JP2000285330A

JP2000285330A - 火災検知器

Info

Publication number: JP2000285330A
Application number: JP11091073A
Authority: JP
Inventors: Masao Inoue; 雅央井上
Original assignee: Nohmi Bosai Ltd
Current assignee: Nohmi Bosai Ltd
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 1999-03-31
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】【課題】塵埃等による汚れが付着しにくい受光ガラス
を有する火災検知器を得る。【解決手段】筐体内から受光ガラス４に臨むように火
災検知用の受光素子１３が配設され、受光ガラス４の外
側の表面に一様の光触媒層４ｃが設けられているので、
汚損しやすい気流中に火災検知器が設置されても、光触
媒によって汚れの分子が分解され、飛散するので汚れに
くくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、火炎から放射され
る紫外線や赤外線などの輻射光を受光ガラス内に配設さ
れた受光素子で検出して火災の発生を検知する火災検知
器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、輻射式の火災検知器が利用さ
れているが、火災検知器を設置してから時間が経過する
と、受光素子を保護する受光ガラスが外気に含まれる塵
埃等の付着により汚損して光の透過率が徐々に低下し、
その結果、受光素子の受光量が減少して正確な火災検知
ができないことにつながるので、トンネルなどの悪環境
下での使用時には汚損の進行が早く定期的に作業員がガ
ラス面を清掃する必要がある。

【０００３】さらに、このようなことから、一部の高機
能化された火災検知器においては、受光ガラスの側方に
設けた疑似炎としての試験用投光素子を点灯し、その光
を受光ガラスを介して受光素子に作用させて火災検知器
として正常に検知動作を行うことを確認する動作試験を
行うようにしたものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】とくに、高速道路のト
ンネルのような場所に設けられた火災検知器は、設置環
境として、通過する車両によって常時粉塵が巻き上げら
れるとともに、それが気流に乗って漂い受光ガラスに塵
埃が付着して汚れやすい。

【０００５】したがって、本発明は、塵埃等による汚れ
が付着しにくい受光ガラスを有する火災検知器を得るこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、筐体内から
受光ガラスに臨むように火災検知用の受光素子が配設さ
れている火災検知器において、受光ガラスの外側の表面
に一様の光触媒層が設けられていることを特徴とするも
のである。したがって、汚損しやすい気流中に火災検知
器が設置されても、光触媒によって汚れの分子が分解さ
れ、飛散するので汚れにくくなる。

【０００７】さらに、受光ガラスが筐体から突出するよ
うに凸状の湾曲面形状に形成されているので、角がなく
一様な層を形成しやすい。また、受光ガラスの光触媒層
を向く光源を有するので、触媒活性を得やすい、そし
て、受光ガラスの光触媒層は、光触媒粒子とともに親水
化防止剤が混入される撥水性樹脂であり、光触媒層の活
性作用により表面吸着性が発生するのを抑制することが
できる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て説明する。図１は本発明による受光ガラスを有する火
災検知器の一実施形態を示す縦断面図、図２は図１の受
光ガラスを用いる火災検知器を示す正面図、図３は図２
の火災検知器の水平方向の横断面図、図４は図２の火災
検知器の図３とは直交する方向の縦断面図である。

【０００９】図において、１は上部が開放された箱状の
ケース、２は中心部に開口２ａを有してケース１ととも
に筐体を構成するカバー、４は略椀状の受光部４ａとそ
の周囲の鍔部４ｂとからなる透明性カバーを構成する受
光ガラス、７は受光ガラス４の受光部４ａをカバー２の
開口に挿入した状態で受光ガラス４の鍔部４ｂをＯリン
グ９ａ、９ｂを介してカバー２との間に気密に固定する
固定板である。

【００１０】この受光ガラス４の表面側には光触媒層４
ｃが形成されていて、トンネルなど環境状態の厳しい設
置場所においても、汚損しずらいものとしている。この
光触媒層４ｃは、光触媒粒子を混入した撥水性樹脂をコ
ーティングしたものであり、さらに、親水化防止剤を混
合したものである。

【００１１】基材としての樹脂層は、シリコーン樹脂な
どであるが、光触媒粒子には、アナターゼ型の酸化チタ
ンが好ましく、それ以外には、三酸化タングステン、酸
化第二鉄、酸化スズ、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウ
ムなどの金属酸化物を用いることができ、これらの物質
は、結晶の伝導帯と価電子帯との間のエネルギーギャッ
プに対して短い波長の光が照射されると、価電子帯の電
子の光励起が生じ、電子と正孔を生成する。

【００１２】具体的には、アナターゼ型の酸化チタンの
結晶構造に、太陽光や蛍光灯など照明装置の光に含まれ
る約６００ｎｍ以下の紫外領域に近い光が当たると、電
子を励起するとともに正孔が生成する。この電子は空気
中の酸素を還元してイオン化し活性酸素種として強力な
酸化作用を示す。この状態で汚れが表面に付着しようと
すると、その酸化作用に基づいて汚れの元である有機物
質を分解してしまうので、汚れの付着を防止する作用を
示す。ここで、トンネル内の場合には、図示しないが火
災検知器と同様に照明装置が設けられるので、火災検知
器には、常時光が照射されている状態となる。しかし、
火災検知器の設置場所を特定しない場合には、内部に光
源等を設けることが好ましく、約２００から６００ｎｍ
の発光ダイオードを用いることができ、当然、内部のプ
リント基板から受光ガラス４に向けて発光させる形式が
好適である。また、この光源の波長として、受光素子の
感度波長特性を外したものを選択する必要があり、波長
が大きく重なる場合には両者の間に壁体を設ける、作動
するタイミングを交互にするなど遮断手段を必要とす
る。また、光源を使用しないときにオフできることが好
ましい。

【００１３】また、親水化防止剤は、コバルト化合物が
用いられ、酸化コバルトや塩化コバルトなどを用いるこ
とができる。この親水性防止剤の必要性は、上記光触媒
粒子の作用が自浄作用のみでなく、基材樹脂の親水化を
もたらすところにある。この樹脂の親水化を放置すると
水分の付着に基づく汚れの付着を許すのみでなく、親水
基を備えた汚れの付着を促進することにつながるりう
る。その親水性の作用を防止するため、基材として撥水
性樹脂を用いるのであるが、さらに水分を寄せ付けない
ためには、光触媒粒子の光励起に基づく正孔の作用を抑
制すべくコバルト化合物の混合が好ましくなる。

【００１４】このような光触媒層４ｃの作成方法は、受
光ガラス４の表面に上記の組成物を塗布後、硬化させる
ことによる。まず組成物の塗布について、撥水性シリコ
ーンをガラス表面にコーティングさせると通常では剥が
れやすいので、まずガラスの表面を粗面化するなどの前
処理が必要となる。ここでは、希釈されたフッ酸溶液に
よる表面処理をして、シリコーン樹脂硬化時のアンカー
効果によって剥がれにくい光触媒層４ｃとした。この前
処理には、粗面化以外として紫外線照射による表面活性
化によって密着性を改善することを用いてもよい。ま
た、ガラスと樹脂の材質より接合性の良い中間層を形成
してもよく、例えば、基材のみの下地層を形成すること
で剥がれの発生は減少する。

【００１５】前処理した表面への組成物の塗布は、浸漬
や刷毛塗りでも良いが、ここでは吹き付け塗布を行っ
た。受光ガラス４が半楕円体の湾曲面状で角がないので
均一な塗布を行いやすい。また、吹き付けによって結果
として層の厚みを０．４マイクロ以下の薄い層とするこ
とができる。この薄さによって、光触媒層４ｃの組成に
赤外領域の光透過に問題がある物質があるとしても、量
的に微少であるため無視することができる。

【００１６】そして、組成物が塗布されたガラスを概略
加熱温度２００度、時間３０分の熱処理を行うことによ
り、硬化させる。この温度および時間は基材樹脂の材質
によるが、最適な結晶化状態を作成する条件を選択すれ
ばよい。また、硬化の過程後に表面を簡単に研磨する。
すなわち、光触媒層４ｃの目的は、化学的な自浄作用の
発揮にあるが、生成した層の表面が粗雑なままである
と、物理的に汚れの付着を許すことになり、小さな粒子
でもそれが核として水分や新たな粒子が即座に累積する
ことになるので、研磨によりそれを防止する。

【００１７】このように、作成された光触媒層４ｃは、
悪環境下でも、塵埃や水分などの付着を化学的および物
理的に防止でき、受光ガラス４の受光部４ａの光の透過
を長期に維持することができる。また、この光触媒層４
ｃの形成は受光部４ｃの表面のみで十分であるが、処理
の都合などで鍔部４ｂやさらに受光ガラスの表裏全面に
設けられてもよいことはもちろんである。

【００１８】火災検知器の構造において、カバー２はケ
ース１に対して正面からねじ止めによって固定されると
ともに、ケース１は箱状の底面から延長する耳部が複数
ケ所形成され、そこをトンネル壁面等の設置面にねじ止
め等することによって固定される。そのため、現場の設
置場所において正面からカバー２を外すことによって、
内部構成のメンテナンスが可能となる。

【００１９】そして、１０は断面三角形状に突出する受
光部取付台であり、その両斜面にはそれぞれ円筒状の受
光素子ケース１１が設けられており、その受光素子ケー
ス１１の先端にはそれぞれ光学フィルタ１２が装着され
ている。１３ａは例えば焦電素子からなる第１の受光素
子、１３ｂは例えばフォトダイオードによる第２の受光
素子であり、それぞれ、受光素子ケース１１内に位置さ
れるとともにその端子は受光部取付台１０の斜面の背面
側に取り付けられたサブプリント基板１４に接続されて
いる。第１および第２の受光素子の２種類を用いるのは
２つの異なる波長の出力から炎を判別するためであっ
て、例えばこの実施形態では二つの素子の比率を演算し
て炎を判別している。

【００２０】また、このように受光素子ケース１１を二
つ組み合わせて凸状の受光ガラス４内に配置することに
より、監視範囲が火災検知器表面を中心にほぼ１８０度
とすることができる。１５はメインになるプリント基板
で、受光部取付台１０はこの上に固定されており、さら
に、プリント基板１５は支柱３を介してカバー２にねじ
止めにより固定されている。また、プリント基板１５か
らの電源線および信号線等については、図示しないがリ
ード線をケース１の側面等から引出し、その引出しのた
めの穴はパテなどの充填等によって気密が保たれてい
る。図示しないリード線と配設された電線とをスリーブ
内で接続することなどで、詳細に説明しない防災盤など
から電源供給を受けるとともに火災信号等を出力する。

【００２１】１８は発光ダイオードのような汚損検知用
の投光素子で、それぞれプリント基板１５上に支持台５
１を介して立設して配置され、カバー２から突出する投
光素子グローブ３２内に位置されている。支持台５１の
上面には投光素子１８の外周に対応する半円状の凹部が
形成され、また、下部には係止片や係止部が形成され、
詳細に説明しないがプリント基板１５の係止穴等との係
合によって支持台５１が立設される。また、プリント基
板１５には受光ガラス４内に突出する汚損検知用の受光
素子１９が設けられているが、同位置に反射板を設ける
などで受光素子１３ａ、ｂに受光素子１９の役割を兼用
させてもよい。６４は動作確認灯であり、火災検知器が
火災を検知したときにそれを表示するため点灯されるも
のである。グローブ３２は、円筒状の投光部とその下端
に形成された鍔部を有する透明または半透明の樹脂（ま
たはガラス）であり、カバー２に開口するねじ穴にパッ
キンを介して挿入され、グローブ３２の鍔部を押さえる
よう、固定ねじ等を螺入して、カバー２に対して気密に
固定されている。また、グローブ３２の表面は、詳細に
示さないが、受光ガラス４と同様に、外気に触れる表面
に光触媒層が形成されている。

【００２２】このグローブ３２には、その周囲を覆うよ
うに略逆Ｕ字形の保護部２１がカバー２から突出されて
いる。このグローブ３２の保護部２１の先端面は、グロ
ーブ３２の先端面よりわずかに高く面一近くの高さに突
出されて検知器外観の配置から投光素子１８に対して受
光ガラス４が下方に位置しているので、下側を開放した
逆Ｕ字状に構成され、その内壁面２１ｃにグローブ３２
の外周面３２ｂが当接されるように配置されてＵ字状の
先端部２１ｂはグローブ３２より受光ガラス４側まで延
びている。そして、その先端部２１ｂの先端壁面を平面
で見たときに逆ハ字状に傾けておくことで、横からの気
流が保護部２１のＵ字内に巻き込まれない。同様に、グ
ローブ３２の先端面が保護部２１の先端面と面一近くに
あることにより、飛び出すと塵埃が接触する、逆に大き
く落ち込むと塵埃を含んだ気流が巻き込まれる、などの
汚れる要素を排除している。同時に、グローブ３２は保
護部２１によって包囲されることで障害物がぶつかるな
どの破損の危険が低減されるとともに、投光素子１８か
らの光は下方に射出できるようになっている。また、グ
ローブ３２の先端面も露出しているので、投光素子１８
の側近傍のプリント基板１５上に配置される動作確認灯
６４の点灯の有無も正面から認識できる。

【００２３】このような火災検知器の組立ては、カバー
２の下面にＯリング９ａ、９ｂを介して受光ガラス４を
固定板７により固定する。また、投光素子１８をそれぞ
れ配置して各受光素子ケース１１等が設置された受光部
取付台１０を固定したプリント基板１５を用意して、カ
バー２の下面から複数か所の支柱３にねじ止めにより固
定される。

【００２４】ところで、このような火災検知器を、例え
ばトンネル内に設置した場合、走行する車両による排気
ガス、塵埃などが常時存在する劣悪な環境のため、受光
ガラス４が汚損する。この汚損が激しいと受光素子１３
ａ、ｂが正確な出力を行うことができなくなる。この受
光ガラス４の汚損の程度を検出するため、汚損検知用投
光素子１８から受光ガラス４を介して汚損検知用受光素
子１９に投光し、その発光に対する受光量から汚損の程
度を検出することができ、汚損が激しいときには異常信
号を出力する等の汚損警報を行うことができる。

【００２５】トンネルにおいては、火災検知器に対して
常時左右どちらかから一方に向けて気流があることが多
く、その気流に排気ガスや塵埃等が含まれている。した
がって、受光ガラス４を円筒状や半球状に形成すると、
気流が円筒状や半球状の側面に衝突し、また、衝突する
面の反対側に気流の滞留が発生し、それぞれ汚れが発生
しやすい。このとき、ガラスを汚損させる物質は土砂、
塵埃、煤煙等であるが、度合いとしては気流が衝突する
面の汚れが進みやすい。この実施形態の受光ガラス４
は、気流に対する接触面の角度、立上り角度を緩やかに
することによっても受光ガラス４の汚損を防止してい
る。

【００２６】また、受光ガラス４に対してグローブ３２
を含む保護部２１が気流方向に直交する方向に距離を置
いて設けられているので、保護部２１での気流の乱れは
受光ガラス４近辺の気流に影響しない。

【００２７】この受光ガラス４の立上り角度に対して汚
れ具合の程度は、立上り角度約５０度以下とすると汚れ
具合が改善されることとなり、立上り角度を緩やかにす
ることで、気流が受光ガラス面に沿って流されて衝突を
防止するとともに、その逆側においても気流がガラス面
からカバー表面に沿って流れ滞留を防止するためであ
り、立上り角度を緩やかにすることで汚損の進行を抑制
できる。そして、従来から汚れ監視の目安が減光率７０
％（立上り部分でないが）となっており、汚損の抑制に
より清掃の期間の長期化が可能になる。また、立上り角
度とは異なる視点で、受光ガラス４に対する光線入射角
度（＝９０度−立上り角度）は約５０度を超えると表面
反射量が多くなる。したがって、表面反射の点からは、
立上り角度約４０度以上が好ましくなる。

【００２８】この実施形態における受光ガラス４のカバ
ー２に対する立上り角度は、上記各事柄を勘案するとと
もに、角度をあまりに低くすると受光部を突出させると
きにカバー２の幅をとることになるので、３５度に形成
されている。逆に言えば、カバー２の許される幅に受光
ガラス４の幅を広くして、立上り角度を緩やかにすれば
よい。

【００２９】以上のように、筐体内から受光ガラス４に
臨むように火災検知用の受光素子１３が配設されている
火災検知器において、受光ガラス４の外側の表面に一様
の光触媒層４ｃが設けられているので、汚損しやすい気
流中に火災検知器が設置されても、光触媒によって汚れ
の分子が分解され、飛散するので汚れにくくなる。

【００３０】さらに、受光ガラス４が筐体から突出する
ように凸状の湾曲面形状に形成されているので、角がな
いので一様な層を形成しやすく、受光ガラスの光触媒層
を向く光源を有するので、触媒活性を得やすいととも
に、受光ガラスの光触媒層を撥水性樹脂を基材に形成す
るときに親水化防止剤が混入することで、光触媒層の作
用により親水性が発生するのを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】受光ガラスの縦断面図。

【図２】図１の受光ガラスを用いる火災検知器を示す正
面図。

【図３】図２の水平方向の断面図。

【図４】図２の縦断面図。

【符号の説明】

１ケース２カバー４受光ガラス４ｃ光触媒層１３受光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内から受光ガラスに臨むように火災
検知用の受光素子が配設されている火災検知器におい
て、前記受光ガラスの外側の表面に一様の光触媒層が設けら
れていることを特徴とする火災検知器。
【請求項２】受光ガラスが筐体から突出するように凸
状の湾曲面形状に形成されている請求項１の火災検知
器。
【請求項３】受光ガラスの光触媒層に向く光源を有す
る請求項１の火災検知器。
【請求項４】受光ガラスの光触媒層は、光触媒粒子と
ともに親水化防止剤が混入される撥水性樹脂である請求
項１の火災検知器。