KR100453489B1

KR100453489B1 - 화재 감지기

Info

Publication number: KR100453489B1
Application number: KR10-2001-0084999A
Authority: KR
Inventors: 니시카와다카유키; 오카쇼이치; 사카모토고지; 와다다케시; 가와노야스유키; 도요다겐지; 나가사와나오야; 기리하타신지
Original assignee: 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2004-10-15
Also published as: AU9710901A; DE60201208T2; TWI235965B; EP1253566B1; EP1253566A3; CN1180384C; DE60201208D1; CN1383107A; AU762183B2; EP1253566A2; US20020154018A1; US6737977B2; KR20020083111A

Abstract

향상된 화재 감지기는 연기 감지실 내의 연기 입자에 의해 산란된 광에 따라 연기 밀도를 검출하는 연기 감지실을 형성하는 플라스틱 베이스를 가진다. 베이스는 검출된 연기 밀도에 따라 화재 경보 신호를 발하는 화재 검출 회로를 형성하는 발광 소자, 수광 소자, 및 다른 구성품을 가진다. 금속제 전자기 실드는 베이스로 성형되어 전자기 방사 노이즈로부터 수광 소자를 보호한다. 전자기 실드는 회로 기판의 접지선과 연결되는 접지 단자를 포함한다. 또한, 단자 핀은 베이스에 대하여 회로 기판의 전기적 및 물리적 접속을 위해 베이스로 성형된다.

Description

화재 감지기 {FIRE DETECTOR UNIT}

본 발명은 화재 감지기에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 산란광 검출형 화재 감지기에 관한 것이다.

산란광 검출형 화재 감지기는 연기 입자의 존재 때문에 산란되는 광의 양에 비례하는 연기 밀도를 감시하기 위해 널리 사용되고 있으며, 연기 밀도를 소정의 임계값과 비교함으로써 화재의 존재를 결정한다. 일본국 실용 신안 제 4(1992)-108293호 공보는 연기 감지실을 구비한 베이스, 입사광을 연기 감지실로 향하게 하는 발광 다이오드, 및 연기 감지실 내의 연기 입자에 의해 산란되는 광을 수집하여 수광량을 표시하는 전기 신호를 발생하는 포토 다이오드를 포함하는 전형적인 화재 감지기를 개시하고 있다. 전기 신호는 검출된 연기 밀도가 위험하게 되었을 때 화재 경고 신호를 제공하는 화제 검출 회로에서 처리된다. 감지기에는 베이스에 고정되어 발광 다이오드, 포토 다이오드, 및 화재 검출 회로를 형성하는 전자 구성품을 탑재하는 회로 기판이 포함된다. 방사 노이즈의 가능성을 보호하는 전기 회로의 특정 부분에 전자기(電磁氣) 실드를 형성하기 위해, 감지기는 베이스와 분리되어 형성되고 베이스 상의 회로 기판과 함께 조립된 금속제 실드를 설치하고 있다. 실드는 베이스와 분리되어 형성되기 때문에, 감지기를 조립할 때, 베이스에 회로 기판을 탑재하는데 더하여, 실드를 회로 기판에 접착하여 베이스에 장착하는데 여분의 작업이 필요하게 된다.

따라서, 감지기를 자동 제조 기술을 사용하여 낮은 제조 비용으로 조립하는 것이 용이하지 않다.

상기 불충분한 점을 고려하여, 본 발명은 낮은 비용으로 효율 양호하게 제조할 수 있고, 나아가 감지기 특유의 전기 회로 일부에 바람직한 전자기 실드를 확보할 수 있는 향상된 화재 감지기를 제공하기 위해 이루어진 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 화재 감지기의 분해 사시도이다.

도 2는 상기 화재 감지기의 분해 단면도이다.

도 3은 동 상의 단면도이다.

도 4는 동 상의 베이스의 수직 단면도이다.

도 5는 베이스의 저면도이다.

도 6은 베이스의 평면도이다.

도 7은 베이스의 일부에 매입(埋入)된 전자기 실드를 나타내는 수직 단면도이다.

도 8은 실드 및 단자가 베이스로 스트라이크 되어 성형된 금속 블랭크 시트의 평면도이다.

도 9 (A) 및 9 (B)는 단자 핀 및 금속 블랭크의 평면에 대하여 직각으로 휜 실드 부분과 함께 각각 나타낸 금속 블랭크의 평면도 및 측면도이다.

도 10 (A) 및 10 (B)는 베이스의 파단면으로 성형된 단자 핀 및 실드의 일부를 각각 설명하는 평면도 및 측면도이다.

도 11 (A) 및 11 (B)는 베이스의 파단면 상에 세워진 완전한 베이스 구조를각각 설명하는 평면도 및 측면도이다.

도 12는 베이스에 장착된 방충 커버의 평면도이다.

도 13은 도 12의 X-X 단면도이다.

도 14는 도 12의 Y-Y 단면도이다.

도 15는 도 13의 Z-Z 단면도이다.

도 16은 베이스의 연기 감지실로 향상된 공기를 안내하는 것을 설명하는 요부 단면도이다.

도 17은 방충 커버가 장착된 베이스 일부의 저면도이다.

도 18은 상기 감지기에 내장된 전자 회로의 블록도이다.

본 발명에 의한 화재 감지기는 베이스의 원주 상에 돌출되어 연기 감지실을 형성하는 래버린스벽을 가지는 성형 플라스틱으로 이루어진 베이스를 포함한다. 래버린스벽은 연기 입자의 침입을 허용하지만 연기 감지실에 주위광의 침입을 금지한다. 베이스는 입사광을 발광 소자로부터 연기 감지실로 향하게 하는 광 프로젝터를운반한다. 베이스는 또한 연기 감지실 내의 연기 입자에 의해 산란된 광을 수집하는 광 컬렉터를 가진다. 수광 소자는 수광량을 표시하는 전기 신호를 발생한다. 화재 검출 회로는 전기 신호를 수신하기 위해 접속되고, 전기 신호에 따라 화재 경보 신호를 제공한다. 화재 검출 회로를 형성하는 발광 소자, 수광 소자, 및 전자 구성품은 베이스에 조립된 회로 기판에 탑재된다. 감지기에는 수광 소자를 전자기 방사 노이즈로부터 보호하는 금속제 전자기 실드를 포함한다. 본 발명의 특징은 전자기 실드가 베이스에 일체로 성형되어 회로 기판의 접지선과 접속되는 접지 단자를 가지며, 회로 기판이 화재 검출 회로와 전기적인 접속을 위해 베이스에 일체로 성형되고, 외부선과 접속하기 위해 회로 기판을 통해 돌출되는 금속제 단자 핀에 의해 베이스에 장착되는 것에 있다. 성형된 전자기 실드 및 성형된 단자 핀의 설치로, 베이스에 대한 회로 기판의 접속은 물론 전기 회로에 대한 실드의 전기 접속이, 베이스에 회로 기판을 탑재함으로써 동시에 간단하게 이루어질 수 있어, 감지기의 조립을 용이하게 한다.

바람직한 실시 형태에서는, 래버린스벽이 베이스와 함께 성형되어 전자기 실드가 매입(埋入)된 단체(單體) 구조를 형성함으로써, 감지기의 용이한 조립을 위한 부품수를 줄인다.

바람직하게는, 전자기 실드와 단자 핀은 판금을 스트라이크하고, 스트라이크된 부분을 굽힘 가공함으로써 1매의 판금으로 형성되어, 또한 감지기의 제조를 용이하게 한다.

감지기는 플라스틱 재료로 성형되어 측벽과 바닥벽을 가지는 방충 커버를 추가로 포함하며, 상기 측벽은 나는 벌레 등 이물(異物)이 상기 연기 감지실에 침입하는 것을 방지하도록 상기 래버린스벽을 에워싸고, 연기 입자가 상기 래버린스벽을 통해 연기 감지실에 침입하는 것을 허용하는 약간의 공기 구멍을 가지는 스크린 형상이다. 바닥벽은 상기 베이스의 개방된 바닥을 커버하여 상기 연기 감지실을 폐쇄하기 위해 설치된다. 발광 소자로부터 직접 오지 아니한 광으로부터 손상되지 않은 광 프로젝터를 형성하고, 연기 입자의 존재에 의하지 않은 산란광으로부터 손상되지 않은 컬렉터를 형성하는 제1 및 제2 마스크는 바닥벽의 내면에 형성된다. 그러므로, 바닥벽의 내면으로부터 반사된 광은 연기 밀도 검출로부터 성공적으로 차단되어 연기 밀도 검출의 신뢰성을 높일 수 있게 된다.

바람직하게는, 방충 커버의 측벽은 상기 공기 구멍이 없는 적어도 하나의 불감(不感) 구역으로 형성된다. 불감 구역은 광 프로젝터 및 광 컬렉터 중 하나에 직접 대향하는 관계로 래버린스벽의 제한된 원주 상에 연장된다. 불감 구역 반대 쪽의 공기 구멍은 일반적으로 베이스의 기하학적 중심에 불감 구역을 접속시키는 선과 평행하는 방향에 따라 래버린스벽 쪽으로 주위 공기를 향하게 한다. 그러므로, 불감 구역의 존재에 의해 연기 감지실에 침입하는 것을 방지하는 공기 흐름의 부족을 보충하기 위해 연기 감지실에 불감 구역의 반대 쪽 공기를 원활하게 인도할 수 있으며, 이는 광 프로텍터 및 광 컬렉터의 주위를 통과하는 용납할 수 없는 광 누설을 회피하기 위해 필요하다.

래버린스벽은 각각 외측 코너와 내측 코너를 가지는 복수의 L자형 스터드(stud)를 포함한다. L자형 스터드는 외측 코너가 인접하는 L자형 스터드의내측 코너에 L자형 스터드의 외측 코너가 돌출되는 방법으로 베이스 주위에 원주 방향으로 배치된다. 광 컬렉더의 광축에 따라 광 컬렉터의 전방에 배치된 2개의 L자형 스터드는 외측 코너에서 결합되어 일반적으로 X자형 구성의 조합(組合) 스터드를 형성한다. X자형 조합 스터드는 광 컬렉터의 시야에 주위광의 침입이 유리한 반면, 연기 감지실에 공기 흐름의 손실을 최소화한다.

X자형 조합 스터드는 광축에 대하여 광 컬렉터에 대향하는 V자형 리세스(recess)로 형성되어 입사광이 광 컬렉터 쪽으로 반사되는 것을 방지하는 광 트랩을 구성한다.

V자형 리세스 형상의 광 트랩은 각각 조합 스터드의 한 부분인 한 쌍의 제1 및 제2 다리에 의해 형성되고, 제1 다리는 제2 다리보다 광 프로젝터 쪽으로 근접하게 위치한다. 오목면은 광 프로젝터로부터 실드 선반 뒤에 감추어져 있다. 그러므로, 연기 감지실의 다른 부분으로부터 반사된 광은 물론 광 프로젝터로부터의 광이 광 컬렉터 쪽으로 반사되는 것을 방지할 수 있어, 바람직하지 않은 미광(迷光)을 최소화한다.

미광을 최소화하기 위한 능력을 더욱 높이기 위해, 광 트랩은 광 컬렉터에 대향하여, 입사광을 광 컬렉터로부터 멀리 V자형 리세스에 깊게 반사하기 위해 구성된 세레이션(serration) 형상의 반사 구역을 추가로 설치해도 된다.

또한, 베이스는 광 프로젝터로부터 광 트랩 쪽으로 광을 인터럽션(interruption)하기 위해 각각 공간 관계에서 광 트랩과 광 프로젝터 사이의 위치에 돌출되는 실드 포스트(shilding post)를 포함하는 것이 바람직하다. 실드 포스트는 또한 광 컬렉터의 입사각 외측에 위치한다. 그러므로, 광 컬렉터는 검출 신뢰성을 증가시키기는 연기 감지실의 존재에 의하지 않은 광을 수광하는 것으로부터 잘 보호된다.

발광 소자 및 수광 소자는 회로 기판 상에 탑재되며, 회로 기판이 베이스에 고정될 때, 이들 소자의 개별 광축은 일반적으로 베이스의 평면에 수직으로 연장된다. 이와 관련하여, 광 프로젝터는 연기 감지실 내에서 베이스의 평면과 평행으로 연장되는 광 투사축을 가지며, 광 컬렉터는 연기 감지실 내에서 광 투사축과 교차 관계에 있는 광 수집축을 가진다. 광 프로젝터는 발광 소자로부터의 광 빔의 방향을 변경하여 광 투사축을 따라 향하는 제1 광 가이드를 형성한다. 또한, 광 컬렉터는 광 수집축에 따라 수집된 광의 방향을 변경하여 수광 소자의 광축을 따라 향하는제2 광 가이드를 형성한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 발광 소자로 사용되는 발광 소자(LED)는 LED의 납을 구부리는 그밖의 필요한 성가신 작업을 수행하지 않고 회로 기판을 수직으로 탑재할 수 있다. 또한, LED의 수직 탑재는 납의 길이를 최소화할 수 있고, 이에 따라, 베이스 및 회로 기판 조립의 전반적인 높이 치수를 최소화할 수 있어, 감지기의 저(低)프로필 구조를 부여하는데 기여한다.

바람직하게는, 광 프로젝터 및 광 컬렉터는 각각 광 프리즘의 형상이다. 광 컬렉터를 형성하는 광 프리즘은 수집광을 수광 소자 쪽으로 수속(收束)하는 일체로 형성된 수속 렌즈를 포함하여, 검출 효율을 향상시킨다.

본 발명의 이들 및 또 다른 목적 및 유리한 특징은 첨부한 도면과 관련하여 바람직한 실시 형태의 다음 설명에서 더욱 명백해질 것이다.

도 1 내지 도 3에서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관한 화재 감지기를 나타내고 있다. 화재 감지기는 주위 온도 및 주위의 연기 밀도를 검출하기 위한 조합 검출기이며, 검출된 온도 및 연기 밀도에 따라 화재의 존재를 결정하기 위해 사용된다. 연기 밀도는 연기 입자의 존재에 의한 산란광의 양에 비례하는 만큼 얻어진다. 화재 감지기는 방의 천정 등 구조에 설치하기 위해 채용되는 서포트(support)(10)를 포함한다. 서포트(10)는 여러 가지의 광학 및 전기 구성품, 방충 커버(70), 및 가드(guard)(90)를 지지한다. 베이스(20)는 폐쇄된 상부와 개방된 하부를 가지는 원통형으로 플라스틱 재료로 성형되어 있다. 방충 커버(70) 또한 개방된 상부와 폐쇄된 하부를 구비한 원통형으로 플라스틱 재료로 성형되어 있다. 커버(70)는 체임버에 도입된 공기의 연기 밀도 검출용 연기 감지실(24)을 형성하기 위해 베이스(20)에 장착된다. 가드(90) 또한 도 3에 나타내는 것과 같이, 성형된 플라스틱으로 제조되어 커버(70)에 장착되고, 서포트(10)의 중앙 홈부(center recess)(11) 주위의 상단(上段)에서 갈고리 모양으로 구부러져 있다. 그러므로, 베이스(20)와 커버(70)는 가드(90) 내에서 지지되고 서포트(10)에 고정되어 있다.

도 2에 나타내는 것과 같이, 베이스(20)는 정상벽(top wall)(21)을 갖는데 이 정상벽은 자신의 주위로부터 똑바로 선 브림(brim)(22)을 구비한다. 회로 기판(50)은 브림(22)으로 에워싸인 직사각형의 공간에 장착되고, 발광 소자(예를 들면, LED)(51), 수광 소자(예를 들면, 포토 다이오드)(52), 서미스터(thermistor)(54), 및 화재 검출 회로를 형성하는 다른 구성품을 탑재한다. LED(51)와 포트 다이오드(52)는 회로 기판(50)의 평면, 따라서 베이스(20)의 정상벽(21) 평면에 수직으로 연장되는 개별 광축을 구비한 회로 기판(50) 상에 탑재된다. 서미스터(54)는 주위 온도를 감지하는 연기 감지실(24) 및 커버(70)의 바닥을 통해 외측으로 돌출된다. 상세히 설명하는 것과 같이, 회로 기판(50)은 정상벽(21)에 고정된다.

베이스(20) 또한 프리즘 형상의 광 프로젝터(61)와 프리즘과 볼록 렌즈가 결합된 형상의 광 컬렉터(62)를 가지며, 이들은 연기 감지실(24)로 도입된 공기에 대한 연기 밀도 검출용 광학계를 구성하기 위해 LED(51) 및 포토 다이오드(52)와 협동한다. 베이스(20)는 연기 감지실(24)을 에워싸는 측벽인 래버린스벽(labyrinth wall)(30)을 가져, 연기 감지실(24)에 주위 공기의 침입을 허용하지만 주위광의 침입은 금지한다. 도 5에 나타내는 것과 같이, 래버린스벽(30)은 각각 복수의 L자형 스터드(stud)(33), 및 광 프로젝터(61)와 광 컬렉터(62)용 홀더(31, 32)에 의해 형성된다. L자형 스터드(33)는 스터드(33)의 외측 코너가 인접하는 스터드의 내측 코너 또는 인접하는 홀더의 오목면에 돌출되고, 각 홀더의 볼록면이 인접하는 스터드(31)의 내측 코너로 돌출되는 방법으로 베이스(20)의 원주를 따라 홀더와 함께 배치된다. 이에 따라, 도 5에 화살표로 나타내는 것과 같이, 주위 공기를 연기 감지실(24)에 도입하기 위한 2개의 인접하는 스터드와 홀더 사이에 구부러진 채널을 형성한다.

도 3 및 도 14에 나타내는 것과 같이, 커버(70)는 제1 및 제2 리테이너(retainer)(71, 72)를 구비한 바닥벽(73) 상에 형성되며, 이들 리테이너는 리테이너의 상응하는 슬릿(74, 75)에 삽입되는 광 프로젝터(61)와 광 컬렉터(62)의 탭(tab)(64, 65)과 정확한 위치에서 광 프로젝터(61)와 광 컬렉터(62)를 지지하기 위한 것이다. 도 5에 나타내는 것과 같이, 광 프로젝터(61)는 연기 감지실(24) 내에서 연장되는 광 투사축(PX)이 베이스(20)의 정상벽(21)과 평행한 방향으로 향하게 하기 위해 설치되는 반면, 광 컬렉터(62)는 연기 감지실 내에서 연장되는 광 수집축(CX)이 약 100°의 각으로 광 투사축(PX)과 교차 관계에서 베이스의 정상벽(21)과 평행한 방향으로 향하도록 설치된다. 프리즘 형상의 광 프로젝터(61)는 LED(51)로부터의 광 빔의 방향을 광 투사축(PX)을 따라 향하도록 변경하는 기능을 가진다. 마찬가지로, 프리즘 형상의 광 컬렉터(62) 또한 광 수집축(CX)을 따라 수집한 광의 방향을 포토 다이오드(52)의 광축을 따라 향하도록 변경하는 기능을 가진다. 그러므로, 연기 입자의 존재에 의한 산란광은 연기 감지실 내에서 연기 입자의 양에 비례하는 연기 밀도를 부여하도록 포토 다이오드(52)에 의해 수집될 수 있다. 광 컬렉터(62)에서의 수속 렌즈를 개재하여, 수집광을 포토 다이오드(52)에서 성공적으로 수광하여 신뢰할 수 있는 연기 밀도 검출용 출력을 높일 수 있다. 이것은 LED(61)가 mW의 오더로 광 출력을 일으키는 조건 하에서도, 포토 다이오드(52)는 일반적으로 위험한 연기 밀도를 표시하기 위해 pA 오더로 오직 미약한 출력을 일으킬 수 있다는 것에서 특히 유리하다.

래버린스벽(30)은 광 컬렉터(62)에 정반대로 대향하는, 즉 미광(stray light)이 광 컬렉터(62)에 침입하는 것을 방지하기 위해 광 수집축(CX)을 따라 앞쪽으로 향하는 부분에 광 트랩(34)을 포함한다. 광 트랩(34)은 2개의 인접하는 L자형 스터드(33)가 그 외측 코너에서 결합되어, 광 컬렉터(62)에 면하는 V자형 리세스를 부여하는 X자형 조합 스터드의 형상이다. V자형 리세스는 각각 조합 스터드의 일부인 제1 및 제2 다리(35, 36)에 의해 형성되고, 좁아진 개구각을 가지는 좁은 오목면(37)을 구비한 바닥에 형성된다. 제1 다리(35)는 제2 다리(36)보다 광 프로젝터에 가깝고, 광 프로젝터(61)로부터 오목면(37)을 감추는 방향으로 돌출되는 실드 선반(38)으로 형성된다. 반면, 제2 다리(36)는 입사광을 광 컬렉터(62)로부터 멀리 V자형 리세스에 깊게 반사하는 세레이션(serration)(39)을 구비한 제1 다리에 대향하는 면에 형성된다. 그러므로, 구성된 광 트랩(34)은 입사광을 광 컬렉터(62) 쪽으로의 반사를 성공적으로 피할 수 있어, 광 수집계에서의 미광의 영향을 최소화할 수 있고, 따라서 신뢰할 수 있는 연기 밀도 검출을 향상시킬 수 있다.

또한, 도 5에 나타내는 것과 같이, 실드 포스트(shielding post)(26)는 광 프로젝터(61)와 광 트랩(34) 사이의 중간에 형성되어 광 프로젝터로부터의 직접적인 빔에 의해 광 트랩이 손상되지 않도록 유지한다. 실드 포스트(26)는 또한 광을 광 컬렉터 쪽으로 반사시키지 않도록 광 컬렉터(62)의 입사각 외측에 위치한다. 튜브형 재킷(tubular jacket)(28)은 서미스터(54)를 통과하기 위해 광 프로젝터(61)와 광 컬렉터(62) 사이의 중간에 형성된다.

도 4 및 도 7에 나타내는 것과 같이, 금속제 전자기 실드(40)는 회로 기판(50), 특히 포토 다이오드(52) 및 외부 전자파 또는 노이즈에 영향을 받기 쉬운 관련 회로의 일부에 전자 보호를 부여하기 위해, 베이스(20)를 성형할 때 매입된 결과로 베이스(20)의 정상벽(21)에 일체화된다. 실드(40)는 일반적으로 매입된 평평한 바닥(41)과 회로 기판 부분을 에워싸기 위해 바닥(41)의 에지로부터 상측으로 구부러진 사이드 림(side rim)(42)을 가지는 얕은 구성의 것이다. 2개의 사이드 림(42)은 각각 납땜에 의해 기판에 물리적 접속은 물론, 회로 기판의 접지 라인과 전기적 접속을 위해 회로 기판을 통해 연장되는 접지 단자(43)와 일체로 형성된다. 실드(40)의 바닥(41)은 포토 검출기(52)가 광 컬렉터(62)와 연통되는 윈도(44)를 가진다. 또한, 베이스(20)는 정상벽(21)에 위치한 기판(50) 상의 화재 검출 회로와 납땜 접속을 위한 정상벽(21) 내에서부터 돌출된 성형 단자 핀(46)을 가지며, 따라서 물리적으로 회로 기판(50)을 접지 단자(43)와 협동하는 베이스에 고정한다. 단자 핀(46)은 검출된 파라미터가 위험하게 될 때, 화재의 존재를 표시하게 되는 화재 검출 회로에서 발생한 화재 경보 신호를 전송하기 위해 외부선과의 전기 접속에 사용되도록 회로 기판(50)을 통해 돌출된다.

도 8에 나타내는 것과 같이, 전자기 실드(40) 및 단자 핀(46)은 단일 판금(47)으로부터 스트라이크된다. 다음에 사이드 림(42), 접지 단자(43), 및 단자 핀(46)을 형성하기 위해 상측으로 구부러진 부분은 도면에서 빗금친 선에 의해 표시된다. 도 9 (A) 및 9 (B)에 나타내는 것과 같이, 이들 부분이 구부러진 후, 판금(47)은 베이스(20)의 상측 파단면이 실드(40) 및 도 10 (A) 및 10 (B)에 나타내는 것과 같이, 베이스(20)의 상측 파단면에 부분적으로 매입되는 단자 핀(40)으로 성형된 성형 다이에 설치된다. 이어서, 베이스(20)의 나머지 파단면은 도 11 (A) 및 (B)에 나타내는 것과 같이, 상측 파단면에 일체로 성형되어 래버린스벽(30)을 포함하는 베이스(20)가 완성된다. 그후, 판금(47)은 이와 같이 성형된 베이스(20)로부터 컷 아웃된다. 이러한 의미에서, 베이스(20)는 래버린스벽(20), 실드(40), 및 단자 핀(46)을 포함하는 단체(單體) 구조로 성형된다.

도 12 내지 도 14에 의하면, 방충 커버(70)는 승인할 수 없을 정도의 광이 연기 감지실(24)에 침입하는 것을 방지하는 방법으로 서미스터(54)가 연장되는 개구(77)를 구비한 바닥벽(73)에 형성된다. 바닥벽 상에 돌출되는 리테이너(71, 72)는 승인할 수 없는 광이 광 프로젝터(91)와 광 컬렉터(62) 쪽으로 가는 것을 방지하는 개별 마스크로서 기능하도록 구성되며, 이에 따라 광 프로젝터가 잘못된 광 빔을 광 컬렉터 쪽으로 향하는 바람직하지 않은 광 빔으로부터 광 프로젝터(61)를 손상되지 않도록 보호하며, 또한 이밖에 광 컬렉터에서 수광하여 잘못된 연기 밀도 검출을 일으키는 바람직하지 않은 광 빔으로부터 광 컬렉터(62)를 손상되지 않도록 보호한다. 또한, 바닥벽(73)은 연기 입자에 의하지 않은 미광을 광 컬렉터(62) 쪽으로 반사하지 않도록 구성한 일련의 노치(notch)(78)로 형성된다.

베이스(20)의 래버린스벽(30)을 통해 연기 감지실(24)에 주위 공기의 침입을 허용하는 약간의 공기 구멍(82)이 커버(70)의 측벽(81)에 형성된다. 도 15 및 도 17에 나타내는 것과 같이, 측벽(81)은 연기 감지실에 침입한 승인할 수 없는 광을 제거하기 위해 일정한 간격을 두고 광 프로젝터(61), 광 컬렉터(62), 및 광 프로젝터와 광 컬렉터에 정반대인 래버린스벽 부분을 감추는 불감 구역(83)을 포함한다. 각 불감 구역(83) 반대편의 공기 구멍(82)은 도 16에서 화살표로 나타내는 것과 같이, 일반적으로 베이스의 기하학적 중심에 불감 구역을 접속하는 선과 평행한 방향을 따라 래버린스벽(30) 쪽으로 주위 공기를 향하게 한다. 그러므로, 불감 구역(83) 주위 쪽 방향으로 흐르는 공기는 연기 감지실로 원활하게 인도되고, 이에 따라 불감 구역(83)의 설치에 의한 공기 흐름의 불충분을 보충한다. 공기 구멍(82)의 방향은 커버(70)를 제조하기 위해 사용되는 분할 외측 성형 다이에 의해 결정된다. 즉, 커버(70)의 전체 원주를 에워싸기 위해 4개의 외측 성형 다이가 코어 다이(core die)와 조합되어 사용된다. 도 17에 화살표로 표시하는 것과 같이 서로 수직 방향으로 분리된 각각의 4개 외측 성형 다이는 다이의 원주 길이 중앙의 불감 구역이 남아 있도록 하고, 공기 구멍(82)은 분리 방향으로 일정하게 향하게 남아 있도록 구성되어 있어서, 불감 구역(83) 반대편의 공기 구멍(82)이 일반적으로 불감 구역(83)을 접속하는 선과 커버(70)의 기하학적 중심에 평행한 방향으로 향하게 된다.

도 18에 나타내는 것과 같이, 회로 기판(50)에 의해 실현된 화재 검출 회로는 발광 및 수광 구역(100), 화재의 존재를 결정하여 경고 신호를 발생하는 마이크로컴퓨터(110), 및 외부선을 통해 화재 경고 신호를 화재 감시 스테이션에 전송하는 전송기(120)를 포함한다. 구역(100)은 제어광 출력을 위해 LED(51)에 공급되는 전류를 제어하는 전류 컨트롤러(101), 포토 다이오드(52)의 전류 출력을 상응하는 출력 전압으로 변환하는 전류 전압(I/V) 컨버터(102)를 포함한다. 출력 전압은 적당한 증폭율로 게인 실렉터(gain selector)(103)에서 증폭되고, 검출된 연기 밀도를 표시하는 아날로그 신호를 제공하기 위해 오프셋 어저스터(adjuster)(105)에서 처리됨으로써 뒤이어 게인 어저스터(104)에서 적당한 전압으로 제어된다. 감도 컨트롤러(106)는 LED(51)에 공급된 전류의 조정은 물론 게인 실렉터(103)에서 게인 증폭율을 조정하기 위해 제공된다. 아날로그 출력은 검출된 연기 밀도가 단독 또는 검출된 온도와 협동하여 소정의 기준을 만족시킬 때 경고 신호를 발생하는 마이크로컴퓨터(110)에서 디지털값으로 변환된다.

본 발명은 전자기 실드가 베이스에 일체로 성형되어 회로 기판의 접지선과 접속되는 접지 단자를 가지며, 회로 기판이 화재 검출 회로와 전기적인 접속을 위해 베이스에 일체로 성형되고, 외부선과 접속하기 위해 회로 기판을 통해 돌출되는 금속제 단자 핀에 의해 베이스에 장착되는 것을 특징으로 하고 있다. 이와 같이, 성형된 전자기 실드 및 성형된 단자 핀의 설치로, 베이스에 대한 회로 기판의 접속은 물론 전기 회로에 대한 실드의 전기 접속이, 베이스에 회로 기판을 탑재함으로써 동시에 간단하게 이루어질 수 있어, 화재 감지기의 조립을 용이하게 할 수 있다.

Claims

화재 감지기에 있어서,

원주 상에 돌출되어 연기 감지실(24)을 형성하고, 상기 연기 감지실에 연기 입자의 침입을 허용하지만 주위광의 침입은 금지하는 래버린스벽(labyrinth wall)(30)을 가지도록 성형 플라스틱으로 이루어진 베이스(20),

상기 베이스 상에 형성되며, 입사광을 발광 소자(51)로부터 상기 연기 감지실(24)로 향하게 하는 광 프로젝터(61),

상기 베이스 상에 형성되며, 상기 연기 감지실 내의 연기 입자에 의해 산란된 광을, 수광량을 표시하는 전기 신호를 발생하는 수광 소자(52)에 집광시키는 광 컬렉터(62),

상기 전기 신호를 수신하도록 접속되고, 상기 전기 신호에 따라 화재 경보 신호를 제공하는 화재 검출 회로(100, 110),

상기 발광 소자, 상기 수광 소자, 및 상기 화재 검출 회로를 형성하는 전자 구성품을 탑재하는 회로 기판(50), 그리고

상기 수광 소자를 전자기 방사 노이즈로부터 보호하는 금속제 전자기 실드(shield)(40)

를 포함하고,

상기 전자기 실드(40)는 상기 베이스에 일체로 성형되어 상기 회로 기판의 접지선과 접속되는 접지 단자(43)를 가지며,

상기 회로 기판은 상기 베이스에 일체로 성형되고 상기 화재 검출 회로에 전기적으로 접속되는 금속제 단자 핀(46)에 의해 상기 베이스에 장착되고, 상기 단자 핀은 상기 화재 경고 신호를 전송하도록 외부선과 접속하는 회로 기판을 통해 돌출하며,

상기 회로 기판(50)에 탑재된 수광 소자(52)는 상기 베이스(20) 상부의 저면에 배치되어, 상기 광이 상기 베이스(20) 내부의 공간에 수납된 광 컬렉터(62)로부터 상기 베이스 상부의 저면에 설치된 윈도(44)을 통해 상기 수광 소자(52)로 수광되고,

상기 전자기 실드(40)를 상기 베이스(20) 상부의 저면의 외면측으로 돌출시켜, 상기 회로 기판(50) 및 상기 베이스(20) 상부의 저면 사이에 배치되는 상기 수광 소자(52)를 덮는

화재 감지기.
제1항에 있어서,

상기 래버린스벽(30)은 상기 베이스(20)와 함께 성형되어 상기 전자기 실드(40)가 매입(埋入)된 단체(單體) 구조를 형성하는 화재 감지기.
제1항에 있어서,

상기 전자기 실드(40)와 상기 단자 핀(46)은 판금을 스트라이크 하고, 스트라이크된 부분을 굽힘 가공함으로써 1매의 판금(47)으로 형성하는 화재 감지기.
제1항에 있어서,

플라스틱 재료로 성형되어 측벽 및 바닥벽을 가지는 방충 커버(70)를 더 포함하며,

상기 측벽은 벌레 등 이물(異物)이 상기 연기 감지실에 침입하는 것을 방지하도록 상기 래버린스벽(30)을 에워싸고, 연기 입자가 상기 래버린스벽을 통해 연기 감지실에 침입하는 것을 허용하는 약간의 공기 구멍(82)을 가지는 스크린 형상이며, 상기 방충 커버는 상기 베이스의 개방된 바닥을 커버하여 상기 연기 감지실을 폐쇄하고,

상기 커버(70)의 상기 방충벽(73)은 각각 상기 광 프로젝터를 상기 발광 소자로부터 직접 오지 않는 광으로 손상되지 않도록 하고, 상기 광 컬렉터(62)를 연기 입자의 존재에 의하지 않은 산란광으로 손상되지 않도록 하가 위한 제1 및 제2 마스크(71, 72)를 구비한 내면에 형성되는 화재 감지기.
제4항에 있어서,

상기 방충 커버(70)의 상기 측벽(81)은 상기 공기 구멍(82)이 없는 적어도 하나의 불감(不感) 구역(83)으로 형성되며, 상기 불감 구역은 상기 광 프로젝터 및 상기 광 컬렉터 중 하나에 직접 대향하는 관계로 상기 래버린스벽의 제한된 원주 상에 연장되고,

상기 불감 구역(83) 반대 쪽의 공기 구멍(82)은 일반적으로 상기 베이스의 기하학적 중심에 상기 불감 구역을 접속시키는 선과 평행하는 방향에 따라 상기 래버린스벽(30) 쪽으로 주위 공기를 향하게 하는 화재 감지기.
제1항에 있어서,

상기 래버린스벽(30)은 각각 외측 코너와 내측 코너를 가지는 복수의 L자형 스터드(stud)(33)로 이루어지고, 상기 L자형 스터드는 인접하는 L자형 스터드의 내측 코너에 L자형 스터드의 외측 코너가 돌출되는 방식으로 상기 베이스 주위에 원주 형으로 배치되며,

광 컬렉더의 광축에 따라 광 컬렉터의 전방에 배치된 상기 2개의 L자형 스터드는 외측 코너에서 결합되어 일반적으로 X자형 구성의 조합(組合) 스터드(34)를 형성하는 화재 감지기.
제6항에 있어서,

상기 조합 스터드는 광축에 대하여 상기 광 컬렉터(62)에 대향하는 V자형 리세스(recess)의 형상으로 광 트랩(trap)(34)을 부여하고, 상기 광 트랩은 입사광이 광 컬렉터 쪽으로 반사되는 것을 방지하는 화재 감지기.
제7항에 있어서,

상기 광 트랩(34)의 V자형 리세스는 각각 상기 조합 스터드의 한 부분인 한 쌍의 제1 및 제2 다리(35, 36)에 의해 형성되고, 제1 다리(35)는 제2 다리(36)보다 상기 광 프로젝터 쪽으로 근접하게 위치하며,

상기 광 트랩(34)은 상기 제1 다리(35) 및 리세스 바닥의 오목면(37)으로부터 돌출되는 실드 선반(38)을 포함하고, 상기 오목면(37)은 상기 광 프로젝터로부터 상기 실드 선반(38) 뒤에 감추어져 있는 화재 감지기.
제7항에 있어서,

상기 광 트랩(34)은 상기 광 컬렉터(62)에 대향하여, 입사광을 상기 광 컬렉터로부터 멀리 상기 V자형 리세스에 깊게 반사하기 위해 구성된 세레이션(serration) 형상의 반사 구역(39)을 포함하는 화재 감지기.
제7항에 있어서,

상기 베이스(20)는 상기 광 프로젝터로부터 상기 광 트랩 쪽으로 광을 인터럽션(interruption)하기 위해 상기 광 트랩(34)과 상기 광 프로젝터(61)와 일정한 거리를 둔 이들 사이의 위치에서 돌출되는 실드 포스트(shilding post)(26)를 포함하는 화재 감지기.
제10항에 있어서,

상기 실드 포스트(26)는 상기 광 컬렉터(62)의 입사각 외측에 위치하는 화재 감지기.
제1항에 있어서,

상기 회로 기판(50)은 일반적으로 베이스의 평면에 수직인 상기 발광 소자(51) 및 상기 수광 소자(52)의 개별 광축을 구비한 상기 베이스(20)에 고정되고,

상기 광 프로젝터(61)는 연기 감지실 내에서 상기 베이스의 평면과 평행으로 연장되는 광 투사축(PX)을 가지며,

상기 광 컬렉터(62)는 연기 감지실 내에서 상기 베이스의 평면과 평행으로 연장되고, 상기 광 투사축과 교차하는 광 수집축(CX)을 가지며,

상기 광 프로젝터(61)는 상기 발광 소자(51)로부터의 광 빔의 방향을 변경하여 광 투사축을 따라 향하도록 하는 제1 광 가이드를 형성하며,

상기 광 컬렉터(62)는 광 수집축(CX)에 따라 수집된 광의 방향을 변경하여 상기 광 수광 소자(52)의 광축을 따라 향하도록 하는 제2 광 가이드를 형성하는 화재 감지기.
제12항에 있어서,

상기 광 프로젝터(61) 및 상기 광 컬렉터(62)는 각각 광 프리즘의 형상인 화재 감지기.
제13항에 있어서,

상기 광 컬렉터(62)를 형성하는 광 프리즘은 수집광을 수광 소자 쪽으로 수속(收束)하는 일체로 형성된 수속 렌즈를 포함하는 화재 감지기.