炎感知器
【課題】 衝撃に強くかつ安価に構成できる炎感知器を得る。
【解決手段】 火災による炎から発生する赤外線を検出する素子を本体内に備える炎感知器において、該素子の前面に、バンドパスフィルタ、シリコンフィルタ、サファイアガラスの順に配置して前記本体の窓部を構成している。赤外線を検出する素子の前面に組合されるフィルタ構成につき、サファイアを外側として、シリコンフィルタ、バンドパスフィルタの順にしたので、窓部の強度に優れるとともに、バンドパスフィルタを小型にしてコストを低減することができる。
【解決手段】 火災による炎から発生する赤外線を検出する素子を本体内に備える炎感知器において、該素子の前面に、バンドパスフィルタ、シリコンフィルタ、サファイアガラスの順に配置して前記本体の窓部を構成している。赤外線を検出する素子の前面に組合されるフィルタ構成につき、サファイアを外側として、シリコンフィルタ、バンドパスフィルタの順にしたので、窓部の強度に優れるとともに、バンドパスフィルタを小型にしてコストを低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炎感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
炎感知器の従来例としては、例えば特開２００３−２２７７５１号公報（特許文献１）に記載のものがある。同公報の炎感知器は、２つの受光素子が設けられるフィルタ保持台に透過する波長帯の異なる２つのバンドパスフィルタがそれぞれの素子の前に配置され、そのフィルタ保持台が組み込まれるケースの開口に、外側から第１、第２の遮光フィルタとしてシリコンおよびサファイアを材質とすることが開示され、それぞれ異なる特定の波長帯が２つの受光素子によって検出される。
【特許文献１】特開２００３−２２７７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
炎感知器のフィルタとして、シリコンやサファイアを用いる場合、上記引用文献１のようにシリコンを外側に用いると、シリコンは衝撃に弱くて簡単に亀裂が入ってしまい、また、反射防止のために設けている膜が剥がれてしまうことがある。現場に設置された炎感知器は、外側が塵埃等によって汚れることもあり、清掃によって傷がついてしまうこともある。これら以外のバンドパスフィルタはその光学的な目的のための積層構造を持っており、さらに衝撃に弱いという特性がある。
【０００４】
また、これらのうち、バンドパスフィルタはその製造工程から、サファイアやシリコンフィルタよりもさらに高価である。
【０００５】
したがって、この発明では、衝撃に強くかつ安価に構成できる炎感知器を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１に係る炎感知器は、火災による炎から発生する赤外線を検出する素子を本体内に備える炎感知器において、該素子の前面に、バンドパスフィルタ、シリコンフィルタ、サファイアガラスの順に配置して前記本体の窓部を構成していることを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明の請求項２に係る炎感知器は、バンドパスフィルタが素子の筐体に組み込まれているものである。
【０００８】
また、この発明の請求項３に係る炎感知器は、素子の前面において前記素子の視野角に合う大きさでシリコンフィルタおよびサファイアガラスを保持するホルダが設けられているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る炎感知器は、赤外線を検出する素子の前面に組合されるフィルタ構成につき、サファイアを外側として、シリコンフィルタ、バンドパスフィルタの順にしたので、強度に優れるとともに、バンドパスフィルタを小型にしてコストを低減することができる。また、この構成によって、素子にはバンドパスフィルタで設定した帯域の波長の赤外線のみを通過させ、サファイアとシリコンフィルタによってバンドパスフィルタに不要な波長帯域の光を照射させないようにすることができる。
【００１０】
また、請求項２に係る炎感知器は、バンドパスフィルタが素子の筐体に組み込まれ、素子の近傍に配置されるので、バンドパスフィルタを小型化することができる。
【００１１】
また、請求項３に係る炎感知器は、ホルダによって素子の視野角に適合した大きさで、サファイアおよびシリコンフィルタを配置でき、サファイアおよびシリコンフィルタを素子に近付けて小型化できるので、コストが低減できる。なお、この視野角は炎感知器の本体に形成される窓部の大きさによって決定されるが、その窓部よりも素子よりに各フィルタを配置することで、個々の面積を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１はこの発明を利用した炎感知器の構成を示す断面図である。
【００１３】
図において、炎感知器１は、本体２と本体カバー３とからなるケース４を備えており、図示しない取り付けベースに結合されて天井面等に取り付けられる。
【００１４】
ケース４内に収納されるプリント基板５には、受光素子８ｂが内蔵される素子筐体８が搭載され、さらに動作表示灯９と近赤外光を発光する汚損度測定用発光素子１０が近接して搭載されている。この素子筐体８の最前面には、バンドパスフィルタ８ａが設けられている。
【００１５】
本体カバー３は、外殻山形でその内側に円錐形の凹部を有するように形成されるとともに、凹状の中央部に窓部となる開口部６が形成されている。この開口部６によって、受光素子８ｂの視野角が決定されている。さらに、本体カバー３は、キャップ嵌合部３ａが形成されており、このキャップ嵌合部３ａに嵌合されて、動作表示灯９と汚損度測定用発光素子１０を収容する透明樹脂からなるキャップ１１が設けられている。
【００１６】
素子筐体８は、受光素子収容部１３に収容され、例えば焦電体のような素子である受光素子８ｂが、本体カバー３の開口部６との相対位置に位置する如く、プリント基板５に搭載されている。なお、素子筐体８に設けられているバンドパスフィルタ８ａは、特定の波長帯の赤外線のみを透過させるものであり、炎から放射されるＣＯ２共鳴放射の波長帯の赤外線のみを通過させるために用いている。このバンドパスフィルタ８ａは、シリコン等の基材に蒸着膜を積層したもので、外気の影響で剥離等が発生することから、耐環境性に弱い面がある。
【００１７】
受光素子収容部１３は、素子筐体８の周囲を囲み、かつ、受光素子８ｂとの相対位置にシリコンフィルタ１４を固定する円筒状のホルダ１５と、このホルダ１５が収容され、素子筐体８内の受光部８ａとの相対位置、かつ、ホルダ１５の前面にサファイアガラス７を固定し、透明樹脂からなる円筒状のホルダカバー１６とからなる。この受光素子収容部１３は、ホルダ１５とホルダカバー１６とが係合され、ホルダ１５がプリント基板５に係合されることで、プリント基板５に取付けられている。
【００１８】
なお、シリコンフィルタ１４の表面は、そのままでは赤外線の透過率が低いことから、その表面に反射防止のコーティングが行われることで、透過率を向上させている。
【００１９】
これにより、炎感知器１において、受光素子８ｂが受光する光は、本体カバー３の開口部６からサファイアガラス７およびシリコンフィルタ１４を透過することで、可視光等の余分な領域を遮断して、所定の赤外領域の光のみがバンドパスフィルタ８ａに到達し、さらに、CO２共鳴帯の波長のみがバンドパスフィルタ８ａを透過して、受光素子８ｂに到達することとなり、炎の発生を確実に感知することができるようになっている。
【００２０】
また、ケース４の凹部の中心に配置されたホルダ１５によりサファイアガラス７およびシリコンフィルタ１４を受光素子８ｂの間近に配置しており、ケース４の表面部分から離れて小型化および低コスト化されている。
【００２１】
キャップ１１は、動作表示灯９用の第１の透光窓１８を有する第１の収容室１９と、汚損度測定用発光素子１０用の第２の透光窓２０を有する第２の収容室２１とを備えている。この第２の透光窓２０は、第２の収容室２１の側壁２１ｂに形成され、本体カバー３の開口部６に臨んで設けられている。
【００２２】
動作表示灯９は、リード線部９ｂがプリント基板５に直付けされており、その発光部９ａがキャップ１１の第１の収容室１９内に位置し、また、汚損度測定用発光素子１０は、ソケット１０ｃを介してプリント基板５に搭載されており、その発光部１０ａが第２の収容室２１内に位置してそのリード線部１０ｂが折り曲げられ、汚損度測定用受光素子２２と対向する向きとされている。
【００２３】
汚損度測定用発光素子１０が収容される第２の収容室２１には、発光部ホルダ２１ａが設けられており、側壁２１ｂおよび傾斜面２１ｃが形成されている。側壁２１ｂが発光部１０ａの前面側に位置し、かつ、傾斜面２１ｃが発光部１０ａの背面側に位置することで、発光部１０ａの位置を規制している。
【００２４】
汚損度測定用受光素子２２は、プリント基板５に搭載され、リード線部２２ｂが折り曲げられて、その受光部２２ａが汚損度測定用発光素子１０を向くようにされている。そして、汚損度測定用発光素子１０からの光は、第２の透光窓２０、サファイアガラス７、ホルダ１５の切り欠き部１５ａ、ホルダカバー１６の第３の透光窓１６ａを順次通過して、汚損度測定用受光素子２２に受光される。これにより、外部に面しているサファイアガラス７の光の透過度を測定でき、汚損の程度を知ることができる。
【００２５】
この実施形態における炎感知器１は、火災による炎から発生する赤外線を検出する受光素子８ｂを、本体としてのケース４内に備える炎感知器１において、受光素子８ｂの前面に、バンドパスフィルタ８ａ、シリコンフィルタ１４、サファイアガラス７の順に配置してケース４の開口部６のような窓部を構成している。
【００２６】
そして、サファイアガラス７を外側にして、強度的に弱いシリコンフィルタ１４やバンドパスフィルタ８ａの順に配置したので、外側からの強度に優れるフィルタ構成であるとともに、バンドパスフィルタを小型にしてコストを低減することができる。また、受光素子８ｂにはバンドパスフィルタ８ａで設定した帯域の波長の赤外線のみを通過させ、サファイアガラス７とシリコンフィルタ１４とによってバンドパスフィルタ８ａに不要な波長帯域の光を照射させないようにすることができる。
【００２７】
また、この炎感知器１は、バンドパスフィルタ８ａが素子筐体８に組み込まれている。この構成によって、受光素子８ｂの近傍に配置されるので、バンドパスフィルタ８ａを小型化することができる。
【００２８】
また、この炎感知器１は、受光素子８ｂの前面において受光素子８ｂの視野角に合う大きさでシリコンフィルタ１４およびサファイアガラス７を保持するホルダ１５が設けられているものである。このホルダ１５によって受光素子８ｂの視野角に適合した大きさで、サファイアガラス７およびシリコンフィルタ１４を配置でき、シリコンフィルタ１４を受光素子８ｂに近付けてサファイアガラス７よりも小型化できるので、コストが低減できる。なお、この視野角は炎感知器１のケース４に形成される窓部としての開口部６の大きさによって決定されるが、その開口部６よりも受光素子８ｂよりに各フィルタ部材を配置することで、個々の面積を小さくすることができる。
【００２９】
なお、この実施形態では、受光素子８ｂが一つの場合について説明したが、異なる波長を検出するように複数の受光素子を設ける場合であってもよく、炎を判別するためのアルゴリズムには各種の手法が採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３１】
４ ケース（本体）
６ 開口部（窓部）
７ サファイアガラス
８ａ バンドパスフィルタ
８ｂ 受光素子
１４ シリコンフィルタ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、炎感知器に関する。
【背景技術】
【０００２】
炎感知器の従来例としては、例えば特開２００３−２２７７５１号公報（特許文献１）に記載のものがある。同公報の炎感知器は、２つの受光素子が設けられるフィルタ保持台に透過する波長帯の異なる２つのバンドパスフィルタがそれぞれの素子の前に配置され、そのフィルタ保持台が組み込まれるケースの開口に、外側から第１、第２の遮光フィルタとしてシリコンおよびサファイアを材質とすることが開示され、それぞれ異なる特定の波長帯が２つの受光素子によって検出される。
【特許文献１】特開２００３−２２７７５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
炎感知器のフィルタとして、シリコンやサファイアを用いる場合、上記引用文献１のようにシリコンを外側に用いると、シリコンは衝撃に弱くて簡単に亀裂が入ってしまい、また、反射防止のために設けている膜が剥がれてしまうことがある。現場に設置された炎感知器は、外側が塵埃等によって汚れることもあり、清掃によって傷がついてしまうこともある。これら以外のバンドパスフィルタはその光学的な目的のための積層構造を持っており、さらに衝撃に弱いという特性がある。
【０００４】
また、これらのうち、バンドパスフィルタはその製造工程から、サファイアやシリコンフィルタよりもさらに高価である。
【０００５】
したがって、この発明では、衝撃に強くかつ安価に構成できる炎感知器を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の請求項１に係る炎感知器は、火災による炎から発生する赤外線を検出する素子を本体内に備える炎感知器において、該素子の前面に、バンドパスフィルタ、シリコンフィルタ、サファイアガラスの順に配置して前記本体の窓部を構成していることを特徴とするものである。
【０００７】
また、この発明の請求項２に係る炎感知器は、バンドパスフィルタが素子の筐体に組み込まれているものである。
【０００８】
また、この発明の請求項３に係る炎感知器は、素子の前面において前記素子の視野角に合う大きさでシリコンフィルタおよびサファイアガラスを保持するホルダが設けられているものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る炎感知器は、赤外線を検出する素子の前面に組合されるフィルタ構成につき、サファイアを外側として、シリコンフィルタ、バンドパスフィルタの順にしたので、強度に優れるとともに、バンドパスフィルタを小型にしてコストを低減することができる。また、この構成によって、素子にはバンドパスフィルタで設定した帯域の波長の赤外線のみを通過させ、サファイアとシリコンフィルタによってバンドパスフィルタに不要な波長帯域の光を照射させないようにすることができる。
【００１０】
また、請求項２に係る炎感知器は、バンドパスフィルタが素子の筐体に組み込まれ、素子の近傍に配置されるので、バンドパスフィルタを小型化することができる。
【００１１】
また、請求項３に係る炎感知器は、ホルダによって素子の視野角に適合した大きさで、サファイアおよびシリコンフィルタを配置でき、サファイアおよびシリコンフィルタを素子に近付けて小型化できるので、コストが低減できる。なお、この視野角は炎感知器の本体に形成される窓部の大きさによって決定されるが、その窓部よりも素子よりに各フィルタを配置することで、個々の面積を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１はこの発明を利用した炎感知器の構成を示す断面図である。
【００１３】
図において、炎感知器１は、本体２と本体カバー３とからなるケース４を備えており、図示しない取り付けベースに結合されて天井面等に取り付けられる。
【００１４】
ケース４内に収納されるプリント基板５には、受光素子８ｂが内蔵される素子筐体８が搭載され、さらに動作表示灯９と近赤外光を発光する汚損度測定用発光素子１０が近接して搭載されている。この素子筐体８の最前面には、バンドパスフィルタ８ａが設けられている。
【００１５】
本体カバー３は、外殻山形でその内側に円錐形の凹部を有するように形成されるとともに、凹状の中央部に窓部となる開口部６が形成されている。この開口部６によって、受光素子８ｂの視野角が決定されている。さらに、本体カバー３は、キャップ嵌合部３ａが形成されており、このキャップ嵌合部３ａに嵌合されて、動作表示灯９と汚損度測定用発光素子１０を収容する透明樹脂からなるキャップ１１が設けられている。
【００１６】
素子筐体８は、受光素子収容部１３に収容され、例えば焦電体のような素子である受光素子８ｂが、本体カバー３の開口部６との相対位置に位置する如く、プリント基板５に搭載されている。なお、素子筐体８に設けられているバンドパスフィルタ８ａは、特定の波長帯の赤外線のみを透過させるものであり、炎から放射されるＣＯ２共鳴放射の波長帯の赤外線のみを通過させるために用いている。このバンドパスフィルタ８ａは、シリコン等の基材に蒸着膜を積層したもので、外気の影響で剥離等が発生することから、耐環境性に弱い面がある。
【００１７】
受光素子収容部１３は、素子筐体８の周囲を囲み、かつ、受光素子８ｂとの相対位置にシリコンフィルタ１４を固定する円筒状のホルダ１５と、このホルダ１５が収容され、素子筐体８内の受光部８ａとの相対位置、かつ、ホルダ１５の前面にサファイアガラス７を固定し、透明樹脂からなる円筒状のホルダカバー１６とからなる。この受光素子収容部１３は、ホルダ１５とホルダカバー１６とが係合され、ホルダ１５がプリント基板５に係合されることで、プリント基板５に取付けられている。
【００１８】
なお、シリコンフィルタ１４の表面は、そのままでは赤外線の透過率が低いことから、その表面に反射防止のコーティングが行われることで、透過率を向上させている。
【００１９】
これにより、炎感知器１において、受光素子８ｂが受光する光は、本体カバー３の開口部６からサファイアガラス７およびシリコンフィルタ１４を透過することで、可視光等の余分な領域を遮断して、所定の赤外領域の光のみがバンドパスフィルタ８ａに到達し、さらに、CO２共鳴帯の波長のみがバンドパスフィルタ８ａを透過して、受光素子８ｂに到達することとなり、炎の発生を確実に感知することができるようになっている。
【００２０】
また、ケース４の凹部の中心に配置されたホルダ１５によりサファイアガラス７およびシリコンフィルタ１４を受光素子８ｂの間近に配置しており、ケース４の表面部分から離れて小型化および低コスト化されている。
【００２１】
キャップ１１は、動作表示灯９用の第１の透光窓１８を有する第１の収容室１９と、汚損度測定用発光素子１０用の第２の透光窓２０を有する第２の収容室２１とを備えている。この第２の透光窓２０は、第２の収容室２１の側壁２１ｂに形成され、本体カバー３の開口部６に臨んで設けられている。
【００２２】
動作表示灯９は、リード線部９ｂがプリント基板５に直付けされており、その発光部９ａがキャップ１１の第１の収容室１９内に位置し、また、汚損度測定用発光素子１０は、ソケット１０ｃを介してプリント基板５に搭載されており、その発光部１０ａが第２の収容室２１内に位置してそのリード線部１０ｂが折り曲げられ、汚損度測定用受光素子２２と対向する向きとされている。
【００２３】
汚損度測定用発光素子１０が収容される第２の収容室２１には、発光部ホルダ２１ａが設けられており、側壁２１ｂおよび傾斜面２１ｃが形成されている。側壁２１ｂが発光部１０ａの前面側に位置し、かつ、傾斜面２１ｃが発光部１０ａの背面側に位置することで、発光部１０ａの位置を規制している。
【００２４】
汚損度測定用受光素子２２は、プリント基板５に搭載され、リード線部２２ｂが折り曲げられて、その受光部２２ａが汚損度測定用発光素子１０を向くようにされている。そして、汚損度測定用発光素子１０からの光は、第２の透光窓２０、サファイアガラス７、ホルダ１５の切り欠き部１５ａ、ホルダカバー１６の第３の透光窓１６ａを順次通過して、汚損度測定用受光素子２２に受光される。これにより、外部に面しているサファイアガラス７の光の透過度を測定でき、汚損の程度を知ることができる。
【００２５】
この実施形態における炎感知器１は、火災による炎から発生する赤外線を検出する受光素子８ｂを、本体としてのケース４内に備える炎感知器１において、受光素子８ｂの前面に、バンドパスフィルタ８ａ、シリコンフィルタ１４、サファイアガラス７の順に配置してケース４の開口部６のような窓部を構成している。
【００２６】
そして、サファイアガラス７を外側にして、強度的に弱いシリコンフィルタ１４やバンドパスフィルタ８ａの順に配置したので、外側からの強度に優れるフィルタ構成であるとともに、バンドパスフィルタを小型にしてコストを低減することができる。また、受光素子８ｂにはバンドパスフィルタ８ａで設定した帯域の波長の赤外線のみを通過させ、サファイアガラス７とシリコンフィルタ１４とによってバンドパスフィルタ８ａに不要な波長帯域の光を照射させないようにすることができる。
【００２７】
また、この炎感知器１は、バンドパスフィルタ８ａが素子筐体８に組み込まれている。この構成によって、受光素子８ｂの近傍に配置されるので、バンドパスフィルタ８ａを小型化することができる。
【００２８】
また、この炎感知器１は、受光素子８ｂの前面において受光素子８ｂの視野角に合う大きさでシリコンフィルタ１４およびサファイアガラス７を保持するホルダ１５が設けられているものである。このホルダ１５によって受光素子８ｂの視野角に適合した大きさで、サファイアガラス７およびシリコンフィルタ１４を配置でき、シリコンフィルタ１４を受光素子８ｂに近付けてサファイアガラス７よりも小型化できるので、コストが低減できる。なお、この視野角は炎感知器１のケース４に形成される窓部としての開口部６の大きさによって決定されるが、その開口部６よりも受光素子８ｂよりに各フィルタ部材を配置することで、個々の面積を小さくすることができる。
【００２９】
なお、この実施形態では、受光素子８ｂが一つの場合について説明したが、異なる波長を検出するように複数の受光素子を設ける場合であってもよく、炎を判別するためのアルゴリズムには各種の手法が採用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施形態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３１】
４ ケース（本体）
６ 開口部（窓部）
７ サファイアガラス
８ａ バンドパスフィルタ
８ｂ 受光素子
１４ シリコンフィルタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
火災による炎から発生する赤外線を検出する素子を本体内に備える炎感知器において、該素子の前面に、バンドパスフィルタ、シリコンフィルタ、サファイアガラスの順に配置して前記本体の窓部を構成していることを特徴とする炎感知器。
【請求項２】
バンドパスフィルタが素子の筐体に組み込まれている請求項１の炎感知器。
【請求項３】
素子の前面において前記素子の視野角に合う大きさでシリコンフィルタおよびサファイアガラスを保持するホルダが設けられている請求項１の炎感知器。
【請求項１】
火災による炎から発生する赤外線を検出する素子を本体内に備える炎感知器において、該素子の前面に、バンドパスフィルタ、シリコンフィルタ、サファイアガラスの順に配置して前記本体の窓部を構成していることを特徴とする炎感知器。
【請求項２】
バンドパスフィルタが素子の筐体に組み込まれている請求項１の炎感知器。
【請求項３】
素子の前面において前記素子の視野角に合う大きさでシリコンフィルタおよびサファイアガラスを保持するホルダが設けられている請求項１の炎感知器。
【図１】
【公開番号】特開２００６−３９７３６（Ｐ２００６−３９７３６Ａ）
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１５７６２（Ｐ２００４−２１５７６２）
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月９日（２００６．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２３日（２００４．７．２３）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
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