JP2003294525A - 炎検知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炎検知器に汚れ検出用発光素子を設けずに、
受光ガラスの汚れ量を検出する場合、その受光ガラスの
汚れ量を正確に検出することができ、したがって、炎検
知器の清掃周期を、従来よりも長く、適正にすることが
できる炎検知器を提供することを目的とするものであ
る。 【解決手段】 受光ガラスの内側に炎を検出する火災検
出部が配置されている炎検知器において、照明灯による
照明光を受光し、上記受光ガラスの内側に配置されてい
る第１の受光素子と、気流に対して上記照明灯と同じ角
度で配置されている平面状ガラスと、上記平面状ガラス
を介して、上記照明光を受光する第２の受光素子と、上
記第１の受光素子の受光量と、上記第２の受光素子の受
光量とに基づいて、上記受光ガラスの汚れ量を検出する
汚れ量検出手段とを有する炎検知器である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炎検知器に関す
る。

【０００２】

【先行技術】図７は、先行例としての炎検知器ＦＤ１１
を示す図である。

【０００３】炎検知器に汚れ検出用発光素子を設けず
に、受光ガラスの汚れ量を把握するには、図７に示す炎
検知器ＦＤ１１が考えられる。

【０００４】図７に示す炎検知器ＦＤ１１は、照明灯Ｌ
Ｐ等からの光を、太陽電池ＰＤ１が受光し、この受光量
が所定のレベル以下になったときに、受光ガラスＧ１
が、たとえば汚損度８５％以上になったとして、警報を
発生する炎検知器である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記先行例の
炎検知器ＦＤ１１において、受光ガラスＧ１が汚れるだ
けではなく、照明灯ＬＰも汚れ、したがって、受光ガラ
スＧ１の汚れ量と、照明灯ＬＰの汚れ量とに応じて、太
陽電池ＰＤ１の受光量が減少する。よって、受光ガラス
Ｇ１の実際の汚れよりも、汚れが多いという判断がなさ
れ、受光ガラスＧ１の清掃周期が、必要以上に短くなる
という問題がある。

【０００６】本発明は、炎検知器に汚れ検出用発光素子
を設けずに、受光ガラスの汚れ量を検出する場合、その
受光ガラスの汚れ量を正確に検出することができ、した
がって、炎検知器の清掃周期を、従来よりも長く、適正
にすることができる炎検知器を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、受光ガラスの
内側に炎を検出する火災検出部が配置されている炎検知
器において、照明灯による照明光を受光し、上記受光ガ
ラスの内側に配置されている第１の受光素子と、気流に
対し上記照明灯と同じ角度で配置されている平面状ガラ
スと、上記平面状ガラスを介して、上記照明光を受光す
る第２の受光素子と、上記第１の受光素子の受光量と上
記第２の受光素子の受光量とに基づいて、上記受光ガラ
スの汚れ量を検出する汚れ量検出手段とを有する炎検知
器である。

【０００８】

【発明の実施の形態と実施例】図１は、本発明の第１の
実施例である炎検知器ＦＤ１の構造を示す図である。

【０００９】図２は、上記実施例において、トンネル内
における照明灯ＬＰと炎検知器ＦＤ１との関係を示す図
である。

【００１０】図２（１）は、トンネル断面図であり、図
２（２）は、トンネル内における照明灯ＬＰと炎検知器
ＦＤ１とを示す正面図である。

【００１１】炎検知器ＦＤ１は、トンネルＴＮの壁面に
設置され、受光ガラスＧ１と、火災検出用の短波長検出
素子の一例としての太陽電池ＰＤ１、ＰＤ２と、火災検
出用の長波長検出素子の一例としての焦電素子ＰＥ１、
ＰＥ２とを有する。

【００１２】受光ガラスＧ１は、ラグビーボール状また
は半球状の受光ガラスである。火災検出用の太陽電池Ｐ
Ｄ１、ＰＤ２および焦電素子ＰＥ１、ＰＥ２は、受光ガ
ラスＧ１の内部に設けられている。

【００１３】太陽電池ＰＤ１と焦電素子ＰＥ１とは、右
側火災検出部を構成し、太陽電池ＰＤ２と焦電素子ＰＥ
２とは、左側火災検出部を構成する。

【００１４】右側火災検出部を構成する太陽電池ＰＤ１
と焦電素子ＰＥ１とは、炎からの赤外線を検出する素子
であり、焦電素子ＰＥ１の特性は、長波長側にピークを
有し、太陽電池ＰＤ１の特性は、短波長側にピークを有
する。そして、これらの出力の組み合わせによって、炎
を検出する。

【００１５】左側火災検出部の構成、動作も、右側火災
検出部における構成、動作と同様である。

【００１６】また、右側火災検出部を構成する太陽電池
ＰＤ１は、照明灯による照明光を受光し、受光ガラスＧ
１の内側に配置されている第１の受光素子の例である。
左側火災検出部を構成する太陽電池ＰＤ２も、太陽電池
ＰＤ１と同様である。太陽電池ＰＤ１は、照明灯ガラス
Ｇ４と受光ガラスＧ１とを介して、照明灯ＬＰの照明光
を受光するので、照明灯ガラスＧ４と受光ガラスＧ１と
の汚れ量によって受光量が減少する。太陽電池ＰＤ２
も、上記と同様に、照明灯ガラスＧ４と受光ガラスＧ１
との汚れ量によって受光量が減少する。

【００１７】また、筐体内には、受光ガラスＧ１の汚れ
量を検出した値を補正する補正手段として、右側汚れ検
出用の太陽電池ＰＤ３、左側汚れ検出用の太陽電池ＰＤ
４が設けられている。

【００１８】太陽電池ＰＤ３、ＰＤ４は、筐体の平面部
Ｐ１に略同一面に設けられている平面状の測定用ガラス
Ｇ２、Ｇ３を介して、照明灯ＬＰからの照明光を受光す
る第２の受光素子の例である。

【００１９】太陽電池ＰＤ３は、照明ガラスＧ４と測定
用ガラスＧ２とを介して、照明灯ＬＰの照明光を受光す
るので、照明灯ガラスＧ４と測定用ガラスＧ２との汚れ
によって受光量が減少する。太陽電池ＰＤ４は、照明灯
ガラスＧ４と測定用ガラスＧ３とを介して、照明灯ＬＰ
の照明光を受光するので、照明灯ガラスＧ４と測定用ガ
ラスＧ３との汚れによって受光量が減少する。

【００２０】ここで、トンネルＴＮ内に生じる気流につ
いて説明する。

【００２１】トンネルＴＮ内には、車の進行方向、つま
りトンネルＴＮの長手方向に気流Ｆが生じており、たと
えば、受光ガラスＧ１の凸面は、気流Ｆと衝突するの
で、気流Ｆにより浮遊した汚れが付着しやすい。つま
り、気流Ｆとの衝突面と気流Ｆとのなす角度に応じて、
汚れの付着量が変化する。また、衝突面が気流Ｆとのな
す角度が０度の平面である場合は、汚れが付着しにく
い。

【００２２】平面状の測定用ガラスＧ２、Ｇ３は、気流
Ｆに対して平行な向きに配置され、その表面と気流Ｆと
のなす角度は０度であり、また、受光ガラスＧ１を避け
て配置されている。受光ガラスＧ１を避けて配置するこ
とで、受光ガラスＧ１と衝突した気流Ｆの乱れから生じ
る、測定用ガラスＧ２、Ｇ３の表面への汚れの付着量変
化を防いでいる。したがって、平面状の測定用ガラスＧ
２、Ｇ３の表面には、気流Ｆによる汚れが付着しにく
く、トンネルＴＮ内の上側から降り積もる汚れが付着し
ない。

【００２３】また、照明灯ＬＰは、図２に示すように、
トンネルＴＮ内の上部に設置され、しかも、気流Ｆと平
行に設置されている。

【００２４】すなわち、照明灯ＬＰがトンネルＴＮ内の
上部に設置され、平面状の照明灯ガラスＧ４を介して、
トンネルＴＮ内を照明している。照明灯ガラスＧ４の平
面と気流Ｆのなす角度は０度であり、照明灯ガラスＧ４
の表面には、気流Ｆによる汚れが付着しにくく、トンネ
ルＴＮ内の上側から降り積もる汚れは、付着しない。

【００２５】つまり、照明灯ガラスＧ４、測定用ガラス
Ｇ２、Ｇ３は、気流Ｆに対して平行に配置されているの
で、汚れが付着しにくく、また、照明灯ガラスＧ４と測
定用ガラスＧ２、Ｇ３とは、それらの平面と気流Ｆのな
す角度が同じであるので、経時的な汚れの変化が等価で
ある。

【００２６】次に、炎検知器ＦＤ１の回路構成について
説明する。

【００２７】図３は、炎検知器ＦＤ１の回路図である。

【００２８】炎検知器ＦＤ１は、ガラスＧ１〜Ｇ３と、
太陽電池ＰＤ１〜ＰＤ４と、焦電素子ＰＥ１、ＰＥ２
と、マイクロコンピュータＭＰＵと、ＲＯＭ１１と、Ｒ
ＡＭ１２と、送受信部ＴＲＸと、定電圧部とを有する。

【００２９】また、各素子ＰＤ１〜ＰＤ４、ＰＥ１、Ｐ
Ｅ２に対して、増幅部、平滑部が設けられている。

【００３０】マイクロコンピュータＭＰＵは、第１の受
光素子の受光量と、第２の受光素子の受光量とに基づい
て、受光ガラスの汚れ量を検出する汚れ量検出手段の例
である。この場合、第１の受光素子は、照明灯による照
明灯を受光し、上記受光ガラスの内側に配置されている
受光素子ＰＤ１、ＰＤ２であり、第２の受光素子は、気
流に対して上記照明灯と同じ角度で配置されている平面
状ガラスを介して、上記照明光を受光する受光素子ＰＤ
３、ＰＤ４である。

【００３１】マイクロコンピュータＭＰＵは、炎検知器
ＦＤ１の全体の制御を行うものであり、Ａ／Ｄ変換部、
演算部、汚損検出部、火災判定部によって構成されてい
る。

【００３２】ＲＯＭ１１は、後述するフローチャートに
対応するプログラムを記憶する領域である。ＲＡＭ１２
は、作業領域と記憶領域とである。送受信部ＴＲＸは、
防災受信盤ＲＥとの間で、各種信号の送受信を行う。

【００３３】定電圧部は、各部に安定した電源を供給す
る。

【００３４】太陽電池ＰＤ１の出力は、増幅部によって
増幅され、平滑部によって平滑化され、Ａ／Ｄ変換部に
よってＡ／Ｄ変換される。太陽電池ＰＤ２〜ＰＤ４、焦
電素子ＰＥ１、ＰＥ２についても、上記と同様である。

【００３５】なお、図３に示すように、炎検知器ＦＤ
２、……、ＦＤｎは、炎検知器ＦＤ１と同様の構成、動
作を有する炎検知器である。炎検知器ＦＤ１、ＦＤ２、
……、ＦＤｎは、信号線、電源線等を含む配線Ｌを介し
て、防災受信盤ＲＥに接続され、防災受信盤ＲＥとの間
で、各種信号の送受信を行うことによって、トンネルの
防災システムを構成する。

【００３６】次に、炎検知器ＦＤ１の動作について説明
する。

【００３７】図４は、炎検知器ＦＤ１の動作を示すフロ
ーチャートである。

【００３８】なお、炎検知器ＦＤ１の右側検出部の動作
のみについて説明するが、その左側検出部の動作は、右
側検出部の動作と同様であり、また、炎検知器ＦＤ２、
…、ＦＤｎの動作は、炎検知器ＦＤ１の動作と同様であ
る。

【００３９】まず、ＲＡＭ１２等を初期設定（Ｓ１）し
た後に、太陽電池ＰＤ１、ＰＤ３が、照明光を受光し
（Ｓ２）、その初期出力信号Ｙ０（ＰＤ１）、Ｙ０（Ｐ
Ｄ３）を、ＲＡＭ１２に格納する（Ｓ３）。この初期出
力信号Ｙ０（ＰＤ１）、Ｙ０（ＰＤ３）は、トンネル内
の清掃直後であって、ガラスＧ１〜Ｇ４が汚損されてい
ない状態における出力信号である。

【００４０】監視状態（Ｓ４）では、所定の検出周期の
タイミングにおいて、太陽電池ＰＤ１、焦電素子ＰＥ１
の出力信号Ｙ（ＰＤ１）、Ｙ（ＰＥ１）をサンプリング
し、ＲＡＭ１２に格納する。

【００４１】マイクロコンピュータＭＰＵは、これらの
出力の組み合わせに基づいて、炎を検出した場合に、防
災受信盤ＲＥからの要求に従い、火災信号やこれら出力
を送信する。なお、本明細書において、これらの動作の
詳細な説明については、割愛する。

【００４２】防災受信盤ＲＥから試験信号を受信すると
（Ｓ５）、照明光を太陽電池ＰＤ１、ＰＤ３で受光し
（Ｓ６）、その出力信号Ｙ（ＰＤ１）、Ｙ（ＰＤ３）
を、ＲＡＭ１２に格納する（Ｓ７）。

【００４３】そして、ＲＡＭ１２に格納されている初期
出力信号Ｙ０（ＰＤ１）、Ｙ０（ＰＤ３）を読み出し
（Ｓ８）、マイクロコンピュータＭＰＵは、後述するよ
うに、受光ガラスＧ１の汚損値ｂ’を算出し（Ｓ９）、
この算出された汚損値ｂ’を防災受信盤ＲＥへ送信する
（Ｓ１０）。

【００４４】上記実施例において、照明灯ガラスＧ４、
測定用ガラスＧ２は、図２に示すように、気流Ｆに対し
て平行に配置され、経時的な汚れの変化が等価である。

【００４５】したがって、後述するように、太陽電池Ｐ
Ｄ３の初期出力信号Ｙ０（ＰＤ３）と、監視時における
出力信号Ｙ（ＰＤ３）とに基づいて、照明灯ガラスＧ４
の汚損値を算出することができる。

【００４６】よって、後述するように、太陽電池ＰＤ１
の初期出力信号Ｙ０（ＰＤ１）と出力信号Ｙ（ＰＤ１）
とに基づいて、照明灯ガラスＧ４の汚損値が除かれた正
確な受光ガラスＧ１の汚損値ｂ’を算出することがで
き、したがって、適正な汚損値が求められ、過剰に測定
されていた従来例よりも清掃周期を長くすることができ
る。

【００４７】図５は、第１の実施例である炎検知器ＦＤ
１において、受光ガラスＧ１の汚損度を算出する式の説
明図である。

【００４８】まず、ガラスＧ４、Ｇ１、Ｇ２の汚損度０
％時（透過率１００％時）における照明光の光量Ｘに対
して、太陽電池ＰＤ１、ＰＤ３が出力する初期出力信号
を、初期出力信号Ｙ０（ＰＤ１）、Ｙ０（ＰＤ３）とす
る。

【００４９】ガラスＧ４、Ｇ１、Ｇ２の汚れによって、
太陽電池ＰＤ１、ＰＤ３の出力信号は、初期出力信号Ｙ
０（ＰＤ１）、Ｙ０（ＰＤ３）よりも、減少する。ガラ
スＧ４、Ｇ１、Ｇ２の汚損度が０％である（透過率が１
００％である）ときに対する相対透過率をａ、ｂ、ｃと
すると、 Ｙ（ＰＤ１）＝Ｙ０（ＰＤ１）×ａ×ｂ … 式（１） Ｙ（ＰＤ３）＝Ｙ０（ＰＤ３）×ａ×ｃ … 式（２） である。

【００５０】ここで、ガラスＧ４とＧ２とは、トンネル
内の気流に対して平行に配置され、その汚損度（相対透
過率）は等価であると考えられる。つまり、ａ＝ｃであ
るので、上記式（２）から、Ｙ（ＰＤ３）＝Ｙ０（ＰＤ
３）×ａ×ｃ＝Ｙ０（ＰＤ３）×ａ²である。

【００５１】照明灯のガラスＧ４の相対透過率ａは、 ａ＝｛Ｙ（ＰＤ３）／Ｙ０（ＰＤ３）｝^1/2 である。

【００５２】ここで、式（１）から、 Ｙ（ＰＤ１）＝Ｙ０（ＰＤ１）×ａｂ ａ×ｂ＝Ｙ（ＰＤ１）／Ｙ０（ＰＤ１） である。

【００５３】したがって、受光ガラスＧ１の相対透過率
ｂは、 ｂ＝｛Ｙ（ＰＤ１）／Ｙ０（ＰＤ１）｝／ａ＝｛Ｙ（Ｐ
Ｄ１）／Ｙ０（ＰＤ１）｝／｛Ｙ（ＰＤ３）／Ｙ０（Ｐ
Ｄ３）｝^1/2 であり、受光ガラスＧ１の汚損度ｂ’は、 ｂ’＝１−ｂ＝１−［｛Ｙ（ＰＤ１）／Ｙ０（ＰＤ
１）｝／｛Ｙ（ＰＤ３）／Ｙ０（ＰＤ３）｝^1/2］ である。

【００５４】上記のようにして、受光ガラスＧ１の汚損
度ｂ’を求めることができる。

【００５５】また、同様に、ガラスＧ４、Ｇ１、Ｇ３を
介した出力信号からも受光ガラスＧ１の汚損度ｂ’を求
めることができる。

【００５６】図６は、本発明の第２の実施例である炎検
知器ＦＤ１ａを示す断面図である。

【００５７】炎検知器ＦＤ１ａは、第１実施例の太陽電
池ＰＤ３、ＰＤ４の代わりに、太陽電池ＰＤ５を、受光
ガラスＧ１の頂部Ｇ１ｔに設け、受光ガラスＧ１に対向
して設けられている。

【００５８】このように、受光ガラスＧ１の頂部Ｇ１ｔ
は、ほぼ水平な平面状であり、したがって、気流Ｆに対
してほぼ平行であるので、照明灯ガラスＧ４の汚れ変化
と受光ガラスＧ１の頂部における汚れ変化とは、ほぼ経
時的に等価な汚れ変化である。そのため、第１実施例と
同様に、受光ガラスの汚れ量を正確に検出することがで
きる。

【００５９】上記各実施例において、照明灯ガラスＧ４
および平面状の測定ガラスＧ２、Ｇ３は、気流に対して
平行に配置したが、経時的な汚れの変化が等価であれば
よく、たとえば、トンネル内に照明灯が傾いて取り付け
られている場合は、照明灯ガラスと気流のなす角度と同
じ角度になるように、第１実施例においては、測定用ガ
ラスＧ２、Ｇ３を気流に対して配置すればよい。また、
第２実施例の場合には、それと同じ角度になるような受
光ガラスの凸面に対向して、太陽電池ＰＤ５を設けても
よい。

【００６０】なお、防災受信盤ＲＥ側で、火災判断や受
光ガラスＧ１の汚損度算出を行うようにしてもよい。ま
た、受光ガラスＧ１の汚れ量検出に使用する素子とし
て、太陽電池ＰＤ１の代わりに、焦電素子ＰＥ１を使用
するようにしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、炎検知器に汚れ検出用
発光素子を設けずに、受光ガラスの汚れ量を検出する場
合、その受光ガラスの汚れ量を正確に検出することがで
き、したがって、炎検知器の清掃周期を、従来よりも長
く、適正にすることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である炎検知器ＦＤ１の
構造を示す図である。

【図２】上記実施例において、トンネル内における照明
灯ＬＰと炎検知器ＦＤ１との関係を示す図である。

【図３】炎検知器ＦＤ１の回路図である。

【図４】炎検知器ＦＤ１の動作を示すフローチャートで
ある。

【図５】第１の実施例である炎検知器ＦＤ１において、
受光ガラスＧ１の汚損度を算出する式の説明図である。

【図６】本発明の第２の実施例である炎検知器ＦＤ１ａ
を示す断面図である。

【図７】従来の炎検知器ＦＤ１１を示す図である。

【符号の説明】

ＦＤ１…炎検知器、 Ｇ１…受光ガラス、 ＰＤ１、ＰＤ２…太陽電池、 ＰＥ１、ＰＥ２…焦電素子、 ＰＤ３、ＰＤ４…汚れ検出用の太陽電池、 Ｇ２、Ｇ３…平面状の測定用ガラス、 Ｆ…気流、 ＴＮ…トンネル、 ＬＰ…照明灯、 Ｇ１ｔ…受光ガラスＧ１の頂部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G065 AA04 AA08 AA17 AB02 AB04 AB18 BA10 BA13 BA37 BC05 BC13 BC14 BC23 BC33 BC35 BD06 CA29 DA06 5C085 AA11 AB01 BA34 CA08 DA08 FA35 5G405 AA01 AB05 CA09 CA35

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受光ガラスの内側に炎を検出する火災検
   出部が配置されている炎検知器において、 照明灯による照明光を受光し、上記受光ガラスの内側に
   配置されている第１の受光素子と；気流に対して上記照
   明灯と同じ角度で配置されている平面状ガラスと；上記
   平面状ガラスを介して、上記照明光を受光する第２の受
   光素子と；上記第１の受光素子の受光量と、上記第２の
   受光素子の受光量とに基づいて、上記受光ガラスの汚れ
   量を検出する汚れ量検出手段と；を有することを特徴と
   する炎検知器。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記照明灯および上記平面状ガラスは、気流に対して平
   行に配置されていることを特徴とする炎検知器。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、 上記平面状ガラスは、上記受光ガラスとは別に設けられ
   ているガラスであることを特徴とする炎検知器。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、 上記平面状ガラスは、上記受光ガラスの頂部であって、
   気流に対して平行な部分であることを特徴とする炎検知
   器。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか１項にお
   いて、 上記照明灯は、照明灯ガラスを介してトンネル内を照明
   することを特徴とする炎検知器。