JP2022088940A - 煙感知器及び煙感知システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力消費量を低減することができる煙感知器及び煙感知システムを提供する。【解決手段】煙が導入される検煙部４内の光を受光素子１１が受光し、その受光素子１１が受光する光の量に基づいて煙を検出する煙感知器１であって、感知器外部から外光を検煙部４内に導入する外光導入手段であるピンホール１２を備える。受光素子１１が受光する光の光源として、ピンホール１２によって導入される外光が用いられる。【選択図】図３

Description

この発明は、光電式の煙感知器及び煙感知システムに関する。

光電式の煙感知器は、煙が導入される検煙部内で受光素子が光を受光し、その受光量に基づいて煙を検出するように構成される（光電式のうち、散乱光式と称される、煙によって散乱する光を受光する方式のものとして、例えば、特許文献１参照）。主に火災感知器として用いられ、監視対象の建築物内等に、１台が単独で動作するものとして、或いは、複数台が協働して動作するシステムを構成するものとして設けられる。具体的な用例は、例えば、住宅用火災警報器や自動火災報知設備の火災感知器等である。

特開２０１３－３６４０号公報

この種の煙感知器においては、電源として、外部電源が用いられるものもあるし、内蔵の電池電源が用いられるものもある。

いずれの場合も、電力消費量は少ない方が好ましいが、内蔵の電池電源が用いられるものにおいては、従来、電池寿命を長くするために、発光素子の発光間隔を長くする等の方法が採用されている。

しかしながら、発光素子の発光間隔を長くすると、煙の検出にかかる時間が長くなるという問題がある。

この発明は、前記の事情に鑑み、電力消費量を低減することができる煙感知器を得ることを目的とする。また、そのようにすることができる煙感知システムを得ることを目的とする。

この発明は、煙が導入される検煙部内の光を受光素子が受光し、その受光素子が受光する光の量に基づいて煙を検出する煙感知器であって、感知器外部から外光を前記検煙部内に導入する外光導入手段を備え、前記受光素子が受光する光の光源として、前記外光導入手段によって導入される外光が用いられることを特徴とする煙感知器、である。

この発明においては、前記受光素子が受光する前記検煙部内で煙によって散乱する光の量に基づいてか、或いは、前記受光素子が受光する前記検煙部内で煙によって減衰する光の量に基づいて、煙が検出されるものとすることができる。また、前記検煙部内に外光が導入されているか否かが判別され、外光が導入されていると判別されるときに、前記受光素子が受光する光の光源として、前記外光導入手段によって導入される外光が用いられ、外光が導入されていないと判別されるときに、前記受光素子が受光する光の光源として、前記検煙部内に光を発光するものとして設けられる発光素子の光が用いられるものとすることができる。また、前記検煙部内に外光が導入されているか否かの判別結果に対応して、前記受光素子が受光する光の光源として、前記外光導入手段によって導入される外光が用いられるものとするか、或いは、前記発光素子の光が用いられるものとするかの切り替えが行われる際に、煙の検出感度の切り替えも行われるものとすることができる。また、前記受光素子が受光する光の量に基づいてか、或いは、前記受光素子とは別に設けられる受光素子が受光する光の量に基づいて、前記検煙部内に外光が導入されているか否かが判別されるものとすることができる。また、前記受光素子とは別に設けられる受光素子は、感知器内部又は感知器外面に設けられ、感知器内部又は感知器外部の光を受光するものとすることができる。また、時間管理手段によって、前記検煙部４内に外光が導入されているか否かが判別されるものとすることができる。また、監視対象の建築物内等に設けられる光センサが受光する光の量に基づいて、前記検煙部内に外光が導入されているか否かが判別されるものとすることができる。また、監視対象の建築物内等に設けられる照明のスイッチのオン・オフに基づいて、前記検煙部内に外光が導入されているか否かが判別されるものとすることができる。

さらに、この発明は、建築物内等を監視対象として設置される、煙感知器を有する煙感知システムであって、前記の煙感知器を有することを特徴とする煙感知システム、である。

この発明においては、外光が検煙部内に導入されていれば、その外光を光源とする光を受光素子が受光して煙を検出することができる。そのため、外光が検煙部内に導入されている間は、発光素子の発光を停止させたり、発光間隔を長くしたりして、発光素子による電力消費を抑えることができる。

したがって、この発明によれば、電力消費量を低減することができる煙感知器が得られる。また、そのようにすることができる煙感知システムが得られる。

この発明の煙感知器の実施形態の一例を示したものであり、感知器全体の上面図である。 同上の感知器全体の側面図である。 図１のＡ－Ａ線部矢視拡大断面図である。 図４のＢ－Ｂ線部矢視断面である。 他の例を示した、図３に相当する断面図である。

以下、この発明の煙感知器及び煙感知システムの実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、この発明の煙感知器及び煙感知システムは、建築物内等を監視対象として設けられる火災感知器及びそのシステムとして用いることができるものであり、具体的には、例えば、住宅用火災警報器及びそのシステムや、自動火災報知設備の火災感知器及びそのシステム等として用いることができるものである。

[基本構成]
図１乃至４に示したように、煙感知器１は、その筐体２を形成する、光学台３と光学台カバー８を有する。筐体２内には、光学台３の台板部３ａの前面側に検煙部４が設けられており、反対の背面側に回路基板５が収納される基板収納部６が設けられている。検煙部４は、光学台３の台板部３ａ上に周方向に環状の配置で立設される複数の遮光壁７によって周りが囲まれると共に、光学台カバー８によって前面が覆われ、かつ光学台３の台板部３ａによって背面が覆われる空間部として設けられる。複数の遮光壁７の各壁の間には、筐体２の外部と検煙部４内を迷路状に連通させる煙流路９が形成されている。それら煙流入路９を介して、筐体２の外部の煙が検煙部４内に導入される。筐体２の内部には、検煙部４内の煙を検出するためのものとして、検煙部４内に光を発光する発光素子１０と、検煙部４内の光を受光する受光素子１１が設けられている。

煙感知器１は、散乱光式であり、受光素子１１が発光素子１０からの直接光は受光しない一方、煙による散乱光は受光する配置で設けられており、受光素子１１が煙による散乱光を受光することにより、検煙部４内の煙を検出する。

［外光導入手段］
そして、図３及び４に示したように、煙感知器１は、感知器外部、すなわち筐体２外部の光を検煙部４内に導入する外光導入手段（例えば、後記で説明するピンホール１２等）を備えており、受光素子１１が受光する光の光源として、外光導入手段によって検煙部４内に導入される光が用いられるように構成される。

したがって、煙感知器１においては、検煙部４内に外光が導入されていれば、発光素子１０が発光していなくても、その外光由来の煙による散乱光を受光素子１１が受光して、検煙部４内の煙を検出することができる。そのため、検煙部４内に外光が導入されている間は、発光素子１０の発光を停止させたり、発光の間隔を長くしたりして、発光素子１０による電力消費を抑えることができる。すなわち、電力消費量を低減することができる。

［外光導入手段の具体例］
・ピンホール
煙感知器１は、前記の外光導入手段の一例として、筐体２の構造部分を検煙部４内に向けて貫通して設けられるピンホール１２を備えている。このピンホール１２を介して、筐体２外部から検煙部４内に外光が導入される。

ピンホール１２の開口形状については、例えば、円形状とすることができる。その大きさについては、検煙部４内の空間の大きさ、受光素子１１が火災判定する受光量、非火災とする受光量等により決定される。

ここで、ピンホール１２は、図示の例の場合、筐体２の一方の外側部と検煙部４内との間の遮光壁７等の構造部分を横方向に検煙部４内（具体的には、後記で説明する受光素子１３）に向けて貫通して設けられるものとしており、筐体２の一方の外側部から検煙部４内を横方向に進行する１つの外光の導入経路が形成されるものとしている。さらに、その導入される外光によって、検煙部４内において、符号１２Ａで示したような、発光素子１０の光軸１０Ａに近接すると共に、その光軸１０Ａと平行、かつ平面視で重なる直線が光軸となる光束が形成されるものとしている。すなわち、発光素子１０の光軸に沿って、その近接位置を通過する光軸の光束が形成されるものとしている。これにより、無煙時に光が受光素子１１に入射しないように構成された光トラップを共有することができる。なお、遮光壁７の外周に防虫網が設けられている場合には、防虫網にも筐体２のピンホール１２と対応する位置に穴が設けられ、煙感知器１のピンホール１２を形成する。

・外光導入手段の別例
ピンホール１２より形成される外光の導入経路については、筐体２内の配置構造等に応じて、適宜、その数、位置、方向を変更してもよい。例えば、外光の導入経路を１つとするのに代えて、複数としてもよい。その場合、検煙部４内を別々の経路で通過して一箇所に集中するものとしてもよい。また、検煙部４内を縦方向に進行するものとしてもよい。さらに、外光導入手段自体、変更してもよく、ピンホール１２に代えて、或いは加えて、例えば、光ファイバ、ミラー、レンズ等の各種導光部材を用いたものとしてもよい。

［外光導入の判別］
煙感知器１においては、検煙部４内に外光が導入さているか否かが判別される。そして、外光が導入されていると判別されるときに、前記のように、受光素子１１が受光する光の光源として、その導入されている外光が用いられる。一方、外光が導入されていないと判別されるときには、受光素子１１が受光する光の光源として、発光素子１０が検煙部４内に発光する光が用いられる。

つまり、煙感知器１は、検煙部４内に外光が導入されているか否かの判別結果に応じて、受光素子１１が受光する光の光源として、検煙部４内に導入されている外光が用いられるモード（以下「外光モード」ともいう）で動作するか、或いは、発光素子１０が検煙部４内に発光する光が用いられるモード（以下「発光素子モード」ともいう）で動作するように構成されている。

・外光検出用の受光素子（別の受光素子の一例）
煙感知器１は、検煙部４内に外光が導入されているか否かを判別するために用いられる手段の一例として、前記の受光素子１１とは別に設けられる受光素子１３（別の受光素子の一例）を備えている。受光素子１３は、検煙部４内に導入される外光の検出手段として用いられ、受光素子１３が受光する光の量に基づいて、検煙部４内に外光が導入されているか否かが判別される。具体的には、受光素子１３が受光する光の量を外光検出用に設定される閾値と比較することによって行われ、比較の結果、その光の量が閾値を上回っているときに、外光が導入されていると判別され、その光の量が閾値を上回っていないときに、外光が導入されていないと判別される。

受光素子１３は、ピンホール１２によって導入される外光の導入経路上の位置に設けられるものとしており、導入される外光を直接受光するものとしている。具体的には、筐体２内部の検煙部４を間に外光の導入側とは検煙部４を介して反対側の遮光壁７の、導入される外光の導入経路上の位置に設けられるものとしている。

受光素子１３の位置については、検煙部４内に外光が導入されているか否かを判別するのに用いることのできる位置であれば、筐体２内部の他の位置としてもよいし、外光を直接、受光する位置とするのに代えて、ミラー等によって反射した光を受光する位置としてもよい。さらに、図示は省略するが、筐体２内部の位置とするのに代えて、筐体２外面上の位置としてもよく、筐体２外部で外光を受光するものとしてもよい。この場合、煙感知器１の周囲の明るさにより、検煙部４内に火災判定に十分な光量が入射されていると判断している。

・時間管理手段
検煙部４内に外光が導入されているか否かを判別するために用いられる手段としては、タイマ等の時間管理手段とすることもできる。すなわち、その判別が時間管理によって行われるものとすることもできる。具体的には、監視対象の建築物内等がオフィス等である場合、例えば、午前９時から午後５時までの、室内の照明が点灯している可能性が高い時間帯は、検煙部４内に外光が導入されていると判別され、一方、午後５時から翌日の午前９時までの、室内の照明が消灯している可能性が高い時間帯は、検煙部４内に外光が導入されていないと判別されるものとすること等が考えられる。

・動作モードの切り替え
外光モードで動作するものとするか、発光素子モードで動作するものとするかの切り替えは、発光素子１０の動作を制御することにより行われる。具体的には、例えば、外光モードで動作するものとするときには、発光素子１０を発光停止にするか、長い発光間隔で発光させるように制御し、発光素子モードで動作するものとするときには、発光素子１０を継続して発光させるか、短い発光間隔で発光させるように制御することにより行われるものとすることができる。

・煙の検出感度の切り替え
煙感知器１においては、検煙部４内の煙による散乱光を受光素子１１が受光することにより煙が検出されるが、その検出は、具体的には、受光素子１１が受光する光の量を煙感知用に設定される閾値と比較して、その光の量が受光する光の量が閾値を上回るか否かによって行われる。この煙検出用の閾値を外光モードと発光素子モードとで異なるものとし、前記の光源の動作モードの切り替えの際に、煙検出用の閾値を切り替えが併せて行われるものとしてもよい。すなわち、外光モードでと発光素子モードとで異なる煙の検出感度が設定されるものとし、動作モードの切り替えの際に各動作モードに対応する煙の検出感度への切り替えが併せて行われるものとしてもよい。

［予備的検出、確定的検出］
外光モードで動作中に煙が検出されたときと、発光素子モードで動作中に煙が検出されたときのいずれにおいても、その検出を確定的なものとして、煙感知（火災感知）の発報まで行われるものとしてもよいが、外光モードで動作中の煙の検出については、火災感知の発報までは行わない予備的なものとすることができる。そして、その予備的な検出がされたときに、発光素子モードへの切り替えが行われ、それでも煙が検出されるときに、その検出を確定的なものとし、煙感知の発報まで行われるものとすることができる。

［減光式の煙感知器への適用］
この発明は、煙によって減衰する光を受光して煙を検出する減光式の煙感知器を構成することができる。

図５に示した煙感知器１’は、減光式とする場合の一例を示したものである。なお、煙感知器１’において、前記の煙感知器１と同様の構成部分については、同一図面符号を付して、その詳細な説明を省略する。

煙感知器１’は、発光素子１０の光軸１０Ａとピンホール１２の光軸１２Ａの両方の光軸上に位置して、発光素子１０が発光する光を直接受光すると共に、ピンホール１２によって検煙部４内に導入される外光を直接受光するものとして設けられる受光素子１１’を備えている。

受光素子１１’は、検煙部４内の煙を検出するために光を受光するものとして用いられると共に、検煙部４内に外光が導入されているか否かを判別するために光を受光するものとして用いられる。すなわち、煙の検出と外光導入の判別の両方に兼用される。

いずれも、受光素子１１’が受光する光の量に基づいて行われるが、具体的には、その受光する光の量を所定の閾値と比較することによって行われる。例えば、検煙部４内に外光が導入されているか否かの判別については、その光の量が閾値を上回っているときに、外光が導入されているものとされ、その光の量が閾値を下回っているときに、外光が導入されていないものされる。また、検煙部４内の煙の検出については、その光の量が閾値を下回っているときに、煙が検出されたものとされ、その光の量が閾値を上回っているときに、煙が検出されていないものとされる。

煙検出用の閾値と外光導入の判別用の閾値は、同じ値とすることもできるし、外光導入の判別用の閾値の方を高くしていれば、異なる値とすることもできる。

閾値を同じ値とする場合、外光モードで動作している際に、受光素子１１’が受光する光の量が閾値を下回ったときは、煙が検出されたものとはせずに、外光が導入されていないものと判別して、発光素子モードへの切り替えのみが行われるものとすることができる。そして、発光素子モードへ切り替えても、受光素子１１’が受光する光の量が閾値を下回っているときに、煙の検出がされたものとすることができる。

閾値を異なる値とする場合は、外光導入の判別用の閾値の方を高くしていれば、外光モードで動作している際に、受光素子１１’が受光する光の量が閾値を下回ったときは、発光素子モードへの切り替えのみが行われることになる。すなわち、閾値を同じ値とする場合と同様に動作するものとすることができる。

煙感知器１’は、減光式のものであり、前記のように動作するものであるが、煙感知器１と同様、外光モードで動作している間は、発光素子１０による電力消費を抑えることができる。すなわち、煙感知器１と同様、電力消費量を低減することができる。

［煙感知システム］
煙感知器１、１’は、具体的には、住宅用火災警報器のように、１台が単独で動作するものとして用いることができるものであるが、無線連動式の住宅用火災警報器や自動火災報知設備の火災感知器のように、複数台が協働したり、他の機器と協働したりして動作する煙感知システムを構成するものとして用いることができるものでもある。

煙感知システムを構成するものとする場合、特に自動火災報知設備を構成するものとする場合、煙感知器１、１’が備える外光導入の有無を判別するために用いられる手段に代わって、煙感知器１、１’とは別に設けられる機器が用いられて、煙感知器１の検煙部４内への外光導入の判別、動作モードの切り替え制御が行われるものとすることができる。

・光センサ、照明のスイッチ、時間管理手段
例えば、自動火災報知設備を、監視対象の建築物内等に煙感知器１、１’とは別に設けられる、その建築物内等の空間中の光、すなわち煙感知器１、１’の感知器外部の光を受光する光センサを有するものとし、その光センサが受光する光の量に基づいて、煙感知器１、１’の検煙部４内に外光が導入されているか否かが判別され、動作モードの切り替え制御が行われるものとしてもよい。

また、自動火災報知設備を、監視対象の建築物内等に設けられる照明のスイッチのオン・オフを検出する検出手段を有するものとし、その検出手段が検出する照明のスイッチのオン・オフに基づいて、煙感知器１、１’の検煙部４内に外光が導入されているか否かが判別され、動作モードの切り替え制御が行われるものとしてもよい。

さらに、自動火災報知設備が有する受信機を時間管理手段を備えるものとし、その受信機が備える時間管理手段による時間管理によって、煙感知器１、１’の検煙部４内に外光が導入されているか否かが判別され、動作モードの切り替え制御が行われるものとしてもよい。

以上、この発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明したが、具体的な構成は、上記の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれるものである。例えば、上記の実施形態における各構成は、各変更例を含めて、技術的に矛盾が生じない範囲で適宜、組み合わせることができるものである。

１、１’：煙感知器 ２：筐体 ３：光学台 ３ａ：台板部
４：検煙部 ５：回路基板 ６：基板収納部 ７：遮光壁
８：光学台カバー ９：煙流路 １０：発光素子 １０Ａ：光軸
１１、１１’：受光素子 １２：ピンホール １２Ａ：光軸 １３：受光素子

Claims (10)

1. 煙が導入される検煙部内の光を受光素子が受光し、その受光素子が受光する光の量に基づいて煙を検出する煙感知器であって、
   感知器外部から外光を前記検煙部内に導入する外光導入手段を備え、
   前記受光素子が受光する光の光源として、前記外光導入手段によって導入される外光が用いられることを特徴とする煙感知器。
2. 前記受光素子が受光する前記検煙部内で煙によって散乱する光の量に基づいてか、或いは、前記受光素子が受光する前記検煙部内で煙によって減衰する光の量に基づいて、煙が検出されることを特徴とする請求項１に記載の煙感知器。
3. 前記検煙部内に外光が導入されているか否かが判別され、
   外光が導入されていると判別されるときに、前記受光素子が受光する光の光源として、前記外光導入手段によって導入される外光が用いられ、
   外光が導入されていないと判別されるときに、前記受光素子が受光する光の光源として、前記検煙部内に光を発光するものとして設けられる発光素子の光が用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の煙感知器。
4. 前記検煙部内に外光が導入されているか否かの判別結果に対応して、前記受光素子が受光する光の光源として、前記外光導入手段によって導入される外光が用いられるものとするか、或いは、前記発光素子の光が用いられるものとするかの切り替えが行われる際に、煙の検出感度の切り替えも行われることを特徴とする請求項３に記載の煙感知器。
5. 前記受光素子が受光する光の量に基づいてか、或いは、前記受光素子とは別に設けられる受光素子が受光する光の量に基づいて、前記検煙部内に外光が導入されているか否かが判別されることを特徴とする請求項３又は４に記載の煙感知器。
6. 前記受光素子とは別に設けられる受光素子は、感知器内部又は感知器外面に設けられ、感知器内部又は感知器外部の光を受光することを特徴とする請求項５に記載の煙感知器。
7. 時間管理手段によって、前記検煙部４内に外光が導入されているか否かが判別されることを特徴とする請求項３又は４に記載の煙感知器。
8. 監視対象の建築物内等に設けられる光センサが受光する光の量に基づいて、前記検煙部内に外光が導入されているか否かが判別されることを特徴とする請求項３又は４に記載の煙感知器。
9. 監視対象の建築物内等に設けられる照明のスイッチのオン・オフに基づいて、前記検煙部内に外光が導入されているか否かが判別されることを特徴とする請求項３又は４に記載の煙感知器。
10. 建築物内等を監視対象として設置される、煙感知器を有する煙感知システムであって、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の煙感知器を有することを特徴とする煙感知システム。

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