JPH03246430A - 分布型温度検出装置及び分布型火災感知器及び火災感知方式 - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は室温を点ではなく、広範囲に分布させた感熱素
子で室温を面でとらえる温度検出器とそれの応用である
火災感知器及び火災感知方式シこ関するものである。

（０）従来の技術 従来の、成る一点でとらえる感熱装置は、例えばスポッ
ト型の火災感知器を例にとると、その直下で起きた火災
に対しては敏感であるが、水平方向に離れた所での火災
に対しては急速に感度カタ落ちる。このことは空調用の
感熱装置についても言えて、室温の平均値とかけ離れた
値を検出することがある。

火災感知器について言えば、従来から、スボ・ノド型の
欠点をなくした分布型火災感知器が販売されていたが、
これは感熱素子として内径２ｍｍ位の銅パイプ製の空気
管を利用するものであって、この空気管を天井面に取り
付けるときにこの、ｆイブをつぶさないように工事をす
るには特殊な技術を必要とした。

又、空気管が外力でつぶされたり、穴が開（またすして
役に立たなくなった時にこれを自動的に検出することが
できなかった。又空気管式分布型感知器は温度の絶対値
の検出が大変難しかった。その為従来は温度上昇率にの
み感応する差動式感知器としてしか利用していなかった
。別の試みとして、感熱用の線状の半導体を用いる方式
もあったが、感度が悪く電波障害等に対して弱かった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 室温を広い範囲に渡ってむらなく平均的にとらえ、火災
時にはその発生場所による感度の差の少ない火災感知器
として動作し、工事が容易であり、且つ断線等の故障を
自動的に検出できるようにする。

室温をその温度上昇率だけではなく、絶対温度でとらえ
ることもできるようにし空調の制御用と、火災感知器の
両方に使えるようにする。

（ニ）課題を解決するための手段 室温を平均的にとらえるために感熱素子として金属抵抗
線で出来た熱感知部分を線状に広く分布させる。

検出感度を高めるために比較的大きな電力を抵抗線に通
す。この消費電力を減少させるために常時通電ではなく
間欠通電を行い、室温をサンプリング検出でとらえるの
が好ましい。

（１作用 天井面、或いは壁面に取り付けられた感知線は室内の空
気によって暖められたり、冷やされたりし、その時の温
度に応じた抵抗値を示す。この抵抗値の温度係数は純度
の高い金属の場合は広範囲に渡って一定値を示すので、
抵抗値から温度及び温度上昇率を算出するのは容易であ
る。そのためには、感知線の全長を知ることが大事であ
るが、これは工事終了時に算出できる。

算出された温度は例えば空調装置に伝送されて、空調の
コントロールに利用される。

分布型火災感知器として用いる場合は、国家規格によっ
て定められた値に従って、算出された温度上昇率が火災
によるものか否かを判定して受信器に信号を送る。感知
線の断線の場合はその抵抗値の変化によって容易に判定
され、受信器に警報を送る。

（へ）実施例 本発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図は１つの建物に感知線と検出器を設けた場合を示
す平面図で、ｌは感知線、２は検出器。

３は建物の壁を示す。尚、Ａは被測定空間の部屋、Ｂは
同じく廊下でそれぞれ天井、壁等で仕切られている。

第２図は検出器２の内部の構成を示すブロック図である
。第３図、第４図、第５図も同じくその構成を示すブロ
ック図である。

第２図〜第５図において４は感知線ｌの全長を記憶する
回路、５は感知線１の抵抗を測定する回路、６は全長記
憶回路４の情報から感知線の標準温度例えば２０°Ｃに
おける抵抗値（以下標準抵抗値という）を算出する回路
、７は算出回路６からの標準抵抗値と抵抗測定回路５か
らの抵抗値を比較して、現在の室温を算出する回路、８
は算出された温度を例えば空調装置、或いは火災報知器
等に送出する信号回路、９は算出された温度を一定間隔
の時系列として、一定時間の分、例えば５分間分だけ記
憶している時系列記憶回路、１０は時系列記憶回路から
送出される信号を処理して温度と温度変化率の両方を算
出する回路、１１は算出回路１０からの温度情報と、温
度上昇率を内蔵する参照値とを照合して、火災か非火災
か等を判定する回路、１２は電流消費を軽減するための
サンプリング回路である。

第１図で感知線ｌは、建物平面図上で室のどの位置も感
知線ｌから数ｍ程度以上離れないように、−船釣には天
井面に、場合によっては壁面上に張られる。所謂露出配
線であるから設置後に建物の間仕切り変更等による配置
換えが容易である。

感知線１は純金属製がその抵抗の温度係数の高さから推
奨されるが、特に純ニツケル線はその温度係数の高さと
、耐食性と、比較的高い抵抗率の故に優れている。純ニ
ッケルの抵抗率は７．２４Ｘ　１０−”Ω・ｍであり、
抵抗率の温度係数は６．７Ｘ　１０−”／”Ｃである。

０．１〜０．５ｍ　ｍ位のニッケル線を絶縁物で覆いこ
れを２本撚り線として使用する。金属線は打撃や衝撃に
強くなるように中空のパイプでない、通常の金属線を使
用する。

例として１００ｍの２本のベアの直径０．２ｍ−ｍのニ
ッケル線（全長１００ｍ　ｘ　２　）では２０℃におけ
る抵抗は４６１Ωで、全長に渡って温度が１℃上る毎に
抵抗は３．０９Ω上昇する。上昇率は−１００”Ｃ〜３
００”０位の間に渡ってほぼ一定である。

感知線１の一方の末端は半田付は等の方法で短絡してル
ープを形成させる。第１図の例ではこの末端は廊下の端
で短絡されている。

ループを形成した感知線ｌのベアの２本の他の末端は検
出器２の２つのターミナルに取り付けられ、間欠的に例
えば数秒毎に電流を流されて抵抗が測定される。

第２図において、全長記憶回路４は感知線ｌの全長を入
力して記憶させる回路である。

感知線の材賀と直径が製造時に定められているから、そ
の感知線ｌの単位長当たりの標準抵抗値は予め分ってい
る。

例えば、純ニツケル線で直径０．２ｍ　ｍで長さ１ｍの
２０℃のときの抵抗値は次式で算出できる。

１　　ｍ　Ｘ　　２　　Ｘ　７．２４Ｘ　１０−”Ω・
ｍ　／　（π　Ｘ　Ｏ，０００１ｍ　”）＝４．６１Ω 従って、Ｌｍの２０℃での抵抗値は４．６１ＸＬΩであ
る。標準抵抗値算出回路６は上式を演算するための回路
である。

現在時の温度を算出するために感知線１の現在時の抵抗
を抵抗測定回路５によって測定する。測定のために感知
線ｌに電力が供給され、周知の抵抗測定方法と同じよう
に、その時の電圧と電流の値から抵抗値が算出される。

抵抗測定回路５によって現在の抵抗が測定されると、そ
の値と標準抵抗値算出回路６がらの標準抵抗値とから現
在温度が温度算出回路７によって算出される。

例えば感知線ｌに純ニッケルを使用した場合はその抵抗
の温度係数は６．７Ｘ　１０−”であるから、感知線１
の全長を１００ｍ　ｍ　、直径０．２ｍｍとし、現在時
の抵抗を５００Ωとすると、標準抵抗値は前述の如＜４
６１Ωであるから温度は ２０℃＋（５００−４６１）Ｑ　／　（４６１Ωｘ　６
．７ｘ　１０−”Ｃ）二　３２．６℃ と算出される。

この温度情報は信号送出回路８によって図示してない火
災報知器の受信器や空調の制御回路に送られる。

感知線に流す電力は、Ｓ／Ｎを向上させるためには大き
い方が良くて、前出の０．２ｍｍのベア１００ｍの感知
線の場合で２０〜３０ｍ　Ａ　、　０．１８〜０．４Ｗ
位が良い。大きな建物の場合はこの位の電力でも検出器
２の数が多いので、配線の太さが問題になるから、電力
と配線費用を節約するためにサンプリング回路１２が用
いられる。サンプリング間隔は、数秒〜数分に１回位で
良い。火災感知の場合は数秒以下が必要である。

標準抵抗値を求める他の方法として、第３図を示す。

第３図では第２図の全長記憶回路４と、標準抵抗算出回
路６とが省略され、その代りに標準抵抗値記憶回路１３
が設けられる。

工事が終了すると感知線ｌの全長が定まってしまうから
、その全長から前述した方法でその標準温度状態におけ
る抵抗が計算される。この計算は紙上で行われても、全
長とそれに対応する標準抵抗値の表を用いて求めてもよ
い。このように検出器の外部で計算して求めた標準抵抗
値を標準抵抗値記憶回路１３に入力する。この記憶回路
の値は建物の模様替え等によって感知線１の全長が変更
されるような場合を除いて一定である。

この値を用いて感知線１の温度を算出する方法は前述の
通りで、温度算出回路７によって行われる。

以上は温度検出装置としての説明であるが、第４図のよ
うに火災感知器に応用する場合には更に時系列記憶回路
９、温度変化率算出回路１０、火災・非火災判定回路１
１が設けられる。

現在温度が測定されるとその値は、温度算出器７から信
号送出回路８によって火災報知器の受信器や、空調の制
御回路に送られる。それと同時に時系列記憶回路９に送
られて、そこに数分量分の値が時系列順に記憶される。

この値は温度変化率算出回路１０によってその温度上昇
率が計算される。

火災感知器として応用する場合にこの温度上昇率が大切
である。国家規格によってこの温度上昇率が毎分何度の
温度が何分間続いたら火災警報を出すべきかが決められ
ているから、その規格に従って、そのような大きな温度
上昇を感知すると警報信号を受信器に送出する。

検出器２から送出される信号形式には４−２０ｍＡの直
流アナログ信号や各種の形式のデジタル信号を用い得る
。

第２図、第３図の何れの場合も温度と温度上昇率の双方
を直接受信器に送出して、受信器でそれらの値から火災
か火災でないかを判定することができる。

又、断線事故の場合は抵抗値が極度に増大するので、算
出される温度が非常な高温となるので容易に自動的に検
出されて受信器に送られる。

上記の説明で各装置回路は独立したものとして説明して
いるが、これらをマイクロコンピュータやＬＳＩ等の各
回路で実現しても発明として同じである。スポット型空
調センサーと異なり室全体の平均的温度が分るので、火
災はスポット型室温式火災感知器の動作温度（６５℃以
上）より低い温度、例えば４５℃位でも確実に火災を検
出できる。

通常の空調されたビルで平均温度が４５℃になるという
ことは異常事態ではないと起こらないからである。

本発明は温度（絶対値）と温度上昇率の双方の情報を送
れるので空調と火災報知器の双方に使われる。

温度上昇率の計算と火災の警報は行わずに単に分布型温
度検出器として温度情報のみを受信器に送り、計算と状
況判断を総て受信器で行う方式も可能である。この場合
、検出器２内の時系列記憶回路９と温度変化率算出回路
ｌＯと、火災・非火災判定回路１１は省かれる。

中央集中管理方式は建物全般の温度を監視できるので、
快適な空調、火災の発見、避１１１Ｎ導においてスポッ
ト型センサーより有利である。

第５図にその構成をブロックに示す。

第５図で１４は中央監視装置、１５は中央監視装置と複
数の検出器２とを結ぶケーブル、１６はケーブル１５を
通して中央監視装置と信号の交換を行うためのインター
フェースである。

中央監視装置１４は一定の間隔でインターフェース１６
を通して、特定の検出器１５を呼出して、現在温度を測
定させて、その結果を報告させる。その結果得た検出器
２の固有番号とその時刻の温度等に関する情報を記憶す
る。このようにして順次総ての検出器２全部と交信を終
ると又、最初の検出器２との交信に入り、このようにし
て常時休むことなく交信が行われる。

その結果は中央監視装置１！１４の記憶装置に総て記憶
され、それぞれの検出器２の状況が把握される。

そして、その温度と温度上昇率を火災報知器の国家規格
と照合して火災報知器への通報９表示等を行う。中央監
視装置はマイクロコンピュータＷ、Ｓ等のコンピュータ
と記憶装置によって行われ、その機能はソフトウェアに
よって制御Ｅれる。

（ト）発明の効果 本発明は次のような諸効果を生ずる。

従来の空気管式の分布型火災感知器に比べて、工事が容
易である。機械的衝撃に対してこわれ難い。

設置後の配置替えが容易である。断線事故のような致命
点故障を自動的に検出できる。温度と温度上昇率の両方
が判明するので定温式感知器と、差動式感知器の両方の
機能を発揮できる。検出器からの情報を中央の受信器で
集中管理ができるので、火災の発生と、その後の発展の
状況を的確に判定できる。このことはこの検出器が絶対
温度の検出もできるからである。従って、火災避難のた
めの情報をより確かにできる。

従来の空調用のスポット型センサーに比べて、室の広範
囲の温度を平均的にとらえるので、より快適な空調がで
きる。

空調用センサーと火報用センサーを共用できるので火災
報知器と空調制御との二重投資を避けることができる。

以上のように本発明は数々の効果を有し、その有用性は
非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は建物に感知線と検出器を設けたときの建物平面
図、第２図は検出器の構成を示すブロック図、第３図は
検出器の他の構成を示すブロック図、第４図は火災感知
器としての検出器の構成を示すブロック図、第５図は火
災感知方式を示すブロック図である。 １・・・感知線 ２・・・検出器 ４・・・全長記憶回路 ５・・・抵抗検出回路 ７・・・温度算出装置 ８・・・信号送出回路 ９・・・時系列記憶回路 １０・・・温度上昇率算出回路 １１・・・火災・非火災判定回路 １２・・・サンプリング回路 １３・・・標準抵抗値記憶回路 １４・・・中央監視装置 １６・・・インターフェース

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定空間の天井等に分布させて設置する金属線
   で構成した熱感知線と、該感知線の全長を測定して記憶
   する回路と、該測定値から該感知線の標準温度状態での
   抵抗値を算出する回路と、該感知線の現在温度における
   抵抗値を測定する回路と、前記標準温度状態での抵抗値
   と、前記現在温度における抵抗値から現在温度を算出す
   る回路を備えたことを特徴とする分布型温度検出装置。
2. （２）被測定空間の天井等に分布させて設置する金属線
   で構成した熱感知線と、該感知線の全長を測定し、その
   測定値から該感知線の標準温度状態での抵抗値を算出し
   て記憶する回路と、該感知線の現在温度における抵抗値
   を測定する回路と、前記標準温度状態での抵抗値と、前
   記現在温度における抵抗値から、現在温度を算出する回
   路を備えたことを特徴とする分布型温度検出装置。
3. （３）一定時間間隔で現在温度における抵抗値を測定す
   る請求項１又は２記載の分布型温度検出装置。
4. （４）請求項３記載の分布型温度検出装置と、各サンプ
   リング時の温度を時系列として記憶する記憶装置と、記
   憶された温度時系列値から温度上昇率を算出する回路と
   、その上昇率が予め定めた値を越えたことを検出する回
   路と、該検出装置からの信号によって火災警報を送出す
   る回路とを備えたことを特徴とする分布型火災感知器。
5. （５）請求項４記載の分布型温度検出装置と、各サンプ
   リング時の温度を時系列として記憶する記憶回路と記憶
   された温度時系列値から温度上昇率を算出する回路とを
   備え、前記温度検出装置からの温度と前記上昇率から火
   災の状態を判別して警報を発する火災感知方式。