JPH0212399A - クリーンルーム用複合型煙感知器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建物内に設置されている自動火災報知設備に
使用する煙感知器に関し、特に、クリーンルーム、バイ
オハザード対策施設等の比較的換気看の多い部屋からな
る建物に使用される煙感知器に関するものである。

〔従来の技術〕

従来から、事務所、病院等の一般の大きな建物には自動
火災報知設備を設置することが法律によって義務づけら
れている。このような自動火災報知設備には煙感知器が
使用されているが、この煙感知器の構造、感度、あるい
は設置方法等も法律によって定められている。

しかしなから、このような法定の煙感知器は、−Ｃの建
物を対象としているため、クリーンルームのようなきわ
めて高い清浄度を確保しなければならない部屋を有する
建物においては、十分な性能を発揮することができない
。すなわち、クリーンルームは、清浄度を確保するため
に、天井から床に向かう下向きの気流が形成されている
場合が多い。そのために、火災に伴って発生した煙は天
井まで到達せずに、室外へ排出される。したがって、法
に定められている煙感知器を天井面に取りつける方法で
は、火災が室内に拡大する以前には煙を感知できず、早
期発見が困難である。

また、クリーンルームは、一般の施設に比較すると、数
倍〜数十倍の清浄空気が提供されていることから、火災
に伴って発生した煙は、希釈されてしまう。したがって
、法定の煙感知器では、煙を確実に感知することはでき
ない。

更に、建物等に取り付けられた火災報知器の性能を確認
するために、定期点検を実施する必要がある。従来、煙
感知器の動作確認は、蚊取り線香等の煙を利用した試験
器により実施している。しかし、この方法では、試験器
の粒子や作業者の動作による発塵等によりクリーンルー
ムが汚染されてしまう。

そこで、本出願人は、このような環境にも適用（３）前
記圧着ゴムローラと前記ガイド部材との間に原稿を送り
込む手段と、 （４）前記ガイド部材と前記圧惹ゴムローラとで形成さ
れる前記仮じ直線２の原稿給送方向近傍にある原稿面で
かつ前記ガイド部材と接していない部分を同原稿面と接
触することなく読取走査する光学系と、 を有している （５）ファクシミリ走査装置。

（ニ）作用効果 一ザ光綿は、その一部が散乱し、その散乱光が散乱光受
光素子３７によって感知され、その結果、散乱光受光素
子３７は信号を出力する。この出力信号は増幅回路３８
によって増幅されて演算回路３９に送られる。演算回路
３９は所定の演算を行い、その結果を監視装置４０に送
出する。

また、動作確認用光源４２は、自己試験回路４１からの
信号によって作動し、光源４２からの光を散乱光受光素
子３７が受光することによって煙感知器３１の動作ｆ！
認が行われるようになってい二のようなりリーンルーム
用散乱光型煙感知器３１は法定煙感知器の数百倍の感度
を有しており、清浄空気により希釈された煙の微粒子で
あっても確実に感知することができる。

［本発明が解決しようとする課題］ しかしなから、このようなりリーンルーム用散乱光型煙
感知器３１は低濃度の埋の感知に主眼をおいて製作され
ているので、測定可能な濃度の上限が検出下限濃度の十
倍程度であり、動作可能濃度範囲（ダイナミックレンジ
）が狭い、このため、煙の濃度が高くなると、出力が飽
和してしまうという問題がある。

ところで、最近の自動火災報知設備には、火災の規模や
、例えば火災が拡大する方向にあるのかあるいは沈静化
する方向にあるのか等の状況の変化を判断する機能を有
することが求められている。

そこで、このような要求に応えるために上記のクリーン
ルーム用散乱光型煙感知器を使用した場合、煙の濃度が
高くなると、先に述べたように煙感知器の出力が勺、激
に飽和してすぐに最大値に達してしまうので、以後の火
災の規模や状況の変化を判断することができない。この
ため、このようなりリーンルーム用散乱光型煙感知器で
は上記の要求に確実かつ十分に応えることは不可能なも
のとなっている。

本発明は、上記の課題を解決するものであって、動作可
能濃度範囲を広くできるようにして火災の規模や状況の
変化をも確実に判断することのできる煙感知器の提供を
目的とするものである。

〔課題を解決するための手段］ そのために本発明の煙感知器は、気密でかつ外部の光を
遮断する横遣の気密暗箱、該気密暗箱内に空気を導入す
る空気入口ノズル、気密暗箱から空気を外部に放出する
空気出口ノズル、気密暗箱内の空気入口ノズルから空気
出口ノズルに向かう空気流の少なくとも一部を照射する
煙感知用光源、該煙感知用光源からの光が空気流に衝突
して散乱した光を検出する散乱光受光素子、該散乱光受
光素子からの信号に基づいて散乱光の呈を演算す受ける
ことができるようになっている、更に、第２突出部２ｂ
内には、散乱光受光素子８が設けられており、この散乱
光受光素子８は空気入口ノズル３から空気出口ノズル５
に空気が流れているとき、煙感知用光源６の光がこの空
気流に当たることにより散乱する光を受けることができ
るようになっている。更に、第４突出部２ｄには、例え
ば発光ダイオードからなる動作確認用光ａ１９が設けら
れている。この動作確認用光源９は光束の向きが空気人
口ノズル３と空気出口ノズル５との間で乱光受光素子で
検出する。また、煙怒知用光源からの光を透過光受光素
子で検出し、散乱光受光素子と前記透過光受光素子の出
力は、それぞれ、散乱光の量を計算する散乱光量演算回
路と減光率を計算する減光率？Ａ算回路とを介して監視
装置で監視される。

従って、本発明によるＰ１惑知器は、散乱光受光素子が
煙の微粒子からの散乱光を検出するばかりでなく、透過
光受光素子が煙の微粒子により光量の減少した光をも検
出するようになる。

そして、散乱光受光素子からの出力信号に基づいて敗乱
光叶演算回路により光量が計算され、その計算結果が監
視装置に表示されることにより、埋の存在が報知される
。

また、高い濃度の煙が発生したときには、散乱光受光素
子からの出力が飽和する。その場合には、ｉ１光受光素
子からの出力信号に基づいて減光率病３７回路により減
光率が計算され、その計算結果が監視装置に表示される
ことにより、高濃度の煙の存在が報知される。

こうして、本発明の煙感知器は＠濃度の煙の測定に適し
た散乱光方式と高濃度の煙の測定に適した減光方式とを
併用した複合型煙感知器を構成するようになり、きわめ
て広い濃度範囲で動作可能となる。

また、動作確認用光源からの光を散乱光受光素子が受け
、その光量が所定の範囲内にあるが否かを自己試験回路
で判断することにより、散乱光の受光系が正常に作動す
るか否がが確認できる。さらに、散乱光受光素子が煙感
知用光源からの先の散乱光を検出していないにも関わら
ず、透過光受光素子からの信号に基づいて演算された減
光率が所定の範囲内にあるか否かを自己試験回路が判断
する。この判断結果により、煙感知用光源および透過光
の受光系が正常に作動するか否かが確認できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照しつつ実施例を説明する。

第１図は本発明に係る煙感知器の１実施例を概略的に示
す全体ｇ９構図、第２図は本発明の煙感知器をクリーン
ルームに適用した例を説明するための図である。図中、
ｌは煙感知器、２は気密暗箱、３は空気人口ノズル、５
は空気出口ノズル、６は埋怒知用光源、７は透過光受光
素子、８は散乱光受光素子、９は動作確認用光源、１０
は光源駆動回路、１２は減光率演算回路、１４は散乱光
光量演算回路、１７は監視装置、１日は自己試験回路を
示す。

第１図において、煙感知器ｌは、内部が気密にかつ外部
の光を遮断するように形成された気密暗箱２を備えてい
る。この気密暗箱２は、その断面をほぼＸ字状にする第
１〜第４突出部２ａ、２ｂ、２　ｃｓ　２　ｄを有して
いる。そして、この気密暗箱２には、第１突出部２ａと
第４突出部２ｄとの間に気密暗箱２の外部と内部とを連
通ずる空気入口ノズル３が設けられている。この空気入
口ノズル３内には、空気流検知器４が設置されている。

また、気密暗箱２の第２突出部２ｂと第３突出部２Ｃと
の間の中間部には、気密暗箱２の内部と外部とを連通ず
る空気出口ノズル５が空気人口ノズル３と同一軸線上に
設けられている。

なお、気密暗箱２は、断面形状をＸ字状にしたが、光線
を遮ることができれば特に形状に関係内ので、特にＸ字
状でなく、光線を遮ることが可能な任意の形状を採用し
てもよい。

また、第１突出部２ａ内には、半導体レーザや白熱電球
等からなる煙感知用光源６が設けられている。この煙感
知用光源６は、光束の向きが空気入口ノズル３と空気出
口ノズル５との間でこれら両ノズル３．５の軸線で交差
するようにセットされている。また、第３突出部２Ｃ内
には、（ｙｌ知用光ａＵの光束の延長線上に位置するよ
うにして、透過光受光素子７が設けられている。すなわ
ち、透過光受光素子７は埋感知用光＃６からの光をり、
引用例のものは、原稿を保持するスリット板及びガイド
部材は、回転ミラー１からの距離を均一つまり主走査速
度を均一にするため湾曲状のものを用いざるを得ないが
、本件発明ではこのような原稿保持部材を用いていない
。

したがって、この点においても両者は同一性を有するも
のと言うことができない。

３．５　本件発明の従来技術 引用例は本件発明の従来技術としても、挙げられている
ものとみられる。すなわち、本件の特許これら両ノズル
３．５の軸線に交差するようにセットされているととも
に、動作ｌｉｔ認用光用光源光を散乱光受光素子８によ
って直接受けることができるようになっている。

８！惑知用光源６は光源駆動回路１０に接続され、透過
光受光素子７は第１増幅回路１１を経て減光率演算回路
１２に接続されている。この減光率演算回路１２は、弐 Ｄ−Ｉ　Ｎ、　−＋）　／Ｉｏ　）　Ｘ　（１／Ｌ）　
ｘｌＯＯＤ　：減光率（％／ｍ） １ｏ　　：ＰＩの存在しない場合の透過光〒！　；埋の
存在する場合の透過光量 Ｌ　；光源と受光素子との距ｍ　（ｍ）にしたがって、
減光率りを計算する。

更に、散乱光受光素子８は第２増幅回路１３を経て散乱
光景演算回路１４に接続されている。胃病算回路１２．
１４はそれぞれ比較判別回路１５に接続され、この比較
判別回路１５は入出力回路１６を経て監視装置１７に接
続されている。

一方、空気流検知器４および動作確認用光源９は自己試
験回路１８にそれぞれ接続されている。

また、この自己試験回路１日には光源駆動回路１０、減
光率演算回ＦＩＰ！１２、散乱光量演算回路１４、およ
び入出力装置１６がそれぞれ接続され、更に、光源駆動
回路１０は第１増幅回路１１、第２増幅回路１３、およ
び比較判別回路１５にそれぞれ接続されている。

次に、このように構成された煙感知器１０作用を、この
煙感知器１をクリーンルーム１９に設置した場合につい
て第２図により説明する。

第２図において、クリーンルーム１９は、床２０が空気
を透過することができるようになっているとともに、天
井２１が超高性能エアフィルタによって形成されている
。還気ダクト２２がその一端を床下２３内に臨ませるよ
うにして設けられており、この還気ダクト２２の他端は
空気調和器２４に接続されている。この空気調和器２４
には給気ダクト２５の一端が接続されており、給気ダク
ト２５の他端はクリーンルーム１９の天井裏２６に臨む
ように配設されている。

床下２３に煙感知器１が設置され、その空気入口ノズル
３が配管２７および煙感知器用吸引ノズル２８によって
運気ダクト２２の一端部に接続される。また、空気出口
ノズル５に空気吸引ポンプ２９が接続される。一方、監
視装置１７は監視室３０に設置される。

空気調和２：２４が駆動されると、クリーンルーム１９
内の空気は床下２３を通って運気ダクト２２により吸引
される。そして、空気調和器２４によって浄化された清
浄な空気は給気ダクト２５を通って天井裏２６に流入す
る。こうして空気は、クリーンルーム１９内に矢印のよ
うに天井２１から床２０に向かって還流し、この還流に
伴い空気が浄化されるようになる。

この状態で、空気吸引ポンプ２９が駆動されると、換気
ダクト２２内を流れる換気の一部が煙感知器用吸引ノズ
ル２８、配管２７、および空気入口ノズル３を通って気
密暗箱２内に導入される。

気１ぞ暗箱２内に導入された空気は更に空気出口ノズル
５を通って床下２３内にｉＢ出される。したがって、気
密暗箱２内で空気入口ノズル３と空気出口ノズル５との
間に空気流が形成される。

光Ｒ駆動回路１０からのパルス信号は、煙感知用光源６
、第１〜２増幅回路１１、Ｉ３、比較判断回路１５、お
よび自己試験回路１８に送られ、これにより、煙感知用
光源６がつ、灯する。しだがって、この埋怒知用光ａ６
からの光束は前述の空気流の一部に当たることになる。

クリーンルーム１９内が正常に運転されている場合には
、清浄な空気が気密暗箱２内に導入されていることにな
る。このため、煙感知用光源６からの光束が空気流に当
たっても空気中の煙の微粒子による光の散乱、遮り、唆
収等は起こらない。

したがって、散乱光受光素子８に光は入射することはな
く、透過光受光素子７に１００％の光が入射するように
なる。このため、散乱光受光素子８は出力信号を何ら発
しない。また、ｉ３過光受光素子７も出力信号を何ら発
しない。したがって、監視装置１７は異常を表示するこ
とはない。

クリーンルーム１９内に火災が発生すると、その火災に
伴って生じた煙の微粒子が気密暗箱２内に導入される。

出火直後においては煙の濃度が低いものとなっている。

したがって、煙感知用光源６からの光束が空気流に当た
ると、その一部が散乱するようになる。このため、散乱
光が散乱光受光素子８に入射する。一方、透過光受光素
子７には、清浄時とほぼ等しい債の光が入射するように
なる。散乱光受光素子８に散乱光が入射することにより
散乱光受光素子８は信号を出力し、この信号に基づいて
散乱光量演算回路１４が散乱光量を計算し、その計算結
果に応じて比較判別回路１５に出力信号を発する。この
とき、ｉ３過光受光素子７は怒知下限以下の状態である
ので、その出力信号はきわめて小さい。比較判別回路１
５はこれらの出力信号を比較して、大きな方の信号を入
出力回路１６を介して監視装置１７に送る。この信号に
より、監視装置１７はクリーンルーム１９内に火災が発
生したこと、およびその火災が初期火災であることを報
知する。

火災が拡大して、クリーンルーム１９内の煙が多くなる
と、気密暗箱２内に導入される煙の濃度も高くなる。こ
のため、散乱光量が増大し５、散乱光受光素千日の出力
が大きくなる。散乱光受光素子８の出力が一定値を超え
ると、散乱光受光素子８は飽和してその出力がこの一定
値を維持するようになる。一方、埋感知用光′ａ６から
の光は埋の微粒子によって大幅に遮られるようになるの
で、透過光受光素子７に入射する光量が有意に減少する
。この透過光受光素子７からの信号に基づいて減光率演
算回路１２は減光率を計算する。したがって、比較判別
回路１５は散乱光受光素子８からの信号よりも減光率演
算回路１２からの信号が大きくなって煙の濃度が高濃度
域に達していると判断して、自動的に減光率演算回路１
２からの減光率信号を入出力回路１６を介して監視装置
１７に送る。監視装置１７は火災が大きいことを知らせ
るばかりではなく、減光率信号に基づいて火災が拡大す
る方向にあるのか、あるいは鎮火する方向にあるのかを
知らせる。

次に、煙感知器１の動作を自己試験する場合について説
明する。

まず、散乱光の受光系の動作試験について説明する。光
源駆動回路１０の駆動により、自己試験回路１８が作動
状態にセットされ、自己試験回路１８は動作確認用光源
９を点灯する。動作確認用光源９の光は散乱光受光素子
８に入射するようになり、散乱光受光素子８が出力信号
を発する。散乱光受光素子８からの信号により散乱光量
演算回路１４が光量を演算し、その演算結果の信号を自
己試験回路１８に出力する。自己試験回路１８はこの信
号に基づいて光景が所定の範囲内にあるか否かを判断し
、その判断結果の信号を入出力装置１６を通して監視装
置１７に送る。監視装置１７はこの信号に基づいて散乱
光の受光系の正常または異常を知らせる。

次に、煙感知用光源６および透過光の受光系のｖ１１？
試験について説明する。光源駆動回路１０の信号により
、煙感知用光源６が点灯される。その場合、気密暗箱２
内に空気が導入されないようにする。この状態では、光
が散乱することはないので、散乱光受光素子８に散乱光
が入射するようなことはない。このため、煙感知用光源
６からの光はすべてがｉ３過光受光素子７に入射するよ
うになる。透過光受光素子７は出力信号を発し、この出
力信号に基づいてσに光重演算回路１２が減光率を演算
する。演算された減光率の信号は自己試験回路１８に送
られ、自己試験面ｉｌ′３１８はこの減光率が所定の範
囲にあるか否かを判断する。その場合、散乱光受光素子
８によって散乱光が検出されていない。すなわち煙が存
在していないにも関わらず、減光率の信号が有意の値を
示すときには煙感知用光源６および透過光の受光系が異
常であると判断される。この判断結果は、監視装置１７
に送られ、監視装置１７は埋感知用光ａ１６および透過
光の受光系が正常か異常かを知らせる。

次に、吸引空気壁のｆ！認試験について説明する。

空気流検知器４は吸引空気流量を測定し、その流臂信号
を自己試験面１１１Ｂに送る。自己試験回路１８は吸引
空気流量に異常があると異常信号を入出力回路１６を介
ひて監視装置！！１７に送る。これにより、監視装置１
７は異常であることを知らせる。

このような動作試験は一定の間隔で自動的に実行される
ようになっている。

なお、上記の実施例においては、煙感知器１をクリーン
ルーム１９に設置した場合について説明したが、本発明
による煙を知器はバイオハザード対策施設等の比較的換
気量の多い建物にも適用することができることは勿論で
ある。

また、空気を吸引する装置として空気吸引ポンプ２９に
代えて、例えば半導体工場等に設けられている真空設備
を利用することもできる。

〔発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明による煙感知器
は、散乱光受光素子が煙の微粒子からの散乱光を検出す
るばかりでなく、透過光受光素子が煙の微粒子により減
少した光をも検出するようにしているので、火災に伴っ
て発生した煙感知器として動き、煙の濃度が高い場合に
は、減光方式の煙感知器として働くようになる。これに
より、煙の濃度変化を広範囲にわたって検出することが
可能となる。したがって、本発明の煙感知器を例えばク
リーンルームのような換気量の多い部屋に使用しても、
初期火災における少量の煙も確実に検知することができ
る。しかも、火災が拡大して煙の濃度が高くなってもそ
の濃度を確実に検知することができるので、火災の規模
や火災の状況変化、例えば火災が拡大する方向にあるの
かまたは炉火する方向にあるのかを的確に把握すること
が可能となる。

また、煙感知器の動作を自動的に試験するようにしてい
るので、煙感知器の故障を早期に確実に発見することが
できる。したがって、自動火災報知設備の信頼性が大幅
に向上する。その場合、試験用の煙を必要としないので
、クリーンルーム等の部屋を汚染することもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る煙感知器の１実施例を概略的に示
す全体構成図、第２図は本発明に係る煙感知器をクリー
ンルームに適用した例を説明するための図、第３図は従
来の煙感知器の全体構成図である。 ｌ・・・煙感知器、２・・・気密暗箱、３・・・空気入
口ノズル、５・・・空気出口ノズル、６・・・煙感知用
光源、７・・・通過光受光素子、８・・・散乱光受光素
子、９・・・動作確認用光源、１０・・・光源駆動回路
、１２・・・減光率演算回路、１４・・・散乱光光量演
算回路、１７・・・監視装置、１８・・・自己試験回路
。 出　願　人　　清水建設株式会社 代理人　弁理士　阿　部　能　吉（外４名）第 図 第３図 平成 １年 キ月 ７日 ■。 事件の表示 昭和６３年特許願第１ １０号 ２゜ 発明の名称 クリーンルーム用複合型煙感知器 ３゜ 補正をする者 事件との関係

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）気密でかつ外部の光を遮断する構造の気密暗箱、
   該気密暗箱内に空気を導入する空気入口ノズル、気密暗
   箱から空気を外部に放出する空気出口ノズル、気密暗箱
   内の空気入口ノズルから空気出口ノズルに向かう空気流
   の少なくとも一部を照射する煙感知用光源、該煙感知用
   光源からの光が空気流に衝突して散乱した光を検出する
   散乱光受光素子、該散乱光受光素子からの信号に基づい
   て散乱光の量を演算する散乱光量演算回路、煙感知用光
   源からの光を受ける透過光受光素子、減光率を演算する
   減光率演算回路、および該散乱光量演算回路と減光率演
   算回路からの信号に基づいて煙の濃度や変化を監視する
   監視装置を備えたことを特徴とする煙感知器。
2. （２）自己試験回路として散乱光受光素子に向かって発
   光する動作確認用光源を備えたことを特徴とする請求項
   １記載の煙感知器。