JP5508912B2 - 熱煙複合型火災感知器 - Google Patents

Description

本発明は、熱煙複合型火災感知器に関し、詳細には、非接触温度センサを備えた熱煙複合型火災感知器に関する。

従来、検煙部と温度検出部を備えた熱煙複合型火災感知器がある。このような熱煙複合型火災感知器は、温度検出部を周囲雰囲気にさらして温度を測定するため、温度センサが筐体から突出させて設けられている。そのため、該温度検出部に棒体などが衝突して外力が加わると、変形して温度測定が不可能になったり、正確に温度測定ができなくなったりすることがあるので、該温度検出部を外力から保護するために、保護構造部が設けられている（例えば、特許文献１参照のこと）。

特開平９−９１５５９号公報

しかしながら、このような保護構造部を設けると、熱煙複合型火災感知器全体が大型化してしまったり、検煙部への煙の流入を阻害してしまったりすることが問題である。

そこで、本発明では、前記のような保護構造部を必要としない熱煙複合型火災感知器を提供することを目的とする。

本発明は、検煙部と温度検出部及び火災判定部を備えた熱煙複合型火災感知器において、前記検煙部は、該検煙部に外光が入射することを防止する複数の壁体が立設された板部材を有する煙流入部と、発光素子と、受光素子と、が配置され、下部が開口していると共に前記板部材によって該開口が閉塞される光学台を有する実装部とを有し、前記板部材の略中心部には前記実装部と前記煙流入部とを連通する開口部が形成されており、前記壁体は、前記開口部の周縁を取り囲む様に煙流入部に立設され、前記温度検出部は、前記感知器の内部である前記検煙部の底面に前記検煙部から突出することなく設けられ、感知器外部露出面の内面である前記煙流入部の下面側を閉塞する蓋体の内面の温度を内部から前記開口部を介して検出する非接触温度検出部と、前記温度検出部の周囲温度を検出する自己温度検出部とを有し、前記火災判定部は、前記自己温度検出部から出力された検出値に基づき、前記非接触温度検出部から出力された検出値の補正を行うことを特徴とする熱煙複合型火災感知器である。

又、本発明は、前記内面は、前記煙検出部の天面であることを特徴とする熱煙複合型火災感知器である。

本発明の熱煙複合型火災感知器は、非接触温度検出部が感知器の内部に設けられることにより、該非接触温度検出部が、感知器外部露出面の内面の温度を測定するため、保護構造が不要となり、全体が大型化せず、薄く、検煙部への煙の流入を阻害しない熱煙複合型火災感知器を提供することができる。

又、非接触温度検出部と自己温度検出部が、感知器の内部に設けられることにより、自己温度検出部が取得した非接触温度検出部周囲の温度を基に、非接触温度検出部の温度補正ができるため、自己温度検出部が無い場合よりも正確に周囲環境の温度が測定できる。

又、非接触温度検出部が感知器外部露出面における天面の温度を測定することにより、検煙部の天面が利用できるため、より小型化ができる。

又、前記検煙部の天面を熱伝導率が高く、且つ、赤外線放射率が高いカーボン製とすることにより温度測定がより迅速且つ正確となる。

又、前記非接触温度検出部が前記検煙部の底面側に設けられることにより、例えば、前記非接触温度検出部が前記検煙部の底面側の基板に実装することができるため、新たな構造物を設ける必要が無く、安価に製造することができる。

又、検煙部が、該検煙部に外光が入射することを防止する複数壁体を有し、前記底面から前記天面を可視可能な開口部が視野に形成されており、前記非接触温度検出部が、前記底面に配置されることにより、検煙部の開口部は、非接触温度検出部が検煙部内部を覗くために形成された開口部のみのため、外光が入射することを防止できる。

図２のＩ−Ｉ線における断面図である。 本発明の熱煙複合型火災感知器を示す正面図である。 図１のIII―III線における断面図である。

本発明の実施の形態を図１乃至３に基づき説明する。熱煙複合型火災感知器１の検煙部２は煙流入部３、回路基板１８に実装された実装部４等から構成される。煙流入部３は、略円筒状であり、板部材６及び壁体７等から構成されている。板部材６は略円盤状をしており、略中心部に開口部８が形成されている。

又、板部材６の外周部には後述する発光素子ホルダ９及び受光素子ホルダ１０のそれぞれの対応する位置に凸部６ａ及び６ｂが形成されている。この板部材６の下面側の周縁部には、複数の例えば、略Ｊ字状の壁体７が、所定の間隔を空けて、開口部８の周縁８ａを取り囲む様に略円環状に立設されている。これにより、煙流入部３は、上面部が板部材６により覆われるように略円筒状に形成されている。壁体７は、煙流入部３へ外光が入射することを防止している。

又、各壁体７の間に形成された空間（所定の間隔）は煙流入部３に煙が流入するための煙流入口１１となっている。煙流入部３の下面側開口部は蓋体５によって閉塞されており、従って、煙流入部３内は暗箱となっている。又、煙流入部３の側面部には、煙流入口１１から虫が侵入することを防止するために、防虫網（図示せず）が設けられている。

煙流入部３の上方には、実装部４が設けられる。実装部４は、光学台１２、発光素子１３、受光素子１４、遮光部材１５、及び後述する温度検出部１６等から構成される。光学台１２は下部が開口した略円筒形状となっており、発光素子１３を収納するための発光素子ホルダ９及び受光素子１４を収納するための受光素子ホルダ１０が設けられている。

これら発光素子ホルダ９及び受光素子ホルダ１０の外側端部は、光学台１２の図示しない外周部から突出するように設けられている。煙流入部３が実装部４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３が光学台１２の開口部を閉塞する。従って、光学台１２内も又、暗箱となっている。又、煙流入部３が実装部４の下方に設けられた状態において、煙流入部３と実装部４とは、開口部８を介して連通している。尚、本実施の形態では、実装部４の高さ寸法が煙流入部３の高さ寸法よりも大きくなっている。

発光素子１３は、その発光部が光学台１２の略中心を向くように発光素子ホルダ９に設けられた図示されない保持部材により挟持され発光素子ホルダ９に収納される。

受光素子１４は、その受光部が光学台１２の略中心を向くようにシールドケース１７内に設けられ、シールドケース１７と共に受光素子ホルダ１０に収納される。シールドケース１７は、その上部及び当該受光部と対向する部分が開口した略角筒形状をしている。シールドケース１７には保持部材１７ａが設けられており、受光素子１４はシールドケース１７の側面部及び保持部材１７ａにより挟持され、シールドケース１７内に設けられている。シールドケース１７の上部には凸部１７ｂが形成されており、凸部１７ｂを後述の回路基板１８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１７及び受光素子１４は固定されている。

又、発光素子１３及び受光素子１４は、発光素子１３の発光部及び受光素子１４の受光部が互いに対向しないように、且つ、互いの発光範囲及び受光範囲が光学台１２の略中心で交差するように、設けられている。従って、当該発光範囲と当該受光範囲との重合部で煙が検出される。より詳しくは、発光素子１３から照射された光が当該煙によって散乱される光を、受光素子１４は受光する。

光学台１２には、遮光部材１５が立設されている。遮光部材１５は発光素子１３の発光部から照射された光の一部を遮蔽し、当該光が直接、受光素子１４に受光されるのを防止するものである。その形状、大きさ等は発光素子１３及び受光素子１４の配置等により適宜決定される。

実装部４が回路基板１８の下面部に実装される。この回路基板１８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１９等を構成する。実装部４が回路基板１８に実装された状態においては、発光素子１３及び受光素子１４と火災判別部１９は電気的に接続されている。そして、火災判別部１９は、後述の温度検出部１６及び受光素子１４の出力値に基づき火災が発生したか否かを判別する。

熱煙複合型火災感知器１はその内部に温度検出部１６を更に備えている。本実施の形態では、温度検出部１６は検煙部２の底面の中央に設けられており、当該底面は、回路基板１８の下面、即ち、実装面１８ａとなっている。

この温度検出部１６は非接触温度検出部及び自己温度検出部で構成される。

温度検出部１６の非接触温度検出部は、感知器外部露出面の内面の温度を検知するセンサである。本実施の形態において、当該内面は、検煙部２の天面であり、蓋体５の内面５ａである。尚、検煙部２の底面、即ち、回路基板１８の実装面１８ａから検煙部２の天面、即ち、蓋体５の内面５ａまでは、開口部８を介して可視可能に視野が形成されている。非接触温度検出部は、例えば、サーモパイルを用いることができる。サーモパイルは、物体から放射される赤外線を受け、そのエネルギー量に応じた熱起電力を発生する赤外線センサであり、本実施の形態において、蓋体５の温度上昇に伴い、内面５ａから増加して放射される赤外線を受け、監視空間の温度上昇を検知する。

温度検出部１６の自己温度検出部は、温度検出部１６の周囲の温度を検出するセンサである。自己温度検出部は、例えば、サーミスタを用いることができる。サーミスタは温度変化に対して極めて大きな抵抗値変化を示す抵抗器である。

本実施の形態において、煙流入部３の蓋体５は吸熱板としての機能を有し、例えば、カーボン、樹脂、並びに、黒体塗料を被覆した銅又はアルミニウム等の金属等により製作することができる。熱伝導率、赤外線放射率が共に高いカーボンで製作するのが好ましいが、必ずしも蓋体５全体がカーボンで製作されてなくともよく、少なくともその内面５ａにおける非接触温度検出部の視野の範囲の面がカーボンで製作されていればよい。

又、温度検出部１６の構成は適宜変更することができる。例えば、非接触温度検出部と自己温度検出部を１つのパッケージとはせずに、自己温度検出部を別にして非接触温度検出部の近傍に設けてもよい。又、後述する温度補正処理が必要なければ、自己温度検出部を設けなくともよい。

検煙部２は煙流入部３への通気性が確保された筐体２０内に設けられ、熱煙複合型火災感知器１を構成している。熱煙複合型火災感知器１は煙流入部３を下にして、図示されない監視空間の天井面等に設置されることとなる。従って、熱煙複合型火災感知器１において、蓋体５はその外面を監視空間に向けての外部に露出させていることとなる。

又、熱煙複合型火災感知器１は図示されない電源に接続される。当該電源には、例えば、リチウム電池等の電池を用いることができる。

本発明の熱煙複合型火災感知器１の動作について説明する。

先ず、温度検出部１６の動作について説明する。火災によって発生した火炎等の熱源により熱煙複合型火災感知器１の外部に露出している蓋体５の温度が上昇する。蓋体５はその温度上昇に応じて放射される赤外線が増加する。温度検出部１６の非接触温度検出部は、蓋体５の内面５ａから放射された赤外線を検出し、その検出量に応じた値（電圧等）を火災判別部１９に出力する。

その際、温度検出部１６の自己温度検出部は温度検出部１６（非接触温度検出部）の周囲の温度を検出し、自己温度検出部も又、その温度に応じた検出値（電圧等）を火災判別部１９に出力する。火災判別部１９は、自己温度検出部から出力された検出値に基づき、非接触温度検出部から出力された検出値の補正（温度補正処理）を行う。

ここで、蓋体５は赤外線放射率及び熱伝導率が共に高い材料で構成されるのが好ましい。赤外線放射率の低い材料で蓋体５の内面５ａが構成されている場合、内面５ａの温度変化に対する赤外線放射エネルギーの変化が小さいのでその変化の検出が困難となり、その検出のため温度検出部１６の出力電圧等を増幅するとノイズまで増幅させることとなりノイズ対策が必要となる。又、蓋体５の熱伝導率が低い場合、内面５ａの温度が上昇し難いため、監視空間の温度上昇に対して蓋体５の内面５ａの温度上昇が迅速に追従できず、その結果、監視空間の温度変化を迅速に検出することができないこととなる。

蓋体５は金属類又は樹脂等で製作することができるが、一般的に、金属類は、熱伝導率は高いが赤外線放射率が低く、黒体塗料で被覆をすることで赤外線放射率については改善されるが、逆に、この黒体塗料は熱伝導性の低下を招く。樹脂類は、赤外線放射率は高いが熱伝導率が低い。従って、蓋体５は赤外線放射率及び熱伝導率が共に高いカーボンで製作するのが好ましい。

例えば、蓋体５はドライカーボンで製作することができる。ドライカーボンとは樹脂をしみこませたカーボンファイバを高温高圧釜で圧力をかけて焼き上げたもので、不要な樹脂分が取り除かれ、軽量且つ剛健なものである。又、ウェットカーボン等の他の炭素繊維複合材料も適宜選択し用いることもできる。

次に、検煙部２の動作について説明する。火災により煙が発生すると、当該煙は監視空間の天井面等に沿って流れ、検煙部２の煙流入部３に流入する。流入した煙は開口部８を通って実装部４へと流入する。その時、発光素子１３が照射した光は煙粒子によって散乱される。当該散乱光は受光素子１４によって受光され、受光素子１４はその受光量に応じた検出値（電圧等）を火災判別部１９に出力する。

火災判別部１９は、温度検出部１６から出力された検出値（温度補正処理した検出値）に基づき、監視空間の所定の温度上昇、又は、所定の温度を検出すると、検煙部２の受光素子１４の感度を上げる。更に、検煙部２の受光素子１４からの出力された検出値に基づき、当該空間での煙の発生を判別し、火災の発生か否かを判別する。火災判別部１９が火災の発生を判別すると、火災判別部１９は、ＬＥＤ等の発光素子やブザー等の警報装置（図示せず）によって火災の発生を周囲に警報する。

本実施の形態では、監視空間の温度上昇を検出すると、検煙部２の受光素子１４の感度を上げたが、感度を上げず、受光素子１４から出力された検出値に基づき火災の発生と判断する閾値を変更させても良い。

又、受光素子１４から出力させた検出値により、温度検出部１６の非接触温度検出部から出力された検出値の補正を行い、その補正された検出値に基づき、火災の発生か否かを判別しても良い。

又、発光素子１４から出力された検出値、及び、温度検出部１６の非接触温度検出部から出力された検出値を、それぞれ個別に設けた閾値によって火災の発生か否かを判断するようにすれば、煙のみが多い火災にも、熱の上昇のみが大きい火災にも１台の火災感知器で対応することができる。

以上の説明した様に、本実施の形態の熱煙複合型火災感知器１は、温度検出部１６がその内部に設けられているので、温度検出部１６を保護するための外部に突出した保護構造部を必要としない。本発明は、熱煙複合型火災検知器であるが、炎検出部を備える炎感知器に非接触温度センサを組み込んで、熱炎複合型火災感知器としても良い。

１ 熱煙複合型火災感知器 ２ 検煙部 ３ 煙流入部
４ 実装部 ５ 蓋体 ５ａ 内面
６ 板部材 ６ａ 凸部 ６ｂ 凸部
７ 壁体 ８ 開口部 ８ａ 周縁
９ 発光素子ホルダ １０ 受光素子ホルダ １１ 煙流入口
１２ 光学台 １３ 発光素子 １４ 受光素子
１５ 遮光部材 １６ 温度検出部 １７ シールドケース
１７ａ 保持部材 １７ｂ 凸部 １８ 回路基板
１８ａ 実装面 １９ 火災判別部 ２０ 筐体

Claims (1)

1. 検煙部と温度検出部及び火災判定部を備えた熱煙複合型火災感知器において、
   前記検煙部は、該検煙部に外光が入射することを防止する複数の壁体が立設された板部材を有する煙流入部と、発光素子と、受光素子と、が配置され、下部が開口していると共に前記板部材によって該開口が閉塞される光学台を有する実装部とを有し、前記板部材の略中心部には前記実装部と前記煙流入部とを連通する開口部が形成されており、
   前記壁体は、前記開口部の周縁を取り囲む様に煙流入部に立設され、
   前記温度検出部は、前記感知器の内部である前記検煙部の底面に前記検煙部から突出することなく設けられ、感知器外部露出面の内面である前記煙流入部の下面側を閉塞する蓋体の内面の温度を内部から前記開口部を介して検出する非接触温度検出部と、前記温度検出部の周囲温度を検出する自己温度検出部とを有し、
   前記火災判定部は、前記自己温度検出部から出力された検出値に基づき、前記非接触温度検出部から出力された検出値の補正を行うことを特徴とする熱煙複合型火災感知器。

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