JP4917444B2 - ガス警報器の点検方法及びガス警報器 - Google Patents

ガス警報器の点検方法及びガス警報器 Download PDF

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Description

本発明は、ガス漏れ警報機能及び不完全燃焼警報機能を併せ持つガス警報器の点検方法とこの点検方法を実施するガス警報器に関する。
従来からガス警報器において用いられていたガスセンサは、専らアルコール類に反応するものが主流であり、センサが正常に作動しているかどうかを点検する際には、簡易的にエタノールをセンサに吹きかけて警報動作が起こるかどうかを確認していた。
しかし、アルコール類に反応するセンサを用いたガス警報器では、調理時に使う酒類やワイン等の飲用アルコール類に反応して警報を誤って出力するケースが散見されたため、アルコール類に反応するものでなく濃度の監視対象となるガスを選択的に検出するセンサを用いるように、傾向がシフトしてきた。
その結果、近年では、ガス警報器用ガスセンサとして、一般的に、アルコール類に対して不感化させた半導体式ガスセンサが用いられている。都市ガス用ガス警報器の場合、都市ガスの主成分であるメタン(CH4 )の濃度を検出してガス漏れ警報を行うのが一般的であり、最近では、燃焼器の不完全燃焼時に発生する一酸化炭素(CO)の濃度を検出する不完全燃焼警報機能を併せ持ったガス警報器が主流となっている。
このようなガス警報器用のガスセンサとしては、メタン(CH4 )及び一酸化炭素(CO)の各ガスの濃度を同時に検出する、図6に示すような構造の半導体式ガスセンサ3が用いられる。半導体式ガスセンサ3は、酸化錫(SnO2 )等の金属酸化物を主体に形成され、ガスが存在した場合に抵抗変化を示す感知素子3aと、白金(Pt)等の金属抵抗体で形成されたコイル等からなり、感知素子3aを加熱するヒータ3bと、ヒータ3bからセンサ外部に導出されたヒータ電極3b1及び3b2と、感知素子3aの抵抗変化をヒータ電極との間で検出するためのセンサ電極3cとを有する。
このような半導体式ガスセンサ3では、ガス検出時のヒータ3bによる感知素子3aの加熱温度とセンサ抵抗との関係が、図7に示すような特性を持っている。図7では、それぞれ、100ppmの一酸化炭素(CO)を含む空気(AIR)、3000ppmのメタン(CH4 )を含む空気および3000ppmの水素(H2 )を含む空気の各雰囲気中における、感知素子3aの加熱温度対センサ抵抗特性が示されている。このような特性を利用することにより、高温側ではメタンガスの濃度を、低温側では一酸化炭素ガスの濃度を、選択的に検出することが可能である。
このように、半導体式ガスセンサ3を用いてメタンガスの濃度を検出する場合は、ヒータ3bにより感知素子3aを約400℃に加温し、一酸化炭素ガスの濃度を検出する場合は、感知素子3aを約100℃の温度に加温しており、それぞれの温度に感知素子3aの温度を安定させるために、ヒータ電圧の高電圧期間や低電圧期間に大体5秒から10秒の時間を要している(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−283583号公報
一方、本出願人は過去に、図7に示すような水素を含む空気の雰囲気中における感知素子3aの加熱温度対センサ抵抗特性を利用して、メタン(CH4 )の検出温度域である高温側と一酸化炭素(CO)の検出温度域である低温側との中間温度域で水素(H2 )を選択的に検出することを、特願2005−247247において提案している。
即ち、図8に示すように、半導体式ガスセンサ3のヒータ電圧とガス検出ポイントのタイミングチャートにおいて、ヒータ3bを400℃に加温する高電圧(HI)から低電圧(LO)にヒータ電圧が切り替わる直前のA部(メタンガス検出ポイント)と、ヒータ3bを100℃に加温する低電圧から高電圧にヒータ電圧が切り替わる直前のB部(一酸化炭素ガス検出ポイント)との間の、ヒータ3bを400℃に加温する高電圧から100℃に加温する低電圧にヒータ電圧が変化するC部(温度変化領域)を用いて、水素ガスの濃度を検出している。言い換えると、高温加熱期間から低温加熱期間への移行により感知素子3aの加熱温度が低下する過渡期間中の、感知素子3aが、点検用ガス中の水素ガスに対して高感度となる温度に加熱される感知素子3aの過渡温度加熱期間における検出ポイント(C部)で、水素ガスの濃度を検出している。
上述のようなガス漏れ及び不完全燃焼警報機能を併せ持つ半導体式ガスセンサ3を用いたガス警報器の動作を点検する場合、ガス漏れ警報機能の点検には、ガス燃焼機器、たとえばガスコンロ等を燃焼させて、その炎の根本部分のガス吹き出し口にセラミックス等の耐熱性材料を吸い口に用いたスポイト等を押し当てて、都市ガスである12Aや13Aを採取して点検用ガスとし、不完全燃焼警報機能の点検には、ガスコンロの炎の内炎部より一酸化炭素を含むガスを採取して点検用ガスとしていた。また、不完全燃焼検知機能の点検に関しては、簡易的にライターの炎の内炎部より一酸化炭素ガスを採取して点検用ガスとすることも行われていた。
しかしながら、上述の点検方法は、ガス漏れ警報機能点検用のガスと不完全燃焼警報機能点検用のガスを別々に採取するという作業をしなければならず、点検作業が面倒であった。
そこで、本発明の目的は、ガス漏れ警報機能及び不完全燃焼警報機能を併せ持つガス警報器における点検作業を簡単に行うことができかつ点検モード中に水素等の雑ガスで誤動作しないガス警報器の点検方法とこの点検方法を実施するガス警報器を提供することにある。
上記目的を達成するためになされた請求項1記載の発明のガス警報器の点検方法は、感知素子3aをヒータ3bにより高低2段階に交互加熱し、前記感知素子3aの高温加熱期間にメタンガス濃度に応じた前記感知素子3aの出力を検出し、検出した前記メタンガス濃度がガス漏れ警報濃度レベルに達した時に、ガス漏れ警報信号を出力するガス漏れ警報機能と、前記感知素子3aの低温加熱期間に一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子3aの出力を検出し、検出した前記一酸化炭素ガス濃度が不完全燃焼警報濃度レベルに達した時に、不完全燃焼警報信号を出力する不完全燃焼警報機能を有するガス警報器の点検方法であって、前記メタンガスの代用となる水素ガスと一酸化炭素ガスとを含む点検用ガスを前記感知素子3aに吹きかけて、前記点検用ガス中の前記一酸化炭素ガスの濃度検出に基づいて前記不完全燃焼警報機能の点検を行うと共に、検出した前記点検用ガス中の一酸化炭素ガス濃度が点検用一酸化炭素ガス警報濃度レベルに達した場合のみ、前記高温加熱期間から低温加熱期間への移行により前記感知素子3aの加熱温度が低下する過渡期間中の、前記点検用ガス中の前記水素ガスに対して高感度となる温度に加熱される前記感知素子3aの過渡温度加熱期間に、前記水素ガスの濃度検出に基づいて前記ガス漏れ警報機能を点検することを特徴とする。
上記目的を達成するためになされた請求項2記載の発明のガス警報器は、図1(A)に基本構成図で示すように、感知素子3aをヒータ3bにより高低2段階に交互加熱し、前記感知素子3aの高温加熱期間にメタンガス濃度に応じた前記感知素子3aの出力を検出し、検出した前記メタンガス濃度がガス漏れ警報濃度レベルに達した時に、ガス漏れ警報信号を出力するガス漏れ警報機能と、前記感知素子3aの低温加熱期間に一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子3aの出力を検出し、検出した前記一酸化炭素ガス濃度が不完全燃焼警報濃度レベルに達した時に、不完全燃焼警報信号を出力する不完全燃焼警報機能を有するガス警報器であって、点検モード時に、前記低温加熱期間に、前記メタンガスの代用となる水素ガスと一酸化炭素ガスとを含む点検用ガス中の前記一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子3aの出力を検出する点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段11Aと、前記点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段11Aが検出した前記一酸化炭素ガス濃度が、点検用一酸化炭素ガス濃度レベルに達した否かを判定する点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記点検用一酸化炭素ガス濃度レベルに達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bが判定した際に、点検用不完全燃焼警報信号を出力させる不完全燃焼警報出力手段11Cと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記点検用一酸化炭素ガス濃度レベルに達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bが判定した場合のみ、前記高温加熱期間から低温加熱期間への移行により前記感知素子3aの加熱温度が低下する過渡期間中の、該感知素子3aが、前記点検用ガス中の前記水素ガスに対して高感度となる温度に加熱される前記感知素子3aの過渡温度加熱期間に、前記水素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出する点検用水素ガス濃度出力検出手段11Dと、前記点検用水素ガス濃度出力検出手段11Dが検出した前記水素ガス濃度が、点検用水素ガス濃度に達した否かを判定する点検用水素ガス濃度判定手段11Eと、前記点検用水素ガス濃度が、前記点検用水素ガス濃度に達したと前記点検用水素ガス濃度判定手段11Eが判定した際に、前記点検用ガス漏れ警報信号を出力させるガス漏れ警報出力手段11Fと、を備えることを特徴とする。
また、請求項3記載の発明は、図1(B)に基本構成図で示すように、感知素子3aをヒータ3bにより高低2段階に交互加熱し、前記感知素子3aの高温加熱期間にメタンガス濃度に応じた前記感知素子3aの出力を検出し、検出した前記メタンガス濃度がガス漏れ警報濃度レベルに達した時に、ガス漏れ警報信号を出力するガス漏れ警報機能と、前記感知素子3aの低温加熱期間に一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子3aの出力を検出し、検出した前記一酸化炭素ガス濃度が不完全燃焼警報濃度レベルにおける低濃度判定点に達した時および高濃度判定点に達した時に、不完全燃焼警報信号を出力する不完全燃焼警報機能を有するガス警報器であって、点検モード時に、前記低温加熱期間に、前記メタンガスの代用となる水素ガスと一酸化炭素ガスとを含む点検用ガス中の前記一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子3aの出力を検出する点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段11Aと、前記点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段11Aが検出した前記一酸化炭素ガス濃度が、点検用一酸化炭素ガス濃度レベルに達した否かを判定する点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおける高濃度判定点に達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bが判定した際に、点検用不完全燃焼警報信号を出力させる不完全燃焼警報出力手段11Cと、前記一酸化炭素ガス濃度が前記点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおける高濃度判定点に達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bが判定した場合のみ、前記高温加熱期間から低温加熱期間への移行により前記感知素子3aの加熱温度が低下する過渡期間中の、該感知素子3aが、前記点検用ガス中の前記水素ガスに対して高感度となる温度に加熱される前記感知素子3aの過渡温度加熱期間に、前記水素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出する点検用水素ガス濃度出力検出手段11Dと、前記点検用水素ガス濃度出力検出手段11Dが検出した前記水素ガス濃度が、点検用水素ガス濃度に達した否かを判定する点検用水素ガス濃度判定手段11Eと、前記点検用水素ガス濃度が、前記点検用水素ガス濃度に達したと前記点検用水素ガス濃度判定手段11Eが判定した際に、前記ガス漏れ警報信号を出力させるガス漏れ警報出力手段11Fと、を備えることを特徴とする。
また、請求項4記載の発明は、請求項2または3に記載のガス警報器において、前記点検用一酸化炭素ガス濃度が前記高濃度判定点に達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bが連続して複数回判定した場合または感知素子3aの高温加熱期間に検出されたメタンガス濃度がガス漏れ警報濃度レベルに達した場合、前記点検用水素ガス濃度出力検出手段11Dの検出動作および点検用水素ガス濃度判定手段11Eの判定動作を行わないことを特徴とする。
また、請求項5記載の発明は、請求項2から4のいずれか1項に記載のガス警報器において、点検モード時に前記不完全燃焼警報出力手段および前記ガス漏れ警報出力手段から出力される警報信号は、通常モード時と形態の異なる警報信号であることを特徴とする。
請求項1および2に記載の発明によれば、1回の点検用ガスの採取で点検作業を行うことができ、従来より簡単になると共に、水素等による雑ガスに対しても誤動作等の心配が無くなる。
請求項3に記載の発明によれば、点検用ガスで発生する高濃度のCOを検出しない限り、H2 側での判定を行うことをしないため、さらに誤作動のおそれが無くなる。なお、点検用のCO+H2 ガスを吹きかけてもCO警報またはCH4 警報が正常に確認できなければ、ガス警報器が異常状態であることが分かり、ガスセンサの交換等の適切な処置をとることができる。
請求項4に記載の発明によれば、点検作業中に高濃度以上のCOが継続して検出された場合や高濃度のCH4 が検出された場合は、通常モード時と同様なCO警報やCH4 警報を発生させるので、安全である。
請求項5に記載の発明によれば、点検モード時の警報と通常モード時の警報を識別することができる。また、点検作業中に高濃度以上のCOが継続して検出された場合や高濃度のCH4 が検出された場合は、点検警報とは形態の異なる本警報を発生させるので、点検作業中でも本警報を確認することができ、安全である。
以下、本発明のガス警報器の実施形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)図2は、本発明のガス警報器の点検方法を実施する点検手段を備えたガス警報器の第1の実施形態の正面図である。本実施形態のガス警報器1は、ガス及び火災監視を行うガス漏れ警報機能及び不完全燃焼警報機能を有する複合型のガス警報器であり、その前面1aに、雰囲気取込孔1cを有する検知部1bと、火災センサによる火災検出時に赤色点灯する火災警報インジケータ1dと、電源オン時に緑色点灯する電源インジケータ1eと、一酸化炭素ガスの濃度が警報濃度レベルに達した時に黄色点滅または点灯する不完全燃焼ガスインジケータ1fと、メタンガスの濃度が警報濃度レベルに達した時に赤色点滅または点灯するガス漏れインジケータ1gと、音声出力用のスピーカ1hとを備えており、また前面1aには、火災センサとして機能するサーミスタ5(図3参照)の感熱部5aが配置されている。
前記検知部1bには、図3にガス警報器1の電気的な概略構成のブロック図で示すように、図6の構成による半導体式ガスセンサ3が収容されている。これら半導体式ガスセンサ3及びサーミスタ5は、火災警報インジケータ1d、電源インジケータ1e、不完全燃焼ガスインジケータ1f、ガス漏れインジケータ1g、及び、スピーカ1hや、このスピーカ1hから出力する音声メッセージが複数格納された音声IC7と共に、これらの動作を制御するマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と略記する。)11のCPU11aに接続されている。
前記マイコン11は、CPU11aの他にRAM11b及びROM11cを有しており、これらRAM11b及びROM11cもCPU11aに接続されている。
前記RAM11bは、各種データ記憶用のデータエリア及び各種処理作業に用いるワークエリアを有しており、ROM11cには、CPU11aに各種処理動作を行わせるための制御プログラムが格納されている。
そして、マイコン11のCPU11aは、ガス警報器1の電源コード(図示せず)がコンセントに接続されて電源が供給され始めると、電源インジケータ1eを緑色で低速点滅させ、その後、予め定められた待機時間(例えば1分)が経過すると電源インジケータ1eを緑色点灯させ、予め定められた点検時間(例えば20分)の間点検モードとなり、点検時間の経過後通常モードに入り、ROM11cに格納されたガス及び火災の監視に関する制御プログラムに従って、ガス及び火災監視モードの処理を実行する。
このガス及び火災監視モードの処理において、マイコン11のCPU11aは、ヒータ3bに対する図8のタイミングチャートのような高電圧(HI)と低電圧(LO)との交互通電により高低2段階に交互加熱されている感知素子3aの、図8中のメタンガス(CH4 )検出ポイント(A部)における抵抗値に応じた半導体式ガスセンサ3の出力が、予め定められたガス漏れ警報濃度レベルに達しているか否かを確認する。
すなわち、CH4 検出ポイント(A部)で検出された半導体式ガスセンサ3の感知素子3aのCH4 抵抗値がガス漏れ警報濃度レベルにおけるCH4 低濃度判定点に達すると(つまり、検出されたCH4 濃度がCH4 低濃度警報判定点に達すると)、ガス漏れインジケータ1gを赤色点滅させる。また、CH4 低濃度判定点を超えて、CH4 低濃度判定点より低く設定されたCH4 高濃度判定点までに達すると(つまり、検出されたCH4 濃度がCH4 高濃度警報判定点に達すると)、ガス漏れインジケータ1gを赤色点滅から赤色点灯へ変えると共に、「ピッピッピッ、ガスが漏れていませんか。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。
同様に、マイコン11のCPU11aは、図8中のB部(一酸化炭素ガス検出ポイント)における感知素子3aの抵抗値に応じた半導体式ガスセンサ3の出力が、不完全燃焼警報濃度レベルに達しているか否かを確認する。
すなわち、CO検出ポイント(B部)で検出された半導体式ガスセンサ3の感知素子3aのCO抵抗値が不完全燃焼警報濃度レベルにおけるCO低濃度判定点に達すると(つまり、検出されたCO濃度がCO低濃度警報判定点に達すると)、不完全燃焼ガスインジケータ1fを黄色点滅させる。また、CO低濃度判定点を超えて、CO低濃度判定点より低く設定されたCO高濃度判定点までに達すると(つまり、検出されたCO濃度がCO高濃度警報判定点に達すると)、不完全燃焼ガスインジケータ1fを黄色点滅から黄色点灯へ変えると共に、「ピッポッピッポッ、空気が汚れて危険です。窓を開けて換気をして下さい。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。
さらに、マイコン11のCPU11aは、サーミスタ5が検知した温度が予め定められた火災警報レベルに達すると、火災警報インジケータ1dを赤色点灯させると共に、「ピーピー、火災警報器が作動しました。確認して下さい。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。
上述のように、ガス警報器は、ガス及び火災監視モード時の動作を行うが、点検モード時には、メタンガスの代用となる水素ガスと一酸化炭素ガスとを含む点検用ガスを感知素子3aに吹きかけてガス漏れ警報機能と不完全燃焼警報機能の動作の点検を行うことを特徴としている。
すなわち、不完全燃焼排ガス中、たとえば上述したライターの炎の内炎部中より採取されるガスには一酸化炭素(CO)と水素(H2 )が含まれており、また、水素(H2 )と都市ガスの主成分であるメタン(CH4 )との検知ポイント及びセンサ抵抗変化特性には相関性があるため、たとえば、ライターの炎の内炎部等から一酸化炭素(CO)と水素(H2 )が含まれたガスを1回の採取作業で点検用ガスとしてスポイト等で採取し、採取した点検用ガスを半導体式ガスセンサ3の感知素子3aに吹きかけて、点検用ガス中のCOで不完全燃焼警報機能の点検を行うと共に、点検用ガス中の水素H2 をメタンに代用してガス漏れ警報機能の点検を行う。
次に、ROM11cに格納された制御プログラムに従いCPU11aが行う点検モード時の処理を、図4のフローチャートを参照して説明する。
ガス警報器1への電源投入(ステップS1)により、マイコン11が起動しプログラムがスタートすると、半導体式ガスセンサ3のヒータ3bに対する図8のタイミングチャートのような高電圧と低電圧との交互通電を開始する。
次に、点検モードになったか否かを判定する(ステップS2)。この判定は、マイコンの起動(電源投入)から例えば1分の待機時間の経過後、例えば20分の点検モードの時間帯が経過したかどうかを判定するものである。そこで、点検モード終了後、次いで待機モードになり、図8の水素(H2 )検出ポイント(C部)での水素(H2 )検出及び判定動作は行なわない(ステップS3)。待機モード中は、上述のガス及び火災監視動作を行う。
点検モードになっていれば、次に、CO検出ポイント(B部)で検出された半導体式ガスセンサ3の感知素子3aのCO抵抗値が点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおけるCO低濃度判定点以下になったか(つまり、検出されたCO濃度がCO低濃度警報判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS4)。この判定は、点検時間内に点検作業者が上述の採取方法にて採取した点検用のCO+H2 ガスを点検用ガスとしてガス警報器1に吹きかけるので、点検用のCO+H2 ガスの吹きかけによって図8のCO検出ポイント(B部)において検出されたCO濃度がCO低濃度警報判定点以上になったかどうかを判定するものである。
検出されたCO抵抗値がCO低濃度判定点以下になったと判定されなければ、次に、図8の水素(H2 )検出ポイント(C部)での水素(H2 )の検出及び判定動作は行なわず(ステップS5)、次いでステップS2に戻る。
検出されたCO抵抗値がCO低濃度判定点以下になったと判定されると、次に、点検用のCO警報を行う(ステップS6)。すなわち、不完全燃焼ガスインジケータ1fを黄色点灯させると共に、「ピッポッピッポッ、空気が汚れて危険です。窓を開けて換気をして下さい。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。
次に、高温加熱期間から低温加熱期間への移行により感知素子3aの加熱温度が低下する過渡期間中の、感知素子3aが、点検用ガス中の水素ガスに対して高感度となる温度に加熱される感知素子3aの過渡温度加熱期間におけるH2 検出ポイント(C部)で検出された半導体式ガスセンサ3の感知素子3aのH2 抵抗値が、H2 点検判定点以下になったか(つまり、検出されたH2 濃度がH2 点検濃度判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS7)。この判定は、点検時間内に点検作業者が上述の採取方法にて採取した点検用のCO+H2 ガスをガス警報器1に吹きかける(H2 ガスは、ガス漏れ警報点検用のメタン(CH4 )ガスの代用とされる。)ので、点検用のCO+H2 ガスの吹きかけによって図8のH2 検出ポイント(C部)において検出されたH2 濃度がH2 点検濃度判定点以上になったかどうかを判定するものである。
検出されたH2 抵抗値がH2 点検判定点以下になったと判定されなければ、次に、ステップS2に戻り、H2 点検判定点以下になったと判定されると、次に、ガス漏れ警報を行う(ステップS8)。すなわち、ガス漏れインジケータ1gを赤色点灯させると共に、「ピッピッピッ、ガスが漏れていませんか。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。ステップS8の終了後は、ステップS2に戻る。
以上の説明から明らかなように、本実施形態のガス警報器1では、図4のフローチャートにおけるステップS4が、請求項中の点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段11Aおよび点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bに対応する処理となっており、このステップS4のYESからステップS6にかけての処理が、請求項中の不完全燃焼警報出力手段11Cに対応する処理となっている。また、図4のフローチャートにおけるステップS7が、請求項中の点検用水素ガス濃度出力検出手段11Dおよび点検用水素ガス濃度判定手段11Eに対応する処理となっており、このステップS7のYESからステップS8にかけての処理が、請求項中のガス漏れ警報出力手段11Fに対応する処理となっている。そして、本発明のガス警報器の点検方法を実施する点検手段は、点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段11A、点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11B、不完全燃焼警報出力手段11C、点検用水素ガス濃度出力検出手段11D、点検用水素ガス濃度判定手段11Eおよびガス漏れ警報出力手段11Fを含んでいる。
以上説明したように第1の実施形態では、CO濃度判定が行われCO濃度が点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおけるCO低濃度判定点以上の場合のみ、H2 検出ポイント(C部)での検出及び判定を実施する。したがって、仮に雑ガスとしてH2 のみガス警報器1に混入した場合は、H2 検出ポイント(C部)での判定は行わない。
以上説明したように、第1の実施形態によれば、1回の点検用ガスの採取で点検作業を行うことができ、従来より簡単になる。
なお、ガス漏れ及び不完全燃焼警報機能を併せ持つ半導体式ガスセンサ3を用いる場合、そのヒータ電圧の制御は、図8に示すように高電圧(HI)−低電圧(LO)の繰り返しを、高電圧(HI)の期間約5秒、低電圧(LO)の期間約10秒〜15秒、トータル約15秒から20秒サイクルで実施している。このサイクル全ての時間帯で、点検用ガスを吹きかければ点検が可能であることが最も望ましい。
しかしながら、簡易的に実施するライターの炎の内炎部分の一酸化炭素(CO)と水素(H2 )は、1.5%と0.7%程度の濃度しかなく、点検用ガス濃度としては非常に薄く、ヒータ電圧サイクルの条件を通常の5秒間高電圧(HI)−15秒間低電圧(LO)で動作させ、CO+H2 ガスで点検を実施すると、図9に示すように、点検用ガスの導入タイミング(ヒータ3bが高電圧(HI)通電になってからの時間)によっては、半導体式ガスセンサ3が反応するH2 濃度が500ppmレベルと低くなる。すなわち、C部を過ぎた直後に点検用のCO+H2 ガスを吹き付けた場合、約20秒後に検出されるH2 濃度が500ppmと非常に低濃度になるため、この500ppmという非常に低濃度に点検用警報判定点を設ける必要があり、雑ガスとしてH2 のみが混入した場合に誤作動等のおそれがあった。
そこで、第1の実施形態では、点検用ガス濃度が非常に低い濃度状態であっても、COガスと同時発生しない限り、H2 側での判定を行うことをしないため、誤作動のおそれが無くなり、CO+H2 ガスで点検を実施する際に誤作動を軽減することができるガス警報器を提供することができる。なお、点検用のCO+H2 ガスを吹きかけてもCO警報またはCH4 警報が正常に確認できなければ、ガス警報器が異常状態であることが分かり、半導体式ガスセンサ3の交換等の適切な処置をとることができる。
(第2の実施形態)通常、CO警報器は、日本ガス機器検査協会の検定規定の関係で、低濃度と高濃度の2段警報方式を実施するが、当然ながら、点検時の特性として非常に高濃度のCOガスに曝されるため、直接2段目警報濃度に達する。そこで第2の実施形態では、点検モード時に、直接半導体式ガスセンサ3のCO検出出力が高濃度判定を行った場合のみ、点検用ガスとみなしてH2 検出ポイント(C部)での判定を行うようにするものである。また、仮に、低濃度のCOが発生後、高濃度に移行する場合や、高濃度のCO濃度が継続的に維持される場合は、点検モード中であっても点検用ガス以外のガスによる本報と考えられるため、H2 検出ポイント(C部)での判定動作をさせない。また、点検モード中であっても、メタン(CH4 )検出ポイント(A部)での判定を行い、高濃度のCH4 が検出された場合は、本警報を行うと共に、H2 検出ポイント(C部)での判定動作を解除する。
図5は、第2の実施形態におけるROM11cに格納された制御プログラムに従いCPU11aが行う点検モード時の処理を示すフローチャートである。
以下、図5のフローチャートを参照しながら第2の実施形態における点検モード時の処理を説明する。
ガス警報器1への電源投入(ステップS11)により、マイコン11が起動しプログラムがスタートすると、半導体式ガスセンサ3のヒータ3bに対する図8のタイミングチャートのような高電圧と低電圧との交互通電を開始する。
次に、点検モードになったか否かを判定し(ステップS12)、点検モードになっていなければ、次いで待機モードになり、図8の水素(H2 )検出ポイント(C部)での水素(H2 )検出及び判定動作は行なわない(ステップS13)。待機モード中は、上述のガス及び火災監視動作を行う。
点検モードになっていれば、次に、CO検出ポイント(B部)で検出された半導体式ガスセンサ3の感知部3aのCO抵抗値が点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおけるCO低濃度判定点以下になったか(つまり、検出されたCO濃度がCO低濃度警報判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS14)。この判定は、点検時間内に点検作業者は、上述の採取方法にて採取した点検用のCO+H2 ガスをガス警報器1に吹きかける(H2 ガスは、ガス漏れ警報点検用のメタン(CH4 )ガスの代用とされる。)ので、点検用のCO+H2 ガスの吹きかけによって図8のCO検出ポイント(B部)において検出されたCO濃度がCO低濃度警報判定点以上になったかどうかを判定するものである。
検出されたCO抵抗値がCO低濃度判定点以下になったと判定されなければ、次に、図8の水素(H2 )検出ポイント(C部)での水素(H2 )検出及び判定動作は行なわず(ステップS15)、次いでステップS12に戻る。
検出されたCO抵抗値が点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおけるCO低濃度判定点以下になったと判定されると、次に、CO抵抗値が点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおけるCO高濃度判定点以下になったか(つまり、検出されたCO濃度がCO高濃度警報判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS16)。
検出されたCO抵抗値がCO高濃度判定点以下になったと判定されなければ、次に、CO低濃度警報を行い、すなわち、不完全燃焼ガスインジケータ1fを黄色点滅させ(ステップS17)、次いでステップS15に進む。
検出されたCO抵抗値がCO高濃度判定点以下になったと判定されると、次に、CO高濃度警報を行う(ステップS18)。すなわち、不完全燃焼ガスインジケータ1fを黄色点滅から黄色点灯へ変えると共に、「ピッポッピッポッ、空気が汚れて危険です。窓を開けて換気をして下さい。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。
次に、H2 検出ポイント(C部)で検出された半導体式ガスセンサ3の感知素子3aのH2 抵抗値が、H2 点検判定点以下になったか(つまり、検出されたH2 濃度がH2 点検濃度判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS19)。この判定は、点検時間内に点検作業者が上述の採取方法にて採取した点検用のCO+H2 ガスをガス警報器1に吹きかける(H2 ガスは、ガス漏れ警報点検用のメタン(CH4 )ガスの代用とされる。)ので、点検用のCO+H2 ガスの吹きかけによって図8のH2 検出ポイント(C部)において検出されたH2 濃度がH2 点検濃度判定点以上になったかどうかを判定するものである。
検出されたH2 抵抗値がH2 点検判定点以下になったと判定されなければ、次に、ステップS12に戻り、H2 点検判定点以下になったと判定されると、次に、ガス漏れ警報を行う(ステップS20)。すなわち、ガス漏れインジケータ1gを赤色点灯させると共に、「ピッピッピッ、ガスが漏れていませんか。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。
次に、複数回(たとえば、3回)連続してCO抵抗値が点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおけるCO高濃度判定点以下になったか(つまり、検出されたCO濃度がCO高濃度警報判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS21)。複数回(たとえば、3回)連続してCO抵抗値がCO高濃度判定点以下になっていれば、次に、次に、H2 検出ポイント(C部)でのガス漏れ警報を解除、すなわち、ガス漏れインジケータ1gを消灯させると共にスピーカ1hの鳴動(音声出力)を停止させる(ステップS22)。
次に、CO抵抗値が通常モード時と同じ不完全警報濃度レベルにおけるCO低濃度判定点以下になったか(つまり、検出されたCO濃度がCO低濃度警報判定点以上になったか)否かを判定し(ステップS23)、CO抵抗値がCO低濃度判定点以下になっていなければ、次に、ステップS12に戻り、CO低濃度判定点以下になっていれば、次に、CO抵抗値が通常モード時と同じ不完全警報濃度レベルにおけるCO高濃度判定点以下になったか(つまり、検出されたCO濃度がCO高濃度警報判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS24)。CO抵抗値がCO高濃度判定点以下になっていなければ、次に、CO低濃度警報を行い(ステップS25)、次いでステップS23に戻る。このCO低濃度警報は、たとえば通常モード時のCO低濃度警報と同様に、不完全燃焼ガスインジケータ1fを黄色点滅させるものである。CO抵抗値がCO高濃度判定点以下になっていれば、次に、CO高濃度警報を行い(ステップS26)、次いでステップS23に戻る。このCO高濃度警報は、たとえば通常モード時のCO高濃度警報と同様に、不完全燃焼ガスインジケータ1fを黄色点灯させると共に、「ピッポッピッポッ、空気が汚れて危険です。窓を開けて換気をして下さい。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。
一方、ステップS21において、複数回(たとえば、3回)連続してCO抵抗値がCO高濃度判定点以下になっていなければ、次に、CH4 検出ポイント(A部)で検出された半導体式ガスセンサ3の感知素子3aのCH4 抵抗値が、CH4 点高濃度判定点以下になったか(つまり、検出されたCH4 濃度がCH4 高濃度判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS27)。この判定は、点検時間内に点検用のCO+H2 ガス以外に高濃度のCH4 ガスが検出されたかどうかを判定するものである。
検出されたCH4 抵抗値が、CH4 点高濃度判定点以下になっていなければ、次にステップS20に戻り、CH4 点高濃度判定点以下になっていれば、次に、H2 検出ポイント(C部)でのガス漏れ警報を解除する(ステップS28)。次に、検出されたCH4 抵抗値が、通常モード時と同じガス漏れ警報濃度レベルにおけるCH4 点低濃度判定点以下になっているか否かを判定し(ステップS29)、CH4 抵抗値がCH4 低濃度判定点以下になっていなければ、次に、ステップS12に戻り、CH4 低濃度判定点以下になっていれば、次に、CH4 抵抗値がガス漏れ警報濃度レベルにおけるCH4 高濃度判定点以下になったか(つまり、検出されたCH4 濃度がCH4 高濃度警報判定点以上になったか)否かを判定する(ステップS30)。CH4 抵抗値がCH4 高濃度判定点以下になっていなければ、次に、CH4 低濃度警報を行い(ステップS31)、次いでステップS29に戻る。このCH4 低濃度警報は、たとえば通常モード時のCH4 低濃度警報と同様に、ガス漏れインジケータ1gを赤色点滅させるものである。CH4 抵抗値がCH4 高濃度判定点以下になっていれば、次に、CH4 高濃度警報を行い(ステップS32)、次いでステップS29に戻る。このCH4 高濃度警報は、たとえば通常モード時のCH4 高濃度警報と同様に、ガス漏れインジケータ1gを赤色点灯させると共に、「ピッピッピッ、ガスが漏れていませんか。」等の音声メッセージを音声IC7から読み出してスピーカ1hにより鳴動(音声出力)させる。
このように、ステップS21〜S32の処理により、点検作業中に、低濃度以上のCOが継続して検出された場合や高濃度のCH4 が検出された場合、水素検出ポイント(C部)でのCH4 警報は行わない。
以上の説明から明らかなように、本実施形態のガス警報器1では、図5のフローチャートにおけるステップS14からステップS16にかけての処理が、請求項中の点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段11Aおよび点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段11Bに対応する処理となっており、ステップS16のYESおよびNOからステップS17およびS18にかけての処理が、請求項中の不完全燃焼警報出力手段11Cに対応する処理となっている。また、図5のフローチャートにおけるステップS19が、請求項中の点検用水素ガス濃度出力検出手段11Dおよび点検用水素ガス濃度判定手段11Eに対応する処理となっており、このステップS19のYESからステップS20にかけての処理が、請求項中のガス漏れ警報出力手段11Fに対応する処理となっている。
以上説明したように第2の実施形態では、CO濃度判定が行われCO濃度がCO高濃度判定点以上の場合のみ、H2 検出ポイント(C部)での判定を実施する。したがって、仮に雑ガスとしてH2 のみガス警報器1に混入した場合は、H2 検出ポイント(C部)での判定は行わない。
このように判定を行うことで、点検用ガス濃度が非常に低い濃度状態であっても、COガスと同時発生しない限り、H2 側での判定を行うことをしないため、誤作動のおそれが無くなる。なお、点検用のCO+H2 ガスを吹きかけてもCO警報またはCH4 警報が正常に確認できなければ、ガス警報器が異常状態であることが分かり、半導体式ガスセンサ3の交換等の適切な処置をとることができる。
さらに、第2の実施形態では、点検作業中に低濃度以上のCOが継続して検出された場合は、COの本警報を発生させ、また点検作業中に高濃度のCH4 が検出された場合は、CH4 の本警報を発生させるので、安全である。
以上の通り、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
たとえば、上述した実施形態のガス警報器1において、点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおけるCO低濃度判定点とCO高濃度判定点は、それぞれ、通常モード時の不完全燃焼警報濃度レベルにおけるCO低濃度判定点とCO高濃度判定点と同じ値にしたり、通常モード時より低い任意の値にしたりすることができる。
また、上述した実施形態のガス警報器1では、点検モード時の不完全燃焼警報信号およびガス漏れ警報信号を、通常モード時と同等にしているが、これに代えて、通常モード時と異なる形態としても良く、たとえば、インジケータの点滅速度等の表示形態を異ならせたり音声メッセージやブザー音等の警報音形態を異ならせたりしても良い。
また、上述した実施形態のガス警報器1では、半導体式ガスセンサ3の出力を警報濃度レベルに到達させる濃度にガス濃度が達した際の警報信号の出力を、インジケータの点灯表示と音声メッセージの鳴動という表示及び音声の両方で行う場合について説明したが、そのどちらか一方で警報信号の出力を行うようにしてもよい。
また、上述した実施形態のガス警報器1では、ガス警報器1の電源コードがコンセントに接続されて電源が供給され始めてから、予め定められた待機時間(例えば1分)が経過した後、通常モード(ガス火災監視モード)に入るまでの、予め定められた点検時間(例えば20分)の点検モードにおいて、点検動作を行う構成について説明したが、通常モード(ガス及び火災監視モード)中に点検ひも(図示せず)を引っ張り操作して簡易点検モードに入った場合に、点検動作が行える構成としてもよい。
(A)および(B)は、本発明のガス警報器の基本構成図である。 本発明の第1の実施形態に係るガス警報器の正面図である。(第1の実施形態) 図2のガス警報器の電気的な概略構成を示すブロック図である。(第1の実施形態) 図3のマイクロコンピュータのROMに格納された制御プログラムに従いCPUが行う点検モード処理を示すフローチャートである。(第1の実施形態) 第2の実施形態における図3のマイクロコンピュータのROMに格納された制御プログラムに従いCPUが行う点検モード処理を示すフローチャートである。(第2の実施形態) 半導体式ガスセンサの概略構成を示す説明図である。 図6に示す半導体式ガスセンサのガス検出時における感知素子の加熱温度とセンサ抵抗との関係を示す特性図である。 図6に示す半導体式ガスセンサのヒーター電圧とガス検出ポイントのタイミングチャートである。 CO+H2 ガスで点検を実施する際の点検用ガスの導入タイミングとH2 ガス濃度値を示す特性図である。
符号の説明
3a 感知素子
3b ヒータ
11A 点検用一酸化炭素ガス濃度検出手段
11B 点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段
11C 不完全燃焼警報出力手段
11D 点検用水素ガス濃度検出手段
11E 点検用水素ガス濃度判定手段
11F ガス漏れ警報出力手段
11 マイクロコンピュータ
11a CPU
11b RAM
11c ROM

Claims (5)

  1. 感知素子をヒータにより高低2段階に交互加熱し、前記感知素子の高温加熱期間にメタンガス濃度に応じた前記感知素子の出力を検出し、検出した前記メタンガス濃度がガス漏れ警報濃度レベルに達した時に、ガス漏れ警報信号を出力するガス漏れ警報機能と、前記感知素子の低温加熱期間に一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出し、検出した前記一酸化炭素ガス濃度が不完全燃焼警報濃度レベルに達した時に、不完全燃焼警報信号を出力する不完全燃焼警報機能を有するガス警報器の点検方法であって
    記メタンガスの代用となる水素ガスと一酸化炭素ガスとを含む点検用ガスを前記感知素子に吹きかけて、前記点検用ガス中の前記一酸化炭素ガスの濃度検出に基づいて前記不完全燃焼警報機能の点検を行うと共に、検出した前記点検用ガス中の一酸化炭素ガス濃度が点検用一酸化炭素ガス警報濃度レベルに達した場合のみ、前記高温加熱期間から低温加熱期間への移行により前記感知素子の加熱温度が低下する過渡期間中の、前記点検用ガス中の前記水素ガスに対して高感度となる温度に加熱される前記感知素子の過渡温度加熱期間に、前記水素ガスの濃度検出に基づいて前記ガス漏れ警報機能を点検することを特徴とするガス警報器の点検方法。
  2. 感知素子をヒータにより高低2段階に交互加熱し、前記感知素子の高温加熱期間にメタンガス濃度に応じた前記感知素子の出力を検出し、検出した前記メタンガス濃度がガス漏れ警報濃度レベルに達した時に、ガス漏れ警報信号を出力するガス漏れ警報機能と、前記感知素子の低温加熱期間に一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出し、検出した前記一酸化炭素ガス濃度が不完全燃焼警報濃度レベルに達した時に、不完全燃焼警報信号を出力する不完全燃焼警報機能を有するガス警報器であって、
    点検モード時に、前記低温加熱期間に、前記メタンガスの代用となる水素ガスと一酸化炭素ガスとを含む点検用ガス中の前記一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出する点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段と、
    前記点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段が検出した前記一酸化炭素ガス濃度が、点検用一酸化炭素ガス濃度レベルに達した否かを判定する点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段と、
    前記一酸化炭素ガス濃度が前記点検用一酸化炭素ガス濃度レベルに達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段が判定した際に、点検用不完全燃焼警報信号を出力させる不完全燃焼警報出力手段と、
    前記一酸化炭素ガス濃度が前記点検用一酸化炭素ガス濃度レベルに達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段が判定した場合のみ、前記高温加熱期間から低温加熱期間への移行により前記感知素子の加熱温度が低下する過渡期間中の、該感知素子が、前記点検用ガス中の前記水素ガスに対して高感度となる温度に加熱される前記感知素子の過渡温度加熱期間に、前記水素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出する点検用水素ガス濃度出力検出手段と、
    前記点検用水素ガス濃度出力検出手段が検出した前記水素ガス濃度が、点検用水素ガス濃度に達した否かを判定する点検用水素ガス濃度判定手段と、
    前記点検用水素ガス濃度が、前記点検用水素ガス濃度に達したと前記点検用水素ガス濃度判定手段が判定した際に、前記点検用ガス漏れ警報信号を出力させるガス漏れ警報出力手段と、
    を備えることを特徴とするガス警報器。
  3. 感知素子をヒータにより高低2段階に交互加熱し、前記感知素子の高温加熱期間にメタンガス濃度に応じた前記感知素子の出力を検出し、検出した前記メタンガス濃度がガス漏れ警報濃度レベルに達した時に、ガス漏れ警報信号を出力するガス漏れ警報機能と、前記感知素子の低温加熱期間に一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出し、検出した前記一酸化炭素ガス濃度が不完全燃焼警報濃度レベルにおける低濃度判定点に達した時および高濃度判定点に達した時に、不完全燃焼警報信号を出力する不完全燃焼警報機能を有するガス警報器であって、
    点検モード時に、前記低温加熱期間に、前記メタンガスの代用となる水素ガスと一酸化炭素ガスとを含む点検用ガス中の前記一酸化炭素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出する点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段と、
    前記点検用一酸化炭素ガス濃度出力検出手段が検出した前記一酸化炭素ガス濃度が、点検用一酸化炭素ガス濃度レベルに達した否かを判定する点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段と、
    前記一酸化炭素ガス濃度が前記点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおける高濃度判定点に達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段が判定した際に、点検用不完全燃焼警報信号を出力させる不完全燃焼警報出力手段と、
    前記一酸化炭素ガス濃度が前記点検用一酸化炭素ガス濃度レベルにおける高濃度判定点に達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段が判定した場合のみ、前記高温加熱期間から低温加熱期間への移行により前記感知素子の加熱温度が低下する過渡期間中の、該感知素子が、前記点検用ガス中の前記水素ガスに対して高感度となる温度に加熱される前記感知素子の過渡温度加熱期間に、前記水素ガスの濃度に応じた前記感知素子の出力を検出する点検用水素ガス濃度出力検出手段と、
    前記点検用水素ガス濃度出力検出手段が検出した前記水素ガス濃度が、点検用水素ガス濃度に達した否かを判定する点検用水素ガス濃度判定手段と、
    前記点検用水素ガス濃度が、前記点検用水素ガス濃度に達したと前記点検用水素ガス濃度判定手段が判定した際に、前記ガス漏れ警報信号を出力させるガス漏れ警報出力手段と、
    を備えることを特徴とするガス警報器。
  4. 請求項2または3に記載のガス警報器において、
    前記点検用一酸化炭素ガス濃度が前記高濃度判定点に達したと前記点検用一酸化炭素ガス濃度判定手段が連続して複数回判定した場合または感知素子の高温加熱期間に検出されたメタンガス濃度がガス漏れ警報濃度レベルに達した場合、前記点検用水素ガス濃度出力検出手段の検出動作および点検用水素ガス濃度判定手段の判定動作を行わないことを特徴とするガス警報器。
  5. 請求項2から4のいずれか1項に記載のガス警報器において、
    点検モード時に前記不完全燃焼警報出力手段および前記ガス漏れ警報出力手段から出力される警報信号は、通常モード時と形態の異なる警報信号であることを特徴とするガス警報器。
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