出する監視用周波数信号の周波数f1、f
2、f3…のいずれか特定の１つに共振するように、L2、C
2、Ｘの値が選定されている。

第３図は、主装置20の信号発生部21が送出する送信波
と、センサ装置30が送信するエコー波とを示している。

尚、火災感知装置10は、複数の第５図に示す如くの建
物ユニット11を相接合した建屋に適用され、監視対象領
域となる各建物ユニット11のそれぞれにセンサ装置30を
設置する。この時、主装置20の第１のアンテナ23は建物
ユニット11の天井面材の外側寄り周縁に沿って取り回さ
れ、センサ装置30の第２のアンテナ31は建物ユニット11
の天井面材の内側寄り周縁に沿って取り回される。

次に、上記火災感知装置10の動作について説明する。

火災感知装置10においては、主装置20の信号発生部21
から周波数f1、f2、f3…fnの監視用周波数信号が所定時
間間隔でサイクリックに送出され、第１のアンテナ23か
ら順次かつサイクリックに発振される。

今、周波数fnで共振するセンサ装置30nを配設した監
視対象領域（建物ユニット11）にて火災が発生し、当該
監視対象領域の閉回路34を構成する低融点材料が溶融し
て断線したとする。この時、火災感知装置10は、下記
（Ａ）、（Ｂ）の如く動作する。

（Ａ）周波数f1、f2、f3…ｆ（ｎ−１）の監視用周波数
信号が信号発生部21から送出されている間 切換スイッチ24が信号発生部21側（接点ａ）に設定さ
れて信号発生部21から第１のスイッチ23に周波数f1、f
2、f3…ｆ（ｎ−１）の電流が流れる。

上記により第１のアンテナ23からの磁束が発生し、
各センサ装置30のうち、閉回路34が閉じ状態にある、セ
ンサ装置30n以外のセンサ装置30が並列共振し、共振電
流が第２のアンテナ31に流れる。

上記の発振終了と同期したタイミングで、切換スイ
ッチ24が検出部22側（接点ｂ）へ切換えられる。

上記により第１のアンテナ23からの磁束が消失し、
第２のアンテナ31からエコー（交番磁束）が発生する。

相互インダクタンスＭを通して、第１のアンテナ23と
第２のアンテナ31とが電磁結合し、第１のアンテナ23に
誘導電流が流れる。

即ち、監視用周波数信号に応答してセンサ装置30に発
生するエコーは電磁結合により第１のアンテナ23で受信
され、この受信信号は切換スイッチ24を通して検出部22
に入力され、ここで増幅処理される。

検出部22は入力された受信エコーの周波数から、この
周波数が割当てられた監視対象領域を判別し、該監視対
象領域における閉回路34の断線の有無、換言すれば火災
発生の有無に関する監視情報を表示部26に表示する。

（Ｂ）周波数fnの監視用周波数信号が信号発生部21から
送出されて第１のアンテナ23から発振される時 センサ装置30n以外のセンサ装置30は、閉回路34が閉
じているので、第１のアンテナ23と第２のアンテナ31と
が電磁結合するが、共振動作を行なわない。

センサ装置30nは、閉回路34が断線して開いているの
で、動作しない。

主装置20の検出部22は監視用周波数信号fnに対する受
信エコーの存在がないことより、この周波数が割当てら
れた監視対象領域を判別し、該監視対象領域における閉
回路34の断線の発生、換言すれば火災発生の情報を表示
部26に表示する。

検出部22での上記信号処理、判別処理が終了するタイ
ミングで、制御部25により切換スイッチ24が信号発生部
21側（接点ａ）で切換えられるとともに、信号発生部21
が周波数f1の監視用周波数信号を送出する。

ところで、LC並列共振回路の共振電流は急速に減衰す
るが、LCX並列共振回路の共振電流は、水晶振動子33が
あるために、第４図（Ａ）に示すように、その減衰が、
LC並列共振回路の場合よりゆるやかになり、受信可能な
臨界レベルへ減衰するまでの時間T0が長くなる。又、LC
X並列共振回路は、そのＱが高いので、共振波形は鋭く
なり、受信したエコーの識別に要する周波数帯域が狭く
て足りるので、異なる周波数域の複数のエコーを混信な
く識別することが容易となる。

次に、火災感知装置10の作用について説明する。

低融点材料からなる閉回路34が閉じている時、センサ
装置30では、第２のアンテナ31とコンデンサ32及び水晶
振動子33からなるLCX並列共振回路が閉成されているの
で、第２のアンテナ31を通して受信した監視用周波数信
号により該LCX並列共振回路が共振し、共振電流による
エコーが電磁結合によりワイヤレスにて第１のアンテナ
23で受信される。火災発生により低融点材料からなる閉
回路34が溶融して断線すると、第２のアンテナ31は切離
され、上記エコーは消失する。

そして、第１のアンテナ23を介して受信される上記エ
コーは、主装置20の検出部22へ入力されるので、検出部
22はこのエコーの存在の有無から、監視領域での火災発
生の有無を検知できる。

この時、火災発生に伴って溶融する閉回路34は、建屋
の特定位置に広く張りめぐらし、その全範囲を監視範囲
とすることができる。

即ち、センサ装置30の感知結果をワイヤレスにて受信
でき、かつセンサ装置30にて確実に感知できる監視範囲
を広くとることができる。

火災発生に伴って溶融する閉回路34が、建屋の天井画
材の周縁に沿って取り回される。従って、天井画材の周
縁に沿う範囲、換言すれば監視対象領域となる居室等の
センサ装置30にて確実に感知できる監視範囲とすること
ができる。

監視用周波数信号に対するエコーを、LCX並列共振回
路で発生させたことにより、エコーの減衰がゆるやかと
なり、結果として同時間経過後のエコーレベルが大きく
なって検知距離を伸ばすことができ、ひいては主装置20
とセンサ装置30の間のワイヤレス区間を大きくとること
ができる。従って、主装置20にセンサ装置30の配置場所
についての自由度が増すとともに、火災感知装置10の施
工を単純化できる。

監視対象が複数であって、センサ装置30が複数個ある
場合に、各センサ装置が自らに割当てられた周波数で共
振するので、エコーの有無、及び周波数から建屋内の各
被監視対象における熱的状態が識別できる。

この時、LCX並列共振回路のＱが大きいので、LC並列
共振回路を用いる場合に比して、同じ数のセンサ装置30
を識別するのに要する周波数幅が狭くて足りる。従っ
て、多数のセンサ装置30に対して１つの主装置20で対応
でき、識別能力も向上する。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、センサ装置の感知効果
をワイヤレスにて受信でき、かつセンサ装置にて確実に
感知できる監視範囲を広くとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の火災感知装置を示すブロック図、第２
図は火災感知装置を示す電気回路図、第３図は送信波と
エコー波を示す模式図、第４図はエコーの減衰特性を示
す模式図、第５図は建物ユニットにおける主装置とセン
サ装置の配置を示す模式図である。 10……火災感知装置、 11……建物ユニット、 12……天井面材、 20……主装置、 21……信号発生部、 22……検出部、 23……第１のアンテナ、 24……切換スイッチ、 25……制御部、 26……表示部、 30……センサ装置、 31……第２のアンテナ、 32……コンデンサ、 33……水晶振動子、 34……閉回路。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】主装置と、主装置から離隔した建屋の特定
   位置に配置されるセンサ装置とからなる火災感知装置に
   おいて、主装置は、特定の監視用周波数信号を発生する
   信号発生部と、センサ装置からのエコーの有無を検出す
   る検出部と、電磁結合により信号発生部の発生信号をセ
   ンサ装置に送信し、かつセンサ装置からエコーを受信す
   る第１のアンテナと、信号発生部と検出部のそれぞれを
   第１のアンテナに切換え接続する切換スイッチと、切換
   スイッチを一定の周期で信号発生部と検出部のそれぞれ
   の側に切換える制御部と、検出部の検出結果を表示する
   表示部とを有して構成され、センサ装置は、低融点材料
   から形成される閉回路と、該閉回路内に設けられ、電磁
   結合により、信号発生部からの監視用周波数信号を受信
   し、かつ該信号に共振したエコーを主装置に送信する第
   ２のアンテナと、信号発生部からの監視用周波数信号に
   対応する共振回路とを有して構成されることを特徴とす
   る火災感知装置。
2. 【請求項２】前記低融点材料から形成される閉回路が、
   建屋の構造面材の周縁に沿って取り回される請求項１記
   載の火災感知装置。
3. 【請求項３】前記共振回路が、第２のアンテナとコンデ
   ンサと固体振動子からなるLCX並列共振回路である請求
   項１又は２記載の火災感知装置。
4. 【請求項４】建屋の複数位置のそれぞれにセンサ装置が
   配置されてなる火災感知装置において、主装置の信号発
   生部は、所定間隔毎に周波数の異なる監視用周波数信号
   を順次サイクリックに送出し、各センサ装置は該周波数
   信号のいずれか一つの周波数に共振し、主装置の検出部
   はセンサ装置が発信するエコーの有無と該エコーの周波
   数とから建屋内の各位置における火災発生の有無を検出
   する請求項１〜３のいずれかに記載の火災感知装置。