JP6681497B2 - Smoke sensor and smoke concentration estimation method - Google Patents
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Description
本発明は、煙を感知する煙感知器、及び煙濃度推定方法に関する。 The present invention relates to a smoke sensor for detecting smoke and a smoke concentration estimation method.
従来、火災の発生を早期検知し、火災が発生した建物の住人や管理者に、火災の発生を知らせて避難や消火活動を促す設備として、火災感知器が用いられている。
火災感知器には、熱によって火災を感知して警報を発する熱感知器と、煙によって火災を感知して警報を発する煙感知器と、がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a fire detector has been used as equipment for early detection of a fire occurrence and notifying residents and managers of a building where the fire has occurred of the fire occurrence to evacuate or extinguish the fire.
The fire detector includes a heat detector that detects a fire by heat and gives an alarm, and a smoke detector that detects a fire by smoke and gives an alarm.
ここで、従来の煙感知器の構成について説明する。
従来の煙感知器は、ケースと、回路基板と、端子盤と、回路基板に実装された電子部品と、回路基板が固定される端子盤と、底板部材と、複数のラビリンスと、防虫網と、回路基板支持部材と、発光部と、受光部と、を有する(例えば、特許文献1参照。)。
ケースは、端子盤、底板部材、複数のラビリンス、防虫網、回路基板支持部材、煙感知室、発光部、及び受光部を収容している。
Here, the configuration of the conventional smoke sensor will be described.
A conventional smoke sensor includes a case, a circuit board, a terminal board, electronic components mounted on the circuit board, a terminal board to which the circuit board is fixed, a bottom plate member, a plurality of labyrinths, and a insect screen. , A circuit board supporting member, a light emitting portion, and a light receiving portion (for example, see Patent Document 1).
The case accommodates a terminal board, a bottom plate member, a plurality of labyrinths, an insect screen, a circuit board support member, a smoke sensing chamber, a light emitting unit, and a light receiving unit.
ケースは、煙をケース内に流入させるための複数の煙流入口を有する。端子盤は、板状とされた部材であり、ケース内に固定されている。端子盤は、その下方に底板部材、複数のラビリンス、防虫網、回路基板支持部材、煙感知室、発光部、及び受光部を収容することが可能な位置に設けられている。
電子部品が実装された回路基板は、端子盤に固定されている。底板部材は、ケース内の底部に配置されている。
The case has a plurality of smoke inlets for allowing smoke to flow into the case. The terminal board is a plate-shaped member and is fixed in the case. The terminal board is provided below the terminal board at a position where the bottom board member, the plurality of labyrinths, the insect screen, the circuit board support member, the smoke sensing chamber, the light emitting unit, and the light receiving unit can be accommodated.
The circuit board on which electronic components are mounted is fixed to the terminal board. The bottom plate member is arranged at the bottom of the case.
複数のラビリンスは、底板部材の中央部に煙を導入可能な状態で、底部部材の外周部の上面に立設されている。複数のラビリンスは、外部からの光の侵入を抑制する機能を有する。
防虫網は、円筒形状とされており、複数のラビリンスを外側から囲むように、ケース内に配置されている。
回路基板支持部材は、端子盤の下側に固定されている。回路基板支持部材の下面は、複数のラビリンスの上端部と接続されている。回路基板支持部材の上面側は、回路基板を支持している。
煙感知室は、底板部材、回路基板支持部材、及び複数のラビリンスで区画された空間である。煙感知室には、煙流入口、防虫網、及び複数のラビリンスを介して、ケースの外側に位置する煙が流入される。
The plurality of labyrinths are erected on the upper surface of the outer peripheral portion of the bottom member in a state where smoke can be introduced into the central portion of the bottom plate member. The plurality of labyrinths has a function of suppressing entry of light from the outside.
The insect screen has a cylindrical shape and is arranged in the case so as to surround the plurality of labyrinths from the outside.
The circuit board support member is fixed to the lower side of the terminal board. The lower surface of the circuit board support member is connected to the upper ends of the plurality of labyrinths. The upper surface side of the circuit board support member supports the circuit board.
The smoke sensing chamber is a space defined by a bottom plate member, a circuit board support member, and a plurality of labyrinths. Smoke located outside the case enters the smoke sensing chamber through the smoke inlet, the insect screen, and the labyrinths.
発光部は、回路基板の下方に設けられており、回路基板と電気的に接続されている。発光部は、煙感知室内に導入された煙に光を照射する。
受光部は、回路基板の下方に設けられており、回路基板と電気的に接続されている。受光部は、発光部から煙に向けて照射され、煙によって散乱された光を受光する。回路基板に実装された電子部品のうち、制御用の電子部品は、受光部が受光した光に基づいて、煙感知室内の煙の濃度を算出する。
上記構成とされた従来の煙感知器は、算出された煙感知室内の煙の濃度が所定の閾値を超えた際、発報する。
The light emitting unit is provided below the circuit board and is electrically connected to the circuit board. The light emitting unit irradiates the smoke introduced into the smoke sensing chamber with light.
The light receiving portion is provided below the circuit board and is electrically connected to the circuit board. The light receiving unit receives the light emitted from the light emitting unit toward the smoke and scattered by the smoke. Among the electronic components mounted on the circuit board, the control electronic component calculates the smoke concentration in the smoke sensing chamber based on the light received by the light receiving unit.
The conventional smoke detector configured as described above issues an alarm when the calculated smoke concentration in the smoke detection chamber exceeds a predetermined threshold value.
しかしながら、上記構成とされた従来の煙感知器では、煙流入口の開口の大きさがそれほど大きくないため、煙流入口を介して、ケースの外側に位置する煙がケース内に入り込みにくい。このため、ケースの外側における煙の濃度よりも煙感知室内の煙の濃度の方が低くなり、煙感知器による火災の発生の感知が遅れる恐れがあった。 However, in the conventional smoke detector configured as described above, since the size of the opening of the smoke inlet is not so large, it is difficult for the smoke located outside the case to enter the case via the smoke inlet. For this reason, the smoke concentration in the smoke detection chamber becomes lower than the smoke concentration outside the case, and the smoke detector may delay detection of the occurrence of a fire.
また、上述した従来の煙感知器では、煙感知室の外側に、複数のラビリンスや防虫網を有した構成とされているため、ケース内に入り込んだ煙が煙感知室に入り込みにくい。
したがって、複数のラビリンスや防虫網を有する煙感知器の場合、ケースの外側における煙の濃度と、煙感知室内の煙の濃度と、の差がさらに大きくなるため、煙感知器による火災の感知がさらに遅れる恐れがあった。
特に、ケースの外側を流れる気流の速度が低速の場合に、上記問題が顕著となる。
Further, in the above-described conventional smoke detector, since the plurality of labyrinths and insect repellent nets are provided outside the smoke detection chamber, the smoke that has entered the case is unlikely to enter the smoke detection chamber.
Therefore, in the case of smoke detectors with multiple labyrinths and insect screens, the difference between the smoke concentration outside the case and the smoke concentration in the smoke detection chamber becomes even larger, so the smoke detector cannot detect a fire. There was a fear of further delay.
Particularly, when the velocity of the airflow flowing outside the case is low, the above problem becomes remarkable.
そこで、本発明は、ケースの外側における煙の濃度を推測することで、火災の発生を精度良く感知することの可能な煙感知器、及び煙濃度推定方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a smoke detector and a smoke concentration estimation method capable of accurately detecting the occurrence of a fire by estimating the smoke concentration outside the case.
上記課題を解決するため、本発明の一観点によれば、ケースと、前記ケース内に設けられ、前記ケースの外側を流れる煙を含んだ空気が出入りする煙感知室と、前記ケースの外側を流れる気流の風速に基づき、前記煙感知室内に流入した前記煙を含んだ空気の流入量を算出し、前記煙を含んだ空気の流入量、前記煙感知室の容量、及び前記煙感知室内の前記煙の濃度に基づいて、前記ケースの外側における煙の濃度を推定する煙濃度推定部と、を有することを特徴とする煙感知器が提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a case, a smoke sensing chamber provided in the case, in which air including smoke flowing in and out of the case enters and leaves, and an outside of the case are provided. Based on the wind velocity of the flowing airflow, the inflow amount of the air containing the smoke that has flowed into the smoke detection chamber is calculated, and the inflow amount of the air containing the smoke, the capacity of the smoke detection chamber, and the inside of the smoke detection chamber. A smoke concentration estimating unit that estimates the concentration of smoke outside the case based on the concentration of smoke, is provided.
本発明の一観点によれば、煙濃度推定部を有することで、気流の風速を考慮することで推定された煙の濃度と、ケースの外側における実際の煙の濃度と、の差を小さくすることが可能となる。
このように、ケースの外側における煙の濃度を推定することで、煙感知器が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
なお、気流の速度が遅い場合でも煙感知器が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
According to one aspect of the present invention, by including a smoke density estimation unit, the difference between the smoke density estimated by considering the wind speed of the airflow and the actual smoke density outside the case is reduced. It becomes possible.
In this way, by estimating the smoke concentration outside the case, it is possible to accurately detect a fire in the area where the smoke detector is installed.
Even if the velocity of the air flow is slow, it is possible to accurately detect a fire in the area where the smoke detector is installed.
また、前記煙濃度推定部は、下記式(1)に基づいて、前記ケースの外側における煙の濃度を推定してもよい。
Dout(t)=(V/v)・{Din(t+Δt)−Din(t)}+Din(t)
・・・(1)
但し、上記式(1)において、Vは前記煙感知室の容量[m3]、vは前記煙感知室内に流入する前記煙を含んだ空気の流入量[m3]、Din(t)はある時刻tにおける前記煙感知室内における煙の濃度[m−1]、Dout(t)はある時刻tでの前記ケースの外側における推定された煙の濃度[m−1]、Δtはある時刻tからの経過時間[s]をそれぞれ示す。
The smoke concentration estimating unit may estimate the smoke concentration outside the case based on the following equation (1).
Dout (t) = (V / v) · {Din (t + Δt) −Din (t)} + Din (t)
... (1)
However, in the above formula (1), V is the capacity [m 3 ] of the smoke sensing chamber, v is the inflow amount [m 3 ] of air containing the smoke flowing into the smoke sensing chamber, and Din (t) is The smoke concentration [m −1 ] in the smoke sensing chamber at a certain time t, Dout (t) is the estimated smoke concentration [m −1 ] outside the case at a certain time t, and Δt is the certain time t. The elapsed time [s] from is shown respectively.
このように、上記式(1)を用いて、ケースの外側の煙の濃度を推定することで、ケースの外側における煙の濃度を精度良く推定することができる。 As described above, by estimating the smoke concentration outside the case using the above equation (1), it is possible to accurately estimate the smoke concentration outside the case.
上記課題を解決するため、本発明の他の観点によれば、煙感知器のケースの外側を流れる気流の風速に基づき、前記ケース内に設けられた煙感知室内に流入した煙を含んだ空気の流入量を算出し、前記煙を含んだ空気の流入量、前記煙感知室の容量、及び前記煙感知室内の前記煙の濃度に基づいて、前記ケースの外側における煙の濃度を推定することを特徴とする煙濃度推定方法が提供される。 In order to solve the above problems, according to another aspect of the present invention, the air containing smoke that has flowed into a smoke detection chamber provided in the case based on the wind speed of the airflow flowing outside the case of the smoke detector. And estimating the smoke concentration outside the case based on the inflow amount of air containing the smoke, the capacity of the smoke sensing chamber, and the smoke concentration in the smoke sensing chamber. A smoke concentration estimating method is provided.
本発明の他の観点によれば、煙感知器が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。 According to another aspect of the present invention, it is possible to accurately detect a fire in the area where the smoke detector is installed.
また、下記式(2)に基づいて、前記ケースの外側における煙の濃度を推定してもよい。
Dout(t)=(V/v)・{Din(t+Δt)−Din(t)}+Din(t)
・・・(2)
但し、上記式(2)において、Vは前記煙感知室の容量[m3]、vは前記煙感知室内に流入する前記煙を含んだ空気の流入量[m3]、Din(t)はある時刻tにおける前記煙感知室内における煙の濃度[m−1]、Dout(t)はある時刻tでの前記ケースの外側における推定された煙の濃度[m−1]、Δtはある時刻tからの経過時間[s]をそれぞれ示す。
Further, the smoke concentration outside the case may be estimated based on the following equation (2).
Dout (t) = (V / v) · {Din (t + Δt) −Din (t)} + Din (t)
... (2)
However, in the above formula (2), V is the capacity [m 3 ] of the smoke sensing chamber, v is the inflow amount [m 3 ] of air containing the smoke flowing into the smoke sensing chamber, and Din (t) is The smoke concentration [m −1 ] in the smoke sensing chamber at a certain time t, Dout (t) is the estimated smoke concentration [m −1 ] outside the case at a certain time t, and Δt is the certain time t. The elapsed time [s] from is shown respectively.
このように、煙を含んだ空気の煙感知室内への流入量、煙感知室の容量、及び煙感知室内における煙の濃度を上記式(2)に代入することで、ケースの外側における煙の濃度を推定することにより、気流の風速を考慮して推定された煙の濃度と、ケースの外側における実際の煙の濃度と、の差を小さくすることが可能となる。これにより、煙感知器が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。 Thus, by substituting the inflow amount of air containing smoke into the smoke sensing chamber, the capacity of the smoke sensing chamber, and the smoke concentration in the smoke sensing chamber into the above equation (2), the smoke outside the case By estimating the concentration, it is possible to reduce the difference between the smoke concentration estimated in consideration of the wind speed of the air flow and the actual smoke concentration outside the case. This makes it possible to accurately detect a fire in the area where the smoke detector is installed.
本発明によれば、火災の発生を精度良く感知することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately detect the occurrence of a fire.
以下、図面を参照して本発明を適用した実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施の形態の構成を説明するためのものであり、図示される各部の大きさや厚さや寸法等は、実際の煙感知器の寸法関係とは異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. It should be noted that the drawings used in the following description are for explaining the configuration of the embodiment of the present invention, and the sizes, thicknesses, dimensions, etc. of the respective parts shown in the drawings are not related to the dimensional relationship of the actual smoke sensor. May be different.
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る煙感知器の概略構成を示す断面図である。図1では、第1の実施の形態の煙感知器10の構成要素のうち、制御用電子部品23、発光部33、及び受光部34以外の構成要素を断面で図示する。また、図1では、電子部品のうち、第1の実施の形態の説明に必要な電子部品である制御用電子部品23のみを回路基板31に実装させた場合を例に挙げて図示する。
また、図1に示す気流の横の矢印は、気流の移動方向(風向き)の一例を示しているが、気流の風向きは、これに限定されない。
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a smoke sensor according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, among the constituent elements of the
The arrow next to the airflow shown in FIG. 1 indicates an example of the moving direction (wind direction) of the airflow, but the wind direction of the airflow is not limited to this.
図2は、図1に示す第1の実施の形態の煙感知器をその下面側から平面視した図である。図2において、図1に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図3は、第1の実施の形態の煙感知器を構成するケース、底板部、複数のラビリンス、防虫網、回路基板支持部材、及び端子盤を分解した斜視図である。図3において、図1及び図2に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図1〜図3では、一例として、天井(図示せず)に取り付けられる煙感知器10を図示する。
FIG. 2 is a plan view of the smoke detector according to the first embodiment shown in FIG. 2, the same components as those of the structure shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a case, a bottom plate portion, a plurality of labyrinths, an insect net, a circuit board support member, and a terminal board that constitute the smoke detector of the first embodiment. 3, the same components as those of the structure shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
1 to 3, as an example, a
図1〜図3を参照するに、第1の実施の形態の煙感知器10は、ケース11と、端子盤13と、回路基板支持部材14と、底板部15と、複数のラビリンス17と、防虫網19と、煙感知室22と、煙濃度推定部を含む煙濃度測定機構24と、導体27,28と、風速検知部であるサーミスタ素子29と、を有する。
1 to 3, the
ケース11は、ケース本体35と、突出部36と、煙流入口38と、を有する。ケース本体35は、端子盤13、回路基板支持部材14、底板部15、複数のラビリンス17、防虫網19、煙感知室22、及び煙濃度測定機構24を収容可能な収容部35Aを有する。
ケース本体35の上部には、端子盤13及び煙濃度測定機構24が収容され、ケース本体35の下部には、複数のラビリンス17や底板部15が収容される。
The
The
突出部36は、ケース本体35内の上部から上方に突出している。突出部36は、端子盤13の外周部に形成された溝部42に挿入されることで、ケース11内における端子盤13の位置を規制する。突出部36としては、例えば、リング状の突出部を用いることができる。
The projecting
煙流入口38は、突出部36の形成位置よりも下方側に位置するケース本体35の下部を貫通するように設けられている。煙流入口38は、ケース本体35の周方向に対して複数設けられている。
図2の場合、一例として、8つの煙流入口38を図示したが、煙流入口38の数は、複数であればよく、8つに限定されない。
煙流入口38は、火災が発生した際にケース11の外側を流れる煙を含んだ空気を、ケース本体35内に流入させるための開口部である。
The
In the case of FIG. 2, eight
The
端子盤13は、円盤状の部材であり、溝部42と、突出部44と、凹部46と、を有する。溝部42は、端子盤13の外周部の下面側に設けられている。上述したように、溝部42には、突出部36が挿入される。
突出部44は、端子盤13の下面側であって、溝部42の形成位置よりも内側の位置から下方に突出している。突出部44は、溝部42が突出部36に挿入された状態において、ケース本体35の内面と接触する回路基板支持部材14の外周部の上面と接触している。これにより、突出部44は、収容部35A内での回路基板支持部材14の位置を規制している。
凹部46は、端子盤13の中央部が図示していない天井側に窪むことで構成されている。
The
The projecting
The
回路基板支持部材14は、その直径が端子盤13の直径よりも小さい円盤状の部材である。回路基板支持部材14は、端子盤13の下方に位置する収容部35Aに収容されている。回路基板支持部材14は、支持面14aと、発光部収容部51と、受光部収容部53と、を有する。
The circuit
回路基板支持部材14の支持面14aは、上方に突出した平面であり、煙濃度測定機構24の構成要素である後述する回路基板31の他面31bに当接されている。これにより、支持面14aは、端子盤13と回路基板支持部材14との間に配置される回路基板31の他面31b側を支持している。
発光部収容部51は、発光部33が照射する光を煙感知室22に照射可能なように、発光部33を収容している。受光部収容部53は、発光部33が煙感知室22に照射した光を受光可能なように、受光部34を収容している。
The
The light emitting
底板部15は、ケース本体35の底部の内面と対向するように、ケース本体35の底部の近傍に配置されている。
複数のラビリンス17は、底板部15の上面からその上方に突出するように、底板部15の上面の外周部に設けられている。複数のラビリンス17は、底板部15と一体に構成されている。複数のラビリンス17の上端は、回路基板支持部材14の下面に当接されている。
複数のラビリンス17は、煙感知室22内に外部からの光が直接入射されることを抑制する遮光部材として機能する。
なお、図3に示す複数のラビリンス17の形状は、一例であって、この形状に限定されない。
The
The plurality of
The plurality of
The shape of the plurality of
防虫網19は、環状とされた部材であり、複数のラビリンス17の外側を囲むように、回路基板支持部材14と底板部15との間に配置されている。
煙感知室22は、底板部15、底板部15と対向する部分の回路基板支持部材14、及び複数のラビリンス17で区画された空間である。煙感知室22は、ケース本体35内の下部に配置されている。
煙感知室22には、火災が発生した際、煙流入口38、防虫網19、及び複数のラビリンス17を介して、煙を含んだ空気が出入りする。煙感知室22の容積は、例えば、0.5×10−5m3〜5.0×10−5m3の範囲内で適宜設定することができる。
The
The
When a fire occurs, smoke-containing air enters and exits the
煙濃度測定機構24は、ケース本体35内のうち、煙感知室22の上方に配置されている。煙濃度測定機構24は、煙感知室22内に流入した煙の濃度を測定するとともに、ケース11の外側における煙の濃度を推定する。
煙濃度測定機構24は、回路基板31と、煙濃度推定部としても機能する制御用電子部品32と、発光部33と、受光部34と、を有する。
The smoke
The smoke
回路基板31は、ケース本体35内に収容されている。回路基板31は、回路基板支持部材14の支持面14aと端子盤13との間に配置されている。回路基板31は、制御用電子部品23を含む電子部品が実装される一面31aと、一面31aの反対側に設けられた他面31bと、を有する。
回路基板31は、例えば、絶縁性を有する板状の基板本体(図示せず)と、該基板本体の一面31a側に配置された配線パターン(図示せず)と、で構成することができる。
回路基板31を構成する配線パターン(図示せず)は、図1〜図3に図示していない一対の外線(給電用の外線)、発光部33、受光部34、及び制御用電子部品23と電気的に接続されている。
上記回路基板31としては、例えば、プリント配線基板を用いることができる。
The
The
The wiring pattern (not shown) that constitutes the
As the
制御用電子部品32は、煙感知器10の制御全般を行う電子部品であり、煙濃度推定部としても機能する。制御用電子部品32は、風速検知部であるサーミスタ素子29、回路基板31、発光部33、及び受光部34と電気的に接続されている。
煙濃度推定部は、記憶部61と、制御部62と、を有した構成とされている。
記憶部61には、予め取得した気流の風速の大きさと煙感知室22内へ流入した煙を含んだ空気の流入量との関係を示す空気流入量算出用データ(以下、単に「空気流入量算出用データ」という)、煙感知室22の容量、気流の風速の検知を開始する際の閾値となる煙の所定の濃度(以下、「所定の濃度B」という)、発報する際の閾値である発報濃度、煙感知室22内へ流入した煙の濃度を検知するプログラム、及びケース11の外側における煙の濃度を推定する推定プログラム等が格納されている。
The control
The smoke density estimation unit is configured to include a
In the
制御部62は、記憶部61に格納されたプログラムに基づいて、煙感知器10を制御する。例えば、制御部62は、煙感知室22内へ流入した煙の濃度を検知する。
一方、制御用電子部品32が煙濃度推定部として機能する場合、制御部62は、空気流入量算出用データと、サーミスタ素子29を発熱させた際のサーミスタ素子29の温度上昇量と、に基づいて、煙感知室22内に流入した煙を含んだ空気の流入量を算出するとともに、煙を含んだ空気の流入量、煙感知室22の容量、及び煙感知室22内の煙の濃度に基づいて、ケース11の外側における煙の濃度を推定する。
The
On the other hand, when the control
このように、空気流入量算出用データと、サーミスタ素子29が検知する気流の風速と、に基づいて、煙感知室22内に流入した煙を含んだ空気の流入量を算出するとともに、煙を含んだ空気の流入量、煙感知室22の容量、及び煙感知室22内の煙の濃度に基づいて、ケース11の外側における煙の濃度を推定する煙濃度推定部(制御部62)を有することで、気流の風速を考慮して推定された煙の濃度と、ケース11の外側における実際の煙の濃度と、の差を小さくすることが可能となる。これにより、煙感知器22が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
As described above, the inflow amount of the air containing smoke that has flowed into the
煙濃度推定部は、例えば、下記式(5)に基づいて、ケース11の外側における煙の濃度を推定してもよい。
Dout(t)=(V/v)・{Din(t+Δt)−Din(t)}+Din(t)
・・・(5)
但し、上記式(5)において、Vは前記煙感知室の容量[m3]、vは前記煙感知室内に流入する前記煙を含んだ空気の流入量[m3]、Din(t)はある時刻tにおける前記煙感知室内における煙の濃度[m−1]、Dout(t)はある時刻tでの前記ケースの外側における推定された煙の濃度[m−1]、Δtはある時刻tからの経過時間[s]をそれぞれ示す。
なお、煙の濃度は、一般的に、煙に光を透過させた時の光の単為通貨距離あたりの減光率[%/m]で表現するが、SI単位系で表現すると%が消えて、上記のように、[m−1]で表現される。
The smoke concentration estimating unit may estimate the smoke concentration outside the
Dout (t) = (V / v) · {Din (t + Δt) −Din (t)} + Din (t)
... (5)
However, in the above formula (5), V is a capacity [m 3 ] of the smoke sensing chamber, v is an inflow amount [m 3 ] of air containing the smoke flowing into the smoke sensing chamber, and Din (t) is The smoke concentration [m −1 ] in the smoke sensing chamber at a certain time t, Dout (t) is the estimated smoke concentration [m −1 ] outside the case at a certain time t, and Δt is the certain time t. The elapsed time [s] from is shown respectively.
The smoke density is generally expressed as the extinction rate [% / m] per part-way currency distance of light when light is transmitted through the smoke, but when expressed in SI units, the% disappears. And is represented by [m −1 ] as described above.
このように、上記式(5)を用いて、ケース11の外側の煙の濃度を推定することで、ケース11の外側における煙の濃度を精度良く推定することができる
上記制御用電子部品32としては、例えば、CPUを用いることができる。
As described above, by estimating the smoke concentration outside the
発光部33は、発光部収容部51に固定されており、回路基板31を構成する配線パターン(図示せず)と電気的に接続されている。これにより、発光部33は、配線パターンを介して、制御用電子部品32と電気的に接続されている。
発光部33は、煙感知室22に光を照射し、煙感知室22に流入する煙の粒子に光が当たったときに生ずる散乱光を、受光部34に入射させる。
受光部34は、受光部収容部53に固定されており、上記散乱光を受光する。そして、制御用電子部品32により、受光部34が受光した散乱光に基づいて、煙感知室22内の煙の濃度が算出される。
The
The
The
上記発光部33及び受光部34は、例えば、煙感知室22に向かう発光部33からの光軸と、煙感知室22内の煙の粒子によって散乱されて受光部34に向かう散乱光の光軸と、が水平方向で所定の角度で交差し、且つ鉛直方向においても所定の角度で交差するように、配置することができる。
The
また、上述した煙濃度測定機構24の下方に、外部からの光を遮光する複数のラビリンス17、及び複数のラビリンス17の外側を囲む筒状の防虫網19を有することで、外部からの光や虫が煙感知室22に入りにくくなるので、ケース11の外側を流れる気流の風速を精度良く求めることができる。
Further, by providing a plurality of
導体27,28は、一方の端部が回路基板31を構成する配線パターン(図示せず)と電気的に接続されている。導体27,28は、回路基板支持部材14及びケース本体35を貫通するように、回路基板31の下方に延在している。これにより、導体27,28の他方の端部は、ケース11の外側に配置されている。
One ends of the
サーミスタ素子29は、ケース11の外側を流れる気流の風速を検知する風速検知部である。サーミスタ素子29は、導体27,28の他方の端部間に設けられている。これにより、サーミスタ素子29は、ケース本体35の外側に配置されている。
サーミスタ素子29は、発熱した際の温度に関するデータを連続して、制御用電子部品32に送信する。
サーミスタ素子29としては、例えば、NTCサーミスタ素子を用いることが好ましいが、PTCサーミスタ素子を用いてもよい。
The
The
As the
このように、風速検知部として、1つのサーミスタ素子29を用いることで、気流によって奪われる熱量が気流の風速に依存するため、サーミスタ素子29を発熱させた際のサーミスタ素子29の温度上昇量から気流の風速を求めることができる。
As described above, by using one
図4は、図1に示す煙感知器を用いた第1の実施の形態に係る煙濃度推定方法の処理を示すフローチャートである。
図4を参照して、第1の実施の形態に係る煙濃度推定方法(具体的には、煙感知器10が感知する煙感知室22の煙が所定の濃度Bを超えた際に気流の風速を検知する場合の煙濃度推定方法)について説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing the processing of the smoke density estimating method according to the first embodiment using the smoke sensor shown in FIG.
With reference to FIG. 4, the smoke concentration estimating method according to the first embodiment (specifically, when the smoke in the
図4に示す処理が開始されると、ステップS1では、煙濃度検知工程が行われる。煙濃度検知工程では、煙感知室22内の煙の濃度を連続的に検知する処理が行われる。
続く、ステップS2では、煙感知室22内の煙の濃度が閾値となる所定の濃度Bを超えたか否かの判定が行われる。ステップS2において、煙感知室22内の煙の濃度が所定の濃度Bを超えたと判定(Yesと判定)されると、処理は、ステップS3へと進む。
一方、ステップS2において、煙感知室22内の煙の濃度が所定の濃度Bを超えていないと判定(Noと判定)されると、処理は、ステップS1へと戻る。
上記所定の濃度Bは、例えば、0.001[m−1]〜0.050[m−1]の範囲内で適宜設定することができる。
When the process shown in FIG. 4 is started, a smoke density detection process is performed in step S1. In the smoke concentration detecting step, a process of continuously detecting the smoke concentration in the
Subsequently, in step S2, it is determined whether or not the density of smoke in the
On the other hand, if it is determined in step S2 that the smoke concentration in the
The predetermined concentration B can be appropriately set within the range of 0.001 [m −1 ] to 0.050 [m −1 ] for example.
ステップS3では、ケース11の外側を流れる気流の風速を取得する風速取得工程が行われる。
風速取得工程では、例えば、ケース本体35の外側に突出するように配置された1つのサーミスタ素子29を発熱させた際のサーミスタ素子29の温度上昇ΔTTh[K]、サーミスタ素29子の発熱量QTh[J]、煙感知器10に逃げる熱量QFL[J]、及びサーミスタ素子29の熱容量CHC[J/K]を下記式(6)に代入して、気流に奪われる熱量QAF[J]を算出する熱量算出工程と、予め取得した気流の大きさと気流に奪われる熱量との関係を示す空気流入量算出用データと、前記熱量算出工程で算出した前記気流に奪われる熱量QAF[J]と、に基づいて、気流の風速を取得する風速取得工程と、を行う。
ΔTTh=(QTh−QAF−QFL)/CHC ・・・(6)
In step S3, a wind speed acquisition step of acquiring the wind speed of the airflow flowing outside the
In the wind velocity acquisition step, for example, the temperature rise ΔT Th [K] of the
ΔT Th = (Q Th −Q AF −Q FL ) / C HC (6)
ケース11の外側を流れる気流によって奪われる熱量は、気流の風速に依存する。このため、電流を流して、サーミスタ素子29を発熱させた際のサーミスタ素子29の温度上昇量からケース11の外側を流れる気流の風速を求めることが可能となる。
したがって、サーミスタ素子29の温度上昇ΔTTh[K]、該サーミスタの発熱量QTh[J]、煙感知器10に逃げる熱量QFL[J]、及びサーミスタ素子29の熱容量CHC[J/K]を上記式(6)に代入することで算出される気流に奪われた熱量QAF[J]と、予め取得した気流の大きさと気流に奪われる熱量との関係を示す空気流入量算出用データと、に基づいて、ケース11の外側を流れる気流の風速を精度良く算出することができる。
上述したステップS3の処理が完了すると、処理は、ステップS4へと進む。
The amount of heat taken by the airflow flowing outside the
Therefore, the temperature rise ΔT Th [K] of the
When the process of step S3 described above is completed, the process proceeds to step S4.
ステップS4では、煙濃度推定工程が行われる。煙濃度推定工程では、予め取得した空気流入量算出用データと、風速取得工程で取得した気流の風速と、に基づいて、煙感知室22内に流入した煙を含んだ空気の流入量を算出するとともに、煙を含んだ空気の煙感知室22内への流入量、煙感知室22の容量、及び煙感知室22内における煙の濃度を上記式(5)に代入することで、ケース11の外側における煙の濃度を推定する。
In step S4, a smoke density estimation step is performed. In the smoke concentration estimation step, the inflow rate of air containing smoke that has flowed into the
このように、連続的に検知する煙感知室22内の煙の濃度が予め設定した所定の濃度Bを超えた際、空気流入量算出用データと、風速取得工程で取得した気流の風速と、に基づいて、煙感知室22内に流入した煙を含んだ空気の流入量を算出するとともに、煙を含んだ空気の煙感知室22内への流入量、煙感知室22の容量、及び煙感知室22内における煙の濃度を上記式(5)に代入することで、ケース11の外側における煙の濃度を推定することにより、気流の風速を考慮して推定された煙の濃度と、ケース11の外側における実際の煙の濃度と、の差を小さくすることが可能となる。これにより、煙感知器10が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
上述したステップS4の処理が完了すると、処理は、ステップS5へと進む。
In this way, when the smoke concentration in the
When the process of step S4 described above is completed, the process proceeds to step S5.
ステップS5では、ステップS4において推定した煙の濃度が、閾値である発報濃度を超えたか否かの判定が行われる。ステップS5において、推定した煙の濃度が発報濃度を超えたと判定(Yesと判定)された場合には、処理は、ステップS6へと進む。
一方、ステップS5において、推定した煙の濃度が発報濃度を超えていないと判定(Noと判定)された場合には、処理は、ステップS4へと戻る。
In step S5, it is determined whether or not the smoke density estimated in step S4 exceeds a threshold alarm density. When it is determined in step S5 that the estimated smoke density exceeds the alarm density (Yes), the process proceeds to step S6.
On the other hand, if it is determined in step S5 that the estimated smoke concentration does not exceed the alarm concentration (determined as No), the process returns to step S4.
ステップS6では、発報工程が行われる。発報工程では、火災を感知したことを知らせるために、煙感知器10に設けられたスピーカー(図示せず)から発報する。
また、トランジスタ、サイリスタ等の素子を用いて、端子部を通じて通常監視時の消費電流より大きい消費電流を流すことにより、接続された受信盤(図示せず)に対し、火災を感知したことを伝達する。
このように、推定した煙の濃度が発報濃度を超えた際、発報することで、煙感知器10の設置された部屋にいる人々に、火災が発生したことを認識させることができる。
上記ステップS6の処理が完了すると、図4に示すフローチャートの処理は、終了する。
In step S6, a reporting process is performed. In the reporting process, a speaker (not shown) provided in the
In addition, by using a device such as a transistor or thyristor, a consumption current larger than the consumption current during normal monitoring is passed through the terminal part, so that the fact that a fire is detected is transmitted to the connected reception board (not shown). To do.
In this way, when the estimated smoke density exceeds the alarm density, by issuing an alarm, it is possible to make people in the room in which the
When the process of step S6 is completed, the process of the flowchart shown in FIG. 4 ends.
第1の実施の形態の煙濃度推定方法によれば、上述した式(5)を用いて、ケース11の外側における煙の濃度を推定することにより、気流の風速を考慮して推定された煙の濃度と、ケース11の外側における実際の煙の濃度と、の差を小さくすることが可能となる。これにより、煙感知器10が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
また、検知した煙の濃度が、予め設定した所定の濃度Bを超えた際、ケース11の外側を流れる気流の風速を取得することで、常時、気流の風速を取得するために、サーミスタ素子29を発熱させた場合と比較して、煙感知器10が消費する電力を節約することができる。
According to the smoke concentration estimating method of the first embodiment, the smoke concentration estimated outside the
Further, when the detected smoke density exceeds a preset predetermined density B, the wind speed of the airflow flowing outside the
図5は、図1に示す煙感知器を用いた第1の実施の形態の変形例に係る煙濃度推定方法の処理を示すフローチャートである。図5において、図4に示すフローチャートと同一のステップには、同一のステップ符号を付す。 FIG. 5 is a flowchart showing a process of a smoke density estimating method according to a modification of the first embodiment using the smoke sensor shown in FIG. 5, the same steps as those in the flowchart shown in FIG. 4 are designated by the same step numbers.
図5を参照して、第1の実施の形態の変形例に係る煙濃度推定方法(具体的には、連続的に気流の風速を取得する煙濃度推定方法)について説明する。 With reference to FIG. 5, a smoke concentration estimation method according to the modified example of the first embodiment (specifically, a smoke concentration estimation method for continuously obtaining the wind velocity of the airflow) will be described.
第1の実施の形態の変形例に係る煙濃度推定方法は、先に説明した図4に示すステップS2とステップS3との位置を入れ替え、かつ図5に示す風速取得工程において、常時、連続的にケース11の外側を流れる気流の風速を取得すること以外は、図4で説明した第1の実施の形態の煙濃度推定方法と同様な手法により行うことができる。
The smoke concentration estimating method according to the modified example of the first embodiment replaces the positions of step S2 and step S3 shown in FIG. 4 described above, and continuously and continuously in the wind speed acquisition step shown in FIG. The method similar to the smoke concentration estimation method of the first embodiment described with reference to FIG. 4 can be performed except that the wind velocity of the airflow flowing outside the
つまり、第1の実施の形態の変形例に係る煙濃度推定方法では、予め取得した空気流入量算出用データと、風速取得工程で連続的に取得した気流の風速と、に基づいて、煙感知室22内に流入した煙を含んだ空気の流入量を算出するとともに、煙を含んだ空気の流入量、煙感知室22の容量、及び煙感知室22内における煙の濃度を上記式(5)に代入することで、常時、ケース11の外側における煙の濃度を推定する。
That is, in the smoke concentration estimation method according to the modification of the first embodiment, smoke detection is performed based on the air inflow amount calculation data acquired in advance and the wind speed of the airflow continuously acquired in the wind speed acquisition step. The inflow rate of smoke-containing air that has flowed into the
上述した第1の実施の形態の変形例に係る煙濃度推定方法は、煙感知器10の消費電力がやや増加すること以外は、先に説明した第1の実施の形態の煙濃度推定方法と同様な効果を得ることができる。つまり、煙感知器10が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
The smoke concentration estimating method according to the modified example of the first embodiment described above is the same as the smoke concentration estimating method according to the first embodiment described above except that the power consumption of the
なお、第1の実施の形態では、一例として、図1に示すように、煙感知室22がケース本体35内の下部に配置され、煙濃度測定機構24が煙感知室22の上方に配置された場合を例に挙げて説明したが、煙感知室22は、ケース本体35内に配置されていればよく、また、煙濃度測定機構24は、煙感知室22に隣接して配置されていればよく、図1に示す煙感知室22及び煙濃度測定機構24の位置に限定されない。例えば、煙感知室22をケース本体35の上部に配置してもよい。
In the first embodiment, as an example, as shown in FIG. 1, the
また、第1の実施の形態では、一例として、風速検知部を1つのサーミスタ素子29で構成した場合を例に挙げて説明したが、風速検知部は、例えば、3つ以下のサーミスタ素子29で構成することができる。
このように、2つ或いは3つのサーミスタ素子29を用いて風速検知部を構成する場合には、これらのサーミスタ素子29が検知する気流の風速を平均化させたものを風速検知部が検知した気流の風速として用いることで、得られる気流の風速の精度の信頼性が向上するため、推定されるケース11の外側における煙の濃度の精度を向上させることができる。
Further, in the first embodiment, as an example, the case where the wind speed detecting unit is configured by one
As described above, when the wind speed detection unit is configured by using two or three
(第2の実施の形態)
図6は、本発明の第2の実施の形態に係る煙感知器の概略構成を示す断面図である。図6において、第1の実施の形態の煙感知器10(図1参照)と同一構成部分には同一符号を付す。
図7は、図6に示す第2の実施の形態の煙感知器をその下面側から平面視した図である。図7において、図6に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
(Second embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a smoke detector according to the second embodiment of the present invention. 6, the same components as those of the smoke sensor 10 (see FIG. 1) of the first embodiment are designated by the same reference numerals.
FIG. 7 is a plan view of the smoke detector of the second embodiment shown in FIG. 6 viewed from the lower surface side. In FIG. 7, the same components as those of the structure shown in FIG. 6 are designated by the same reference numerals.
図6及び図7を参照するに、第2の実施の形態に係る煙感知器70は、第1の実施の形態の煙感知器10を構成する導体27,28及びサーミスタ素子29に替えて、風速検知部を構成する3つの気圧検知素子71を有すること以外は、煙感知器10と同様に構成されている。
Referring to FIGS. 6 and 7, the
3つの気圧検知素子71は、回路基板31及び制御用電子部品32と電気的に接続されている。3つの気圧検知素子71は、ケース11の外側を流れる気流の圧力を検知し、検知した気流の圧力に関するデータを制御用電子部品32に送信する。
上記気圧検知素子71としては、例えば、MEMS式気圧センサを用いることができる。
3つの気圧検知素子71は、例えば、隣り合う位置に配置された気圧検知素子71の中心を直線で結ぶことで形成される多角形(この場合、図7に示す三角形73)の内側に、ケース本体35の中心Cを収容するように配置するとよい。
The three atmospheric
As the atmospheric
The three atmospheric
第2の実施の形態の煙感知器70によれば、隣り合う位置に配置された気圧検知素子71の中心を直線で結ぶことで形成される多角形(この場合、三角形73)の内側に、ケース本体35の中心Cを収容するように、3つの気圧検知素子71を配置することで、ケース本体35の外面の周方向において、特定の半円の区間のみに3つの気圧検知素子71が配置されることがなくなる。
これにより、気流の風向きの方向に依存することなく、3つの気圧検知素子71が検知する気圧のバランスにより、ケース11の外側を流れる気流の風速だけでなく、気流の風向きも求めることができる。
また、気流の風向きが分かることで、煙感知器70から見た火源の方向を推測することができる。
さらに、上記構成とされた第2の実施の形態の煙感知器70は、第1の実施の形態の煙感知器10と同様に、煙感知器70が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
なお、第2の実施の形態の煙感知器70は、気流の風向きは、検知する気圧の高い側が風上で、検知する気圧の低い側が風下であることに基づいて、判定することができる。
According to the
Thereby, the wind direction of the airflow can be obtained as well as the wind speed of the airflow flowing outside the
Further, by knowing the wind direction of the air flow, the direction of the fire source viewed from the
Further, the
The
なお、第2の実施の形態では、ケース本体35の外面の周方向における気圧検知素子71の間隔を異ならせた場合を例に挙げて説明したが、ケース本体35の外面の周方向における気圧検知素子71の間隔を一定にしてもよい。
また、図7では、一例として、3つの気圧検知素子71を用いて風速検知部を構成する場合を例に挙げて説明したが、風速検知部を構成する気圧検知素子71の数は、3つ以上であればよく、3つに限定されない。
In the second embodiment, the case where the distance between the atmospheric
Further, in FIG. 7, as an example, the case where the wind speed detecting unit is configured by using the three atmospheric
ここで、図6に示す煙感知器70を用いた第2の実施の形態の煙濃度推定方法について説明する。
煙感知器70を用いた煙濃度推定方法は、先に説明した図4及び図5に示すS3の風速取得工程において、3つの気圧検知素子71からなる風速検知部を用いて、ケース11の外側を流れる気流の風速及び風向きを取得すること以外は、第1の実施の形態で説明した図4及び図5に示す煙濃度推定方法と同様な手法により行うことができる。
Here, a smoke concentration estimating method according to the second embodiment using the
The smoke concentration estimation method using the
第2の実施の形態の煙濃度推定方法によれば、気流の風速及び風向きを考慮して推定された煙の濃度と、ケース11の外側における実際の煙の濃度と、の差を小さくすることが可能となる。これにより、煙感知器70が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
また、気流の風向きが分かることで、煙感知器70から見た火源の方向を推測することができる。
According to the smoke concentration estimation method of the second embodiment, the difference between the smoke concentration estimated in consideration of the wind speed and the wind direction of the airflow and the actual smoke concentration outside the
Further, by knowing the wind direction of the air flow, the direction of the fire source viewed from the
(第3の実施の形態)
図8は、本発明の第3の実施の形態に係る煙感知器の概略構成を示す断面図である。図8において、第1の実施の形態の煙感知器10(図1参照)と同一構成部分には同一符号を付す。
図9は、図8に示す第3の実施の形態の煙感知器をその下面側から平面視した図である。図9において、図8に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。
図8及び図9では、説明の便宜上、図1及び図2に示すサーミスタ素子29と同様な構成とされた4つのサーミスタ素子を、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4として図示する。
(Third Embodiment)
FIG. 8 is a sectional view showing a schematic configuration of a smoke sensor according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 8, the same components as those of the smoke detector 10 (see FIG. 1) of the first embodiment are designated by the same reference numerals.
FIG. 9 is a plan view of the smoke detector of the third embodiment shown in FIG. 8 viewed from the lower surface side. 9, the same components as those of the structure shown in FIG. 8 are designated by the same reference numerals.
8 and 9, four thermistor elements having the same configuration as the
また、図8及び図9では、第1のサーミスタ素子29−1から第3のサーミスタ素子29−3に向かう方向に、気流の風向が一致している場合を例に挙げる。
図9に示すX方向は、第1及び第3のサーミスタ素子29−1,29−3の配列方向であるとともに、気流の風向きを示している。また、図9に示すY方向は、第2及び第4のサーミスタ素子29−2,29−4の配列方向を示している。
In addition, in FIGS. 8 and 9, the case where the wind direction of the airflow is in the direction from the first thermistor element 29-1 to the third thermistor element 29-3 is taken as an example.
The X direction shown in FIG. 9 is the arrangement direction of the first and third thermistor elements 29-1 and 29-3 and also indicates the wind direction of the air flow. The Y direction shown in FIG. 9 indicates the arrangement direction of the second and fourth thermistor elements 29-2 and 29-4.
図8及び図9を参照するに、第3の実施の形態に係る煙感知器80は、第1の実施の形態の煙感知器10を構成するサーミスタ素子29に替えて、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4を設けるとともに、3対の導体27,28をさらに設けたこと以外は、第1の実施の形態の煙感知器10と同様に構成されている。
Referring to FIGS. 8 and 9, the
4対の導体27,28は、平面視十字状に配置されている。4対の導体27,28は、その一方の端部が回路基板31及び制御用電子部品32と電気的に接続されている。
4対の導体27,28は、回路基板31の下方に延在しており、ケース本体35を貫通している。4対の導体27,28の他方の端部は、ケース本体35の外部に配置されている。
The four pairs of
The four pairs of
第1のサーミスタ素子29−1は、X方向に配置された2対の導体27,28のうち、一方の導体27,28の他方の端部間に配置されている。第2のサーミスタ素子29−2は、Y方向に配置された2対の導体27,28のうち、一方の導体27,28の他方の端部間に配置されている。
The first thermistor element 29-1 is arranged between the other ends of the one
第3のサーミスタ素子29−3は、X方向に配置された2対の導体27,28のうち、他方の導体27,28の他方の端部間に配置されている。第4のサーミスタ素子29−4は、Y方向に配置された2対の導体27,28のうち、他方の導体27,28の他方の端部間に配置されている。
The third thermistor element 29-3 is arranged between the other ends of the
これにより、第1及び第3のサーミスタ素子29−1,29−3は、X方向において、対向するように配置されている。また、第2及び第4のサーミスタ素子29−2,29−4は、X方向において、対向するように配置されている。
上記第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4は、例えば、隣り合う位置に配置されたサーミスタ素子の中心を直線で結ぶことで形成される多角形(この場合、四角形82)の内側に、ケース本体35の中心Cを収容するように配置するとよい(図9参照)。
Accordingly, the first and third thermistor elements 29-1 and 29-3 are arranged so as to face each other in the X direction. The second and fourth thermistor elements 29-2 and 29-4 are arranged so as to face each other in the X direction.
The first to fourth thermistor elements 29-1 to 29-4 have, for example, a polygonal shape (in this case, a quadrangle 82) formed by connecting the centers of the thermistor elements arranged at adjacent positions with a straight line. It may be arranged inside so as to accommodate the center C of the case body 35 (see FIG. 9).
このように、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4を配置させることにより、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4のうち、1つのサーミスタ素子のみを一定時間発熱させ、このときの他のサーミスタ素子の時間に対する温度変化に関するデータを取得し、発熱させたサーミスタ素子の時間に対する発熱温度のデータと、他のサーミスタ素子の時間に対する温度のデータと、発熱させたサーミスタ素子に対する他のサーミスタ素子の位置関係と、に基づいて、ケース11の外側を流れる気流の風向きに依存することなく、気流の風向き及び風速を求めることができる。
As described above, by disposing the first to fourth thermistor elements 29-1 to 29-4, only one thermistor element among the first to fourth thermistor elements 29-1 to 29-4 is fixed. Heat is generated for a certain period of time, and data regarding the temperature change with time of the other thermistor element at this time is acquired. Based on the positional relationship of the other thermistor element with respect to the thermistor element and the wind direction of the airflow flowing outside the
図10は、第1のサーミスタ素子のみを発熱させた際の時間と発熱温度との関係を示すグラフである。図11は、第1のサーミスタ素子のみを発熱させた際の第2のサーミスタ素子の時間と発熱温度との関係を示すグラフである。
図12は、第1のサーミスタ素子のみを発熱させた際の第3のサーミスタ素子の時間と発熱温度との関係を示すグラフである。図13は、第1のサーミスタ素子のみを発熱させた際の第4のサーミスタ素子の時間と発熱温度との関係を示すグラフである。
図10〜図13において、t1は第1のサーミスタ素子29−1の発熱を開始させた時間(以下、「時間t1」という)、t2は第1のサーミスタ素子29−1の発熱を停止させた時間(以下、「時間t2」という)、t3は第1のサーミスタ素子29−1の発熱の影響を受けて、第3のサーミスタ素子29−3が発熱を開始した時間(以下、「時間t3」という)をそれぞれ示している。なお、時間t3は、時間t1と時間t2との間に位置する時間である。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the heat generation temperature and the time when only the first thermistor element is heated. FIG. 11 is a graph showing the relationship between the heating temperature and the time of the second thermistor element when only the first thermistor element is heated.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the heating temperature and the time of the third thermistor element when only the first thermistor element is heated. FIG. 13 is a graph showing the relationship between the heat generation temperature and the time of the fourth thermistor element when only the first thermistor element is heated.
10 to 13, t 1 is the time when the heat generation of the first thermistor element 29-1 is started (hereinafter referred to as “time t 1 ”), and t 2 is the heat generation of the first thermistor element 29-1. The stop time (hereinafter, referred to as “time t 2 ”), t 3 is affected by the heat generation of the first thermistor element 29-1, and the time when the third thermistor element 29-3 starts heat generation (hereinafter, referred to as “time t 2 ”) , “Time t 3 ”). The time t 3 is a time located between the time t 1 and the time t 2 .
図10に示す第1のサーミスタ素子29−1の発熱温度とは、第1のサーミスタ素子29−1が発熱開始する直前の第1のサーミスタ素子29−1の温度を基準値として、該基準値を0としたときの発熱開始後の第1のサーミスタの温度を示している。
図11に示す第2のサーミスタ素子29−2の発熱温度とは、第1のサーミスタ素子29−1が発熱開始する直前の第2のサーミスタ素子29−2の温度を基準値として、該基準値を0としたときの第2のサーミスタ素子29−2の温度である。
図12に示す第3のサーミスタ素子29−3の発熱温度とは、第1のサーミスタ素子29−1が発熱開始する直前の第3のサーミスタ素子29−3の温度を基準値として、該基準値を0としたときの第3のサーミスタ素子29−3の温度である。
図13に示す第4のサーミスタ素子29−4の発熱温度とは、第1のサーミスタ素子29−1が発熱開始する直前の第4のサーミスタ素子29−4の温度を基準値として、該基準値を0としたときの第4のサーミスタ素子29−4の温度である。
The heat generation temperature of the first thermistor element 29-1 shown in FIG. 10 is the reference value with the temperature of the first thermistor element 29-1 immediately before the first thermistor element 29-1 starts to generate heat as a reference value. Shows the temperature of the first thermistor after the start of heat generation when 0 is set to 0.
The heat generation temperature of the second thermistor element 29-2 shown in FIG. 11 is the reference value with the temperature of the second thermistor element 29-2 immediately before the first thermistor element 29-1 starts to generate heat as a reference value. Is the temperature of the second thermistor element 29-2 when is zero.
The heat generation temperature of the third thermistor element 29-3 shown in FIG. 12 is the reference value based on the temperature of the third thermistor element 29-3 immediately before the first thermistor element 29-1 starts to generate heat. Is the temperature of the third thermistor element 29-3 when 0 is set to zero.
The heat generation temperature of the fourth thermistor element 29-4 shown in FIG. 13 is the reference value with respect to the temperature of the fourth thermistor element 29-4 immediately before the first thermistor element 29-1 starts to generate heat. Is the temperature of the fourth thermistor element 29-4 when 0 is set to zero.
ここで、図8〜図13を参照して、第3の実施の形態の煙感知器80を用いた場合のケース11の外側を流れる気流の風向きの求め方について説明する。
Here, with reference to FIG. 8 to FIG. 13, a method of obtaining the wind direction of the airflow flowing outside the
初めに、時間t1において、第1のサーミスタ素子29−1のみを発熱させ、時間t2になった段階で第1のサーミスタ素子29−1の発熱を停止させる。
このときの第1のサーミスタ素子29−1の発熱温度の上限値は、例えば、5℃とすることができる。
図12に示すように、第1のサーミスタ素子29−1は、発熱することで、発熱温度が上昇する。ここで、図11〜図13に示す時間t1から時間t2の間の発熱温度を見ると、第2及び第4のサーミスタ素子29−2,29−4の発熱温度には変化がないが、第3のサーミスタ素子29−3では、時間t1よりも遅れた時間t3から発熱を開始していることが分かる。また、第3のサーミスタ素子29−3の発熱温度が描く曲線は、第1のサーミスタ素子29−1の発熱温度が描く曲線のサイズを縮小したような形状であることが分かる。
なお、時間t1と時間t3との時間差(=t1−t3)は、第1のサーミスタ素子29−1と第3のサーミスタ素子29−3との距離の差、及びケース11の外側を流れる気流の速さに起因する時間差であると考えられる。
時間差(=t1−t3)は、例えば、1秒程度となる。
First , at time t 1 , only the first thermistor element 29-1 is caused to generate heat, and when the time t 2 is reached, the heat generation of the first thermistor element 29-1 is stopped.
The upper limit value of the heat generation temperature of the first thermistor element 29-1 at this time can be set to 5 ° C., for example.
As shown in FIG. 12, the first thermistor element 29-1 generates heat, so that the heat generation temperature rises. Here, looking at the heat generation temperatures from the time t 1 to the time t 2 shown in FIGS. 11 to 13, there is no change in the heat generation temperatures of the second and fourth thermistor elements 29-2 and 29-4. It can be seen that the third thermistor element 29-3 starts to generate heat at time t 3 which is later than time t 1 . Further, it can be seen that the curve drawn by the heat generation temperature of the third thermistor element 29-3 has a shape obtained by reducing the size of the curve drawn by the heat generation temperature of the first thermistor element 29-1.
The time difference between time t 1 and time t 3 (= t 1 −t 3 ) is the difference in the distance between the first thermistor element 29-1 and the third thermistor element 29-3, and the outside of the
The time difference (= t 1 −t 3 ) is, for example, about 1 second.
また、図9を参照して、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4の位置関係を確認すると、第1及び第3のサーミスタ素子29−1,29−3がX方向に配置され、第2及び第4のサーミスタ素子29−2,29−4は、X方向に対して直交し、かつ第1のサーミスタ素子29−1と第3のサーミスタ素子29−3とを結ぶ直線から離間するY方向に配置されていることが分かる。 In addition, referring to FIG. 9, when the positional relationship between the first to fourth thermistor elements 29-1 to 29-4 is confirmed, the first and third thermistor elements 29-1 and 29-3 move in the X direction. The second and fourth thermistor elements 29-2 and 29-4 which are arranged are orthogonal to the X direction and which connect the first thermistor element 29-1 and the third thermistor element 29-3. It can be seen that they are arranged in the Y direction away from.
そして、制御用電子部品32において、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4の発熱温度変化と、発熱させた第1のサーミスタ素子29−1と発熱させていない第2ないし第4のサーミスタ素子29−2〜29−4との位置関係と、に基づいて、ケース11の外側を流れる気流の風向きが求められる。
Then, in the control
具体的には、図10〜図13に示す発熱温度変化の場合、第2及び第4のサーミスタ素子29−2,29−4の発熱温度に変化がなく、第3のサーミスタ素子29−3の発熱温度が、第1のサーミスタ素子29−1の発熱温度よりも低い温度で上昇していることから、ケース11の外側を流れる気流の風向きは、第1のサーミスタ素子29−1から第3のサーミスタ素子29−3に向かう方向(図8及び図9に示す矢印方向)であると判定される。
Specifically, in the case of the heat generation temperature change shown in FIGS. 10 to 13, there is no change in the heat generation temperature of the second and fourth thermistor elements 29-2 and 29-4, and the third thermistor element 29-3 is changed. Since the heat generation temperature rises at a temperature lower than the heat generation temperature of the first thermistor element 29-1, the wind direction of the air flow flowing outside the
なお、図10〜図13に示す発熱温度変化の場合、第1のサーミスタ素子29−1のみを発熱させて、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4の発熱温度変化を取得することで、気流の風向きを特定できたが、気流の風向きによっては、第2ないし第4のサーミスタ素子29−2〜29−4のうちの少なくとも1つのサーミスタ素子を1つずつ発熱させて、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4の発熱温度変化を取得する必要がある。 In the case of the heat generation temperature changes shown in FIGS. 10 to 13, only the first thermistor element 29-1 is caused to generate heat, and the heat generation temperature changes of the first to fourth thermistor elements 29-1 to 29-4 are acquired. By doing so, the wind direction of the airflow can be specified, but depending on the wind direction of the airflow, at least one thermistor element among the second to fourth thermistor elements 29-2 to 29-4 is caused to generate heat one by one, It is necessary to acquire the heat generation temperature changes of the first to fourth thermistor elements 29-1 to 29-4.
第3の実施の形態の煙感知器によれば、ケース本体35の外面の周方向に対して設けられた第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4により風速検知部を構成し、隣り合う位置に配置されたサーミスタ素子の中心を直線で結ぶことで形成される多角形(この場合、四角形82)の内側に、ケース本体35の中心を収容するように第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4を配置させることで、1つのサーミスタ素子のみを一定時間発熱させ、このときの他のサーミスタ素子の時間に対する温度変化に関するデータを取得し、発熱させたサーミスタ素子の時間に対する発熱温度のデータと、他のサーミスタ素子の時間に対する温度のデータと、発熱させたサーミスタ素子に対する他のサーミスタ素子の位置関係と、に基づいて、ケース11の外側を流れる気流の風向きに依存することなく、気流の風向き及び風速を求めることができる。
また、気流の風向きが分かることで、煙感知器80から見た火源の方向を推測することができる。
According to the smoke detector of the third embodiment, the wind speed detector is configured by the first to fourth thermistor elements 29-1 to 29-4 provided in the circumferential direction of the outer surface of the
Further, by knowing the wind direction of the air flow, the direction of the fire source viewed from the
なお、第3の実施の形態では、図9に示すように、一例として、4つのサーミスタ素子で風速検知部を構成した場合を例に挙げて説明したが、風速検知部を構成するサーミスタ素子の数は、4つ以上であればよく、図9に示す数に限定されない。
また、風速検知部を構成するサーミスタ素子の数を増加させることで、取得される気流の風向きの精度を向上させることができる。
Note that, in the third embodiment, as shown in FIG. 9, the case where the wind speed detection unit is configured by four thermistor elements has been described as an example, but the thermistor element that configures the wind speed detection unit is described. The number may be four or more, and is not limited to the number shown in FIG. 9.
In addition, by increasing the number of thermistor elements that configure the wind speed detection unit, the accuracy of the wind direction of the acquired airflow can be improved.
次に、図8に示す煙感知器80を用いた第3の実施の形態の煙濃度推定方法について説明する。
煙感知器80を用いた第3の実施の形態の煙濃度推定方法は、図4及び図5に示すS3の風速取得工程において、第1ないし第4のサーミスタ素子29−1〜29−4からなる風速検知部を用いて、ケース11の外側を流れる気流の風速及び風向きを取得すること以外は、第1の実施の形態で説明した図4及び図5に示す煙濃度推定方法と同様な手法により行うことができる。
Next, a smoke density estimating method of the third embodiment using the
The smoke concentration estimating method of the third embodiment using the
第3の実施の形態の煙濃度推定方法によれば、気流の風速及び風向きを考慮して推定された煙の濃度と、ケース11の外側における実際の煙の濃度と、の差を小さくすることが可能となる。これにより、煙感知器80が設置された領域での火災の感知を精度良く行うことができる。
また、気流の風向きが分かることで、煙感知器80から見た火源の方向を推測することができる。
According to the smoke concentration estimating method of the third embodiment, the difference between the smoke concentration estimated in consideration of the wind speed and the wind direction of the air flow and the actual smoke concentration outside the
Further, by knowing the wind direction of the air flow, the direction of the fire source viewed from the
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 As described above, the preferred embodiments of the present invention have been described in detail, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and within the scope of the gist of the present invention described in the claims, Various modifications and changes are possible.
10,70,80…煙感知器、11…ケース、13…端子盤、14…回路基板支持部材、14a…支持面、15…底板部、17…ラビリンス、19…防虫網、22…煙感知室、24…煙濃度測定機構、27,28…導体、29…サーミスタ素子、31…回路基板、31a…一面、31b…他面、32…制御用電子部品、33…発光部、34…受光部、35…ケース本体、35A…収容部、36,44…突出部、38…煙流入口、42…溝部、44…突出部、46…凹部、51…発光部収容部、53…受光部収容部、61…記憶部、62…制御部、71…気圧検知素子、73,82…多角形、C…中心 10, 70, 80 ... Smoke detector, 11 ... Case, 13 ... Terminal board, 14 ... Circuit board support member, 14a ... Support surface, 15 ... Bottom plate part, 17 ... Labyrinth, 19 ... Insect screen, 22 ... Smoke detection chamber , 24 ... Smoke concentration measuring mechanism, 27, 28 ... Conductor, 29 ... Thermistor element, 31 ... Circuit board, 31a ... One surface, 31b ... Other surface, 32 ... Control electronic component, 33 ... Light emitting part, 34 ... Light receiving part, 35 ... Case body, 35A ... Housing part, 36, 44 ... Projection part, 38 ... Smoke inlet, 42 ... Groove part, 44 ... Projection part, 46 ... Recessed part, 51 ... Light emitting part housing part, 53 ... Light receiving part housing part, 61 ... Storage unit, 62 ... Control unit, 71 ... Atmospheric pressure detection element, 73, 82 ... Polygon, C ... Center
Claims (4)
前記ケース内に設けられ、前記ケースの外側を流れる煙を含んだ空気が出入りする煙感知室と、
前記ケースの外側を流れる気流の風速に基づき、前記煙感知室内に流入した前記煙を含んだ空気の流入量を算出し、前記煙を含んだ空気の流入量、前記煙感知室の容量、及び前記煙感知室内の前記煙の濃度に基づいて、前記ケースの外側における煙の濃度を推定する煙濃度推定部と、
を有することを特徴とする煙感知器。 A case,
A smoke sensing chamber provided in the case, in which air containing smoke flowing outside the case enters and leaves,
Based on the wind velocity of the airflow flowing outside the case, the inflow amount of the air containing the smoke that has flowed into the smoke sensing chamber is calculated, the inflow amount of the air containing the smoke, the capacity of the smoke sensing chamber, and Based on the smoke concentration in the smoke sensing chamber, a smoke concentration estimating unit that estimates the smoke concentration outside the case,
A smoke detector, comprising:
Dout(t)=(V/v)・{Din(t+Δt)−Din(t)}+Din(t)
・・・(1)
但し、上記式(1)において、Vは前記煙感知室の容量[m3]、vは前記煙感知室内に流入する前記煙を含んだ空気の流入量[m3]、Din(t)はある時刻tにおける前記煙感知室内における煙の濃度[m−1]、Dout(t)はある時刻tでの前記ケースの外側における推定された煙の濃度[m−1]、Δtはある時刻tからの経過時間[s]をそれぞれ示す。 The smoke detector according to claim 1, wherein the smoke concentration estimating unit estimates the smoke concentration outside the case based on the following equation (1).
Dout (t) = (V / v) · {Din (t + Δt) −Din (t)} + Din (t)
... (1)
However, in the above formula (1), V is the capacity [m 3 ] of the smoke sensing chamber, v is the inflow amount [m 3 ] of air containing the smoke flowing into the smoke sensing chamber, and Din (t) is The smoke concentration [m −1 ] in the smoke sensing chamber at a certain time t, Dout (t) is the estimated smoke concentration [m −1 ] outside the case at a certain time t, and Δt is the certain time t. The elapsed time [s] from is shown respectively.
Dout(t)=(V/v)・{Din(t+Δt)−Din(t)}+Din(t)
・・・(2)
但し、上記式(2)において、Vは前記煙感知室の容量[m3]、vは前記煙感知室内に流入する前記煙を含んだ空気の流入量[m3]、Din(t)はある時刻tにおける前記煙感知室内における煙の濃度[m−1]、Dout(t)はある時刻tでの前記ケースの外側における推定された煙の濃度[m−1]、Δtはある時刻tからの経過時間[s]をそれぞれ示す。 The smoke concentration estimating method according to claim 3, wherein the smoke concentration outside the case is estimated based on the following equation (2).
Dout (t) = (V / v) · {Din (t + Δt) −Din (t)} + Din (t)
... (2)
However, in the above formula (2), V is the capacity [m 3 ] of the smoke sensing chamber, v is the inflow amount [m 3 ] of air containing the smoke flowing into the smoke sensing chamber, and Din (t) is The smoke concentration [m −1 ] in the smoke sensing chamber at a certain time t, Dout (t) is the estimated smoke concentration [m −1 ] outside the case at a certain time t, and Δt is the certain time t. The elapsed time [s] from is shown respectively.
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