JPH07120476B2 - 火災判断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、温度検出器と煙検出器の検出値に基づいて火
災を判断する火災判断装置に関する。

（従来技術） 一般に、この種の火災判断装置にあっては、火災の早期
発見と誤報の防止を両立させることが大きなテーマとな
っており、そのため近年にあっては、温度や煙濃度の単
独の検出値から火災を判断せずに、温度や煙濃度等の複
数種類の検出値に基づいて火災を判断するようにした装
置が提案されている（特開昭61−49297号等）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、実際に起きる火災の状況は、煙をほとん
ど発生することなく着火する着炎火災、燃焼物が長時間
に亘ってくすぶり続けた後に着火する燻焼火災等さまざ
まであり、更に、火災以外の原因、例えば調理による熱
や煙、暖房による熱、更にはタバコの煙等のように誤報
を生ずる原因が数多くあり、このような状況の中から可
能な限り速くに且つ確実に火災を判断することのできる
装置の出現が待望されている。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、温
度検出器と煙検出器の検出値に基づいて迅速且つ確実に
火災を判断することのできる火災判断装置を提供するこ
とを目的とする。

この目的を達成するため本発明にあっては、温度検出器
と煙検出器の検出値に基づいて火災を判断する火災判断
装置に於いて、前記温度検出器の検出温度が低い時と高
い時に前記煙検出器の検出値から火災を判断する閾値を
低いレベルとし、前記検出温度が中程度のときには前記
閾値を高いレベルとする手段を設けるようにしたもので
ある。

（作用） このような構成を備えた本発明の火災判断装置にあって
は、天井面に設置している温度検出器の検出温度が例え
ば温度Δ＋５℃以下と低いとき、又は60℃以上と高いと
きには、同じ場所に設置している煙検出器の検出値（煙
濃度）から火災を判断する閾値を例えば15％/m（Δ＋５
℃以下のとき）又は８％/m（60℃以上のとき）と低いレ
ベルにし、一方、検出温度が室温Δ＋５〜60℃となる中
程度のときには閾値を30％/mと高いレベルに設定する。

このような検出温度に基づく閾値の設定変更は、本願発
明者による火災実験及びそのデータ解析から温度と煙濃
度の２次元空間において、調理、暖房及びタバコのそれ
ぞれに対応した非火災領域が特定できたことに基づいて
おり、この非火災領域を与える温度に対応した煙濃度を
火災判断の閾値として設定するものである。

その結果、調理による熱と煙、暖房による熱、更にタバ
コの煙による誤った火災判断を確実に防止することがで
き、特に従来非火災との区別が困難であった燻焼火災を
迅速に検出することが可能となった。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示したブロック図である。

第１図において、１は煙検出器であり警戒区域の天井面
に設置され煙濃度Ｓ（％/m）を検出して、そのアナログ
検出信号を出力する。２は温度検出器であり、煙検出器
１の近傍若しくは一体に設置され、検出温度θに対応し
たアナログ検出信号を出力する。

煙検出器１及び温度検出器２の検出出力は信号線により
受信機３に接続される。煙検出器１及び温度検出器２か
ら受信機３に対するアナログ検出信号の伝送は専用の信
号ラインを用いてもよいし、煙検出器１及び温度検出器
２のそれぞれにデータ伝送装置を設け、アナログ検出信
号をデジタルデータに変換して伝送するようにしてもよ
い。

特に、受信機３に対し複数の煙検出器及び温度検出器が
接続される場合には、各検出器を受信機３からの伝送ラ
インに共通接続し、受信機３からのポーリング若しくは
一定周期毎の検出側からのデータ伝送を行なうようにし
てもよい。

煙検出器１からのアナログ検出信号は受信機３に設けら
れた受信回路４に入力され、受信回路４でノイズ除去や
信号増幅等の受信処理が施された後、演算回路５に与え
られる。演算回路５は受信回路４で受信した煙検出信号
をそのまま出力してもよいし、特開昭61−49297号に示
されるように、受信回路４から得られた複数の煙検出信
号に基づいて１次函数近似若しくは２次函数近似により
予測された所定時間後の煙検出値（煙濃度）を求めるよ
うにしてもよい。

一方、温度検出器２からのアナログ検出信号は受信回路
６に入力されノイズ除去や信号増幅等の処理が施された
後、閾値制御回路７に与えられる。

閾値制御回路７は演算回路５より出力された煙検出値Ｓ
から火災を判断する閾値Srを作り出すもので、閾値制御
回路７が発生する閾値Srは温度検出器２による検出温度
θに応じて次のように可変される。

（Ａ）検出温度θが低いときと高いときには閾値Srを低
いレベルとする。

（Ｂ）検出温度が中程度のときには閾値Srを高いレベル
とする。

この閾値制御回路７による検出温度θに基づいて閾値Sr
の設定については、後の説明で更に詳細に説明される。

演算回路５からの煙検出値Ｓ及び閾値制御回路７からの
閾値Srは判断回路８に入力され、判断回路８は煙検出値
Ｓが閾値Sr以上となったときに火災判断出力を警報表示
部９に出力して火災警報を行なわせる。

第２図は第１図の受信機３に設けた閾値制御回路７によ
り検出温度θに基づいて設定される煙検出値Ｓから火災
を判断するための閾値Srの関係を温度θと煙濃度Ｓの２
次元空間について示した説明図である。

第２図において、例えば第１図の閾値制御回路７は検出
温度θに対し階段状に設定された閾値制御特性Ａを与え
る。

即ち、閾値制御特性Ａは次のようになる。

（ａ）温度が室温Δ＋５℃より低いとき、閾値Sr＝15
（％/m）； （ｂ）検出温度θが室温Δ＋５℃以上で60℃より小さい
とき、Sr＝30（％/m）； （ｃ）検出温度θが60℃以上で70℃より低いとき、Sr＝
８（％/m）； （ｄ）検出温度θが70℃以上でSr＝０（％/m）； このような第２図に示した温度θと煙濃度Ｓの２次元空
間に設定される閾値制御特性Ａは本願発明者による火災
実験、及びそのデータ解析によって得られた非火災領域
に基づいて定められるものである。

第３図は本案発明者による火災実験を通じて得られた非
火災領域を温度θ、煙濃度Ｓ、COガス濃度Ｇの３次元空
間について示した説明図である。

即ち、本案発明者にあっては火災時に生ずる温度、煙濃
度、COガス濃度を検出し、第３図に示す３次元空間での
３つの検出値で定まるベクトル軌跡について検討を行な
った。

この結果、燻焼火災によるベクトル軌跡は初め煙濃度と
COガス濃度の平面上を進行し、発火後の温度上昇に伴い
煙濃度とCOガスが拡散して温度軸の方向に移行し、温度
軸と平行に上昇し、以後上昇するようになる。

また、着炎火災では各検出値が共に増加するため、原点
及び各軸から離れる方向へベクトル軌跡が進む。

一方、ガスコンロで魚を焼いたときのような非火災の場
合には、ガスコンロの点火後に温度軸に沿ってベクトル
軌跡が上昇し、次いで煙濃度とCOガス濃度の平面に略平
行に進行する。また、暖房をつけた場合には煙濃度やCO
ガス濃度はほとんど得られず、ベクトル軌跡は温度軸に
沿ってそのときの暖房設定温度で定まる限界温度に進行
する。

更に、タバコの煙については温度上昇はほとんど見られ
ず、煙濃度の若干の増加と同時にCOガス濃度が大きく増
加する方向にベクトル軌跡が進行する。

このような温度、煙濃度、COガス濃度の３次元空間にお
ける調理、暖房及びタバコによる非火災領域としては、
第３図に示す領域A,B,Cを設定することができる。

ここで各非火災領域A,B,Cにおける温度θ、煙濃度Ｓ及
びCOガス濃度Ｇの境界値は次表−１のようになる。

即ち、第３図および前記表−１から明らかなように、非
火災領域Ａは、温度θがθ＝室温Δ＋５℃〜60℃、煙濃
度ＳがＳ＝０〜30（％/m）及びCOガス濃度ＧがＧ＝０〜
200ppmとなる直方体の領域で与えられる。

また、非火災領域Ｂは温度θ＝60〜70゜、煙濃度Ｓ＝０
〜８（％/m）、及びCOガス濃度Ｇ＝０〜200ppmとなる直
方体の領域で与えられる。

更に、非火災領域Ｃは、温度θ＝室温Δ〜Δ＋５℃、煙
濃度Ｓ＝０〜15（％/m）及びCOガス濃度Ｇ＝０〜750ppm
で与えられる直方体の領域となる。

このように第３図に示した調理、暖房及びタバコによる
非火災領域A,B,Cの設定に基づき、本発明の温度と煙濃
度に基づく火災判断にあっては、第３図の３次元空間に
おける非火災領域A,B,Cの温度と煙濃度の平面への投影
領域を第２図に示すように閾値制御特性Ａとして定めて
いる。

一方、第３図のように調理、暖房、タバコによる非火災
領域A,B,Cを定めた場合には、これらの非火災領域A,B,C
以外の領域は火災領域となることを意味する。

次に、第１図の実施例による火災判断処理を第４図のフ
ローチャートを参照して説明する。

第４図において、まずブロック40で煙検出器１及び温度
検出器２から得られた煙データＳ及び温度データθをサ
ンプリングする。

次のブロック42では演算回路５により煙データの演算処
理を行なう。この演算処理は例えば複数の煙データに基
づく１次函数近似または２次函数近似により予測された
所定時間後の煙データの演算処理となる。勿論、煙デー
タ演算処理42で特にデータ処理を行なうことなく、サン
プリングした煙データＳをそのまま使用するようにして
もよい。

ブロック42で煙データの演算処理が終了すると次の判別
ブロック44で、温度データθを第２図の閾値制御特性Ａ
を与える閾値温度、室温Δ＋５℃と比較する。このとき
温度データθが閾値、室温Δ＋５℃より低ければブロッ
ク56に進んで煙データＳから火災を判断するための閾値
SrをSr＝15（％/m）に設定し、判別ブロック52に進んで
設定した閾値Srと煙データＳを比較し、煙データＳが閾
値Sr以上であればブロック54に進んで火災警報を出す。

一方、判別ブロック44で温度データθが閾値温度、室温
Δ＋５℃以上であったときには、判別ブロック46に進ん
で室温Δ＋５℃以上で、且つ60℃より小さいか否か判別
する。温度データθがこの範囲内にあればブロック58に
進んで閾値SrをSr＝30（％/m）とし、判別ブロック52の
火災判断に進む。

また、判別ブロック46で温度データθが60℃以上であっ
たならば、判別ブロック48に進んで温度データθが60℃
以上で且つ70℃より小さいか否か判別し、この範囲内に
あるときにはブロック50に進んで閾値SrをSr＝８（％/
m）に設定して判別ブロック52の火災判断に進む。

一方、判断ブロック48で温度データθが70℃以上であっ
たならば、直ちにブロック54に進んで火災警報を出すよ
うになる。

以下同様にして所定のサンプリング周期毎に温度データ
θに応じて設定された閾値Srに基づく火災判断を繰り返
す。

尚、上記の実施例にあっては、第２図の閾値制御特性Ａ
に示すように、検出温度θの閾値に対しステップ的に煙
濃度から火災を判断するための閾値Srを変更するように
しているが、第２図に曲線で示すような閾値制御特性Ｂ
を設定し、この閾値制御特性Ｂに従ってそのときの検出
温度θに対応した閾値Srを設定するようにしてもよい。
勿論、閾値制御特性Ａは３段階の閾値設定を例にとるも
のであったが、閾値の設定段数を更に増やすようにして
もよい。

このような本発明の煙検出器と温度検出器の検出値に基
づく火災判断を具体的にみると、例えば第２図の温度と
煙濃度の２次元空間における燻焼火災のときのベクトル
軌跡は破線の特性曲線Ｃに示すようになり、燻焼火災に
あっては燃焼物がくすぶっている間は煙濃度は増加する
が、温度はほとんど増加せず、着火後に煙濃度と温度が
増加するベクトル軌跡の変化となる。

これに対し、本発明の火災判断装置にあっては、燻焼火
災の初期段階にあっては検出温度θが低いことから、例
えば閾値制御特性Ａを使用した場合には、低めの閾値Sr
＝15（％/m）を設定しており、しかもこの閾値Sr＝15
（％/m）は第３図に示したように、非火災領域と火災領
域を分ける境界となっており、燻焼火災による煙濃度Ｓ
が非火災領域との境界となる閾値Sr＝15（％/m）を超え
たときに火災と判断して火災警報を出すことができ、そ
の結果、燻焼火災であっても誤報を生ずることなく素早
く火災を検出することができる。

尚、第３図に示した非火災領域A,B,Cの設定領域は前記
表−１に示した数値をもつものであるが、この非火災領
域に基づく本発明の閾値制御特性の設定は、室内の状況
（例えば天井面の高さ、部屋の広さ等）により異なるの
で、これらの数値のみに限定されるものでなく、これら
の数値に近い値を設定すれば同様な作用が得られること
は勿論である。

（発明の効果） 以上説明してきたように本発明にあっては、温度検出器
と煙検出器の検出値に基づいて火災を判断する火災判断
装置において、温度検出器の検出温度が低いときと高い
ときに煙検出器の検出値から火災を判断する閾値を低い
レベルとし、検出温度が中程度のときには閾値を高いレ
ベルとする手段を設けるようにしたため、調理、暖房、
タバコ等による誤報を確実に防止することができ、更に
従来初期段階では非火災との区別が困難であった燻焼火
災についても素早く火災と判断することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示したブロック図、第２図
は温度と煙濃度の２次元空間について本発明による検出
温度に応じた煙から火災を判断する閾値の制御特性を示
した説明図、第３図は火災実験から得られた温度、煙濃
度及びCOガス濃度の３次元空間における非火災領域の説
明図、第４図は本発明による火災判断処理を示したフロ
ーチャートである 1:煙検出器 2:温度検出器 3:受信機 4,6:受信回路 5:演算回路 7:閾値制御回路 8:判断回路 9:警報表示部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】温度検出器と煙検出器の検出値に基づいて
   火災を判断する火災判断装置に於いて、 前記温度検出器の検出温度が低い時と高い時に前記検出
   器の検出値から火災を判断する閾値を低いレベルとし、
   前記検出温度が中程度の時には前記閾値を高いレベルと
   する手段を設けたことを特徴とする火災判断装置。