JP7841904B2 - 火災感知器 - Google Patents

Description

本発明は、火災報知システム、並びに火災報知システムにおいて使用される火災受信機および感知器に関する。

火災報知機の火災受信機は脈流タイプと直流タイプがある。火災受信機は感知器を接続するための地区回路線を外部に延出して、その地区回路線に感知器を単数または複数接続する。脈流タイプの火災受信機では、地区回路線にも脈流が印加され、直流タイプの火災受信機では、地区回路線に直流が印加される。直流タイプでは、火災受信機と感知器が通信機能を有し、それぞれが各種情報を送受し、火災処理に必要な情報として利用されることもある。
過去に脈流タイプが主流の時代もあったが、最近では直流タイプが主流になっている。直流タイプの場合、火災受信機と感知器が通信してお互いの情報を授受する機種もあり、情報の授受により、より精密な火災警報が可能となり、近年一般化してきている。しかし、依然脈流タイプの火災受信機も存在し稼働し続けている。従って、サプライヤーは、メインテナンス上必要に応じて、脈流に適合する感知器も提供する必要がある。そのため、サプライヤーは脈流用感知器と直流用感知器との両方を用意する必要があり、感知器の機種が増えてしまっている。

特開平１０－１８８１５４号公報

特許文献１に示す様に、火災受信機と通信が行える通信機能付きの感知器がある。この場合、火災受信機は地区回路線に直流を印加する。通信機能付きの感知器を脈流タイプの火災受信機に接続すると、脈流の電圧変化（全波波形または半波波形）により通信機能が阻害され、感知器の消費電流増加や感知器が通信異常と判断して正常な動作ができなくなってしまうことがあった。

そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、脈流タイプ火災受信機に通信機能付き感知器を設置しても、通信エラー故障と判断されないようにすることにより、脈流タイプ火災受信機にも通信機能付き感知器を設置できることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１の火災感知器は、火災受信機から延出する地区回路線に接続される通信機能付き火災感知器であって、脈流を検出する脈流検出回路を有し、更に、前記火災受信機と通信にて情報を授受できる通信回路を有し、前記脈流検出回路が地区回路線に脈流が印加されていることを検出すると、前記通信回路の通信機能を停止することを特徴とする。

上記のような構成を有する火災感知器によれば、脈流検出回路を設け、地区回路線に印加される脈流を検出したときに、通信機能を停止できるので、不要な動作を減らせるため、火災感知器の消費電力を低減できる効果を奏する。

請求項２の前記通信回路は、通信機能停止中は通信異常の検出を停止することを特徴とする。

上記のような構成を有する感知器によれば、脈流タイプの受信機に接続しても通信異常を検出しなくなり、不要な警報を出力しない効果を奏する。

請求項３の前記脈流検出回路は、前記地区回路線に印加されている電圧が所定の時間間隔で所定の閾値を下回っていることを検出したとき、地区回路線に脈流が印加されていると判断することを特徴とする。

上記のような構成によれば、簡易な方法で脈流を検出できるので、低コストで脈流検出回路を形成できる効果を奏する。

請求項４の前記脈流検出回路は、通信異常を所定回数連続して検出した場合、地区回路線に脈流が印加されていると判断することを特徴とする。

上記のような構成によれば、簡易な方法で脈流を検出できるので、低コストで脈流検出回路を形成できる効果を奏する。

本発明によれば、脈流タイプの受信機に通信機能付き感知器の使用が可能になり、感知器の共用が可能なため、感知器の種類を減らすことができるので、感知器のコストダウンを図れ、設備設計や設置の際も感知器の種類が少なくなるので感知器選択の手間が低減する。
また、脈流による通信異常の誤検出、誤警報を防ぐことができ、感知器の消費電力を低減できる。

火災報知システムＳの構成例を示す図である。 地区回路線に印加される脈流波形と直流波形を示す図である。 脈流タイプの火災受信機と感知器の構成を示すブロック図である。 直流タイプの火災受信機と通信機能付き感知器の構成を示すブロック図である。 脈流タイプの火災受信機と通信機能付き感知器の構成を示すブロック図である。

図１は、火災報知システムＳの構成例を示す図である。火災報知システムＳは、火災受信機１と、複数の感知器３と、を備える。火災受信機１は、複数の地区回路線２に接続されており、地区回路線２を介して複数の感知器３と接続されている。地区回路線２は、火災受信機１と感知器３間の通信信号と電力供給を担う外部配線である。１対の地区回路線２に接続できる感知器３の数は、システムにより決定され、必要に応じて、複数の地区回路線２を用いても良い。図１では、複数の地区回路線２－１、２－２、２－ｎを用いる場合を示している。感知器３は、火災により生成される煙や熱を環境情報として検出して、環境データを生成する。

火災受信機１と感知器３と接続する地区回路線２は感知器の電源と通信を兼ねている。火災受信機１は電源回路を簡略化するため平滑回路を有せず、地区回路線２にも脈流を印加している場合がある。ここではこれを脈流タイプと呼ぶ。このとき、接続される感知器３には地区回路線２の入力部に脈流を直流に変換する平滑回路を必要とするため、コストアップが避けられない。
地区回路線２に脈流を使用すると通信が難しくなるため、通信を必要とする最近のシステムではほとんど用いられない。しかし、世の中に稼働中の脈流タイプのシステムは未だ多く存在する。
［図２（ａ）の説明］

全波整流の脈流波形を模式的に表している。図２（ａ）の左から右方向に、火災監視期間、感知器作動（火災検出）、復旧パルス、火災監視期間（再開）の波形である。脈流にて火災監視している時、感知器３が火災を検出し作動することで、感知器内部のインピーダンスが低下し、Ｌレベルとなる。この時Ｌレベルとは、感知器内部のスイッチング素子の特性によって、概ね１～６Ｖである。感知器の作動（火災検出）により地区回路線２がＬになると、受信機１はそれを検出して火災表示や警報を発する。なお、感知器は火災状態を示すＬレベルを自己保持する。

その後、火災の有無が確認されると、オペレーターの復旧操作により、火災受信機１が復旧パルス（所定時間地区回路線への電力供給を止め０Ｖにする）を送出し、感知器３の自己保持を解除し感知器３は再度監視状態に移行する。感知器３は自己保持しているときに、復旧パルスを検出すると自己保持を解除する。
［図２（ｂ）の説明］

火災受信機１が直流を地区回路線２に印加するシステムである。

定格電圧である２４Ｖ直流の波形を模式的に表している。図２（ｂ）の左から右方向に、火災監視期間、感知器作動／通信可能期間、復旧パルス、火災監視期間（再開）の波形である。

感知器が作動することで、感知器内部のインピーダンスが低下して、Ｌレベルとなる。この時Ｌレベルとは、感知器内部のスイッチング素子の特性によって、概ね１Ｖ～６Ｖである。感知器３の作動（火災検出）により地区回路線２がＬになると、火災受信機１はそれを検出して火災表示や警報を発する。その後、火災の有無が確認されると、オペレーターの操作により、復旧操作により復旧パルス（所定時間地区回路線の電力供給を止め０Ｖにする）を送出し感知器３の自己保持を解除し、感知器３は再度監視状態に移行する。

ここで、図２（ａ）と異なるところは、脈流／直流の違いに加え感知器作動時の通信可能期間に行われる通信が付加されているところである。（通信機能付き感知器と通信機能付き受信機を使用した場合のみ）この期間を利用して、火災受信機１は感知器３が有している火災情報や感知器３の個別情報の授受を行う。本例では、パルス波形にて通信している様子を表している。感知器３が自己保持しているときに、火災受信機１の復旧操作により地区回路線２が０ｖに成ると、感知器は火災の自己保持を解除する。

通信機能付き感知器と通信機能付き受信機を使用した場合、通信により感知器は復旧を受信しても良く、この時に自己保持を解除してもよい。
［図３の説明］

全波整流での脈流タイプの火災受信機１と脈流タイプ用感知器３のブロック図である。火災受信機１の電源回路１２は全波整流回路のみで平滑回路は設置されていない。そのため、接続した地区回路線２に生ずる電圧波形は、図２（ａ）の山形波形が並ぶ脈流となる。また、地区回路線２には脈流タイプ用感知器３が接続されている。
［火災受信機のブロック図（図３左側）］

制御回路１３は後述の各回路よりの情報授受、判断、動作指示を行う中枢回路である。
火災信号判断回路１４は次の通りである。感知器３が火災を検出しスイッチング回路２６をＯＮすると、地区回路線２のインピーダンスが大きく低下する。インピーダンス低下により大電流が流れて、火災受信機１の地区回路線２や感知器３のスイッチング素子、火災受信機１の電源回路１２などが破損しない様保護するために電流制限回路１１が設けられている。電流制限値は火災受信機１の機種により様々ではあるが、一般的には５０ｍＡ～１００ｍＡ程度に制限しているものが多い。

火災信号判断回路１４は地区回路線２のインピーダンスを監視して、所定値に達すると感知器３が火災信号を送出していると判断している。なお、図示していないが、地区回路線２の最終端には終端器が接続され、地区回路線２の断線を監視している。火災信号判断回路１４では、終端器を経由した電流を監視しており、地区回路線３の断線も判断している。

火災信号判断回路１４が火災と判断すると、制御回路１３は、警報回路１６、操作・表示回路１７に指示して、警報、表示、図示しない連動および移報などを行う。
警報回路１６は、制御回路１３の指示により、その火災に対応する主音響や地区ベル鳴動の警報動作を行う。
操作・表示回路１７は、制御回路１３の指示により、その火災に対応する火災受信機１の盤面の表示を行い、また、火災受信機１の操作部の操作内容を制御回路１３に伝える。
操作・表示回路１７は、火災受信機１の操作部より復旧操作を受け付けると、制御回路１３は復旧パルス生成回路１５を動作させ、地区回路線２に復旧パルスを送出し地区回路線２を所定の時間０ｖにする。地区回路線２が０ｖに制御されると感知器３のスイッチング自己保持回路２６の自己保持を解除することになる。
［感知器のブロック図（図３右側）］

地区回路線２より電力を得るために脈流を平滑回路２２で平滑化し、定電圧回路２３により感知器内部で必要な電圧に変換し供給する。なお、この例では平滑回路２２を効率的に動作させるためと平滑回路２２の影響を地区回路線に伝えないために逆流防止回路２１を設け、平滑回路２２と地区回路線２を分離している。

火災検出回路２５は煙や熱、炎といったの火災現象の有無や量を検出して所定値を超えると制御回路２４に火災情報として送る。

制御回路２４は火災情報を検出するとスイッチング回路２６を動作させ、地区回路線２のインピーダンスを低下させ自己保持させる。インピーダンス低下により地区回路線２がＬとなり、火災受信機１に火災信号として送出する。
［図４の説明］

図４は、直流タイプの火災受信機１と直流タイプ用感知器３（通信機能付き）のブロック図である。火災受信機１の電源回路１２は直流を安定して供給できる直流電源回路が設置されている。そのため、接続した地区回路線２に生ずる電圧波形は、図２（ｂ）の直流波形となる。また、地区回路線２には直流タイプ用感知器３（通信機能付き）が接続されている。火災受信機１と感知器３には通信回路を有しているところが、脈流タイプと大きく異なる点である。
［受信機のブロック図（図４左側）］

脈流タイプと大きく異なる点のみ説明する。
電源回路１２は安定した直流が出力できる回路となっており、その安定した直流を地区回路線２に印加している。また通信回路１８を設置し、地区回路線２より信号を受信して、感知器３が火災信号を送出しているときに火災情報の詳細を得ることがきる様になっている。他の回路の機能は脈流タイプと同様である。
［感知器のブロック図（図４右側）］

前記火災受信機１と同様に、脈流タイプと大きく異なる点のみ説明する。
地区回路線２には直流が印加されているので、感知器の電源回路に平滑回路は必要ないため、必要な電圧を供給する定電圧回路３１のみを有している。さらに、火災受信機１と通信して火災情報を送信受信するため、通信回路３５を有している。通信回路３５は、通信バルスを検出することで通信を開始する。通信により感知器３の固有情報を含む火災情報を火災受信機１に伝達する。また、通信波形の異常や通信手順が成り立たないことを検出すると、通信異常として異常情報を内部に記憶し、通信再開時に記憶していた異常情報を火災受信機１に送出する。

また、自己診断機能を有する感知器の場合、自己診断結果を通信機能により受信機１に伝えることができる。ここでは通信プロトコルについて言及しない。
他の回路の機能は脈流タイプと同様である。

［実施例］
［図５の説明］
図５が本願発明の実施例を表すブロック図となる。
［受信機のブロック図（図５左側）］
火災受信機１は図３の脈流タイプと同じである。ここで異なるのは接続される感知器の内部構成である。
［感知器のブロック図（図５右側）］

図４の直流タイプの場合の感知器３の構成に加え、脈流検出回路３６が付加されている。図２（ａ）に示す様に、日本の場合、脈流では、０ｖになるポイントが、５０Ｈｚの交流入力の場合約１０ｍｓ毎に、６０Ｈｚの交流入力の場合約８．３ｍｓ毎に定期的に現れる。脈流検出回路３６は常に地区回路線２を監視し、前記の法則を検出したときには脈流と判断し、制御回路３２にその情報が送られる。制御回路３２が前記脈流を検出したとの情報が入力されると、制御回路３２は、自身が脈流タイプの火災受信機１に接続されていることを認識する。これ以降、通信回路３５をＯＦＦして、通信回路３５が通信ＯＦＦモードに移行する。通信ＯＦＦモードで稼働中は、通常時の地区回路線通信監視および、火災時の情報通信を行わない動作となり、不要な通信回路の起動がなくなるため、消費電流が低減される。

また、自己診断機能を有する感知器の場合、自己診断結果を通信機能により火災受信機１に伝えることができるが、自身が脈流タイプの火災受信機１に接続されていることを認識しているときには、自己診断結果の送出も停止する。

前記に脈流検出の方法として、定期的に現れる０ｖになるポイントを検出することを述べたが、正電圧の脈流正弦波波形を検出してもよい。

更に、通信異常を所定回数検出した場合、脈流による通信異常と判断して、脈流検出としても良い。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。

Ｓ 火災報知システム
１ 火災受信機
２，２－１、２－２、２－ｎ 地区回路線
３ 感知器（煙または熱）
１１ 電流制限回路
１２ 電源回路
１３ 制御回路
１４ 火災信号判断回路
１５ 復旧パルス生成回路
１６ 警報回路
１７ 操作・表示回路
１８ 通信回路
２１ 逆流防止回路
２２ 平滑回路
２３ 定電圧回路
２４ 制御回路
２５ 火災検出回路
２６ スイッチング自己保持回路
３１ 定電圧回路
３２ 制御回路
３３ 火災検出回路
３４ スイッチング自己保持回路
３５ 通信回路
３６ 脈流検出回路
Ｌ ローレベル

Claims (4)

1. 火災受信機から延出する地区回路線に接続される通信機能付き火災感知器であって、脈流を検出する脈流検出回路を有し、更に、前記火災受信機と通信にて情報を授受できる通信回路を有し、前記脈流検出回路が地区回路線に脈流が印加されていることを検出すると、前記通信回路の通信機能を停止することを特徴とする火災感知器。
2. 前記通信回路は、通信機能停止中は通信異常の検出を停止することを特徴とする請求項１の火災感知器。
3. 前記脈流検出回路は、前記地区回路線に印加されている電圧が所定の時間間隔で所定の閾値を下回っていることを検出したとき、地区回路線に脈流が印加されていると判断することを特徴とする請求項１または２の火災感知器。
4. 前記脈流検出回路は、通信異常を所定回数連続して検出した場合、地区回路線に脈流が印加されていると判断することを特徴とする請求項１または２の火災感知器。