JPH02254596A - 火災検知センサ - 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」 この発明は、ビル等の施設内に布設されて火災発生時に
おける初期段階の火災検知を行う火災検知センサに関す
る。

「従来技術とその課題」 ビル等の施設内に布設される火災検知器としては、熱（
温度）、煙り等を電気的に感知して火災を検知する方式
のセンサ部を有したものが一般に知られている。

しかしながら上記の火災検知器にあっては、センサ部が
大きいため一定の空間内に取り付けられる数が例えば１
部屋にせいぜい３〜４箇所と限られてしまい、火災発生
時におけるより早い段階での検知を行うには不十分であ
った。

また、火災検知器に光ファイバを適用し、０ＴＤｒｔ法
を利用して光ファイバの損失増を検出し、これにより火
災発生を検知するといったことら考えられるが、光ファ
イバの損失増は高温時だけでなく曲げ、低強度破断、低
温、被覆材劣化などの要因によっても発生することから
、現在のところ実用化するまでには至っていない。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、信頼性が高く、火災発生時における初
期段階での火災検知が可能となる火災検知システムに適
用される火災検知センナを混供することにある。

「課題を解決するための手段」 この発明の火災検知センサでは、光ファイバの一部ある
いはその全長に亙って熱収縮性材を設け、かつこの熱収
縮性材を、その熱収縮が上記光ファイバに直接あるいは
間接的に伝わるよう配置するとともに、上記光ファイバ
の長さ方向に沿って低融点金属線を配設したことを上記
課題の解決手段とした。

「作用　」 この発明の火災検知センサによれば、光ファイバの一部
あるいはその全長に亙って熱収縮性材を設け、かつこの
熱収縮性材を、その熱収縮が上記光ファイバに直接ある
いは間接的に伝わるよう配置するとともに、上記光ファ
イバの長さ方向に沿って低融点金属線を配設したので、
火災発生時、異常昇温に伴い熱収縮材が収縮して光ファ
イバに損失増が生じ、かつ低融点金属線が溶融断線する
。

「実施例」 以下、実施例によりこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明の第１の実施例を示す図であって、第
１図中符号ｌは火災検知センナである。この火災検知セ
ンサ１はビル等の床、壁、天井などに布設されて用いら
れ、その全体を検知部とする分布型のセンサであって、
線状の熱収縮材２と該熱収縮材２の外周面上に螺旋状に
巻回された光ファイバ３および金属線４とからなるもの
である。ここで光ファイバ３と金属線４とは、一定の間
隙をおいた状態で平行に配置されたもので、これにより
互いに接触しないものとなっている。

熱収縮材２は■〜８ｍｍ程度の外径を有するもので、架
橋ポリオレフィン（架橋ポリエチレン、架橋ポリプロピ
レン）またはこれらの共重合体、４ふっ化エチレン−〇
ふり化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、架橋ふっ化ビ
ニリデン樹Ｉ＋！　＜架橋ＰＶＤＦ）　、エチレン−４
ふり化エチレン共重合樹脂（Ｅ−ＴＦＥ）、４ふっ化エ
チレン樹脂（ＴＦＥ）、パーフルオロアルコキシ基の側
鎖を有する４ふっ化エチレン樹脂（ＰＦＡ）、ＴＦＥ＆
ＰＥＰ１架橋クロロブレンゴム、架橋ふっ素ゴム、架橋
塩化ビニル、エチレンピロピレン系、シリコンゴム系な
どの材料からなるものであり、熱が加わることによって
収縮するものである。なお上記材料において“架橋”と
は、放射線照射によってポリマー分子間が架橋し、三次
元網目構造になって元の材料より耐熱性が向上している
ことを示している。

光ファイバ３としてはシングルモード型あるいはグレー
デッド型のいずれも用いることができ、その材質として
石英あるいはプラスチックなどのものが適用可能である
。また、この光ファイバ３の被覆材としてはシリコン樹
脂あるいは紫外線硬化型樹脂などが用いられ、さらにこ
の上への被覆材としてナイロンなども用いられる。この
ような光ファイバ３としてはその外径が２００μｍ〜２
ｍｍ程度であることが、上記熱収縮材２の熱収縮が十分
伝わって曲げ等が生じ望ましい。

金属線４としては火災の際溶融して断線するもので、融
点が１００〜４００℃程度のものが用いられ、例えば亜
鉛、スズ、鉛等の金属やこれらの合金などが好適に用い
られる。また、この金属線４としてはその線径が０．１
〜３１１Ｉ１１程度のものが好ましく、熱収縮材２に巻
回して布設した際張力等によって断線しないだけの十分
な強度を有するよう寸法が選択される。なお、このよう
な金属線４としては裸線または被覆線のいずれでもよく
、金属線４の材質や外径寸法によって適宜選択される。

このような火災検知センサｌには、光ファイバ３の一端
に０ＴＤＲ装置（図示略）が接続され、また金属線４の
他端（ＯＴＤＲ装置が設けられた側と反対の側）に金属
線４に電流を通じるための電源が、その反対側の一端に
金属線４の導通をチエツクするための電流計（図示略）
が接続されており、さらに０ＴＤｎ装置および電流計に
はこれらによって得られた情報を総合して火災を検知し
、警報等の信号を発する中央検知部（図示略）が接続さ
れている。ここで０ＴＤＲ装置は、パルス発生器、発光
素子、カプラ、受光素子、演算部、表示部などから構成
されたもので、パルス発生器を駆動して発光素子からパ
ルス光をカブラを介して光ファイバ３に入射し、光フア
イバ３中を伝搬した光の後方散乱光を受光素子により受
光し、その受信レベルから演算部により損失増を算出し
、損失増のレベルと損失増が発生した位置とを表示部に
より表示するとともに、これら損失増のレベルと発生位
置とを信号化して中央検知部に入力するものである。そ
して、このような構成により全体として火災検知システ
ムが形成されている。

次に、このような火災検知センサ１を具備した火災検知
システムの、火災を検知する機構について説明する。

火災が発生し、発生箇所が異常昇温した際、異常昇温箇
所にて熱収縮材２が収縮し、また温度が金属線４の溶融
温度に達したとき異常昇温箇所にて金属線４が溶融断線
する。このとき、金属線４の溶融断線が電流計により検
知され、これにより中央検知部に異常昇温発生の情報（
信号）が送られる。また、熱収縮材２の熱収縮により光
ファイバ３に負荷が加わってこの光ファイバ３にマイク
ロベントが生じ、このマイクロベントにより損失が増加
することによって０ＴＤＲ装置に上り昇温発生箇所が検
知され、その情報が中央検知部に送られる。中央検知部
では金属線４の断線および光ファイバ３の損失増か人力
され、かつ光ファイバ３における損失増発生箇所が入力
されることにより、異常昇温発生、すなわち火災発生と
その場所を検知する。

このような火災検知センサｌにあっては、火災検知シス
テムに組み込んで使用することにより、金属線４の断線
と光ファイバ３の損失増とによるダブルチエツク方式で
火災発生を検知し得るので、誤認が防止されて信頼性の
高いセンサとなる。さらに、中央検知部に内蔵される警
報器のタイミングトリガを金属線４によって設定でき、
また光ファイバ３を０ＴＤＲ装置により監視することに
よって火災発生箇所を検知し得るなど火災検知システム
に適用した場合に多くの利点か得られる。

第２図はこの発明の第２の実施例を示す図であって、第
２図中符号５は火災検知センサである。この火災検知セ
ンサ５は、一対の板状の熱収縮材６．６と、これらに挟
持された抑圧体７および受は体８と、これら抑圧体７お
よび受は体８の間に配置された光ファイバ９と、この光
ファイバ９に隣接して設けられた金属線１０とからなる
ものであり、抑圧体７と受は体８との間の部分の光ファ
イバ９を主に検知部とする集中型のセンサである。押圧
体７は尖端を有する突出部１１を形成したものであり、
受は体８は上記突出部１１に嵌合する凹部１２を形成し
たものである。これらはそれぞれの突出部１１および凹
部１２を対峙させた状態で熱収縮材６．６に挟持された
もので、熱収縮材６の熱収縮に伴ってそれぞれが突出部
１１と凹部１２とを嵌合する方向に移動するよう構成さ
れたものである。

光ファイバ９は第１の実施例に示した光ファイバ３と同
様のもので、上記突出部１１と凹部１２との間に挟持さ
れたものであり、熱収縮材６の熱収縮に伴い押圧体７と
受は体８とが互いにその間隙を狭める方向に進み、これ
により突出部１１に押圧されて曲げられるよう配設され
たものである。金属線ＩＯも第１の実施例に示した金属
線４と同様のもので、光ファイバ９に隣接して配設され
たものである。また、これら光ファイバ９および金属線
ＩＱには、第１の実施例と同様に０ＴＤＲ装置および電
流計がそれぞれ接続されている。

このような構成の火災検知センサ５を具備した火災検知
システムを用いれば、以下の動作によって火災が検知さ
れる。

火災が発生し、熱収縮材６．６および押圧体７、受は体
８が配置された箇所が異常昇温した際、熱収縮材６．６
か収縮し、また異常昇温により温度が金属線４の溶融温
度に達したとき異常昇温箇所にて金属線４が溶融断線す
る。熱収縮材６．６が収縮すると、抑圧体７および受は
体８により光ファイバ９に曲げが与えられて損失増が生
じ、これが０ＴＤＲ装置に検出されることによって熱収
縮材６．６が配設された箇所における異常が検知される
。また、金属線ｌＯの溶融断線が電流計により検知され
ることにより、上記光ファイバ９による異常検出と合わ
せ、火災が検知される。

このような火災検知センサ５にあっては、第１図に示し
た火災検知センサｌと同様に信頼性の高いセンサとなる
とともに、集中型であることがらより感度の高いものと
なり、また全体をコンパクトにできるなどの利点を有す
るものとなる。

第３図はこの発明の第３の実施例を示す図であって、第
２図中符号１４は火災検知センサである。この火災検知
センサ１４はテープ状あるいは細板状の熱収縮材１５と
、この熱収縮材１５の一方の側部に添設された光ファイ
バ１６と、熱収縮材１５の他方の側部に添設された金属
１ｌＡ１７と、熱収縮材１５の幅方向に設けられて光フ
ァイバ１６および金属線１７を熱収縮材１５に固定する
固定帯１８・・・とからなるものであり、熱収縮材１５
をテープ状にして光ファイバ１６の全長亙って配設する
か、細板状にしてその複数を光ファイバ１６の長さ方向
の複数箇所に配設することにより分布型のセンサとなり
、また熱収縮材１５を細板状にして一箇所に配置するこ
とにより集中型のセンサとなるものである。

このような火災検知センサ１４にあっても、火災が発生
した際、熱収縮材１５が熱収縮することにより光ファイ
バ１６に損失増が起こり、かつ金属線１７が溶融断線す
ることによって火災を検知し得るものとなる。

なお、第１図ないし第３図に示した火災検知センサにお
いては、いずれも金属線を単に光ファイバに並列さけて
配置したか、金属線を光ファイバの終端にて折り返し、
光ファイバの始端側に金属線の始端および終端を位置せ
しめるようにしてもよく、その場合には金属線の両端に
設けられる電源および電流計を一箇所にまとめることが
できることから、センサをコンパクト化することができ
る。また、上記火災検知センサでは、いずれも金属線を
１本配設したが、これに限定されることなく、例えば融
点の異なる複数本の金属線を配設し、個々の導通を調べ
ることにより昇温状況を把握し得るようにしてもよい。

（実験例） 第３図に示した火災検知センサを、光ファイバの種類を
グレーデッド型およびシングルモード型として２個作製
し、これらのセンサを３００℃の加熱雰囲気中に放置し
て金属線の状態をおよび固定帯間の光ファイバの損失増
を調べ、その結果を第１表に示す。なお、これらのセン
サにおいてはいずれも熱収縮材としてポリオレフィンを
用い、金属線として鉛錫合金を用い、さら１こ固定帯間
の距離を１．５ｃｍとした。また、光ファイバへの入射
光の波長は１．３μｍとした。

第１表 ここで、Ｇｌ（グレーデッド型）はコア径５０μｍ、ク
ラツド径１２５μｍ１比屈折率差１％の光ファイバであ
り、Ｓｌ（シングルモード型）はコア径１０μ蹟、クラ
ツド径１２５μｍ１比屈折率差０．３％の光ファイバで
ある。

このように本実施例の火災検知センサは、３００℃の温
度環境にて動作することから、これを用いることにより
優れた火災検知システムが得られることが確認された。

「発明の効果」 以上説明したように、光ファイバの一部あるいはその全
長に亙って熱収縮性材を設け、かっこの熱収縮性材を、
その熱収縮が上記光ファイバに直接あるいは間接的に伝
わるよう配置するとともに、上記光ファイバの長さ方向
に沿って低融点金属を配設したものであるので、火災発
生時、異常昇温に伴い熱収縮材が収縮して光ファイバに
損失増か生じ、かつ低融点金属線が溶融断線するものと
なる。したがって、このセンサに０ＴＤＲ装置および金
属線の導通を検知する装置などを接続して火災検知シス
テムとすれば、光ファイバの損失増と金属線の断線との
ダブルチエツクによる検知を行うことかできることから
、信頼性の高い火災検知を行うことができる。

さらに、上記センサにあっては構造がシンプルで取り付
はスペースが少なくてよく、布設が容易であり、軽重で
あることから天井面などへの取り付けが可能であり、ま
た分布型、集中型の両方への適用か可能であるなど使用
にあたっての自由度の高いものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はいずれも本発明の火災検知センサ
の実施例を示す図であって、第１図は第１の実施例を示
す概略構成図、第２図は第２の実施例を示す概略構成図
、第３図は第・３の実施例を示す概略構成図である。 １．５．１４・・・・・・火災検知センナ、２．６．１
５・・・・・・熱収縮材、 ３．９．１６・・・・・・光ファイバ、４　、１０．１
７・・・・・・金属線。 出嘘人 藤倉電線株式会社 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光ファイバの一部あるいはその全長に互って熱収縮性材
   を設け、かつこの熱収縮性材を、その熱収縮が上記光フ
   ァイバに直接あるいは間接的に伝わるよう配置するとと
   もに、上記光ファイバの長さ方向に沿って低融点金属線
   を配設したことを特徴とする火災検知センサ。