(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を案内して流す管材の内壁面に滞積する異物の有無を検出すると共に、火災の発生を検知する管内滞積異物及び火災の検知装置において、
予め加熱しておき管材の中央部を流れる流体の流速に応じて放熱しその放熱量の変化に対応する温度を検出する第１温度センサと、
予め加熱しておき管材の内壁面近傍を流れる流体の流速に応じて放熱しその放熱量の変化に対応する温度を検出する第２温度センサと、
前記各温度センサで検出された温度の差をとってその差の変化を測定し、その差の変化で異物の滞積状況を判断すると共に、各温度センサからの検出値を微分して流体の温度変化を算出し、この算出値がしきい値を越えたときに火災発生と判断する制御部と
を備えて構成されたことを特徴とする管内滞積異物及び火災の検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を案内して流す管材（例えば、建物内を換気するための吸排気ダクト等）の内壁面への異物（例えば、塵埃等）の滞積の有無を検出すると共に、流体の温度から火災の発生を検知する管内滞積異物及び火災の検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建物には、通常吸排気ダクトが配設され、建物内の換気が行われている。吸排気ダクトは、配設位置形状等に応じて折り曲げられたり、配設長さに応じて複数本が接続されたりする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸排気ダクトは、その内部に空気を流すが、空気中には塵埃等の異物が含まれている。この異物は、ほとんどが空気と共に排出されるが、長期間の使用により、吸排気ダクトの内壁面に付着し、次第に滞積することがある。そして、この異物の滞積によって空気の流れが悪くなり、吸排気の効率が悪くなることがある。
【０００４】
特に、半導体製造用のクリーンルーム用の排気ダクトにおいては、異物の滞積による排気効率の悪化は、半導体の製造工程等において、種々の不具合を起こしてしまう。
【０００５】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、管材の内部に滞積する異物を確実に検出することができると共に、流体の温度から火災の発生を検知することができる管内滞積異物及び火災の検知装置を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため、本発明に係る管内滞積異物及び火災の検知装置は、流体を案内して流す管材の内壁面に滞積する異物の有無を検出すると共に、火災の発生を検知する管内滞積異物及び火災の検知装置において、予め加熱しておき管材の中央部を流れる流体の流速に応じて放熱しその放熱量の変化に対応する温度を検出する第１温度センサと、予め加熱しておき管材の内壁面近傍を流れる流体の流速に応じて放熱しその放熱量の変化に対応する温度を検出する第２温度センサと、前記各温度センサで検出された温度の差をとってその差の変化を測定し、その差の変化で異物の滞積状況を判断すると共に、各温度センサからの検出値を微分して流体の温度変化を算出し、この算出値がしきい値を越えたときに火災発生と判断する制御部とを備えて構成されたことを特徴とする。
【０００７】
この構成において、第１及び第２温度センサにより検出される温度は流体の流速に比例するため、中央部と内壁面近傍で検出した温度の間の差が、そのまま各部での流速の差となる。このため、第１温度センサで管材の中央部を流れる流体の温度を検出すると共に第２温度センサで管材の内壁面近傍を流れる流体の温度を検出し、制御部において各温度センサで検出した温度の差の変化を測定する。その温度差の変化により、前記第１の発明と同様にして、異物の滞積状況を検出する。
【０００８】
さらに、各温度センサからの検出値を微分して流体の温度変化を算出し、この算出値が予め設定されたしきい値を越えたときは、火災発生と判断する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る管内滞積異物及び火災の検知装置を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
［構成］
本実施形態の管内滞積異物及び火災の検知装置は、管材の内壁面への異物の滞積の有無を検出すると共に、流体自体の温度変化から火災の有無を検知する装置である。この管材は、建物内を換気するために空気を案内して流す吸排気ダクトや、半導体製造用のクリーンルーム内を清浄な状態に保つための吸排気ダクト等である。
【００１１】
図１に本実施形態に係る管内滞積異物及び火災の検知装置１を備えた管材（ダクト）２を示す。なお、３は換気を行う対象である建物や、クリーンルーム等である。
【００１２】
本実施形態の火災検知装置１は、管材２内の中央部に設けられてその中央部における流体の温度（間接的には流体の流速）を検出する第１温度センサ４と、管材２の内壁面近傍に設けられてその内壁面近傍における流体の温度（間接的には流体の流速）を検出する第２温度センサ５と、各温度センサ４,５で検出された流体の温度の差をとってその差の変化を観測する検知部６と、この検知部６での温度差がしきい値を越えたときに警報を発すると共に管材２内を流れる流体自体の温度変化から火災の発生を検出して警報を発する警報装置７とを備えて構成されている。なお、８は管材２内の空気を外部に排出するためのファンで、９は管材２の継ぎ目である。第２温度センサ５は、異物が滞積しやすい部分のすぐ下流側の位置に設けるのが最も好ましい。このため、本実施形態では管材２内の下部であって、継ぎ目９の近傍の下流側に第２温度センサ５が設けられている。
【００１３】
第１温度センサ４及び第２温度センサ５は、各温度センサ４,５に当たる流体の流速に応じて変化する放熱量に対応する温度を直接に検出し、この検出値から流速を算出するものである。この温度センサ４,５としては、温度の違いに応じて電気抵抗が変化する熱電対、白金測温抵抗体、サーミスタ等が用いられる。これらの温度センサ４,５は、流れる流体で熱が奪われて冷やされ、かつその放熱量（冷却の程度）が流速の違いに比例して変化するように設定されている。これにより、各温度センサ４,５は流体の流速を検出温度の変化として測定できるようになっている。
【００１４】
検知部６は、各温度センサ４,５と接続されて、これらからの検出値の変化から管材２の内壁面に異物が滞積しているか否かを判断するものである。この検知部６は具体的には、各温度センサ４,５で検出された温度の差をとってその変化を測定し、その差が第１温度センサ４での流速と無関係に大きくなったとき、即ち第２温度センサ５での温度が低下したときに、異物が管材２の内壁面に滞積したと判断する。
【００１５】
管材２内を流れる流体の流速は、ファン８等の条件で変化することがあるが、この流速の変化は微小なものであり、これによっては、第１温度センサ４と第２温度センサ５とでの温度差はあまり生じない。この各温度センサ４,５での温度差が大きくなるのは、異物の滞積のためと判断することができる。具体的には次のようになる。管材２の中央部と内壁面近傍で検出した流体の温度の間の差が大きくなることは、内壁面近傍での流体の温度が低くなることであり、これはその位置での流体の流れが遅くなったことを意味する。内壁面近傍で流れが遅くなる要因は、流体の流れを妨げるものがあるためであり、その妨げとなるものは、内壁面に滞積した異物にほかならない。滞積した異物が大きくなると、その大きさにほぼ比例して流体の流れを妨げるため、流速の遅れは滞積した異物の大きさとほぼ一致する。
【００１６】
このため、管材２の中央部と内壁面近傍で検出した流体の温度差をとり、その差が大きくなると、内壁面に異物が滞積していると判断することができる。さらに、温度差が大きいほど、滞積した異物も大きいと判断することができる。
【００１７】
警報装置７は、管材２の内壁面への異物の滞積量が大きくなったところで、それを警報するもので、検知部６での温度差に応じて（一定のしきい値を基準にして）動作するようになっている。また、警報装置７は、火災の有無も検知できるようになっている。具体的には、各温度センサ４,５からの検出値を微分して流体の温度変化を算出し、この算出値が予め設定されたしきい値を越えたときに火災発生と判断する警報装置、例えば微分式火災警報装置（特開昭６２−７５８９９号公報参照）や火災検出装置（特公昭６３−５８５９１号公報参照）を用いて本実施形態の警報装置７が構成されている。これらの警報装置に、前述した異物の滞積状況を警報する機能を備えている。
【００１８】
なお、前記検知部６と警報装置７とで、本発明に係る制御部が構成されている。
【００１９】
［動作］
次に、前記構成の管内滞積異物及び火災の検知装置１を用いた管内滞積異物及び火災の検知動作について説明する。
【００２０】
管材２内を空気等の流体が流れるとき、この管材２内での流体の流速は、その中央部で最も早く、内壁面の表面で最も遅い。この管材２内での流速分布は、管材２の内壁面の状態が一定である限り、変化しない。即ち、管材２の内壁面に異物が滞積し始めると、その内壁面近傍で滞積した異物のために流れが遮られたり、乱流が生じたりして流速が遅くなる。この結果、管材２の中央部での流速と内壁面近傍での流速との差が大きくなる。この流速の変化によって各温度センサ４,５で検出される温度が変化する。このため、第１温度センサ４で管材２の中央部の流体の温度を検出すると共に、第２温度センサ５で管材２の内壁面近傍の流体の温度を検出する。
【００２１】
次いで、検知部６で各温度センサ４,５で検出した温度を取り込み、これらの差を算出する。検知部６は、この温度差の変化を常時観測しており、この温度差が大きくなると、異物が管材２の内壁面に滞積し始めたと判断する。即ち、内壁面に異物が全くない状態では一定の温度差を生じているが、内壁面に異物があると、他の条件を同じにしても温度差は大きくなるため、この温度差が大きくなった場合は、内壁面に異物が滞積して流体の流速が遅くなったと判断する。
【００２２】
そして、温度差が予め設定されたしきい値を越えれば、異物の滞積が限度を越えたと判断して、警報装置７により警報を発する。
【００２３】
また、警報装置７では、管材２内の流体自体の温度の変化も検出している。管材２内を流れる流体はファン８によって引かれているため、ほぼ一定の流速で流れている。このため、第１温度センサ４で検出する温度は、流速の変化によって変動する程度は微小である。第１温度センサ４での検出温度が大きく変動するのは、流速の変化による場合よりも、流体自体の温度が変動することに伴う場合がほとんどである。このため、第１温度センサ４で検出した温度の変化から、特開昭６２−７５８９９号公報または特公昭６３−５８５９１号公報に記載の処理によって火災発生の有無を判断し、火災のときは、警報を発する。
【００２４】
［効果］
以上のように、各温度センサ４,５よって管材２内の中央部と壁面近傍の２カ所で流体の温度を検出し、それらの差をとることで、壁面近傍での流体の流速の遅れを確実に検出することができるようになる。そして、この流速の遅れから、管材２の内壁面に滞積する異物の有無を確実に検出することができるようになる。
【００２５】
さらに、管材２内を流れる流体自体の温度を検出し、その検出値を微分して温度変化を正確に観察して火災の有無を検知するようにしたので、火災の発生を早期に検知でき、安全性が向上する。
【００２６】
［変形例］
（１）  前記実施形態では、温度センサ４,５を用いて検出した温度から流速を算出するようにしたが、流速を直接に検出する流速計を用いてもよい。
【００２７】
（２）  第１温度センサ４及び第２温度センサ５の取付け位置は、前記実施形態のように互いに近接させても、離れた位置に設けてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上、詳述したように、本発明によれば次のような効果を奏することができる。
【００２９】
（１）  管材内の中央部と壁面近傍の２カ所で流体の温度を検出し、それらの差をとることで、壁面近傍での流体の流速の遅れを確実に検出することができるようになる。この結果、壁面近傍での流体の流速の遅れから、管材の内壁面に滞積する異物の程度を確実に検出することができるようになる。
【００３０】
（２）  管材内を流れる流体自体の温度変化から火災の有無を検知するようにしたので、火災の発生を早期に検知でき、安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る管内滞積異物及び火災の検知装置を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１：管内異物滞積検出装置、２：管材、３：建物（クリーンルーム等）、４：第１温度センサ、５：第２温度センサ、６：検知部、７：警報装置、８：ファン、９：継ぎ目。
【図１】
0003636405.tif 000002