JPS63157035A - 煙センサ - 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］ この発明は煙センサに関し、特にクリンルーム内におい
て操業発塵と区別して初期火災の発生を正確に検出でき
る煙センサに関するものである。

が高清浄度に保たれた部屋で、その中にはＣＶＤ装置な
ど大電力を使用しかつ燃焼ガスを使用する製造装置が多
数設けられている。このため、クリンルームには消防法
で種々の防火設備を設置することが義務づけられており
、たとえば煙感知器として光電式感知器やイオン化式感
知器などが用いられている。

第３図は、従来の、クリンルームに用いられている火災
検出装置の構成の一例を示す図である。

初めに、この火災検出装置の構成について説明する。図
において、天井１６に光電式の煙感知器２３が設けられ
ており、この煙感知器２３は警報器２５に接続されてい
る。この煙感知器２３について説明すると、外部へ信号
を取出す出力端子を収納する共通ベース１７上に本体１
８が設けられている。本体１８上に複数の開口部１９ａ
を有する暗第１９が設けられており、この暗第１９のま
わりに表示灯２０が設けられている。暗第１９内には本
体１８上に発光素子２１および受光素子２２が設けれて
いる。

次に、この火災検出装置の動作について説明する。クリ
ンルームの火災によって発生した煙粒子や粉塵などの浮
遊粒子を含む空気が開口部１９ａから暗第１９内に入る
。このとき、発光素子２１からの光は浮遊粒子２４で散
乱され、この散乱光は受光素子２２で受光されて電気信
号に変換され、これによって火災の発生が検出される。

受光素子２２出力は表示灯１８および共通ベース１７内
の出力端子を介して警報器２５に与えられ、火災の発生
が検出されたことが表示灯１８の点灯によって表示され
、警報器２５が警報を発報することによって火災の発生
を知らせる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、クリンルームには、大量の高清浄度の空気が
常に循環して供給されているため、クリンルーム内で発
生した初期火災の発煙は希釈されてしまうが、従来の煙
感知器は、煙粒子に対する検出感度が低いため、初期火
災の発生を正確に検出することが難しく、火災の規模が
大きくなってからようやく警報が発報されるという問題
点があった。

また、クリンルーム内の空気の清浄度は、製造装置や作
業者などからの操業発塵により時間的、空間的に変化す
ることが知られているが、従来の煙感知器では初期火災
の発生と操業発塵とを区別して検出できず、しばしば誤
った警報が発報されるという問題点もあった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、浮遊粒子に対する検出感度が高く、かつ操業
発塵と区別して初期火災の発生を正確に検出できる簡単
な構造で安価な煙センサを得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る煙センサは、空気移動手段により人口と
出口を有する容器内に浮遊粒子を含む空気を通過させ、
光源により容器内の空気を照射し、受光素子により浮遊
粒子からの散乱光を受けてこれを電気信号に変換し、粒
子径しきい値設定手段により浮遊粒子の粒子径に関する
所定粒子径しきい値を設定し、比較手段により、受光素
子出力を所定粒子径しきい値と比較し、受光素子出力が
所定粒子径しきい値より大きいときにパルスを発生し、
これによって所定粒子径しきい値より大きい粒子径の浮
遊粒子（以下大径浮遊粒子という）を検出し、期間設定
手段により所定期間を設定し、パルス計数手段により所
定期間ごとに上記パルスの数を計数し、これによって大
径浮遊粒子の粒子濃度を検出し、粒子濃度しきい値設定
手段により大径浮遊粒子の粒子濃度に関する、所定第１
粒子濃度しきい値およびこれより大きい所定第２粒子濃
度しきい値を設定し、回数設定手段により所定回数を設
定し、制御手段により大径浮遊粒子の粒子濃度を所定第
１および第２粒Ｉ４度しきい値と比較し、この粒子ａ度
が所定第１粒子濃度しきい値に一致したとき警報発報手
段が第１警報を発報するように、この粒子濃度が所定第
２粒子濃度しきい値に所定回数一致したとき警報発報手
段が第２警報を発報するようにこの警報発報手段を制御
するようにしたものである。

［作用］ この発明においては、浮遊粒子の検出部にＪＩＳ　　Ｂ
９９２１に規定されるような光散乱式粒子計数器を利用
しているので、浮遊粒子に対する検出感度が上がる。

また、比較手段により受光素子出力を所定粒子径しきい
値と比較し、受光素子出力が所定粒子径しきい値より大
きいときにパルスを発生することによって、所定粒子径
しきい値より大きい粒子径の浮遊粒子（大径浮遊粒子）
を検出する。このため、煙センサ構造が簡単化されて煙
センサが安価になるとともに、光源のパワーを上記光散
乱式粒子計数器の場合より下げることがでる。また、パ
ルス計数手段により所定期間ごとに比較手段からのパル
スの数を計数することによって大径浮遊粒子の粒子濃度
を検出し、この粒子濃度を所定第１および第２粒子濃度
しきい値と比較し、この粒子濃度が所定第１粒子濃度し
きい値に一致したとき警報発報手段により第１警報を発
報するようにし、この粒子濃度が所定箱２粒Ｉ４度しき
い値に所定回数一致したとき警報発報手段により第２警
報を発報するようにしているので、操業発塵と区別して
初期火災の発生を正確に検出することができる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

一般に初期火災における浮遊粒子の粒子濃度は火災に発
展する前段階において加速度的に増大していくことが知
られており、これに対して操業発塵における／￥遊精粒
子粒子濃度は突発的に増加し、その後クリンルームの機
能によって急激に減少してしまうものである。この発明
は両者の特徴的な差異に着眼し、ＪＩＳ　　Ｂ９９２１
に規定されるような光散乱式粒子計数器を利用して浮遊
粒子に対する検出感度を上げるとともに、操業発塵と区
別して初期火災の発生を正確に検出できるようにしてい
る。

また、空気の清浄度が高いクリンルーム内における浮遊
粒子の粒子径に対する粒子濃度分布特性と火災状態にお
ける浮遊粒子の粒子径に対する粒子濃度分布特性との間
にはｔｎａな関係があることが知られている。したがっ
て、初期火災の発生の検出には、それほど微少粒径の浮
遊粒子を検出しなくても粒子径が１〜２μｍ程度の大き
い煙粒子を検出できれば充分で、この発明はこの点も利
用してセンサ構造の簡単化とランプの低パワー化を図っ
ている。

第１図は、この発明の実施例である煙センサの構成を示
す図である。

初めに、この煙センサの構成について説明する。

図において、検出セル１は人口１ａと出口１ｂを有して
おり、検出セル１に吸引ポンプ２が設けられている。吸
引ポンプ２は人口１ａから検出セル１内に煙粒子や粉塵
などの浮遊粒子を含む空気を吸入し出口１ｂから空気を
排出する。３は検出セル１内の空気中にある浮遊粒子を
示している。また、検出セル１の一方側にランプ４．レ
ンズ６ａが設けられており、その他方側に受光素子５．
レンズ６ｂが設けられている。ランプ４からの光はレン
ズ６ａを通して検出セル１内の空気に照射される。受光
索子５は浮遊粒子３からの散乱光をレンズ６ｂを通して
受光し、この散乱光を電気信号に変換する。受光素子５
は増幅器７を介してコンパレータ９に接続されており、
コンパレータ９と接地間に直流電源からなる粒子径しき
い値設定器８が接続されている。増幅器７は受光素子５
出力を増幅する。粒子径しきい値設定器８は、浮遊粒子
の粒子径に関する所定粒子径しきい値を設定する。コン
パレータ９は７出力を所定粒子径しきい値と比較し、受
光素子７出力が所定粒子径しきい値より大きいときにパ
ルスを発生し、これによって所定粒子しきい値より大き
い粒子径の１５遊粒子（大径浮遊粒子）を検出する。コ
ンパレータ９はパルスカウンタ１０に接続され、計数期
間設定タイマ１１がパルスカウンタ１０に接続される。

計数期間設定タイマ１１は所定計数期間Ｔを設定する。

パルスカウンタ１０はコンパレータ９からのパルスの数
を所定計数期間Ｔごとに計数し、これによって大径浮遊
粒子のｔη子濃度を検出する。パルスカウンタ１０は制
御装置１２を介して警報器１５に接続される。粒子濃度
しきい値設定器１３および回数設定器１４は制御装置１
２に接続される。粒子濃度しきい値設定器１３は、大径
浮遊粒子の粒子濃度に関する、２段階の第１粒Ｉ４度し
きい値および第２粒Ｉ４度しきい値を設定する。

回数設定器１４は所定回数を設定する。警報器１５は警
報を発報する。制御装置１２は、パルスカウンタ１０出
力である大径浮遊粒子の粒子濃度を第１および第２粒Ｉ
４度しきい値と比較し、大径浮遊粒子の粒子濃度が第１
粒Ｉ４度しきい値に一致したとき警報器１５が第１警報
を発報するように、大径浮遊粒子の粒子濃度が第２粒Ｉ
４度しきい値に上記所定回数一致したとき警報器１５に
より第２警報を発報するようにこの警報器１５を制御す
る。

次に、この煙センサの動作について説明する。

クリンルーム内の煙粒子や粉塵などの浮遊粒子を含む空
気は吸引ポンプ２によって入口１ａから細い気流となっ
て検出セル３内に入り、空気は出口１ｂから排出される
。このとき、この細い気流にランプ４からの光がレンズ
６ａを通して照射される。気流中の浮遊粒子３はランプ
４からの光を散乱し、この散乱光は受光素子５によって
受光される。受光索子５は散乱光を電気信号に変換し、
この電気信号は増幅器７に与えられる。増幅器７は受光
素子５出力を増幅し、増幅器７出力はコンパレータ９に
与えられる。コンパレータ９は、増幅器７出力を粒子径
しきい値設定器８で設定された、たとえば粒子径１．５
μｍの粒子径しきい値と比較し、増幅器７出力がこの粒
子径しきい値より大きいときにパルスを出力し、これに
よって浮遊粒子のうちの大径浮遊粒子を検出する。コン
パレータ９出力はパルスカウンタ１０に与えられる。パ
ルスカウンタ１０は、計数期間設定タイマ１１により設
定された計数期間Ｔごとにコンパレータ９からのパルス
の数を計数し、これによって大径浮遊粒子の粒子ａ度（
個／単位体積）を検出する。

パルスカウンタ１０出力は制御装置１２に与えられる。

制御装置１２は、パルスカウンタ１ｏ出力である大径浮
遊粒子の粒子ｌ濃度を粒子濃度しきい値設定器１３で設
定された第１および第２粒Ｉ４度しきい値と比較し、こ
の粒子濃度が第１粒Ｉ４度しきい値に一致したとき制御
装置１２出力により警報器１５から第［警報（たとえば
、“ダストが多いのでチェックして下さい”）を発報し
、この粒子濃度が第２粒Ｉ４度しきい値に回数設定器１
４で設定された所定回数、たとえば３回一致したときに
制御装置１２出力により警報器１５が第２警報（たとえ
ば、“火災です。避難して下さい“）を発報する。

次に、第２図を用いて第１警報、第２警報の発報動作の
例について説明する。

第２図において、横軸は時間を、縦軸は、たとえば６秒
の計数期間Ｔごとに検出されたクリンルーム内の空気中
の大径浮遊粒子の粒子濃度を示している。時間０〜ｔ、
では粒子濃度がＣ４〜ｃ６と変化して粒子濃度が突発的
に増加した後急激に減少しており、このような変化形態
は操業発塵によるものである。この場合には、Ｍ２点、
Ｍ１点、で粒子ｔｆＡ度が、たとえば１×１０４　個／
フィート３の第１粒Ｉ４度しきい値ＣｒＨ１に一致し、
これらの点に対応する各時点で第１警報が発報される。

時間ｔ８〜ｔ１３では粒子濃度はＣ９〜Ｃ７，と変化し
て粒子濃度が加速度的に増加しており、このような変化
形態は川明火災の発、生によるものである。この場合に
は、Ｍ、ｏ点、Ｍ、、点、Ｍ、２点、Ｍ（３点で粒子濃
度が第１粒Ｉ４度しきい値ＣＴＭＩに一致し、これらの
各点に対応する各時点で第１警報が発報され、Ｎ、１点
、Ｎ１２点、Ｎ７１点で粒子ｒａ度が、たとえば４Ｘ１
０’個／フィート１の第２粒Ｉ４度しきい値ＣｒＨ２に
一致し、粒子′ａ度が第２粒子ｌａ度しきい値ＣＴＭ２
に３回目に一致するＮ１３点に対応する時点で第２警報
が発報される。

このように、浮遊粒子検出部にＪＩＳ　　Ｂ９９２１に
規定されるような光散乱式粒子計数器を利用することに
よって／￥！遊拉子に対する検出感度を従来の煙感知器
に比べて上げることができる。また、浮遊粒子のうち大
径浮遊粒子を検出するようにしているので、上記光散乱
式粒子計数器の場合よりランプ４の低パワー化が可能と
なりその寿命を長くすることができ、たとえば点灯寿命
が１０００時間程時間巾熱ランプを用いることができる
。

また、大径浮遊粒子を検出することによって煙センサの
構造も簡単化することができ、煙センサを安価に製造す
ることができる。また、大径浮遊粒子の粒子濃度を第１
および第２粒Ｉ４度しきい値と比較し、この粒子濃度が
第１粒子ａ度しきい値に一致したとき第１警報を発報し
、この粒子濃度が第２校子；震度しきい値に３回一致し
たとき第２警報を発報するようにしているので、操業発
塵と区別して初期火災の発生を正確に検出することが可
能となる。

なお、上記実施例では、計数期間Ｔを６秒、第１粒子濃
度しきい値をｌＸｌ０’　　個／フィート３、第２粒Ｉ
４度しきい値を４Ｘ１０’　　個／フィート３に設定す
る場合について示したが、この発明はこれに限定される
ものではなく、クリンルームの特性（たとえば、換気回
数、清浄時の粒子濃度など）に合わせて、計数期間Ｔな
どを適当に選べばよい。また、」−２実施例では、大径
浮遊粒子の粒子Ｉａ／ｆが第２粒Ｉ４度しきい値に３回
一致したとき第２警報を発報する場合について示したが
、第２粒Ｉ４度しきい値に３回より大きい回数一致した
とき第２警報を発報するようにして、火災警報の誤報確
率をさらに少なくすることもできる。

また、上記実施例では煙センサをクリンルームの防火用
として用いる場合について示したが、この発明は他の設
備の防火用としても用いることができ、また粉塵の多い
空気や排気ガスなどの単なる粉塵量の１１定用として用
いることもできる。

［発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、浮遊粒子検出部にＪＩ
Ｓ　　Ｂ９９２１に規定されるような光散乱式粒子計数
器を利用し、浮遊粒子のうち大径浮遊粒子を検出するよ
うにし、大径浮遊粒子の粒子濃度が所定第２粒子濃度し
きい値に一致したとき第１警報を発報するようにし、こ
の粒子４度が所定第２粒子１度しきい値に所定回数一致
したとき第２警報を発報するようにしているので、浮遊
粒子に対する検出感度が高く、かつ操業発塵と区別して
初期火災の発生を正確に検出できる簡単な構造で安価な
煙センサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例である煙センサの構成を示
す図である。 第２図は、第１図の煙センサにおける第１警報、第２警
報の発報動作を説明するための図である。 第３図は、従来の火災検出装置の構成の一例を示す図で
ある。 図において、１は検出セル、１ａは人口、ｌｂは出口、
２は吸引ポンプ、３は浮遊粒子、４はランプ、５は受光
素子、６ａ、６ｂはレンズ、７は増幅器、８は粒子径し
きい値設定器、９はコンパレータ、１０はパルスカウン
タ、１１は計数期間設定タイマ、１２は制御装置、１３
は粒子濃度しきい値設定器、１４は回数設定器、１５は
警報器である。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）入口と出口を有する容器と、 前記容器内に浮遊粒子を含む空気を通過させる空気移動
   手段と、 前記容器内の前記空気を照射する光源と、 前記浮遊粒子からの散乱光を受けてこれを電気信号に変
   換する受光素子と、 前記浮遊粒子の粒子径に関する所定粒子径しきい値を設
   定する粒子径しきい値設定手段と、前記受光素子出力を
   前記所定粒子径しきい値と比較し、該受光素子出力が該
   所定粒子径しきい値より大きいときにパルスを発生し、
   これによって前記所定粒子径しきい値より大きい粒子径
   の前記浮遊粒子（以下大径浮遊粒子という）を検出する
   比較手段と、 所定期間を設定する期間設定手段と、 前記所定期間ごとに前記パルスの数を計数し、これによ
   って前記大径浮遊粒子の粒子濃度を検出するパルス計数
   手段と、 前記粒子濃度に関する、所定第１粒子濃度しきい値およ
   びこれより大きい所定第２粒子濃度しきい値を設定する
   粒子濃度しきい値設定手段と、所定回数を設定する回数
   設定手段と、 警報を発報する警報発報手段と、 前記粒子濃度を前記所定第１および第２粒子濃度しきい
   値と比較し、該粒子濃度が該所定第１粒子濃度しきい値
   に一致したとき前記警報発報手段が第１警報を発報する
   ように、該粒子濃度が該所定第２粒子濃度しきい値に前
   記所定回数一致したとき前記警報発報手段が第２警報を
   発報するように該警報発報手段を制御する制御手段とを
   備えた煙センサ。