JPH0637516Y2 - 差動式熱感知器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、差動式熱感知器の改良に関する。

［従来の技術］ 従来より、サーミスタなどの感熱素子を用いた差動式の
熱感知器が広く普及している。

第９図を用いて、このような差動式熱感知器の基本的な
構成を説明すると、サーミスタTH1,TH2同士（熱応答特
性は取り付け構造上または電気的特性上TH1が速く、TH2
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を直列に接続して成る第２の直列回路1
00bの各々の接続点の電圧V1,V2の変動を比較回路101で
比較し、その出力レベルの変化時にスイッチング手段10
2を駆動して警報信号を出力する構成とされている。

この差動式熱感知器の動作を説明すると、サーミスタTH
1とTH2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V1は略1/2Vcc（ここにVccは電源回路103からの供給電
圧）であり、この時V2はV2＞V1を満足するように抵抗R
1,R2の値を設定しているので、比較回路101の出力は
「Ｌ」レベルとなってSCR102はトリガされず、このため
回線L,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することが
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
TH1,TH2の抵抗値は温度上昇に追従して変化するためV1
は変化せず、V2＞V1の条件が保たれて比較回路101は
「Ｌ」レベルを保持するので、同様にSCRはトリガされ
ない。

一方、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TH1のみの抵抗値が急激に小さくなるためにV1
が上昇してV2＜V1となり、比較回路101は「Ｈ」レベル
に反転してSCR102をトリガするので、受信機（不図示）
側のリレーも駆動されて警報信号を発生する。

また、この例では二つのサーミスタTH1,TH2に熱応答特
性の異なるものを用いた場合を示しているが、特性が同
一のサーミスタを一方を外気に近く、他方を感知器内部
に配置して外気から遠ざけることにより構造的に熱応答
特性を異ならせる方法も採られている。

しかしながら、このような構成の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
な規格を満足するものでなければならない。

第１種差動式スポット型感知器の感度 階段作動試験・・・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・・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。

直線作動試験・・・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。

直線不作動試験・・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。

第２種差動式スポット型感知器の感度 階段作動試験・・・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・・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・・・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。

直線不作動試験・・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。

第10図にこのような差動式熱感知器Ａの内部断面図を示
す。図において、Th1は第１の感熱素子であるサーミス
タ、Th2は第２の感熱素子のサーミスタ、104は熱感知器
の回路部材がマウントされるプリント基板、105は熱感
知器のヘッド、またW1は垂直気流の流れ、W2は水平気流
の流れを示している。

また、第11図に上記した各試験の特性曲線を示す。図に
おいて、縦軸は第１の感熱素子および第２の感熱素子の
温度差、横軸は時間を示している。また図中のa,b,cは
比較回路の検出レベルを示しており、このレベルは上記
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。

しかるに、検出レベルを図の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
段階不作動試験では、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
差にできるだけ近づけ、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の余裕のある熱感知器とす
ることができる。

しかるに、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。

［考案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考案は、サーミスタをと
りつける感熱ハウジングを設けることにより、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、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本考案は、 サーミスタなどの第１および第２の熱感知素子同士を直
列に接続した第１の直列回路の接続点と、抵抗同士を直
列に接続した第２の直列回路の接続点の電位を比較回路
で比較し、その出力レベルの変化時にスイッチング手段
を駆動して警報信号を出力する差動式熱感知器におい
て、感知器ヘッドの下方中央部に、貫通孔を形成した先
端部が基端部より小径にした円筒状の段付き感熱ハウジ
ングを設け、このハウジング内に上記第１の感熱素子
を、その検知部が該ハウジングの貫通孔より突出するよ
うにして収容させるとともに、上記第２の感熱素子を、
その検知部が上記ハウジングの先端部に位置するように
して上記ハウジング内に収容させた構造としたものであ
る。

［作用］ 本考案の第１実施例では、円筒状の段付き感熱ハウジン
グを用いているため、垂直上昇気流では、最初は段付き
ハウジング自体が熱伝導を抑える作用をし、第２の感熱
素子への熱伝導は少ないが時間の経過とともに感熱ハウ
ジングにあたる垂直上昇気流により第２の感熱素子への
熱伝導が増加する。

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度およ
び10度であるため、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分であ
り、上記感熱ハウジングが時間の経過とともに、第２の
感熱素子への熱伝導が増加することから、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。

更に、本考案の第２の実施例では、感熱ハウジングの先
端部が先細り状で、しかもその頂部が基端部よりも厚肉
とされ、先端部の周面が基端部より肉薄に形成されてい
ることから、短時間では感熱ハウジングが熱遮蔽効果を
示し、時間の経過とともに肉薄形状により、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開きを大きくすることが可能とな
る。

［実施例］ 以下は図面を参照して本考案の実施例を説明する。

第１図は本実施例の差動式熱感知器の感熱ハウジング２
を示す図であり、図の如く貫通孔2aを形成した先端部が
基端部より小径の段付き円筒状をしている。第1a図は感
熱素子と感熱ハウジングの取り付け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
先端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。

上記の感熱ハウジング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により階段作動試験お
よび段階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
流の温度まで上昇し、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
円筒部周囲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図は本考案の第２の実施例の感熱ハウジング２′を
示しており、先細り状になった先端部には貫通孔2a′を
設けている。第5a図は感熱素子と感熱ハウジングの取り
付け状態を示す断面図であり、感熱ハウジング２′は先
細り状に形成した先端部の頂部21aは基端部20よりも厚
肉とされ、さらに先細り状に形成した先端部の周面21b
は基端部20よりも薄肉に形成されている。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が感熱ハウジングの先細り状で肉
薄にされた先端内壁に位置するように基板５に取り付け
られる。第６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。

上記の感熱ハウジング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、この感熱ハウジング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により階
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′の先端部の
先細りの部分が肉薄にされたことにより、上記実施例と
同様に短時間においては熱遮蔽効果を呈すると同時に、
時間の経過によって、更に感熱ハウジングの熱伝導が上
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。

［考案の効果］ 本考案のより、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図は本考案の第１実施例の感熱ハウジ
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図は本考案の第２実施例の感熱ハウジング
の斜視図および断面図、第６図はそれを熱感知器ヘッド
に組み込んだ構造図、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］ １……感知器ヘッド 2,2′……感熱ハウジング 2a,2a′……貫通孔 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……プリント基板

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】サーミスタなどの第１および第２の熱感知
   素子同士を直列に接続した第１の直列回路の接続点と、
   抵抗同士を直列に接続した第２の直列回路の接続点の電
   位を比較回路で比較し、その出力レベルの変化時にスイ
   ッチング手段を駆動して警報信号を出力する差動式熱感
   知器において、 感知器ヘッドの下方中央部に、貫通孔を形成した先端部
   が基端部より小径にした円筒状の段付き感熱ハウジング
   を設け、この感熱ハウジング内に上記第１の感熱素子
   を、その検知部が該感熱ハウジングの貫通孔より突出す
   るようにして収容させるとともに、上記第２の感熱素子
   を、その検知部が上記感熱ハウジングの先端部に位置す
   るようにして上記感熱ハウジング内に収容させた構造と
   したことを特徴とする差動式熱感知器。
2. 【請求項２】段付き感熱ハウジングは、先端部を先細り
   状に形成しその先端部の頂部は基端部よりも厚肉とされ
   ており、かつ該先端部の周面が基端部よりも薄肉に形成
   されたものである請求項１記載の差動式熱感知器。