JP2010271894A - 煙検知式警報器 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、電源供給を行う電池の周辺に、煙検出用の発光部及び受光部を配置することで、本体を小型化させた煙検知式警報器を提供することを目的とする。
【解決手段】筐体１内部において、電池６を収容する電池ケース７が設置され、この電池ケース７の周囲に、煙を検知するための発光部２及び受光部３が設置される。発光部２及び受光部３それぞれは、それぞれの光軸が煙検知領域Ｘで交差するように配置され、発光部２からの照射光によって生じた散乱光を受光部３が受光することで、煙量が検知される。又、電池ケース７の外側に位置する煙検知領域Ｘの周囲には、外光の入光を防ぐための遮光部材２０が設置される。
【選択図】図１

Description

本発明は、検知部に流れ込む煙量を測定して警報を報知する煙検知式警報器に関するもので、特に、煙検知用の発光部及び受光部を備えた煙検知式警報器に関するものである。

従来より、屋内環境の異常を検出したときに警報を発報する警報器が、ビル、地下街、又は、一般家屋などにおいて広く普及されている。このような警報器の１つとして、屋内に発生した煙量を計測し、計測した煙量に基づいて火災の発生を感知し、警報の発報に対する判断を行う煙検知式警報器がある（特許文献１参照）。この煙検知式警報器は、火災の発生を感知するための煙量の測定を行うために、筐体内に設けた発光部と受光部によって筐体内の煙量を測定する光電式の煙検知ｓ器や、イオン化式感知式の煙検知器などを備える。

光電式の煙検知器を備える煙検知式警報器は、図６に示すように、警報器本体１００の設置面と逆側を先端としたとき、警報器本体１００の先端側に、外気が流入される開口部を有する煙検知器１０１を備える。この煙検知器１０１は、その内部に、発光を行う発光素子ＬＤと、受光を行う受光素子ＰＤとを収容するため、煙検知器１０１内部の空間が煙検出空間として機能する。そして、発光素子ＬＤ及び受光素子ＰＤそれぞれは、警報器本体１００に内蔵された回路基板１０２に電極が接続されて、回路基板１０２に搭載された演算回路と電気的に接続される。又、警報器本体１００内において、設置面側に、火災警報器の各ブロックに電源供給を行う電池１０３を収容する電池ケース１０４が設けられる。

このように構成することで、煙検知器１０１内部に煙が流入したとき、発光素子ＬＤが発光することで、煙検知器１０１内の煙による散乱光が生じる。この散乱光が受光素子ＰＤによって受光されると、その受光量に基づく電気信号が発生し、回路基板１０２上に設けられた演算回路において、受光素子ＰＤによる受光量が検出される。この受光素子ＰＤによる受光量に基づいて、煙検知器１０１内部に流入する煙量が測定されると、測定された煙量が所定の閾値よりも多いと判断されたとき、内蔵する発音体を駆動して、火災発生を示す警報を発報する。

特開２００７−２８６７９５号公報

しかしながら、図６に示す構成の煙検知式警報器は、煙検知器１０１を突出させた形状であるため、このような構成の煙検知式警報器を室内に設置させたとき、室内のデザインに適合したものではないことから、その美観を損なう。そのため、近年、感知器を設置した室内のデザイン性をよくするために、火災警報器の小型化が求められている。又、警報器本体１００内部において、電池１０３を収容する電池ケース１０４を、煙検知器１０１と別の空間に設けた構成としているため、警報器本体１００の小型化が妨げられている。

このような問題を鑑みて、本発明は、電源供給を行う電池の周辺に、煙検出用の発光部及び受光部を配置することで、本体を小型化させた煙検知式警報器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、電源供給を行う電池を収容する電池ケースと、光を照射する発光部と、前記発光部からの光を煙が受けて生成される散乱光を受光する受光部と、前記電池ケース、前記発光部、及び前記受光部を内蔵するとともに、外部から煙を流入させる流入口を有する筐体と、を備え、前記筐体の設置面と平行となる面方向において、前記筐体内の前記電池ケースの外周域に、前記発光部及び前記受光部と、前記流入口から前記筐体内部に流入した煙が流れる煙検知領域とが、配置されることを特徴とする。

このような煙検知式警報器において、前記発光部から前記煙検知領域を照射する光の照射範囲を絞る絞り部材と、前記煙検知領域を通過した前記発光部からの光を減衰させる光トラップと、を更に備えるものとすることで、前記煙検知領域での感度を良好なものとすることができる。

又、前記電池ケースは、その一部が前記筐体より突出するとともに、前記筐体内に収容された部分における前記煙検知領域の対向位置に、前記煙検知領域からの煙を流入させる第１開口部と、前記筐体外部に突出させた部分に、前記第１開口部から該電池ケース内に流入した煙を外部に排出する第２開口部と、を有するものとしてもよい。

上述のいずれかの煙検知式警報器において、前記電池が柱状の構造であり、前記電池の端面が前記筐体の設置面と平行となるように、前記電池が前記筐体内に収容されるものとしてもよい。

又、前記発光部からの光が直接前記煙検知領域を照射するものとしてもよいし、前記発光部からの照射光を反射させて前記煙検知領域へ誘導する光反射部材を、更に備えるものとしてもよい。

更に、前記煙検知領域の周囲において、前記発光部からの照射光以外の光が前記煙検知領域へ入光することを防ぐ遮光部材を、更に備えるものとしてもよい。

本発明によると、電池ケースの外周域に発光部及び受光部と煙検知領域が配置される構成としたため、筐体の設置面の面積を狭めることができ、煙検知式警報器本体を小型化できる。又、柱状の電池の端面が設置面と平行となるように収容する構成とすることによって、筐体の設置面の面積を更に狭めることができ、検知式警報器の更なる小型化を実現できる。

は、本発明の第１の実施形態の煙検知式警報器の内部構成を示す概略図である。 は、図１に示す煙検知式警報器の内部構成を示す概略断面図である。 は、本発明の第２の実施形態の煙検知式警報器の内部構成を示す概略図である。 は、図３に示す煙検知式警報器の内部構成を示す概略断面図である。 は、本発明の第３の実施形態の煙検知式警報器の内部構成を示す概略図である。 は、従来の煙検知式警報器の構成を示す概略図である。

＜第１の実施形態＞
本発明における第１の実施形態の煙検知式警報器について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の煙検知式警報器の構成を示す概略図であり、図２は、本実施形態の煙検知式警報器の構成を示す概略断面図である。

本実施形態の煙検知式警報器は、図１に示すように、警報器全体を覆う筐体１の内部において、柱状の構成となる電池６を収容する電池ケース７を備え、電池６は、その端面が筐体１が設置される設置面と平行となるように、電池ケース７内に収容される。即ち、筐体１内部において、図２に示すように、柱状の電池６は、その端面が筐体１の端面と平行となるように、縦置きに配置される。又、この筐体１内部において、電池ケース７の外側の領域には、測定対象となる煙へ光を照射させる発光部２と、測定対象の煙による散乱光を受光する受光部３とが、それぞれの光軸が交差するように配置される。更に、筐体１内部には、警報を発報する発音体４を備えるとともに、警報の発報の要否を判定する、不図示の制御回路を備える。

筐体１は、図２に示すように、天井や壁などの設置面に設置固定される基台１０と、この基台１０の周縁から設置面と逆側に立設される外周壁となる側壁１１と、この側壁１１の基台１０と逆側の端部に接続して側壁１１の開口面を覆う天板１２と、を備える。即ち、筐体１は、基台１０及び天板１２を両端面とする柱状体となる。又、発光部２、受光部３、及び発音体４はそれぞれ、不図示の制御回路が搭載される回路基板５と電気的に接続されるため、発光部２の発光動作及び発音体４の発報動作それぞれが制御回路によって制御されるとともに、受光部３からの検知信号が制御回路に与えられ、警報の発報の要否が判定される。

発光部２及び受光部３は、図１に示すように、それぞれの光軸が、電池ケース７と受光部３との間の煙検知領域Ｘで交差するように配置される。即ち、フォトダイオードなどの受光素子で構成される受光部３は、その光軸が煙検知領域Ｘに向くように、電池ケース７の外側に構成される煙検知領域Ｘと側壁１１との間に配置される。又、発光ダイオードなどの発光素子で構成される発光部２は、その光軸が受光部３の光軸と煙検知領域Ｘ内で交差するように配置される。このとき、電池ケース７における受光部３の光軸との交点における接線よりも受光部３側に、発光部２が配置されることで、発光部２からの光が煙検知領域Ｘに照射されるようにする。更に、発音体４は、例えば、受光部３の光軸を基準線として発光部２の逆側に位置する領域など、発光部２、受光部３、及び電池ケース７と重ならない領域に設置される。

そして、側壁１１は、図１及び図２に示すように、筐体１内部と筐体１外部との間で煙を流入出させるための流入口及び流出口となる開口部１３を備える。この開口部１３は、図１に示すように、側壁１１の全域に設けられるものとし、いずれの方向からでも煙を流出入できるように構成される。尚、筐体１外部の煙が開口部１３の一部の領域から筐体１内の煙検知領域Ｘに流れ込んだ後、開口部１３の他の領域を通じて筐体１外部に流出するように、開口部１３が構成されるのであれば、例えば、電池ケース７を基準として発光部２及び受光部３が設置される領域側に開口部１３が設置されるものとするなどのように、側壁１１の一部の領域に開口部１３が設けられるものとしてもよい。又、この開口部１３が形成される側壁１１の領域については、以下で説明する各実施形態でも同様、側壁１１の全域としてもよいし、側壁１１の一部の領域としてもよい。

更に、煙検知領域Ｘの周辺には開口部１３を通じて筐体１外部から入光する外光を遮断するための遮光部材２０、発光部２から照射される光の照射範囲を絞るための絞り部材２１と、発光部２から煙検知領域Ｘを照射された光を減衰させる光トラップ２２とが、設けられる。絞り部材２１は、発光部２の光軸が通過する領域に開口部を設けた複数枚の板を発光部２の光軸に沿って並べた構成となり、発光部２と煙検知領域Ｘとの間に設置される。発光部２の光軸に沿う方向において、煙検知領域Ｘを基準として発光部２の反対側となる領域に、光トラップ２２が設置され、この光トラップ２２は、煙検知領域Ｘに向かって開口して煙検知領域Ｘから離れるに従ってその断面が狭くなるとともに、発光部２の光軸に対して屈曲させた構造を有する。

即ち、煙検知領域Ｘは、受光部３、絞り部材２１、光トラップ２２、及び電池ケース７によって囲まれた領域であり、受光部２、受光部３、絞り部材２１及び光トラップ２２の設置領域の外側に、遮光部材２０が設置される。図１の例では、遮光部材２０は、発光部２及び受光部３のそれぞれを収容する収容部材や絞り部材２１から突起し、収容部材及び絞り部材２１と一体に構成されるものを例に挙げているが、例えば、Ｌ字状に形成されるなど屈曲させた構成の遮光壁を並べた構成などのように、収容部材及び絞り部材２１と別体となるようにしてもよい。

上述のように、遮光部材２０、絞り部材２１、及び光トラップ２２それぞれが、煙検知領域Ｘの周辺に配置されることで、発光部２からの光が、絞り部材２１で絞られて煙検知領域Ｘを照射した後、光トラップ２２に入射されることで、煙検知領域Ｘを通過した光が減衰される。そして、遮光部材２０によって、開口部１３から入光される筐体１外部からの外光が煙検知領域Ｘに照射されることを防ぐことができる。又、隣接する遮光部材２０、絞り部材２１、及び光トラップ２２それぞれの間には空隙が設けられるため、開口部１３より筐体１内に流入した煙は、この空隙を通って煙検知領域Ｘに流れ込んだ後、別の空隙を通過して、流入した領域と別領域の開口部１３から筐体１の外部に流出する。

電池ケース７は、柱状の電池６を収容するために、電池６と同様の柱状で構成されるとともに、電池６の電極と接触して電気的に接続する不図示の端子が、回路基板５と電気的に接続する。これにより、回路基板５と電気的に接続された各部は、電池ケース７内に収容される電池６より、電源供給される。又、図２に示すように、電池ケース７の一方の端面は、筐体１の基台１０と当接するとともに、電池ケース７の他方の端面は、筐体１の天板１２より突出する。即ち、電池ケース７は、筐体１の天板１２の一部に設けた開口部分より筐体１内に挿入された状態で設置される。

このように構成された煙検知式警報器が壁又は天井に設置されるとき、筐体１の外部を流れる煙が、側壁１１に設けた開口部１３より筐体１内部に流入する。そして、遮光部材２０などの間に形成される空隙を通って煙検知領域Ｘに煙が流れ込むため、煙検知領域Ｘでは、発光部２からの照射光を煙が受けて、散乱光が生じる。この煙検知領域Ｘで生じた散乱光を受光部３で受光することで、その受光量に応じた電気信号が発生し、不図示の制御回路において、発音体４による警報の発報の要否が判定される。又、煙検知領域Ｘで検知された煙は、遮光部材２０などの間に形成される空隙を通って煙検知領域Ｘより外側に流出した後、開口部１３より筐体１外部に流出する。

＜第２の実施形態＞
本発明における第２の実施形態の煙検知式警報器について、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の煙検知式警報器の構成を示す概略図であり、図２は、本実施形態の煙検知式警報器の構成を示す概略断面図である。尚、図３及び図４に示す煙検知式警報器において、図１及び図２に示す煙検知式警報器と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態の煙検知式警報器は、第１の実施形態における煙検知式警報器（図１及び図２参照）と異なり、図３に示すように、筐体１内部において、電池ケース７の受光部３と対向する領域に開口部７１を設ける。そして、第１の実施形態と異なり、光トラップ２２と当接させた遮光部材２０と絞り部材２１とが、電池ケース７と当接された構成とし、煙検出領域Ｘに流入した煙が開口部７１に誘導される構成となっている。又、図４に示すように、筐体１外部に突出させた電池ケース７の端面にも、開口部７２が設けられる。この開口部７２は、開口部７１を通じて電池ケース７に流入した煙を筐体１外部に流出させる流出口として機能する。その他の構成については、第１の実施形態における煙検知式警報器と同様の構成であるため、その詳細な説明は省略する。

このように構成される煙検知式警報器は、第１の実施形態における煙検知式警報器と異なり、電池ケース７に設けた開口部７２が流出口として機能するため、筐体１の側壁１１に設けた開口部１３が、筐体１内部へ煙を流入させる流入口として機能する。即ち、開口部１３から筐体１内部へ流入した煙は、隣接する遮光部材２０、絞り部材２１、及び光トラップ２２それぞれの間に形成される間隙を通って、煙検知領域Ｘに流れ込むことによって、発光部２及び受光部３による煙量の測定がなされる。この煙検知領域Ｘに流れこんだ煙は、開口部７１より電池ケース７内に流入した後、電池ケース７内を通って、開口部７２より筐体１外部に流出する。

煙検知式警報器が壁又は天井に設置されるとき、筐体１の外部を流れる流体は、その設置面となる壁又は天井側（基台１０側）における流速が、設置面より離れた天板１２側における流速より遅くなる。よって、筐体１の外部において、基台１０側の圧力が、天板１２側の圧力より高くなる傾向にある。そのため、上述のように、設置面に近い側壁１１の開口部１３を流入口とし、設置面より離れた電池ケース７の開口部７２を流出口とすることで、電池ケース７内を負圧として、煙検知領域Ｘで検知された煙を電池ケース７に誘導できる。これにより、側壁１１の開口部１３から電池ケース７の開口部７２に向かって、煙を一方向に流すことができるので、電池ケース７への流入口となる開口部７１を煙検出領域Ｘに対向する位置に設置することで、筐体１に流入した煙を確実に煙検出領域Ｘに誘導できる。

＜第３の実施形態＞
本発明における第３の実施形態の煙検知式警報器について、図面を参照して説明する。図５は、本実施形態の煙検知式警報器の構成を示す概略図である。尚、図５に示す煙検知式警報器において、図１に示す煙検知式警報器と同一の目的で使用する部分については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

本実施形態の煙検知式警報器は、図５に示すように、第１の実施形態における煙検知式警報器（図１参照）と異なり、発光部２及び受光部３それぞれが、電池６を中心として異なる周位置に設置されるとともに、発光部２からの照射光を反射させて煙検出領域Ｘに誘導する反射部材８が設けられる。即ち、発光部２からの照射光は、第１の実施形態と異なり、煙検出領域Ｘに直接入光することなく、電池ケース７の外周側を迂回するように、反射部材８によって反射されて、煙検出領域Ｘに誘導される。尚、反射部材８は、プリズムであってもよいし、反射鏡であってもよい。そして、絞り部材２１が、反射部材８と煙検出領域Ｘとの間に設置される。この絞り部材２１は、発光部２と反射部材８との間の領域に設置されるものとしてもよい。又、発光部２から煙検出領域Ｘへ直接入光することを防ぐために、図５に示すように、発光部２を収容する収容部に反射部材８を収容するようにするようにしてもよいし、発光部２からの光の直接入射を防ぐ遮光部材２０が配置されるものとしてもよい。

このように構成することで、発光部２と受光部３との間に電池ケース７が配置されることとなり、発光部２から受光部３への光が電池ケース７によって遮光されるため、発光部２からの照射光の受光部３への直接入射を防止できる。電池ケース７に近い位置に発光部２を配置することによって、筐体１内における、発光部２、受光部３、及び電池ケース７による設置面積を狭めることができる。よって、筐体１の基台１０の面積を狭めることができるため、煙検知式警報器の更なる小型化を図ることができる。

本実施形態の煙検知式警報器は、第１の実施形態と同様、側壁１１に設けた開口部１３が、煙の流入口及び流出口として機能するものとしたが、第２の実施形態と同様、図４の概略断面図に示すような、電池ケース７に開口部７１，７２を設けた構成としてもよい。このとき、側壁１１に設けた開口部１３が煙の流入口として機能し、電池ケース７の開口部７２が煙の流出口として機能する。そのため、筐体１内部に設けた電池ケース７の開口部７１の近傍に配置される煙検知領域Ｘには、筐体１に流れこんだ煙が確実に誘導されることとなる。

又、本実施形態において、図５に示すように、反射部材８を１つだけ配置することで、発光部２からの照射光を煙検知領域Ｘに誘導する構成としたが、電池ケース７の外周側に設置される発光部２と煙検知領域Ｘとの位置関係によっては、反射部材８を複数配置するものであってもよい。又、反射部材８を複数配置することによって、発光部２からの照射光を複数方向から煙検知領域Ｘに誘導し、煙検知領域Ｘに流れ込む煙の流れの方向に関係なく、受光部３で確実にその散乱光を受光できる構成としてもよい。

本発明は、発光部と受光部を備え、煙検知領域内の煙の散乱光の光量に基づいて煙量を検知する、煙検知式警報器に適用可能であり、電池により電源供給される電池式の煙検知式警報器に適用できる。

１ 筐体
２ 発光部
３ 受光部
４ 発音体
５ 回路基板
６ 電池
７ 電池ケース
８ 反射部材
１０ 基台
１１ 側壁
１２ 天板
１３ 開口部
２０ 遮光部材
７１，７２ 開口部

Claims (7)

1. 電源供給を行う電池を収容する電池ケースと、
   光を照射する発光部と、
   前記発光部からの光を煙が受けて生成される散乱光を受光する受光部と、
   前記電池ケース、前記発光部、及び前記受光部を内蔵するとともに、外部から煙を流入させる流入口を有する筐体と、
   を備え、
   前記筐体の設置面と平行となる面方向において、前記筐体内の前記電池ケースの外周域に、前記発光部及び前記受光部と、前記流入口から前記筐体内部に流入した煙が流れる煙検知領域とが、配置されることを特徴とする煙検知式警報器。
2. 請求項１において、
   前記発光部から前記煙検知領域を照射する光の照射範囲を絞る絞り部材と、
   前記煙検知領域を通過した前記発光部からの光を減衰させる光トラップと、
   を更に備えることを特徴とする煙検知式警報器。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記電池ケースは、
   その一部が前記筐体より突出するとともに、
   前記筐体内に収容された部分における前記煙検知領域の対向位置に、前記煙検知領域からの煙を流入させる第１開口部と、
   前記筐体外部に突出させた部分に、前記第１開口部から該電池ケース内に流入した煙を外部に排出する第２開口部と、
   を有することを特徴とする煙検知式警報器。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前記電池が柱状の構造であり、
   前記電池の端面が前記筐体の設置面と平行となるように、前記電池が前記筐体内に収容されることを特徴とする煙検知式警報器。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記発光部からの光が直接前記煙検知領域を照射することを特徴とする煙検知式警報器。
6. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記発光部からの照射光を反射させて前記煙検知領域へ誘導する光反射部材を、更に備えることを特徴とする煙検知式警報器。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
   前記煙検知領域の周囲において、前記発光部からの照射光以外の光が前記煙検知領域へ入光することを防ぐ遮光部材を、更に備えることを特徴とする煙検知式警報器。

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