(57)【要約】【課題】早期に且つ誤動作なく火災状態を判定できる火災検知装置を提供する。【解決手段】火災時に変化する少なくとも2種類のガスを検知する１つ以上のガスセンサと、ガスセンサを制御及びガスセンサからの出力信号を処理する制御処理回路を有し、制御処理回路は、少なくとも２種類のガスの濃度変化から火災と判定する判定手段を有する。また、前記ガスセンサは、一酸化炭素ガスと二酸化炭素ガスを検知する１つ以上のガスセンサから成り、前記判定手段は、前記一酸化炭素ガスの濃度の上昇率と前記二酸化炭素ガスの濃度上昇率から火災と判定するとよい。【選択図】図１
2017167580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災時に変化する少なくとも2種類のガスを検知する１つ以上のガスセンサと、前記ガスセンサを制御及び前記ガスセンサからの出力信号を処理する制御処理回路を有し、
前記制御処理回路は、前記少なくとも２種類のガスの濃度変化から火災と判定する判定手段を有することを特徴とする火災検知装置。
【請求項２】
前記ガスセンサは、一酸化炭素ガスと二酸化炭素ガスを検知する１つ以上のガスセンサから成り、前記判定手段は、前記一酸化炭素ガスの濃度の上昇率と前記二酸化炭素ガスの濃度上昇率から火災と判定することを特徴とする請求項１に記載の火災検知装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記一酸化炭素ガスの濃度上昇率と前記二酸化炭素ガスの濃度上昇率が略等しいときに火災と判定することを特徴とする請求項２に記載の火災検知装置。
【請求項４】
前記ガスセンサは、二酸化炭素ガスを検知する熱伝導式のガスセンサを含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の火災検知装置。
【請求項５】
前記制御処理回路は、少なくとも２つの異なる温度で前記ガスセンサの感熱素子を加熱する加熱手段と、前記温度に対応したガス濃度感度を記憶する記憶手段を有し、前記ガスセンサの出力信号と前記ガス濃度感度からガス濃度を算出するガス濃度算出手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載の火災検知装置。
【請求項６】
前記ガスセンサと、前記制御処理回路が、１つのパッケージに収められたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の火災検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
火災警報装置は、火災に起因して発生する煙や火災に起因して変化する熱（温度）などを検知し、判定閾値以上の煙濃度または温度になった場合に音声、ブザー音、ランプなどで警報する装置である。このような火災警報装置において、調理や喫煙等の火災以外の要因で発生する煙、熱などを検知して、火災を誤判定する問題があった。この誤判定を回避するため、煙、熱を検知する火災センサと、火災生成ガスを検知するガスセンサとを備えた火災警報装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、火災により発生する煙や熱などの程度に応じて信号を出力する火災センサと、火災により生成する火災生成ガスの濃度に応じて信号を出力するガスセンサと、火災センサとガスセンサの信号出力により火災を判定する判定手段と、判定手段の結果により警報する警報手段から構成されている。
【０００４】
この特許文献１に記載された火災判定方法は、火災センサの信号出力を４つの閾値で分類し、更にガスセンサの信号出力も３つの閾値で分類し、こられの閾値で分類された組合せの結果により異常無し状態、ガス異常状態、火元確認必要状態、火災状態の４つに分類することで、誤動作を防止可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５６８５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のように、煙や熱を検知する火災センサは、火災により生成される火災生成ガスの濃度を検知するガスセンサを使用する場合より、火災状態の判定が遅れることが知られている。ガスセンサとしては、一般的に、一酸化炭素ガスを検知するガスセンサが使用されている。一酸化炭素ガス検知、煙検知、熱検知の順に火災状態の判定が遅れる。火災事故の多くは逃げ遅れによるものである。早期発見、早期脱出が事故から身を守る方法である。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に示す火災警報装置は、ガスセンサとして一酸化炭素ガスセンサを、火災センサとして熱センサを使用しているが、火災状態は熱センサだけで判定している。熱センサの信号出力が低くとも（温度が火災状態を判定する閾値より低い）、一酸化炭素ガスの濃度が高ければ、火元確認必要状態になるが、火災状態の判定には一酸化炭素ガスの濃度は無視される。逆に、一酸化炭素ガスセンサのみで火災状態を判定した場合は、誤動作となる場合がある。一酸化炭素ガスは、一酸化炭素中毒を起こす危険なガスであるため、一酸化炭素ガスセンサのみで判定する場合、一酸化炭素中毒防止の意味はあるが、一酸化炭素ガスセンサだけでは、火災状態を判定できない。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、早期に且つ誤動作なく火災状態を判定できる火災検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係る火災検知装置は、火災時に変化する少なくとも2種類のガスを検知する１つ以上のガスセンサと、前記ガスセンサを制御及び前記ガスセンサからの出力信号を処理する制御処理回路を有し、
前記制御処理回路は、前記少なくとも２種類のガスの濃度変化から火災と判定する判定手段を有することを特徴とする。
【００１０】
上記構成により、煙や熱などを検知する火災センサを使用せず、火災により濃度が変化する２種類以上の火災時変化ガスの濃度のみで火災状態を判定するため、早期に火災を発見することが可能になる。更に２種類以上の火災時変化ガスの濃度で判定するため、誤動作を防止することができる。
【００１１】
本火災検知装置の前記ガスセンサは、一酸化炭素ガスと二酸化炭素ガスを検知する１つ以上のガスセンサから成り、前記判定手段は、前記一酸化炭素ガスの濃度の上昇率と前記二酸化炭素ガスの濃度上昇率から火災と判定することを特徴とする。火災時は、一酸化炭素ガスと二酸化炭素ガスが発生するため、この２つのガスの濃度上昇を検知することで早期に且つ誤動作なく火災状態を判定できる。
【００１２】
更に、前記判定手段は、前記一酸化炭素ガスの濃度上昇率と前記二酸化炭素ガスの濃度上昇率が略等しいときに火災と判定することを特徴とする。初期火災の一酸化炭素ガスと二酸化炭素ガスの濃度は、絶対値は異なるが、短時間では直線的に上昇するため、これら２つのガスの濃度上昇率が略等しいときは、誤動作なく火災状態と判定できる。
【００１３】
前記ガスセンサは、二酸化炭素ガスを検知する熱伝導式のガスセンサを含むことを特徴とする。二酸化炭素ガス検知は、ＮＤＩＲ方式（Ｎｏｎ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  ＩｎｆｒａＲｅｄ、非分散型赤外線センサ）といわれる光学式のガスセンサが一般的であるが、熱伝導式を使用することで、小型化が可能になる。
【００１４】
前記制御処理回路は、少なくとも２つの異なる温度で前記ガスセンサの感熱素子を加熱する加熱手段と、前記温度に対応したガス濃度感度を記憶する記憶手段を有し、前記ガスセンサの出力信号と前記ガス濃度感度からガス濃度を算出するガス濃度算出手段を備えていることを特徴とする。一般的に熱伝導式ガスセンサは、ガス選択性がないが、本方式を用いることで二酸化炭素のガスに対して選択性を持たせることができる。
【００１５】
本火災検知装置は、前記ガスセンサと、前記制御処理回路が、１つのパッケージに収められたことを特徴とする。ガスセンサの素子レベルでの取り扱いには、専門性が必要であるが、火災検知装置を１つのパッケージに収めることでモジュール化のニーズに対応する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、早期に且つ誤動作なく火災状態を判定できる火災検知装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置の構成要素である制御処理回路を示す概略構成図である。
【図４】建築物の火災により変化するガス濃度と時間の関係を示すグラフである。
【図５】火災時に発生する煙及び熱（温度）による警報時間と一酸化炭素ガスによる火災状態判定、又は警報時間の関係を示すグラフである。
【図６】比較例１に係る火災警報装置を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１９】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置１００の構成について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置を示す概略構成図である。
【００２０】
火災検知装置１００は、図１に示されるように、第１のガスセンサ１０１と、第２のガスセンサ１０２と、制御処理回路１０３と、を有する。
【００２１】
第１のガスセンサ１０１は、火災により濃度が変化する第1の火災時変化ガスＧ１の濃度に応じた出力信号ＶＯ１を制御処理回路１０３に出力する。第1のガスセンサ１０１としては、接触燃焼式ガスセンサ、半導体式ガスセンサ、熱伝導式ガスセンサ、ＮＤＩＲ方式ガスセンサ、電気化学式ガスセンサなどがある。第１の火災時変化ガスＧ１は、火災により濃度が変化するガスであり、火災により生成される一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、火災により濃度が減少する酸素などがある。
【００２２】
第２のガスセンサ１０２は、火災により濃度が変化する第２の火災時変化ガスＧ２の濃度に応じた出力信号ＶＯ２を制御処理回路１０３に出力する。第２のガスセンサ１０２としては、第1のガスセンサ１０１と同様に、接触燃焼式ガスセンサ、半導体式ガスセンサ、熱伝導式ガスセンサ、ＮＤＩＲ方式ガスセンサ、電気化学式ガスセンサなどがある。第２の火災時変化ガスＧ２は、第1の火災時変化ガスと同様に火災により濃度が変化するガスであり、火災により生成される一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、火災により濃度が減少する酸素などがあるが、第1の火災時変化ガスと異なるガスである。
【００２３】
制御処理回路１０３は、第1のガスセンサ１０１と第２のガスセンサ１０２からの火災時変化ガスの濃度に応じた出力信号（ＶＯ１，ＶＯ２）を入力し、この入力信号（ＶＯ１，ＶＯ２）を演算処理した結果を出力信号ＶＯ５として出力する。演算処理は、第１のガスセンサ１０１の出力信号ＶＯ１と第２のガスセンサ１０２の出力信号ＶＯ２の時間的関係から、火災状態と判定した電気信号、温度や湿度の影響などを補正した各ガスの濃度を表す電気信号などを出力信号ＶＯ５として出力する。火災検知装置１００に、音声、ブザー音、ランプなどの警報手段（図示せず）を接続することで、火災警報装置とすることができる。
【００２４】
制御処理回路１０３は、第１のガスセンサ１０１及び第２のガスセンサ１０２を制御するための出力信号（ＶＯ３、ＶＯ４）を備える。制御は、低消費電力化のために第１のガスセンサ１０１及び第２のガスセンサ１０２の間欠駆動、及びヒータ付ガスセンサの場合はヒータ制御などを行う。
【００２５】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置を示す概略断面図である。火災検知装置２００は、第１のガスセンサ１０１、第２のガスセンサ１０２、制御処理回路１０３、及びパッケージ２０２から構成される。
【００２６】
第１の実施形態では、第１のガスセンサ１０１を、二酸化炭素を検知する熱伝導式ガスセンサとして、第２のガスセンサ１０２を、一酸化炭素を検知する接触燃焼式ガスセンサとして説明するが、半導体式ガスセンサ、NDIR方式ガスセンサ、電気化学式ガスセンサなどでも構わない。またガスについても、第１の火災時変化ガスＧ１は二酸化炭素ガスとして、第２の火災時変化ガスＧ２は一酸化炭素ガスとして説明するが、火災時に変化するガスであればよく、酸素などでも構わない。
【００２７】
第１のガスセンサ１０１及び第２のガスセンサ１０２の出力信号は、ボンディングワイヤー２０７と、パッケージ内部電極２０５と、パッケージ電極貫通孔２０４とを経由して、パッケージ電極２０３に接続される。制御処理回路１０３の出力信号は、金属バンプ２０６と、パッケージ内部電極２０５と、パッケージ電極貫通孔２０４とを経由して、パッケージ電極２０３に接続される。また、制御処理回路１０３のガスセンサ（１０１，１０２）への制御するための出力信号は、金属バンプ２０６と、パッケージ内部電極２０５と、ボンディングワイヤー２０７とを経由して接続される。パッケージ２０２は、通気孔２０１を有する。
【００２８】
第１のガスセンサ１０１は、ガスセンサ基板２１０上に絶縁層２０８で覆われたマイクロヒータ２１１を置き、更に絶縁層２１４で覆われた感熱素子２１３を重ねた構成である。マイクロヒータ２１１の下部のガスセンサ基板２１０は、マイクロヒータ２１１の熱効率を高めるために空洞のキャビティー２１２になっている。ガスセンサ電極２１６は、感熱素子２１３から電気信号を取出せるように感熱素子２１３に接続され、ガスセンサ電極２１６の一部は、ボンディングワイヤー２０７と接続できるように、剥き出しになっている。
【００２９】
第２のガスセンサ１０２は、ガスセンサ基板２１０上に絶縁層２０８で覆われたマイクロヒータ２１１を置き、更に絶縁層２１４で覆われた感熱素子２１３を重ねた構成である。マイクロヒータ２１１の下部のガスセンサ基板２１０は、マイクロヒータ２１１の熱効率を高めるために空洞のキャビティー２１２になっている。ガスセンサ電極２１６は、感熱素子２１３から電気信号を取出せるように感熱素子２１３に接続され、ガスセンサ電極２１６の一部は、ボンディングワイヤー２０７と接続できるように、剥き出しになっている。第１のガスセンサ１０１と同様な構造であるが、絶縁層２１４上に更に触媒２１５が積層されている点が異なる。
【００３０】
第１のガスセンサ１０１と第２のガスセンサ１０２のガスセンサ基板２１０及び上層の絶縁層２０８で覆われたマイクロヒータ２１１のベース部分は、同一構造であるため、２つのガスセンサ（１０１、１０２）は、一体構造としている。
【００３１】
制御処理回路１０３は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ、特定用途向け集積回路）などの集積回路である。小型化のために制御処理回路１０３の上にガスセンサ（１０１、１０２）を配置する。
【００３２】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置の構成要素である制御処理回路を示す概略構成図である。制御処理回路１０３は、記憶手段３０１と、ガス濃度算出手段３０２と、加熱手段３０３と、判断手段３０４を有する。ガスセンサ（１０１、１０２）の出力信号（ＶＯ１、ＶＯ２）と記憶手段３０１の出力信号より、ガス濃度算出手段３０２でガス濃度を計算する。ガス濃度算出手段の出力信号は、判定手段３０４に入力されて火災状態を判定し、出力信号ＶＯ５より判定結果を出力する。加熱手段３０３は、熱伝導式ガスセンサと、接触燃焼式ガスセンサのセンサ内の感熱素子温度を加熱する。
【００３３】
図２を参照して、本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置２００の材料について説明する。第１のガスセンサ１０１及び第２のガスセンサ１０２のガスセンサ基板２１０は、適度な機械的強度を有し、且つエッチング等の微細加工に適した材質であればよく、特に限定されるものではないが、例えば、シリコン単結晶基板、サファイア単結晶基板、セラミックス基板、石英基板、ガラス基板等が好適である。絶縁層（２０８、２１４）は、適度な機械的強度を有し、且つ公知の薄膜プロセスで容易に形成できるものであればよく、特に限定されるものではないが、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等が好適である。マイクロヒータ２１１は、工程中の熱処理に耐え得る耐熱性を有し、且つ適度な伝導性を有する比較的高融点の材質が好ましく、例えば、モリブデン（Ｍｏ）、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、又はこれらの金属を２種類以上含む合金等が好適である。感熱素子２１３は、複合金属酸化物等の負の温度係数を有するサーミスタなどが好適である。あるいは一定の温度係数を持った白金（Ｐｔ）やニッケル（Ｎｉ）などの温度測温体でもよい。第２のガスセンサ１０２の触媒２１５は、白金（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ）などの触媒金属をアルミナで担持した燃焼触媒が好適である。ボンディングワイヤー２０７は、Ａｕ、Ａｌ、Ｃｕなど、抵抗の低い金属ワイヤが好適である。金属バンプ２０６は、適度な伝導性を有するし、且つＡＳＩＣの電極とパッケージの内部電極間が接続できればよく、例えば、金やハンダなどが一般的である。ガスセンサ電極２１６とパッケージ内部電極２０５とパッケージ電極貫通孔２０４とパッケージ電極２０３は、電気的接続が容易な材質、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等が好適であり、必要に応じて積層してもよい。パッケージ２０２は、セラミック、樹脂、金属、又は通気孔２０１のある蓋の部分が金属で、その他本体がセラミックのように部分的に組み合わせてもよい。
【００３４】
次に熱伝導式ガスセンサの動作について説明する。第１のガスセンサ１０１は、二酸化炭素を検知する熱伝導式ガスセンサであり、二酸化炭素ガスと空気の熱伝導率の違いを利用して二酸化炭素ガスの濃度を検知する。表１に示されるように二酸化炭素ガスの熱伝導率0.0306W/mK（２００℃時）は、空気の熱伝導率0.0386W/mK（２００℃時）と異なり低いため、二酸化炭素ガスの濃度が上昇すると感熱素子２１４の温度も上昇する。感熱素子２１３が負の温度係数を持つＮＴＣ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）サーミスタの場合は、サーミスタ抵抗値が低下し、これを電気信号として制御処理回路１０３へ入力し、濃度計算する。感熱素子２１３は、一般的には、負荷抵抗（図示せず）と直列接続され、負荷抵抗との接続点の電圧を電気信号とする。負荷抵抗は、ガスセンサ基板上に形成されても、制御処理回路１０３上に形成されてもよい。
【表１】
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【００３５】
第１のガスセンサ１０１の熱伝導式ガスセンサは、ガス選択性がないため、二酸化炭素ガスでなくとも空気と異なる熱伝導率のガスであれば感熱素子２１４の温度が変化するため、二酸化炭素ガスの検知精度が低下する可能性がある。特に影響を受けやすいガスは、水蒸気（湿度）である。水蒸気もガスセンサに影響を与えるため、ガスの一種として取り扱って説明する。
【００３６】
二酸化炭素ガスと水蒸気を分離し、二酸化炭素ガスの濃度を精度よく検知するには、感熱素子２１４の加熱温度を、異なる２つ以上の温度で検知することで解決できる。ガスの熱伝導率は、ガス固有であるが、温度によっても変化する。表1に示すように、二酸化炭素ガスの熱伝導率は、２００℃時０．０３８６Ｗ/ｍＫ、３００℃時０．０３９９Ｗ/ｍＫであるが、水蒸気は、２００℃時０．０３１７Ｗ/ｍＫ、３００℃時０．３９９Ｗ/ｍＫである。従って、２００℃時二酸化炭素ガス濃度感度ａｔ１と水蒸気濃度感度ｂｔ１、３００℃時二酸化炭素ガス濃度感度ａｔ２と水蒸気濃度感度ｂｔ２を、予め求めて置くことで、式１、式２の連立方程式から二酸化炭素ガス濃度Ｘと水蒸気濃度Ｙを算出できる。
ａｔ１Ｘ＋ｂｔ１Ｙ＝Ｖｄｔ１  （式１）
ａｔ２Ｘ＋ｂｔ２Ｙ＝Ｖｄｔ２  （式２）
尚、Ｖｄｔ１は、２００℃時ガスセンサの信号出力、Ｖｄｔ２は、３００℃時ガスセンサの信号出力である。
【００３７】
次に接触燃焼式ガスセンサの動作について説明する。第２のガスセンサ１０２は、一酸化炭素を検知する接触燃焼式ガスセンサであり、ガスの燃焼熱を利用して一酸化炭素ガスの濃度を検知する。ヒータ２１１で加熱した触媒２１５で一酸化炭素ガスが燃焼し、一酸化炭素ガスの濃度が上昇すると感熱素子２１３の温度も上昇する。感熱素子２１３が負の温度係数を持つＮＴＣサーミスタの場合は、サーミスタ抵抗値が低下し、これを電気信号として制御処理回路１０３へ入力し、濃度計算する。感熱素子２１３は、第1のガスセンサ１０１と同様に、負荷抵抗（図示せず）と直列接続され、負荷抵抗との接続点の電圧を電気信号とする。負荷抵抗は、ガスセンサ基板上に形成されても、制御処理回路１０３上に形成されてもよい。
【００３８】
図４は、建築物の火災により変化するガス濃度と時間の関係を示すグラフである。初期火災時の一酸化炭素ガス４０４と二酸化炭素ガス４０２の濃度は増加し、酸素４０３と窒素の濃度は減少する。本発明の第１の実施形態に係る火災検知装置１００では、この初期火災時の一酸化炭素ガス４０４と二酸化炭素ガス４０２の濃度の増加を検知し、演算処理することで、火災状態と判定することができる。
【００３９】
図1と図２を参照して、火災検知装置の動作を説明する。火災により第１の火災時変化ガスＧ１である二酸化炭素ガスと第２の火災時変化ガスG2である一酸化炭素ガスがパッケージ２０２の通気孔２０１を通して、第１のガスセンサ１０１である熱伝導式ガスセンサと第２のガスセンサ１０２である接触燃焼式ガスセンサに到達する。マイクロヒータ２１１は、制御処理回路１０３からの信号により高温に制御され、感熱素子２１４を加熱する。各ガスの濃度上昇に対応した第１のガスセンサ１０１と第２のガスセンサの信号出力（ＶＯ１、ＶＯ２）は、  制御処理回路１０３に入力され、濃度計算を行う。濃度計算は、温度センサ（図示せず）からの温度情報も考慮して計算する。温度センサは制御処理回路に搭載してもよい。濃度計算は、制御処理回路１０３で間欠的に計算され、二酸化炭素ガスの濃度と一酸化炭素ガスの濃度が、予め定めた濃度閾値以上で、且つ共に上昇した場合、火災状態と判定し、制御処理回路１０３の出力信号VO５を警報手段（図示せず）へ入力し、音声、ブザー音、ランプなどで警報する。ガスのみで火災状態を判定するため、早期に火災を発見することができ、更に２種類のガスの濃度から火災状態を判定するため、誤動作防止が可能となる。
【００４０】
以下、本実施形態によって早期に且つ誤動作なく火災状態を判定できることを実施例１と比較例１によって具体的に示す。但し、本発明はこれらに限定されない。図５は、火災時に発生する煙及び熱（温度）による警報時間と一酸化炭素ガスによる警報時間の関係を示すグラフである。
【００４１】
実施例１では、上述した第１の実施形態に係る火災検知装置１００を用いた。比較例１では、図６に示される火災警報装置６００を用いた。図６は、比較例１に係る火災警報装置を示す概略構成図である。
まず、比較例１に係る火災警報装置６００の構成について説明する。火災警報装置６００は、図６に示されるように、火災により発生する熱（温度）に応じて信号を出力する火災センサ６０１と、火災により生成する一酸化炭素ガス濃度に応じて信号を出力するガスセンサ６０２と、火災センサとガスセンサの信号出力により火災を判定する判定手段６０３と、判定手段の結果により警報する警報手段６０４と、を有する。
【００４２】
判断手段では、火災センサの信号出力に応じて、４０℃、５０℃、５５℃、６５℃の４つの閾値温度と、ガスセンサの信号出力に応じて、１００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、５５０ｐｐｍの３つの閾値一酸化炭素濃度との組合せで分類する。火災状態は、温度が６５℃以上のとき、火災確認必要状態は、温度が４０℃以上、一酸化炭素ガスの濃度が５５０ｐｐｍ、又は温度が５０℃以上、一酸化炭素ガスの濃度が２００ｐｐｍ以上、又は温度が５５℃以上、一酸化炭素ガスの濃度が１００ｐｐｍ以上のとき、判定される。
【００４３】
続いて、図５を参照して、実施例１の火災検知装置１００、及び比較例１の火災警報装置６００の火災状態判定又は警報時間を示す。  図５の横軸は、火災が発生してからの時間、縦軸は、火災発生により変化する煙の濃度、熱（温度）、一酸化炭素ガスの濃度を示す。
【００４４】
曲線５０３は、火災により上昇する熱（温度）の変化であり、閾値５０４との交点Ｃの時間で火災状態と判定する。曲線５０２は、火災により発生する煙の濃度変化であり、閾値５０４との交点Ｂの時間で火災状態と判定する。曲線５０１は、火災により発生する一酸化炭素ガスの濃度変化であり、閾値５０４との交点Aの時間で火災状態と判定する。比較例１の場合、ガスセンサで一酸化炭素ガスの濃度変化も検知しているが、火災センサで熱（温度）のみで火災状態を判定するため、交点Cの時間になり、早期に火災を発見できない。仮に、ガスセンサとの組合せで判定したとしても、火災センサで温度変化を火災状態の判定として使用する限り、火災センサの判定時間に支配され、火災発見が遅れてしまう。
【００４５】
実施例１の場合、一酸化炭素ガスの濃度が３００ｐｐｍのときの二酸化炭素ガスの濃度と、一酸化炭素ガスの濃度が５００ｐｐｍときの二酸化炭素ガスの濃度を検知し、一酸化炭素ガスの濃度の上昇率と二酸化炭素ガスの濃度の上昇率が略等しいときに火災状態と判定する。
【００４６】
無煙火災時の実例を一例として説明すると、一酸化炭素ガスの濃度が３００ｐｐｍ時二酸化炭素ガスの濃度が１５００ｐｐｍであり、一酸化炭素ガスの濃度が５００ｐｐｍ時二酸化炭素ガスの濃度が２４００ｐｐｍであった。一酸化炭素ガスの濃度の上昇率は、５００ｐｐｍ／３００ｐｐｍより約１．７である。一方、二酸化炭素ガスの濃度の上昇率は、（２４００―４００）ｐｐｍ／（１５００−４００）ｐｐｍより約１．８であった。従って、これら２つのガスの濃度上昇率は、略等しい（１．７≒１．８）と判断でき、火災状態と判定できる。尚、二酸化炭素ガスの濃度は、空気中でも４００ｐｐｍ程度の濃度であるため、二酸化炭素ガスのオフセット分濃度として、４００ｐｐｍを引いて、変化分の濃度で計算している。通常の空気中の一酸化炭素ガスの濃度の場合は、０，０９ｐｐｍであるため、一酸化炭素ガスのオフセット分濃度を無視して一酸化炭素ガスの濃度の上昇率を求めても問題ない。
【００４７】
図５を参照して説明する。初期火災発生ときの一酸化炭素ガスの濃度の時間的変化を表す曲線５０１は、濃度の絶対値は異なるが、二酸化炭素ガスの濃度の時間的変化を表す曲線（図示せず）と概ね重なる。つまり上昇率で観測すれば、略等しい。閾値５０５は、一酸化炭素ガスの濃度では、３００ｐｐｍを意味し、二酸化炭素ガスの濃度では、（１６００−４００）ｐｐｍを意味する。交点Dは、一酸化炭素ガスの濃度を表す曲線と一酸化炭素ガスの濃度の閾値との交点の意味と、二酸化炭素ガスの濃度を表す曲線と二酸化炭素ガスの濃度の閾値との交点の意味との両者の意味を持つ。閾値５０４は、一酸化炭素ガスの濃度では、５００ｐｐｍを意味し、二酸化炭素ガスの濃度では、（２４００−４００）ｐｐｍを意味する。交点Aも、一酸化炭素ガスの濃度を表す曲線と一酸化炭素ガスの濃度の閾値との交点の意味と、二酸化炭素ガスの濃度を表す曲線と二酸化炭素ガスの濃度の閾値との交点の意味との両者の意味を持つ。実施例１は、比較例１に比べ１３分早く火災状態を判定できる結果となった。つまり交点Cと交点Aの時間差は、１３分あるため、早期に火災を発見でき、早期脱出が可能となる。更に、火災ときに変化する２種類のガスで火災状態を判定しているため、誤動作防止も対応している。
【００４８】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが。本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。また記載した構成要素は、当事者が容易に想定できるもの、実質的に同一なものが含まれる。更に記載した構成要素は適宜組合せることが可能である。
【００４９】
例えば、２種類のガスで説明したが、火災時に変化するガスを３種類以上検知してもよい。この場合、更に誤動作防止に貢献できるようになる。もちろんガスの種類も一酸化炭素と二酸化炭素に限らず、火災時に変化する２種類以上のガスでも構成できる。ガスセンサは、一体型ではあるが、２種類のガス検知方式のガスセンサで説明した。この点についても、１種類のガス検知方式のガスセンサでもよい。これによりガスセンサの小型化が可能になる。また、複数のガス検知方式のガスセンサでも構わない。１種類のガスを２種類以上のガス検知方式のガスセンサで検知することで、更にガス選択性が向上し、ガス濃度の精度が向上する可能性がある。
【００５０】
以上のように、本実施形態に係る火災検知装置１００は、火災状態の判定が遅い熱や煙を検知する火災センサを使用せず、火災時に変化するガスを検知するガスセンサを使用しているため、早期に火災を発見できる。更に２種類のガスの濃度の上昇率が略等しいとき火災状態と判定しているため、誤動作防止にも対応している。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明に係わる火災検知装置は、火災警報機などに利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１００…火災検知装置、１０１…ガスセンサ１、１０２…ガスセンサ２、１０３…制御処理回路、２００…火災検知装置の断面図、２０１…通気孔、２０２…パッケージ、２０３…パッケージ電極、２０４…パッケージ電極貫通孔、２０５…パッケージ内部電極、２０６…金属バンプ、２０７…ボンディングワイヤー、２０８…絶縁層、２０９…制御処理回路、２１０…ガスセンサ基板、２１１…マイクロヒータ、２１２…キャビティー、２１３…感熱素子、２１４…絶縁層、２１５…触媒、２１６…ガスセンサ電極、２１７…ガスセンサ２、２１８…ガスセンサ１、３０１…記憶手段、３０２…ガス濃度算出手段、３０３…加熱手段、３０４…判断手段、４０１…窒素ガス濃度、４０２…二酸化炭素ガス濃度、４０３…酸素ガス濃度、４０４…一酸化炭素ガス濃度、５０１…一酸化炭素ガス濃度、５０２…煙濃度、５０３…熱（温度）、５０４…閾値１、５０５…閾値２、Ａ…一酸化炭素ガス警報濃度点１、Ｂ…煙警報濃度点、Ｃ…熱警報温度点、Ｄ…一酸化炭素ガス警報濃度点２、６００…火災警報装置、６０１…火災センサ、６０２…ガスセンサ、６０３…判定手段、６０４…警報手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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