JP7824850B2 - 警報器 - Google Patents

Description

本発明は、火災等を検出し警報等を行う警報器に関する。

従来、火災で発生する煙を検知することで、火災を判定し、警報を出力する様になっている警報器がある。この様な警報器は、該煙を検知するために煙センサとして、発光素子と受光素子とを有し、該発光素子により出力された光が、該煙によって散乱されることを利用して、この散乱光を受光素子によって検知することによって、煙濃度値を検出し、煙の検知を行っており、又、該警報を出力ための警報出力部を備えている（例えば、特許文献１を参照）。

又、この様な警報器の中には、発光素子及び受光素子の外に各種センサ類が設けられており、警報出力部より、火災警報以外の警報音も出力する様になっているものもある。例えば、該センサ類には、ＣＯセンサやガス漏れセンサ、熱センサ等が挙げられる。

特開２０２０－２１２６２号公報

警報器による警報の出力は、火災発生等の異常を、該警報器の周囲にいる者に明確に伝達ができる一方、該警報の出力によって生じる音波は、煙の流れを乱してしまうという問題があった。そのため、従来の警報器は、警報中に正常な煙濃度を検出できず、誤検知や、火災判定の遅れ等の問題が生じる可能性のあるものであった。特に、前記センサ類が設けられた警報器においては、該センサ類の出力に基づいて、警報音が出力している間は、正常な火災判定を行えないことと成りかねず、問題である。

そこで、本発明は、警報の出力によって生じる音波によって、煙の流れが乱れたとしても安定した煙検出が可能な警報器を提供することを目的とする。

本発明は、受光素子と発光素子とを有し、煙濃度値を検出する煙検知部と、少なくとも該煙濃度値を判定要因の一つとして、火災判定を行う処理部と、鳴動することで警報を出力可能に構成された警報出力部と、を備え、該処理部は、該警報出力部が鳴動している間、該火災判定において、該煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく火災判定を無効なものとして処理する警報器であって、該処理部は、該火災判定において、該警報出力部の鳴動開始と同時の該煙濃度値及び／又は前記煙濃度値に基づく火災判定は有効なものとして処理することを特徴とする警報器である。

尚、本発明は、一酸化炭素を検出するためのＣＯセンサを更に備えるものとし、前記警報は、ＣＯ検出警報を含み、前記処理部は、前記警報出力部が鳴動し、該ＣＯ検出警報を出力している間、前記火災判定において、前記煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく火災判定を無効なものとして処理するものとすることが可能である。

そして、本発明は、前記処理部を、少なくとも前記煙濃度値を判定要因の一つとして、前記火災判定及び前記煙検知部の故障判定を行うものとし、前記警報出力部が鳴動している間、該火災判定においては、該煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく火災判定を無効なものとして処理し、該故障判定においては、該煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく故障判定を有効なものとして処理するものとすることが可能である。

本発明は、処理部を、警報出力部が警報を鳴動している間、火災判定において、煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく火災判定を無効なものとして処理するものとしたため警報の鳴動により生じる音波によって、煙の流れが乱れたとしても安定した煙検出が可能である。

本発明の実施形態における火災警報器の基台部の平面図である。 本発明の実施形態における火災警報器の中板の平面図であり、音声が鳴動していない状態における煙の流れを示した図である。 本発明の実施形態における火災警報器の中板の平面図であり、音声が鳴動している状態における煙の流れを示した図である。 本発明の実施形態における処理部のブロック図である。 本発明の警報出力中の火災判定の様子を示す図である。

本発明の実施形態を図１乃至図４に基づき説明する。先ず、図１乃至図３に基づき火災警報器１の構成について、煙検知部２とＣＯセンサ４とを備えた火災警報器１を一例として、説明する。尚、本実施形態において、前後の方向は、火災警報器１が天井面等に取付面に取り付けられた状態を基準として定めている。

火災警報器１は、煙検知部２と、警報出力部３と、を備えており、本実施形態において、一酸化炭素を検出するために設けられたＣＯセンサ４と、火災警報器１を駆動させるための電源を確保するために設けられた電源手段５（例えば、電池等）と、を更に備えている。又、火災警報器１は、これら各構成を収容するための筐体を備えている。

前記筐体は、本体部６と、本体部６の前面側に取り付けられた前面カバー（図示せず）とによって構成されている。本体部６は、基台部７と基台部７の前面側に位置する中板８を有しており、中板８の更に前面側に該前面カバーが取り付けられる。

基台部７は、基板９及び警報出力部３が載置され、後述する煙検知部２の検煙部１４が設けられている。又、中板２には、後述する煙検知部２の煙導入部１５が設けられると共に火災警報器１の外部より煙導入部１５へ煙Ｓを導入するための煙流路１０を構成する流路壁１１が設けられている。

基板９には、後述する発光素子１２及び受光素子１３並びにＣＯセンサ４が実装されていると共に後述する処理部１６を構成するマイコン等の各種素子が実装されている。又、基板９には、警報出力部３及び電源手段５も接続されている。

煙検知部２は、発光素子１２及び受光素子１３を有しており、煙濃度値Ｃを検出するために設けられている。煙検知部２は、発光素子１２により出力された光が、煙Ｓにより散乱されることによって生じる散乱光を受光素子１３が検知することで煙濃度値Ｃを検出している。そのため発光素子１２の光が受光素子１３に直接入射されない様に発光素子１２及び受光素子１３は配設されている。

本実施形態においては、煙検知部２は、背面側に位置する検煙部１４と前面側に位置する煙導入部１５との二段で構成されており、少なくとも検煙部１４内が暗箱となる様になっている。又、発光素子１２及び受光素子１３は、検煙部１４に設けられており、電源手段５の節約のため、規定された時間間隔で、間欠的に動作する様になっている。発光素子１２及び受光素子１３による検出された煙濃度値Ｃは、後述する処理部１６のサンプリング部に出力される様になっている。

警報出力部３は、後述する警報Ａを鳴動可能に構成されており、例えば、スピーカとして設けられる。警報Ａとしては、例えば、火災発生を報知する火災警報音及び／又は火災警報音声（火災警報）並びにＣＯセンサ４がＣＯを検出したことを報知するＣＯ検出警報及び／又はＣＯ検出警報音声（ＣＯ検出警報）等の各種警報が挙げられる。尚、警報出力部３は、音声と共に音声以外の音（以下、非音声音という）、例えば、一定の周波数の音やスイープ音、の両方を出力可能となっていてもよいが、音声又は非音声音のみを鳴動可能なものとしてもよい。

本実施形態において、警報出力部３は、音声Ａ_Ｖと非音声音Ａ_Ｓとの両方を鳴動可能（以下、本実施形態では、音声Ａ_Ｖと非音声音Ａ_Ｓを合わせて警報Ａと称する。）となっており、例えば、所定間隔おきに非音声音Ａ_Ｓを複数回鳴動させた後に続けて音声Ａ_Ｖを鳴動させるものとなっている。又、警報出力部３は、処理部１６（本実施形態においては、後述する火災判定部２０）より、火災信号を受け取った際や、ＣＯセンサ４から、ＣＯ検出信号を受け取った際に、それに応じた音声Ａ_Ｖ及び非音声音Ａ_Ｓを鳴動可能に構成されている。

次に、本実施形態における煙検知部２が検出した煙濃度値Ｃを判定要因の一つとして、火災判定を行う処理部１６の構成について説明する。処理部１６は、サンプリング部１７、記録部１８、カウンタ回路１９、火災判定部２０及び故障判定部２１を有している。

サンプリング部１７は、煙検知部２よりその出力を受け取り、煙検知部２の出力に基づく煙濃度値Ｃが、記録部１８に記録された火災閾値Ｔｈと比較し、火災判断Ｊを行い、火災閾値Ｔｈ以上であるかそれ未満であるかを判断し、煙濃度値Ｃが、火災閾値Ｔｈ以上であるときは、カウンタ回路１９に火災出力Ｆを、火災閾値Ｔｈ未満であるときは、非火災出力Ｎを、火災判断結果として出力する様になっている。

他方、火災警報器１に到達した煙Ｓは、通常であれば、煙流路１０を介して、煙導入部１５に導入されるものの（図２Ａを参照）、警報出力部３が警報Ａ（本実施形態においては、音声Ａ_Ｖ又は非音声音Ａ_Ｓ）を出力している間は、警報Ａの音波の影響を受けて、煙Ｓの一部Ｓ_１が、前記筐体の淵を回ってしまい、該筐体内に入らない現象が発生し、正常な煙濃度値Ｃが検出されない可能性がある（図２Ｂを参照）。

又、警報出力部３と煙検知部２の位置関係によっては、煙検知部２内に侵入していた煙を警報Ａの音波が押し出すように働く場合もあり、この場合も正常な煙濃度値Ｃが検出されない原因となる。尚、実際上は、警報器１内に導入された煙Ｓが煙検知部２に到達するまでには、ある程度の時間が掛かるため、警報Ａの鳴動開始直後においては、正常な煙濃度値Ｃを検出可能である。

そのため、サンプリング部１７は、警報出力部３が、警報Ａを鳴動している間、煙濃度値Ｃを無効なものとして処理し、カウンタ回路１９に出力しないようになっている。即ち、本実施形態において、処理部１６は、警報出力部３が、警報Ａを鳴動している間、火災判定において、煙濃度値Ｃを無効なものとして処理していることとなる。

カウンタ回路１９は、サンプリング部１７からの火災出力Ｆに基づいて、煙検知部２の出力に基づく煙濃度値Ｃが火災閾値Ｔｈ以上であるときに、動作する様になっている。火災判定部２０は、サンプリング部１７からの出力が規定の回数出力される間に、カウンタ回路１９が所定の回数動作した際に、火災と判定し、火災信号を、少なくとも警報出力部３に出力する様になっている。

故障判定部２１は、煙検知部２は、煙検知部２の出力に基づく煙濃度値Ｃに基づいて、故障判定を行うために設けられている。故障判定部２１は、煙検知部２が故障していると判断した際に、故障信号を出力する。火災警報器１は、該故障信号に基づき、外部に故障を報知する。該報知のために手段は、適宜選択可能であり、例えば、警報出力部３から、故障報知音声及び／又は故障報知音を出力したり、表示灯（図示せず）を別途設け、該表示灯を点灯させたり、してもよい。

この際、故障判定部２１は、煙濃度値Ｃを、煙検知部２から直接受け取ってもよいが、本実施形態の様に、サンプリング部１７を経由して、受け取る様にしてもよい。何れの場合においても、故障判定部２１は、警報出力部３が警報Ａを鳴動している間も、煙濃度値Ｃを有効なものとして処理するものとなっている。

即ち、本実施形態において、処理部１６は、警報出力部３が、警報Ａを鳴動している間、故障判定においては、煙濃度値Ｃを有効なものとして処理していることとなる。そのため、火災警報器１においては、警報出力部３が警報Ａを鳴動している間も、煙検知部２の故障判定をすることが可能となっている。尚、火災判定に基づく警報Ａが鳴動している場合は、煙濃度値Ｃが火災閾値Ｔｈ以上となっているため煙検知部２の故障判定は行われない。

次に、本実施形態の火災警報器１における火災判定について、警報出力部３がＣＯセンサによるＣＯ検出に基づく警報Ａを鳴動中における火災判定を例として、図４に基づき説明する。尚、図４において、煙濃度値Ｃが無効とされ、火災判断Ｊが行われず、サンプリング部１７からカウンタ回路１９に火災判断結果が出力されなかった場合を破線で示している。

火災判定の条件は、適宜設定可能であるが、本実施形態の火災警報器１においては、警報出力部３が非鳴動時には、サンプリング部１７からカウンタ回路１９に火災判断結果が８回出力される間に、カウンタ回路１９が６回動作したことを火災判定の条件としている。

一方で、警報出力部３が鳴動し、警報Ａの出力が開始されると、警報出力部３の鳴動が停止されるまでの間の火災判断結果はカウンタ回路１９に出力されないので、この間はサンプリング部１７からカウンタ回路１９に火災判断結果が４回出力される間に、カウンタ回路１９が３回動作したことを火災判定の条件としている。そうすることで、火災警報器１の火災判定にかかる時間を警報報出力部３が鳴動中においても非鳴動中と同等とすることができる。

警報出力部３の鳴動中に、煙Ｓが火災警報器１に導入されると、発光素子１２の光が、煙Ｓにより散乱され、その散乱光が受光素子１３によって検出され、その受光量に応じた煙濃度値Ｃに換算されサンプリング部１７に出力される。

サンプリング部１７は、煙濃度値Ｃと記録部１８に記録された火災閾値Ｔｈと比較をし、火災出力Ｆ又は非火災出力Ｎの何れかをカウンタ回路１９に出力する。例えば、図４において、時点ｉにおいては、煙濃度値Ｃは、火災閾値Ｔｈ未満であるので、非火災出力Ｎをカウンタ回路１９に出力し、時点ii乃至時点xiにおいては、煙濃度値Ｃは、火災閾値Ｔｈ以上であるので、火災出力Ｆをカウンタ回路１９に出力する。カウンタ回路１９は、サンプリング部１７からの火災出力Ｆの入力により動作し、カウンタを回す。

この際、サンプリング部１７は、警報出力部３が鳴動し、ＣＯ検出警報Ａを出力している間の煙濃度値Ｃを無効として処理する。図４においては、警報Ａの出力中の時点ｈで、警報Ａの影響で煙濃度値Ｃが火災閾値Ｔｈを下回っているが、この値は無効として処理されることとなるので、サンプリング部１９に、非火災出力Ｎとしては、出力されることはない。

火災判定部２０は、直前４回のサンプリング部１７の火災判断Ｊの内、結果カウンタ回路１９が３回動作した、即ち、火災出力Ｆが３回出力されたことを確認すると、火災と判定し、火災信号を出力する。図４においては、例えば、時点ivにおいて、時点ｉ乃至時点ivの間に、時点ii、時点iii及び時点ivで計３回の火災出力Ｆが出力され、時点ivにおいて、カウンタ回路１９が３回動作したことになり火災と判定されることになる。

仮に、警報出力部３が鳴動中の煙濃度値Ｃを無効と処理することなく、従来の警報器の様に、警報出力部３が鳴動していない時の火災判定の条件と同様に火災判定を行ったとすると、図４中二点鎖線で示す様に、時点ｅ及び時点ｆにおいて、時点ｈと同様に警報Ａの音波の影響をより受けて、煙濃度値Ｃが火災閾値Ｔｈよりも下回ってしまった場合、時点viまで、火災と判定されないこととなり、上記と比較して、火災判定が遅れることとなる。

尚、本実施形態においては、警報出力部３が鳴動を開始する直前、即ち、音声Ａ_Ｖ及び非音声音Ａ_Ｓの各々が出力される直前に、サンプリング部１７による火災判断を行う様に、煙検知部１による煙濃度値Ｃを検出するタイミングと警報出力部３が鳴動を開始するタイミングが調整されている。この様にすることで、本実施形態では、無効となる煙濃度値Ｃを減らし、より迅速な火災判定が行える様になっている。

以上の通り、本実施形態の警報器１においては、火災判定において、警報出力部３が鳴動させている間の煙濃度値Ｃを、無効として処理することで、警報Ａの出力によって生じる音波によって、煙Ｓの流れが乱れたとしても安定した煙検出が可能な警報器１を提供することが可能となっている。

又、本実施形態の火災警報器１の副次的な効果として、警報出力部３が鳴動している間も、引き続き、煙濃度値Ｃの検出を続けるため、火災判定以外の判定、例えば、煙検知部２の故障判定等、に煙濃度値Ｃを利用している場合に、それら判定を止めることなく、安定した煙検出を行うことが可能となっていることが挙げられる。この場合、該故障判定は、例えば、以下の様に行われる。

前述のとおり、煙検知部２では、発光素子１２の光は平常時には受光素子１３に直接入射されないように配設されているが、検煙部１４内の反射等により微量の光が受光素子１３に入射されているため、受光素子１３には微量かつ一定の検出値が計測されている。

検煙部１４に埃等の異物が侵入したり、検煙部の壁面が汚損したりした場合には、この検出値が火災閾値Ｔｈを超えないものの初期値より高くなる場合がある。又、発光素子１２や受光素子１３が汚損したり、発光素子１２の発光量が低下したりした場合には、この検出値が初期値より低くなる場合がある。

このように、受光素子１３の検出値が所定時間にわたり、初期値より高かったり、低かったりした場合には、故障判定部２１が煙検知部２の故障と判断する。サンプリング部１７が警報出力部３の警報鳴動中の火災判定自体を停止してしまった場合、故障判断も行われなくなるが、本実施形態の警報器１の場合、煙濃度値Ｃの検出は行われるため、煙検知部２の故障判断は継続することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

（１）上記実施形態の火災警報器１は、本発明が適用可能な警報器の一例であり、本発明は、少なくとも煙濃度値を判定要因の一つとして、火災判定を行う警報器（例えば、公知の煙式火災警報器）であれば、火災警報器１に限らず、様々な火災警報器に適用可能である。特に、ＣＯセンサ４の有無については、適宜選択可能である。

（２）上記実施形態の火災判定の条件は、飽く迄一例であり、必要に応じて適宜設定可能である。

（３）上記実施形態においては、警報出力部３が鳴動し、警報Ａを出力している間、煙検知部２が検出した煙濃度値Ｃを無効なものとして処理したが、処理部１６が、警報出力部３が鳴動している間にした火災判定部２０の煙濃度値Ｃに基づく火災判定そのものを無効なものとして処理する様にしてもよい。又、煙濃度値Ｃ及び煙濃度値Ｃに基づく火災判定の両方を無効として処理することも可能である。

（４）上記実施形態においては、警報出力部３が鳴動している間、煙濃度値Ｃ及び／又は煙濃度値Ｃに基づく火災判定を無効なものとして処理したが、警報出力部３が鳴動開始と同時の煙濃度値Ｃ及び／又は煙濃度値Ｃに基づく火災判定は、有効なものとして処理する様にすることも可能である。該鳴動開始時および直後は、警報出力部３が鳴動を開始する前に、警報器１内に導入された煙Ｓの煙濃度値Ｃを検出していると考えられるため、警報出力部３の鳴動による影響がない又は無視できるためである。

（５）警報出力部３の鳴動によって出力することができる警報Ａは、前記火災警報や前記ＣＯ検出警報に限られるものではなく、ガス検出警報や、煙濃度値Ｃ以外を判定要因とする火災警報、例えば、熱（温度）に基づく火災警報、電源手段５が消耗したこと報知する警報等、様々な警報とすることが可能である。又、それら警報を検出するためのセンサ類を別途設けることも可能である。

１ 火災警報器 ２ 煙検知部 ３ 警報出力部
４ ＣＯセンサ ５ 電源手段 ６ 本体部
７ 基台部 ８ 中板 ９ 基板
１０ 煙流路 １１ 流路壁 １２ 発光素子
１３ 受光素子 １４ 検煙部 １５ 煙導入部
１６ 処理部 １７ サンプリング部 １８ 記録部
１９ カウンタ回路 ２０ 火災判定部 ２１ 故障判定部
Ａ 警報 Ｃ 煙濃度値 Ｆ 火災出力
Ｊ 火災判断 Ｎ 非火災出力 Ｓ 煙
Ｔｈ 火災閾値

Claims (3)

1. 受光素子と発光素子とを有し、煙濃度値を検出する煙検知部と、
   少なくとも該煙濃度値を判定要因の一つとして、火災判定を行う処理部と、
   鳴動することで警報を出力可能に構成された警報出力部と、を備え、
   該処理部は、該警報出力部が鳴動している間、該火災判定において、該煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく火災判定を無効なものとして処理する警報器であって、
   該処理部は、該火災判定において、該警報出力部の鳴動開始と同時の該煙濃度値及び／又は前記煙濃度値に基づく火災判定は有効なものとして処理することを特徴とする警報器。
2. 一酸化炭素を検出するためのＣＯセンサを更に備え、
   前記警報は、ＣＯ検出警報を含み、
   前記処理部は、前記警報出力部が鳴動し、該ＣＯ検出警報が出力されている間、前記火災判定において、前記煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく火災判定を無効なものとして処理することを特徴とする請求項１に記載の警報器。
3. 前記処理部は、少なくとも前記煙濃度値を判定要因の一つとして、前記火災判定及び前記煙検知部の故障判定を行うものであり、前記警報出力部が鳴動している間、該火災判定においては、該煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく火災判定を無効なものとして処理し、該故障判定においては、該煙濃度値及び／又は該煙濃度値に基づく故障判定を有効なものとして処理することを特徴とする請求項１又は２に記載の警報器。