Feuermeldeanlage mit mindestens einem Aerosol-Indikator zur Feststellung von in Luft schwebenden Verbrennungsprodukten
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Feuer meldeanlage mit mindestens einem Aerosol-Indikator zur Feststellung von in der Luft schwebenden Verbrennungsprodukten. Im vorliegenden Zusammenhang sollen unter dem Ausdruck Verbrennungsprodukte die Teilchen mikroskopischer und snbmikro- skopischer Grösse verstanden werden, die als Folge einer Verbrennung entstehen und in der Luft schweben.
Es sind eine Reihe von Feuermeldern bekannt, die auf diese Teilchen bzw. Aerosole ansprechen und hierdurch beispielsweise einen Feueralarm auslösen. Lediglich beispielshalber seien Ionisationsfeuermelder erwähnt, die auf sichtbare und unsichtbare Verbrennungsprodukte ansprechen, sowie Melder, die mit Lichtquelle und einem photoempfindlichen Element arbeiten, die entweder auf die Abnahme des Lichteindruckes ansprechen, den das photoempfindliche Element von der Lichtquelle erfährt, wenn sich dazwischen Aerosole befinden oder auf Reflexion von Licht an den Aerosolen.
Die genannten Indikatoren für Aerosole in Feuermeldern arbeiten einwandfrei wenn sich in der Luft keine nennenswerten Anteile anderer Verunreinigungen durch feste Schwebeteilchen, wie Staub, Russ, Dämpfe usw. befinden. Wenn derartige Verunreinigungen vorhanden sind, ist das einwandfreie Funktionieren der Feuermelder der genannten Art beeinträchtigt oder sogar unmöglich, da die Verunreinigungen die gleiche Wirkung verursachen, wie die festzustellenden Verbrennungsprodukte. Die Verunreinigungen können sowohl die Lichtdurchlässigkeit bzw. Reflexionseigenschaften eines Gases in gleicher Weise beeinflussen wie die Aerosole, als auch den durch eine Ionisationskammer fliessenden Strom in gleicher Weise verändern wie die Aerosole, die von einer Verbrennung stammen. In Räumen bzw.
Umgebungen, in denen Staub oder andere Verschmutzungen auftreten, muss daher die Empfindlichkeit der Indikatoren stark herabgesetzt werden, um dauernde Fehlalarme zu verhindern; selbstverständlich ist dies immer mit einer Einbusse an Empfindlichkeit tatsächlichen Bränden gegenüber verbunden.
Eine weitere Beeinträchtigung der Wirkungsweise von Feuermeldern mit Aerosolindikatoren besteht in der Verschmutzung dieser Indikatoren durch den Staub. Wenn ein Funktionausfall nicht nach kürzester Zeit auftreten soll, sind kostspielige Reinigungen unerlässlich.
Es ist nun ein Zweck der vorliegenden Erfindung, eine Feuermeldeanlage der genannten Art zu schaffen, die die oben erwähten Nachteile nicht aufweist und auch in Räumen mit stark verunreinigter Luft einwandfrei arbeitet und mit hoher Empfindlichkeit auf die von Verbrennung stammenden Aerosole selbst in geringer Konzentration anspricht.
Ausgedehnte Versuche haben zu dem Ergebnis geführt, dass diejenigen Teilchen, auf die die Aerosolindikatoren der genannten Art ansprechen, in der Regel kleiner als ein ii sind, Während die gewöhnlich in der Luft enthaltenen Partikel zum Beispiel Russ- oder Staubpartikel erheblich grösser sind.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird der nachteilige Einfluss der in der Luft häufig vorhandenen Partikel dadurch vermieden, dass die zu den Indikatoren gelangende Luft einen Filter passieren muss.
Die Feuermeldeanlage gemäss der vorliegenden Erfindung ist nun dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter vorgesehen ist, durch den die zu prüfende Luft, unter dem Einfluss einer Druckdifferenz zum Aerosolindikator gelangt.
Der Filter ist vorzugsweise so ausgebildet, dass er mindestens einen Grossteil der Aerosolpartikel unter einem ffi Durchmesser hindurchlässt, während er einen Grossteil der Partikel mit einem Durchmesser über fünf Ft zurückhält.
Es hat sich herausgestellt, dass unter diesen Voraussetzungen selbst in stark staubigen Räumen eine zuverlässige Brand anzeige mittels Aerosolindikatoren möglich ist.
Die Erfindung soll anschliessend anhand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden, wobei darstellen:
Fig. 1 eine Feuermeldeanlage mit einer Lichtquelle und einer Photozelle zwischen denen die zu überprüfende Luft hindurchbewegt wird;
Fig. 2 eine Ionisationsfeuermeldeanlage, bei der die zu überprüfende Luft nacheinander in beiden Richtungen durch den Filter hindurchtritt;
Fig. 3 eine Ionisationsfeuermeldeanlage, beispielsweise in einer Leitung und
Fig. 4 eine Feuermeldeanlage mit mehreren Feuermeldern, die an einem gemeinsamen Ventilator zur Erzeugung der Druckdifferenz an den Filtern angeschlossen sind.
Die in Fig. 1 gezeigte Feuermeldeanlage besitzt einen Indikator, der aus einer Lichtquelle 3 und einer Photozelle 4 besteht, an die beispielsweise ein Mikrovoltmeter 5 angeschlossen ist. Die Lichtquelle 3 und die Photozelle 4 befinden sich an einander gegenüberliegenden Umfangspunkten eines Rohres 6, in welchem sich ein Ventilator 2 befindet. Ein Ende des Rohres ist mit einem Filter 1 bedeckt.
Während des Betriebes saugt der Ventilator 2 in Richtung der gezeigten Pfeile die zu überprüfende Luft durch den Filter 1 in das Rohr 6 hinein.
Die normalen Staubpartikel werden nun von dem Filter 1 aufgehalten, so dass sie auch keine Schwächung des Lichtstromes von der Lichtquelle 3 zu der Photozelle 4 hervorrufen können. Findet jedoch in dem Einzugsgebiet des Rohres 6 eine Verbrennung statt, treten hierbei auch Aerosolteilchen bzw. -partikel auf, deren Durchmesser unter etwa 1 11 liegt. Diese können nun den Filter 1 passieren und bewirken eine Herabsetzung der Lichtenergie, die zu der Photozelle 4 gelangt. Dies bedingt eine Abnahme des von dem Mikrovoltmeter 5 angezeigten Spannungswertes, was eine Anzeige für das Vorhandensein einer Verbrennungsreaktion ist.
Selbstverständlich kann das Mikrovoltmeter 5 auch durch Relaisorgane oder dergleichen ersetzt werden, die ohne weiteres zur Auslösung eines Alarmes geeignet sind, wenn die von der Photozelle 4 abgegebene Spannung einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
Als Filter 1 kann Nylongewebe oder Baumwollgewebe in Betracht kommen, etwa in gleicher Weise, wie sie heute in den handelsüblichen Staubsaugern als Filtermaterial verwendet werden. Für die vorliegende Anwendung sind Filter aus nicht quellfähigen Fasern gegebenenfalls von Vorteil, da die Filtereigenschaften dann feuchtigkeitsunabhängig sind. So können insbesondere auch Filter aus Glasseidengeweben in Betracht kommen. Wie bereits ausgeführt, sind die Filter so beschaffen, dass Partikel mit einem Durchmesser bzw. einer grössten Abmessung vorzugsweise von weniger als 1 tt hinduchgelassen werden, während andererseits Partikel mit einer Grössenabmessung von über fünf EL zurückgehalten werden sollten.
Welche Seidenfeinheit im einzelnen verwendet wird, hängt jedoch auch von der zu erwartenden Luftverunreinigung ab.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass der Filter 1 auch einen Teil von den Partikeln zurückhält, die bei der Verbrennung auftreten. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass bereits die kleinen Partikel unter einem Durchmesser von etwa 1 y ; ohne weiteres für die Zuverlässigkeit der Anzeige einer Verbrennungsreaktion ausreichen.
Fig. 2 zeigt eine Ionisationsfeuermeldeanlage, bei welcher das zu überprüfende Gas in beiden Richtungen durch den Filter hindurchtritt. Der Indikator des Feuermelders der Fig. 2 enthält zwei Elektroden 14 und 15, die an einem Anzeigeinstrument 17 mit einer Gleichspannungsquelle 18 verbunden sind. Auf einer Elektrode ist ein radioaktives Element 16 angeordnet, welches den Raum zwischen den beiden Elektroden 14 und 15 mindestens teilweise ionisiert.
Wenn in dem Raum zwischen den Elektroden Aerosole eintreten, lagern sich - wie dies allgemein bekannt ist - die Ionen in die Aerosole an, was die wirksame Beweglichkeit der Ionen herabsetzt. Dies setzt die gesamte Rekombination in dem Raum zwischen den Elektroden herab, was eine gewisse Erhöhung des Ionisationsstromes zur Folge hat. Die Stromerhöhung kann mit dem Stromanzeigeinstrument 17 erfasst oder durch ein Relaisorgan zur Auslösung eines Alarmes ausgewertet werden.
Die beiden Elektroden 14 und 15 sind nun von einem Filter 11 umgeben, welcher in gleicher Weise ausgebildet und beschaffen sein kann, wie dies anhand von Fig. 1 bereits erläutert worden ist. In dem von dem Filter 11 umschlossenen Raum ist ferner ein Zylinder 19 angeschlossen, in dem sich ein Kolben 13 hin- und herbewegt. Der Kolben 13 ist hierzu beispielsweise mit einer Pleuelstange 20 verbunden, die exzentrisch an einem Rad 12 befestigt ist, welches beispielsweise durch einen Synchronmotor angetrieben wird.
Während des Betriebes bewegt sich der Kolben 13 in dem Zylinder 19 auf und ab, wodurch abwechslungsweise Luft angesaugt und abgegeben wird.
In der Ansaugphase, die auch von den in Fig. 2 eingezeichneten Pfeilen veranschaulicht wird, wird Aus senluft durch den Filter 1 in den Raum zwischen den beiden Elektroden 14 und 15 angesaugt, während in der Druckphase wenigstens Teile der in diesem Raum befindlichen Luft durch den Filter nach aussen wandert.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 - welches selbstverständlich auch mit einem optischen Aerosolindikator kombiniert werden kann - kann somit eine Verschmutzung des Filters 11 nicht auftreten, da die Schmutzteilchen, die sich in der Saugphase an der Aussenseite des Filters anlagern, in der Druckphase wieder abgestossen werden. Der Filter bleibt somit lange Zeit auch ohne Wartung funk tionsfähig.
Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Ionisationsfeuermeldeanlage. Die elektrischen Teile sind in gleicher Weise wie bei dem Beispiel in Fig. 2 angeordnet, weswegen dieselben Bezugszeichen verwendet werden. Die beiden Elektroden sind nun innerhalb eines rohrförmigen Gehäuses 23 angeordnet, welches beispielsweise in einem Kanal 22 angeordnet ist. Der Kanal wird in der Richtung der eingezeichneten Pfeile von einem Gas durchströmt, welches auf Verbrennungsprodukte untersucht werden soll. An der der Strömung zugekehrten Seite des Gehäuses 23 ist wiederum ein Filter 21 vorgesehen, welcher die Aerosolteilchen mit einem Durchmesser von beispielsweise über fünf ll zurückhält, während die Teilchen im kleineren Durchmesser durchgelassen werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 erfüllt der Filter 21 weiterhin die Funktion, die Strömung innerhalb des Rohres 23 herabzusetzen. Dies ist erwünscht, weil eine zu starke Strömung die Verhältnisse zwischen den Elektroden 14 und 15 im Sinne einer Verminderung der Anzeigeempfindlichkeit ver ändern kann.
Aus den bisher gezeigten Beispielen ist zu ersehen, dass entweder eine bestehende Strömung bzw.
Druckdifferenz dazu ausgenützt wird, die zu untersuchende Luft durch den Filter hindurchzuführen, oder Mittel zur Erzeugung einer derartigen Druckdifferenz vorgesehen werden können (Fig. 1 und 2).
Wenn Mittel zur künstlichen Erzeugung einer Druckdifferenz an den beiden Seiten eines Filters vorgesehen werden müssen, besteht die Möglichkeit, mehrere Einzelmelder an eine gemeinsame Unterdruckquelle, z. B. an einen Ventilator anzuschliessen.
Ein derartiges Beispiel ist in Fig. 4 gezeigt. Drei Feuermelder A, B und C, die je aus einem Aerosolindikator 32 und einem Filter 31 bestehen, sind über Leitungen 34 mit beispielsweise einem Ventilator 33 verbunden, der in dieser Leitung 34 einen konstanten Unterdruck aufrecht erhält. Durch diesen Unterdruck wird regelmässig Luft durch die Filter 31 angesaugt und in dem Indikator 32 ausgewertet.
Eine Verunreinigung der Filter 31 kann dadurch vermieden werden, dass beispielsweise in regelmässigen Abständen zur Reinigung der Filter Luft in umgekehrter Richtung durch die Leitungen 34 gedrückt wird. Die Indikatoren 32 sind, wie dies allgemein bekannt ist, mit einer Zentrale verbunden, über die ein Alarm ausgelöst werden kann, wenn der Gehalt an Schwebeteilchen bzw. Aerosolen mit einem Durchmesser von beispielsweise 1 F einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt.
Es ist ohne weiteres einzusehen, dass bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Druckdifferenz in dem Filter einen Einfluss auf den Ansprechschwellwert des Melders ausüben kann. Ist beispielsweise die Druckdifferenz in dem Melder relativ gross, wird eine grössere Zahl von Schwebeteilchen durch den Filter hindurchtreten, als bei einer kleineren Druckdifferenz. Für eine zuverlässige Überwachung bzw.
Feuermeldung kann es daher erforderlich werden, die Druckdifferenz an den Filtern zu überwachen.
Fire alarm system with at least one aerosol indicator to detect combustion products suspended in the air
The present invention relates to a fire alarm system with at least one aerosol indicator for detecting combustion products floating in the air. In the present context, the term combustion products should be understood to mean the particles of microscopic and microscopic size that arise as a result of combustion and float in the air.
A number of fire alarms are known which respond to these particles or aerosols and thereby trigger a fire alarm, for example. Ionization fire alarms, which respond to visible and invisible combustion products, as well as alarms that work with a light source and a photosensitive element, which either respond to the decrease in the light impression that the photosensitive element experiences from the light source when there are aerosols in between, should be mentioned only as an example on reflection of light on the aerosols.
The mentioned indicators for aerosols in fire alarms work perfectly if the air does not contain any significant amounts of other impurities from solid suspended particles such as dust, soot, vapors, etc. If such impurities are present, the correct functioning of the fire alarms of the type mentioned is impaired or even impossible, since the impurities cause the same effect as the combustion products to be detected. The impurities can affect the light transmission or reflection properties of a gas in the same way as the aerosols, and also change the current flowing through an ionization chamber in the same way as the aerosols that come from combustion. In rooms or
Environments in which dust or other contamination occur, the sensitivity of the indicators must therefore be greatly reduced in order to prevent permanent false alarms; of course, this is always associated with a loss of sensitivity to actual fires.
Another impairment of the effectiveness of fire alarms with aerosol indicators is the pollution of these indicators by the dust. If a function failure is not to occur after a very short time, expensive cleaning is essential.
It is now an aim of the present invention to provide a fire alarm system of the type mentioned, which does not have the disadvantages mentioned above and works perfectly even in rooms with heavily polluted air and responds with high sensitivity to the aerosols originating from combustion, even in low concentrations.
Extensive tests have led to the result that those particles to which the aerosol indicators of the type mentioned respond are generally smaller than an ii, while the particles usually contained in the air, for example soot or dust particles, are considerably larger.
According to the present invention, the disadvantageous influence of the particles frequently present in the air is avoided by the fact that the air reaching the indicators has to pass a filter.
The fire alarm system according to the present invention is now characterized in that a filter is provided through which the air to be tested reaches the aerosol indicator under the influence of a pressure difference.
The filter is preferably designed in such a way that it lets through at least a large part of the aerosol particles below a diameter of 5%, while it holds back a large part of the particles with a diameter of more than five%.
It has been found that under these conditions, a reliable fire indication by means of aerosol indicators is possible even in very dusty rooms.
The invention will then be explained in more detail using the accompanying drawings, for example, wherein:
1 shows a fire alarm system with a light source and a photocell, between which the air to be checked is moved;
2 shows an ionization fire alarm system in which the air to be checked successively passes through the filter in both directions;
3 shows an ionization fire alarm system, for example in a line and
4 shows a fire alarm system with several fire alarms which are connected to a common fan for generating the pressure difference on the filters.
The fire alarm system shown in Fig. 1 has an indicator which consists of a light source 3 and a photocell 4 to which a microvoltmeter 5 is connected, for example. The light source 3 and the photocell 4 are located at mutually opposite circumferential points of a pipe 6 in which a fan 2 is located. One end of the tube is covered with a filter 1.
During operation, the fan 2 sucks the air to be checked through the filter 1 into the pipe 6 in the direction of the arrows shown.
The normal dust particles are now stopped by the filter 1 so that they cannot cause any weakening of the luminous flux from the light source 3 to the photocell 4. If, however, combustion takes place in the catchment area of the pipe 6, aerosol particles or particles with a diameter of less than about 11 will also occur. These can now pass through the filter 1 and cause a reduction in the light energy that reaches the photocell 4. This causes a decrease in the voltage value displayed by the microvoltmeter 5, which is an indication of the presence of a combustion reaction.
Of course, the microvoltmeter 5 can also be replaced by relay elements or the like, which are readily suitable for triggering an alarm if the voltage output by the photocell 4 falls below a predetermined value.
As a filter 1, nylon fabric or cotton fabric can come into consideration, roughly in the same way as they are used today as filter material in commercially available vacuum cleaners. Filters made of non-swellable fibers may be advantageous for the present application, since the filter properties are then independent of moisture. In particular, filters made from glass silk fabrics can also be considered. As already stated, the filters are designed in such a way that particles with a diameter or a largest dimension, preferably less than 1 tt, are allowed in, while on the other hand particles with a dimension of more than five tablespoons should be retained.
Which silk fineness is used in detail, however, also depends on the expected air pollution.
It should be mentioned at this point that the filter 1 also retains some of the particles that occur during combustion. However, experience has shown that even the small particles with a diameter of about 1 y; readily suffice for the reliability of the indication of a combustion reaction.
FIG. 2 shows an ionization fire alarm system in which the gas to be checked passes through the filter in both directions. The indicator of the fire alarm in FIG. 2 contains two electrodes 14 and 15 which are connected to a display instrument 17 with a direct voltage source 18. A radioactive element 16, which at least partially ionizes the space between the two electrodes 14 and 15, is arranged on one electrode.
When aerosols enter the space between the electrodes, as is generally known, the ions accumulate in the aerosols, which reduces the effective mobility of the ions. This reduces the total recombination in the space between the electrodes, which results in a certain increase in the ionization current. The increase in current can be detected with the current display instrument 17 or evaluated by a relay element to trigger an alarm.
The two electrodes 14 and 15 are now surrounded by a filter 11, which can be designed and created in the same way as has already been explained with reference to FIG. 1. In the space enclosed by the filter 11, a cylinder 19 is also connected, in which a piston 13 moves to and fro. For this purpose, the piston 13 is connected, for example, to a connecting rod 20 which is eccentrically attached to a wheel 12 which is driven, for example, by a synchronous motor.
During operation, the piston 13 moves up and down in the cylinder 19, whereby air is alternately sucked in and discharged.
In the suction phase, which is also illustrated by the arrows shown in Fig. 2, from senluft is sucked through the filter 1 into the space between the two electrodes 14 and 15, while in the pressure phase at least parts of the air in this space through the Filter migrates to the outside.
In the embodiment of FIG. 2 - which of course can also be combined with an optical aerosol indicator - contamination of the filter 11 cannot occur, since the dirt particles that accumulate on the outside of the filter in the suction phase are repelled again in the pressure phase will. The filter thus remains functional for a long time without maintenance.
3 shows a further exemplary embodiment of an ionization fire alarm system. The electrical parts are arranged in the same way as in the example in FIG. 2, which is why the same reference numerals are used. The two electrodes are now arranged within a tubular housing 23, which is arranged in a channel 22, for example. A gas flows through the channel in the direction of the arrows, which is to be examined for combustion products. On the side of the housing 23 facing the flow, a filter 21 is again provided, which retains the aerosol particles with a diameter of, for example, more than five liters, while the particles with a smaller diameter are let through.
In the exemplary embodiment in FIG. 3, the filter 21 also fulfills the function of reducing the flow within the pipe 23. This is desirable because too strong a flow can change the relationships between the electrodes 14 and 15 in the sense of a reduction in the display sensitivity.
From the examples shown so far it can be seen that either an existing flow or
Pressure difference is used to guide the air to be examined through the filter, or means for generating such a pressure difference can be provided (Fig. 1 and 2).
If means for the artificial generation of a pressure difference have to be provided on the two sides of a filter, there is the possibility of connecting several individual detectors to a common vacuum source, e.g. B. to be connected to a fan.
Such an example is shown in FIG. Three fire alarms A, B and C, each consisting of an aerosol indicator 32 and a filter 31, are connected via lines 34 to, for example, a fan 33 which maintains a constant negative pressure in this line 34. As a result of this negative pressure, air is regularly sucked in through the filter 31 and evaluated in the indicator 32.
Contamination of the filters 31 can be avoided in that, for example, air is pressed through the lines 34 in the opposite direction at regular intervals to clean the filters. As is generally known, the indicators 32 are connected to a control center via which an alarm can be triggered if the content of suspended particles or aerosols with a diameter of, for example, 1 F exceeds a predetermined limit value.
It is readily apparent that in the embodiment shown, the pressure difference in the filter can have an influence on the response threshold value of the detector. If, for example, the pressure difference in the detector is relatively large, a larger number of suspended particles will pass through the filter than if the pressure difference is smaller. For reliable monitoring or
Fire alarm it may therefore be necessary to monitor the pressure difference across the filters.