JP4810309B2 - 複合型火災警報器 - Google Patents

Description

本発明は、煙を検知する煙検知部と、ＣＯを検知するＣＯ検知部と、前記煙検知部が検知した出力に基づく煙濃度が、火災警報の基準となる警報レベル以上となったときに蓄積時間を計測すると共に、前記蓄積時間が経過する間に前記煙検知部が前記警報レベル以上の煙濃度を継続して検知した場合、前記蓄積時間の経過後に火災警報を発するように制御する制御部と、を備えた複合型火災警報器に関する。

従来、火災警報器において、煙等の検知レベルが予め設定されている警報レベルに達すると蓄積時間を計測し、その計測が終了時点での検知レベルにより警報を発するか否かを判断するシステムが知られていた（例えば特許文献１）。この火災警報器は、煙と温度とを検知する複合型火災警報器である。複合型火災警報器としては、他に、煙と一酸化炭素（ＣＯ）とを検知するものが公知である。

蓄積時間は、火災と非火災とを区別するために設定される。例えば、調理やタバコ等により一時的に発生した煙を火災警報器が検知する場合がある。このとき、一定レベル以上の濃度の煙を検知した時点で火災警報を報知すると誤報となる。このような事態を回避するため、火災警報器が火災警報の基準となる警報レベル以上の濃度の煙等を検知したときであっても、予め設定した時間（蓄積時間）だけ火災警報の報知をしない待機状態を設定する。
通常、調理やタバコ等に起因する煙は一時的なものであるため、蓄積時間が経過する間に煙濃度のレベルは低下する。即ち、一定レベル以上の濃度の煙を検知した場合であっても短時間で煙濃度が低下する場合があるため、蓄積時間を設定しておく。
そして、この蓄積時間を計測する間に警報レベル以上の煙濃度を維持すれば、蓄積時間の計測が終了したときに火災警報を報知する。これにより、誤報を未然に防止できる。

特開平７−１８２５７３号公報

例えば布団等がくすぶる燻焼火災では煙とＣＯが発生しており、不完全燃焼によってＣＯの濃度が急激に増加することがある。仮に、煙濃度が警報レベルに達しており、かつ、蓄積時間を計測しているときにＣＯ濃度が急上昇して確実に火災と判断できる場合であっても、蓄積時間の計測が終了するまで火災警報の報知ができない。そのため、設定した蓄積時間の分だけ火災警報の報知が遅れる。不完全燃焼を伴う火災では、ＣＯ中毒の虞があるため、できるだけ早期に火災警報を報知することが望ましい。

従って、本発明の目的は、誤報を未然に防止でき、かつ、早期に火災警報を報知できる複合型火災警報器を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る複合型火災警報器の第一特徴構成は、煙を検知する煙検知部と、ＣＯを検知するＣＯ検知部と、火災警報を発する警報手段と、前記煙検知部が検知した煙濃度が火災警報の基準となる警報レベル以上となった時点からの時間を計測する時間計測手段と、
前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である時間が所定の蓄積時間を経過したとき、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせる制御部と、を備え、前記制御部は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である時間が前記蓄積時間を経過していなくても、前記ＣＯ検知部が検知したＣＯ濃度が所定濃度以上になると、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせる点にある。

本構成によれば、蓄積時間を設定して誤報を未然に防止できると共に、高ＣＯ濃度で確実に火災と判断できる場合やＣＯ中毒を引き起こす可能性がある場合には、蓄積時間の完了を待つことなく火災警報を発することができる。
従って、本発明では、火災か非火災であるかの判断が難しい場合でも、不完全燃焼に伴う高ＣＯ濃度を検出することで火災と判断し、早期に火災警報を発することが可能となる。

本発明に係る複合型火災警報器の第二特徴構成は、前記時間計測手段は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である状態において前記ＣＯ濃度が所定濃度以上になると、その時点からの時間を別途計測し、前記制御部は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である時間が前記蓄積時間を経過していなくても、前記ＣＯ濃度が継続して前記所定濃度以上である時間が、前記蓄積時間とは異なる所定の第２蓄積時間を経過すると、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせる点にある。

本構成では、蓄積時間が経過する時より早期に火災警報を発する具体的な態様を特定できる。即ち、高ＣＯ濃度が第２蓄積時間の間継続する場合は調理や喫煙によるものではなく、火災によって発生したＣＯであるものと確実に判断することができる。
また、当該第２蓄積時間は、任意の時間を設定することができ、ゼロであってもよい。当該第２蓄積時間をゼロに設定した場合は、蓄積時間の計測中にＣＯ検知部が所定濃度以上のＣＯ濃度を検知すると、直ちに火災警報を発することとなり、より早期な火災警報の発報が実現する。

本発明に係る複合型火災警報器の第三特徴構成は、前記時間計測手段は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である状態において前記ＣＯ濃度が所定の第１ＣＯ濃度以上かつ前記第１ＣＯ濃度より高い所定の第２ＣＯ濃度未満になると、その時点からの時間を別途計測し、前記制御部は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である時間が前記蓄積時間を経過していなくても、前記ＣＯ濃度が継続して前記第１ＣＯ濃度以上かつ前記第２ＣＯ濃度未満である時間が、前記蓄積時間とは異なる所定の第２蓄積時間を経過すると、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせ、前記ＣＯ濃度が前記第２ＣＯ濃度以上になると、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせる点にある。

本構成によれば、蓄積時間の計測中に、ＣＯ濃度が第１ＣＯ濃度以上かつ第２ＣＯ濃度未満であるときには、第２蓄積時間を設定して待機状態とすることができるため誤報を未然に防止できる。一方、ＣＯ濃度が急激に第２ＣＯ濃度以上に上昇すると、第２蓄積時間の経過を待つことなく早期に火災警報を発することができる。
従って、不完全燃焼に伴うＣＯ濃度が急激に上昇し、確実に火災と判断できる場合、又は、ＣＯ中毒を引き起こす可能性が高い場合等の緊急時には、より早期に火災警報を発することが可能となる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示したように、本発明の複合型火災警報器Ｘは、煙を検知する煙検知部１０と、ＣＯを検知するＣＯ検知部２０と、煙検知部１０が検知した出力に基づく煙濃度が、火災警報の基準となる警報レベル以上となったときに蓄積時間を計測すると共に、蓄積時間が経過する間に煙検知部１０が警報レベル以上の煙濃度を継続して検知した場合、蓄積時間の経過後に警報手段４０により火災警報を発するように制御する制御部３０と、を備える。
制御部３０は、蓄積時間の計測中に、ＣＯ検知部２０が検知した出力に基づくＣＯ濃度が所定濃度以上に達すると、蓄積時間が経過する時より早期に火災警報を発する。

（煙検知部）
煙検知部１０は煙感知機能を有する例えば散乱光式煙センサを例示する。散乱光式煙センサは、発光部と受光部（図外）とからなり、発光部からの光が煙粒子にあたると生じる散乱現象を利用し、受光部の受光素子が散乱光を受けて生じる光電流の変化を検出する。

（ＣＯ検知部）
ＣＯ検知部２０は熱線型半導体式センサを例示する。当該熱線型半導体式センサは、例えば、白金・パラジウム・白金−パラジウム合金等の貴金属線材に、酸化インジウム・酸化タングステン・酸化スズ等の金属酸化物を主成分とする金属酸化物半導体を塗布して覆い、乾燥後焼結成型してあるガス感応部を備える。

（制御部）
制御部３０は、例えば以下の処理が実行できるマイコンにより構成される。
制御部３０は、煙検知部１０およびＣＯ検知部２０が検知した各出力に基づき、煙濃度およびＣＯ濃度をそれぞれ算出する濃度算出手段３１を備える。

また、煙濃度において、火災警報の基準となる警報レベルを記憶する記憶手段３２を備える。さらに、煙濃度が警報レベル以上となったときに蓄積時間を計測する時間計測手段３３を備える。蓄積時間は、予め記憶手段３２に記憶しておく。
尚、警報レベルおよび蓄積時間については、複合型火災警報器Ｘの設置場所等に応じて異なる値を設定するようにしてもよい。そのため、設置場所の広さ・温度・湿度などに基づき警報レベル或いは蓄積時間を算出する演算手段３４を備えることが可能である。

蓄積時間は、火災警報器が火災警報の基準となる警報レベル以上の濃度の煙を検知したときであっても、予め設定した時間（蓄積時間）の間は火災警報の報知をしない待機状態とするために設定される。
通常、調理や喫煙等により発生した煙は一時的なものであり、蓄積時間が経過する間に煙濃度のレベルは低下する。そのため、一定濃度レベル以上の濃度の煙を検知した場合であっても、短時間で煙濃度が低下する場合は、蓄積時間を設定しておけば火災警報は報知され難くなり、誤報を未然に防止できる。

制御部３０は、蓄積時間が経過する間に煙検知部１０が警報レベル以上の煙濃度を継続して検知した場合、蓄積時間の経過後に、警報手段４０により火災警報を発するように制御する。
さらに、本発明では、蓄積時間の計測中に、ＣＯ検知部２０が検知した出力に基づくＣＯ濃度が所定濃度以上に達すると、蓄積時間が経過する時より早期に火災警報を発する。ここで、「所定濃度」は、本明細書では、例えば明らかに火災と判断できるＣＯ濃度、又は、ＣＯ中毒を引き起こす可能性のあるＣＯ濃度とする。

本構成であれば、蓄積時間の計測中に検出したＣＯ濃度が所定濃度以上に達すると、蓄積時間が経過する時より早期に火災警報を発するため、蓄積時間を設定して誤報を未然に防止できる構成とすると共に、ＣＯ濃度が高いためにＣＯ中毒を引き起こす可能性がある場合には、蓄積時間の完了を待つことなく早期に火災警報を発することができる。

制御部２０が、蓄積時間が経過する時より早期に火災警報を発する具体的な態様は、以下の通りである。
制御部３０は、蓄積時間の計測中に、ＣＯ濃度が所定濃度以上となったとき蓄積時間と異なる第２蓄積時間を時間計測手段３３により計測する。第２蓄積時間が経過する間にＣＯ検知部２０が所定濃度以上のＣＯ濃度を継続して検知した場合、第２蓄積時間の経過後に火災警報を発する。

第２蓄積時間は、記憶手段３２に記憶しておくか、或いは、演算手段３４によりその都度設定してもよい。
本構成によると、高ＣＯ濃度が第２蓄積時間の間継続する場合は調理や喫煙によるものではなく、火災によって発生したＣＯであるものと確実に判断し、誤報の発生を確実に防ぐことができる。
当該第２蓄積時間は、任意の時間を設定することができ、ゼロであってもよい。当該第２蓄積時間をゼロに設定した場合は、蓄積時間の計測中にＣＯ検知部２０が所定濃度以上のＣＯ濃度を検知すると、直ちに火災警報を発することとなる。

（警報手段）
警報手段４０は、制御部３０によって火災と判断されたとき、制御部３０から警報信号を受け取り、警報音により聴覚的に、或いは、ランプの点滅等により視覚的に火災の発生を報知する。警報手段４０は、スピーカ・警報ランプ等で構成される。

＜火災警報の報知＞
本発明の複合型火災警報器Ｘによる火災警報の報知タイミングを説明する。
図２において煙検知から火災警報の報知に至るまでのフローチャートを示し、図３において、ストーブの転倒などによって綿布団で火災が発生したときの煙濃度およびＣＯ濃度の推移と、複合型火災警報器Ｘによる火災警報の報知タイミングを示した。図３中の時刻ｔ１〜ｔ４において、複合型火災警報器Ｘの動作をそれぞれ以下に説明する。
本実施例では、時刻ｔ１を基点とし、時刻ｔ２〜ｔ４は、時刻ｔ１からの経過時間を示している。また、警報レベルを１０％/ｍ、所定濃度を５０ｐｐｍ、蓄積時間Ｔ１を４０秒と設定する。後述の実施例についても同様とする。

綿布団で火災が発生すると、通常、煙濃度は緩慢に上昇する。一方、不完全燃焼によって高濃度のＣＯが発生する虞があるため、できるだけ早期に火災警報を発することが望まれる。
従来の火災警報器では、蓄積時間Ｔ１が経過したとき（図２：＃２３０）に火災警報を発する。これに対して、本発明の複合型火災警報器Ｘでは、蓄積時間Ｔ１の計測中に検出したＣＯ濃度が所定濃度以上に達すると、蓄積時間Ｔ１が経過する時より早期に火災警報を発することができる。

ｔ１（０秒）：煙濃度が警報レベルである１０％/ｍに達したため、蓄積時間（Ｔ１＝４０秒）の計測を開始する。（図２：＃１００〜＃１２０）
ｔ２（９秒）：ＣＯ濃度が所定濃度である５０ｐｐｍに達したため、第２蓄積時間（Ｔ２＝１０秒）の計測を開始する。（図２：＃１３０〜＃１７０）
ｔ３（１９秒）：第２蓄積時間Ｔ２の計測開始から１０秒が経過し、火災警報を発する。（図２：＃１８０〜＃２２０）
ｔ４（４０秒）：従来の複合型火災警報器では、この時点で火災警報を発することとなる。

本発明の複合型火災警報器Ｘでは、本実施例では従来の複合型火災警報器と比べて２１秒も早期に火災警報を発することができた。従って、火災か非火災であるかの判断が難しい場合でも、誤った火災警報を発することは殆どなく、不完全燃焼に伴う高ＣＯ濃度を検出することで火災と判断して早期に火災警報を発することが可能である。

尚、第２蓄積時間Ｔ２の計測終了時刻が、蓄積時間Ｔ１の計測終了時刻より遅くなる場合がある。このとき、第２蓄積時間Ｔ２の計測中であっても蓄積時間Ｔ１の計測終了時刻に火災警報を発する（図２：＃２４０）。

綿布団の火災のように火災初期に煙濃度が低い火災の他の例として、ゴミ箱火災について説明する。
図４に、木製のゴミ箱で火災が発生したときの煙濃度およびＣＯ濃度の推移と、本発明の複合型火災警報器Ｘによる火災警報の報知タイミングを示した。
木製のゴミ箱がある程度湿った状態で発生した火災は不完全燃焼を起こし易く、ＣＯ濃度が急激に上昇する虞があるため、上述した綿布団で火災と同様に早期に火災警報を発することが望まれる。

ｔ１（０秒）：煙濃度が警報レベルである１０％/ｍに達したため、蓄積時間（Ｔ１＝４０秒）の計測を開始する。
ｔ２（１５秒）：ＣＯ濃度が所定濃度である５０ｐｐｍに達したため、第２蓄積時間（Ｔ２＝１０秒）の計測を開始する。
ｔ３（２５秒）：第２蓄積時間Ｔ２の計測から１０秒が経過し、火災警報を発する。
ｔ４（４０秒）：従来の複合型火災警報器では、この時点で火災警報を発することとなる。
この場合も、本発明の複合型火災警報器Ｘでは、従来の複合型火災警報器と比べて１５秒も早期に火災警報を発することができた。

図５に、ポリプロピレン製のゴミ箱で火災が発生したときの煙濃度およびＣＯ濃度の推移と、本発明の複合型火災警報器Ｘによる火災警報のタイミングを示した。
樹脂製品であるポリプロピレン製のゴミ箱で発生した火災は、木製のゴミ箱での火災に比べて不完全燃焼を起こし易い。よって、木製のゴミ箱の場合と比べてできるだけ早期に火災警報を発する必要がある。そのためには、第２蓄積時間をゼロに設定すればよい。

ｔ１（０秒）：煙濃度が警報レベルである１０％/ｍに達したため、蓄積時間（Ｔ１＝４０秒）の計測を開始する。
ｔ２（９秒）：ＣＯ濃度が所定濃度である５０ｐｐｍに達したため、第２蓄積時間（Ｔ２＝０秒）の計測を開始する。本実施例では第２蓄積時間をゼロと設定した。
ｔ３（９秒）：第２蓄積時間Ｔ２の計測から０秒が経過し、火災警報を発する。
ｔ４（４０秒）：従来の複合型火災警報器では、この時点で火災警報を発することとなる。
これより、本発明の複合型火災警報器Ｘにおいて、本実施例では、ＣＯ濃度が所定濃度を超過した時点で火災警報を発することができるため、従来の複合型火災警報器と比べて３１秒も早期に火災警報を発することができた。

〔別実施の形態〕
上述した実施形態では、蓄積時間の計測中に設定したＣＯ濃度の閾値（所定濃度）が１つである場合について説明した。しかし、これに限らず、ＣＯ濃度の閾値を２つ設定することが可能である。
つまり、ＣＯ濃度が所定濃度以上の範囲において、第１ＣＯ濃度および第２ＣＯ濃度の２つの閾値を設定する。第１ＣＯ濃度は、例えば上述した実施形態における所定濃度と同じ値とすることができ、第２ＣＯ濃度は第１ＣＯ濃度より高いものとする。

即ち、制御部３０は、時間計測手段３３によって蓄積時間を計測中に、ＣＯ濃度が第１ＣＯ濃度以上かつ第２ＣＯ濃度未満となったとき蓄積時間と異なる第２蓄積時間を時間計測手段３３によって計測し、第２蓄積時間が経過する間にＣＯ検知部２０が第１ＣＯ濃度以上かつ第２ＣＯ濃度未満のＣＯ濃度を継続して検知した場合、第２蓄積時間の経過後に火災警報を発し、ＣＯ濃度が第２ＣＯ濃度以上となったとき、火災警報を発する。

これにより、蓄積時間の計測中に、ＣＯ濃度が第１ＣＯ濃度以上かつ第２ＣＯ濃度未満であるときには、第２蓄積時間を設定して待機状態とすることができるため誤報を未然に防止できる。一方、ＣＯ濃度が急激に第２ＣＯ濃度以上に上昇すると、第２蓄積時間の経過を待つことなく早期に火災警報を発することができる。
従って、不完全燃焼に伴うＣＯ濃度が急激に上昇し、確実に火災と判断できる場合、又は、ＣＯ中毒の可能性が高い場合等の緊急時には、より早期に火災警報を発することが可能となる。

本発明は、煙を検知する煙検知部と、ＣＯを検知するＣＯ検知部と、煙検知部が検知した出力に基づく煙濃度が、火災警報の基準となる警報レベル以上となったときに蓄積時間を計測すると共に、蓄積時間が経過する間に前記煙検知部が前記警報レベル以上の煙濃度を継続して検知した場合、前記蓄積時間の経過後に火災警報を発するように制御する制御部と、を備えた複合型火災警報器に利用できる。

本発明の複合型火災警報器の概略図 煙検知から火災警報に至るまでのフローチャート 綿布団で火災が発生したときの煙濃度およびＣＯ濃度の推移と、複合型火災警報器による火災警報の報知タイミングを示した図 木製のゴミ箱で火災が発生したときの煙濃度およびＣＯ濃度の推移と、本発明の複合型火災警報器による火災警報の報知タイミングを示した図 ポリプロピレン製のゴミ箱で火災が発生したときの煙濃度およびＣＯ濃度の推移と、本発明の複合型火災警報器による火災警報のタイミングを示した図

符号の説明

Ｘ 複合型火災警報器
１０ 煙検知部
２０ ＣＯ検知部
３０ 制御部
Ｔ１ 蓄積時間
Ｔ２ 第２蓄積時間

Claims (3)

1. 煙を検知する煙検知部と、
   ＣＯを検知するＣＯ検知部と、
   火災警報を発する警報手段と、
   前記煙検知部が検知した煙濃度が火災警報の基準となる警報レベル以上となった時点からの時間を計測する時間計測手段と、
   前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である時間が所定の蓄積時間を経過したとき、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせる制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である時間が前記蓄積時間を経過していなくても、前記ＣＯ検知部が検知したＣＯ濃度が所定濃度以上になると、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせる複合型火災警報器。
2. 前記時間計測手段は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である状態において前記ＣＯ濃度が所定濃度以上になると、その時点からの時間を別途計測し、
   前記制御部は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である時間が前記蓄積時間を経過していなくても、前記ＣＯ濃度が継続して前記所定濃度以上である時間が、前記蓄積時間とは異なる所定の第２蓄積時間を経過すると、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせる請求項１に記載の複合型火災警報器。
3. 前記時間計測手段は、前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である状態において前記ＣＯ濃度が所定の第１ＣＯ濃度以上かつ前記第１ＣＯ濃度より高い所定の第２ＣＯ濃度未満になると、その時点からの時間を別途計測し、
   前記制御部は、
   前記煙濃度が継続して前記警報レベル以上である時間が前記蓄積時間を経過していなくても、前記ＣＯ濃度が継続して前記第１ＣＯ濃度以上かつ前記第２ＣＯ濃度未満である時間が、前記蓄積時間とは異なる所定の第２蓄積時間を経過すると、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせ、
   前記ＣＯ濃度が前記第２ＣＯ濃度以上になると、前記警報手段を制御して火災警報を発せさせる請求項１に記載の複合型火災警報器。

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