JPS6122278Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、少くとも一つの光源と、幾何学的
長さ及び形状は同一であるが外気にさらされた長
さは異なる測定光線光路及び基準光線光路とを備
えており、外気にさらされていない光路部分は透
明性窓面によつて閉鎖してあり、更に光路出口に
は光路を通過した光線が入射する受光器が設けら
れている煙感知器に関するものである。この種の
煙感知器は公知であり、監視すべきふん囲気内の
煙、エーロゾル及びガスを感知するために以前か
ら使用されており、煙濃度が所定値を越えると、
例えば、火災警報を発するようにしてある。

フランス国特許第2193486号明細書では、光源
の光を分割して測定光線及び基準光線として使用
している。基準光線の光路は外気に対して閉鎖し
てあるが、測定光線の光路内には不純物を含む外
気が入り込む。測定光路と基準光路とは等長とし
てあるが、測定光線の反射鏡の汚染度と基準光線
の反射鏡の汚染度とを等しくする手段が設けてな
い。従つて、汚れが増加して測定光線が汚れによ
つてある程度減衰されると、誤警報が発生される
ことになる。この構造においては、減光路を短か
くすればする程、上記の傾向が増加する。装置の
機能を検査するために非対称試験光を入射するこ
とはできるが、事態は改善されない。

スイス特許第561942号明細書には、減光方式に
もとづく浮遊粒子及び／又はガス成分感知器が開
示されている。この感知器では、少くとも一つの
光源を使用し、この光源からの光線を、感知され
るべき媒体を通過させた後、光電変換器で受光す
るようにしている。測定光線及び基準光線は異な
つた順序で同一の反射位置を利用するので、異な
る長さの光路を通過することになる。煙が存在す
れば、測定光線と基準光線は、異なる減衰を受
け、この減衰の差が判別される。光線は同一反射
面で反射されるので、反射面の汚染度は妨害要因
とはならない。しかしながら、この装置には、汚
染反射面における反射に際して光線の減衰が角度
に依存するという欠点がある。

米国特許第3976891号明細書には、汚染の影響
が極くわずかな煙感知器が記載されている。光源
の光は二等分される。測定光路と基準光路とは同
一に構成されているが、被感知媒体内の光路長さ
は異なつている。この装置では、測定光線の素子
と基準光線の素子とは同一の汚染を受けるので、
汚染は妨害要因とはならない。対応する光電変換
器はブリツジ回路内に設けてあり、煙が存在すれ
ばブリツジが不平衡となるので、警報発生のため
の判別をなし得る。この考案では、短い測定光路
を使用している。従つて、有効信号が極めて小さ
いので、電気回路を高感度にしなければならな
い。

この考案の目的は、測定光線及び基準光線を使
用する煙感知器を提供することにある。この考案
の課題は、下記のような構成の煙感知器を提供す
ることにある。

１ 幾何学的測定光線光路と基準光線光路とが等
長であり、煙の侵入に帰因する測定信号と基準
信号の差は、例えば、ブリツジ回路によつて検
出できるようになつていること。

２ 測定光線光路と基準光線光路との反射面及び
窓面が、汚染の影響ができる限り補償されるよ
うに、汚染空気にできる限り同程度にさらされ
るようにし、光学部品の汚染に帰因する誤警報
を防止することができること。

３ 反射面が汚染されても有効信号が低下せず、
高感度な電気的計測による判別を避けることが
できること。

４ 感知器周囲の流れ状態を均一にする必要があ
るのはもちろんであるが、多数の反射鏡を使用
することによつて、各反射鏡の汚染の差が統計
的に平均化されること。

５ 光線の減光が妨害効果をしのぐように光路を
長くすることによつて妨害が排除されること。

上記の課題は、この考案のもとづき、汚染を受
ける窓面の個数と、汚染を受ける前面にめつきさ
れた反射鏡の個数と、汚染を受ける後面にめつき
された反射鏡の個数の２倍値との合計が、双方の
光路について等しくなるように個数を定めた窓面
及び反射鏡を、光路延長のために双方の光路内に
設けて双方の光路内の窓面及び反射鏡の汚染に帰
因する光線減衰も等しくすることによつて、達成
される。

第１ａ図及び第１ｂ図において、煙感知器は壁
又は天井に固定するための台座１０とカバー４０
とを備えている。カバー４０内には、基準光線光
路用基準室２０と測定光線光路用測定室２２とを
有するシエル３０が設けてある。カバー４０はシ
エル３０上に取付けられている。台座１０上には
二つの支持部材１４，１６が成形してある。これ
ら支持部材１４，１６はそれぞれ、光源１８及び
受光した光を電気信号に変換する受光器２４，２
６を支持している。光源１８及び光電変換器２
４，２６と、凹所１２内に設けた電子回路との電
気的接続は、図示してない。

光源１８からの光源は、二つの反射鏡２８，３
２に入射する。隔板３４は、光源１８からの光源
が基準光線光路及び測定光線光路内に直接入るの
を防止する。反射鏡３２は、光源１８からの光線
を測定光線光路へと向ける。カバー４０の円筒面
及び天井面には多数の開口３６，３８が設けてあ
る。被感知空気は開口３６，３８及びシエル３０
の開口４２，４４，４６を介して、測定室２２内
に入る。シエル３０は外部光線が内部に漏れるの
を防止すると共にこん虫から感知器を防護する。
基準光線光路の一部は、隔壁５６によつて外気か
ら完全に隔離された基準室２０内に通過してい
る。光源１８及び反射鏡２８からの光が基準室２
０内に出入りし得るように、片側がエーロゾルに
よる汚染を受ける二つの窓４８，５０が、基準室
２０に気密にはめ込んである。これらの窓４８，
５０は、支持部材１４，１６に面して距離を置い
て支持されており、支持部材１４，１６が位置す
る室内に空気が自由に入り得るようにすることの
できる構造となつている。例えば、開口５２を窓
なしとして構成し、開口５４を窓付きとして構成
すれば、測定光線光路内及び基準光線光路内の汚
染を受ける窓の個数は同数となる。支持部材１
４，１６と測定室２２及び基準室２０との間の距
離をできる限り小さくし且つできる限り等長の光
路が得られるようにすれば有利である。光源１８
としては、白熱電球、発光ダイオード又はレーザ
を使用することができる。多重反射による光路の
延長状態は、第１ｂ図からは知り得ない。この状
態を明確にするために、第１ａ図、第２ａ図及び
第２ｂ図を参照する。ここで、第２ａ図及び第２
ｂ図は、それぞれ、第１ｂ図のａ−ａ断面、ｂ−
ｂ断面である。

第２ａ図及び第２ｂ図は、それぞれ、測定光線
面内の光路と基準光線面内の光路とを示すもので
ある。第１ａ図の反射鏡３２に対応する反射鏡を
参照数字１０２で示し、第１ｂ図の受光器２６に
対応する受光器を参照数字１０４で示す。光源
は、一群の反射鏡１０６，１０８……において反
射され、ジグザグ光路を通つて、受光器１０４に
入射する。一群の隔壁１２０，１２２……がある
ので光線は順序よく反射し、ある反射鏡をとび越
えて通過することはない。第１ａ図に関連してす
でに説明したように、本機構は、第１ａ図及び第
１ｂ図のシエル３０に対応する円筒形容器１００
内に収納してある。この容器１００の周縁には、
被感知空気を測定室内に入れるための開口１３
０，１３２が設けてある。更に、外光ノズルが開
口１３０，１３２を介して測定室内に入るのを防
止する遮へい板（図示してない）が設けてある。
基準光線面内には、第２ｂ図に示すように、第１
ａ図及び第１ｂ図の反射鏡２８に対応する反射鏡
１０２′と、第１ｂ図の受光器２４に対応する受
光器１０４′とが設けてある。光線は一群の反射
鏡１０６′，１０８′，１１０′……において反射
され、ジグザグ光路を通つて、受光器１０４′に
入射する。ほこりが入らないように外気に対して
閉鎖したジグザグ状の基準光線光路内室１４０′
が、隔壁の代わりに設けてある。光線は、反射鏡
１０２′から放射されて、第１窓１４２′を介して
基準室１４０′内に入り、第２窓１４４′を介して
基準室１４０′から出て、反射鏡１１０′で反射さ
れ、窓１４４′を介して、再び基準室１４０′内に
入る。別の反射鏡（例えば、１１６′）において
も同様の現象が繰り返される。これらの窓はそれ
ぞれ対応する反射鏡に近接して設けてあるが、第
２ｂ図に示すように基準室１４０′の開口１３
０′，１３２′によつて反射鏡は被感知空気にさら
されているので窓と反射鏡との間にほこりが堆積
しないように、極端には近接させてない。

このようにして、測定光線と基準光線とは、汚
染に関して同一条件に置かれる。窓１４２′，１
４４′……は汚染状態にあるとみなし得る。第２
ａ図の本発明による測定室では、測室光線は、汚
染された二つの窓を通過し、８個の反射鏡によつ
て反射される。反射鏡は前面にめつきしてあるの
で、反射面は合計10となる。これに反して、後面
にめつきした反射鏡を使用した場合には、光線
は、汚染された前面を２回通過することになるの
で、反射鏡の数は２倍しなければならない。

基準室は、２つの開口１３０′，１３２′によつ
て、汚染空気に対して少くとも部分的に露出され
ている。基準光線は、反射鏡１０２′から出て窓
１４２′を通過し、汚染外気に対して密封された
室１４０′内に入り、汚染されていない反射鏡１
０６′，１０８′で反射され、汚染された窓１４
４′を通つて密封された室１４０′から出て、前面
にめつきした反射鏡１１０′で反射されて窓１４
４′にもどり、外気に対して密封された室１４
０′内に再び入つて反射鏡１１２′，１１４′にお
いて反射が行われる。光線が通過する汚染された
窓及び反射される汚染された反射鏡は、１０
２′，１４２′，１４４′，１１０′，１４４′，１
４６′，１１６′，１４６′，１４８′，１０４′で
あり、その合計は、測定光線光路の場合と同じく
10である。反射鏡の面の個数及び窓面の個数を、
それぞれ、Ｒ，Ｆで表わせば、前面にめつきした
反射鏡の場合、測定光線光路及び基準光線光路に
関する数値Ｒ＋Ｆは等しい。

第３ａ図及び第３ｂ図は、それぞれ、この考案
に係る別の感知器の測定光線光路及び基準光線光
路を示す。汚染された反射鏡の個数及び汚染され
た窓の個数は、測定光線と基準光線とについて、
同数である。外気に対して密封した室は、第２ｂ
図と同様、参照数字１４０′で示す。第３ａ図に
おいて、窓１４４，１４６，１５０，１５６……
は、両面が汚染されるので、測定光線は、基準光
線と同一の回数だけ汚染された窓を通過し且つ汚
染された反射鏡で反射される。第２ｃ図及び第２
ｂ図あるいは第３ａ図及び第３ｂ図から明らかな
ように、測定光線の光路と基準光線の光路とは、
ほぼ等長である。しかしながら、状況によつて
は、上述の条件が近似的にしか充足されない場合
もある。例えば、測定光線光路内の流れ状態と基
準光線光路内の流れ状態とを同一にすることがで
きず、この結果、汚染度に大きな差が生ずるよう
な場合が挙げられる。

測定光線光路と基準光線光路との汚染度の相異
を補償するために、統計的な理由からできる限り
多数の反射鏡及び窓を使用する。

第４ａ図を参照して、この考案による別の感知
器の測定光線光路を説明する。光源２０６が光線
を発射する。図面において、光線は円２０２の接
線に対して67.5゜の角度をなすようにしてある。
図面から明らかなように、入射光は反射個所にお
いて反射光と45゜の角度をなし、従つて、光線光
路は、８突起の星状をなす。すなわち、光線は、
多数回反射された後、出発点にもどる。感知器内
には、遮へい板を用いてラビリンス２１２が作ら
れている。遮へい板は、例えば、円筒体２０４に
はめ込んだプラスチツク製の中実円筒体に四つの
みぞを切削加工し、光線の方向に貫通穴をせん孔
することによつて、構成することもできる。遮へ
い板によつて外光の侵入が防止される。貫通穴及
び反射個所は、汚染された空気に露出される。光
線は、各反射個所において、円筒体２０４を２回
通過する。従つて、2R＝14である。光線は、２
０６及び２０８においてのみ、それぞれ１つの窓
を通過する。従つて、Ｆ＝２である。結局、2R
＋Ｆ＝16となる。第４ｂ図に示した基準光線光路
は、貫通穴のみぞ２１４′への連絡個所が窓２１
８′で閉鎖してあり、汚染空気はみぞ２１４′内の
反射個所にのみ達するようになつており、この点
だけが、測定光線光路とは異なつている。光線
は、みぞが設けてある個所においては常に、汚染
せる４つの窓を通過する。従つて、2R＝６，Ｆ
＝８＋２となる。すなわち、必要な条件は、やは
り、充足される。

第５ａ図及び第５ｂ図に、円筒形反射鏡を備え
た感知器を示す。第５ａ図及び第５ｂ図では、第
４ａ図及び第４ｂ図とは異なり、反射鏡は内面に
めつきしてあり、光路は規則正しい12突起の星状
をなす。第５ａ図は測定光線光路を示す。汚染空
気は、すべてのみぞ３１４、すべての穴、すべて
の反射個所、光源３０２の窓及び受光器３０８の
窓に達する。すなわち、Ｒ＝11，Ｆ＝２である。
従つて、Ｒ＋Ｆ＝13となる。第５ｂ図は第５ａ図
に対応する基準光線光路を示す。４つのみぞは、
透光性しやへい体３１５′によつて構成されてい
る。汚染空気は、みぞ３１４′内には入るが、し
やへい体３１５′があるので、内部空間３１２′内
には入らない。すなわち、Ｒ＝３，Ｆ＝８＋２で
あり、Ｒ＋Ｆ＝13となる。

どのようにして感知器の汚染の影響が補償され
るか及び「警報」又は「故障」信号が発せられる
かを、第６図を参照して説明する。

測定光線受光器２及び基準光線受光器３に光線
を送る調節自在な光源を参照数字１で示す。受光
器２，３の信号は、比較回路５において比較され
る。比較回路５の両入力に差がある場合には、警
報発生器８は比較回路５からの信号によつて「警
報」に接続される。測定光線受光器２の信号は、
同時に、光源１および基準光線受光器３の順序正
しい作動を監視する故障監視装置４にも供給され
る。基準光線受光器３の信号も分岐されて、信号
発生器９で作られる一定信号から基準光線信号を
減算する回路６に供給される。回路６の出力信号
は光源１にフイードバツクされ、汚染度が増加し
た場合にも、基準光線受光器の出力信号が一定に
保持されるようにする。汚染度が極度に大きい場
合には、光源１の出力を調節することは不可能で
ある。このようにして生じた回路６の出力信号の
変化は、故障監視装置４と共働する故障監視装置
７において評価される。故障監視装置４，７は、
場合によつては「故障」に接続される警報発生器
８への出力を共有し、比較回路５への出力を共有
している。比較回路５の出力は、場合によつて
は、個有な故障が警報として伝送されることがな
いように閉そくされる。

何らかの理由により、「非警報」、「警報」及び
「故障」を区別せず、単に、測定光線受光器のア
ナログ信号のみを放出するように感知器を使用す
る場合には、故障監視装置４は不要である。比較
回路５の代わりに、測定光線受光器のアナログ信
号の増幅器を組込み、この増幅器の出力は、場合
によつては、故障監視装置７によつて閉そくされ
るようにする。回路は、警報発生器８の素子が故
障した場合には「故障」に切換えられるよう設計
すべきである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図はこの考案による煙感知器の斜視図、
第１ｂ図は第１ａ図に示す煙感知器の断面図、第
２ａ図及び第２ｂ図はそれぞれこの考案による煙
感知器の測定光線光路及び基準光線光路を示す
図、第３ａ図と第３ｂ図、第４ａ図と第４ｂ図及
び第５ａ図と第５ｂ図はそれぞれ第２ａ図と第２
ｂ図に示す光路の変更実施例を示す図、第６図は
光線強度調節用回路を示すブロツク図である。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ 少なくとも１つの光源と、外気にさらされな
   い部分は透光性窓面によつて閉鎖されている測
   定光線光路および基準光線光路とを備え、各光
   路にはそれぞれの光路を通過した光線が各別に
   入射する受光器が設けられている煙感知器にお
   いて、基準光線光路は、測定光線光路と幾何学
   的長さおよび形状が同一で、かつその光路の一
   部のみが外気にされされるように構成され、測
   定光線光路内と基準光線光路内とに、光路延長
   のための反射鏡と窓面とを、汚染を受ける窓面
   の個数と、前面にめつきした汚染を受ける反射
   鏡の個数と、後面にめつきした汚染を受ける反
   射鏡の個数の２倍値との合計が、双方の光路に
   ついて等しくなるように設けてなることを特徴
   とする煙感知器。 ２ 被感知空気による汚染を受ける反射鏡が、測
   定光線光路と基準光線光路について同数として
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載の煙感
   知器。 ３ 被感知空気による汚染を受ける窓面が、測定
   光線光路と基準光線光路とについて同数として
   ある実用新案登録請求の範囲第１項記載の煙感
   知器。 ４ 測定光線光路と基準光線光路とが二つの平行
   面内に配置してある実用新案登録請求の範囲第
   １〜３項いずれか１項記載の煙感知器。 ５ 測定光線及び基準光線を、反射鏡を用いてそ
   れぞれジグザグ光路に導くようにした実用新案
   登録請求の範囲第１〜４項いずれか１項記載の
   煙感知器。 ６ 受光器がブリツジ回路の分枝内に設けてあ
   り、ブリツジ回路への電圧が前もつて定めた限
   界値に達すると警報を発生する回路が形成され
   ている実用新案登録請求の範囲第１項記載の煙
   感知器。 ７ ブリツジ回路が温度独立性である実用新案登
   録請求の範囲第６項記載の煙感知器。 ８ 基準光線光路の受光器の出力が比較回路の一
   の入力に接続してあり、測定光線光路の受光器
   の出力が比較回路の他の入力に接続してあり、
   比較回路は、電圧差が前もつて定めた限界値を
   越えると警報信号を発生する実用新案登録請求
   の範囲第１記載の煙感知器。 ９ 基準光線光路の受光器における光線強度が所
   定値まで低下すると、故障信号が発せられる実
   用新案登録請求の範囲第１，６または８項いず
   れか１項記載の煙感知器。 10 一方のまたは双方の受光器の信号が消える
   と、故障信号が発せられる実用新案登録請求の
   範囲第１，６，８または９項いずれか１項記載
   の煙感知器。 11 双方の光路について唯一つの光源が設けてあ
   り、光源からの光線は分割されて測定光線光路
   と基準光線光路とに送られる実用新案登録請求
   の範囲第１項記載の煙感知器。 12 各光路について独立の光源が設けてある実用
   新案登録請求の範囲第１項記載の煙感知器。 13 基準光線光路の受光器の信号を制御回路によ
   つて一定に保持し、測定光線光路の光源の強度
   を、同一の増幅度で調節するようにした実用新
   案登録請求の範囲第１，６，８，９または10項
   いずれか１項記載の煙感知器。