KR20160095036A - 광전식 연기 감지기 - Google Patents

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Abstract

내부에 있어서의 폭발이 외부로 인화하는 일 없이, 발광 장치 및 수광 장치의 주위에 있어서 수지 등을 필요로 하지 않기 때문에, 수지의 열화에 의한 폭발을 방지함으로써, 방폭 지정 구역 내에 노출된 상태에서 사용할 수 있는 광전식 연기 감지기를 제공한다. 회로 수용부(44)를 갖는 방폭 구조형의 박스체의 외측에 발광 장치(35A)와 수광 장치(35B)를 설치하고, 발광 장치(35A)는, 발광 소자(61)와 투명 부재 A(62)를 갖고, 수광 장치(35B)는, 수광 소자(71)와 투명 부재 B(72)를 갖고, 내벽면 A(64)와 투명 부재 A(62)의 간극(W1), 및 내벽면 B(74)와 투명 부재 B(72)의 간극(W2)이, 방폭 규정에 적합한 폭을 갖고, 개구부 A(68)로부터 투명 부재 A의 선단면(69)까지의 길이(L1), 및 개구부 B(78)로부터 투명 부재 B의 선단 (79)까지의 길이(L2)가, 방폭 규정에 적합한 길이인 것을 특징으로 한다.

Description

광전식 연기 감지기{PHOTOELECTRIC SMOKE SENSOR}
본 발명은, 광전식 연기 감지기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 인화성 가스 분위기에 설치한 광전식 연기 감지기 내부에서의 불꽃에 의한 폭발이 발생해도, 폭발시의 불꽃이 외부의 가스로 인화되는 것을 방지할 수 있고, 방폭성을 갖는 광전식 연기 감지기에 관한 것이다.
종래부터, 화재에 의해 발생하는 열, 연기, 불꽃 등을 감지함으로써, 주변 환경에 있어서의 화재의 발생을 감지하는 화재 감지기가 알려져 있다. 화재 감지기가, 가연성 가스나 폭발성 가스가 충만하는 방폭 지정 구역에 설치되면, 화재 감지기 내부의 전자 부품 불량 등에 의한 불꽃 등에 의해, 주변의 가스로의 인화에 수반되는 폭발이 일어나는 경우가 있다. 따라서, 방폭 지정 구역에 설치되는 화재 감지기는, 주변 일대에 있어서의 대규모인 폭발을 일으키지 않도록, 방폭 사양으로 설계될 필요가 있다.
화재 감지기 중, 연기를 감지할 수 있는 연기 감지기는, 화재 발생을 조기에 검지할 수 있는다는 이점이 있기 때문에, 특히 널리 이용되고 있다. 연기 감지기의 일종으로서, 광전식 연기 감지기를 들 수 있다. 광전식 연기 감지기는, 발광부와 수광부를 구비하고, 연기를 포함한 공기에 의해 산란한 빛을, 수광부가 감지함으로써, 연기 발생을 인식한다.
광전식 연기 감지기는, 발광부 및 수광부 등의 움직임을 제어하기 위한 전자 회로 기판을 구비하는 것이 일반적이다. 전자 회로 기판에 있어서는, 전자 부품 불량에 의해 일시적으로 과(過)전류가 일어나는 것에 의해 불꽃이 발생하거나, 기판 표면에 있어서의 절연 저항의 열화에 의해 이상 고온 상태가 되거나 하는 경우가 있다. 불꽃이나, 전자 회로 기판에 있어서의 이상 고온부는, 가연성 가스 등에 인화하여 폭발을 일으키는 경우가 있다.
예를 들면, 특허문헌 1(일본국 특허 제3938750호)에는, 본질 안전 방폭형이라고 불리는 방폭 방식을 채용한 광전식 연기 감지기가 개시되어 있다. 본질 안전 방폭형의 광전식 연기 감지기는, 전자 회로 기판을 흐르는 전류의 크기를 억제함으로써, 가연성 가스에 인화할 정도의 전기 불꽃이 전자 회로 기판 표면에 발생하지 않게 하고 있다.
특허문헌 2∼4에는, 전자 회로 기판과, 발광부 및 수광부를 위치적으로 멀리 떼어놈으로써, 전자 회로 기판 표면에 있어서의 폭발을 일으키지 않도록 하는 광전식 연기 감지기가 개시되어 있다.
예를 들면, 특허문헌 2에는, 「발광 소자를 갖고, 당해 발광 소자로부터의 연기에 의한 산란광 또는 투과광을 수강하는 수광 렌즈를 구비한 경계 지구에 설치되는 연기 검출부와, …전기 회로부를 상기 연기 검출부로부터 분리하여 배치한 것을 특징으로 하는 광전식 분리형 연기 감지 장치」가 개시되어 있다 (특허문헌 2의 실용신안등록 청구범위).
또한, 특허문헌 3에는, 「발광체 및 직접광, 산란광 수광체를 회로부의 금속 케이스 내에 넣고, 이들과 연기 감지기 암상(暗箱) 사이를 광학 섬유에 의해 결합하고, 암상측 광학 섬유단에 렌즈를 구비하고, 발광, 수광의 작용을 갖게 하여 연기 입자를 검지하는 구성으로 되어 있다」라고 기재되어 있다(특허문헌 3, 제(2)페이지, 오른쪽 윗란의 아래로부터 1행∼왼쪽 아래란의 제5행).
또한, 특허문헌 4에는, 「연기를 도입하는 래버린스 기대(基臺)와, 발광 소자, 수광 소자, 전자 부품 등의 전자 회로를 분리하고, 양자를 광파이버로 연결했기 때문에, 고온에 영향을 받지 않는 래버린스 기대만을 고온실에 설치하여 광전식 연기 감지 장치를 구성할 수 있고, 고온 분위기 하에서도 지장없이 연기를 감지할 수 있는 연기 감지 장치」가 개시되어 있다(특허문헌 4, 제(3)페이지의 제17행∼ 제(4)페이지의 제3행).
특허문헌 2∼4와 같이, 광파이버를 이용한 광전식 연기 감지기에서는, 케이블 그라운드를 이용하여 배선함으로써, 방폭 용기에 수납된 전자 회로 기판과, 연기를 감지하는 데에 이용되는 발광부 및 수광부가, 완전히 분리된 구조가 되고, 감지기 전체가 대형화되어 버린다는 문제가 있다. 또한, 광파이버의 소재가 수지인 경우에는 연기 신호를 감쇠시키는 성질이 있으며, 광파이버의 소재가 유리인 경우에는 재료가 고가라는 문제점이 있다.
또한, 광파이버를 이용한 광전식 연기 감지기에서는, 방폭 용기 내부에 폭발성 가스가 침입하는 것을 막기 위해, 방폭 용기에 있어서의 광파이버의 장착부를 수지 등으로 충전할 필요가 있다. 따라서, 충전된 수지가 열화되는 것에 수반하여, 방폭 용기의 밀폐성이 저하되고, 폭발의 위험을 일으키는 경우가 있다는 문제가 있다.
일본국 특허 제3938750호 일본국 공개실용신안 실개 소58-129145호 일본국 공개실용신안 실개 소63-020050호 일본국 공개특허 특개 소63-008538호
본 발명의 과제는, 광전식 연기 감지기의 내부에 있어서의 폭발이 외부에 인화하는 일 없이 방폭성을 가짐과 함께, 발광 장치 및 수광 장치의 주위에 수지 등을 충전할 필요가 없기 때문에, 수지의 열화에 의한 폭발이 일어나는 일이 없는 광전식 연기 감지기를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단은,
(1) 전자 회로 기판을 수용 가능한 회로 수용부를 갖는 방폭 구조형의 박스체의 외측에 설치되고, 방폭 지정 구역에 노출 가능하게 형성되어 이루어지는 발광 장치와 수광 장치를 갖고, 상기 발광 장치는, 통 형상의 내벽면 A 및 상기 내벽면 A로 위요(圍繞)된 내부 공간 A가 상기 회로 수용부에 연통하는 개구부 A를 갖는 통체 A와, 상기 내부 공간 A의 상기 개구부 A를 향하는 바닥면에 배치된 발광 소자와, 발광 소자에 의해 발해진 빛을 통과시키는 투명 부재 A를 갖고, 상기 수광 장치는, 통 형상의 내벽면 B와 상기 내벽면 B로 위요된 내부 공간 B가 상기 회로 수용부에 연통하는 개구부 B를 갖는 통체 B와, 상기 내부 공간 B의 상기 개구부 B를 향하는 바닥면에 배치된 수광 소자와, 수광 소자로 빛을 유도하는 투명 부재 B를 갖고, 상기 내벽면 A와 상기 투명 부재 A의 간극, 및 상기 내벽면 B와 상기 투명 부재 B의 간극이, 방폭 규정에 적합한 폭을 갖고, 상기 개구부 A로부터 상기 투명 부재 A의 선단면까지의 투명 부재 A의 축선 방향에 있어서의 길이, 및 상기 개구부 B로부터 상기 투명 부재 B의 선단면까지의 투명 부재 B의 축선 방향에 있어서의 길이가, 방폭 구조에 적합한 길이인 것을 특징으로 하는 광전식 연기 감지기이고,
(2) 상기 박스체와, 상기 발광 장치 및 상기 수광 장치가 외표면에 돌출하여 설치되는 광학 장치 설치대와, 상기 발광 장치 및 상기 수광 장치를 유지하는 발광 장치 홀더 및 수광 장치 홀더를 구비함과 함께, 상기 광학 장치 설치대와의 적층면과는 반대측의 면에 있어서, 기체를 통과 가능하게 하는 한편으로 외부로부터 내부로의 빛의 침입을 막는 차폐판을 구비한 착탈 가능한 래버린스가 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 광전식 연기 감지기이고,
(3) 상기 광학 장치 설치대 및 래버린스는, 적층면의 형상이 원형이며, 상기 래버린스는, 상기 광학 장치 설치대와의 적층면에 있어서, 가장자리의 원의 중심부에 설치된 제1 고정부와, 가장자리의 원의 반경 둘레 상에 설치된 제2 고정부를 구비하고, 상기 광학 장치 설치대는, 상기 래버린스의 적층면에 있어서, 가장자리의 원의 중심부에 제1 위치 결정부와, 가장자리의 원의 반경 둘레 상에 제2 위치 결정부를 구비하고, 상기 제1 고정부와 상기 제1 위치 결정 부재가 계합(engage)되고, 상기 제2 고정부와 상기 제2 위치 결정 부재가 계합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 (2)에 기재된 광전식 연기 감지기이고,
(4) 상기 내벽면 A와 상기 투명 부재 A의 간극, 및 상기 내벽면 B와 상기 투명 부재 B의 간극의 폭이, 0.1㎜ 이하이고, 상기 개구부 A에서 상기 투명 부재 A의 선단면까지의 투명 부재 A의 축선 방향에 있어서의 길이, 및 상기 개구부 B로부터 상기 투명 부재 B의 선단면까지의 투명 부재 B의 축선 방향에 있어서의 길이가, 9.5㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 상기 (1)로부터 (3)까지의 어느 하나에 기재된 광전식 연기 감지기이다.
본 발명에 의하면, 발광 장치 및 수광 장치에 있어서, 간극의 폭 및 개구부로부터 투명 부재의 선단면까지의 투명 부재의 축선 방향에 있어서의 길이가, 방폭 구조에 적합한 크기이기 때문에, 박스체 내부에 있어서의 전자 회로 기판에서 폭발이 발생해도, 폭발에 의해 발생한 화염은, 발광 장치 또는 수광 장치에 있어서의 간극을 통과하는 사이에 소실되고, 박스체 내부에 있어서의 폭발이 외부로 누출되는 일은 없다.
또한, 본 발명에 의하면, 발광 장치 및 수광 장치의 외주면에 있어서의 간극을 수지 등으로 충전하지 않아도 방폭성을 갖기 때문에, 광전식 연기 감지기의 제조, 메인터넌스 등이 용이함과 함께, 수지의 경년(經年) 열화에 의해 방폭성이 손실되는 것을 막을 수 있다.
본 발명에 의하면, 착탈 가능하게 형성된 래버린스를 갖기 때문에, 래버린스가 파손되거나 열화되거나 했을 때라도 래버린스를 용이하게 교환할 수 있음과 함께, 래버린스를 떼어냄으로써 발광 장치 및 수광 장치를 간단하게 노출시킬 수 있고, 발광 장치 및 수광 장치를 용이하게 보수·점검할 수 있는 광전식 연기 감지기가 제공된다.
도 1(A)는, 광전식 연기 감지기의 조립시에 있어서의 개략 사시도이고, 도 1(B)는, 조립 후의 광전식 연기 감지기의 우측면도이다.
도 2(A)는, 래버린스의 평면도이고, 도 2(B)는 래버린스의 저면도이다.
도 3(A)는, 센서부(3)의 평면도이고, 도 3(B)는, 광학 장치 설치대(31)의 저면도이다.
도 4는, 박스체(4)의 평면도이다.
도 5는, 커버(5)를 떼어낸 광전식 연기 감지기(1)의 평면도이다.
도 6은, 도 5에 있어서의 (b)-(b)단면도이다.
도 7은, 도 5에 있어서의 (c)-(c)단면도이다.
도 8은, 도 5에 있어서의 (d)-(d)단면도이다.
도 9(A)는, 발광 장치(35A)의 종단면도이고, 도 9(B)는, 도 6에 있어서의 (e)-(e)단면도이고, 도 9(C)는, 투명 부재 A(62) 주변의 단면도이다.
도 10(A)는, 수광 장치(35B)의 종단면도이고, 도 10(B)는, 도 7에 있어서의 (f)-(f)단면도이고, 도 10(C)는, 투명 부재 B(72) 주변의 단면도이다.
이하에, 도면을 이용하여 본 발명에 대해서 설명하지만, 본 발명은 도면에 나타나는 예로 한정되는 것은 아니다.
도 1(A)에서 나타나는 바와 같이, 본 발명의 광전식 연기 감지기(1)는, 래버린스(2), 센서부(3), 박스체부(4), 및 커버(5)를 갖는다. 또한, 도 1(A)에는 도시되어 있지 않지만, 커버(5)는, 안 커버와 밖 커버의 2개의 부재로 이루어져 있어도 된다.
도 2(A)에서 나타나는 바와 같이, 래버린스(2)는, 평면 형상이 대략 원형이며, 원주 형상의 가장자리를 따라 등간격으로 4개의 컷아웃부(21A∼D)와, 컷아웃부(21A∼D)의 각각의 사이에 설치된 4개의 커버 장착용 나사 구멍(22A∼22D)을 갖는다. 또한, 커버 장착용 나사 구멍(22A∼22D)의 배열의 내측에는, 평면 형상이 원형인 검지부(23)가 설치된다. 검지부(23)의 내측에는, 차폐판(24), 발광 장치 홀더(25A), 수광 장치 홀더(25B), 및 표시등 홀더(26)가, 래버린스(2)의 표면으로부터 돌출하도록 설치된다. 차폐판(24)은, 검지부(23)의 내측을 위요하도록 다수 설치되고, 검지부(23)의 외부로부터 내부로의 빛의 누설 및 내부로부터 외부로의 빛의 침입을 막는 기능을 갖는다. 또한, 차폐판(24)끼리에 설치된 간극을 지나, 검지부(23)의 외부로부터 내부로 연기를 포함한 공기가 침입할 수 있도록 되어 있다.
발광 장치 홀더(25A) 및 발광 장치 홀더(25B)는, 내부에 발광 장치 및 수광 장치를 유지할 수 있는 크기의 공동을 갖는다. 표시등 홀더(26)는, 래버린스(2)의 표면으로부터 이면으로 관통하는 원통 형상의 중공 공간을 구비하고, 이 중공 공간을 후술하는 표시등이 관통한다.
도 2(B)에서 나타나는 바와 같이, 래버린스(2)는, 이면측에 있어서, 이면 개구(27A, 27B, 및 26A)를 구비한다. 이면 개구(27A)는 래버린스(2)의 표면측에 있어서의 발광 장치 홀더(25A)의 공동부에 연결되어 있으며, 이면 개구(27B)는 래버린스(2)의 표면측에 있어서의 수광 장치 홀더(25B)의 공동부에 연결되어 있다. 또한, 이면 개구(26A)는 래버린스(2)의 표면측에 있어서 표시등 홀더(26)의 중공 공간에 연결되어 있다.
도 1에서 나타나는 바와 같이, 센서부(3)의 표면측, 환언하면 센서부(3)에 있어서의 래버린스(2)와의 적층면측에는 평면 형상이 원형인 광학 장치 설치대(31)가 설치된다. 도 3(A)에서 나타나는 바와 같이, 광학 장치 설치대(31)의 가장자리를 따라, 4개의 고정 나사 구멍(31A∼D)과, 4개의 커버 장착용 나사 구멍(32A∼D)이 설치된다. 센서부(3)와 래버린스(2)를 적층할 때에, 광학 장치 설치대(31)에 있어서의 고정 나사 구멍(31A∼D)의 위치와 래버린스(2)에 있어서의 컷아웃부(21A∼D)의 위치가 대응하고, 광학 장치 설치대(31)에 있어서의 커버 장착용 나사 구멍(32A∼D)의 위치와 래버린스(2)에 있어서의 커버 장착용 나사 구멍(22A∼D)의 위치가 대응된다.
또한, 광학 장치 설치대(3)의 표면측에는, 발광 장치(35A), 수광 장치(35B), 및 표시등(36)이 돌출되어 이루어진다. 발광 장치(35A)와 수광 장치(35B)는, 광축이 120° 정도의 각도로 교차하도록 배치되고, 발광 장치(35A)로부터 발해진 빛이, 연기에 의해 산란하고, 수광 장치(35B)에 도달함으로써 연기의 존재가 감지된다.
표시등(36)은, 사용자에 시인 가능한 광신호를 발할 수 있는 장치이면 되고, 통상, 통 형상체이다.
도 3(A)에서 나타나는 바와 같이, 광학 장치 설치대(31)의 표면측에는, 제1 위치 결정부(38A 및 38B)가 설치된다. 제1 위치 결정부(38A) 및 제2 위치 결정부(38B)는, 각각, 도 2(B)에서 나타나는 래버린스(2)의 이면측, 환언하면 래버린스(2)에 있어서의 광학 장치 설치대(31)와의 적층면측에 설치된 제1 고정부(28A) 및 제2 고정부(28B)와 계합함으로써, 래버린스(2)와 센서부(3)의 위치 어긋남을 막는 기능을 갖는다. 예를 들면, 제1 고정부(28A) 및 제2 고정부(28B)를 볼록 형상의 핀으로 하여, 제1 위치 결정부(38A) 및 제2 위치 결정부(38B)를 핀에 대응하는 구멍으로 하면, 구멍에 핀이 끼워 넣어짐으로써, 래버린스(2)와 광학 부재(3)의 위치 어긋남이 방지된다. 제1 위치 결정부(38A)는 광학 장치 설치대(31)의 평면 가장자리를 형성하는 원의 중심부에 설치되고, 제2 위치 결정부(38B)는 광학 장치 설치대(31)의 평면 가장자리를 형성하는 원의 반경 둘레 상에 설치된다. 환언하면, 제2 위치 결정부(38B)는, 광학 장치 설치대(31)의 평면 가장자리를 형성하는 원의 중심과 가장자리 상의 점을 연결하는 직선의 길이를 2등분하는 위치에 존재한다. 또한, 제1 고정부(28A)는 래버린스(2)의 평면 가장자리를 형성하는 원의 중심부에 설치되고, 제2 고정부(28B)는 래버린스(2)의 평면 가장자리를 형성하는 원의 반경 둘레 상에 설치된다. 이러한 위치에 고정부 및 위치 결정부를 설치하면, 원의 중심부에 있어서의 제1 고정부(28A)와 제1 위치 결정부(38A)가 계합함으로써, 고온 조건하에 있어서 래버린스(2) 또는 센서부(3)가 옆으로 미끄러져 위치 어긋남을 일으키는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 반경 둘레 상에 설치되는 제2 고정부(28B)와 제2 위치 결정부(38B)에 의해, 래버린스(2) 또는 센서부(3)가 원의 중심을 지지점으로 하여, 회전하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 효과적으로 래버린스(2)와 센서부(3)의 위치 어긋남을 방지할 수 있다.
광학 장치 설치대(31)의 이면측에는, 전자 회로 기판(51), 및 전자 회로 기판(51)을 보호하는 보호 플레이트(52) 등이 설치된다. 전자 회로 기판(51)의 평면형상의 면적, 및 보호 플레이트(52)의 평면 형상의 면적은, 도 3에 있어서의 예에서는, 광학 장치 설치대(31)의 평면 형상의 면적보다도 작다. 따라서, 도 3(A)에서 나타나는 평면도에 있어서, 전자 회로 기판(51)과 보호 플레이트(52)는 관찰되지 않는다.
또한, 도 3(B)에서 나타나는 바와 같이, 광학 장치 설치대(31)의 이면측에는, 이면 개구(36A)와 이면 개구(36B)가 설치된다. 이면 개구(36A)는, 후술하는 바와 같이 발광 장치(35A)로부터 전자 회로 기판(51)에 이르는 배선 부재(59B)를 내측으로 통과시키고, 이면 개구(36B)는, 수광 장치(35B)로부터 전자 회로 기판(51)에 이르는 배선 부재(59B)를 내측으로 통과시킨다. 또한, 도 3(B)에는 도시되어 있지 않지만, 광학 장치 설치대(31)의 이면에는, 후술하는 회로 장착 나사(57)가 삽입 통과되는 나사 구멍이 설치되어서 있어도 된다.
도 1(A) 및 도 4에 나타나는 바와 같이, 박스체(4)는, 평면 형상이 사각형인 받침대부(42)와, 받침대부(42)보다도 높이가 높은 원통형의 용기부(45)를 구비한다. 용기부(45)의 상면에는 시일부(43)가 설치된다. 시일부(43)는, 래버린스(2) 및 광학 장치 설치대(31)의 평면 형상과 동일한 크기의 원형이고, 고정 나사구멍(21A∼D 및 31A∼D)과 대응하는 위치에, 고정 나사 구멍(41A∼D)을 구비한다. 또한, 시일부(43)의 내측에는, 전자 회로 기판(51) 및 보호 플레이트(52)를 수납 가능한 크기의 회로 수용부(44)가 설치된다.
또한, 받침대부(42) 및 용기부(45)의 외측면에는, 회로 수용부(44)와 외부 공간을 연통하는 측구(側口)가 설치되어 있어도 되고, 도 4에 있어서의 예에서는, 3개의 측구(44A, 44B, 및 44D)가 설치된다.
다음으로, 각 부재를 조합하여 형성된 광전식 연기 감지기(1)에 대해서 설명한다.
도 5에 있어서, 고정 나사(51A∼D)가, 래버린스(2)에 있어서의 컷아웃부(21A∼D), 센서부(3)에 있어서의 고정 나사 구멍(31A∼D), 및 박스체(4)에 있어서의 고정 나사 구멍(41A∼D)을 순서대로 관통함으로써, 래버린스(2)와 센서부(3)와 박스체(4)가 적층 및 고정된다.
또한, 도 5에는 도시되어 있지 않지만, 커버(5)가 장착된 후에, 커버(5)를 관통하는 커버 장착 나사가, 커버 장착 나사 구멍(22A∼D 및 32A∼D)에 장착됨으로써, 커버(5)가 고정된다.
래버린스(2)와 센서부(3)가 적층되면, 도 5에 나타나는 바와 같이, 발광 장치 홀더(25A)에 발광 장치(35A)가 유지되고, 수광 장치 홀더(25B)에 수광 장치(35B)가 유지된다. 또한, 발광 장치(35A)의 발광 방향에 있어서의 선단면에는 빛의 발산을 막기 위해 슬릿판(52A)이 설치되어 있어도 되고, 수광 장치(35B)의 선단면에는 수광 장치(35B)를 보호하기 위한 보호 커버(52B)가 설치되어 있어도 된다. 발광 장치(35A)로부터 발해진 빛은, 슬릿판(52A)에 설치된 슬릿 구멍을 지나, 검지부(23)의 중심부를 향하여 진행된다. 검지부(23)의 중심부 근방에 있어서의 검출 영역(53)에 연기가 존재하면, 발광 장치(35A)로부터 발해진 빛이 산란하고, 보호 커버(52B)를 지나 수광 장치(35B)에 빛이 도달한다. 또한, 래버린스(2)와 센서부(3)가 적층되면, 도 5에 나타나는 바와 같이, 표시등 홀더(26)에 표시등(36)이 유지된다.
또한, 도 5에는 도시되어 있지 않지만, 검지부(23)의 외측에는, 외부로부터의 벌레 등의 이물의 침입을 막기 위해, 방충망이 설치되어 있어도 된다.
센서부(3)와 박스체(4)를 적층시키면, 도 6에서 나타나는 바와 같이, 광학 장치 설치대(31)의 하면과 박스체(4)의 시일부(43)가 면접촉하고, 시일면(54)을 형성한다. 또한, 측구(44B) 및 측구(44D)에는, 마개체(54B 및 54D)가 삽입됨으로써, 시일면(55 및 56)이 형성된다. 마개체(54B 및 54D)로서는, 예를 들면, 방폭성의 케이블 그라운드를 이용할 수 있다. 방폭성의 케이블 그라운드를 이용함으로써, 박스체(4)의 방폭성을 유지하면서, 광학식 연기 감지기(1)의 내부에 설치된 전자 회로 기판(51)과 외부 전원 등을 전기적으로 접속할 수 있다. 시일면(54, 55, 및 56)에 의해, 박스체(4)는 방폭 구조형이 될 수 있다. 구체적으로는, 회로 수납 공간(44)에 있어서 폭발이 일어나도, 시일면(54, 55 및 56)을 지나, 박스체(4)의 외부로 폭발에 의해 발생한 화염이 누출되는 일은 없다. 이러한 방폭 구조형의 시일면(54, 55, 및 56)은, 종래 공지된 방법을 이용하여 형성할 수 있고, 예를 들면, 시일면(54, 55, 및 56)에는 수지 등이 충전되어 있어도 되고, 화염이 누출되지 않는 정도의 방폭 규정에 적합한 치수의 간극이 설치되어 있어도 된다. 예를 들면, 시일면(54, 55, 및 56)은, 폭이 0.1㎜ 이하, 및 박스체(4)의 두께 방향에 있어서의 길이가 9.5㎜ 이상인 간극이면, 박스체(4) 내부에 있어서의 화염이 외부로 누출되는 일이 없다.
또한, 박스체(4), 광학 장치 설치대(31), 및 마개체(54A, B, D)를, 별도의 부재로 하지 않고 일체로 하여 설계해도 된다.
회로 수용부(44)에는, 전자 회로 기판(51) 및 보호 플레이트(52)가 배치된다. 전자 회로 기판(51)은, 발광 장치(35A) 및 수광 장치(35B), 및 표시등(36)의 동작을 제어할 수 있도록 배선이 이루어져 있다. 보호 플레이트(52)는 전자 회로 기판(51)을 기계적으로 보강하는 기능을 갖고 있으며, 전자 회로 기판(51)과 보호 플레이트(52)는 회로 장착 나사(57)에 의해 연결되고, 광학 장치 설치대(31)의 이면측에 장착된다.
도 6에 나타나는 바와 같이, 광학 장치 설치대(31)의 상면에는, 발광 장치(35A)가 돌출하여 설치된다. 또한, 발광 장치(35A)의 주면(周面)을 덮도록, 래버린스(2)에는 발광 장치 홀더(25A)가 설치된다. 또한, 발광 장치(35A)에 있어서 빛을 조사하는 면과는 반대측의 단부에 있어서, 광학 설치판의 하면을 향하여 중공부(58B)가 설치된다. 중공부(58B)에는, 발광 장치(35A)와 전자 회로 기판(51)을 전기적으로 접속하는 배선 부재(59B)가 설치된다.
도 7에 나타나는 바와 같이, 광학 장치 설치대(31)의 상면에는, 수광 장치(35B)가 돌출하여 설치된다. 또한, 수광 장치(35B)의 주면을 덮도록, 래버린스(2)에는 수광 장치 홀더(25B)가 설치된다. 또한, 수광 장치(35B)에 있어서 빛이 입사하는 선단면과는 반대측의 단부에 있어서, 광학 장치 설치대(31)의 하면을 향하여 중공부(58C)가 설치된다. 중공부(58C)에는, 수광 장치(35B)와 전자 회로 기판(31)을 전기적으로 접속하는 배선 부재(59B)가 설치된다.
도 8에 나타나는 바와 같이, 표시등(36)은 커버(5)로부터 광학식 연기 감지기(1)의 외부로 돌출하고, 빛을 발할 수 있다. 표시등(36)에 의해 발해진 빛을, 광전식 연기 감지기(1)의 근방에 위치하는 관찰자가 관찰함으로써, 본 발명의 광전식 연기 감지기(1)가 정상적으로 작동하고 있는지 여부를 확인할 수 있다. 표시등(36)은, 통상 기둥 형상이며, 래버린스(2)에 있어서의 표시등 홀더(26)의 중공부를 관통한다. 표시등(36)의 발광면과는 반대측의 단부는, 광학 장치 설치대(31)의 이면측에 있는 회로 수납 공간(44)에 면한다. 또한, 표시등(36)에는, 배선 부재(59D)가 장착되고, 배선 부재(59D)는 전자 회로 기판(51)에 접속된다.
표시등(36)의 외주부도 방폭 구조형이면 되고, 구체적으로는, 회로 수용부(44)에 있어서 발생한 화염이 표시등(36)의 외주면 근방으로부터 광전식 연기 감지기(1)의 외부로 누출되지 않도록 설계되어 있으면 된다. 예를 들면, 표시등(36)의 외주면과 표시등 홀더(26)의 내벽면의 사이를 수지 등으로 간극없이 충전하면 된다. 또한, 표시등(36)의 외주면과 표시등 홀더(26)가 없는 벽면의 사이에는, 방폭 규정에 적합한 정도의 치수의 간극이 설치되어 있어도 된다. 예를 들면, 폭이 0.1㎜ 이하이고, 표시등(36)의 축선 방향에 있어서의 길이가 9.5㎜ 이상인 간극이 설치되어 있어도 된다.
도 9(A)에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 발광 장치(35A)는, 발광 소자(61)와 투명 부재 A(62)와 통체 A(63)를 갖는다. 발광 소자(61)는, 투명 부재 A(62)를 향하여 빛을 발할 수 있는 장치이고, 예를 들면 LED 광원이 이용된다. 투명 부재 A(62)는, 발광 소자(61)로부터 발해진 빛이 발산하는 것을 방지하고, 빛이 진행되는 방향을 수속시키는 기능을 갖는다. 투명 부재 A(62)는, 통상, 통 형상체이며, 원통체 형상인 것이 더욱 바람직하다.
투명 부재 A(62)의 한쪽의 단면에는 발광 소자(61)가 설치되고, 다른 한쪽의 단면, 환언하면, 투명 부재 A의 선단면(69)은, 빛을 외부로 방사하는 기능을 갖는다. 또한, 도 6(B)에 나타내는 바와 같이, 투명 부재 A의 선단면(69) 근방에는, 빛의 방사 방향을 추가로 한정하기 위해, 투명 부재 A(62)의 단면적보다도 작은 구멍을 갖는 슬릿판(52A)이 설치되어 있어도 된다.
통체 A(63)의 내부에는, 투명 부재 A(62)를 유지하도록, 통 형상의 내벽면 A(64)에 의해 위요된 내부 공간 A(66)가 설치된다. 도 6(C)에 나타나는 예에서는, 내부 공간 A(66)는, 그 단면적이 투명 부재 A(62)의 단면적보다도 큰 원통 형상으로 하여 설치된다. 따라서, 내벽면 A(64)와 투명 부재 A(62)의 사이에 W1의 폭을 갖는 간극이 발생한다.
간극의 폭은, 도 9(C)에 나타나는 바와 같이, 투명 부재 A(62)의 축선 방향과 수직인 방향에 있어서의 단면도에 있어서, 내벽면 A(64) 상에 있는 한점으로부터 투명 부재 A(62)의 외주면까지의 거리로 하여 구해진다.
또한, 박스체 A(63)의 일부에는, 투명 부재 A(62)를 고정하기 위한 투명 부재 고정부(67)가 설치된다. 투명 부재 고정부(67)는, 투명 부재 A(62)를 고정할 수 있는 한 그 태양는 특별히 제한되지 않고, 도 9(A) 및 (B)의 예와 같이, 폭이 좁게 설치된 내벽면 A(64)의 일부가, 투명 부재 A(62)의 외주면을 압압하는 바와 같은 태양이라도 된다. 또한, 내벽면 A(64)에 클램프 등의 고정용 부재를 설치해 두고, 이 고정용 부재가 투명 부재 A(62)를 고정하는 바와 같은 태양이라도 된다.
도 9(A)에 나타나는 바와 같이, 통체 A(63)의 투명 부재 고정부(67)보다도 바닥면측, 환언하면, 발광 소자(61)가 설치되어 이루어지는 측에 있어서, 개구부 A(68)가 설치된다. 개구부 A(68)는, 내부 공간(66)과 중공부(58B)의 경계에 설치되고, 중공부(58B)는 추가로 회로 수용부(44)에 연통한다. 개구부 A(68)로부터 투명 부재 A의 선단면(69)까지의, 투명 부재 A(62)의 축선 방향에 있어서의 길이는, 도 9(A) 및 (B)에 있어서 L1로 하여 나타난다. 또한, 투명 부재가 사행(蛇行)하여 설치되어 있는 예에 있어서는, 개구부 A(68)로부터 투명 부재 A의 선단면(69)까지의, 투명 부재 A(62)의 종단면에 있어서의 중심점을 연결한 곡선의 길이를 L1로 할 수 있다.
도 10(A)∼(C)에 나타나는 바와 같이, 본 발명의 수광 장치(35B)는, 발광 소자(61)의 대신에 수광 소자(71)가 설치되는 것 이외는, 발광 장치(35A)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 내벽면 B(74)와 투명 부재 B(72)의 사이에서 폭이 W2인 간극이 형성되고, 회로 수용부(44)에 연통하는 개구부 B(78)로부터 투명 부재 B의 선단면(79)까지의 거리가 L2로 하여 구해진다.
상기 간극의 폭 W1 및 W2, 및 상기 거리 L1 및 L2는, 각각 방폭 규정에 적합한 크기이면 된다. 이들의 크기가 방폭 규정에 적합하면, 회로 수용부(44)에 있어서의 폭발에 의해 발생한 화염을, 내부 공간(66 또는 76)을 통과하는 사이에 소실시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 W1 및 W2는 0.1㎜ 이하이고, L1 및 L2는 9.5㎜ 이상으로 하면 된다.
또한, 투명 부재의 중심 축선과 내부 공간의 중심 축선이 일치하지 않는 예와 같이, 투명 부재의 위치에 의해 간극의 폭이 상이한 예, 환언하면 간극의 폭 W1 및 W2가 균일하지 않은 예에 있어서는, 간극의 폭이 가장 커지는 위치에 있어서의 폭의 길이가 0.1㎜ 이하이면 된다. 더욱 구체적으로는, 투명 부재의 축선 방향, 및 둘레 방향에 있어서의 모든 점 중, 내벽면까지의 거리가 최대가 되는 점에 있어서의 간극이, 0.1㎜ 이하이면 된다.
다음으로, 본 발명의 광전식 연기 감지기(1)의 작용에 대해서 설명한다.
본 발명의 광전식 연기 감지기(1)를, 방폭 지정 지역에 있어서 사용하는 예를 생각한다. 방폭 지정 구역은, 대기 중에 방출 및 누설된 가연성 가스, 증기, 및 공기가 혼합되어, 폭발의 위험이 있는 농도에 도달할 우려가 있는 개소를 말하고, 「위험 장소」라고 칭해지는 경우도 있다.
우선, 박스체(4)의 측구(44A, 44B, 및 44D)에 방폭성의 케이블 그라운드를 장착하고, 박스체(4)와 센서부(3)와 래버린스(2)를 적층하고, 고정 나사(51A∼51D)를 조인다. 또한, 커버(5)를 장착하고, 커버 장착 나사를 조임으로써, 광전식 연기 감지기(1)가 얻어진다. 광전식 연기 감지기(1)는, 박스체(4)의 바닥면을 지상에 두도록 하여 설치해도 되고, 박스체(4)의 바닥면을 시설의 벽면이나 천정면에 장착하도록 하여 설치해도 된다.
광전식 연기 감지기(1)는, 도 1(B)에 나타나는 바와 같이, 커버(5)에 설치된 공기 구멍(7)을 통하여 외부의 공기를 내부로 취입한다. 공기 구멍(7)으로부터 침입하는 공기는, 광전식 연기 감지기(1)의 내부에 있어서 래버린스(2)에 설치된 차폐판(24)의 사이에서 검지부(23)로 진행된다.
발광 장치(35A) 및 수광 장치(35B)는, 광학 장치 설치대(31)의 상면에 돌출하여 설치되어 있고, 도 5에서 나타나는 바와 같이, 광전식 연기 감지기(1)에 있어서는 래버린스(2)의 검지부(23)에 위치한다. 따라서, 발광 장치(35A) 및 수광 장치(35B)는, 공기 구멍(7)으로부터 침입하는 폭발성의 가스에 노출되어 있으며, 환언하면, 방폭 지정 구역에 노출되어 있다.
광전식 연기 감지기(1)의 내부에 침입한 공기가 연기를 포함하고 있으면, 발광 장치(35A)로부터 발해진 빛이 산란됨으로써, 수광 장치(35B)에 이르는 빛의 패턴이 변화한다. 이러한 수광 패턴의 변화는, 배선 부재(59C)를 통하여 전자 회로 기판(51)으로 전기 신호로서 전해진다. 수광 패턴의 변화에 대해서의 전기 신호를 수취한 전자 회로 기판(51)은, 연기가 발생한 것을 외부로 알릴 수 있도록, 전기 신호를 출력한다. 예를 들면, 배선 부재(59D)를 통하여 전기 신호를 출력함으로써, 표시등(36)으로부터 발해지는 빛의 색 등이 변화하도록 설계하면 된다. 이러한 태양에서는, 관찰자가 표시등(36)으로부터 발해지는 빛의 변화를 관찰함으로써, 연기가 발생했는지 여부를 확인할 수 있다.
광전식 연기 감지기(1)의 외부에 존재하는 폭발성의 가스는, 도 6에서 나타난 시일면(54, 55, 및 56)에 있어서의 근소한 간극, 도 9에서 나타난 내벽면 A(64)와 투명 부재 A(62)의 외주면의 간극, 도 10에서 나타난 내벽면 B(74)와 투명 부재 B(72)의 외주면의 간극, 및 도 8에서 나타난 표시등(36)의 외주면과 표시등 홀더(26)의 내벽면의 간극을 통해, 회로 수용부(44)로 침입하는 경우가 있다. 회로 수용부(44)에 침입한 폭발성의 가스는, 회로 수용부(44)에 수용된 전자 회로 기판(51)의 표면에서 발생한 쇼트 전류에 의한 스파크나, 전자 회로 기판(51)의 표면에 있어서 이상한 고온부가 발생했을 때에, 폭발을 일으키는 경우가 있다.
본 발명에 있어서의 박스체(4)는, 충분한 강도를 갖기 때문에, 회로 수용부(44)에 있어서의 폭발에 의해서도 파손되는 경우가 없다. 구체적으로는, 본 발명에 있어서의 박스체(4)는, 방폭 규정으로 정해진 크기의 압력, 예를 들면 1.5㎫ 정도의 압력이, 회로 수용부(44)에 있어서의 폭발에 의해 걸려도 파손되는 경우가 없도록, 철판 등으로 형성된다. 따라서, 회로 수용부(44)에 있어서의 폭발에 의해 발생한 화염은, 박스체(4)가 파손됨으로써 광전식 연기 감지기(1)의 외부로 누출되는 경우가 없다.
또한, 회로 수용부(44)에 있어서의 폭발에 의해 발생한 화염은, 광학 장치 설치대(31)의 중공부(58B, 및 58C)를 래버린스(2)를 향하여 상승하고, 이윽고 개구부 A(68) 및 개구부 B(78)에 이른다.
개구부 A(68)에 이른 화염은, 내벽면 A(64)와 투명 부재 A(62)의 사이에 발생하는 간극으로부터 투명 부재 A의 선단부(69)를 향하여 진행된다. 그러나, 간극의 폭 W1 및 길이 L1은 방폭 규정에 적합한 치수이다. 따라서, 화염은 내부 공간(66)을 진행하고 있는 사이에 타다 말고 꺼져, 투명 부재 A의 선단면(69)을 넘는 경우가 없다. 이상으로, 공기 구멍(7)을 통하여 래버린스(2)의 검지부(23)에 침입한 공기에 함유되는 폭발성의 가스에, 회로 수용부(44)로부터 상승되어 온 화염이 인화하고, 래버린스(2)의 검지부(23)에 있어서 폭발이 발생하고, 나아가서는 광전식 연기 감지기(1)를 설치한 설비 전체가 폭발한다는 큰 사고가 일어나는 것을 방지할 수 있다. 또한, 수광 장치(35B)에 있어서도, 발광 장치(35A)와 동일하게 간극이 설치되어 있기 때문에, 회로 수용부(44)로부터 상승되어 온 화염이 도 10에 나타나는 투명 부재 B의 선단면(79)을 넘는 경우가 없다.
보다 구체적으로는, 통상의 상태에 있어서 폭발성 분위기를 종종 생성할 가능성이 있는 제1류 위험 개소에 광전식 연기 감지기(1)가 설치됨으로써, 광전식 연기 감지기(1)에 있어서의 발광 장치(35A)와 수광 장치(35B)가 제1류 위험 개소에 노출되어도, 회로 수용부(44)에 있어서 발생한 화염이 외부의 가스에 인화하는 경우가 없다.
본 발명에 있어서의 발광 장치(35A) 및 수광 장치(35B)는, 투명 부재 A(62)및 투명 부재 B(72)의 외주를 수지 등으로 충전할 필요가 없고, 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 수지가 경년 열화함으로써 균열이나 구멍이 발생하고, 이러한 균열이나 구멍을 통해 폭발에 의한 화염이 누출되어 버려, 설비 전체로의 폭발을 일으킨다는 바와 같은 사고의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 래버린스(2)는, 발광 장치(35A) 및 수광 장치(35B)가 설치된 센서부(3)와 탈착 가능하게 설치된다. 따라서, 발광 장치(35A) 또는 수광 장치(35B)가 고장 등이 났을 때에, 래버린스(2)를 떼어내는 것만으로 센서부(3)를 간단하게 노출시킬 수 있고, 발광 장치(35A) 및 수광 장치(35B)를 간단하게 점검할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서의 래버린스(2)와 센서부(3)는, 래버린스(2)에 있어서의 제1 고정부(28A)와 센서부(3)에 있어서의 제1 위치 결정부(38A)가 계합하고, 래버린스(2)에 있어서의 제2 고정부(28B)와 센서부(3)에 있어서의 제2 위치 결정부(38B)가 계합함으로써, 회로 수용부(44)에 있어서 폭발이 발생해도, 래버린스(2)와 센서부(3)의 위치가 어긋나는 것이 방지된다.
1 : 광전식 연기 감지기
2 : 래버린스
3 : 센서부
4 : 박스체부
5 : 커버
7 : 공기 구멍
21A∼21D : 컷아웃부
31A∼31D 41A∼D : 고정 나사 구멍
22A∼22D 32A∼32D : 커버 장착용 나사 구멍
23 : 검지부
24 : 차폐판
25A : 발광 장치 홀더
25B : 수광 장치 홀더
26 : 표시등 홀더
26A, 27A, 27B, 36A, 36B : 이면 개구
28A : 제1 고정부
28B : 제2 고정부
31 : 광학 장치 설치대
35A : 발광 장치
35B : 수광 장치
36 : 표시등
38A : 제1 위치 결정부
38B : 제2 위치 결정부
42 : 받침대부
43 : 시일부
44 : 회로 수용부
44A, 44B, 44D : 측구
45 : 용기부
51 : 전자 회로 기판
51A∼D : 고정 나사
52 : 보호 플레이트
52A : 슬릿판
52B : 보호 커버
53 : 검출 영역
54A, 54B, 54D : 마개체
54, 55, 56 : 시일면
57 : 회로 장착 나사
58B, 58C : 중공부
59B, 59C, 59D : 배선 부재
61 : 발광 소자
62 : 투명 부재 A
63 : 통체 A
64 : 내벽면 A
66 : 내부 공간 A
67, 77 : 투명 부재 고정부
68 : 개구부 A
69 : 투명 부재 A의 선단면
71 : 수광 소자
72 : 투명 부재 B
73 : 통체 B
74 : 내벽면 B
76 : 내부 공간 B
78 : 개구부 B
79 : 투명 부재 B의 선단면

Claims (4)

  1. 전자 회로 기판을 수용 가능한 회로 수용부를 갖는 방폭 구조형의 박스체의 외측에 설치되고, 방폭 지정 구역에 노출 가능하게 형성되어 이루어지는 발광 장치와 수광 장치를 갖고,
    상기 발광 장치는, 통 형상의 내벽면 A 및 상기 내벽면 A로 위요된 내부 공간 A가 상기 회로 수용부에 연통하는 개구부 A를 갖는 통체 A와, 상기 내부 공간 A의 상기 개구부 A를 향하는 바닥면에 배치된 발광 소자와, 발광 소자에 의해 발생한 빛을 통과시키는 투명 부재 A를 갖고,
    상기 수광 장치는, 통 형상의 내벽면 B와 상기 내벽면 B로 위요된 내부 공간 B가 상기 회로 수용부에 연통하는 개구부 B를 갖는 통체 B와, 상기 내부 공간 B의 상기 개구부 B를 향하는 바닥면에 배치된 수광 소자와, 수광 소자로 빛을 유도하는 투명 부재 B를 갖고,
    상기 내벽면 A와 상기 투명 부재 A의 간극, 및 상기 내벽면 B와 상기 투명 부재 B의 간극이, 방폭 규정에 적합한 폭을 갖고,
    상기 개구부 A로부터 상기 투명 부재 A의 선단면까지의 투명 부재 A의 축선방향에 있어서의 길이, 및 상기 개구부 B로부터 상기 투명 부재 B의 선단면까지의 투명 부재 B의 축선 방향에 있어서의 길이가, 방폭 구조에 적합한 길이인 것을 특징으로 하는 광전식 연기 감지기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 박스체와,
    상기 발광 장치 및 상기 수광 장치가 외표면에 돌출하여 설치되어 이루어지는 광학 장치 설치대와,
    상기 발광 장치 및 상기 수광 장치를 유지하는 발광 장치 홀더 및 수광 장치 홀더를 구비함과 함께, 상기 광학 장치 설치대와의 적층면과는 반대측의 면에 있어서, 기체를 통과 가능하게 하는 한편으로 외부로부터 내부로의 빛의 침입을 막는 차폐판을 구비한 착탈 가능한 래버린스가 적층되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전식 연기 감지기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광학 장치 설치대 및 래버린스는, 적층면의 형상이 원형이고,
    상기 래버린스는, 상기 광학 장치 설치대와의 적층면에 있어서, 가장자리의 원의 중심부에 설치된 제1 고정부와, 가장자리의 원의 반경 둘레 상에 설치된 제2 고정부를 구비하고,
    상기 광학 장치 설치대는, 상기 래버린스와의 적층면에 있어서, 가장자리의 원의 중심부에 제1 위치 결정부와, 가장자리의 원의 반경 둘레 상에 제2 위치 결정부를 구비하고,
    상기 제1 고정부와 상기 제1 위치 결정 부재가 계합하고, 상기 제2 고정부와 상기 제2 위치 결정 부재가 계합되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전식 연기 감지기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내벽면 A와 상기 투명 부재 A의 간극, 및 상기 내벽면 B와 상기 투명 부재 B의 간극의 폭이, 0.1㎜ 이하이고,
    상기 개구부 A로부터 상기 투명 부재 A의 선단면까지의 투명 부재 A의 축선 방향에 있어서의 길이, 및 상기 개구부 B로부터 상기 투명 부재 B의 선단면까지의 투명 부재 B의 축선 방향에 있어서의 길이가, 9.5㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 광전식 연기 감지기.
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