JP4803677B2 - 火災警報器 - Google Patents

Description

本発明は、火災を検出して警報を出力すると共に、人の存在有無に対応してその警報内容を切替える火災警報器に関する。

従来、住宅用火災警報器は、室温が異常に高温になったとき、または室内の煙濃度が所定値を超えたときなどに火災が発生したと判断する火災検出部を備え、火災発生時に警報音声と共に表示灯を点滅させ、火災が発生したことを周囲に通知する警報機能を備えている。

また、火災検出部と共に人体検出部を備え、人の存在を検知しないときには警報音の音量を大きくし屋外の人間に通知する住宅用火災警報器（特許文献１参照）も提案されている。
特開２００６−２３５７８０号公報

しかしながら、従来の火災警報器は、逃げ遅れた人がいても救助者がその存在に気が付かないという問題があり、特に、自力で避難することが困難な高齢者や障害者の場合は救助作業に時間がかかることから、逃げ遅れのまま被災してしまう恐れがあった。

本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、逃げ遅れた人の存在を報知可能とした火災警報器を提供することを目的とする。

この目的を達成するため本発明は次のように構成する。まず本発明の火災警報器は、火災による煙又は熱を検出して火災検出信号を出力する火災検出部と、人の存在を検出して人体検出信号を出力する人体検出部と、人体検出信号に基づき人体の存在有無を示す人体検出情報を時間情報と共に記憶する記憶部と、火災検出部で火災を検出した際に、記憶部に所定時間以前に人の存在を示す人体検出情報が記憶されているか否か判定し、記憶されていない場合は火災警報信号を出力し、記憶されている場合は逃げ遅れ警報信号を出力する警報判定部と、警報判定部が出力する火災警報信号又は逃げ遅れ警報信号を音声出力する警報出力部とを備える。

ここで記憶部は、所定時間より長い過去の所定時間に亘り人体検出情報を時間情報と共に記憶する。

また記憶部は、人体検出部の人体検出信号を所定周期でサンプリングして人体の存在有無を示す人体検出情報を記憶する。

更に、警報判定部の火災警報又は逃げ遅れ警報を区別して外部接続機器に出力する移報回路を備える。

本発明によれば、火災を検出したときに、人が存在しない場合は通常の火災警報を出力し、人が存在する場合は逃げ遅れ警報を出力することで、救助者が逃げ遅れた人を速やかに発見し救助することができ、犠牲者の発生と、更に逃げ遅れた人の捜索による二次災害も防止できる。

また、人の存在は人体から発する熱を赤外線検出素子で検出するが、火災発生時にはその検出された熱が人体から発する熱か火災による熱かの判別が困難なため、人体検出情報を一定時間記憶しておくことで、火災の影響のない所定時間以前、例えば１５分以前から３０分以前の人体検出情報を基に逃げ遅れた人がいるかどうかを確実に判断できる。

また、警報を出力する際に、人の存在を検出しない場合は「ウ〜ウ〜、火事です、火事です」という音声メッセージで警報を繰り返し、人の存在を検出した場合は「ウ〜ウ〜、火事です、火事です、逃げ遅れの恐れがあります」と音声メッセージで警報を繰り返すことで、救助者が逃げ遅れた人がいることを瞬時に且つ的確に判断することができる。

図１は本発明による火災警報器の実施形態の外観を示した説明図であり、図１（Ａ）は設置された状態を示す正面図であり、図１（Ｂ）はその斜視図である。

火災警報器１０は、本体１２とカバー１４で構成され、本体１２の上部に位置する取付部１２ａで住宅内の任意の部屋の壁面に取り付けられる。カバー１４は中央部が皿状に突出しており、その周囲に煙流入口１６を開口している。

煙流入口１６を備えたカバー１４の内部には、図示しない煙チャンバーが組み込まれており、煙流入口１６を通して火災による煙をチャンバー内に流入し、発光素子と受光素子を備えた散乱光式の煙検出部により火災による煙を検出している。

カバー１４の皿状突出部の中央には人体検出用の赤外線検出素子の防護カバーを兼ねたドーム状の赤外線透過フィルター１８を備える。

更に、カバー１４の手前側には音響孔２０が設けられ、音響孔２０に対応した内部には音声警報出力用のスピーカが収納されている。カバー１４の左側には表示灯２２が設けられ、音響孔２０と表示灯２２の間にはＵ字型の切り抜きにより片持ち支持された押しボタン２４が形成され、押しボタン２４の内部には警報停止に使用するスイッチが組み込まれている。

図２は本発明による火災警報器の実施形態の回路構成を示したブロック図である。図２において、本発明の火災警報器１０は、電池２６、ノイズ吸収部２８、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）３０、人体検出部３８、煙検出部４０、警報出力部４８、表示灯部５４、スイッチ５６、電圧低下検出部５８及び移報部６０で構成される。

電池２６は火災警報器１０の電源を供給し、ノイズ吸収部２８は電池２６から供給される回路電圧の安定化を図る。

ＭＰＵ３０は、火災検出部３２、警報判定部３４及び記憶部３６を備え、人体検出部３８は赤外線検出素子を有し、煙検出部４０は、発光素子を有する発光部４２及び受光素子を有する受光部４４を備える。

ＭＰＵ３０はプログラムの実行により所定のタイミングで発光部４２の発光駆動、受光部４４のサンプリング、受光量による火災検出部３２での火災判定、赤外線検出素子の出力による人体検出部３８での人体検出判定、その人体検出情報の記憶部３６への記憶、記憶部３６に記憶された人体検出情報と火災検出部３２での火災判定結果から警報判定部３４での警報判定及び警報出力部４８への警報信号出力を行う。

更にＭＰＵ３０は、表示灯部５４の点灯制御、スイッチ５６による警報停止、電圧低下検出部５８による電源電圧の監視などを行う。

ＭＰＵ３０による人体の検出は周期的に行われ、人体検出部３８は、例えば１０秒周期で赤外検出素子の出力レベルを取得して人体の存在有無を判定し、記憶部３６にその人体検出情報を記憶する。記憶部３６の記憶容量には限りがあるため、例えば現在から過去３０分間の人体検出情報を保持する。

また、ＭＰＵ３０による煙の検出も周期的に、例えば１０秒周期で行われる。発光部４２は、ＭＰＵ３０からのパルス信号により発光素子、例えば赤外線発光ダイオードに電流を流して発光させ、受光部４４は発光部４２による赤外線発光ダイオードの駆動で照射された光が煙により反射した散乱光を受光素子、例えばフォトダイオードに入射して光電流に変換し、更に電圧信号に変換して火災検出部３２に出力する。

なお、人体の検出周期及び煙の検出周期は１０秒である必要はなく、記憶時間も３０分である必要はない。記憶容量等の条件を考慮し適宜適切な値を設定すればよいが、実際には何時間も以前の人体検出情報は、火災時に逃げ遅れた人がいるか否かを判定する情報としては古く意味を成さないため、記憶時間は３０分程度が現実的である。

火災検出部３２は、周期的に煙検出部４０からの出力レベルを取得して火災を判定するが、誤報を防止するために２回連続して火災を判定した場合に警報出力し、その後２回連続して火災を判定しなければ警報を停止する。

警報判定部３４は、火災検出部３２が火災を検出すると、記憶部３６に所定時間以前、例えば１５分以前に人の存在を示す人体検出情報が記憶されているか否かを判定し、記憶されていない場合は火災警報信号を、記憶されている場合は逃げ遅れ警報信号を警報出力部４８に出力する。

火災の直前の所定時間、例えば１５分間の赤外線検出素子の出力に基づく人体検出情報は、人体が発する熱なのか火災による熱かを判断するのが困難なため、１５分以前の人体検出情報で人の存在を判定する。この時間は１５分である必要はなく、人体検出部３８の人体判別能力等の条件を考慮し適宜適切な値を設定すればよい。

図３は図２に示す記憶部３６に記憶された人体検出情報のテーブルである。図３（Ａ）（Ｂ）において、第１行（最上行）が現在で第２行は人体の検出周期、例えば１０秒前であるというように、現在から記憶時間の限度、例えば３０分過去までを１０秒間隔で、人体検出部３８が人体の存在有無を判定した人体検出情報を記憶している。

１０秒毎の新たな人体検出情報は第１行に記憶され、それ以前の人体検出情報はそれぞれ１行下にシフトする。人体検出列の「１」は人体の存在有りで「０」は人体の存在無しを表している。

火災検出部３２が火災を検出した時点で所定時間、例えば１５分以前に人体を検出しているか否か、すなわち「Ｔｎ」行より下の行の人体検出情報に「１」があれば人体を検出したとして逃げ遅れ警報信号を、「０」しかなければ火災警報信号を出力する。

例えば図３（Ａ）の場合は、「Ｔ１〜Ｔ３」が「１」であるが「Ｔ４〜Ｔｍａｘ」が「０」であるため人は存在しないと判定し、図３（Ｂ）の場合は、「Ｔ４〜Ｔｎ−３」は「０」であるが「Ｔｎ−２〜Ｔｎ＋２」が「１」なので、１５分以前に人が存在したと判定する。

再び図２を参照するに、警報出力部４８は、警報判定部３４から火災警報信号としてアナログ音声信号の出力を受けると、増幅部５０で増幅した警報音声をスピーカ５２で、例えば「ウ〜ウ〜、火事です、火事です」と繰り返す。

逃げ遅れ警報信号の出力を受けた場合、すなわち火災現場に人が居る可能性がある場合は、同様にスピーカ５２から、例えば「ウ〜ウ〜、火事です、火事です、逃げ遅れの恐れがあります」と、救助者が逃げ遅れた人がいることを瞬時に且つ的確に判断することができる音声で警報を繰り返す。

表示灯部５４は、火災検出部３２が火災を検出した際の出力を受けて、図１に示す表示灯２２としてのＬＥＤを発光駆動する。

スイッチ５６は、図１に示す押しボタン２４の押圧により作動し、スイッチ５６が作動するとＭＰＵ３０は所定時間、例えば６分間、警報出力部４８による音声警報及び表示灯部５４による表示灯２２の発光を停止する。

電圧低下検出部５８は電源電圧を監視し、検出した電圧が所定の電圧以下に低下すると、ＭＰＵ３０は表示灯部５４のＬＥＤを点滅させ、またスピーカ５２から所定の周期、例えば４０秒周期で警告音を鳴動させる。

移報部６０は、火災判定が行われた際の警報判定部３４からの火災警報信号、又は逃げ遅れ警報信号を受け、移報端子６２ａ、６２ｂに接続している外部接続機器６４に対し移報信号を送出して作動させる。

外部接続機器６４は火災警報信号又は逃げ遅れ警報信号の種類に応じて異なる警報を行うことができる。例えば、他の場所に設置した火災警報器と接続され、他の火災警報器から火災警報信号を受信した場合は「ウ〜ウ〜、他の火災警報器が作動しました」と音声警報を行い、逃げ遅れ警報信号を受信した場合は「ウ〜ウ〜、他の火災警報器が作動しました。火災発生場所で逃げ遅れの恐れがあります」と音声警報を行うことができる。

図４は図２に示す本発明による火災警報器の実施形態の処理手順を示すフローチャートである。まず、火災警報器１０の電源が投入されるとＭＰＵ３０において処理が開始され、ステップＳ１で人体検出部３８の赤外線検出素子の出力レベルに基づく人体検出情報を１０秒周期で記憶部３６に記憶する。

続いて、ステップＳ２でＭＰＵ３０は発光部４２の発光素子を１０秒周期で発光駆動し、受光部４４は発光素子の駆動で照射された光が煙により反射した散乱光を受光素子に入射して受光信号を火災検出部３２に出力する。

次に火災検出部３２は、ステップＳ３で受光部４４から受けた受光信号の信号レベルを取得し、ステップＳ４で信号レベルを基に煙の検出があったか否かを判定し、煙の検出を判定するとステップＳ５に進む。

警報判定部３４は、ステップＳ５で記憶部３６から人体検出情報を取得する。続いて、ステップＳ６で人体検出情報を基に１５分以前に人体が検出されているか否かを判定し、１５分以前に人体が検出されていればステップＳ７に進み逃げ遅れ警報を警報出力部４８から出力し、１５分以前に人体が検出されていなければステップＳ８に進み火災警報を警報出力部４８から出力する。

逃げ遅れ警報又は火災警報が出力された後、あるいはステップＳ４で煙の検出がされなかった場合は、ステップＳ９でスイッチ５６を操作し警報停止指示がされているか否かを判定し、警報停止指示があった場合はステップＳ１０に進み警報を停止する。

図５は本発明による火災警報器の他の実施形態として、火災による熱を検出する熱検出部を備えた方式の回路構成を示したブロック図であり、図２に示す本発明による火災警報器の実施形態の煙検出部４０が熱検出部４６に変更された以外は同じ構成である。

図６は図５に示す記憶部３６に記憶された人体検出時刻のテーブルである。図３に示す実施形態のサンプリング方式に対しイベント駆動方式としている。

図６（Ａ）（Ｂ）において、第１行（最上行）の「Ｔ１」は最後に人体が検出された時刻で第２行の「Ｔ２」はその前に人体が検出された時刻であるというように、現在から記憶時間の限度、例えば３０分過去までを、人体検出部３８が人体の存在を示す人体検出情報を得たときのみ時間情報と共に記憶している。

新たな人体検出情報は１行目に記憶され、それ以前の人体検出情報はそれぞれ１行下にシフトする。新たに人体検出情報が記憶された時点で３０分以前の時間情報は削除される。図３と同様に、人体検出列の「１」は人体の存在有りで「０」は人体の存在無しを表している。

火災検出部３２が火災を検出した時点で１５分以前に人体を検出しているか否か、すなわち火災を検出した時点より１５分以前の時間情報がテーブルに存在すれば人体を検出したとして逃げ遅れ警報信号を、存在しなければ火災警報信号を出力する。

例えば図６（Ａ）の場合は、火災を検出した時点より１５分以上過去の時間情報が存在しないため人は存在しないと判定し、図６（Ｂ）の場合は、１５分以上過去の時間情報が３個存在するので、１５分以前に人が存在したと判定する。

図７は図５に示す他の実施形態の処理手順を示したフローチャートであり、ステップＳ１〜Ｓ４の処理手順以外は図４に示すフローチャートと同じである。まず、火災警報器１０の電源が投入されるとＭＰＵ３０において処理が開始され、ステップＳ１で人体検出部３８の赤外線検出素子の出力レベルに基づき人体の存在を検出したときに、その時間情報を記憶部３６に記憶する。

続いて、ステップＳ２でＭＰＵ３０は熱検出部４６を１０秒周期で検出駆動し、検出信号を火災検出部３２に出力する。

次に火災検出部３２は、ステップＳ３で熱検出部４６から受けた信号レベルを取得し、ステップＳ４で信号レベルを基に熱の検出があったか否かを判定し、熱の検出を判定するとステップＳ５に進む。

警報判定部３４は、ステップＳ５で記憶部３６から人体検出情報を取得する。続いて、ステップＳ６で人体検出情報を基に１５分以前に人体が検出されているか否かを判定し、１５分以前に人体が検出されていればステップＳ７に進み逃げ遅れ警報を警報出力部４８から出力し、１５分以前に人体が検出されていなければステップＳ８に進み火災警報を警報出力部４８から出力する。

逃げ遅れ警報又は火災警報が出力された後、あるいはステップＳ４で煙の検出がされなかった場合は、ステップＳ９でスイッチ５６を操作し警報停止指示がされているか否かを判定し、警報停止指示があった場合はステップＳ１０に進み警報を停止する。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含み、更に上記の実施形態に示した数値による限定は受けない。

また、人体検出部は人体からの赤外線を検出するセンサに限らず、例えば超音波センサ、Ｃｏセンサ、振動センサ等、人体を検知できるものであればよく、部屋の照明スイッチのオンを検出してもよい。

本発明による火災警報器の実施形態の外観を示した説明図 本発明による火災警報器の実施形態の回路構成を示したブロック図 図２に示す記憶部に記憶された人体検出情報のテーブル 本発明による火災警報器の実施形態の処理手順を示すフローチャート 本発明による火災警報器の他の実施形態の回路構成を示したブロック図 図５に示す記憶部に記憶された人体検出情報のテーブル 本発明による火災警報器の他の実施形態の処理手順を示すフローチャート

符号の説明

１０：火災警報器
１２：本体
１２ａ：取付部
１４：カバー
１６：煙流入口
１８：赤外線透過フィルター
２０：音響孔
２２：表示灯
２４：押しボタン
２６：電池
２８：ノイズ吸収部
３０：ＭＰＵ
３２：火災検出部
３４：警報判定部
３６：記憶部
３８：人体検出部
４０：煙検出部
４２：発光部
４４：受光部
４６：熱検出部
４８：警報出力部
５０：増幅部
５２：スピーカ
５４：表示灯部
５６：スイッチ
５８：電圧低下検出部
６０：移報部
６２ａ、６２ｂ：移報端子
６４：外部接続機器

Claims (4)

1. 火災による煙又は熱を検出して火災検出信号を出力する火災検出部と、
   人の存在を検出して人体検出信号を出力する人体検出部と、
   前記人体検出信号に基づき人体の存在有無を示す人体検出情報を時間情報と共に記憶する記憶部と、
   前記火災検出部で火災を検出した際に、前記記憶部に所定時間以前に人の存在を示す人体検出情報が記憶されているか否か判定し、記憶されていない場合は火災警報信号を出力し、記憶されている場合は逃げ遅れ警報信号を出力する警報判定部と、
   前記警報判定部が出力する前記火災警報信号又は逃げ遅れ警報信号を音声出力する警報出力部と、
   を備えたことを特徴とする火災警報器。
   
2. 請求項１記載の火災警報器に於いて、前記記憶部は、前記所定時間より長い過去の所定時間に亘り人体検出情報を時間情報と共に記憶することを特徴とする火災警報器。
   
3. 請求項１記載の火災警報器に於いて、前記記憶部は、前記人体検出部の人体検出信号を所定周期でサンプリングして人体の存在有無を示す人体検出情報を記憶することを特徴とする火災警報器。
   
4. 請求項１記載の火災警報器に於いて、
   前記警報判定部の前記火災警報又は前記逃げ遅れ警報を区別して外部機器に出力する移報回路を備えることを特徴とする火災警報器。

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