(57)【要約】      （修正有）【課題】住宅内に火災を検出する機能を有する機器を設置するにあたり、電源線の敷設を不要として容易に取付けが行えるとともに、一旦取付けを行った後は、電池交換作業を不要とでき、さらには警報出力を外部に信号出力することにより警報が発せられたことを警報ユニット付近以外にも出力が可能で確実に火災の発生を居住者に知らせることが可能な、さらには、利用者にとって非常に使い勝手がよい住宅用火災警報器を提供すること。【解決手段】周囲の温度を検出し該検出した温度に応じた信号を出力する温度センサー２と、該温度センサーの出力信号に基づいて火災の発生を判定するとともに前記火災が発生したと判定した場合には該火災が発生したことを示す出力信号を外部に出力する火災判定処理部３と、少なくとも前記火災判定処理部に電源を供給する熱電変換素子５とを備えたことを特徴として住宅用火災警報器を提供した。【選択図】図１
2008046884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲の温度を検出し該検出した温度に応じた信号を出力する温度センサーと、該温度センサーの出力信号に基づいて火災の発生を判定するとともに前記火災が発生したと判定した場合には該火災が発生したことを示す出力信号を出力する火災判定処理部と、該火災判定処理部から出力された出力信号を外部に送信する警報信号出力部と、少なくとも前記火災判定処理部に電源を供給する熱電変換素子とを備えたことを特徴とする火災検出ユニット。
【請求項２】
前記熱電変換素子は、該熱電変換素子の高温側が居室内の空気に接し、該熱電変換素子の低温側は居室内の空気に接しないように設けられたことを特徴とする請求項１記載の火災検出ユニット。
【請求項３】
周囲の温度を検出し該検出した温度に応じた信号を出力する温度センサーと、該温度センサーの出力信号に基づいて火災の発生を判定するとともに前記火災が発生したと判定した場合には該火災が発生したことを示す出力信号を出力する火災判定処理部と、該火災判定処理部から出力された出力信号を外部に送信する警報信号出力部と、少なくとも前記火災判定処理部に電源を供給する熱電変換素子と、該熱電変換素子の低温側に一端が接続されるとともに他端が住宅用火災警報器の取付け場所周辺の建材本体もしくは建材内側に設けられる熱移送手段もしくは／及び熱維持手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項２記載の火災検出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、火災の発生を検出し外部に火災検出信号を送出する火災検出ユニットに係り、特に、該火災検出ユニットの駆動電源として熱電変換素子を利用した火災検出ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来，一般に火災を検出し周囲に警報を発する住宅用火災警報器はその駆動電源として，商用電源や電池を使用している。特に駆動電源として電池を用いる場合、電池はその電圧が時間の経過とともに低下するので、住宅用火災警報器に電圧低下の警報回路を設けていた。
【０００３】
例えば特許文献１では、熱、炎、煙により火災が発生したことを感知し、電気信号を出力する火災検出回路と、該火災検出回路から出力された電気信号が所定の基準値以上のときに警報信号を出力する火災判断回路と、該火災判断回路からの警報信号を受けて警報駆動信号を出力する警報器駆動回路と、該警報器駆動回路からの警報駆動信号により駆動される警報器と、火災検出回路、火災判断回路、警報器駆動回路及び警報器を駆動させるための電池電源と、電池電源の電圧を検出し、検出値が所定値以下のときにのみ電池電源の電圧を出力する電圧監視回路及び電圧監視回路が出力する電池電源の電圧に基づき周期的に警報信号を発生させて警報器駆動回路に出力する警報信号発振回路からなる電圧低下警報回路とを備えて構成されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−５４８８５号  図１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
住宅内に、火災を検出し周囲に警報を発する住宅用火災警報器を設置する場合、一般的に前記住宅用火災警報器は天井や壁の上方に取り付けられることが多い。該住宅用火災警報器の駆動電源として電池を用いた住宅用火災警報器においては、該住宅用火災警報器に設けられた電圧低下警報回路の駆動により電圧低下の警報が発生した場合には、該住宅用火災警報器に設けられている電池の交換が必要となるが、前記住宅用火災警報器は天井や壁の上方に取り付けられるため、前記電池を交換する場合、その交換作業は容易ではなかった。特に、高齢者にとっては電池交換に際して、脚立などの踏み台に上って行う作業は転倒するおそれがあるなど、危険が伴うという課題があった。
【０００６】
また、商用電源により駆動する住宅用火災警報器を設置するにあたっては、設置場所に電源線の敷設が必要となり、該電源線の敷設にかかるコストが大きく気軽には住宅用火災警報器を設置できないという課題や、特に建物の新築時ではなく後付により住宅用火災警報器を設置する場合には、設置そのものが困難であるという課題があった。
【０００７】
さらに、周囲に警報を発する警報部が前記住宅用火災警報器に一体に設けられている場合、該住宅用火災警報器を設置した付近に居住者がいない場合には、警報が発せられても気がつかないおそれがあるという課題があった。
【０００８】
そこで本件の発明の目的とするところは，電源線の敷設を不要として容易に取付けが行えるとともに、一旦取付けを行った後は電池交換作業を不要とでき、さらには警報出力を外部に信号出力することにより警報が発せられたことを警報ユニット付近以外にも出力が可能で確実に火災の発生を居住者に知らせることが可能な、居住者にとって非常に使い勝手がよい火災警報ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために，本発明の請求項１では，周囲の温度を検出し該検出した温度に応じた信号を出力する温度センサーと、該温度センサーの出力信号に基づいて火災の発生を判定するとともに前記火災が発生したと判定した場合には該火災が発生したことを示す出力信号を出力する火災判定処理部と、該火災判定処理部から出力された出力信号を外部に送信する警報信号出力部と、少なくとも前記火災判定処理部に電源を供給する熱電変換素子とを備えたことを特徴として住宅用火災警報器を提供したものである。
【００１０】
これにより、火災により建物内の空気が熱せられ、住宅用火災警報器の周囲温度が上昇した場合には、前記熱電変換素子に起電力が発生し、前記火災判定処理部に電源が印加されることにより該火災判定処理部が駆動し、所定の火災発生条件を満たした場合には火災が発生していると判定し、警報信号を外部に向けて信号出力することが可能な火災警報ユニットを提供することができる。
【００１１】
また前記熱電変換素子は、該熱電変換素子の高温側が居室内の空気に接し、該熱電変換素子の低温側は居室内の空気に接しないように設けられたことを特徴として構成してもよい。
【００１２】
これにより、前記熱電変換素子の一側面と他側面において、該一側面は居室内の空気に接することで該居室内の温度変化に応じて温度変化を敏感にとらえ、該他側面は居室内の空気に接しないことで前記居室内の温度変化には鈍感となることにより、熱電変換素子の両側面において温度差を得やすくなり、前記熱電変換素子に発生する起電力の大きさをより大きくでき、前記火災判定処理部の駆動電源を得やすく設けることができる。
【００１３】
周囲の温度を検出し該検出した温度に応じた信号を出力する温度センサーと、該温度センサーの出力信号に基づいて火災の発生を判定するとともに前記火災が発生したと判定した場合には該火災が発生したことを示す出力信号を出力する火災判定処理部と、該火災判定処理部から出力された出力信号を外部に送信する警報信号出力部と、少なくとも前記火災判定処理部に電源を供給する熱電変換素子と、該熱電変換素子の低温側に一端が接続されるとともに他端が住宅用火災警報器の取付け場所周辺の建材本体もしくは建材内側に設けられる熱移送手段もしくは／及び熱維持手段とを備えたことを特徴として構成してもよい。
【００１４】
これにより、居室内の空気の温度変化に対して、より温度変化が少なく比熱の大きな建材本体もしくは建材内部や内側の空間に熱移送手段の一端を設けておくことにより熱電変換素子における高温側及び低温側における温度差をより得やすくすることができるとともに、効率的に熱の移送や熱の維持を行え、前記熱電変換素子に発生する起電力の大きさをより大きくでき、前記火災判定処理部の駆動電源を得やすくなるように火災警報ユニットを設けることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば住宅内に火災を検出し警報信号を出力する火災警報ユニットを設置するにあたり、電源線の敷設を不要として容易に取付けが行えるとともに、一旦取付けを行った後は電池交換作業を不要とでき、さらには警報出力を外部に信号出力することにより警報が発せられたことを警報ユニット付近以外にも出力が可能で確実に火災の発生を居住者に知らせることが可能な、居住者にとって非常に使い勝手がよい火災警報ユニットを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明の実施の形態について，図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１はこの発明の第一の実施例を示したブロック図である。
【００１８】
図１において、１は火災警報ユニット、２は温度センサー、３は火災判定処理部、４は警報信号出力部、５は熱電変換素子である。
【００１９】
温度センサー２はサーミスタを用いて構成したものである。該温度センサー２は、周囲の温度に応じて抵抗値が変化するため、後述する火災判定処理部にて、該抵抗値を周囲温度に応じた信号として検出することにより周囲温度を求出することができる。前記温度センサー２として、サーミスタの他、温度変化に伴い電圧信号が変化する熱電対や、半導体を用いた温度センサーなどを用いて構成してもよい。
【００２０】
火災判定処理部３は、前記温度センサー２からの出力を受けて周囲温度を演算により求出し、所定の温度に達した場合には、火災が発生したと判定する処理部である。また、該火災判定処理部３により火災が発生したと判定された場合には、後述する警報信号出力部４に向けて警報信号を出力する。
【００２１】
警報信号出力部４は、前記火災判定処理部３から送出された警報信号を外部に出力する出力部である。該警報信号はデジタル信号であり、該デジタル信号を外部に伝送する。
【００２２】
具体的には、ＲＦ回路（無線送信回路）が該警報信号出力部４に設けられており、前記火災判定処理部３から出力された警報信号は無線で外部に送出される。本実施例では無線方式としてＩＥＥＥにより定められた、ＩＥＥＥ８０２．１５．４を物理インターフェースに用いた短距離無線通信規格に基づいた構成としている。該ＩＥＥＥ８０２．１５．４により定められた無線通信規格は低消費電力であるため、本発明のように後述する熱電変換素子を駆動電源とする場合に適している。
【００２３】
また、前記無線方式の他、通信距離が必要な場合には特定小電力方式の無線通信方式を用いたり、駆動電源を別途用意できるような場合には、微弱電波方式の無線通信方式や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式の無線通信方式を用いて前記警報信号出力部４を構成してもよい。
【００２４】
なお、無線通信以外に、有線方式で警報信号を引出したい場合には、信号線を接続する信号線接続端子を該警報信号出力部４に設けて、該警報信号を出力させたい場所まで信号線を敷設するように構成してもよい。この場合には信号線を敷設することとなるが、商用電源線を敷設する場合と比較すると該信号線の敷設は容易に行うことができる。
【００２５】
前記警報信号を受信する側の機器については、前記デジタル信号を受信して周囲に火災が発生したことを報知するような報知部を設けた機器を用いるとよい。例えば、信号を受けた場合にブザーが鳴る機器を用いてもよいし、スピーカを用いて構成し音声処理回路を設けて音声にて火災が発生したことを周囲に向けて報知するように構成してもよいし、ＬＥＤやＥＬパネルを用いて発光させることにより火災が発生したことを周囲に向けて報知するように構成してもよい。
【００２６】
これらの警報信号を受信する側の機器を住居内において居住者が居る可能性が高い場所に設置しておくことで、前記火災警報ユニットが火災を検出した場合に発する警報信号を該火災警報ユニットを設置している場所に居住者が居なくとも確実に知らせることが可能である。
【００２７】
次に、熱電変換素子５は、該熱電変換素子５の一側面及び他側面に温度差が生ずる場合、ゼーベック効果により発電する素子であり、二種類の導体または半導体を接続した構造としている。該熱電変換素子５で生ずる起電力は、前記火災判定処理部３に供給されるように接続している。なお、前記報知部４の消費電力と前記火災判定処理部３の消費電力の和よりも、前記熱電変換素子５で生ずる起電力のほうが大きい場合には、該報知部の駆動電源として用いてもよい。
【００２８】
次に本発明の第二の実施例について説明を行う。
【００２９】
図２は、本発明の火災警報ユニット１を居室内の天井面に取り付けた外観図を示したものである。該火災警報ユニット１の外観は略円柱状をしており、その中央付近には温度センサー２と、熱電変換素子５とが設けられ、器体外面には前記警報信号出力部に接続され、前記警報信号を外部に伝搬させるアンテナ部７が設けられてている。
【００３０】
該熱電変換素子は、その一側面（高温側）が居室内の空気に接するように住宅用火災警報器１の外面に露出しており、他側面側（低温側）は居室内の空気に接しないように、住宅用火災警報器１の器体内側方向に位置するように設けられている。
【００３１】
このように設けることにより、前記熱電変換素子の一側面と他側面において、該一側面は居室内の空気に接することで該居室内の温度変化に応じて温度変化を敏感にとらえ、該他側面は居室内の空気に接しないことで前記居室内の温度変化には鈍感となることにより、火災発生時における熱電変換素子の両側面において温度差を得やすくなり、前記熱電変換素子に発生する起電力の大きさをより大きくでき、前記火災判定処理部の駆動電源を得やすく設けることができる。
【００３２】
なお、前記熱電変換素子の配置については、本実施例においては住宅用火災警報器１の器体の下面中央部に配設したが、この他、住宅用火災警報器１の器体側面に複数の熱電変換素子を並設し、各々の出力端を接続し、発生する起電力を増加できるように設けてもよい。
【００３３】
次に、該火災検出ユニット１の作動について説明する。
【００３４】
火災が発生した場合、火災発生源の周囲の空気が加熱され上昇気流が生じる。前記住宅用火災警報ユニット１の下面に配設された熱電変換素子５の高温側は、前記加熱された空気によって加熱され温度が上昇する。これに対して、熱電変換素子の低温側は前記火災警報ユニット１の内側方向に向けて配設されているため周囲の空気の温度上昇に対しては鈍感であり、前記熱電変換素子５の高温側と低温側において温度差が生ずる。この温度差により熱電変換素子が発電し、前記火災警報ユニット１の火災判定処理部３に電源を供給を開始する。
【００３５】
電源供給が開始された火災判定処理部３は、温度センサー２の抵抗値の測定を開始し、該抵抗値を検出することにより周囲温度を求出し、所定の温度に達した場合には、火災が発生したと判定する。
【００３６】
火災が発生したと判定した場合には、前記警報信号出力部４に対して警報信号を出力し、該警報信号出力部４は前記処理部からの警報信号を外部に無線送信する。
【００３７】
そして、警報信号を受信した機器は、周囲に対して火災の発生を報知することにより居住者は火災の発生を知ることができる。
【００３８】
次に本発明の第三の実施例について説明を行う。
【００３９】
図３には、本発明の火災警報ユニット１を居室内の天井面に取り付けた外観図を示したものである。第二の実施例で示した火災警報ユニットにおいて、熱電変換素子５の低温側に一端が接続されるとともに他端が該火災警報ユニット１が取付けられている天井面の建材本体に設けられた熱移送手段を備えたことを特徴として構成されている。本実施例においては前記熱移送手段としてヒートパイプを用いて構成している。
【００４０】
ヒートパイプは金属管で構成され、該金属管内部に中空の筒が内装され、常温付近の温度で液化または気化する熱媒を封入している。小さな温度差でも多量の熱を移送できるため前記熱電変換素子の起電力発生のために都合がよい。
【００４１】
火災発生時における居室内の加熱された空気の温度と、天井面を形成している建材の温度もしくは天井内部の空気温度との間には温度差が生じやすく、該温度差を効率よく前記熱電変換素子に伝送することにより、該熱電変換素子の起電力をより得ることができる。
【００４２】
また、前記熱移送手段に代えて、例えば蓄熱材や保温材などの熱維持手段を用いたり、熱の移送及び維持効果を高めるために、前記熱移送手段及び前記熱維持手段を用いて構成してもよい。
【００４３】
なお、本発明は、開示した実施例に限定されることなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、適宜、必要に応じて、改良や設計変更は自由であり、例えば、火災警報ユニットの器体形状は略円柱形状の他、多角形状として熱電変換素子を多数並設し易く構成してもよいし、火災を検出するセンサーを温度センサーの他に煙を検出する煙センサーを設けて構成し、火災の発生をより確実に行うことができるように構成してもよい。
【００４４】
また、本発明の火災検出ユニットにおける警報信号出力部の無線通信部を送受信可能に構成して、複数個の火災検出ユニットを互いの無線通信距離の範囲内に設置し、いずれかの火災検出ユニットにて火災を検出した場合には、出力する警報信号を近辺の火災検出ユニットを伝搬させることにより、より広い範囲に向けて信号伝搬を可能とし、居住者に警報を知らせるように構成してもよい。
【００４５】
また、出力される警報信号をブロードキャスト方式とし、特定の警報受信機器のみならず、複数台の警報受信機器に対して警報信号を受信可能としておくことにより、電波が届く範囲であれば、より広範囲で警報を受信することができ、居住者の住宅内の位置にかかわらず警報を認識することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明における火災警報ユニットは、その施工に際して新たな配線の敷設や、一旦取り付けた後は電池の取替えが不要であり、さらには、警報出力を外部に信号出力することにより警報が発せられたことを警報ユニット付近以外にも出力が可能であるため、省施工及びメンテナンス性に優れた住宅用火災警報器として使用でき、新築住宅への取付けはもちろんのこと、既築住宅への取付けも容易に行うことができ、居住者にとって非常に使い勝手がよい火災警報ユニットとして利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第一の実施例の火災検出ユニットのブロック図である。
【図２】火災検出ユニットを取付けた外観図である。
【図３】火災検出ユニットを取付けた概略側面図である。
【図４】従来の住宅用火災警報器を示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  火災検出ユニット
２  温度センサー
３  火災判定処理部
４  警報信号出力部
５  熱電変換素子
６  ヒートパイプ
７  アンテナ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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