JP2003208674A - 散乱光式煙感知器 - Google Patents
散乱光式煙感知器Info
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Abstract
に設定可能とし、検煙空間への煙流入に方向性が無い散
乱光式煙感知器を提供する。 【解決手段】発光部6および受光7部を、検煙空間内に
突出することなく開口部9,10を開けて埋設したホル
ダー5を有する。このホルダー5は、発光部6から受光
部7に向かう直接光を遮断すると共に、検煙空間に向か
う発光部6からの光軸14と検煙空間内の煙粒子によっ
て散乱されて受光部7に向かう散乱光の光軸15を、水
平方向に所定の第1角度αで交差し且つ鉛直方向に所定
の第2角度δで交差するように、発光部6と受光部7を
固定する。
Description
検煙空間内の煙粒子による光の散乱光を受光して火災を
検出する散乱光式煙感知器に関する。
は例えば図4のものがある。図4(A)において、感知
器本体100の下部にカバー102が装着され、その内
部に煙が流入する検煙空間103を形成している。検煙
空間103内の感知器本体100側にはホルダー104
が装着され、ホルダー104には開口110,112を
介して発光部106と受光部108が収納される。
うに、発光部106は光軸114の方向に光を出し、流
入した煙に光が当たることによる散乱光を光軸116の
方向から受光部108で受光している。
知器における仮想的な水平面上で光軸110,116が
斜めに交差するように配置し、光軸交点118の散乱角
θを所定の角度に設定している。ここで、散乱角θに対
する補角となる光軸の交差角δを構成角と呼び、θ=1
80°−δの関係にある。
置し、遮光板120で受光部108に向かう直接光を遮
り、次の遮光板122で手前の遮光板120の先端に当
たった光の反射光を遮るための光トラップを形成してい
る。
のように、発光部106と受光部108の光軸を3°〜
5°程度下向きにして光軸交点が検煙空間103の上部
面に近づきすぎないように調整している。
うな従来の散乱光式煙感知器の構造にあっては、感知器
内部の煙が流入する検煙空間103に発光部106、受
光部108、遮光板120,122等が突出しており、
外部からの煙の流入に方向性を持つ可能性が高いという
不具合がある。
を持たないようにするため、例えば図5のような散乱光
式煙感知器が知られている。
カバー202が装着され、その内部に煙が流入する検煙
空間203を形成している。検煙空間203内の感知器
本体200側にはホルダー204が装着され、ホルダー
204には開口210,212を介して発光部206と
受光部208が埋め込まれ、検煙空間203に飛び出す
ことのない構造となっており、煙の流入特性に方向性が
無い構造をとっている。
し、流入した煙に光が当たることによる散乱光を光軸2
16の方向に設置された受光部208で受光する。この
ため感知器内の仮想的な鉛直面に、発光部206と受光
部208を対向しないように光軸214,216を斜め
下向きに配置し、光軸交点218の散乱角θを所定の角
度に設定している。なお、構成角δは、θ=180°−
δの関係にある。
料等により、煙の粒子径は比較的大きなものから小さな
ものまで様々である。このため、様々な粒子径の煙に対
し、極力感度に差のないようにすることがひとつの課題
とされている。
は60〜90°程度(構成角δでは90〜120°)で
あることが知られている(特開平7−72073号
等)。
子径に対する感度差を少なくするために散乱角θを例え
ば60°というように大きくすると、ホルダー204の
設置面に対し光軸交点218'のように下にさがり、そ
の分、感知器の高さを大きくしなければならず、さらに
天井面からの反射光の影響を避けるため感知器(検煙
部)を薄型化できないために、鉛直面上で散乱角θを6
0〜90°といった適切な角度範囲とすることができな
い。
めに発光部206と受光部208の間隔を狭くすれば、
薄型化が可能であるが、この場合、受光部に対する電気
的な誘導や直接の漏れ光の影響の問題が発生する。すな
わち発光部と受光部は極力遠ざけて配置する必要がある
ため、検煙空間の高さを変えずに散乱角を60°〜90
°にしようとすると、検煙部を薄型にすることができな
い。
つ散乱角を自在に設定可能とし、検煙空間への煙流入に
方向性が無く、更に発光部と受光部を極力遠ざけて配置
できる光電式煙感知器を提供することを目的とする。
本発明は次のように構成する。本発明は、外部からの煙
を流入すると共に外部からの光を遮断して検煙空間を形
成するラビリンス部材と、ラビリンス部材により形成さ
れた検煙空間に向けて光を発する発光部と、検煙空間内
の煙粒子による発光部からの光の散乱光を受光する受光
部を備えた散乱光式煙感知器であって、発光部および受
光部を、検煙空間内に突出することなく開口部を開けて
埋設したホルダーを有し、このホルダーは、発光部から
受光部に向かう直接光を遮断すると共に、検煙空間に向
かう発光部からの光軸と検煙空間内の煙粒子によって散
乱されて受光部に向かう散乱光の光軸が、水平方向に所
定の第1角度αで交差し且つ鉛直方向に所定の第2角度
βで交差するように、発光部と受光部を固定することを
特徴とする。
る散乱角θの補角となる構成角δが90〜120°の範
囲となるように第1角度α及び第2角度βを設定する。
は、発光部と受光部を検煙空間に対する取付面側に埋め
込み、光軸の散乱角を60〜90°の範囲に設定した状
態で水平方向及び垂直方向の両方に所定の角度を持つよ
うに配置したことで、取付面に対する光軸交点の飛び出
し高さを低くし、検煙空間全体として更に薄型にでき
る。
角を60〜90°程度の範囲に設定することで、煙の粒
子選択性を低減することができる。更に、取付面に対し
光軸交点の飛び出し高さを低くしても、発光部と受光部
を近づくことが無いため、受光部が受ける電気的な誘導
や漏れ光りの影響などの問題も起きない。
知器の実施形態を示した断面図である。
は、感知器本体1とカバー2で構成される。感知器本体
1の下部のカバー2内には検煙空間4が形成されてお
り、カバー2の周囲に設けている煙流入口3から火災に
よる煙が流入する。検煙空間4の感知器本体1側となる
上部にはホルダー5が配置されている。ホルダー5内に
は受光部7と発光部6が配置されている。
開口9,10が形成されている。検煙空間4の周囲には
ホルダー5側に一体に形成されたラビリンス12が周囲
を囲んで配置されており、外部からの煙を容易に流入さ
せるための経路を作ると同時に外部からの光の入射を遮
っている。
基板13が配置され、ホルダー5を取付け支持すると同
時に、受光部7及び発光部6のリード線を接続し、発光
駆動及び受光処理を行うようにしている。
ら見た平面図である。ホルダー5は内部の検煙空間4を
囲んで、円周上に複数のラビリンス12を配置し、外部
からの光の入射を遮ると同時に外部から煙を流入しやす
くしている。ラビリンス12で囲まれた検煙空間4に
は、発光部6と受光部7がホルダー面の中心ヘ斜め上向
きに開口9,10の奥に埋め込み配置されている。
7に対する光軸を15とすると、図2のように、光軸1
4,15は見かけ上、水平面上で構成角α(第1角度)
で交差している。
ルダー5の下側に示す断面部分から明らかなように、発
光部6の光軸14は、鉛直方向においても角度φ(第2
角度)を持っている。同様にホルダー5におけるO−B断
面を取り出した右上の受光部7を埋め込んでいるホルダ
ー5の断面部分からも明らかなように、受光部7の光軸
15についても鉛直方向で角度φの傾きを持っている。
発光部6と受光部7の光軸14,15は水平方向及び鉛
直方向の両方に所定の角度を持つことで、その実際の散
乱角θをθ=60〜90°に設定しても、ホルダー5の
検煙空間に対するホルダー面からの光軸交点Oの飛び出
し量を低くし、検煙部の薄型化を実現している。
る発光部6、受光部7の設置位置に対応した光学的な位
置関係を3次元座標空間で模式的に表している。
点Pからの発光光軸14をベクトルで示し、光軸交点O
からの散乱光が入射する受光光軸15を受光部7の受光
点Qに対するベクトルで示している。
結ぶ三角形が本発明の煙感知器構造における散乱光式煙
検知のための仮想的な光学面であり、三角形POQを形
成する面はxy平面となる水平面及びzx平面となる鉛
直面のそれぞれに対し、ある角度を持って配置されてい
る。
x軸上への投影を投影点Aとなるように配置しており、
従って発光光軸14の鉛直方向の傾斜角φは、この場合
x軸に対する角度となる。
平面となる水平面から見ると図3(B)のように、投影
点Aが発光点Pに対応し、投影点Bが受光点Qに対応す
る。すなわち発光光軸14と受光光軸15は、水平方向
において、所定の角度αをもって交差している。一方、
発光光軸14と受光光軸15を面ABQPに投影する
と、図3(C)に示したように、発光光軸と受光光軸が
鉛直方向において、所定の角度βをもって交差する。
1,b1,c1)、及び受光点Qの座標を(a2,b
2,c2)とすると、構成角δ、水平面のみかけ上の構
成角α、垂直方向の傾斜角φ及び面ABQPに投影され
た発光光軸と受光光軸の鉛直成分の構成角βは次式で与
えられる。
くなると、面ABQP上の構成角θも大きくなることが
明かであるので、以下では説明を簡単にするため、垂直
方向の傾斜角φと水平面の見かけ上の構成角αを用い
て、発光光軸と受光光軸の構成核δについて説明する。
して発光点Pの座標を(a1,b1,c1)=(√3,
0,−1)とすると、受光点Qの座標を(a2,b2,
c2)=(√3/2,3/2,−1)とすると、前記
(1)(2)式より構成角δ=97°、水平面でのみか
け上の構成角α=120°となる。
120°を維持したまま垂直方向の傾斜角φを変化させ
て、発光点Pの座標を(a1,b1,c1)=(−√
3,0,−0.3)、受光点Qの座標を(a2,b2,
c2)=(√3/2,3/2,−0.3)とすると、前
記(1)式よりこの場合の傾斜角φがφ=9.8°とな
り、また実際の構成角δはδ=117°となる。
120°を一定に保った場合の傾斜角φ=9.8°,3
0°に対し、実際の構成角δ=117°,97°とな
り、発光点Pと受光点Qの水平方向での位置を変化させ
ない場合、垂直方向の傾斜角φを大きくすれば、逆に実
際の構成角δを小さくする関係が得られる。もちろん垂
直方向の傾斜角φを小さくすれば光軸交点Oの高さが低
くなることから、より薄型化することになる。
が、面ABQP上への投影された鉛直成分の構成角βに
ついても同様であり、発光点Pと受光点Qの水平方向で
の位置を変化させない場合、構成角βを大きくすれば、
逆に実際の構成角δを小さくする関係が得られる。
発光から受光までの光軸の3次元関係に基づき、発光光
軸14、受光光軸15の構成角δを略110°とした場
合である。もちろんこの構成角δ=110°に対応する
散乱角θはθ=180°−δ=70°である。
光軸14と受光部7の光軸15を構成角δ=60〜90
°(散乱角θ90〜120°)に設定した状態で水平面
におけるみかけ上の構成角α及び垂直面における傾斜角
φをもつようにホルダー5内に埋め込み配置すること
で、煙粒子の大きさに対する感度の影響の少ない最適な
角度配置を行っても、煙に対する光軸交点の飛び出し量
を低く抑え、感知器の薄型構造を実現できる。
単にするため、発光光軸と受光光軸が鉛直方向に等角度
となるように発光部と受光部を埋め込んだ場合を例にと
っているが、発光光軸と受光光軸が鉛直方向にそれぞれ
異なる角度となるように発光部と受光部を埋め込むよう
にしても良い。また本発明は上記の実施形態に示した数
値範囲に限定されず、必要に応じてこの範囲を超える場
合についても全く同様にして適用することができる。
ば発光部と受光部を煙に対する取付面、すなわちホルダ
ー側に埋め込み、光軸の散乱角を煙粒子に対し感度の影
響を受けない適切な散乱角、例えば70〜90°に設定
した状態で水平方向及び鉛直方向の両方に所定の角度を
持つように配置することで、検煙空間に対する光軸交点
の取付面からの飛び出し高さを低くし、検煙部全体とし
て更に小型化を達成することができる。
〜90°に適切な範囲に設定できることで煙粒子による
感度の選択性を軽減できる。更に検煙空間に対する取付
面からの光軸交点の飛び出し高さを低くするように発光
部と受光部を埋め込み設置し、煙流入に方向性のない構
造とすることができる。
した断面図
置構造を示した説明図
3次元座標空間で示した説明図
来構造の説明図
Claims (2)
- 【請求項1】外部からの煙を流入すると共に外部からの
光を遮断して検煙空間を形成するラビリンス部材と、前
記ラビリンス部材により形成された検煙空間に向けて光
を発する発光部と、前記検煙空間内の煙粒子による前記
発光部からの光の散乱光を受光する受光部を備えた散乱
光式煙感知器に於いて、 前記発光部および前記受光部を、前記検煙空間内に突出
することなく開口部を開けて埋設したホルダーを有し、 前記ホルダーは、前記発光部から前記受光部に向かう直
接光を遮断すると共に、前記検煙空間に向かう前記発光
部からの光軸と前記検煙空間内の煙粒子によって散乱さ
れて前記受光部に向かう散乱光の光軸が、水平方向に所
定の第1角度αで交差し且つ鉛直方向に所定の第2角度
βで交差するように、前記発光部と前記受光部を固定す
ることを特徴とする散乱光式煙感知器。 - 【請求項2】請求項1記載の散乱光式煙感知器におい
て、前記発光部と受光部の光軸の交差による散乱角θの
補角となる構成角δが90〜120°の範囲となるよう
に前記第1角度α及び第2角度βを設定したことを特徴
とする散乱光式煙感知器。
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