JP2721788B2 - 散乱光式煙感知器 - Google Patents

散乱光式煙感知器

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JP2721788B2
JP2721788B2 JP5221551A JP22155193A JP2721788B2 JP 2721788 B2 JP2721788 B2 JP 2721788B2 JP 5221551 A JP5221551 A JP 5221551A JP 22155193 A JP22155193 A JP 22155193A JP 2721788 B2 JP2721788 B2 JP 2721788B2
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哲也 長島
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、煙による散乱光を検出
することにより煙を感知する散乱光式煙感知器に関し、
特に検煙室内の高さが略20mm以下の薄型散乱光式煙
感知器に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の散乱光式煙感知器では、ラビリ
ンス部材により外部からの煙を効率良く流入させると共
に外部からの光を遮断する検煙室を形成し、この検煙室
において発光部と受光部の各光軸が交差するように配置
して煙による散乱光を検出するように構成されている。
【0003】このような従来の散乱光式煙感知器では、
発光部を構成する発光素子として30〜60°の比較的
広い指向角度を有する赤外線LED(発光ダイオード)
が用いられているので、受光部がこの赤外線LEDの比
較的広い指向角度の直接光を受光しないように、発光部
と受光部の各光軸が交差する散乱角やラビリンス部材の
形状や反射角度を工夫しなければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の散乱光式煙感知器では、発光素子が比較的広い指向
角度を有するので、構造を薄型化しようすると発光素子
からの直接光が検煙室内の天井側の面や底面により垂直
方向に反射され、その反射光およびこれらの面やラビリ
ンス部材により再度反射された光が受光素子に入射して
0点レベルが高くなり、したがって、薄型化することが
できないという問題点がある。また、検煙室内の天井側
の面や底面が汚れると0点レベルは更に高くなる。
【0005】また、発光素子の照射範囲を狭めるための
絞り(開口)を設けることにより0点レベルの増加を防
止することができるが、この場合には発光素子の照射光
を全て有効に利用することができないので、煙の散乱光
による信号量が小さくなる。更に、発光部の指向角度を
狭くして薄型化するために発光素子の前面にレンズ等を
組み込んで発光部を構成すると、高価になるとともに発
光素子とレンズの取付け位置の誤差によりビームの方向
がずれることになり、したがって、高度な組み立て精度
が必要とされるので生産性が悪化する。
【0006】本発明は上記従来の問題点に鑑み、薄型化
した場合の0点レベルを低くして信頼性を向上できる散
乱光式煙感知器を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、外部からの煙が流入しやすくすると共に外
部からの光を遮断し、中央部において検煙室を形成する
複数のラビリンス部材と、前記ラビリンス部材により形
成された検煙室において各光軸が交差するように配置さ
れた煙検知用発光素子と受光素子をそれぞれ備えた発光
部と受光部を有し、検煙室の高さが略20mm以下の散
乱光式煙感知器において、発光素子の半値角が略5°〜
10°であることを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明では、検煙室の高さが略20mm以下の
散乱光式煙感知器において、半値角が略5°〜10°の
発光素子が用いられているので、薄型化した場合に発光
素子の直接光が発光部の発光面に対向するラビリンス部
材のみにより反射され、検煙室内の天井側の面と底面に
より反射されないようにすることが容易となり、したが
って、0点レベルを低くすることができる。
【0009】また、発光素子の照射範囲を絞りにより狭
める必要がないので煙の散乱光による信号量を大きくす
ることができ、更に発光素子の照射範囲をレンズにより
狭める必要がないので安価に構成することができ、発光
素子とレンズとの組み付け精度によりビームの方向がず
れることもない。
【0010】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図1は本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例
の側面と平面を示す説明図であり、図に示す位置は概略
である。説明を容易にするために検煙室は略円筒形、す
なわち水平方向が略円形で形成され、発光素子12は見
かけ上この円周上の1点Aに配置されている。そして、
この位置Aに配置された発光素子12は、その出力パワ
ーPが半値になる所謂半値角θ1が略5°〜10°で構
成され、また、その放射範囲がこの発光素子12の発光
面に対向するラビリンス部材91の面の高さH(すなわ
ち検煙室内の高さ)内になるように配置されている。ラ
ビリンス部材91の高さHは具体的には略20mm以下
に形成されている。
【0011】また、水平方向に関しては、発光素子12
の発光面に対向するラビリンス部材91による1次反射
光を受光素子13が受光しないように、ラビリンス部材
91は、反射面が受光素子13の受光面に対向しないよ
うにかつ発光素子12の光軸ADに対して略45°の反
射角度で形成され、また、受光素子13は、その視野が
ラビリンス部材91の反射面を見ないようにかつその光
軸がラビリンス部材91の先端より先において検煙室の
略中央Oを通過するように配置されている。受光素子1
3はまた、発光素子12からの直接光と、ラビリンス部
材91により反射されて他のラビリンス部材による2次
反射光を受光しないように配置されている。
【0012】図2は本発明に係る散乱光式煙感知器の一
実施例の平面と発光素子12のホルダを側面から見た断
面および外観を示しており、図3は平面と受光素子13
のホルダを側面から見た断面および外観を示している。
なお、図2および図3に示す側面図では、発光素子12
および受光素子13と防虫網5は示されていない。図2
および図3において、検煙部本体2は略円筒形で形成さ
れ、上壁8が天井に取り付けられる。上壁8には、複数
のラビリンス部材9が立設するように形成され、このラ
ビリンス部材9により包囲される領域に検煙室が形成さ
れている。各ラビリンス部材9は、外部からの煙が流入
しやすくするとともに外部からの光を遮断するように形
成される。また、ラビリンス部材9の間により形成され
る煙流入口5aは、虫が検煙室に侵入して散乱光が発生
することを防止するための防虫網5により包囲され、検
煙部本体2の底部開口(上壁8とは反対側)が図示省略
のカバーにより覆われる。
【0013】上壁8にはまた、ラビリンス部材9により
形成された検煙室の中央において発光素子12と受光素
子13の各光軸が交差するように、煙検知用の発光素子
12と受光素子13をそれぞれ収納するための凹部であ
るホルダ10、11と、発光素子12の放射光が受光素
子13に直接到達することを防止するための遮光板14
が立設するように形成されている。また、ホルダ10、
11には発光素子12の光を受光素子13が直接受光し
ないようにそれぞれ各視野を絞るための開口22、21
が形成されている。ここで開口部22を備えたホルダ1
0と発光素子12が煙検知用の発光部を構成し、また開
口部21を備えたホルダ11と受光素子13が煙検知用
の受光部を構成している。
【0014】ホルダ10に収納される発光素子12とし
ては、図4および図5に示すようにその出力パワーPが
半値になる所謂半値角θ1が略5°〜10°のものが用
いられ、発光素子12は、先端をエポキシレンズ12a
等により形成してチップ12bの放射光を集束すること
により半値角θ1が略5°〜10°になるように構成さ
れている。
【0015】また、検煙室に対する受光素子13の視野
がその正面のみになるように発光素子12の発光面に対
向するラビリンス部材91が他のラビリンス部材9より
比較的長く形成されるとともに、その先端と遮光板14
により隙間20が形成されている。この隙間20の光軸
方向と直交する幅は例えば3〜5mm程度で形成され
る。全てのラビリンス部材9は、先端面91aが発光素
子12の発光面に向かないように、また、平面部91b
が発光素子12の放射光を受光素子13の受光面の方向
に反射せず、かつ外部の方向に反射して逃がす角度で形
成されている。
【0016】図6は、半値角θ1が4°、7°、7.5
°、9°、13°、15°、20°の発光素子12を用
いてそれぞれのS/N比を測定した実験データである。
図から明らかなように、S/N比は半値角θ1が9°ま
で増加するに従って増加し、9°から増加するに従って
減少した。したがって、発光素子12としては半値角θ
1が略5°〜10°のものが用いられているので、S/
N比を改善することができる。ここで、10°以上では
発光量が分散してしまうため、煙による散乱光を有効に
得られない。一方、5°以下では、発光素子12から放
射される発光ビームが絞られすぎるため、相対的な発光
強度は増加するが、その反面、散乱光量が減ってしまう
ことになる。
【0017】また、発光素子12のホルダ10内に対す
る組み付け精度が悪かったり、発光素子12自体のバラ
ツキにより光軸がずれていても、発光素子12の出力パ
ワーを受光素子13の視野内に収めることができ、ま
た、煙による出力値は指向角度が広い発光素子を用いた
場合より大きくなる。さらに、レンズ等を組み込まない
ので安価に構成することができ、また、発光素子とレン
ズとの組み付け精度によりビームの方向がずれることも
ない。
【0018】さらに、煙検知用の発光素子12の光がラ
ビリンス部材9の平面部91bや先端のエッジにより何
度も反射されて検煙室内に拡散しても、この拡散光はラ
ビリンス部材91と遮光板14により受光素子13に対
して遮断され、また、受光素子13の視野が隙間20と
開口21により形成されて比較的小さいので、受光素子
13の検出出力の0点レベルを低くすることができる。
【0019】結果としてS/N比を改善することができ
るので、信頼性を向上することができ、また、粉塵や結
露等の種々のノイズに対して十分なマージンを得ること
ができる。さらに、検煙室内の反射光を受光するエリア
が限定されるので、その受光エリアのラビリンス構造を
重点的に設計すればよいので、煙の流入性や外乱光に対
してラビリンス構造を設計する場合の自由度を向上する
ことができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、外部から
の煙が流入しやすくすると共に外部からの光を遮断し、
中央部において検煙室を形成する複数のラビリンス部材
と、前記ラビリンス部材により形成された検煙室におい
て各光軸が交差するように配置された煙検知用発光素子
と受光素子をそれぞれ備えた発光部と受光部を有し、検
煙室の高さが略20mm以下の散乱光式煙感知器におい
て、発光素子の半値角が略5°〜10°であるので、薄
型化した場合に発光素子の直接光が発光部の発光面に対
向するラビリンス部材のみにより反射され、検煙室内の
天井側の面と底面により反射されないようにすることが
容易となり、したがって、0点レベルを低くすることが
できる。
【0021】また、発光素子の照射範囲を絞りにより狭
める必要がないので煙の散乱光による信号量を大きくす
ることができ、更に発光素子の照射範囲をレンズにより
狭める必要がないので安価に構成することができ、発光
素子とレンズとの組み付け精度によりビームの方向がず
れることもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例を示
す説明図
【図2】本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例の平
面および側面断面を示す説明図
【図3】本発明に係る散乱光式煙感知器の一実施例の平
面および側面断面を示す説明図
【図4】本発明に係る発光素子を示す説明図
【図5】本発明に係る発光素子の半値角を示す説明図
【図6】発光素子の半値角とS/N比の関係を示す説明
【符号の説明】
2:検煙部本体 5:防虫網 5a:煙流入口 8:上壁 9,91:ラビリンス部材 10,11:凹部(ホルダ) 12:煙検知用発光素子 12a:エポキシレンズ 12b:チップ 13:煙検知用受光素子 14:遮光部材 21,22:開口 91a:先端面 91b:平面部

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】外部からの煙が流入しやすくすると共に外
    部からの光を遮断し、中央部において検煙室を形成する
    複数のラビリンス部材と、前記ラビリンス部材により形
    成された検煙室において各光軸が交差するように配置さ
    れた煙検知用発光素子と受光素子をそれぞれ備えた発光
    部と受光部を有し、前記検煙室の高さが略20mm以下
    の散乱光式煙感知器において、 前記発光素子の半値角が略5°〜10°であることを特
    徴とする散乱光式煙感知器。
JP5221551A 1993-09-07 1993-09-07 散乱光式煙感知器 Expired - Lifetime JP2721788B2 (ja)

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GB9417484A GB9417484D0 (en) 1993-09-07 1994-08-31 Light scattering type smoke sensor
US08/300,193 US5587790A (en) 1993-09-07 1994-09-02 Light scattering type smoke detector having an improved zero-point level
GB9707433A GB2309079B (en) 1993-09-07 1994-09-02 Light scattering type smoke sensor
GB9707434A GB2309080B (en) 1993-09-07 1994-09-02 Light scattering type smoke sensor
GB9417669A GB2281619B (en) 1993-09-07 1994-09-02 Light scattering type smoke sensor
CH02702/94A CH690940A5 (de) 1993-09-07 1994-09-05 Rauchfühler des Lichtstreuungs-Typs.
DE4431889A DE4431889B4 (de) 1993-09-07 1994-09-07 Lichtstreuungstyp-Rauchsensor

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JPH02187896A (ja) * 1989-01-14 1990-07-24 Matsushita Electric Works Ltd 光電式煙感知器

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