CN102243797B - 感烟探测器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种感烟探测器，可以减少从吸气一侧流路分支部的吸气口所吸引的粉尘等异物的数量。感烟探测器(101)包括具有流入口(133c)和流出口(132c)的检烟部(125)、铺设在监视空间中的取样管、连接在该取样管上的气流管(P)、设置在所述气流管(P)上并连接在所述检烟部(125)的流入口(133c)上的吸气一侧流路分支部(133)，所述吸气一侧流路分支部(133)的吸气口(133a)朝向与在所述气流管(P)内流动的取样空气(SA)的流动方向(C)相反的方向。

Description

感烟探测器
本申请是申请日为2009年3月4日、发明名称为“感烟探测器”、申请号为“200910118138.0”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及以光学方式检测因火灾而产生的漂浮在空气中的烟等污染物质、并报告发生火灾的感烟探测器。
背景技术
作为预防火灾或产生烟时的检测系统，或者在需要一定环境保全的半导体制造工厂或食品工厂中，使用感烟探测器。
现有的感烟探测器包括：连接在取样用配管上的检烟部、把取样空气吸引到该取样用配管中的风扇、测量所述取样用配管内的取样空气的风速的风速传感器(例如参照专利文献1)。
在该感烟探测器中，把在所述取样用配管内流动的一部分取样空气导入检烟部，并用该检烟部的烟传感器进行烟的检测后，返回到所述取样空气用配管内。此时，根据所述风速传感器测量的风速控制所述风扇，使其可以按照设计要求向所述检烟部提供取样空气。
现有的感烟探测器包括具有流入口和流出口的检烟部、铺设在监视空间内的取样管、连接在该取样管上使取样空气在其中流动的气流管、设置在所述气流管上并与所述检烟部的流入口连接的吸气一侧流路分支部以及设置在所述流入口和所述吸气一侧分支部之间的过滤器(例如参照专利文献2)。
在该感烟探测器中，把在所述气流管内流动的一部分取样空气，从所述吸气一侧流路分支部的吸气口导入，用过滤器除去粉尘等后，提供给检烟部，并且在用该检烟部的烟传感器进行烟的检测后，从流出口通过排气口一侧流路汇合部返回到所述气流管内。
专利文献1日本专利公报第3714926号
专利文献2特表2000－509535号公报
发明内容
如图4所示，取样用配管1内装有风扇2，在它的一端上设置有吸引取样空气SA的开口部3。
在以大风量使用风扇(鼓风机)2的情况下，抽取取样空气的入口3a如虚线所示打开很大，在风扇2的吸引口4附近，不会在风扇的进口侧一配管内发生逆向流动，导致气流紊乱。
可是如果抽取取样空气的入口3a打开小，使吸引风量减少，则由于风扇2内的转动叶片的转动，就会在风扇的进口一侧配管内产生紊乱气流，开始出现逆向流动。
如果使所述抽取取样空气的入口3a比用实线表示的开口部3还小，进一步减少吸引风量，则因来自所述风扇2的紊乱气流产生的逆向流动气流L在所述取样用配管1内旋转，通过风速传感器5。因此气流在风速传感器5附近也不稳定，所以不能准确地测量风速。
为了解决以上所述的问题，可将风速传感器5离开风扇2足够的距离，使得风速传感器5不受逆向流动气流L影响，但这会使感烟探测器大型化，故非优选。
鉴于所述情况，本发明的第一个目的在于可以准确地测量取样空气的风速。
此外，在现有的例子中，由于把含有粉尘等的一部分取样空气直接导入气流管内通过过滤器，有时大量的粉尘等堆积在该过滤器中造成堵塞。因此要频繁清扫或更换过滤器，所以过滤器的维护作业要花费大量的时间和费用。
鉴于所述的情况，本发明的第二个目的在于减少从吸气一侧流路分支部的吸气口所吸引的粉尘等异物的数量。
现有的检烟系统的入口分流器连接在风扇的吸入口上。该风扇使空气通过管道吸引到入口分流器中。在通过风扇的全部气流中，除了以取样为目的使用的非常小比例的部分以外，均从风扇的出口通过排气管道直接排放到大气中，或排放到排气管道中。
而以取样为目的使用的气流部分通过过滤器，进入到烟检测器的检测室的入口。检测室的出口连接在入口分流器上。但连接部分的开口小，造成取样用的分支部的气流的压力损失变大。
鉴于所述的情况，本发明的第三个目的在于减小具有检烟部的分支部气流的压力损失，并且可以使从检烟部排出的取样空气流和风扇所吸引的气流管中的取样空气流稳定汇合。
第一项发明的感烟探测器包括：其包括：具有流入口和流出口的检烟部；铺设在监视空间中的取样管；连接在该取样管上的气流管；为了将取样空气输送到所述检烟部而配置在所述气流管中的风扇；设置在所述气流管上并连接在所述检烟部的流入口上的吸气一侧流路分支部；以及连接在所述检烟部的流出口上的排气一侧流路汇合部，其特征在于，所述吸气一侧流路分支部的吸气口和所述排气一侧流路汇合部的排气口朝向在所述气流管内流动的取样空气的流动方向的下游一侧，所述气流管在所述风扇的出口一侧具有扩散器部，该扩散器部在所述取样空气的流动方向的下游一侧变宽，所述吸气一侧流路分支部的吸气口及排气一侧流路汇合部的排气口设置在所述扩散器部，所述排气一侧流路汇合部的排气口设置在所述吸气一侧流路分支部的吸气口的上游一侧。。
第二项发明的感烟探测器包括：具有流入口和流出口的检烟部；铺设在监视空间中的取样管；连接在该取样管上的气流管；为了将取样空气输送到所述检烟部而配置在所述气流管中的风扇；设置在所述气流管上并连接在所述检烟部的流入口上的吸气一侧流路分支部；以及连接在所述检烟部的流出口上的排气一侧流路汇合部，其特征在于，所述吸气一侧流路分支部的吸气口和所述排气一侧流路汇合部的排气口朝向在所述气流管内流动的取样空气的流动方向的下游一侧，所述气流管在所述风扇的出口一侧具有喷孔，所述吸气一侧流路分支部的吸气口设置在所述风扇的出口一侧，而且与所述喷孔相比设置在所述取样空气的流动方向的上游一侧，所述排气一侧流路汇合部的排气口设置在所述风扇的出口一侧，且与所述喷孔相比设置在所述取样空气的流动方向的下游一侧。
第三项发明的感烟探测器包括：具有流入口和流出口的检烟部；与铺设在监视空间中的取样管连接并把风扇夹在中间的气流管；设置在该气流管上并与所述检烟部的流入口连接的流路分支部；设置在所述气流管上并通过排出用配管连接在所述检烟部的流出口上的流路汇合部；其特征在于，所述流路汇合部具有喷嘴部，所述喷嘴部向比所述风扇的所述流路分支部压力低的通气口喷射，并具有比所述排出用配管大的开口。
第一项发明由于把所述风速传感器设置在所述风扇的进口一侧，并且在该风速传感器和所述风扇之间设置了整流板，所以由风扇产生的逆向流动的气流被所述整流板遮挡，不能向风速传感器一侧移动。因此在风速传感器附近，流动的流体中不会产生紊乱，形成稳定的气流，所以可以准确地测量风速。
第二项发明的吸气一侧流路分支部的吸气口朝向与在所述气流管内流动的取样空气的流动方向相反的方向。例如粉尘等比烟颗粒重的颗粒，因取样空气的流动方向上的惯性力，在所述吸气口附近不能快速改变流动方向而进入下游。因此混在从所述吸气口所吸引的取样空气中被吸引的粉尘等变得非常少，所以与现有的例子相比，可以大幅度减少清扫或更换过滤器之类的次数。
第三项发明由于采用以上的结构，所以可以利用流路分支部和流路汇合部之间产生的压力差，把在气流管内流动的一部分取样空气从所述流路分支部导入检烟部内，通过所述检烟部从流路汇合部返回到所述气流管中。
此时，从检烟部通过排出用配管排出的取样空气经流路汇合部汇合，流路汇合部具有喷嘴部，所述喷嘴部向比风扇的流路分支部压力低的通气口大体均匀扩展喷射，并具有比排出用配管大的开口。
因此可以减少具有检烟部的分支部气流的压力损失，从而可以使分支部气流的流量增加。此外，可以使从检烟部排出的取样空气流和风扇所吸引的气流管中的取样空气流稳定汇合。
附图说明
图1是表示第一项发明的第一实施方式的放大立体图。
图2是表示第一项发明的第一实施方式的结构图。
图3是表示第一项发明的第二实施方式的俯视图。
图4是表示第一项发明现有例子的放大立体图。
图5是表示第二项发明的第三实施方式的俯视图。
图6是表示图5的主要部分的放大断面图。
图7是吸气一侧流路分支部133的III－III线剖视图。
图8是表示第二项发明的第四实施方式的正面放大剖视图，相当于图6。
图9是第三项发明的感烟探测器主要部分的说明图。
图10(a)是第三项发明使用的喷嘴的立体图，图10(b)是把图10(a)的喷嘴延伸后的立体图。
具体实施方式
用图1、图2对第一项发明的第一实施方式进行说明。
感烟探测器S包括通过配管20连接在取样用配管11上的检烟部22、设置在所述检烟部22的流入口22a一侧的过滤器23、在所述取样用配管11中吸引取样空气SA的风扇(鼓风机)12、测量所述取样用配管11内的取样空气SA风速的风速传感器(流量传感器)15。
图中虽没有表示，但在所述检烟部22中设置有发光元件和光电二极管等受光元件(烟传感器)、光收集器、聚光透镜、孔、等等。
流入部40做成大体箱体形状，在侧面配置抽取取样空气的入口(图中没有表示)，在底面配置所述风扇12的吸引口12a，在所述流入部40内，所述风扇12进口一侧的所述取样空气SA的气流方向和由所述风扇12的所述吸引口12a形成的气流方向SB大体垂直。在所述风扇12的进口一侧(上游一侧)和所述风速传感器15之间设置有整流板25。所述整流板25做成大体长方形(例如，宽度约为50mm、高度约为10mm)，其与底面形成角度α(例如约90°)，与取样空气SA的气流方向形成角度θ(例如约90°)。
本发明人对如图1所示的在流入部40内设置整流板25的情况和不设置整流板25的情况进行了比较实验，可以确认：如果配置整流板25，则风速传感器15的输出从小风量到大风量存在正比关系。即，整流板25阻挡伴随风扇12吸引风量的减少而产生的逆向流动气流L向风速传感器15一侧移动。为了防止来自风扇12吸引口12a的逆向流动气流对流速测量的影响，该整流板25的角度α、θ根据风扇12的不同设定在约45°～90°的范围内。
此外，所述整流板25的形状除了大体为长方形以外，也可以是方形或三角形，在可以发挥所述功能的范围内，可以适当地选择尺寸等。
所述整流板25除了设置在底面上以外，例如也可以设置在顶面等上，也可以在底面和顶面上都设置，或设置在多个部位上。此外，由于可以把风速传感器15和吸引口12a配置在靠近整流板25的两侧(例如距离约30mm以下)，所以可以使流入部40足够小。
下面对第一实施方式的动作进行说明。
驱动风扇12后，监视空间的空气被吸入到取样用配管11中，取样空气SA在该取样用配管11内流动。
此时，所述取样空气SA在由风速传感器15测量了风速后，边从吸引口12a旋转进入风扇12内，边从排出口12b排出，一部分取样空气SA通过配管20、过滤器23进入到检烟部22中。在该检烟部22中由烟传感器(图中没有表示)进行烟的检测后，返回到所述取样用配管11中。
在吸引的风量少的情况下(低风速时)，因风扇12内的转动叶片的转动，风扇12的进口一侧配管的气流变得紊乱，产生逆向流动气流L。该逆向流动气流L试图扩展到取样用配管11内的上游一侧，但由于在上游一侧配置有整流板25，所以与该整流板25碰撞。因此，该逆向流动气流L不能到达风速传感器15附近，所以在该风速传感器15附近，不会在流体流动过程中产生紊乱，为稳定的气流，所以可以准确地检测风速。因此，根据风速传感器15的测量值可以准确地控制风扇12，所以，可以按照设计要求把取样空气稳定地提供给检烟部22，可以高精度地进行烟的检测。此外，可以把风速传感器15和吸引口12a设置在靠近整流板25的部位，充分实现小型化。
用图3对第一项发明的第二实施方式进行说明，与图1、图2相同的附图标记，其名称和功能也相同。
该第二实施方式与第一实施方式的不同点是通过支承轴p把整流板25以可以转动的方式支承在流入部40的底面或顶面上。这样，可以根据风扇12的转数或风速传感器15的输出，把整流板25设定成阻挡逆向流动气流L最有效的某个角度θ，所以即使在风速频繁改变的情况下，也可以高精度地进行烟的检测。
用图5、图6对第二项发明的第三实施方式进行说明。
如图5所示，感烟探测器101包括：具有暗箱121的烟检测单元102、把作为检测对象的空气(取样空气)SA输送到该烟检测单元102的风扇103、作为空气通道的配管104、配置在烟检测单元102内的发光元件111、光电二极管等受光元件112、测量所述风扇103或空气流量的空气流量传感器113、向该空气流量传感器113供电的电源部114、连接在受光元件112上的火灾判断部115。
在烟检测单元102的暗箱121的中央部位设置检烟部125，把通过所述配管104用过滤器105过滤后的取样空气SA导入该检烟部125。光收集器123设置在遮光部122上，聚光透镜用124表示，孔用126表示。
火灾判断部115包括：把受光元件112的输出信号S放大的放大电路、把该放大电路的信号转换成检测电平的A/D转换器、在检测电平达到预先设定的閾值以上时判断出发生火灾的比较电路，等等，用CPU进行综合控制。
扩散器部120设置在气流管P的风扇103出口一侧。该扩散器部120的下游一侧变宽，例如做成圆锥等大体为锥体的扩展管(扩散器)，排气一侧流路汇合部132设置在底端部120a一侧，此外，吸气一侧流路分支部133设置在比所述排气一侧流路汇合部132靠向下游一侧的前端部120b一侧。
在弯成L形的突出管133P的前端部位形成所述吸气一侧流路分支部133的吸气口133a，该突出管133P的前端部位朝向与在气流管P内流动的取样空气SA的流动方向C相反的方向(下游一侧)。此外，在弯成L形的突出管132P的前端部位形成所述排气一侧流路汇合部132的排气口132a，该突出管132P的前端部位朝向与在气流管P内流动的取样空气SA的流动方向C相反的方向(下游一侧)。因此，所述吸气口133a和所述排气口132a朝向相同的方向。
烟检测单元102的暗箱121设置在所述风扇103的出口一侧，该暗箱121的检烟部125的流入口133c通过过滤器105连接在所述吸气一侧流路分支部133的吸气口133a上，其流出口132c连接在所述排气一侧流路汇合部132的排气口132a上。
下面对第三实施方式的动作进行说明。
驱动风扇103后，监视空间中的空气A通过取样管(图中省略)被吸入气流管P，通过扩散器部120排出，而此时由于所述扩散器部120内的排气一侧流路汇合部132中的流速与吸气一侧流路分支部133中的流速不同，所以在两部位之间产生压力差。
利用产生的该压力差，在扩散器部120内流动的取样空气SA中所含的烟颗粒，被从吸气一侧流路分支部133的吸气口133a吸引，通过过滤器105进入检烟部125的流入口133c，被照射发光元件111的激光，并边产生散射光边在该检烟部125内前进，从流出口132c通过排气一侧流路汇合部132的排气口132a，返回到扩散器部120内。
在所述气流管P内流动的取样空气SA中含有粉尘F等，但是由于该粉尘F等比烟颗粒重，所以具有大的向流动方向的惯性力而向下游流动。因此通过所述吸气口133a附近的粉尘F等与混在吸入吸气口133a的取样空气SA中的重量轻的烟颗粒不同，由于其在气流管4内向下游前进，所以从吸气口133a没有粉尘F等混入，或可以导入非常少的取样空气SA。因此堆积在过滤器105上的粉尘F等与现有情况相比大幅度减少，所以可以减少清扫或更换该过滤器等的次数。
图7是吸气一侧流路分支部133的III－III线剖视图。
吸气一侧流路分支部133的突出管133P做成L形，其前端部的吸气口133a朝向下游一侧，但该前端部不是与取样空气SA的流动方向C完全相反(轴心与流动方向C一致)，角度α例如倾斜10°。该角度是可以防止混入粉尘F等异物的防止异物进入角度，角度β、γ的范围例如可以在0°(与所述流动方向C一致)～45°的范围内适当选择。
用图8对第二项发明的第四实施方式进行说明，与图6～图7相同的附图标记，其名称、功能也相同。
该第四实施方式和第三实施方式的不同点如下。
(1)设置喷孔136来替代扩散器部120作为产生压差装置。该喷孔136设置在气流管P的吸气一侧流路分支部133和排气一侧流路汇合部132之间。
(2)把吸气一侧流路分支部133设置在排气一侧流路汇合部132的上游一侧，替代设置在其下游一侧。
在第四实施方式中，混入到气流管P内的取样空气SA中的粉尘F等利用其惯性力，难以从主流气流的方向向相反的方向转换。因此减少了粉尘F等混入吸气口133a，所以与现有情况相比，可以延长过滤器的寿命，并且也可以减少因粉尘F等造成的火灾判断部的误检测。
参照附图对第三项发明的第五实施方式进行说明。
图9是第三项发明的感烟探测器的实施例，感烟探测器201把气流管202连接在取样管上，所述取样管配置在图中没有表示的监视空间内，在该气流管202的上游部(进口一侧)配置风扇203(例如鼓风机)，把监视空间内的污染空气作为取样空气SA吸入和排出，在所述气流管202的下游部(出口一侧)形成流路分支部205，使从所述风扇203排出的取样空气SA的一部分、即作为检测对象的取样空气SA流入检烟部204。
在所述流路分支部205上，连接使作为检测对象的取样空气SA流通的取样空气流入用配管206，把该取样空气流入用配管206的一端连接在检烟部204的取样空气SA的流入口208上，检烟部204内部安装有：过滤器207；图中没有表示的由发光元件和受光元件构成的光学式烟检测装置；以及由测量空气流量的装置等构成的烟检测单元。
另一方面，把取样空气排出用配管210的一端连接在检烟部204的取样空气SA的流出口209上，把通过该检烟部204的取样空气排出用配管210另一端的流路汇合部，连接在比所述风扇203的转动叶片周围边缘附近等的流路分支部压力低的通气口203a上。
流路汇合部211具有：风扇203的通气口203a，它形成比取样空气排出用配管210大的开口；以及喷嘴212，它的一端连接在取样空气排出用配管210上，另一端具有与风扇203的通气口203a几乎相同的开口，能用相对于风扇203的通气口203a几乎均匀扩展的气流，喷射取样空气SA。
因此可以减小具有检烟部204的分支部气流的压力损失，并且可以使从检烟部204排出的取样空气流与风扇203吸引的气流管202中的取样空气流稳定汇合。
用图10对所述喷嘴212的一个例子进行说明。如图10(a)所示，在通过检烟部204的取样空气排出用配管210的另一端形成流路汇合部211的开口端，设置有外筒213，所述外筒213具有与风扇203的通气口203a的开口直径大体相同的开口W1，所以该外筒213通过做成如图10(b)所示的可以伸缩的形式，可以把喷嘴212的喷射口尺寸调整到比风扇203的通气口203a的开口大的开口W2。
为了把稳定且几乎均匀的气流提供给通气口203a，可以把喷嘴212的前端做成逐渐扩展的形状。
此外在实施例中，在外筒213的内部安装有可以左右伸缩的内筒214，通过把铆钉等卡具215插入止动孔216，可以使开口W1或W2为规定的宽度。
此外，可以伸缩的喷嘴不限于以上所述实施例的结构。
图中P1是空气流入口，P2是空气排出口。

Claims (3)

1.一种感烟探测器，其包括：
具有流入口和流出口的检烟部；
铺设在监视空间中的取样管；
连接在该取样管上的气流管；
为了将取样空气输送到所述检烟部而配置在所述气流管中的风扇；
设置在所述气流管上并连接在所述检烟部的流入口上的吸气一侧流路分支部；以及
连接在所述检烟部的流出口上的排气一侧流路汇合部，
其特征在于，所述吸气一侧流路分支部的吸气口和所述排气一侧流路汇合部的排气口朝向在所述气流管内流动的取样空气的流动方向的下游一侧，
所述气流管在所述风扇的出口一侧具有扩散器部，该扩散器部在所述取样空气的流动方向的下游一侧变宽，
所述吸气一侧流路分支部的吸气口及排气一侧流路汇合部的排气口设置在所述扩散器部，
所述排气一侧流路汇合部的排气口设置在所述吸气一侧流路分支部的吸气口的上游一侧。
2.一种感烟探测器，其包括：
具有流入口和流出口的检烟部；
铺设在监视空间中的取样管；
连接在该取样管上的气流管；
为了将取样空气输送到所述检烟部而配置在所述气流管中的风扇；
设置在所述气流管上并连接在所述检烟部的流入口上的吸气一侧流路分支部；以及
连接在所述检烟部的流出口上的排气一侧流路汇合部，
其特征在于，所述吸气一侧流路分支部的吸气口和所述排气一侧流路汇合部的排气口朝向在所述气流管内流动的取样空气的流动方向的下游一侧，
所述气流管在所述风扇的出口一侧具有喷孔，
所述吸气一侧流路分支部的吸气口设置在所述风扇的出口一侧，而且与所述喷孔相比设置在所述取样空气的流动方向的上游一侧，
所述排气一侧流路汇合部的排气口设置在所述风扇的出口一侧，且与所述喷孔相比设置在所述取样空气的流动方向的下游一侧。
3.根据权利要求1或2所述的感烟探测器，其特征在于，所述吸气口在0°～45°的范围内朝向所述取样空气的流动方向的下游一侧。
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