JP7341819B2

JP7341819B2 - 炎感知器

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Publication number: JP7341819B2
Application number: JP2019173650A
Authority: JP
Inventors: 淳小町; 俊介中嶋; 浩平西川; 悠馬石田
Original assignee: Nittan Co Ltd
Current assignee: Nittan Co Ltd
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2023-09-11
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: JP2021051523A; JP2023162352A; JP7538308B2

Description

本発明は、炎に固有の波長光を捉えて感知を行う炎感知器に関し、特に炎を検知する受光素子の前方の受光窓を覆う保護用ガラスの汚損検出機能を備えた炎感知器に関する。

従来の炎感知器には、筐体の正面開口部から赤外線を受光して炎を検知する主検出受光素子と、主検出受光素子の正面の受光窓に対向して配置され汚損検出用の試験光を発光する試験用光源と、受光窓を介して試験光を受光して汚損を検出する試験用受光素子と、筐体の正面側において発光する動作確認灯とを備えているものがある（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の炎感知器は、汚損検出機能を有するものの、動作確認灯の視認性が悪いという問題点があった。そこで、作動表示灯として、環状の光放出部材と該光放出部材へ回路基板上の光源からの光を誘導する導光部材とを備えた光ガイド部材を設けた炎感知器に関する発明が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００５－１２２４３７号公報特開２０１０－７３０１９号公報

炎を検知する受光素子を備えその前方の受光窓に受光素子への埃の付着を防ぐ光透過性保護カバー（例えばサファイアガラス）を設けている炎感知器においては、光透過性保護カバーが汚損すると検知精度が低下するという問題がある。特許文献２に記載されている炎感知器においては、受光素子前方の光透過性保護カバーの汚損を検出するため、光透過性保護カバーに向けて光を照射する試験用光源を設けるとともに、試験用光源と対向する側の光ガイド部材の光放出部材に導光部材を配置し、導光部材の端部に対向するように試験用受光素子を設けて、試験用受光素子の受光量に基づいて光透過性保護カバーの汚損の程度を検出するようにしている。

しかしながら、炎を検知する受光素子（赤外線センサ）の前方の光透過性保護カバーは均一に汚れるとは限らないにもかかわらず、特許文献２に記載されている炎感知器の汚れ検出機構は、図１１に示すように、２つの受光素子５０Ａ，５０Ｂに対してその中間に１つの試験用光源１３を配置し、光ガイド部材４０の反対側に導光部４４０を設けた構成であるため、光透過性保護カバー１２が不均一に汚損されると、２つの受光素子の受光量に差が生じてしまい、炎の検出精度が低下して誤報や失報を招くおそれがあると課題がある。

本発明は上記のような課題に着目してなされたもので、その目的とするところは、受光素子の前方の受光窓を覆う光透過性保護カバーが不均一に汚れて複数の受光素子の受光量に差が生じてしまった場合にも、炎の検知精度が低下することのない炎感知器を提供することにある。
本発明の他の目的は、光透過性保護カバーが不均一に汚れていずれかの受光素子の受光量が所定以上低下しまった場合に、汚れ警報を発することができる炎感知器を提供することにある。

上記課題を解決するために、この発明は、
炎の検出機能を有する回路が形成された回路基板を内蔵した筐体と、
前記回路基板に実装された主光源と、
前記筐体の正面において発光する光放出部と透光素材からなり前記主光源からの光を前記光放出部まで導く導光部とを有する光ガイド部材と、
筐体の正面側に設けられた開口部から炎が発する所定波長光を受光する複数の主検出受光素子と、
前記開口部と前記複数の主検出受光素子との間に設けられた光透過性保護カバーと、
前記光透過性保護カバー試験光を投光する複数の試験用光源と、
前記回路基板に実装され前記光透過性保護カバーを透過した試験光を受光する試験用受光素子と、を備え、前記回路基板は、前記複数の主検出受光素子の受光量に基づいて炎を検知する機能を有する炎感知器であって、
前記光ガイド部材の光放出部は、前記筐体の正面側において前記主検出受光素子を取り囲む略環状に形成され、
前記光放出部には前記試験光の入射部が設けられ、
前記複数の試験用光源は、出射した試験光が前記光透過性保護カバーの前記複数の主検出受光素子の受光面に対向する部位を透過して前記入射部へ入射されるように配設され、
前記入射部へ入射された試験光は前記光ガイド部材を経由して出射部へ誘導されて前記試験用受光素子へ入射され、
前記回路基板は、前記試験用受光素子の受光量に基づいて前記複数の主検出受光素子の受光量を補正し、補正した受光量に基づいて炎を検知するように構成したものである。

上記のような構成を有する炎感知器によれば、回路基板は、試験用受光素子の受光量に基づいて主検出受光素子の受光量を補正し、補正した受光量に基づいて炎検知を行うため、光透過性保護カバーが不均一に汚れて複数の受光素子の受光量が設置当初の値から低下してしまった場合にも、炎の検知精度が低下するのを抑制することができる。
また、光透過性保護カバーに試験光を投光する複数の試験用光源と、回路基板に実装され光透過性保護カバーを透過し光ガイド部材を経由して出射部へ誘導された試験光を受光する試験用受光素子とを備えるため、光透過性保護カバーが不均一に汚れていずれかの受光素子の受光量が所定以上低下しまった場合に、汚れ警報を発することができる。

ここで、望ましくは、前記入射部は１つであり、前記複数の試験用光源はそれぞれの光軸が前記入射部を通るように配設されているようにする。
かかる構成によれば、入射部が１つであるため、試験用受光素子を、複数の試験用光源に対して共用することができ、部品点数の増加を抑制しつつ、誤報や失報を抑制することができる。

また、望ましくは、前記光ガイド部材には、前記光放出部の前記入射部へ入射した光を前記試験用受光素子まで導く試験光誘導部が設けられているように構成する。
かかる構成によれば、入射部から試験用受光素子までの距離が比較的長い場合にも、入射した試験光を確実に試験用受光素子へ導くことができ、炎の検知精度を向上させることができる。

さらに、望ましくは、前記入射部は前記複数の試験用光源と同一の数だけ設けられ、前記複数の試験用光源はそれぞれの光軸が対応する前記入射部を通るように配設され、
前記光ガイド部材には、前記複数の入射部に入射した光を前記試験用受光素子まで導く導光部を有する複数の試験光誘導部が設けられ、
前記回路基板には、前記複数の試験光誘導部の導光部の端部に対応してそれぞれ試験用受光素子が実装されているようにする。
かかる構成によれば、入射部から試験用受光素子までの距離が比較的長い場合にも、試験光を確実に複数の試験用受光素子へそれぞれ入射させることができるとともに、複数の試験用光源を同時に発光させて、光透過性保護カバーの複数個所の透過率を算出することができるため、短時間に光透過性保護カバーの汚れ具合を検出することができる。

さらに、望ましくは、前記光ガイド部材には、前記光放出部から前記回路基板へ向かって延出された複数の導光部が設けられ、
前記複数の導光部のうちいずれか一つの導光部の端部は、前記回路基板に実装された前記主光源に対向され、前記複数の導光部のうち他の一つの導光部の端部は、前記回路基板に実装された前記試験用受光素子に対向されるように構成する。
かかる構成によれば、光ガイド部材に設ける導光部の数を少なくすることができ、それによって光ガイド部材の形状が複雑になるのを回避し、コストアップを抑制することができる。

さらに、望ましくは、前記入射部は、前記光放出部の、前記複数の導光部のうち端部が前記主検出受光素子に対向する前記導光部よりも前記複数の導光部のうち端部が前記試験用受光素子に対向する前記導光部に近い部位に設けられているようにする。
かかる構成によれば、試験用受光素子に入射する試験光の量を多くすることができ、光透過性保護カバーの汚れ具合を精度よく検出することができる。

本発明に係る炎感知器によれば、受光素子の前方の受光窓を覆う光透過性保護カバーが不均一に汚れて複数の受光素子の受光量に差が生じてしまった場合にも、炎の検知精度が低下することがないようにすることができる。また、光透過性保護カバーが不均一に汚れていずれかの受光素子の受光量が所定以上低下しまった場合に、汚れ警報を発することができるという効果がある。

本発明に係る炎感知器の一実施形態を示す斜視図である。実施形態の炎感知器の内部構造を示す分解斜視図である。実施形態の炎感知器の内部構造を示す正面断面図である。光ガイド部材の全体を示す斜視図である。実施形態の炎感知器における試験用光源と試験用受光素子の配置例を示す平面図である。実施形態の炎感知器における試験用光源の発光タイミングと試験用受光素子の受光レベルを示すタイミングチャートである。試験用光源と試験用受光素子の配置の変形例を示す平面図である。試験用光源と試験用受光素子の配置の他の変形例を示す平面図である。試験用光源と試験用受光素子の配置のさらに他の変形例を示す平面図である。炎から発せられる光の波長分布および実施形態の炎感知器におけるセンサ受光量の補正処理のイメージを示す図である。従来（特許文献２）の炎感知器における試験用光源と試験用受光素子の配置を示す平面図である。

以下、本発明に係る炎感知器の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態の炎感知器１０の斜視図、図２はその内部構造を示す分解斜視図である。
炎感知器は、一般に背面側を上方に向けて固定設置され、正面側を下方に向けた状態で正面前方（設置状態における下方）の領域の炎を検出するためのものである。かかる炎感知器は、検知対象のエリア内の複数の炎感知器を集中的に管理する図示しない受信機に接続され、炎を検出すると、検出信号を受信機へ送信する。

なお、以下の説明では、説明の便宜上、炎感知器を建造物の天井面に設置した状態で上になる側を下側、下になる側を上側とする。また、本実施形態の炎感知器１０では、筐体２０内に二つの赤外線センサ（例えば焦電素子）などからなる主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂが横並びで配設されており、場合によっては、炎感知器１０の主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂが向く方向を正面側、反対側を背面側と呼ぶ。

（炎感知器全体の構成）
本実施形態の炎感知器１０は、図１に示すように、円筒状をなすケース本体２２０とその正面側を覆うカバー体２１０とケース本体２２０と、背面側に接合されて設置箇所に固定されるベース体２３０とからなる筐体２０を備える。
このうち、上記ベース体２３０は、円形の皿状に形成され、その背面側が設置場所（天井面）に固定され、背部から引き出された配線が伝送線を介して受信機に接続される。

ケース本体２２０は、上記ベース体２３０よりも幾分外径が小さい有底円筒体であり、その底板の背面側をベース体２３０に対向させた状態で当該ベース体２３０の内側にはめ込まれるようにして装着される。本体２２０の底板の背面側には、図示しない接続端子が複数設けられ、当該各接続端子の先端部が鈎状に形成されている。つまり、各接続端子は、ベース体２３０側に設けられた被係合凹部に対して鈎状部が係合し、本体２２０をベース体２３０に固定する機能を有している。また、各接続端子は、ケース本体２２０内の回路基板と電気的に接続されており、ベース体２３０との係合により、ベース体２３０側からの電源供給や受信機との信号の送受信が可能となっている。

カバー体２１０は、円筒形状部２１１と当該円筒形状部２１１の正面側の端部に連なる円錐台形状部２１２と当該円錐台形状部の正面側端部に連なる正面端面部２１３とを備え、全体としてドーム状をなすように、合成樹脂により一体的に成形されている。
円筒形状部２１１は、その外径がベース体２３０の外径と等しく設定されており、背面側端部は大きく開口され、当該開口端部の内側にケース本体２２０をはめ込み、ネジ止めにより連結されるようになっている。
正面端面部２１３は、その中央部に大きく長円形状の開口部２１４が形成されており、当該開口部２１４の内側であって後方奥側に、炎が発する所定波長光を検知する主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂが配置されている。

また、炎感知器１０の筐体２０の内部には、図２に示すように、主光源１１が実装されるとともに炎を検出する回路が形成された回路基板３０と、回路基板３０を覆う基板カバー３３，主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂを保持する素子サポート６０，主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂの上方を覆う光透過性保護カバー（センサ保護用ガラス）１２，ガイドサポート７０，光ガイド部材４０が収納されている。
主光源１１は、正面前方に向けて発光を行うように回路基板３０に実装されたＬＥＤであり、本実施例では、２つ設けられている。主光源１１は、複数の用途に用いられる。例えば、平時には消灯状態とされ、炎感知時には点灯状態となり、周囲に報知を行ったり、複数の炎感知器１０が受信機に接続されている場合において、その一つを対象とする応答要求があった場合に、当該応答の対象となる炎感知器１０の主光源が点滅状態に切り替わって応答を行ったりするのに使用される。

また、火災時に炎から発せられる赤外線は、図１０に示すように、ＣＯ2共鳴放射と呼ばれる現象により4.4[μm]の赤外線域の波長で特徴的なピークを示す特性を有する。そこで、本実施例では、当該4.4[μm]の波長光を透過するフィルタを装備した赤外線センサからなる主検出受光素子５０Ａと、4.4[μm]の前後の波長光（例えば、4.0[μm]）を参照波長として透過するフィルタを装備した赤外線センサからなる主検出受光素子５０Ｂの２つを用いて赤外線を検出することにより炎の検出を行う。各主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂは、素子のリード端子が回路基板３０にハンダ付けで固定される。

光透過性保護カバー１２は、赤外線光を透過する透明なサファイアガラスからなる長方形の平板であり、２つの主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂの受光面や光学フィルタが外部に直接露出して汚れたり破損したりしないように保護する。
素子サポート６０は、正面視で長円形の台座６１と、台座６１の背面から下方に延出された四本の支柱６２とを備えている。四本の支柱６２は、台座６１の四隅に設けられている。そして、各支柱６２の先端面からは当該支柱６２よりも小径のボス６２ａがさらに延出され、回路基板３０には、各ボス６２ａの受け穴３１が形成されている。
台座６１は、その中央部には凹部が形成され、凹部のさらに中央には２つの素子格納凹部６３が形成されている。各素子格納凹部６３は、正面側が開放され、素子形状に対応して円柱体が嵌合可能な形状に形成されている。また、その底部には主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂのリード端子を挿通させる４つの貫通穴が形成されている。

また、台座６１の背面側には、２つの素子格納凹部６３に隣接して、光透過性保護カバー１２の汚損を検出するための試験用光源１３Ａ，１３Ｂを保持する光源保持部６５が２つ形成されている。各光源保持部６５は、図３に示すように、回路基板３０に近接して斜め上方を向いて開口しており、回路基板３０に実装された試験用光源１３Ａ，１３Ｂは、そのリード端子を曲げるようにした状態で光源保持部６５の開口から挿入され、内部に嵌合して向きを固定された状態で保持される。２つの試験用光源１３Ａ，１３Ｂは、試験光が環状の光ガイド部材４０の反対側の中央部の入射部ＬＩを照射するように斜めに配設されている。

光源保持部６５は、その開口部から素子格納凹部６３の内側（背面側）となる空間内まで貫通しており、試験用光源１３Ａ，１３Ｂは光透過性保護カバー１２を透過させて投光可能としている。試験用光源１３Ａ，１３Ｂから出射され光透過性保護カバー１２を透過した試験光は、光ガイド部材４０内を通過し、反対側の中央部に設けられている試験光誘導部４４０を介して回路基板３０上に実装されている試験用受光素子１４により受光される。試験用受光素子１４の数は本実施例では１つである。

なお、試験用光源１３Ａ，１３ＢはＬＥＤ、試験用受光素子１４はフォトダイオードであり、試験用光源１３の発する波長光を受光帯域としている。
さらに、上記台座６１には、下方へ向かって突出する一対の係止片６６が設けられており、係止片６６の先端の爪６６ａが回路基板３０に形成されている一対の係合穴３２に係合されることで、台座６１と回路基板３０とが結合される。

回路基板３０には、前述した主光源１１及び試験用受光素子１４が上面に直接実装され、主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂ及び試験用光源１３Ａ，１３Ｂは素子サポート６０を介して実装されている。
さらに、回路基板３０には、炎感知器１０に所定の作動を実行させるための各種の電子部品及びマイコン（ＣＰＵ）やメモリからなる制御手段が実装されており、炎検出の処理および光透過性保護カバー１２の汚れ検出のための透過性試験処理を実行する。炎検出処理では、各主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂにより二波長の赤外線検出を周期的に行い、各受光素子５０Ａ，５０Ｂの検出強度（受光レベル）が求められる。そして、各波長の検出強度が炎の燃焼に固有の強度である設定値の範囲内と判定した場合に、受信機に対して検出信号を出力する。また、回路基板３０は、それまで消灯させていた二つの主光源１１を点灯状態に切り替え、炎感知器１０の周囲に炎の検出を報知する。

また、回路基板３０は、光透過性保護カバー１２の透過性試験処理では、例えば、定期的に、試験用光源１３を発光させ、試験用受光素子１４による試験光の検出強度が、汚れ判定のために設定された閾値以上であるか判定を行う。そして、閾値未満の場合には、光透過性保護カバー１２の汚れの検出信号を受信機に出力する。
さらに、回路基板３０は、例えば主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂに内蔵された発熱素子を定期的に加熱させて、各主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂが正常か否かの自己診断の処理を実行する。そして、いずれかの主検出受光素子について閾値未満となった場合には、主検出受光素子の異常発生信号を受信機に出力する。

ガイドサポート７０は、図２及び図３に示すように、筐体２０の内部において水平面に沿って配置される略円板状の台座７１と、台座７１の外周縁部から背面側に向かって立ち上げられた周壁部７２とを備えている。そして、周壁部７２は筒状をなすと共にその内径は素子サポート６０の台座６１の外径よりも若干大きく設定されており、ガイドサポート７０は素子サポート６０を内部に収容した状態で連結することが可能となっている。

また、台座７１の上面中央部には、長円状の凹部７１１が形成されており、凹部７１１の中央部には主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂの頭部が臨むための長円状の開口部７１２が形成されている。
さらに、台座７１の上面外縁部には、光ガイド部材４０の嵌合部７１３が形成されている。この嵌合部７１３は、台座７１の正面上に立設された突条により形成されており、当該突条の嵌合部７１３で囲まれた領域に光ガイド部材４０を嵌合させることで固定することができる。

また、嵌合部７１３に光ガイド部材４０が固定された状態において、凹部７１１は、光ガイド部材４０の二つの内側斜面４１１，４１２と共に全体的に略すり鉢形状を形成する内側斜面７１１ａ，７１１ｂを備えており、光ガイド部材４０の内側斜面により規定される視野角に干渉しないようになっている。
さらに、台座７１の開口部７１２を挟んだ対角位置には、素子サポート６０の３つの突出片６７の先端部が挿入されるスリット状の係合穴７１４が穿設されており、各突出片６７を係合穴７１４に挿入し係止させることで、素子サポート６０とガイドサポート７０とを結合させることが可能にされている。

台座７１の背面には、図３に示すように、光ガイド部材４０の試験光誘導部４４０の垂直導光部４４３が挿通される筒状部７１６が回路基板３０側に向かって延設されている。そして、この垂直導光部４４３の延出先端部は、試験用受光素子１４の光軸と直交する平坦面に形成されており、この平坦面が試験光の出射部４４４となっている。図示しないが、台座７１の背面には、光ガイド部材４０の垂直方向導光部４３０が挿通される筒状部も設けられている。
周壁部７２の背面側端部には、図２に示すように、半径方向外側に向かって四方に延出された張り出し部７２１が形成されており、各張り出し部７２１は、筐体２０のカバー体２１０の背面側に形成された図示しない凹部に嵌合するようになっている。

光ガイド部材４０は、光放出部４１０と２つの水平方向導光部４２０と２つの垂直方向導光部４３０と、試験用光源１３から出射された試験光を試験用受光素子１４へ導くための試験光誘導部４４０とを備えており、ガイドサポート７０により筐体２０の内部に固定保持されている。図４には、光ガイド部材４０の詳細な構成例が示されている。
図４に示すように、光ガイド部材４０は、上面視で略円環状であって筐体２０の正面において発光する発光面として機能する内側斜面４１１，４１２を有する光放出部４１０と、当該光放出部４１０からその外側に向かって延出された２つの水平方向導光部４２０と、各水平方向導光部４２０から下方の回路基板３０へ向かって垂下された２つの垂直方向導光部４３０と、前記試験用光源１３から出射された試験光を試験用受光素子１４に導くための試験光誘導部４４０とを備えており、これらは透光性のある樹脂により一体的に成形されている。

光放出部４１０は、その正面視形状が、前述した筐体２０のカバー体２１１の開口部２１４と相似形の長円状に形成されており、当該開口部２１４からは光放出部４１０の内側斜面４１１，４１２が外部に臨むように配置される。
また、水平方向導光部４２０は、均一な厚さの板状に形成されており、その背面側には円柱状の垂直方向導光部４３０が形成されている。
垂直方向導光部４３０は、その端面が平滑な面であり、図２に示すように、回路基板３０上に実装された主光源１１に近接対向した状態で配設される。つまり、この端面が主光源１１からの出射光の入射面となる。試験光を誘導する試験光誘導部４４０を構成する垂直導光部４４３も同様に、その端面が平滑な面であり、回路基板３０上に実装された試験用受光素子１４に近接対向した状態で配設される。つまり、その端面が、試験光の試験用受光素子１４への出射面となる。

さらに、水平方向導光部４２０は、正面視において、切り欠き部４２１により二方向に反射される光をそれぞれ光放出部４１０の長円形の接線方向に沿うように反射させる２つの反射面４２２，４２３を備えている。かかる反射面４２２，４２３により、反射光は正面視で光放出部４１０の長円形に沿って進行し、より遠方まで光が届くこととなり、光放出部４１０全体を効果的に発光させることが可能となっている。

光放出部４１０は、中央部が大きく開口してなる円環状であり、円環の断面形状は、正面前方に凸となる山型となっている。つまり、光放出部４１０は、当該山型の尾根に相当する部分４１３が長円に沿って連なっている。そして、尾根部４１３のすぐ内側に、内側斜面４１１が全周に渡って形成され、さらにその内側に内側斜面４１２が全周に渡って形成されている。また、尾根部４１３の外側には、全周に渡って外側斜面４１４が形成されている。また、試験光誘導部４４０が設けられている光放出部４１０の部位は、試験光の入射部４１６として機能する。

上記のように、光放出部４１０は、その尾根部４１３がカバー体２１０の開口部２１４の内縁部と一致するように配置されるので、内側斜面４１１，４１２のみが開口部２１４から外部に発光を行うこととなる。また、内側斜面４１１，４１２は、その表面に反射を抑止するための加工としてシボ加工が施されている。
一方、試験光の入射部４１６については、その部分だけシボ加工を施さずに透明な状態を維持して、試験の検出精度を確保している。

試験光誘導部４４０は、前述した試験光の入射部４１６から入射した試験光を回路基板３０上の試験用受光素子１４まで案内するためのものであり、光放出部４１０から外側に延出された水平導光部４４１と、水平導光部４４１内を水平方向へ進行する光を垂直方向へ反射する反射面４４２と、反射面４４２で反射された試験光を基板方向へ誘導するように回路基板３０側に延出された垂直導光部４４３とを備えている。反射面４４２は、水平導光部４４１と垂直導光部４４３との交差位置において、４５°に傾斜した平滑面により形成されている。

（試験用光源及び試験用受光素子）
図５には、本実施形態の炎感知器１０を正面側から見た場合における試験用光源１３Ａ，１３Ｂと試験用受光素子１４の配置関係が示されている。
図５に示すように、本実施形態においては、２つの試験用光源１３Ａ，１３Ｂが環状の光ガイド部材４０の内側に並設されているとともに、光源１３Ａと１３Ｂの光軸が、それぞれ上面視で主検出受光素子５０Ａ，５０Ｂのほぼ中心を通り、光ガイド部材４０の反対側の中央部にて交差するように斜めに配設されている。

そして、光源１３Ａと１３Ｂの光軸が交差する光ガイド部材４０の中央部が試験光入射部ＬＩとなり、入射部ＬＩに接するように、試験用受光素子１４へ入射した試験光を誘導する試験光誘導部４４０が設けられている。
なお、試験用光源１３Ａ，１３Ｂは、紙面に対しても斜めに配設されており、試験用光源１３Ａ，１３Ｂと光ガイド部材４０の試験光入射部ＬＩとの間に、紙面と平行に保護ガラス１２が介在されている。つまり、試験用光源１３Ａ，１３Ｂは保護ガラス１２の背部にある。また、試験用光源１３Ａ，１３Ｂ（光源１，２）は、回路基板３０上の制御手段（ＣＰＵ）によって、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、同一周期かつ異なるタイミングで発光駆動される。試験用光源１３Ａ，１３Ｂの発光波長には、主検出受光素子（赤外線センサ）５０Ａと５０Ｂの検出波長帯またはその近傍の波長帯を使用するのが良い。試験用光源１３Ａ，１３Ｂが発光される際、主光源１１は消灯状態にされる。

図５に示す構成においては、センサ保護ガラス（光透過性保護カバー１２）が不均一に汚損されていると、試験用光源１３Ａから出射された試験光を試験用受光素子１４が受けた時の受光量と、試験用光源１３Ｂから出射された試験光を試験用受光素子１４が受けた時の受光量は、設置当初は図６（Ｃ）に示すように、レベルが高かったものが、汚損された後は図６（Ｄ）に示すように、レベルが低くなる。なお、図６（Ｄ）においては、主検出受光素子５０Ａの配置側の方が主検出受光素子５０Ｂの配置側より光透過率が低いつまり汚損度が高い場合を示しているが、逆の場合もあるし、両方のレベルが低下する場合もある。

本実施形態の炎感知器１０の回路基板３０は、試験用光源１３Ａからの試験光を試験用受光素子１４が受けた時の受光量と試験用光源１３Ｂからの試験光を試験用受光素子１４が受けた時の受光量の低下量から保護ガラスの透過率を算出し、メモリに記憶する。そして、主検出受光素子５０Ａの受光量と主検出受光素子５０Ｂの受光量に基づいて炎検出を行う場合に、各透過率に基づいて、主検出受光素子５０Ａの受光量や主検出受光素子５０Ｂの受光量を補正し、補正値により判定を行うように構成されている。
また、回路基板３０は、試験用受光素子１４の受光レベルが所定のしきい値以下になると、受信機へ汚れ検出情報（汚れ側を示す情報を含んでも良い）を出力して知らせるように構成されている。なお、汚れ検出信号を生成して光ガイド部材４０を点灯もしくは点滅させたりするように構成しても良い。また、汚れ警報は、試験用受光素子１４の受光量の低下が所定時間以上経過した場合に発するようにしても良い。

上記のような構成を有する炎感知器１０では、保護ガラス（光透過性保護カバー１２）が不均一に汚れた場合に、保護ガラスの各センサ（５０Ａ，５０Ｂ）に対応する部分の光透過率に応じて、センサの受光量を補正するので、炎検出判定の際の誤報や失報を抑制することができる。また、保護ガラスの汚れ警報も的確に行える。
なお、回路基板３０は、主検出受光素子５０Ａの受光量と主検出受光素子５０Ｂの受光量との比を算出し、受光量の比に基づいて炎検出を行うように構成することも可能であり、その場合には、試験用光源１３Ａからの試験光を試験用受光素子１４が受けた時の受光量と試験用光源１３Ｂからの試験光を試験用受光素子１４が受けた時の受光量との比を算出し、その受光量の比に基づいて炎検出のための受光量比の演算の際に、補正を行うように構成しても良い。

次に、試験用光源１３と試験用受光素子１４の配置の変形例を、図７～図９を用いて説明する。
第１の変形例は、図７に示すように、２つの試験用光源１３Ａ，１３Ｂを、互いの光軸が平行であって、主検出受光素子５０Ａと５０Ｂの並び方向と直交し主検出受光素子５０Ａと５０Ｂの中心を通るように配置するとともに、光ガイド部材４０の試験用光源１３Ａ，１３Ｂに対向する試験光入射部ＬＩ１，ＬＩ２にそれぞれ試験光誘導部４４０Ａ，４４０Ｂを設けたものである。また、図示しないが、試験光誘導部４４０Ａと４４０Ｂを構成する垂直導光部４４３の下端面に対向するように、回路基板３０上に試験用受光素子（１４Ａ，１４Ｂ）が実装される。

この変形例においては、試験用光源１３Ａから出射された試験光は保護ガラス（１２）の主検出受光素子５０Ａ上方部位を通過して試験光入射部ＬＩ１に入射し、試験光誘導部４４０Ａによって誘導されて試験用受光素子（１４Ａ）へ照射され、受光される。また、試験用光源１３Ｂから出射された試験光は保護ガラス（１２）の主検出受光素子５０Ｂ上方部位を通過して試験光入射部ＬＩ２に入射し、試験光誘導部４４０Ｂによって誘導されて試験用受光素子（１４Ｂ）へ照射され、受光される。２つの試験用光源１３Ａ，１３Ｂは同時に発光させることができる。
保護ガラス１２が汚損されている場合の回路基板３０による主検出受光素子５０Ａと５０Ｂの受光量に基づく炎検出判定時の補正処理および保護ガラスの汚れ警報処理は、前記実施形態の場合と同じである。

第２の変形例は、図８に示すように、第１の変形例と同様に、２つの試験用光源１３Ａ，１３Ｂを、互いの光軸が平行であって、主検出受光素子５０Ａと５０Ｂの並び方向と直交し主検出受光素子５０Ａと５０Ｂの中心を通るように配置している。ただし、光ガイド部材４０の試験用光源１３Ａ，１３Ｂに対向する試験光入射部ＬＩ１，ＬＩ２には、試験光誘導部４４０Ａ，４４０Ｂが設けられていない。また、光ガイド部材４０を構成する一対の垂直方向導光部４３０Ａ，４３０Ｂのうち一方（４３０Ａ）の端部に対応して主光源１１が回路基板３０上に配設され、他方（４３０Ｂの下端面に対向するように、回路基板３０上に試験用受光素子１４が実装される。

この変形例においては、試験用光源１３Ａから出射された試験光は保護ガラス（１２）の主検出受光素子５０Ａ上方部位を通過して試験光入射部ＬＩ１に入射し、光ガイド部材４０の水平方向導光部４２０内を進んで垂直方向導光部４３０Ｂによって誘導されて試験用受光素子（１４）へ照射され、受光される。また、試験用光源１３Ｂから出射された試験光は保護ガラス（１２）の主検出受光素子５０Ｂ上方部位を通過して試験光入射部ＬＩ２に入射し、水平方向導光部４２０内を進んで垂直方向導光部４３０Ｂによって誘導されて試験用受光素子（１４）へ照射され、受光される。２つの試験用光源１３Ａ，１３Ｂは、第１の変形例と同様に、異なるタイミングで発光させる必要がある。炎検出判定時の補正処理および保護ガラスの汚れ警報処理は、第１の変形例と同じである。

第３の変形例の構成は、図９に示すように、第２の変形例とほぼ同じ構成であり、試験光入射部ＬＩ１，ＬＩ２に試験光誘導部４４０Ａ，４４０Ｂを設けずに、２つの試験用光源１３Ａ，１３Ｂを、互いの光軸が平行であって主検出受光素子５０Ａと５０Ｂの中心を通るように配置している。第２の変形例との差異は、試験用光源１３Ａ，１３Ｂを、それぞれの光軸が主検出受光素子５０Ａと５０Ｂの並び方向に対して斜めになるように配置している点のみである。

この変形例においても、光ガイド部材４０を構成する一対の垂直方向導光部４３０Ａ，４３０Ｂのうち一方（４３０Ａ）の端部に対応して主光源１１が回路基板３０上に配設され、他方（４３０Ｂ）の下端面に対向するように、回路基板３０上に試験用受光素子１４が実装される。２つの試験用光源１３Ａ，１３Ｂは、異なるタイミングで発光される。炎検出判定時の補正処理および保護ガラスの汚れ警報処理は、第２の変形例と同じである。
また、第３の変形例においては、試験光入射部ＬＩ１，ＬＩ２の位置が、試験用受光素子へ試験を誘導する垂直方向導光部４３０Ｂに近くなるとともに、ＬＩ１，ＬＩ２への入射角度も大きくなり、入射時の反射ロス分と入射後の導光効率向上分が最適化され、第２の変形例に比べて、受光素子への入射光量を多くして検出精度を高めることができる。

以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、主検出受光素子を回路基板３０上に２個実装したものを示したが、主検出受光素子の数は２個に限定されず、３個以上であっても良い。
また、上記実施形態では、光透過性保護カバー１２としてサファイアガラスを使用しているが、サファイアガラスに限定されるものではなく、使用する受光素子の波長帯の光を透過し易い素材であれば良い。

１０炎感知器
１１主光源
１２光透過性保護カバー（保護ガラス）
１３Ａ，１３Ｂ試験用光源
１４試験用受光素子
２０筐体
３０回路基板
４０光ガイド部材
４１０光放出部
４２０水平方向導光部
４３０垂直方向導光部
４４０試験光誘導部
４４３垂直導光部
５０Ａ，５０Ｂ主検出受光素子
６０素子サポート
７０ガイドサポート
ＬＩ入射部

Claims

炎の検出機能を有する回路が形成された回路基板を内蔵した筐体と、
前記回路基板に実装された主光源と、
前記筐体の正面において発光する光放出部と透光素材からなり前記主光源からの光を前記光放出部まで導く導光部とを有する光ガイド部材と、
筐体の正面側に設けられた開口部から炎が発する所定波長光を受光する複数の主検出受光素子と、
前記開口部と前記複数の主検出受光素子との間に設けられた光透過性保護カバーと、
前記光透過性保護カバー試験光を投光する複数の試験用光源と、
前記回路基板に実装され前記光透過性保護カバーを透過した試験光を受光する試験用受光素子と、を備え、前記回路基板は、前記複数の主検出受光素子の受光量に基づいて炎を検知する機能を有する炎感知器であって、
前記光ガイド部材の光放出部は、前記筐体の正面側において前記主検出受光素子を取り囲む略環状に形成され、
前記光放出部には前記試験光の入射部が設けられ、
前記複数の試験用光源は、出射した試験光が前記光透過性保護カバーの前記複数の主検出受光素子の受光面に対向する部位を透過して前記入射部へ入射されるように配設され、
前記入射部へ入射された試験光は前記光ガイド部材を経由して出射部へ誘導されて前記試験用受光素子へ入射され、
前記回路基板は、前記試験用受光素子の受光量に基づいて前記複数の主検出受光素子の受光量を補正し、補正した受光量に基づいて炎を検知するように構成されていることを特徴とする炎感知器。
前記入射部は１つであり、前記複数の試験用光源はそれぞれの光軸が前記入射部を通るように配設されていることを特徴とする請求項１に記載の炎感知器。
前記光ガイド部材には、前記光放出部の前記入射部へ入射した光を前記試験用受光素子まで導く試験光誘導部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の炎感知器。
前記入射部は前記複数の試験用光源と同一の数だけ設けられ、前記複数の試験用光源はそれぞれの光軸が対応する前記入射部を通るように配設され、
前記光ガイド部材には、前記複数の入射部に入射した光を前記試験用受光素子まで導く導光部を有する複数の試験光誘導部が設けられ、
前記回路基板には、前記複数の試験光誘導部の導光部の端部に対応してそれぞれ試験用受光素子が実装されていることを特徴とする請求項１に記載の炎感知器。
前記光ガイド部材には、前記光放出部から前記回路基板へ向かって延出された複数の導光部が設けられ、
前記複数の導光部のうちいずれか一つの導光部の端部は、前記回路基板に実装された前記主光源に対向され、前記複数の導光部のうち他の一つの導光部の端部は、前記回路基板に実装された前記試験用受光素子に対向されるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の炎感知器。
前記入射部は、前記光放出部の、前記複数の導光部のうち端部が前記主検出受光素子に対向する前記導光部よりも前記複数の導光部のうち端部が前記試験用受光素子に対向する前記導光部に近い部位に設けられていることを特徴とする請求項５に記載の炎感知器。