JP6285696B2 - 中継器 - Google Patents

Description

本発明は、火災報知設備に用いられる中継器に関するものである。

従来の火災報知設備には、中央監視室内に配置された火災受信機から感知器回線としてライン線と、コモン線が配設され、ライン線とコモン線は末端で終端抵抗を介して接続され、ライン線とコモン線にまたがるようにオンオフ型火災感知器が接続されているものがある。このような火災報知設備は、Ｐ型火災報知設備と呼ばれている。Ｐ型火災報知設備のオンオフ型火災感知器は、火災を感知すると感知器回線に火災信号としてライン線とコモン線との間の電圧を低下させて火災電流を流し、火災受信機に火災を通知する。また、通常は末端の終端抵抗により感知器回線には監視電流が流れていて、ライン線またはコモン線が断線すると監視電流が流れなくなる。火災受信機は、感知器回線に流れる電流を火災閾値、断線閾値等の各閾値との比較により、火災あるいは断線の判断をしている（例えば、特許文献１参照）。

近年では、テナントが頻繁に入れ替わり部屋の間仕切りが替わる等のため感知器回線の配線の経路を変更しなければならない、あるいは感知器回線を配線することが困難な場所に火災感知器を設置するために、配線が不要な無線式の火災感知器が要望されている。無線式の火災感知器を用いる場合には、火災感知器が検出した火災を感知器回線に接続された中継器が感知器回線に火災電流を流すことで中継され、Ｐ型火災報知設備の火災受信機に通知される（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−４４７６３号公報 特開２０１０−１６５１４７号公報

しかしながら、従来の中継器では、火災については火災受信機に通知することができたが、中継器が中継する火災感知器の故障や通信の異常については火災受信機に通知することができなかった。

本発明に係る中継器は、火災受信機とコモン線とライン線とからなる一対の感知器回線を介して接続され、監視する火災感知器が火災状態である場合に感知器回線の電流を増加させて火災受信機に火災を通知する中継器であって、火災感知器の異常または火災感知器との接続の異常を監視する異常監視部と、前段の中継器からの異常通知線が接続される入力端子に接続されていて、前段の中継器の異常信号の出力を監視する入力監視部と、後段の中継器への異常通知線が接続される出力端子に接続されていて、入力監視部が前段の中継器の異常出力を検出する、あるいは異常監視部が異常を検出すると異常信号を出力し、それ以外のときには正常信号を出力する異常出力部と、入力監視部が他の中継器の正常信号を検出し、かつ異常監視部が異常を検出しないときに終端部品を感知器回線に接続する終端接続部と、を備えたものである。

本発明に係る中継器は、終端接続部は、異常出力部を兼用するものである。

本発明に係る中継器によれば、火災感知器の故障や火災感知器との通信の異常を火災受信機に通知することができる。特に、同一の感知器回線に複数の中継器が接続される場合において、中継器が異常を通知している状態であっても火災の通知を阻害することがない。

本発明の実施の形態に係る中継器を含む火災報知設備の概略構成例図である。 本発明の実施の形態に係る中継器の変形例を示す概略構成例図である。 本発明の実施の形態に係る中継器の変形例を示す概略構成例図である。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る中継器３０を含む火災報知設備１００の概略構成例図である。火災報知設備１００は、建物（例えば、ホテル、マンションなどの集合住宅、オフィスビル、商業施設など）の各部屋等に設置される無線式の火災感知器４０と、火災感知器４０の検出結果を火災受信機１０に中継する中継器３０とが、感知器回線２０であるコモン線２１およびライン線２２により接続され、末端の中継器３０には終端抵抗５０が接続されて構成されている。

図１において、感知器回線２０上に２台の中継器３０が直列に接続されているが、火災受信機１０に直接接続されている前段の中継器３０を中継器３０−１と称呼し、中継器３０―１を経由して火災受信機１０に接続されている後段を中継器３０−２と称呼する。中継器３０−１と中継器３０−２は、感知器回線２０とは別に、異常通知線２５で接続されている。

なお、同一の感知器回線に接続できる中継器３０は２台に限定されるものではなく、中継器３０−１と中継器３０−２の間に他の中継器３０を直列に接続しても良い。
また、図１には図示していないが、中継器３０が中継を行う火災感知器４０とは別の従来の火災報知設備における感知器回線２０に直接接続されるオンオフ型火災感知器を感知器回線２０に接続しても良い。
また、火災受信機１０から延設される一対の感知器回線２０のみ図示しているが、複数の感知器回線２０を火災受信機から延設するようにしても良い。

火災受信機１０は、従来の火災受信機であり、回線電源部１１、受信抵抗１２および状態判定部１３を備える。回線電源部１１は、図示しない商用電源から供給された交流電圧を電源電圧として例えば直流１２Ｖに変換して介して感知器回線２０に通電し、感知器電源を供給する。ここで、コモン線２１は回線電源部１１のプラス側に接続され、ライン線２２は受信抵抗１２を介して回線電源部１１のマイナス側に接続されている。

受信抵抗１２は、感知器回線２０に回線電源部１１から供給され、コモン線２１、各火災感知器３０および終端抵抗５０、ライン線２２を経由して流れる電流が流れ、両端に電圧（以下、受信電圧と呼ぶ）を発生させ、感知器回線２０に流れる電流を電圧に変換する。

状態判定部１３は、感知器回線２０の平常、火災、断線を判断するための火災閾値および断線閾値を有している。状態判定部１３は、受信抵抗１２で変換された受信電圧を各閾値と比較して、感知器回線２０の状態を判定することで、感知器回線２０が断線したとして異常を検出し、また、中継器３０によって中継される火災感知器４０が検出した火災の通知（信号）を受信して火災を検出する。各閾値は、断線閾値＜火災閾値の関係となっていて、火災閾値以上となる電流が火災電流であり、断線閾値を超えて火災閾値未満となる電流が監視電流である。

火災受信機１０は、火災を検出すると図示しない表示灯およびブザーを制御し、火災の発生を知らせる警報動作を行い、異常を検出すると異常の発生を知らせる警報動作を行う。

中継器３０は、通信部３１、火災監視部３２、火災出力部３３、異常監視部３４、異常出力部３５、入力監視部３６および終端接続部３７を備える。
また、中継器３０は、感知器回線２０等が接続される端子を備える。
以下の説明において便宜上、中継器３０−１と中継器３０−２の各構成にそれぞれ「−１」、「−２」を付与して区別することがある。例えば、中継器３０−１の入力監視部３６を入力監視部３６−１、中継器３０−２の入力監視部３６を３６−２のように称呼する。
また、中継器３０に接続される配線について、火災受信機１０側を１次側と称呼し、反対の末端側を２次側と称呼することがある。

コモン端子Ｃには、コモン線２１が接続され、ライン端子Ｌにはライン線２２が接続される。端子Ｃおよび端子Ｌはそれぞれ２つ用意されており、接続の方向性はないが、１次側の感知器配線２０が接続された方に「Ｉ」を付与してコモン端子ＣＩ、ライン端子ＬＩとし、２次側の感知器配線２０が接続される方に「Ｅ」を付与してコモン端子ＣＥ、ライン端子ＬＥとして区別することがある。

コモン端子ＣＩとコモン端子ＣＥは、コモン中継線３８によって中継器３０の内部で接続されている。ライン端子ＬＩとライン端子ＬＥも同様にライン中継線３９によって接続されている。これにより一次側の感知器回線２０は、中継器３０の内部で二次側の感知器回線２０と接続され、後続の中継器３０やオンオフ型火災感知器も感知器回線２０によって火災受信機１０と接続される。また、末端の中継器３０においては、コモン端子ＣＥに終端抵抗５０の一端を接続する。

通信部３１は、火災感知器４０と無線通信を行って状態情報を収集し、火災感知器４０が火災を検出していないか、また火災感知器４０に異常が発生していないかを収集している。
火災監視部３２は、通信部３１が火災感知器４０から収集した状態情報に火災の情報が含まれていないかを監視し、火災情報が含まれる場合には、火災出力部３３に通知する。
火災出力部３３は、火災感知部３２の通知を受けると、コモン中継線３８とライン中継線３９の間のインピーダンスを低下させコモン中継線３８からライン中継線３９に電流を流す。この電流が、火災電流として感知器回線２０に流れ、火災受信機１０に火災を通知する。

異常監視部３４は、通信部３１が火災感知器４０から収集した状態情報に異常の情報（例えば、電池異常、内部電圧異常、火災検出値異常等）が含まれていないか監視し、異常情報が含まれる場合には、異常出力部３５、終端接続部３７および不図示の表示部に異常を通知する。また、通信部３１と火災感知器４０との通信状態を監視し、ノイズ等の要因による火災感知器４０との通信の途絶や火災感知器４０の故障によって通信ができない等の通信の異常を検出すると異常出力部３５、後述の終端接続部３７および表示部に異常を通知する。
表示部は、それぞれの異常を点灯表示するＬＥＤ、７セグ、液晶パネル等とすることができ、中継器３０においてどのような異常が発生したかを表示するため、作業員が異常の内容を把握することができる。

異常出力部３５は、異常通知線２５が接続される出力端子Ｂに接続されていて、異常監視部３４から異常の通知を受けるあるいは後述する入力監視部３６から異常の通知を受けると、ロー電圧を端子Ｂに出力して後段の中継器３０に異常の発生を通知する。異常出力部３５は、異常監視部３４および入力監視部３６のいずれからも異常の通知を受けていない場合には、ハイ電圧を端子Ｂに出力して後段の中継器３０に正常を通知する。

入力監視部３６は、異常通知線２５が接続される入力端子Ａに接続されていて、中継器３０−２の入力監視部３６−２においては、前段の中継器３０−１の異常出力部３５−１の出力を監視し、ロー電圧を検出すると前段の中継器３０−１から異常の発生を受信したとして異常出力部３５−２および終端接続部３７−２に異常を通知する。
なお、最前段の中継器３０−１においては、コモン端子ＣＩと入力端子Ａを始端線２６で接続して入力監視部３６−１にコモン線２１からハイ電圧を入力し、入力監視部３６−１から異常出力部３５−１および終端接続部３７−１に異常の通知を行わないようにする。入力監視部３６−１には、ハイ電圧が入力されれば良いので、感知器回線２０以外から電源が供給される場合には、その配線のプラス側を入力端子Ａと接続しても良い。

終端接続部３７は、ライン中継線３９と、中継器３０が末端である場合に出力端子ＣＥに接続された終端抵抗５０の他端が接続される終端端子Ｄとに接続されている。終端接続部３７は、リレー、フォトカプラ、トランジスタ回路等のスイッチング手段により、異常監視部３４および入力監視部３６のいずれからも異常の通知を受けていないとき、ライン中継線３９と終端端子Ｄを接続する。つまり、前段の中継器３０および自己のいずれにも異常が発生していないとき、ライン中継線３９と終端端子Ｄを接続し、終端抵抗５０を感知器回線２０に接続する。

次に中継器３０を含む火災報知設備１００の動作について説明する。
中継器３０は、火災感知器４０と無線通信を行い、火災感知器４０の状態情報を収集する。中継器３０−１は、収集した状態情報に異常が含まれず、さらに火災感知器４０との通信に異常が発生していない場合には、中継器３０−２に正常を通知する。中継器３０−２は中継器３０−１から正常を受信し、かつ、収集した状態情報に異常が含まれず、さらに火災感知器４０との通信に異常が発生していない場合には、終端抵抗５０を感知器回線２０に接続する。

このとき、回線電源部１１、中継器３０−１の一次側コモン線２１、コモン中継線３８−１、中継器３０−１の二次側コモン線２１、コモン中継線３８−２、終端抵抗５０、終端接続部３７、ライン中継線３９−２、中継器３０−１の二次側ライン線２２、ライン中継線３９−１、中継器３０−１の一次側ライン線２２、受信抵抗１２、回線電源部１１の順に監視電流が流れ、火災受信機１０が平常と判断する。

中継器３０−２が収集した状態情報に異常が含まれている、あるいは火災感知器４０との通信に異常が発生した場合、つまり中継器３０−２が異常を検出したときには、中継器３０−２は、終端抵抗５０を感知器回線２０から切り離す。そのため、感知器回線２０に監視電流が流れなくなり、火災受信機１０が断線と判断して異常警報を行う。
また、中継器３０−１は、異常を検出したときに中継器３０−２に異常を通知する。
通知を受けた中継器３０−２は、終端抵抗５０を感知器回線２０から切り離し、火災受信機１０が断線と判断して異常警報を行う。

また、異常通知線２５が断線した場合には、中継器３０−２にハイ電圧である平常の通知がないため、中継器３０−２が終端抵抗５０を感知器回線２０から切り離し、火災受信機１０が断線と判断して異常警報を行う。中継器３０が３台以上接続される場合においても異常通知線２５が途中で断線した場合には、後段の中継器３０がさらに後段の中継器３０に異常の通知を行うため、火災受信機１０において異常警報が行われる。

中継器３０は、収集した状態情報に火災の情報が含まれている場合には、感知器回線２０に火災電流を流して火災受信機１０に火災を通知し、通知を受けた火災受信機１０が火災の発生を警報する。
ここで、中継器３０−１および中継器３０−２のいずれかまたは両方で異常を検出する、あるいは異常通知線２５が断線して感知器回線２０から終端抵抗５０が切り離された状態においても、感知器回線２０は火災受信機１０から中継器３０−２まで接続された状態であるため、火災出力部３３−１および火災出力部３３−２は感知器回線２０に火災電流を流すことができる。

以上のように本実施の形態に係る中継器３０は、火災感知器４０の故障や火災感知器４０との通信の異常を火災受信機１０に通知することができる。特に、同一の感知器回線２０に複数の中継器３０が接続される場合において、中継器３０が異常を通知している状態であっても火災の通知を阻害することがない。

なお、本実施の形態に係る中継器３０は、無線式の火災感知器４０と直接通信を行うものとして説明したが、無線通信の距離を伸ばすために中継器３０と火災感知器４０の間に無線中継装置を入れ、その無線中継装置に異常が発生した場合にも、中継器３０が異常を通知するようにしてもよい。

また、本実施の形態に係る中継器３０は、無線式の火災感知器４０と通信を行い、火災感知器４０の検出結果を火災受信機１０に中継するものとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、火災感知器４０が火災等の状態情報を有線通信により通知するＲ型火災報知設備のものでもよい。また、中継器３０から電圧が異なる他のＰ型火災報知設備の火災感知器を接続する感知器回線を延設して、中継器３０において火災受信機１０のように火災監視を行い、その結果を火災受信機１０に中継するようにしてもよい。

また、異常出力部３５は、ＴＴＬやＣＭＯＳのように異常検出時にハイ電圧を出力し、正常時にロー電圧を出力するものとして説明したが、オープンコレクター出力としてもよい。異常出力部３５は、正常時に異常通知線２５から電流を引っ張り電流を流し、異常検出時に異常通知線２５に電流を流さないようにする。そして、入力監視部３６は、異常通知線２５に電圧を印加して、電流が流れたときに前段の中継器３０が平常であると判断して流れないときに異常であると判断するような回路にしてもよいし、異常出力部３５が電流を流したときに動作したり出力するリレーやフォトカプラなどとすることもできる。
また、末端とそれ以外の中継器３０は同一構成であるため、火災報知設備を増設するために中継器３０−２の後段である２次側に中継器３０を増設する場合、増設した中継器３０に終端抵抗５０を移設すればよい。

また、中継器３０は、配線の断線を末端に接続された終端抵抗や終端器によって、配線の異常を監視する火災報知設備であれば、Ｐ型火災報知設備に限らず利用することができる。

次に、本実施の形態に係る中継器３０の変形例について図２および図３に基づき説明する。
図２および図３の変形例は、終端接続部３７が異常出力部３５を兼用し、また終端端子Ｄが出力端子Ｂを兼用したものである。

図２においては、前段の中継器３０−１の終端接続端子Ｄに異常通知線２５が接続され、末端の中継器３０−２の終端端子Ｄおよび端子ＣＥに終端抵抗５０が接続される。
終端接続部３７は、ライン中継線３９および終端端子Ｄに接続され、ライン中継線３９と終端端子Ｄとを接続するものである。
入力監視部３６は、電流が流れると前段の中継器３０が正常と判断し、電流が流れなくなると異常であるとして終端接続部３７に異常の通知を行うものである。前段の中継器３０−１では、始端線２６をライン端子ＬＩに接続して電流が流れるようにしている。

終端接続部３７は、異常監視部３４および入力監視部３６のいずれからも異常の通知を受けていない場合には、ライン中継線３９と終端端子Ｄとを接続し電流を引っ張り異常通知線２５に電流を流して、後段の中継器３０に正常を通知する。末端の中継器３０−２においては、正常時に終端接続部３７−２が終端抵抗５０の一端をライン中継線３９に接続することで感知器回線２０に終端抵抗５０を接続する。
これにより、末端の中継器３０−２でコモン線２１、コモン中継線３８、終端抵抗５０、終端接続部３７、ライン中継線３９、ライン線２２と監視電流が流れ、火災受信機１０が正常と判断する。
終端接続部３７は、異常監視部３４から異常の通知を受けるあるいは入力監視部３６から異常の通知を受けると、ライン中継線３９と終端端子Ｄの接続を切断して、後続の中継器３０に異常の通知を行い、末端の中継器３０−２においては感知器回線２０から終端抵抗２０が切り離される。

図３においては、前段の中継器３０−１の終端接続端子Ｄに異常通知線２５が接続され、末端の中継器３０−２の終端端子Ｄおよび端子ＬＥに終端抵抗５０が接続される。
終端接続部３７は、コモン中継線３８および終端端子Ｄに接続され、コモン中継線３８と終端端子Ｄとを接続するものである。
入力監視部３６は、ハイ電圧が入力されると前段の中継器３０が正常と判断し、それ以外の時には前段の中継器３０が異常であるとして終端接続部３７に異常の通知を行うものである。

終端接続部３７は、異常監視部３４および入力監視部３６のいずれからも異常の通知を受けていない場合には、コモン中継線３８と終端端子Ｄとを接続して、コモン中継線３８から終端端子Ｄにハイ電圧を供給して、後段の中継器３０に正常を通知する。末端の中継器３０−２においては、正常時に終端接続部３７−２が終端抵抗５０の一端をコモン中継線３８に接続することで感知器回線２０に終端抵抗５０を接続する。
これにより、末端の中継器３０−２でコモン線２１、コモン中継線３８、終端抵抗５０、終端接続部３７、ライン中継線３９、ライン線２２と監視電流が流れ、火災受信機１０が正常と判断する。
終端接続部３７は、異常監視部３４のから異常の通知を受けるあるいは入力監視部３６から異常の通知を受けると、コモン中継線３８と終端端子Ｄの接続を切断して、後続の中継器３０に異常の通知を行い、末端の中継器３０−２においては感知器回線２０から終端抵抗２０が切り離される。

以上のように、本実施の形態に係る中継器３０の変形例においても、本実施の形態に係る中継器３０と同様の効果を得ることができる。

１００ 火災報知設備、１０ 火災受信機、１１ 回線電源部、１２ 受信抵抗、１３ 状態判定部、２０ 感知器回線、２１ コモン線、２２ ライン線、２５ 異常通知線、２６ 始端線、３０ 中継器、３１ 通信部、３２ 火災監視部、３３ 火災出力部、３４ 異常監視部、３５ 異常出力部、３６ 入力監視部、３７ 終端接続部、３８ コモン中継線、３９ ライン中継線、４０ 火災感知器、５０ 終端抵抗、Ｃ コモン端子、Ｌ ライン端子、Ａ 入力端子、Ｂ 出力端子、Ｄ 終端端子

Claims (2)

1. 火災受信機とコモン線とライン線とからなる一対の感知器回線を介して接続され、監視する火災感知器が火災状態である場合に前記感知器回線の電流を増加させて前記火災受信機に火災を通知する中継器であって、
   前記火災感知器の異常または前記火災感知器との接続の異常を監視する異常監視部と、
   前段の中継器からの異常通知線が接続される入力端子に接続されていて、前段の中継器の異常信号の出力を監視する入力監視部と、
   後段の中継器への異常通知線が接続される出力端子に接続されていて、該入力監視部が前段の中継器の異常出力を検出する、あるいは前記異常監視部が異常を検出すると異常信号を出力し、それ以外のときには正常信号を出力する異常出力部と、
   前記入力監視部が他の中継器の正常信号を検出し、かつ前記異常監視部が異常を検出しないときに終端部品を前記感知器回線に接続する終端接続部とを備えたことを特徴とする中継器。
2. 前記終端接続部は、前記異常出力部を兼用することを特徴とする請求項１に記載の中継器

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