JP5022788B2 - Ｃｏ検知装置、複合検知装置及び火災警報装置 - Google Patents

Description

この発明は、集合施設や一般住宅の火災報知器に適用可能なＣＯ検知装置、複合検知装置及び火災警報装置に関する。詳しくは、ＣＯ検知部材を内包する容器と連通する位置に調湿部を備え、容器内の湿度を略一定に保持できるようにするとともに、人体にとって危険な一酸化炭素を早期に正確に検知できるようにしたものである。また、こうしたＣＯ検知機能を有するＣＯ検知部と、煙の進入によって起こる光の乱反射による煙検知部とによる複合検知装置に温度検知装置を更に組み合わせて、誤報の少ない精度の高い火災警報を実現できるようにしたものである。

火災による被害を最小限に抑えるため、オフィスビルや学校等の集合施設では火災報知器の設置が義務化されている。また、一般住宅でも火災報知器の設置の義務化が予定されており、今後、火災報知器の更なる需要が予想される。

従来の火災報知器は、煙センサ又は温度センサにより火災を検知するものが多い。しかし、火災による死亡事故のうち略７０％は、一酸化炭素中毒が原因であるといわれている。これは一酸化炭素が無色無臭であることと、火や煙に比べて回りが早いことに起因するとされる。

このような状況から、近年では、一酸化炭素を検知できる火災報知器も多く開発されている。これらに用いられるＣＯ検知装置には、例えば、半導体ＣＯセンサ、接触燃焼方式ＣＯセンサ、化学電池式ＣＯセンサ等が挙げられる。しかし、これらの検知感度は充分なものであるとはいえず、火災初期時の低濃度の一酸化炭素を安定して検知することが困難であった。更に、検知動作のための消費電力が大きいという問題もあった。

これに関連して、特許文献１に示すような生態模倣センサが開示されている。この生態模倣センサによれば、充分な透光性を有する多孔質のソリッドステート基材と、基材に含浸させた自己再生性の化学センサ試薬からなり、ソリッドステート化学センサシステムに大気中の有毒物質が作用すると、化学センサ試薬の光学密度が変化するものである。このように構成することにより、有毒物質に対する人間の反応を模倣して、人間の血液中に蓄積され易い種々の大気中有毒物質、例えば、一酸化炭素、水銀、エチレンオキシド、揮発性有機物質、硫化水素等を検出できるというものである。

この化学物質である生態模倣センサは、火災初期時の低濃度の一酸化炭素を安定して検知できるという特徴を有している。なお、この生態模倣センサを用いてＣＯセンサを構成する場合は、生態模倣センサの透過率の検知手段として赤外線ダイオードやフォトダイオードが使用されることが多い。

特許第３２９８６３９号公報（第３頁）

ところが、特許文献１のような生態模倣センサは、一酸化炭素のような有毒ガスの他、周辺湿度に影響を受け易いという問題がある。従って、それを火災報知器に適用した場合、周辺環境の状態によっては、正確な一酸化炭素検知ができなくなるおそれがある。

そこで本発明は、上述の問題に鑑み創作されたものであり、人体にとって危険な一酸化炭素を早期に正確に検知できるようにした、ＣＯ検知装置、複合検知装置及び火災警報装置を提供することを目的とする。

この発明に係るＣＯ検知装置は、空気中の一酸化炭素（ＣＯ）を検知するＣＯ検知装置であって、透光性を有する多孔質のソリッドステート基材及び、前記ソリッドステート基材に含浸させた自己再生性の化学センサ試薬からなり、空気中の有毒物質が作用すると、前記化学センサ試薬の光学密度が変化する生態模倣センサを有して、一酸化炭素の濃度に応じて透過率が変化するＣＯ検知部材と、一方の面に外気との通気口を有して、前記ＣＯ検知部材を内包する略透明な容器と、容器と連通する位置に設けられ、前記容器内の湿度を調整する調湿部とを備えることを特徴とするものである。

この発明に係るＣＯ検知装置によれば、ＣＯ検知部材を内包する容器と連通する位置に設けられた調湿部が、容器部内の湿度を調整するようになされる。従って、容器内の湿度を略一定に保持できる。

この発明に係る複合検知装置は、空気中の一酸化炭素を検知するＣＯ検知部と、外周面に遮光可能な間隙を設けられ、当該間隙を介して外気と連通する煙用の容器を有する光学式の煙検知部と、ＣＯ検知部及び煙検知部に光を照射する発光部と、発光部からの光が、前記ＣＯ検知部を透過した光を受光するＣＯ用の受光部と、発光部からの光が、前記煙検知部を透過した光を受光する煙用の受光部とを備え、ＣＯ検知部は、透光性を有する多孔質のソリッドステート基材及び、前記ソリッドステート基材に含浸させた自己再生性の化学センサ試薬からなり、空気中の有毒物質が作用すると、前記化学センサ試薬の光学密度が変化する生態模倣センサを有して、一酸化炭素の濃度に応じて透過率が変化するＣＯ検知部材と、一方の面に外気との通気口を有して、前記ＣＯ検知部材を内包する略透明なＣＯ用の容器と、ＣＯ用の容器と連通する位置に設けられ、前記ＣＯ用の容器内の湿度を調整する調湿部とを有することを特徴とするものである。

この発明に係る複合検知装置によれば、ＣＯ検知部に本発明のＣＯ検知装置が応用されている。従って、ＣＯ検知部の容器内の湿度を略一定に保持できる。

この発明に係る火災警報装置は、一酸化炭素と煙を検知する光学式の複合検知装置と、温度センサによる温度検知装置と、複合検知装置及び温度検知装置の検知結果に基づいて警報処理用の制御信号を出力する制御装置とを備え、複合検知装置は、空気中の一酸化炭素を検知するＣＯ検知部と、外周面に遮光可能な間隙を設けられ、当該間隙を介して外気と連通する煙用の容器を有する煙検知部と、ＣＯ検知部及び煙検知部に光を照射する発光部と、発光部からの光が、前記ＣＯ検知部を透過した光を受光するＣＯ用の受光部と、発光部からの光が、前記煙検知部を透過した光を受光する煙用の受光部とを有し、ＣＯ検知部には、透光性を有する多孔質のソリッドステート基材及び、前記ソリッドステート基材に含浸させた自己再生性の化学センサ試薬からなり、空気中の有毒物質が作用すると、前記化学センサ試薬の光学密度が変化する生態模倣センサを有して、一酸化炭素の濃度に応じて透過率が変化するＣＯ検知部材と、一方の面に外気との通気口を有して、前記ＣＯ検知部材を内包する略透明なＣＯ用の容器と、前記ＣＯ用の容器と連通する位置に設けられ、前記ＣＯ用の容器内の湿度を調整する調湿部とが設けられることを特徴とするものである。

この発明に係る火災警報装置によれば、ＣＯ検知部にこの発明のＣＯ検知装置が応用されている。従って、ＣＯ検知部の容器内の湿度を略一定に保持できる。

この発明に係るＣＯ検知装置によれば、ＣＯ検知部材を内包する容器と連通する位置に調湿部を備え、容器内の湿度を調整するようになされる。この構成により、容器内の湿度を略一定に保持できるので、理想的な湿度環境下のＣＯ検知部材が、安定した一酸化炭素検知を実行し、一酸化炭素の濃度に応じて素早く透過率を変化するようになる。従って、人体にとって危険な一酸化炭素を早期に正確に検知できるようになる。また例えば、ＣＯ検知部材の透過率の検知手段として赤外線ダイオードやフォトダイオードを使用することにより、消費電力の小さいＣＯ検知装置を構成できる。

この発明に係る複合検知装置によれば、ＣＯ検知部に本発明のＣＯ検知装置が応用されている。この構成により、容器内の湿度を略一定に保持できるので、理想的な湿度環境下のＣＯ検知部材が、安定した一酸化炭素検知を実行し、一酸化炭素の濃度に応じて素早く透過率を変化するようになる。従って、人体にとって危険な一酸化炭素を早期に正確に検知できるようになる。また、ＣＯ検知部に加えて煙検知部を備え、一酸化炭素及び煙の検知結果に基づく総合的な判断ができるので、誤報が少ない正確なＣＯ事故告知及び火災告知を実行できる。

この発明に係る火災警報装置によれば、ＣＯ検知部に本発明のＣＯ検知装置が応用されている。この構成により、容器内の湿度を略一定に保持できるので、理想的な湿度環境下のＣＯ検知部材が、安定した一酸化炭素検知を実行し、一酸化炭素の濃度に応じて素早く透過率を変化するようになる。従って、人体にとって危険な一酸化炭素を早期に正確に検知できるようになる。また、ＣＯ検知部と煙検知部とによる複合検知装置に加えて、更に温度検知装置を備え、一酸化炭素、煙及び温度の検知結果に基づく総合的な判断ができるので、誤報が少ない正確な火災告知を実行できる。

続いて、この発明に係るＣＯ検知装置、複合検知装置及び火災警報装置について、図面を参照しながら説明をする。

図１は、本発明に係る第１の実施例としてのＣＯセンサ１０の構成例を示す概略断面図である。図１に示すＣＯセンサ１０は、ＣＯ検知装置の一例を構成し、空気中の一酸化炭素を検知するものである。ＣＯセンサ１０は、生態模倣センサ材１、容器２０、調湿部３０、フィルタ部４０から構成される。

生態模倣センサ材１は、ＣＯ検知部材の一例であり、空気中の一酸化炭素濃度に応じて透過率が変化する化学物質である。生態模倣センサ材１は、単に生態模倣センサとよばれる他、生物模倣センサ、生態疑似センサ、バイオミメティックセンサ等ともよばれ、有毒物質に対する人間の反応、特に血中のヘモグロビンの反応を模倣するようになされている。血中のヘモグロビンは、一酸化炭素に触れると赤色から黒色に変色する。同様に生態模倣センサ材１は、一酸化炭素に触れると変色して透過率が下がる。生態模倣センサ材１は容器２０内に内包される。

容器２０は、ＣＯ用の容器である。容器２０は、透明なプラスチックにより下部側を開口された略直方体の容器形状に構成される。容器２０の上部側には調湿用の孔部２０ｂが複数形成されており、容器２０の下部側は外気との通気口２０ａをなす。通気口２０ａには、保持板２２が配される。

保持板２２は、生態模倣センサ材１を保持するとともに、通気口２０ａを通気可能に閉塞するものである。保持板２２は、例えばプラスチックで板状に構成され、全面に通気用の孔部２２ａを有している。保持板２２は、上部側の面に一対の保持部２２ｂを有し、生態模倣センサ材１を保持する。容器２０の下部側には、ゴムパッキン４を介してフィルタ部４０が連結される。

フィルタ部４０は、容器４１及びフィルタ４２からなり、容器２０内に入る空気を濾過するものである。容器４１は、例えばプラスチックにより、上部側を開口された略直方体の容器形状に構成される。容器４１の下部側には、円形の凸部４１ｃが形成され、この凸部４１ｃの底面部に通気用の孔部４１ａが複数形成される。また、容器４１内の対向する２つの側面には、保持板２２用の突出部４１ｂが形成されている。容器４１内には、フィルタ４２が内包される。

フィルタ４２には、例えば繊維による袋に内包された活性炭が用いられる。フィルタ４２は、孔部４１ａから入った空気のうち、一酸化炭素以外の有害物質、例えばアンモニアや硫化水素等を濾過吸収する。

一方、容器２０の上部側には、調湿部３０が設けられている。調湿部３０は、容器３１、調湿材３２でなり、ゴムパッキン３を介して容器２０に連結される。容器３１は、例えばプラスチックにより、下部側を開口された略直方体の容器形状に構成される。容器３１内は、容器２０の孔部２０ｂを介して容器２０内と連通する。容器３１には、調湿材３２が内包される。

調湿材３２は、容器２０内の湿度を調整するものである。調湿材３２には、例えば紙材による袋に内包された塩化ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩化カルシウム等の潮解性の化学物質が用いられる。使用する生態模倣センサ材１が、湿度略７５％の環境下で最も感度が良好となる性質を有する場合、調湿材３２には例えば塩化ナトリウムが用いられる。塩化ナトリウムは、周囲の湿度を略７５％に保持する性質を有している。以上のようにしてＣＯセンサ１０が構成される。以下で、ＣＯセンサ１０の組立方法について説明をする。

図２は、ＣＯセンサ１０の組立例を示す斜視図である。図２に示すＣＯセンサ１０を組み立てる場合、まずフィルタ部用の容器４１を成形する。容器４１を成形するには、例えばプラスチック樹脂により射出成形をする。このとき、容器４１の上部側の外周に鍔部４１ｅを一体成形するとともに、鍔部４１ｅの外周に連結部４１ｄをここでは４つ一体成形するように金型を構成する。更にここで連結部４１ｄには連結用の孔部を開口するようにする。また同時に、底面に、この例では円形の凸部４１ｃを外側に突出させるようにするとともに、凸部４１ｃの底面部に孔部４１ａを複数開口できるように金型の底部に突起等を複数設けるようにするとよい。容器４１を成形したら開口している側を上にして配置し、中にフィルタ４２を収納する。ここではフィルタ４２として、袋入りの活性炭を使用する。この他、容器４１の底に網を配して、容器４１に活性炭をそのまま収納することもできる。

次に、ゴムパッキン４を準備する。ゴムパッキン４を準備するには、板状のゴム部材から、鍔部４１ｅの内周と略同等の大きさの長方形を切り出し、その中央部に開口部４ａを開口するとよい。ゴムパッキン４が準備できたら、鍔部４１ｅにより生じる段差部４１ｆ上に載せる。

次に、保持板２２を成形する。保持板２２もプラスチック樹脂により射出成形するとよい。このとき、保持板２２の大きさはゴムパッキン４の開口部４ａと略同等に設定する。保持板２２には、貫通する孔部２２ａを一面に開口するとともに、一方の面に、例えば弧状の保持部２２ｂを一対で突出させる。保持板２２を成形したら、保持部２２ｂを上にして容器４１の突出部４１ｂに端部を引っ掛けるように配置する。

保持板２２を突出部４１ｂ上に載せたら、保持板２２上面に生態模倣センサ材１を載せる。このとき、生態模倣センサ材１は、保持部２２ｂの内側に配置する。

次にＣＯ用（生態模倣センサ材１用）の容器２０を成形する。容器２０を成形するには、充分に透過可能な透明なプラスチックを用いて、下部側を開口した直方体形状に射出形成をする。容器２０の上部側の蓋面には、孔部２０ｂをここでは生態模倣センサ材１の配置される位置の外側に複数開口する。またこの例では、容器２０の深さを、生態模倣センサ材１の高さと略同等に設定する。このようにすることにより、容器２０内の生態模倣センサ材１及び保持板２２が上下にずれることを防げる。容器２０を成形できたら、開口された通気口２０ａを下にした状態で、ゴムパッキン４の上に載せる。

容器２０の蓋面の上には、ゴムパッキン３を配置する。ゴムパッキン３を準備するには、板状のゴム部材からゴムパッキン４と略同等の形状を切り出せばよい。ゴムパッキン３の中央部には開口部３ａが開口されている。

次に調湿部用の容器３１を成形する。容器３１を成形するには、容器４１と同様に、例えばプラスチック樹脂により射出成形する。このとき、容器３１の下部側の外周に鍔部３１ｅを一体成形するとともに、鍔部３１ｅの外周に、棒状の連結部３１ｄをここでは４つ一体成形できるように金型を構成する。この連結部３１ｄは、連結部４１ｄの連結用の孔部に嵌合できる大きさ及び形状に設定する。

容器３１を成形したら、内部に調湿材３２を収納した状態で、開口している側を下にしてゴムパッキン３の上に載せる。ここで、容器３１の連結部３１ｄを容器４１の連結部４１ｄの連結用の孔部に嵌合させる。以上のようにして、ＣＯセンサ１０を組み立てることができる。

このように、ＣＯセンサ１０は、連結部３１ｄ及び４１ｄとを嵌合させることにより、ネジ又は接着剤等を用いることなく、互いに係合された状態で固定される。またこのとき、ゴムパッキン３及び４の弾力性により各部材間の連結部が密封されるので、連結部においてＣＯセンサ１０の外側の空間と内側との空間とが遮断される。従って、ＣＯセンサ１０の内側の空間は、孔部４１ａのみにより外側の空間と連通するようになる。次にＣＯセンサ１０の機能例について説明をする。

図３は、ＣＯセンサ１０の機能例（その１）を示す斜視図である。図３に示すＣＯセンサ１０により一酸化炭素を検知する場合、例えば発光部５及び受光部６を用いて、生態模倣センサ材１の透過率を検知する。ここで、発光部５には、例えば赤外線ダイオードが用いられ、受光部６には、例えばフォトダイオードが用いられる。

まず、ＣＯセンサ１０の一方の側方に、ＣＯセンサ１０側に光軸を向けて発光部５を配置するとともに、ＣＯセンサ１０を挟んで発光部５の光軸上に受光部６を配置する。

次に、発光部５から光Ｌ１（２点鎖線）を照射する。照射された光Ｌ１は、生態模倣センサ材１を透過し、光Ｌ２として受光部６に受光される。ここで、この光Ｌ２は、空気中の一酸化炭素濃度が低くて生態模倣センサ材１の透過率が高い場合は大きく、一酸化炭素濃度が高くて生態模倣センサ材１の透過率が低い場合は小さくなる。受光部６には、光Ｌ２の大きさに応じた電流が流れる。この電流を、例えば図示しない制御装置で監視することにより、一酸化炭素検知を検知できる。

図４は、ＣＯセンサ１０の機能例（その２）を示す概略断面図である。図４に示すＣＯセンサ１０の周辺Ｓ１０の空気は、まず、孔部４１ａを通ってフィルタ部４０の容器４１内に入る。容器４１内に入った空気はフィルタ４２を通過して空隙Ｓ４０に入る。ここで、空隙Ｓ４０とは、容器４１内の空間のうち、フィルタ４２により占有された部分以外の空間をさす。

空隙Ｓ４０に入る空気は、フィルタ４２により一酸化炭素以外の有害物質を除去されている。空隙Ｓ４０の空気は、孔部２２ａを通過して容器２０内の空隙Ｓ２０に入る。空隙Ｓ２０は、容器２０内の空間のうち、生態模倣センサ材１により占有された部分以外の空間とする。空隙Ｓ２０の空気は、孔部２０ｂを介して調湿部３０の調湿材３２により湿度を略一定、例えば７５％に保たれる。

ＣＯセンサ１０では、このように空気の経路が構築されているので、空隙Ｓ２０の空気から一酸化炭素以外の有害物質を除去されるとともに、空隙Ｓ２０の空気の湿度が略一定に保たれる。

このようにこの発明に係るＣＯセンサ１０によれば、生態模倣センサ材１を内包する容器２０と連通する位置に調湿部３０を備え、容器２０内の湿度を調整するようになされる。従って、容器２０内の湿度を略一定に保持できるので、理想的な湿度環境下の生態模倣センサ材１が、一酸化炭素の濃度に応じて素早く透過率を変化するようになる。従って、人体にとって危険な一酸化炭素を早期に正確に検知できるようになる。また、生態模倣センサ材１の透過率の検知手段として、赤外線ダイオード（発光部５）やフォトダイオード（受光部６）を使用することにより、従来のものに比べてＣＯセンサ１０の消費電力を削減できる。

また、容器２０の通気口２０ａにフィルタ部４０を備え、容器２０内の空気から一酸化炭素以外の有害物質を除去するようになされる。従って、他の有害物質による生態模倣センサ材１の変色を防ぐことができるので、生態模倣センサ材１による一酸化炭素検知精度を更に向上できる。

更にまた、容器２０の下部側にフィルタ部４０が連結されているので、空気よりも比重の軽い一酸化炭素を、効率よく容器２０内に取り込むことができる。また、容器２０の上部側に調湿部３０が連結されているので、水分を含む空気を容器２０内に下降させ、容器２０内の湿度を効率よく一定に保つことができる。

図５Ａ及びＢは、第２の実施例としての複合センサ５０の構成例を示す斜視図及び側面図である。図５Ａに示す複合センサ５０は、複合検知装置の一例を構成し、一酸化炭素と煙とを検知するものである。

複合センサ５０は、ＣＯセンサ１０、筐体６０、筐体７０、発光部５、受光部６、受光部７（図７参照）、ハーフミラー８、遮光板９（図７参照）を有している。なおここで、第１の実施例と同じ名称及び符号のものは、同じ機能、同じ構造を有するのでその説明を省略する。

図５Ｂに示す筐体６０及び筐体７０は、例えばプラスチックから射出成形され、複合センサ５０の外枠を構成するものである。筐体６０及び筐体７０による複合センサ５０の内側は、空隙Ｓ６０、Ｓ６８、Ｓ６９に略分割されている（図７参照）。このうち空隙Ｓ６０は、煙用の容器部の一例を構成し、外周面に遮光可能な間隙を設けられ、当該間隙を介して外気と連通するようになされる。

図６Ａ及びＢは、筐体６０及び筐体７０の構成例を示す側面図である。まず、図６Ａに示す筐体６０は、上方側の部位であり、蓋部６１、壁部材６６、壁部６８及び壁部６９（図７参照）から構成される。蓋部６１は所定形状の平面板であり、通常は制御部等を有する回路基板に上面を連結される。蓋部６１には、接続端子用の孔部６２（図５Ａ参照）と、回路基板への連結部６３とが設けられる。蓋部６１の下方側には、複数の壁部材６６が連結されている。

壁部材６６は、図７に示すような楔形の断面形状を有している。壁部材６６は、互いに間隙６７を空けて略円形状に配列される。ここで、壁部材６６により略囲繞された略円形の空間は空隙Ｓ６０となる。また、壁部材６６による間隙６７は、空隙Ｓ６０の遮光可能な通気路を構成する。壁部材６６による配列は、ここでは２カ所で分断されている。

壁部材６６の配列の一方の分断カ所には壁部６８が配される。壁部６８は、高さＨ１で断面が所定の形の筒状を有し、上面を蓋部６１に連結されている。壁部６８の内側は空隙Ｓ６８をなす。空隙Ｓ６８には、ＣＯセンサ１０が収納される。また、壁部６８の空隙Ｓ６０側の所定部には、窓部６８ａが開口されている。

壁部材６６の配列の他方の分断カ所には、壁部６９が配される。壁部６９は、高さＨ１で断面が略四角形の筒状を有し、上面を蓋部６１に連結されている。壁部６９の内側は空隙Ｓ６９をなす。空隙Ｓ６９には、受光部７が収納される。更に壁部６９の空隙Ｓ６０に面する所定部には、窓部６９ａが開口されている。

一方、筐体７０は、図６Ｂに示すように底部７１と壁部７２、７８、７９（図７参照）、連結部７４から構成される。底部７１は所定形状の平面板である。底部７１は、空隙Ｓ６０、Ｓ６８、Ｓ６９の底を構成する。底面７１のうち、空隙Ｓ６８のＣＯセンサ１０が配される部位には、ＣＯセンサ１０の凸部４１ｃと略同形状の孔部７１ａが形成されている。ＣＯセンサ１０は、孔部７１ａに凸部４１ｃを嵌合され、筐体７０から孔部４１ａを外側の空間に露出するようになされる。ＣＯセンサ１０は、孔部４１ａから内側の空隙Ｓ４０（図４参照）に外気を取り込む。またここで、孔部７１ａと凸部４１ｃとの隙間から空隙Ｓ６８に光が入らないように、例えば、互いの係合面にネジ溝を形成し、孔部７１ａと凸部４１ｃとを螺合するようにするとよい。底部７１の上方側には、壁部７２、７８、７９が、それぞれ連結される。

壁部７２は、空隙Ｓ６０を略囲繞するように、略円形状に構成される。壁部７２の高さは、筐体７０が筐体６０と連結されたとき、壁部材６６の底面と接する程度の高さに設定される。

壁部７８は、壁部６８の高さＨ１の略２倍の高さＨ２を有し、筐体７０が筐体６０と連結されたとき、その内周面が壁部６８の外周面と接するように形成される。壁部７８の空隙Ｓ６０側の面は、下側から高さＨ１と略同等になされ、その上側は、壁部６８の下側と互い違いに合わせられる。同様に、壁部７９は、筐体７０が筐体６０と連結されたとき、その内周面が壁部６９の外周面と接するように形成され、壁部７９の空隙Ｓ６０側の面は、下側から高さＨ１と略同等になされ、その上側は、壁部６９の下側と互い違いに合わせられる。これにより、空隙Ｓ６８及びＳ６９は、窓部６８ａ及び６９ａのみにより光学的に連通される。

また、上述の筐体６０の外周部には、図示しない３つの被嵌合部が設けられており、筐体７０の対応する部位には、被嵌合部を嵌合する３つの嵌合部７４が設けられている。筐体６０と筐体７０とは、被嵌合部と嵌合部７４とが嵌合されることにより互いに連結される。筐体６０及び筐体７０は、ネジ又は接着剤等を用いることなく、互いに係合された状態で固定される。

図７は、複合センサ５０の構成例及びその機能例を示す図５ＢのＸ１−Ｘ１矢視断面図である。図７に示す筐体６０と筐体７０内の空隙Ｓ６８には、ＣＯセンサ１０、発光部５、受光部６及びハーフミラー８が配置される。発光部５は、発光源の一例を構成し、ＣＯセンサ１０及び煙センサ８０（後述）に光Ｌ１を照射するものである。発光部５には、例えば赤外線ダイオードが用いられる。この例の発光部５は、光Ｌ１の光軸を空間Ｓ６０方向に向けて配置される。ここで図中の２点鎖線は光Ｌ１の光軸を示している。

光Ｌ１の光軸上には、ハーフミラー８が、光軸に対して略４５度に傾斜した状態で配されている。ハーフミラー８は、分光部の一例を構成し、発光部５からの光Ｌ１を、光Ｌ３及び光Ｌ４に分光するものである。ハーフミラー８で正反射した光Ｌ３は、光Ｌ１に対して略９０度に屈曲される。ハーフミラー８を透過した光Ｌ４は、光Ｌ１の光軸上に照射される。

光Ｌ３の光軸上には、ＣＯセンサ１０の生態模倣センサ材１及びＣＯ用の受光部６が配される。受光部６は、受光面を光軸に向けて配置され、生態模倣センサ材１を透過した光Ｌ２を受光するものである。

また、光Ｌ４の光軸上の壁部６８には、窓部６８ａが開口されており、光Ｌ４は窓部６８ａを介して空隙Ｓ６０に照射される。一方、空隙Ｓ６９には、煙用の受光部７が、窓部６９ａに受光面を向けて配置されている。

受光部７は、発光部５からの光Ｌ４が、空隙Ｓ６０内の煙等の粒子Ｋ１により乱反射して発生する光Ｌ４’を窓部６９ａを介して受光する。ここで、空隙Ｓ６０内の内壁は、通常状態における発光部５からの光Ｌ４をできる限り吸収する色（黒色）で構成されている。従って、通常、受光部７には光がほとんど到達しない。しかし、空隙Ｓ６０内に煙の粒子Ｋ１が充満すると、光Ｌ４が乱反射して光Ｌ４’が発生し、受光部７に到達するようになる。

受光部７には、受光部６と略同等のフォトダイオード等が用いられる。こうして空隙Ｓ６０、発光部５、受光部７により、光学式の煙検知部である煙センサ８０が構成される。以上のようにして、ＣＯセンサ１０及び煙センサ８０による複合センサ５０が構成される。以下で、複合センサ５０による一酸化炭素及び煙の検知方法について説明をする。

複合センサ５０を用いて一酸化炭素及び煙の検知をする場合、まず、発光部５により光Ｌ１を照射する。光Ｌ１はハーフミラー８により光Ｌ３及び光Ｌ４に分光される。ハーフミラー８で正反射し、光Ｌ１に対して略９０度に屈曲した光Ｌ３は、生態模倣センサ材１を透過し、その透過率に応じた光Ｌ２となる。光Ｌ２は、受光部６により受光される。ＣＯセンサ１０では、受光部６の出力に基づいて一酸化炭素を検知する。

一方、ハーフミラー８を透過した光Ｌ４は、窓部６８ａを通って空隙Ｓ６０に入る。ここで、空隙Ｓ６０には、間隙６７からの空気（外気）が充満している。しかし、壁部材６６により外からの光は遮断されている。空隙Ｓ６０に入った光Ｌ４は、通常状態においては周辺の壁部材６６にほぼ吸収され、受光部７には光がほとんど到達しない。

例えばここで、空隙Ｓ６０に煙Ｍ１が充満していた場合、光Ｌ４は煙Ｍ１の粒子Ｋ１により乱反射して光Ｌ４’となり、受光部７に到達するようになる。受光部７の出力は、煙Ｍ１の粒子Ｋ１の密度が増大すると、それに略比例して増大するようになる。煙センサ８０では、受光部７の出力に基づいて煙を検知する。

このようにこの発明に係る第２の実施例としての複合センサ５０によれば、この発明のＣＯセンサ１０が応用されている。従って、容器２０内の湿度を略一定に保持できるので、理想的な湿度環境下の生態模倣センサ材１が、一酸化炭素の濃度に応じて素早く透過率を変化するようになる。従って、人体にとって危険な一酸化炭素を早期に正確に検知できるようになる。

また、発光部５からの光軸上にハーフミラー８を備え、発光部５からの光Ｌ１を２つに分光するようになされる。従って、一の発光源に基づいて、一酸化炭素及び煙を検知することができる。従って、複合センサ５０の消費電力を削減できるとともに、複合センサ５０の小型化に貢献できる。

図８は、第３の実施例としての火災報知器１００の構成例を示すブロック図である。図８に示す火災報知器１００は、火災警報装置の一例を構成し、一酸化炭素、煙及び温度を検知し、火災及び一酸化炭素事故等の発生を告知するものである。

火災報知器１００は、複合センサ５０、温度センサ８１、ＣＰＵ９０、ブザー（音声発生部）９１により構成される。ここで、複合センサ５０には、ＣＯセンサ１０及び煙センサ８０が含まれる。なおここで、第１及び第２の実施例と同じ名称及び符号のものは、同じ機能、同じ構造を有するのでその説明を省略する。

ＣＯセンサ１０から出力されるＣＯ検知結果は、信号Ｄ１としてＣＰＵ９０に入力される。同様に、煙センサ８０から出力される煙検知結果は、信号Ｄ２としてＣＰＵ９０に入力され、温度センサ８１から出力される温度検知結果は、信号Ｄ３としてＣＰＵ９０に入力される。

ＣＰＵ９０は、制御装置の一例を構成し、検知結果である信号Ｄ１〜Ｄ３に基づいて制御信号Ｄ４〜Ｄ６を出力する。ＣＰＵ９０は、例えば、複合センサ５０の上面に連結される回路基板上に構成されて、信号Ｄ１〜Ｄ３を監視して統合的な判断を実行する。ＣＰＵ９０は、事前に計測されて蓄積された様々な形態の火災における一酸化炭素濃度のデータ及び、煙濃度、温度の変位データを図示しないメモリ部に記憶している。ＣＰＵ９０は、時間毎の複合センサ５０及び温度センサ８１からの検知結果を分析し、メモリ部に記憶した変位データ及びその他の検知データと照らし合わせ、火災及び一酸化炭素事故等を検出するようになされる。このときＣＰＵ９０は、各センサの検知結果から総合的に判断を実行し、火災ではない別の現象と火災とを見分けるように動作する。

図９は、煙及び濃度の変位データを示す図である。図９に示す図は、横軸に煙出力（煙の量）を、縦軸に温度上昇率（温度偏差）を示したものである。３つの曲線は、各火災タイプにおける煙及び温度の変位データを示している。タイプＣ１の火災は、例えばアルコール火災のように、炎を上げ、煙が小さい火災である。また、タイプＣ２の火災は、例えば木材火災のような、炎を上げ、黒煙が発生する火災である。タイプＣ３の火災は、例えば木材燻焼火災のような、燻って白煙が発生するタイプの火災である。

メモリ部は、これらの火災を検出するため、煙濃度、温度の変位データから設定された閾値として、データＳＸ１及びＳＸ２、ＳＹ１及びＳＹ２を記憶している。ＣＰＵ９０はこれらに基づいて火災検出処理を実行し、例えば、煙出力がデータＳＸ１を越えた場合、温度上昇率がデータＳＹ１を越えた場合及び煙出力がデータＳＸ２を越えるとともに温度上昇率がデータＳＹ２を越えた場合に火災が発生していると判断し、ブザー９１による火災告知を実行する。

ＣＰＵ９０は、火災検出処理により火災が発生したと判断した場合には、信号Ｄ４を例えば反転させ、火災告知用のブザー９１に火災告知として、所定の音色の火災用の警告音を発生させる。もちろんブザー９１に替えて、もしくはブザー９１とともに、火災告知として警告灯を発光させる等してもよい。更にＣＰＵ９０は、火災が発生したと判断した場合には、信号Ｄ６により消火栓９３から消火用の水を噴出させる。ここでメモリ部に信号Ｄ６用の別の閾値を設定し、煙及び温度が非常に多くなった場合にのみ水を噴出させるようにしてもよい。

図１０は、一酸化炭素の検知データ例を示す図である。図１０に示す検知データは、上述の火災のタイプＣ１〜Ｃ３毎に更にタイプを細分化し、それぞれの火災のタイプにおける一酸化炭素の発生量を示した物である。

メモリ部は、これらの様々な火災による低濃度のＣＯ検出用の閾値として例えばデータＳＹ３を記憶している。ところで、一酸化炭素の発生原因は火災によるものに限られず、ガス燃焼器によるもの、石油燃焼器によるもの、排気ガスの外部からの進入によるもの等、様々なものが想定される。メモリ部は、こうした一酸化炭素事故に対応するＣＯ警報器の検知規格データＳＹ４も記憶している。

ＣＰＵ９０は、まずデータＳＹ３に基づいてＣＯ検出処理を実行し、ＣＯセンサ１０によるＣＯの検出結果がデータＳＹ３に達しているか否かを監視する。ＣＯの検出結果がデータＳＹ３に達した場合、ＣＰＵ９０は、煙出力及び温度上昇率を読み出して火災が発生しているか否かを確認する。ここで、火災が発生していないと判断された場合には、火災報知器１００はＣＯ警報器として機能し、ＣＯ警報器規格であるデータＳＹ４に基づいてＣＯ検出処理を実行する。ＣＯ検出処理の結果、一酸化炭素事故が発生していると判断した場合には、ＣＯ事故告知を実行する。

このときＣＰＵ９０は、ブザー９１に信号Ｄ５を出力して、上述の火災用の警報音とは異なる音色のＣＯ用の警告音によりＣＯ事故告知をする。なお、ブザー９１に替えて又はブザー９１とともに、告知手段としての音声発生部を設け、音声合成によるＣＯ事故告知のアナウンスをするようにすることもできる。このようにすると、使用者が火災ではなく一酸化炭素事故が発生していることを確実に認識できるようになる。

また火災報知器１００は、このようにＣＯ警報器として機能している間も、煙出力及び温度上昇率の監視を継続し、火災が発生したと判断された場合には、火災告知を実行する。このような場合は、ブザー９１による火災告知と並行して、音声合成によるＣＯ事故告知を実行するようにしてもよい。また勿論、火災告知においても、音声発生部によるアナウンスを実行するようにしてもよい。また、上述のような火災発生時においても、ＣＯ検出処理を継続することは勿論である。

加えて、こうしたＣＰＵ９０による火災検出処理及びＣＯ検出処理の閾値、データＳＸ１及びＳＸ２、ＳＹ１〜ＳＹ３等は、火災報知器１００の設置環境に応じて変更することもできる。

このように、この発明の第３の実施例に係る火災報知器１００によれば、この発明のＣＯセンサ１０を応用している。従って、容器２０内の湿度を略一定に保持できるので、理想的な湿度環境下の生態模倣センサ材１が、一酸化炭素の濃度に応じて素早く透過率を変化するようになる。従って、一酸化炭素が発生した場合に、早期に且つ正確に警報動作を実行できるようになる。

また、ＣＰＵ９０が、信号Ｄ４〜Ｄ６に基づいた総合的な判断を実行できるので、あらゆるタイプの火災又は事故に対して警報を発することができる。例えば、木材の燻焼火災のように、煙が多いが、温度は上昇しないタイプの火災や、木材発火火災のように、煙は少ないが、温度が上昇するタイプの火災や、煙及び温度の変化はほとんどないが、一酸化炭素が発生するタイプの火災又は事故のいずれをも検出することができる。

本発明は、集合施設や一般住宅の火災報知器に適用して極めて好適である。

第１の実施例としてのＣＯセンサ１０の構成例を示す概略断面図である。 ＣＯセンサ１０の組立例を示す斜視図である。 ＣＯセンサ１０の機能例（その１）を示す斜視図である。 ＣＯセンサ１０の機能例（その２）を示す概略断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第２の実施例としての複合センサ５０の構成例を示す斜視図及び側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、筐体６０及び筐体７０の構成例を示す側面図である。 複合センサ５０の構成例及びその機能例を示すＸ１−Ｘ１矢視断面図である。 第３の実施例としての火災報知器１００の構成例を示すブロック図である。 煙及び温度の変位データ例を示す図である。 一酸化炭素の検知データ例を示す図である。

符号の説明

１・・・生態模倣センサ材、３，４・・・ゴムパッキン、５・・・発光部、６，７・・・受光部、１０・・・ＣＯセンサ、２０・・・容器、３０・・・調湿部、４０・・・フィルタ部、５０・・・複合センサ、６０，７０・・・筐体、８０・・・煙センサ、９０・・・ＣＰＵ、９１・・・ブザー、１００・・・火災報知器

Claims (7)

1. 空気中の一酸化炭素（ＣＯ）を検知するＣＯ検知装置であって、
   透光性を有する多孔質のソリッドステート基材及び、前記ソリッドステート基材に含浸させた自己再生性の化学センサ試薬からなり、空気中の有毒物質が作用すると、前記化学センサ試薬の光学密度が変化する生態模倣センサを有して、前記一酸化炭素の濃度に応じて透過率が変化するＣＯ検知部材と、
   一方の面に外気との通気口を有して、前記ＣＯ検知部材を内包する略透明な容器と、
   前記容器と連通する位置に設けられ、前記容器内の湿度を調整する調湿部とを備えることを特徴とするＣＯ検知装置。
2. 前記容器の前記通気口には、
   前記容器内へ入る空気を濾過するフィルタ部が設けられることを特徴とする請求項１に記載のＣＯ検知装置。
3. 前記通気口及びフィルタ部は、
   前記容器の下部側に設けられ、
   前記調湿部は、
   前記容器の上部側に設けられることを特徴とする請求項１に記載のＣＯ検知装置。
4. 前記容器の周辺には、
   前記容器に内包される前記ＣＯ検知部材に光を照射する発光部と、
   前記発光部から照射されて前記ＣＯ検知部材を透過した光を受光し、ＣＯの検知結果を出力する受光部とが設けられることを特徴とする請求項１に記載のＣＯ検知装置。
5. 空気中の一酸化炭素を検知するＣＯ検知部と、
   外周面に遮光可能な間隙を設けられ、当該間隙を介して外気と連通する煙用の容器を有する光学式の煙検知部と、
   前記ＣＯ検知部及び煙検知部に光を照射する発光部と、
   前記発光部からの光が、前記ＣＯ検知部を透過した光を受光するＣＯ用の受光部と、
   前記発光部からの光が、前記煙検知部を透過した光を受光する煙用の受光部とを備え、
   前記ＣＯ検知部は、
   透光性を有する多孔質のソリッドステート基材及び、前記ソリッドステート基材に含浸させた自己再生性の化学センサ試薬からなり、空気中の有毒物質が作用すると、前記化学センサ試薬の光学密度が変化する生態模倣センサを有して、前記一酸化炭素の濃度に応じて透過率が変化するＣＯ検知部材と、
   一方の面に外気との通気口を有して、前記ＣＯ検知部材を内包する略透明なＣＯ用の容器と、
   前記ＣＯ用の容器と連通する位置に設けられ、前記ＣＯ用の容器内の湿度を調整する調湿部とを有することを特徴とする複合検知装置。
6. 前記発光部は、
   一の発光源と、
   当該発光源からの光をＣＯ用の光及び煙用の光に分光する分光部とを有することを特徴とする請求項５に記載の複合検知装置。
7. 一酸化炭素と煙を検知する光学式の複合検知装置と、
   温度センサによる温度検知装置と、
   複合検知装置及び温度検知装置の検知結果に基づいて警報処理用の制御信号を出力する制御装置とを備え、
   前記複合検知装置は、
   空気中の一酸化炭素を検知するＣＯ検知部と、
   外周面に遮光可能な間隙を設けられ、当該間隙を介して外気と連通する煙用の容器を有する煙検知部と、
   前記ＣＯ検知部及び煙検知部に光を照射する発光部と、
   前記発光部からの光が、前記ＣＯ検知部を透過した光を受光するＣＯ用の受光部と、
   前記発光部からの光が、前記煙検知部を透過した光を受光する煙用の受光部とを有し、
   前記ＣＯ検知部には、
   透光性を有する多孔質のソリッドステート基材及び、前記ソリッドステート基材に含浸させた自己再生性の化学センサ試薬からなり、空気中の有毒物質が作用すると、前記化学センサ試薬の光学密度が変化する生態模倣センサを有して、前記一酸化炭素の濃度に応じて透過率が変化するＣＯ検知部材と、
   一方の面に外気との通気口を有して、前記ＣＯ検知部材を内包する略透明なＣＯ用の容器と、
   前記ＣＯ用の容器と連通する位置に設けられ、前記ＣＯ用の容器内の湿度を調整する調湿部とが設けられることを特徴とする火災警報装置。

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