JPH11110659A

JPH11110659A - 火災を早期に発見し警報する方法及び早期火災警報装置

Info

Publication number: JPH11110659A
Application number: JP18765198A
Authority: JP
Inventors: Bunji Tanigawa; 文治谷川
Original assignee: PUROSASU KK
Current assignee: PUROSASU KK
Priority date: 1997-08-06
Filing date: 1998-07-02
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】誤作動なしに確実に火災を早期に発見し、警報
を発し得るようにする。【解決手段】火災の発生を監視すべき空間内の空気と飽
和状態の空気をクラウドチャンバー10内に吸引し、クラ
ウドチャンバー10内を減圧して過飽和状態にし、空気中
のサブミクロン微粒子を凝縮核とするきりを発生させ、
霧の濃度が所定のレベル以上に達したときに警報を発す
るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気中の浮遊物の
濃度を測定することにより火災の発生を検知し、火災が
発生したときに警報を発する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】空気中の煙の濃度を測定するタイプの従
来の火災警報装置は、測定すべき空気に光を照射し、そ
の散乱光の強さを測定し、その測定値が所定のレベル以
上になったときに警報を発するものである。このよう
に、従来の火災警報装置では測定すべき空気に直接光を
照射するものであるので、火災が進行し煙の濃度があり
しきい値以上に上がるまで警報を発することができず、
警報が発せられた時点では相当の損害が発生しており、
そのため大規模な消火活動及び復旧工事を要するという
問題があった。また、火災を早期発見しようとして散乱
光の測定精度を高めると、空気中のダスト粒子によって
誤作動しやすくなるという問題があった。

【０００３】ところで、火災の前駆現象として、例えば
電線や建物内の可燃物等が過熱されたときや、煙草の吸
殻などからの引火で可燃物が燻りはじめたときなどは、
空気中にサブミクロン微粒子という光学的には検知不可
能な非常に小さな粒子が大量に発生することが知られ
た。このサブミクロン粒子は、通常は２ないし５万個／
cm³程度の濃度で常時空気中に存在するが、電線や建材
などの過熱が始まると被過熱体から大量に放散され、そ
の濃度は急激に上昇し、数百万個／cm³になる。従っ
て、このサブミクロン微粒子の濃度を測定できれば非常
に早い段階で火災を検知できるので、被害を未然に食い
止めることができるが、サブミクロン微粒子が余りにも
小さいため、従来の火災警報装置では、サブミクロン微
粒子の濃度に基づいて火災警報を発することはできなか
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題を
解決するためなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、誤作動することがなく、確実に火災を早期に発見
し、警報を発し得る方法及び装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、クラウド
チャンバー内で、火災の発生を監視すべき空間内の空気
を過飽和の状態にし、空気中のサブミクロン微粒子を凝
集核とする霧を発生させ、霧の濃度を検出し、それが所
定のしきい値以上に達したときに、警報を発するよう構
成することによって達成される。また、本発明の上記の
目的は、クラウドチャンバーと、火災の発生を監視すべ
き空間内に設けられ、その空間の空気をサンプリングし
てクラウドチャンバー内に送出し得るようクラウドチャ
ンバーに接続される少なくとも１個のサンプリングヘッ
ドと、減圧されたクラウドチャンバー内に飽和状態の空
気を供給し得るよう設けられる加湿器と、クラウドチャ
ンバー内の空気を強制的に排気してその内部を減圧し、
クラウドチャンバー内を過飽和状態にする真空ポンプ
と、クラウドチャンバー内の霧が発生し得る領域に向け
て光を照射し得るよう設けられる発光装置と、霧による
散乱光又は透過光を検知し得るよう設けられる受光装置
と、からなる早期火災警報装置により達成される。

【０００６】また、上記の目的は、火災の発生を監視す
べき空間内の空気と飽和状態の空気とを所定の割合でク
ラウドチャンバー内に吸引し、クラウドチャンバー内を
減圧して過飽和状態にし、空気中のサブミクロン微粒子
を凝縮核とする霧を発生させ、光学的に現地できるよう
にすると共に、霧の濃度が所定のしきい値以上に達した
ときには警報を発するよう構成することによって達成さ
れる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の詳細を
説明する。図１は本発明に係る早期火災警報装置の第一
実施例の構成を示す説明図、図２は図１に示した本体の
主要構成を示す説明図、図３は図１に示したサンプリン
グヘッドの下面図、図４は図３のＡ−Ａ断面図、図５は
本発明に係る早期火災警報装置の第二実施例に使用され
るクラウドチャンバー周辺の構成を示す説明図、図６は
本発明に係る早期火災警報装置の第二実施例に使用され
るサンプリングヘッドの断面図、図７は本発明に係る早
期火災警報装置の第三実施例に使用されるクラウドチャ
ンバー周辺の構成を示す説明図である。

【０００８】まず、図１について説明する。図中、１は
本体、２ないし５はサンプル供給ラインである。本体１
は、図２に示したように、クラウドチャンバー１０と、
切替器１１と、加湿器１２と、圧力リザーバ１３と、真
空ポンプ１４と、発光装置１５と、受光装置１６とを具
備するものである。本実施例において、クラウドチャン
バー１０は円筒状の細長い容器であり、一方の端部寄り
に混合気導入口１０ａを有し、他方の端部から所定距離
離れた位置に排気口１０ｂを有する。

【０００９】この混合気導入口１０ａと、排気口１０ｂ
との間の円筒内面には、後述する発光装置１５の発光部
１５０が、クラウドチャンバー１０の対称軸に向けて光
線を照射し得るよう設けられる。クラウドチャンバー１
０の排気口１０ｂ側の端面中央内側には、後述する受光
装置１６の受光部１６０が、クラウドチャンバー１０の
対称軸に沿った領域の明るさを計測し得るよう設けられ
る。また、この受光部１６０が設けられる側の端面近傍
には、三枚のドーナツ円盤状の視野絞り１００ないし１
０２が、クラウドチャンバー１０の中心軸と同軸に所定
距離を介して設けられる。

【００１０】切替器１１は、サンプル供給ライン２ない
し５が接続されるものであって、図示しない制御装置の
指令に従ってこれら四本のラインのうちの一本を順次輪
番的に選択して出力側のラインに切替接続するものであ
る。加湿器１２は、飽和状態の空気を出力し得るもので
ある。切替器１１及び加湿器１２の出力ラインは、途中
で合流し、圧力リザーバ１３に接続される。圧力リザー
バ１３は、クラウドチャンバー１０の混合気導入口１０
ａに接続され、切替器１１からのサンプル用空気と、加
湿器１２からの飽和状態の空気とからなる混合気の出力
量を制御し、クラウドチャンバー１０の一次側圧力を制
御するものである。

【００１１】真空ポンプ１４は、クラウドチャンバー１
０の排気口１０ｂに接続され、クラウドチャンバー１０
に導入される混合気量をクラウドチャンバー１０外へ吸
引して排出し、クラウドチャンバー１０内を減圧し、過
飽和状態に保持するものである。発光装置１５は、発光
ダイオード等の発光部１５０を有するものであり、この
発光部１５０は、上記した通りクラウドチャンバー１０
内に設けられ、常に発光している。受光装置１６は、フ
ォトダイオード等の受光部１６０を有するものであり、
この受光部１６０は、上記した通りクラウドチャンバー
１０内に設けられ、常にクラウドチャンバー１０内の明
るさを測定している。

【００１２】以下、切替器１１に接続されたサンプル供
給ライン２ないし５について順次説明する。これらのサ
ンプル供給ラインはそれぞれ所定の火災警戒領域に対応
して設けられるものであり、それぞれ複数のサンプリン
グヘッドを有する。サンプル供給ライン２は、そのライ
ンの途中及び端末に計６個のサンプリングヘッド２０な
いし２５を有し、それらのサンプリングヘッドは、図３
及び図４に示した通り、主体部２００と、フィルター２
０１と、リテーニングリング２０２と、調整具２０３と
からなる。主体部２００は縦置き略円筒状の部財であ
り、その内径は中程で小さくなっている。フィルター２
０１は、主体部２００の下面開口を塞ぎ得る円盤状のも
のであり、図４に示したように、リテーニングリング２
０２によって主体部２００に固定される。

【００１３】調整具２０３は、細長く、一部にＶ字状の
切込みを有する薄板であり、主体部２００の内部の内径
が小さくなった部分の下側開口を覆い得るようねじによ
って取り付けられる。この調整具２０３は、取付角度を
調整することにより、サンプル用の空気流通路面積が調
整され、これにより空気流量が調節されるものである。
このサンプリングヘッド２０の上面開口には、サンプル
供給ライン２が接続される。

【００１４】なお、図１中に示したサンプリングヘッド
の構成は、総て同一であるので、以下、サンプリングヘ
ッドの構成の説明は省略する。このサンプル供給ライン
２から本体１へは、所定の流量でサンプル用空気が送ら
れ、かつ、各サンプリングヘッド２０ないし２５を経由
してきたサンプル用空気のバランスは、略均等でなけれ
ばならない。この条件を満たすよう、各サンプリングヘ
ッド２０ないし２５の調整具の位置が調整され、それぞ
れの開口の大きさが変えられるが、サンプル供給ライン
２においては、その開口の大きさはラインの末端に近く
なるものほど大きくなるものである。

【００１５】サンプル供給ライン３は、そのライン上に
６個の切替装置３００ないし３５０を有し、サンプリン
グヘッド３０ないし３５は、それぞれ１個ずつ各切替装
置３００ないし３５０に接続されるものである。切替装
置３００ないし３５０は、本体１に設けられている図示
しない制御装置の指令によって作動するものであり、指
令があったときに指定された１個のサンプリングヘッド
のみがサンプル供給ライン３に繋がるよう切り替えを行
うものである。また、サンプリングヘッド３０ないし３
５の調整具は、サンプル供給ライン２の場合と同様に所
定量のサンプル用空気が送られるよう調整されるもので
あるが、サンプル供給ライン３においては、一度に１個
のサンプリングヘッドからしかサンプル用空気を吸引し
ないので、各サンプリングヘッドの開口の大きさは、そ
れぞれサンプル供給ライン２のものより大きくなる。

【００１６】サンプル供給ライン４は、途中に開閉装置
４００を有し、末端側が図１に示したように枝別れし、
その各末端にそれぞれ１個ずつ計８個のサンプリングヘ
ッド４０ないし４７を有するものである。開閉装置４０
０は、本体１に設けられている図示しない制御装置の指
令によって作動するものであり、常時はラインを閉じ、
サンプル供給ライン４からサンプル用空気を吸引する間
のみ開くよう制御される。また、サンプリングヘッド４
０ないし４７の調整具は、サンプル供給ライン２の場合
の同様に調整されるものであるが、サンプル供給ライン
４においては、各サンプリングヘッド４０ないし４７か
ら本体１までの距離は等しいので、各サンプリングヘッ
ド４０ないし４７の開口の大きさは等しくなる。

【００１７】サンプル供給ライン５は途中で二股に分か
れ、各末端にそれぞれ開閉装置５００、５１０を介して
サンプリングヘッド５０、５１を有するものである。こ
の開閉装置５００、５１０は、サンプル供給ライン４の
開閉装置４００と同様に制御され、また、各サンプリン
グヘッド５０、５１の調整具は、サンプル供給ライン２
の場合と同様に調整される。

【００１８】以下、上記の早期火災警報装置の作動につ
いて説明する。この装置を作動させると、切替器１１、
切替装置３００ないし３５０、開閉装置４００、５０
０、５１０が制御され、所定のサンプリングヘッドから
サンプル用の空気を吸引し得る状態になり、空気を吸引
し得るサンプリングヘッドは定期的に順次切り替えられ
ていく。真空ポンプ１４が作動すると、クラウドチャン
バー１０内が減圧されていくが、クラウドチャンバー１
０内の気圧が所定のレベルに達すると、切替器１１及び
加湿器１２からそれぞれ所定量の空気が吸引され始め
る。

【００１９】切替器１１及び加湿器１２からの空気は、
途中で混合され、圧力リザーバ１３を経由してクラウド
チャンバー１０内に導入される。このとき、クラウドチ
ャンバー１０内の気圧を所定レベルの低圧に保持し得る
よう圧力リザーバ１３が調節される。クラウドチャンバ
ー１０内は混合気の断熱膨張によって過飽和状態になる
ので、クラウドチャンバー１０内には、混合気中のサブ
ミクロン微粒子が凝縮核となって、霧が発生する。

【００２０】このサブミクロン微粒子は、通常、２ない
し５万個／cm³の濃度で空気中に浮遊しているが、電線
の被覆などの可燃物の過熱が始まり、５０〜７０℃程
度、又はそれ以上となると、このサブミクロン微粒子の
放出が始まり、その濃度は数百万個／cm^３に急上昇する
ので、クラウドチャンバー１０内の霧が濃くなる。クラ
ウドチャンバー１０内の霧には、常に発光装置１５の発
光部１５０から光が照射されているが、この光は霧に乱
反射し、乱反射した光の強さが受光装置１６の受光部１
６０によって測定される。霧が濃くなれば乱反射が多く
なるので、霧の濃度の上昇に応じて受光装置１６の測定
値が上昇する。

【００２１】従って、この受光装置１６の測定値が所定
のレベルに以上になったとき、クラウドチャンバー１０
内に引き込まれているサンプル用空気の供給エリアに、
火災が発生したものとして図示しない警報器が作動し、
管理者に火災発生エリアを知らせる。警報を発令するレ
ベルは、管理者の要求に応じて設定できるが、火災の規
模に応じた消火活動を可能にするため、霧の濃度に応じ
て複数段階のレベルを設定し、その濃度が上昇して特定
のレベルに達し、そのレベルが所定時間維持されたと
き、又は、一気に高レベルになったときに、そのレベル
の高さに応じて異なった警報を発するようにすることが
望ましい。

【００２２】この早期火災警報装置において、サブミク
ロン微粒子を凝縮核とする霧の粒子径は、凝縮核の大き
さに拘わらず略同一であるので、霧の濃度からサブミク
ロン粒子の濃度を極めて正確に知ることができる。ま
た、空気中に浮遊するダスト等の異物は、フィルターに
よってクラウドチャンバー１０内に入らないようになっ
ているが、仮にこのような異物がクラウドチャンバー１
０に導入されても、通常は凝縮核になるとは限らず、そ
の上その数もサブミクロン微粒子を凝縮核とする霧滴の
数に比べれば極めて少数であるので、霧の濃度の測定値
には影響がなく、従って、本発明に係る警報装置は誤作
動を生じることがない。

【００２３】また、このサブミクロン微粒子は、火災発
生の極めて初期の段階、例えば、電線の被覆の過熱が始
まり、被覆の温度は上がってきたが、まだ外観上は変化
があらわれておらず、手を触れると熱く感じる程度の段
階で大量に放出され始めるので、過熱が発生した時点で
火災の前兆を検知することができ、電源を切る程度の処
置で火災を未然に防ぐことができる。このように、多量
の消火剤の散布を必要とするような火災になる前に予防
措置を講ずることができ、火災による被害を未然に抑え
ることができる。特に、この早期火災警報装置をコンピ
ューター等の電子機器を設置した部屋の監視に使用した
ときには、機器や配線の電気火災によるシステムのダウ
ンを未然に防止することができる。

【００２４】次に、本発明に係る早期火災警報装置の第
二実施例について説明する。この実施例は、クラウドチ
ャンバー、発光装置、受光装置及びサンプリングヘッド
以外の構成は、第一実施例のものと同様であるので、こ
こではその相違点を中心に説明する。まず、図５に基づ
いてクラウドチャンバー周辺の構成について説明する。
図５中、６０はクラウドチャンバー、６１は発光装置、
６２はビームダンプ、６３は受光装置である。クラウド
チャンバー６０は、横置き円筒状の混合気の流路を有
し、図示しなかったが、その一方の端部側に混合気導入
口が、他方の端部側に排気口が設けられ、混合気は流路
の対称軸に沿って一方向に進むようになっている。

【００２５】このクラウドチャンバー６０は、両側部
に、後述の発光装置６１から発せられる水平なレーザー
ビームを流路の中心軸を通ってクラウドチャンバー６０
を貫通させ得る一対の透明な窓６０ａ、６０ｂを有す
る。発光装置６１は、クラウドチャンバー６０の側部の
一方の窓６０ａの対面位置に配されるものであり、発光
部６１０と、コリメーター６１１と、対物レンズ６１２
とからなる。発光部６１０は、クラウドチャンバー６０
の流路の対称軸に向けてレーザービームを発するよう設
けられたレーザー発振器であり、ここから発せられるレ
ーザービームは、コリメーター６１１及び対物レンズ６
１２を通って、クラウドチャンバー６０の流路の中心軸
で収束されるよう調整される。

【００２６】ビームダンプ６２は、クラウドチャンバー
６０の他方の窓６０ｂの対面位置に配される。受光装置
６３の受光部６３０は、例えばフォトダイオードなどの
素子であり、レーザービームの収束部分を通過した霧粒
子からの散乱光を検出し得るよう、クラウドチャンバー
６０の流路の中心軸に近接して設けられる。この受光装
置６３は、検出された散乱光から所定時間内にレーザー
ビームの収束部分を通過した霧滴の数又は密度を測定す
る。而して、霧の濃度はこの測定値から知られる。

【００２７】また、この受光装置６３には、粒子サイズ
判別機能を付与し、予め設定されている霧の粒子サイズ
の範囲外の粒子は火災発生とは無関係な異物としてカウ
ントされないようにすることが推奨される。次に、図６
に基づいてサンプリングヘッド６４について説明する。
このサンプリングヘッド６４の調整具６４０は、ゴム管
６４００と、ボール６４０１と、ねじ６４０２とを有す
る。ゴム管６４００は、サンプリングヘッド６４の空気
の通路の内径が小さいなった部分にぴったりと嵌めら
れ、ねじ６４０２は、ボール６４０１を介してゴム管６
４００の一部を押圧し得るように設けられる。ねじ６４
０２をねじ込むと、ゴム管６４００が潰れて通路が狭く
なり、サンプル用空気の流量を調整できるものである。

【００２８】なお、上記の第一及び第二実施例において
は、サンプル用空気と飽和状態の空気とをクラウドチャ
ンバーに導入し、その内部が過飽和状態になるまで減圧
できればよく、サンプル用及び過飽和状態の空気をクラ
ウドチャンバー内に導入し、排出する装置、機構はどの
ようなものであっても構わない。

【００２９】次に、本発明に係る第三実施例について説
明する。この実施例は、その主要構成は第一実施例と同
様であるので、ここではその相違点を中心に説明する。
まず、図７基づいてクラウドチャンバー周辺の構成につ
いて説明する。図７中、７０はクラウドチャンバー、７
１は流路、７２は加湿器、７３は図示しない発光装置の
発光部、７４は図示しない受光装置の受光部、７５は図
示しないサンプリングヘッドが接続されている切換器、
７６は図示しない温度制御装置のペルチェ素子である。

【００３０】クラウドチャンバー７０は箱状のものであ
り、一面の中央にサンプル空気流を取り込むための導入
口７０１と、その面と対面する面の隅に排気口７０２と
を有する。流路７１は、切換器７５と、クラウドチャン
バー７０の導入口７０１を接続するものである。この流
路７１は、図７に示したように、そのクラウドチャンバ
ー７０側の端部側に分岐部７１０を有する。

【００３１】この分岐部７１０はペルチェ素子６７によ
って隔壁されている分岐路７１１、７１２を有し、後述
の送風機７１３によって送られてくるサンプル空気は、
ここで二分割される。この分岐路７１１、７１２はクラ
ウドチャンバー７０の導入口７０１の直前で合流する。
送風機７１３は、流路７１上の分岐部７１０の手前に図
示しないサンプリングヘッドからクラウドチャンバー７
０に向けてサンプル用の空気を送るよう設けられる。

【００３２】ペルチェ素子７６は、分岐路７１１側の面
が低温になってその内部を通過するサンプル空気流を冷
やし、反対に分岐路７１２側の面が高温になってその内
部を通過するサンプル空気流を温めるものである。加湿
器７２は、分岐路７１２内を加湿し、その内部を通過す
るサンプル空気流を飽和状態にする。発光部７３及び受
光部７４は、図７に示したように、クラウドチャンバー
７０の導入口７０１を挟んで、発光部７３が流路７１
側、受光部７４がクラウドチャンバー７０側に、発光部
７３から発せられた光線が導入口７０１内を通って、受
光部７４に到達し得るよう設けられる。

【００３３】この実施例においては、図示されていない
電源から電流が供給され、分岐路７１２を通ってきた飽
和状態のサンプル空気と分岐路７１１を通ってきた冷却
されたサンプル空気とが混合されることにより、クラウ
ドチャンバー７０に導入されるサンプル空気を過飽和に
し、そのサンプル空気中にサブミクロン微粒子が混じっ
ている場合に霧滴が発生するようにして、火災の発生を
検知できるようになっている。

【００３４】なお、本発明はサブミクロン微粒子をクラ
ウドチャンバーに導入し、これを凝縮核として霧を発生
させ、その霧の濃度から火災の派生を早期に検知するこ
とを最大の特徴とするものであるから、本発明は上記の
実施例に限定されるものではなく、例えば、第一及び第
二実施例においては、サンプル用空気及び飽和状態の空
気は、別々にクラウドチャンバーに導入し、直接チャン
バー内で混合してもよく、また、圧力リザーバに代えて
これらの空気をクラウドチャンバーに送出するための送
出ポンプを設け、この送出ポンプの出力を制御してクラ
ウドチャンバーに送出される空気の量を調節するように
してもよい。

【００３５】また、これらの実施例の場合、クラウドチ
ャンバー内の混合気の流通速度を計るための気流センサ
ーを設け、クラウドチャンバー内の減圧状態を監視する
ようにしてもよく、また、サンプリングヘッドのフィル
ターはなくてもよい。また、第三実施例において、二分
割されたサンプル空気同士は相対的に温度差が生じるよ
うになっていれば良いので加湿される側の空気を加熱す
るだけでも、又は、反対側の空気を冷却するだけでもよ
い。また、サンプル供給ラインやサンプリングヘッドの
数、配置、形状、配列パターンや、クラウドチャンバ
ー、発光素子、受光素子、加湿装置、温度制御装置の形
状、形式、配置等は本発明の目的の範囲内で自由に設計
変更できるものであり、本発明は上記の説明から当業者
が容易に想到し得る総ての変更実施例を包摂するもので
ある。

【００３６】

【発明の効果】本発明に係る早期火災警報装置は上記の
ように構成されるので、本発明によるときには、火災の
発生を極めて早期に確実に知ることができ、火災による
被害を最小限に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る早期火災警報装置の第一実施例の
構成を示す説明図である。

【図２】図１に示した本体の主要構成を示す説明図であ
る。

【図３】図１に示したサンプリングヘッドの下面図であ
る。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】本発明に係る早期火災警報装置の第二実施例に
使用されるクラウドチャンバー周辺の構成を示す説明図
である。

【図６】本発明に係る早期火災警報装置の第二実施例に
使用されるサンプリングヘッドの断面図である。

【図７】本発明に係る早期火災警報装置の第三実施例に
使用されるクラウドチャンバー周辺の構成を示す説明図
である。

【符号の説明】

１本体１０クラウドチャンバー１０ａ混合気導入口１０ｂ排気口１００視野絞り１０１視野絞り１０２視野絞り１１切替器１２加湿器１３圧力リザーバ１４真空ポンプ１５発光装置１５０発光部１６受光装置１６０受光部２サンプル供給ライン２０サンプリングヘッド２００主体部２０１フィルター２０２リテーニングリング２０３調整具２１サンプリングヘッド２２サンプリングヘッド２３サンプリングヘッド２４サンプリングヘッド２５サンプリングヘッド３サンプル供給ライン３０サンプリングヘッド３００切替装置３１サンプリングヘッド３１０切替装置３２サンプリングヘッド３２０切替装置３３サンプリングヘッド３３０切替装置３４サンプリングヘッド３４０切替装置３５サンプリングヘッド３５０切替装置４サンプル供給ライン４０サンプリングヘッド４００開閉装置４１サンプリングヘッド４２サンプリングヘッド４３サンプリングヘッド４４サンプリングヘッド４５サンプリングヘッド４６サンプリングヘッド４７サンプリングヘッド５サンプル供給ライン５０サンプリングヘッド５００開閉装置５１サンプリングヘッド５１０開閉装置６０クラウドチャンバー６０ａ窓６０ｂ窓６１発光装置６１０発光部６１１コリメーター６１２対物レンズ６２ビームダンプ６３受光装置６３０受光部６４サンプリングヘッド６４０調整具６４００ゴム管６４０１ボール６４０２ねじ７０クラウドチャンバー７０１導入口７０２排気口７１流路７１０分岐部７１１分岐路７１２分岐路７１３送風機７２加湿器７３発光部７４受光部７５切換器７６ペルチェ素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クラウドチャンバー（１０、６０）内で、
火災の発生を監視すべき空間内の空気を過飽和の状態に
し、空気中のサブミクロン微粒子を凝集核とする霧を発
生させ、霧の濃度を検出し、それが所定のしきい値以上
に達したときに、警報を発するよう構成した火災を早期
に発見し警報する方法。
【請求項２】火災の発生を監視すべき空間内の空気と、
飽和状態の空気とをクラウドチャンバー（１０、６０）
内に導入し、クラウドチャンバー（１０、６０）内を減
圧してクラウドチャンバー（１０、６０）内を過飽和状
態にすることを特徴とする請求項１に記載の火災を早期
に発見し警報する方法。
【請求項３】火災の発生を監視すべき空間の空気を二分
割し、その分割された空気の間に温度差を生じさせ、高
温側の空気に加湿して飽和状態とした後、高温及び低温
側の空気をクラウドチャンバー（７０）内に導入し、ク
ラウドチャンバー（７０）内を過飽和状態にすることを
特徴とする請求項１に記載の火災を早期に発見し警報す
る方法。
【請求項４】クラウドチャンバー（１０、６０）と、火災の発生を監視すべき空間内に設けられ、その空間の
空気をサンプリングしてクラウドチャンバー（１０、６
０）内に送出し得るようクラウドチャンバー（１０、６
０）に接続される少なくとも１個のサンプリングヘッド
（２０ないし２５、３０ないし３５、４０ないし４７、
５０、５１、６４）と、減圧されたクラウドチャンバー（１０、６０）内に飽和
状態の空気を供給し得るよう設けられる加湿器（１２）
と、クラウドチャンバー（１０、６０）内の空気を強制的に
排気してその内部を減圧し、クラウドチャンバー（１
０、６０）内を過飽和状態にする真空ポンプ（１４）
と、クラウドチャンバー（１０、６０）内の霧が発生し得る
領域に向けて光を照射し得るよう設けられる発光装置
（１５、６１）と、霧による乱反射又は透過光を検知し得るよう設けられる
受光装置（１６、６３）と、一定のしきい値以上の散乱光又は透過光が検出されたと
き、警報を発生する装置と、からなる請求項２に記載の方法を実施する早期火災警報
装置。
【請求項５】サンプリングヘッド（２０ないし２５、３
０ないし３５、４０ないし４７、５０、５１、６４）か
ら送出される空気と、加湿器（１２）から送出される飽
和状態の空気とを混合し、その混合気が圧力リザーバ
（１３）を介してクラウドチャンバー（１０、６０）内
に吸引されるよう構成された請求項４に記載の早期火災
警報装置。
【請求項６】クラウドチャンバー（１０、６０）が筒状
であって、一方の端部側にサンプリングヘッド（２０な
いし２５、３０ないし３５、４０ないし４７、５０、５
１、６４）及び加湿器（１２）が接続され、他方の端部
側に真空ポンプ（１４）が接続され、発光装置（１５、６１）の発光部（１５０、６１０）
が、クラウドチャンバー（１０、６０）内の気流の中心
軸に交差するよう光線を照射し得るものであり、受光装置（１６、６３）の受光部（１６、６３０）が、
発光装置（１５，６１）の照射光の錯乱又は透過を検知
し得るよう設けられる請求項４又は５に記載の早期火災
警報装置。
【請求項７】クラウドチャンバー（７０）と、火災の発生を監視すべき空間内に設けられる少なくとも
１個のサンプリングヘッドと、クラウドチャンバー（７０）とサンプリングヘッドとの
間を接続するものであって、そのクラウドチャンバー
（７０）近傍に、その内部を通る空気流を二分割し、分
割された空気流が少なくともクラウドチャンバー(７０)
内で合流するよう空気流をクラウドチャンバー（７０）
内に導入し得る分岐部（７１０）を有する流路（７１）
と、流路（７１）の途中に、サンプリングヘッドからクラウ
ドチャンバー（７０）に向けて空気を送り得るよう設け
られる送風装置（７１３）と、分岐部（７１０）内で分割された空気流に温度差を生じ
させる温度制御装置と、高温側の空気流を加湿し、飽和状態とする加湿器（７
２）と、クラウドチャンバー（７０）内の霧が発生し得る領域に
向けて光を照射し得るよう設けられる発光装置と、霧による散乱光又は透過光を検出し得るよう設けられる
受光装置と、一定のしきい値以上の散乱光又は透過光が検出されたと
き警報を発生する装置と、からなる請求項３に記載の方法を実施する早期火災警報
装置。
【請求項８】複数のサンプリングヘッド（２０ないし２
５、３０ないし３５、４０ないし４７、５０、５１）が
順次輪番的にクラウドチャンバー（１０、６０）に切替
接続される請求項４ないし６のいずれか一に記載の早期
火災警報装置。
【請求項９】少なくとも１個のサンプリングヘッド（２
０ないし２５、３０ないし３５、４０ないし４７、５
０、５１）を１群とし、複数群のサンプリングヘッドを
有し、各群ごとに順次輪番的にクラウドチャンバー（１
０、６０）に切替接続される請求項４ないし６のいずれ
か一に記載の早期火災警報装置。
【請求項１０】各サンプリングヘッド（２０ないし２
５、３０ないし３５、４０ないし４７、５０、５１、６
４）が、それぞれ吸気口の大きさを変更し得る調節具
（２０３、６４０）を有し、調節具を操作して吸気口の
大きさを調節し、同一群内の総てのサンプリングヘッド
から略同量の気体が吸引され、かつ、吸引された空気が
クラウドチャンバー（１０、６０）に導入される請求項
９に記載の早期火災警報装置。