JP2020181507A

JP2020181507A - 煙感知器

Info

Publication number: JP2020181507A
Application number: JP2019085910A
Authority: JP
Inventors: 加藤　健一; Kenichi Kato; 健一加藤
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-04-26
Publication date: 2020-11-05

Abstract

【課題】偏光フィルタを用いることなく、煙の種類に応じた火災の有無の判定を行うことのできる煙感知器を得る。【解決手段】検煙空間に対して直線偏波の光を発する発光部と、発光部の光軸と交差する第１受光軸を有する第１受光部と、発光部の光軸と交差し、かつ発光部の光軸に直交する面内において第１受光軸と交差する第２受光軸を有する第２受光部と、第１受光部が受光した光に応じた第１信号及び第２受光部が受光した光に応じた第２信号に基づいて、検煙空間に存在する煙の種類を判定し、煙の種類に基づいて火災の有無を判定する制御部とを備えた。【選択図】図２

Description

本発明は、散乱光式の煙感知器に関する。

従来、発光部が検煙空間に光を発し、煙の粒子により生じる散乱光を受光部で受光することで煙を検知する散乱光式の煙感知器が知られている。このような散乱光式の煙感知器において、煙の種類を判定し、判定した煙の種類に応じて火災の有無を判定する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の煙感知器は、異なった偏光方向の光強度を求めるとともに、これらの光強度から偏光度を演算している。そして、偏光度と煙の種類との間に相関関係があることを利用して、偏光度に基づいて煙の種類を判定し、判定した煙の種類に応じて火災の有無を判断している。

特開平５−１２８３８１号公報

上記特許文献１に記載の煙感知器では、光を発する発光部として、複数の波長成分を有する光を発するハロゲンランプ等を用いることが示されている。また、散乱光を受光するための構造として、２つの受光素子を備え、これら受光素子の受光面の前側にそれぞれ偏光フィルタが設けられることが開示されている。これらの構成により、２つの受光素子は、異なった偏光方向の光を受光している。このように特許文献１では、異なる偏光方向の光を受光するために偏光フィルタが必要であり、煙感知器の構造の複雑化につながっていた。

本発明は、上記のような課題を背景としたものであり、偏光フィルタを用いることなく、煙の種類に応じた火災の有無の判定を行うことのできる煙感知器を提供するものである。

本発明に係る煙感知器は、検煙空間に対して直線偏波の光を発する発光部と、前記発光部の光軸と交差する第１受光軸を有する第１受光部と、前記発光部の前記光軸と交差し、かつ前記発光部の前記光軸に直交する面内において前記第１受光軸と交差する第２受光軸を有する第２受光部と、前記第１受光部が受光した光に応じた第１信号及び前記第２受光部が受光した光に応じた第２信号に基づいて、前記検煙空間に存在する煙の種類を判定し、前記煙の種類に基づいて火災の有無を判定する制御部とを備える。
また、本発明に係る煙感知器は、検煙空間に対して直線偏波の光を発する発光部と、受光部と、前記発光部と前記受光部との位置関係を、第１状態と第２状態との間で切り替えるように、前記発光部と前記受光部のいずれか又は両方を移動又は回転させる装置と、制御部とを備え、前記第１状態にある前記受光部の受光軸は、前記発光部の光軸と交差し、前記第２状態にある前記受光部の前記受光軸は、前記発光部の光軸と交差し、かつ、前記発光部の光軸に直交する面内において前記第１状態における前記受光部の前記受光軸と交差し、前記制御部は、前記第１状態にある前記受光部が受光した光に応じた第１信号と、前記第２状態にある前記受光部が受光した光に応じた第２信号とに基づいて、前記検煙空間に存在する煙の種類を識別し、前記煙の種類に基づいて火災の有無を判定する。
また、本発明に係る煙感知器は、検煙空間に対して直線偏波の光を発する第１発光部と、前記検煙空間に対して、前記第１発光部からの光の偏波面と交差する偏波面を有する直線偏波の光を発する第２発光部と、前記第１発光部の光軸及び前記第２発光部の光軸と交差する受光軸を有する受光部と、異なるタイミングで光を発するように前記第１発光部と前記第２発光部とを制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１発光部が光を発したときに前記受光部が受光した光に応じた第１信号と、前記第２発光部が光を発したときに前記受光部が受光した光に応じた第２信号と、に基づいて、前記検煙空間に存在する煙の種類を識別し、前記煙の種類に基づいて火災の有無を判定する。

本発明によれば、偏光フィルタを用いることなく、煙の種類に応じた火災の有無の判定を行うことができる。

実施の形態１に係る煙感知器が設置された煙感知システムを説明する図である。実施の形態１に係る煙感知器の斜視図である。図２のＺ−Ｙ平面での煙感知器１００の断面主要部を、Ｘ方向に見た図である。図２のＸ−Ｙ平面での煙感知器１００の断面主要部を、Ｚ方向に見た図である。実施の形態１に係る煙感知器の機能ブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、本発明は、以下の実施の形態に示す構成のうち、組合せ可能な構成のあらゆる組合せを含むものである。また、図面に示す装置は、本発明の装置の一例を示すものであり、図面に示された装置によって本発明の装置が限定されるものではない。また、各図において、同一の符号を付したものは、同一の又はこれに相当するものであり、これは明細書の全文において共通している。

実施の形態１．
（煙感知器）
図１は、実施の形態１に係る煙感知器１００が設置された煙感知システムを説明する図である。煙感知器１００は、配管１０１から煙感知器１００内に導入された空気に含まれる煙の有無を感知するものである。配管１０１には、煙感知器１００に対して煙の感知対象となる空気を送るファン１０２が設けられている。また配管１０１には、空気の流れ方向において煙感知器１００の上流側に、フィルタ１０３が設けられている。フィルタ１０３は、塵埃等の異物を捕獲して、煙感知器１００への異物の流入を抑制する。図１では、配管１０１内の空気の流れを矢印で概念的に示している。ファン１０２の吸引力によって、火災監視対象の室内から吸い込まれた空気は、配管１０１を流れ、フィルタ１０３を介して煙感知器１００に流入する。煙感知器１００に流入した空気は、煙感知器１００内を通過し、配管１０１を通って排気される。

図２は、実施の形態１に係る煙感知器１００の斜視図である。図２に矢印で示すＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、それぞれ互いに直交する。煙感知器１００は、筐体１と、発光部２と、第１受光部３と、第２受光部４とを備える。筐体１は、たとえば樹脂で構成され、外面にアルミ蒸着が施されている。筐体１のうち、内部に検煙空間１４を形成する部分を本体部１５と称し、第１受光部３を収容する空間を形成する部分を第１収容部１１と称し、第２受光部４を収容する空間を形成する部分を第２収容部１２と称する。本体部１５、第１収容部１１及び第２収容部１２は、それぞれ概ね直方体の外形を有している。本実施の形態の筐体１は、これら直方体の第１収容部１１、第２収容部１２及び本体部１５が組み合わされて構成されている。なお、筐体１の構成はこの例に限定されず、１つの構造物にて第１収容部１１、第２収容部１２及び本体部１５に相当するものを構成してもよい。

筐体１には、検煙空間１４への空気の入口である流入部１３が設けられている。流入部１３は、本実施の形態では筐体１の側面から突出した筒状の部材である。流入部１３には、図１で示した配管１０１が接続される。また図２には示されないが、検煙空間１４の内側と外側とを連通させ、検煙空間１４に流入した空気の筐体１からの出口である流出部が、本体部１５の壁に形成されている。

図２では、発光部２の光軸２１と、第１受光部３の第１受光軸３１と、第２受光部４の第２受光軸４１とを、二点鎖線で概念的に示している。

発光部２は、直線偏波の光を発する発光素子を備える。発光素子はたとえばレーザーダイオードである。発光部２は、検煙空間１４のうち第１受光部３及び第２受光部４が配置された領域に向かって光軸２１が延びるようにして、筐体１内に配置されている。本実施の形態では、発光部２の光軸２１は、逆Ｘ方向に沿って延びている。

第１受光部３は、発光部２から発せられた光が検煙空間１４内の煙に反射して生じる散乱光を検出する。第１受光部３は、たとえばフォトダイオードである。第１受光部３は、第１受光軸３１が検煙空間１４内において発光部２の光軸２１と交差するようにして、設置されている。

第２受光部４は、発光部２から発せられた光が検煙空間１４内の煙に反射して生じる散乱光を検出する。第２受光部４は、たとえばフォトダイオードである。第２受光部４は、第２受光軸４１が検煙空間１４内において発光部２の光軸２１と交差するようにして、設置されている。

また、第１受光部３及び第２受光部４は、発光部２の光軸２１と直交する面内において、第１受光軸３１と第２受光軸４１とが交差するようにして、設置されている。図２の例では、逆Ｘ方向に沿って延びる光軸２１に直交する面、すなわち、Ｙ方向及びＺ方向によって規定されるＹ−Ｚ面内において、第１受光軸３１と第２受光軸４１とが交差する。

発光部２が発する直線偏波が、第１受光軸３１と第２受光軸４１の一方に対して垂直偏波となり、他方に対して水平偏波となるのが好ましい。第１の例として、発光部２が、Ｘ−Ｙ平面に平行な直線偏波の光を発する例を挙げる。この場合、発光部２からの光の偏光面はＸ−Ｙ平面に平行な面となる。図２に示した配置では、第１受光軸３１が、逆Ｚ方向に沿って延び、発光部２からの光の偏光面と、第１受光軸３１及び光軸２１を含む面とが垂直となる。このとき、第１受光軸３１に対して、発光部２からの直線偏波は垂直偏波となる。また図２に示した配置では、第２受光軸４１が、Ｙ方向に沿って延び、発光部２からの光の偏光面と、第２受光軸４１及び光軸２１を含む面とが平行となる。このとき、第２受光軸４１に対して、発光部２からの直線偏波は水平偏波となる。第２の例として、発光部２が、Ｘ−Ｙ平面に垂直な直線偏波の光を発する例を挙げる。この場合、発光部２からの光の偏光面は、Ｘ−Ｚ平面に平行な光となる。図２に示した配置では、第１受光軸３１が、逆Ｚ方向に沿って延び、発光部２からの光の偏光面と、第１受光軸３１及び光軸２１を含む面とが平行となる。このとき、第１受光軸３１に対して、発光部２からの直線偏波は水平偏波となる。また図２に示した配置では、第２受光軸４１が、Ｙ方向に沿って延び、発光部２からの光の偏光面と、第２受光軸４１及び光軸２１を含む面とが垂直となる。このとき、第２受光軸４１に対して、発光部２からの直線偏波は垂直偏波となる。

なお、流入部１３は、第１受光部３の第１受光軸３１及び第２受光部４の第２受光軸４１を避けた位置に配置されているのが望ましい。流入部１３の内側（流入部１３の出口付近である本体部１５の内壁面）には、通過する空気の含まれる塵埃等によって汚れが付着するおそれがある。流入部１３が第１受光軸３１又は第２受光軸４１と重なっていると、その汚れによってノイズ光が発生し、第１受光部３又は第２受光部４によってノイズ光が感知されて煙の感知精度が低下するおそれがある。流入部１３を、第１受光軸３１及び第２受光軸４１を避けた位置に配置することで、このような感知精度の低下を抑制することができる。さらに、流入部１３は、第１受光部３及び第２受光部４の受光視野の外側に配置されているのがより望ましい。検煙空間１４からの空気の流出部もまた、第１受光軸３１及び第２受光軸４１を避けた位置に配置されているのが望ましく、第１受光部３及び第２受光部４の受光視野の外側に配置されているのがより望ましい。すなわち、流入部１３と上記流出部は、検煙空間１４内に汚れが付着しないように、検煙空間１４を避けた位置で、本体部１５に配置されているのが望ましい。

図３は、図２のＺ−Ｙ平面での煙感知器１００の断面主要部を、Ｘ方向に見た図である。図３は、第１受光部３及び第２受光部４を通る煙感知器１００の断面の主要部を示している。図４は、図２のＸ−Ｙ平面での煙感知器１００の断面主要部を、Ｚ方向に見た図である。図４は、第２受光部４を通る煙感知器１００の断面の主要部を示している。

図３に示すように、本実施の形態では、本体部１５と第１収容部１１とはＺ方向に隣接して設置されている。第１収容部１１と本体部１５の隣接する壁には、それぞれ同形状の開口が形成されており、これらの開口によって第１開口部１６が構成されている。第１開口部１６は、第１受光部３の受光面と対面する位置にある。第１受光軸３１は、第１開口部１６を通る。本体部１５と第２収容部１２とは、Ｙ方向に隣接して設置されている。第２収容部１２と本体部１５の隣接する壁には、それぞれ同型状の開口が形成されており、これらの開口によって第２開口部１７が構成されている。第２開口部１７は、第２受光部４の受光面と対面する位置にある。第２受光軸４１は、第２開口部１７を通る。

図２の説明にて示したように、発光部２の光軸２１（図２参照）に直交する面内、すなわちＹ−Ｚ面内において、第１受光軸３１と第２受光軸４１とは交差する。図３では、Ｙ−Ｚ面内において第１受光軸３１と第２受光軸４１とがなす角度を角度θ１で表している。

図４において、第２受光部４の第２受光軸４１と発光部２の光軸２１とが交差して形成される角の角度を、散乱角θ２として示している。散乱角θ２は、特に限定されないが、たとえば５０°〜１２０°とすることができる。図示されないが、発光部２の光軸２１に対する第１受光部３の第１受光軸３１の角度、すなわち散乱角も、特に限定されないが、たとえば５０°〜１２０°とすることができる。第１受光軸３１の光軸２１に対する散乱角と、第２受光軸４１の光軸２１に対する散乱角θ２とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

図５は、実施の形態１に係る煙感知器１００の機能ブロック図である。煙感知器１００は、発光部２、第１受光部３及び第２受光部４に加えて、制御部５を備える。制御部５は、発光部２の発光動作を制御する。第１受光部３及び第２受光部４は、受光した光の強度に応じた信号を、制御部５に出力する。第１受光部３からの信号を第１信号Ｓ１、第２受光部４からの信号を第２信号Ｓ２、と称する。制御部５は、第１受光部３から出力される第１信号Ｓ１及び第２受光部４から出力される第２信号Ｓ２に基づいて、火災発生の有無を判定する。

制御部５は、発光制御部５１と、煙判定部５２と、火災判定部５３と、記憶部５４とを備える。発光制御部５１は、発光部２と電気的に接続されており、発光部２に対して発光及び発光停止の信号を送ることで、発光部２の動作を制御する。

煙判定部５２は、発光部２が発光しているときに第１受光部３から出力される第１信号Ｓ１と、発光部２が発光しているときに第２受光部４から出力される第２信号Ｓ２との比に基づいて、煙の種類を判定する。

ここで、煙の種類について説明する。火災が発生したときには、１種類の煙のみが発生するのではなく、白煙、灰色煙、黒煙等、燃焼物に応じて種々の種類の煙が発生する。また、煙感知器１００が設置される室内には、火災による煙ではなく湯気が発生する場合もある。煙感知器１００は、これら種々の煙のいずれが発生しても火災を検知して発報する必要がある一方で、湯気が発生した場合には火災と判定しないようにする必要がある。

白煙及び灰色煙が煙感知器１００の検煙空間１４内にある場合の第１受光部３及び第２受光部４の受光強度は、黒煙が検煙空間１４内にある場合の第１受光部３及び第２受光部４の受光強度よりも大きい。言い換えると、黒煙が検煙空間１４内にある場合には、第１受光部３及び第２受光部４の受光強度が相対的に小さい。このため、黒煙、白煙及び灰色煙とで同じ火災閾値を用いるとすると、黒煙の場合には火災が発生していると判定しにくい。そこで本実施の形態では、煙の種類に基づいて第１信号Ｓ１を補正して補正後の第１補正信号ＳＣ１を得て、この第１補正信号ＳＣ１を用いて火災の判定を行う。なお、本実施の形態では、第１受光部３から出力される第１信号Ｓ１を用いて火災判定を行う例を示すが、第２受光部４から出力される第２信号Ｓ２を用いても第１信号Ｓ１を用いた場合と同様に火災判定を行うことができる。

煙判定部５２による煙の種類の判定は、第１受光部３からの第１信号Ｓ１によって表される第１受光部３の受光強度と、第２受光部４からの第２信号Ｓ２によって表される第２受光部４の受光強度と、を比較することによって行う。ここで、直線偏波の光からの散乱光を、垂直偏波の光からの散乱光として受光する受光素子の受光強度と、水平偏波の光からの散乱光として受光する受光素子の受光強度とは、煙の種類によって異なる。白煙の場合、水平偏波の光からの散乱光として受光する受光素子の受光強度と、垂直偏波の光からの散乱光として受光する受光素子の受光強度とは、同等である。他方、黒煙の場合、水平偏波の光からの散乱光として受光する受光素子の受光強度は、垂直偏波の光からの散乱光として受光する受光素子の受光強度の１／４程度であり、小さい。このように、白煙であるか黒煙であるかによって、直線偏波の偏光方向を異ならせたときの受光素子の受光強度が異なることを利用し、煙の種類を判定する。

火災判定部５３は、煙判定部５２から煙の種類の判定結果を取得し、また、第１受光部３からの第１信号Ｓ１を取得する。火災判定部５３は、煙判定部５２によって判定された煙の種類に基づいて第１信号Ｓ１を補正することで第１補正信号ＳＣ１を得て、この補正後の第１補正信号ＳＣ１を用いて火災の有無を判定する。

記憶部５４には、煙の種類に対応づけられた補正係数Ｃｆが記憶されている。また、記憶部５４には、火災の判定に用いられる火災閾値が記憶されている。火災判定部５３は、記憶部５４に記憶された補正係数Ｃｆを用いて第１信号Ｓ１を補正して、第１補正信号ＳＣ１を得る。火災判定部５３は、第１補正信号ＳＣ１と、記憶部５４に記憶された火災閾値とを比較して、火災の発生の有無を判定する。

ここで、制御部５は、専用のハードウェア、又はメモリに格納されるプログラムを実行するＭＰＵ（Micro Processing Unit）で構成される。制御部５が専用のハードウェアである場合、制御部５は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、又はこれらを組み合わせたものが該当する。制御部５が実現する各機能のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能を一つのハードウェアで実現してもよい。制御部５がＭＰＵの場合、制御部５が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアはプログラムとして記述され、内部メモリに格納される。ＭＰＵは、内部メモリに格納されたプログラムを読み出して実行することにより、制御部５の各機能を実現する。内部メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。また、記憶部５４は、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の、不揮発性又は揮発性の半導体メモリである。

（煙感知処理）
以下、発光部２が、図２〜図４に示すＸ−Ｙ平面に平行な偏波面を有する直線偏波の光を発する場合を例に、煙感知器１００による煙感知処理を説明する。定常状態においては、図１に示すように、ファン１０２の作用によって配管１０１を流れる空気が、煙感知器１００に流入する。詳しくは、図２に示す流入部１３を介して、煙感知器１００の検煙空間１４内に空気が流入する。発光部２は、直線偏波の光を発している状態である。検煙空間１４内に煙を含まない清浄な空気が流入していれば、検煙空間１４内において発光部２からの光が散乱することはなく、第１受光部３及び第２受光部４は散乱光を受光しない。火災の判定に用いられる第１受光部３からの第１信号Ｓ１が示す煙濃度は低レベルであり、火災と判定されることはない。

火災発生時には、配管１０１を介して煙感知器１００の検煙空間１４内に煙が流入する。検煙空間１４内の煙を発光部２からの直線偏波の光で照射すると、検煙空間１４内で散乱光が発生する。第１受光部３は、この散乱光を受光し、受光強度に応じた第１信号Ｓ１を出力する。第２受光部４も同様に、散乱光を受光し、受光強度に応じた第２信号Ｓ２を出力する。

Ｘ−Ｙ平面に平行な発光部２の偏波面に対し、第１受光軸３１は平行よりも垂直に近く、第２受光軸４１は垂直よりも平行に近い。すなわち、発光部２からの直線偏波の光を、第１受光部３は垂直偏波の光からの散乱光として受光し、第２受光部４は水平偏波の光からの散乱光として受光する。このような構成において、煙判定部５２は、発光部２が発光しているときの第１受光部３の受光強度と、第２受光部４の受光強度とを、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２を用いて比較する。そして、煙判定部５２は、第１受光部３の受光強度と第２受光部４の受光強度とが同等であれば、白煙であると判定する。他方、第１受光部３の受光強度の方が第２受光部４よりも閾値以上大きい場合、たとえば第１受光部３の受光強度が第２受光部４の受光強度の４倍程度である場合には、黒煙であると判定する。

火災判定部５３は、煙判定部５２によって判定された煙の種類に応じて、第１信号Ｓ１を補正する補正係数Ｃｆを記憶部５４から取得し、補正係数Ｃｆを用いて第１補正信号ＳＣ１を得る。たとえば、第１補正信号ＳＣ１は、第１補正信号ＳＣ１＝Ｃｆ×第１信号Ｓ１、のようにして得る。ＣＳ計（減光率計）による測定値に追従した第１補正信号ＳＣ１を得るべく、黒煙である場合の補正係数Ｃｆは、白煙である場合の補正係数Ｃｆよりも大きい値である。補正後の第１補正信号ＳＣ１は、煙濃度に相当する値を示すので、第１補正信号ＳＣ１の値を煙濃度と称する。

火災判定部５３は、第１補正信号ＳＣ１の値すなわち煙濃度が火災閾値よりも大きい場合に、火災が発生していると判定する。火災が発生していると判定した場合には、制御部５は、火災発報を行う。

以上のように本実施の形態の煙感知器１００は、検煙空間１４に対して直線偏波の光を発する発光部２を備える。さらに煙感知器１００は、第１受光部３と第２受光部４とを備える。第１受光部３の第１受光軸３１は、発光部２の光軸２１と交差する。第２受光部４の第２受光軸４１は、発光部２の光軸２１と交差し、かつ発光部２の光軸２１に直交する面（Ｙ−Ｚ平面）内において第１受光軸３１と交差する。そして、煙感知器１００の制御部５は、第１受光部３が受光した光に応じた第１信号Ｓ１及び第２受光部４が受光した光に応じた第２信号Ｓ２に基づいて、検煙空間１４に存在する煙の種類を判定し、煙の種類に基づいて火災の有無を判定する。このように、煙の種類に基づいて火災の有無を判定するため、精度よく火災の有無を判定することができる。また、本実施の形態の発光部２は、直線偏波の光を発するため、煙感知器１００は、偏光フィルタを用いることなく煙の種類に応じた火災の有無の判定を行うことができる。

本実施の形態の煙感知器１００において、発光部２から発せられる直線偏波の光の偏光面に対して、第１受光軸３１及び光軸２１を含む面が厳密に垂直でなくともよく、第２受光軸４１及び光軸２１を含む面が厳密に平行でなくともよい。すなわち、第１受光部３の第１受光軸３１に対して発光部２からの光が厳密に垂直偏波でなくともよいし、第２受光部４の第２受光軸４１に対して発光部２からの光が厳密に水平偏波でなくともよい。なお、白煙と黒煙による散乱光の受光強度の差は、受光部が水平偏波の光からの散乱光を受光したときと垂直偏波の光からの散乱光を受光したときとで、最も大きくなり、煙の種類がより精度よく判定される。

また、本実施の形態の煙感知器１００において、発光部２の光軸２１に直交する面（Ｙ−Ｚ平面）内において、第１受光軸３１と第２受光軸４１とを直交させてもよい。すなわち、図３に示した角度θ１が９０°になるようにして、第１受光部３と第２受光部４とを配置してもよい。このとき、光軸２１と第１受光軸３１とで規定される散乱角と、光軸２１と第２受光軸４１とで規定される散乱角とは、ともに９０°であるといえる。このようにすると、第１受光部３と第２受光部４とを、筐体１内に設置する際の位置決めが容易となり、煙感知器１００の製造誤差を抑制できるとともに、製造も容易になる。

また、本実施の形態では、検煙空間１４を形成する本体部１５に対し、第１受光部３を収容した第１収容部１１と、第２受光部４を収容した第２収容部１２とが取り付けられて、筐体１が構成されている。このような構成において、第１受光部３及び第１収容部１１と、第２受光部４及び第２収容部１２とを、同じ構造物で構成し、それぞれ本体部１５の異なる側面に取り付けるとよい。すなわち、受光部とその収容部とからなる２組のユニットの一方を、第１受光部３及び第１収容部１１として用い、他方を第２受光部４及び第２収容部１２として用いる。このようにすることで、煙感知器１００の製造工程の複雑化が抑制され、煙感知器１００の製造コストを抑制することができる。

なお、本実施の形態では、煙感知器１００の制御部５にて火災の発生の有無を感知することとして説明した。しかし、火災受信機に煙感知器１００が接続される場合には、煙感知器１００は火災発生の有無を判定せず、第１信号Ｓ１及び第２信号Ｓ２を火災受信機に送信し、火災受信機にて煙の判定及び火災発生の有無の判定を行うこともできる。

実施の形態２．
実施の形態１では、１つの直線偏波の光を発する発光部２と、発光部２からの光による散乱光を受光する第１受光部３及び第２受光部４を備えた煙感知器１００を説明した。本実施の形態では、１つの発光部と１つの受光部とを備えた煙感知器を説明する。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

本実施の形態の発光部は、実施の形態１の発光部２と同様に、直線偏波の光を発する発光素子を備える。発光素子はたとえばレーザーダイオードである。本実施の形態の受光部は、実施の形態１の第１受光部３及び第２受光部４と同様に、発光部から発せられた光が検煙空間内の煙に反射して生じる散乱光を検出する。受光部は、たとえばフォトダイオードである。

本実施の形態の煙感知器は、発光部と受光部との位置関係を、第１状態と第２状態との間で切り替えるように、発光部と受光部のいずれか又は両方を移動又は回転させる装置を備える。以下、受光部を移動させる移動装置を備えた例を説明する。移動装置は、受光部に機械的に接続されており、受光部の位置を第１位置と第２位置との間で移動させる。移動装置は、たとえば、受光部に接続された回動軸を有するモータである。受光部が第１位置にあるとき、発光部と受光部との位置関係は、第１状態となり、受光部が第２位置にあるとき、発光部と受光部との位置関係は、第２状態となる。たとえば、図２の第１受光部３の位置が第１位置となるように、第２受光部４の位置が第２位置となるように、移動装置が受光部を移動させる。

第１状態にあるとき、受光部の受光軸は、発光部の光軸と交差する。また、第２状態にあるとき、受光部の受光軸は、発光部の光軸と交差し、かつ、発光部の光軸に直交する面内において第１状態における受光部の受光軸と交差する。このように、第１状態と第２状態とでは、発光部の光軸に対する受光部の受光軸の位置が、異なる。第１状態のときと第２状態のときとでは、発光部からの直線偏波の偏光面に対する、受光部の受光軸の位置関係が異なるといえる。このように本実施の形態では、１つの受光部の位置を移動装置によって移動させることにより、実施の形態１の第１受光部３が散乱光を受光する状態と、第２受光部４が散乱光を受光する状態と、の両方を実現する。

制御部は、発光部から直線偏波の光を出射させる。そして制御部は、第１状態にあるときの受光部の受光強度に応じた第１信号Ｓ１と、第２状態にあるときの受光部の受光強度に応じた第２信号Ｓ２とに基づいて、実施の形態１で説明したように検煙空間に存在する煙の種類を識別する。そして、煙の種類に基づいて、第１信号Ｓ１又は第２信号Ｓ２を補正し、補正した第１補正信号ＳＣ１又は第２補正信号ＳＣ２に基づいて、火災の有無を発生する。

本実施の形態のように煙感知器を構成した場合にも、直線偏波の偏光方向を異ならせたときの受光素子の受光強度が異なることを利用して、煙の種類を判定することができる。したがって、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

なお、本実施の形態では、受光部を移動させる移動装置を例示したが、この移動装置に代えて、発光部を回転させる回転装置を設けてもよい。回転装置は、たとえば、発光部に機械的に接続された回転軸を有するモータである。回転装置は、発光部からの直線偏波の偏光面の向きの異なる第１状態と第２状態とを切り替えるようにして、発光部を回転させる。発光部の位置を異ならせることなく発光部を回転させると、受光部の受光軸は、発光部の回転状態によらず発光部の光軸と交差する。このようにしても、実施の形態２と同様の効果を得ることができる。発光部を回転させる場合には、発光部を構成するレーザーダイオード等の発光素子が実装された基板を円形とし、この円形の基板ごと発光部を回転させるとよい。

実施の形態３．
実施の形態１では、１つの直線偏波の光を発する発光部２と、発光部２からの光による散乱光を受光する第１受光部３及び第２受光部４を備えた煙感知器１００を説明した。本実施の形態では、第１発光部及び第２発光部と、１つの受光部とを備えた煙感知器を説明する。以下、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

本実施の形態の煙感知器は、検煙空間に対して直線偏波の光を発する第１発光部と第２発光部とを備える。第１発光部及び第２発光部は、図２で示した発光部２の位置に、並んで配置される。第１発光部及び第２発光部は、実施の形態１の発光部２と同様に、直線偏波の光を発する発光素子を備える。発光素子はたとえばレーザーダイオードである。本実施の形態の受光部は、実施の形態１の第１受光部３及び第２受光部４と同様に、第１発光部及び第２発光部から発せられた光が検煙空間内の煙に反射して生じる散乱光を検出する。受光部は、たとえばフォトダイオードである。

第１発光部及び第２発光部は、第１発光部からの光の偏波面と第２発光部からの光の偏波面とが交差するような位置関係にて煙感知器に設置される。受光部は、その受光軸が、第１発光部の光軸と交差し、かつ第２発光部の光軸と交差するようにして、煙感知器に設置される。

制御部は、第１発光部と第２発光部とが、異なるタイミングで光を発するように、第１発光部と第２発光部とを制御する。また制御部は、第１発光部が直線偏波の光を出射したときの受光部の受光強度に応じた第１信号Ｓ１と、第２発光部が直線偏波の光を出射したときの受光部の受光強度に応じた第２信号Ｓ２とに基づいて、実施の形態１で説明したように煙の種類を識別する。そして、制御部は、煙の種類に基づいて、第１信号Ｓ１又は第２信号Ｓ２を補正し、補正した第１補正信号ＳＣ１又は第２補正信号ＳＣ２に基づいて、火災の有無を発生する。

本実施の形態の煙感知器においても、直線偏波の偏光方向を異ならせたときの受光素子の受光強度が異なることを利用して、煙の種類を判定できる。したがって、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

１筐体、２発光部、３第１受光部、４第２受光部、５制御部、１１第１収容部、１２第２収容部、１３流入部、１４検煙空間、１５本体部、１６第１開口部、１７第２開口部、２１光軸、３１第１受光軸、４１第２受光軸、５１発光制御部、５２煙判定部、５３火災判定部、５４記憶部、１００煙感知器、１０１配管、１０２ファン、１０３フィルタ。

Claims

検煙空間に対して直線偏波の光を発する発光部と、
前記発光部の光軸と交差する第１受光軸を有する第１受光部と、
前記発光部の前記光軸と交差し、かつ前記発光部の前記光軸に直交する面内において前記第１受光軸と交差する第２受光軸を有する第２受光部と、
前記第１受光部が受光した光に応じた第１信号及び前記第２受光部が受光した光に応じた第２信号に基づいて、前記検煙空間に存在する煙の種類を判定し、前記煙の種類に基づいて火災の有無を判定する制御部と
を備えた煙感知器。
前記第１受光軸及び前記光軸を含む面は、前記発光部から発せられる前記直線偏波の光の偏光面に対して垂直であり、
前記第２受光軸及び前記光軸を含む面は、前記発光部から発せられる前記直線偏波の光の前記偏光面に対して平行である
請求項１記載の煙感知器。
前記発光部の前記光軸に直交する面内において前記第１受光軸と前記第２受光軸とが直交する
請求項１又は請求項２に記載の煙感知器。
検煙空間に対して直線偏波の光を発する発光部と、
受光部と、
前記発光部と前記受光部との位置関係を、第１状態と第２状態との間で切り替えるように、前記発光部と前記受光部のいずれか又は両方を移動又は回転させる装置と、
制御部とを備え、
前記第１状態にある前記受光部の受光軸は、前記発光部の光軸と交差し、
前記第２状態にある前記受光部の前記受光軸は、前記発光部の光軸と交差し、かつ、前記発光部の光軸に直交する面内において前記第１状態における前記受光部の前記受光軸と交差し、
前記制御部は、
前記第１状態にある前記受光部が受光した光に応じた第１信号と、前記第２状態にある前記受光部が受光した光に応じた第２信号とに基づいて、前記検煙空間に存在する煙の種類を識別し、前記煙の種類に基づいて火災の有無を判定する
煙感知器。
検煙空間に対して直線偏波の光を発する第１発光部と、
前記検煙空間に対して、前記第１発光部からの光の偏波面と交差する偏波面を有する直線偏波の光を発する第２発光部と、
前記第１発光部の光軸及び前記第２発光部の光軸と交差する受光軸を有する受光部と、
異なるタイミングで光を発するように前記第１発光部と前記第２発光部とを制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記第１発光部が光を発したときに前記受光部が受光した光に応じた第１信号と、前記第２発光部が光を発したときに前記受光部が受光した光に応じた第２信号と、に基づいて、前記検煙空間に存在する煙の種類を識別し、前記煙の種類に基づいて火災の有無を判定する
煙感知器。