(57)【要約】【課題】  発光素子から発光される光の反射を抑制し、受光素子が受光するノイズ光の光量を大幅に減少させ、火災判断の精度が向上した光電式煙感知器を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明は、発光素子２２及び受光素子２４を有する検煙部２０と、発光素子２２から発光される光の反射を抑える光トラップ部材とを備える光電式煙感知器において、光トラップ部材に垂直配向カーボンナノチューブを設けることを特徴とするものである。また、垂直配向カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ黒体又はベンタブラックであることを特徴とするものである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子及び受光素子を有する検煙部と、前記発光素子から発光される光の反射を抑える光トラップ部材とを備える光電式煙感知器において、
前記光トラップ部材に垂直配向カーボンナノチューブを設けることを特徴とする光電式煙感知器。
【請求項２】
前記垂直配向カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ黒体又はベンタブラックであることを特徴とする請求項１記載の光電式煙感知器。
【請求項３】
煙が流入する煙流入部と前記光トラップ部材が備えられる検煙部とが同一平面上に設けられる光電式煙感知器であって、
前記垂直配向カーボンナノチューブが設けられる前記光トラップ部材は、前記発光素子に対向する位置に設けられるラビリンス片及び／又は遮光柱であることを特徴とする請求項１又は２記載の光電式煙感知器。
【請求項４】
煙が流入する煙流入部が前記光トラップ部材を有する検煙部の下段に設けられる光電式煙感知器であって、
前記光トラップ部材は、前記検煙部を構成する壁体からなり、
前記垂直配向カーボンナノチューブは、前記壁体のうち、前記発光素子に対向する位置に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の光電式煙感知器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火災によって発生した煙を光学的に検知する光学台を備えた光電式煙感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電式煙感知器は、火災による煙を検知するための光学台を備えている。光学台は、発光素子と受光素子とを備えており、光学台内部に流入した煙により発光素子から発光した光が散乱し、該散乱した光を受光素子で受光することで火災を検知している。光学台内部では、発光素子から発光された光は受光素子で直接受光されないように、発光素子と受光素子とは対向する位置には設けられず、所定の散乱角をもって配置される。さらに、発光素子から発光された光が光学台内で反射して受光素子に入光することを防ぐため、様々な工夫がなされている。例えば、光学台の周縁、特に発光素子に対向する部位には光トラップが設けられ、発光素子から発光される光の反射を抑制している。また、光学台を黒色の樹脂で成形することで、発光素子から発光される光を吸収し、反射する光の量を減少させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５７６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のように光学台に光トラップを設け、かつ光学台を黒色の樹脂で構成したとしても、発光素子から発光される光の光学台内における反射は生じており、その反射光がノイズ光として、一定量は受光素子に入光してしまっている。該ノイズ光は、光電式煙感知器が火災であると判断する受光量の閾値より低くする必要があり、さらに言及すれば、受光素子が受光するノイズ光の光量は低いほど火災判断の精度は上がる。また、受光素子が受光するノイズ光を減少させるために、光学台内において、発光素子から発光される光を受光素子が直接受光しないように、複数回反射させる必要があり、そのために、光学台内部は複雑な構成となっていた。
【０００５】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、受光素子が受光するノイズ光を減少させると共に、光学台を従来と同等又は簡易な構成で、発光素子から発光される光の反射を抑制し、火災判断の精度が向上した光電式煙感知器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、発光素子及び受光素子を有する検煙部と、発光素子から発光される光の反射を抑える光トラップ部材とを備える光電式煙感知器において、光トラップ部材に垂直配向カーボンナノチューブを設けることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の光電式煙感知器は、発光素子に対向する位置に垂直配向カーボンナノチューブが設けられる光トラップ部材を備えるため、発光素子から発光される光のほとんどを光学台内で反射させずに吸収することができ、受光素子が受光するノイズ光の光量を大幅に減少させることができる。それにより、火災判断の精度を向上させることができる。また、光学台の構成を簡易なものとすることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態１に係る光電式煙感知器１の内部を示す分解斜視図である。
【図２】実施の形態１に係る光電式煙感知器１の光学台１０内部を示す平面図である。
【図３】実施の形態２に係る光電式煙感知器５０を示す斜視図である。
【図４】実施の形態２に係る光電式煙感知器５０の内部を示す分解斜視図である。
【図５】実施の形態２に係る光電式煙感知器５０の光学台６０内部を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る光電式煙感知器の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。また、図１乃至５では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明では、上方・下方とは、光電式煙感知器１、５０の天井面への設置状態における方向を指す。即ち、図１、３及び４において、図の上側が下方であり、図の下側が上方である。
【００１０】
・実施の形態１
＜光電式煙感知器１の構成＞
図１は実施の形態１に係る光電式煙感知器１の内部を示す分解斜視図である。図２は実施の形態１に係る光電式煙感知器１の光学台１０内部を示す平面図である。これら図１及び２に基づいて、光電式煙型感知器１について説明する。
【００１１】
図１に示すように、光電式煙感知器１は、本体２と、該本体２の内部機構を覆う感知器カバー３とからなる。本体２の内部には、外光が入光しない暗箱である光学台１０が設けられている。光学台１０は、光学台１０の下面を覆う光学台カバー５と、後述する煙流入部１２から虫等の侵入を防ぐための防虫網７とで覆われている。
【００１２】
光学台１０は、火災により発生した煙を光学的に検知する機構を有している。具体的には、図１及び図２に示すように、光学台１０は、光学台１０の周縁部に設けられ煙が光学台１０内に流入する入り口である煙流入部１２と、光学台１０の中心部に設けられ流入した煙を検知するための検煙部２０とからなる。
【００１３】
煙流入部１２はラビリンス１４（光トラップ部材に該当）で構成され、ラビリンス１４が有する開口部から煙が流入する。ラビリンス１４は略Ｊ字状等からなる複数のラビリンス片１４ａから構成され、各ラビリンス片１４ａは、その形状により、外光を光学台１０内に入光させず、かつ後述する発光素子２２が発光する光を反射させて減衰させる光トラップの機能を有する。即ち、煙流入部１２は、光学台１０内に煙を流入させるための開口を有しつつも、外光の光学台１０内への入光を防いでいる。
【００１４】
ラビリンス１４の間に発光素子２２及び受光素子２４が設けられており、発光素子２２及び受光素子２４は所定の散乱角を有するように配置される。また、発光素子２２と受光素子２４との間には、発光素子２２から発光される光が受光素子２４に直接入射しないように遮光柱２６が設けられている。
【００１５】
検煙部２０は、ラビリンス１４、発光素子２２及び受光素子２４等に囲まれた内部空間である。即ち、煙流入部１２と検煙部２０とは、同一平面上に設けられている。光電式煙感知器１は、検煙部２０まで流入した煙によって火災を検知している。
【００１６】
＜動作説明＞
発光素子２２は、所定の時間間隔で検煙部２０に向けて発光し、火災を監視している。監視時には、発光素子２２により発光された光はラビリンス１４により減衰され、受光素子２４にはほとんど入光しないようにしている。
【００１７】
一方、火災時には、煙流入部１２から流入した煙が検煙部２０内まで流入し、発光素子２２から発光される光は、検煙部２０内の煙粒子により散乱される。該散乱された光が受光素子２４で受光されることで、光電式煙感知器１は火災であると判断し、図示しない火災受信機に火災信号を出力する。
【００１８】
＜ラビリンス１４及び遮光柱２６について＞
監視時において、発光素子２２により発光された光はラビリンス１４により減衰すると説明したが、厳密には、発光素子２２正面部に位置するラビリンス片１４ａ間に入光して減衰されると共に、発光された一部の光はラビリンス片１４ａで反射している。ラビリンス片１４ａで反射した光が受光素子２４に入光すると誤報に繋がることになる。従って、光学台１０内で光の反射は極力抑えた方が良く、特に、発光素子２２から発光される光の反射を抑えることが必要となる。
【００１９】
実施の形態１では、発光素子２２の正面付近に位置するラビリンス片１４ａの検煙部２０側の壁面に、垂直配向カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を設ける。
垂直配向カーボンナノチューブとは、サイズの揃ったナノチューブ繊維を垂直方向にブラシ状に配列させたものである。垂直配向カーボンナノチューブは、カーボン自体が黒色であることと併せて、垂直配向カーボンナノチューブ同士の隙間に光が入ると、光を共鳴吸収する構造となっている。
【００２０】
垂直配向カーボンナノチューブは、例えば、カーボンナノチューブ黒体やベンタブラックである。これらは可視光を含む紫外線から遠赤外線までの波長域で９９％以上の光を吸収できるものである。
【００２１】
垂直配向カーボンナノチューブをラビリンス片１４ａに設けるには、無機耐熱基板又はアルミ箔等の上に垂直配向カーボンナノチューブを成長させた後、無機耐熱基板又はアルミ箔から樹脂フィルムに垂直配向カーボンナノチューブを転写させて、該垂直配向カーボンナノチューブが転写された樹脂フィルムをラビリンス片１４ａに貼付する。これにより、垂直配向カーボンナノチューブをラビリンス片１４ａに設けることができる。
【００２２】
このように、発光素子２２の正面付近に位置するラビリンス片１４ａの検煙部２０側の壁面に、垂直配向カーボンナノチューブを設けることで、発光素子２２から発光される光の反射量が大幅に低減され、受光素子２４に入光するノイズ光のレベルを大幅に低減させることができ、火災判断の精度を向上させることができる。
【００２３】
なお、垂直配向カーボンナノチューブを設けるのは発光素子２２に対向するラビリンス片１４ａだけに限らず、他のラビリンス片１４ａに設けてもよい。また、垂直配向カーボンナノチューブは、ラビリンス片１４ａに加えて、遮光柱２６に設けても良く、遮光柱２６だけに設けても良い。遮光柱２６に垂直配向カーボンナノチューブを設けることで、遮光柱２６の形状は簡素なものにすることも可能となり、例えば、円柱や四角柱のような形状にすることができる。
【００２４】
また、ラビリンスは、光学台内で反射する光を減衰させるため光路長を長くする必要があり、そのため、ある程度の大きさを有する必要があったが、ラビリンス片１４ａに垂直配向カーボンナノチューブを設けることで、発光素子２２から発光される光の反射がほとんどなくなるので、ラビリンス１４の径を小さくすることができ、光電式煙感知器の小型化が可能となる。
【００２５】
また、ラビリンス片１４ａの側面全周に垂直配向カーボンナノチューブを設けることで、発光素子２２から発光される光の反射量を低減させるだけでなく、外光の入光を低減させることもできる。言い換えれば、ラビリンス片１４ａの側面全周に垂直配向カーボンナノチューブを設けることで、従来、外光の入光を防ぐために複雑な構造をしていたラビリンスを簡素な形状にすることもできる。
【００２６】
・実施の形態２
＜光電式煙感知器５０の構成＞
図３乃至５に基づいて、本発明の実施の形態２に係る発明について、以下に説明する。本発明の実施の形態２は、実施の形態１と比べて、光学台の内部機構が異なり、
それ以外の光電式分離型感知器の基本構成及び動作は同じものである。従って、実施の形態２では、上述の実施の形態１との相違点について詳細に説明するものとし、実施の形態１に対応している部材については同じ符号をつけて説明を省略する。なお、実施の形態２では、火災を検知すると自身に設けられるスピーカーから火災を報知する火災警報器のことを光電式煙感知器５０として説明する。
【００２７】
図３は、実施の形態２に係る光電式煙感知器５０を示す斜視図である。図４は、実施の形態２に係る光電式煙感知器５０の内部を示す分解斜視図である。図５は、実施の形態２に係る光電式煙感知器５０の光学台６０内部を示す平面図である。
【００２８】
図３に示すように、光電式煙感知器５０は、本体５２と、該本体５２の内部機構を覆う感知器カバー５３とからなる。本体５２の内部には、外光が入光しない暗箱である光学台６０が設けられている。光学台６０は、検煙部７０の下段に煙流入部６２が位置する二段式になっている。
【００２９】
煙流入部６２は、周縁部にラビリンス６４を有しており、ラビリンス６４は略Ｊ字状等からなる複数のラビリンス片６４ａから構成され、ラビリンス６４の開口部から煙が流入する。ラビリンス６４は外光の入光を防ぐものである。即ち、煙流入部６２は、光学台６０内に煙を流入させるための開口を有しつつも、外光の光学台６０内への入光を防いでいる。そして、煙流入部６２と検煙部７０とは内部が連通されており、煙流入部６２から流入した煙は検煙部７０まで流入する。
【００３０】
検煙部７０は、検煙空間に対向して、発光素子２２及び受光素子２４が設けられる。検煙部７０を構成する検煙空間は壁体７６に囲まれることによって形成される。発光素子２２から発光される光は、壁体７６に反射することで減衰する。即ち、壁体７６が光トラップ部材に該当する。
【００３１】
＜壁体７６について＞
実施の形態２では、発光素子２２の正面付近に位置する壁体７６の内壁に、垂直配向カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を設ける。これにより、発光素子２２から発光される光の反射を大幅に低減させることができるので、受光素子２４に入光するノイズ光のレベルを大幅に低減させることができ、火災判断の精度を向上させることができる。
【００３２】
なお、垂直配向カーボンナノチューブは、発光素子２２の正面付近に位置する壁体７６の内壁に設けることが好ましいが、その他の部位でも良く、また、壁体７６の内壁全体でも良い。
【００３３】
また、ラビリンス６４に垂直配向カーボンナノチューブを設けても良く、その場合、ラビリンスの構成を簡素なものとしても、外光の入光を抑制することができる。
【００３４】
＜まとめ＞
以上、実施の形態１及び２で説明した構成により、火災判断の精度を向上させることができるという本発明特有の効果を得ることができる。本発明は以下の通りである。
【００３５】
本発明は、発光素子２２及び受光素子２４を有する検煙部２０、７０と、発光素子２２から発光される光の反射を抑える光トラップ部材とを備える光電式煙感知器において、光トラップ部材に垂直配向カーボンナノチューブを設けることを特徴とするものである。
【００３６】
また、垂直配向カーボンナノチューブは、カーボンナノチューブ黒体又はベンタブラックであることを特徴とするものである。
【００３７】
また、煙が流入する煙流入部１２と光トラップ部材が備えられる検煙部２０とが同一平面上に設けられる光電式煙感知器１であって、垂直配向カーボンナノチューブが設けられる光トラップ部材（ラビリンス１４）は、発光素子に対向する位置に設けられるラビリンス片１４ａ及び／又は遮光柱２６であることを特徴とするものである。
【００３８】
また、煙が流入する煙流入部６２が光トラップ部材を有する検煙部７０の下段に設けられる光電式煙感知器５０であって、光トラップ部材は、検煙部７０を構成する壁体７６からなり、垂直配向カーボンナノチューブは、壁体７６のうち、発光素子２２に対向する位置に設けられることを特徴とするものである。
【符号の説明】
【００３９】
１  光電式煙感知器、２  本体、３  感知器カバー、５  光学台カバー、７  防虫網、１０  光学台、１２  煙流入部、１４  ラビリンス、１４ａ  ラビリンス片、２０  検煙部、２２  発光素子、２４  受光素子、２６  遮光柱、５０  光電式煙型感知器、５２  本体、５３  感知器カバー、６０  光学台、６２  煙流入部、６４  ラビリンス、６４ａ  ラビリンス片、７０  検煙部、７６  壁体。
【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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