JPH01297795A - 差動式熱感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、差動式熱感知器の改良に関し、特に感知器ヘ
ッドの内、外に第１．第２の２つの感熱素子を設け、両
者の温度差出力が一定レベルを越えた時に、警報信号を
出力するようにされたものの改良に関する。

［従来の技術］ この種の熱感知器は、感熱素子に、サーミスタを用いた
ものが一般的であるが、その基本的な構造は、第１０図
に示したように、感知器ヘッド１０５に設けた熱感知器
の回路素子がマウントされたプリント基板１０４に、肉
厚を薄くした凸部を設けた中カバー１０６を設け、この
カバー１０６内に第２の感熱素子のサーミスタＴ　ｌ−
Ｉ　２の熱検知部が収容されるように、かつ第１の感熱
素子であるサーミスタＴＨＩの熱検知部が外方に突出す
るようにした構造となっており、垂直、水平の熱気流Ｗ
ｌ、Ｗ２を受けた時に生しるこれら２つのサーミスタＴ
ＨＩとＴＨ２の温度差による出力が所定のレベルを越え
た時に、警報信号を発生するようにしている。

また、第９図は、このような差動式熱感知器の基本的な
内部回路の構成を示したもので、サーミスタＴＨＥ、Ｔ
Ｈ２同士（熱応答特性は取り付は構造上または電気的特
性上ＴＨＩが速く、Ｔ　Ｈ２は遅い〉を直列に接続して
成る第１の直列回路１００ａと、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２
を直列シこ接続して成る第２の直列回路１００ｂの各々
の接続点の電圧Ｖｌ、Ｖ２の変動を比較回路１０１て比
較し、その出力レベルの変化時にスイッチンク手段１０
２を駆動して警報信号を出力する構成としている。

このような差動式熱感知器においては、サーミスタＴＨ
ＩとＴ　Ｈ２に同一温度で同一抵抗値を示し、熱応答特
性のみが異なるものを用いた場合、周囲温度に変化のな
いときはＶｌは略１　／　２　Ｖ　ｃＣ（ここにＶｃｃ
は電源回路１０３からの供給電圧）であり、この時■２
はＶ２＞Ｖ　１を満足するように抵抗Ｒ１，Ｒ２の値を
設定しているので、比較回路１０１の出力はｒＬＪレヘ
レベなって５ＣＲ１０２はトリ力されず、このため回線
り、　　Ｃを介して接続された受信機（不図示）側に設
けたリレーは作動せず、従って警報信号を発生ずること
がない。

また、周囲温度の上昇が緩やかな場合には、サーミスタ
ＴＨＩ、ＴＨ２の抵抗値は温度上昇に追従して変化する
ためＶｌは変化ぜず、Ｖ２＞Ｖｌの条件が保たれて比較
回路１０１はｒＬＪレベルを保持するので、同様にＳＣ
Ｒはトリ力されない。

ところが、周囲温度が急激に上昇すると熱応答特性の速
いサーミスタＴＨＩのみの抵抗値が急激に小さくなるた
めにＶｌが上昇してＶ２＜Ｖ　１となり、比較回路１０
１はｒ　ＨＪレベルに反転してＳＣＲ］　０２をトリ力
するので、受信４１１！（不図示）側のリレーも駆動さ
れて警報信号を発生ずる。

ところで、このような差動式熱感知器においては、技術
上の規格を定める省令により、次に示すような規格を満
足することが要求されている。

たとえば、第１種差動式スポット型感知器の感度につい
ては、次のような試験項目があり、階段作動試験では、
室温より２０度高い風速７０センチメートル毎秒の垂直
気流に投入したとき、３０秒以内で作動すること。

階段不作動試験では、室温より１０度高い風速５０セン
チメートル毎秒の垂直気流に投入したとき、　１分以内
で作動しないこと。

更に、直線作動試験では、室温から１０度毎分の割合で
直線的に上昇する水平気流を加えたとき、４．５分以内
で作動すること。

また、直線不作動試験では、室温から２度毎分の割合で
直線的に上昇する水平気流を加えたとき、１５分以内で
作動しないことが要求されている。

一方、第２種差動式スポット型感知器の感度については
、次のような試験項目があり、階段作動試験では、室温
より３０度高い風速８５センチメートル毎秒の垂直気流
に投入したとき、３０秒以内で作動すること。

階段不作動試験では、室温より１５度高い風速６０セン
チメートル毎秒の垂直気流に投入したとき、　１分以内
で作動しないこと。

直線作動試験では、室温から１５度毎分の割合で直線的
に上昇する水平気流を加えたとき、４゜５分以内で作動
すること。

更に直線不作動試験では、室温から３度毎分の割合で直
線的に上昇する水平気流を加えたとき、１５分以内で作
動しないことが要求されている。

第１１図は、このような差動式熱感知器のあるものの試
験特性を示しており、縦軸は第１の感熱素子および第２
の感熱素子の温度差出力（電圧）、横軸は時間を示して
いる。

また図中のａ、　　ｂ、　　ｃは、感知器の発報レベル
を示しており、このレベルは熱感知器の比較回路１０１
の基準電圧である第２の直列回路１００ｂの抵抗値を調
整することにより容易に可変することが可能である。

今、第１１図をもって考察すると、発報レベルを図のａ
の如く設定すると、階段作動試験および階段不作動試験
では問題を生じないが、直線不作動試験において１５分
間作動しないための余裕が少なくなり、また検出レベル
を図のｂに設定すると、直線不作動試験に対しては余裕
ができるが、階段作動試験に対して余裕がなくなり、発
報レベルを図中のＣに設定した場合には、階段作動試験
で動作しなくなる。

つまり、垂直気流で動作試験をする階段作動試験および
階段不作動試験では、規定時間が各々３０秒および１分
と短いので、短時間では第２の感熱素子である内部サー
ミスタへ熱が伝わりにくい構造にして温度差曲線の勾配
を大きくするとともに、最大温度差を垂直気流と室温と
の差にてきるたけ近づけ、一方水平気流で動作試験をす
る直線作動試験および直線不作動試験では、規定時間が
各々４．５分および１５分と長いので、時間の経過とと
もに内部サーミスタへの熱伝導が増加する構造にするこ
とにより、上記各規格に対して動作レベルの余裕のある
熱感知器とすることができる。

したがって、第１０図で示したような構造の差動式熱感
知器では、規格を満足する熱感知器はできても、規格に
対する余裕が少なく、温度差の検出レベルの設定が非常
に困難であり支障を来してい　る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記事情に鑑みて提案される本発明は、サーミスタをと
りつける感熱ハウジングの形状を変えることにより、上
記各試験の規格に対しての余裕を大きくし、温度差の検
出レベルの設定を容易にして、規格で定められた動作レ
ベルに対して充分余裕のある、信頼性の高い差動式熱感
知器を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達、成するために提案される第１の本発明は
、感知器ヘッドの内、外に設けた第１．第２の２つの感
熱素子の温度差出力が一定レベルを越えた時に、警報信
号を出力するようにした差動式熱感知器の改良であって
、上記感知器ヘッドに下方には、貫通孔を形成し突出部
を基部の中央に形成した段付き感熱ハウジングが設けら
れ、上記第１の感熱素子は、その検知部を上記突出部の
貫通孔より突出するようにして該突出部に収容するとと
もに、上記第２の感熱素子は、その検知部を上記突出部
の先端部に位置するようにして該突出部に収容した構造
としたことを特徴としている。

また、第２の発明は、感知器ヘッドの内、外に設けた第
１．第２の２つの感熱素子の温度差出力が一定しベルを
越えた時に、警報信号を出力するようにした差動式熱感
知器の改良であって、上記感知器ヘッドに下方には、貫
通孔を形成し突出部を基部の中央に形成した段付き感熱
ハウジングが設けられ、上記突出部の側壁には外方の気
流を侵入させる開口を形成してあり、上記第１の感熱素
子は、その検知部を上記突出部の貫通孔より突出するよ
うにして該突出部に収容するとともに、上記第２の感熱
素子は、その検知部を上記突出部の開口に位置するよう
にして該突出部に収容した構造としたことを特徴として
いる。

［作用コ 第１の本発明では、感熱ハウシング段付きとしているた
め、先端突出部により垂直上昇気流による第２の感熱素
子への熱伝導を抑制し、時間の経過とともに感熱ハウジ
ング自体の温度の上昇にともなって第２の感熱素子への
熱伝導が増加して行く。

従って、垂直上昇気流で試験を行なう階段作動試験およ
び階段不作動試験では、垂直気流の温度が各々２０°Ｃ
および１０’Ｃであるため、時間に対する二つの感熱素
子の温度差曲線の勾配が大きくなり、また両試験時の最
大温度差も各々の垂直気流温度と室温との温度差に近づ
くため、その差が大きくなる。

また水平気流で試験を行なう直線作動試験および直線不
作動試験では、各々の規定時間が４．５分および１５分
てあり、上記感熱ハウシング先端部の長さが大きいので
、水平気流による第２の感熱素子への熱伝導が時間の経
過とともに増加し、直線作動試験では温度差曲線の勾配
がある程度大きく、直線不作動試験では温度差曲線の勾
配が小さ　く　なる。

また、第２の本発明によれは、段付き感熱ハウジングの
突出部の側壁には複数の開口が設けられているため、短
時間では感熱ハウジングが水平気流の温度を吸収して熱
遮蔽効果を示し、時間の経過とともに開口からの気流の
流通により熱伝導が上昇するので、直線作動試験および
直線不作動試験に対して温度差特性曲線の傾きの開きを
大きくすることが可能となる。

［実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は第１発明の差動式熱感知器の感熱ハウシンク２
を示す図であり、図の如く貫通孔２ａを形成した先端部
２ｂが基部２Ｃより小径の段付ぎハウジングとなってお
り、基部２ｃには円形の基板２ｄが設けられ、更に基板
２ｄには感熱ハウジング２を取付けるための複数の脚部
２ｅが設けられている。

第１ａ図は感熱素子と感熱ハウジングの取り付は状態を
示す断面図であり、第１の感熱素子３の検知部３ａが感
熱ハウジング２の貫通孔２ａを貫通するように回路基板
５に取り付けられ、また、第２の感熱素子４はその検知
部４ａが感熱ハウジング２の先端部２ｂ内壁に位置する
ように基板５に取り付けられる。

第２図は上記感熱ハウジングを熱感知器ヘッド１に組み
込んだ状態を示す断面図を示している。

上記の感熱ハウシング２を用いた差動式熱感知器では、
第３図に示すような、垂直気流Ｗ１によ一１２＝ り階段作動試験および階段不作動試験が行なわれ、水平
気流Ｗ２により直線作動試験および直線不作動試験が行
なわれる。

第４図は、□これらの各試験を行なった場合の第１およ
び第２の感熱素子の温度差を、時間を横軸にとって描い
た特性図であり、垂直気流Ｗ１による階段作動試験およ
び階段不作動試験では短時間であるため、感熱ハウジン
グ２による熱遮蔽効果によって、温度差曲線の勾配が大
きくなり、同時に最大温度差が垂直気流の温度と室温と
の差に近づくために、階段作動試験と階段不作動試験で
の最大温度差が広がる。

また上記感熱ハウジング２は時間が経過するに連れて気
流の温度まて上昇し、第２の感熱素子４への熱伝導が増
加するので、水平気流Ｗ２による直線作動試験および直
線不作動試験では、はじめの間は感熱ハウジング２が熱
遮蔽効果を呈するが水平気流Ｗ２により感熱ハウジング
２の突出部２ｂの円筒側面から熱伝導を受けて温度が上
昇し、゛第２の感熱素子への熱伝導が増加していき、直
線作動試験と直線不作動試験の温度差曲線の勾配が広が
り第４図の如き温度差曲線が得られる。

第５図は第２の本発明の感熱ハウジング２゛を示してお
り、第１の発明の感熱ハウジング２と異なる点は突出部
２ｂ’に複数のスリット状の開口２ｆを設けた点てあり
、更に脚部２ｅ’の本数が異なる点である。

また第５ａ図は第２発明の別態様の感熱ハウジング２′
１を示しており、上記複数のスリット状の開口２ｆに代
わって複数の丸孔の開口２ｇか設けられている。

５ｂ図は感熱素子と感熱ハウジングの取り付は状態を示
す断面図であり、第１の感熱素子３の検知部３ａが感熱
ハウジング２′の貫通孔２ａを貫通するように回路基板
５に取り付けられ、また、第２の感熱素子４はその検知
部４ａが感漏ハウジング２′の突出部２ｂ’内壁に位置
するように回路基板δに取り付けられる。　　第６図は
上記感熱ハウジング２′を熱感知器ヘッド１に組み込ん
だ状態を示す断面図を示している。

上記の感熱ハウジンク２’　　（２’”）を用いた差動
式熱感知器では、垂直気流Ｗ１および水平気流Ｗ２は第
７図に示すように流れる。

第８図は、この感熱ハウシング２′を使用して上記各試
験を行なった場合の特性図であり、垂直気流Ｗ１による
階段作動試験および階段不作動試験では上記第１の実施
例との差は少ないが、水平気流Ｗ２による直線作動試験
および直線不作動試験では、感熱ハウジング２’（２”
）の突出部２ｂ’　　（２ｂ”）の開口２ｆ（２ｇ）に
より、短時間においては感熱ハウジング２’（２”）が
上記実施例と同様に熱遮蔽効果を呈すると同時に、時間
の経過にともなって、開口２ｆ（２ｇ）を通しての熱伝
導が上昇するので、直線作動試験と直線不作動試験の温
度差曲線の勾配が更に広がり第４図の如き温度差曲線が
得られる。尚木実層側では開口形状をスリット状及び丸
孔状として説明しているが、他の形状で構成することも
可能である。

［発明の効果］ 本発明によれば、第１．第２のいずれの発明も、差動式
熱感知器の温度差特性曲線が改善されるため、温度差の
検出レベルの設定が容易となり、規格に対して余裕のあ
る差動式熱感知器が提供可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第１ａ図は第１発明の段付き感熱ハウジン
グの斜視図および断面図、第２図はそれを熱感知器ヘッ
ドに組み込んだ構造図、第３図はその試験時の気流の流
れの説明図、第４図はその温度差特性図であり、第５図
および第５ａ図は第２発明の段付き感熱ハウジングの斜
視図、第５ｂ図は第５図に示す段付き感熱ハウジングの
断面図、第６図はそれを熱感知器ヘッドに却み込んだ構
造図、第７図はその試験時の気流の流れの説明図、第８
図はその温度差特性図、第９図は従来の差動式熱感知器
の要部回路図、第１０図はその内部構造図、第１１図は
その温度差特性図を示している。 ［符号の説明］ ｌ・・・感知器ヘッド ２．２’、２”　・・・段付き感熱ハウジング２ａ・・
・貫通孔 ２ｂ、２ｂ’、２ｂ”・・・突出部 ２ｆ・・・スリット状開口 ２ｇ・・・丸孔開口 ３・・・第１の感熱素子 ３ａ・・・第１の感熱素子の検知部 ４・・・第２の感熱素子 ４ａ・・・第２の感熱素子の検知部 ５・・・回路基板

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）感知器ヘッドの内、外に設けた第１、第２の２つ
   の感熱素子の温度差出力が一定レベルを越えた時に、警
   報信号を出力するようにした差動式熱感知器において、 上記感知器ヘッドに下方には、貫通孔を形成し突出部を
   基部の中央に形成した段付き感熱ハウジングが設けられ
   、上記第１の感熱素子は、その検知部を上記突出部の貫
   通孔より突出するようにして該突出部に収容するととも
   に、上記第２の感熱素子は、その検知部を上記突出部の
   先端部に位置するようにして該突出部に収容した構造と
   した差動式感知器。
2. （２）感知器ヘッドの内、外に設けた第１、第２の２つ
   の感熱素子の温度差出力が一定レベルを越えた時に、警
   報信号を出力するようにした差動式熱感知器において、 上記感知器ヘッドに下方には、貫通孔を形成し突出部を
   基部の中央に形成した段付き感熱ハウジングが設けられ
   、上記突出部の側壁には外方の気流を侵入させる開口を
   形成してあり、上記第１の感熱素子は、その検知部を上
   記突出部の貫通孔より突出するようにして該突出部に収
   容するとともに、上記第２の感熱素子は、その検知部を
   上記突出部の開口に位置するようにして該突出部に収容
   した構造とした差動式感知器。
3. （３）上記突出部の開口が、該突出部の側壁に平行に開
   設した窓孔より成る請求項１の差動式感知器。
4. （４）上記突出部の開口が、該突出部の側壁に形成され
   た複数の孔部によって成る請求項１の差動式感知器。