JPH05340808A - 火災報知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 火災により発生する遠赤外線を検出する火炎
センサ１と、火災の可能性がある警戒レベルと火災状態
である火災レベルとを各々判定する判定器２３，４２
と、各々の状態を知らせる報知部３，４とにより構成し
てなる。 【効果】 短時間にしかも誤動作がなく確実に検出して
警報を発することが出来る。また、火災発生の危険性を
予め知らせることができるから、一層不測の事態の発生
を未然に防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、火災の有無を火災によ
り発生する遠赤外線レベルで検出し、火災の有無と火災
の可能性を報知する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、火災報知装置としては熱式と煙
式、及びこれらを組み合わせた熱煙複合式等の検知器が
採用され、火災が発生すると、火災によって発生する熱
が対流等の熱伝導により検知部の温度上昇、叉は、温度
変化による体積膨張を検出するか、または火災によって
発生した煙が対流等により、検知器の検知範囲内に煙が
到達して初めて火災の発生を感知して通報する方式が採
用されている。

【０００３】しかし、熱式の検知器では対流等の熱伝導
に要する時間がかかり、同じように煙式の検知器でも煙
が検知器の検出範囲内に対流等で移動するのに要する時
間がかかり、これらは共に出火から検出器で検出できる
までの時間がかかるほかに、感知器の時定数が大きいた
めに出火から検出までに要する時間がかかる。即ち、性
能的に見ると、一般住宅家屋では各部屋の体積が小さ
く、熱式、煙式のどちらを使用しても、火災以外の日常
使用する火気等、例えば厨房や空調器により発生する
熱、煙を検出して火災警報になり、火災が発生してない
にも拘らず従来の火災報知器では誤動作による火災警報
を出すことが多い。その上高価であり、一般住宅での使
用に適さない面が多々あり、工場、ビル等の企業向け用
として火災報知システムが整備され多く採用されていた
としても、一般家庭用の火災報知器が販売されてないの
が現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の難点に
鑑み、火災検出器の性能として、火災固有の現象を短時
間で（瞬時に）検出でき、火災の発生と同時に警報を発
するようにして火災の発見に手遅れがないようにし、し
かも、誤動作による誤報をなくした安価な火災報知装置
を提案することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するために、請求項１にあっては、火災により発生す
る遠赤外線を検出する火炎センサと、火災の可能性があ
る警戒レベルと火災状態である火災レベルとを各々判定
する判定器と、各々の状態を知らせる報知部とにより構
成し、火炎センサにより検出した遠赤外線レベルが火災
の危険性があるかどうか、また火災により発生した遠赤
外線であるかどうかを検出した遠赤外線レベルと該遠赤
外線レベルの継続時間により火災の有無を判定して、火
災発生の危険性と火災発生を報知することを特徴とする
構成を採用するものである。

【０００６】また請求項２にあっては、火炎センサの受
光範囲が通常の火炎より高く延びる異常時の火炎の範囲
内にあるように設置されてなる請求項１記載の構成を採
用するものである。

【０００７】さらに請求項３にあっては、火炎センサに
指向性を持たせて検出範囲を狭角度にして検出感度を向
上させて、監視範囲を火炎センサの受光面により走査し
て１個の火炎センサの監視範囲を拡大してなる請求項１
または２記載の構成を採用するものである。

【０００８】

【作用】本発明の請求項１によれば、火災によって発生
する火炎の放射する固有の遠赤外線を、時定数が０．１
秒以下のサ−モパイルを使用した時定数の小さい遠赤外
線センサを使用した火炎センサで検出するため、火災の
発生と同時に火災の発生を知ることができる。また火災
の発生を警戒レベルと火災レベルの２段階で識別し、火
災警報の報知は火災レベルが規定の時間継続する場合だ
けであり、パルス状の誤信号による誤動作を防止するこ
とができると共に、火災発生の危険性を予め知らせるこ
とができる。

【０００９】また請求項２によれば、火炎センサの設置
場所を火炎の発生する場所であって、通常の火炎は検知
されないが、異常に高く延びる火炎のみを検出する部位
に設けることによって、検出した火災の発生源を火炎セ
ンサからの相対位置として容易に判定でき、火災源の認
定が容易である。これに対して、従来の火災報知器に使
用されている熱的、または煙を検出して火災発生を判定
する検知器では空気中の伝導に検知器を加熱したり、ま
た煙が対流等で検知器の検出範囲に移動して初めて検出
が可能である。

【００１０】さらに請求項３によれば、センサの検出方
位を変化させて監視範囲を走査することにより広範囲の
火災監視を１個のセンサで、しかも精度良く短時間で検
出することが可能であり、安価になる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を説明すると、図１
は、本発明の一実施例をブロック図で示したものであ
る。１は火炎センサであり、受光面１１ａとフィルタ１
２とレンズ１３、及びサ−モパイル１４等により構成さ
れた遠赤外線センサである。火炎センサ１は受光面１１
ａに入射した火炎からの遠赤外線をフィルタ１２により
火炎からの固有の遠赤外線に対応する波長、例えば３．
５〜５μｍだけを通過させる。レンズ１３は受光面に入
射する遠赤外線の入射角に対応して受信感度を変化さ
せ、特定の方向から入射する遠赤外線を高感度で検出で
きる様に指向性を持たせる物である。サ−モパイル１４
はレンズ１３から供給された遠赤外線のエネルギに対応
する電圧を発生する遠赤外線センサである。即ち、火炎
センサ１は火炎から放射される遠赤外線を検出して、火
炎から放射される遠赤外線を検出するセンサであって、
この火炎センサ１は、後述のように一般家庭の台所、飲
食店やホテルの厨房に設置され、正確には、これらから
発生する通常の火炎に対しては検知することができない
が、異常時に上方に高く延びる火炎を検知することがで
きる位置に設置される。

【００１２】２は増幅設定部であり、直流増幅器２１と
警戒レベル設定器２２、及び警戒レベル判定器２３によ
り構成されている。増幅設定部２は火炎センサ１によっ
て検出した遠赤外線信号を直流増幅器２１で所定のレベ
ル迄増幅する。所定のレベルに増幅された遠赤外線信号
は警戒レベル設定器２２によって設定された設定信号と
共に警戒レベル判定器２３に供給し、検出信号が警戒レ
ベルより高いか低いかを判定する。

【００１３】警戒レベル設定器２２は検出した遠赤外線
レベルが火災の発生と思われるようなレベルに対応する
電圧を発生するものである。警戒レベル判定器２３の出
力は火炎センサ１の検出レベルが警戒レベル設定器２２
の設定値より大きくなったときに発生する。もし、検出
した遠赤外線による直流増幅器２１の出力が警戒レベル
設定器２２の設定電圧より高いときには、火災の可能性
があり、火災に付いて危険状態であり警戒すべき状態で
あると判定して、警戒報知部３に信号を供給する。警戒
報知部３は検出した遠赤外線レベルが火災の可能性があ
るので警戒する様に知らせるもので、警戒駆動器３１と
警戒表示器３２、及び必要に応じて警戒報知器３３とに
より構成されている。検出した遠赤外線レベルが危険状
態である事を警戒駆動器３１が受信すると、警戒駆動器
３１は警戒報知として光学的に表示する警戒表示器３２
と音響による警戒報知器３３とに各々の信号を送り、光
学的と、音響による警戒状態を報知する。

【００１４】４は検出した遠赤外線レベルが更に高くな
り規定の火災レベル以上になり、火災による遠赤外線が
発生したことを報知するための火災報知部である。火災
報知部４は火災レベル設定器４１と火災判定器４２とタ
イマ−４３と火災表示駆動器４４と火災表示器４５と火
災音声駆動器４６、及び火災音声発生器４７とにより構
成されている。増幅設定部２により、等価的に受光し増
幅した遠赤外線の信号から警戒レベル設定器２２の設定
電圧を差し引いた電圧が火災報知部に供給される。増幅
設定部２から供給された信号は火災判定器４２により火
災レベル設定器４１の設定値と比較判定される。火災レ
ベル設定器４１は火災発生と思われる高い遠赤外線レベ
ルに対応する電圧を設定する設定器である。従って、増
幅設定部２の出力が火災レベル設定器４１の設定値より
大きいときには火災判定器４２は火災として認識し、タ
イマ４３が作動すると共に、火災駆動器４４が作動して
火災表示器４５が作動する。タイマ４３は火災レベル設
定器４１の設定電圧より高い検出信号の時には継続して
カウントし、規定の時間が経過するとカウントオ−バと
なり、初めて火災の発生と判定して火災音声発生器４７
により音声による火災警報を発声する。

【００１５】しかし、規定時間以内に受光信号が火災レ
ベル設定器４１の設定値より低くなれば、タイマ４３は
リセットされ、再度検出した信号レベルが火災レベル設
定器４１の設定値より高くなっても、タイマ４３のカウ
ントは０から出発して規定時間のカウントを行う。タイ
マ４３が規定の時間カウントすると、タイマ４３のタイ
ムオ−バ信号により火災音声駆動器４６を作動させて、
火災音声発生器４７から音声により、例えば、厨房から
の火災の時には”厨房で火災が発生しました速やかに避
難等をして下さい”等の音声による警報を発声する。即
ち、受光した遠赤外線の信号レベルが火災レベル設定器
４１の設定値より高くなると、光学的警報である火災表
示器４５は継続時間と無関係に表示されるが、火災音声
発声器４７は受光した遠赤外線の信号が規定の時間継続
して火災レベル設定器４１の設定値より高くなければ作
動しない様にし、パルス状の雑音信号による誤動作を防
止している。

【００１６】図２は、本発明の作動機能の一実施例とし
て、遠赤外線レベルについて警戒レベルと火災レベルと
本発明の作動を示す作動原理図である。縦軸５は受信す
る遠赤外線レベルであり、５１は受光可能な最低受光レ
ベルであり、５２は警戒レベルであり、５３は火災レベ
ルである。横軸は時間軸Ｔである。６は受光した遠赤外
線レベルであり、６１から６７迄は各々の時間に於ける
検出した遠赤外線レベルである。遠赤外線レベル６１で
は警戒レベル５２を超えているため、警戒報知部３が作
動して、警戒状態であることを警戒報知器３３により知
らせるが火災報知部４は作動していない。更に遠赤外線
レベルが増加し、赤外線レベル６２になると、警報報知
器４の警報判定部４１により遠赤外線レベルが火災状態
になったことを判定し、火災表示器４５を作動させると
共にタイマ−４３を作動させるが、短時間で遠赤外線レ
ベル６３に下がるとタイマ−４３がリセットされ、誤信
号として処理される。しかし、尚遠赤外線レベルが警戒
レベル以上であるので警戒表示器３３は引続き報知され
る。更に遠赤外線レベルが低下し、遠赤外線レベル６４
になると警戒報知器３３の作動も停止する。

【００１７】次に、遠赤外線レベルが急激に上昇し、遠
赤外線レベル６５になると、警戒報知部３２が作動する
と共と、火災報知部４の火災判定器４２により火災表示
器４５が作動すると共にタイマ−４３がカウントを開始
する。短時間の内に遠赤外線レベルが遠赤外線レベル６
６に低下するとタイマ−４３はカウントを停止し、リセ
ットされ、火災表示器４５も停止する。再度、遠赤外線
レベル６７に急激に上昇すると、火災判定器４２によ
り、火災表示器４５が作動すると共にタイマ−４３がカ
ウントを開始し、所定の時間継続され、規定時間Ｔ１が
経過すると、タイマ４３がカウントオ−バになり、受光
した遠赤外線レベルは火災発生によって発生した遠赤外
線であるとして初めて判定し、火災音声駆動器４６を作
動させて火災音声発生器４７が作動して、火災音声発生
器４７から音声によって火災の発生を報知する。

【００１８】図３は、本発明の一実施例としての回路図
の一例である。１はサ−モパイルを使用した遠赤外線セ
ンサによって構成した火災センサであり、検出した遠赤
外線レベルを増幅設定部２に送る。増幅設定部２の直流
増幅器２１は２段のオペアンプＯＰ１とＯＰ２より構成
されており、直流増幅した検出信号は警戒レベル判定器
２３に送る。警戒レベル判定器２３はオペアンプＯＰ４
により構成し、オペアンプＯＰ３を使用した警戒レベル
設定器２２の設定電圧と直流増幅器２１の出力であるオ
ペアンプＯＰ２の出力とを供給し、設定電圧と検出電圧
との比較判定を行う。即ち、オペアンプＯＰ４に警戒レ
ベル設定器２２であるＯＰ３の出力と検出信号の出力で
あるオペアンプＯＰ２の出力を各々差動式に供給して、
遠赤外線レベルであるオヘアンプＯＰ２の出力が警戒レ
ベル設定器２２の設定電圧であるオペアンプＯＰ３の出
力より大きいときに正の信号をオペアンプＯＰ４が判定
信号として出力する。

【００１９】警戒レベル判定器２３であるオペアンプＯ
Ｐ４の出力は抵抗Ｒ１８を経由して警戒駆動器３１を形
成するトランジスタＴｒ２に供給され、オペアンプＯＰ
４の出力が正になるとトランジスタＴｒ２が短絡状態に
なる。警戒駆動器３１はトランジスタＴｒ２とＴｒ３、
及びＩＣ１により構成されている。ＩＣ１は警報表示器
３３の表示を点滅するための点滅信号を発生するための
発振器を形成し、常時発振を継続し、ＩＣ１により発生
した発振信号は抵抗Ｒ１９を経由してトランジスタＴｒ
３のベ−スに常時供給し、トランジスタＴｒ３がＩＣ１
の発振器の発振周波数で短絡と開放とを繰り返す。従っ
て、トランジスタＴｒ２とＴｒ３、及び警戒表示器３２
であるＬＥＤ２とが直列に接続してあるため、オペアン
プＯＰ４の出力が正に、即ち警戒レベル５２（図２）よ
り検出した遠赤外線レベルが高くなれば、警戒表示器３
２にはＩＣ１で発生する発振周波数と同じ周波数（回
数）で電流が流れて、警戒表示器３２であるＬＥＤ２が
点滅作動する。また、必要に応じて、警戒表示器３２と
並列にブザ−等の警戒報知器３３を接続すれば、光学的
な表示と音響による警戒状態の報知を行うことが出来
る。しかし、光学的表示と音の表現とを各々別々に駆動
装置を設けることもできる。

【００２０】他方、警戒レベル判定器２３であるオペア
ンプＯＰ４の出力は火災報知部４の火災判定器４２を形
成するオペアンプＯＰ５の逆相端子に供給される。火災
判定器４２は可変抵抗器ＶＲ３と定電圧ダイオ−ドＺＤ
１、及び抵抗Ｒ１０により構成されている火災レベル設
定器４１の出力と警戒レベル判定器２３の出力を比較し
て、火災レベル設定器４１の設定値より警戒レベル判定
器２３の出力が高いか低いかを判定する。もし、警戒レ
ベル判定器２３の出力、即ち検出した遠赤外線レベルが
低い時には火災判定器４２の出力は正になり、ダイオ−
ドＤ１と抵抗Ｒ１６を経由してトランジスタＴｒ１のベ
−スに供給し、トランジスタＴｒ１を短絡させて、トラ
ンジスタＴｒ１と直列に接続してある電源表示兼火災表
示器ＬＥＤ１を点灯させる。また、逆に警戒レベル判定
器２３の出力が火災レベル設定器４１より高くなると火
災判定器４２の出力は負になり、トランジスタＴｒ１は
開放され、電源表示兼火災表示器ＬＥＤ２は消灯する。
即ち、回路の簡素化のために電源表示と火災表示を１個
の表示器で行う１実施例であり、ＬＥＤ１が点灯してい
るときには電源表示であり、ＬＥＤ１が消灯していると
きは火災状態を表示する実施例である。

【００２１】火災判定器４２を構成するオペアンプＯＰ
５の出力は火災表示駆動器４４であるトランジスタＴｒ
１に供給されると共に、タイマ４３を構成するＩＣ２に
ダイオ−ドＤ３と抵抗Ｒ２３とＲ２６を経由して供給
し、ＩＣ２により構成されたタイマ４３のカウントの開
始と停止と制御する。即ち、オペアンプＯＰ５の出力が
正の時、ＩＣ２により構成されたタイマ４３がカウント
を停止し、リセットされ、負になればタイマ４３のカウ
ントが開始され、オペアンプＯＰ５の出力が継続して負
であれば、規定値迄カウントアップされ、規定のカウン
ト数に達するとＩＣ２の端子７にカウントオ−バの信号
が現われる。このカウントオ−バの信号は火災音声駆動
器４６に供給される。火災音声駆動器４６は３個のＮＡ
ＮＤ素子により構成した確認論理回路と音声記憶読み取
り器ＡＲＯＭとトランジスタＴｒ４により構成されてい
る。確認論理回路ＬＯＧは論理積否定素子ＮＡＮＤ１と
ＮＡＮＤ２とＮＡＮＤ３とにより、火災判定器４２が負
で、即ち検出した遠赤外線レベルが火災レベル５３より
高く、タイマ４３がカウントオ−バになっていることを
確認する。この確認が正しいときには、音声記憶読み取
り器ＡＲＯＭを作動させて、音声記憶読み取り器ＡＲＯ
Ｍに記憶されている音声を取り出して、トランジスタＴ
ｒ４に供給し、スピ−カ等の火災音声発生器４７を駆動
して、音声記憶読み取り器ＡＲＯＭの内部に記憶してあ
るＲＯＭ化した音声によって火災状態を音声により報知
する。

【００２２】図４は、本発明にかかる火災報知装置Ａの
設置場所を示す。本装置Ａは、火災の発生しやすい場
所、正確には火炎の常時発生する台所または厨房Ｄの壁
面Ｓに設置される。本装置Ａの取付台１５に対し火炎セ
ンサ１を設けたセンサ部１１は自在継手１６によって周
方向及び上下左右にその受光面１１ａが自由に変更する
ことができるようになっており、その受光面１１ａによ
って受光される範囲Ｔは、台所または厨房Ｄで発生する
通常の火炎Ｆ₁ は受光されないが、異常に上方に延びる
火炎Ｆ₂ のみを受光する範囲に設置される。これによっ
て通常発生する火炎については本装置Ａが作動すること
がなく、火災に結びつきやすい異常の火炎のみを確実に
検知することができる。

【００２３】図５は、火炎センサ１の受光面１１ａを左
右上下に走査して火炎監視範囲を拡大して、１個の火炎
センサで広範囲の地域を監視するようにした１実施例で
ある。７は火炎センサ１の検出角度を変化させるための
走査装置である。走査装置７は走査機構７１を駆動する
走査駆動器７２により構成されている。火炎センサ１の
受光面１１ａの受光方向は走査駆動器７２の信号に従っ
て走査機構７１により左右に変化させながら少しずつ上
下移動させて必要な監視区域を走査するものである。走
査装置７の走査角と上下位置は記憶判定装置８に入力さ
れ、火炎センサ１の検出信号が警戒レベル５２または火
災レベル５３以上（図２）の遠赤外線レベルを検出した
時には、検出したデ−タと検出場所とを記憶しておき、
同じ場所で２回以上続けて同じ、またはそれ以上の遠赤
外線レベルを検出すれば、各々の検出レベルに対応した
警報装置９から警報を発生させる。警報装置９からの警
報を発生させる場合に、検出方位角から特定できる情報
を記憶して置くことが出来、その位置情報も警報に含め
て同時に出すこともできる。尚、以上の説明では機能的
に分割して説明したが、現在技術ではマイクロプロセッ
サによりソフト的にこれらの機能を容易に組み込むこと
が出来、小型で安価な装置を作ることが出来る。

【００２４】

【発明の効果】本発明の請求項１によれば、時定数の小
さい遠赤外線センサを使用した火炎センサにより、火炎
固有の遠赤外線スペクトルだけを短時間に検出し、しか
も、誤信号を除去するため所定の時間継続した遠赤外線
レベルが放射されなければ、火災警報が発せられないの
で、短時間にしかも誤動作がなく確実に検出して警報を
発することが出来る。その結果として、火災の初期対
応、例えば、消火作業や避難の時間を適切にとることが
出来ると共に、火災発生の危険性を予め知らせることが
できるから、一層不測の事態の発生を未然に防止するこ
とができる。

【００２５】また本発明の請求項２によれば、通常の火
炎に対しては作動することがなく、異常の火炎の発生状
態にのみ作動するようになっているため、誤作動の恐れ
はなく、火災の発生状況を高確率に把握することができ
る。

【００２６】また本発明の請求項３によれば、センサの
検出方位を変化させる走査により広範囲の監視を行うこ
とができ、より確実に高範囲にわたって火災予防に供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の機能を説明する機能ブロッ
ク図である。

【図２】本発明の一実施例の作動を説明するための遠赤
外線レベル図である。

【図３】本発明の一実施例としての回路図である。

【図４】本発明の使用方法を示す説明図である。

【図５】本発明の他の実施例としての火炎センサの検出
方向を走査させる機能ブロック図である。

【符号の説明】

１ 火災センサ ２ 増幅設定部 ３ 警戒報知部 ４ 火災報知部 ５ 遠赤外線レベル ６ 受光した遠赤外線レベル ７ 走査装置 ８ 走査記憶装置 ９ 警報装置 １１ａ 受光面 ２３ 警戒判定部 ４２ 火災判定部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 火災により発生する遠赤外線を検出する
   火炎センサと、火災の可能性がある警戒レベルと火災状
   態である火災レベルとを各々判定する判定器と、各々の
   状態を知らせる報知部とにより構成し、火炎センサによ
   り検出した遠赤外線レベルが火災の危険性があるかどう
   か、また火災により発生した遠赤外線であるかどうかを
   検出した遠赤外線レベルと該遠赤外線レベルの継続時間
   により火災の有無を判定して、火災発生の危険性と火災
   発生を報知することを特徴とする火災報知装置
2. 【請求項２】 火炎センサの受光範囲が通常の火炎より
   高く延びる異常時の火炎の範囲内にあるように設置され
   てなる請求項１記載の火災報知装置。
3. 【請求項３】 火炎センサに指向性を持たせて検出範囲
   を狭角度にして検出感度を向上させて、監視範囲を火炎
   センサの受光面により走査して１個の火炎センサの監視
   範囲を拡大してなる請求項１または２記載の火災報知装
   置