JP3014477B2 - 熱感知器 - Google Patents

熱感知器

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JP3014477B2
JP3014477B2 JP3062512A JP6251291A JP3014477B2 JP 3014477 B2 JP3014477 B2 JP 3014477B2 JP 3062512 A JP3062512 A JP 3062512A JP 6251291 A JP6251291 A JP 6251291A JP 3014477 B2 JP3014477 B2 JP 3014477B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自己診断機能を有する
熱感知器の改良に関し、特に自己診断機能と集熱・感熱
機能とを集約するための電子技術と、この集約化と同時
に複雑だったケ−スフレ−ムをシンプルにするフレ−ム
構造の改良とに関する。
【0002】
【従来の技術】図7に示す実開昭63−118692号
は、熱感知器の経年機能劣化の有無チェック、熱検出動
作の正常チェックのために別装置を不要とする自己診断
手段を熱感知器内に取り付けた。その構造は、感知器の
ケ−スフレ−ム60の前面に突出させた突出フレ−ム6
1に感熱フィン50を被せるとともに該感熱フィンの内
側に沿って感温センサ−70と常用環体ヒ−タ80を取
り付け、目視チェックのために高・低温用の2種類の熱
変色テ−プ81、82を感熱フィン50に貼り付けたも
のである。該環体ヒ−タ80を点検時に発熱させるため
にスイッチ式通電手段90がこれに付設された。
【0003】熱感知器のコストダウンについての技術追
及が全く無いため、自己診断・点検時通電のために備え
るこれらの追加手段80、81、82、90はそのまま
コストアップとなった。金型数、組立数、材料量、部品
数、保管などの多少・大小・難易で大きく左右されるコ
ストに対して、部品の増加を伴う改良にもかかわらずコ
スト削減技術の追及を怠った結果、自己診断手段を内蔵
する反面、コスト高となって熱感知器の一層の普及に必
ずしも役立たない。
【0004】常用環体ヒ−タ80は、プリント・パタ−
ン回路を形成する半導体素子の所要電流ないし電圧と比
べると相当大きいため、機能改良の手段として適切では
なく、電子技術をレベルアップする内容がない。また、
自己診断機能に必要な手段80、90を追加するために
熱感知器の従来構造をそのまま踏襲したため、熱感知器
の材料技術、電子技術さらに動作設計技術に係わる改良
は未着手となり、熱感知器の技術レベルは実質的に変ら
ない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】熱感知器における電子
技術は、ケ−スフレ−ムを可能な限り薄型に誘導する技
術ベ−スとなることを認識し、よりいっそう熱感知に適
したプリント・パタ−ン半導体素子回路の構成を追及す
るとともに自己診断機能の要件を回路構成で組込むこと
によって感知器の電子回路の技術レベルを引き上げる一
方、シンプルなケ−スフレ−ムにより該電子回路を密閉
支持できるようにして熱感知器の機械的構造の改良も行
い、自己診断機能の追加と生産性の増大を両立させ、い
っそうのコストダウンに向けて熱感知器の設計技術水準
を一新する。
【0006】
【課題を解決するための手段】熱感知器に用いる熱検出
素子の近傍に電流を流すことで発熱する発熱素子を設
け、これらの発熱素子と熱検出素子を集積回路内に形成
し、発熱素子を発熱させることで熱検出素子の出力診断
を行えるようにする。
【0007】さらに、熱検出素子として過電流を流すこ
とで発熱する半導体素子を用い、該発熱素子を集積回路
内に形成し、発熱素子に定電流を流す手段と、点検時に
定電流を上回る電流を流す点検手段とを備え、点検手段
の作動により熱検出素子を自己発熱させた後、定電流を
受ける該熱検出素子がその保有熱で所要の出力を出すよ
うにした自己診断手段を設ける。
【0008】
【実施例】図6に示すように、定電流回路14に接続し
た0.6Vのダイオ−ド15について温度変化に対する
電圧変化をトレ−スすると、dV/dT=−2mV/℃
が得られる(図5)。この直線的な変化は熱感知出力と
して、精度的にも熱感知器として利用できる。この例を
以て類似電子素子を調べると、熱的変化が安定して反復
する温度−電気特性を比較的多数のものに認めることが
できるから、条件に応じてこれを集積回路内に形成す
る。反復安定性を示す温度−電気特性の値が小さい場
合、増幅回路と組合せて集積回路内に形成する。
【0009】集積回路の内容は、図4に示すように、熱
感知器がどのような火災感知・警報システムに使われる
かによって決り、例えば、熱検出素子を有する熱検出部
8の出力に対して、監視温度に対応させて定めた基準値
とこの出力とを比較させる比較回路の判断部7、この判
断部7の出力を所要レベルに増幅する増幅部6、そして
これらの回路部に通電するとともに増幅部6のレベルを
チェックしてシステムに信号を送るための制御部5、の
合せて四回路部が一個の集積回路として形成される。一
個のIC回路とすることで、熱検出部8−判断部7−増
幅部6−制御部5に対する熱的影響を一元的に決めたシ
ンプルな回路構成となる。この点は重要である。即ち、
これらの四回路部を独立部品で組合せる従来技術では、
各部で異なる温度影響差の排除のためにそれぞれに温度
補正回路を付加して収容空間の大きな複雑な回路として
きたから、IC回路は従来の電子技術を根本的にレベル
アップする。IC回路を収めるケ−スフレ−ムはこのサ
イズに合せたシンプルな形状で製作される。IC回路の
熱検出部に監視区域の放出熱をキャッチさせるには、小
さくなって熱的容量も大幅に減少したこのIC回路をア
ルミ、銅、セラミックなどの集熱板1に担持させる(図
1)。
【0010】図2は、一個の集積回路3に構成される熱
検出部8−判断部7−増幅部6−制御部5の回路素子配
置パタ−ンを示す。熱検出部8の熱検出素子3aを集積
回路3のほぼ中央に配置し、その周辺に発熱素子3bを
配置し、さらにその周辺に所要の回路素子3cを配置す
る。発熱素子3bの代表例を図6に示す。トランジスタ
11、ダイオ−ド12、抵抗13、発熱体17が集積回
路3中に形成し易い。発熱体17は、面積の大きい電気
導体広面部17aに対して面積を絞るように小面積の電
通路17bを形成するもので、通電により電気導体広面
部17aを設計通りに発熱させることができる。
【0011】図3は別の回路素子配置パタ−ンを示し、
熱検出素子3Aは発熱素子を兼ねる。従って、図2の発
熱素子3bは無く、熱検出素子3Aの周囲は所要の回路
素子3cだけである。図6に、この熱検出素子3Aの一
例を示し、この例は定電流回路14にダイオ−ド15を
接続し、ダイオ−ド15の温度による電圧変化をダイオ
−ド15の入力側に並列接続した負荷16から取り出す
ようにしたものである。
【0012】図4の制御部5には点検手段の点検回路9
を介して上記発熱素子3bの発熱回路10が接続され
る。点検回路9のonにより発熱回路10の発熱素子3
bを所定温度まで発熱させると、発熱素子3bに囲まれ
た熱検出素子3aがその温度で出力動作し、自己診断す
る。また、発熱素子を兼ねる熱検出素子3Aを使った熱
検出部8は、点検回路9のonにより比較的大きな電流
が流れて所定温度まで発熱した後、点検回路9のoff
により通常の定電流が流れる。過電流による発熱を保有
した熱検出素子3Aはその後に通常の定電流を受けて出
力動作し、自己診断する。多数の熱感知器を有するシス
テムの場合、この点検回路9を用いずに、制御部5から
定電流と過電流を供給するようにし、例えば中央からタ
イムシェアリングにより自己診断信号を供給し、該信号
の前半で発熱させ、後半で動作出力させ、この出力を受
信するようにすれば、保守周期毎の自己診断を的確に行
うことができる。
【0013】図1に示す、集積回路3を担持する集熱板
1のアルミ、銅、セラミックについてのテスト結果は、
熱伝導度(cal/cmS℃)約0.05のアルミナ・セラミックで
発報し、0.48の一般セラミックス、0.94の銅、0.54のア
ルミニウムでの発報には設定条件に余裕を持たせること
もできる。集熱板1をケ−スフレ−ム2に溶着で固定す
るとともに、スタッド4aを介して底板4を結合し、ス
タッド4aの突出端に電気接続用のコネクタ金具4bを
取り付けて外部電気回路と集積回路との接続を行う。そ
の他、多様なシステムとの接続に必要な個々の所要回路
素子チップ3dは、集積回路3と組合せるように使用し
てもよい。単室・単重構造となった本発明は、全体の厚
さを1.5cm、幅を10cm四方にする小形・薄型の
熱感知器を作ることが可能となる。
【0014】
【発明の効果】熱感知器にあっては、材料技術の点から
少ない金型数と、少ない部品数で製造できる、突出部分
がなく衝突破損する部分を持たない薄型がその理想であ
って、嵩ばった多分割・多重構造とならざるを得なかっ
た従来の熱感知器技術は一新されなけらばならない。こ
の主要点について、熱検出部と判断・増幅部を集積回路
に構成するとともにこれを集熱板に搭載して集熱・感熱
機能部を集約した本発明の新しい電子技術は、ケ−スフ
レ−ムをも単重・単室構造にまで一挙に合理化し、しか
もどのような雰囲気で使われても劣化しない密封保護機
能を必然的に備える熱感知器の新しい構造となってい
る。電子、プラスチックスなどについての材料的な無駄
の排除と多種金型の排除によるコストダウンは、組立コ
ストをも大幅に減少させ、熱感知器のいっそうの普及の
ために欠かせないコストダウンの途を切開く重要な結果
を収めており、コスト高の原因としないで自己診断機能
を持たせた本発明は、熱感知器のいっそうの普及に貢献
するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる熱感知器の一部断面斜視図。
【図2】本発明における集積回路の回路素子配置パタ−
ンを例示する説明図。
【図3】別の回路素子配置パタ−ンを例示する説明図。
【図4】集積回路の構成例を示す説明図。
【図5】ダイオ−ドの温度−電気特性を示すグラフ。
【図6】発熱素子の四例および熱検出素子の一例を示す
回路素子図。
【図7】従来の自己診断機能付熱感知器の断面図。
【符号の説明】
1 集熱板 2 ケ−スフレ−ム 3 集積回路 3a 熱検出素子 3b 発熱素子 3c 回路素子 3A 発熱素子兼用熱検出素子 4 底板 5 制御部 6 増幅部 7 判断部 8 熱検出部 9 点検回路 10 発熱回路 15 ダイオ−ド 17 発熱体 50 感熱フィン 61 突出フレ−ム 70 感温センサ− 80 環体ヒ−タ 81 熱変色テ−プ 82 熱変色テ−プ 90 スイッチ式通電手段

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 火災により生じる熱を検出する検出素子
    を備えた熱感知器において、前記検出素子の近傍に電流
    を流すことで発熱する発熱素子を設け、少なくとも該発
    熱素子と前記検出素子を集積回路内に形成し、前記発熱
    素子を発熱させて検出素子の診断を行うことを特徴とす
    る熱感知器。
  2. 【請求項2】 火災により生じる熱を検出する検出素子
    を備えた熱感知器において、前記検出素子は過電流を流
    すことで発熱する素子であって、少なくとも該発熱素子
    を集積回路内に形成し、該発熱素子に定電流を流す手段
    と、点検時に前記定電流を上回る電流を流す点検手段を
    備え、該点検手段の作動時に発熱素子の自己加熱を行
    い、点検手段作動後の保有熱で自己診断を行うことを特
    徴とする熱感知器。
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