JPH11167682A - 熱感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、簡単な構成で熱感知素子の検出感
度が向上し、高精度な熱感知器を実現することを目的と
する。 【解決手段】 本発明は、熱による電気的特性の変化を
利用して火災を感知する熱感知素子を容器カバーにおけ
る取付面の熱の感知方向に立設した感熱部を有する熱感
知器において、熱感知素子を金属の保護管の先端部に封
入し、この保護管に集熱機構を設けた熱感知器を構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱感知器に係り、さ
らに詳しくはサーミスタのような熱感知素子の熱による
電気的特性の変化を利用して火災の発生を感知する熱感
知器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は従来のこの種の感知器の断面
図、図１２は素子ユニットの断面図で、特開平５−２１
０７９１号公報記載の図面と数字符号が示されている。
図１１において、１１は素子ユニット、１２は嵌合金
具、１２ａと１２ｄは嵌合金具１２の水平部と垂直部、
１３は外カバー、１４は上記素子ユニット１１を中央に
突出させたモールド本体、１５は回路収納部、１６は回
路基板、１７は蓋部材、２４はＯリング、２５は保護カ
バーである。また、図１２において、１は測温素子、１
１は前記と同じ素子ユニット、２０はリードフレーム、
２１はユニット本体、２２はリード線、２３は素子ユニ
ット１１の回りを覆うコーティング材である。

【０００３】上述のような従来の感知器の製作には、図
１２に示された素子ユニット１１と所定の形に折り曲げ
られた嵌合金具１２が予め準備されている。準備された
素子ユニット１１と一対の嵌合金具１２が、モールド本
体１４を樹脂成形する金型にセットされる。この状態で
インサート成形を行って、素子ユニット１１と嵌合金具
１２を埋め込んだモールド本体１４が作られる。作られ
たモールド本体１４の回路収納部１５に、回路部品の実
装済みの回路基板１６が配置される。配置された回路基
板１６の所定の位置に、素子ユニット１１のリードフレ
ーム２０と嵌合金具１２の垂直部１２ｄを挿入して回路
パターンに半田付けする。

【０００４】次に、回路収納部１５の隙間にＯリング２
４を入れて蓋部材１７を被せ、図示されていない４本の
ビスで外カバー１３を固定してモールド本体１４が外カ
バー１３に組み付けられる。４本のビスで結合された外
カバー１３とモールド本体１４とからなる感知器本体
は、嵌合金具１２の水平部１２ａを図示しない感知器ベ
ースの嵌合金具に嵌着して天井面等に取り付けられる。
そして、素子ユニット１１内のサーミスタ等の測温素子
１が火災発生時の温度を電気的に検出して、火災が感知
されるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般に、火災の発生に
伴って生じる熱気流は、周辺部の気流を巻き込みながら
流速を増加させて急上昇する。したがって、火災時の熱
気流には温度ムラが生じ易くなると共に、火災発生時の
熱気流の時間に対する温度勾配が著しく大きくなる傾向
がある。これに対して、従来の感知器の感熱部を構成す
る素子ユニット１１は、上記のように外カバー１３から
単純に外部に突出させた素子ユニット１１の先端の測温
素子１で火災の熱を感知するようになっている。したが
って、火災の発生に伴って周囲の空気を巻き込みながら
上昇する熱気流に温度にムラがあると、熱の感知の応答
性が低下することが多い。しかも、測温素子１の全体が
コーティング材２３で覆われているので、火災時の熱の
応答性が一層低下する等の問題点があった。

【０００６】本発明は、上述のような従来の感知器の問
題点を解消するためになされたもので、簡単な構成で火
災の熱を熱感知素子にムラなく感知させると共に、急激
に変化する熱気流を感知して応答性を高める共に、堅牢
で故障が少なく長期の使用に耐える熱感知器を実現する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱による電気
的特性の変化を利用して火災を感知する熱感知素子を容
器カバーにおける取付面の熱の感知方向に立設した感熱
部を有する熱感知器において、熱感知素子を金属の保護
管の先端部に封入し、この保護管に集熱機構を設けた熱
感知器を構成したものである。また、集熱機構を、保護
管に直交する方向に取り付けた円板で構成した熱感知器
を構成したものである。また、集熱機構に通気部を設け
た熱感知器を構成したものである。また、集熱機構に三
次元方向の受熱面を設けた熱感知器を構成したものであ
る。また、集熱機構を着脱可能に構成した熱感知器を構
成したものである。さらに、集熱機構を保護管に固着し
た熱感知器を構成したものである。

【０００８】回りを充填材で充填された熱感知素子を封
入した保護管が中空ボルトの貫通孔に挿入されてから、
先端部を突出させてろう付けによって中空ボルトに固着
される。中空ボルトに固着された保護管に集熱機構を組
み付けた感熱部は、中空ボルトをネジ孔に螺入して容器
カバーの中心部に立設される。次に、スペーサが容器カ
バーの内面に固定され、その上にプリント基板が取り付
けられる。取り付けられたプリント基板の挿通孔から引
き出された熱感知素子のリード線の心線は、プリント基
板の接続点に半田付けされる。心線の半田付け接続で、
熱感知素子がプリント基板上に実装された感知器回路に
接続される。

【０００９】引き続いて、プリント基板から引き出され
た内部配線を端子台のネジ端子に接続してから、仕切板
を容器カバーに結合してプリント基板が収容室内に収容
される。その後、容器カバーに取り付けられた仕切板の
外周に切欠部で形成された溝内に、Ｏリングをやや引き
延ばしながら嵌め合わせる。そして、仕切板の外周を容
器ベースの開口部に嵌入して六角レンチでボルトを締め
付けて、容器カバーを容器ベースに固定して熱感知器が
組み立てられる。組み立てられた熱感知器が天井面に設
置されて、監視領域内の火災を監視する。万一、火災が
発生すると、集熱機構が火災の熱をムラなく速やかに感
知して熱感知素子に伝達する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を用いて説明する。 実施形態１ 図１は本発明の実施形態１の感熱部の構造を示す拡大断
面図、図２は実施形態１の感熱部の付近の構造を示す分
解斜視図、図３は実施形態１の熱感知器の断面図、図４
は実施形態１の熱感知器の側面図、図５は実施形態１の
熱感知器の底面図、図６は端子台の上面図である。図３
〜６において、１は天井面、２は天井面１に取り付けら
れた熱感知器である。３は熱感知器２の容器カバー、４
は中空円板状の仕切板、５は薄い有蓋円筒形の容器ベー
スである。容器カバー３と容器ベース５により、熱感知
器２の容器１０が構成されている。

【００１１】容器カバー３と仕切板４および容器ベース
５には金属材が用いられ、例えばアルミニウムをダイカ
スト成型して製作される。成型後、工作機械等の加工工
程を経て、接合面の粗さ等が仕上げられて複数本のネジ
で結合されている。容器カバー３において、３１は容器
カバー３の底面側に突出した保護枠、３２は保護枠３１
の裏面に形成された円形の凹欠部、３３は容器カバー３
の中心部を貫通するネジ孔である。保護枠３１は図示の
ように、突出端を環状部３４で連結した６本の傾斜柱３
５で擂り鉢型に形成されている。３６は確認灯の表示
窓、３７は外周の耳部に設けられた連結孔である。仕切
板４において、４１は仕切板４の中心部を貫通する取付
孔、４２は上面の取付台、４３は底面側に突出して円周
方向の接合面を有する環状壁、４４は外周面、４５は外
周面４４の周縁部に一巡して形成されたＬ形の切欠部、
４６は切欠部４５に介装されたＯリングである。

【００１２】容器ベース５において、５１は容器ベース
５の底面側に形成された円形の開口部、５２は外部配線
が左右から挿通されるネジ孔、５３と５４は内部と外部
に設けられた接地ネジ、５５は４箇所の耳部に設けられ
たボルト孔、５７は連結孔である。４箇所のボルト孔５
５には図示されていないボルトが挿入されて、容器ベー
ス５が天井面１等に固定される。左右のネジ孔５２には
電線管ねじ結合式等によりシーリングが施されて、渡り
配線や電源線等が容器ベース５に導入および導出され
る。また、連結孔５７はボルト孔５５より小さい径で形
成され、前記容器カバー３の連結孔３７に対応する位置
に設けられている。

【００１３】６は感熱部である。感熱部６の構造が、図
１と図２に拡大して示されている。６０はサーミスタか
らなる熱感知素子、６１は２本のリード線、６２はステ
ンレスのような強度を有する金属の保護管、６３は充填
材である。また、６４は軸心に貫通孔６５を設けた感熱
部６の取付用の中空ボルト、６６はパッキン、６７はら
う付け部である。熱感知素子６０は保護管６２の内部の
先端部に接触して封入され、封入空間に充填材６３が充
填されている。また、６８は感熱部６の留め金具、６９
は留め金具６８を緩み止めする止めネジである。

【００１４】熱感知素子６０を封入した保護管６２は貫
通孔６５に基部が挿入されて、先端部を突出させてらう
付け部６７でらう付けや半田付けにより中空ボルト６４
に固着される。このようにして組み付けられた感熱部６
は、中空ボルト６４をネジ孔３３に螺入して図２のよう
に容器カバー３の中心部に立設される。

【００１５】７は感熱部６に設けられた集熱機構であ
る。集熱機構７はここではアルミニウムのような熱伝導
率の高い金属の環状の円板７１で集熱板が構成され、溶
着により保護管６２の先端付近に固着されている。そし
て、中空ボルト６４を容器カバー３の中心のネジ孔３３
に螺合して立設された感熱部６は、保護枠３１に包囲さ
れて機械的に保護されるようになっている。８はプリン
ト基板で、図７に示すように８１は中心付近に貫設され
た挿通孔、８２はリード線６１の接続点、８３はプリン
ト基板８の内部配線、８４は樹脂で作られた六角スペー
サ、８５は樹脂ネジである。六角スペーサ８４は脚部に
ネジを設け、頭部に樹脂ネジ８５が螺入されるネジ孔が
設けられている。

【００１６】９は仕切板４に複数のネジ２１によって固
定された端子台である。９０は断面Ｔ字型の絶縁台、９
１は４本の導電柱、９２は端子ネジ、９３は端子ネジ９
２等を仕切る絶縁壁である。絶縁台９０には導電柱９１
がインサートされて、ジアリル樹脂等で成型されてい
る。端子台９を固定した仕切板４は外周面４４と環状壁
４３を容器ベース５の開口部５１と容器カバー３の凹欠
部３２の内周面にそれぞれ接合させて、ネジ２２により
容器カバー３の内側に固定される。また、ネジ９５は、
内部配線８３を導電柱９１に接続している。

【００１７】そして、仕切板４は容器カバー３と容器ベ
ース５とを仕切る裏蓋を構成し、プリント基板８を収納
する回路収納室Ｒ１と外部導線端子を収納する端子収納
室Ｒ２とを上下２室に分離する。２１は端子台９を仕切
板４に固定するネジ、２２は仕切板４を容器カバー３に
固定するネジ、２３は容器カバー３を容器ベース５に固
定するボルトで、ボルト２３には六角レンチが嵌合され
る六角穴付ボルトが用いられている。

【００１８】上述のような構成の本発明の熱感知器の組
立要領の一例を示せば、次の通りである。組立要領の一
部の説明に、図７も併用する。予め、端子台９を仕切板
４にネジ２１で固定し、幾分余裕を持たせた内部配線８
３をプリント基板８に接続しておく。また、環状の円板
７１を固着した保護管６２の内部に熱感知素子６０を封
入して充填材５３が充填されて、図１に示されたような
リード線６１を導出した感熱部６が組み付けられている
ものとする。

【００１９】先ず最初に、２つの六角スペーサ８４の脚
部のネジを、容器カバー３の凹欠部３２に設けられたネ
ジ孔に螺合して取り付ける。次に、上述した組付け済み
の感熱部６のリード線６１を容器カバー３のネジ孔３３
に通してから、パッキン６６を嵌めた中空ボルト６４を
ネジ孔３３に螺合する。螺合により背面側の凹欠部３２
に露出した中空ボルト６４の先端のネジ部に、留め金具
６８を螺合してから止めネジ６９で回り止めをする。こ
うして取付面に突出した細い感熱部６が容器カバー３の
中心部に立設されて、周辺部を保護枠３１に囲まれて外
力等から保護される。

【００２０】引き続いて、容器カバー３の凹欠部３２に
引き出された熱感知素子６０のリード線６１をプリント
基板８の挿通孔８１に挿通してから、プリント基板８を
六角スペーサ８４上に載置して２本の樹脂ネジ８５を用
いてプリント基板８を固定する。固定されたプリント基
板８の接続点８２に、リード線６１の先端を貫通させる
小孔を通してリード線６１の心線を個別に半田付けす
る。リード線６１の心線の半田付け接続で、熱感知素子
６０がプリント基板８上に実装された感知器回路に接続
される。リード線６１の接続後、プリント基板８から引
き出されたやや長めの内部配線８３（図３では先端に圧
着端子が設けられている）を端子台９の導電柱９１にネ
ジ９５によって接続する。そして、環状壁４３を凹欠部
３２に嵌め合わせて、ネジ２２で仕切板４を容器カバー
３に結合してプリント基板８が室Ｒ１に収容される。

【００２１】その後、組み付け前の１組の容器カバー３
と容器ベース５が、設置場所に運ばれて最初に容器ベー
ス５がボルト孔５５を利用して建造物の天井面に取り付
けられる。ここで、図示されていない接地用の導線を、
容器ベース５の内部と外部の接地ネジ５３，５４に接続
する。続いて、容器ベース５の両側のネジ孔５２から引
き込まれた外部配線を端子台９の４個の端子ネジ９２に
接続する。さらに、容器カバー３に取り付けられた仕切
板４の外周に切欠部４５で形成された溝内に、Ｏリング
４６をやや引き延ばしながら嵌め合わせる。そして、仕
切板４の外周４４を容器ベース５の開口部５１に嵌入し
て、六角レンチをボルト２３の頭の六角孔に合わせて締
め付ける。

【００２２】六角レンチの締め付けで容器カバー３が容
器ベース５に一体に固定され、回路収納室Ｒ１と端子収
納室Ｒ２内にそれぞれプリント基板８と端子台９が収納
されて熱感知器２が組み立てられる。而して、前述のよ
うに容器カバー３と容器ベース５で構成する熱感知器２
の容器１０は、全ての接合面のスキＷとスキの奥行きＬ
が防爆規定に適合して作られている。したがって、たと
えこの熱感知器２が化学工場にような爆発性の雰囲気内
に設置されていても、侵入したガスの爆発で熱感知器２
を構成する容器１０が破壊したり、内部の爆発で発生し
た火炎が接合面のスキを通過できずに消失されることに
なる。

【００２３】感熱部６を感熱方向に立設させて天井面１
等に設置された熱感知器２は、監視領域内の火災の発生
を常時監視する。そして、図８に示されたような水平気
流が天井面１に沿って流れると、円板７１が気流内の熱
を集めて感熱部６の熱感知素子６０に伝導する。万一、
火災が発生すると、火災の熱が円板７１によりムラなく
速やかに集められて、熱感知素子６０に伝えられる。火
災時の熱を感知した熱感知素子６０の感知信号は、リー
ド線６１を介してプリント基板８上に実装された感知器
回路に出力される。そして、感熱部６からの入力信号は
感知器回路で処理されて、火災信号が端子台９と容器ベ
ース５から導出された渡り配線を通して火災受信機等に
送られて必要な防火・防災処理が成される。同時に、確
認灯が点灯して表示窓３６を照射し、監視領域における
発報場所が確認される。

【００２４】図１０は実施形態１の集熱機構７の２つの
変形例で、（ａ），（ｂ）にそれぞれの構成が示されて
いる。図１０（ａ），（ｂ）において、７４は気流を通
す円形の多数の通気孔７５を設けた孔空き円板、７６は
三角形状の集熱片である。図１０の（ｂ）では、複数の
三角形状の集熱片７５の下部が一様にスカート状に角度
θを傾けて広げられ、頂点部を図示のように保護管６２
の先端内部の熱感知素子６０に対応する位置に連結した
集熱機構６が構成されている。図１０（ａ），（ｂ）の
ように構成すると、何れも気流との接触面積が増加して
集熱効果が高められる。

【００２５】図９は集熱板の取付動作を示す斜視図で、
図９（ａ）の７２はらう付け用の半田、図９（ｂ）の７
３は取付溝である。図９の（ａ）は、円板７１を半田付
けで感熱部の先端付近に固着したものである。また、保
護管６２に取付溝７３を設けた図９（ｂ）では、円板７
１を着脱可能に構成したものである。図９（ｂ）のよう
に着脱可能な構造にすれば、組立時や保守・点検時の任
意の時期に円板７１を着脱できるので都合がよい。

【００２６】図１０（ａ）の矢印のような上昇する気流
が孔空き円板７４に到達すると、気流が通気孔７５の隙
間を通って熱感知素子６０に熱を伝えながら通過するこ
とになる。したがって、前述のように火災の発生時の温
度勾配の高い熱気流が次々に通気孔７５を通過しながら
接触して熱を伝達するので、火災の感知の応答性を一層
高めることができる。特に、図１０（ｂ）の角度θ傾い
た集熱片７６を備えたスカート状の集熱機構７によれ
ば、集熱片７６が破線矢印に示すような直交方向の気流
に対面している。よって、傾斜角θを選定して、スカー
ト間の隙間で通気性を持ち、且つ気流の方向性に影響の
ない熱感知器を実現できる。

【００２７】なお、上述の本発明の実施形態ではサーミ
スタの熱感知素子を利用した熱感知器の場合を例示して
説明したが、その他の熱感知素子の場合にも本発明を適
用することができる。また、実施形態では防爆構造の場
合で説明したが、普通の熱感知器にも本発明は適用でき
る。また、変形例では円形の通気孔を設けた場合を示し
て説明したが、扇形や楕円形等の通気孔を穿設した集熱
板を保護管に多段に取り付けてもよい。さらに、集熱板
を保護管に取り外し可能にした着脱自在型や回転する風
車型或いは３軸方向の受熱面を持つ３次元型等を構成し
てもよく、集熱片の形状や材質等についても必ずしも実
施形態に限定するものではない。

【００２８】

【発明の効果】本発明は、熱による電気的特性の変化を
利用して火災を感知する熱感知素子を容器カバーにおけ
る取付面の熱の感知方向に立設した感熱部を有する熱感
知器において、熱感知素子を金属の保護管の先端部に封
入し、この保護管に集熱機構を設けた熱感知器を構成し
た。また、集熱機構を、保護管に直交する方向に取り付
けた円板で構成した熱感知器を構成した。また、集熱機
構に通気部を設けた熱感知器を構成した。また、集熱機
構に三次元方向の受熱面を設けた熱感知器を構成した。
また、集熱機構を着脱可能に構成した熱感知器を構成し
た。さらに、集熱機構を保護管に固着した熱感知器を構
成した。

【００２９】この結果、突出した感熱部に集熱機構が設
けられているので、集熱効果を高めることができる。ま
た、受熱面の広い集熱板が火災の熱を集熱しながら保護
管内の熱感知素子に伝達するので、火災の発生時の熱気
流の熱のムラが補償され熱感知素子の検出感度と応答性
を向上することができる。特に、通気部を設けて３軸方
向の受熱面を有する集熱機構によれば、気流の方向に無
関係になるばかりか、集熱動作が温度勾配の大きい熱気
流の変化に追随するので、熱感知素子の応答性を一層向
上することができる。

【００３０】よって、本発明によれば、簡単な構成で熱
感知素子の検出感度が向上し、高精度な熱感知器を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の感熱部の構成を示す断面
図である。

【図２】実施形態１の感熱部付近の構成を示す分解斜視
図である。

【図３】実施形態１の熱感知器の断面図である。

【図４】実施形態１の熱感知器の側面図である。

【図５】実施形態１の熱感知器の底面図である。

【図６】実施形態１の端子台の上面図である。

【図７】実施形態１の組立動作を示す斜視図である。

【図８】気流の感知動作を示す斜視図である。

【図９】集熱板の取付動作を示す斜視図である。

【図１０】変形例の気流の感知動作を示す斜視図であ
る。

【図１１】従来の感知器の断面図である。

【図１２】従来の感知器の素子ユニットの断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 天井面 ２ 熱感知器 ３ 容器カバー ４ 仕切板 ５ 容器ベース ６ 感熱部 ７ 集熱機構 ８ プリント基板 ９ 端子台 １０ 容器 ３１ 保護枠 ３６ 表示窓 ６０ 熱感知素子 ６１ リード線 ６２ 保護管 ６３ 充填材 ６４ 中空ボルト ６５ 貫通孔 ６６ パッキン ６７ らう付け部 ６８ 留め金具 ６９ 止めネジ ７１ 円板 ７２ 半田 ７３ 取付溝 ７４ 孔空き円板 ７５ 通気孔 ７６ 集熱片 Ｒ１ 回路収納室 Ｒ２ 端子収納室 θ 傾斜角

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱による電気的特性の変化を利用して火
   災を感知する熱感知素子を容器カバーにおける取付面の
   熱の感知方向に立設した感熱部を有する熱感知器におい
   て、 前記熱感知素子を金属の保護管の先端部に封入し、該保
   護管に集熱機構を設けたことを特徴とする熱感知器。
2. 【請求項２】 前記集熱機構を、保護管に直交する方向
   に取り付けた円板で構成したことを特徴とする請求項１
   記載の熱感知器。
3. 【請求項３】 前記集熱機構に通気部を設けたことを特
   徴とする請求項１または２に記載の熱感知器。
4. 【請求項４】 前記集熱機構に三次元方向の受熱面を設
   けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
   の熱感知器。
5. 【請求項５】 前記集熱機構を着脱可能に構成したこと
   を特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱感知
   器。
6. 【請求項６】 前記集熱機構を保護管に固着したことを
   特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の熱感知
   器。