KR20020068045A - 산란광 검출기 - Google Patents

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KR20020068045A
KR20020068045A KR1020027006114A KR20027006114A KR20020068045A KR 20020068045 A KR20020068045 A KR 20020068045A KR 1020027006114 A KR1020027006114 A KR 1020027006114A KR 20027006114 A KR20027006114 A KR 20027006114A KR 20020068045 A KR20020068045 A KR 20020068045A
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안드레아스 지멘스
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와그너 알람-운드 시케룽시스템 지엠비에이치
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Abstract

본 발명은 특히 캐리어 매체내에 있는 입자를 검출하기 위한 산란광 검출기에 관한 것이다. 상기 검출기는 하우징(1), 상기 하우징(1)내에 있는 유입 개구(3) 및 배출 개구(5), 광원(9), 수신기(13) 및 광 트랩(15)을 포함하며, 상기 유입 개구(3)와 배출 개구(5) 사이에서는 캐리어 매체가 유동 경로(7)상에서 상기 하우징(1)을 관류하고, 상기 광원(9)은 유동 경로(7)상에 있는 산란광 센터(11)를 향해 빛을 보내며, 상기 수신기(13)는 산란광 센터(11)내에 있는 입자상에 산란된 빛의 일부분을 위해 제공되고, 상기 광 트랩(15)은 산란광 센터(11)내에서 산란되지 않은 빛을 위해 제공된다. 본 발명의 목적은, 콤팩트한 구조적 형상에도 불구하고 높은 반응성이 보장되도록 상기와 같은 방식의 산란광 검출기를 개선하는 것이다. 광 트랩(15)의 형성을 위해서는 2가지 대안이 제안된다. 제 1 대안에 따라서는, 광원(9)이 유동 경로(7) 외부에 배치되고, 또한 상기 광원의 광 원뿔(20)의 중심축(18)이 적어도 부분적으로는 유동 경로(7)의 중앙선(58)에 대해서 또는 상기 중앙선상에서 평행하게 연장되며, 광원(9)에 할당된 광 트랩(15)이 유동 경로(7)를 가이드 하는 유동 채널의 부분인 것이 제안된다. 제 2 대안에 따라서는, 수신기(13)가 유동 경로(7) 외부에 배치되고, 상기 수신기 축(14)이 적어도 부분적으로는 유동 경로(17)의 중앙선(58)에 대해서 또는 상기 중앙선상에서 평행하게 연장되며, 수신기(13)에 할당된 광 트랩(23)이 유동 경로(7)를 가이드 하는 유동 채널의 부분인 것이 제안된다.

Description

산란광 검출기 {DETECTOR FOR SCATTERED LIGHT}
상기와 같은 유형의 산란광 검출기는 공지되어 있고, 특히 기식 화재 경보 장치에서 고체 입자 또는 액체 입자를 검출하기 위해 이용되며, 상기 검출기에서 캐리어 매체는 모니터링 될 공간내에 있는 공기 또는 모니터링 될 장치내에 있는 냉각용 공기의 대표적인 일부분의 량으로 이루어진다. 기식 경보 장치에서는 상기 기식 공기의 일부분의 량이 팬에 의해서 효과적으로 흡인되어 산란광 검출기의 유입 개구 내부에 제공된다. 예를 들어 EDV-설비와 같은 모니터링 될 장치 또는 상기 장치의 개별 소자들, 그리고 예를 들어 측정 장치, 제어 장치 및 조절 장치와 같은 유사한 전자 장치, 교환 장치 및 개인 브랜치(private branch) 장치에서는 기본적으로, 장치 냉각용 공기의 대표적인 일부분의 량을 캐리어 매체로서 산란광 검출기의 유입 개구 내부에 제공하기 위해, 장치 냉각용 공기의 고유한 흐름을 사용하는 것이 또한 가능하다.
캐리어 매체가 유동 경로상에 있는 산란광 센터내에서 산란광 검출기의 하우징을 관류하는 동안, 광원의 빛은 산란광 센터를 가로지르게 되고, 따라서 그곳을 관류하는 캐리어 매체가 상기 캐리어 매체내에 있는 입자상에 산란되지 않는 한 상기 캐리어 매체는 맞은 편에 있는 광 트랩내에서 흡수된다. 이와 같은 상태는, 산란광 검출기가 주로 취하게 되는 작동 상태이다. 예를 들어 화재 발생에 대한 제 1 경고를 전송하는 연기 입자 또는 연기 에어러졸일 수 있는 입자상에 광선이 부딪히면, 상기 입자가 산란광인 빛의 파편을 원래의 방향으로부터 편향시키게 되고, 상기 산란광은 나중에 감광도가 최고인 수신기에 의해서 흡수되어 후속하는 평가 회로에 의해 세기가 측정된다. 빛의 세기의 소정의 임계값이 초과되면, 경보가 발생된다.
EP 0 756 703 B1호 및 EP 0 729 024 A2호에는, 캐리어 매체내에 있는 입자를 검출하기 위한 산란광 검출기가 공지되어 있으며, 상기 검출기에서는 하우징이 캐리어 매체에 의해 종방향으로 관류되고, 서로 마주보고 있는 다수의 광원(EP '024) 또는 수신기(EP '703)가 하우징의 세로벽에 배치되어 있다. 한편으로 상기 공지된 산란광 검출기의 단점은, 광원이 서로 마주보고 있는 경우에는 광원으로부터 방출된 빛의 대부분이 맞은 편에 있는 광원의 유리 바디상에서 반사되고, 상기 반사된 빛의 일부분이 나중에 원치 않게 광을 감지하는 수신기 위에 떨어져서 산란광의 량을 검출하기가 어려워진다는 것이다. 다른 한편으로 하우징의 세로벽에 수신기를 배치하는 것과 관련된 단점은 수신기가 쉽게 오염될 수 있다는 것인데, 그 이유는 수신기가 유동 경로상에 배치되어 있기 때문이며, 이와 같은 사실은 반응성을 떨어뜨릴 수 있거나 또는 에러율을 증가시킬 수 있다.
EP 0 463 795 B1호 및 WO 97/42485호에는 서문에 언급한 유형의 산란광 검출기가 공지되어 있으며, 상기 검출기에서 캐리어 매체의 유동 경로는 하우징의 종방향에 대해 가로로 진행하고, 그와 더불어 수신기 축에 대해서도 가로로 진행한다. 공지된 상기 산란광 검출기의 단점은 특히, 하우징에 가로로 설치되고 캐리어 매체용 공급 라인이 연결되는 유입 개구 및 배출 개구가 산란광 검출기 자체의 콤팩트한 구조 및 크기가 더 큰 경보기 하우징 내부에 상기 검출기가 콤팩트하게 배치되는 것을 불가능하게 하는데, 상기 경보기 하우징내에는 예를 들어 공기 흐름 센서 및 평가 회로도 또한 배치되어 있다.
마지막으로 EP 0 257 248 A2호에는, 광원의 방향으로 개방되고, 산란광 센터내에서 산란되지 않은 빛을 위한 깔때기 형태의 혹은 포물선 형태의 광 트랩을 포함하는, 서문에 언급된 방식의 산란광 측정 장치가 공지되어 있다.
본 발명은 특히 캐리어 매체내에 있는 입자를 검출하기 위한, 위험 경고 장치의 일부인 산란광 검출기에 관한 것이다. 상기 검출기는 하우징, 상기 하우징내에 있는 유입 개구 및 배출 개구, 광원, 수신기 및 광 트랩(light trap)을 포함한다. 상기 유입 개구와 배출 개구 사이에서는 캐리어 매체가 유동 경로상에서 하우징을 관류하고, 상기 광원은 유동 경로상에 있는 산란광 센터를 향해 빛을 보내며, 상기 수신기는 산란광 센터내에 있는 입자상에 산란된 빛의 일부분을 위해 제공되고, 상기 광 트랩은 산란광 센터내에서 산란되지 않은 빛을 위해 제공된다.
도 1은 제 1 실시예의 검출기 헤드의 하우징의 하부 셸에 대한 평면도이고,
도 2는 제 1 실시예의 검출기 헤드의 하우징의 상부 셸에 대한 평면도이며,
도 3은 산란광 센터를 바라 본 하부 셸의 평면 단면도이고,
도 4는 도 3에 따른 횡단 평면(17)의 일부 단면이며,
도 5는 제 1 실시예의 검출기 헤드의 하우징의 투시도이고,
도 6은 위험 경보기 하우징의 정면을 바라본 도면(위), 평면도(중간) 및 후면을 바라본 도면(아래)이며,
도 7은 유동 채널, 산란광 센터 및 팬을 갖는 위험 경보기 하우징의 하부면의 평면도이고,
도 8은 도 7의 선 A-A를 따라 절단한 단면도이며,
도 9는 도 7의 선 B-B를 따라 절단한 단면도이고,
도 10은 제 2 실시예의 검출기 헤드의 하우징의 하부 셸에 대한 평면도이며, 및
도 11은 제 3 실시예의 검출기 헤드의 하우징의 하부 셸에 대한 평면도이다.
본 발명의 목적은, 콤팩트한 구조적 형상에도 불구하고 높은 반응성이 보장되도록, 하우징, 상기 하우징내에 있는 유입 개구 및 배출 개구, 광원, 수신기 및 광 트랩을 포함하며, 상기 유입 개구와 배출 개구 사이에서는 캐리어 매체가 유동 경로상에서 하우징을 관류하고, 상기 광원은 유동 경로상에 있는 산란광 센터를 향해 빛을 보내며, 상기 수신기는 산란광 센터내에 있는 입자상에 산란된 빛의 일부분을 위해 제공되고, 상기 광 트랩은 산란광 센터내에서 산란되지 않은 빛을 위해 제공되는, 서문에 언급된 방식의 산란광 검출기를 개선하는 것이다.
상기 목적은, 청구항 1 및 2에 기술된 바와 같이, 광 트랩의 대안적이고 가장 바람직한 2가지 실시예를 제안하는 전술한 유형의 산란광 검출기에서 해결된다. 제 1 대안에 따라서는, 광원이 유동 경로 외부에 배치되고, 또한 상기 광원의 광 원뿔(light cone)의 중심축이 적어도 부분적으로는 유동 경로의 중앙선에 대해서 또는 상기 중앙선상에서 평행하게 연장되며, 마지막으로 광원에 할당된 광 트랩이 유동 경로를 가이드 하는 유동 채널의 부분인 것이 제안된다. 중복으로 선택될 수도 있는 제 2 대안에 따라서는, 수신기가 유동 경로 외부에 배치되고, 상기 수신기 축이 적어도 부분적으로는 유동 경로의 중앙선에 대해서 또는 상기 중앙선상에서 평행하게 연장되며, 수신기에 할당된 광 트랩이 유동 경로를 가이드 하는 유동 채널의 부분인 것이 제안된다.
본 발명에 따른 산란광 검출기의 2가지 실시예의 장점은, 광원에 할당된 광 트랩뿐만 아니라 수신기에 할당된 광 트랩도 또한 동시에 유동 채널의 일부분이며, 상기 유동 채널이 캐리어 매체, 즉 EDV-설비의 장치 냉각용 공기의 대표적인 부분량을 유동 경로상에서 산란광 검출기를 통해 가이드 한다는 것이다. 이 경우에는, - 본 발명에 따른 산란광 검출기의 일 실시예에서 제안된 바와 같이 - 유동 채널이 광 트랩으로 작용하는 장소에서 상기 유동 채널이 휨부를 갖는 것이 장점이 되고, 결과적으로 캐리어 매체의 유동 경로가 편향됨으로써 광원이 상기 광원의 광 원뿔의 중심축 방향으로 및/또는 수신기가 상기 수신기 축의 방향으로 "검은색으로 보이게" 되며, 그럼으로써 장애적인 반사가 방지된다.
본 발명의 바람직한 개선예는 종속항에서 기술된다.
먼저, 광원에 할당된 광 트랩의 형상의 2가지 대안적인 개선예가 제안된다. 제 1 대안에 따라, 광원은 - 수신기 축 및 광원의 광 원뿔의 중심축에 의해 형성된 수신기 축 평면에서 수직으로 배치된 횡단 평면에서 관찰할 때 - 깔때기 형상을 갖도록 형성되며, 상기 깔때기는 광원의 방향으로 또는 도 10 및 도 11에서와 같이 수신기의 방향으로 개방된다. 제 2 대안에 따라, 광원은 - 재차 전술한 횡단 평면에서 관찰할 때 - 거의 포물선 형상을 갖도록 형성되며, 상기 포물선의 개구는 광원 쪽을 또는 도 10 및 도 11에서와 같이 수신기 방향을 향하게 된다. 상기 2가지 경우에 광 트랩의 본 발명에 따른 실시예의 장점은, 광원으로부터 방출되고 산란광 센터내에서 산란되지 않은 빛이 여러 번의 반사 후에 캐리어 매체의 유동 방향을 향해 수렴되는 광 트랩의 벽에서 심하게 약해짐으로써, 광을 감지하는 수신기 자체의 최고 감도가 더 이상 영향을 받지 않게 된다. 수신기 축 평면의 위치와 관련해서는, 전체 검출기 하우징이 수평면에 있는 경우에는 상기 수신기 축 평면이 수평으로 정렬된다는 생각으로부터 출발한다. 광 트랩의 2가지 대안적인 실시예에서 제시된 횡단면 형태는, 광 트랩이 대체로 깔때기 형태로 혹은 포물선 형태로 형성되어 있다는 내용을 포함할 수 있으며, 이 경우에는 물론 캐리어 매체의 유입구 쪽으로 충분히 넓게 개방된 섹션이 유입 개구의 방향으로 제공된다.
광 트랩의 형태를 위해서는 또한 상기 광 트랩이 기술된 횡단 평면에 대해가로로 형성되며, 상기 광 트랩은 캐리어 매체의 유동 경로를 수신기 축 평면내에서 또는 상기 평면과 평행하게 아치 형태로 산란광 센터를 통해 배출 개구까지 가이드 한다. 이 경우 광 트랩의 내부벽이 상기와 같은 아치 형태의 곡선으로 진행하는 것은, 유입 개구의 유동 경로가 산란광 센터의 방향으로 최대한 광범위하게 난류 없이 편향되도록 하기 위함이다.
산란광 검출기의 하우징을 통과하는 캐리어 매체용 유동 경로의 형상이 검출기의 성능에 큰 영향을 미치기 때문에, 하기의 4가지 개선예도 또한 유동 경로의 가이드와 관련이 있다. 한편으로는, 수신기 축 평면에 있는 광원의 광 원뿔의 중심축이 유입 채널을 향하거나 또는 그에 대한 대안으로서 배출 채널을 향하는 것이 제안되는데, 이 경우 상기 배출 채널은 유동 방향으로 유입 개구에 연결되거나, 또는 배출 채널과 관련하여 산란광 센터에 연결되어 광 트랩으로 이어진다. 다른 한편으로는, 광 트랩의 형상이 검출기의 감도를 높이는데 중요한 역할을 한다. 이와 관련해서, 광 트랩이 아치 형태로 유입 채널 또는 배출 채널의 중앙선을 향해 연장되는, 본 발명에 따른 산란광 검출기의 제 1 개선예가 제시된다. 상기 개선예에 의해, 산란되지 않은 빛의 부분이 전술한 바와 같이 감쇠되고, 그럼으로써 검출기의 안전도가 높아진다. 또한 상기 내용에 대한 보충으로서, 유동 경로가 아치 형태로 광 트랩을 통해 유입 채널을 통과한 후에 산란광 센터를 거쳐 배출 개구까지 이르기 전에, 유동 경로가 유입 개구 다음에서 먼저 수신기 축과 평행하게 진행하는 것이 바람직하다. 마지막으로, 유동 경로는 유입 개구 전에 및/또는 배출 개구 다음에서 적어도 한 번, 바람직하게는 두 번, 적어도 90°만큼 편향된다. 상기와같은 각각의 개선예들은, 산란광 센터내에 있는 입자상에서 산란되지 않은 빛이 수신기 내부로 입사되는 것을 저지하는데 도움이 된다. 산란광 검출기의 감도에 대한 크기는 말하자면 소위 "챔버 값"인데, 상기 값은 산란광 센터내에 입자가 전혀 존재하지 않는 경우에 광수신기의 출력 신호에 의해서 결정되는 값이다. 유동 경로의 여러 번의 방향 변경은 다른 무엇보다도, 흡입관 또는 배출관이 산란광 검출기의 하우징에 연결되지 않은 경우에 외부의 빛이 산란광 센터 내부로 침투하는 것을 방지해주기 때문에 매우 바람직한 것이다.
하기의 개선예들은 광원과 관련이 있으며, 상기 광원의 배치, 형상 및 방향 설정도 마찬가지로 산란광 검출기의 성능에 큰 영향을 미친다. 검출기의 최대 반응성에 도달하기 위해서는, 본 발명에 따른 산란광 검출기에서 바람직하게 광원이 2개의 발광체를 구비함으로써 달성될 수 있는 높은 빛 세기가 필요하며, 상기 발광체는 이미 전술한 횡단 평면에서 위·아래로 겹쳐서 배치되어 있기 때문에 수신기 축에 대해 동일한 각도로 배치된다. 더욱이, 2개의 발광체의 광 원뿔이 산란광 센터내에서 교차되도록 상기 2개의 발광체가 수신기 축 평면 쪽으로 기울어져 배치되면, 산란광 센터내에 존재하는 빛의 량에 장점이 된다. 여기에 있는 각각의 3가지 개선예들도 또한 본 발명에 따른 검출기의 반응성을 높이는데 기여한다. 따라서 상기 검출기는 예를 들어, 최소 개수의 입자가 여러 주 동안 칩의 제조를 중단시킬 수도 있는 칩 제조용 슈퍼 클린-룸을 모니터링 하기 위해서도 사용될 수 있다. 상기와 같은 적용 분야에서는, 검출기의 기술적인 가능성들이 허용하는 한, 반응성을 높이는 것이 가능한데, 그 이유는 슈퍼 클린-룸 내부에는 먼지 및 습기가 없어서일반적으로 오경보가 발생되지 않기 때문이다. 2개의 발광체가 위·아래로 겹쳐서 배치되는 것은 기술된 산란광 검출기에는 공지되어 있지 않다. 서로 공간적으로 분리된 경우에는 개별 광원으로서도 언급될 수 있는 다수의 발광체를 사용하는 경우에는, 공지된 산란광 검출기에서는 수신기 축(EP '703)을 중심으로 한 대칭 배치 형태 또는 서로 나란한 배치 형태가 제시되어 있다. 그러나 다수의 발광체의 공지된 2가지 배치 형태는 단점을 갖는다. 수신기 축을 중심으로 대칭 배치하는 경우에는, 직사광이 수신기 내부로 입사되는 것을 방지하는 스크린이 개별 발광체를 위해서 제공되어야 하는데, 이 경우에는 물론 하나의 발광체의 빛이 다른 발광체의 스크린에서 반사되어 적어도 부분적으로는 원치 않게 수신기 내부로 입사된다. 발광체를 나란히 배치하는 경우의 단점은, 그와 같이 배치할 때 필수적으로 필요한 스크린 및 광 트랩의 구성비용이 더 높아지게 되고, 2개의 광 원뿔을 포착하기 위해서는 광 트랩의 크기가 더 커질 수밖에 없다는 것이다.
마지막으로, 산란광 검출기의 전자기적 일치성과 관련해서는, 검출기의 하우징이 전도성 입자를 함유하는 플라스틱으로 이루어지면 장점이 될 수 있다.
전술한 산란광 검출기는 예를 들어, "검출기 헤드"로서도 표기되는 산란광 검출기의 하우징이 전체 하우징 내부에 통합될 수 있는 위험 경보기의 부분일 수 있다. 경보기의 하우징과 관련해서는 상기 하우징이 3개의 부분으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 하우징은 검출기 헤드의 배출 개구 뒤에서 유동 방향으로 캐리어 매체를 배출하기 위한 유동 채널이 통합된 하부 셸, 또한 유동 채널의 일부분을 위한 커버, 그리고 마지막으로 위험 경보기의 하우징 커버로서 기능하는 상부셸로 이루어진다. 그럼으로써 캐리어 매체는 산란광 센터, 유동 채널 및 흡인 소스만을 관류하게 되며, 상기 흡인 소스는 기식 화재 경보 장치의 경우에는 예를 들어 대표적인 공기의 부분량을 흡인하기 위한 팬일 수 있다. 평가 회로의 전자 장치 및 결박 단자(binding post)는 밀봉된 공기 파이프 외부에 있다. 다른 장점은 저렴한 제조 비용이다: 하우징은 다만 공기 파이프의 영역에서만 공기에 대해 밀봉되어야 하는 한편, 하부 셸과 상부 셸 사이의 밀봉은 더 이상 필요치 않다. 또한 케이블 유입 개구도 더 이상 공기에 대해 밀봉될 필요가 없다. 이와 같은 장점은 특히, 주변 공기가 경우에 따라 공격적일 수 있는 격렬한 산업 환경에서 본 발명에 따른 산란광 검출기를 사용할 때 깨달을 수 있다. 그에 대한 예는 강판 제조, 래커 도로 및 배터리 제조시의 갈바닉 영역이 있다. 상기와 같은 모든 작업 분야에서는 산 또는 희석제로 주변 공기가 농축되는데, 감지 방식 평가 회로는 상기 산 또는 희석제로부터 보호되어야 한다. 그 점에 있어서는, 캐리어 매체의 유동 경로가 산란광 검출기의 나머지 부품에 대해서, 특히 전자 장치 및 케이블에 대해서 밀봉부에 의해 분리되는 것이 장점이 되는 반면, 그렇지 않은 경우에는 하우징의 밀봉이 필요치 않다.
하기에서는 본 발명에 따른 산란광 검출기의 제 1, 제 2 및 제 3 실시예가 도면을 참조하여 설명된다.
도 1은 산란광 검출기의 하우징(1)의 개방된 하부 셸(2)의 평면도를 보여주며, 도면에 도시된 산란광 검출기는 화재 경보 장치의 핵심 부재로서 검출기 헤드(21)로서도 표기된다. 상기 검출기 헤드(21)의 하우징(1)은 유입 개구(3) 및 배출 개구(5)를 포함하며, 상기 개구들 사이에서는 공기가 입자를 위한 캐리어 매체로서 유동 경로(7)상에서 하우징(1)을 관류한다. 산란광 검출기에는 또한, 유동 경로(7)상에 있는 산란광 센터(11)를 향하도록 광 원뿔(20)을 조정하는 광원(9), 수신기 하우징(43)의 후방 단부 및 강판(29) 앞에 배치된 포토 다이오드 형태의 수신기(13), 그리고 마지막으로 산란광 센터(11)내에서 산란되지 않은 빛을 흡수하기 위한 광 트랩(15)이 공지된 방식으로 설치된다. 수신기(13) 앞에는 하나의 렌즈(22) 및 소수의 스크린(24)이 연속으로 배치되는데, 상기 스크린은 수신기 하우징(43)에 연결되는 스크린 하우징(44) 내부에 제공된다. 날카롭게 축소되는 광 원뿔(23)이 수신기(13)를 향해 배치되는데, 상기 광 원뿔은 원치 않는 광 조사에 대해 수신기를 보호하기 위한 추가의 광 트랩으로서 이용된다. 또한 스크린(25 내지 27)도 동일한 목적으로 제공된다. 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축은 도면 부호 (18)로 지시되며, 상기 중심축(18)은 산란광 센터(11)내에 있는 수신기 축(14)과 각(α)을 형성하면서 교차된다. 광원(9)의 맞은 편에 있는 광 트랩(15)은 적어도 부분적으로는 깔때기 형태 혹은 포물선 형태를 가지고(이와 같은 형상은 도 4를 참조하여 더 자세하게 설명된다), 수렴 단부에서는 아치 형태로 유입 채널(19) 내부로 연결되며, 상기 유입 채널은 관통 개구(48)를 갖는, 압력차를 형성하기 위한 플레이트(49)의 중간 연결에 의해 유입 개구(3)와 연결되고, 상기 유입 채널의 중앙선은 도면 부호 (57)로 지시된다. 따라서 광 트랩(15)의 내벽(28)은 도면에 도시된 수평의 단부 평면에서 유입 채널(19)로부터 시작하여 유동 방향으로 아치를 형성하면서 연장되고, 상기 유입 개구(3)와 배출 개구(5) 사이에서 연장되는 유동 경로(7)를 결정한다. 유입 개구(3)와 배출 개구(5) 사이에서 상기 검출기 헤드(21)를 관통하는 공기 파이프는 공기 파이프 화살표 50(플레이트(49)내에 있는 개구(48)를 관통함), 51(90°편향됨), 7(유동 경로) 및 52(90°편향됨)로 도시된다. 이 경우 공기는 유입 개구(3)를 통해 화살표(51)의 방향으로 먼저 수직으로위로 흐르고, 그 다음에는 다시 공기 파이프 화살표(50)의 방향으로 90°편향된 후에 수평 동작 방향으로 산란광 센터(11)까지 흐른다. 산란광 센터(11)를 통과한 후에는 공기가 검출기 헤드(21)를 벗어나서 재차 배출 개구(5)를 통과하며, 화살표(52)의 방향으로 90°편향된 후에 수직으로 아래로 흘러 유동 채널(4)(도 7 참조) 내부로 유입된다.
도 2는, 도 1을 참조하여 기술된 하부 셸(2)에 적합한, 검출기 헤드(21)의 하우징(1)의 상부 셸(16)의 평면도를 보여준다. 상부 셸(16)의 상부면에는, 도면에 도시되지 않은 공기 흐름 센서를 위한 2개의 연결 파이프(30)가 제공된다. 압력차를 형성하기 위해서, 하나의 연결 파이프는 유동 방향으로 도 1에 기술된 플레이트(49) 앞에 있고, 하나의 연결 파이프는 그 뒤에 있다.
도 3은 검출기 헤드(21)의 개방된 하부 셸(2)의 부분-평면도를 보여준다. 도면에 도시된 모든 부품들은 이미 도 1을 참조하여 설명되었다. 도 1과 달리 도 3에는 횡단 평면(17)을 표시하는 하나의 절단선 17-17이 기입되어 있으며, 상기 횡단 평면은 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축 및 수신기 축(14)에 의해 형성된 수평의 수신기 축 평면(12)에 수직으로 서있다.
도 4는 도 3의 선 17-17을 따라 절단한 하나의 단면, 그리고 광원(9), 산란광 센터(11) 및 광 트랩(15)을 포함하는 하우징의 부분을 횡으로 절단하는 평면(17)을 보여준다. 도 4를 참조하여 알 수 있는 것은, 광원(9)이 2개의 발광체(8, 10)로 이루어지고, 상기 2개의 발광체가 횡단 평면(17)에서, 즉 도 4의 초평면에서 위·아래로 겹쳐서 배치되어 있다는 것이다. 2개의 발광체(8, 10)의광 원뿔이 산란광 센터(11) 내부에서 서로 교차되도록, 상기 2개의 발광체는 수신기 축 평면 쪽으로 기울어져 배치된다. 그러나 상기 2개의 발광체(8, 10)는 수신기 축(14)에 대해서 동일한 각(α)을 취한다(도 1 및 도 3 비교). 도 4의 단면도로부터 광 트랩(15)의 형상이 분명해진다: 횡단 평면(17), 즉 도 4의 초평면에서 볼 때, 광 트랩(15)은 깔때기 형태 혹은 포물선 형태로 형성되며, 이 경우 깔때기 또는 포물선은 발광체(8, 10)를 향하는 방향으로 개방되고, 뒤로 가면서 수렴된다. 그밖에 내벽(28)은 뒤로, 즉 유동 방향과 반대로 아치 형태를 취하면서 외부로 유입 채널(19)의 방향으로 연장된다. 광 트랩(15)의 이와 같은 형상은 매우 바람직한데, 그 이유는 내벽(28)에 충돌되는 빛이 여러 번의 반사에 의해 심하게 약해짐으로써, 결국 상기 직사광이 수신기에 전혀 도달하지 않거나 또는 중요 부분이 수신기에 도달하지 않기 때문이다.
도 5는 도 1에 따른 검출기 헤드(21)의 하우징(1)의 투시도를 보여준다. 개관을 용이하게 하기 위해 도 5에서는 도면 부호가 전반적으로 삭제되어 있으며, 광원(9), 수신기(13), 수신기(13)에 속하는 강판(29), 렌즈(22), 스크린(24 내지 27), 광 트랩(23) 및 플레이트(49)와 같은 내장품들은 도시되어 있지 않다. 본 투시도는 오로지, 좌측 아치(56)에서 유입 채널(19)의 중심축(57)으로 가면서 좁아지고, 따라서 - 횡단면으로 볼 때 - 깔때기 형태 혹은 포물선 형태를 형성하는 광 트랩(15)의 형상을 더 명확하게 하기 위함이다.
서문에서 언급된 내용은, 하우징(1)을 갖는 검출기 헤드(21)가 화재 경보기의 심장부일 수 있다는 것이다. 상기 화재 경보기는 검출기 헤드(21), 즉 고유의산란광 검출기 외에 팬(42)(도 7), 공기 흐름 센서(45)(도 8), 디스플레이 필드(36), 그리고 제어 회로 및 평가 회로를 구비한 여러 가지 강판과 같은 추가 부품을 포함한다. 상기 부품들은 도 6에 도시된 전체 하우징(100) 내부에 배치되어 있다. 상기 하우징(100)은 3개의 부분, 즉 검출기 헤드(21)의 배출 개구(5) 뒤에서 유동 방향으로 공기를 배출하기 위한 유동 채널(4)(도 8)이 통합된 하부 셸(101), 또한 유동 채널(4)의 일부분을 위한 커버(6)(도 8), 그리고 상부 셸(102)로 이루어진다. 도 6의 상부는, 공기 배출용 격자(31)가 있는 하우징(100)의 후방벽(37)을 도시한다. 도 6의 중간부는, 정면(38)에 디스플레이 필드(36) 및 공기 유입관(32)을 갖는 상부 셸(102)의 평면도를 도시한다. 하우징(100)을 갖는 검출기 헤드(21)가 기식 화재 경보 장치 내부에서 작동되면, 도면에 도시되지 않은 흡입관이 상기 공기 유입관(32)에 연결된다. 상기 공기 유입관(32)을 통해서, 모니터링 될 공간의 주변 공기 또는 모니터링 될 장치의 장치 냉각용 공기의 서문에 기술된 대표적인 일부분의 부분량이 도면에 도시되지 않은 팬에 의해서 화살표(35)의 방향으로 하우징(100) 내부로 흡인되고, 검출기 헤드(21)(도 7) 및 유동 채널(4)(도 7 및 도 8)을 관류한 후에 재차 공기 배출 화살표(34)의 방향으로 배출 격자(31)를 통해 하우징(100)을 벗어난다. 도 6의 하부는, 공기 유입관(32) 및 소수의 케이블 유입구(33)를 갖는 하우징(100)의 정면(38)을 보여준다.
도 7은 검출기 헤드(21), 팬(42), 공기 흐름 센서(45)(도 8) 및 유동 채널(4)이 주요 부품으로서 배치된 하우징(100)의 하부 셸의 평면도를 도시한다. 팬(42)에 의해 흡인된 공기는 유동 화살표(35)의 방향으로 공기 유입관(32)을 통과하여 먼저 수평 방향으로(수신기 축(14)과 평행하게) 하우징(100) 내부로 유입된 다음에, 수직 방향으로 검출기 헤드(21)의 유입 개구(3)를 통과하여 검출기 헤드(21) 내부로 유입되고, 그 다음에 재차 수평 방향으로 유동 경로(7)를 따라 산란광 센터(11)를 통과하여 검출기 헤드(21)의 배출 개구(5)까지 이르며, 상기 개구를 통해 공기는 수직 방향으로 아래로 유동 화살표(40)의 방향으로 검출기 헤드(21)를 벗어나서 그 아래에 있는 유동 채널(4) 내부로 유입된다. 상기 유동 채널은 도 7에서 대부분 파선으로 도시되어 있는데, 그 이유는 상기 채널이 검출기 헤드(21) 및 팬(42) 아래에 배치되어 있기 때문이다. 공기는 유동 채널(4)내에서 유동 화살표(41)를 따라간 후에 수직 방향으로 유동 화살표(39)를 따라 아래로부터 팬(42) 내부로 유입되고, 화살표(35)의 방향으로 팬을 관류하며, 유동 화살표(34)의 방향으로 공기 배출 격자(31)를 통해 하우징(100)을 벗어난다(도 6).
도 8은 도 7의 선 A-A를 따라 화재 경보기 하우징(100)을 절단한 단면을 보여주며, 도 9는 도 7의 선 B-B를 따라 상기 하우징을 절단한 상응하는 단면을 보여준다. 상기 2개의 단면도를 참조하면, 검출기 헤드(21), 공기 흐름 센서(45), 유동 채널(4), 상기 유동 채널(4)용 커버(6) 및 팬(42)과 같은 개별 부품의 배치 상태 외에 특별히, 상기 유동 경로(7)가 흡인된 공기를 배출하기 위한 유동 채널(4) 및 검출기 헤드(21) 내부에 있는 산란광 센터(11)를 통과하여 하우징(100)의 여러 가지 평면에 있는 팬(42)의 방향으로 연장된다는 사실이 또한 분명해진다. 팬(42) 및 검출기 헤드(21) 그리고 평가 회로(54)를 갖는 강판(46) 및 파이프 연결부(47)를 갖는 공기 흐름 센서(45)가 하우징(100)의 하부 셸(102)의 상부에 배치되는 한편, 유동 채널(4)은 하부 셸(102)의 하부에서 연장되고, 검출기 헤드(21)의 배출 개구 및 팬(42) 내부에 있는 유입 개구를 제외한 다른 모든 부품에 대해 커버(6)에 의해서 기밀 방식으로 폐쇄된다.
도 9를 참조하여 알 수 있는 것은, 공기 유입관(32)을 통해 화살표(35)의 방향으로 경보기 하우징의 하부 셸(102) 내부로 유입되는 흡인된 공기는 먼저 수평 방향으로, 즉 수신기 축(4)과 평행하게(도 1 또는 도 3 또는 도 7) 흐른 다음, 90°만큼 수직으로 위로 편향된 직후에 재차 90°만큼 수평으로 편향되며, 그 후에 공기는 화살표(50)의 방향으로 플레이트(49)의 관통 개구를 통해 검출기 헤드(21)의 유입 채널(19)(도 1 및 도 3) 내부로 유입된다. 각각 90°만큼 이루어지는 상기 2번의 편향은, 공기가 배출 개구(5)를 통해 검출기 헤드(21)로부터 배출될 때에도 이루어지는데, 이와 같은 동작은 도 1의 유동 화살표(52) 및 도 7의 유동 화살표(40)로 표시되어 있다. 상기 2번의 편향은, 공기 유입관(32)(도 9)에 흡입관이 연결되지 않은 경우에 외부의 빛이 산란광 센터(11) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해서 이용된다.
도 10은 기식 화재 경보 장치의 부분인 산란광 검출기의 제 2 실시예를 보여준다. 도면에 도시된 검출기 헤드의 하부 셸은 재차 광원(9) 및 수신기(13)를 보여주는데, 이 경우 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축(18) 및 수신기 축(14)은 각각 (제 1 실시예에서와 마찬가지로) 교차 부분을 거쳐, 소정의 섹션을 위해서 유동 경로(7)의 중앙선(58)을 향해 연장되며, 이 경우 유동 경로(7)를 가이드 하는 유동 채널이 첫 번째는 유동 방향으로 (도면 부호 없는 화살표 참조) 산란광 센터 앞에그리고 두 번째는 유동 방향으로 산란광 센터 뒤에 휨부를 가짐으로써 유동 경로(7)는 매번 편향되고, 결국 수신기(13)에 할당된 광 트랩(23) 및 광원(9)에 할당된 광 트랩(15)은 매번 유동 채널의 휨부에 배치되어 상기 유동 채널의 부분이 된다.
도 11은 상기와 같은 산란광 검출기의 제 3 실시예를 보여준다. 상기 실시예에서도 또한 광 트랩(15 또는 23)은 각각 유동 채널의 휨부내에 배치되며, 광원(9) 또는 수신기(13)의 축(18 또는 14)은, 상기 축이 소정의 섹션을 위해 - 즉, 유동 채널의 2개의 휨부에 이르기까지 - 유동 경로의 중앙선(58)에 대해서 또는 상기 중앙선상에서 평행하게 연장되도록 정렬된다. 실시예에 따라 - 한편으로는 도 1 내지 도 9에 따른 제 1 실시예 및 도 10에 따른 제 2 실시예를 참조하거나 또는 다른 한편으로는 도 11에 따른 제 3 실시예를 참조 - 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축(18)은 수신기 축 평면에서 유입 채널을 향하거나(제 1 및 제 2 실시예) 또는 배출 채널(59)을 향한다(제 3 실시예).

Claims (17)

  1. 하우징(1), 상기 하우징(1)내에 있는 유입 개구(3) 및 배출 개구(5), 광원(9), 수신기(13) 및 광 트랩(15)을 포함하며, 상기 유입 개구(3)와 배출 개구(5) 사이에서는 캐리어 매체가 유동 경로(7)상에서 상기 하우징(1)을 관류하고, 상기 광원(9)은 유동 경로(7)상에 있는 산란광 센터(11)를 향해 빛을 보내며, 상기 수신기(13)는 산란광 센터(11)내에 있는 입자상에 산란된 빛의 일부분을 위해 제공되고, 상기 광 트랩(15)은 산란광 센터(11)내에서 산란되지 않은 빛을 위해 제공되도록 구성된, 특히 캐리어 매체내에 있는 입자를 검출하기 위한 산란광 검출기에 있어서,
    상기 광원(9)이 유동 경로(7) 외부에 배치되고,
    상기 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축(18)이 적어도 부분적으로는 유동 경로(7)의 중앙선(58)에 대해서 또는 상기 중앙선상에서 평행하게 연장되며,
    상기 광원(9)에 할당된 광 트랩(15)이 유동 경로(7)를 가이드 하는 유동 채널의 부분인 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수신기(13)가 유동 경로(7) 외부에 배치되고,
    상기 수신기 축(14)이 적어도 부분적으로는 유동 경로(7)의 중앙선(58)에 대해서 또는 상기 중앙선상에서 평행하게 연장되며,
    상기 수신기(13)에 할당된 광 트랩(23)이 유동 경로(7)를 가이드 하는 유동 채널의 부분인 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수신기 축(14) 및 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축(18)에 의해 형성된 수신기 축 평면(12)에서 수직으로 배치된 횡단 평면(17)에서 볼 때, 상기 광 트랩(15; 23)은 깔때기 형상을 갖도록 형성되며, 상기 깔때기는 광원(9)의 방향으로 또는 수신기(13)의 방향으로 개방되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 수신기 축(14) 및 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축(18)에 의해 형성된 수신기 축 평면(12)에서 수직으로 배치된 횡단 평면(17)에서 볼 때, 상기 광 트랩(15; 23)은 거의 포물선 형상을 갖도록 형성되며, 상기 포물선의 개구는 광원(9) 또는 수신기(13) 쪽으로 향하는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 광 트랩(15; 23)이 아치(56)를 형성하면서 산란광 센터(11)를 통과해 배출 개구(5)에 이르기까지 수신기 축 평면(12)에 있는 캐리어 매체의 유동 경로(7)를 가이드 하도록, 상기 광 트랩(15; 23)이 횡단 평면(17)에 대해 가로로 형성되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신기 축 평면(12)에 있는 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축(18)은 유입 채널(19)을 향하며, 상기 유입 채널(19)은 유동 방향으로 유입 개구(3)에 연결되어 광 트랩(15)으로 이어지는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  7. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신기 축 평면(12)에 있는 광원(9)의 광 원뿔(20)의 중심축(18)은 배출 채널(59)을 향하며, 상기 배출 채널(59)은 유동 방향으로 산란광 센터(11)에 연결되어 광 트랩(15)으로 이어지는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  8. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 광 트랩(15; 23)이 아치(56)를 형성하면서 유입 채널(19) 또는 배출 채널(59)의 중앙선(57)을 향해 연장되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  9. 제 6항, 7항 또는 제 8항에 있어서,
    상기 유동 경로(7)는 유입 개구(3) 다음에서는 먼저 수신기 축(14)과 평행하게 연장되고, 그 후에 유입 채널(19)을 통과한 후에는 광 트랩(15)을 통과하여 아치를 형성하면서 산란광 센터(11)를 거쳐 배출 개구(5)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유동 경로(7)는 유입 개구(3) 앞에서 및/또는 배출 개구(5) 뒤에서 적어도 한 번, 바람직하게는 두 번, 적어도 90°만큼 편향되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원(9)이 2개의 발광체(8, 10)를 포함하고, 상기 발광체는 광 트랩(15)의 횡단 평면(17)에서 위·아래로 겹쳐서 배치되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 2개의 발광체(8, 10)가 수신기 축(14)에 대해 동일한 각도(α)로 배치되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 발광체(8, 10)의 광 원뿔이 산란광 센터내에서 서로 교차되도록, 상기 2개의 발광체(8, 10)가 수신기 축 평면(12) 쪽으로 기울어져 배치되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    산란광 검출기의 하우징(1)이 전도성 입자를 함유하는 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출기는 하우징(100)을 갖는 위험 경보기의 부분이며,
    상기 위험 경보기의 하우징(100)은 3개의 부분, 즉 배출 개구(5) 뒤에서 유동 방향으로 캐리어 매체를 배출하기 위한 유동 채널(4)이 통합된 하부 셸(101), 상기 유동 채널(4)의 일부분을 위한 커버(6)), 그리고 상부 셸(102)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 유동 채널(4)이 하우징(100)의 바닥 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    상기 유동 경로(7)는 하우징(100)의 다양한 평면에 있는 캐리어 매체를 배출하기 위한 유동 채널(4) 및 산란광 센터(11)를 통과하여 연장되는 것을 특징으로 하는 산란광 검출기.
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