(57)【要約】    【課題】回折光を減衰させて受光部に入るのを規制すること及び検煙部内に侵入した煙粒子以外の微粒子が受光素子の視野範囲内に滞留しないようにする。    【解決手段】発光素子１０ａと、該発光素子と所定の光軸角度を有し、検煙部７の煙粒子による発光素子の散乱光を受光する受光素子１０ａと、前記発光素子に対向させて迷光を減衰させる光トラップ５ａと、が暗箱内に設けられた光学ケース１と，該光学ケースの前記検煙部を横切るサンプリング用の空気通路１４と，を備えた煙感知器において；前記光学ケース１の検煙部７における内壁面のうち、前記受光素子の視野範囲Ｆ内の部分は、平滑面に形成され、前記視野範囲外の部分は、凹凸面に形成されている。    【選択図】  図４
2008225539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、該発光素子と所定の光軸角度を有し、検煙部の煙粒子による発光素子の散乱光を受光する受光素子と、前記発光素子に対向させて迷光を減衰させる光トラップと、が暗箱内に設けられた光学ケースと，該光学ケースの前記検煙部を横切るサンプリング用の空気通路と，を備えた煙感知器において；
前記光学ケースの検煙部における内壁面のうち、前記受光素子の視野範囲内の部分は、平滑面に形成され、前記視野範囲外の部分は、凹凸面に形成されていることを特徴とする煙感知器。
【請求項２】
発光素子と、該発光素子と所定の光軸角度を有し、検煙部の煙粒子による発光素子の散乱光を受光する受光素子と、前記発光素子に対向させて迷光を減衰させる光トラップと、が暗箱内に設けられた略筒形状の光学ケースと，該光学ケースの前記検煙部を横切るサンプリング用の第１空気通路と，清浄空気用の第２空気通路と、前記受光素子の出力信号を増幅する受光増幅回路と、増幅信号をＡ／Ｄ変換した検出レベルが閾値以上で火災判別する火災判断部と、を備えた煙感知器において；
前記光学ケースにおける内壁面のうち、前記受光素子の視野範囲内が、平滑面であり、前記視野範囲以外が凹凸面で構成されていることを特徴とする煙感知器。
【請求項３】
前記検煙部は、前記発光素子の光を規制するアパーチャにより仕切られていることを特徴とする請求項１、又は、２記載の煙感知器。
【請求項４】
前記発光素子の光が、アパーチャを通る時に回折光が発生し、該回折光が前記平滑面に衝突して受光部の視野範囲外に反射され、該反射された光は、前記凹凸面に衝突して減衰されることを特徴とする請求項１、２、又は、３記載の煙感知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空気中に浮遊する煙等の汚染物質を光学的に検知する煙感知器に関するものであり、特に、サンプリング式（吸引式）の煙感知器に関するものである。
【０００２】
従来の煙感知器として、次のようなものがある（例えば、特許文献１、参照）。
夫々光軸が交差する様に投光素子と受光素子とを光学室内に配設し、前記投光素子の投光領域と受光素子の受光領域が重合する検知領域における煙や粉塵などの粒子による投光素子からの光の散乱光を受光素子にて受光することにより、粒子を検出する光散乱式粒子検知センサにおいて、少なくとも受光素子の受光領域の前方に臨む光学室の壁面を下方に向くように形成した光散乱式粒子検知センサ。
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１６０６９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の煙感知器は、次の様な問題がある。
（１）従来例では、投光素子の光がアパーチャを通る時に、メインビームの周りに回折光が発生する。この回折光は、ケース内の内壁面に衝突して反射し、その反射光が、直接、受光素子に受光されることがあるので、正確な火災検出ができないことがある。
【０００５】
（２）従来例では、受光素子の受光領域（視野範囲）に臨む光学室の壁面を下方に向けているので、壁面の汚れ、ゴミなどの付着が防止されるとともに、落下した汚れが、光学室の前記受光領域外に溜まることを許容するスペースが確保されている。しかし、この様な構造にすると、光学室の小型化に限界があり、汚れの滞留を許容しない吸引式の煙感知器では、この構造は採用できない。
【０００６】
この発明は、上記事情に鑑み、回折光を減衰させて受光部に入るのを防止することを目的とする。他の目的は、検煙部内に侵入した煙粒子以外の微粒子が受光素子の視野範囲内に滞留しない吸引式の煙感知器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、発光素子と、該発光素子と所定の光軸角度を有し、検煙部の煙粒子による発光素子の散乱光を受光する受光素子と、前記発光素子に対向させて迷光を減衰させる光トラップと、が暗箱内に設けられた光学ケースと，該光学ケースの前記検煙部を横切るサンプリング用の空気通路と，を備えた煙感知器において；
前記光学ケースの検煙部における内壁面のうち、前記受光素子の視野範囲内の部分は、平滑面に形成され、前記視野範囲外の部分は、凹凸面に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明は、発光素子と、該発光素子と所定の光軸角度を有し、検煙部の煙粒子による発光素子の散乱光を受光する受光素子と、前記発光素子に対向させて迷光を減衰させる光トラップと、が暗箱内に設けられた略筒形状の光学ケースと，該光学ケースの前記検煙部を横切るサンプリング用の第１空気通路と，清浄空気用の第２空気通路と、前記受光素子の出力信号を増幅する受光増幅回路と、増幅信号をＡ／Ｄ変換した検出レベルが閾値以上で火災判別する火災判断部と、を備えた煙感知器において；
前記光学ケースにおける内壁面のうち、前記受光素子の視野範囲内が、平滑面であり、前記視野範囲以外が凹凸面で構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明の前記検煙部は、前記発光素子の光を規制するアパーチャにより仕切られていることを特徴とする。この発明の前記発光素子の光が、アパーチャを通る時に回折光が発生し、該回折光が前記平滑面に衝突して受光部の視野範囲外に反射され、該反射された光は、前記凹凸面に衝突して減衰されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、以上のように構成したので、発光素子から照射されるビームのうち、受光素子の視野範囲内の平滑面に衝突した光は、前記視野範囲外に反射され、その反射光は視野範囲外の凹凸面に衝突して減衰される。そのため、受光部におけるノイズ光（回折光）の受光は殆ど無くなるので、正確な火災検知を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明者は、ノイズ光が受光部で受光されるのは、検煙部の壁面の滑らかさの程度が影響するのではないか、と考えた。そこで、図１に示すように、検煙部の内壁面が全部平滑面である場合（ケース１）と、図２に示すように、検煙部の受光部の対面している内壁面だけを全部凹凸面にした場合（ケース２）と、図３に示すように、検煙部の壁面のうち、受光部の視野範囲内の部分を平滑面とし、その他の部分を凹凸面とした場合（ケース３）と、について検討した。この平滑面は必ずしも光沢のある鏡面だけでなく、入射光をほぼ正反射する滑らかな表面を有するものであればよい。一方、この凹凸面は入射光を拡散反射する粗面を有するものであれば良い。以下、各ケースについて説明する。
【００１２】
ケース１の煙感知器：
図１に示すように、略円筒形状の光学ケース１の一端部には、発光部３が設けられ、その他端部には迷光部５が設けられている。前記発光部３には、集光レンズを備えた発光素子３ａが設けられ、又、前記迷光部５には迷光を減衰させる光トラップ５ａが設けられている。
【００１３】
前記光学ケース１内には、検煙部７が設けられ、該検煙部７の両端部は、アパーチャ９ａ，９ｂにより仕切られている。前記検煙部７の側壁には、該検煙部７を横切るサンプリング用の空気通路（図示省略）と、散乱光を受光する受光部１０と、発光素子３ａの光が直接受光部１０に入らないようにするための遮光板(図示省略)と、が設けられている。
【００１４】
受光部１０は、受光素子１０aを備えており、この受光素子１０ａの光軸１０ｃは、発光素子３ａの光軸３ｃ（メインビーム）と直交している。前記検煙部７の内壁面は、全面にわたり、凹凸のない面、所謂平滑面に形成されている。
【００１５】
次に、この煙感知器の作動について説明する。
発光素子３ａから照射された光は、アパーチャ９ａの通孔を通って検煙部７に入り、該検煙部７内を直進する。この直進する光は、アパーチャ９ｂを通過し、迷光部５に到達した後、光トラップ５ａにより減衰される。
この時、前記光は、アパーチャ９ａの通孔により絞られてメインビームＢとなるが、前記通孔近傍からは回折光（ノイズ光）Ｎが発生する。
【００１６】
この回折光Ｎは、受光部１０の視野範囲（監視範囲）Ｆ内の内壁面に衝突して反射し、その反射光Ｎは視野範囲Ｆ外に位置するアパーチャ９ｂに衝突して反射する。この反射光Ｎは受光部１０の入口近傍の内壁面に衝突して反射し、更にその反射光は受光部１０の内壁面に衝突した後、受光素子１０ａにより受光される。なお、前記回折光Ｎの一部は、前記視野範囲Ｆ外の内壁面に衝突して反射し、その反射光が受光部１０に直接入ってしまうものもある。
【００１７】
この様にして、回折光（ノイズ光）Ｎは、内壁面に衝突し、複数回の反射を繰り返して受光部１０に到達するが、前記内壁面は、入射角と反射角がほぼ等しい、平滑面であるので、十分にノイズ光を減衰させることができない。
【００１８】
ケース２の煙感知器：
図２において、図１と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この煙感知器と前記ケース１の煙感知器との相違点は、検煙部７の内壁面のうち、受光部１０と対向する部分（視野範囲Ｆ内の部分及び視野範囲Ｆ近傍の部分）を凹凸面に形成し、その他の部分を平滑面に形成したことである。
【００１９】
この煙感知器では、回折光Ｎは、受光部１０の視野範囲（監視範囲）Ｆ内の内壁面７ａに衝突して反射し、その反射光Ｎは視野範囲Ｆ外に位置するアパーチャ９ｂに衝突して反射する。この時、前記内壁面７ａは凹凸面なので、光吸収率が高く、反射エネルギの総和は少ないが、反射光は拡散するので、該拡散したノイズ光の一部Ｎ１が直接受光部１０に到達してしまう。そのため、回折光Ｎを充分減衰させることができない。
【００２０】
ケース３の煙感知器：
図３において、図１と同一図面符号は、その名称も機能も同一である。
この煙感知器と前記ケース１の煙感知器との相違点は、検煙部７の内壁面のうち、受光部１０の視野範囲Ｆ内の内壁面７ｂを平滑面に形成し、その他の部分を凹凸面に形成したことである。
【００２１】
この煙感知器では、回折光Ｎは、受光部１０の視野範囲（監視範囲）Ｆ内の内壁面７ｂに衝突して反射し、その反射光Ｎは視野範囲外に位置するアパーチャ９ｂに衝突して反射する。この時、アパーチャ９ｂは凹凸面なので、光吸収率が高く、反射エネルギの総和は少ない。前記回折光Ｎは更に凹凸面による光吸収をされながら反射を繰り返すので、大きく減衰される。
【００２２】
なお、アパーチャ９ａの通孔近傍で発生した前記回折光の一部は、視野範囲Ｆの内壁面７ｂ以外の部分、即ち、受光部１０の視野範囲外の内壁面にも衝突するが、その部分は凹凸面なので、効率良く光吸収されるとともに、ノイズ光が拡散しても受光部１０に届くまでに充分減衰される。
【００２３】
以上から明らかなように、ケース３は、ケース１及びケース２に比べ、回折光の減衰が大きく、受光部に入る受光量も少ないので、火災等を正確に検知することが可能となる。    
本件発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、光学ケースの検煙部における内壁面のうち、前記受光素子の視野範囲内の部分は、平滑面に形成され、前記視野範囲外の部分は、凹凸面に形成されていることを特徴とするものである。
【実施例】
【００２４】
この発明の実施例を図４〜６により説明する。
略円筒形状の光学ケース１の一端部には、発光部３が設けられ、その他端部には迷光部５が設けられている。前記発光部３には、集光レンズを備えた発光素子３ａが設けられ、又、前記迷光部５には迷光を減衰させる光トラップ５ａが設けられている。
【００２５】
前記光学ケース１内には、検煙部７が設けられ、該検煙部７の両端部は、アパーチャ９ａ，９ｂにより仕切られている。前記検煙部７の側壁には、該検煙部７を横切るサンプリング用の空気通路１４と、散乱光を受光する受光部１０と、発光素子３ａの光が直接受光部１０に入らないようにするための遮光板(図示省略)と、が設けられている。
【００２６】
前記サンプリング用の空気通路１４は、ファン１５の回転により検煙部にサンプリング用エアＳＡを吸入するサンプリング管１６と、前記サンプリング管１６と通路間隔をおいて対向する排気管１７と、を備えている。
【００２７】
前記サンプリング管１６の先端には、粗フイルタ１８が設けられ、該粗フイルタ１８の外周部には、より目が細かい円筒状の微フイルタ１９が立設されている。前記微フイルタ１９と前記排気管１７との間には、サンプリング通路（第1空気通路）２０を包囲する清浄空気通路（第2空気通路）２１が形成される。
【００２８】
受光部１０は、受光素子１０aを備えており、この受光素子１０ａの光軸１０ｃは、発光素子３ａの光軸３ｃ（メインビーム）と所定角度で交差している。
【００２９】
前記検煙部７の内壁面のうち、受光部１０の視野範囲(監視範囲)Ｆ内の内壁面７ｂは平滑面に形成され、その他の部分は凹凸面に形成されている。
【００３０】
次に、本実施例の作動について説明する。
ファン１５を回転させると、サンプリング管１６からサンプリングエアＳＡが検煙部７に吸引され、該吸引されたサンプリングエアＳＡは、粗フイルタ１８を通ってゴミなどの大きな異物が除去された、サンプリングエアＳＡ１となる。
【００３１】
このサンプリングエアＳＡ１は、サンプリングエア通路（第1空気通路）２０を通って排気管１７内に吸引されるが、その一部のサンプリングエアＳＡ１は微フイルタ１９を通って濾過され清浄空気ＳＡ２となる。この清浄空気ＳＡ２は、清浄空気通路２１を通り、前記サンプリングエアＳＡ１を囲むようにしながら進行し、排気管１７に吸引される。
【００３２】
発光部３の発光素子３ａから照射された光は、アパーチャ９ａの通孔を通って検煙部７に入り、該検煙部７内を直進した後、アパーチャ９ｂを通過して迷光部５に到達し、光トラップ５ａにより減衰される。
【００３３】
前記光(メインビーム)が、検煙部７を通過する際に、空気通路１４から導入されているサンプリングエアＳＡ１中に、煙粒子が存在すると、散乱光が発生するとともに、この散乱光は受光部１０により受光される。前記散乱光が受光部１０により受光されると、受光素子１０ａの出力信号は、受光増幅回路(図示省略)により増幅された後、Ａ／Ｄ変換されて火災判断部に出力される。該火災判断部は、前記出力レベルが閾値以上であった場合には火災と判断して警報等を発する。
【００３４】
前記発光素子３ａの光がアパーチャ９ａを通過する際には、回折光(ノイズ光)Ｎが発生するが、この回折光Ｎは、受光部１０の視野範囲（監視範囲）Ｆ内の内壁面７ｂに衝突して反射し、その反射光Ｎは視野範囲Ｆ外に位置するアパーチャ９ｂに衝突して反射する。この時、前記アパーチャ９ｂは凹凸面なので、光吸収率が高く、反射エネルギの総和は少ない。前記回折光Ｎは、更に凹凸面による光吸収をされながら反射を繰り返すので、大きく減衰される。
【００３５】
なお、アパーチャ９ａの通孔近傍で発生した前記回折光Ｎの一部は、視野範囲Ｆの内壁面７ｂ以外の部分、即ち、受光部１０の視野範囲外の内壁面にも衝突するが、その部分は凹凸面なので、効率良く光吸収されるとともに、ノイズ光が拡散しても受光部１０に届くまでに充分減衰される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】比較例１を示す縦断面図である。
【図２】比較例２を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態を示す縦断面である。
【図４】本発明の実施例を示す縦断面図である。
【図５】空気通路を示す拡大図である。
【図６】サンプリングエアの吸引及び排気の流路を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    光学ケース
３    発光部
５    迷光部
７    検煙部
９ａ  アパーチャ
９ｂ  アパーチャ
１０  受光部
１４  空気通路
Ｆ    受光部の視野範囲
Ｎ    回折光（ノイズ光）
ＳＡ  サンプリングエア
【図１】
2008225539.tif 000003
【図２】
2008225539.tif 000004
【図３】
2008225539.tif 000005
【図４】
2008225539.tif 000006
【図５】
2008225539.tif 000007
【図６】
2008225539.tif 000008