JP6571951B2 - 火災感知器 - Google Patents

Description

本発明は、試験命令を受信すると、試験を行って試験結果信号を返送する火災感知器に関する。

従来、マンションなどの共同住宅用の火災報知設備には、住居人が不在の場合でも外部から火災感知器の点検ができるように、外部試験器を接続するための中継装置を火災受信機と火災感知器を接続する感知器回線に介在させたものがある。このような火災報設備では、通常時火災受信機と火災感知器が接続されており、外部試験器が中継装置に接続されると、中継装置により火災受信機と火災感知器の接続が切断され、外部試験器と火災感知器が接続される。外部試験器は、火災感知器と接続されると火災感知器に試験命令を送信し、火災感知器に試験を実行させる（例えば、特許文献１）。
また、一般的に火災感知器はコンデンサ等の蓄電部を備え、ノイズ等の感知器回線の瞬間的な電圧変動、火災検出時等、火災感知器内部の瞬間的な電流増加等で火災感知器の内部電圧が低下しないようにして誤作動や動作停止を防いでいる。

特開２００６−４８４１９号公報

火災感知器は、火災受信機と接続されている状態から外部試験器に接続される場合には、火災受信機からの電源供給によって蓄電部が充電されているため、直ちに外部試験器からの試験命令に従って動作することができる。しかしながら、施工中など火災受信機と火災感知器が接続されていない状態から、外部試験器によって火災感知器を試験する場合には、蓄電部が充電されるまで火災感知器が動作しないため、火災感知器の試験に時間がかかってしまっていた。

本発明に係る火災感知器は、火災受信機から延設された感知器回線に接続され、電源供給されるとともに前記感知器回線の電圧を変動させて火災を通知し、外部試験器から試験命令を受信すると試験を行う火災感知器において、火災感知器の内部に流れ込む電流を制限する電流制限部と、火災感知器の内部電圧の低下を防ぐ蓄電部と、前記内部電圧を監視する電圧監視部と、前記試験命令を受信したときに、前記電圧監視部が前記内部電圧を動作可能電圧以上と判定した場合に試験を行い、動作可能電圧未満と判定した場合に、前記電流制限部の電流制限を緩和させる試験部と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、外部試験器から試験命令を受信したときに、火災感知器の内部電圧が低い場合には、電流制限を緩和させて蓄電部を急速充電して内部電圧を急速に上昇させるため、火災感知器を早急に動作させることができ、試験に時間がかからず点検時間を短縮することができる。
また、内部電圧が上昇した後に、急速充電を停止させるため、外部試験器の電池の負担を最小限に抑えることができる。

本発明の実施の形態に係る火災感知器およびそれを備えた火災報知設備の一例を示す概略構成図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る火災感知器およびそれを備えた火災報知設備の一例を示す概略構成図である。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る火災感知器３０およびそれを備えた火災報知設備１の一例を示す概略構成図である。
火災報知設備１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）の各部屋に設置される火災感知器３０と、火災感知器３０の検出結果に基づいた警報を行う火災受信機１０とが、建物の共用部に設置される中継装置２０を介して感知器回線である受信機側配線５０および感知器側配線５１によって接続されている。外部試験器４０は、火災感知器３０を部屋の外から試験するものであり、試験器接続線５２を介して中継装置２０に接続される。

（火災受信機の構成）
火災受信機１０は、回線電源部１１、火災判定部１２および警報部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例えば直流２４Ｖに変換して、火災感知器３０の電源として、感知器回線である受信機側配線５０および感知器側配線５１によって火災感知器３０に供給され通電する。回線電源部１１は、トランスおよび平滑回路による電源回路、あるいはＡＣ／ＤＣ変換電源装置などである。
ここで、図１において受信機側配線５０および感知器側配線５１は、１対のペア配線であり、ペア配線の一方には回線電源部１１のプラスに、他方はマイナスに接続され、電圧が印加されている。

火災判定部１２は、受信機側配線５０の電圧と火災閾値電圧とを比較し、受信電圧が火災閾値電圧以下となった場合に、火災感知器３０が火災信号を発している、つまり火災の発生と判定する。
警報部１３は、火災判定部１２が火災発生と判定すると、図示しない表示灯やＬＣＤ装置等の表示装置とブザーやスピーカ等の音響装置によって火災の発生を警報する。

（中継装置の構成）
中継装置２０は、試験器検出部２１および切替部２２を備える。
試験器検出部２１は、中継装置２０に外部試験器４０が試験器接続線５２を介して接続されたことを検出する。
切替部２２は、感知器側配線５１を受信機側配線５０または試験器接続線５２のどちらかに接続する。切替部２２は、通常時に感知器側配線５１と受信機側配線５０を接続し、火災感知器３０を火災受信機１０に接続する。そして、切替部２２は、試験器検出部２１が外部試験器４０の接続を検出すると、感知器側配線５１と試験器接続線５２を接続し、火災感知器３０と外部試験器４０を接続する。

（火災感知器の構成）
火災感知器は、煙感知器、熱感知器、炎感知器等があるが、ここでは火災時に発生する煙を検知して火災を検出する光電式煙感知器を例に説明する。
火災感知器３０は、電流制限部３１、蓄電部３２、電圧監視部３３、火災検出部３４、状態出力部３５および試験部３６を備える。
電流制限部３１は、火災感知器３０に電源供給を開始した直後の突入電流や火災感知器３０が火災検出時等の瞬間的な大きな電流によって、感知器側配線５１の電圧が急激に変化しないように、火災感知器３０の内部に流れ込む電流を制限する。電流制限部３１は、感知器側配線５１の電圧変動を火災受信機１０が火災発生と誤判断しない範囲である通常電流値に抑える通常制限と、蓄電部３２を急速に充電するために通常電流値よりも大きい急速電流値に電流制限を緩和させる急速充電制限の二通りの制限を行うことができる。

蓄電部３２は、感知器側配線５１を介して火災受信機１０または外部試験器４０から供給される電源で充電されて電荷を蓄える。そして、火災感知器３０が火災検出時等の瞬間的に大きな電流を必要とする動作を行うときに、電流制限部３１によって制限され不足する電流を、蓄電部３２が電荷を放出して補い内部電圧の低下を防ぐため、火災感知器３０が動作不能になる、あるいは誤動作することがない。なお、蓄電部３２は、中継装置２０が感知器側配線５１への接続を受信機側配線５０から試験器接続線５２あるいは試験器接続線５２から受信機側接続線５０に切り替えるときに、火災感知器３０に電源が供給されない切り替え中の期間に電荷を放出し、火災感知器３０が動作不能になったり、あるいは誤動作したりすることがない容量となっている。

電圧監視部３３は、蓄電部３２の電圧ひいては火災感知器３０の内部電圧が、火災感知器３０が正常に動作する動作可能電圧以上であるか否かを判定する。電圧監視部３３は、所定電圧以上になるまで火災感知器３０の動作を禁止して、火災感知器３０の誤動作を防ぐ。
火災検出部３４は、火災時に発生する煙を検知して火災を検出するものであり、図示しない発光部および受光部を有する。火災検出部３４は、火災検出動作として発光部を所定時間毎に発光させる。煙が存在すると煙によって光が散乱され、受光部でその散乱光を受光する。火災検出部３４は、受光部の受光した散乱光が所定の受光量を超えたときに火災として検出する。なお、火災感知器３０の消費電流は発光部が発光していない時、数十μＡであるのに対して、発光部を発光させた時は、数百ｍＡと１万倍程度の電流を流す必要がある。

状態出力部３５は、火災検出部３４が火災を検出したときに、低インピーダンス状態となり、感知器側配線５１の線間インピーダンスを低くして、感知器側配線５１の電圧を低下させて、火災受信機１０に火災の発生を通知する。
試験部３６は、感知器側配線５１を介して外部試験器４０から試験命令を受信すると、火災検出部３４に試験を行わせる。試験部３６は、火災検出部３４の試験結果に基づき、状態出力部３５を低インピーダンス状態にして、外部試験器４０に火災感知器３０の試験結果を返送する。また、試験部３６は、外部試験器４０から試験命令を受信したときに、火災感知器３０の内部電圧が動作可能電圧以下の場合には、電流制限部３１を急速充電制限に切り替えて電流制限を緩和させる。

（外部試験器の構成）
外部試験器４０は、電池４１、接続検出部４２、試験制御部４３および結果表示部４４を備える。
電池４１は、外部試験器４０に電源を供給して外部試験器４０を動作させる。また、電池４１は、試験器接続線５２を介して、火災感知器３０に電源供給を行う。
接続検出部４２は、試験器接続線５２を介して、外部試験器４０が中継装置２０に接続されたことを検出する。
試験制御部４３は、外部試験器４０が中継装置２０に接続されると、火災感知器３０に試験命令を送信する。試験制御部４３は、火災感知器３０からの試験結果の返送を受信して、試験結果を判定する。
結果表示部４４は、ＬＥＤ等の表示灯やＬＣＤ装置を有し、試験制御部４３の試験結果の判定に基づき、火災感知器３０の試験結果を表示する。

（火災感知器を含む火災報知設備の動作）
火災感知器３０を含む火災報知設備１の動作について説明する。
火災報知設備１は、火災受信機１０に電源が供給されると動作を開始する。
火災受信機１０に電源が供給されると、回線電源部１１から受信機側配線５０に電源が供給され、中継装置２０の切替部２２が受信機側配線５０と感知器側配線５１を接続し、火災感知器３０に電源を供給する。
火災感知器３０は、電源が供給されると電流制限部３１が通常制限を行い、通常電流値により火災感知器３０の内部に電流が流れ、蓄電部３２が徐々に充電される。
電圧監視部３３は、蓄電部３２が充電され火災感知器３０の内部電圧が動作可能電圧以上になると、火災検出部３４の動作を許可する。

火災検出部３４は、動作が許可されると、所定時間毎（例えば３秒毎）に発光部を発光させ火災検出動作を行う。発光部を発光させるための電流は、電流制限部３１による通常制限よりも多いが、蓄電部３２から不足分の電流が供給されるため、火災感知器３０の内部電圧は低下せず火災感知器３０は誤作動することなく火災検出動作を継続する。また、感知器側配線５１の電圧変動が発生しないので、火災受信機１０が火災発生と誤判断することがない。蓄電部３２は、火災検出動作の合間に充電される。

火災検出動作により、火災検出部３４が火災の発生を検出すると、状態出力部３５が低インピーダンス状態となって、感知器側配線５１および受信機側配線５０の電圧を低下させ、火災受信機１０に火災発生が通知される。
火災受信機１０の火災判定部１２は、受信機側配線５０の電圧が火災閾値電圧以下になると、火災発生と判断し、警報部１３が火災発生を警報する。

次に、部屋の外から火災感知器３０を試験するために外部試験器４０が中継装置２０に接続されたときの動作について説明する。
中継装置２０は、外部試験器４０が試験器接続線５２を介して接続されると、試験器検出部２１が外部試験器４０の接続を検出し、切替部２２が感知器側配線５１への接続を受信機側配線５０から試験器側接続線５２への接続に切り替える。これにより、感知器側配線５１を介して火災感知器３０に供給される電源は、火災受信機１０から外部試験器４０に切り替わる。
火災感知器３０は、火災受信機１０から外部試験器４０に電源の供給が切り替わる期間（例えば１０ｍｓ間）、火災受信機１０および外部試験器４０のどちらからも電源が供給されないため、蓄電部３２から電流を供給して動作を継続する。

外部試験器４０は、接続検出部４２が中継装置２０に接続されたことを検出すると、試験制御部４３が試験器接続線５２および感知器側配線５１の電圧を変動させて複数の矩形波のパルスを組み合わせた試験命令を火災感知器３０に送信する。
火災感知器３０の試験部３６は、外部試験器４０からの試験命令を受信すると、電圧監視部３３が火災感知器３０の内部電圧が動作可能電圧以上と判定している場合に、火災検出部３４に試験を行わせる。火災検出部３４は、試験動作として、発光部を発光させて発光光量が低下していないか、受光部の受光量が低下していないか等の確認を行う。

試験が完了すると、状態出力部３５が感知器側配線５１の電圧を変動させて試験結果を外部試験器４０に返送する。試験結果は、試験正常か試験異常かを複数の矩形波のパルスの組み合わせによって返送してもよいし、正常の場合には感知器側配線５１の電圧を所定の値以下に１００ｍｓ間低下させ、異常の場合には２００ｍｓ間低下させるようにして、１つのパルスの幅の差によって返送するようにしてもよい。
外部試験器４０は、火災感知器３０から試験結果を受信すると、試験制御部４３が試験結果を判定し、その判定結果に基づき結果表示部４４が試験正常または試験異常を表示する。
なお、外部試験器４０は、試験命令を送信したにもかかわらず、火災感知器３０から試験結果の返送がない場合には、火災感知器３０に複数回（例えば３回）試験命令を再送信し、それでも試験結果の返送がない場合には、結果表示部４４に試験実施不能を表示する。

次に、火災受信機１０と中継装置２０が接続されていない場合、例えば、火災報知設備１が施工中で火災受信機１０が設置されていない、あるいは火災感知器３０と中継装置２０が部屋に設置されているが火災受信機１０と接続されていない場合等に、外部試験器４０により火災感知器３０の試験を行う場合について説明する。
中継装置２０に試験器接続線を介して外部試験器４０が接続されると、試験器検出部２１が外部試験器４０の接続を検出し、切替部２２が感知器側配線５１と試験器側接続線５２を接続して、火災感知器３０に電源が供給される。
外部試験器４０は、接続検出部４２が中継装置２０に接続されたことを検出すると、試験制御部４３が試験命令を火災感知器３０に送信する。

火災感知器３０は、試験部３６が外部試験器４０からの試験命令を受信すると、電圧監視部３３が火災感知器３０の内部電圧が動作可能電圧以上であるか判定する。
しかしながら、前述の火災感知器３０が火災受信機１０と接続されている状態から火災感知器３０の試験を行う場合と異なり、火災感知器３０の内部電圧は動作可能電圧未満である。これは、外部試験器４０から電源供給を受けるまで火災感知器３０の蓄電部３２が空の状態だったためである。

そのため、試験部３６から火災検出部３４の試験は実行されない。その代わりに試験部３６は、電流制限部３１の電流制限を緩和するために通常制限から急速充電制限に切り替え、蓄電部３２を急速に充電して、内部電圧を急速に上昇させる。ここで、急速充電制限時の急速電流値は、試験結果の返送がないため外部試験器４０が再送信する次の試験命令の受信までに、火災感知器３０の内部電圧が動作可能電圧よりも高くなるように、蓄電部３２が充電される電流値となっている。

火災感知器３０は、外部試験器４０から再送された試験命令を試験部３６が受信すると、試験部３６は、火災感知器３０の内部電圧が動作可能電圧以上であると電圧監視部３３が判定していることを確認し、火災検出部３４に試験を行わせる。そして、試験部３６は、電流制限部３１を急速充電制限から通常制限に切り替え、電流制限の緩和を解除する。
また、試験部３６は、電流制限部３１が急速充電制限である場合に、所定時間の経過後に外部試験器４０から試験命令を受信できない場合には、電流制限部３１を通常制限に戻す。

試験が完了すると、状態出力部３５が感知器側配線５１の電圧を変動させて試験結果を外部試験器４０に返送する。
外部試験器４０は、火災感知器３０から試験結果を受信すると、試験制御部４３が試験結果を判定し、その判定結果に基づき結果表示部４４が試験正常または試験異常を表示する。

上記のように、火災感知器３０は、外部試験器４０から試験命令を受信したときに、内部電圧が低い場合には、電流制限部３１の電流制限を緩和して蓄電部３２を急速充電し、内部電圧を急速に上昇させるため、火災感知器を早急に試験動作させることができ、試験に時間がかからず点検時間を短縮することができる。
また、内部電圧が上昇した後に、電流制限部３１の電流制限の緩和を停止させるため、外部試験器４０の電池４１の負担が最小限に抑えられる。
なお、急速電流値は、少なくとも外部試験器４０から再送信される試験命令の最終回の受信開始までに、火災感知器３０の内部電圧が動作可能電圧以上となる電流値であればよい。また、火災感知器３０が急速充電制限に切り替えるタイミングは、外部試験器４０からの複数の矩形波のパルスの組み合わせによる試験命令の全てを受信した後ではなく、幾つかのパルスの受信で試験命令と判断できた時点とすることもできるし、最初のパルスのエッジを判断した時点とすることもできる。

図２は、本発明の実施の形態の変形例を示す図である。
本発明の実施の形態においては、試験部３６が外部試験器４０から試験命令を受信したとき、電圧監視部３３が火災感知器３０の内部電圧が動作電圧以上と判定しているか否かにより、試験の実行や電流制限部３１の電流制限を切り替えていたが、変形例では電圧監視部３３を削除し、試験部３６が下記の様に動作する。

火災感知器３０の試験部３６は、外部試験器４０からの試験命令を受信すると、電流制限部３１を緩和するために通常制限から急速充電制限に切り替え、蓄電部３２を急速に充電する。試験部３６は、所定時間経過後に電流制限部３１を急速充電制限から通常制限に戻し、火災検出部３４に試験を行わせる。ここで、急速充電制限時の急速電流値および急速充電制限に切り替える所定時間の積は、外部試験器４０から再送される次の試験命令の受信までに火災感知器３０が動作できる電圧まで内部電圧が上昇する値になっている。

上記のように、本発明の実施の形態の変形例では、外部試験器からの試験命令を受信したときに試験部３６が電流制限部３１の電流制限を緩和して蓄電部３２を急速充電し、内部電圧を急速に上昇させるため、火災感知器を早急に動作させることができ、試験に時間がかからず点検時間を短縮することができる。

１ 火災報知設備、１０ 火災受信機、１１ 回線電源部、１２ 火災判定部、１３ 警報部、２０ 中継装置、２１ 試験器検出部、２２ 切替部、３０ 火災感知器、３１ 電流制限部、３２ 蓄電部、３３ 電圧監視部、３４ 火災検出部、３５ 状態出力部、３６ 試験部、４０ 外部試験器、４１ 電池、４２ 接続検出部、４３ 試験制御部、４４ 結果表示部、５０ 受信機側配線、５１ 感知器側配線、５２ 試験器接続線

Claims (1)

1. 火災受信機から延設された感知器回線に接続され、電源供給されるとともに前記感知器回線の電圧を変動させて火災を通知し、外部試験器から試験命令を受信すると試験を行う火災感知器において、
   火災感知器の内部に流れ込む電流を制限する電流制限部と、
   火災感知器の内部電圧の低下を防ぐ蓄電部と、
   前記内部電圧を監視する電圧監視部と、
   前記試験命令を受信したときに、前記電圧監視部が前記内部電圧を動作可能電圧以上と判定した場合に試験を行い、動作可能電圧未満と判定した場合に、前記電流制限部の電流制限を緩和させる試験部と、を備えたことを特徴とする火災感知器。