特許 6126977 火災報知設備

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6126977

(24)【登録日】2017年4月14日

(45)【発行日】2017年5月10日

(54)【発明の名称】火災報知設備

(51)【国際特許分類】

   G08B 17/00 20060101AFI20170424BHJP

   G08B 25/10 20060101ALI20170424BHJP

   H04W 4/04 20090101ALI20170424BHJP

   H04W 52/02 20090101ALI20170424BHJP

【ＦＩ】

   G08B17/00 C

   G08B25/10 A

   H04W4/04 190

   H04W52/02 110

【請求項の数】3

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-242132(P2013-242132)

(22)【出願日】2013年11月22日

(65)【公開番号】特開2015-102968(P2015-102968A)

(43)【公開日】2015年6月4日

【審査請求日】2016年3月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000233826

【氏名又は名称】能美防災株式会社

(72)【発明者】

【氏名】増山 誠

(72)【発明者】

【氏名】村尾 修一

【審査官】 白川 瑞樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−２３４３４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１８８０１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０８Ｂ１７／００−３１／００

Ｈ０４Ｂ７／２４−７／２６

Ｈ０４Ｗ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

最下位階層に設けられた無線式の火災感知器と、直接あるいは無線信号を転送する中位階層に設けられたリピータを介して前記火災感知器と無線通信を行う中継器と、該中継器の情報を信号線を介して受信する蓄積動作を行う火災受信機とを備える火災報知設備において、
前記中継器または前記リピータは、通常時は間欠受信を行い、前記火災感知器から火災信号を受信したときには、所定の時間連続受信を行う蓄積確認受信を行うことを特徴とする火災報知設備。

【請求項2】

前記火災感知器は、火災を検出すると同一の火災信号を所定回数の連続送信と送信休止とを交互に行い、火災信号の連続送信は、火災受信機の蓄積動作が許容される最大蓄積時間を超えるまで繰り返し行われることを特徴とする請求項１に記載の火災報知設備。

【請求項3】

前記中継器または前記リピータは、火災信号を受信すると受信確認信号を送信し、
前記火災感知器は、火災を検出すると同一の火災信号を所定回数連続して送信する火災初報送信と送信休止とを交互に行い、上位機器からの前記受信確認信号を受信すると前記火災初報送信と同一の火災信号を前記火災初報送信よりも少ない回数で連続して送信する火災後続送信に切り換えて行うことを特徴とする請求項１または２に記載の火災報知設備。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線式火災感知器からの無線信号により、火災受信機に警報させる火災報知設備に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、無線式の火災報知設備においては、電波の送信および受信を間欠的に行うことで無線式機器の電池の消耗を抑え、電池の寿命を長くしている。また、小電力セキュリティシステムの無線局の無線設備については、電波法施行規則第４９条の１７（電波産業会標準規格ＲＣＲ ＳＴＤ−３０）によって、電波の送信期間を３秒以下とし、電波送信の休止期間は２秒を超えることと規定されている。（例えば、特許文献１参照）

【0003】

また、従来の火災報知設備においては、湯気やたばこ等の非火災の一過性の要因によって火災と誤報しないように、火災感知器からの火災信号を所定の蓄積時間（例えば１０秒）を超えて受信したときに火災の警報を行う蓄積機能を火災受信機が備えている。（例えば、特許文献２参照）

【0004】

蓄積時間経過後に火災感知器が火災を検知している場合には、すみやかに火災警報を行い、火災の発生を警報する必要がある。また、蓄積時間は、長くなるとそれだけ火災警報が遅くなることとなるので、熱火災感知器を接続するものにあっては、蓄積時間が２０秒を超えないようにすることと基準が定められている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−９０４９１号公報

【特許文献2】特開平１１−１３４５７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、このような従来の無線式の火災報知設備においては、間欠的に送信および受信を行っているために、無線通信の休止期間のタイミングにより火災の警報が遅れる虞がある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る火災報知設備は、最下位階層に設けられた無線式の火災感知器と、直接あるいは無線信号を転送する中位階層に設けられたリピータを介して火災感知器と無線通信を行う中継器と、中継器の情報を信号線を介して受信する蓄積動作を行う火災受信機とを備える火災報知設備において、中継器またはリピータは、通常時は間欠受信を行い、火災感知器から火災信号を受信したときには、所定の時間連続受信を行う蓄積確認受信を行うことを特徴とする。

【0008】

本発明に係る火災報知設備の火災感知器は、火災を検出すると同一の火災信号を所定回数の連続送信と送信休止とを交互に行い、火災信号の連続送信は、火災受信機の蓄積動作が許容される最大蓄積時間を超えるまで繰り返し行われることを特徴とする。

【0009】

本発明に係る火災報知設備の中継器またはリピータは、火災信号を受信すると受信確認信号を送信し、火災感知器は、火災を検出すると同一の火災信号を所定回数連続して送信する火災初報送信と送信休止とを交互に行い、上位機器からの受信確認信号を受信すると火災初報送信と同一の火災信号を火災初報送信よりも少ない回数で連続して送信する火災後続送信に切り換えて行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、蓄積時間経過後の火災信号の無線通信が遅延なく行われるため、すみやかに火災の警報を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係る火災報知設備の一例を示す概略構成図である。

【図2】本発明の実施の形態に係る火災報知設備の無線信号の一例を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態に係る火災報知設備の火災時の動作の一例を示すフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る火災報知設備の一例を示す概略構成図である。
本実施の形態においては、Ｐ型火災報知設備の一部を無線式にした場合について説明するが、Ｒ型火災報知設備であってもよい。

【0014】

火災報知設備１は、火災受信機１０、感知器回線２０、無線式火災感知器３０（以下、火災感知器３０）、リピータ４０、中継器５０、終端抵抗６０で構成され、Ｐ型火災報知設備の一部を無線式にしたものである。
火災感知器３０は、建物の各部屋や共用部などに設置され火災の検出を行う。火災感知器３０が検出した火災は、無線通信により中継器５０に通知され、中継器５０がスイッチング動作によって感知器回線２０の線間電圧を所定電圧に低下させ、感知器回線２０に流れる電流を増加させることで火災受信機１０に火災を通知するものである。リピータ４０は、火災感知器３０と中継器５０の距離が遠い場合に両者の間に設置され、火災感知器３０と中継器５０の無線通信を転送している。終端抵抗６０は、感知器回線２０の末端に接続され、感知器回線２０に監視電流を流している。

【0015】

ここで、図１においては、リピータ４０が１台であるが、さらにリピータ４０を設けて複数段の転送を行うようにして、火災感知器３０と中継器５０の間の距離を伸ばすことができる。
また、火災受信機１０から延設される一対の感知器回線２０のみ図示しているが、複数の感知器回線２０を火災受信機１０から延設するようにしてもよい。
また、１台の火災感知器３０のみ図示しているが、複数台の火災感知器３０を設置してもよい。
また、感知器回線２０に火災を検出するとオンして感知器回線２０の電流を増加させて火災を通知する一般火災感知器６１を接続してもよい。

【0016】

（火災受信機の構成）
火災受信機１０は、回線電源部１１、受信抵抗１２、状態判定部１３、蓄積部１４、受信機制御部１５および復旧部１６を備える。
回線電源部１１は、図示しない商用電源から供給された交流電圧を電源電圧として例えば直流２４Ｖに変換して、復旧部１６を介して感知器回線２０に通電し、接続機器に電源を供給する。

【0017】

受信抵抗１２は、感知器回線２０に回線電源部１１から供給され、コモン線２１、中継器５０および終端抵抗６０、ライン線２２を経由して流れる電流が流れ、両端に電圧（以下、受信電圧と呼ぶ）を発生させ、電流を電圧に変換する。

【0018】

状態判定部１３は、感知器回線２０の平常、火災、断線を判断するための火災閾値および断線閾値を有している。状態判定部１３は、受信抵抗１２で変換された受信電圧を各閾値と比較して、感知器回線２０の状態を判定することで、感知器回線２０の異常を検出し、また、中継器５０からの火災検出の通知（火災信号）を受信する。各閾値は、断線閾値＜火災閾値の関係となっている。

【0019】

蓄積部１４は、湯気等の非火災の一過性の要因により火災受信機１０が火災と誤報しないようにする。蓄積部１４は、中継器５０からの火災の通知が初回である場合には、蓄積を開始し、蓄積時間Ｔ１経過後に感知器回線２０への電源電圧の通電を一旦オフ（遮断）し、オン（通電）し直すことで中継器５０を再起動あるいは火災の通知を停止させる蓄積復旧の制御を行う。蓄積部１４は、蓄積復旧の後の蓄積開始から蓄積時間として許容される最大蓄積時間Ｔ２内である再火災確認中に再び中継器５０から火災の通知を受信したときに、火災を確定するいわゆる蓄積動作を行う。

【0020】

受信機制御部１５は、火災が確定すると、図示しない表示灯およびブザーを制御し、
火災の発生を知らせる警報動作を行う。受信機制御部１５は、火災の警報の他に異常や蓄積動作中を知らせる警報動作を行っても良い。

【0021】

復旧部１６は、感知器回線２０への回線電源部１１の電源電圧の通電をオン・オフするものであり、平常時はオンして感知器回線２０に電源を通電し、図示しない復旧スイッチが操作されたとき、および蓄積復旧時に所定時間オフして感知器回線２０の接続機器への電源を遮断する。

【0022】

（火災感知器の構成）
火災感知器３０は、電池３１、火災検出部３２、感知器送信部３３、および感知器受信部３４を備える。電池３１は、火災感知器３０全体に電源を供給する。火災検出部３２は、センサにより煙や熱の量に基づき火災を検出する。
感知器送信部３３は、火災検出部３２が火災を検出すると、上位の機器である中継器５０あるいはリピータ４０に火災信号を間欠的に無線送信する。

【0023】

ここで、送信される無線信号１００のフォーマットを図２に示す。
図２において、無線信号１００は、ビット同期信号１０１、送信先ＡＤ１０２、送信元ＡＤ１０３、信号連番１０４、データ１０５およびエラーチェックコード１０６で構成される。ビット同期信号１０１は、無線信号の同期をとるための信号であり１と０が交互に並んだ符号である。送信先ＡＤ１０２には、送信先のアドレス番号が設定され、送信元ＡＤ１０３には送信元のアドレス番号が設定される。
信号連番１０４は、０〜２５５の範囲で順番に変化する値を格納し、受信側で無線信号の送信の順番を知ることができる。
データ１０５には、無線信号が火災信号である場合には火災情報が設定される。
エラーチェックコード１０６は、送信先ＡＤ１０２〜データ１０５までのデータが壊れていないことをチェックするためのコードであり、送信先ＡＤ１０２〜データ１０５に基づき特定の演算を行った結果がエラーチェックコード１０６と同じであればデータが正しいと判断できる。

【0024】

火災信号の送信は、信号連番を０から１つずつ増加させた同一の無線信号１００を複数回連続して所定の送信時間にわたり送信する間欠送信動作を、休止期間Ｂ１を挟んで複数回繰り返し行われる。

【0025】

感知器受信部３４は、通常時は間隔Ｒ１で間欠受信動作として、無線信号が送信されていないかの確認であるキャリアセンスを行う。感知器受信部３４は、無線信号をとらえられない場合には、間欠受信動作を停止し、無線信号をとらえられた場合には、間欠受信動作を継続して無線信号を受信すると間欠受信動作を停止する。
また、感知器受信部３４は、感知器送信部３３が無線送信した場合には、送信確認受信の動作として無線送信終了後に期間Ｒ２にわたり連続して受信動作を行い、上位の機器からの受信確認信号を受信する。感知器受信部３４は受信確認信号を受信すると感知器送信部３３に通知を行う。

【0026】

（リピータの構成）
リピータ４０は、電池４１、リピータ受信部４２、転送部４３およびリピータ送信部４４を備える。電池４１は、リピータ４０全体に電源を供給する。
リピータ受信部４２は、通常時は間隔Ｒ１で間欠受信の動作として、無線信号が送信されていないかの確認であるキャリアセンスを行う。リピータ受信部４２は、キャリアセンスにて無線信号をとらえられない場合には、間欠受信動作を停止し、無線信号をとらえられた場合には、間欠受信動作を継続して無線信号を受信すると間欠受信動作を停止する。

【0027】

また、リピータ受信部４２は、リピータ送信部４４が無線送信した場合には、送信確認受信の動作として無線送信終了後に期間Ｒ２にわたり連続して受信動作を行い、上位あるいは下位の転送先の機器からの受信確認信号を受信する。
また、リピータ受信部４２は、間欠受信動作で受信した無線信号の内容が火災信号である場合には、蓄積確認受信の動作として最大蓄積時間（例えば２０秒）を超える時間にわたる期間Ｒ３（例えば３０秒）連続で受信を行い蓄積時間経過後に下位の火災感知器３０あるいはリピータ４０から送信される火災信号をすみやかに受信して、上位の中継器５０またはリピータ４０に転送できるようにする。

【0028】

転送部４３は、リピータ受信部４２が受信した信号の内容を判断する。転送部４３は、受信信号の信号連番１０４の番号から連続送信の終了時刻を判別して転送送信開始時刻を算出したり、信号が火災信号かどうかなどを判別したりし、判断結果に基づきリピータ送信部４４に信号の転送送信を行わせる。また、転送部４３は、転送先からの受信確認信号を受信したかにより、リピータ送信部４３への転送送信の指示を変化させることがある。
リピータ送信部４３は、転送部４３から転送先、同一信号の連続転送回数、転送送信開始時刻の指示に基づき受信した火災信号の転送送信を行う。この火災信号の転送送信は、信号の送信元も受信することができ、送信元への受信確認信号としての役割を兼用する。

【0029】

（中継器の構成）
中継器５０は、中継器受信部５１、監視部５２、火災出力部５３および中継器送信部５４を備える。
中継器受信部５１は、通常時は間隔Ｒ１で間欠受信の動作として、無線信号が送信されていないかの確認であるキャリアセンスを行う。中継器受信部５１は、キャリアセンスにて無線信号をとらえられない場合には、間欠受信動作を停止し、無線信号をとらえられた場合には、間欠受信動作を継続して無線信号を受信すると間欠受信動作を停止する。

【0030】

中継器受信部５１は、間欠受信動作で受信した無線信号の内容が火災信号である場合には、蓄積確認受信の動作として最大蓄積時間（例えば２０秒）を超える時間にわたる期間Ｒ３（例えば３０秒）連続で受信を行い蓄積時間経過後に下位の火災感知器３０あるいはリピータ４０から送信される火災信号をすみやかに受信できるようにする。

【0031】

監視部５２は、中継器受信部５１が受信した信号の内容を判断し、火災信号を検出すると火災出力部５３および中継器送信部５４に火災検出の通知を行う。
火災出力部５３は、火災検出が通知されるとコモン線２１とライン線２２の間のインピーダンスを低下させて感知器回線２０に火災電流を流して火災受信機１０に火災を通知する。火災出力部５３は、火災受信機１０の復旧部１６によって感知器回線２０の接続機器への電源供給が所定時間オフされると復旧と判断して感知器回線２０に火災電流を流すことを停止して、火災受信機１０への火災の通知を停止する。

【0032】

中継器送信部５４は、監視部５２から火災検出の通知を受けると受信確認信号を下位の機器である火災感知器３０またはリピータ４０に送信する。
なお、中継器送信部５４は、通常時には監視部５２からの指示により、火災感知器３０やリピータ４０に向けて状態情報送信命令を送信し、下位の機器の状態情報を収集している。収集する状態情報としては、電池電圧低下、火災検出の異常、無線電波強度低下等であり、監視部５２は、下位の機器の異常を検出すると不図示の表示部や音響警報部により異常発生を警報する。

【0033】

（火災時の動作）
火災時の動作について図３に基づき説明する。
通常時、火災感知器３０、リピータ４０および中継器５０は、上矢印で示される各々のタイミングでキャリアセンス（間欠受信）を行い、無線信号が送信されていないかを確認している（Ｓ０１）。間欠受信の間隔Ｒ１は、ＲＣＲ ＳＴＤ−３０で許容されている送信時間３秒以下の信号をキャリアセンスでとらえられるように２．５秒間隔となっている。なお、間欠受信の間隔は、火災感知器３０の連続する火災信号の送信時間より短ければよい。

【0034】

火災感知器３０は、火災を検出すると上位の機器に火災信号を送信する（Ｓ０２）。Ｓ０２において火災初報送信として火災信号は、６０ｍｓの信号長で信号連番１０４を０〜４９とした５０連続の無線信号１００で送信され、送信時間が３秒となっている。無線信号１００の信号長が３０ｍｓであるならば１００回連続で送信することで送信時間を３秒とすることができる。

【0035】

リピータ４０は、キャリアセンスで火災感知器３０からの送信信号をとらえると間欠受信を継続して火災信号を受信し、受信完了後に間欠受信を停止する（Ｓ０３）。リピータ４０は、受信した火災信号の信号連番１０４から火災感知器３０が送信するＳ０２の５０連続の火災信号の送信終了時刻を算出してその時刻になると、中継器５０に火災信号の転送送信を行う（Ｓ０４）。転送送信される火災信号は、火災転送初報送信としてＳ０２と同様に５０連続の無線信号１００によって送信される。

【0036】

火災感知器３０は、Ｓ０２の火災初報送信の送信が完了すると、送信休止期間Ｂ１に入りリピータ４０から転送送信される火災信号を受信確認信号として受信するために期間Ｒ２にわたり連続で受信動作を行う（Ｓ０５）。期間Ｒ２は、Ｓ０４の受信確認信号（５０連続の火災信号）の送信開始の遅れ見込みの時間と数回の火災信号の時間分の長さとすることで、ノイズ等によるＳ０４の受信確認信号の受信失敗を防ぐことができる。また、送信休止期間Ｂ１は、ＲＣＲ ＳＴＤ−３０で許容されている２秒を超える３．２秒となっている。

【0037】

中継器５０は、キャリアセンスでリピータ４０から転送送信された火災信号をとらえると間欠受信を継続して火災信号を受信し、受信完了後に間欠受信を停止する（Ｓ０６）。中継器５０は、受信した火災信号の信号連番１０４からリピータ４０が送信するＳ０４の５０連続の火災信号の送信終了時刻を算出して、その時刻になるとリピータ４０に受信確認信号を送信し（Ｓ０７）、期間Ｒ３にわたる蓄積確認受信動作を行う（Ｓ０８）。リピータ４０もＳ０４の火災信号の送信完了後に期間Ｒ３にわたる蓄積確認受信動作を行う（Ｓ０９）。蓄積確認受信動作の期間Ｒ３は、最大蓄積時間Ｔ２を超える時間とすることで火災受信機１０の蓄積動作中に、リピータ４０および中継器５０が火災信号をいつでも受信できる。

【0038】

中継器５０は、火災信号を受信すると火災受信機１０に火災を通知する。通知を受けた火災受信機１０は蓄積動作を開始して（Ｓ１０）、蓄積時間Ｔ１を経過すると蓄積復旧を行う（Ｓ１１）。中継器５０は蓄積復旧を検知すると火災の通知を停止する。
火災受信機１０は、蓄積復旧後に中継器５０から再度火災の通知があるか再火災確認動作を行う（Ｓ１２）。再火災確認動作は、蓄積開始から最大蓄積時間Ｔ２を超える時間継続する。

【0039】

火災感知器３０は、火災を検出し続けている場合には、送信休止期間Ｂ１経過後に火災信号を送信し（Ｓ１３−１）、送信完了後にＳ０５と同様に受信確認信号の受信動作を行う（Ｓ０５−１）。このとき、火災感知器３０はＳ０５でリピータ４０の受信確認信号を受信できている場合には、火災後続送信として火災信号の送信を火災初報送信よりも少ない回数である３連続の無線信号１００を送信する。これは、火災信号の送信回数が少なくても、Ｓ０９の蓄積確認受信動作により連続受信を行っているのでリピータ４０が火災信号を受信できるからである。なお、火災感知器３０は、Ｓ０５で受信確認信号を受信できていない場合には、再度火災初報送信を行い、５０連続の火災信号を送信する。

【0040】

リピータ４０は、火災感知器３０からの送信信号を受信すると、火災転送後続送信としてＳ１３−１と同様に３連続の無線信号により火災信号を中継器５０に転送する（Ｓ１４−１）。火災感知器３０は、Ｓ１４−１の火災転送後続送信を受信し、リピータ４０に火災信号が伝わったことを確認する。中継器５０は、Ｓ１４−１の火災転送後続送信を受信するとリピータ４０に受信確認信号を送信する（Ｓ１５−１）。

【0041】

以後、火災感知器３０が火災を検出し続けている場合には、Ｓ１３〜Ｓ１５の動作が送信休止期間Ｂ１経過毎に繰り返し行われる。そして、火災受信機１０が再火災確認動作中に、リピータ４０によって転送された火災信号Ｓ１４−ｍを受信した中継器５０が火災を通知すると、火災受信機１０は火災が一過性のものではないとして火災発生の警報を行う。
なお、Ｓ１３〜Ｓ１５の動作の繰り返しは、最大蓄積時間Ｔ２が過ぎるまで繰り返せば十分であるため、Ｓ１３−ｎ〜Ｓ１５−ｎのｎはそれを満たす回数とすることができ、無線送信による消費電流の増加を低減することができる。

【0042】

以上のように、リピータ４０および中継器５０が火災信号を受信すると、間欠受信動作を蓄積確認受信として連続受信に切り換えるため、間欠受信による無線通信の遅延が低減される。さらに、火災感知器３０または下位のリピータ４０の連続送信回数を低減したため、連続送信完了後に行われるリピータ４０の転送送信の待ち時間による遅延が低減される。

【0043】

なお、上記説明においては、火災感知器３０から火災受信機１０への再火災信号の無線通信の遅延を最小とする方法について説明したが、Ｓ１３およびＳ１４の動作において、火災信号の連続回数を減らさずＳ０２およびＳ０４と同じ連続回数としても間欠受信による遅延の虞がないため再火災信号の無線通信の遅延が低減される。
また、リピータ４０が複数段である場合に、Ｓ１３がＳ０２と同じ連続回数の送信を行っていたとしてもＳ１４において転送の際に火災信号の連続回数を減らせば、上位のリピータ４０への転送送信の待ち時間だけ無線通信の遅延が低減される。

【0044】

また、火災後続送信または火災転送後続送信に対する受信確認信号が受信できない場合には、リピータ４０および中継器５０が連続受信を行っていない可能性があるため、次回の送信タイミングで連続送信回数を元の回数に戻して火災初報送信または火災転送初報送信とするようにしてもよい。
また、最大蓄積時間Ｔ２経過後に所定の期間開けて、再度火災信号を送るようにしてもよい。
また、間欠受信間隔Ｒ１は、火災感知器３０、リピータ４０、中継器５０のそれぞれで異なる間隔としてもよく、その場合、火災感知器３０、リピータ４０は送信先の機器の間欠受信間隔よりも長い時間である火災初報送信、火災転送初報送信を行う。

【符号の説明】

【0045】

１ 火災報知設備、１０ 火災受信機、１１ 回線電源部、１２ 受信抵抗、１３ 状態判定部、１４ 蓄積部、１５ 受信機制御部、１６ 復旧部、２０ 感知器回線、２１ コモン線、２２ ライン線、３０ 火災感知器、３１ 電池、３２ 火災検出部、３３ 感知器送信部、３４ 感知器受信部、４０ リピータ、４１ 電池、４２ リピータ受信部、４３ 転送部、４４ リピータ送信部、５０ 中継器、５１ 中継器受信部、５２ 監視部、５３ 火災出力部、６０ 終端抵抗、６１ 一般火災感知器

【図1】

【図2】

【図3】