JP2010238109A

JP2010238109A - 光電式煙感知器

Info

Publication number: JP2010238109A
Application number: JP2009087411A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Hoshino; 智宏星野; Katsuhiro Suzuki; 克裕鈴木; Takashi Ito; 尚伊藤
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-21
Anticipated expiration: 2029-03-31
Also published as: JP5534696B2

Abstract

【課題】反射光が検煙部に進入するのを防止できて、Ｓ／Ｎ比を向上させることができるようにする。
【解決手段】検煙部１の内部に光を照射する発光素子２２と、発光素子２２から照射され、検煙部の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子２３と、発光素子２２から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁２４，４０ａと、を有し、複数の遮光壁２４，４０ａを、発光素子２２の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置とする。
【選択図】図８

Description

本発明は、光電式煙感知器、特に検煙部に進入する反射光（迷光）の量を少なくできて、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる光電式煙感知器に関する。

従来より、散乱光式煙感知器において、発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する遮光壁を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第２７４４８７２号公報（図１〜図３）

しかしなから、従来の散乱光式煙感知器においては、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布のパターン（放射パターン）を考慮せずに遮光壁を配置している。このため、遮光壁、特に受光素子への直接光の進入を防ぐ遮光壁が放射パターンのエリア内に必要以上に進入した状態で設置されることとなり、この遮光壁の放射パターン側のエッジ等で反射した迷光の量が多く、Ｓ／Ｎ比が悪かった。

本発明の技術的課題は、反射光が検煙部に進入するのを防止できて、Ｓ／Ｎ比を向上させることができるようにすることにある。

本発明に係る光電式煙感知器は、下記の構成からなるものである。すなわち、検煙部と、検煙部の出力信号に基づいて火災を判断する火災判別部と、を有し、火災判別部が火災と判断すると火災信号を出力する光電式煙感知器において、検煙部の内部に光を照射する発光素子と、発光素子から照射され、検煙部の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子と、この発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁と、を有し、煙流入部に外光が入射することを防止する複数の壁体と、この壁体の間に形成された煙流入口と、を有し、前記複数の遮光壁を、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置としたものである。

本発明に係る光電式煙感知器は、下記の構成からなるものである。すなわち、検煙部と、検煙部の出力信号に基づいて火災を判断する火災判別部と、を有し、火災判別部が火災と判断すると火災信号を出力する光電式煙感知器において、検煙部は、実装部と、煙流入部と、を備え、実装部は、この実装部の内部に光を照射する発光素子と、この発光素子から照射され、検煙部の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子と、この発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁と、を有し、煙流入部は、煙流入部に外光が入射することを防止する複数の壁体と、この壁体の間に形成された煙流入口と、を有し、実装部と前記煙流入部とは、煙流入部が下側になるように重ねて配置され、開口部で連通されており、前記複数の遮光壁を、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置としたものである。

また、複数の遮光壁の一部は、発光素子に対向する壁の近傍に配置され、発光素子から照射された光の反射を繰り返させて減衰させる光トラップとして構成されてなるものである。

本発明においては、発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁を設け、かつこれら複数の遮光壁を、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置（例えば、真正面の遮光壁は発光部から最も遠くに配置）としているので、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布のパターン（放射パターン）のエリア内に遮光壁を必要以上に進入させることがなくなって、この遮光壁で反射する光（迷光）の量を少なくでき、検煙部に進入する迷光の量が少なくなって、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。

また、複数の遮光壁の一部は、発光素子に対向する壁の近傍に配置して、発光素子から照射された光の反射を繰り返させて減衰させる光トラップとして構成したので、遮光壁で反射する迷光の量をさらに少なくでき、検煙部に進入する反射光（迷光）の量が少なくなって、Ｓ／Ｎ比をさらに向上させることができる。

本発明の一実施の形態に係る火災警報器の検煙部を上下逆にして示す分解斜視図である。本発明の一実施の形態に係る火災警報器の検煙部の下面図である。図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。図２の側面図である。図４のＢ−Ｂ線矢視断面図である。本発明の一実施の形態に係る火災警報器の煙流入部の下面図である。本発明の一実施の形態に係る火災警報器の実装部の下面図である。本発明の一実施の形態に係る火災警報器の発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度の指向角例を示す実装部の横断面図である。

以下の実施の形態では、光電式煙感知器の構成に押し釦スイッチやブザー等の警報装置を設けた火災警報器に本発明を実施した場合について説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る火災警報器の検煙部を上下逆にして示す分解斜視図、図２はこの火災警報器の検煙部の下面図、図３は図２のＡ−Ａ線矢視断面図、図４は図２の側面図、図５は図４のＢ−Ｂ線矢視断面図、図６はこの火災警報器の煙流入部の下面図、図７はこの火災警報器の実装部の下面図、図８はこの火災警報器の発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度の指向角例を示す実装部の横断面図である。なお、説明の都合上、図は全て天井設置時の配置とは逆になっており、以下の説明では、上下の表記は天井設置時の配置に基づくものとする。

本実施の形態に係る火災警報器は、検煙部１が、煙流入部１０及び実装部２０等から構成されている。煙流入部１０は、略円筒形状をしており、板部材１１及び壁体１２等から構成されている。板部材１１は略円板状をしており、略中心部に開口部１３が形成されている。また、板部材１１の外周部には、後述する発光素子ホルダ２６及び受光素子ホルダ２７のそれぞれの対応する位置に凸部１１ａ及び凸部１１ｂが形成されている。この板部材１１における下面側の周縁部には、複数の例えば略Ｊ字状の壁体１２が、所定の間隔を空けて、略円環状に立設されている。これにより、煙流入部１０は、上面部が板部材１１によって覆われるように略円筒状に形成されている。壁体１２は、煙流入部１０や実装部２０へ外光が入射することを防止している。また、各壁体１２間に形成された空間（所定の間隔）は、煙流入部１０に煙が流入するための煙流入口１４となっている。煙流入部１０の下面側開口部は蓋体１６により閉塞されており、煙流入部１０内が暗箱となっている。また、煙流入部１０の側面部には、煙流入口１４から虫が侵入することを防止するため、防虫網（図示せず）が設けられている。

煙流入部１０の上方には、実装部２０が設けられている。この実装部２０は、光学台２１、発光素子２２、受光素子２３、遮光壁２４及び光トラップ４０等から構成されている。光学台２１は下部が開口した略円筒形状となっており、発光素子２２を収納するための発光素子ホルダ２６、及び受光素子２３を収納するための受光素子ホルダ２７が設けられている。これら発光素子ホルダ２６及び受光素子ホルダ２７の外側端部は、光学台２１の外周部から突出するように設けられている。また、光学台２１の発光素子２２に対向する周壁の近傍に、発光素子２２から照射された光を、図８に示す１次反射光５０ａ、２次反射光５０ｂ、３次反射光５０ｃ…のように反射を繰り返させて減衰させる複数の遮光壁４０ａでなる光トラップ４０が設けられている。光トラップ４０は、発光素子２２の照射光を十分減衰できるように、他の周壁より半径を大きくしている。また、複数の遮光壁４０ａは、それぞれの間の周壁に形成する袋小路毎に照射光が所定回数の反射を繰り返すように、発光素子２２に平面部を向けて略直線状に延びている。さらに、複数の遮光壁４０ａの内側端部のエッジ形状は鋭角としている。これらにより、発光素子２２の照射光は光トラップ４０で確実に減衰できるため、検煙部内に多量の迷光が発生することを防止している。光トラップ４０の複数の遮光壁４０ａの数や形状は、発光素子２２の照射パターン（図示せず）によって適宜決定される。煙流入部１０が実装部２０の下方に設けられた状態においては、暗箱となっている煙流入部１０が光学台２１の開口部を閉塞する。これにより、光学台２１内も暗箱となっている。また、煙流入部１０が実装部２０の下方に設けられた状態において、煙流入部１０と実装部２０とは、開口部１３を介して連通している。なお、実装部２０の高さは、煙流入部１０の高さよりも大きくなっている。

発光素子ホルダ２６には、例えばフック等からなる一対の保持部材２６ａが設けられている。これら保持部材２６ａに挟持されて、発光素子２２は発光素子ホルダ２６に収納されている。このとき、発光素子２２のリード部は、略直角に曲げられており、発光素子ホルダ２６に形成された貫通孔２６ｂに挿通され、光学台２１の上面部から突出している。また、発光素子２２の発光部の近傍、つまり発光素子ホルダ２６の前面に、発光素子２２の発光部の外径よりも幅狭の縦長スリット３０ａを有するアパーチャ３０が設けられており、左右両側への照射光量を制限できるようになっている。

受光素子２３は、ここでは、例えば半値角が１０°の狭い放射パターンを有するＬＥＤを用いており、シールドケース２８内に設けられ、このシールドケース２８と共に受光素子ホルダ２７に収納されている。シールドケース２８は、上部及び受光素子２３の受光部と対向する範囲が開口した、略角筒形状をしている。このシールドケース２８には例えば押さえ片等からなる保持部材２８ａが設けられており、受光素子２３は、シールドケース２８の側面部と保持部材２８ａに挟持され、シールドケース２８内に設けられている。シールドケース２８の上部には凸部２８ｂが形成されており、この凸部２８ｂを回路基板（図示せず）に形成された開口部に挿通させて半田付けすることによって、シールドケース２８及び受光素子２３は固定されている。

発光素子２２及び受光素子２３が光学台２１内に収納された状態において、発光素子２２はその照射範囲が光学台２１の略中心部を向くように設けられており、受光素子２３はその受光範囲が光学台２１の略中心部を向くように設けられている。また、発光素子２２の光軸と受光素子２３の光軸は、側面視において略平行となり、平面視において所定の角度をなすように設けられている。つまり、発光素子２２の照射範囲と受光素子２３の受光範囲との重合部である煙検出部で煙を検出する。より詳しくは、発光素子２２から照射された光がこの煙検出部に進入する煙によって散乱される光を、受光素子２３は受光する。

また、発光素子２２の光軸と受光素子２３の光軸とのなす角度が鈍角となる側の光学台２１には、図８のように発光素子２２の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布のパターン（放射パターン）５０に合わせた形状、配置とした遮光壁２４が立設されている。すなわち、この遮光壁２４は、平面視における断面形状がく字形状をしており、光学台２１の中心部側を略Ｖ字状に切り欠いた形状となっている。これにより、遮光壁２４には、エッジ部２４ａ及びエッジ部２４ｂが形成されている。また、これらエッジ部２４ａ，２４ｂは、放射パターン５０に沿って配置され、必要以上に放射パターン５０のエリア内に進入することがないように考慮されている。そして、エッジ部２４ａは、発光素子２２の照射した光を受光素子２３が直接受光することを防止している。エッジ部２４ｂは、エッジ部２４ａで乱反射した迷光を受光素子２３が受光することを防止している。

実装部２０は、回路基板（図示せず）の下面部に実装されている。この回路基板には複数の電気部品（図示せず）が実装されており、これら電気部品が火災判別部等を構成する。そして、火災判別部（図示せず）は、受光素子２３が検出する受光量に基づいて火災が発生したか否かを判別する。受光素子２３が検出する受光量は、例えば電圧等によって火災判別部にに出力される。

検煙部１及び回路基板等は、煙流入性が確保された筐体（図示せず）内に設けられ、火災警報器を構成する。そして、この火災警報器は、例えば家屋等の監視空間に設置される。火災警報器が監視空間の天井面に取り付けられた状態においては、火災警報器は、煙流入部１０が下側となって設置される。

火災警報器は、例えばリチウム電池等の電池を駆動源としている。つまり、電池は、検煙部１の発光素子２２や回路基板（図示せず）の火災判別部等に電源供給する。

次に、本実施の形態の火災警報器の動作について説明する。
まず、火災により発生した煙は、監視空間の天井面等に沿って流れ、検煙部１の煙流入部１０に流入する。このとき、遮光壁２４は実装部２０のみに設けられている。つまり、煙流入部１０に遮光壁２４が設けられていない。一方、発光素子２２及び受光素子２３等は、煙流入部１０に設けられていない。したがって、遮光壁２４等が煙流入部１０に流入する煙の流れを遮らず、煙流入部１０の煙流入特性が向上する。なお、遮光壁２４は必ずしも実装部２０のみに設けられている必要はなく、煙流入部１０の煙流入特性が低下しない範囲において、遮光壁２４の先端部が煙流入部１０内に挿入されていてもよい。先端部が煙流入部１０内に挿入するような長さに遮光壁２４を設けることにより、発光素子２２が照射する光を受光素子２３が直接受光することを、より確実に防止することができる。

煙は粒子の質量が小さいため慣性が小さい。よって、流動状態を変化させやすいので、煙流入部１０に流入した煙は、開口部１３を通って実装部２０へ流入する。実装部２０に煙が流入すると、この煙によって発光素子２２の照射した光が散乱する。この散乱光は受光素子２３によって受光される。つまり、受光素子２３の受光量が変化する。そして受光素子２３は、受光量に応じた検出値（電圧等）を火災判別部（図示せず）に出力する。この検出値に基づいて、火災判別部は火災が発生したか否かを判別する。火災が発生したと判断すると、火災判別部は、ＬＥＤ等の発光素子やブザー等の警報装置（図示せず）によって火災が発生したことを周囲に警報する。なお、本実施の形態では、実装部２０の高さ寸法が煙流入部１０の高さ寸法よりも大きくなっているので、煙流入部１０に流入した煙は実装部２０へ流入しやすくなっている。このため、火災判別部（火災警報器）は、精度よく火災を判断することができる。

また、発光素子２２から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁２４，４０ａを設け、かつこれら複数の遮光壁２４，４０ａを、発光素子２２の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置（真正面の遮光壁４０ａは最も遠くに配置、サイドの遮光壁２４は最も近くに配置）としているので、発光素子２２の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布のパターンすなわち放射パターン５０の特に、発光強度が大きいエリア内に遮光壁２４，４０ａを必要以上に進入させることがなくなって、これら遮光壁２４，４０ａで反射する迷光の量を少なくでき、検煙部に進入する迷光の量が少なくなって、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。特に、光トラップ４０を形成する複数の遮光壁４０ａ（例えば４本）のいずれにおいても内側端部のエッジが放射パターン５０のエリア内に必要以上に進入しないことによる迷光量減少効果が大きく、これらエッジから検煙部内に多量の迷光を発生させることがなくなって、Ｓ／Ｎ比を容易に向上させることができる。
図８は相対発光強度分布が真正面（放射角０°）で最大であり、放射角が大きくなるにつれて減少する発光素子２２を使用した一例であるが、発光素子２２の放射パターン５０に応じて複数の遮光壁２４，４０ａは適宜配置される。

また、実装部２０の発光素子２２に対向する周壁の近傍に、発光素子２２から照射された光の反射を繰り返させて減衰させる遮光壁４０ａでなる光トラップ４０を設けたので、検煙部１に照射された光が遮光壁等を反射する迷光の量を少なくでき、Ｓ／Ｎ比をさらに向上できる。

また、発光素子２２の発光部の近傍に、発光素子２２の発光部の外径よりも幅狭の縦長スリット３０ａを有するアパーチャ３０を設け、左右両側への照射光量を制限したので、縦長スリット３０ａによって発光素子２２の左右方向への照射光をなくすことができ、遮光壁等を反射する迷光の量を少なくでき、Ｓ／Ｎ比を向上させることができる。

また、検煙部１が、煙流入部１０の上方に実装部２０を設けた二段式に構成されているので、実装部２０では光トラップだけ形成すればよく、実装部２０の容量を大きくできる。

なお、本実施の形態では、検煙部１が煙流入部１０と実装部２０を二段式に構成された散乱光式の火災警報器に本発明を実施したが、特許文献１のような一段式に構成された火災警報器に本発明を実施してもよい。この場合、複数の壁体１２は光トラップ４０を兼ねる。また、検煙部１が小形化された火災警報器に本発明を実施すればより良い効果が期待できる。

１検煙部、１０煙流入部、１１板部材、１１ａ凸部、１１ｂ凸部、１２壁体、１３開口部、１４煙流入口、１６蓋体、２０実装部、２１光学台、２２発光素子、２３受光素子、２４，４０ａ遮光壁、２４ａエッジ部、２４ｂエッジ部、２５煙検出部、２６発光素子ホルダ、２６ａ保持部材、２６ｂ貫通孔、２７受光素子ホルダ、２８シールドケース、２８ａ保持部材、２８ｂ凸部、３０アパーチャ、３０ａ縦長スリット、４０光トラップ、５０放射パターン、５０ａ，５０ｂ，５０ｃ反射光。

Claims

検煙部と、該検煙部の出力信号に基づいて火災を判断する火災判別部と、を有し、前記火災判別部が火災と判断すると火災信号を出力する光電式煙感知器において、
前記検煙部の内部に光を照射する発光素子と、該発光素子から照射され、前記検煙部の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子と、該発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁と、を有し、
前記煙流入部に外光が入射することを防止する複数の壁体と、該壁体の間に形成された煙流入口と、を有し、
前記複数の遮光壁を、前記発光素子の発光部の前記検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置としたことを特徴とする光電式煙感知器。
検煙部と、該検煙部の出力信号に基づいて火災を判断する火災判別部と、を有し、前記火災判別部が火災と判断すると火災信号を出力する光電式煙感知器において、
前記検煙部は、実装部と、煙流入部と、を備え、
前記実装部は、
該実装部の内部に光を照射する発光素子と、該発光素子から照射され、前記検煙部の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子と、該発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁と、を有し、
前記煙流入部は、
該煙流入部に外光が入射することを防止する複数の壁体と、該壁体の間に形成された煙流入口と、を有し、
前記実装部と前記煙流入部とは、
前記煙流入部が下側になるように重ねて配置され、開口部で連通されており、
前記複数の遮光壁を、前記発光素子の発光部の前記検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置としたことを特徴とする光電式煙感知器。
前記複数の遮光壁の一部は、前記発光素子に対向する壁の近傍に配置され、該発光素子から照射された光の反射を繰り返させて減衰させる光トラップとして構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光電式煙感知器。