WO2016009460A1 - 光電式煙感知器 - Google Patents
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Definitions
- the photoelectric smoke detector includes a light emitting unit and a light receiving unit, and recognizes the generation of smoke when the light receiving unit detects light scattered by air containing smoke.
- the photoelectric smoke detector generally includes an electronic circuit board for controlling the functions of the light emitting unit and the light receiving unit.
- an overcurrent is temporarily caused by an electronic component defect, and thus a spark may be generated, or an abnormally high temperature state may be caused by deterioration of an insulation resistance on the surface of the board. Sparks and abnormally high temperature parts in electronic circuit boards can ignite combustible gases and cause explosions.
- Patent Document 1 Japanese Patent No. 3938750 discloses a photoelectric smoke detector that employs an explosion-proof method called an intrinsically safe explosion-proof type.
- the intrinsically safe explosion-proof photoelectric smoke detector suppresses the magnitude of the current flowing through the electronic circuit board, thereby preventing an electric spark that can ignite the combustible gas from being generated on the surface of the electronic circuit board.
- Patent Document 3 states that “a light emitter, a direct light, and a scattered light receiver are housed in a metal case of a circuit part, and these are connected to a smoke detector dark box by an optical fiber, and a lens is attached to the end of the dark box side optical fiber. It is configured to detect smoke particles with the action of light emission and light reception ”(Patent Document 3, page (2), from the lower right column to the first line to the lower left column) (5th line). Furthermore, Patent Document 4 states that “a labyrinth base for introducing smoke and an electronic circuit such as a light-emitting element, a light-receiving element, and an electronic component are separated and connected by an optical fiber, so that they are not affected by high temperatures.
- FIG. 8 is a cross-sectional view taken along (d)-(d) in FIG. 9A is a longitudinal sectional view of the light emitting device 35A
- FIG. 9B is a sectional view taken along lines (e)-(e) in FIG. 6
- FIG. 9C is a sectional view around the transparent member A62.
- 10A is a longitudinal sectional view of the light receiving device 35B
- FIG. 10B is a sectional view of (f)-(f) in FIG. 7
- FIG. 10C is a sectional view of the periphery of the transparent member B72. It is.
- a large number of shielding plates 24 are provided so as to surround the inside of the detection unit 23, and have a function of preventing light leakage from the outside to the inside of the detection unit 23 and light intrusion from the inside to the outside. Further, air containing smoke can enter from the outside to the inside of the detection unit 23 through a gap provided between the shielding plates 24.
- the light emitting device holder 25 ⁇ / b> A and the light emitting device holder 25 ⁇ / b> B have a cavity having a size capable of holding the light emitting device and the light receiving device therein.
- the indicator lamp holder 26 includes a cylindrical hollow space penetrating from the front surface to the back surface of the labyrinth 2, and an indicator lamp to be described later penetrates the hollow space.
- the positions of the fixing screw holes 31A to 31D in the optical device installation base 31 correspond to the positions of the notches 21A to D in the labyrinth 2, and the cover on the optical device installation base 31
- the positions of the mounting screw holes 32A to 32D correspond to the positions of the cover mounting screw holes 22A to 22D in the labyrinth 2.
- a light emitting device 35A, a light receiving device 35B, and an indicator lamp 36 protrude from the surface side of the optical device installation base 3.
- the first positioning portions 38A and 38B are provided on the surface side of the optical device mounting base 31.
- the first positioning portion 38A and the second positioning portion 38B are respectively provided on the back surface side of the labyrinth 2 shown in FIG. 2B, in other words, on the laminated surface side with the optical device installation base 31 in the labyrinth 2.
- the labyrinth is formed by fitting the pins into the holes. Misalignment between 2 and the optical member 3 is prevented.
- the first positioning portion 38A is provided at the center of the circle that forms the planar edge of the optical device installation base 31, and the second positioning portion 38B is provided on the radius of the circle that forms the planar edge of the optical device installation base 31. .
- the second positioning portion 38B exists at a position that bisects the length of a straight line connecting the center of the circle forming the planar edge of the optical device installation base 31 and the point on the edge.
- the first fixing portion 28 ⁇ / b> A is provided at the center of the circle that forms the planar edge of the labyrinth 2
- the second fixing portion 28 ⁇ / b> B is provided on the radial circumference of the circle that forms the planar edge of the labyrinth 2.
- an electronic circuit board 51, a protective plate 52 for protecting the electronic circuit board 51, and the like are provided on the back side of the optical device installation base 31.
- the area of the planar shape of the electronic circuit board 51 and the area of the planar shape of the protective plate 52 are smaller than the area of the planar shape of the optical device installation base 31 in the example in FIG. Therefore, the electronic circuit board 51 and the protective plate 52 are not observed in the plan view shown in FIG.
- a back surface opening 36A and a back surface opening 36B are provided on the back surface side of the optical device installation base 31.
- the housing 4 in the present invention Since the housing 4 in the present invention has sufficient strength, it is not damaged even by an explosion in the circuit housing portion 44. Specifically, the casing 4 in the present invention is not damaged even if a pressure of a magnitude determined by the explosion-proof regulations, for example, a pressure of about 1.5 MPa is applied by an explosion in the circuit housing portion 44. , Formed of iron plate or the like. Therefore, the flame generated by the explosion in the circuit housing portion 44 does not leak out of the photoelectric smoke detector 1 when the housing 4 is damaged.
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Abstract
Description
例えば、特許文献2には、「発光素子を有し、該発光素子からの煙による散乱光もしくは透過光を受講する受光レンズを備えた警戒地区に設置される煙検出部と、・・・電気回路部とを前記煙検出部から分離して配置したことを特徴とする光電式分離型煙感知装置」が開示されている(特許文献2の実用新案登録請求の範囲)。
また、特許文献3には、「発光体および直接光、散乱光受光体を回路部の金属ケース内に納め、これらと煙感知器暗箱間を光学繊維により結合し、暗箱側光学繊維端にレンズを備え、発光、受光の作用をもたせて煙粒子を検知する構成となっている」と記載されている(特許文献3、第(2)頁、右上欄の下から1行目~左下欄の第5行)。
さらに、特許文献4には、「煙を導入するラビリンス基台と、発光素子、受光素子、電子部品等の電子回路とを分離して、両者を光ファイバーで連結したから、高温に影響を受けないラビリンス器台のみを高温室に設置して光電式煙感知装置を構成することができ、高温雰囲気下でも支障なく煙を感知できる煙感知装置」が開示されている(特許文献4、第(3)頁の第17行~第(4)頁の第3行)。
また、光ファイバーを用いた光電式煙感知器では、防爆容器内部に爆発性ガスが侵入することを防ぐために、防爆容器における光ファイバーの取付部を樹脂等で充填する必要がある。よって、充填された樹脂が劣化するに伴い、防爆容器の密閉性が低下し、爆発の危険を引き起こすことがあるという問題がある。
(1)電子回路基板を収容可能な回路収容部を有する防爆構造型の筐体の外側に設けられ、防爆指定区域に露出可能に形成されてなる発光装置と受光装置とを有し、前記発光装置は、筒状の内壁面A及び前記内壁面Aに囲繞された内部空間Aが前記回路収容部に通じる開口部Aを有する筒体Aと、前記内部空間Aの前記開口部Aに向かう底面に配置された発光素子と、発光素子によって発せられた光を通す透明部材Aとを有し、前記受光装置は、筒状の内壁面Bと前記内壁面Bに囲繞された内部空間Bが前記回路収容部に通じる開口部Bとを有する筒体Bと、前記内部空間Bの前記開口部Bに向かう底面に配置された受光素子と、受光素子に光を導く透明部材Bとを有し、前記内壁面Aと前記透明部材Aとの間隙、及び前記内壁面Bと前記透明部材Bとの間隙が、防爆規定に適合した幅を有し、前記開口部Aから前記透明部材Aの先端面までの透明部材Aの軸線方向における長さ、及び前記開口部Bから前記透明部材Bの先端面までの透明部材Bの軸線方向における長さが、防爆構造に適合した長さであることを特徴とする光電式煙感知器であり、
(2)前記筐体と、前記発光装置及び前記受光装置が外表面に突出して設けられてなる光学装置設置台と、前記発光装置及び前記受光装置を保持する発光装置ホルダー及び受光装置ホルダーを備えるとともに、前記光学装置設置台との積層面とは反対側の面において、気体を通過可能にする一方で外部から内部への光の侵入を防ぐ遮蔽板を備えた着脱可能なラビリンスと、が積層されてなることを特徴とする前記(1)に記載の光電式煙感知器であり、
(3)前記光学装置設置台及びラビリンスは、積層面の形状が円形であり、前記ラビリンスは、前記光学装置設置台との積層面において、縁辺の円の中心部に設けられた第1固定部と、縁辺の円の半径周上に設けられた第2固定部とを備え、前記光学装置設置台は、前記ラビリンスとの積層面において、縁辺の円の中心部に第1位置決め部と、縁辺の円の半径周上に第2位置決め部とを備え、前記第1固定部と前記第1位置決め部材とが係合し、前記第2固定部と前記第2位置決め部材とが係合してなることを特徴とする前記(2)に記載の光電式煙感知器であり、
(4)前記内壁面Aと前記透明部材Aとの間隙、及び前記内壁面Bと前記透明部材Bとの間隙の幅が、0.1mm以下であって、前記開口部Aから前記透明部材Aの先端面までの透明部材Aの軸線方向における長さ、及び前記開口部Bから前記透明部材Bの先端面までの透明部材Bの軸線方向における長さが、9.5mm以上であることを特徴とする前記(1)から(3)までのいずれか一つに記載の光電式煙感知器である。
また、本発明によると、発光装置及び受光装置の外周面における間隙を樹脂等で充填しなくても防爆性を有するので、光電式煙感知器の製造、メンテナンス等が容易であるとともに、樹脂の経年劣化によって防爆性が失われることを防ぐことができる。
発光装置ホルダー25A及び発光装置ホルダー25Bは、内部に発光装置及び受光装置を保持することのできる大きさの空洞を有する。表示灯ホルダー26は、ラビリンス2の表面から裏面へと貫通する円筒状の中空空間を備え、この中空空間を後述する表示灯が貫通する。
また、光学装置設置台3の表面側には、発光装置35A、受光装置35B、及び表示灯36が突出してなる。発光装置35Aと受光装置35Bとは、光軸が120°程度の角度で交差するように配置され、発光装置35Aから発せられた光が、煙によって散乱し、受光装置35Bに到達することによって煙の存在が感知される。
表示灯36は、使用者に視認可能な光信号を発することのできる装置であればよく、通常、筒状体である。
また、図3(B)で示されるように、光学装置設置台31の裏面側には、裏面開口36Aと裏面開口36Bとが設けられる。裏面開口36Aは、後述するように発光装置35Aから電子回路基板51へと到る配線部材59Bを内側に通し、裏面開口36Bは、受光装置35Bから電子回路基板51へと到る配線部材59Cを内側に通す。なお、図3(B)には図示されていないが、光学装置設置台31の裏面には、後述する回路取付ねじ57が挿通されるねじ穴が設けられていてもよい。
また、台座部42及び容器部45の外側面には、回路収容部44と外部空間とを連通する側口が設けられていてもよく、図4における例では、3つの側口44A、44B、及び44Dが設けられる。
また、図5には図示されていないが、カバー5が取り付けられた後で、カバー5を貫通するカバー取付ねじが、カバー取付ねじ穴22A~D及び32A~Dに取り付けられることにより、カバー5が固定される。
なお、図5には図示されていないが、検知部23の外側には、外部からの虫等の異物の侵入を防ぐために、防虫網が設けられていてもよい。
なお、筐体4、光学装置設置台31、及び栓体54A、B、Dを、別の部材とせずに一体として設計してもよい。
表示灯36の外周部も防爆構造型であればよく、具体的には、回路収容部44において発生した火炎が表示灯36の外周面近傍から光電式煙感知器1の外部へと漏れ出さないように設計されていればよい。例えば、表示灯36の外周面と表示灯ホルダー26の内壁面との間を樹脂等で隙間なく充填すればよい。また、表示灯36の外周面と表示灯ホルダー26のない壁面との間には、防爆規定に適合する程度の寸法の間隙が設けられていてもよい。例えば、幅が0.1mm以下であって、表示灯36の軸線方向における長さが9.5mm以上である間隙が設けられていてもよい。
透明部材A62の一方の端面には発光素子61が設けられ、他方の端面、言い換えると、透明部材Aの先端面69は、光を外部へ放射する機能を有する。また、図6(B)に示すように、透明部材Aの先端面69近傍には、光の放射方向をさらに限定するために、透明部材A62の端面積よりも小さい穴を有するスリット板52Aが設けられていてもよい。
間隙の幅は、図9(C)に示されるように、透明部材A62の軸線方向と垂直な方向における断面図において、内壁面A64上のある一点から透明部材A62の外周面までの距離として求められる。
なお、透明部材の中心軸線と内部空間の中心軸線とが一致しない例のように、透明部材の位置によって間隙の幅が異なる例、言い換えると間隙の幅W1及びW2が一様ではない例においては、間隙の幅が最も大きくなる位置における幅の長さが0.1mm以下であればよい。さらに具体的には、透明部材の軸線方向、及び周方向における全ての点のうち、内壁面までの距離が最大となる点における間隙が、0.1mm以下であればよい。
まず、筐体4の側口44A、44B、及び44Dに防爆性のケーブルグランドを取り付け、筐体4とセンサー部3とラビリンス2とを積層し、固定ねじ51A~51Dを締めこむ。さらに、カバー5を取り付け、カバー取付ねじを締めこむことによって、光電式煙感知器1が得られる。光電式煙感知器1は、筐体4の底面を地上に置くようにして設置してもよいし、筐体4の底面を施設の壁面や天井面に取り付けるようにして設置してもよい。
発光装置35A及び受光装置35Bは、光学装置設置台31の上面に突出して設けられており、図5で示されるように、光電式煙感知器1においてはラビリンス2の検知部23に位置する。よって、発光装置35A及び受光装置35Bは、空気穴7から侵入する爆発性のガスに晒されており、言い換えると、防爆指定区域に露出されている。
光電式煙感知器1の内部に侵入した空気が煙を含んでいると、発光装置35Aから発せられた光が散乱されることにより、受光装置35Bに到る光のパターンが変化する。このような受光パターンの変化は、配線部材59Cを介して電子回路基板51へ電気信号として伝えられる。受光パターンの変化についての電気信号を受け取った電子回路基板51は、煙が発生したことを外部へと知らせることができるように、電気信号を出力する。例えば、配線部材59Dを介して電気信号を出力することによって、表示灯36から発せられる光の色等が変化するように設計すればよい。このような態様では、観察者が表示灯36から発せられる光の変化を観察することによって、煙が発生したか否かを確認することができる。
開口部A68へと到った火炎は、内壁面A64と透明部材A62との間に生じる間隙から透明部材Aの先端部69へと向かって進む。しかし、間隙の幅W1及び長さL1は防爆規定に適合した寸法である。よって、火炎は内部空間66を進行している間に立ち消え、透明部材Aの先端面69を超えることがない。以上より、空気穴7を介してラビリンス2の検知部23に侵入した空気に含有される爆発性のガスに、回路収容部44から上昇してきた火炎が引火し、ラビリンス2の検知部23において爆発が発生し、ひいては光電式煙感知器1を設置した設備全体が爆発するという大事故が引き起こされるのを防止することができる。また、受光装置35Bにおいても、発光装置35Aと同様に間隙が設けられているので、回路収容部44から上昇してきた火炎が図10に示される透明部材Bの先端面79を超えることがない。
より具体的には、通常の状態において爆発性雰囲気をしばしば生成する可能性のある第一類危険箇所に光電式煙感知器1が設置されることにより、光電式煙感知器1における発光装置35Aと受光装置35Bとが第一類危険箇所に露出されても、回路収容部44において発生した火炎が外部のガスに引火することがない。
2 ラビリンス
3 センサー部
4 筐体部
5 カバー
7 空気穴
21A~21D 切欠部
31A~31D 41A~D 固定ねじ穴
22A~22D 32A~32D カバー取付用ねじ穴
23 検知部
24 遮蔽板
25A 発光装置ホルダー
25B 受光装置ホルダー
26 表示灯ホルダー
26A、27A、27B、36A、36B 裏面開口
28A 第1固定部
28B 第2固定部
31 光学装置設置台
35A 発光装置
35B 受光装置
36 表示灯
38A 第1位置決め部
38B 第2位置決め部
42 台座部
43 シール部
44 回路収容部
44A、44B,44D 側口
45 容器部
51 電子回路基板
51A~D 固定ねじ
52 保護プレート
52A スリット板
52B 保護カバー
53 検出領域
54A、54B、54D 栓体
54、55、56 シール面
57 回路取付ねじ
58B、58C 中空部
59B、59C、59D 配線部材
61 発光素子
62 透明部材A
63 筒体A
64 内壁面A
66 内部空間A
67、77 透明部材固定部
68 開口部A
69 透明部材Aの先端面
71 受光素子
72 透明部材B
73 筒体B
74 内壁面B
76 内部空間B
78 開口部B
79 透明部材Bの先端面
Claims (4)
- 電子回路基板を収容可能な回路収容部を有する防爆構造型の筐体の外側に設けられ、防爆指定区域に露出可能に形成されてなる発光装置と受光装置とを有し、
前記発光装置は、筒状の内壁面A及び前記内壁面Aに囲繞された内部空間Aが前記回路収容部に通じる開口部Aを有する筒体Aと、前記内部空間Aの前記開口部Aに向かう底面に配置された発光素子と、発光素子によって発せられた光を通す透明部材Aとを有し、
前記受光装置は、筒状の内壁面Bと前記内壁面Bに囲繞された内部空間Bが前記回路収容部に通じる開口部Bとを有する筒体Bと、前記内部空間Bの前記開口部Bに向かう底面に配置された受光素子と、受光素子に光を導く透明部材Bとを有し、
前記内壁面Aと前記透明部材Aとの間隙、及び前記内壁面Bと前記透明部材Bとの間隙が、防爆規定に適合した幅を有し、
前記開口部Aから前記透明部材Aの先端面までの透明部材Aの軸線方向における長さ、及び前記開口部Bから前記透明部材Bの先端面までの透明部材Bの軸線方向における長さが、防爆構造に適合した長さであることを特徴とする光電式煙感知器。 - 前記筐体と、
前記発光装置及び前記受光装置が外表面に突出して設けられてなる光学装置設置台と、
前記発光装置及び前記受光装置を保持する発光装置ホルダー及び受光装置ホルダーを備えるとともに、前記光学装置設置台との積層面とは反対側の面において、気体を通過可能にする一方で外部から内部への光の侵入を防ぐ遮蔽板を備えた着脱可能なラビリンスと、
が積層されてなることを特徴とする請求項1に記載の光電式煙感知器。 - 前記光学装置設置台及びラビリンスは、積層面の形状が円形であり、
前記ラビリンスは、前記光学装置設置台との積層面において、縁辺の円の中心部に設けられた第1固定部と、縁辺の円の半径周上に設けられた第2固定部とを備え、
前記光学装置設置台は、前記ラビリンスとの積層面において、縁辺の円の中心部に第1位置決め部と、縁辺の円の半径周上に第2位置決め部とを備え、
前記第1固定部と前記第1位置決め部材とが係合し、前記第2固定部と前記第2位置決め部材とが係合してなることを特徴とする請求項2に記載の光電式煙感知器。 - 前記内壁面Aと前記透明部材Aとの間隙、及び前記内壁面Bと前記透明部材Bとの間隙の幅が、0.1mm以下であって、
前記開口部Aから前記透明部材Aの先端面までの透明部材Aの軸線方向における長さ、及び前記開口部Bから前記透明部材Bの先端面までの透明部材Bの軸線方向における長さが、9.5mm以上であることを特徴とする請求項1から3までのいずれか一項に記載の光電式煙感知器。
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