特開 2024-1833 炎検知システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024001833

(43)【公開日】2024-01-10

(54)【発明の名称】炎検知システム

(51)【国際特許分類】

   G08B 17/12 20060101AFI20231227BHJP

   G08B 17/00 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

G08B17/12 A

G08B17/00 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022161062

(22)【出願日】2022-10-05

(31)【優先権主張番号】P 2022100356

(32)【優先日】2022-06-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000233826

【氏名又は名称】能美防災株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000752

【氏名又は名称】弁理士法人朝日特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 孝治

【テーマコード（参考）】

5C085

5G405

【Ｆターム（参考）】

5C085AA13

5C085AB05

5C085AC03

5C085BA36

5C085CA20

5G405AA01

5G405AB05

5G405AD04

5G405CA27

(57)【要約】

【課題】従来技術よりも炎の誤検知の少ない炎検知システムを提供する。
【解決手段】炎検知システムは、光を感知する素子である光感知素子３０３と、旋回方向及び俯仰方向における光感知素子３０３の姿勢を変更する旋回駆動部及び俯仰駆動部と、光感知素子３０３に向かう光を透過する孔３５１を有し、光感知素子３０３に対する光の入射範囲を制限する部材である視野制限部材３０５と、光感知素子３０３による光の感知の結果に基づき炎の有無を判定する判定手段とを備える。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を感知する素子である光感知素子と、
旋回方向及び俯仰方向における前記光感知素子の姿勢を変更する姿勢変更機構と、
前記光感知素子に向かう光を透過する透過部を有し、前記光感知素子に対する光の入射範囲を制限する部材である視野制限部材と、
前記光感知素子による光の感知の結果に基づき炎の有無を判定する判定手段と
を備える炎検知システム。

【請求項2】

前記透過部は光が通過する孔を有し、前記孔を形成する壁面は、前記光感知素子の光軸の方向における所定範囲において、前記光軸に垂直な断面における前記孔の面積が前記光感知素子に近づく程狭くなるように、前記光軸に対し傾斜している
請求項１に記載の炎検知システム。

【請求項3】

前記所定範囲を第１の所定範囲とするとき、前記孔を形成する壁面は、前記光感知素子の前記光軸の方向における前記第１の所定範囲よりも前記光感知素子に近い第２の所定範囲において、前記光軸に垂直な断面における前記孔の面積が前記光感知素子に近づく程広くなるように、前記光軸に対し傾斜している
請求項２に記載の炎検知システム。

【請求項4】

基板と、
前記基板に取り付けられた前記光感知素子を覆うように配置され、前記光感知素子に向かう光を透過する透過部を有するシールドケースと
を備え、
前記シールドケースは、前記基板と前記視野制限部材との間に配置される
請求項１に記載の炎検知システム。

【請求項5】

前記シールドケースは、前記基板に対し固定される前記視野制限部材によって前記基板に対し押圧される
請求項４に記載の炎検知システム。

【請求項6】

前記視野制限部材が有する前記透過部は光が通過する孔を有し、
前記孔の前記光感知素子に近い側の開口は、前記シールドケースが有する前記透過部よりも狭い
請求項４に記載の炎検知システム。

【請求項7】

前記視野制限部材が有する前記透過部は光が通過する孔を有し、
前記孔を形成する壁面は光吸収素材を含む
請求項１に記載の炎検知システム。

【請求項8】

前記透過部は光が通過する孔を有し、前記孔を形成する壁面は、断面形状が略Ｌ字型の形状である
請求項１に記載の炎検知システム。

【請求項9】

前記光感知素子は、第１波長域の光を感知する複数の第１光感知素子と、前記第１波長域とは異なる第２波長域の光を感知する第２光感知素子とを含み、
前記判定手段は、前記複数の第１光感知素子の出力の平均と前記第２光感知素子の出力との比率に基づき前記炎の有無を判定する
請求項１に記載の炎検知システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、炎を検知する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

光センサの視野を制限する技術が知られている（例えば特許文献１及び２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平１－２２４６２９号公報

【特許文献2】特許第３８７６３６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献２に記載の技術のように光感知素子を旋回方向だけに回転させる構成を採用した場合、炎検知センサの俯仰方向における視野を広角にする必要がある。そのため、光感知素子が炎から発せられる光以外の外光を感知し、炎の誤検知を生じやすい、という問題があった。

【0005】

本発明は、上記の従来技術よりも炎の誤検知の少ない炎検知システム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】

本発明の一態様は、光を感知する素子である光感知素子と、旋回方向及び俯仰方向における前記光感知素子の姿勢を変更する姿勢変更機構と、前記光感知素子に向かう光を透過する透過部を有し、前記光感知素子に対する光の入射範囲を制限する部材である視野制限部材と、前記光感知素子による光の感知の結果に基づき炎の有無を判定する判定手段とを備える炎検知システムを提供する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、従来技術よりも炎の誤検知の少ない炎検知システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態に係る炎検知システムの構成の一例を示す図である。

【図2】放水装置の構成の一例を示す図である。

【図3】火源探査部の動作の一例を示す図である。

【図4】炎検知部の一例を示す平面図である。

【図5】炎検知部の一例を示す側面図である。

【図6】炎検知部の一例を示す分解斜視図である。

【図7】炎検知部を図４中の矢視Ａ－Ａ方向から見た断面図である。

【図8】炎検知部を図４中の矢視Ａ－Ａ方向から見た断面図である。

【図9】変形例に係る視野制限部材の孔の断面形状の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１は、本実施形態に係る炎検知システム１の構成の一例を示す図である。炎検知システム１は、監視領域で火災が発生すると炎を検知し、火源に向けて放水する。炎検知システム１は、火災検知器１０と、火災受信機１５と、中央制御盤２０と、現地制御盤２５と、放水装置３０とを備える。火災受信機１５には、信号線を介して火災検知器１０が接続されている。火災受信機１５と中央制御盤２０とは、信号線を介して接続されている。中央制御盤２０と放水装置３０とは、信号線を介してループ接続されている。同様に、現地制御盤２５と放水装置３０とは、信号線を介してループ接続されている。なお、図１では、火災検知器１０、火災受信機１５、現地制御盤２５、及び放水装置３０がそれぞれ一つずつ示されているが、これらの装置がそれぞれ複数設けられてもよい。

【0010】

火災検知器１０は、監視領域で発生する火災を検知する。火災検知器１０の例としては、煙を検知する煙感知器が挙げられる。火災検知器１０は、火災を検知すると火災信号を火災受信機１５に送信する。火災受信機１５は、火災検知器１０から火災信号を受信すると、火災移報信号を中央制御盤２０に送信する。なお、火災受信機１５に発信機が接続されている場合、発信機の押し釦の押下に応じて火災受信機１５から中央制御盤２０に火災移報信号が送信されてもよい。中央制御盤２０は、炎検知システム１に含まれる各装置を制御する。中央制御盤２０は、火災受信機１５から火災移報信号を受信すると、放水装置３０を起動して火源を探索させる。また、中央制御盤２０は、現地制御盤２５に命令して火源に最も近い放水ノズル３４から放水を行わせる。放水装置３０は、中央制御盤２０からの制御に従って火源を探査して火源位置を確定し、放水ノズル３４を火源位置の方に向ける。現地制御盤２５は、中央制御盤２０からの命令に従って、該当する放水ノズル３４から火源位置に向けて放水を行わせる。

【0011】

図２は、放水装置３０の構成の一例を示す図である。放水装置３０は、制御部３１と、通信部３２と、火源探査部３３と、放水ノズル３４と、旋回駆動部３５と、俯仰駆動部３６とを備える。放水装置３０の各部は、バスにより接続されている。

【0012】

制御部３１は、放水装置３０の各部を制御する。制御部３１は、メモリとプロセッサとにより構成される。メモリは、例えばＲＡＭとＥＥＰＲＯＭとを含み、放水装置３０の機能を実現するためのプログラムを記憶する。プロセッサは、例えば一又は複数のＣＰＵを含み、メモリに記憶されたプログラムを実行する。通信部３２は、中央制御盤２０及び現地制御盤２５と各種の信号の送受信を行う。

【0013】

火源探査部３３は、旋回方向及び俯仰方向に回動し、火源を探査して火源位置を確定するための動作を行う。旋回方向とは、監視領域の底面に平行な一の方向に沿って放水装置３０の動作の対象となる範囲を移動させる方向をいう。旋回方向は左右方向ともいい、略水平方向である。一方、俯仰方向とは、監視領域の底面に平行な他の方向であって一の方向と直交する他の方向に沿って放水装置３０の動作の対象となる範囲を移動させる方向をいう。俯仰方向は上下方向ともいい、略垂直方向である。旋回方向と俯仰方向とは、互いに直交する。火源探査部３３は、熱源探査部３３１と、炎検知部３３２とを有する。

【0014】

熱源探査部３３１は、旋回方向及び俯仰方向に回動しながら熱源を探査する。熱源探査部３３１は、例えば赤外線カメラを含む。赤外線カメラにより撮影された監視領域の赤外線画像において高温となる部分が熱源位置として特定される。

【0015】

炎検知部３３２は、熱源探査部３３１により特定された熱源位置から炎を検知する。炎検知部３３２は、例えば光感知素子３０３を含み、光感知素子３０３を用いて炎から発せられる光を感知することにより炎を検知する。

【0016】

放水ノズル３４は、火源探査部３３により火源位置が確定されると旋回方向に回動して火源位置の方向を向く。そして、放水ノズル３４は、現地制御盤２５の制御に従って火源位置に向けて放水する。

【0017】

旋回駆動部３５は、火源探査部３３及び放水ノズル３４を軸を中心に旋回方向に回転させる。旋回駆動部３５は、例えばモータと、モータドライバと、エンコーダとを含む。モータは、火源探査部３３及び放水ノズル３４を旋回方向に回転させる。一例として、火源探査部３３と放水ノズル３４とは連結されており、一体となって旋回方向に回動する。モータドライバは、モータを制御する。エンコーダは、旋回角を検出する。

【0018】

俯仰駆動部３６は、火源探査部３３を軸を中心に俯仰方向に回転させる。俯仰駆動部３６は、例えばモータと、モータドライバと、エンコーダとを含む。モータは、火源探査部３３を俯仰方向に回転させる。モータドライバは、モータを制御する。エンコーダは、俯仰角を検出する。旋回駆動部３５及び俯仰駆動部３６は、旋回方向及び俯仰方向における炎検知部３３２の姿勢を変更する姿勢変更機構の一例である。

【0019】

制御部３１は、判定手段３１１として機能する。この機能は、プロセッサがメモリに記憶されたプログラムを実行して、プロセッサが演算を行い又は放水装置３０の各部を制御することにより実現される。

【0020】

判定手段３１１は、熱源探査部３３１を用いて熱源位置を特定する。熱源探査部３３１が赤外線カメラを含む場合、判定手段３１１は、赤外線カメラにより撮影された赤外線画像を解析して熱源位置を特定する。熱源位置が特定された場合、判定手段３１１は、炎検知部３３２による光の感知の結果に基づき炎の有無を判定する。炎検知部３３２により炎から発せられる光が感知され炎が検知された場合、判定手段３１１は炎が有ると判定する。一方、炎検知部３３２により炎から発せられる光が感知されず炎が検知されなかった場合、判定手段３１１は炎が無いと判定する。

【0021】

通信部３２は、判定手段３１１による判定結果に応じた情報を中央制御盤２０に送信する。例えば判定手段３１１により炎が有ると判定された場合、通信部３２は、火源の位置情報を中央制御盤２０に送信する。

【0022】

図３は、火源探査部３３の動作の一例を示す図である。中央制御盤２０は、火災受信機１５から火災移報信号を受信すると、放水装置３０に起動信号を送信する。中央制御盤２０から起動信号を受信すると、制御部３１は火源探査部３３を用いて火源の探査を開始する（スキャン開始）。

【0023】

火源の探査が開始されると、まず制御部３１は旋回駆動部３５により火源探査部３３を旋回方向に回転させ、熱源探査部３３１を用いておおよその熱源位置を特定する（プレスキャン）。具体的には、旋回駆動部３５は、制御部３１の制御に従って、火源探査部３３を旋回方向に所定角度ずつ回転させる。このとき、火源探査部３３の俯仰角は、監視領域の底面全体を撮影し得る角度に固定される。熱源探査部３３１は、旋回方向に回動し、制御部３１の制御に従って所定の角度毎に監視領域の赤外線画像を撮影する。判定手段３１１は、熱源探査部３３１により撮影された赤外線画像を解析し、赤外線画像において高温となる部分をおおよその熱源位置として特定する。例えば熱源探査部３３１は、制御部３１の制御に従って、まず図３に示される監視領域の範囲Ｒ１の赤外線画像を撮影する。続いて、旋回駆動部３５は、制御部３１の制御に従って、火源探査部３３を旋回方向に所定の角度だけ回転させる。熱源探査部３３１は、制御部３１の制御に従って、監視領域の範囲Ｒ２の赤外線画像を撮影する。続いて、旋回駆動部３５は、制御部３１の制御に従って、火源探査部３３を旋回方向に所定の角度だけ回転させる。熱源探査部３３１は、制御部３１の制御に従って、監視領域の範囲Ｒ３の赤外線画像を撮影する。判定手段３１１は、熱源探査部３３１により撮影された監視領域の範囲Ｒ１～Ｒ３の赤外線画像を解析する。図３に示される例では、範囲Ｒ２に火源が含まれるため、範囲Ｒ２の赤外線画像には高温の部分が含まれる。そのため、判定手段３１１は、範囲Ｒ２の赤外線画像において高温の部分をおおよその熱源位置として特定する。

【0024】

プレスキャンが完了すると、制御部３１は俯仰駆動部３６により火源探査部３３を俯仰方向に回転させ、熱源探査部３３１を用いて俯仰方向における熱源位置を特定する（俯仰角詳細スキャン）。具体的には、俯仰駆動部３６は、制御部３１の制御に従って、火源探査部３３が熱源位置の近傍を向く俯仰角の範囲において、火源探査部３３を俯仰方向に所定角度ずつ回転させる。この所定角度は、プレスキャンで用いられる所定角度より小さい。このとき、火源探査部３３の旋回角は、制御部３１の制御に従って、熱源位置周辺の方向を向く角度に固定される。熱源探査部３３１は、俯仰方向に回動し、制御部３１の制御に従って所定角度毎に赤外線画像を撮影する。判定手段３１１は、熱源探査部３３１により撮影された赤外線画像を解析し、その赤外線画像の解析結果から俯仰方向における熱源位置を特定する。この俯仰角詳細スキャンで特定される俯仰方向における熱源位置は、上述したプレスキャンにより特定される熱源位置よりも精度が高い。

【0025】

続いて、制御部３１は旋回駆動部３５により火源探査部３３を旋回方向に回転させ、熱源探査部３３１を用いて旋回方向におけるより詳細な熱源位置を特定する（旋回角詳細スキャン）。具体的には、旋回駆動部３５は、制御部３１の制御に従って、火源探査部３３が熱源位置の近傍を向く旋回角の範囲において、火源探査部３３を旋回方向に所定角度ずつ回転させる。この所定角度は、プレスキャンで用いられる所定角度より小さい。つまり、旋回角詳細スキャンでは、上述したプレスキャンによりも熱源位置が細かく探査される。このとき、火源探査部３３の俯仰角は、俯仰角詳細スキャンにおいて特定された熱源位置の方向を向く角度に固定される。熱源探査部３３１は、旋回方向に回動し、制御部３１の制御に従って所定角度毎に赤外線画像を撮影する。判定手段３１１は、熱源探査部３３１により撮影された赤外線画像を解析し、その赤外線画像の解析結果から旋回方向における熱源位置を特定する。この旋回角詳細スキャンで特定される旋回方向における熱源位置は、上述したプレスキャンにより特定される熱源位置よりも精度が高い。

【0026】

俯仰角詳細スキャン及び旋回角詳細スキャンが完了すると、制御部３１は、炎検知部３３２の正面が俯仰角詳細スキャン及び旋回角詳細スキャンにおいて特定された熱源位置の方向を向くように、旋回駆動部３５及び俯仰駆動部３６により火源探査部３３を旋回方向及び俯仰方向に回転させる。炎検知部３３２は、正面の熱源位置から炎の検知を行う。判定手段３１１は、炎検知部３３２の検知結果に基づいて炎の有無を判定する（炎有無判定）。例えば炎検知部３３２により炎から発せられる光が感知され炎が検知された場合、判定手段３１１は炎が有ると判定する。

【0027】

判定手段３１１により炎が有ると判定されると、通信部３２は、火源の位置情報を中央制御盤２０に送信する（位置情報送信）。この位置情報としては、俯仰角詳細スキャン及び旋回角詳細スキャンにおいて熱源探査部３３１により特定された熱源位置の旋回角及び俯仰角が用いられる。また、制御部３１は、旋回駆動部３５によりこの火源位置の方向を向くように放水ノズル３４を旋回方向に回転させる。

【0028】

放水装置３０から火源の位置情報を受信すると、中央制御盤２０は、この位置情報により示される火源位置に最も近い放水ノズル３４を制御する現地制御盤２５に、その放水ノズル３４から火源位置に向けた放水を指示する指示信号を送信する。このとき、中央制御盤２０は、放水装置３０を介して現地制御盤２５に指示信号を送信する。現地制御盤２５は、指示信号を受信すると、該当する放水ノズル３４の弁を制御し、火源位置に向けて放水を開始させる。

【0029】

仮に火源探査部３３が俯仰方向に回動せず、旋回方向のみに回動する構成を採用した場合には、炎検知部３３２は旋回方向の角度のみを指定して炎を検知するために、俯仰方向に広角の視野角が必要となる。しかし、本実施形態では、火源探査部３３が旋回方向及び俯仰方向の両方向に回動するため、炎検知部３３２の正面に熱源がある状態で炎を検知することができる。従って、本実施形態では、火源探査部３３が俯仰方向に回動せず、旋回方向のみに回動する構成を採用した場合に比べて、炎検知部３３２の視野を狭めることができる。

【0030】

図４は、炎検知部３３２の一例を示す平面図である。図５は、炎検知部３３２の一例を示す側面図である。図６は、炎検知部３３２の一例を示す分解斜視図である。図４～６に示されるように、炎検知部３３２は、基板３０１と、素子ホルダ３０２と、光感知素子３０３と、シールドケース３０４と、視野制限部材３０５とを備える。

【0031】

基板３０１は、電子部品を組み込むプリント基板である。基板３０１には、素子ホルダ３０２が取り付けられる。素子ホルダ３０２の取り付け方法としては、例えば素子ホルダ３０２の底部に設けられた突起を基板３０１に形成された孔に挿入するという方法であってもよい。

【0032】

素子ホルダ３０２は、光感知素子３０３を収容する。素子ホルダ３０２は、光感知素子３０３を収容する収容部３２１を有する。収容部３２１は、光感知素子３０３が入る大きさを有する窪みであり、天井部が開口する。なお、図４～６に示される例では、収容部３２１は素子ホルダ３０２の右上の端部に位置しているが、収容部３２１は素子ホルダ３０２の中央部に位置してもよい。収容部３２１の開口は、平面視で略円形形状を有し、光感知素子３０３の視野を妨げない大きさを有する。収容部３２１の開口には、所定の波長帯域の光のみを透過する光学フィルタが設けられてもよい。光学フィルタの取り付け方法としては、例えば開口を塞ぐように接着剤を用いて接着するという方法であってもよい。

【0033】

光感知素子３０３は、炎から発せられる光を感知する。光感知素子３０３の例としては、焦電素子が挙げられる。光感知素子３０３は、素子ホルダ３０２の収容部３２１に収容され、基板３０１に取り付けられる。

【0034】

シールドケース３０４は、素子ホルダ３０２を覆うように配置され、光感知素子３０３に向かう電磁波を低減する。シールドケース３０４は、底面が開口する箱体の形状を有する。シールドケース３０４は、例えばアルミ、鋼、ブリキ、鉛等の金属、又は他の導電性材料で形成される。なお、図４～６では、基板３０１の表側だけにシールドケース３０４が設けられているが、基板３０１の裏側にもシールドケースが設けられてもよい。

【0035】

シールドケース３０４には、光感知素子３０３に向かう光を通過させる孔３４１が形成される。孔３４１は、平面視において光感知素子３０３と重なる位置に形成される。孔３４１は、平面視で円形形状を有し、光感知素子３０３の視野を妨げない大きさを有する。孔３４１には、所定の波長帯域の光のみを透過する光学フィルタが設けられてもよい。光学フィルタの取り付け方法としては、例えばシールドケース３０４の内部に孔３４１を内側から塞ぐように接着剤を用いて接着するという方法であってもよい。孔３４１は、本光感知素子３０３に向かう光を透過するため、本発明に係る「透過部」の一例である。なお、ここでいう「透過」は、必ずしも物質の内部を通り抜けなくてもよく、光学フィルタが設けられていない孔３４１のように物質の内部を通さずに光を通過させるものも含む。

【0036】

また、シールドケース３０４には、視野制限部材３０５の固定に用いられる２つの孔３４２が形成される。２つの孔３４２は、それぞれ、平面視において視野制限部材３０５の２つの突起３５９と重なる位置に形成される。各孔３４２は、突起３５９が入る大きさ及び形状を有する。

【0037】

視野制限部材３０５は、光感知素子３０３に対する光の入射範囲を所定範囲に制限する。所定範囲は、正面の炎を検知するのに要求される視野を含み、この視野外からの光の入射が抑制される範囲に定められる。視野制限部材３０５の本体は、略円盤形状を有する。視野制限部材３０５には、光感知素子３０３に向かう光を通過させるとともに、光感知素子３０３に対する光の入射範囲を制限する孔３５１が形成される。孔３５１は、平面視において光感知素子３０３と重なる位置に形成される。孔３５１は、光感知素子３０３の視野を制限する大きさ及び形状を有する。孔３５１には、所定の波長帯域の光のみを透過する光学フィルタが設けられてもよい。光学フィルタの取り付け方法としては、例えば孔３５１を塞ぐように接着剤を用いて接着するという方法であってもよい。孔３５１は、本光感知素子３０３に向かう光を透過するため、本発明に係る「透過部」の一例である。なお、ここでいう「透過」は、必ずしも物質の内部を通り抜けなくてもよく、光学フィルタが設けられていない孔３５１のように物質の内部を通さずに光を通過させるものも含む。

【0038】

視野制限部材３０５はシールドケース３０４を貫通して基板３０１に固定される。視野制限部材３０５の底部には、２つの突起３５９が設けられる。２つの突起３５９は、それぞれ、シールドケース３０４の２つの孔３４２を貫通し、基板３０１に固定される。突起３５９の固定方法は、例えばねじを用いた方法であってもよいし、フックを用いた方法や接着テープを用いた方法であってもよい。シールドケース３０４は、基板３０１と視野制限部材３０５の間に配置されるため、視野制限部材３０５が基板３０１に対し固定されることにより、視野制限部材３０５によって基板３０１に対し押圧されて固定される。なお、シールドケース３０４は、さらにオンボードクリップを用いて基板３０１に固定されてもよい。

【0039】

図７及び８は、炎検知部３３２を図４中の矢視Ａ－Ａ方向から見た断面図である。孔３５１の内部は、壁面３５２により形成される。壁面３５２の断面形状は表面が斜線形状である。孔３５１は、光軸３５５の方向において２つの開口３５３及び３５４を有する。開口３５４は、開口３５３よりも光感知素子３０３に近い。

【0040】

孔３５１の大きさ及び形状は、構造公差を考慮して、光感知素子３０３に対する光の入射範囲が所定範囲に制限されるように定められる。図７に示されるように、孔３５１は、光軸３５５の方向における開口３５３側の所定範囲３５６において、徐々に窄んでいる。
孔３５１を形成する壁面３５２は、所定範囲３５６において光軸３５５に垂直な断面における孔３５１の面積が光感知素子３０３に近づく程狭くなるように、光軸３５５に対し傾斜している。

【0041】

一方、孔３５１は、光軸３５５の方向における開口３５４側の所定範囲３５７において徐々に広がっている。所定範囲３５７は、光軸３５５の方向において所定範囲３５６と隣り合っており、所定範囲３５６よりも光感知素子３０３に近い。孔３５１を形成する壁面３５２は、所定範囲３５７において光軸３５５に垂直な断面における孔３５１の面積が光感知素子３０３に近づく程広くなるように、光軸３５５に対し傾斜している。

【0042】

このように、壁面３５２は、所定範囲３５６においては孔３５１が窄まるような方向に傾斜しているが、所定範囲３５７においては孔３５１が広がるような方向に傾斜している。壁面３５２において傾斜の方向が変化する部分は、孔３５１において最も狭い最狭部３５８となる。最狭部３５８は、光感知素子３０３に対する光の入射範囲を制限する。最狭部３５８の光軸３５５に垂直な断面積は、光感知素子３０３に対する光の入射範囲を所定範囲に制限する大きさを有する。孔３５１の開口３５４及び最狭部３５８は、いずれも、シールドケース３０４が有する孔３４１よりも狭い。一方、孔３５１の開口３５３は、最狭部３５８より広く、光感知素子３０３に対する光の入射範囲を妨げない大きさを有する。

【0043】

ここで、図７中の拡大図において実線で示されるように光感知素子３０３の位置ずれがない場合を想定する。上述したように孔３５１の壁面３５２は光軸３５５の方向に対して傾斜しているため、光感知素子３０３には、その端部からの視野Ｌ１の範囲内の光が入射する。視野Ｌ１の範囲外の光は、孔３５１の壁面３５２乃至最狭部３５８により光感知素子３０３への入射が妨げられる。従って、光感知素子３０３の位置ずれがない場合、光感知素子３０３の視野は視野Ｌ１の視野角以下に制限される。

【0044】

続いて、図７中の拡大図において二点鎖線で示されるように光感知素子３０３の位置がずれた場合を想定する。上述したように孔３５１の壁面３５２は光軸３５５の方向に対して傾斜しているため、光感知素子３０３には、その端部からの視野Ｌ２の範囲内の光が入射する。視野Ｌ２の範囲外の光は、孔３５１の壁面３５２乃至最狭部３５８により光感知素子３０３への入射が妨げられる。従って、光感知素子３０３の位置がずれた場合、光感知素子３０３の視野は視野Ｌ２の視野角以下に制限される。

【0045】

光感知素子３０３の位置ずれがない場合、光感知素子３０３の視野は、視野Ｌ１の視野角以下となるが、光感知素子３０３の位置がずれた場合、光感知素子３０３の視野は視野Ｌ１より小さい視野Ｌ２の視野角以下となる。そのため、構造公差を考慮すると、光感知素子３０３に対する光の片側の入射範囲の制限は、光感知素子３０３の位置がずれた場合の視野Ｌ２であっても正面の炎を検知するのに要求される視野を含むように定められるのが好ましい。

【0046】

なお、ここでは、光感知素子３０３の位置ずれを考慮して光感知素子３０３に対する視野の制限を定める例を挙げて説明したが、視野制限部材３０５の位置ずれ、光感知素子３０３の傾きのずれ等の他の構造公差を考慮して、光感知素子３０３の視野の制限が定められてもよい。

【0047】

光感知素子３０３の視野を制限することにより、正面の炎を検知するのに要求される視野外からの光の入射が抑制される。その結果、光感知素子３０３が炎から発せられる光以外の外光を感知し、炎検知部３３２が炎を誤検知するのを低減することができる。

【0048】

また、光感知素子３０３の視野を視野Ｌ２に制限した場合であっても、点光源を考慮すると、視野Ｌ２の視野角より大きい入射角の光が孔３５１に入射して壁面３５２に当たることがある。例えば図８中の拡大図に示されるように、視野Ｌ２の視野角より大きい入射角の光Ｌ３が孔３５１に入射して壁面３５２の所定範囲３５６に当たることがある。この光Ｌ３は、壁面３５２の所定範囲３５６の部分で反射されるが、この部分は光軸３５５の方向に対して傾斜しているため光感知素子３０３に向かう方向に反射されず、反射された光Ｌ３は光感知素子３０３に入射しない。同様に、視野Ｌ２の視野角より大きい入射角の光Ｌ４が孔３５１に入射して壁面３５２の最狭部３５８に当たることがある。この光Ｌ４は、壁面３５２の最狭部３５８で反射されるが、この最狭部３５８は角になっているため光感知素子３０３に向かう方向に反射されず、反射された光Ｌ４は光感知素子３０３に入射しない。このように、壁面３５２は、視野Ｌ２の視野角より大きい入射角の光が壁面３５２で反射されたときに光感知素子３０３に向かい難いように傾斜している。また、最狭部３５８は、視野Ｌ２の視野角より大きい入射角の光が壁面３５２で反射されたときに光感知素子３０３に向かい難いような大きさを有する。この壁面３５２の傾斜及び最狭部３５８の大きさにより、視野Ｌ２の視野角より大きい入射角を有する点光源等からの光が壁面３５２で１回反射されて光感知素子３０３へ入射するのが抑制される。

【0049】

さらに、壁面３５２で反射された光の光感知素子３０３への入射を抑制するために、孔３５１を形成する壁面３５２は光吸収素材を含んでもよい。例えば壁面３５２自体が光吸収素材で形成されてもよいし、光を吸収する黒色の塗料で壁面３５２が塗装されてもよい。このとき、必ずしも壁面３５２全体が光吸収素材を有さなくてもよく、壁面３５２の少なくとも一部が光吸収素材を有すればよい。光吸収素材により、孔３５１に入射した光が壁面３５２で反射しにくくなるため、壁面３５２で反射した光の光感知素子３０３への入射が抑制される。

【0050】

以上説明した実施形態によれば、炎検知部３３２は旋回方向及び俯仰方向の両方に回動するため、炎検知部３３２が旋回方向にしか回動しない構成に比べて、光感知素子３０３に対する光の入射範囲を狭めることができる。また、正面の炎を検知するのに要求される視野外からの光の入射が視野制限部材３０５により抑制されるため、炎検知部３３２による炎の誤検知を低減することができる。さらに、壁面３５２は所定範囲３５６において光軸３５５に垂直な断面における孔３５１の面積が光感知素子３０３に近づく程狭くなるように光軸３５５に対し傾斜しているため、正面の炎を検知するのに要求される視野を確保できるとともに、視野Ｌ２の視野角より大きい入射角の光が壁面３５２で１回反射されて光の光感知素子３０３に入射するのが抑制される。さらに、壁面３５２は所定範囲３５７において光軸３５５に垂直な断面における孔３５１の面積が光感知素子３０３に近づく程広くなるように光軸３５５に対し傾斜しているため、この傾斜により形成される最狭部３５８により正面の炎を検知するのに要求される視野を確保できるとともに、視野Ｌ２の視野角より大きい入射角の光が壁面３５２で１回反射されて光感知素子３０３に入射するのが抑制される。さらに、孔３５１の壁面３５２は光吸収素材を有しているため、孔３５１に入射した光が壁面３５２で反射しにくくなり、壁面３５２で反射した光の光感知素子３０３への入射が抑制される。さらに、孔３５１の開口３５４及び最狭部３５８は、いずれも、シールドケース３０４が有する孔３４１よりも狭いため、孔３４１のエッジ面で反射した光が光感知素子３０３に入射するのを防ぐことができる。さらに、シールドケース３０４は、基板３０１と視野制限部材３０５の間に配置され、視野制限部材３０５が基板３０１に対し固定されることにより、視野制限部材３０５によって基板３０１に対し押圧されるため、基板３０１に密着する。その結果、シールドケース３０４により光感知素子３０３に向かう電磁波を低減する効果を高めることができる。

【0051】

本発明は、上述した実施形態に限定されない。上述した実施形態は、以下の変形例のように変形して実施されてもよい。また、以下の変形例のうち二以上のものが組み合わせて用いられてもよい。

【0052】

上述した実施形態において、孔３５１の形状は、図４～８に例示した形状に限定されない。壁面３５２の断面形状は表面が斜線形状に限定されず、曲線形状であってもよいし、階段形状であってもよい。この例では、孔３５１は、所定範囲３５６において非連続的に窄み、所定範囲３５７において非連続的に広がる。別の例として、孔３５１は、光軸３５５の方向における全範囲において徐々に窄んでもよい。この例では、孔３５１を形成する壁面３５２は、光軸３５５の方向における全範囲において光軸３５５に垂直な断面における孔３５１の面積が光感知素子３０３に近づく程狭くなるように、光軸３５５に対し傾斜する。

【0053】

上述した実施形態において、視野制限部材３０５の形状は、図４～８に例示した形状に限定されない。視野制限部材３０５の本体の形状は略円盤形状に限定されず、直方体の形状や立方体の形状であってもよい。

【0054】

上述した実施形態において、光感知素子３０３の数は１つに限定されない。炎検知部３３２は複数の光感知素子３０３を有してもよい。例えば炎検知部３３２は、検知波長帯域が異なる２つの光感知素子３０３を含む２波長センサであってもよい。

【0055】

上述した実施形態において、放水装置３０に代えて他の装置が判定手段３１１を有してもよい。例えば中央制御盤２０が判定手段３１１を有し、放水装置３０から送信された赤外線画像に基づき熱源位置を特定したり、放水装置３０から送信された光の感知の結果に基づき炎の有無を判定したりしてもよい。

【0056】

上述した実施形態において、火源探査部３３は、必ずしも放水装置３０に含まれなくてもよく、火源探査装置として単体で提供されてもよい。

【0057】

上述した実施形態で、火災受信機１５と中央制御盤２０とは一体化されてもよい。この場合、中央制御盤２０は、火災検知器１０から火災信号を受信したことを契機に、放水装置３０を起動して火源を探索させてもよい。

【0058】

図９は、変形例に係る視野制限部材３０５の孔３６１の断面形状の拡大図である。図９では、図４中の矢視Ａ－Ａ方向から見た断面が示されている。孔３６１の内部は、壁面３６２により形成される。壁面３６２の断面形状は略Ｌ字型である。壁面３６２は、光軸３５５の方向に延びる第１部分３６２ａと、光軸３５５の方向と直交する方向に延びる第２部分３６２ｂとを有する。この第１部分３６２ａと第２部分３６２ｂとにより略Ｌ字型が形成される。第２部分３６２ｂは、最狭部３５８と開口３５３側の端部との間においては、上述した実施形態と同様に、孔３６１が窄まるような方向に傾斜している。また、第２部分３６２ｂは、最狭部３５８と開口３５４との間においては、上述した実施形態と同様に、孔３６１が広がるような方向に傾斜している。

【0059】

視野制限部材３０５の孔が他の形状である場合には、特定の入射角の光が壁面で反射されて光感知素子３０３に入射することにより、視野制限部材３０５が設けられていない場合に比べて、特定の入射角において光感知素子３０３の出力が増加する場合がある。特に炎検知部３３２が検出波長域の異なる複数の光感知素子３０３を有する場合には、特定の入射角において光感知素子３０３の出力が増加すると、複数の検出波長域同士の光感知素子３０３の出力比率が変化するため、炎検知部３３２が外光を炎と誤検知して誤報が行われるリスクや、火災が発生しているのに炎検知部３３２が炎を検知できない失報のリスクが増える。この変形例に係る孔３６１の形状によれば、壁面３６２で反射した光の光感知素子３０３への入射が抑制されるため、特定の入射角における光感知素子３０３の出力の増加が防止され、誤報や失報のリスクを減らすことができる。

【0060】

炎検知部３３２が検出波長域の異なる複数の光感知素子３０３を有する場合、炎検知部３３２は複数の光感知素子３０３の出力比率に基づいて炎を検知する。この出力とは、光の感知結果を示す値をいう。上述したように判定手段３１１は、炎検知部３３２による炎の検知に応じて炎の有無を判定する。そのため、判定手段３１１は、炎検知部３３２が複数の光感知素子３０３の出力比率に基づいて炎を検知する場合には、複数の光感知素子３０３の出力比率に基づいて炎の有無を判定することになる。なお、ここでは、複数の光感知素子３０３を用いて複数の波長域の光を感知する例を挙げて説明するが、一つの光感知素子３０３が複数の波長域の光を感知し得る場合には、複数の光感知素子３０３に代えてこの一つの光感知素子３０３が用いられてもよい。

【0061】

例えば炎検知部３３２が第１波長域の光を感知する光感知素子３０３Ａと、第１波長域とは異なる第２波長域の光を感知する光感知素子３０３Ｂとを有する場合、この炎検知部３３２は２波長センサとも呼ばれ、光感知素子３０３Ａの出力と光感知素子３０３Ｂの出力との比率に基づいて炎を検知する。例えばこの比率が所定の条件を満たす場合、炎検知部３３２は炎を検知する。判定手段３１１は、炎検知部３３２により炎が検知されると、炎が有ると判定する。

【0062】

例えば炎検知部３３２が第１波長域の光を感知する光感知素子３０３Ａと、第１波長域とは異なる第２波長域の光を感知する光感知素子３０３Ｂと、第１波長域及び第２波長域とは異なる第３波長域の光を感知する光感知素子３０３Ｃとを有する場合、この炎検知部３３２は、光感知素子３０３Ａの出力と光感知素子３０３Ｂの出力との比率、光感知素子３０３Ａの出力と光感知素子３０３Ｃの出力との比率、及び光感知素子３０３Ｂの出力と光感知素子３０３Ｃの出力との比率に基づいて炎を検知する。例えばこれらの比率が所定の条件を満たす場合、炎検知部３３２は炎を検知する。判定手段３１１は、炎検知部３３２により炎が検知されると、炎が有ると判定する。

【0063】

例えば炎検知部３３２が第１波長域の光を感知する光感知素子３０３Ａ、３０３Ｂ、及び３０３Ｃと、第１波長域とは異なる第２波長域の光を感知する光感知素子３０３Ｄとを有する場合、この炎検知部３３２は、光感知素子３０３Ａ～３０３Ｃの出力の平均と光感知素子３０３Ｄの出力との比率に基づいて炎を検知する。例えばこの比率が所定の条件を満たす場合、炎検知部３３２は炎を検知する。判定手段３１１は、炎検知部３３２により炎が検知されると、炎が有ると判定する。炎検知部３３２がこれらの４つの光感知素子３０３を有する場合には、第１波長域において光感知素子３０３Ａ、３０３Ｂ、及び３０３Ｃの出力が平均化されることにより、ノイズが低減される。その結果、炎の検知距離を長くしても十分なＳ／Ｎ（Signal / Noise）比を確保することができる。したがって、炎検知部３３２がこれらの４つの光感知素子３０３を有する場合には、２つの光感知素子３０３を有する場合に比べて、炎の検知距離を長くすることができる。

【符号の説明】

【0064】

１：炎検知システム、１０：火災検知器、１５：火災受信機、２０：中央制御盤、２５：現地制御盤、３０：放水装置、３１：制御部、３２：通信部、３３：火源探査部、３４：放水ノズル、３５：旋回駆動部、３６：俯仰駆動部、３０１：基板、３０２：素子ホルダ、３０３：光感知素子、３０４：シールドケース、３０５：視野制限部材、３１１：判定手段、３２１：収容部、３３１：熱源探査部、３３２：炎検知部、３４１：孔、３４２：孔、３５１：孔、３５２：壁面、３５３：開口、３５４：開口、３５５：光軸、３５６：所定範囲、３５７：所定範囲、３５８：最狭部、３５９：突起

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】