JPS6356597B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、イオン化式煙感知器、光式煙感知
器等の煙感知型の火災感知器に用いて有効な煙検
出方式に関する。

従来より、煙の流入する検出室内に電圧の印加
された一対の電極を設けると共に、その内部を放
射線によりイオン化しておくことにより、イオン
化電流の変化から煙を感知するイオン化式煙感知
器、あるいは同様の検出室内に光源より照射され
る光束を導き、その煙により散乱光または減衰光
を受光器により検出することにより煙を感知する
光式煙感知器等が多く製作されている。

これら煙感知器の誤動作の原因として検出室内
への昆虫の侵入によるものが多く見受られる。

そこで、本発明者は先に特願昭56−129350とし
て、煙が流入する検出室には固有の流入特性があ
り、この流入特性から昆虫の侵入に基づく信号を
区別することが可能であることに着目し、上記誤
動作を除去する煙検出方式を提案した。

すなわち、通常イオン化式煙感知器であろう
と、光式煙感知器であろうと、ノイズ信号の除
去、乱気流の流入防止、外光の侵入防止などの目
的から煙検出部を煙流入可能な壁体により囲み、
検出室を形成しているのが一般的である。ところ
が、この検出室を形成するのは、煙の流入にとつ
ては一種の抵抗として作用するので、例えば一定
濃度の煙が立ち込める雰囲気中に検出室を投入
し、検出信号の変化を測定して横軸に時間を、縦
軸に検出信号量（電圧：Ｖ）をそれぞれ取りグラ
フにすると第１図に示すような曲線Ａとなる。こ
れに対して検出室内に昆虫が侵入し、障害が発生
すると曲線Ｂに示すような急峻な変化として現わ
れる。上記煙流入時の曲線Ａは検出室の大きさ、
構造等から決定される固有のものであるが、昆虫
侵入時のそれは何れの検出室にも係わりなく急峻
な変化として現われるので、この特性の相違から
昆虫侵入による誤報を防止することが可能である
ことに着目し、第２図に示すような構成を得た。

第２図は、先の出願に係わる発明による煙検出
方式の概略構成を示すブロツク図であつて、イオ
ン化式あるいは光式等の煙を検出して検出信号を
発生する検出部１と、該検出部１の流入特性から
決定される経時変化を有する基準信号発生部２
と、上記検出部１の初期の検出信号に応動して上
記基準信号発生部２の動作を開始させる駆動信号
を発生する始動部３と、上記検出部１の検出信号
を基準信号発生部２の基準信号と比較し、検出信
号が基準信号を下回る変化を呈する時に出力を発
生する信号比較部４と、該信号比較部４の出力を
規定時間だけ積分する積分器５と、該積分器５の
積分量が規定値に達した時にはじて煙感知信号を
発生する感知信号発生部６とから構成されてい
る。

次に、上記のように構成された先の出願に係わ
る発明による煙検出方式の動作を、各状況による
電圧変化を示す第３図に基づいて詳細に説明す
る。

第３図は縦軸に電圧を、横軸に時間をとつたグ
ラフであつて、煙の発生も昆虫の侵入もない平常
時においては、検出部１の検出信号および基準信
号発生部２の基準信号は共にないか、あるいは検
出信号が基準信号を僅かに上回つていて、よつて
信号比較部４から出力を生じることはない。

ところが、例えば昆虫の侵入が時刻t₀において
発生し、それに伴つて検出部１の検出信号が曲線
B₁のように急激に変化した場合には、検出部１
の初期の検出信号に応動すべくその動作電圧を
V₀とした始動部３が時刻t₁において動作し、基準
信号発生部２を始動させる。すると、基準信号発
生部２からは、曲線A₀に示すようなこの検出部
１の流入特性から決定された時間と共に上昇する
曲線を描く基準信号が発生される。この基準信号
A₀は、ほぼ流入特性に沿つて上昇するため、検
出信号B₁のような急峻な立上りはなく、よつて
検出信号B₁が基準信号A₀を下回る変化を呈する
ことがないので、信号比較部４から出力を生じる
ことはない。

なお、侵入していた昆虫が途中脱出すると、第
３図の時刻t₂からt₃におけるように、検出信号B₁
が基準信号A₀を一時的に下回る変化を呈する時
が生じるが、このとき信号比較部４から発生する
出力は一旦積分器５に入力されて積分されるの
で、この積分器５の積分規定値を適宜設定してお
けば、このような一時的な出力では積分規定値に
達することはなく、よつて感知信号発生部６から
煙感知信号を発生することはない。また、昆虫の
侵入によつて生じる検出信号は、検出すべき煙に
よつて生じる検出信号よりもはるかに大きな信号
量であることが経験的に確かめられているので、
基準信号A₀の最高値が昆虫侵入時の検出信号を
決して上回ることがないように適宜設定すること
により、昆虫の侵入滞在時間に係わりなく、信号
比較部４からの出力発生を阻止することができ
る。

次に、上記のように昆虫の侵入ではなく、煙が
時刻t₀′において発生し、それに伴つて検出部１
の検出信号が曲線B₂のように徐々に変化した場
合には、この検出信号が動作電圧V₀を越える時
刻t₁において始動部３が動作し、基準信号発生部
２を始動させる。すると上記同様、基準信号発生
部２からは曲線A₀に示すような基準信号が発生
される。この基準信号A₀は、流入特性によつて
決定されて上昇をするため、検出信号が煙によつ
て生じるものであれば、この基準信号A₀を上回
る変化を呈することが決してないので、必ず検出
信号B₂は基準信号A₀を下回る時が生じる。この
下回る時刻をt₄とすると、この時刻t₄により信号
比較部４から出力が生じて、積分器５による積分
が開始される。そして、時刻t₅において上記のよ
うに適宜設定された積分規定値に到達すると、積
分器５から出力が生じて感知信号発生部６より煙
感知信号を発生するのである。

ところが、上記のように先の出願に係わる発明
によれば、昆虫の侵入によるような急峻な変化に
基づく誤動作を有効に除去できるのであるが、基
準信号A₀を下回る変化に対しては総て動作して
しまうという欠点も有していた。すなわち、例え
ば第５図の曲線B₃で示すようなタバコによる煙
のように、火災による煙ほど高濃度ではない煙に
対してまで動作してしまう欠点である。

そこで、この欠点を除去する手段としては、始
動部３の動作電圧V₀を破線で示すような電圧V₁
として高めに設定することにより、低濃度の煙で
は動作しないようにすることもできる。しかし、
このような手段を用いると、曲線B₂にて示され
るところの火災による真の煙に対してもこの新た
な動作電圧V₁は作用するため、感知器全体の作
動は曲線B₂が動作電圧V₁を上回る時刻t₆より開
始されることとなり、動作電圧をV₀と設定した
場合の信号比較部４から出力が生じる時刻t₄より
も遅くなる。これは火災感知器の本来の使命から
して好ましいことではない。すなわち、火災感知
器は火災を迅速かつ正確に検知することを使命と
している。

この発明による煙検出方式は、上記のような欠
点が生じることなく、しかも火災を正確に検知す
ることができるものであつて、以下図面に基づい
て詳細に説明する。

第４図は、この発明による煙検出方式の概略構
成を示すブロツク図であつて、第２図に示した先
の発明による煙検出方式における検出部１、始動
部３、積分器５、感知信号発生部６、基準信号発
生部２に相当する上限基準信号発生部２０および
信号比較部４に相当する上限信号比較部４０に、
タバコの煙等の低濃度の煙の流入特性から決定さ
れる経時変化を有する下限基準信号発生部７、曲
線信号が下限基準信号を上回る変化を呈する時に
出力を発生する下限信号比較部８および上限信号
比較部４０と、下限信号比較部８との論理積をと
つて積分器５へ出力するAND回路９を付加して
構成されている。

次に、上記のように構成されたこの発明による
煙検出方式の動作を、各状況による電圧変化を示
す第５図に基づいて詳細に説明する。

第５図は、第３図と同様に縦軸に電圧を、横軸
に時間をとつたグラフであつて、第３図と同一の
曲線には同一の符号を付してある。すなわち、何
らの煙の発生も昆虫の侵入もない平常時において
は、検出部１の検出信号および両基準信号発生部
２０，７の基準信号は共にないか、あるいは検出
信号が両基準信号を僅かに上回つていて、よつて
少なくとも上限信号比較部４０から出力を生じる
ことはないので、AND回路９からは出力が生じ
ない。

また、例えば昆虫が侵入し、それに伴つて検出
部１の検出信号が曲線B₁のように急激に変化し
た場合には、始動部３が時刻t₁において動作し、
両基準信号発生部２０，７を始動させる。する
と、上限基準信号発生部２０からは、曲線A₀に
示すようなこの検出部１の流入特性から決定され
た時間と共に上昇する曲線を描く基準信号が発生
されると共に、下限基準信号発生部７からは、曲
線A₁に示すようなタバコの煙等の火災以外の低
濃度の煙流入特性から決定される時間と共に上昇
し、最終的には火災によるものとそれ以外の低濃
度のものとを区別するしきい値信号となる曲線を
描く基準信号が発生される。曲線B₁は、この曲
線A₀を下回る変化を呈することがないので、上
限信号比較部４０から出力を生じることはない
が、曲線A₁を上回る変化を呈するがため下限信
号比較部８からは出力が生じる。しかし、その出
力はAND回路９によつて遮断されるので、最終
的には煙感知駆動が発生することはない。

次に、火災による煙が時刻t₀′において発生し
それに伴つて曲線B₂のように変化した場合には、
始動部３が時刻t₁において動作し、両基準信号発
生部２０，７を始動させる。すると上記同様、両
基準信号発生部２０，７からは、曲線A₀，A₁で
示される両基準信号が発生される。検出信号曲線
B₂は、時刻t₄より上限基準信号曲線A₀を下回り、
なおかつ下限基準信号曲線A₁を上回つているの
で、両信号比較部４０，８からは出力が生じる。
この出力はAND回路９を通過して積分器５へ入
力され、積分が開始される。そして時刻t₅におい
て適宜設定された積分規定値T₀に到達すると、
積分器５から出力が生じて感知信号発生部６より
煙感知信号を発生する。

この発明のの煙検出方式による特徴的な部分は
次のような場合である。

すなわち、タバコの煙等の低濃度の煙が時刻
t₀″において発生し、それに伴つて曲線B₃のよう
に変化した場合には、始動部３が時刻t₁において
動作し、両基準信号発生部２０，７を始動させ、
駆動A₀，A₁で示される両基準信号が発生される。
すると検出信号曲線B₃は、時刻t₇より上限基準信
号曲線A₀を下回り、なおかつ下限基準信号曲線
A₁を上回つているので、両信号比較部４０，８
から出力が生じ、AND回路９を介して積分器５
へ入力され、積分が開始される。しかし、下限基
準信号曲線A₁はこのような低濃度の煙による検
出信号曲線B₃を上回る変化をするように予め設
定されているので、検出信号曲線B₃は、時刻t₈に
おいて下限基準信号曲線A₁をも下回る。すると、
下限信号比較部８からの出力が停止するので、上
限信号比較部４０からの出力はAND回路９によ
つて遮断される。よつて、積分器５の規定値T₀
を、時刻t₇から時刻t₈へ至る時間T₁より十分に長
く設定しておくことにより、最終的には煙感知信
号が発生することはない。

この発明の煙検出方式の具体的な回路構成より
なる一実施例を第６図に示すが、第６図は検出部
１としてイオン化式煙検出部を用いた実施例であ
つて、それぞれ内部雰囲気が放射線源RIにより
イオン化された基準室Ch₁およびCh₂が直列接続
され、その直列接続点に電位変化を検出するため
の電界効果トランジスタFETのゲート電極が接
続されて検出部１を形成している。上限基準信号
発生部２０は、コンデンサC₀と抵抗R₀よりなる
並列回路と、この並列回路への流入電流の規定な
らびに信号電圧の分圧を行なう直列接続された２
個の抵抗R₁，R₂とから形成されている。下限基
準信号発生部７は、上限基準信号発生部２０の出
力信号の分圧を行なう直列接続された２個の抵抗
R₅，R₆とから形成されている。始動部３は、検
出部１の検出電圧上昇によつて生じる電流を検出
する抵抗R₃および第１のトランジスタQ₁と、こ
の第１のトランジスタQ₁により制御され、上記
上限基準信号発生部２０への電流の流入を制御す
る第２のトランジスタQ₂とにより形成されてい
る。上限信号比較部４０は入力側が上限基準信号
発生部２０および検出部１に接続されたコンパレ
ータCP₁より形成されている。下限信号比較部８
は、入力側が下限基準信号発生部７および検出部
１に接続されたコンパレータCP₂より形成されて
いる。積分器５は、コンパレータCP₁およびコン
パレータCP₂の論理積をとるAND回路９の出力
を抵抗R₄を介して蓄積するコンデンサC₁と、こ
のコンデンサC₁の充電量が規定値に達した時を
検出するツエナーダイオードZ₁とから形成されて
いる。そして、感知信号発生部６は積分器５の出
力によりトリガされるSCRより形成されている。

このように構成されたこの発明の煙検出方式に
よる実施例において、何らの煙の発生も昆虫の侵
入もない平常時には検出部１の電界効果トランジ
スタFETの出力側に低い電圧信号が出力されて
いるが、この電圧レベルでは始動部３の動作電圧
を規定するツエナーダイオードZ₂のツエナー電圧
を越えることがないので、始動部３の抵抗R₃の
両端間には電位差が生ぜず、よつて始動部３は動
作しないので、両基準信号発生部２０，７は駆動
されることがない。しかし、コンパレータCP₂の
検出信号入力側には、検出部１の平常レベルの信
号が印加されて、下限基準信号入力側を上回つて
いるため、コンパレータCP₂には出力が生じてい
るが、その出力はAND回路９により遮断されて
いる。

しかし、何らかの煙の発生か、あるいは昆虫の
侵入があると、検出部１の出力側に高い電圧の検
出信号が生じてツエナーダイオードZ₂のツエナー
電圧を超過するので電流が流れ、よつて始動部３
の抵抗R₃の両端間に電位差が生じて第１のトラ
ンジスタQ₁がONされる。すると、これに接続さ
れた第２のトランジスタQ₂もONされるため、上
限基準信号発生部２０のコンデンサC₀は、直列
接続された２個の抵抗R₁，R₂を介して一定の割
合で充電が行なわれ、このコンデンサC₀の電位
上昇に伴なう抵抗R₁，R₂の直列結合点の電位上
昇が上限基準信号となる。また、下限基準信号発
生部７は、この上限基準信号を抵抗R₅，R₆によ
り分圧し、その分圧点の電位上昇を下限基準信号
としている。そして、この上昇変化する両基準信
号と、上記検出信号とが両コンパレータCP₁，
CP₂により比較される。このとき、火災による煙
の発生の場合には検出信号が上限基準信号を下回
り、かつ、下限基準信号を上回る変化を呈するの
で、両コンパレータCP₁，CP₂から出力が生じて
AND回路９から出力が送出され、抵抗R₄を介し
てコンデンサC₁が充電され、その充電々圧がツ
エナーダイオードZ₁のツエナー電圧を超過したと
きにSORのゲートに電流が流れ、SORがONされ
て煙感知信号が送出される。

また、タバコの煙等の低濃度の煙発生の場合に
は、検出信号が両基準信号を下回る変化を呈する
がため、上限信号比較部４０のコンパレータCP₁
には出力が生じるが、下限信号比較部８のコンパ
レータCP₂には出力が生じないこととなり、
AND回路９は遮断状態を維持して煙感知信号が
生じることはない。

さらに、検出信号が昆虫の侵入による場合に
は、検出信号が両基準信号を上回る変化を呈する
ので、下限信号比較部８のコンパレータCP₂から
出力を生じるが、上限信号比較部４０のコンパレ
ータCP₁から出力を生じることはないがため
AND回路９は遮断状態を維持し、よつてSCRは
ONされることはない。

以上のように、この発明による煙検出方式は、
極めて簡単な構成により真の火災に伴なう煙流入
による検出信号と、火災以外の煙によるような比
較的緩やかな偽りの検出信号または昆虫の侵入に
よるような急峻な偽りの検出信号とを、各々検出
室固有の流入特性に従つて正確かつ迅速に識別す
ることができるので、安価にしてかつ高性能な煙
感知器を提供することを可能としたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、煙検出室の煙流入特性を説明するた
めの特性曲線図、第２図は、先の出願に係わる発
明による煙検出方式の概略構成を示すブロツク
図、第３図は、先の出願に係わる発明による煙検
出方式の動作説明に用いるための時間と検出信号
および基準信号との関係を示すグラフ図、第４図
は、この発明による煙検出方式の概略構成を示す
ブロツク図、第５図は、この発明による煙検出方
式の動作説明に用いるための時間と検出信号およ
び両基準信号との関係を示すグラフ図、第６図
は、この発明による煙検出方式を用いた回路構成
の一実施例を示す回路図である。 １……検出部、２０……第１の基準信号発生
部、７……第２の基準信号発生部、４０，８，９
……信号比較発生部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 煙を検出して検出信号を発生する検出部と、
   該検出部の初期検出信号により始動し、該検出部
   の煙流入特性に沿つて経時変化しつつ上限の基準
   信号を発生する第１の基準信号発生部と、上記検
   出部の初期検出信号により始動し、上記検出部の
   煙流入特性に沿つて経時変化しつつ上記上限の基
   準信号よりも低い下限の基準信号を発生する第２
   の基準信号発生部と、上記上限および下限の基準
   信号と上記検出信号とを比較し、検出信号が下限
   の基準信号を上回り、かつ、上限の基準信号を下
   回る変化を呈するときに煙感知信号を発生する信
   号比較発生部とを具備し、該信号比較発生部から
   の煙感知信号の有無により煙を検出することを特
   徴とする煙検出方式。