JP2018010444A - 光電式煙感知器 - Google Patents

Abstract

【課題】湯気等の温度を伴う浮遊粒子であっても火災の煙と区別して誤検知の生じない光電式煙感知器を得る。【解決手段】本発明に係る光電式煙感知器１は、煙による散乱光を検出することで煙の検出をする検煙部５９と、検煙部５９の下方に設けられて外光を減衰させると共に流入した煙を検煙部５９に導入させる導煙部７とを備えた光電式煙感知器１であって、導煙部７は、上下に対向する部品を組み合わせることで形成された煙流路６１を有し、煙流路６１は導入した煙を内方に向けて誘導する第１煙流路６３と、第１煙流路６３の内周側に形成されて第１煙流路６３を通過した煙を検煙部５９側に向けて斜め上方に誘導する第２煙流路６５を有し、第１煙流路６３と第２煙流路６５との境界に高さ方向の流路幅が狭くなった最幅狭部６７が形成されていることを特徴とするものである。【選択図】 図１

Description

本発明は、煙による散乱光を検出することで煙を検知する光電式煙感知器に関する。

光電式煙感知器は、例えば特許文献１に開示された「散乱光式煙感知器」のように、外部から煙が流入しやすくするとともに外部からの光を遮断し、中央部において検煙室を形成するラビリンス部材と、前記ラビリンス部材により形成された検煙室において各光軸が交差するように配置された発光素子と受光素子を備えてなるものである。

上記の「散乱光式煙感知器」におけるラビリンス部材は、その内周側に検煙室を形成すると共に、煙は流入させつつ外部からの光を遮断するという機能を備えている。
散乱光式煙感知器が設置される空間には、煙の他に本来的には検出対象でない煙草煙、湯気あるいはその他の浮遊物等が存在することがあり、ラビリンス部材が煙の流入と検煙室の形成という２つの機能を備えている場合には、煙を検出可能にすると共に他の浮遊物は検出しないようにすることは難しい。

そこで、煙導入部を下部に、検煙室を煙導入部の上方に設けることで、煙とそれ以外の浮遊物とを区別して、煙のみを検煙室に導入できるようにした光電式煙感知器が特許文献２に開示されている。

特許文献２には、従来例として特許文献２の第１図に示されたものと、特許文献２における発明例として第３図〜第５図に示されたものがある。
前記第１図に示されたものは、煙導入部の中央に煙を検煙室にガイドするガイド柱を設けたものである。

第１図に示されたものでは、ガイド柱が検煙部近傍まで延出しているため、火災による煙以外の浮遊物も検煙部に導入されて誤検知を生ずるという問題があり、この問題を解決するものとして、前記第３図〜第５図に示されたものが提案されている。

前記第３図〜第５図に示された光電式煙感知器は、煙導入部を円筒状の煙導入箱で形成すると共に、煙導入箱の中央に上方に向かって隆起する山形状部を設け、該山形状部の頂上部が検煙室よりも下方に位置するようにしたものである。

このような煙導入箱に火災による煙が流入すると、当該煙は温度を伴っているため、対流作用によって検煙室に導入されるが、温度を伴わないその他の浮遊粒子は対流を伴わないので検煙室の感知領域には導入されず、誤検知が生じないとしている。

特開平６−７６１８２号公報 特開昭５５−７６５８号公報

しかしながら、湯気は火災の煙と同様に温度を伴うため、火災の煙と同様に対流（上昇）するので、特許文献２に開示の技術では火災の煙と湯気とを精度よく区別することができない。

本発明はかかる問題点を解決するためになされたものであり、湯気等の温度を伴う浮遊粒子であっても火災の煙と区別して誤検知の生じない光電式煙感知器を得ることを目的としている。

（１）本発明に係る光電式煙感知器は、煙による散乱光を検出することで煙の検出をする検煙部と、該検煙部の下方に設けられて外光を減衰させると共に流入した煙を前記検煙部に導入させる導煙部とを備えた光電式煙感知器であって、前記導煙部は、上下に対向する部品を組み合わせることで形成された煙流路を有し、該煙流路は導入した煙を内方に向けて誘導する第１煙流路と、該第１煙流路の内周側に形成されて前記第１煙流路を通過した煙を前記検煙部側に向けて斜め上方に誘導する第２煙流路を有し、前記第１煙流路と前記第２煙流路との境界に高さ方向の流路幅が狭くなった最幅狭部が形成されていることを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、前記第１煙流路は、内方に向かって流路幅が徐々に狭くなっていることを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記第２煙流路の下面を形成する部材は、その頂上部の高さが前記検煙部に延出することなく検煙部の下方の位置になるように設定されていることを特徴とするものである。

（４）また、上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記第１煙流路及び又は第２煙流路の壁面にスリットを形成したことを特徴とするものである。

（５）また、上記（１）乃至（４）のいずれかに記載のものにおいて、前記第１煙流路に、流入した煙を前記第２煙流路に向けてガイドするガイド部材を設けたことを特徴とするものである。

（６）また、上記（５）に記載のものにおいて、前記ガイド部材は、第１煙流路の周方向に放射状に立設された複数の板状体からなることを特徴とするものである。

本発明に係る光電式煙感知器は、煙による散乱光を検出することで煙の検出をする検煙部と、該検煙部の下方に設けられて外光を減衰させると共に流入した煙を前記検煙部に導入させる導煙部とを備えた光電式煙感知器であって、
前記導煙部は、上下に対向する部品を組み合わせることで形成された煙流路を有し、該煙流路は導入した煙を内方に向けて誘導する第１煙流路と、該第１煙流路の内周側に形成されて前記第１煙流路を通過した煙を前記検煙部側に向けて斜め上方に誘導する第２煙流路を有し、
前記第１煙流路と前記第２煙流路との境界に高さ方向の流路幅が狭くなった最幅狭部が形成されていることにより、前記第１煙流路に流入した湯気は前記最幅狭部を通過する際に粒子同士が衝突して粒子径が大きくなることで、前記第２煙流路の傾斜面を上昇することができず、前記検煙部に導入されないので、誤検知が防止される。

本発明の実施の形態１に係る光電式煙感知器の縦断面図である。 図1に示した縦断面図の分解図である。 本発明の実施の形態１に係る光電式煙感知器を正面斜め方向から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る光電式煙感知器を背面斜め方向から見た分解斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る光電式煙感知器の検煙部の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る光電式煙感知器の作用の説明図である。 本発明の実施の形態２に係る光電式煙感知器の縦断面図である。 図７に示した光電式煙感知器の導煙部の分解斜視図である。 図７に示した光電式煙感知器の導煙部を構成する流路上面形成部材の斜視図である。 図７に示した光電式煙感知器の導煙部を構成する流路下面形成部材の斜視図である。

［実施の形態１］
本実施の形態に係る光電式煙感知器１は、外カバー３と、外カバー３の上面の開口を覆う裏カバー５とを有し、これら外カバー３と裏カバー５からなる筐体内には、取付状態で下側に配置されるものから順に、導煙部７と、光学台９と、プリント基板１１とを有している（図１参照）。
以下、各構成を詳細に説明する。
なお、図１に示す光電式煙感知器１の向きは天井面に取り付けた状態と同じ向きであり、本明細書において「上」とは、光電式煙感知器１を天井面に設置した状態において「上」側（天井面側）をいい、「下」とは「下」側（天井面の下方側）をいう。

＜外カバー＞
外カバー３は、図２〜図４に示すように、上部が開口した扁平な円筒状の本体部１３と、本体部１３の中央部に下方に突出した本体部１３よりも小径の有底円筒状の突出部１５を備えている。
本体部１３には、光学台９が収納される。
突出部１５には、導煙部７が収納され、突出部１５の周壁には、煙が流入するための矩形状の窓部１７が形成されている。

＜裏カバー＞
裏カバー５は、図１、図４に示すように、円盤状の板状体からなり、外カバー３の上部開口を覆うものである。

＜導煙部＞
導煙部７は、検煙部５９の下方に設けられ、流入した煙を光学台９に形成された検煙空間５７（図５参照）に導入するものであり、図２に示すように、設置状態で上側に配置されて煙流路６１（図１参照）の上面を形成する流路上面形成部材１９と、流路上面形成部材１９を覆うように配置されて煙流路６１の下面を形成する流路下面形成部材２１によって構成されている。

《流路上面形成部材》
流路上面形成部材１９は、中央が開口した筒状の部材であり、その外形状は、上部側が円筒形状部２３で、下部側が下方に向かって縮径する倒立させた円錐台形状部２５になっている（図２、図３参照）。
流路上面形成部材１９の内側は、円筒形状部２３と円錐台形状部２５の境界部に台部２７が形成され、台部２７には検煙部５９（図３参照）を収容する検煙部収容部２８が形成されている（図２、図４参照）。
また、流路上面形成部材１９の背面側であって台部２７の外周側には３本の棒状部材２９が立設されており（図４参照）、棒状部材２９を後述の光学台９の柱部材３１の挿入穴３１ａ（図３参照）に挿入することで、流路上面形成部材１９が光学台９に固定される。

円錐台形状部２５の内側は、図３に示すように、下端から中央に向かって縮径する円錐台の周面のような内側傾斜面部３３が形成されて、内側傾斜面部３３の上端は開口して検煙部５９に煙を導入するための煙導入口３５となっている。言い換えれば、円錐台形状部２５は、内側傾斜面部３３と後述する外側傾斜面部３７とで、環状の山型凸条部を形成しており、山型凸条部の中央部が煙導入口３５となっている。
円錐台形状部２５の外側は、円錐台の側面形状のような外側傾斜面部３７となっており、外側傾斜面部３７と内側傾斜面部３３は、流路下面形成部材２１と共に煙流路６１（図１参照）を形成する。

《流路下面形成部材》
流路下面形成部材２１は、円筒状で、周面には、煙を導入するための矩形の煙流入窓３９が複数形成されている（図２〜図４参照）。煙流入窓３９の上側の縁部に僅かに外方に突出するリブ４１が形成されている。リブ４１は、煙が外カバー３における本体部１３側に流入するのを防止する機能を有している。
また、流路下面形成部材２１の上端には係止片４３が２箇所設けられており（図２参照）、係止片４３を光学台９の周縁に係止させることで流路下面形成部材２１を光学台９に取り付けるようになっている。

流路下面形成部材２１における煙流入窓３９が形成された部位には、防虫網４５が全周に亘って設置されている。
流路下面形成部材２１の底面内壁は、煙流路６１の下面を構成する部位であり、円環状に設けられて上方に隆起する第１隆起部４７と、第１隆起部４７の内周側に第１隆起部４７の下部から連続して第１隆起部４７よりも高さの高い山形状の第２隆起部４９が形成されている（図２、図４参照）。
第２隆起部４９の頂上部４９ａの高さは、検煙部に延出することなく、図１に示すように、流路上面形成部材１９の煙導入口３５の位置よりも下方になるように設定されている。
第１隆起部４７と第２隆起部４９は、あたかも第２隆起部４９からなる山を第１隆起部４７からなる外輪山が囲むというような関係になっている。

＜光学台＞
光学台９には、図５に示すように、発光素子５１と、シールドボックス５３内に収容された受光素子５５と、煙が導入される検煙空間５７を形成し、煙による散乱光を検出する検煙部５９が設けられている。検煙部５９の内周壁には光トラップ６０が形成されている。

＜プリント基板＞
プリント基板１１は、光学台９の上面側に取り付けられて電装品が搭載されている。そして、プリント基板１１の上面側が裏カバー５によって覆われている。

上記のような各構成部品を組み立てた状態について説明する。
光学台９にプリント基板１１が固定された状態で、プリント基板１１は裏カバー５に固定される。
また、光学台９に流路上面形成部材１９が取り付けられ、流路上面形成部材１９の全体を覆うように、換言すれば流路上面形成部材１９を挿入するようにして流路下面形成部材２１が光学台９に取り付けられる。この状態では、裏カバー５、プリント基板１１、光学台９、流路上面形成部材１９及び流路下面形成部材２１が組み付けられた状態である。
この状態で、外カバー３に裏カバー５を取り付けることで、全体の組立が完了する。

組立状態において、流路下面形成部材２１の底面と、流路上面形成部材１９の外側傾斜面部３７及び内側傾斜面部３３が所定の隙間を介して対向配置され、この隙間が煙流路６１となる（図１参照）。
この煙流路６１は、導入した煙を斜め下方かつ内方に向けて誘導する第１煙流路６３と、第１煙流路６３の内周側に形成されて第１煙流路６３を通過した煙を検煙部５９側に向けて斜め上方に誘導する第２煙流路６５によって構成されている。
第１煙流路６３は、外周側から内周側に向かって徐々に上下方向の流路幅（流路下面と流路上面との距離）が狭くなり、最下部で流路幅が最も狭くなる最幅狭部６７となっている。
なお、煙流路６１が形成された空間は、第１煙流路６３により下方に煙流路６１が下がり、続いて第２煙流路６５により上方に煙流路６１が上がるので、外部の光が反射を繰り返して減衰することで入り難くする迷光部としての機能も有している。なお、煙流路６１は、外光を減衰させるために黒色の部材で形成される。

上記のように構成された本実施の形態の光電式煙感知器１の作用について図６に基づいて説明する。
光電式煙感知器１が設置された空間に存在する煙や湯気は、図６の矢印で示すように、防虫網４５を通過して煙流路６１に流入する。
流入した煙と湯気は、その粒子径の違い（煙粒子の方が小さい）や、その成分の違いから、流入時の動きが違うので、以下、煙と湯気について別々に説明する。

＜煙の動き＞
煙流路６１に流入した煙は、第１煙流路６３、第２煙流路６５を通過して、煙導入口３５から検煙空間５７に流入する。
上述したように、第１煙流路６３は内周に向かって徐々に流路幅（流路高さ）が狭くなっているので、流速が徐々に早くなって、最幅狭部６７を通過した煙は第２煙流路６５に沿って勢いよく斜め上方に誘導されて検煙空間５７に流入する。

＜湯気の動き＞
煙流路６１は、上述のように、流路下面形成部材２１の底面と、流路上面形成部材１９の外側傾斜面部３７及び内側傾斜面部３３とで挟まれた比較的狭い空間であるため、流入した湯気は煙流路６１の上面と下面に触れながら流れることになる。湯気は狭い空間を流れる際に粒子同士が衝突して粒子がくっつくことで大粒子化し、また湯気は壁面に付着する性質があるため、流路壁面に付着して減量される。

さらに、湯気が最幅狭部６７を通過するときには、粒子同士の衝突割合が増し、さらに粒子径が大きくなる。粒子径が大きくなった湯気の粒子は上昇力がなくなり、煙導入口３５に導入されることなく対向する導煙部７から抜けてゆく。

以上のように、煙の粒子は細かく、狭い場所でも通過しやすいため、本実施の形態の煙流路６１であれば、流速を増して煙導入口３５に導入されるのに対して、湯気の粒子は大きく、壁面にくっつきやすいため、本実施の形態の流路では、流路の途中で壁面にくっついたり、大粒子化して上昇する勢いがなくなったりすることで、煙導入口３５には導入されない。

さらに、煙流路６１は、第１煙流路６３と第２煙流路６５を屈曲させて繋いだようなジグザグした流路となっており、流路長さが長くなっていることから、湯気は煙流路６１を通過する過程で、上述した流路壁面に付着して減量されるという効果が大きい。

なお、本実施の形態では、第２隆起部４９の頂上部４９ａの高さを、流路上面形成部材１９の煙導入口３５の位置よりも下方になるように設定しているので、仮に湯気が第２隆起部４９の頂上辺りに来たとしても、第２隆起部４９にガイドされて煙導入口３５から検煙部５９に導入されることはない。
この意味で、第２隆起部４９の高さを上記のように設定することに一定の効果があるが、本発明では、第１煙流路６３と第２煙流路６５を上述した形状にすることで通常であれば湯気が第２隆起部４９の頂上付近にまで行かないようにしているので、第２隆起部４９の高さを上記のように設定することは必須ではない。

以上のように、本実施の形態の導煙部７では、煙をスムーズに検煙部５９に導くと共に、湯気については煙流路６１の途中で減量、あるいは上昇力をなくすることで、検煙部５９に流入しないようにしており、湯気による誤検知が防止される。

本実施の形態では、第１煙流路６３が外周側から内周側に向けて流路が徐々に狭くなって第１煙流路６３の末端で最狭になるような例を示したが、第１煙流路６３は徐々に流路幅が狭くなる必要はなく、第１煙流路６３の末端で最も流路幅の狭い最幅狭部６７が存在すれば上述の作用により誤検知防止という効果を得ることができる。

なお、流路上面形成部材１９の外側傾斜面部３７に第１煙流路６３に流入した煙を内方に向けてガイドするガイド部材を設けても良い。ガイド部材の具体的な形状の例については、実施の形態２において説明する。

［実施の形態２］
実施の形態２に係る光電式煙感知器７１について、図７〜図９について説明する。なお、図７〜図９において実施の形態１と同一部分については同一の符号を付してある。また、本実施の形態が実施の形態１と異なる点は、流路上面形成部材７３と流路下面形成部材７５の形状のみであるので、以下においては流路上面形成部材７３と流路下面形成部材７５について説明する。

＜流路上面形成部材＞
流路上面形成部材７３の基本的な形状は実施の形態１と同様であるが、円錐台形状部２５の外側傾斜面部３７と内側傾斜面部３３に周方向に所定の間隔で複数のスリット７７を形成した点、及び外側傾斜面部３７に煙を内側傾斜面部３３側に向けてガイドするガイド部材７９を設けた点が実施の形態１と異なる。

スリット７７を形成した目的は、煙流路６１の表面積を大きくして、煙流路６１内壁に湯気を付着させるためである。
なお、外側傾斜面部３７と内側傾斜面部３３に形成したスリット７７はそれぞれ独立に形成されており、外側傾斜面部３７と内側傾斜面部３３とがスリット７７によって連通していない。

ガイド部材７９は、図８、図９に示されるように、外側傾斜面部３７に沿って、かつ外側傾斜面部３７より下方に突出するように設けられた６枚の板状体によって構成されている。
板状体は、板表面に沿う方向（即ち、長手方向）が径方向となるように放射状に配置されており、このように配置された板状体からなるガイド部材７９を設けることで、導煙部７の第１煙流路６３に流入した煙がそのまま外部に通り抜けることなく、第２煙流路６５側にガイドされるので、煙の検知効果が高まる。
なお、ガイド部材７９を構成する板状体は６枚に限るものではなく、３枚以上あれば煙を第２煙流路６５側にガイドする効果を有する。

＜流路下面形成部材＞
流路下面形成部材７５の底面内壁は、内周側の第２隆起部４９は実施の形態１と同様であるが、外周側の第１隆起部４７の形状が異なる。第１隆起部４７には、図１０に示すように、第１隆起部４７の登り斜面及び下り斜面の両方に周方向に所定の間隔を開けてスリット８１が多数設けられている。
なお、図１０に示されるように、第１隆起部４７における登り斜面と下り斜面に形成したスリット８１は、それぞれ独立しており、スリット８１によって第１隆起部４７の登り斜面と下り斜面は連通していない。
第１隆起部４７にスリット８１を形成した理由は、流路上面形成部材７３において上述したのと同様に、煙流路６１の表面積を大きくして、湯気を付着させるためである。

本実施の形態２の導煙部７に流入した煙や湯気の大きな流れは実施の形態１と同様であるが、第１煙流路６３及び第２煙流路６５において、スリット８１が形成されていることで、第１煙流路６３及び第２煙流路６５において煙や湯気はスリット８１内も流れることになり、流路壁面積が大きくなっている。このため、煙流路６１に流入した湯気を流路壁面に付着させて効率よく除去することができる。

１ 光電式煙感知器（実施の形態１）
３ 外カバー
５ 裏カバー
７ 導煙部
９ 光学台
１１ プリント基板
１３ 本体部
１５ 突出部
１７ 窓部
１９ 流路上面形成部材
２１ 流路下面形成部材
２３ 円筒形状部
２５ 円錐台形状部
２７ 台部
２８ 検煙部収容部
２９ 棒状部材
３１ 柱部材
３１ａ 挿入穴
３３ 内側傾斜面部
３５ 煙導入口
３７ 外側傾斜面部
３９ 煙流入窓
４１ リブ
４３ 係止片
４５ 防虫網
４７ 第１隆起部
４９ 第２隆起部
４９ａ 頂上部
５１ 発光素子
５３ シールドボックス
５５ 受光素子
５７ 検煙空間
５９ 検煙部
６０ 光トラップ
６１ 煙流路
６３ 第１煙流路
６５ 第２煙流路
６７ 最幅狭部
＜実施の形態２＞
７１ 光電式煙感知器（実施の形態２）
７３ 流路上面形成部材
７５ 流路下面形成部材
７７ スリット（流路上面形成部材）
７９ ガイド部材
８１ スリット（流路下面形成部材）

Claims (6)

1. 煙による散乱光を検出することで煙の検出をする検煙部と、該検煙部の下方に設けられて外光を減衰させると共に流入した煙を前記検煙部に導入させる導煙部とを備えた光電式煙感知器であって、
   前記導煙部は、上下に対向する部品を組み合わせることで形成された煙流路を有し、該煙流路は導入した煙を内方に向けて誘導する第１煙流路と、該第１煙流路の内周側に形成されて前記第１煙流路を通過した煙を前記検煙部側に向けて斜め上方に誘導する第２煙流路を有し、
   前記第１煙流路と前記第２煙流路との境界に高さ方向の流路幅が狭くなった最幅狭部が形成されていることを特徴とする光電式煙感知器。
2. 前記第１煙流路は、内方に向かって流路幅が徐々に狭くなっていることを特徴とする請求項１記載の光電式煙感知器。
3. 前記第２煙流路の下面を形成する部材は、その頂上部の高さが前記検煙部に延出することなく検煙部の下方の位置になるように設定されてい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。
4. 前記第１煙流路及び又は第２煙流路の壁面にスリットを形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光電式煙感知器。
5. 前記第１煙流路に、流入した煙を前記第２煙流路に向けてガイドするガイド部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の光電式煙感知器。
6. 前記ガイド部材は、第１煙流路の周方向に放射状に立設された複数の板状体からなることを特徴とする請求項５に記載の光電式煙感知器。

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