JP2017138968A - 光電式煙感知器 - Google Patents
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Abstract
Description
光電式煙感知器は、一般に、筐体内に発光素子及び受光素子が組み込まれたプリント基板とラビリンス(迷路)体によって包囲された暗室とを備えている。プリント基板に設置された発光素子及び受光素子は暗室内に露出して配置されており、暗室内における光の散乱の有無や散乱の程度を検出することで、煙が検知される(例えば、下記特許文献1参照)。
このため、光電式煙感知器を可燃性ガス雰囲気下にある建造物に設置する場合は、光電式煙感知器に本質安全防爆構造や安全増防爆構造といった耐防爆手段を備えることが要求される。
さらに、電気部品の発熱を、充填された樹脂を通じて拡散できるので、筐体内の温度を均一化でき、電気部品の寿命や信頼性を向上できる。
またさらに、樹脂に埋め込まれた状態となって覆われたプリント基板には、発光素子の光を暗室に導く、仕切板を貫通する発光用導光体と、暗室から受光素子に光を導く、仕切板を貫通する受光用導光体が取り付けられている。このため、暗室内における光の散乱の有無や程度を検出して、煙を確実に検知できる。
プリント基板5には、仕切板10を貫通する発光用導光体11と、仕切板10を貫通する受光用導光体12と、仕切板10を貫通する表示灯用導光体13とが取り付けられている。発光用導光体11は、発光素子2の光を暗室7に導。受光用導光体12は、暗室7から受光素子3に光を導く。表示灯用導光体13は、表示灯4の光を筐体1外に導く。
発光用導光体11の暗室7内の端面と受光用導光体12の暗室7内の端面とは、傾斜されており、光の反射面として対向されている。この構造によって、発光用導光体11の端面と受光用導光体12の端面との間の煙を感度良く検出できる。これらの導光体の各端面は、各導光体を斜めに切断して形成してもよいし、水平な端面にプリズムを接着して形成してもよい。発光用導光体11からの光が受光用導光体12に効率よく受光されればよい。
表示灯用導光体13の先端部は、筐体1を貫通する孔15を通して外部から視認可能となっている。孔15には、表示灯用導光体13の先端部を保護する透明な樹脂製カバー16が嵌め込まれている。
ここで、UL746Bは物質の長期的物性評価(耐熱性)の規格であり、連続動作温度COTは、物質を一定温度の大気中に40,000時間放置した場合に、その物質の物性値が初期値の50%劣化する当該一定温度を指す。
樹脂14の充填時の粘性(配合粘度)は50〜5,000mPa・sがよい。粘性が50mPa・s未満であると、流動しすぎて充填時の取り扱いが難しくなる。一方、粘性が5,000mPa・s超では、十分な流動が得られないので充填不良が生じるおそれが増大する。
また、特に、粘性を500〜4,000mPa・sとすることが好ましい。このようにすることで、充填前の樹脂14を十分に脱泡できる流動性と充填時の取り扱いやすさとを両立できる。この結果、樹脂14と電気部品及びプリント基板5とが十分に密着し、ガスの浸入を防ぐことができる。
脱泡については、X線CTスキャナ(コムスキャンテクノ株式会社製ScanXmate-D225RSS270[検出器:フラットパネルディテクタ方式])によって、直径が200μmより大きい気泡のを含まないことを確認する。なお、気泡は小さいほど好ましく、直径が20μmより大きい気泡のないことが好ましい。また、爆発性雰囲気規格のIEC60079−18:2014を満たすことがさらに好ましい。
硬化後の樹脂14の「ショアA硬度」は、10〜70(試験法JIS−K6253:室温)がよい。10未満では、筐体に衝撃が加わったときに柔らかすぎて十分な強度を得ることができないので筐体1が破損するおそれがある。一方、70超では、充填された樹脂14が硬すぎるので、電気部品やプリント基板5にストレスがかかり、故障の原因となるおそれがある。
充填後の樹脂14の熱伝導率は、0.1W/(m・K)以上であると、筐体1内の温度を均一化するのに好ましい。0.1W/(m・K)未満では、発熱する電気部品の熱を十分に均一化できずに、当該熱を外部に放出することができない。
本実施形態では、防爆構造の性能を得るために導光体11〜13が樹脂製ではなく耐火性の良いガラス製とされている。このため、上述したように導光体11〜13と発光素子2、受光素子3及び表示灯4とをそれぞれ直接接触させることができる。しかし、導光体11〜13が一般の樹脂製(ポリカーボネートやアクリル等)場合は耐熱温度が低く、防爆性能を得るために導光体11〜13と発光素子2、受光素子3及び表示灯4とを直接接触させることができずに、それらの間に間隔を空けなければならない。このため、光量ロスが発生し、十分な性能を得るためには、より高価な発光素子2、受光素子3及び表示灯4を利用しなければならない。
2 発光素子
3 受光素子
4 表示灯
5 プリント基板
6 ラビリンス体
7 暗室
8 ねじ
9 取付枠
10 仕切板
11 発光用導光体
12 受光用導光体
13 表示灯用導光体
14 樹脂
15 孔
16 樹脂製カバー
Claims (6)
- 発光素子及び受光素子が配置されたプリント基板とラビリンス体によって包囲された暗室とを筐体内に備え、前記プリント基板に設置された前記発光素子及び前記受光素子が前記暗室内に配置され、前記暗室内の光の散乱の有無や程度を検出して、煙を検知する光電式煙感知器において、
前記筐体内で、前記プリント基板と前記暗室とが、仕切板で仕切られており、
前記発光素子の光を前記暗室に導く、前記仕切板を貫通する発光用導光体と、前記暗室から前記受光素子に光を導く、前記仕切板を貫通する受光用導光体とが、前記プリント基板に取り付けられており、
前記仕切板で仕切られた、前記プリント基板が収納されている前記筐体内の空間に樹脂が充填されている、ことを特徴とする光電式煙感知器。 - 前記発光用導光体及び前記受光用導光体がガラス製であり、
前記発光用導光体及び前記発光素子、並びに/又は、前記受光用導光体及び前記受光素子が互いに接触されている、ことを特徴とする請求項1に記載の光電式煙感知器。 - 前記樹脂が、UL規格:UL746Bの連続動作温度COT(高温)の規定を満足する、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光電式煙感知器。
- 前記プリント基板の電気回路では、電源ライン上に温度ヒューズが直列接続されている、ことを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の光電式煙感知器。
- 前記筐体が、UL規格:UL94の難燃性についてのV−0規格に合致した樹脂で形成されている、ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の光電式煙感知器。
- 前記樹脂が、前記プリント基板を埋め込んだ状態で、直径200μmより大きな気泡を含まない、ことを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載の光電式煙感知器。
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