差動式感知器とは｜スポット型・分布型の構造と作動原理

差動式感知器は温度上昇率で作動する熱感知器

差動式感知器とは、周囲温度の上昇率が一定以上になったときに火災信号を発信する熱感知器です。感知器規格省令では、差動式スポット型は一局所の熱効果、差動式分布型は広範囲の熱効果の累積で作動するものとして整理されています。

「感知器の分類と全体像」で紹介したとおり、差動式は平常時の温度変化が大きすぎない室で検討される熱感知器です。

差動式にはスポット型と分布型の2つの形式があります。

甲種4類・乙種4類では、スポット型の動作原理とリーク孔の役割、分布型の空気管式の構造をセットで整理します。

差動式スポット型感知器の構造

差動式スポット型は、内部に空気室（感熱室）を持つ感知器です。丸い本体を天井に取り付けて使います。鑑別試験では感知器の写真を見て名称を答える問題が出ます。差動式スポット型は丸くて平たい形状で、側面に空気を取り入れるスリット（金属メッシュ）があるのが外観上の特徴です。

内部構造

動作原理 ― 火災のとき

平常時の動作 ― なぜ誤報しないのか

ポイントはリーク孔です。

リーク孔 ― 差動式のカギとなる部品

リーク孔（漏気孔）は、差動式スポット型の作動原理を理解するうえで重要な部品です。

つまりリーク孔は、温度変化の「速さ」を判別するフィルターの役割を果たしています。この仕組みがあるから、差動式は日常的な温度変化では作動せず、火災のような急激な温度上昇だけに反応できるのです。

リーク孔が詰まるとどうなる？

リーク孔にほこりや汚れが詰まると、緩やかな温度変化でも空気が逃げられなくなります。すると暖房をつけただけでダイヤフラムが動いてしまい、非火災報（誤報）の原因になります。

逆にリーク孔が広がりすぎると、火災の急激な温度上昇でも空気が逃げてしまい、作動しない（失報）原因になります。

リーク孔の状態は差動式の作動に関わります。「リーク孔が詰まった場合は作動しやすくなる方向」、「リーク孔が広がりすぎた場合は作動しにくくなる方向」と整理しておきましょう。

差動式分布型感知器の構造

差動式分布型は、天井に空気管や熱電対を張り巡らせて、広い範囲の温度変化を検出する感知器です。スポット型が「1点」の監視なのに対して、分布型は「面」の監視ができます。

分布型には空気管式と熱電対式の2つがあります。

空気管式 ― 空気管で広範囲をカバー

空気管式は、細い空気管を天井面に張り巡らせ、管内の空気の膨張で火災を検出する分布型感知器です。

動作原理はスポット型と同じ「空気の膨張→ダイヤフラム→接点」です。違いは、感熱部分が空気管全体に広がっていること。空気管が張られた範囲のどこで温度が急上昇しても検出できます。

空気管の敷設ルール

空気管の敷設には主な規定があります。

なぜ露出部分が大事なの？

差動式分布型は、感知区域の熱効果を空気管で受けて検出します。消防法施行規則では、空気管式について感知区域ごとの露出部分、取付位置、一の検出部に接続する空気管長などが定められています。

熱電対式 ― 電気で温度変化を検出

熱電対式は、2種類の異なる金属を接合した熱電対を天井に複数設置し、温度変化による起電力（ゼーベック効果）で火災を検出する方式です。

熱電対式は、空気管式のように空気の膨張を見るのではなく、熱電対部の温度変化を電気的な変化として扱う方式です。

空気管式 vs 熱電対式

スポット型 vs 分布型 ― どう使い分ける？

施行規則の取付面高さの表では、差動式スポット型は8m未満まで、差動式分布型は15m未満までの範囲で扱われます。実際の設置では、感知区域、構造、空気吹出口との位置関係などもあわせて確認します。

差動式感知器の弱点

差動式は優れた感知器ですが、原理上の弱点があります。

弱点1：緩慢な温度上昇に弱い

差動式は「急激な温度上昇」で作動する感知器です。逆に言えば、ゆっくりと温度が上がる火災（くすぶり火災など）ではリーク孔から空気が逃げてしまい、作動しない可能性があります。

この弱点を補うのが補償式感知器（差動式＋定温式）です。詳しくは「補償式・熱アナログ式感知器」をご覧ください。差動式で捉えられない緩慢な温度上昇も、定温式の機能で「一定温度に達したら作動」というバックアップが効きます。

弱点2：温度変動が大きい場所に不向き

厨房やボイラー室のように、日常的に温度が急変する場所では、火災でなくても差動式が作動してしまう（非火災報）リスクがあります。こうした場所には定温式感知器を使います（「定温式感知器」で詳しく解説）。

弱点3：リーク孔の詰まりによる誤報

先ほど説明したとおり、リーク孔にほこり等が詰まると、緩やかな温度変化でも空気が逃げられず、非火災報の原因になります。定期的な点検・清掃が欠かせません。

差動式感知器の試験方法

差動式感知器の作動試験は、加熱試験で行います。

スポット型の試験

加熱試験器を使って感知器を加熱し、受信機が正常に火災表示するか確認します。差動式スポット型は「急激な温度上昇」で作動するため、試験器で素早く加熱することが重要です（ゆっくり加熱するとリーク孔から空気が逃げて作動しない）。

現場では、長い棒の先端に取り付けた加熱試験器で天井の感知器を覆い、熱風を当てて動作を確認します。このとき別の点検員が受信機で火災表示を確認する――この「現場＋受信機のペア作業」は実技試験の基礎知識です。

分布型（空気管式）の試験

空気管式の試験には、作動試験のほかに以下の特有の試験があります。

空気管式は空気管の「詰まり」「漏れ」「接点の間隔」がすべて性能に影響するため、スポット型よりも試験項目が多くなります。

覚え方は「作・流・接・リ（サ・リュウ・セツ・リ）」。作動試験→流通試験→接点水高試験→リーク試験の4つを、名前と目的のセットで整理します。詳しくは「感知器の試験方法」で解説しています。

全体のまとめ

次のステップ

差動式を理解したら、次は定温式を学びましょう。差動式が見ているものと、定温式が見ているものを対比すると整理しやすくなります。

まとめ問題

問題1：差動式スポット型感知器の動作原理に関する記述のうち、正しいものはどれか。

（1）周囲の温度が一定の値に達したときに接点が閉じて作動する
（2）空気室内の空気が温度上昇で膨張し、ダイヤフラムを押し上げて接点が閉じる
（3）煙の粒子が光を散乱させることで作動する
（4）炎の赤外線を検出して作動する

問題2：差動式スポット型感知器のリーク孔に関する記述のうち、誤っているものはどれか。

（1）リーク孔は、緩やかな温度変化で膨張した空気を逃がす役割がある
（2）リーク孔が詰まると、日常的な温度変化でも作動する原因になる
（3）リーク孔が広がりすぎると、火災時に作動しない原因になる
（4）リーク孔は、火災時に煙を排出するための穴である

問題3：差動式分布型感知器（空気管式）に関する記述のうち、正しいものはどれか。

（1）空気管は天井裏に隠蔽して設置しなければならない
（2）空気管の外径は1.94mm未満でよい
（3）1つの検出部に接続する空気管の長さは100m以下とする
（4）取付面の高さが20m以上の場所にも設置できる

問題4（応用）：差動式感知器を設置する場所として、最も不適切なものはどれか。

（1）事務所の執務室
（2）会議室
（3）厨房
（4）休憩室

独学が不安な方へ