JP2003523028A

JP2003523028A - 煙検知器、特にダクト付き煙検知器に関する改良

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Publication number: JP2003523028A
Application number: JP2001558979A
Authority: JP
Inventors: テレンスコールマーチン
Original assignee: テレンスコールマーチン
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2003-07-29
Also published as: AUPQ553800A0; HK1087235A1; EP1868173A3; CN100454349C; CN101201315B; JP4940038B2; AU2001231426C1; EP1261953A4; AU2001231426B2; HK1056034A1; US20070285264A1; CN1716328A; EP1261953A1; CN1418358A; US7075646B2; WO2001059737A1; CN101201315A; US20060114112A1; TWI276011B; AU3142601A

Abstract

(57)【要約】本発明は浮遊粒子の検出、特に、防火エリアまたは火災ゾーンにおいて、予期せぬ物質の熱分解または燃焼によって生成される煙の早期に検知するために設けられたダクトへの取り付けに好適な煙検知器１０に関する。本発明において、第１の光と第２の光（１１）は交互に検出ゾーン１２へ照射される。本発明の装置は、稼動寿命が長く、コンパクトで、軽く、低コストで製造できる上、幅広い粒子サイズに対して感度があり、粒子サイズによって煙または埃の種類を識別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（技術分野）本発明は、流体、特に煙の中に浮遊した粒子の検出に関するものである。本発
明は、また、防火エリア若しくは火災ゾーンにおいて、物質の不測の熱分解もし
くは燃焼によって生じる煙の早期検出のために設けられた配管システムに取り付
けるのに適している。この配管システムは、例えば、換気用配管またはエアコンの配管であって、部
屋の空気の温度または質を制御する用に供するものである。

【０００２】本発明は、閉じた空間ではなく開かれた場所に設置されてもよい。即ち、かな
わずしもダクトに取り付けられる必要はない。本願には、ダクトに取り付けられ
る態様が開示されているが、これは単に説明を分かりやすくするためであり、本
発明の好ましい一態様に過ぎない。したがって、本発明の技術的範囲は、これに
限定されない。

【０００３】（背景技術）ダクト付き煙検知器は、換気シャフト等の外気ダクトから流入する空気の一部
をサンプルとして抽出し、該サンプル中の煙を検出する。そして、煙の濃度が、
その空間に火災が存在することを示す所定の値を超えたとき、警報を鳴らすので
ある。

【０００４】従来の一点タイプの煙検知器は、主として、部屋の天井に取り付けられるよう
に設計されており、ダクトに取り付けられて用いられていた。このような検知器
は、ダクトの外部に取り付けられ密封された筐体の内側に取り付けられる。この
筐体は、ダクト内側と適合し、ダクト内部から連続的に少量の空気をサンプルと
して取り入れ、そのサンプル若しくはその一部を隣接して設置される検知器へ送
り込むための直線形状のプローブ対に適合するように構成される。

【０００５】ここで、もしダクトを流れる大量の空気によって煙の濃度がかなり低くなると
、問題が起こってくる。このような場合、検出器の感度が下がる結果、生命に危
険がおよぶほど煙が広がる前に適切に警報を出すことができなくなってしまう。
さらに、装置の汚れを防ぐために、虫除けネットやほこり取りフィルタがしばし
ば用いられるが、これは、一般的には、空気の流入量の減少または光学表面の汚
れを防ぐのには適していない。このような検出器は、埃による湿度の上昇、汚れ
、警報装置の誤動作の問題が伴うため、本質的に信頼性に欠けており、また一般
的には、たった一ヶ月の稼動寿命しかない。

【０００６】このような欠点を克服するために、ダクトの監視用として、吸気機構を備えた
高感度の煙検知器が用いられている。この検知器は従来の一点型検知器の感度を
有するので、大量の空気により煙の濃度が低くなった場合にも対応できる。

【０００７】吸気装置（空気ポンプ）の吸気圧によって、埃フィルタの効果が減少してしま
うので、予想外の汚染や警報装置の誤動作を避ける為には、より性能のよいフィ
ルタを用いる必要がある。

【０００８】吸気煙検知器は、以下のオーストラリア特許５７５８４５、３１８４３８４、
４２２９８８５、３０２３６８４、３１８４１８４、３４５３７８４、３４００
５９３、８０７０８９１、２７７４６９２、４０５０４９３、４０５０３９３お
よびこれらに対応する外国特許（西ヨーロッパ、北アメリカ、日本およびニュー
ジーランド等）に示されるように、長年にわたって改良されてきた。

【０００９】吸気型煙検知器には、ごみ取りフィルタおよび煙検知チャンバを介し連続的に
空気を吸い込むための吸気装置が用いられる。この吸気装置は、換気ダクトもし
くは長距離用配管システムからの煙の一部を吸い込んでもよい。

【００１０】しかしながらこの配管システムの口径は小さく、一定の間隔でサンプリング穴
が開けられた天井に取り付けられるのが普通である。これにより、部屋から空気
を強制的に吸い込むことができる。これに対して、従来の煙検知器は、空気の自
然対流に頼って、検出チェンバに煙を送り込んでいた。

【００１１】ダクト（配管システム）に適用するにせよ、吸気型の煙検知システムに用いら
れる煙検知器は比濁計が理想である。比濁計は、火災時、過熱時、熱分解時およ
び燻り火発生時（通常、炎が出る少なくとも一時間前に発生する）に生成される
全ての大きさの粒子に対して感度が良い。

【００１２】従来の光学タイプの煙（浮遊粒子）検知器は、一つの光源（プロジェクタ）を
用い、粒子の存在する検出ゾーンに照射するのが一般的であった。そこで一部の
光が粒子によって散乱され、散乱光は検出強度が十分に確保できるような位置に
配置される受信セル（センサ）に入射する。このような装置の改良品として、さ
まざまな方向に散乱された光を検出するために複数のセンサを設けたものもある
。複数のセンサからの出力信号から、粒子のサイズ若しくは粒子群の平均サイズ
に関する情報が得られる。しかし、このような従来の装置においては単一波長の
光源が用いられるので、炎をあげて燃える火の中で生成される小さな粒子に対し
ては感度が低いという欠点があった。

【００１３】これ以外の方法を用いた装置として、レーザを用いたものがある。具体的には
、一般に、偏光した単色光の光源として、近赤外波長のレーザを用いる。このよ
うな検知器は、サイズの小さな（光の波長がよりも小さい）粒子に対する感度が
低いかわりに、サイズの大きい粒子に対する感度が高い。よって、このようなレ
ーザを用いた検知器は、完全に比濁計にとって替わることはできない。

【００１４】複数の受光センサを設け、さまざまな方向にさまざまな偏光状態で散乱された
光を検出することによって上記の欠点は緩和されるが、単一波長のレーザ光が用
いられていたことにかわりはない。

【００１５】吸気型煙検知器の中には、一つのレーザダイオードビームを用いるものもある
が、これは単一波長レーザを用いた場合と同様の欠点を有し、炎をあげて燃える
火から出る煙に対する感度が低い。この吸気型検出器のさらに別の欠点としては
、コストが高く、電力消費量が大きく、装置の構造が複雑で、装置のサイズが大
きいという点である。

【００１６】強制吸気型か自然吸気型かに関わらず、上述した全ての従来の検知器が有する
欠点、すなわち、炎とともに発生する小さな粒子に対する感度が低いという点に
鑑み、更にイオン化タイプの煙検知器を設置したいという要望がある。この検知
器は、具体的には、アメリシウム等の放射性元素を用いてチャンバ内の空気をイ
オン化する。イオン化煙粒子によってイオン化された空気が移動すると、このチャンバの電
気伝導率は減少し、警報装置が鳴るのである。このような検知器は、炎のなかで
生成される小さな粒子に対する感度が高いが、熱分解や燻り火で生まれる大きい
粒子に対する感度は低い。また、イオン化された空気の流れにより、警報装置が
誤作動してしまうことが多い。したがって、初期火災を検知する能力の低さおよ
びアラームの誤作動の可能性を有する故、イオン化タイプの検知器も比濁計の代
わりとはならない。

【００１７】さらに、吸気型の煙検知器には、単一光源として、紫外、可視、赤外の波長の
光を含む、太陽光と同じような連続スペクトルを持つキセノンランプを用いるも
のもある。連続スペクトルをもつ光源を利用することによって、あらゆる大きさ
の粒子を検出することができ、さらに、煙の質量密度に比例した信号が得られる
ので、これまでのところ最も信頼性のある測定方法となっている。この方法は比
濁計としての機能を十分有するが、火災のタイプを特定することができない。す
なわち、この方法の欠点は、特定の波長を選択しようとすると、複雑になり、コ
ストがかさむ上、機械的に動く色フィルタを用いなければならず、信頼性に欠け
てしまうという点である。加えて、キセノンランプの寿命は４年程度であるので
、ランプの劣化にともなう光強度の調整および高価な高電圧電源が必要になる。

【００１８】他の従来技術として、二つの光源を用いたものがある。例えば、Kane & Ludl
owによる特許番号ＧＢ２１９３５７０（１９８０年５月１０日）には、第１のレ
ーザビームを用いて浮遊粒子の大きさおよび真球度を計測するために、正確に配
置された少なくとも５つのセンサを設けることが開示されている。第１のレーザ
と同じ波長の第２のレーザビームは、単一の粒子の存在に応じて、第１のレーザ
のゲートをオン／オフするために用いられる。この第２のレーザは、システムの
信号対ノイズ比を向上させるために用いられるのであり、粒子の大きさおよび真
球度を決定するためではない。このようなシステムは非常に高価であり、火災報
知器業界にとって負担が大きい。

【００１９】さらに別の例として、Beconsallらによる米国特許ＵＳ４４２６６４０（１９
８６年５月８日）には、二つの光源を用いたガス検知器が開示されているが、こ
れは浮遊粒子を計測するものではない。この発明においては、第１のレーザは、
検出すべきガスの吸収波長の光を出射し、第２のレーザは、参照波長の光を出射
する。ここで参照波長の値は、該吸収波長とわずかに異なるものに設定される。
二つのレーザビームは、（化学工場を取り囲む）大気に無限遠方に照射され、各
々の波長で検出される相対信号強度によって汚染ガスの濃度が分かる。

【００２０】熱分解および燃焼の環境が異なれば、生成される煙のタイプも異なることは明
らかである。急激に燃焼する火では、非常に小さな粒子が非常に多く生成され、
それらは不規則に凝集し、煤を形成する。これに対し、熱分解の初期の段階では
、（高い沸点を持つ）かなり大きな粒子が非常に少量ではあるが生成され凝集し
、大きな半透明の球状エアロゾルが形成されるのが一般的である。したがって、ゆっくりと数が増えてゆく大きな粒子を長い時間にわたり、注意深
く検出することにより、熱分解なのか燻り火であるのかを判別することができる
。また、熱分解もしくは燻り火過程を経ずに、早い段階で生成される小さな粒子
が大量に検出されれば、触媒が使われ、早期消化が必要な放火であること分かる
。これら両極端の現象を区別できれば、ビルの管理者、消防隊、または火災警報
システムは、的確な対応を行うことができる。

【００２１】従来技術の更なる問題点として、埃に敏感であるという点がある。埃は二つの
点で重要である。第１に、検出器は、普通、浮遊粒子を煙として認識する。した
がって、埃の量が増えると警報装置が誤作動してしまう。第２に、たとえ粒子を
判別する手段を導入することによって誤作動の確率を減らしたとしても、汚れの
問題が残る。すなわち、検出器内に埃がゆっくりと堆積するのである。

【００２２】しかしながら、煙に対する感度を落とす、あるいは、警報装置が誤作動を起こ
さないように設けられたマージンを減らすといったことを行うと、検知器の信頼
性に影響を及ぼす。検知器の寿命は、主に汚れによって決まり、したがって定期
的なメンテナンスが欠かせない。汚れを最小限に抑え、且つ煙の粒子を判別でき
る検知器があるならば有用であると考えられる。さらに、埃を識別する機能があ
れば、部屋の綺麗さを監視するのに利用するといった用途も考えられる。この特
別の機能がほしい場合、現在のところ、通常のオフィス環境にさらされた場合非
常に汚れやすいマイクロチップの製造業において用いられるような、非常に高価
な埃粒子測定器を導入するしかない。頑丈で、サイズが小さく、軽い煙検知器若しくは埃検知器が開発されれば、宇
宙産業への応用も十分に考えられる。

【００２３】本発明の目的は、さまざまな種類の煙若しくは埃の中から、広範囲な大きさの
粒子を検出し、粒子の大きさからその粒子を識別する煙検知器を提供することで
ある。本発明の煙検知器は、エアコンジット若しくは換気ダクトに取り付けるのに適
している。本発明の別の目的は、長い寿命を持ちメンテナンスの回数が少なくて
すむ煙検知器および検知システムを提供することである。本発明の更に別の目的は、吸気装置を使わない、高感度の煙検知システムを提
供することにある。

【００２４】（発明の開示）本発明によれば、浮遊粒子を検出するための装置が提供される。この装置は、
少なくとも第１の光と第２の光とを提供する光源と、気体の一部が流れる粒子検
出ゾーンと、第１の光と第２の光とを交互に検出ゾーンに照射するための制御手
段と、検出ゾーン内で粒子によって散乱された光を受光するためのセンサ手段と
、検出ゾーンの状態を指定する出力手段とを有する。

【００２５】本発明の装置は、ダクトに取り付けられても良いし、そうでなくても良い。

【００２６】好ましくは、本発明の粒子検知器において、光源は少なくとも２つの光源を含
んでいて、該光源は機械的に固定されており、第１の光と第２の光とは独立して
出射される。二つの光は異なった位置から出射され、その偏光は異なっており、
また、一方が短い波長の光でもう一方が長い波長という具合に、波長が異なって
いる。

【００２７】好ましくは、この光源は一組の光源を含んでおり、そのうちの一つは短い波長
で他は波長の光を出射する。

【００２８】あるいは、各々出射される光に対して、相対的に異なる偏光特性を有する偏光
フィルタを通してもよいし、レーザダイオード等の偏光状態または波長の少なく
とも一つが異なる光を出射する光源を用いてもよい。

【００２９】本発明の効果としては、さまざまな大きさの粒子に対して感度を持たせるよう
にすることができること、さらに、長い耐用年数を達成しつつ、粒子の大きさに
基づき、さまざまな種類の煙または埃を識別できることがある。

【００３０】二つの光源の出射方向は、検出ゾーンの軸に関して同じであっても良いし、異
なっていてもよい。

【００３１】光源は単一波長で、ある時間の間動作するパルスモードで動作するのが一般的
である。また、電気回路による信号の増幅度は、受信センサにおいて、各光源に
よって同じ信号強度の信号が生成されるように調整される。さらに、受信センサ
は、好適な動作バンド幅を持つもの（光源として用いられる波長領域の全てにお
いて感度が最適となるようなもの）が選ばれる。

【００３２】さらに、２以上の波長または偏光の光若しくはこれらの組合せを用いることに
より、粒子や埃の大きさに関係なく、検出チャンバ内に存在するさまざまな粒子
の種類を非常に高感度で識別することができる。

【００３３】受信センサには、偏光フィルタが取り付けられていても良い。ある時間、どの
光源も動作させないことも可能であるし、全ての光源を動作させることも可能で
ある。

【００３４】したがって、光源はパルス光であってもよいし、連続光であってもよい。また
、パルス光の絶対振幅および相対振幅はセンサで受信され、煙の濃度および大き
さを決定し、解析を行うことによって煙の種類が特徴付けられるのである。

【００３５】本発明のより具体的な見地によれば、煙検知器および煙検知方法が提供される
。該煙検知器および該煙検知方法において、該検知器は本体と、本体に取り付け
られ、空気の一部が流入する検出ゾーンへ出射する２以上の光源と、本体に取り
付けられ、該ゾーンからの散乱光を受信する一以上の受信センサとを有し、光源
はパルス光源であり、各々の波長、偏光または、検出ゾーンに流入する煙および
埃の粒子に衝突する角度は異なり、煙粒子の大きさの範囲、または埃粒子に対応
して散乱され、センサは、少なくとも散乱光の一部を受信すると信号を生成し、
これを解析することによって、煙の濃度および粒子の大きさ若しくは大きさの範
囲が決定される。

【００３６】本発明のさらに詳細な見地によれば、煙の検知方法および、気体（空気を含む
）の一部を取り込む吸気口を有する本体と、警報条件を決定する出力手段とを有
する煙検知器が提供される。該検知方法および該検知装置においては、光源を備
えた粒子の検出部と、粒子サイズ識別手段とを有し、所定の期間にわたり選択し
た粒子の大きさ若しくは大きさの範囲を解析することによって、警報条件が決定
される。

【００３７】好ましくは、粒子サイズ識別手段は、相対的に小さい若しくは小さな範囲にあ
る粒子と、大きなサイズもしくはサイズ範囲の粒子とが存在することを検出する
。

【００３８】好ましくは、粒子の大きさを区別する手段は相対的に小さなサイズの又は小さ
なサイズ範囲にある粒子を検出する第１の光源と、相対的に大きなまたは大きな
サイズ範囲にある粒子を検出する第２の光源とを含む。

【００３９】好ましくは、第１の光源と第２の光源とは交互に作動する。

【００４０】好ましくは、粒子サイズ識別する手段は、相対的に短い波長の光と長い波長の
光とを用いることによって粒子の大きさまたは大きさの範囲を検出する。

【００４１】本発明の更に別の見地によれば、検出部もしくは適切な警報条件を設定するの
に適合した煙検知器が提供される。

【００４２】本発明の更に別の見地によれば、警報装置検知器および、熱分解、燻り火、煙
の発生に対応した警報条件を決定する方法を提供される。すなわち、気体の一部
が取り込まれ、取り込まれた気体は、光源からの照射光に晒され、粒子の大きさ
を決定する散乱光に基づいて、選択した大きさの若しくは大きさの範囲にある粒
子の数および濃度の変化を所定の期間、計測し、計測の結果、選択した大きさ若
しくは大きさの範囲にある粒子の数または濃度が所定の基準値に収まる場合には
、警報装置を作動させる。

【００４３】好ましくは、粒子サイズまたはサイズ範囲は相対的な大きさである。

【００４４】好ましくは、粒子サイズまたはサイズ範囲を決定する際には、相対的に小さな
サイズまたはサイズ範囲の粒子を検出する第１の光源と、相対的に大きなサイズ
またはサイズ範囲の粒子を検出する第２の光源とを用いる。

【００４５】好ましくは、粒子の大きさまたは大きさの範囲を決定する際には、第１の光源
と第２の光源とは交互に動作する。

【００４６】好ましくは、粒子の大きさまたは大きさの範囲を決定する際には、相対的に短
い波長の光と長い波長の光とが用いられる。

【００４７】本発明のさらに別の特徴によれば、異なる波長の光パルスとは、一つは紫若し
くは青色の光であり、もう一つは赤色若しくは赤外の波長等の波長の長い光であ
る。

【００４８】本発明のさらに別の見地によれば、光源は、異なる波長（色）の発光素子（Ｌ
ＥＤ）から構成される。あるいは、各々の光源に異なる偏光フィルタが設けられ
る。

【００４９】本発明の更に別の特徴によれば、光源は、波長（色）または偏光のいずれかが
異なるレーザダイオードから構成されている。

【００５０】本発明の、少なくとも一つの煙検知器を有する煙検知器システムにおいて、気
体の一部はダクト内部から吸い込まれ、少なくとも一つの上述した検知器へ送り
込まれる。

【００５１】本発明の、ダクトシステムを有する建造物において、ダクトから所定の条件を
決定するために、気体の一部が取り込まれる。

【００５２】本発明の一つの特徴によれば、ダクトから取り込まれる空気は、吸気口および
排気口を有するダクト内部に取り付けられたプローブを介して吸い込まれる。

【００５３】本発明のさらに別の特徴によれば、取り込まれた空気は直接ダクトあるいは管
から煙検知装置へ吸い込まれ、検知器チャンバとダクトとの間での十分な圧力差
を生み出すために、ダクト若しくは管はベンチュリ管構造を有してもよい。

【００５４】以上を要約すれば、以下が本発明の特徴的な点である。即ち、より完全に粒子
の大きさの範囲および火災の種類を検知し区別するために、一以上の波長の光を
用いることである。さらに、粒子の濃度、大きさおよび大きさの範囲を一定期間
の間測定することにより、警報条件が満たされたか否かを示す良い指標になり得
るということに着目していることである。さらに、粒子検出ゾーンに照射する少
なくとも二つの光源と、粒子検出ゾーンの所定の状態を示す出力信号を供給する
検出手段とを有することことにより、一つの受信センサのみで粒子のサイズを識
別することを可能にしていることである。さらに、埃の堆積具合を監視するもし
くは警報の誤動作を防止するために、埃の粒子を検出することである。

【００５５】（発明の好適な態様）本発明は、気体中の浮遊粒子を検出すること、および低コスト、コンパクトで
軽く、頑丈で、信頼性が高く、メンテナンス回数が少なくてすみ、動作寿命が長
く、高生産既存化学物質の検出に適した装置を用いて、粒子の大きさから粒子を
識別することを目的としている。この目的を達成するために、本発明においては
、一つのセンサと少なくとも二つの光源とが用いられる。単一のセンサと、低ノ
イズ・高感度を実現するために必要な信号増幅器とを用いることで、本システム
の設計が容易になり、製造コストが下がる。また、感度とセンサを付加した場合
の線形性との間における整合性が取れなくなるようなこともない。さらに、複数
のセンサからのノイズの寄与が増大することもない。

【００５６】浮遊粒子の大きさを区別する方法はたくさんある。具体的には、波長、偏光ま
たは設置位置（特に検出ゾーン軸に対する入射立体角）若しくはこれらの組合せ
の異なる二つ以上の光源が用いられる。

【００５７】本発明の好ましい態様においては、異なる波長の二つの発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）が用いられる。一例としては、４３０ｎｍ（青）と８８０ｎｍ（赤外）の波
長差が２倍もある光を用いることができる。このように波長差が大きいと、粒子
が光に散乱されセンサで検知される場合の信号強度は、どちらの波長の光によっ
て散乱されたかで大きく異なる。これ以外にも、４３０ｎｍ（青）と６６０ｎｍ
（赤）の波長の光の組合せを選択することもできる。５２５ｎｍ（緑）と６６０
ｎｍ（赤）の波長差が小さい光の組合せを選択することも可能であるが、この場
合は粒子の大きさの区別する能力が低下し、小さい粒子に対する感度も落ちてし
まう。

【００５８】レイリーの法則により、光の波長よりも小さい粒子は、散乱光強度は波長の４
乗に比例して減少する。これは、実際、赤外、可視、紫外の波長をふくむ連続ス
ペクトルをもつキセノンランプを用いて煙を検知する実験によって証明されてい
る。すなわち、炎で生成されるある種の小さな粒子を検出するためには、青色の
波長領域の光が必要であるということが明らかになっている。したがって、青色の光源を用いることができれば、波長が短い故、長波長の光
では検出できないような小さな粒子に対する感度は高くなる。ここで青又は紫の
レーザダイオードは青色ＬＥＤよりも優れているかもしれないが、前者は高価で
あり、光学系の配置が非常に複雑になってしまうため、自動パワー制御が必要に
なり、さらに、温度上昇に対して敏感である。利用しやすい赤色若しくは赤外の
レーザダイオードを組み合わせて用いることは可能かもしれないが、レーザを用
いた場合の欠点に加え、このような長波長の光では、小さな粒子に対する必要な
感度を得ることができない。

【００５９】したがって、本発明の好適な態様においては、高発光強度ＬＥＤの出射角を広
くしている（約１２度）。高角度出射のＬＥＤ光はレンズによって集光すること
ができるが、これにはコストがかかり、光学系の配置が複雑になり製品のサイズ
が大きくなってしまう。ＬＥＤ光は、集光したレーザ光に比べるとエネルギー強
度は高くないが、検出ゾーンが大きいため、そこで散乱された光を集光してセン
サへ集めた場合の光の強度は、集光したレーザ光を用いた場合とそう変わらない
。したがって、ＬＥＤを用いたシステムの感度は、レーザを用いた場合とほぼ同
じであるにもかかわらず、信頼性を犠牲にすることなくコストを下げることがで
きる。

【００６０】とはいっても、波長、偏光、設置位置の異なる複数の光源としてレーザダイオ
ードを用いて本発明を構成することも可能である。しかしながら、そのような構
成では、粒子の大きさを区別することはできるが、コストが高くつき、ＬＥＤよ
りも温度変化に敏感になってしまう。

【００６１】ＬＥＤを用いることによって、検出ゾーンの外側に配置された特別な光トラッ
プと正対したＬＥＤからの高角度の出射光に適合した、新規な光学チャンバを構
成することによって、残光を完全に吸収しセンサに入るのを防ぐことができる。
このチャンバには、センサと検出ゾーンとの反対側にも光トラップを設けられて
おり、残光が検出されないようになっている。

【００６２】信号対ノイズ比は、検出された散乱光と残光とで決まり、これを最大にするこ
とで非常に高い感度のシステムが実現する。さらに、ＬＥＤ同士の距離および、センサと検出ゾーンとの間の距離を狭め、距
離の逆二乗に比例する光強度の減少を最小限にすることによってもシステムの感
度は高まる。さらに、センサとレンズを組み合わせて用いることで、チャンバ壁表面付近で
散乱された光をできるだけセンサに届かないようにしつつ、検出ゾーンからの散
乱光を集光することができる。制御可能な絞りを用いれば、残光がセンサに入る
のをより一層防ぐことができる。これらの方法を組み合わせることで、システム
は０．０１〜０．１％の煙の濃度を検知できる程度の感度を有する。高角度出射光を用いることことができるということは、コストのかかる集光系を
設置せずに、レーザダイオードを使用することができるということである。

【００６３】本発明の好ましい態様において、各々の光源は、１０ｍｓ程度の短い発信間隔
のパルス光源であっても良い。センサは、各波長における各散乱光パルスに対応
した信号を生成する。本システムにおいては、開発段階においてＬＥＤの発光強
度を調整することにより、各波長領域におけるセンサの感度の違いを予め補正し
ておくのが好ましい。信号はデジタルフィルタにより増幅され、信号対ノイズ比
が改善される。さらに、パルス信号の絶対振幅と相対振幅との両方が記録される
。絶対振幅値は粒子の濃度を表しており、相対振幅値は粒子の大きさ若しくは粒
子群の平均的な大きさを表している。レイリーの法則から、ある浮遊粒子の質量
濃度が与えられ、波長の長い光で散乱されるとき、粒子が小さい場合は小さい振
幅信号が得られ、粒子が大きい場合は大きな散乱振幅が得られる。一方、短い波
長の光で散乱されるときは、大きな粒子の場合も小さな粒子の場合も等しい振幅
の信号が得られる。したがって、二つの信号を比較すれば、その粒子が大小を判
定することができるということになる。

【００６４】ある期間にわたり生成された信号は、その傾向に応じて解析される。大きな粒
子の濃度がゆっくりと上昇する場合は、熱分解や燻り火の発生を示唆している。
反対に、小さな粒子の濃度が急激に上昇する場合は、炎をあげて急速に燃え広が
っていることを示唆しており。さらに、熱分解や燻り火の期間がない場合は、触
媒が用いられたこと（放火等）を示唆している。このような情報を利用すれば、
燻り火の場合と炎が出ている場合とで、発する警報を変えることができる。ある
いは、炎を出して燃えている（こちらの方がより危険である）場合には、警報装
置を作動させる条件の閾値を下げ（すなわち早期に警報を発する）てもよい。

【００６５】ここで、煙の濃度と早期の火災の危険度とは必ずしも直結しないということに
注意する必要がある。検出される濃度は、新鮮な空気によって希釈される度合い
に、また、検出器と出火元の距離に依存する。しかし、本発明の煙の解析方法に
よれば、部屋の環境に応じて、警報装置を動作させる煙の濃度を決定することが
でき、したがって、装置の誤動作を最小限にしつつ早期警報を実施することが可
能である。さらに、本システムは低価格であるので、建物全体にくまなく検出器
を設置することができる。

【００６６】本発明の更に好ましい態様において、警報装置の誤動作を防止する、あるいは
部屋内の埃の濃度を監視する目的で、粒子の大きさを区別し、浮遊している埃を
測定する。

【００６７】以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい態様について説明する。本発明の一態様において、煙検知器の筐体は、実質的に同等な構造を有する１
０ａおよび１０ｂ（図６参照）を成型することにより作られる。二つのＬＥＤラ
ンプ１１は、検出チャンバ１２において、センサ１３が散乱光を検出できる領域
へ出射されるように配置される。

【００６８】煙１４は、チャンバ１２において矢印１５の方向へ吸い込まれ、連続して光源
１１からの光が照射されるようになっている。浮遊している煙粒子によって散乱
された光１６は、集光レンズ１７により集められセンサ１３に入る。

【００６９】連続光学絞り１８は出射光の拡散を制限し、光学絞り１９はセンサ１３へ届く
光の領域を制限している。吸収用経路（光トラップ）３９および４０は、それぞ
れ光源１１の反対側に設けられ、基本的に、散乱されない全ての光（残光）を吸
収することによって、光源からの光がセンサ１３に入ることを防いでいる。さら
に、光トラップ２０がセンサの反対側にも設けられ、光源からの光がセンサへ実
質上完全に入らないようになっている。

【００７０】煙検知器の筐体１０は、配管システム２１を有し、検出チャンバ１２への空気
の流れを作るのが好ましい。この配管システム２１は、吸気口２３と対面するノ
ズル２２を備えており、チャンバ１２内の空気の流れを方向づけ、煙の濃度が減
少した場合に、煙が素早くチャンバ内から出るようにするなっている。配管シス
テムの経路には、埃フィルタ３３が設けられている。

【００７１】吸気ディフューザ２４および排気ディフューザ２５によって形成され、埃フィ
ルタが取り付けられている空洞部は、検出器を流れる空気のヘッドロス（圧力低
下）を最小限に抑え、寿命の長い大きなフィルタ３３を利用できるように設計さ
れている。何年もの間、わずかな量の微細な埃はフィルタを通過する。フィルタの汚れを
最小限に抑えるため、ノズルおよび吸気口は、チャンバの内壁および光学表面に
堆積する埃の量が最小になるように配置される。

【００７２】図２および１ｃは、図１の光源１１の別の配置方法を示したものである。この
構成においては、光トラップ３９および４０は新たな配置をとる。さまざまな点
において、図２および図３に示す構成は図１に示すものと実質的に同じである。
したがって、単に、説明が煩雑になるのを防ぐため、図２および図３に示す構成
の詳細な説明は省略する。図２および図３に示す構成は、後方散乱もしくは後方
散乱と前方散乱との組合せ（散乱角が違うものの組合せ）を利用したものである
。

【００７３】図４に、図１の煙検知器における２−２方向の垂直断面図を示す。図１に示し
た部材と同一のものには、同一の番号が付されている。図４には、主回路基板Ｐ
ＣＢ１の好ましい位置が示されている。この位置を取ることで、光源と増幅回路
基板ＰＣＢ２を含む受光センサとの効率的でかつ低干渉の電気的な接続が実現さ
れる。ＰＣＢ１との接続に支障が出ない範囲において、煙検知器１０の筐体の上
半分１０ｂを分離可能に構成とすれば、セットアップおよびメンテナンスの際に
便利である。

【００７４】図５は、図１における３−３の線に沿った断面図であり、ソケット（継ぎ手）
およびベンドを含む、気体の一部を取り入れるための配管システムを示している
。

【００７５】図６は、図１における４―４方向の断面図であり、フィルタチャンバを示して
いる。フィルタは連続気泡発泡体で構成されており、０．１ｍｍ程度の比較的大
きな孔を有している。これにより、埃の粒子は、深さのある該発泡体のなかで徐
々に捕獲される。このような大きい孔の素材を用いるということは、万が一フィ
ルタが埃で詰まり、煙に対する検知器の感度の低下をもたらす場合においても、
煙の粒子はフィルタには捕獲されることがないということである。このフィルタ
は、洗浄あるいは交換のために簡単に交換ができるようになっている。

【００７６】図７は、図８に示す検出器の筐体の５−５方向に沿った断面図である。この図
から、検知器の本体と検知器の筐体はねじ止めされていることがわかる。また、
その展開図から、筐体が円形の換気ダクト（平面ダクトよりも複雑になる）によ
うなダクトに取り付けられていることが分かる。接合方法としては、例えば、ね
じ止め、磁石、粘着性テープによるものなどがある。

【００７７】図８は、図７に示す煙検知器の本体における６−６方向の断面図である、図１
にも６−６方向が表されている。図８には、ＰＣＢ１上に取り付けられた外部筐
体が、ガスケット３１とともに図示されている。この配置はダクトに取り付ける
のに適しているが、本発明がこれに限定されるわけではない。

【００７８】図９は、煙検知器の本体へ接続される吸気口および排気口の先端を示す図であ
り、平面図でガスケットが示されている。このガスケットには、剥がすことので
きる封止材が用いられ、どのような大きさの円形の換気ダクトにも対応できる。
以下の説明は、本発明の一つの好ましい形態に関するものであり、図１０（ａ）
、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）、図１１を参照しつつ行うことと
する。また、以下の説明は、それぞれ図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１４（ａ
）および図１４（ｋ）、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示す大容量プローブの場
合および小容量プローブの場合にも同じように当てはまる。

【００７９】以下の図において、重複を避ける為、すでに説明した部材には以後同一の符号
を付するとする。大容量プローブは、ダクト内の気体の流れが比較的速い場合に
用いられる。この場合、吸気口２８および排気口２９の断面積は、それぞれ小さ
く設計される。すなわち、大量の気体が小さな吸気口で取り込まれるので、本発
明の検知器に流入する気体の体積と実質的に同じになる。同様に、小容量プロー
ブを用いる態様においても、吸気口２８および排気口２９の断面積は、それぞれ
大きく設計されるが、流入気体の体積は小さいので、大きな開口部から取り込ま
れる気体の量は実質的に同じである。

【００８０】この配管システムは、プローブ２６の取り付け器具に適合する適切なベンドお
よびソケット（継ぎ手）で構成され、換気ダクト２７から煙を吸い込む。プロー
ブ２６は吸気口２８および排気口２９を含む単一の構成とするのが良い。このよ
うにすると、プローブ２６にアクセスするためにダクト壁に開けなければならな
い穴は、漏れ穴３０の一つだけですむ。この孔は、高密度気泡発泡体ガスケット
３１によって取りはがし可能に密封されている。図１０（ａ）は、図１０（ｃ）
におけるＣ―Ｃ方向の断面図である。図１４（ａ）は、図１４（ｃ）および図１
４（ｈ）におけるＤ−Ｄ方向の断面図である。図１４（ｂ）は、大容量プローブ
の態様における、図１４（ａ）におけるＤ−Ｄ方向の断面である。図１４（ｇ）
は、小容量プローブの態様における、図１４（ａ）におけるＤ−Ｄ方向の断面図
である。

【００８１】図１０（ｃ）は、図１０（ａ）におけるＥ−Ｅ方向に沿った断面図であり、取
り外し可能なヘッドを有するステムを含んでいることがわかる。図１４（ｃ）お
よび図１４（ｈ）は、それぞれ図１４（ａ）におけるＥ−Ｅ方向の断面図の大容
量プローブの態様および小容量プローブの態様を示す。図１０（ｄ）は図１０（
ａ）における線Ｆ―Ｆに沿った断面図である。図１４（ｅ）および図１４（ｊ）
は、それぞれ、容量プローブの態様と小容量のプローブの態様の平面図である。

【００８２】図１４（ｄ）および図１２ｌは、それぞれ大容量プローブおよび小容量プロー
ブのヘッドの断面図である。プローブ２６は、内部を気体が一回のみ流入するように設計されたダクトに挿
入するのに適している。このプローブは、吸気口を上流に向け、排気口を下流に
向けた状態で挿入される。また、このプローブは、換気ダクト２７内部の空気の
流れに応じて可動ヘッドを動かすことにより、検出チャンバ１２を通過する空気
の流量が適切になるように設計されている。この可動ヘッドは、検出チャンバ１
２、配管システム２１および埃フィルタ３３を組み合わせることから生じる流体
抵抗を打ち消すため、プローブ２６の吸気口２８および排気口２９において、圧
力低下を発生させる。

【００８３】ベンドに続く吸気口に曲線部を形成することにより、流入する気流の方向の変
化が最小になり、プローブの効率は最大となる。これは排気口においても同様で
ある。吸気口および排気口にベンドを設けることによって、ダクトへの流入量に
影響はないので、流量を増やすための手段を新たに設ける必要ない。このように
高い効率が達成されるので、効果的に埃フィルタを使用することが可能になり、
通常のオフィス環境では１０年という、長い装置の稼動年数が実現するのである
。稼動年数がこのように長いとはいえども、洗浄および修理の際に、コストがか
かる上きちんと密封するのが難しい取り外し可能なフィルタカートリッジを用い
ずに、検知器本体１０を簡単に分解することができるのが好ましい（本質ではな
いが）。さらに、プローブが高効率であるので、換気ダクトの開口部は４ｍ／ｓ
ｅｃ程度の低い空気の流速でシステムを動作せせることが可能である。換気ダク
トにおける流速が小さい場合は、別のプローブヘッドが用いられる。このヘッド
は吸気口が大きく設計されており、取り込まれる空気を効率的に加速させ、検知
器の煙に対する高い反応速度が維持される。

【００８４】本発明の好ましい態様において、図１０（ｃ）および図１１に示すように、プ
ローブ２６は、楕円形またはこれに近い形の断面を有しており、ダクト内の流れ
に起因するストローハル数の強制振動を最小限に抑えるとともに、抵抗（換気ダ
クト内の空気の流れに対する制限）を最小限にする。

【００８５】図１０（ｃ）および図１１に示す態様においては、流体力学的抵抗値は、二本
の同じ形状の円形パイプを用いた場合に比べて、１０倍も減少する。図１４（ｂ
）〜１２ｋには同様の特徴が示されているが、プローブの容量が違う。翼型形状
ではなく、楕円形を用いる利点は、プローブはどちらの方向にも取り付けること
、および著しく抵抗の増加を招くことなくプローブ全体の幅を小さくすることが
可能であることである。

【００８６】ステム部を継ぎ足すことによって、プローブ２６の長さを伸ばし、異なったサ
イズのダクトシステムのニーズに適合させることにより、吸気装置を新たに設け
ることなく、空気の流れを生みだすことができる。ダクト２７の内部の圧力は、
ダクト外部の周囲の大気（検知器が通常取り付けられる場所）の圧力と異なって
いても良い。図１〜図８を用いて説明した本発明の好ましい態様において、チャ
ンバの半分は取り外し可能に結合され、この二つは、一つの連続オ−リングシー
ル３４によって密封されている。これにより、検出チャンバ内の圧力は換気ダク
トの圧力と等しくなり、外部への漏れ若しくは外部からの漏れを防いでいる。

【００８７】もし、検知器へ漏れがあると、周囲の環境に含まれる煙によって予期せぬ警報
がなってしまうこともありえる。さらに、検知機から煙が周囲の環境に煙が漏れ
ると、当該環境に設置された他の煙検知器の警報がなってしまう可能性もある。

【００８８】あるいは、図１２を用いて説明したように、与えられたプローブに対し不適当
に小さなダクトまたは配管が用いられた場合、このダクトは必要な圧力低下を生
み出すベンチュリ部によって構成され、検知器内、フィルタ内および配管内での
流量が適切に保たれるようにしてもよい。上述したように、検知器内に通過する
必要があるのはごくわずかな割合の煙であり、検知器の汚れおよびフィルタの目
詰まりを最小にするように、すなわち稼動寿命が最大になるように、この割合は
できるだけ小さく設定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の煙検知器本体における１−１方向の断面図である。

【図２】本発明の他の態様における煙検知器の本体の断面図である。

【図３】本発明の更に他の態様における煙検知器の本体の断面図である。

【図４】煙検知器本体の２−２方向の垂直断面図である。

【図５】煙検知器本体の３−３方向の断面図であり、気体吸気用配管を示
す図である。

【図６】煙検知器の本体の４−４方向の垂直断面図であり、フィルタチャ
ンバおよびディフューザダクトを示す図である。

【図７】煙検知器の本体および筐体の５−５方向および建物の垂直断面図
である。

【図８】煙検知器の本体および筐体の６−６方向の垂直断面図である。

【図９】ガスケットを有する煙検知器の本体の吸気口および排気口の端面
図である。

【図１０】 (ａ)はダクトプローブのＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は
煙検知器本体に取り付けられたプローブの端面図であり、（ｃ）はプローブのＥ
−Ｅ方向の断面図であり、（ｄ）はプローブの検出器本体から離れた側の端面を
示す図である。

【図１１】ダクトプローブの垂直断面図である。

【図１２】他のダクトの構成を示す垂直断面図である。

【図１３】（ａ）および（ｂ）は大容量プローブの側面図である。

【図１４】（ａ）は取り外し可能なアタッチメントを有するプローブの断
面図であり、（ｆ）は大容量プローブ用アタッチメントであり、（ｋ）は小容量
プローブ用アタッチメントであり、（ｂ）〜（ｅ）および（ｇ）〜（ｊ）は（ａ
）示すプローブのさまざまな箇所の断面図であり、（ａ）および（ｂ）は小容量
プローブの側面図である。

【図１５】（ａ）および（ｂ）は小容量プローブの側面図である。

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年９月２０日（２００１．９．２０）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の名称】煙検知器、特にダクト付き煙検知器に関する改良

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００５】ここで、もしダクトを流れる大量の空気によって煙の濃度がかなり低くなると
、問題が起こってくる。このような場合、検出器の感度が下がる結果、生命に危
険が及ぶほど煙が広がる前に適切に警報を出すことができなくなってしまう。さ
らに、装置の汚れを防ぐために、虫除けネットやほこり取りフィルタがしばしば
用いられるが、これは、一般的には、空気の流入量の減少または光学表面の汚れ
を防ぐのには適していない。このような検出器は、埃による湿度の上昇、汚れ、
警報装置の誤動作の問題が伴うため、本質的に信頼性に欠けており、また一般的
には、たった一ヶ月の稼動寿命しかない。

【００２０】熱分解および燃焼の環境が異なれば、生成される煙のタイプも異なることは明
らかである。急激に燃焼する火では、非常に小さな粒子が非常に多く生成され、
それらは不規則に凝集し、煤を形成する。これに対し、熱分解の初期の段階では
、（高い沸点を持つ）かなり大きな粒子が非常に少量ではあるが生成され凝集し
、大きな半透明の球状エアロゾルが形成されるのが一般的である。したがって、ゆっくりと数が増えてゆく大きな粒子を長い時間にわたり、注意
深く検出することにより、熱分解なのか燻り火であるのかを判別することができ
る。また、熱分解もしくは燻り火過程を経ずに、早い段階で生成される小さな粒子
が大量に検出されれば、触媒が使われ、早期消化が必要な放火であること分かる
。これら両極端の現象を区別できれば、ビルの管理者、消防隊、または火災警報
システムは、的確な対応を行うことができる。

【００２４】（発明の開示）本発明の第１の見地によれば、浮遊粒子を検出するための装置が提供される。
この装置は少なくとも第１の偏光光線と第２の偏光光線とを提供する光源と、気
体の一部が流れる粒子検出ゾーンと、前記第１の光線と前記第２の光線とを交互
に検出ゾーンに照射するための制御手段と、前記検出ゾーン内で粒子によって散
乱された光を受光するためのセンサ手段と、前記検出ゾーン内の所定の条件を指
定する出力手段とを有する。

【００２５】好ましい態様において、前記第１の偏光光線と前記第２の偏光光線の少なくと
も一つは、相対的に異なる偏光特性の偏光フィルタを通して出射された前記光源
からの光によって供給される。

【００２６】好ましい態様において、前記第１の偏光光線と前記第２の偏光光線の少なくと
も一つは、異なる偏光状態を有する光源から供給される。

【００２７】好ましい態様において、前記異なる偏光状態を有する光源は、偏光または波長
の少なくとも一が異なる光を出射するレーザダイオードであることを特徴とする
請求項３に記載の粒子検出装置。

【００２８】好ましい態様において、前記光源は少なくとも２つの光源を含んでおり、前記
浮遊粒子検出装置は機械的に固定されており、前記第１の光源と前記第２の光源
とは独立して光を出射し、前記第１の偏光光線と前記第２の偏光光線とは偏光が
異なっており、前記第１の偏光光線と前記第２の偏光光線とは異なる位置から出
射され、前記第１の偏光光線と前記第２の偏光光線とは波長が異なることを特徴
とする。

【００２９】本発明の第２の見地によれば、気体中の浮遊粒子を検出する装置が提供される
。この装置は、本体と、少なくとも第１の光と第２の光とを供給する光源と、気
体の一部が流入する粒子検出ゾーンと、前記第１の光または前記第２の光を交互
に前記検出ゾーンへ照射するための制御を行う制御手段と、前記検出ゾーン内に
おいて粒子によって散乱された光を受光するセンサ手段と、前記検出ゾーン内の
状態を指定する出力手段とを備え、前記本体は、実質的に同じである二つの部分
により構成されることを特徴とする。

【００３０】好ましい態様において、前記第１の光および前記第２の光は、粒子を検出する
領域に対しほぼ反対側から照射される。

【００３１】好ましい態様において、前記本体は軸に対してほぼ対称形である。

【００３２】本発明の装置は、ダクトに取り付けられても良いし、そうでなくても良い。

【００３３】好ましい態様において、この光源は一組の光源を含んでおり、そのうちの一つ
は短い波長で他は波長の光を出射する。

【００３４】本発明は、さまざまな大きさの粒子に対して感度を持たせるようにすることが
でき、さらに、長い耐用年数を達成しつつ、粒子の大きさに基づき、さまざまな
種類の煙または埃を識別できるという効果を有する。

【００３５】二つの光源の出射方向は、検出ゾーンの軸に関して同じであっても良いし、異
なっていてもよい。

【００３６】光源は単一波長で、ある時間の間動作するパルスモードで動作するのが一般的
である。また、電気回路による信号の増幅度は、受信センサにおいて、各光源に
よって同じ信号強度の信号が生成されるように調整される。さらに、受信センサ
は、好適な動作バンド幅を持つもの（光源として用いられる波長領域の全てにお
いて感度が最適となるようなもの）が選ばれる。

【００３７】さらに、２以上の波長または偏光の光若しくはこれらの組合せを用いることに
より、粒子や埃の大きさに関係なく、検出チャンバ内に存在するさまざまな粒子
の種類を非常に高感度で識別することができる。

【００３８】受信センサには、偏光フィルタが取り付けられていても良い。ある時間、どの
光源も動作させないことも可能であるし、全ての光源を動作させることも可能で
ある。

【００３９】したがって、光源はパルス光であってもよいし、連続光であってもよい。また
、パルス光の絶対振幅および相対振幅はセンサで受信され、煙の濃度および大き
さを決定し、解析を行うことによって煙の種類が特徴付けられるのである。

【００４０】本発明の第３の見地によれば、煙検知器および煙検知方法が提供される。この
検知器は、本体と、本体に取り付けられ空気の一部が流入する検出ゾーンへ出射
する２以上の光源と、本体に取り付けられ、該ゾーンからの散乱光を受信する一
以上の受信センサとを有し、光源はパルス光源であり、各々の波長、偏光または
、検出ゾーンに流入する煙および埃の粒子に衝突する角度は異なり、煙粒子の大
きさの範囲、または埃粒子に対応して散乱され、センサは、少なくとも散乱光の
一部を受信すると信号を生成し、これを解析することによって、煙の濃度および
粒子の大きさ若しくは大きさの範囲が決定される。

【００４１】本発明の第４の検知によれば、煙の検知方法および、気体（空気を含む）の一
部を取り込む吸気口を有する本体と、警報条件を決定する出力手段とを有する煙
検知器が提供される。該検知方法および該検知装置においては、光源を備えた粒
子の検出部と、粒子サイズ識別手段とを有し、所定の期間にわたり選択した粒子
の大きさ若しくは大きさの範囲を解析することによって、警報条件が決定される
。

【００４２】好ましい態様において、粒子サイズまたは粒子サイズ範囲は、相対的に大きな
粒子サイズまたはサイズ範囲によって決定される。

【００４３】好ましい態様において、熱分解を示す警報条件は、相対的に小さいサイズまた
はサイズ範囲にある粒子がゆっくりと増加することによって決定される。

【００４４】好ましい態様において、粒子のサイズまたはサイズ範囲は、相対的に小さなサ
イズまたはサイズ範囲の粒子に基づいて決定される。

【００４５】好ましい態様において、触媒が使われたことを示す警報条件は、相対的に小さ
いサイズまたはサイズ範囲にある粒子が急激に増加するよりも前に、熱分解を示
す短い期間が存在することによって決定される。

【００４６】好ましい態様において、警報装置の誤作動を減少させるために、浮遊している
埃の量が決定される。

【００４７】好ましい態様において、個別の警報出力は上記の警報条件の少なくともいずれ
か一に対して供給される。

【００４８】好ましい態様において、粒子の大きさを区別する手段は相対的に小さなサイズ
の又は小さなサイズ範囲にある粒子を検出する第１の光源と、相対的に大きなま
たは大きなサイズ範囲にある粒子を検出する第２の光源とを含む。

【００４９】好ましい態様において、第１の光源と第２の光源とは交互に作動する。

【００５０】好ましい態様において、粒子サイズ識別する手段は、相対的に短い波長の光と
長い波長の光とを用いることによって粒子の大きさまたは大きさの範囲を検出す
る。

【００５１】本発明のさらに別の見地においては、検出部もしくは適切な警報条件を設定す
るのに適合した煙検知器が提供される。

【００５２】本発明の第５の見地によれば、警報装置検知器および、熱分解、燻り火、煙の
発生に対応した警報条件を決定する方法が提供される。すなわち、気体の一部が
取り込まれ、取り込まれた気体は、光源からの照射光に晒され、粒子の大きさを
決定する散乱光に基づいて、選択した大きさの若しくは大きさの範囲にある粒子
の数および濃度の変化を所定の期間、計測し、計測の結果、選択した大きさ若し
くは大きさの範囲にある粒子の数または濃度が所定の基準値に収まる場合には、
警報装置を作動させる。

【００５３】好ましい態様において、粒子のサイズまたはサイズ範囲は相対的に大きなサイ
ズまたはサイズ範囲の粒子によって決定される。

【００５４】好ましい態様において、熱分解を示す警報条件は、相対的に小さいサイズまた
はサイズ範囲にある粒子がゆっくりと増加することによって決定される。

【００５５】好ましい態様において、粒子のサイズまたはサイズ範囲は相対的に小さなサイ
ズまたはサイズ範囲の粒子によって決定される。

【００５６】好ましい態様において、炎を出して燃えている火を示す警報条件は、相対的に
小さいサイズまたはサイズ範囲にある粒子が急激に増加することによって決定さ
れる。

【００５７】好ましい態様において、触媒が使われたことを示す警報条件は、相対的に小さ
いサイズまたはサイズ範囲にある粒子が急激に増加するよりも前に、熱分解を示
す短い期間が存在することによって決定される。

【００５８】好ましい態様において、警報装置の誤作動を減少させるために、浮遊している
埃の量が決定される。

【００５９】好ましい態様において、個別の警報出力は上記の警報条件の少なくともいずれ
か一に対して供給される。

【００６０】好ましい態様において、粒子サイズまたはサイズ範囲を決定する際には、相対
的に小さなサイズまたはサイズ範囲の粒子を検出する第１の光源と、相対的に大
きなサイズまたはサイズ範囲の粒子を検出する第２の光源とを用いられる。

【００６１】好ましい態様において、粒子の大きさまたは大きさの範囲を決定する際には、
第１の光源と第２の光源とは交互に動作する。

【００６２】好ましい態様において、粒子の大きさまたは大きさの範囲を決定する際には、
相対的に短い波長の光と長い波長の光とが用いられる。

【００６３】本発明のさらに別の見地によれば、異なる波長の光パルスとは、一つは紫若し
くは青色の光であり、もう一つは赤色若しくは赤外の波長等の波長の長い光であ
る。

【００６４】本発明のさらに別の見地によれば、光源は、異なる波長（色）の発光素子（Ｌ
ＥＤ）から構成される。あるいは、各々の光源に異なる偏光フィルタが設けられ
る。

【００６５】本発明の更に別の見地によれば、光源は、波長（色）または偏光のいずれかが
異なるレーザダイオードから構成されている。

【００６６】本発明の、少なくとも一つの煙検知器を有する煙検知器システムにおいては、
気体の一部はダクト内部から吸い込まれ、少なくとも一つの上述した検知器へ送
り込まれる。

【００６７】本発明の一つの見地によれば、ダクトシステムを有する建造物において、ダク
トから所定の条件を検出するために気体の一部が取り込まれる。

【００６８】本発明の一つの特徴によれば、ダクトから取り込まれる空気は、吸気口および
排気口を有するダクト内部に取り付けられたプローブを介して吸い込まれる。

【００６９】本発明のさらに別の見地によれば、取り込まれた空気は直接ダクトあるいは管
から煙検知装置へ吸い込まれ、検知器チャンバとダクトとの間での十分な圧力差
を生み出すために、ダクト若しくは管はベンチュリ管構造を有してもよい。

【００７０】以上を要約すれば、本発明の特徴的な点である。即ち、より完全に粒子の大き
さの範囲および火災の種類を検知し区別するために、一以上の波長の光を用いる
ことである。さらに、粒子の濃度、大きさおよび大きさの範囲を一定期間の間測
定することにより、警報条件が満たされたか否かを示す良い指標になり得るとい
うことに着目していることである。さらに、粒子検出ゾーンに照射する少なくと
も二つの光源と、粒子検出ゾーンの所定の状態を示す出力信号を供給する検出手
段とを有することことにより、一つの受信センサのみで粒子のサイズを識別する
ことを可能にしていることである。さらに、埃の堆積具合を監視するもしくは警
報の誤動作を防止するために、埃の粒子を検出することである。

【００７１】（発明の好適な態様）本発明は、気体中の浮遊粒子を検出すること、および低コスト、コンパクトで
軽く、頑丈で、信頼性が高く、メンテナンス回数が少なくてすみ、動作寿命が長
く、高生産既存化学物質の検出に適した装置を用いて、粒子の大きさから粒子を
識別することを目的としている。この目的を達成するために、本発明においては
、一つのセンサと少なくとも二つの光源とが用いられる。単一のセンサと、低ノ
イズ・高感度を実現するために必要な信号増幅器とを用いることで、本システム
の設計が容易になり、製造コストが下がる。また、感度とセンサを付加した場合
の線形性との間における整合性が取れなくなるようなこともない。さらに、複数
のセンサからのノイズの寄与が増大することもない。

【００７２】浮遊粒子の大きさを区別する方法はたくさんある。具体的には、波長、偏光ま
たは設置位置（特に検出ゾーン軸に対する入射立体角）若しくはこれらの組合せ
の異なる二つ以上の光源が用いられる。

【００７３】本発明の好ましい態様においては、異なる波長の二つの発光ダイオード（ＬＥ
Ｄ）が用いられる。一例としては、４３０ｎｍ（青）と８８０ｎｍ（赤外）の波
長差が２倍もある光を用いることができる。このように波長差が大きいと、粒子
が光に散乱されセンサで検知される場合の信号強度は、どちらの波長の光によっ
て散乱されたかで大きく異なる。これ以外にも、４３０ｎｍ（青）と６６０ｎｍ
（赤）の波長の光の組合せを選択することもできる。５２５ｎｍ（緑）と６６０
ｎｍ（赤）の波長差が小さい光の組合せを選択することも可能であるが、この場
合は粒子の大きさの区別する能力が低下し、小さい粒子に対する感度も落ちてし
まう。

【００７４】レイリーの法則により、光の波長よりも小さい粒子は、散乱光強度は波長の４
乗に比例して減少する。これは、実際、赤外、可視、紫外の波長をふくむ連続ス
ペクトルをもつキセノンランプを用いて煙を検知する実験によって証明されてい
る。すなわち、炎で生成されるある種の小さな粒子を検出するためには、青色の
波長領域の光が必要であるということが明らかになっている。したがって、青色の光源を用いることができれば、波長が短い故、長波長の光で
は検出できないような小さな粒子に対する感度は高くなる。ここで青又は紫のレ
ーザダイオードは青色ＬＥＤよりも優れているかもしれないが、前者は高価であ
り、光学系の配置が非常に複雑になってしまうため、自動パワー制御が必要にな
り、さらに、温度上昇に対して敏感である。利用しやすい赤色若しくは赤外のレ
ーザダイオードを組み合わせて用いることは可能かもしれないが、レーザを用い
た場合の欠点に加え、このような長波長の光では、小さな粒子に対する必要な感
度を得ることができない。

【００７５】したがって、本発明の好適な態様においては、高発光強度ＬＥＤの出射角を広
くしている（約１２度）。高角度出射のＬＥＤ光はレンズによって集光すること
ができるが、これにはコストがかかり、光学系の配置が複雑になり製品のサイズ
が大きくなってしまう。ＬＥＤ光は、集光したレーザ光に比べるとエネルギー強
度は高くないが、検出ゾーンが大きいため、そこで散乱された光を集光してセン
サへ集めた場合の光の強度は、集光したレーザ光を用いた場合とそう変わらない
。したがって、ＬＥＤを用いたシステムの感度は、レーザを用いた場合とほぼ同
じであるにもかかわらず、信頼性を犠牲にすることなくコストを下げることがで
きる。

【００７６】とはいっても、波長、偏光、設置位置の異なる複数の光源としてレーザダイオ
ードを用いて本発明を構成することも可能である。しかしながら、そのような構
成では、粒子の大きさを区別することはできるが、コストが高くつき、ＬＥＤよ
りも温度変化に敏感になってしまう。

【００７７】ＬＥＤを用いることによって、検出ゾーンの外側に配置された特別な光トラッ
プと正対したＬＥＤからの高角度の出射光に適合した、新規な光学チャンバを構
成することによって、残光を完全に吸収しセンサに入るのを防ぐことができる。
このチャンバには、センサと検出ゾーンとの反対側にも光トラップを設けられて
おり、残光が検出されないようになっている。

【００７８】信号対ノイズ比は、検出された散乱光と残光とで決まり、これを最大にするこ
とで非常に高い感度のシステムが実現する。さらに、ＬＥＤ同士の距離および、センサと検出ゾーンとの間の距離を狭め、距
離の逆二乗に比例する光強度の減少を最小限にすることによってもシステムの感
度は高まる。さらに、センサとレンズを組み合わせて用いることで、チャンバ壁表面付近で
散乱された光をできるだけセンサに届かないようにしつつ、検出ゾーンからの散
乱光を集光することができる。制御可能な絞りを用いれば、残光がセンサに入る
のをより一層防ぐことができる。これらの方法を組み合わせることで、システム
は０．０１〜０．１％の煙の濃度を検知できる程度の感度を有する。高角度出射光を用いることことができるということは、コストのかかる集光系を
設置せずに、レーザダイオードを使用することができるということである。

【００７９】本発明の好ましい態様において、各々の光源は、１０ｍｓ程度の短い発信間隔
のパルス光源であっても良い。センサは、各波長における各散乱光パルスに対応
した信号を生成する。本システムにおいては、開発段階においてＬＥＤの発光強
度を調整することにより、各波長領域におけるセンサの感度の違いを予め補正し
ておくのが好ましい。信号はデジタルフィルタにより増幅され、信号対ノイズ比
が改善される。さらに、パルス信号の絶対振幅と相対振幅との両方が記録される
。絶対振幅値は粒子の濃度を表しており、相対振幅値は粒子の大きさ若しくは粒
子群の平均的な大きさを表している。レイリーの法則から、ある浮遊粒子の質量
濃度が与えられ、波長の長い光で散乱されるとき、粒子が小さい場合は小さい振
幅信号が得られ、粒子が大きい場合は大きな散乱振幅が得られる。一方、短い波
長の光で散乱されるときは、大きな粒子の場合も小さな粒子の場合も等しい振幅
の信号が得られる。したがって、二つの信号を比較すれば、その粒子が大小を判
定することができるということになる。

【００８０】ある期間にわたり生成された信号は、その傾向に応じて解析される。大きな粒
子の濃度がゆっくりと上昇する場合は、熱分解や燻り火の発生を示唆している。
反対に、小さな粒子の濃度が急激に上昇する場合は、炎をあげて急速に燃え広が
っていることを示唆しており。さらに、熱分解や燻り火の期間がない場合は、触
媒が用いられたこと（放火等）を示唆している。このような情報を利用すれば、
燻り火の場合と炎が出ている場合とで、発する警報を変えることができる。ある
いは、炎を出して燃えている（こちらの方がより危険である）場合には、警報装
置を作動させる条件の閾値を下げ（すなわち早期に警報を発する）てもよい。

【００８１】ここで、煙の濃度と早期の火災の危険度とは必ずしも直結しないということに
注意する必要がある。検出される濃度は、新鮮な空気によって希釈される度合い
に、また、検出器と出火元の距離に依存する。しかし、本発明の煙の解析方法に
よれば、部屋の環境に応じて、警報装置を動作させる煙の濃度を決定することが
でき、したがって、装置の誤動作を最小限にしつつ早期警報を実施することが可
能である。さらに、本システムは低価格であるので、建物全体にくまなく検出器
を設置することができる。

【００８２】本発明の更に好ましい態様において、警報装置の誤動作を防止する、あるいは
部屋内の埃の濃度を監視する目的で、粒子の大きさを区別し、浮遊している埃を
測定する。

【００８３】以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい態様について説明する。本発明の一態様において、煙検知器の筐体は、実質的に同等な構造を有する１０
ａおよび１０ｂ（図６参照）を成型することにより作られる。二つのＬＥＤラン
プ１１は、検出チャンバ１２において、センサ１３が散乱光を検出できる領域へ
出射されるように配置される。

【００８４】煙１４は、チャンバ１２において矢印１５の方向へ吸い込まれ、連続して光源
１１からの光が照射されるようになっている。浮遊している煙粒子によって散乱
された光１６は、集光レンズ１７により集められセンサ１３に入る。

【００８５】連続光学絞り１８は出射光の拡散を制限し、光学絞り１９はセンサ１３へ届く
光の領域を制限している。吸収用経路（光トラップ）３９および４０は、それぞ
れ光源１１の反対側に設けられ、基本的に、散乱されない全ての光（残光）を吸
収することによって、光源からの光がセンサ１３に入ることを防いでいる。さら
に、光トラップ２０がセンサの反対側にも設けられ、光源からの光がセンサへ実
質上完全に入らないようになっている。

【００８６】煙検知器の筐体１０は、配管システム２１を有し、検出チャンバ１２への空気
の流れを作るのが好ましい。この配管システム２１は、吸気口２３と対面するノ
ズル２２を備えており、チャンバ１２内の空気の流れを方向づけ、煙の濃度が減
少した場合に、煙が素早くチャンバ内から出るようにするなっている。配管シス
テムの経路には、埃フィルタ３３が設けられている。

【００８７】吸気ディフューザ２４および排気ディフューザ２５によって形成され、埃フィ
ルタが取り付けられている空洞部は、検出器を流れる空気のヘッドロス（圧力低
下）を最小限に抑え、寿命の長い大きなフィルタ３３を利用できるように設計さ
れている。何年もの間、わずかな量の微細な埃はフィルタを通過する。フィルタの汚れを
最小限に抑えるため、ノズルおよび吸気口は、チャンバの内壁および光学表面に
堆積する埃の量が最小になるように配置される。

【００８８】図２および１ｃは、図１の光源１１の別の配置方法を示したものである。この
構成においては、光トラップ３９および４０は新たな配置をとる。さまざまな点
において、図２および図３に示す構成は図１に示すものと実質的に同じである。
したがって、単に、説明が煩雑になるのを防ぐため、図２および図３に示す構成
の詳細な説明は省略する。図２および図３に示す構成は、後方散乱もしくは後方
散乱と前方散乱との組合せ（散乱角が違うものの組合せ）を利用したものである
。

【００８９】図４に、図１の煙検知器における２−２方向の垂直断面図を示す。図１に示し
た部材と同一のものには、同一の番号が付されている。図４には、主回路基板Ｐ
ＣＢ１の好ましい位置が示されている。この位置を取ることで、光源と増幅回路
基板ＰＣＢ２を含む受光センサとの効率的でかつ低干渉の電気的な接続が実現さ
れる。ＰＣＢ１との接続に支障が出ない範囲において、煙検知器１０の筐体の上
半分１０ｂを分離可能に構成とすれば、セットアップおよびメンテナンスの際に
便利である。

【００９０】図５は、図１における３−３の線に沿った断面図であり、ソケット（継ぎ手）
およびベンドを含む、気体の一部を取り入れるための配管システムを示している
。

【００９１】図６は、図１における４―４方向の断面図であり、フィルタチャンバを示して
いる。フィルタは連続気泡発泡体で構成されており、０．１ｍｍ程度の比較的大
きな孔を有している。これにより、埃の粒子は、深さのある該発泡体のなかで徐
々に捕獲される。このような大きい孔の素材を用いるということは、万が一フィ
ルタが埃で詰まり、煙に対する検知器の感度の低下をもたらす場合においても、
煙の粒子はフィルタには捕獲されることがないということである。このフィルタ
は、洗浄あるいは交換のために簡単に交換ができるようになっている。

【００９２】図７は、図８に示す検出器の筐体の５−５方向に沿った断面図である。この図
から、検知器の本体と検知器の筐体はねじ止めされていることがわかる。また、
その展開図から、筐体が円形の換気ダクト（平面ダクトよりも複雑になる）によ
うなダクトに取り付けられていることが分かる。接合方法としては、例えば、ね
じ止め、磁石、粘着性テープによるものなどがある。

【００９３】図８は、図７に示す煙検知器の本体における６−６方向の断面図である、図１
にも６−６方向が表されている。図８には、ＰＣＢ１上に取り付けられた外部筐
体が、ガスケット３１とともに図示されている。この配置はダクトに取り付ける
のに適しているが、本発明がこれに限定されるわけではない。

【００９４】図９は、煙検知器の本体へ接続される吸気口および排気口の先端を示す図であ
り、平面図でガスケットが示されている。このガスケットには、剥がすことので
きる封止材が用いられ、どのような大きさの円形の換気ダクトにも対応できる。以下の説明は、本発明の一つの好ましい形態に関するものであり、図１０（ａ
）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）、図１１を参照しつつ行うこと
とする。また、以下の説明は、それぞれ図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１４（
ａ）および図１４（ｋ）、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示す大容量プローブの
場合および小容量プローブの場合にも同じように当てはまる。

【００９５】以下の図において、重複を避ける為、すでに説明した部材には以後同一の符号
を付するとする。大容量プローブは、ダクト内の気体の流れが比較的速い場合に
用いられる。この場合、吸気口２８および排気口２９の断面積は、それぞれ小さ
く設計される。すなわち、大量の気体が小さな吸気口で取り込まれるので、本発
明の検知器に流入する気体の体積と実質的に同じになる。同様に、小容量プロー
ブを用いる態様においても、吸気口２８および排気口２９の断面積は、それぞれ
大きく設計されるが、流入気体の体積は小さいので、大きな開口部から取り込ま
れる気体の量は実質的に同じである。

【００９６】この配管システムは、プローブ２６の取り付け器具に適合する適切なベンドお
よびソケット（継ぎ手）で構成され、換気ダクト２７から煙を吸い込む。プロー
ブ２６は吸気口２８および排気口２９を含む単一の構成とするのが良い。このよ
うにすると、プローブ２６にアクセスするためにダクト壁に開けなければならな
い穴は、漏れ穴３０の一つだけですむ。この孔は、高密度気泡発泡体ガスケット
３１によって取りはがし可能に密封されている。図１０（ａ）は、図１０（ｃ）
におけるＣ―Ｃ方向の断面図である。図１４（ａ）は、図１４（ｃ）および図１
４（ｈ）におけるＤ−Ｄ方向の断面図である。図１４（ｂ）は、大容量プローブ
の態様における、図１４（ａ）におけるＤ−Ｄ方向の断面である。図１４（ｇ）
は、小容量プローブの態様における、図１４（ａ）におけるＤ−Ｄ方向の断面図
である。

【００９７】図１０（ｃ）は、図１０（ａ）におけるＥ−Ｅ方向に沿った断面図であり、取
り外し可能なヘッドを有するステムを含んでいることがわかる。図１４（ｃ）お
よび図１４（ｈ）は、それぞれ図１４（ａ）におけるＥ−Ｅ方向の断面図の大容
量プローブの態様および小容量プローブの態様を示す。図１０（ｄ）は図１０（
ａ）における線Ｆ―Ｆに沿った断面図である。図１４（ｅ）および図１４（ｊ）
は、それぞれ、容量プローブの態様と小容量のプローブの態様の平面図である。

【００９８】図１４（ｄ）および図１２ｌは、それぞれ大容量プローブおよび小容量プロー
ブのヘッドの断面図である。プローブ２６は、内部を気体が一回のみ流入するように設計されたダクトに挿
入するのに適している。このプローブは、吸気口を上流に向け、排気口を下流に
向けた状態で挿入される。また、このプローブは、換気ダクト２７内部の空気の
流れに応じて可動ヘッドを動かすことにより、検出チャンバ１２を通過する空気
の流量が適切になるように設計されている。この可動ヘッドは、検出チャンバ１
２、配管システム２１および埃フィルタ３３を組み合わせることから生じる流体
抵抗を打ち消すため、プローブ２６の吸気口２８および排気口２９において、圧
力低下を発生させる。

【００９９】ベンドに続く吸気口に曲線部を形成することにより、流入する気流の方向の変
化が最小になり、プローブの効率は最大となる。これは排気口においても同様で
ある。吸気口および排気口にベンドを設けることによって、ダクトへの流入量に
影響はないので、流量を増やすための手段を新たに設ける必要ない。このように
高い効率が達成されるので、効果的に埃フィルタを使用することが可能になり、
通常のオフィス環境では１０年という、長い装置の稼動年数が実現するのである
。稼動年数がこのように長いとはいえども、洗浄および修理の際に、コストがか
かる上きちんと密封するのが難しい取り外し可能なフィルタカートリッジを用い
ずに、検知器本体１０を簡単に分解することができるのが好ましい（本質ではな
いが）。さらに、プローブが高効率であるので、換気ダクトの開口部は４ｍ／ｓ
ｅｃ程度の低い空気の流速でシステムを動作せせることが可能である。換気ダク
トにおける流速が小さい場合は、別のプローブヘッドが用いられる。このヘッド
は吸気口が大きく設計されており、取り込まれる空気を効率的に加速させ、検知
器の煙に対する高い反応速度が維持される。

【０１００】本発明の好ましい態様において、図１０（ｃ）および図１１に示すように、プ
ローブ２６は、楕円形またはこれに近い形の断面を有しており、ダクト内の流れ
に起因するストローハル数の強制振動を最小限に抑えるとともに、抵抗（換気ダ
クト内の空気の流れに対する制限）を最小限にする。

【０１０１】図１０（ｃ）および図１１に示す態様においては、流体力学的抵抗値は、二本
の同じ形状の円形パイプを用いた場合に比べて、１０倍も減少する。図１４（ｂ
）〜１２ｋには同様の特徴が示されているが、プローブの容量が違う。翼型形状
ではなく、楕円形を用いる利点は、プローブはどちらの方向にも取り付けること
、および著しく抵抗の増加を招くことなくプローブ全体の幅を小さくすることが
可能であることである。

【０１０２】システム部を継ぎ足すことによって、プローブ２６の長さを伸ばし、異なった
サイズのダクトシステムのニーズに適合させることにより、吸気装置を新たに設
けることなく、空気の流れを生みだすことができる。ダクト２７の内部の圧力は
、ダクト外部の周囲の大気（検知器が通常取り付けられる場所）の圧力と異なっ
ていても良い。図１〜図８を用いて説明した本発明の好ましい態様において、チ
ャンバの半分は取り外し可能に結合され、この二つは、一つの連続オ−リングシ
ール３４によって密封されている。これにより、検出チャンバ内の圧力は換気ダ
クトの圧力と等しくなり、外部への漏れ若しくは外部からの漏れを防いでいる。

【０１０３】もし、検知器へ漏れがあると、周囲の環境に含まれる煙によって予期せぬ警報
がなってしまうこともありえる。さらに、検知機から煙が周囲の環境に煙が漏れ
ると、当該環境に設置された他の煙検知器の警報がなってしまう可能性もある。

【０１０４】あるいは、図１２を用いて説明したように、与えられたプローブに対し不適当
に小さなダクトまたは配管が用いられた場合、このダクトは必要な圧力低下を生
み出すベンチュリ部によって構成され、検知器内、フィルタ内および配管内での
流量が適切に保たれるようにしてもよい。上述したように、検知器内に通過する
必要があるのはごくわずかな割合の煙であり、検知器の汚れおよびフィルタの目
詰まりを最小にするように、すなわち稼動寿命が最大になるように、この割合は
できるだけ小さく設定される。

【図面の簡単な説明】

【図４】煙検知器本体の２−２方向の垂直断面図である。

【図１１】ダクトプローブの垂直断面図である。

【図１２】他のダクトの構成を示す垂直断面図である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図２】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図３】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図４】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正の内容】

【図８】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷＦターム(参考） 2G057 AA02 AB01 AB02 AB04 AB07 AC03 BA05 DB01 DB02 DB10 DC07 GA06 JB10 2G059 AA01 AA03 BB02 CC19 DD12 EE02 EE11 FF04 FF10 GG01 GG02 GG03 GG04 GG08 HH01 HH02 HH06 JJ02 JJ11 JJ30 KK01 NN01 NN07 5C085 AA03 AB01 BA33 CA08 EA11 FA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第１の光線と第２の光線とを供給する光源と、気
体の一部が流れる粒子検出ゾーンと、前記第１の光源と前記第２の光源とを交互
に検出ゾーンに照射するための制御手段と、前記検出ゾーン内で粒子によって散
乱された光を受光するためのセンサ手段と、前記検出ゾーン内の状態を指定する
出力手段とを有することを特徴とする浮遊粒子検出装置。
【請求項２】前記光源は少なくとも２つの光源を含んでおり、前記浮遊粒
子検出装置は機械的に固定されており、前記第１の光と前記第２の光とは独立し
て出射され、前記第１の光と第２の光とは偏光が異なっており、前記第１の光と
前記第２の光とは異なる位置から出射され、前記第１の光と前記第２の光とは波
長が異なることを特徴とする請求項１に記載の浮遊粒子検出装置。
【請求項３】本体と、前記本体に取り付けられ、空気の一部が流入する検
出ゾーンへ照射する２以上の光源と、本体に取り付けられ、前記検出ゾーンから
の散乱光を受信する一つの受信センサとを有し、前記光源は前記検出ゾーンへの照射に適合し、前記光源から照射される光はパルス光であり、各々の光源から出射される光の
波長、偏光または、検出ゾーンに流入する煙および埃の粒子にあたる角度は異な
り、ある範囲の大きさの煙粒子、あるいは埃粒子によって散乱され、前記センサ
は、少なくとも散乱光の一部を受信すると、信号を生成し解析し、粒子の濃度お
よび大きさ若しくは大きさの範囲を決定することを特徴とする粒子検出器。
【請求項４】空気を含む気体の一部を取り入れる吸気口を備える本体と、警報装置の状態を指定する出力手段と、光源を備えた粒子検出部と、粒子サイズ識別手段とを有し、所定の時間、選択された大きさの粒子の濃度の変化を解析することによって、
前記警報装置の状態を指定することを特徴とする粒子検出器。
【請求項５】前記粒子サイズ識別手段は、粒子の相対的な大きさを判別す
ることを特徴とする請求項４に記載の粒子検出器。
【請求項６】前記粒子サイズ識別手段は、相対的に小さなサイズの粒子を
検出する第１の光源と、相対的に大きなサイズの粒子を検出する第２の光源とを
有することを特徴とする請求項４または５に記載の粒子検出器。
【請求項７】前記第１の光源および前記第２の光源は交互に動作することを特徴とする請求項６に記載の粒子検出器。
【請求項８】前記粒子検出部は、波長の異なる光を用いて粒子サイズを決
定することを特徴とする請求項４至７のいずれか一に記載の粒子検出器。
【請求項９】前記粒子サイズ識別手段は、垂直偏光の光と、水平偏光の光
とを用いて粒子サイズを決定することを特徴とする請求項４至７のいずれか一に記載の粒子検出装置。
【請求項１０】請求項４至９のいずれか一に記載の粒子検出器を備える煙
検知器。
【請求項１１】請求項４至９のいずれか一に記載の粒子検出器を備える埃
検知器。
【請求項１２】請求項１、２または３に記載の浮遊粒子検出装置を備える
煙検知器。
【請求項１３】請求項４至９のいずれか一に記載の粒子検出器を備え、警
報装置の誤動作を防ぐために埃を区別することを特徴とする煙検知器。
【請求項１４】熱分解、燻り火または煙の発生に対応した警報の状態を検
知する方法であって、（ａ）気体の一部を取り込む過程と、（ｂ）光源から出射された光に前記気体
の一部を吹きつける過程と、（ｃ）前記出射された光を用いて、粒子の大きさま
たは大きさの範囲若しくはその両方を決定する過程と、（ｄ）所定の期間、選択
された大きさの粒子の数また選択された大きさの範囲にある粒子の数またはその
両方、若しくは濃度が変化したか否かを判断する過程と、（ｅ）前記（ｄ）の過
程において、前記計測された数または濃度が選択された基準値の範囲に収まる場
合、警報装置を作動させる過程とを有することを特徴とする検出方法。
【請求項１５】前記粒子サイズまたはサイズの範囲若しくはその両方は、
粒子の相対的な大きさを用いて定められることを特徴とする請求項１４に記載の検出方法。
【請求項１６】前記粒子の大きさまたは前記粒子の大きさの範囲若しくは
その両方を決定する際において、相対的に小さな粒子または小さな範囲にある粒
子もしくはその両方を検出する第１の光源と、相対的に大きな粒子または大きな
範囲にある粒子もしくはその両方を検出する第２の光源とを用いることを特徴とする請求項１４または１５に記載の検出方法。
【請求項１７】前記粒子の大きさまたは大きさの範囲若しくはその両方を
決定する際において、前記第１の光源および前記第２の光源は交互に動作することを特徴とする請求項１６に記載の検出方法。
【請求項１８】前記粒子の大きさまたは大きさの範囲若しくはその両方を
決定する際において、波長の異なる光を用いることを特徴とする請求項１４至１７のいずれか一に記載の検出方法。
【請求項１９】請求項１４至１８のいずれか一に記載の方法を用いて、警
報条件を指定するために動作する粒子または煙のうち少なくとも一を検出する装
置。
【請求項２０】気体が流れるダクト等のコンジットに取り付けられるプロ
ーブであって、請求項１至１３のいずれか一または１９に記載の検出装置、検出
器または検知器へ気体が流れるように構成され、前記コンジットに挿入される第１の部分を有し、下流の気体を排気するための排気部とを有し、前記第１の部分は、上流からの気体を吸い込むための吸気部を備え、前記吸気部と前記排気部の各々は、流体抵抗を実質的に最小に保ちつつ、該プ
ローブ内の流体の流れ方向を変化させるための曲線部を有することを特徴とするプローブ。