(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炎特有のＣＯ2 共鳴放射帯からの光を検知する第１波長検知部と、該第１波長検知部で検知した光と比較することで炎か否かを判定するため前記ＣＯ2 共鳴放射帯とは異なる放射帯からの光を検知する第２波長検知部を有する炎感知手段と、前記第１波長検知部及び第２波長検知部と該第１波長検知部及び第２波長検知部が火災を監視する所定領域である感知区域との間の所定の空間位置に前記第１波長検知部及び第２波長検知部の両視野角を包含して遮光する遮光手段を備え、該遮光手段の一部は前記第１波長検知部に対する側の所定部分を前記第１波長検知部と第２波長検知部の属する平面及び前記遮光手段の属する平面のいずれか少なくとも一方に平行な仮想平面に投影された前記感知区域の所定部分と相似形になるよう開口し、前記第２波長検知部に対する側の所定部分を前記視野角より外側まで開口したことを特徴とする炎感知器。
【請求項２】
炎特有のＣＯ2 共鳴放射帯からの光を検知する第１波長検知部及び該第１波長検知部で検知した光と比較することで炎か否かを判定するため前記ＣＯ2 共鳴放射帯とは異なる放射帯からの光を検知する第２波長検知部と前記第１波長検知部及び第２波長検知部が火災を監視する所定領域である感知区域との間の所定の空間位置に前記第１波長検知部及び第２波長検知部の両視野角を包含するよう遮光手段を配設し、該遮光手段の一部は前記第１波長検知部に対する側の所定部分を前記第１波長検知部と第２波長検知部の属する平面及び前記遮光手段の属する平面のいずれか少なくとも一方に平行な仮想平面に投影された前記感知区域の所定部分と相似形になるよう開口し、前記第２波長検知部に対する側の所定部分を前記視野角より外側まで開口することを特徴とする炎感知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は炎感知器及び炎感知方法に係わり、特に２波長検知炎感知器を採用したときに、消火対象範囲である防護区域の大きさや形状等に合わせて、火災を監視する領域である感知区域の大きさや形状等を設計出来る炎感知器及び炎感知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
炎感知器の監視空間は、図５に示す通り、炎感知器１の検知部３を頂点とする円錐状の空間となり、感知区域７の形状・面積は、炎感知器１の設置角度及び設置高さ等によって決まる。一方、図６に一例を示す様に、消火対象範囲である防護区域９は、現実の消火設備、消火能力に応じて複数の警戒区域（図６の例では警戒区域１１ａ〜１１ｃ）に区分けされる。警戒区域１１ａ〜１１ｃは建物の形状等により様々な形状・面積となる。このため、炎感知器１の設置は、感知区域７ａ〜７ｃに、警戒区域１１ａ〜１１ｃがそれぞれ包含されるように配置していた。即ち、感知区域７ａ〜７ｃの形状が円若しくは楕円であるのに対し、警戒区域１１ａ〜１１ｃの形状は四角形であるためそのまま合わせることが出来ず、感知区域７ａ〜７ｃを一部重複した形で警戒区域１１ａ〜１１ｃを包含し、全体の防護区域９を覆う様に炎感知器１を配置している。このように隣接した警戒区域１１ａ〜１１ｃが存在する場合、感知区域７ａ〜７ｃの形状が円若しくは楕円であるため重複部が大きくならざるを得なかった。このとき、放水の可能な領域である放水区域１３ａ〜１３ｃは感知区域７ａ〜７ｃを完全に包含する様に配設する必要がある。感知区域７ａ〜７ｃの形状が円若しくは楕円であることは、警戒区域１１ａ〜１１ｃの境界線から見た感知区域７ａ〜７ｃの感知性能保証視野角５一杯の距離が局所的ではあるが拡大することに繋がっている。ここで、感知性能保証視野角５はメーカーにより感知性能を保証された視野角である。このため、放水区域１３ａ〜１３ｃもこの分広く取らざるを得ず、放水設備的にも過度の余裕を持たせた設計をせざるを得ない等の弊害があった。かかる弊害を防止するには、例えば図７に示すように、炎感知器１の検知部３と感知区域７の間に遮光板２０を配設すると効果的である。遮光板２０は検知部３の視野角４（図示せず）を包含して遮光可能な様になっている。ここに、視野角４は、感知性能保証視野角５を含み、感知性能保証視野角５を越えても僅かながら赤外線（紫外線）を検出可能な感度領域を含む角度である。遮光板２０の一部には感知区域７と相似な形状に開口部６が設けられている。遮光板２０が存在しない場合には、感知区域７は円若しくは楕円状となるが、遮光板２０を配設したことにより開口部６と相似な形状になる。例えば、開口部６を四角形に定めれば、感知区域７も四角形となる。即ち、図６の感知区域７ａ〜７ｃは警戒区域１１ａ〜１１ｃの大きさ及び形状に合わせることが出来る。従って、放水区域１３ａ〜１３ｃは警戒区域１１ａ〜１１ｃを含む様に少しだけ大きくする様に設計が出来る（図示略）。また、感知区域７ａ〜７ｃが四角形で警戒区域１１ａ〜１１ｃと合わせられ容易に定まることから、放水区域１３ａ〜１３ｃの設計も容易に行うことが出来る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、以上説明した遮光板２０を配設する手法を２波長式の検知方式を採用する炎感知器に適用すると、次に述べるような弊害を生ずる恐れがあった。２波長式の検知方式を採用した炎感知器として、図８に示す炎感知器３１が知られている。炎感知器３１は、炎特有のＣＯ2 共鳴放射帯からの光（波長約４．３μｍ、以下「第１波長」という）を検知する第１波長検知部３ａと、ＣＯ2 共鳴放射帯とは異なる放射帯からの光（例えば波長約４．０μｍ、以下「第２波長」という）を検知する第２波長検知部３ｂを備えている。図９に、第１波長と第２波長の関係を説明するため各種分光放射強度を示す。図９より、高温物体（１０００°Ｃ）の場合は第２波長における相対強度が第１波長における相対強度より大きいことが分かる。一方、炎の場合はこれとは逆に、第１波長における相対強度が第２波長における相対強度より大きい。従って、第１波長と第２波長における各光量を測定し、その大きさを比較することで高温物体か炎かの区別をすることが出来る。第１波長検知部３ａと第２波長検知部３ｂは、構造上所定間隔分（約１０ｍｍ程度）離隔して配設されている。第１波長検知部３ａで火災の感知可能な感知区域１７ａと第２波長検知部３ｂで火災の感知可能な感知区域１７ｂとは、図８に示すように、検知部の配列方向に検知部の間隔分（約１０ｍｍ）だけずれた２つの円になる。ここに、正常に火災監視ができる区域は、感知区域１７ａと感知区域１７ｂの重なり合った部分（以下、正常監視区域８という）のみとなる。即ち、感知区域１７ａから正常監視区域８を引いた残りの部分は第２波長を感知出来ないため、高温物体等が存在する場合には炎と誤判断（このとき、第１波長における光量＞第２波長における光量）される区域である（以下、非火災報判断不可区域１２という）。また、感知区域１７ｂから正常監視区域８を引いた残りの部分は第１波長を感知出来ないため、常に炎を感知出来ない区域である（以下、不作動区域１４という）。ここで、遮光板２０を炎感知器３１の第１波長検知部３ａ、第２波長検知部３ｂと感知区域１７ａ、感知区域１７ｂの間に配設すると、無視できない程大きな非火災報判断不可区域２２及び不作動区域２４が出現し問題となる。即ち、図１０に示すように、遮光板２０を配設したことにより、幾何学的に第１波長検知部３ａ、第２波長検知部３ｂから遮光板２０までの距離と遮光板２０から感知区域１７ａ、感知区域１７ｂまでの距離の比に比例した形で、検知部の間隔（約１０ｍｍ）は増大される。例えば、第１波長検知部３ａ、第２波長検知部３ｂから遮光板２０までの距離を１０ｃｍとし、遮光板２０から感知区域１７ａ、感知区域１７ｂまでの距離を２０ｍとすると、非火災報判断不可区域２２及び不作動区域２４の幅は各々約２ｍになる。この場合、不作動区域２４は、監視区域外と見なすことができるが、非火災報判断不可区域２２では誤報が多発する恐れがある。但し、この点遮光板２０を用いない場合は、図８に示すように両区域の幅は１０ｍｍ程度でありほとんど問題とはならない。
【０００４】
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、２波長検知炎感知器を採用したときに、消火対象範囲である防護区域の大きさや形状等に合わせて、火災を監視する領域である感知区域の大きさや形状等を設計出来る炎感知器及び炎感知方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、炎特有のＣＯ2 共鳴放射帯からの光を検知する第１波長検知部と、該第１波長検知部で検知した光と比較することで炎か否かを判定するため前記ＣＯ2 共鳴放射帯とは異なる放射帯からの光を検知する第２波長検知部を有する炎感知手段と、前記第１波長検知部及び第２波長検知部と該第１波長検知部及び第２波長検知部が火災を監視する所定領域である感知区域との間の所定の空間位置に前記第１波長検知部及び第２波長検知部の両視野角を包含して遮光する遮光手段を備え、該遮光手段の一部は前記第１波長検知部に対する側の所定部分を前記第１波長検知部と第２波長検知部の属する平面及び前記遮光手段の属する平面のいずれか少なくとも一方に平行な仮想平面に投影された前記感知区域の所定部分と相似形になるよう開口し、前記第２波長検知部に対する側の所定部分を前記視野角より外側まで開口したことを特徴とする。炎感知手段は、第１波長検知部及び第２波長検知部を備えている。第１波長検知部は、炎特有のＣＯ2 共鳴放射帯からの光を検知する。また、第２波長検知部は、ＣＯ2 共鳴放射帯とは異なる放射帯からの光を検知し、第１波長検知部で検知した光と比較することで炎か否かを判定する。第１波長検知部及び第２波長検知部と第１波長検知部及び第２波長検知部が火災を監視する所定領域である感知区域との間の所定の空間位置に、遮光手段を配設する。遮光手段は、第１波長検知部及び第２波長検知部の両視野角を包含して遮光する。この遮光手段の内の一部は開口されている。この開口の仕方を開口の第１波長検知部に対する側と第２波長検知部に対する側に区分して説明する。第１波長検知部及び第２波長検知部の属する平面、遮光手段の属する平面及び感知区域の属する平面が共に平行である場合の開口は、第１波長検知部に対する側の所定部分を感知区域の所定部分と相似形になるようにし、また、第２波長検知部に対する側の所定部分を視野角より外側まで開口する。
【０００６】
一方、炎感知手段を感知区域の属する平面に対し斜めに取り付けた場合を考える。このときの遮光手段に設ける開口の大きさ及び形状を求めるに際し、便宜上仮想平面を想定する。仮想平面は、第１波長検知部と第２波長検知部の属する平面及び遮光手段の属する平面のいずれか少なくとも一方に平行であるように設定する。第１波長検知部と第２波長検知部の属する平面及び遮光手段の属する平面のいずれか少なくとも一方に平行としたのは、遮光手段が平面の場合もあるし、筒や筺体等の場合もあるためである。今、第１波長検知部及び第２波長検知部の属する平面と遮光手段の属する平面は平行であると仮定する。このときの感知区域の所定部分を仮想平面に投影する。そして、投影された形状と相似形になるよう第１波長検知部に対する側の所定部分を開口する。また、第２波長検知部に対する側の所定部分は、視野角より外側まで開口する。このことにより、第１波長検知部に対する側の所定部分は、防護区域の大きさや形状等に合わせて、感知区域の大きさや形状等を設計出来る。従って、この部分を利用して防護区域に適応した形での最適な設計を行うことが出来る。また、第２波長検知部に対する側の所定部分は視野角より外側まで開口したため、面積の狭い不作動区域とすることが出来る。
なお、上述した仮想平面は、第１波長検知部及び第２波長検知部の属する平面、遮光手段の属する平面及び感知区域の属する平面が共に平行である場合には、感知区域の属する平面と同一面とみなして考える。
【０００７】
また、本発明は、炎感知方法であり、炎特有のＣＯ2 共鳴放射帯からの光を検知する第１波長検知部及び該第１波長検知部で検知した光と比較することで炎か否かを判定するため前記ＣＯ2 共鳴放射帯とは異なる放射帯からの光を検知する第２波長検知部と前記第１波長検知部及び第２波長検知部が火災を監視する所定領域である感知区域との間の所定の空間位置に前記第１波長検知部及び第２波長検知部の両視野角を包含するよう遮光手段を配設し、該遮光手段の一部は前記第１波長検知部に対する側の所定部分を前記第１波長検知部と第２波長検知部の属する平面及び前記遮光手段の属する平面のいずれか少なくとも一方に平行な仮想平面に投影された前記感知区域の所定部分と相似形になるよう開口し、前記第２波長検知部に対する側の所定部分を前記視野角より外側まで開口することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、図５乃至図１０と同一要素のものについては同一符号を付して説明は省略する。本発明の実施形態を示す図１において、遮光板４０が炎感知器３１の第１波長検知部３ａ、第２波長検知部３ｂと感知区域１７ｂ、感知区域２７ｂの間の所定空間位置に配設されている。遮光板４０は、感知区域１７ｂ、感知区域２７ｂの属する平面と平行に配設されている。遮光板４０は、第１波長検知部３ａ及び第２波長検知部３ｂの両視野角４ａ，４ｂ（図示略）を包含して遮光可能なようになっている。遮光板４０の内の一部には開口部１６が設けられている。開口部１６は、第１波長検知部３ａに対する側の所定部分が、正常監視区域１８の対応する所定部分と相似形になるように開口されている。また、第２波長検知部３ｂに対する側の所定部分は視野角４ｂより外側まで開口されている。
【０００９】
次に、作用を説明する。図１において、遮光板４０を炎感知器３１の第１波長検知部３ａ、第２波長検知部３ｂと感知区域１７ｂ、感知区域２７ｂの間の所定空間位置に配設する。遮光板４０は、第１波長検知部３ａ及び第２波長検知部３ｂの両視野角４ａ，４ｂを包含して遮光可能なように配設する。遮光板４０の内の一部には開口部１６を設ける。開口部１６は、第１波長検知部３ａに対する側の所定部分が、正常監視区域１８の対応する所定部分と相似形になるように開口する。図１の場合には正常監視区域１８の形状中の３辺Ａ，Ｂ，Ｃに相似となるように開口部１６の対応する部分を開口する。正常監視区域１８の対応する所定部分と相似形になるように開口するのは、３辺Ａ，Ｂ，Ｃを警戒区域に合わせることで、防護区域に適応した形での最適な設計を行うことが出来るようにするためである。３辺Ａ，Ｂ，Ｃを警戒区域に合わせて利用しても、感知区域２７ｂと正常監視区域１８間の領域は不作動区域３４であり、火災を感知しないため無視出来る。一方、第２波長検知部３ｂに対する側の所定部分は遮光すると、図１０で説明したように、非火災報判断不可区域２２を生じ誤報を発する恐れがある。このため、第２波長検知部３ｂに対する側の所定部分は視野角４ｂより外側まで開口する。このとき、感知区域１７ｂと正常監視区域１８間の領域は、遮光板４０が無いときと同じ状態になる。即ち、非火災報判断不可区域は無くなり、不作動区域４４となり、その領域も遮光板４０が無いときと同じに狭い。
【００１０】
次に、警戒区域が三角形の場合について説明する（図示略）。警戒区域が三角形の場合も上述した四角形の場合と同様に設計が可能である。遮光板４０に配設する開口部１６は、第１波長検知部３ａに対する側の所定部分（この場合は三角形中の２辺Ｅ，Ｆ、図示略）が、正常監視区域１８の対応する所定部分と相似形になるように開口する。また、第２波長検知部３ｂに対する側の所定部分は視野角４ｂより外側まで開口する。このように、任意の警戒区域の形状、大きさに合わせた形で第１波長検知部３ａに対する側の所定部分を開口すれば、２波長検知方式の炎感知器を採用したときでも、防護区域の大きさや形状等に合わせて、自由に感知区域の大きさや形状等を設計出来る。
【００１１】
次に、図２に示すように、炎感知器３１及び遮光板４０が感知区域１７ｂ、感知区域２７ｂの属する平面に対し、所定角度斜めに配設された場合を考える。このとき、遮光板４０と平行に仮想平面５０（図示略）を想定する。そして、この仮想平面５０上に正常監視区域１８の形状を投影する。投影図５８は、投影された正常監視区域１８の形状を所定倍縮小（若しくは拡大）したものである。遮光板４０に配設する開口部１６は、第１波長検知部３ａに対する側を投影図５８の所定部分に相似になるように開口する。また、第２波長検知部３ｂに対する側の所定部分は視野角４ｂより外側まで開口する。以上により、炎感知器３１及び遮光板４０が所定角度斜めに配設された場合でも、同様に防護区域の大きさや形状等に合わせて設計出来る。
【００１２】
次に、この遮光板４０を防護区域に適用した例を図３に示す。図３において、防護区域１９は消火能力等により４つの防護区域１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９Ｄに分割されている。そして、各防護区域毎に炎感知器３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ，３１Ｄが配設されている。警戒区域４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ，４７Ｄは各々の警戒区域が各防護区域を含むように設定される。警戒区域４７Ａ等の形状（感知区域も同じになる）は、防護区域１９Ａの形状に合わせることが出来る。即ち、図４に示すように、第１波長検知部３ａに対する側の所定部分（この場合は、２辺Ｇ，Ｈ）を防護区域１９Ａの形状に合わせる。第２波長検知部３ｂに対する側の所定部分（この場合は、２辺Ｇ，Ｈを除く方向）は、防護区域１９Ａの形状に合わせる必要が無い部分なので、視野角４ｂより外側まで開口する。このように、警戒区域４７Ａ等は、防護区域１９Ａ等より僅かに大きく、また、放水区域５３Ａ等（図示略）は、警戒区域４７Ａ等より僅かに大きく設計出来るため、放水区域５３Ａ等の設計に無駄が無い。このため、放水能力等も必要最小限に抑えることが出来る。
【００１３】
また、遮光板４０は上述した様に炎感知器３１の外部に配設するとして説明したが、炎感知器３１の内部に配設（図示略）することも可能である。
更に、遮光板４０は平板として説明したが、炎感知器３１の全体を筐体２２（図示略）で覆い、その一部に開口部１６を配設（図示略）することも可能である。
また、第１波長検知部３ａに対する側の所定部分が防護区域の形状（若しくは仮想平面に投影された投影図の形状）と相似になるような遮光筒２５を炎感知器３１の周囲に配設（図示略）してもよい。このとき、遮光筒２５の高さを調節するか、あるいは、遮光筒２５の断面積を防護区域方向に次第に絞ることで感知区域の面積を調節することが出来る。
【００１４】
更に、天井が２層構造の場合には、第１層に炎感知器３１を設置し、第２層の天井の一部に開口部１６を配設することも可能である（図示略）。
なお、炎感知器３１の特性は感知性能保証視野角５を越えても僅かながら赤外線（紫外線）を検出する。このため、遮光板４０を配設しない場合には、感知性能保証視野角５の外側で生じた火災であっても、火災源が強い赤外線（紫外線）を発していると炎感知器３１は動作し、誤報を出す恐れがあった。しかし、非火災報判断不可区域２２は無くなり、感知性能保証視野角５の外側に存在する火災を覚知することは無いため、検出精度及び信頼性が向上する。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、遮光手段は、第１波長検知部に対する側の所定部分を感知区域（若しくは仮想平面に投影された感知区域の投影図の形状）の所定部分と相似形になるように開口し、また、第２波長検知部に対する側の所定部分を視野角より外側まで開口したので、第１波長検知部に対する側の所定部分は、防護区域の大きさや形状等に合わせて、感知区域の大きさや形状等を設計出来る。従って、この部分を利用して防護区域に適応した形での最適な設計を行うことが出来る。また、第２波長検知部に対する側の所定部分は、面積の狭い不作動区域とすることが出来る。
【００１６】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態の構成図
【図２】  炎感知器を傾斜させて設置したときの構成図
【図３】  本発明の実施形態である炎感知器を防護区域に適用した例
【図４】  遮光板と炎感知器の関係の一例を示す図
【図５】  一つの検知部を備える炎感知器の監視空間
【図６】  感知区域と警戒区域の関係を示す図
【図７】  一つの検知部を備える炎感知器と感知区域の間に遮光板を配設したときの様子を示す図
【図８】  ２波長式の検知方式を採用した炎感知器の監視空間
【図９】  各種分光放射強度を示す図
【図１０】  ２波長式の検知方式を採用した炎感知器と感知区域の間に遮光板を配設したときの様子を示す図
【符号の説明】
３ａ  第１波長検知部
３ｂ  第２波長検知部
４    視野角
８、１８、  正常監視区域
１２、２２  非火災報判断不可区域
１４、２４、３４、４４  不作動区域
１６  開口部
１７ａ、１７ｂ、２７  感知区域
３１  炎感知器
４０  遮光板
５０  仮想平面
５８  投影図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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