JP5379369B2 - 光電式煙感知器 - Google Patents

Description

本発明は、外部からの煙を流入させると共に外部からの直接光を遮断する複数の壁部を備えたハウジングと、前記ハウジングの内部に光を照射する発光部と、前記ハウジングの内部に流入した煙による前記光の散乱光を受光する受光部と、前記発光部から前記受光部へ向かう直接光を遮断する遮光壁とを備えた光電式煙感知器に関する。

従来、光電式煙感知器は、ハウジングによって形成される煙検知室に、当該煙検知室内に光を照射する発光部と光を受光する受光部とを設け、煙が煙検知室内に流入した場合に当該煙によって光が散乱することを利用し、この散乱光を検出することで煙を検知する。

このような光電式煙感知器では、外部からの煙はハウジング内に通すが外部からの光を遮断する複数のラビリンス壁等を設けると共に、煙検知室内に発光部から受光部へ向かう直接光を遮断する遮光壁を設けて、受光部における煙による散乱光の検出精度を高めている(例えば、特許文献１参照)。

特開平９−２３１４８５号公報

前記従来の光電式煙感知器では、ハウジングに設けた複数の壁部や煙検知室内に設けた遮光壁によって、発光部から受光部に向かう直接光は遮断することができる。しかし、この直接光が壁部や遮光壁等によって反射する光については、その一部が受光部に到達する虞があった。このため、前記従来の光電式煙感知器では、煙による散乱光自体が微弱であることから反射光が散乱光検出におけるノイズ成分となり、煙の検知精度が低下するという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、煙の検知精度が高い光電式煙感知器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る光電式煙感知器の特徴構成は、外部からの煙を流入させると共に外部からの直接光を遮断する複数の壁部を備えたハウジングと、前記ハウジングの内部に光を照射する発光部と、前記ハウジングの内部に流入した煙による前記光の散乱光を受光する受光部と、前記発光部から前記受光部へ向かう直接光を遮断する遮光壁とを備え、前記発光部と前記受光部とをそれぞれの光軸が前記ハウジングの内部で中心部より前記発光部側で交差するように設けると共に、前記受光部の光軸が前記遮光壁のうち前記中心部側の縁部に向くように設け、前記発光部の光軸と前記受光部の光軸との交点から前記受光部の光軸と前記縁部との交点に至る位置のうちいずれかの位置に焦点を有する集光手段を、前記受光部に設けた点にある。

本発明者らは、発光部と受光部とをそれぞれの光軸がハウジングの内部で中心部より発光部側で交差するように設けた場合において、ハウジング内部の煙による散乱光を受光部から見た時の光の強度に着目し、遮光壁のうち中心部側の縁部の付近の光強度が最も大きくなることを見出した。

したがって、本構成のように、受光部を光軸が遮光壁のうちハウジングの内部の中心部側の縁部に向くように設けることにより、受光する煙による散乱光の強度が高くなるため、従来の光電式煙感知器に比べて受光部におけるＳ／Ｎ比を向上させることができ、煙の検知精度を高めることができる。

また、本構成によれば、受光部に集光手段を設けることにより、発光部の光軸と受光部の光軸との交点から受光部の光軸と遮光壁の縁部との交点に至る位置のうちいずれかの位置に焦点を有するようにしてある。したがって、受光する煙による散乱光の強度を高くすると共に、ノイズ成分として受光部に到達する反射光の強度を低下させることができるため、受光部におけるＳ／Ｎ比が高くなり、煙の検知精度をより高くすることができる。

本発明に係る光電式煙感知器の別の特徴構成は、外部からの煙を流入させると共に外部からの直接光を遮断する複数の壁部を備えたハウジングと、前記ハウジングの内部に光を照射する発光部と、前記ハウジングの内部に流入した煙による前記光の散乱光を受光する受光部と、前記発光部から前記受光部へ向かう直接光を遮断する遮光壁とを備え、前記発光部と前記受光部とをそれぞれの光軸が前記ハウジングの内部で中心部より前記発光部側で交差するように設けると共に、前記受光部の光軸が前記遮光壁のうち前記中心部側の縁部に向くように設けた点にある。

以下に、本発明に係る光電式煙感知器の一実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、本発明を火災警報器１における煙検知部２に適用した場合について説明する。

本実施形態に係る火災警報器１は、図３に示すように、正面に、煙を検知する煙検知部２と、音声やブザー等の警報音を発する警報スピーカ３と、ＬＥＤ等による光を点灯または点滅する警報ランプ４とを備える。火災警報器１は、煙検知部２が煙を検知した時に、例えば、煙の濃度が予め設定した閾値より高いか低いかを判断し、煙の濃度が閾値を超えている場合に火災と判定して、警報スピーカ３から警報音を発し、警報ランプ４を点灯させる。火災警報器１には、警報停止ボタン５が設けてあり、これを操作することにより警報スピーカ３からの警報音を停止し、警報ランプ４を消灯することができるようになっている。また、火災警報器１の背面には、火災警報器１を壁材等に固定する取り付け部（図示しない）や、火災警報器１を駆動させる電池を収納する電池収納部（図示しない）等が設けてある。

煙検知部２は、図１に示すように、内部に煙を検知する煙検知室２２を有するハウジング２１を備える。ハウジング２１には複数の鉤状の壁部２３が煙検知室２２の周りを取り囲むように設けてあり、煙検知室２２に外部から光を遮断しつつ外部からの煙が流入できるようになっている。また、壁部２３の外側には、金網等で構成される防虫網２４が設けてあり、煙検知室２２に虫等が入り込むことによる誤検知を防止している。

ハウジング２１の内部には、煙検知室２２に近赤外線等の光を照射する発光部としての発光ダイオード等の発光素子２５と、煙検知室２２の光を受光する受光部としてのフォトダイオード等の受光素子２６とが設けてある。また、発光素子２５と受光素子２６との間には遮光壁２７が設けてあり、発光素子２５から受光素子２６へ向かう直接光を遮断できるようになっている。このため、受光素子２６は、通常時には発光素子２５が発する光を受光することはなく、煙検知室２２に煙が流入した時にのみ煙による発光素子２５が発する光の散乱光を受光できるようになる。煙検知部２は、この散乱光を検出することで煙の存在を検知できるようになっている。

本実施形態に係る火災警報器１の煙検知部２では、受光素子２６を、発光素子２５に対してそれぞれの光軸が煙検知室２２の内でその中心部より発光素子２５側で交差するように配置すると共に、受光素子２６の光軸が遮光壁２７のうち煙検知室２２の中心部側の縁部２７ａに向くように設けてある。遮光壁２７のうち発光素子２５の光軸側の縁部２７ａの付近では、発光素子２５からの直接光だけでなく、直接光が遮光壁２７によって反射した反射光も到達し、煙によって散乱する。このため、受光素子２６から見た時の煙による散乱光の強度は、図２に示すように、遮光壁２７の縁部２７ａの方向が最も高くなる。したがって、受光素子２６の光軸をこの方向に向くように配置することにより、受光素子２５が受光する散乱光の強度が高くなり、Ｓ／Ｎ比が高くなって、煙検知部２の煙の検知精度を高めることができる。

また、受光素子２６には集光手段としてのレンズ２８が設けてある。レンズ２８としては、発光素子２５の光軸と受光素子２６の光軸との交点から遮光壁２７の縁部２７ａに至る位置のうちいずれかの位置に焦点を有するものを用いることが好ましい。このようなレンズ２８を設けて、発光素子２５の光軸と受光素子２６の光軸との交点から遮光壁２７の縁部２７ａの間の散乱光を集光し、受光素子２５で受光する煙による散乱光の強度を高くすると共に、ノイズ成分として受光素子２５に到達する壁部２２等で反射する光の強度を低下させることができるため、Ｓ／Ｎ比が高くなり、煙の検知精度をより高くすることができる。尚、レンズ２８として焦点深度の浅いレンズ等を使用する場合には、発光素子２５の光軸と受光素子２６の光軸との交点、または遮光壁２７の縁部２７ａのうちいずれかの点に焦点を有するものを使用することがより好ましい。これらの点において散乱光の強度が最も高くなるため、これらのいずれかの点に焦点を合わせることにより強度の高い散乱光を効率よく受光することができる。したがって、煙による散乱光とノイズ成分となる反射光との強度の差がより大きくなるため、Ｓ／Ｎ比をより高くすることができる。

尚、その他の煙検知部２を備えた火災警報器１の構成、機能については、従来公知の火災警報器と同様である。

〔別実施形態〕
上記の実施形態においては、受光素子２６にレンズ２８を設けた例を説明したが、レンズ２８は設けなくてもよい。受光素子２６を、光軸が遮光壁２７の縁部２７ａに向くように配置することのみによっても、ノイズ成分となる反射光の強度に対して受光素子２５が受光する散乱光の強度が高くなるため、Ｓ／Ｎ比が高くなり、煙検知部２の煙の検知精度を高めることができる。

上記の実施形態においては、本発明に係る光電式煙感知器を壁掛け式の火災警報器１に適用した場合を例として説明したが、例えば、天井取り付け式の火災警報器等に適用することもできる。

（実施例）
以下に、本実施形態に係る火災警報器１を用いた実施例を示し、本発明をより詳細に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

本実施形態に係る火災警報器１において、煙検知部２の受光素子２６にレンズ２８を設けない場合（実施例１）と遮光壁２７の縁部２７ａに焦点を有するレンズ２８を設けた場合（実施例２）とについて、煙による散乱光を受光する際のＳ／Ｎ比について調べた。比較例として、従来と同様に、レンズ２８を設けない受光素子２６を、光軸が煙検知室２２の中心部に向くように配置した場合（遮光壁２７の縁部２７ａには向むいていない）についてもＳ／Ｎ比を調べた。

その結果、表１に示すように、比較例に比べて、受光素子２５の光軸を遮光壁２７の縁部２７ａに向けることでＳ／Ｎ比が向上し、レンズ２８を設けることでＳ／Ｎ比はより高くなることが分かった。

本発明に係る光電式煙感知器は、煙を検知する煙センサ、煙を検知して警報を発する警報器、煙の濃度を測定する測定器等に適用することができる。

本実施形態に係る煙検知部の平断面図 煙による散乱光の強度を示すグラフ 本実施形態に係る火災警報器の模式図

符号の説明

１ 火災警報器
２ 煙検知部
２１ ハウジング
２３ 壁部
２５ 発光素子（発光部）
２６ 受光素子（受光部）
２７ 遮光壁
２７ａ 縁部
２８ レンズ（集光手段）

Claims (2)

1. 外部からの煙を流入させると共に外部からの直接光を遮断する複数の壁部を備えたハウジングと、
   前記ハウジングの内部に光を照射する発光部と、
   前記ハウジングの内部に流入した煙による前記光の散乱光を受光する受光部と、
   前記発光部から前記受光部へ向かう直接光を遮断する遮光壁とを備え、
   前記発光部と前記受光部とをそれぞれの光軸が前記ハウジングの内部で中心部より前記発光部側で交差するように設けると共に、前記受光部の光軸が前記遮光壁のうち前記中心部側の縁部に向くように設けてあり、
   前記発光部の光軸と前記受光部の光軸との交点から前記受光部の光軸と前記縁部との交点に至る位置のうちいずれかの位置に焦点を有する集光手段を、前記受光部に設けた光電式煙感知器。
2. 外部からの煙を流入させると共に外部からの直接光を遮断する複数の壁部を備えたハウジングと、
   前記ハウジングの内部に光を照射する発光部と、
   前記ハウジングの内部に流入した煙による前記光の散乱光を受光する受光部と、
   前記発光部から前記受光部へ向かう直接光を遮断する遮光壁とを備え、
   前記発光部と前記受光部とをそれぞれの光軸が前記ハウジングの内部で中心部より前記発光部側で交差するように設けると共に、前記受光部の光軸が前記遮光壁のうち前記中心部側の縁部に向くように設けてある光電式煙感知器。

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