JP2010086381A - 光電式煙感知器 - Google Patents

Abstract

【課題】煙流入部の煙流入特性を向上させることができる光電式煙感知器を得る。
【解決手段】検煙部１は、実装部２０と煙流入部１０とを備え、実装部２０は、実装部２０内に光を照射する発光素子２２と、発光素子２２から照射された光が煙によって散乱されたときの散乱光を受光する受光素子２３と、発光素子２２の照射光を受光素子２３が直接受光することを防止する遮光部材２４とを有し、発光素子２２と受光素子２３は、各々の光軸とが、側面視において平行となり、平面視において所定の角度をなすように設けられ、煙流入部１０は、煙流入部１０に外光が入射することを防止する複数の壁体１２と、壁体１２の間に形成された煙流入口１４とを有し、実装部２０と煙流入部１０とは開口部１３で連通されて上下に重ねて配置され、遮光部材２４は、煙流入部１０の実装部２０との反対面に接しないように設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は光電式煙感知器に関し、特に検煙部の煙流入特性を向上させた光電式煙感知器に関する。

光電式煙感知器には、散乱光式の光電式煙感知器と減光式の光電式煙感知器に大別される。このうち、散乱光式の光電式煙感知器には、発光素子の光軸と受光素子の光軸とが、側面視において平行となり、平面視において所定の角度をなすように設けられたものがある。そして、発光素子から照射された光が煙によって散乱されたときの散乱光を受光素子が受光し、火災を判断する。発光素子の光軸と受光素子の光軸とが側面視において平行に設けられた散乱光式の光電式煙感知器には、発光素子から照射光を前記受光素子が直接受光することを防止するため、遮光部材が設けられている。

このような従来の光電式煙感知器としては、例えば「検煙部本体５の下面には検煙部カバー１１が脱着自在に取り付けられる。検煙部カバー１１の周壁１２の内側には複数のラビリンス部材１３が形成され、ラビリンス部材１３は外部からの煙を流入しやすくするとともに、外部からの光を遮断するように形成されている。また、検煙部カバー１１の周壁１２の外側には防虫網１４が一体的に設けられ、虫が侵入して散乱光が発生するのを防止するようにしている。また、検煙部カバー１１の周壁１２には複数の煙流入口１５が形成されている。検煙部本体５の下面には、ホルダ１６，１７、遮光部材１８および取付部１９が一体に形成され、ホルダ１６には受光素子２０とテスト用赤外線ＬＥＤが収納され、ホルダ１７には煙検出用赤外線ＬＥＤ２１が収納される。遮光部材１８は煙検出用赤外線ＬＥＤ２１から照射される赤外光が受光素子２０に直接入射しないように遮光する。取付部１９には検煙部カバー１１に形成された突起部２２が挿入され、検煙部本体５に検煙部カバー１１が脱着自在に取り付けられる。」（例えば、特許文献１参照）というものが提案されている。

特許２７８７００１号公報（段落００１４〜００１６、第２図，第３図）

従来の光電式煙感知器（例えば、特許文献１参照）における検煙部は、周縁部に壁体（ラビリンス部材）が形成された煙流入部内に、発光素子（煙検出用赤外線ＬＥＤ）、受光素子及び遮光部材が設けられていた。そして、遮光部材は煙流入部の底面部から天面部まで配置されていた。したがって、この遮光部材が煙流入部に流入する煙の流れを遮り、煙流入部の煙流入特性が悪くなってしまうという問題点があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、煙流入部の煙流入特性を向上させることができる光電式煙感知器を得ることを目的とする。

本発明に係る光電式煙感知器は、検煙部と、該検煙部の出力信号に基づいて火災を判断する火災判別部と、を有し、前記火災判別部が火災と判断すると火災信号を出力する光電式煙感知器において、前記検煙部は、実装部と、煙流入部と、を備え、前記実装部は、該実装部の内部に光を照射する発光素子と、該発光素子から照射され、前記検煙部の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子と、前記発光素子から照射された光を前記受光素子が直接受光することを防止する遮光部材と、を有し、前記発光素子と前記受光素子は、前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸とが、側面視において平行となり、平面視において所定の角度をなすように設けられ、前記煙流入部は、該煙流入部に外光が入射することを防止する複数の壁体と、該壁体の間に形成された煙流入口と、を有し、前記実装部と前記煙流入部とは、どちらか一方が上側となるように、開口部で連通されて重ねて配置され、前記遮光部材は、前記煙流入部の前記実装部との反対面に接しないように設けられているものである。

また、前記実装部の高さ寸法は、前記煙流入部の高さ寸法よりも大きいものである。

本発明においては、検煙部は、発光素子、受光素子及び遮光部材が設けられた実装部と煙流入部とに分けられている。また、実装部と煙流入部とは、上下に重ねて配置され、開口部で連通されている。そして、遮光部材は、前記煙流入部の前記実装部との反対面に接しないように設けられている。このため、遮光部材が煙流入部に流入する煙の流れを遮らないので、煙流入部の煙流入特性を向上させることができる。

また、実装部の高さ寸法が前記煙流入部の高さ寸法よりも大きくなっているので、煙流入部に流入した煙は、より実装部に流入しやすくなる。

実施の形態．
以下の実施の形態では、光電式煙感知器の構成に押し釦スイッチやブザー等の警報装置を設けた火災警報器に本発明を実施した場合について説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る火災警報器の検煙部を示す縦断面図、図２はこの検煙部の底面図、図３はこの検煙部の右側面図、図４は図１のＡ−Ａ断面図、及び図５は図１のＢ−Ｂ断面図である。これら図１〜図５は、縮尺を一部異ならせて示している。以下、これら図１〜図５を用いて、本実施の形態に係る火災警報器について説明する。なお、以下の説明では、図１の上下左右方向に合わせて説明する。

火災警報器１００の検煙部１は、煙流入部１０及び実装部２０等から構成されている。ここで、検煙部１が、本発明の火災検出部に相当する。煙流入部１０は、略円筒形状をしており、板部材１１及び壁体１２等から構成されている。板部材１１は略円板状をしており、略中心部に開口部１３が形成されている。また、板部材１１の外周部には、後述する発光素子ホルダ２６及び受光素子ホルダ２７のそれぞれの対応する位置に凸部１１ａ及び凸部１１ｂが形成されている。この板部材１１における下面側の周縁部には、複数の例えば略Ｊ字状の壁体１２が、所定の間隔を空けて、略円環状に立設されている。これにより、煙流入部１０は、上面部が板部材１１によって覆われるように略円筒状に形成されている。壁体１２は、煙流入部１０へ外光が入射することを防止している。また、各壁体１２間に形成された空間（所定の間隔）は、煙流入部１０に煙が流入するための煙流入口１４となっている。煙流入部１０の下面側開口部は蓋体１６により閉塞されており、煙流入部１０内が暗箱となっている。また、煙流入部１０の側面部には、煙流入口１４から虫が侵入することを防止するため、防虫網（図示せず）が設けられている。

煙流入部１０の上方には、実装部２０が設けられている。この実装部２０は、光学台２１、発光素子２２、受光素子２３及び遮光部材２４等から構成されている。光学台２１は下部が開口した略円筒形状となっており、発光素子２２を収納するための発光素子ホルダ２６、及び受光素子２３を収納するための受光素子ホルダ２７が設けられている。これら発光素子ホルダ２６及び受光素子ホルダ２７の外側端部は、光学台２１の外周部から突出するように設けられている。煙流入部１０が実装部２０の下方に設けられた状態においては、暗箱となっている煙流入部１０が光学台２１の開口部を閉塞する。これにより、光学台２１内も暗箱となっている。また、煙流入部１０が実装部２０の下方に設けられた状態において、煙流入部１０と実装部２０とは、開口部１３を介して連通している。なお、本実施の形態では、実装部２０の高さ寸法が煙流入部１０の高さ寸法よりも大きくなっている。

発光素子ホルダ２６には、例えばフック等からなる一対の保持部材２６ａが設けられている。これら保持部材２６ａに挟持されて、発光素子２２は発光素子ホルダ２６に収納されている。このとき、発光素子２２のリード部は、略直角に曲げられており、発光素子ホルダ２６に形成された貫通孔２６ｂに挿通され、光学台２１の上面部から突出している。

受光素子２３は、シールドケース２８内に設けられ、このシールドケース２８と共に受光素子ホルダ２７に収納されている。シールドケース２８は、上部及び受光素子２３の受光部と対向する範囲が開口した、略角筒形状をしている。このシールドケース２８には例えば押さえ片等からなる保持部材２８ａが設けられており、受光素子２３は、シールドケース２８の側面部と保持部材２８ａに挟持され、シールドケース２８内に設けられている。シールドケース２８の上部には凸部２８ｂが形成されており、この凸部２８ｂを回路基板２に形成された開口部に挿通させて半田付けすることによって、シールドケース２８及び受光素子２３は固定されている。

発光素子２２及び受光素子２３が光学台２１内に収納された状態において、発光素子２２はその照射範囲２２ｂが光学台２１の略中心部を向くように設けられており、受光素子２３はその受光範囲２３ｂが光学台２１の略中心部を向くように設けられている。また、発光素子２２の光軸２２ａと受光素子２３の光軸２３ａは、側面視において略平行となり、平面視において所定の角度をなすように設けられている。つまり、発光素子２２の照射範囲２２ｂと受光素子２３の受光範囲２３ｂとの重合部である煙検出部２５で煙を検出する。より詳しくは、発光素子２２から照射された光がこの煙検出部２５に進入する煙によって散乱される光を、受光素子２３は受光する。

また、発光素子２２の光軸２２ａと受光素子２３の光軸２３ａとのなす角度が鋭角となる側の光学台２１には、遮光部材２４が立設されている。この遮光部材２４の平面視における断面形状は、例えば略六角形状をしており、光学台２１の中心部側の角部を略コ字状に切り欠いた形状となっている。これにより、遮光部材２４には、エッジ部２４ａ及びエッジ部２４ｂが形成されている。エッジ部２４ａは、発光素子２２の照射した光を受光素子２３が直接受光することを防止している。エッジ部２４ｂは、エッジ部２４ａで乱反射した光を受光素子２３が受光することを防止している。

実装部２０は、回路基板２の下面部に実装されている。この回路基板２には複数の電気部品（図示せず）が実装されており、これら電気部品が火災判別部３を構成する。実装部２０が回路基板２に実装された状態においては、発光素子２２及び受光素子２３と火災判別部３は電気的に接続されている。そして、火災判別部３は、受光素子２３が検出する受光量に基づいて火災が発生したか否かを判別する。受光素子２３が検出する受光量は、例えば電圧等によって火災判別部３に出力される。

検煙部１及び回路基板２は、煙流入部１０への通気性が確保された筐体（図示せず）内に設けられ、火災警報器１００を構成する。そして、この火災警報器１００は、例えば家屋、ビル及びホテルの室内等の監視空間に設置される。火災警報器１００が監視空間の天井面に取り付けられた状態においては、火災警報器１００は、図１に示すように、煙流入部１０が下側となって設置される。

火災警報器１００は、例えばリチウム電池である電池３０を駆動源としている。つまり、電池３０は、検煙部１の発光素子２２や回路基板２の火災判別部３等に電源供給する。この電池３０は、発光素子２２の光軸２２ａと受光素子２３の光軸２３ａとのなす角度が鋭角となる側の回路基板２の側方に設けられている。また、この電池３０は、実装部２０の上面部と側面部の一部を切り欠くようにして設けられている。つまり、電池３０を収納する電池収納部は、実装部２０の上面部と側面部の一部を切り欠くようにして設けられている。実装部２０の上面部と側面部の一部を切り欠くようにして電池３０（電池収納部）を設けることにより、火災警報器１００を小型化、薄型化することができる。なお、実装部２０の切り欠かれた部分は、外光が入射するのを防止するため、閉塞されている。

なお、電池３０（電池収納部）は、必ずしも本実施の形態に示す位置に設けられる必要はなく、実装部２０の煙検出機能に支障がない部分を切り欠くようにして設けられていればよい。つまり、電池３０（電池収納部）は、実装部２０における発光素子２２の煙検出部２５までの照射範囲２２ｂ及び受光素子２３の前記煙検出部２５までの受光範囲２３ｂを避けた部分を切り欠くように形成すればよい。発光素子２２の光軸２２ａと受光素子２３の光軸２３ａとのなす角度が鋭角となる側は、煙検出部２５が遮光部材２４により隔てられているので、電池３０（電池収納部）を設けることによる実装部２０の煙検出機能への影響が最も少ない場所である。このため、本実施の形態では、発光素子２２の光軸２２ａと受光素子２３の光軸２３ａとのなす角度が鋭角となる側の実装部２０の上面部と側面部の一部を切り欠くようにして、電池３０（電池収納部）を設けている。

（動作説明）
続いて、本実施の形態に係る火災警報器１００の動作について説明する。
図６は、本発明の実施の形態に係る火災警報器の検煙部を示す縦断面図である。なお、この図６は図４のＣ−Ｃ断面図となっており、検煙部１内の煙の流れを破線の矢印で示している。

火災により発生した煙は、監視空間の天井面等に沿って流れ、検煙部１の煙流入部１０に流入する。このとき、遮光部材２４は実装部２０のみに設けられている。つまり、煙流入部１０に遮光部材２４が設けられていない。また、発光素子２２及び受光素子２３等も煙流入部１０に設けられていない。したがって、遮光部材２４等が煙流入部１０に流入する煙の流れを遮らず、煙流入部１０の煙流入特性が向上する。なお、遮光部材２４は必ずしも実装部２０のみに設けられている必要はなく、煙流入部１０の煙流入特性が低下しない範囲において、遮光部材２４の先端部が煙流入部１０内に挿入されていてもよい。先端部が煙流入部１０内に挿入するような長さに遮光部材２４を設けることにより、発光素子２２が照射する光を受光素子２３が直接受光することを、より確実に防止することができる。

煙は粒子の質量が小さいため慣性が小さい。よって、流動状態を変化させやすいので、煙流入部１０に流入した煙は、開口部１３を通って実装部２０へ流入する。実装部２０に煙が流入すると、この煙によって発光素子２２の照射した光が散乱する。この散乱光は受光素子２３によって受光される。つまり、受光素子２３の受光量が変化する。そして受光素子２３は、受光量に応じた検出値（電圧等）を火災判別部３に出力する。この検出値に基づいて、火災判別部３は火災が発生したか否かを判別する。火災が発生したと判断すると、火災判別部３は、ＬＥＤ等の発光素子やブザー等の警報装置（図示せず）によって火災が発生したことを周囲に警報する。なお、本実施の形態では実装部２０の高さ寸法が煙流入部１０の高さ寸法よりも大きくなっているので、煙流入部１０に流入した煙は実装部２０へ流入しやすくなっている。このため、火災判別部３（火災警報器１００）は、精度よく火災を判断することができる。

このように構成された火災警報器１００においては、遮光部材２４は実装部２０のみに設けられている。つまり、煙流入部１０に遮光部材２４が設けられていない。また、発光素子２２及び受光素子２３等も煙流入部１０に設けられていない。したがって、遮光部材２４等が煙流入部１０に流入する煙の流れを遮らず、煙流入部１０の煙流入特性が向上する。

また、実装部２０の高さ寸法が煙流入部１０の高さ寸法よりも大きくなっているので、煙流入部１０に流入した煙は実装部２０へ流入しやすくなっている。このため、火災判別部３（火災警報器１００）は、精度よく火災を判断することができる。

なお、本実施の形態に係る検煙部１では、実装部２０が上側となるように、実装部２０と煙流入部１０とを重ねて配置した。これに限らず、煙流入部１０が上側となるように実装部２０と煙流入部１０とを重ねて配置し、検煙部１を構成してもよい。実装部２０を上側にすることにより、実装部２０を回路基板２側にして、検煙部１を回路基板２に実装することができる。このため、実装部２０の受光素子２３と回路基板２の火災判別部３との接続が容易となる。したがって、本実施の形態に係る検煙部１では、実装部２０が上側となるように、実装部２０と煙流入部１０とを重ねて配置している。

また、本実施の形態では火災警報器１００に本発明を実施したが、火災感知器に本発明を実施することももちろん可能である。

本発明の実施の形態に係る火災警報器の検煙部を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る火災警報器の検煙部を示す底面図である。 本発明の実施の形態に係る火災警報器の検煙部を示す右側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 本発明の実施の形態に係る火災警報器の検煙部を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 検煙部、２ 回路基板、３ 火災判別部、１０ 煙流入部、１１ 板部材、１１ａ 凸部、１１ｂ 凸部、１２ 壁体、１３ 開口部、１４ 煙流入口、１６ 蓋体、２０ 実装部、２１ 光学台、２２ 発光素子、２２ａ 光軸、２２ｂ 照射範囲、２３ 受光素子、２３ａ 光軸、２３ｂ 照射範囲、２４ 遮光部材、２４ａ エッジ部、２４ｂ エッジ部、２５ 煙検出部、２６ 発光素子ホルダ、２６ａ 保持部材、２６ｂ 貫通孔、２７ 受光素子ホルダ、２８ シールドケース、２８ａ 保持部材、２８ｂ 凸部、３０ 電池、１００ 火災警報器。

Claims (2)

1. 検煙部と、該検煙部の出力信号に基づいて火災を判断する火災判別部と、を有し、前記火災判別部が火災と判断すると火災信号を出力する光電式煙感知器において、
   前記検煙部は、実装部と、煙流入部と、を備え、
   前記実装部は、
   該実装部の内部に光を照射する発光素子と、該発光素子から照射され、前記検煙部の煙粒子により生じる散乱光を受光する受光素子と、前記発光素子から照射された光を前記受光素子が直接受光することを防止する遮光部材と、を有し、
   前記発光素子と前記受光素子は、
   前記発光素子の光軸と前記受光素子の光軸とが、側面視において平行となり、平面視において所定の角度をなすように設けられ、
   前記煙流入部は、
   該煙流入部に外光が入射することを防止する複数の壁体と、該壁体の間に形成された煙流入口と、を有し、
   前記実装部と前記煙流入部とは、
   どちらか一方が上側となるように、開口部で連通されて重ねて配置され、
   前記遮光部材は、前記煙流入部の前記実装部との反対面に接しないように設けられていることを特徴とする光電式煙感知器。
2. 前記実装部の高さ寸法は、前記煙流入部の高さ寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の光電式煙感知器。

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