WO2016009460A1 - 光電式煙感知器 - Google Patents

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雅雄 井口
忠之 渋谷
寛伺 沼尾
慎太郎 舛本
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Definitions

  • the photoelectric smoke detector includes a light emitting unit and a light receiving unit, and recognizes the generation of smoke when the light receiving unit detects light scattered by air containing smoke.
  • the photoelectric smoke detector generally includes an electronic circuit board for controlling the functions of the light emitting unit and the light receiving unit.
  • an overcurrent is temporarily caused by an electronic component defect, and thus a spark may be generated, or an abnormally high temperature state may be caused by deterioration of an insulation resistance on the surface of the board. Sparks and abnormally high temperature parts in electronic circuit boards can ignite combustible gases and cause explosions.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3938750 discloses a photoelectric smoke detector that employs an explosion-proof method called an intrinsically safe explosion-proof type.
  • the intrinsically safe explosion-proof photoelectric smoke detector suppresses the magnitude of the current flowing through the electronic circuit board, thereby preventing an electric spark that can ignite the combustible gas from being generated on the surface of the electronic circuit board.
  • Patent Document 3 states that “a light emitter, a direct light, and a scattered light receiver are housed in a metal case of a circuit part, and these are connected to a smoke detector dark box by an optical fiber, and a lens is attached to the end of the dark box side optical fiber. It is configured to detect smoke particles with the action of light emission and light reception ”(Patent Document 3, page (2), from the lower right column to the first line to the lower left column) (5th line). Furthermore, Patent Document 4 states that “a labyrinth base for introducing smoke and an electronic circuit such as a light-emitting element, a light-receiving element, and an electronic component are separated and connected by an optical fiber, so that they are not affected by high temperatures.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along (d)-(d) in FIG. 9A is a longitudinal sectional view of the light emitting device 35A
  • FIG. 9B is a sectional view taken along lines (e)-(e) in FIG. 6
  • FIG. 9C is a sectional view around the transparent member A62.
  • 10A is a longitudinal sectional view of the light receiving device 35B
  • FIG. 10B is a sectional view of (f)-(f) in FIG. 7
  • FIG. 10C is a sectional view of the periphery of the transparent member B72. It is.
  • a large number of shielding plates 24 are provided so as to surround the inside of the detection unit 23, and have a function of preventing light leakage from the outside to the inside of the detection unit 23 and light intrusion from the inside to the outside. Further, air containing smoke can enter from the outside to the inside of the detection unit 23 through a gap provided between the shielding plates 24.
  • the light emitting device holder 25 ⁇ / b> A and the light emitting device holder 25 ⁇ / b> B have a cavity having a size capable of holding the light emitting device and the light receiving device therein.
  • the indicator lamp holder 26 includes a cylindrical hollow space penetrating from the front surface to the back surface of the labyrinth 2, and an indicator lamp to be described later penetrates the hollow space.
  • the positions of the fixing screw holes 31A to 31D in the optical device installation base 31 correspond to the positions of the notches 21A to D in the labyrinth 2, and the cover on the optical device installation base 31
  • the positions of the mounting screw holes 32A to 32D correspond to the positions of the cover mounting screw holes 22A to 22D in the labyrinth 2.
  • a light emitting device 35A, a light receiving device 35B, and an indicator lamp 36 protrude from the surface side of the optical device installation base 3.
  • the first positioning portions 38A and 38B are provided on the surface side of the optical device mounting base 31.
  • the first positioning portion 38A and the second positioning portion 38B are respectively provided on the back surface side of the labyrinth 2 shown in FIG. 2B, in other words, on the laminated surface side with the optical device installation base 31 in the labyrinth 2.
  • the labyrinth is formed by fitting the pins into the holes. Misalignment between 2 and the optical member 3 is prevented.
  • the first positioning portion 38A is provided at the center of the circle that forms the planar edge of the optical device installation base 31, and the second positioning portion 38B is provided on the radius of the circle that forms the planar edge of the optical device installation base 31. .
  • the second positioning portion 38B exists at a position that bisects the length of a straight line connecting the center of the circle forming the planar edge of the optical device installation base 31 and the point on the edge.
  • the first fixing portion 28 ⁇ / b> A is provided at the center of the circle that forms the planar edge of the labyrinth 2
  • the second fixing portion 28 ⁇ / b> B is provided on the radial circumference of the circle that forms the planar edge of the labyrinth 2.
  • an electronic circuit board 51, a protective plate 52 for protecting the electronic circuit board 51, and the like are provided on the back side of the optical device installation base 31.
  • the area of the planar shape of the electronic circuit board 51 and the area of the planar shape of the protective plate 52 are smaller than the area of the planar shape of the optical device installation base 31 in the example in FIG. Therefore, the electronic circuit board 51 and the protective plate 52 are not observed in the plan view shown in FIG.
  • a back surface opening 36A and a back surface opening 36B are provided on the back surface side of the optical device installation base 31.
  • the housing 4 in the present invention Since the housing 4 in the present invention has sufficient strength, it is not damaged even by an explosion in the circuit housing portion 44. Specifically, the casing 4 in the present invention is not damaged even if a pressure of a magnitude determined by the explosion-proof regulations, for example, a pressure of about 1.5 MPa is applied by an explosion in the circuit housing portion 44. , Formed of iron plate or the like. Therefore, the flame generated by the explosion in the circuit housing portion 44 does not leak out of the photoelectric smoke detector 1 when the housing 4 is damaged.

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Abstract

内部における爆発が外部に引火することがなく、発光装置及び受光装置の周囲において樹脂等を必要としないため、樹脂の劣化による爆発を防止することにより、防爆指定区域内に露出した状態で使用できる光電式煙感知器を提供する。回路収容部（４４）を有する防爆構造型の筐体の外側に発光装置（３５Ａ）と受光装置（３５Ｂ）とを設け、発光装置（３５Ａ）は、発光素子（６１）と透明部材Ａ（６２）とを有し、受光装置（３５Ｂ）は、受光素子（７１）と透明部材Ｂ（７２）とを有し、内壁面Ａ（６４）と透明部材Ａ（６２）との間隙（Ｗ１）、及び内壁面Ｂ（７４）と透明部材Ｂ（７２）との間隙（Ｗ２）が、防爆規定に適合した幅を有し、開口部Ａ（６８）から透明部材Ａの先端面（６９）までの長さ（Ｌ１）、及び開口部Ｂ（７８）から透明部材Ｂの先端面（７９）までの長さ（Ｌ２）が、防爆規定に適合した長さであることを特徴とする。

Description

光電式煙感知器
　本発明は、光電式煙感知器に関し、更に詳しくは、引火性ガス雰囲気に設置した光電式煙感知器内部での火花による爆発が発生しても、爆発の際の炎が外部のガスに引火することを防止することができ、防爆性を有する光電式煙感知器に関する。
　従来より、火災によって発生する熱、煙、炎等を感知することによって、周辺環境における火災の発生を感知する火災感知器が知られている。火災感知器が、可燃性ガスや爆発性ガスの充満する防爆指定区域に設置されると、火災感知器内部の電子部品不良等による火花等により、周辺のガスへの引火に伴う爆発が引き起こされることがある。よって、防爆指定区域に設置される火災感知器は、周辺一帯における大規模な爆発を引き起こさないよう、防爆仕様にて設計される必要がある。
　火災感知器のうち、煙を感知することのできる煙感知器は、火災発生を早期に検知することができるという利点があるので、特に広く用いられている。煙感知器の一種として、光電式煙感知器が挙げられる。光電式煙感知器は、発光部と受光部とを備え、煙を含んだ空気によって散乱した光を、受光部が感知することによって、煙発生を認識する。
　光電式煙感知器は、発光部及び受光部等の働きを制御するための電子回路基板を備えることが一般的である。電子回路基板においては、電子部品不良により一時的に過電流が引き起こされることによって火花が発生したり、基板表面における絶縁抵抗の劣化によって異常な高温状態になったりすることがある。火花や、電子回路基板における異常な高温部は、可燃性ガス等に引火して爆発を引き起こすことがある。
　例えば、特許文献１（特許第３９３８７５０号）には、本質安全防爆型と称される防爆方式を採用した光電式煙感知器が開示されている。本質安全防爆型の光電式煙感知器は、電子回路基板を流れる電流の大きさを抑制することにより、可燃性ガスに引火するほどの電気火花が電子回路基板表面に発生しないようにしている。
　特許文献２～４には、電子回路基板と、発光部及び受光部を位置的に遠ざけることによって、電子回路基板表面における爆発を引き起こさないようにする光電式煙感知器が開示されている。
　例えば、特許文献２には、「発光素子を有し、該発光素子からの煙による散乱光もしくは透過光を受講する受光レンズを備えた警戒地区に設置される煙検出部と、・・・電気回路部とを前記煙検出部から分離して配置したことを特徴とする光電式分離型煙感知装置」が開示されている（特許文献２の実用新案登録請求の範囲）。
　また、特許文献３には、「発光体および直接光、散乱光受光体を回路部の金属ケース内に納め、これらと煙感知器暗箱間を光学繊維により結合し、暗箱側光学繊維端にレンズを備え、発光、受光の作用をもたせて煙粒子を検知する構成となっている」と記載されている（特許文献３、第（２）頁、右上欄の下から１行目～左下欄の第５行）。
　さらに、特許文献４には、「煙を導入するラビリンス基台と、発光素子、受光素子、電子部品等の電子回路とを分離して、両者を光ファイバーで連結したから、高温に影響を受けないラビリンス器台のみを高温室に設置して光電式煙感知装置を構成することができ、高温雰囲気下でも支障なく煙を感知できる煙感知装置」が開示されている（特許文献４、第（３）頁の第１７行～第（４）頁の第３行）。
　特許文献２～４のように、光ファイバーを用いた光電式煙感知器では、ケーブルグランドを用いて配線することによって、防爆容器に収納された電子回路基板と、煙を感知するのに用いられる発光部及び受光部とが、完全に分離された構造となり、感知器全体が大型化してしまうという問題がある。また、光ファイバーの素材が樹脂である場合は煙信号を減衰させる性質が有り、光ファイバーの素材がガラスである場合は材料が高価であるという問題点がある。
　また、光ファイバーを用いた光電式煙感知器では、防爆容器内部に爆発性ガスが侵入することを防ぐために、防爆容器における光ファイバーの取付部を樹脂等で充填する必要がある。よって、充填された樹脂が劣化するに伴い、防爆容器の密閉性が低下し、爆発の危険を引き起こすことがあるという問題がある。
特許第３９３８７５０号 実開昭５８－１２９１４５ 実開昭６３－０２００５０ 特開昭６３－００８５３８
　本発明の課題は、光電式煙感知器の内部における爆発が外部に引火することがなく防爆性を有するとともに、発光装置及び受光装置の周囲に樹脂等を充填する必要がないので、樹脂の劣化による爆発が引き起こされることのない光電式煙感知器を提供することである。
　前記課題を解決するための手段は、
（１）電子回路基板を収容可能な回路収容部を有する防爆構造型の筐体の外側に設けられ、防爆指定区域に露出可能に形成されてなる発光装置と受光装置とを有し、前記発光装置は、筒状の内壁面Ａ及び前記内壁面Ａに囲繞された内部空間Ａが前記回路収容部に通じる開口部Ａを有する筒体Ａと、前記内部空間Ａの前記開口部Ａに向かう底面に配置された発光素子と、発光素子によって発せられた光を通す透明部材Ａとを有し、前記受光装置は、筒状の内壁面Ｂと前記内壁面Ｂに囲繞された内部空間Ｂが前記回路収容部に通じる開口部Ｂとを有する筒体Ｂと、前記内部空間Ｂの前記開口部Ｂに向かう底面に配置された受光素子と、受光素子に光を導く透明部材Ｂとを有し、前記内壁面Ａと前記透明部材Ａとの間隙、及び前記内壁面Ｂと前記透明部材Ｂとの間隙が、防爆規定に適合した幅を有し、前記開口部Ａから前記透明部材Ａの先端面までの透明部材Ａの軸線方向における長さ、及び前記開口部Ｂから前記透明部材Ｂの先端面までの透明部材Ｂの軸線方向における長さが、防爆構造に適合した長さであることを特徴とする光電式煙感知器であり、
（２）前記筐体と、前記発光装置及び前記受光装置が外表面に突出して設けられてなる光学装置設置台と、前記発光装置及び前記受光装置を保持する発光装置ホルダー及び受光装置ホルダーを備えるとともに、前記光学装置設置台との積層面とは反対側の面において、気体を通過可能にする一方で外部から内部への光の侵入を防ぐ遮蔽板を備えた着脱可能なラビリンスと、が積層されてなることを特徴とする前記（１）に記載の光電式煙感知器であり、
（３）前記光学装置設置台及びラビリンスは、積層面の形状が円形であり、前記ラビリンスは、前記光学装置設置台との積層面において、縁辺の円の中心部に設けられた第１固定部と、縁辺の円の半径周上に設けられた第２固定部とを備え、前記光学装置設置台は、前記ラビリンスとの積層面において、縁辺の円の中心部に第１位置決め部と、縁辺の円の半径周上に第２位置決め部とを備え、前記第１固定部と前記第１位置決め部材とが係合し、前記第２固定部と前記第２位置決め部材とが係合してなることを特徴とする前記（２）に記載の光電式煙感知器であり、
（４）前記内壁面Ａと前記透明部材Ａとの間隙、及び前記内壁面Ｂと前記透明部材Ｂとの間隙の幅が、０．１ｍｍ以下であって、前記開口部Ａから前記透明部材Ａの先端面までの透明部材Ａの軸線方向における長さ、及び前記開口部Ｂから前記透明部材Ｂの先端面までの透明部材Ｂの軸線方向における長さが、９．５ｍｍ以上であることを特徴とする前記（１）から（３）までのいずれか一つに記載の光電式煙感知器である。
　本発明によると、発光装置及び受光装置において、間隙の幅及び開口部から透明部材の先端面までの透明部材の軸線方向における長さが、防爆構造に適合した大きさであるので、筐体内部における電子回路基板で爆発が発生しても、爆発によって生じた火炎は、発光装置又は受光装置における間隙を通過する間に消失し、筐体内部における爆発が外部に漏れ出すことがない。
　また、本発明によると、発光装置及び受光装置の外周面における間隙を樹脂等で充填しなくても防爆性を有するので、光電式煙感知器の製造、メンテナンス等が容易であるとともに、樹脂の経年劣化によって防爆性が失われることを防ぐことができる。
　本発明によると、着脱可能に形成されたラビリンスを有するので、ラビリンスが破損したり劣化したりした時であってもラビリンスを容易に交換することができるとともに、ラビリンスを取り外すことによって発光装置及び受光装置を簡単に露出させることができ、発光装置及び受光装置を容易に保守・点検することができる光電式煙感知器が提供される。
図１（Ａ）は光電式煙感知器の組み立て時における概略斜視図であり、図１（Ｂ）は組み立て後の光電式煙感知器の右側面図である。 図２（Ａ）はラビリンスの平面図であり、図２（Ｂ）はラビリンスの底面図である。 図３（Ａ）はセンサー部３の平面図であり、図３（Ｂ）は光学装置設置台３１の底面図である。 図４は筐体４の平面図である。 図５は、カバー５を取り外した光電式煙感知器１の平面図である。 図６は、図５における（ｂ）－（ｂ）断面図である。 図７は、図５における（ｃ）－（ｃ）断面図である。 図８は、図５における（ｄ）－（ｄ）断面図である。 図９（Ａ）は発光装置３５Ａの縦断面図であり、図９（Ｂ）は図６における（ｅ）－（ｅ）断面図であり、図９（Ｃ）は透明部材Ａ６２周辺の断面図である。 図１０（Ａ）は受光装置３５Ｂの縦断面図であり、図１０（Ｂ）は図７における（ｆ）－（ｆ）断面図であり、図１０（Ｃ）は透明部材Ｂ７２周辺の断面図である。
　以下に、図面を用いて本発明について説明するが、本発明は図面に示される例に限定されるものではない。
　図１（Ａ）で示されるように、本発明の光電式煙感知器１は、ラビリンス２、センサー部３、筐体部４、及びカバー５を有する。尚、図１（Ａ）には図示されていないが、カバー５は、内カバーと外カバーとの２つの部材からなっていてもよい。
　図２（Ａ）で示されるように、ラビリンス２は、平面形状が略円形であり、円周状の縁辺に沿って等間隔に４つの切欠部２１Ａ～Ｄと、切欠部２１Ａ～Ｄのそれぞれの間に設けられた４つのカバー取付用ねじ穴２２Ａ～２２Ｄとを有する。また、カバー取付用ねじ穴２２Ａ～２２Ｄの配列の内側には、平面形状が円形である検知部２３が設けられる。検知部２３の内側には、遮蔽板２４、発光装置ホルダー２５Ａ、受光装置ホルダー２５Ｂ、及び表示灯ホルダー２６が、ラビリンス２の表面より突出するように設けられる。遮蔽板２４は、検知部２３の内側を囲繞するように多数設けられ、検知部２３の外部から内部への光の漏れ及び内部から外部への光の侵入を防ぐ機能を有する。また、遮蔽板２４同士に設けられた隙間を通って、検知部２３の外部から内部へと煙を含んだ空気が侵入できるようになっている。
　発光装置ホルダー２５Ａ及び発光装置ホルダー２５Ｂは、内部に発光装置及び受光装置を保持することのできる大きさの空洞を有する。表示灯ホルダー２６は、ラビリンス２の表面から裏面へと貫通する円筒状の中空空間を備え、この中空空間を後述する表示灯が貫通する。
　図２（Ｂ）で示されるように、ラビリンス２は、裏面側において、裏面開口２７Ａ、２７Ｂ、及び２６Ａを備える。裏面開口２７Ａはラビリンス２の表面側における発光装置ホルダー２５Ａの空洞部につながっており、裏面開口２７Ｂはラビリンス２の表面側における受光装置ホルダー２５Ｂの空洞部につながっている。また、裏面開口２６Ａはラビリンス２の表面側において表示灯ホルダー２６の中空空間につながっている。
　図１で示されるように、センサー部３の表面側、言い換えるとセンサー部３におけるラビリンス２との積層面側には平面形状が丸形である光学装置設置台３１が設けられる。図３（Ａ）で示されるように、光学装置設置台３１の縁辺に沿って、４つの固定ねじ穴３１Ａ～Ｄと、４つのカバー取付用ねじ穴３２Ａ～Ｄとが設けられる。センサー部３とラビリンス２とを積層する際に、光学装置設置台３１における固定ねじ穴３１Ａ～Ｄの位置とラビリンス２における切欠部２１Ａ～Ｄの位置とが対応し、光学装置設置台３１におけるカバー取付用ねじ穴３２Ａ～Ｄの位置とラビリンス２におけるカバー取付用ねじ穴２２Ａ～Ｄの位置とが対応する。
　また、光学装置設置台３の表面側には、発光装置３５Ａ、受光装置３５Ｂ、及び表示灯３６が突出してなる。発光装置３５Ａと受光装置３５Ｂとは、光軸が１２０°程度の角度で交差するように配置され、発光装置３５Ａから発せられた光が、煙によって散乱し、受光装置３５Ｂに到達することによって煙の存在が感知される。
　表示灯３６は、使用者に視認可能な光信号を発することのできる装置であればよく、通常、筒状体である。
　図３（Ａ）で示されるように、光学装置設置台３１の表面側には、第１位置決め部３８Ａ及び３８Ｂが設けられる。第１位置決め部３８Ａ及び第２位置決め部３８Ｂは、それぞれ、図２（Ｂ）で示されるラビリンス２の裏面側、言い換えるとラビリンス２における光学装置設置台３１との積層面側に設けられた第１固定部２８Ａ及び第２固定部２８Ｂと係合することによって、ラビリンス２とセンサー部３との位置ずれを防ぐ機能を有する。例えば、第１固定部２８Ａ及び第２固定部２８Ｂを凸状のピンとして、第１位置決め部３８Ａ及び第２位置決め部３８Ｂをピンに対応する孔とすると、孔にピンが嵌め込まれることによって、ラビリンス２と光学部材３との位置ずれが防止される。第１位置決め部３８Ａは光学装置設置台３１の平面縁辺を形成する円の中心部に設けられ、第２位置決め部３８Ｂは光学装置設置台３１の平面縁辺を形成する円の半径周上に設けられる。言い換えると、第２位置決め部３８Ｂは、光学装置設置台３１の平面縁辺を形成する円の中心と縁辺上の点とを結ぶ直線の長さを２等分する位置に存在する。また、第１固定部２８Ａはラビリンス２の平面縁辺を形成する円の中心部に設けられ、第２固定部２８Ｂはラビリンス２の平面縁辺を形成する円の半径周上に設けられる。このような位置に固定部及び位置決め部を設けると、円の中心部における第１固定部２８Ａと第１位置決め部３８Ａとが係合することによって、高温条件下においてラビリンス２又はセンサー部３が横滑りして位置ずれを起こすことを防止することができる。そして、半径周上に設けられる第２固定部２８Ｂと第２位置決め部３８Ｂとによって、ラビリンス２又はセンサー部３が円の中心を支点として、回転することを防止することができる。よって、効果的にラビリンス２とセンサー部３との位置ずれを防止することができる。
　光学装置設置台３１の裏面側には、電子回路基板５１、及び電子回路基板５１を保護する保護プレート５２等が設けられる。電子回路基板５１の平面形状の面積、及び保護プレート５２の平面形状の面積は、図３における例では、光学装置設置台３１の平面形状の面積よりも小さい。よって、図３（Ａ）で示される平面図において、電子回路基板５１と保護プレート５２とは観察されない。
　また、図３（Ｂ）で示されるように、光学装置設置台３１の裏面側には、裏面開口３６Ａと裏面開口３６Ｂとが設けられる。裏面開口３６Ａは、後述するように発光装置３５Ａから電子回路基板５１へと到る配線部材５９Ｂを内側に通し、裏面開口３６Ｂは、受光装置３５Ｂから電子回路基板５１へと到る配線部材５９Ｃを内側に通す。なお、図３（Ｂ）には図示されていないが、光学装置設置台３１の裏面には、後述する回路取付ねじ５７が挿通されるねじ穴が設けられていてもよい。
　図１（Ａ）及び図４に示されるように、筐体４は、平面形状が四角形である台座部４２と、台座部４２よりも高さが高い円筒形の容器部４５とを備える。容器部４５の上面にはシール部４３が設けられる。シール部４３は、ラビリンス２及び光学装置設置台３１の平面形状と同じ大きさの円形であって、固定ねじ穴２１Ａ～Ｄ及び３１Ａ～Ｄと対応する位置に、固定ねじ穴４１Ａ～Ｄを備える。また、シール部４３の内側には、電子回路基板５１及び保護プレート５２を収納可能な大きさの回路収容部４４が設けられる。
　また、台座部４２及び容器部４５の外側面には、回路収容部４４と外部空間とを連通する側口が設けられていてもよく、図４における例では、３つの側口４４Ａ、４４Ｂ、及び４４Ｄが設けられる。
　次に、各部材を組み合わせて形成された光電式煙感知器１について説明する。
図５において、固定ねじ５１Ａ～Ｄが、ラビリンス２における切欠部２１Ａ～Ｄ、センサー部３における固定ねじ穴３１Ａ～Ｄ、及び筐体４における固定ねじ穴４１Ａ～Ｄを順に貫通することによって、ラビリンス２とセンサー部３と筐体４とが積層及び固定される。
　また、図５には図示されていないが、カバー５が取り付けられた後で、カバー５を貫通するカバー取付ねじが、カバー取付ねじ穴２２Ａ～Ｄ及び３２Ａ～Ｄに取り付けられることにより、カバー５が固定される。
　ラビリンス２とセンサー部３とが積層されると、図５に示されるように、発光装置ホルダー２５Ａに発光装置３５Ａが保持され、受光装置ホルダー２５Ｂに受光装置３５Ｂが保持される。また、発光装置３５Ａの発光方向における先端面には光の発散を防ぐためにスリット板５２Ａが設けられていてもよく、受光装置３５Ｂの先端面には受光装置３５Ｂを保護するための保護カバー５２Ｂが設けられていてもよい。発光装置３５Ａから発せられた光は、スリット板５２Ａに設けられたスリット穴を通って、検知部２３の中心部に向かって進む。検知部２３の中心部近傍における検出領域５３に煙が存在すると、発光装置３５Ａから発せられた光が散乱し、保護カバー５２Ｂを通って受光装置３５Ｂに光が到達する。また、ラビリンス２とセンサー部３とが積層されると、図５に示されるように、表示灯ホルダー２６に表示灯３６が保持される。
　なお、図５には図示されていないが、検知部２３の外側には、外部からの虫等の異物の侵入を防ぐために、防虫網が設けられていてもよい。
　センサー部３と筐体４とを積層させると、図６で示されるように、光学装置設置台３１の下面と筐体４のシール部４３とが面接触し、シール面５４を形成する。また、側口４４Ｂ及び側口４４Ｄには、栓体５４Ｂ及び５４Ｄが差し込まれることによって、シール面５５及び５６が形成される。栓体５４Ｂ及び５４Ｄとしては、例えば、防爆性のケーブルグランドを用いることができる。防爆性のケーブルグランドを用いることによって、筐体４の防爆性を保ちつつ、光学式煙感知器１の内部に設けられた電子回路基板５１と外部電源等とを電気的に接続することができる。シール面５４、５５、及び５６によって、筐体４は防爆構造型となることができる。具体的には、回路収納空間４４において爆発が起こっても、シール面５４、５５及び５６を通って、筐体４の外部に爆発によって生じた火炎が漏れ出すことがない。このような防爆構造型のシール面５４、５５、及び５６は、従来公知の方法を用いて形成することができ、例えば、シール面５４、５５、及び５６には樹脂等が充填されていてもよく、火炎が漏れ出さない程度の防爆規定に適合した寸法の隙間が設けられていてもよい。例えば、シール面５４、５５、及び５６は、幅が０．１ｍｍ以下、及び筐体４の肉厚方向における長さが９．５ｍｍ以上である隙間であれば、筐体４内部における火炎が外部へ漏れ出すことがない。
　なお、筐体４、光学装置設置台３１、及び栓体５４Ａ、Ｂ、Ｄを、別の部材とせずに一体として設計してもよい。
回路収容部４４には、電子回路基板５１及び保護プレート５２が配される。電子回路基板５１は、発光装置３５Ａ及び受光装置３５Ｂ、及び表示灯３６の動作を制御できるように配線がなされている。保護プレート５２は電子回路基板５１を機械的に補強する機能を有しており、電子回路基板５１と保護プレート５２とは回路取付ねじ５７によって連結され、光学装置設置台３１の裏面側に取り付けられる。
図６に示されるように、光学装置設置台３１の上面には、発光装置３５Ａが突出して設けられる。また、発光装置３５Ａの周面を覆うように、ラビリンス２には発光装置ホルダー２５Ａが設けられる。また、発光装置３５Ａにおいて光を照射する面とは反対側の端部において、光学設置板の下面に向かって中空部５８Ｂが設けられる。中空部５８Ｂには、発光装置３５Ａと電子回路基板５１とを電気的に接続する配線部材５９Ｂが設けられる。
　図７に示されるように、光学装置設置台３１の上面には、受光装置３５Ｂが突出して設けられる。また、受光装置３５Ｂの周面を覆うように、ラビリンス２には受光装置ホルダー２５Ｂが設けられる。また、受光装置３５Ｂにおいて光が入射する先端面とは反対側の端部において、光学装置設置台３１の下面に向かって中空部５８Ｃが設けられる。中空部５８Ｃには、受光装置３５Ｂと電子回路基板３１とを電気的に接続する配線部材５９Ｃが設けられる。
　図８に示されるように、表示灯３６はカバー５から光学式煙感知器１の外部へと突出し、光を発することができる。表示灯３６によって発せられた光を、光電式煙感知器１の近傍に位置する観察者が観察することによって、本発明の光電式煙感知器１が正常に作動しているか否かを確認することができる。表示灯３６は、通常柱状であり、ラビリンス２における表示灯ホルダー２６の中空部を貫通する。表示灯３６の発光面とは反対側の端部は、光学装置設置台３１の裏面側にある回路収納空間４４に面する。また、表示灯３６には、配線部材５９Ｄが取り付けられ、配線部材５９Ｄは電子回路基板５１に接続される。
　表示灯３６の外周部も防爆構造型であればよく、具体的には、回路収容部４４において発生した火炎が表示灯３６の外周面近傍から光電式煙感知器１の外部へと漏れ出さないように設計されていればよい。例えば、表示灯３６の外周面と表示灯ホルダー２６の内壁面との間を樹脂等で隙間なく充填すればよい。また、表示灯３６の外周面と表示灯ホルダー２６のない壁面との間には、防爆規定に適合する程度の寸法の間隙が設けられていてもよい。例えば、幅が０．１ｍｍ以下であって、表示灯３６の軸線方向における長さが９．５ｍｍ以上である間隙が設けられていてもよい。
図９（Ａ）に示すように、本発明の発光装置３５Ａは、発光素子６１と透明部材Ａ６２と筒体Ａ６３とを有する。発光素子６１は、透明部材Ａ６２に向けて光を発することができる装置であり、例えば、ＬＥＤ光源が用いられる。透明部材Ａ６２は、発光素子６１から発せられた光が発散することを防止し、光の進む方向を収束させる機能を有する。透明部材Ａ６２は、通常、筒状体であり、円筒体形状であることがさらに好ましい。
　透明部材Ａ６２の一方の端面には発光素子６１が設けられ、他方の端面、言い換えると、透明部材Ａの先端面６９は、光を外部へ放射する機能を有する。また、図６（Ｂ）に示すように、透明部材Ａの先端面６９近傍には、光の放射方向をさらに限定するために、透明部材Ａ６２の端面積よりも小さい穴を有するスリット板５２Ａが設けられていてもよい。
　筒体Ａ６３の内部には、透明部材Ａ６２を保持するように、筒状の内壁面Ａ６４によって囲繞された内部空間Ａ６６が設けられる。図６（Ｃ）に示される例では、内部空間Ａ６６は、その断面積が透明部材Ａ６２の断面積よりも大きい円筒形状として設けられる。よって、内壁面Ａ６４と透明部材Ａ６２との間にＷ１の幅を有する間隙が生じる。
　間隙の幅は、図９（Ｃ）に示されるように、透明部材Ａ６２の軸線方向と垂直な方向における断面図において、内壁面Ａ６４上のある一点から透明部材Ａ６２の外周面までの距離として求められる。
また、筐体Ａ６３の一部には、透明部材Ａ６２を固定するための透明部材固定部６７が設けられる。透明部材固定部６７は、透明部材Ａ６２を固定することができる限りにおいてその態様は特に制限されず、図９（Ａ）及び（Ｂ）の例のように、幅が狭く設けられた内壁面Ａ６４の一部が、透明部材Ａ６２の外周面を押圧するような態様でもよい。また、内壁面Ａ６４にクランプ等の固定用部材を設けておき、この固定用部材が透明部材Ａ６２を固定するような態様であってもよい。
　図９（Ａ）に示されるように、筒体Ａ６３の透明部材固定部６７よりも底面側、言い換えると、発光素子６１が設けられてなる側において、開口部Ａ６８が設けられる。開口部Ａ６８は、内部空間６６と中空部５８Ｂとの境界に設けられ、中空部５８Ｂはさらに回路収容部４４に連通する。開口部Ａ６８から透明部材Ａの先端面６９までの、透明部材Ａ６２の軸線方向における長さは、図９（Ａ）及び（Ｂ）においてＬ１として示される。なお、透明部材が蛇行して設けられている例においては、開口部Ａ６８から透明部材Ａの先端面６９までの、透明部材Ａ６２の縦断面における中心点を結んだ曲線の長さをＬ１とすることができる。
　図１０（Ａ）～（Ｃ）に示されるように、本発明の受光装置３５Ｂは、発光素子６１の代わりに受光素子７１が設けられること以外は、発光装置３５Ａと同様の構成を有する。よって、内壁面Ｂ７４と透明部材Ｂ７２との間で幅がＷ２である間隙が形成され、回路収容部４４に通じる開口部Ｂ７８から透明部材Ｂの先端面７９までの距離がＬ２として求められる。
　前記間隙の幅Ｗ１及びＷ２、並びに前記距離Ｌ１及びＬ２は、それぞれ防爆規定に適合する大きさであればよい。これらの大きさが防爆規定に適合していると、回路収容部４４における爆発によって生じた火炎を、内部空間６６又は７６を通過する間に消失させることができる。例えば、前記Ｗ１及びＷ２は０．１ｍｍ以下であり、Ｌ１及びＬ２は９．５ｍｍ以上であればよい。
　なお、透明部材の中心軸線と内部空間の中心軸線とが一致しない例のように、透明部材の位置によって間隙の幅が異なる例、言い換えると間隙の幅Ｗ１及びＷ２が一様ではない例においては、間隙の幅が最も大きくなる位置における幅の長さが０．１ｍｍ以下であればよい。さらに具体的には、透明部材の軸線方向、及び周方向における全ての点のうち、内壁面までの距離が最大となる点における間隙が、０．１ｍｍ以下であればよい。
　次に、本発明の光電式煙感知器１の作用について説明する。
　本発明の光電式煙感知器１を、防爆指定地域において使用する例を考える。防爆指定区域は、大気中に放出及び漏えいした可燃性ガス、蒸気、及び空気が混合され、爆発の危険のある濃度に達するおそれのある箇所をいい、「危険場所」と称されることもある。
　まず、筐体４の側口４４Ａ、４４Ｂ、及び４４Ｄに防爆性のケーブルグランドを取り付け、筐体４とセンサー部３とラビリンス２とを積層し、固定ねじ５１Ａ～５１Ｄを締めこむ。さらに、カバー５を取り付け、カバー取付ねじを締めこむことによって、光電式煙感知器１が得られる。光電式煙感知器１は、筐体４の底面を地上に置くようにして設置してもよいし、筐体４の底面を施設の壁面や天井面に取り付けるようにして設置してもよい。
　光電式煙感知器１は、図１（Ｂ）に示されるように、カバー５に設けられた空気穴７を介して外部の空気を内部に取り込む。空気穴７から侵入する空気は、光電式煙感知器１の内部においてラビリンス２に設けられた遮蔽板２４の間から検知部２３へと進む。
　発光装置３５Ａ及び受光装置３５Ｂは、光学装置設置台３１の上面に突出して設けられており、図５で示されるように、光電式煙感知器１においてはラビリンス２の検知部２３に位置する。よって、発光装置３５Ａ及び受光装置３５Ｂは、空気穴７から侵入する爆発性のガスに晒されており、言い換えると、防爆指定区域に露出されている。
　光電式煙感知器１の内部に侵入した空気が煙を含んでいると、発光装置３５Ａから発せられた光が散乱されることにより、受光装置３５Ｂに到る光のパターンが変化する。このような受光パターンの変化は、配線部材５９Ｃを介して電子回路基板５１へ電気信号として伝えられる。受光パターンの変化についての電気信号を受け取った電子回路基板５１は、煙が発生したことを外部へと知らせることができるように、電気信号を出力する。例えば、配線部材５９Ｄを介して電気信号を出力することによって、表示灯３６から発せられる光の色等が変化するように設計すればよい。このような態様では、観察者が表示灯３６から発せられる光の変化を観察することによって、煙が発生したか否かを確認することができる。
　光電式煙感知器１の外部に存在する爆発性のガスは、図６で示されたシール面５４、５５、及び５６における僅かな隙間、図９で示された内壁面Ａ６４と透明部材Ａ６２の外周面との間隙、図１０で示された内壁面Ｂ７４と透明部材Ｂ７２の外周面との間隙、並びに図８で示された表示灯３６の外周面と表示灯ホルダー２６の内壁面との間隙を通って、回路収容部４４へと侵入することがある。回路収容部４４へと侵入した爆発性のガスは、回路収容部４４に収容された電子回路基板５１の表面で生じたショート電流によるスパークや、電子回路基板５１の表面において異常な高温部が発生した際に、爆発を引き起こすことがある。
本発明における筐体４は、十分な強度を有するので、回路収容部４４における爆発によっても破損することがない。具体的には、本発明における筐体４は、防爆規定で定められた大きさの圧力、例えば１．５ＭＰａ程度の圧力が、回路収容部４４における爆発によってかかっても破損することがないように、鉄板等にて形成される。よって、回路収容部４４における爆発によって発生した火炎は、筐体４が破損することによって光電式煙感知器１の外部へと漏れ出すことがない。
　また、回路収容部４４における爆発によって発生した火炎は、光学装置設置台３１の中空部５８Ｂ、及び５８Ｃをラビリンス２に向かって上昇し、やがて開口部Ａ６８及び開口部Ｂ７８へと到る。
　開口部Ａ６８へと到った火炎は、内壁面Ａ６４と透明部材Ａ６２との間に生じる間隙から透明部材Ａの先端部６９へと向かって進む。しかし、間隙の幅Ｗ１及び長さＬ１は防爆規定に適合した寸法である。よって、火炎は内部空間６６を進行している間に立ち消え、透明部材Ａの先端面６９を超えることがない。以上より、空気穴７を介してラビリンス２の検知部２３に侵入した空気に含有される爆発性のガスに、回路収容部４４から上昇してきた火炎が引火し、ラビリンス２の検知部２３において爆発が発生し、ひいては光電式煙感知器１を設置した設備全体が爆発するという大事故が引き起こされるのを防止することができる。また、受光装置３５Ｂにおいても、発光装置３５Ａと同様に間隙が設けられているので、回路収容部４４から上昇してきた火炎が図１０に示される透明部材Ｂの先端面７９を超えることがない。
　より具体的には、通常の状態において爆発性雰囲気をしばしば生成する可能性のある第一類危険箇所に光電式煙感知器１が設置されることにより、光電式煙感知器１における発光装置３５Ａと受光装置３５Ｂとが第一類危険箇所に露出されても、回路収容部４４において発生した火炎が外部のガスに引火することがない。
　本発明における発光装置３５Ａ及び受光装置３５Ｂは、透明部材Ａ６２及び透明部材Ｂ７２の外周を樹脂等で充填する必要がなく、容易に製造することができる。また、樹脂が経年劣化することによって亀裂や穴が発生し、このような亀裂や穴を通って爆発による火炎が漏れ出してしまい、設備全体への爆発を引き起こすというような事故の発生を防止することができる。
　また、本発明におけるラビリンス２は、発光装置３５Ａ及び受光装置３５Ｂが設けられたセンサー部３と脱着可能に設けられる。よって、発光装置３５Ａ又は受光装置３５Ｂが故障等をした時に、ラビリンス２を取り外すだけでセンサー部３を簡単に露出させることができ、発光装置３５Ａ及び受光装置３５Ｂを簡単に点検することができる。
　さらに、本発明におけるラビリンス２とセンサー部３とは、ラビリンス２における第１固定部２８Ａとセンサー部３における第１位置決め部３８Ａとが係合し、ラビリンス２における第２固定部２８Ｂとセンサー部３における第２位置決め部３８Ｂとが係合することによって、回路収容部４４において爆発が発生しても、ラビリンス２とセンサー部３との位置がずれることが防止される。
１　　　　　　　　　光電式煙感知器
２　　　　　　　　　ラビリンス
３　　　　　　　　　センサー部
４　　　　　　　　　筐体部
５　　　　　　　　　カバー
７　　　　　　　　　空気穴
２１Ａ～２１Ｄ　　　　　　　　　　　　　切欠部
３１Ａ～３１Ｄ　４１Ａ～Ｄ　　　　　　　固定ねじ穴
２２Ａ～２２Ｄ　３２Ａ～３２Ｄ　　　　　カバー取付用ねじ穴
２３　　　　　　　　検知部
２４　　　　　　　　遮蔽板
２５Ａ　　　　　　　発光装置ホルダー
２５Ｂ　　　　　　　受光装置ホルダー
２６　　　　　　　　表示灯ホルダー
２６Ａ、２７Ａ、２７Ｂ、３６Ａ、３６Ｂ　　裏面開口
２８Ａ　　　　　　　第１固定部
２８Ｂ　　　　　　　第２固定部
３１　　　　　　　　光学装置設置台
３５Ａ　　　　　　　発光装置
３５Ｂ　　　　　　　受光装置
３６　　　　　　　　表示灯　　　　　　　
３８Ａ　　　　　　　第１位置決め部
３８Ｂ　　　　　　　第２位置決め部
４２　　　　　　　　台座部
４３　　　　　　　　シール部
４４　　　　　　　　回路収容部
４４Ａ、４４Ｂ，４４Ｄ　　　側口
４５　　　　　　　　容器部
５１　　　　　　　　電子回路基板
５１Ａ～Ｄ　　　　　固定ねじ
５２　　　　　　　　保護プレート
５２Ａ　　　　　　　スリット板
５２Ｂ　　　　　　　保護カバー　　　　　　
５３　　　　　　　　検出領域
５４Ａ、５４Ｂ、５４Ｄ　　　栓体
５４、５５、５６　　　　　　シール面
５７　　　　　　　　　　　　回路取付ねじ
５８Ｂ、５８Ｃ　　　　　　　中空部
５９Ｂ、５９Ｃ、５９Ｄ　　　配線部材
６１　　　　　　　　　発光素子
６２　　　　　　　　　透明部材Ａ
６３　　　　　　　　　筒体Ａ
６４　　　　　　　　　内壁面Ａ
６６　　　　　　　　　内部空間Ａ
６７、７７　　　　　　透明部材固定部
６８　　　　　　　　　開口部Ａ
６９　　　　　　　　　透明部材Ａの先端面
７１　　　　　　　　　受光素子
７２　　　　　　　　　透明部材Ｂ
７３　　　　　　　　　筒体Ｂ
７４　　　　　　　　　内壁面Ｂ
７６　　　　　　　　　内部空間Ｂ
７８　　　　　　　　　開口部Ｂ
７９　　　　　　　　　透明部材Ｂの先端面

Claims (4)

  1. 　電子回路基板を収容可能な回路収容部を有する防爆構造型の筐体の外側に設けられ、防爆指定区域に露出可能に形成されてなる発光装置と受光装置とを有し、
    　前記発光装置は、筒状の内壁面Ａ及び前記内壁面Ａに囲繞された内部空間Ａが前記回路収容部に通じる開口部Ａを有する筒体Ａと、前記内部空間Ａの前記開口部Ａに向かう底面に配置された発光素子と、発光素子によって発せられた光を通す透明部材Ａとを有し、
    　前記受光装置は、筒状の内壁面Ｂと前記内壁面Ｂに囲繞された内部空間Ｂが前記回路収容部に通じる開口部Ｂとを有する筒体Ｂと、前記内部空間Ｂの前記開口部Ｂに向かう底面に配置された受光素子と、受光素子に光を導く透明部材Ｂとを有し、
    　前記内壁面Ａと前記透明部材Ａとの間隙、及び前記内壁面Ｂと前記透明部材Ｂとの間隙が、防爆規定に適合した幅を有し、
    　前記開口部Ａから前記透明部材Ａの先端面までの透明部材Ａの軸線方向における長さ、及び前記開口部Ｂから前記透明部材Ｂの先端面までの透明部材Ｂの軸線方向における長さが、防爆構造に適合した長さであることを特徴とする光電式煙感知器。
  2. 　前記筐体と、
    　前記発光装置及び前記受光装置が外表面に突出して設けられてなる光学装置設置台と、
    　前記発光装置及び前記受光装置を保持する発光装置ホルダー及び受光装置ホルダーを備えるとともに、前記光学装置設置台との積層面とは反対側の面において、気体を通過可能にする一方で外部から内部への光の侵入を防ぐ遮蔽板を備えた着脱可能なラビリンスと、
    が積層されてなることを特徴とする請求項１に記載の光電式煙感知器。
  3. 　前記光学装置設置台及びラビリンスは、積層面の形状が円形であり、
    　前記ラビリンスは、前記光学装置設置台との積層面において、縁辺の円の中心部に設けられた第１固定部と、縁辺の円の半径周上に設けられた第２固定部とを備え、
    　前記光学装置設置台は、前記ラビリンスとの積層面において、縁辺の円の中心部に第１位置決め部と、縁辺の円の半径周上に第２位置決め部とを備え、
    　前記第１固定部と前記第１位置決め部材とが係合し、前記第２固定部と前記第２位置決め部材とが係合してなることを特徴とする請求項２に記載の光電式煙感知器。
  4. 　前記内壁面Ａと前記透明部材Ａとの間隙、及び前記内壁面Ｂと前記透明部材Ｂとの間隙の幅が、０．１ｍｍ以下であって、
    　前記開口部Ａから前記透明部材Ａの先端面までの透明部材Ａの軸線方向における長さ、及び前記開口部Ｂから前記透明部材Ｂの先端面までの透明部材Ｂの軸線方向における長さが、９．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の光電式煙感知器。
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