TWI439968B - 火災感測器 - Google Patents

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Description

火災感測器
本發明是有關於一種藉由感測煙及熱來偵測火災等的火災感測器。
先前技術文獻
專利文獻
[專利文獻1]日本專利特開平11-185179號公報
作為先前的火災感測器，已知有將豎立設置於基板上的熱阻器(thermistor)以貫穿煙偵測空間的方式配置，以偵測溫度的火災感測器(例如參照專利文獻1)。
圖5中表示先前的火災感測器的一例。火災感測器100具備：煙偵測室101，四周設有多個迷宮(labyrinth)壁102；發光部103，對煙偵測室101的煙偵測空間A照射光；受光部104，配置於不直接接收來自該發光部103的光的位置；以及熱阻器105。於煙偵測空間A內豎立設置著用於遮擋來自發光部103而未受到由煙引起的散射而入射至受光部104的光的遮光壁106。自發光部103觀察到的照射視野與自受光部104觀察到的受光視野交叉的區域成為煙偵測區域B，由受光部104來偵測該煙偵測區域B中的由煙引起的散射光，藉此來偵測煙。而且，於遮光壁106上形成有貫穿孔107，使熱阻器105插通於該貫穿空間內。該熱阻器105是豎立設置於位於煙偵測室101下方的基板上，進行溫度偵測。
於上述專利文獻1所示的火災感測器中，熱阻器的支持構件赤裸地貫穿煙偵測空間的大致中央部分，因此有時會導致朝向煙偵測空間的煙的流動受到阻礙，或者導致光發生散射。而且，於圖5所示的火災感測器100中，遮光壁106的體積大，自迷宮壁102間的間隙朝向煙偵測空間A的煙的流動受到阻礙。因此，存在偵測區域內的煙偵測的靈敏度下降而反應變慢的情況。
本發明是為了解決上述問題而完成，其目的在於提供一種火災感測器，其在具備貫穿煙偵測空間內的熱感應感測器(sensor)的火災感測器中，可抑制因熱感應感測器的配置造成煙偵測的靈敏度及反應下降。
為了達成上述目的，本發明的火災感測器包括：多個迷宮壁，以包圍煙偵測空間的方式設於四周；發光部及受光部，所述發光部對上述煙偵測空間照射光，所述受光部配置於不直接接收自上述發光部發出的光的位置；以及熱偵測感測器，由自上述發光部觀察的發光區域與受光部的受光區域而於上述煙偵測空間內構成煙偵測區域，利用上述受光部來接收散射光以偵測火災，所述散射光是來自上述發光部的光在上述煙偵測區域內因穿過上述多個迷宮壁間的空隙而流入上述煙偵測空間內的煙所引起的散射光，上述火災感測器的特徵在於，由構成上述發光部或受光部的殼體來形成貫穿空間，所述貫穿空間與上述煙偵測空間分離，且自安裝上述殼體的基板側貫穿至檢測對象空間 側，使上述熱偵測感測器插通於上述貫穿空間內。
於該火災感測器中，較佳的是，於上述煙偵測空間內形成窄區域，所述窄區域由上述發光部與受光部所包夾且不包含上述煙偵測區域，於上述窄區域內配置上述貫穿空間。
藉由本發明的火災感測器，由發光部或受光部的殼體來形成插通熱偵測感測器的貫穿空間，因此可減少貫穿空間的構成體積，可降低朝向煙偵測空間內的空氣流動的阻礙，從而可抑制煙偵測的靈敏度及響應的下降。
以下，參照構成本說明書的一部分的附圖來更詳細地說明本發明的實施形態。在所有附圖中，對於相同或類似的部分標註相同的參照符號並省略說明。
(第1實施形態)
對於本發明的第1實施形態的火災感測器，參照圖1(a)、圖1(b)至圖3來進行說明。本實施形態的火災感測器是具備作為煙感測器的煙感測功能與作為熱感測器的熱感測功能的複合型火災感測器，且是當煙感測或熱感測的偵測等級(level)超過固定的臨限值時發出火災警報的裝置。如圖1(a)所示，火災感測器1的外廓包含安裝於天花板面等上的樹脂製的主體(body)2以及感測器罩(cover)7。主體2包含底座(base)2a與罩2b。再者，圖1(a)、圖1(b)、圖2的立體圖中，上下為反方向，且 紙面下方側為安裝於天花板面等的一側。
對於該火災感測器1的內部結構，參照圖1(b)來進行說明。火災感測器1是於感測器罩7及罩2b的內部收容電路零件安裝用的電路基板3、安裝於電路基板3上的煙偵測用的光學基台4、防蟲罩5及揚聲器(speaker)6等而構成。
感測器罩7於內部收容有光學基台4、防蟲罩5及揚聲器6，具有作為保護該些構件的保護罩的作用。而且，感測器罩7形成為有底圓筒狀，於其側面交替形成有多個外殼結構支持部及多個開口部。來自外部的煙經過該開口部並穿過防蟲罩5的防蟲網的開口而侵入光學基台4上的煙偵測空間內。
底座2a是由樹脂製的大致圓盤狀形成，且為了螺固於例如天花板面等而於設置面側形成有兩處螺絲孔。罩2b於內部收容零件，並且藉由一邊接近底座2a一邊朝順時針方向轉動而與底座2a結合。而且，感測器罩7及罩2b是由作為芯材的金屬部及絕緣樹脂形成，所述絕緣樹脂被塗佈於(coating)該金屬部的周圍。
防蟲罩5採用具有防蟲網以避免蟲或塵埃等進入煙感測區域內的結構，且其下端部與光學基台4的周壁嵌合。而且，揚聲器6嵌合於防蟲罩5的上表面。揚聲器6具有發出警報聲等的功能，所述警報聲用於告知已偵測到火災。於該火災感測器中，較佳的是，於上述煙偵測空間內形成有窄區域，所述窄區域由上述發光部與受光部所包夾 且不包含上述煙偵測區域，於該窄區域內配置有上述貫穿空間。
電路基板3使用樹脂製的印刷(print)基板或陶瓷(ceramic)基板等，且具備發光部8及受光部9。發光部8具備發光二極體(Light Emitting Diode，LED)8a，該LED 8a照射用於煙偵測的光。受光部9具備PD(光二極體(photo diode))9a，該PD 9a對來自LED 8a的光因煙產生散射後的光進行偵測。而且，電路基板3更具備熱偵測感測器例如熱阻器3a以及微電腦(micro computer)等的電路零件，所述微電腦基於由受光部9及熱阻器3a進行煙偵測及熱偵測所得的偵測信號等而輸出火災警報信號。
光學基台4具有用於分別收納LED 8a與PD 9a的、作為殼體的發光台部8b與受光台部9b。於該發光台部8b上，一體地形成有貫穿孔15(參照圖2)，該貫穿孔15形成使熱阻器3a插通的貫穿空間C。熱阻器3a具有前端的熱阻器元件部以及用於電性連接至基板3的導線(lead)，且豎立設置並安裝於電路基板3的零件安裝面上。
於光學基台4的發光台部8b中，自底面側收納LED 8a，於受光台部9b中收納PD 9a。熱阻器3a***通安裝於貫穿空間C內。熱阻器3a自電路基板3貫穿光學基台4而突出，熱阻器元件部遠離電路基板3而安裝。
對光學基台4的詳細結構作進一步說明。光學基台4如圖2所示呈有底圓筒狀，更具備大致圓板狀的底板11、突出於底板11面而設的周壁12以及沿著周壁12而豎立設 置於底板11上的多個迷宮壁13，使所述底板11、周壁12、迷宮壁13、發光台部8b及受光台部9b一體地形成。再者，光學基台4亦可由黑色的合成樹脂形成，以抑制包括迷宮壁13的各部位對光的反射。
迷宮壁13包含水平剖面呈大致F字形的間隔壁，藉由該些間隔壁設在四周而圍成圓筒狀，於光學基台4上形成水平剖面為圓形的煙感測室，由該煙感測室形成煙偵測空間A，所述煙偵測空間A用於檢測自外部侵入的煙。於該些鄰接的迷宮壁13之間形成的煙導入路徑的一端與外部連通而成為煙導入口，另一端連通至煙偵測空間A。此處，於煙導入路徑中，藉由迷宮壁13的F字狀的彎曲突起，避免外光直接入射至煙偵測空間A內。
發光台部8b及受光台部9b是自光學基台4的底板11向光學基台4的煙偵測空間A側突出為台狀而形成，且具有用於收納LED 8a及PD 9a的貫穿孔81、91。而且，形成有分別連續於該些貫穿孔81、91的槽。而且，發光台部8b及受光台部9b具有周壁83、93，所述周壁83、93成為所述發光台部8b及受光台部9b的側壁，且包圍貫穿孔81、91及與該些貫穿孔81、91相連的槽。而且，各發光台部8b及受光台部9b於該些槽中安裝透鏡(lens)等的光學零件，各透鏡的光軸朝向煙偵測空間A的中心方向且配置成以規定的角度彼此交叉。該些透鏡分別與LED 8a的發光面及PD 9a的受光面相向，藉由該透鏡來使LED 8a的發光聚光並照射至煙偵測空間A。
而且，在發光台部8b上，自基板3側貫穿至檢測對象空間(房間)側而形成有貫穿孔15。貫穿孔15形成於突出部83a的內方，所述突出部83a是使發光台部8b的周壁83的一部分突出而成。藉此，貫穿孔15的約一半的體積被收納於發光台部8b內。再者，貫穿孔15只要與發光台部8b為一體，則亦可構成於任何部位而不限於周壁83上，而且，亦可不改變發光台部8b的外形而將整個貫穿孔15收納至發光台部8b內。
如圖3所示，於光學基台4中，發光台部8b及受光台部9b在透鏡等的光學零件安裝於其中的狀態下，安裝於電路基板3並收納LED 8a及PD 9a。此時，熱阻器3a可貫穿發光台部8b的貫穿孔15而延伸至感測器罩7的頂面附近，從而配置於易偵測因煙等引起的熱的位置。
發光台部8b及受光台部9b形成為：各自的發光面的光軸80與受光面的光軸90的平面視圖的交點P位於煙偵測空間A的中心。將由迷宮壁13圍成的煙偵測空間A中的、來自發光部8的發光台部8b的光的發光區域與受光部9的受光台部9b上的受光區域重疊(overlap)的區域作為煙偵測區域B。於該煙偵測區域B中，來自收納有LED 8a的發光台部8b的光因煙的粒子造成散射而產生的散射光將被收納有PD 9a的受光台部9b高靈敏度地偵測到。
而且，於煙偵測空間A中，形成窄區域R與寬區域Q，所述窄區域R由發光台部8b與受光台部9b所包夾且不包含煙偵測區域B，所述寬區域Q為窄區域R以外的區域且 包含煙偵測區域B。該窄區域R是在平面視圖上自發光部8與受光部9的各光軸80、90所成的交點P觀察360°的方向時，由發光台部8b與受光台部9b所包夾的窄的區域，且是不包含煙偵測區域B的區域。發光台部8b的貫穿孔15位於與易配置的寬區域Q側相向的周壁83上。
根據本實施形態，插通熱阻器3a的貫穿空間C是與發光台部8b一體地形成，因此可減少構成貫穿空間C的體積，可降低朝向煙偵測空間A內的空氣流動的阻礙，從而可抑制煙偵測的靈敏度及反應的下降。
(第2實施形態)
對於本發明的第2實施形態的火災感測器，參照圖4(a)、圖4(b)來進行說明。本實施形態是於上述實施形態中，光學基台4的煙偵測空間A中的貫穿空間C被配置於窄區域R側的實施形態，所述窄區域R是由發光台部8b與受光台部9b所包夾且不包含由發光部8及受光部9構成的煙偵測區域B的區域。
於本實施形態的光學基台4中，插通熱阻器3a的貫穿空間C形成於沿著發光台部8b的照射方向的周壁83中的與煙偵測空間A內的窄區域R側相向的壁側。熱阻器3a是與上述同樣地，以下述形態而配置，即：在豎立設置於基板3的狀態下插通於貫穿孔15，並自光學基台4突出。此時，亦與上述同樣地，貫穿孔15的約一半左右的體積被收納於發光台部8b內。再者，迷宮壁13是將剖面設為L字型而簡單地構成。
如前所述，該煙偵測空間A的窄區域R是指在平面視圖上自發光部8與受光部9的各光軸80、90所成的交點P觀察時，由發光台部8b與受光台部9b所包夾且不包含煙偵測區域B的區域。遮光壁14位於窄區域R側。
光學基台4為了將熱阻器3a等的電路零件安裝於電路基板3，而於發光台部8b上具有用於使貫穿孔15的底部抬升的圓筒狀的底抬升台16。貫穿孔15是與該底抬升台16一體形成，熱阻器3a將其支持柱於底抬升台16內安裝於電路基板3，並貫穿底抬升台16而插通於貫穿孔15。
根據本實施形態，於發光台部8b中，形成貫穿孔15的周壁83以與煙偵測空間A的窄區域R側相向的方式而設。因此，自煙偵測區域B觀察時成為下述狀態，即，因貫穿孔15而部分突出的周壁83的突出部83a的位置被發光台部8b的區塊(block)的影子所遮蔽。因而，成為雜訊(noise)的光到達突出部83a的情況少，即使到達，亦會在進一步到達發光台部8b之前因多重反射而衰減。突出部83a被配置於光的能量(power)經衰減後到達的位置，從而在光學上造成不良影響的情況少。藉此，避免受光部9偵測到因煙偵測區域B的煙引起的散射光以外的光，從而可避免因雜訊光引起的表面上的煙粒子的增加所導致的誤動作，可進一步提高煙的偵測精度與可靠性。
而且，即使為了配置熱感應感測器等的零件而設置底抬升台16，由於來自散射光而到達底抬升台16的光的能量經衰減後變小，因此與上述同樣地，底抬升台16造成的 光學上的影響少。即，來自底抬升台16的散射光不會入射至受光部9，或者，即使入射至受光部9亦是經充分衰減後的光，從而無光學上的影響。
再者，本發明並不限於上述實施形態的結構，在不變更發明的主旨的範圍內可進行各種變形。例如，於上述各實施形態中，將插通熱阻器3a的貫穿空間C配置於發光台部8b，但亦可配置於受光台部9b內。而且，亦可於發光台部8b及受光台部9b上分別設置貫穿空間C，並分別插通溫度感測等級不同的多個熱感應感測器等。而且，亦可將插通於貫穿空間C的感測器設為熱溫度感測器以外的氣體感測器或濕度感測器等的其他的環境測定感測器。
以上，對本發明的較佳實施形態進行了說明，但本發明並不限於該些特定的實施形態，可進行不脫離申請專利範圍的範疇的多種變更及變形，該些變更及變形皆屬於本發明的範疇內。
1、100‧‧‧火災感測器
2‧‧‧主體
2a‧‧‧底座
2b‧‧‧罩
3‧‧‧電路基板
3a、105‧‧‧熱阻器
4‧‧‧光學基台
5‧‧‧防蟲罩
6‧‧‧揚聲器
7‧‧‧感測器罩
8、103‧‧‧發光部
8a‧‧‧LED
8b‧‧‧發光台部
9、104‧‧‧受光部
9a‧‧‧PD(光二極體)
9b‧‧‧受光台部
11‧‧‧底板
12、83、93‧‧‧周壁
13、102‧‧‧迷宮壁
14、106‧‧‧遮光壁
15、81、91、107‧‧‧貫穿孔
16‧‧‧底抬升台
80‧‧‧發光面的光軸
83a‧‧‧突出部
90‧‧‧受光面的光軸
101‧‧‧煙偵測室
A‧‧‧煙偵測空間
B‧‧‧煙偵測區域
C‧‧‧貫穿空間
P‧‧‧交點
Q‧‧‧寬區域
R‧‧‧窄區域
本發明的目的及特徵將根據以下的附圖及較佳實例的說明而更明確。
圖1(a)是本發明的第1實施形態的火災感測器的外觀圖，圖1(b)是本發明的第1實施形態的火災感測器的分解立體圖。
圖2是本發明的第1實施形態的火災感測器中的光學基台的立體圖。
圖3是將本發明的第1實施形態的火災感測器安裝於 天花板面時自下方觀察的光學基台的平面圖。
圖4(a)是本發明的第2實施形態的火災感測器中的光學基台的平面圖，圖4(b)是圖4(a)中的X-X線箭頭剖面圖。
圖5是習知的火災感測器中的煙感測室的平面圖。
3‧‧‧電路基板
3a‧‧‧熱阻器
4‧‧‧光學基台
8‧‧‧發光部
8a‧‧‧LED
8b‧‧‧發光台部
9‧‧‧受光部
9a‧‧‧PD
9b‧‧‧受光台部
12、83、93‧‧‧周壁
13‧‧‧迷宮壁
14‧‧‧遮光壁
15、81、91‧‧‧貫穿孔
80‧‧‧發光面的光軸
83a‧‧‧突出部
90‧‧‧受光面的光軸
A‧‧‧煙偵測空間
B‧‧‧煙偵測區域
C‧‧‧貫穿空間
P‧‧‧交點
Q‧‧‧寬區域
R‧‧‧窄區域

Claims (2)

  1. 一種火災感測器，包括：多個迷宮壁，以包圍煙偵測空間的方式設於四周；發光部及受光部，所述發光部對上述煙偵測空間照射光，所述受光部配置於不直接接收自上述發光部發出的光的位置；以及熱偵測感測器，由來自上述發光部的發光區域與上述受光部的受光區域而於上述煙偵測空間內構成煙偵測區域，利用上述受光部來接收散射光以偵測火災，所述散射光是來自上述發光部的光在上述煙偵測區域內因穿過上述多個迷宮壁間的空隙而流入上述煙偵測空間內的煙所引起的散射光，所述火災感測器的特徵在於，由構成上述發光部或上述受光部的殼體來形成貫穿空間，所述貫穿空間與上述煙偵測空間分離，且自安裝上述殼體的基板側貫穿至檢測對象空間側，使上述熱偵測感測器插通於上述貫穿空間內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之火災感測器，其中於上述煙偵測空間內形成窄區域，所述窄區域由上述發光部與上述受光部所包夾且不包含上述煙偵測區域，於上述窄區域內配置上述貫穿空間。
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