JP2010238109A - Photoelectric smoke sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電式煙感知器、特に検煙部に進入する反射光(迷光)の量を少なくできて、S/N比を向上させることができる光電式煙感知器に関する。 The present invention relates to a photoelectric smoke detector, and more particularly to a photoelectric smoke detector that can reduce the amount of reflected light (stray light) that enters a smoke detection unit and improve the S / N ratio.
従来より、散乱光式煙感知器において、発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する遮光壁を設けたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a scattered light smoke detector, a light shielding wall that prevents light emitted from a light emitting element from traveling to a portion other than a smoke detector is known (see, for example, Patent Document 1).
しかしなから、従来の散乱光式煙感知器においては、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布のパターン(放射パターン)を考慮せずに遮光壁を配置している。このため、遮光壁、特に受光素子への直接光の進入を防ぐ遮光壁が放射パターンのエリア内に必要以上に進入した状態で設置されることとなり、この遮光壁の放射パターン側のエッジ等で反射した迷光の量が多く、S/N比が悪かった。 However, in the conventional scattered light type smoke detector, the light shielding wall is arranged without considering the pattern (radiation pattern) of the relative light emission intensity distribution of the light emitting portion of the light emitting element with respect to the smoke detecting portion. For this reason, the light shielding wall, particularly the light shielding wall that prevents direct light from entering the light receiving element, is installed in a state where the light shielding wall enters more than necessary. The amount of reflected stray light was large and the S / N ratio was bad.
本発明の技術的課題は、反射光が検煙部に進入するのを防止できて、S/N比を向上させることができるようにすることにある。 The technical problem of the present invention is to make it possible to prevent reflected light from entering the smoke detector and to improve the S / N ratio.
本発明に係る光電式煙感知器は、下記の構成からなるものである。すなわち、検煙部と、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、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、検煙部の内部に光を照射する発光素子と、発光素子から照射され、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、この発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁と、を有し、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、この壁体の間に形成された煙流入口と、を有し、前記複数の遮光壁を、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置としたものである。 The photoelectric smoke detector according to the present invention has the following configuration. That is, in a photoelectric smoke detector that has a smoke detector and a fire discriminator that judges a fire based on the output signal of the smoke detector and outputs a fire signal when the fire discriminator judges a fire. A light emitting element for irradiating light inside the smoke part, a light receiving element for receiving scattered light emitted from the smoke particles of the smoke detecting part, and light emitted from the light emitting element other than the smoke detecting part A plurality of light shielding walls that prevent the light from traveling forward, and a plurality of walls that prevent external light from entering the smoke inflow portion, and a smoke inlet formed between the walls. The plurality of light shielding walls are shaped and arranged in accordance with the relative light emission intensity distribution with respect to the smoke detecting part of the light emitting part of the light emitting element.
本発明に係る光電式煙感知器は、下記の構成からなるものである。すなわち、検煙部と、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、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、検煙部は、実装部と、煙流入部と、を備え、実装部は、この実装部の内部に光を照射する発光素子と、この発光素子から照射され、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、この発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁と、を有し、煙流入部は、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、この壁体の間に形成された煙流入口と、を有し、実装部と前記煙流入部とは、煙流入部が下側になるように重ねて配置され、開口部で連通されており、前記複数の遮光壁を、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置としたものである。 The photoelectric smoke detector according to the present invention has the following configuration. That is, in a photoelectric smoke detector that has a smoke detector and a fire discriminator that judges a fire based on the output signal of the smoke detector and outputs a fire signal when the fire discriminator judges a fire. The smoke part includes a mounting part and a smoke inflow part, and the mounting part is a light emitting element that irradiates light inside the mounting part, and scattering that is emitted from the light emitting element and caused by smoke particles in the smoke detecting part. A light receiving element that receives light, and a plurality of light shielding walls that prevent light emitted from the light emitting element from traveling to other than the smoke detecting section. And a plurality of wall bodies formed between the wall bodies, and the mounting section and the smoke inflow section are stacked so that the smoke inflow section is on the lower side. The plurality of light shielding walls are connected to the light emitting portion of the light emitting element relative to the smoke detecting portion. Shape corresponding to the intensity distribution is obtained by the arrangement.
また、複数の遮光壁の一部は、発光素子に対向する壁の近傍に配置され、発光素子から照射された光の反射を繰り返させて減衰させる光トラップとして構成されてなるものである。 A part of the plurality of light shielding walls is arranged in the vicinity of the wall facing the light emitting element, and is configured as an optical trap that repeatedly attenuates reflection of light emitted from the light emitting element.
本発明においては、発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁を設け、かつこれら複数の遮光壁を、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置(例えば、真正面の遮光壁は発光部から最も遠くに配置)としているので、発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布のパターン(放射パターン)のエリア内に遮光壁を必要以上に進入させることがなくなって、この遮光壁で反射する光(迷光)の量を少なくでき、検煙部に進入する迷光の量が少なくなって、S/N比を向上させることができる。 In the present invention, there are provided a plurality of light shielding walls for preventing the light emitted from the light emitting element from traveling to other than the smoke detecting section, and the plurality of light shielding walls are used for relative light emission with respect to the smoke detecting section of the light emitting section of the light emitting element. Since the shape and arrangement according to the intensity distribution (for example, the light shielding wall in front of the light emitting element is arranged farthest from the light emitting part), the area of the relative light emission intensity distribution pattern (radiation pattern) with respect to the smoke detecting part of the light emitting part of the light emitting element Since the light shielding wall does not enter more than necessary, the amount of light (stray light) reflected by the light shielding wall can be reduced, the amount of stray light entering the smoke detector is reduced, and the S / N ratio is reduced. Can be improved.
また、複数の遮光壁の一部は、発光素子に対向する壁の近傍に配置して、発光素子から照射された光の反射を繰り返させて減衰させる光トラップとして構成したので、遮光壁で反射する迷光の量をさらに少なくでき、検煙部に進入する反射光(迷光)の量が少なくなって、S/N比をさらに向上させることができる。 In addition, a part of the plurality of light-shielding walls is arranged in the vicinity of the wall facing the light-emitting element, and is configured as an optical trap that repeatedly attenuates the reflection of light emitted from the light-emitting element. The amount of stray light to be generated can be further reduced, and the amount of reflected light (stray light) entering the smoke detecting section can be reduced, so that the S / N ratio can be further improved.
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。 In the following embodiments, a case will be described in which the present invention is applied to a fire alarm device in which an alarm device such as a push button switch or a buzzer is provided in the configuration of the photoelectric smoke detector.
図1は本発明の一実施の形態に係る火災警報器の検煙部を上下逆にして示す分解斜視図、図2はこの火災警報器の検煙部の下面図、図3は図2のA−A線矢視断面図、図4は図2の側面図、図5は図4のB−B線矢視断面図、図6はこの火災警報器の煙流入部の下面図、図7はこの火災警報器の実装部の下面図、図8はこの火災警報器の発光素子の発光部の検煙部に対する相対発光強度の指向角例を示す実装部の横断面図である。なお、説明の都合上、図は全て天井設置時の配置とは逆になっており、以下の説明では、上下の表記は天井設置時の配置に基づくものとする。 FIG. 1 is an exploded perspective view showing the smoke detector of the fire alarm according to an embodiment of the present invention upside down, FIG. 2 is a bottom view of the smoke detector of the fire alarm, and FIG. 4 is a side view of FIG. 2, FIG. 5 is a cross-sectional view of FIG. 4 along the line BB, FIG. 6 is a bottom view of the smoke inflow portion of this fire alarm, FIG. Fig. 8 is a bottom view of the mounting portion of the fire alarm, and Fig. 8 is a cross-sectional view of the mounting portion showing an example of a directivity angle of relative light emission intensity with respect to the smoke detecting portion of the light emitting element of the light emitting element of the fire alarm. For convenience of explanation, all the drawings are reverse to the layout at the time of ceiling installation, and in the following explanation, the upper and lower notations are based on the layout at the time of ceiling installation.
本実施の形態に係る火災警報器は、検煙部1が、煙流入部10及び実装部20等から構成されている。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や実装部20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。
In the fire alarm device according to the present embodiment, the
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、遮光壁24及び光トラップ40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。また、光学台21の発光素子22に対向する周壁の近傍に、発光素子22から照射された光を、図8に示す1次反射光50a、2次反射光50b、3次反射光50c…のように反射を繰り返させて減衰させる複数の遮光壁40aでなる光トラップ40が設けられている。光トラップ40は、発光素子22の照射光を十分減衰できるように、他の周壁より半径を大きくしている。また、複数の遮光壁40aは、それぞれの間の周壁に形成する袋小路毎に照射光が所定回数の反射を繰り返すように、発光素子22に平面部を向けて略直線状に延びている。さらに、複数の遮光壁40aの内側端部のエッジ形状は鋭角としている。これらにより、発光素子22の照射光は光トラップ40で確実に減衰できるため、検煙部内に多量の迷光が発生することを防止している。光トラップ40の複数の遮光壁40aの数や形状は、発光素子22の照射パターン(図示せず)によって適宜決定される。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、実装部20の高さは、煙流入部10の高さよりも大きくなっている。
A
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。また、発光素子22の発光部の近傍、つまり発光素子ホルダ26の前面に、発光素子22の発光部の外径よりも幅狭の縦長スリット30aを有するアパーチャ30が設けられており、左右両側への照射光量を制限できるようになっている。
The light
受光素子23は、ここでは、例えば半値角が10°の狭い放射パターンを有するLEDを用いており、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(図示せず)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。
Here, for example, an LED having a narrow radiation pattern with a half-value angle of 10 ° is used as the
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の光軸と受光素子23の光軸は、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の照射範囲と受光素子23の受光範囲との重合部である煙検出部で煙を検出する。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。
In a state in which the
また、発光素子22の光軸と受光素子23の光軸とのなす角度が鈍角となる側の光学台21には、図8のように発光素子22の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布のパターン(放射パターン)50に合わせた形状、配置とした遮光壁24が立設されている。すなわち、この遮光壁24は、平面視における断面形状がく字形状をしており、光学台21の中心部側を略V字状に切り欠いた形状となっている。これにより、遮光壁24には、エッジ部24a及びエッジ部24bが形成されている。また、これらエッジ部24a,24bは、放射パターン50に沿って配置され、必要以上に放射パターン50のエリア内に進入することがないように考慮されている。そして、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で乱反射した迷光を受光素子23が受光することを防止している。
Further, the
実装部20は、回路基板(図示せず)の下面部に実装されている。この回路基板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等を構成する。そして、火災判別部(図示せず)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にに出力される。
The mounting
検煙部1及び回路基板等は、煙流入性が確保された筐体(図示せず)内に設けられ、火災警報器を構成する。そして、この火災警報器は、例えば家屋等の監視空間に設置される。火災警報器が監視空間の天井面に取り付けられた状態においては、火災警報器は、煙流入部10が下側となって設置される。
The
火災警報器は、例えばリチウム電池等の電池を駆動源としている。つまり、電池は、検煙部1の発光素子22や回路基板(図示せず)の火災判別部等に電源供給する。
The fire alarm uses a battery such as a lithium battery as a drive source. That is, the battery supplies power to the
次に、本実施の形態の火災警報器の動作について説明する。
まず、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、遮光壁24は実装部20のみに設けられている。つまり、煙流入部10に遮光壁24が設けられていない。一方、発光素子22及び受光素子23等は、煙流入部10に設けられていない。したがって、遮光壁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、遮光壁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、遮光壁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壁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。
Next, the operation of the fire alarm of this embodiment will be described.
First, smoke generated by the fire flows along the ceiling surface of the monitoring space and flows into the
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(図示せず)に出力する。この検出値に基づいて、火災判別部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(火災警報器)は、精度よく火災を判断することができる。
Smoke has low inertia because of its small particle mass. Therefore, since the flow state is easily changed, the smoke that has flowed into the
また、発光素子22から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁24,40aを設け、かつこれら複数の遮光壁24,40aを、発光素子22の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置(真正面の遮光壁40aは最も遠くに配置、サイドの遮光壁24は最も近くに配置)としているので、発光素子22の発光部の検煙部に対する相対発光強度分布のパターンすなわち放射パターン50の特に、発光強度が大きいエリア内に遮光壁24,40aを必要以上に進入させることがなくなって、これら遮光壁24,40aで反射する迷光の量を少なくでき、検煙部に進入する迷光の量が少なくなって、S/N比を向上させることができる。特に、光トラップ40を形成する複数の遮光壁40a(例えば4本)のいずれにおいても内側端部のエッジが放射パターン50のエリア内に必要以上に進入しないことによる迷光量減少効果が大きく、これらエッジから検煙部内に多量の迷光を発生させることがなくなって、S/N比を容易に向上させることができる。
図8は相対発光強度分布が真正面(放射角0°)で最大であり、放射角が大きくなるにつれて減少する発光素子22を使用した一例であるが、発光素子22の放射パターン50に応じて複数の遮光壁24,40aは適宜配置される。
Further, a plurality of
FIG. 8 shows an example in which the light-emitting
また、実装部20の発光素子22に対向する周壁の近傍に、発光素子22から照射された光の反射を繰り返させて減衰させる遮光壁40aでなる光トラップ40を設けたので、検煙部1に照射された光が遮光壁等を反射する迷光の量を少なくでき、S/N比をさらに向上できる。
Further, since the
また、発光素子22の発光部の近傍に、発光素子22の発光部の外径よりも幅狭の縦長スリット30aを有するアパーチャ30を設け、左右両側への照射光量を制限したので、縦長スリット30aによって発光素子22の左右方向への照射光をなくすことができ、遮光壁等を反射する迷光の量を少なくでき、S/N比を向上させることができる。
In addition, an
また、検煙部1が、煙流入部10の上方に実装部20を設けた二段式に構成されているので、実装部20では光トラップだけ形成すればよく、実装部20の容量を大きくできる。
In addition, since the
なお、本実施の形態では、検煙部1が煙流入部10と実装部20を二段式に構成された散乱光式の火災警報器に本発明を実施したが、特許文献1のような一段式に構成された火災警報器に本発明を実施してもよい。この場合、複数の壁体12は光トラップ40を兼ねる。また、検煙部1が小形化された火災警報器に本発明を実施すればより良い効果が期待できる。
In the present embodiment, the present invention is applied to a scattered light type fire alarm in which the
1 検煙部、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、23 受光素子、24,40a 遮光壁、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 アパーチャ、30a 縦長スリット、40 光トラップ、50 放射パターン、50a,50b,50c 反射光。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記検煙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、該発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁と、を有し、
前記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、
前記複数の遮光壁を、前記発光素子の発光部の前記検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置としたことを特徴とする光電式煙感知器。 In a photoelectric smoke detector that has a smoke detector and a fire discriminator that judges a fire based on an output signal of the smoke detector, and outputs a fire signal when the fire discriminator judges a fire,
A light emitting element for irradiating light inside the smoke detector, a light receiving element for receiving scattered light emitted from the light emitting element and generated by smoke particles in the smoke detector, and a light irradiated from the light emitting element are detected. A plurality of light-shielding walls that prevent advancing to other than the smoke part,
A plurality of walls that prevent external light from entering the smoke inflow section, and a smoke inlet formed between the walls,
The photoelectric smoke detector, wherein the plurality of light shielding walls have a shape and an arrangement that match a relative light emission intensity distribution of the light emitting portion of the light emitting element with respect to the smoke detecting portion.
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、該発光素子から照射された光が検煙部以外に進むことを防止する複数の遮光壁と、を有し、
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、
前記煙流入部が下側になるように重ねて配置され、開口部で連通されており、
前記複数の遮光壁を、前記発光素子の発光部の前記検煙部に対する相対発光強度分布に合わせた形状、配置としたことを特徴とする光電式煙感知器。 In a photoelectric smoke detector that has a smoke detector and a fire discriminator that judges a fire based on an output signal of the smoke detector, and outputs a fire signal when the fire discriminator judges a fire,
The smoke detector includes a mounting part and a smoke inflow part,
The mounting part is
A light emitting element for irradiating light inside the mounting part; a light receiving element for receiving scattered light emitted from the light emitting element and caused by smoke particles in the smoke detecting part; and light emitted from the light emitting element for detecting smoke A plurality of light-shielding walls that prevent the advancing to other than the part,
The smoke inlet is
A plurality of walls that prevent external light from entering the smoke inlet, and a smoke inlet formed between the walls;
The mounting portion and the smoke inflow portion are
The smoke inflow portion is arranged so as to be on the lower side, communicated with the opening,
The photoelectric smoke detector, wherein the plurality of light shielding walls have a shape and an arrangement that match a relative light emission intensity distribution of the light emitting portion of the light emitting element with respect to the smoke detecting portion.
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