JP2000285331A

JP2000285331A - 火災検知器

Info

Publication number: JP2000285331A
Application number: JP11091117A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Miyashita; 洋巳宮下
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】塵埃等による汚れが付着しにくい受光ガラス
を有する火災検知器を得る。【解決手段】筐体内から受光ガラス４に臨むように火
災検知用の受光素子１３が配設されている火災検知器に
おいて、受光ガラス４の外側の表面に一様のフッ素樹脂
層４ｃが設けられているので、汚損しやすい気流中に火
災検知器が設置されても、受光ガラス４が汚れにくくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火炎から放射され
る紫外線や赤外線などの輻射光を受光ガラス内に配設さ
れた受光素子で検出して火災の発生を検知する火災検知
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トンネルなどには、輻射式の火災
検知器が設置されているが、火災検知器を設置してから
時間が経過すると、受光素子を保護する受光ガラスが外
気に含まれる塵埃等の付着により汚損して光の透過率が
徐々に低下し、その結果、受光素子の受光量が減少して
正確な火災検知ができないことにつながるので、トンネ
ルなどの悪環境下での使用時には定期的に作業員がガラ
ス面を清掃する必要がある。

【０００３】さらに、このようなことから、一部の高機
能化された火災検知器においては、受光ガラスの側方に
設けた疑似炎としての試験用投光素子を点灯し、その光
を受光ガラスを介して受光素子に作用させて火災検知器
として正常に検知動作を行うことを確認する動作試験を
行うようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】とくに、高速道路のト
ンネルのような場所に設けられた火災検知器は、設置環
境として、通過する車両によって常時粉塵が巻き上げら
れるとともに、それが気流に乗って漂い受光ガラスに塵
埃が付着して汚れやすい。

【０００５】したがって、本発明は、塵埃等による汚れ
が付着しにくい受光ガラスを有する火災検知器を得るこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、筐体内から
受光ガラスに臨むように火災検知用の受光素子が配設さ
れている火災検知器において、受光ガラスの外側の表面
に一様のフッ素樹脂層が設けられていることを特徴とす
るものである。したがって、汚損しやすい気流中に火災
検知器が設置されても、汚れにくくすることができる。

【０００７】さらに、受光素子の受光波長特性が近赤外
波長領域であり、紫外領域を対象にするよりも正確に炎
を検出することができる。また、受光ガラスの材質が、
サファイヤまたはＩＲガラスであり、赤外領域の光を良
好に透過させる。そして、フッ素樹脂層が、約３００度
で焼成された層であり、受光ガラスの表面にフッ素樹脂
層の密着を向上させる前処理を行っているので、耐久性
に優れ長期にわたり汚れを防止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て説明する。図１は本発明による受光ガラスの一実施形
態を示す縦断面図、図２は図１の受光ガラスを用いる火
災検知器を示す正面図、図３は図２の火災検知器の水平
方向の横断面図、図４は図２の火災検知器の図３とは直
交する方向の縦断面図である。

【０００９】図において、１は上部が開放された箱状の
ケース、２は中心部に開口２ａを有してケース１ととも
に筐体を構成するカバー、４は略椀状の受光部４ａとそ
の外周の鍔部４ｂとからなる透明性カバーを構成する受
光ガラス、７は受光ガラス４の受光部４ａをカバー２の
開口に挿入した状態で受光ガラス４の鍔部４ｂをＯリン
グ９ａ、９ｂを介してカバー２との間に気密に固定する
固定板である。

【００１０】この受光ガラス４の表面側にはフッ素樹脂
層４ｃが形成されていて、トンネルなど環境状態の厳し
い設置場所においても、汚損しずらいものにしている。
このフッ素樹脂層４ｃは、テトラフルオロエチレン（分
子式：（ＣＦ２−ＣＦ２）ｎ）を主材とした高分子被膜
であり、とくに焼き付けによって、強固な層としたもの
である。また、フッ素樹脂層４ｃの材質としては、上記
のもの以外であってもよく、例えば、パーフルオロアル
コキシエチレンとの共重合体（分子式：（ＣＦ2−ＣＦ
2）ｍ−（ＣＦＯＲｆ−ＣＦ2）ｎ）や６フッ化プロピレ
ンとの共重合体（分子式：（ＣＦ2−ＣＦ2）ｍ−（ＣＦ
ＣＦ3−ＣＦ2）ｎ）などを用いることができる。

【００１１】このようなフッ素樹脂層４ｃの作成方法
は、受光ガラス４の表面に上記の組成物を塗布焼成させ
ることによるが、組成物の塗布に際して、単にフッ素樹
脂をガラス表面にコーティングさせると通常では剥がれ
やすいので、まずガラスの表面を粗面化するなどの前処
理が必要となる。ここでは、希釈されたフッ酸溶液によ
る表面処理をして、フッ素樹脂硬化時のアンカー効果に
よって剥がれにくいフッ素樹脂層４ｃとした。この前処
理には、粗面化以外として紫外線照射による表面活性化
によって密着性を改善することを用いてもよい。また、
ガラスと樹脂の材質より接合性の良い中間層を形成して
もよい。

【００１２】前処理した表面へ吹き付けなどの塗布を行
い、このとき受光ガラス４が半楕円体面状の湾曲面状で
角がないので均一な塗布を行いやすい。また、層の厚み
を０．４マイクロ以下の薄い層とすることができる。こ
の薄さによって、フッ素樹脂層４の組成に赤外領域の光
透過に問題があるとしても、量的に微少であるため無視
することができる。たとえば、約５マイクロの層で約５
％程度のダウンでしかない。

【００１３】そして、組成物が塗布されたガラスを約３
００度で焼成を行うことにより、硬化させる。この温度
および時間は最適な被膜を作成する条件を選択すればよ
い。また、硬化の過程後に表面を簡単に研磨する。すな
わち、フッ素樹脂層４ｃの目的は、主に水分や油分の付
着を防止する撥水性にあり、それに基づき新たな粒子が
堆積することを防止する。

【００１４】このように、作成されたフッ素樹脂層４ｃ
は、悪環境下でも、塵埃や水分などの付着を防止でき、
受光ガラス４の受光部４ａの光の透過を長期に維持する
ことができる。また、このフッ素樹脂層４ｃの形成は受
光部４ａの表面のみで十分であるが、処理の都合などで
鍔部４ｂやさらに受光ガラスの表裏全面に設けられても
よいことはもちろんである。また、フッ素樹脂層４ｃの
剥がれを防止するために、その周囲をリングで押さえた
り、また他の樹脂で固めてもよい。

【００１５】また、上記とは異なる方法により、フッ素
樹脂層４ｃを形成するには、フィルムを貼着する方式が
ある。すなわち、受光ガラス４の表面にたとえばポリエ
チレン（ポリオレフィンでよい）のフィルムを接着また
は真空圧着により密着状態を形成し、その表面にフッ素
ガスを導入して表面をフッ素化する。すると、表面にフ
ッ素樹脂の薄層を形成したのと同様に状態となる。さら
に、ポリエチレンフィルムの表面をフッ素化したものを
貼着しても同様である。

【００１６】火災検知器の構造において、カバー２はケ
ース１に対して正面からねじ止めによって固定されると
ともに、ケース１は箱状の底面から延長する図示しない
耳部が複数ケ所形成され、そこをトンネル壁面等の設置
面にねじ止め等することによって固定される。そのた
め、現場の設置場所において正面からカバー２を外すこ
とによって、内部構成のメンテナンスが可能となる。

【００１７】そして、１０は断面三角形状に突出する受
光部取付台であり、その両斜面にはそれぞれ円筒状の受
光素子ケース１１が設けられており、その受光素子ケー
ス１１の先端にはそれぞれ光学フィルタ１２が装着され
ている。１３ａは例えば焦電素子からなる第１の受光素
子、１３ｂは例えばフォトダイオードによる第２の受光
素子であり、それぞれ、受光素子ケース１１内に位置さ
れるとともに受光部取付台１０の斜面の背面側に取り付
けられたサブプリント基板１４にその端子が接続されて
いる。第１および第２の受光素子の２種類を用いるのは
いわゆる２つの異なる波長の出力から炎を判別するため
であって、例えばこの実施形態では二つの素子の比率を
演算して炎を判別している。

【００１８】また、このように受光素子ケース１１を二
つ組み合わせて凸状の受光ガラス４内に配置することに
より、監視範囲が火災検知器表面を中心にほぼ１８０度
とすることができる。１５はメインになるプリント基板
で、受光部取付台１０はこの上に固定されており、さら
に、プリント基板１５は支柱３を介してカバー２にねじ
止めにより固定されている。また、プリント基板１５か
らの電源線および信号線等は、図示しないがそのリード
線をケース１の側面等から引出し、その引出しのための
穴はパテなどの充填等によって気密が保たれている。図
示しないリード線と配設された電線とをスリーブ内で接
続することなどで、詳細に説明しない防災盤などから電
源供給を受けるとともに火災信号等を出力する。

【００１９】１８は発光ダイオードのような汚損検知用
の投光素子で、それぞれプリント基板１５上に支持台５
１を介して立設して配置され、カバー２から突出する投
光素子グローブ３２内に位置されている。支持台５１の
上面には投光素子１８の外周に対応する半円状の凹部が
形成され、また、下部には係止片や係止部が形成され、
これらとプリント基板１５の係止穴等との係合によって
支持台５１が立設される。また、プリント基板１５には
受光ガラス４内に突出する汚損検知用の受光素子１９が
設けられているが、同位置に反射板を設けるなどで受光
素子１３ａ、ｂに兼用させてもよい。６４は動作確認灯
であり、火災検知器が火災を検知したときにそれを表示
するため点灯されるものである。グローブ３２は、円筒
状の投光部とその下端に形成された鍔部を有する透明ま
たは半透明の樹脂（またはガラス）であり、カバー２に
開口するねじ穴にパッキンを介して挿入され、グローブ
３２の鍔部を押さえるよう、固定ねじ等を螺入して、カ
バー２に気密に固定されている。また、グローブ３２に
は、受光ガラス４と同様に、外気に触れる表面に光触媒
層が形成されている。

【００２０】このグローブ３２の周囲を覆うように略逆
Ｕ字形の保護部２１がカバー２から突出して設けられて
いる。この保護部２１は、その先端面２１ａが、グロー
ブ３２の先端面３２ａよりわずかに高く面一近くの高さ
に突出されて設けられており、検知器外観の配置から投
光素子１８に対して受光ガラス４が下方に位置している
ので、下側を開放した逆Ｕ字状に構成され、その内壁面
２１ｃにグローブ３２の外周面３２ｂが当接されるよう
に配置されてＵ字状の先端部２１ｂはグローブ３２より
受光ガラス４方向に延びている。そして、その先端部２
１ｂの先端壁面を正面で見たときに逆ハ字状に傾けてお
くことで、横からの気流が保護部２１のＵ字内に巻き込
まれない。同様に、グローブ３２の先端面３２ａが保護
部２１の先端面２１ａと面一近くにあることにより、飛
び出すと塵埃が接触する、逆に大きく落ち込むと塵埃を
含んだ気流が巻き込まれる、などの汚れる要素を排除し
ている。同時に、グローブ３２は保護部２１によって包
囲されることで障害物がぶつかるなどの破損の危険が低
減されるとともに、投光素子１８からの光は下方の受光
素子１９に向けて射出できるようになっている。また、
グローブ３２の先端面３２ａも露出しているので、投光
素子１８の側近傍のプリント基板１５上に配置される動
作確認灯６４の点灯の有無も正面から認識できる。

【００２１】このような火災検知器の組立ては、カバー
２の下面にＯリング９ａ、９ｂを介して受光ガラス４を
固定板７により固定する。また、投光素子１８等をそれ
ぞれ配置するとともに、各受光素子ケース１１等が設置
された受光部取付台１０を固定したプリント基板１５を
用意して、カバー２の下面から複数か所の支柱３にねじ
止めにより固定される。

【００２２】ところで、このような火災検知器を、例え
ばトンネル内に設置した場合、走行する車両による排気
ガス、塵埃などが常時存在する劣悪な環境のため、受光
ガラス４が汚損する。この汚損が激しいと受光素子１３
ａ、ｂが正確な出力を行うことができなくなる。この受
光ガラス４の汚損の程度を検出するため、汚損検知用投
光素子１８から受光ガラス４を介して汚損検知用受光素
子１９に投光し、その発光に対する受光量から汚損の程
度を検出することができ、汚損が激しいときには異常信
号を出力する等の汚損警報を行うことができる。

【００２３】トンネルにおいては、火災検知器に対して
常時左右どちらかから一方に向けて気流があることが多
く、その気流に排気ガスや塵埃等が含まれている。した
がって、受光ガラス４を円筒状や半球状に形成すると、
気流が円筒状や半球状の側面に衝突し、また、衝突する
面の反対側に気流の滞留が発生し、それぞれ汚れが発生
しやすい。このとき、ガラスを汚損させる物質は土砂、
塵埃、煤煙等であるが、度合いとしては気流が衝突する
面の汚れが進みやすい。この実施形態の受光ガラス４
は、気流に対する接触面の角度、立上り角度を緩やかに
することによっても受光ガラス４の汚損を防止してい
る。

【００２４】また、受光ガラス４に対してグローブ３２
を含む保護部２１が気流方向に直交する方向に距離を置
いて設けられているので、保護部２１での気流の乱れは
受光ガラス４近辺の気流に影響しない。

【００２５】この受光ガラス４の立上り角度に対して汚
れ具合の程度は、立上り角度約５０度以下とすると汚れ
具合が改善されることとなり、立上り角度を緩やかにす
ることで、気流が受光ガラス面に沿って流されて衝突を
防止するとともに、その逆側においても気流がガラス面
からカバー表面に沿って流れ滞留を防止するためであ
り、立上り角度を緩やかにすることで汚損の進行を抑制
できる。そして、従来から汚れ監視の目安が減光率７０
％（立上り部分でないが）となっており、汚損の抑制に
より清掃の期間の長期化が可能になる。また、立上り角
度とは異なる視点で、受光ガラス４に対する光線入射角
度（＝９０度−立上り角度）は約５０度を超えると表面
反射量が多くなる。したがって、表面反射の点からは、
立上り角度約４０度以上が好ましくなる。

【００２６】この実施形態における受光ガラス４のカバ
ー２に対する立上り角度は、上記各事柄を勘案するとと
もに、角度をあまりに低くすると受光部を突出させると
きにカバー２の幅をとることになるので、３５度に形成
されている。逆に言えば、カバー２の許される幅に受光
ガラス４の幅を広くして、立上り角度を緩やかにすれば
よい。

【００２７】以上のように、筐体内から受光ガラス４に
臨むように火災検知用の受光素子１３が配設されている
火災検知器において、受光ガラス４の外側の表面に一様
のフッ素樹脂層４ｃが設けられているので、汚損しやす
い気流中に火災検知器が設置されても、受光ガラス４が
汚れにくくなる。

【００２８】さらに、受光素子の受光波長特性が近赤外
波長領域であり、紫外領域を対象にするよりも正確に炎
を検出することができる。また、受光ガラスの材質が、
サファイヤまたはＩＲガラスであり、赤外領域の光を良
好に透過させる。そして、フッ素樹脂層が、約３００度
で焼成された層であり、受光ガラスの表面にフッ素樹脂
層の密着を向上させる前処理を行っているので、耐久性
に優れ長期にわたり汚れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】受光ガラスの縦断面図。

【図２】図１の受光ガラスを用いる火災検知器を示す正
面図。

【図３】図２の水平方向の断面図。

【図４】図２の縦断面図。

【符号の説明】

１ケース２カバー４受光ガラス４ｃフッ素樹脂層１３受光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内から受光ガラスに臨むように火災
検知用の受光素子が配設されている火災検知器におい
て、前記受光ガラスの外側の表面に一様のフッ素樹脂層が設
けられていることを特徴とする火災検知器。
【請求項２】受光素子の受光波長特性が、近赤外波長
領域である請求項１の火災検知器。
【請求項３】受光ガラスの材質が、サファイヤまたは
ＩＲガラスである請求項１の火災検知器。
【請求項４】フッ素樹脂層が、約３００度で焼成され
た層である請求項１の火災検知器。
【請求項５】受光ガラスの表面に、フッ素樹脂層の密
着を向上させる前処理を行っている請求項１の火災検知
器。