JP4430492B2

JP4430492B2 - 炎感知器

Info

Publication number: JP4430492B2
Application number: JP2004263102A
Authority: JP
Inventors: 主久中野; 智宏星野; 貴俊山岸
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2010-03-10
Anticipated expiration: 2024-09-09
Also published as: JP2006079376A

Description

この発明は、炎感知器に関する。

炎感知器の従来例としては、例えば特開平１０−３２０６６６号公報（特許文献１）に記載のものがある。同公報の炎感知器は、カバーの頂部から本体内の受光素子に向けて凹部としての傾斜部が形成され、また、開口部を形成する傾斜部の下側縁部には、開口部を裏面から覆うように保護フィルタが設けられている。この凹部により、保護フィルタの破損が防止される。また、凹部は、受光素子の視野を制限するように配置されており、これにより、感知器の視野を構成し、誤動作の要因となる監視視野外からの赤外線等の放射光を遮断している。
特開平１０−３２０６６６号公報

しかしながら、上記公報記載の炎感知器は、凹部を傾斜部により構成しているため、正面の特定方向からの放射光が傾斜面に当たると、その反射光が受光素子に入射する場合があり、その場合には正面の特定方向の放射光による受光素子の信号レベルの増加が起こってしまう。また、傾斜面と頂部の連結部分である傾斜面の上側端部、またそれと逆方向の下側端部は、カバー成型上、ありとあらゆる角度が存在するアール面となる。そのため、正面の所定方向からの放射光がアール面に当たると、その反射光が受光素子に入射し、正面の所定方向の放射光による受光素子の信号レベルの増加が起こる。つまり、上記公報記載の炎感知器は、放射光の傾斜面及び傾斜面両端部での反射の影響により、感知器の視野角特性は、受光素子の本来の視野角特性に対して正面方向の感度が高くなってしまい、視野角の半値角において、結果的に感知器の視野角特性が受光素子の本来の視野角特性よりも狭くなってしまうという問題があった。

したがって、この発明では、正面方向の放射光が凹部に反射して起こる受光素子の信号レベルの増加を無くすることができ、以って、視野角の半値角において、感知器の視野角特性が受光素子の本来の視野角特性よりも狭くならない炎感知器を得ることを目的とする。

この発明の請求項１に係わる炎感知器は、椀状部の内側に凹部を有し、該凹部に開口部が形成された本体と、該本体内に設けられ、該開口部を介して火災による炎から発生する赤外線を検出する素子を備えてなる炎感知器において、前記凹部を、中央に形成された前記開口部の周囲に形成された底壁と、該底壁と前記椀状部を連結する側壁により構成し、該底壁と側壁のなす角度を９０°以下とし、かつ、該底壁の長さを側壁の長さ以上としたものであって、前記素子の視野を、前記開口部を形成する底壁の縁部で制限し、また、前記椀状部に連結される側壁の表側端部を前記素子の視野限界線の外側に設けるとともに、前記素子の視野限界線の内側に炎感知器を構成する部材が配置されないようにしたことを特徴とする。

請求項１に係る炎感知器は、凹部を構成する底壁と側壁のなす角度を９０°以下とし、かつ、該底壁の長さを側壁の長さ以上としたので、正面方向からの放射光が側壁で反射しても、その反射光は底壁に到達するので、受光素子に入射することが防止され、正面方向の放射光による受光素子の信号レベルの増加を無くすることができ、以って、視野角の半値角において、感知器の視野角特性が受光素子の本来の視野角特性よりも狭くならない。

また、素子の視野を、開口部を形成する底壁の縁部で制限したことにより、素子の視野外に側壁が設けられることになるので、正面方向からの放射光が側壁の表側端部のアール面で反射しても、その反射光は底壁に到達するので、受光素子に入射することが防止され、正面方向の放射光による受光素子の信号レベルの増加をより無くすることができる。

また、素子の視野限界線の内側に、椀状部に連結される側壁の表側端部を設けないようにし、つまり、素子の視野限界線の内側に感知器を構成する部材が配置されないようにしたので、正面方向からの放射光が側壁の表側端部のアール面で反射しても、その反射光は受光素子の一部にも入射しなくなり、正面方向の放射光による受光素子の信号レベルの増加をさらに無くすることができる。

図１はこの発明を利用した炎感知器の構成を示す断面図であり、図２はこの発明を利用した炎感知器の構成を示す正面図であり、図３は図１の要部拡大図であり、図４は図３の左側凹部拡大図である。

図において、炎感知器１は、表カバー３と表カバー３の内面から立設された隔壁３ａ上を覆う裏カバー２とからなるケース４を備えており、図示しない取り付けベースに結合されて天井面等に取り付けられる。

表カバー３は、椀状部３１の内側に凹部３２を有するように形成されている。この凹部３２は、中央部に形成された開口部６の周囲に形成された底壁３３と、底壁３３と椀状部３１を連結する側壁３４によって構成されている。また、底壁３３の裏面には、開口部６を覆うように保護フィルタとしての例えばサファイアガラス７が固定されている。

表カバー３とその隔壁３ａ上を覆う裏カバー２により形成された収容部３ｂ内には、プリント基板５が収納されている。このプリント基板５には、それぞれ受光素子８ｂ、９ｂが内蔵される素子筐体８、９が搭載されている。素子筐体８、９は、受光素子８ｂ、９ｂの素子面が底壁３３と平行となるように、プリント基板５に搭載されている。また、素子筐体８は、ホルダ１３内に収容され、例えば焦電体のような素子である受光素子８ｂ、９ｂが、表カバー３の開口部６との相対位置に位置する如く、プリント基板５に搭載されている。この素子筐体８、９の最前面には、バンドパスフィルタ８ａ、９ａが設けられている。例えば、バンドパスフィルタ８ａは、炎から放射されるＣＯ２共鳴放射の波長帯の赤外線である概ね４．４〜４．５μｍ付近の赤外線線スペクトルのみを通過させ、また、バンドパスフィルタ９ａは、炎から放射されるＣＯ２共鳴放射の波長帯近傍の赤外線である概ね５．０μｍ付近の赤外線線スペクトルのみを通過させる。

凹部３２について詳細に説明すると、図３に示すように、凹部３２は、底壁３３と側壁３４のなす角度が９０°に、また、底壁３３の長さが側壁３４の２倍の長さに設定されている。また、開口部６を形成する底壁３３の縁部３３ａは、受光素子８ｂ、９ｂそれぞれの縁部３３ａ側の視野を、視野境界線Ｖ１、Ｖ１’に示す如く制限するように配置されている。そのため、側壁３４は、受光素子８ｂ、９ｂの視野外、つまり、視野境界線Ｖ１、Ｖ１’の外側に位置する如く配置されている。なお、この視野境界線Ｖ１、Ｖ１’は、受光素子８ｂ、９ｂの全面に所定方向の放射光が入射する視野の境界線である。また、表カバー３の成型上、底壁３３の縁部３３ａ及び側壁３４の表側端部３４ａは、ありとあらゆる角度が存在するアール面となる。

このような構成の凹部３２によって、この炎感知器１は、従来と比較して、正面方向の放射光が凹部３２で反射した場合に、受光素子８ｂ、９ｂに入射しなくなっているが、そのことを、まず、図４を用いて説明する。なお、この場合は、図３における左側凹部３２を用いて、凹部３２における反射光が、受光素子９ｂに入射しないことを説明するが、受光素子８ｂも同様である。

真正面、やや左側正面、やや右側正面方向の放射光ｌ１、ｌ２、ｌ３が凹部３２に入射した場合を考える。まず、従来の凹部としての傾斜面３２’を有する感知器では、放射光ｌ１、ｌ２、ｌ３が傾斜面３２’に入射すると、その反射光ｌ１’、ｌ２’、ｌ３’のうち、少なくとも反射光ｌ２’が開口部６’を介して、受光素子に入射してしまう。つぎに、凹部３２を有するこの発明の炎感知器１は、放射光ｌ１、ｌ２、ｌ３が凹部３２に入射するが、放射光ｌ１、ｌ２は底壁３３に入射し、その反射光ｌ１’’、ｌ２’’は凹部３２の外部に誘導される。また、放射光ｌ３は側壁３４で反射するが、その反射光ｌ３’’は底壁３３に到達し、つぎに凹部３２の外部に誘導されるので、受光素子９ｂに入射しなくなっている。

なお、底壁３３と側壁３４のなす角度を９０°としたが、底壁３３と側壁３４のなす角度が９０°以下であるならば、放射光ｌ３が側壁３４で反射しても、その反射光ｌ３’’は、より側壁３４側に誘導されるようになるため、上記と同様に、反射光ｌ３’’は受光素子９ｂに入射しない。

また、底壁３３の長さを側壁３４の２倍の長さとしたが、底壁３３の長さを側壁３４の長さ以上にすれば、受光素子９ｂに入射しえる放射光ｌ３の入射角θ（図３参照）は４５°以下となり、感知器１の真正面に対して角度４５°以下となる正面方向からの放射光による反射光を遮蔽することができる。

つぎに、図３において、炎感知器１は、受光素子８ｂ、９ｂの視野を制限する底壁３３の縁部３３ａによって、入射角θが小さい斜め方向の放射光による反射光も、底壁３３に到達することとなり、その反射光が受光素子８ｂ、９ｂの全面に入射することが防止されている。

また、側壁３４の表側端部３４ａは、ありとあらゆる角度が存在するアール面であるので、所定方向からの放射光がアール面に当たると、その反射光が受光素子８ｂ、９ｂに入射し得るが、上記の側壁３４と底壁３３の縁部３３ａの配置によって、正面方向を含む所定方向からの放射光が側壁３４の表側端部３４ａのアール面で反射しても、底壁３３に到達することとなり、その反射光が受光素子８ｂ、９ｂの全面に入射することが防止されている。

さらに、図３においては、受光素子８ｂ、９ｂの一部に所定方向の放射光が入射する視野限界の境界線である視野限界線Ｖ２、Ｖ２’の外側に、椀状部３１に連結される側壁３４の表側端部３４ａを配置している。つまり、側壁３４の表側端部３４ａを視野境界線Ｖ１、Ｖ１’と視野限界線Ｖ２、Ｖ２’の間に配置した場合は、側壁３４で反射した反射光が受光素子８ｂ、９ｂの一部に入射しえるが、視野限界線Ｖ２、Ｖ２’の外側に配置することによって、あらゆる方向の放射光が側壁３４及び側壁３４の表側端部３４ａのアール面で反射しても、反射光は受光素子８ｂ、９ｂの一部にも入射することが完全に防止されている。

このように構成したので、炎感知器１は、正面方向の放射光が凹部３２に照射されると、上記したように、受光素子８ｂ、９ｂに入射し得る、底壁３３の縁部３３ａ、側壁３４の表側端部３４ａ及び側壁３４における反射光のうち、縁部３３ａにおける反射光のみがわずかに入射する可能性があるだけであり、よって正面方向からの放射光が凹部３２に反射して起こる、受光素子８ｂ、９ｂの信号レベルの増加をほとんど無くしている。なお、このような多波長式炎感知器の場合、受光素子８ｂ、９ｂには、その配置の関係で、それぞれの遠方側（図３において、受光素子８ｂは左側、受光素子９ｂは右側）に位置する底壁３３の縁部３３ａ、側壁３４の表側端部３４ａにおける、正面方向の放射光による反射光が入射する可能性があるが、それ以外の部位における反射光をなくしているため、従来よりも格段に、受光素子８ｂ、９ｂの信号レベルの増加が低減されている。

以上のような構成によって、炎感知器１は、火災による炎から発生する放射光が、開口部６を覆うサファイアガラス７を介して、収容部３ｂ内に入射し、また、バンドパスフィルタ８ａ、９ａで設定した帯域の波長の赤外線線スペクトルのみに基づいた信号レベルが受光素子８ｂ、９ｂに生じる。そして、受光素子８ｂの信号レベルと受光素子９ｂの信号レベルとの比率を演算する等の所定のアルゴリズムを用いて、炎の発生を感知することで、精度よく炎を検知することができるようになっている。

この実施形態における炎感知器１は、椀状部３１の内側に凹部３２を有し、該凹部３２に開口部６が形成された本体としてのケース４と、該ケース４内に設けられ、該開口部６を介して火災による炎から発生する赤外線を検出する受光素子８ｂ、９ｂを備えてなる炎感知器１において、凹部３２を、中央に形成された開口部６の周囲に形成された底壁３３と、該底壁３３と椀状部３１を連結する側壁３４により構成し、該底壁３３と側壁３４のなす角度を９０°以下とし、かつ、該底壁の長さを側壁の長さ以上とした。

底壁３３と側壁３４のなす角度を９０°以下とし、かつ、該底壁の長さを側壁の長さ以上としたので、正面方向からの放射光が側壁３４で反射しても、その反射光は底壁３３に到達するので、受光素子８ｂ、９ｂに入射することが防止され、正面方向の放射光が側壁３４に反射して起こる、受光素子８ｂ、９ｂの信号レベルの増加を無くすることができ、以って、視野角の半値角において、感知器１の視野角特性が受光素子８ｂ、９ｂの本来の視野角特性よりも狭くならない。
また、この炎感知器１は、受光素子８ｂ、９ｂの視野境界線Ｖ１、Ｖ１’として示される如き視野を、開口部６を形成する底壁３３の縁部３３ａで制限したことにより、受光素子８ｂ、９ｂの視野外に側壁３４が設けられることになるので、正面方向からの放射光が側壁３４の表側端部３４ａのアール面で反射しても、その反射光は底壁３３に到達するので、受光素子８ｂ、９ｂに入射することが防止され、正面方向の放射光による受光素子８ｂ、９ｂの信号レベルの増加をより無くすることができる。

また、この炎感知器１は、椀状部３１に連結される側壁３４の表側端部３４ａを受光素子８ｂ、９ｂの視野限界線Ｖ２、Ｖ２’の外側に設けた。

これにより、受光素子８ｂ、９ｂの視野限界線Ｖ２、Ｖ２’の内側に、椀状部３１に連結される側壁３４の表側端部３４ａを設けないようにして、つまり、受光素子８ｂ、９ｂの視野限界線Ｖ２、Ｖ２’の内側に感知器１を構成する部材が配置されないようにしたので、正面方向からの放射光が側壁３４の表側端部３４ａのアール面で反射しても、その反射光は、底壁３３によって受光素子８ａ、９ａの一部にも入射しなくなり、正面方向の放射光による受光素子８ａ、９ａの信号レベルの増加をさらに無くすることができる。

なお、この実施形態では、受光素子が２つの場合について説明したが、２つ以上の複数の受光素子を設ける場合や単一の受光素子を設ける場合であってもよく、炎を判別するためのアルゴリズムには各種の手法が採用できる。

この発明の一実施形態を示す断面図。この発明の一実施形態を示す正面図。図１の要部拡大図。図３の左側凹部拡大図であり、従来と比較して、正面方向の放射光が凹部で反射した場合に、受光素子に入射しないことを説明する図である。

符号の説明

４ケース（本体）
６開口部
８ｂ受光素子（素子）
９ｂ受光素子（素子）
３１椀状部
３２凹部
３３底壁
３４側壁

Claims

椀状部の内側に凹部を有し、該凹部に開口部が形成された本体と、該本体内に設けられ、該開口部を介して火災による炎から発生する赤外線を検出する素子を備えてなる炎感知器において、
前記凹部を、中央に形成された前記開口部の周囲に形成された底壁と、該底壁と前記椀状部を連結する側壁により構成し、該底壁と側壁のなす角度を９０°以下とし、かつ、該底壁の長さを側壁の長さ以上としたものであって、
前記素子の視野を、前記開口部を形成する底壁の縁部で制限し、
また、前記椀状部に連結される側壁の表側端部を前記素子の視野限界線の外側に設けるとともに、前記素子の視野限界線の内側に炎感知器を構成する部材が配置されないようにしたことを特徴とする炎感知器。