JP6419237B2 - 火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置に関し、より詳細には、常時電源が印加されている状態で火災が発生する場合、非常灯を自動的に点灯させるとともに警報を発生させて、建物内の人たちに停電の伴わない火災状況を警告することにより、迅速かつ安全に避難するように誘導することができる、火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置に関する。

一般的に、アパートや建物のエレベータホールまたは階段にはセンサ灯が設けられる。センサ灯は、人体感知センサで人の接近を感知する場合に点灯し、所定時間後には消灯する。一方、センサ灯とは別途に、停電時に点灯して通路を明るくしたり避難路を案内する非常灯が設けられる。通常、非常灯は、常時電源が停電して非常電源に切替えられる時に自動的に点灯し、常時電源の復旧時まで点灯が持続する。

図１は、従来の、センサ灯と非常灯とが１つの灯器具内に設けられるセンサ灯兼用非常灯の例を示す。灯器具１０には、２本の常時電源ライン１２と、２本の非常電源ライン１４とが引き込まれる。常時電源ライン１２は、人体感知センサ２２を介してセンサ灯２４に連結され、非常電源ライン１４は、非常灯３４に直接連結される。そして、常時電源ライン１２から分岐した電線が非常灯操作スイッチ３２を介して非常灯３４に連結される。図示しないが、常時電源が生きている状態では、常時優先駆動回路が動作して非常電源を遮断し、停電によって常時電源が遮断される時には、非常電源に切替えられて灯器具１０に非常電源を供給する。

このようなセンサ灯兼用非常灯は、平常時には常時電源が供給され、人体の接近によってセンサ灯２４が点灯するセンサ灯として機能する。この時、非常灯３４は、非常灯操作スイッチ３２を手動で操作することによって点灯する。火災またはその他の状況によって停電が発生する場合、常時電源から非常電源に切替えられ、非常電源によって非常灯３４が自動的に点灯する。

しかし、このようなセンサ灯兼用非常灯にはいくつかの問題点が存在する。まず、非常灯は非常状況時にのみ点灯するため、センサ灯と非常灯を別々のランプで備えることは材料の無駄使いにつながり、１つの灯器具に４本の配線が引き込まれて配線が複雑であるという問題点がある。

他の問題点は、常時電源の活線状態で火災が発生する場合に、非常電源が引き込まれず、非常灯３４を手動操作スイッチ３２で点灯させなければならないという点である。ところが、通常火災に伴って煤煙が発生するので、煤煙によって手動操作スイッチ３２を探しにくく、非常灯３４を適時に点灯させることができず、大きな人命被害につながりかねない。

一方、大韓民国公開特許第１０−２０１３−０００９３６２号は、停電またはセンサ感知時、自動的に点灯し、ブザーを備えた非常灯システムを開示している。同先行文献を参照すれば、停電および火災感知時、警告音を鳴らしながら非常灯を点灯することにより、建物内の人たちに非常状況を効果的に警告する技術を言及している。これによって、非常状況の発生時に危難者がこれを認知して安全に避難できるようにする。

しかし、前記先行文献は、火災が発生しなかったにもかかわらず、停電が起こるとブザーを鳴らす。これによって、建物内の人たちが非常状況と誤認して避難を急ぐことで混乱を引き起こすことがあり、不必要な業務の中断が発生する。

また、常時電源が生きている状態で火災が発生する場合には非常灯を手動操作スイッチで点灯させなければならないため、非常灯が点灯しないのはもちろん、ブザーも動作しない。したがって、常時電源の活線状態で火災が発生した場合、これを正確に危難者に知らせる必要がある。

本発明は、停電時には非常灯を自動的に点灯させ、常時電源が印加されている状態で火災が発生する場合には、非常灯を自動的に点灯させるとともに聴覚的警報を発生させて、停電状態での火災発生と常時電源の印加状態での火災発生を区分して認識することができる、火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置は、火災発生時、消防電源を用いて第１継電器を励磁する火災動作継電部と、前記第１継電器の励磁に応じて配線用遮断器を動作させたり、常時電源の停電時、前記配線用遮断器を動作させて非常電源を連結するように構成された継電スイッチ部と、前記継電スイッチ部の動作によって常時電源が印加されている状態で、火災発生時に点灯および警報する点灯警報部とを含む。

本発明の火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置によれば、停電時には火災の有無に関係なく非常灯が作動し、常時電源が印加されている状態で火災が発生すると、非常灯が自動点灯するとともに警報を発生させることができ、窮極的には、常時電源が印加されている状態で火災が発生した場合にのみ警報を発生させることにより、建物内の人たちに常時電源が印加されているものの非常避難状況であることを正確に認識させることができるという効果がある。

従来技術に係るセンサ灯兼用非常灯回路図である。 本発明の一実施形態に係る火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置の電力供給系統図である。 本発明の一実施形態に係る切替用非常電源供給回路図である。 本発明の一実施形態に係る継電制御回路図である。 本発明の一実施形態に係る常時電源の順次制御回路図である。 本発明の一実施形態に係る状況別の継電器の励磁タイミング図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明に係る具体的な実施形態が説明される。しかし、これは、本発明を特定の実施形態について限定しようとするものではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物、代替物を含むことが理解されなければならない。

図２は、本発明の一実施形態に係る火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置の電力供給系統図である。

本発明の一実施形態に係る火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置は、火災動作継電部２１０と、継電スイッチ部２３０と、点灯警報部２５０とを含む。

火災動作継電部２１０は、火災発生時、消防電源２１７を第１継電器２１９の両端に連結する火災感知スイッチ２１８と、非常電源に含まれたノイズをフィルタリングする第１フィルタ２１１と、フィルタリングされた非常電源を整流する第１整流器２１２と、第１整流器から出力される整流電圧を安定化させる第１安定化部２１３と、第１安定化部２１３の出力を一方向に伝達する第１ダイオード２１４と、第１継電器２１９の動作に応答して、第１ダイオード２１４の出力を第１継電器２１９の一端部に印加する第１−２継電スイッチ２１５と、第１−２継電スイッチ２１５と第１継電器２１９の一端部との間に配置されるリセットスイッチ２１６とを含む。

継電スイッチ部２３０は、配線用遮断器（ＭＣＣＢ）２３１と、第１継電器２１９の動作に応答して、配線用遮断器２３１の両端に非常電源を連結する第１−１継電スイッチ２３２と、配線用遮断器２３１の励磁に応じて非常電源の電源ラインおよび接地ラインを出力端に連結する第１−１および第１−２配線用遮断スイッチ２３３、２３４と、配線用遮断器２３１と並列結合され、非常電源チェック用ＬＥＤ２３６、第１−１継電スイッチ２３２と並列結合され、第２継電器５５０の励磁に応じて開放される第２継電スイッチ２３７と、第３継電器４２６の励磁に応じて電源側接地ラインと負荷側接地ラインを断続する第３継電スイッチ（Ｒｓ３）２４１と、第４継電器４２７の励磁に応じて常時電源側接地ラインと非常電源側接地ラインを選択して第３継電スイッチ（Ｒｓ３）に連結する第４継電スイッチ（Ｒｓ４）２４２と、第５継電器４２８の励磁に応じて常時電源側電源ラインと非常電源側電源ラインを選択して常時灯の一端に連結する第５−１継電スイッチ（Ｒｓ５−１）２４３と、第５継電器４２８の励磁に応じて常時電源側電源ラインを断続する第５−２継電スイッチ（Ｒｓ５−２）２４４と、第６継電器４２９の励磁に応じて第５−１継電スイッチの出力を非常灯に連結する第６−１継電スイッチ（Ｒｓ６−１）２４５と、第６継電器４２９の励磁に応じて第５−２継電スイッチの出力を警報部２５１に連結する第６−２継電スイッチ（Ｒｓ６−２）２４６とを含む。

図３は、本発明の一実施形態に係る切替用非常電源供給回路図である。

本発明の一実施形態に係る切替用非常電源供給回路は、フィルタリング部３１０と、整流部３２０と、定電圧部３３０と、第１電圧出力部３４０と、第２電圧出力部３５０とを含む。

フィルタリング部３１０は、サージ保護用バリスタ（ＴＮＲ）と並列連結された抵抗およびキャパシタを含み、第１−１および第１−２配線用遮断スイッチ２３３、２３４の出力端Ａ、Ｂに供給される非常電源に含まれたサージ電流を吸収する。

整流部３２０は、フィルタリング部３１０から出力される交流電圧を直流電圧に整流する。

定電圧部３３０は、整流部３２０と並列連結されるキャパシタおよびツェナーダイオードを含み、整流部３２０から出力される直流電圧を一定に維持する。

第１電圧出力部３４０は、定電圧部３３０から出力される第１電圧、例えば、２４ボルトの直流電圧を出力する。

第２電圧出力部３５０は、第１電圧出力部３４０から出力される第１電圧（例、２４ボルト）を第２電圧（例、５ボルト）に降下させて出力する。ここで、図面符号Ｕ１は定電圧ＩＣであって、入力される２４ボルトの電圧を５ボルトに降下させて出力する。

図４は、本発明の一実施形態に係る継電制御回路図である。

本発明の一実施形態に係る継電制御回路は、常時電源が印加されていない時に第３および第４継電制御信号を出力するが、このために、第１フォトカプラ４１０と、第１常時電源チェックＬＥＤ４１５と、制御信号発生用ＩＣ４２０と、継電部４２５と、第３継電器用制御部４３０と、第４継電器用制御部４３５とを含む。

常時電源が印加されると、第１フォトカプラ４１０内の発光ダイオードの発光によって、フォトカプラ４１０内の受光トランジスタがターンオンされる。常時電源が印加されると、第１フォトカプラ４１０と直列連結された第１常時電源チェックＬＥＤ４１５は点灯する。

第１フォトカプラ４１０内の受光トランジスタがターンオンされると、制御信号発生用ＩＣ４２０は接地電圧を受け、受光トランジスタがターンオフされると、非常電源から供給される第２電圧を受ける。制御信号発生用ＩＣ４２０が第２電圧を受けると、制御信号発生用ＩＣ４２０は、所定時間第１レベル（例、「Ｈ」レベル）を維持する第３継電制御信号を出力し、第３継電制御信号が第１レベルに遷移してから所定時間経過後、第１レベル（例、「Ｈ」レベル）の第４継電制御信号を出力する。

継電部４２５は、非常電源から供給される第１電圧を受け、第３継電制御信号に制御されて所定時間励磁される第３継電器（Ｒｙ３）４２６と、第３継電制御信号に遅れて遷移する第４継電制御信号に制御されて励磁される第４および第５継電器（Ｒｙ４、Ｒｙ５）４２７、４２８と、非常電源から供給される第１電圧に励磁される第６継電器（Ｒｙ６）４２９とを含む。

制御信号発生用ＩＣ４２０に第２電圧が供給されると、制御信号発生用ＩＣ４２０は、所定時間第１レベル（例、「Ｈ」レベル）に遷移する第３継電制御信号を出力し、第３継電制御信号に遅れて第１レベルに遷移する第４継電制御信号を出力する。

第３継電器用制御部４３０は、第３継電制御信号に制御されて第３継電器４２６を所定時間励磁し、第４継電器用制御部４３５は、第４継電制御信号に制御されて第４継電器４２７および第５継電器４２８を第３継電制御信号に遅れて励磁する。これは、負荷の経路をすべて変更させた後、電源を印加するためである。

図５は、本発明の一実施形態に係る常時電源の順次制御回路図である。

本発明の一実施形態に係る常時電源の順次制御回路は、第２フォトカプラ５１０と、第２常時電源チェック用ＬＥＤ５１５と、信号遅延部５３０と、スイッチング部５４０と、第２継電器５５０とを含む。

商用電源が印加されると、第２フォトカプラ５１０の発光ダイオードは発光し、第２フォトカプラ５１０の受光トランジスタはターンオンされる。

第２常時電源チェック用ＬＥＤ５１５は、第２フォトカプラ５１０と直列連結され、常時電源が印加されている間に点灯する。

信号遅延部５３０は、第２フォトカプラ５１０の受光トランジスタから出力される電流を用いて、所定時間遅延された遅延電圧を出力する。

スイッチング部５４０は、信号遅延部５３０から出力される遅延電圧にスイッチングされる。

第２継電器５５０は、非常電源から出力される所定レベルの直流電圧端子とスイッチング部５４０との間に配置され、スイッチング部５４０のスイッチング動作によって励磁される。

これは、常時電源が印加されても、制御信号発生用ＩＣ４２０に供給される非常電源が所定時間遅延されて遮断されるように、第２継電器５５０を所定時間遅延させて励磁させるためである。

以下、図６を参照して、状況別に説明する。

ｉ）商用電源が印加されている状態で火災がない定常時

図２に示されているように、この時には、第２継電器５５０の励磁に応じて第２継電スイッチ２３７が開放されている状態であり、第１−１継電スイッチ２３２が開放された状態であるので、配線用遮断器２３１が消磁されて非常電源は供給されない。

そして、第３継電スイッチ２４１、第４継電スイッチ２４２、および第５−１継電スイッチ２４３がＮｏｒｍａｌ Ｃｌｏｓｅ状態であるので、常時灯のみ点灯する。

ｉｉ）商用電源が印加されている状態で火災発生時

火災発生時、火災感知スイッチ２１８が閉じ、消防電源２１７が第１継電器２１９に印加される。第１継電器２１９の励磁に応じて第１−１継電スイッチ２３２が閉じると、非常電源が配線用遮断器２３１に印加されて励磁され、配線用遮断器２３１の励磁に応じて第１−１および第１−２配線用遮断スイッチ２３３、２３４が動作して非常電源の電源ラインと接地ラインを負荷側に供給する。

非常電源が負荷側に供給されると、非常電源から２４ボルトおよび５ボルトの電源電圧が出力され（図３参照）、２４ボルトの非常電圧によって第６継電器４２９が励磁されると、第６−１および第６−２継電スイッチ２４５、２４６が閉じるにつれ、警報部２５１、非常灯２５２および常時灯２５３がターンオンされる（図２参照）。

常時電源が印加されている時には、図４の第１フォトカプラ４１０がターンオン状態を維持するため、制御信号発生用ＩＣ４２０は、第３および第４継電制御信号を出力せず、第３〜第５継電器４２６、４２７、４２８が励磁されない。

また、第１継電器２１９の励磁に応じて第１−２継電スイッチ２１５が閉じると、リセットスイッチ２１６を動作させる前まで第１継電器２１９に非常電源が消防電源と重畳して供給される。

ｉｉｉ）停電時

停電時には、第２継電器５５０の消磁に応じて第２継電スイッチ２３７が短絡した状態であるので、配線用遮断器２３１が励磁されて非常電源が供給される。

非常電源が負荷側に供給されると、非常電源から２４ボルトおよび５ボルトの電源電圧が出力され（図３参照）、２４ボルトの非常電圧によって第６継電器４２９が励磁されると、第６−１および第６−２継電スイッチ２４５、２４６が閉じる（図２参照）。

また、常時電源が印加されていない状態であるので、図４の第１フォトカプラ４１０がターンオフされ、制御信号発生用ＩＣ４２０は、第３および第４継電制御信号を出力して第３〜第５継電器４２６、４２７、４２８を励磁して第５−２継電スイッチ２４４が開かれるので、警報部２５１が動作しない。

上記で開示された発明は基本的な思想を損なわない範囲内で多様な変形例が可能である。すなわち、上記の実施形態はすべて例示的に解釈されなければならず、限定的に解釈されない。したがって、本発明の保護範囲は、上述した実施形態ではなく、添付した請求項によって定められなければならず、添付した請求項に限定された構成要素を均等物に置き換えた場合、これは本発明の保護範囲に属すると見なすべきである。

２１０：火災動作継電部
２１１：第１フィルタ
２１２：第１整流器
２１３：第１安定化部
２１４：第１ダイオード
２１５：第１−２継電スイッチ
２１６：リセットスイッチ
２１７：消防電源
２１８：火災感知スイッチ
２１９：第１継電器
２３０：継電スイッチ部
２３１：配線用遮断器
２３２：第１−１継電スイッチ
２３３、２３４：第１−１および第１−２配線用遮断スイッチ
２３５：ダイオード
２３６：非常電源チェック用ＬＥＤ
２３７：第２継電スイッチ
２４１：第３継電スイッチ
２４２：第４継電スイッチ
２４３：第５−１継電スイッチ
２４４：第５−２継電スイッチ
２４５：第６−１継電スイッチ
２４６：第６−２継電スイッチ
２５０：点灯警報部
２５１：警報部
２５２：非常灯
２５３：常時灯

Claims (7)

1. 火災発生時、消防電源を用いて第１継電器を励磁する火災動作継電部と、
   前記第１継電器の励磁に応じて配線用遮断器を動作させたり、常時電源の停電時、前記配線用遮断器を動作させて非常電源を負荷に連結するように構成された継電スイッチ部と、
   前記継電スイッチ部の動作によって常時電源が印加されている状態で、火災発生時に点灯および警報する点灯警報部とを含み、
   前記継電スイッチ部は、
   前記第１継電器の励磁時及び常時電源の停電時に前記非常電源を非常電源線に連結させる配線用遮断器（２３３，２３４）と、
   常時灯に電力を供給するための常時灯電力供給線と、
   非常灯に電力を供給するための非常灯電力供給線と、
   警報部に電力を供給するための警報部電力供給線と、
   電力切替部（２４１〜２４６）とを備え、
   前記電力切替部は、
   第１のスイッチ部（２４２〜２４４）と、第２のスイッチ部（２４５、２４６）と、電力中継線（２４４と２４６を接続する線）とを備え、
   前記第１のスイッチ部は、停電時に前記常時灯電力供給線を前記非常電源線に接続するとともに前記電力中継線を開放状態とし、非停電時に前記常時灯電力供給線を前記常時電源に接続するとともに前記電力中継線を前記常時電源に接続し、
   前記第２のスイッチ部は、前記非常電源線に前記非常電源が連結された場合に前記非常灯電力供給線を前記常時灯電力供給線に接続するとともに前記警報部電力供給線を前記電力中継線に接続し、前記非常電源線に非常電源が連結されていない場合に前記非常灯電力供給線を開放状態とするとともに前記警報部電力供給線を開放状態とする
   火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置。
2. 前記火災動作継電部は、前記消防電源と前記非常電源を重畳して前記第１継電器に電源を印加するように構成された、請求項１に記載の火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置。
3. 前記火災動作継電部は、
   前記非常電源を整流する整流器と、
   前記第１継電器の動作に応答して、前記整流器の出力を前記第１継電器の一端部に印加する第１−２継電スイッチと、
   第１−２継電スイッチと接地との間に配置される前記第１継電器と、
   前記第１継電器と並列連結される前記消防電源と、
   前記消防電源と前記第１継電器との間に配置される火災感知スイッチとを含む、請求項２に記載の火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置。
4. 前記継電スイッチ部は、
   前記第１継電器の励磁に応じて配線用遮断器の両端に前記非常電源を連結する第１−１継電スイッチと、
   前記配線用遮断器の励磁に応じて前記非常電源を前記負荷に連結する配線用遮断スイッチと、
   非常電源から供給される第１電圧に励磁される第６継電器に応動する第６−２継電スイッチとを含み、
   常時電源の印加時、前記第６−２継電スイッチが応動すると警報部が動作し、常時灯と非常灯が点灯するように構成される、請求項１に記載の火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置。
5. 前記継電スイッチ部は、
   停電時、前記非常電源から第２電圧が供給されると、前記警報部は動作せず、非常灯が点灯するように構成される、請求項４に記載の火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置。
6. 停電から前記常時電源に復旧時、前記常時電源の復旧時点から所定時間遅延されて励磁される第２継電器の動作に応動して、前記配線用遮断器を消磁するように構成され、前記第１−１継電スイッチと並列連結される第２継電スイッチをさらに含む、請求項４に記載の火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置。
7. 前記常時電源の印加によって発光および受光するフォトカプラと、
   前記フォトカプラの受光トランジスタがターンオフされて前記非常電源から第２電圧を受けると、第１レベルの第４継電制御信号を出力する制御信号発生用ＩＣと、
   前記非常電源から供給される第１電圧を受け、前記第４継電制御信号に制御されて励磁される第４および第５継電器とをさらに含む、
   前記継電スイッチ部は、
   前記第４継電器の励磁に応動して、前記負荷の接地端を常時電源端子から非常電源端子に変更する第４継電スイッチと、
   前記第５継電器の励磁に応動して、前記負荷のうち、常時灯の電源端を常時電源端子から非常電源端子に変更する第５−１継電スイッチと、
   前記第５継電器の励磁に応動して、前記負荷のうち、警報部の電源端を常時電源端子から開放端子に変更する第５−２継電スイッチとをさらに含む、
   「常時電源端子」は、常時電源が直接供給される端子であり、「非常電源端子」は、非常電源が配線用遮断器を介して供給される端子である
   請求項６に記載の火災警報機能を備えた非常電源自動供給および制御装置。

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