JP5438294B2 - 光電式煙感知器 - Google Patents

Description

本発明は、外部からの煙を流入させると共に外部からの直接光を遮断する複数の壁部を有するハウジングと、当該ハウジングの内部に光を照射する発光部と、前記ハウジングの内部に流入した煙による前記光の散乱光を受光する受光部と、を備えた光電式煙感知器に関する。

かかる光電式煙感知器は、ハウジングによって形成される煙検知室に、当該煙検知室内に光を照射する発光部と光を受光する受光部とを設け、煙によって光が散乱することを利用して煙を検知する。つまり、通常時には、発光部から照射された直接光が受光部に向かうことが無いので、受光部にて光が検出されない。一方、火災発生時には、火災によって生じた煙がハウジング内に流入し、発光部から照射された直接光が煙によって散乱されるので、受光部にて散乱光が検出される。

従来、この種の光電式煙感知器では、壁部の外側に防虫網を設けて、煙検知室に虫等が入り込むことによる誤検知を防止しているものがあった（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−２３１４８５号公報

ところで、従来の光電式煙感知器に用いられる防虫網には、煙検知性能に支障がないように煙の流入に影響がない程度の隙間が設けられている。このため、小さな埃等の異物が当該隙間を通って煙検知室内に侵入する場合がある。このとき、異物が煙検知室内に付着して、発光部から照射された直接光が異物によって乱反射される場合があり、乱反射した光の強度は煙による散乱光の強度と同程度であるため、誤検知を引き起こすという問題があった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、その目的は、誤検知を防止できる光電式煙感知器を提供する点にある。

本発明の光電式煙感知器の第１特徴構成は、外部からの煙を流入させると共に外部からの直接光を遮断する複数の壁部を有するハウジングと、当該ハウジングの内部に光を照射する発光部と、前記ハウジングの内部に流入した煙による前記光の散乱光を受光する受光部と、前記ハウジングを壁に取り付けた状態において、前記複数の壁部のうち少なくとも下側に位置する壁部に上方に向けて開口するように設けられ、前記ハウジングの内部に侵入した異物を捕捉するポケット部と、前記ハウジングを振動させる振動発生手段と、を備えた点にある。

本構成によれば、異物がハウジングによって形成される煙検知室内に侵入し、煙検知室内における発光部から照射された直接光が当たる箇所に付着したとしても、振動発生手段による振動によって異物が煙検知室における該箇所から脱落し、上方に向けて開口するポケット部によって捕捉される。このため、異物による光の乱反射を防止して誤検知を防止できる。加えて、ポケット部が捕捉した異物は、外部からの空気等がハウジングの内部に流入した場合でも、ポケット部によって空気等から遮断できる。このため、異物がハウジングの内部に舞い上がって、異物が煙検知室内に再付着することを防止できる。

本発明の第２特徴構成は、前記ポケット部を形成する一対の壁部の端部は、その他の前記壁部の前記ハウジングの内部側の端部と共に、同一周方向を向くように設けてある点にある。

本構成によれば、前記ポケット部を形成する一方の壁部と、それに隣接する壁部との間から流入する空気等は前記ポケット部とは反対の方向に流れ、前記ポケット部を形成する他方の壁部と、それに隣接する壁部との間から流入する空気等は前記ポケット部の上方を通って流れるので、前記ポケット部内は流入する空気等から遮断され、前記ポケット部が捕捉した異物がハウジングの内部に舞い上がって、異物が煙検知室内に再付着することを防止できる。

本発明の第３特徴構成は、前記ハウジングは、前記発光部から前記受光部に向かう直接光を遮断する遮光部を備えると共に、当該遮光部の下方に前記ポケット部を設けた点にある。

一般に、光電式煙感知器においては、発光部からの直接光を遮断する遮光部に異物が付着すると、発光部から照射された直接光が異物によって乱反射されて誤検知を起こし易い。このため、本構成のように遮光部を設けた場合には、発光部から受光部に向かう直接光を遮断する遮光部に異物が付着したとしても、振動発生手段による振動によって異物が遮光部から脱落し、遮光部の下方に設けられたポケット部によって捕捉される。したがって、異物による光の乱反射を防止して誤検知を防止できる。しかも、遮光部の下方にポケット部を設けてあるので、遮光部から落下した異物を捕捉し易い。

本発明の第４特徴構成は、前記振動発生手段の作動を制御する制御手段をさらに備え、
当該制御手段は、予め設定された条件が満たされたときに、前記振動発生手段を一定期間作動させる点にある。

本構成によれば、予め設定された条件が満たされたときに、振動発生手段を一定期間作動させるので、適切なタイミングで振動発生手段を一定期間作動させることにより、振動発生手段を常時作動させるに較べて光電式煙感知器を作動させる電池の長寿命化を図りながらも、異物による光の乱反射を防止して誤検知を防止できる。

本発明の第５特徴構成は、前記制御手段は、前記振動発生手段を作動させたのち所定の期間が経過すると、前記条件が満たされたと判別する点にある。

本構成によれば、振動発生手段を一定期間作動させたのちに、所定の期間が経過すると、煙感知器の使用により小さな埃等の異物が煙検知室内に侵入して堆積し、煙検知室内に付着した異物によって乱反射される可能性が高いと考えられる。そこで、振動発生手段を作動させたのち所定の期間が経過すると、再び振動発生手段を作動させることにより、異物による光の乱反射を防止して誤検知を防止できる。

本発明の第６特徴構成は、前記制御手段は、前記受光部にて受光された前記散乱光の光量が所定値以上であると、前記条件が満たされたと判別する点にある。

本構成によれば、受光部にて受光された前記散乱光の光量が所定値以上であると、異物が煙検知室内に付着して異物によって乱反射される場合、及び、煙によって散乱される場合のいずれかであると考えられる。そこで、受光部にて受光された散乱光の光量が所定値以上であると、一旦、振動発生手段を作動させる。その後、再び受光部にて受光された散乱光の光量が所定値以上であれば、煙によって散乱される可能性が高く、散乱光の光量が所定値以下であれば、異物によって乱反射される可能性が高いと考えられる。このため、異物による乱反射と煙による散乱とを区別して誤検知を防止できる。

本発明の第７特徴構成は、前記振動発生手段は、前記ハウジングに一体的に取り付けられたスピーカである点にある。

本構成によれば、警報音を発するスピーカを振動発生手段に兼用して構成の簡素化を図ることができる。加えて、スピーカをハウジングに一体的に取り付けてあるので、スピーカの振動をハウジングに伝達させ易い。

〔第１実施の形態〕
以下に、本発明に係る光電式煙感知器の一実施形態について図面を参照して説明する。ここでは、本発明を火災警報器１における煙検知部２に適用した場合について説明する。

本実施形態に係る壁掛け式の火災警報器１は、図２に示すように、正面に、煙を検知する煙検知部２と、音声やブザー等の警報音を発する警報スピーカ３と、ＬＥＤ等による光を点灯または点滅する警報ランプ４とを備える。火災警報器１は、煙検知部２が煙を検知した時に、例えば、煙の濃度が予め設定した閾値より高いか低いかを判断し、煙の濃度が閾値を超えている場合に火災と判定して、警報スピーカ３から警報音を発し、警報ランプ４を点灯させる。火災警報器１には、警報停止ボタン５が設けてあり、これを操作することにより警報スピーカ３からの警報音を停止し、警報ランプ４を消灯することができるようになっている。また、火災警報器１の背面には、火災警報器１を壁材等に固定する取り付け部（図示しない）や、火災警報器１を駆動させる電池を収納する電池収納部（図示しない）等が設けてある。

前記煙検知部２は、図１〜図３に示すように、ハウジング２１を備えている。ハウジング２１は、基板３１に取り付けられており、底面部２１ｂ、仕切り部２１ｃ、蓋部２１ｅ、底面部２１ｂと仕切り部２１ｃ、及び、仕切り部２１ｃと蓋部２１ｅとの間に設けられた棒状部材２１ａ等を備えている。仕切り部２１ｃの上方には、警報スピーカ３を収容するスピーカ収容空間が形成されている。仕切り部２１ｃには、警報スピーカ３に係合する係合部２１ｄが形成されている。これにより、警報スピーカ３がハウジング２１に一体的に取り付けられている。底面部２１ｂと仕切り部２１ｃとの間には、内部に煙を検知する煙検知室２２が形成されている。

前記ハウジング２１には、複数の鉤状の壁部２３が煙検知室２２の高さ方向の全長に亘って、煙検知室２２の周りを取り囲むように設けてある。これにより、煙検知室２２に外部から光を遮断しつつ外部からの煙が流入できるようになっている。それぞれの壁部２３はその端部を同一周方向に向けて設けてあり、壁部２３のうち火災警報器１を壁に取り付けた状態とした時に最下部となる位置に設けた壁部２３ａには、他の壁部２３と同じ高さの壁で形成され、上方に向けて開口するポケット部２３ｂが設けてある。壁部２３の外側には、金網等で構成される防虫網２４が設けてあり、煙検知室２２に虫等が入らないようにしてある。

本実施形態のような壁掛け式の火災警報器１では、煙検知室２２に侵入した埃（異物の一例）は下方に堆積する。このため、このようなポケット部２３ｂを設けることにより煙検知室２２に侵入した埃を効率よく捕捉することができる。また、ポケット部２３ｂを形成する壁部２３ａの煙検知室２２の側の端部は他の煙検知室２２の側の壁部２３の端部と同一周方向を向くように設けてあり、図１における壁部２３ａの左側の壁部２３との間から流入する空気等はポケット部２３ｂとは反対の方向に流れ、図１における壁部２３ａの右側の壁部２３との間から流入する空気等はポケット部２３ｂの上方を通って流れるように構成してある。このため、外部から流入する空気等がポケット部２３ｂの内部に流入することがなく、一旦ポケット部２３ｂに捕捉した埃を舞い上がらせることはない。尚、ポケット部２３ｂの開口幅は、煙の煙検知室２２への流入を妨げない範囲内で大きく形成することが好ましく、これにより埃を捕捉し易くなる。

前記ハウジング２１の内部には、煙検知室２２に近赤外線等の光を照射する発光部としての発光ダイオード等の発光素子２５と、煙検知室２２の光を受光する受光部としてのフォトダイオード等の受光素子２６とが、それぞれの光軸が煙検知室２２の内部で交差するように設けてある。また、発光素子２５と受光素子２６との間には遮光部としての遮光壁２７が設けてあり、発光素子２５から受光素子２６へ向かう直接光を遮断できるようになっている。このため、受光素子２６は、通常時には発光素子２５が発する光を受光することはなく、煙検知室２２に煙が流入した時にのみ煙による発光素子２５が発する光の散乱光を受光できるようになる。煙検知部２は、この散乱光を検出することで煙の存在を検知できるようになっている。

前記受光素子２６は、遮光壁２７及びポケット部２３ｂに対し上方に位置するように配置してある。本実施形態のような壁掛け式の火災警報器１では埃は上方からハウジング２１の内部に侵入し易い。このため、受光素子２６とポケット部２３ｂとをこのように設けることにより、埃が煙検知室２２の内部に侵入し難くなる。又、遮光壁２７の下方にポケット部２３ｂを設けてあるので、遮光壁２７から落下した埃を捕捉し易い。

前記警報スピーカ３は、火災のときには、警報音を発するものであるが、ハウジング２１を振動させるのにも用いられる。つまり、可聴域よりも低いあるいは高い周波数の音を発することにより、埃が煙検知室２２内に侵入し、埃が遮光壁２７内に付着したとしても、警報スピーカ３による振動によって埃が遮光壁２７内から脱着して落下し、上方に向けて開口するポケット部２３ｂが埃を捕捉するので、埃による光の乱反射を防止して誤検知を防止できる。従って、警報スピーカ３はハウジング２１を振動させる振動発生手段を兼用している。尚、その他の煙検知部２を備えた火災警報器１の構成、機能については、従来公知の火災警報器と同様である。

次に、本発明に係る光電式煙感知器の制御構成について説明する。
警報スピーカ３の振動発生手段としての作動を制御するマイコン等の制御手段（図示しない）が備えられており、制御手段が、警報スピーカ３を一定期間作動させてハウジング２１を振動させたのち所定の期間が経過すると、条件が満たされたと判別して、警報スピーカ３を作動させるように構成されている。

具体的には、図４に示すように、１０秒毎に発光素子２５が光をパルス照射して、受光素子２６が発光素子２５から発する光を受光する。そして、発光素子２５が光をパルス照射する１秒前に警報スピーカ３を一定期間作動させてハウジング２１を振動させる。警報スピーカ３を作動させるタイミングや作動時間は、適宜設定及び設定変更が可能である。例えば、図４のように、１回のパルス照射に対して１回作動させたり、複数回のパルス照射に対して１回作動させる等、埃の堆積度合いに応じて設定・変更可能である。又、警報スピーカ３を定期的（時、日、週、月、年）に作動させてもよい。警報スピーカ３を定期的に作動させる間隔は、適宜設定及び設定変更が可能である。さらに、温度センサ（図示しない）を設けて、温度センサの温度が所定温度になったときに警報スピーカ３を作動させてハウジング２１を振動させてもよい。これにより、所定温度を適切に設定することにより、夜と昼の間、あるいは、冬と夏との間で警報スピーカ３を作動させてハウジング２１を振動させることができる。

〔第２実施の形態〕
この実施形態では、第１実施形態の構成と異なる制御構成について説明する。
前記制御手段が、受光素子２６にて受光された散乱光の光量が所定値以上であると、条件が満たされたと判別して、警報スピーカ３を一定期間作動させるように構成されている。

具体的には、１０秒毎に発光素子２５が光をパルス照射して、受光素子２６が発光素子２５から発する光を受光する。そして、受光素子２６にて受光された散乱光の光量が警報音を発する閾値以上であると、警報スピーカ３を一定期間作動させてハウジング２１を振動させる。次に、発光素子２５が光をパルス照射して、受光素子２６にて受光された散乱光の光量が依然として該閾値以上である場合には、煙によって散乱される可能性が高いと
考えられるので、警報スピーカ３から警報音を発し、警報ランプ４を点灯させる。受光素子２６にて受光された散乱光の光量が該閾値より下がった場合には、埃による可能性が高いと考えられるので、警報スピーカ３から警報音を発せず、警報ランプ４を点灯させない。これにより、埃による乱反射と煙による散乱とを区別して誤検知を防止できる。

さらに、警報音を発する閾値よりも小さい閾値を設定し、受光素子２６にて受光された散乱光の光量が該閾値以上である場合に、警報スピーカ３を一定期間作動させてハウジング２１を振動させてもよい。つまり、受光素子２６にて受光された散乱光の光量が該閾値以上となった場合に、警報スピーカ３を一定期間作動させてハウジング２１を振動させる。次に、発光素子２５が光をパルス照射して、受光素子２６にて受光された散乱光の光量が依然として該閾値以上であると、再び警報スピーカ３を一定期間作動させてハウジング２１を振動させ、該閾値を下回るまでハウジング２１の振動を繰り返す。

〔別実施形態〕
上記の実施形態においては、ポケット部２３ｂを１つ設けた例を説明したが、複数設けてもよい。この場合、最下部の位置に加え、壁部２３の形状等によって生じる気流から埃がより堆積し易い任意の位置に設けることができる。

上記の実施形態においては、ポケット部２３ｂを壁部２３と同一の素材で形成した例を説明したがこれに限定されない。例えば、ポケット部２３ｂを粘着性部材や帯電性部材等の埃を吸着し易い部材で構成することもできる。これによって、埃をより捕捉し易くなる。

上記の実施形態においては、ポケット部２３ｂが壁部２３のうち火災警報器１を壁に取り付けた状態とした時に最下部となる位置に設ける構成を例示したが、これに限られるものではなく、ポケット部２３ｂが壁部２３のうち火災警報器１を壁に取り付けた状態とした時に下側となる位置に設けてもよい。

上記の実施形態においては、振動発生手段としての警報スピーカ３がハウジング２１を振動させる構成を例示したが、振動発生手段として警報スピーカ３とは別にバイブレータ３２を設けてもよい。具体的には、図５のように基板３１の上面でハウジング２１の側脇にバイブレータ３２を設けてハウジング２１を振動させたり、図６のように基板３１と底面部２１ｂとの間にバイブレータ３２を設けてハウジング２１を振動させることが考えられる。

上記の実施形態においては、受光素子２６をポケット部２３ｂの上方に設ける構成を例示したが、発光素子２５をポケット部２３ｂの上方に設けてもよい。また、発光素子２５及び受光素子２６をポケット部２３ｂの上方に設けなくてもよい。

上記の実施形態においては、ハウジング２１とは別に金網等で構成される防虫網２４を設ける構成を例示したが、ハウジング２１と防虫網とを一体成形してもよい。

本発明に係る光電式煙感知器は、煙を検知する煙センサ、煙を検知して警報を発する警報器、煙の濃度を測定する測定器等に適用することができる。

本実施形態に係る煙検知部の横断面図 本実施形態に係る火災警報器の模式図 本実施形態に係る煙検知部の縦断面図。 本実施形態に係る光のパルス照射とハウジングの振動のタイミングを示す図 別実施形態に係るハウジングと振動発生手段との関係を示す図 別実施形態に係るハウジングと振動発生手段との関係を示す図

１ 火災警報器
２ 煙検知部
３ 振動発生手段
２１ ハウジング
２３ 壁部
２３ａ 壁部
２３ｂ ポケット部
２５ 発光素子（発光部）
２６ 受光素子（受光部）

Claims (7)

1. 外部からの煙を流入させると共に外部からの直接光を遮断する複数の壁部を有するハウジングと、
   当該ハウジングの内部に光を照射する発光部と、
   前記ハウジングの内部に流入した煙による前記光の散乱光を受光する受光部と、
   前記ハウジングを壁に取り付けた状態において、前記複数の壁部のうち少なくとも下側に位置する壁部に上方に向けて開口するように設けられ、前記ハウジングの内部に侵入した異物を捕捉するポケット部と、
   前記ハウジングを振動させる振動発生手段と、を備えた光電式煙感知器。
2. 前記ポケット部を形成する一対の壁部の端部は、その他の前記壁部の前記ハウジングの内部側の端部と共に、同一周方向を向くように設けてある請求項１に記載の光電式煙感知器。
3. 前記ハウジングは、前記発光部から前記受光部に向かう直接光を遮断する遮光部を備えると共に、当該遮光部の下方に前記ポケット部を設けてある請求項１または２に記載の光電式煙感知器。
4. 前記振動発生手段の作動を制御する制御手段をさらに備え、
   当該制御手段は、予め設定された条件が満たされたときに、前記振動発生手段を一定期間作動させるように構成してある請求項１から３のいずれか１項に記載の光電式煙感知器。
5. 前記制御手段は、前記振動発生手段を作動させたのち所定の期間が経過すると、前記条件が満たされたと判別する請求項４に記載の光電式煙感知器。
6. 前記制御手段は、前記受光部にて受光された前記散乱光の光量が所定値以上であると、前記条件が満たされたと判別する請求項４に記載の光電式煙感知器。
7. 前記振動発生手段は、前記ハウジングに一体的に取り付けられたスピーカである請求項１から６のいずれか１項に記載の光電式煙感知器。

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