具有双隔壁暗室结构的光电烟雾探测器的制作方法

文档序号:18515656发布日期:2019-08-24 09:26阅读:187来源:国知局
具有双隔壁暗室结构的光电烟雾探测器的制作方法

本发明涉及一种具有双隔壁暗室结构的光电烟雾探测器。更具体地,本发明涉及这样一种光电烟雾探测器,其包括具有双隔壁结构的暗室,以便增加流入率和流速。



背景技术:

根据用于探测引入的烟雾浓度变化的装置,烟雾型火灾探测器分为光电烟雾探测器和电离型烟雾探测器。光电烟雾探测器通过使用作为发光源的光发射元件和接收从光发射元件发射的光的光接收传感器来探测烟雾浓度的变化。电离型探测器通过使用含有镅同位素的材料来探测烟雾浓度的变化。

同时,在发生火灾时,光电烟雾探测器将烟雾浓度的变化转换为预定的电信号并产生警报。

图1和图2是示出相关技术中的光电烟雾探测器1的构造的分解立体图。如图1所示,相关技术中的光电烟雾探测器1被构造成电连接到固定在附接位置的基座10的端子。此外,其中安装有光发射元件11的光发射元件接收部12设置在基座10的一侧,并且其中安装有光接收元件13的光接收元件接收部14设置在基座10的另一侧。另外,如图1所示,烟雾穿过形成在安装在基座10上的主体2的上部周围的烟雾入口孔5而被引入。

同时,因为基于引入主体2的烟雾入口孔5中的烟雾浓度的变化来探测火灾的发生,所以必须有效地避免可能影响浓度变化的细尘和小昆虫的流入,并且必须充分减少从烟雾入口孔引入的光的量。

如图2所示,相关技术中的火灾探测器1具有这样的结构,在这种结构中,多个引导叶片(通常被定义为楔结构)3同心地形成在安装在主体2中的暗室的外周表面上,并且阻挡壁4围绕引导叶片3的外周。另外,阻挡壁4具有小孔,其允许烟雾毫无困难地通过其引入,并防止细尘和小昆虫的流入。安装有阻挡壁4的暗室的上端由盖封闭。

关闭暗室的目的是有效地阻挡从外部引入的光并且通过允许具有直线度的光与许多障碍物碰撞来充分降低光的强度来防止火灾探测器的错误操作,即使如此仍有少量的光被引入。

根据分析暗室中气流的流动特性的结果,存在的问题是,相关技术中具有楔结构的暗室具有取决于气流的流入角度的不对称流动特性并且会出现低流速区域。

更具体地,在相关技术中具有楔结构的烟雾探测器1中,根据流入方向角度,流动特性根据气流的流入/流出方向而大大改变,并且楔结构的阻挡壁效应大大降低暗室中气流的速度,结果,存在由于低流速区域的增加而导致颗粒粘附的可能性增加的问题。

因此,有必要改进相关技术中具有楔结构的烟雾探测器1的结构,且因此需要开发一种具有改进结构的烟雾探测器,该烟雾探测器可以根据气流的流入角度而确保均匀的流动特性,增加探测器的周边的高浓度颗粒分布区域,并降低颗粒沉积的可能性。



技术实现要素:

因此,本发明致力于解决上述问题,并且根据本发明的示例性实施方式,本发明的目的是提供一种具有双隔壁结构的光电烟雾探测器,其可以根据气流的流入角度而确保均匀的流动特性,增加探测器的周边的高浓度颗粒分布区域,并降低颗粒沉积的可能性。

根据本发明的示例性实施方式,本发明的目的是提供一种具有双隔壁结构的光电烟雾探测器,其具有所述双隔壁结构,使得:通过确保烟雾流入区域内气流的相对较高的速度,可以增加探测器的周边的高浓度颗粒分布区域,并且可以降低颗粒沉积的可能性;通过增加双隔壁之间的距离并使外隔壁的内部流动引导部分以预定角度向上倾斜,可以最小化烟雾经过双隔壁之间的空间时的压力降;通过减小入口的筛网的空间,可以使进入暗室的气流和/或颗粒流加速;并且通过对双隔壁的边缘进行圆角处理而降低压力降的速率,可以保持较高的气流速度。

另外,根据本发明的示例性实施方式,本发明的目的是提供一种具有双隔壁结构的光电烟雾探测器,其具有所述双隔壁结构,使得:因为根据气流的入射方向的内部气流的流动特性变化较小,可以获得恒定的探测性能;通过减少入口的筛网的区域的高度,在入口的上端和下端形成向外突出的引导部分,以及对气流区域中双隔壁的边缘进行圆角处理,可以使气流的流入方向对内部流动特性的影响最小化;并且通过在探测器的周边确保气流速度等于或高于临界速度,可以增加高浓度颗粒分布区域并降低颗粒沉积的可能性。

同时,本公开要解决的技术问题不限于上述技术问题,并且本领域技术人员可以从以下描述中清楚地理解上面未提及的其它技术问题。

本发明的目的可以通过一种具有双隔壁结构的光电烟雾探测器来实现,该光电烟雾探测器包括:基座,该基座的一侧具有光发射元件接收部并且另一侧具有光接收元件接收部,用于将光发射到所述基座中的光发射元件被安装在所述光发射元件接收部中,并且用于接收由所述光发射元件发射并被烟雾颗粒散射的光的光接收元件被安装在所述光接收元件接收部中;外隔壁,该外隔壁从所述基座向下突出以限定所述光电烟雾探测器的外壁,并且所述外隔壁具有沿圆周方向形成并具有预定高度的烟雾入口;下端表面,该下端表面联接到所述外隔壁的下端;以及内隔壁,该内隔壁从所述下端表面向上突出,设置成以预定间隔与所述外隔壁间隔开,并且具有比所述外隔壁的高度低的高度以在所述内隔壁的上侧限定气流区域,其中,烟雾穿过所述烟雾入口而被引入并且穿过所述外隔壁和所述内隔壁之间的空间以及所述气流区域而被引入。

另外,所述内隔壁的纵向方向可以是高度方向,并且所述内隔壁具有多个突出部分,所述多个突出部分向外突出并在圆周方向上以预定间隔彼此间隔开。

此外,所述光电烟雾探测器还可以包括向内连接到所述外隔壁的上端表面的内部流动引导部分,其中,所述内部流动引导部分的平面方向相对于垂直于所述外隔壁的纵向方向的表面具有1°到20°的向上角度。

另外,所述光电烟雾探测器还可以包括从所述烟雾入口的上端向外突出的第一引导部分。

此外,所述光电烟雾探测器还可以包括从所述烟雾入口的下端向外突出的第二引导部分。

另外,所述第一引导部分的下表面和所述第二引导部分的上表面可以被形成为弯曲表面以引导烟雾流入所述烟雾入口。

此外,所述内隔壁的上端表面以及连接到所述外隔壁和所述内部流动引导部分的边缘部分可以以预定曲率进行圆角处理。

另外,所述外隔壁和所述内隔壁之间的预定空间可以是所述光电烟雾探测器的半径的0.3至0.6。

此外,所述烟雾入口的高度可以是所述外隔壁的高度的0.3至0.5。

另外,所述烟雾入口可以具有用于防止光、细尘和昆虫流入的筛子。

根据本发明的示例性实施方式,可以根据气流的流入角度而确保均匀的流动特性,增加探测器的周边的高浓度颗粒分布区域,并降低颗粒沉积的可能性。

根据本发明的示例性实施方式,由于采用双隔壁结构,通过确保烟雾流入区域内气流的相对较高的速度,可以增加探测器的周边的高浓度颗粒分布区域,并且可以降低颗粒沉积的可能性;通过增加双隔壁之间的距离并使外隔壁的内部流动引导部分以预定角度向上倾斜,可以最小化烟雾经过双隔壁之间的空间时的压力降;通过减小入口的筛网的空间,可以使进入暗室的气流和/或颗粒流加速;并且通过对双隔壁的边缘进行圆角处理而降低压力降的速率,可以保持较高的气流速度。

另外,根据本发明的示例性实施方式,由于采用双隔壁结构,因为根据气流的入射方向的内部气流的流动特性变化较小,可以获得恒定的探测性能;通过减少入口的筛网的区域的高度,在入口的上端和下端形成向外突出的引导部分,以及对气流区域中双隔壁的边缘进行圆角处理,可以使气流的流入方向对内部流动特性的影响最小化;并且通过在探测器的周边确保气流速度等于或高于临界速度,可以增加高浓度颗粒分布区域并降低颗粒沉积的可能性。

同时,本公开获得的效果不限于上述效果,并且本领域技术人员从以下描述中将清楚地理解上面未提及的其它效果。

附图说明

附于本说明书的以下附图示出了本发明的示例性实施方式,并且用于进一步理解本发明的技术精神以及本发明的详细描述,并且本发明不应被解释为限于图中所示的项目。

图1是典型的光电烟雾探测器的分解立体图。

图2是相关技术中具有楔结构的光电烟雾探测器的分解立体图。

图3是当从顶侧观察时根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的立体图。

图4是当从底侧观察时根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的立体图。

图5是根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的前视图。

图6是当从顶侧观察时根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的剖视立体图。

图7是当从底侧观察时根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的剖视立体图。

图8是根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的剖视图。

图9是示出根据相关技术中具有楔结构的光电烟雾探测器中气流的入射角的定量指标的比较的曲线图。

图10a和图10b是示出根据相关技术中具有楔结构的光电烟雾探测器的情况1和情况3的低流速区域和高浓度颗粒分布区域的视图。

图11a和图11b是示出根据相关技术中具有楔结构的光电烟雾探测器的情况1和情况3的平均颗粒跟踪时间的分布的视图。

图12是示出根据具有双隔壁结构的光电烟雾探测器中气流的入射角的定量指标的比较的曲线图。

图13a和图13b是示出根据具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的情况1和情况3的低流速区域和高浓度颗粒分布区域的视图。

图14a和图14b是示出根据具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的情况1和情况3的平均颗粒跟踪时间的分布的视图。

图15是示出相关技术中的光电烟雾探测器的定量指标与具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的定量指标之间的标准偏差的表。

图16是示出具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的暗室中的内/外区域中的颗粒分布的视图。

图17a和图17b是示出具有双隔壁结构的光电烟雾探测器中yz横截面(x=0)处的速度矢量和轮廓的视图。

图18是示出具有双隔壁结构的暗室中相对于竖直线的速度分布曲线的视图。

图19是示出具有预定角度的内部流动引导部分以及具有双隔壁结构的光电烟雾探测器中yz横截面(x=0)处的速度矢量和轮廓视图。

图20是示出根据具有引导部分、双隔壁结构和圆角处理的边缘的光电烟雾探测器中气流的入射角的定量指标的比较的曲线图。

图21a和图21b是示出根据具有引导部分、双隔壁结构和圆角处理的边缘的光电烟雾探测器的情况1和情况3的低流速区域和高浓度颗粒分布区域的视图。

图22a和图22b是示出根据具有引导部分、双隔壁结构和圆角处理的边缘的光电烟雾探测器的情况1和情况3的平均颗粒跟踪时间的分布的视图。

图23a和图23b是示出根据引导部分和边缘是否被圆角处理在yz横截面(x=0)处的速度矢量和轮廓的视图。

图24a和图24b是示出根据引导部分和边缘是否被圆角处理在yz横截面(x=0)处的主气流的流动改进点的视图。

图25是示出根据引导部分和边缘是否被圆角处理而相对于暗室中的竖直线的速度分布曲线的曲线图。

具体实施方式

参照以下与附图相关的示例性实施方式,将容易理解本发明的上述目的、其它目的、特征和优点。然而,本发明不限于下面要描述的示例性实施方式,并且可以被指定为其它方面。相反,提供在此介绍的示例性实施方式是为了使所公开的内容彻底和完整,并且将本发明的精神充分地传递给本领域技术人员。

在本说明书中,当一个组成元素被描述为设置在另一个组成元素上时,一个组成元素可以直接形成在另一个组成元素上,或者第三组成元素可以介于其间。此外,在附图中,为了有效地描述技术内容而夸大了每个组成元素的厚度。

将参照作为本发明的理想示例视图的横截面视图和俯视平面图来描述本说明书中公开的示例性实施方式。在附图中,为了有效地描述技术内容而夸大了每个膜的厚度和每个区域的厚度。因此,可以根据制造技术和/或允许的误差来改变示例性视图的形式。因此,本发明的示例性实施方式不限于所示的特定形式,而是包括根据制造过程产生的形式的变化。例如,示出为具有直角的区域可以是圆形的或者可以具有预定曲率。因此,附图中示出的区域具有属性,并且附图中示出的区域的形状旨在举例说明元素的区域的具体形式,而不是限制本发明的范围。词语“第一”和“第二”用于描述本说明书的各种示例性实施方式中的各种组成元素,但是组成元素不应受这些词语的限制。这些词语仅用于将一个组成元素与其它组成元素区分开。这里描述和示出的示例性实施方式还包括其互补的示例性实施方式。

本说明书中使用的词语仅用于解释示例性实施方式,而不是用于限制本发明。除非在本说明书中另外特别说明,否则单数形式也包括复数形式。除了提及的组成元素之外,本说明书中使用的词语“包括”和/或“包含”不排除存在或添加一种或多种其它组成元素。

为了描述以下具体示例性实施方式,提出了各种特定内容以更具体地描述本发明并帮助理解本发明。然而,在该领域中足以理解本发明的人可以认识到可以在没有各种特定内容的情况下使用本发明。应注意,在某些情况下,将省略对以下这些部分进行描述,以便在描述本发明时避免不必要的混淆,这些部分是公知的并且与本发明没有很大关系。

<具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的构造>

在下文中,将描述根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器100的构造。

首先,图3是当从顶侧观察时根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器100的立体图。另外,图4是当从底侧观察时根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器100的立体图,并且图5是根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器100的前视图。

此外,图6是当从顶侧观察时根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器100的剖视立体图。另外,图7是当从底侧观察时根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器100的剖视立体图,并且图8是根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器100的剖视图。

参照图3至图8,可以看出,根据本发明示例性实施方式的具有双隔壁结构的光电烟雾探测器100可以在整体上包括基座10、下端表面、外隔壁20和内隔壁30。

光发射元件接收部12和光接收元件接收部14形成在基座10的内表面上。即,供安装用于将光发射到基座10中的光发射元件11的光发射元件接收部12被设置在基座10的内表面的一侧。另外,供安装用于接收由光发射元件11发射并被烟雾颗粒散射的光的光接收元件13的光接收元件接收部14被设置在基座10的内表面的另一侧。

另外,具有双隔壁结构的暗室由外隔壁20和内隔壁30形成。如图3至图8所示,可以看出外隔壁20具有圆柱形状并从基座10向下突出以限定烟雾探测器100的外壁。此外,烟雾入口23在外隔壁20的一侧沿圆周方向形成为具有预定高度。

另外,用于关闭作为暗室的内部的下端表面联接到外隔壁20的下端。

此外,如图6至图8所示,可以看出,内隔壁30整体上具有圆柱形状并从下端表面向上突出,并且内隔壁30设置成以预定间隔与外隔壁20间隔开,使得在外隔壁20和内隔壁30之间形成预定空间33。另外,内隔壁30的高度比外隔壁20的高度低,使得在内隔壁30的上侧形成气流区域32。

此外,如图8所示,烟雾穿过烟雾入口23而被引入,并在外隔壁20和内隔壁30之间的预定空间中从下侧流到上侧,然后烟雾穿过气流区域32而被引入内隔壁30。

另外,如图5至图8所示,内隔壁30可以被构造成具有沿圆周方向设置的多个突出部分31。突出部分31的纵向方向是高度方向,并且突出部分31在圆周方向上形成为以预定间隔彼此间隔开并向外突出。

此外,参照图5至图8,可以看出,烟雾探测器100包括内部流动引导部分24,该内部流动引导部分向内连接到外隔壁20的上端表面。此外,如图8所示,内部流动引导部分24的平面方向相对于垂直于外隔壁20的纵向方向的表面具有约1°至20°的向上角度。

因此,由于根据本发明示例性实施方式的烟雾探测器100包括具有预定角度的内部流动引导部分24,因此可以使气体经过双隔壁结构时的压降最小化。

另外,参照图3至图8,可以看出,烟雾探测器100包括从入口23的上端向外突出的第一引导部分21以及从入口23的下端向外突出的第二引导部分22。此外,第一引导部分21的下表面和第二引导部分22的上表面形成为弯曲表面,以引导烟雾流入入口23。

此外,如图8所示,可以看到连接到外隔壁20和内部流动引导部分24的边缘以预定曲率进行圆角处理。另外,内隔壁30的上端表面,即,多个突出部分31中的每个突出部分的上端表面,也以预定曲率进行圆角处理。

因此,利用这种构造,可以降低压降速率并保持高气流速度。

此外,根据本发明的示例性实施方式,外隔壁20和内隔壁30之间的预定空间的尺寸可以是外隔壁20的半径的约0.3至0.6。

另外,如图3至图8所示,形成在外隔壁20中的入口23设置在外隔壁20的下端,并且入口23的高度可以是外隔壁20的高度的约0.3至0.5。因此,因为烟雾探测器100具有第一引导部分21、第二引导部分22以及小尺寸入口23,所以可以使流入暗室的气流和/或颗粒加速。此外,入口23具有筛子25,用于防止光、细尘和昆虫的流入。

因此,由于根据本发明示例性实施方式的光电烟雾探测器100具有上述结构,因此可以根据气流的流入角确而保均匀的流动特性,确保探测器100的周边的高浓度颗粒分布区域,并降低颗粒沉积的可能性。

也就是说,由于根据本发明示例性实施方式的烟雾探测器100具有双隔壁结构,因此通过确保烟雾流入区域内气流的相对较高的速度,可以增加探测器100的周边的高浓度颗粒分布区域,并且可以降低颗粒沉积的可能性;通过增加双隔壁之间的距离并使外隔壁的内部流动引导部分24以预定角度向上倾斜,可以最小化烟雾经过双隔壁之间的空间33时的压力降;通过减小入口23的筛网25的空间,可以使进入暗室的气流和/或颗粒流加速;并且通过对双隔壁的边缘进行圆角处理而降低压力降的速率,可以保持较高的气流速度。

另外,由于采用双隔壁结构,因为根据气流的入射方向的内部气流的流动特性变化较小,可以获得恒定的探测性能;通过减少入口的筛网25的区域的高度,在入口23的上端和下端形成向外突出的引导部分21和22,以及对气流区域中双隔壁的边缘进行圆角处理,可以使气流的流入方向对内部流动特性的影响最小化;并且通过在探测器100的周边确保气流速度等于或高于临界速度,可以增加高浓度颗粒分布区域并降低颗粒沉积的可能性。

<分析结果数据>

在下文中,将描述与上述烟雾探测器的气流的流动特性相关的分析结果数据。

首先,将描述通过比较相关技术中具有楔结构的烟雾探测器中的气流的流动特性和具有双隔壁的烟雾探测器中的气流的流动特性以及通过根据引导部分21和22以及双隔壁结构中的边缘是否进行圆角处理来比较气流的流动特性而获得的分析结果。

[双隔壁结构]

图9是示出根据相关技术中具有楔结构的光电烟雾探测器中气流的入射角的定量指标的比较的曲线图。另外,图10a和10b是示出根据相关技术中具有楔结构的光电烟雾探测器的情况1和情况3的低流速区域和高浓度颗粒分布区域的视图。图11a和图11b是示出根据相关技术中具有楔结构的光电烟雾探测器的情况1和情况3的平均颗粒跟踪时间的分布的视图。

相关技术中具有楔结构的光电烟雾探测器具有不对称结构,并且具有安装在暗室中的楔结构。图9示出了根据气流的流入方向的定量指标,并且低流速区域的偏差根据流入方向非常高。基于低流速区域中的指标,最大值和最小值之间的偏差比为约54%。另外,低流速区域的平均值、高浓度颗粒分布区域的平均值和平均颗粒追踪时间的平均值分别为7.59cm3、2.03cm3和4.49秒。

为了分析探测器的暗室结构与流动特性之间的关系,通过可视化分析了根据具有低流速区域的最大值和最小值的情况1和情况3的定量指标,如图10a和图10b以及图11a和图11b所示。在情况1中,气流穿过探测器的左上端而被引入并弯曲90度,然后气流穿过探测器的左侧和右侧而被排出。这是因为探测器中的体积大于暗室中的体积,并且气流设置在楔结构之间,使得内部流动特性根据气流的方向而大大改变。特别是,探测器下端的楔结构对排出的气流产生阻挡壁效应,从而促进了低流速区域的生长。

相反,在情况3中,气流沿对角线方向通过,并且仅有少量气体穿过左下端而被排出。与情况1中的气流相比,气流相对更平稳地通过,但是左楔结构和探测器仍阻挡气流,结果,低流速区域大大增加。因此,鉴于探测器的均匀探测性能,确定突出的探测器结构和楔结构产生不利影响。

图11a和图11b示出了探测器内/外的平均颗粒跟踪时间的分布,并且可以看出,根据情况1,相对大量的具有约10秒的保留时间的颗粒分布在暗室中。因此,在情况1中,与情况3相比,暗室中颗粒的保留时间相对较长。因此,在情况1中,低流速区域广泛分布,并且暗室中颗粒的保留时间长,结果,确定灰尘颗粒沉积的可能性将非常高。

图12是示出根据具有双隔壁结构的光电烟雾探测器中气流的入射角的定量指标的比较的曲线图,图13a和图13b是示出根据具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的情况1和情况3的低流速区域和高浓度颗粒分布区域的视图。图14a和图14b是示出根据具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的情况1和情况3的平均颗粒跟踪时间的分布的视图。

具有双隔壁结构的光电烟雾探测器具有不对称的内外探测器结构,并具有双隔壁暗室结构。图12示出了根据流入方向的定量指标,并且低流速区域的偏差相对小于楔结构的偏差。基于低流速区域中的指标,最大值和最小值之间的偏差比为约16%。另外,低流速区域的平均值、高浓度颗粒分布区域的平均值和平均颗粒追踪时间的平均值分别为3.35cm3、0.36cm3和3.23秒。

通过可视化分析了根据具有低流速区域的最大值和最小值的情况1和情况3的定量指标,如图13a和图13b所示。在情况3中,引导件阻挡外部气体流入,使得低流速区域在引导件后侧在隔壁和探测器盖之间大大增长。因此,确定包括隔壁和探测器盖之间的低流速区域的高浓度颗粒分布区域受到气流的流入方向的影响。相反,暗室中低流速区域在隔壁上的分布趋势不会发生很大变化。这是因为双隔壁结构减小了从外部引入的气流对暗室内部的影响。确定原因是外部气流的方向快速改变两次,因此主气流相对均匀地分布。具有双隔壁结构的烟雾探测器具有凹陷的探测器结构,结果,暗室中的气流不会受到探测器的很大影响。

图14a和图14b示出了探测器内/外的平均颗粒跟踪时间的分布,并且沿着颗粒跟踪路径引入暗室的大多数颗粒通过探测器的周边。这是因为双隔壁结构的通道形成了朝向探测器所在的暗室天花板表面的流动。

图15是示出相关技术中的光电烟雾探测器的定量指标与具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的定量指标之间的标准偏差的表。此外,图16是示出具有双隔壁结构的光电烟雾探测器的暗室中的内/外区域中的颗粒分布的视图,并且图17a和图17b是示出具有双隔壁结构的光电烟雾探测器中yz横截面(x=0)处的速度矢量和轮廓的视图。此外,图18是示出具有双隔壁结构的暗室中相对于竖直线的速度分布曲线的视图。另外,图19是示出具有预定角度的内部流动引导部分24以及具有双隔壁结构的光电烟雾探测器中yz横截面(x=0)处的速度矢量和轮廓视图。

根据具有双隔壁结构的烟雾探测器和具有楔结构的烟雾探测器之间的气流的入射方向,将定量指标的标准偏差值与内部流动特性的相对比较影响程度进行比较。随着标准偏差的减小,影响减小。图15示出了具有双隔壁结构的烟雾探测器和具有楔结构的烟雾探测器的定量指标的标准偏差。根据所有指标,具有双隔壁结构的烟雾探测器的标准偏差值小于其余模型的标准偏差值。

该结果与通过使定量指标可视化获得的上述分析结果一致,因此,确定具有双隔壁结构的烟雾探测器具有相对均匀的探测性能,而与气流的入射角无关。因此,分析了气流的流动特性与具有双隔壁结构的烟雾探测器的探测器结构之间的关系,另外,考虑了对探测器性能的影响。

参照图16,仅相对于yz平面横截面可视化了一个分析区域,以便分析暗室内/外区域中整个颗粒分布和流动。探测器结构具有凹陷形状并位于天花板表面(-y方向)上。大多数颗粒的流动主要显示在探测器的周边的区域(由红色虚线指示的区域-①),因此,确定,通过形成相同的气流而不管气流的入射方向如何,双隔壁结构就探测而言具有更有效的结构。

图17a示出了yz横截面(x=0)处的速度矢量和轮廓。如图17a所示,在气流通过双隔壁结构之后,引入暗室上端的气流速度较高。另外,在高浓度颗粒分布区域附近的速度相对较高。图17b示出了双隔壁结构中暗室中的气体流入路径的周边处的速度分布的放大视图。如图17b所示,筛子25通过引导件而具有收缩结构,并且筛子25的格子尺寸较大,从而确定可以引入相对大量的气流和相对较大数量的颗粒。

图18示出了相对于暗室中的竖直线的速度分布曲线(高度方向,图17a和图17b中的黄色虚线)。当速度分布曲线中的标准化高度分别为0和1时,示出了暗室中最高端点和最低端点处的速度。

结果,楔结构是出现不对称流动特性和低流速区域的主要原因,并且具有凹陷探测器结构的双隔壁暗室结构受气流入射方向的影响较小。另外,为了增加探测器的周边处的高浓度颗粒分布区域并降低颗粒沉积的可能性,在相应区域中基本上需要相对高速的气流。因此,当气流通过双隔壁结构时,必须使压降最小化。为此,必须增加双隔壁之间的距离,并且必须将内部流动引导部分安装在隔壁的出口处并朝向上侧设计预定角度,如图19所示。另外,具有收缩结构的引导筛子空间使进入暗室中的气流和颗粒流加速,并且必须通过对双隔壁的边缘进行圆角处理而降低压降速率来保持较高的气流速度。

[引导部分和圆角处理]

在下文中,将描述根据引导部分21和22以及双隔壁结构中的边缘是否被圆角处理来分析气流的结果。以下,将引导部分21和22以及边缘未进行圆角处理的烟雾探测器称为比较例1,并且将引导部分21和22以及边缘进行了圆角处理的烟雾探测器称为比较例2。

图20是示出根据具有引导部分21和22、双隔壁结构和圆角处理的边缘的光电烟雾探测器中气流的入射角的定量指标的比较的曲线图。此外,图21a和图21b是示出根据具有引导部分、双隔壁结构和圆角处理的边缘的光电烟雾探测器的情况1和情况3的低流速区域和高浓度颗粒分布区域的视图。此外,图22a和图22b是示出根据具有引导部分21和22、双隔壁结构和圆角处理的边缘的光电烟雾探测器的情况1和情况3的平均颗粒跟踪时间的分布的视图。此外,图23a和图23b是示出根据引导部分和边缘是否被圆角处理在yz横截面(x=0)处的速度矢量和轮廓的视图,并且图24a和图24b是示出根据引导部分和边缘是否被圆角处理在yz横截面(x=0)处的主气流的流动改进点的视图。最后,图25是示出根据引导部分21和22以及边缘是否被圆角处理而相对于暗室中的竖直线的速度分布曲线的曲线图。

当排除探测器结构时,比较例1和比较例2具有相对于y轴对称的暗室结构。图20示出了根据气流的流入方向的定量指标,并且基于低流速区域中的指标,最大值和最小值之间的偏差比为约5%。另外,低流速区域的平均值、高浓度颗粒分布区域的平均值和平均颗粒追踪时间的平均值分别为4.12cm3、0.271cm3和3.59秒。图21a、图21b、图22a和图22b示出了根据比较例2的探测器的暗室内/外的定量指标的分布。

为了分析暗室内/外区域中的整个流动特性,分析区域的一个区域(-x)相对于yz平面横截面被可视化,如图23a和图23b所示。在比较例2中,第一水平引导部分21和第二水平引导部分22安装在引导筛子空间中从筛子向前的区域中,使得比较例2具有与比较例1的收缩结构类似的结构。此外,与比较例1相比,减少了外部气流的阻碍,结果,在筛子的紧前端产生了高的气流速度。另外,在比较例2中,双隔壁之间的空间进一步增加,使得在双隔壁之间的空间33中保持了高的气流速度。

图24a和图24b示出了通过改进探测器的暗室结构而得到的主气流流动改进点。由于收缩的引导筛子空间结构并且由于双隔壁的边缘被进行圆角处理,因此与比较例1相比,根据比较例2,在暗室内部产生了相对高的气流速度。为此,如图25所示,暗室内部中心的周边(探测器的周边)的最大气流速度比比较例1中的最大气流速度高约3%。

结果,根据对应于本发明示例性实施方式的比较例2,气流的流入方向对内部流动特性的影响是不显著的,并且确定,通过确保气流速度等于或高于探测器的周边处的临界速度,高浓度颗粒分布区域得以增加,并且颗粒沉积的可能降得以低性。

另外,上面已经描述的系统和方法不受如上所述的示例性实施方式的构造和方法的限制,相反,示例性实施方式还可以通过选择性地组合这些示例性实施方式的全部或一部分来进行构造,因此可以进行各种修改。

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