JP5325397B2 - 煙感知器 - Google Patents

Description

本発明は、発光部と受光部とを内装した煙感知室内に煙を流入させて、煙による散乱光を検知して、火災警報を出力する光電式煙感知器の改良に関する。

この種の煙感知器としては、複数のラビリンス壁を周設した煙感知室内に、発光部を設けるとともに、この発光部から発せられた光を直接受光しない位置に受光部を設けて感煙領域を構成し、ラビリンス壁に形成された煙流入口から感煙領域に流入して来た煙による散乱光を受光部で受光させ、これを受光信号として閾値を超えたときに火災発報信号を出力して火災警報を行うものが知られている。

下記特許文献１には、このような煙感知器が開示されており、図７は、その縦断面構造図を示している。

図に見るように、煙感知器１００の煙感知室は、発光素子となるＬＥＤ（Ｌ）をリード１６０を介して実装して受光部となすとともに、受光素子となるフォトダイオードＰＤを面実装した回路基板１１０に、発光素子収容部となる発光部カバー１２１と、集光レンズ１２３を収容する集光レンズ収容部１２２とを設け、それらの光軸を同一の水平面上に位置するようにして感煙領域Ｓを構成しており、回路基板１１０には、複数のラビリンス壁１３１の隙間１３１ａによって煙流入口を形成したラビリンス筒体１３０を取り付けた基台１２０を被せ、該基台１２０に回路基板１１０を取り付けて感知器ヘッド１５０に嵌入接続し、防虫網を有した防虫カバー１４０を感知器ヘッド１５０に嵌合接続させた構造になっている。

このような構造の煙感知器１００は、ＬＥＤ（Ｌ）から照射される光の光軸と、集光レンズ収容部１２２に収容された集光レンズ１２３の光軸とは、ＬＥＤ（Ｌ）から照射される光が直接、集光レンズ１２３に入射されないように所定の角度をなして配置しており、ラビリンス壁１３１の隙間に形成した煙流入口１３１ａから煙感知室の略中央部分の感煙領域Ｓに侵入した煙粒子を集め、その煙粒子でＬＥＤ（Ｌ）から照射された光を散乱させ、この散乱光を集光レンズ１２３を介してフォトダイオードＰＤで受光して受光信号に変換し、この受光信号が閾値を越えたときに火災発報信号を出力して火災警報を行う構成になっている。
特開平９−２３１４８５号公報

しかしながら、この種の従来の煙感知器では、煙流入口１３１ａの中心部が受光部の集光レンズ１２３の光軸と同じ高さに位置しているため、煙流入口１３１ａから侵入した煙は感煙領域Ｓに集まりやすいが、その反面ラビリンス壁１３１によって遮光されなかった外光の一部が感煙領域Ｓにも侵入しやすく、そのため感度の高い受光素子が使用されている。

本発明は、このような事情を考慮して提案されるものであり、ラビリンス壁に形成される煙流入口から侵入する煙の流入性を良くしつつ、外光の影響の受けにくい構造の煙感知器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の煙感知器では、複数のラビリンス壁を周設した煙感知室内に、発光素子を設けるとともに、この発光素子から発せられた光を直接受光しない位置に受光素子を設けて感煙領域を構成し、上記複数のラビリンス壁の隙間で形成された煙流入口から上記感煙領域に流入して来た煙による散乱光を受光素子で受光させて、火災を検知するようにした煙感知器において、上記ラビリンス壁は、上記煙感知室の高さを規定しており、該ラビリンス壁の隙間で形成された煙流入口は、上記煙感知室の底面側が遮蔽され、上記受光素子は、その光軸を、上記煙流入口よりも上記煙感知室の底面側に位置させるように、その受光部を上記煙感知室内に突出させて配設していることを特徴とする。

請求項２に記載の煙感知器では、上記煙感知室の中心近傍には、上記煙流入口から侵入した煙を衝突させて、上記感煙領域に導く煙誘導デフレクタを更に設けていることを特徴とする。

請求項３に記載の煙感知器では、上記煙感知室の中心近傍には、発光部から受光部に直行する光を遮る遮光柱を設けており、上記煙誘導デフレクタは、上記遮光柱と一体に設けていることを特徴とする。

請求項１に記載の煙感知器によれば、感煙領域を特定するため、発光部と組み合わせられて煙感知室内に配設される受光部は、その光軸を、ラビリンス壁間の隙間で形成される煙流入口よりも底面側に位置させて配設させているので、煙流入口から煙とともに外光が入光しても直接受光部に入光することがない。

したがって、煙流入口の高さ位置に受光部を配置した従来構造のものに比べて、煙流入口の開口面積を広げ、煙の流入性を良くした構造にした場合でも、煙流入口から煙とともに入光した外光が直接に受光部に入光することが防止できるため、煙の流入性に優れ、外光の影響の受けにくい煙感知器を提供することが出来る。

請求項２に記載の煙感知器では、煙感知室の中心近傍には、上記煙流入口から侵入した煙を衝突させて、上記感煙領域に導く煙誘導デフレクタを更に設けている。

そのため、発光部および受光部の光軸が交わる場所に形成される感煙領域を、煙流入口よりも煙感知室の底面側に移動させた構造であっても、煙流入口から煙感知室内に侵入した煙は煙誘導デフレクタに当たって感煙領域に誘導されるので、そのまま煙感知器の反対側の煙流入口から素通りして煙感知室内に流出して行くことがなく、感知器の感度を低下させることもない。

特に、請求項３に記載の煙感知器では、煙感知室の中心近傍には、発光部から受光部に直行する光を遮る遮光柱を設けており、煙誘導デフレクタは、遮光柱と一体に設けている。
そのため、煙誘導デフレクタを遮光柱を兼ねた構造にでき、煙が発光部と受光部とではさまれた部位に侵入した場合も、感煙領域にスムーズに誘導されるので、実火災時に迅速に対応できる。

以上のような構造的特徴を有した本発明の煙感知器は光学基台にスピーカを付加し、火災報知時にスピーカで警報を出力させるタイプの煙感知器に好適である。

このようなものは、一般に煙感知室に重ねてスピーカを内装した感知器ヘッドを備えた構造になるために、全体的な構造が大型化してしまうが（感知器ヘッドの縦方向の寸法が大型化する）、本願のような構造では、発光部、受光部を、煙流入口よりも煙感知器の底面側に移動させた位置に配設しているので、感知器ヘッドの縦方向の寸法を大きくせずに、煙感知室を薄くして、スピーカを内装する面積が確保できる。

以下、本発明の実施例を説明する。図１は、煙感知室の斜視図、図２は平面図（光学基台を天井面に取り付けた状態で下方から見た図）を示している。

煙感知室Ａは、図１に示すように、横断面が円状の光学基台１３で構成され、光学基台１３は底面１３ａと周壁１３ｂを有し、上方を開口した筒状体となっている。
光学基台１３には、発光ユニット収容部１６と受光ユニット収容部１７とが形成され、周壁１３ｂの内段部１３ｃの内側には、複数のラビリンス壁１２が取り巻くようにして周設されている。

発光ユニット１０、受光ユニット１１は、図２、図６で示したように、光学基台１３とは別体に構成された回路基板２上に、両者の光軸Ｌ１，Ｌ２が所定の角度θ（例えば１３０度）をもって交差するように実装されており、光学基台１３とこの回路基板２とを感知器ベース６に収容し、両者を組付けたときに、それぞれの収容部１６，１７に収容されて、内装されるようになっている。

複数のラビリンス壁１２のそれぞれは、光学基台１３の周壁１３ｂより突出するようにして底面１３ａより立設され、周壁１３ｂから突出した部分に形成された隙間が煙流入口１５を構成している。

また、ラビリンス壁１２は、煙感知室Ａの内方側を感煙領域Ｓに向けて屈曲させるとともに、その屈曲部分１２ａより周壁１３ｂ側に小突起１２ｃを突出させた形状にしており、これによって、煙流入口１５から侵入して来る外光を屈曲部分１２ａと小突起１２ｃとで煙感知室Ａの外方に反射させるとともに、煙流入口１５より侵入した煙を感煙領域Ｓに誘導している。

また、それぞれの先端１２ｂを先細り状にすることで、発光ユニット１０からの光や外光を受けたとき、反射光を散乱させることで、受光ユニット１１に直接入光させないようにしている。

また、ラビリンス壁１２は、受光ユニット１１に対向した部分と、それ以外の部分とで形状を異ならせており、前者のものは、周壁１３ｂ側を末広形状１２ｄにすることで、外光を、隣接するラビリンス壁１２との隙間から受光ユニット１１に直接入光させないようにしている。

１８は、発光ユニット１０から受光ユニット１１に直行する光を遮る遮光柱を示しており、このような遮光柱１８は、煙感知室Ａの中心近傍に、煙誘導デフレクタ１４と一体になって設けられている。

そして、煙誘導デフレクタ１４は、光学基台１３の底面１３ａに起立させた基部１４ｂから発光ユニット１０の収容部１６と受光ユニット１１の収容部１７との間に張り出した形状になっている。

このような構造の煙誘導デフレクタ１４は、中心部に向いた側、つまり感煙領域Ｓに向いた側には複数の凹凸段部面１４ａを形成して、光の直接反射を防いでいる。

また、煙誘導デフレクタ１４の基部１４ｂは、隣接するラビリンス壁１２と、略同じ高さに形成され、隣接するラビリンス壁１２と一体的に形成されているので、煙誘導壁としても機能する。煙感知器Ａの構造上、発光ユニット１０の収容部１６と受光ユニット１１の収容部１７と、光学基台１３の周壁１３ｂとで囲まれた扇形の部分は、煙がよどみ、流入性が悪いので、このような煙誘導壁を設けることは、感知器の応答性を向上する上で望ましい。

図３〜図５は、煙感知室を構成する光学基台の各部の縦断面を示している。

すなわち、図３は図２におけるＡ−Ａ線矢視断面図、図４は図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面図、図５は図２におけるＣ−Ｃ線矢視断面図を示しており、これらの図では、天井面に煙感知器が取り付けられたときの天地に合わせて、煙感知室Ａが示されており、発光部を構成する発光ユニット１０と、受光部を構成する受光ユニット１１と、煙流入口１５との位置関係を示している。

図５では、受光ユニット１１の詳細が示されており、受光ユニット１１は、フォトダイオードＰＤなどの受光素子１１ｂ、集光レンズ１１ａが受光ユニット収納部１７に収容され、リード１１ｃを介して回路基板２に接続されている（図６参照）。一方、発光ユニット１０は、集光レンズ１０ａを収容しており、発光素子から発せられた光が、集光レンズ１０ａで集光され、集光された光が光軸Ｌ１に沿って照射される。

本発明の煙感知器では、受光ユニット１１は、これらの図に示すように、煙感知室Ａ内で、図５中の一点鎖線に示される光軸Ｌ２を煙流入口１５よりも煙感知室Ａの底面１３ａ側に移動させた位置に設けている。つまり、光軸Ｌ２が光学基台１３の周壁１３ｂで隠れる位置に位置付けされている。発光部ユニット１０の光軸Ｌ１も、同じような高さ位置に設定され、これらの２つの光軸Ｌ１，Ｌ２の交差点が感煙領域Ｓの中心点となる。

また、煙誘導デフレクタ１４を、このようにして、煙感知室Ａの中心近傍に設けているので、煙がラビリンス壁１２の煙流入口１５から煙感知室Ａ内に侵入すると、図３、図４の矢印で示すように、一旦煙誘導デフレクタ１４に衝突し、上方に向きを変えて感煙領域Ｓに到達することが出来る。

なお、煙が煙誘導デフレクタ１４に衝突し、上方に向きを変えることができる理由は、煙粒子は、一定の速度を有して煙流入口１５を通じて侵入してくるので、行き場を探して上方に向かう性質を有するからである。

したがって、このような構造によれば、煙流入口１５から侵入した煙が煙感知室Ａを通過して、そのまま反対方向から出て行ってしまうことがなく、感煙領域Ｓにスムーズに誘導することができるので、煙感知器の感度を実質的に向上させることができる。

図６は、本発明の煙感知器の分解斜視図である。

煙感知器Ｂは、天井面に取り付けられるベース部６と、このベース部６の下方に取り付けるヘッド部で構成されており、回路基板２を煙感知室Ａに取り付けた状態でベース部６に収容し、ベース部６の開口６１から煙感知室Ａを突出させた状態で、煙感知室Ａに防虫カバー３を被せ、更に、その下方にスピーカ４が位置するようにして、音孔５１を形成したヘッドカバー５をベース部６の開口６１に嵌め入れて、天井面に取り付けられるようになっている。
スピーカ４は、感知器Ｂが火災を判断したときに、火災警報を出力するが、従来のブザーによる警報音とは異なり、音声合成や予め記憶させた所定の警報パターンを出力することが出来る。

本発明の煙感知器の煙感知室の構造を示す斜視図 煙感知室の平面図（天井面に取り付けた場合に下方から見た平面図） 図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図 図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図 図１におけるＣ−Ｃ線矢視断面図 本発明の煙感知器の分解斜視図 従来の煙感知器の縦断面構造図

符号の説明

Ａ 煙感知室
Ｂ 煙感知器
１０ 発光ユニット（発光部）
１１ 受光ユニット（受光部）
１２ ラビリンス壁
１３ 光学基台
１３ａ 底面
１３ｂ 周壁
１４ 煙誘導デフレクタ
１４ｂ 基部
１５ 煙流入口
１８ 遮光柱
Ｓ 感煙領域
Ｌ１、Ｌ２ 光軸

Claims (3)

1. 複数のラビリンス壁を周設した煙感知室内に、発光ユニットを設けるとともに、この発光ユニットから発せられた光を直接受光しない位置に受光ユニットを設けて感煙領域を構成し、上記複数のラビリンス壁の隙間で形成された煙流入口から上記感煙領域に流入して来た煙による散乱光を受光ユニットで受光させて、火災を検知するようにした煙感知器において、
   上記ラビリンス壁は、上記煙感知室の高さを規定しており、該ラビリンス壁の隙間で形成された煙流入口は、上記煙感知室の底面側が遮蔽され、
   上記受光ユニットは、その光軸を、上記煙流入口よりも上記煙感知室の底面側に位置させるように、その受光部を上記煙感知室内に突出させて配設していることを特徴とする煙感知器。
2. 請求項１において、
   上記煙感知室の中心近傍には、上記煙流入口から侵入した煙を衝突させて、上記感煙領域に導く煙誘導デフレクタを更に設けていることを特徴とする煙感知器。
3. 請求項２において、
   上記煙感知室の中心近傍には、発光ユニットから受光ユニットに直行する光を遮る遮光柱を設けており、上記煙誘導デフレクタは、上記遮光柱と一体に設けていることを特徴とする煙感知器。

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