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Elektrischer Feuermelder Gegenstand der Erfindung ist ein automatischer
Feuermelder, der überall, in Betrieben, Lagerhäusern, in Flugzeugen, Schiffen usw.,
vollautomatisch ein ausbrechendes Feuer sofort anzeigt, und zwar durch optische
oder akustische Signale.
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Die entsprechenden behördlichen Vorschriften für derartige Feuermelder
verlangen, daß die Alarmgabe auch erfolgen muß, wenn wegen Netzausfall oder wegen
sonstiger Störungen in der Stromversorgung für das Gerät keine Betriebsspannung
aus dem Netz zur Verfügung steht. Man hat hierfür bisher besondere Notstromaggregate
aus Generatoren oder Akkumulatorenbatterien verwendet, die sich automatisch einschalten,
wenn die Netzspannung ausfällt. Derartige Notstromaggregate erfordern aber einen
hohen Aufwand und eine ständige Überwachung, meistens sogar eine ständige Wartung,
so daß diese Anlagen von vornherein nur für sehr große Betriebe in Betracht kommen.
Bei dem erfindungsgemäß ausgeführten automatischen Feuermelder sind derartige Notstromaggregate
nicht erforderlich. Auch für die Ausführung der Feuermelder selbst sind bereits
mehrere Konstruktionen bekannt. So werden Geräte mit Gastrioden und Kaltkathodenröhren
ausgeführt, bei welchen durch Halbleiterwiderstände der Einsatz der Zündung in Abhängigkeit
von der zu überwachenden Raumtemperatur gesteuert werden. Die Erfindung betrifft
einen Feuermelder mit eigener Stromversorgung, der in einem mit durch Drahtgaze
abgedeckten Luftzuführungslöchern versehenen Gehäuse ein Schaltrelais, elektronische
Mittel zu dessen Betätigung und eine Alarmvorrichtung enthält. Durch die Kombination
folgender an sich bekannter Merkmale werden erfindungsgemäß die Nachteile der bekannten
Anordnung vermieden: a) Verwendung eines Ladegerätes für Wechselspannungsanschluß
zur dauernden Pufferung einer gasdichten Akkumulatorenbatterie in Kleinstausführung,
wie Nickel-Kadmium-Knopfzellen.
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b) Verwendung eines mit einem Regelpotentiometer zusammenwirkenden
Halbleiterwiderstandes, der bei unzulässig hoher Erwärmung die Basisspannung eines
Transistors so verlagert, daß die Sperrung des Transistors aufgehoben und über ein
Schaltrelais die Alarmvorrichtung ausgelöst wird.
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Die eigentlichen Überwachungsaggregate befinden sich dabei in einem
Gehäuse mit vergitterten Fenstern und Luftzuführungslöchern für die Erzeugung eines
kontinuierlichen Luftstromes. Bei dem erfindungsgemäß aufgebauten Feuermelder wird
eine eigene Stromversorgung, bestehend aus kleinen Knopfzellen, Nickel-Kadmium-Akkumulatoren
oder ähnlichen Akkumulatoren, welche vakuumdicht verschlossen sind, angewendet.
Meist genügen für diesen Zweck ein oder zwei Zellen mit einer Kapazität von 100
bis 200 mA-Stunden. Diese Akkumulatoren werden über eine besonders dimensionierte
Ladeschaltung für den ständig zulässigen Ladungserhaltungsstrom ununterbrochen aus
dem Lichtnetz aufgeladen. Die Ladungserhaltungsstromstärke, welche solchen Akkumulatoren
ununterbrochen zugeführt werden kann, beträgt zahlenmäßig etwa ein zweihundertstel
der Stundenkapazität, liegt also für Zellen mit einer Kapazität von 200 mA-Stunden
etwa in der Größenordnung von 1 mA. Die Ladeschaltung wird mittels eines Widerstandes
oder eines Kondensators als Widerstand mit einem Elektrolytkondensator so zusammengeschaltet,
daß für die gegebene Zeitkonstante der Netzfrequenz an dem Elektrolytkondensator
nur die Ladespannung entstehen kann. Aus dem Elektrolytkondensator wird dann über
Gleichrichter in Form von Dioden oder Punktgleichrichtern der Ladestrom entnommen.
Da das Gerät ständig mit dem Lichtnetz verbunden bleibt, besteht also die Gewähr,
daß die Akkumulatoren auch ständig voll aufgeladen sind, ohne daß irgendwelche Defekte
durch Überladung eintreten können. Das eigentliche Schaltgerät ist so aufgebaut,
daß der Stromverbrauch, wenn keine Alarmgabe stattfindet, praktisch gleich Null
ist. Die Kapazität der Akkumulatoren würde daher selbst bei Abschaltung des Lichtnetzes
für Monate ausreichen. Die Alarmgabe selbst wird durch einen Transistor vom pnp-
oder npn-Typ bewirkt, und j e nach dem verwendeten Typ wird in den Kollektor- oder
Emitterkreis ein Relais eingeschaltet. Die Basisvorspannung des Transistors liegt
durch die Basiswiderstände normalerweise so hoch, daß der Transistor gesperrt ist
und kein Strom durch das Relais fließen kann. Die Basisvorspannung
wird
durch einen Regelwiderstand in Form eines Potentiometers und durch einen temperaturabhängigen
Halbleiterwiderstand (NTC-Widerstand, Thermistor), oder durch eine infrarotempfindliche
Fotodiode oder einen infrarotempfindlichen Fototransistor gesteuert. Es können auch
beide Schaltelemente gemeinsam die Basisvorspannung steuern. Erhöht sich die Raumtemperatur
nur um wenige Grade, so verändert sich der Widerstandswert beispielsweise bei einem
Thermistor in Zwergausführung fast trägheitslos. Regelwiderstand und Halbleiterwiderstand
in Form eines temperaturabhängigen Widerstandes oder einer Fotodiode bilden einen
Spannungsteiler, so daß an der Basis die aus diesem Spannungsteiler resultierende
Vorspannung liegt. Diese ist in Abhängigkeit von der Temperatur oder von dem Lichteinfall
mit dem Regelpotentiometer so eingestellt, daß die Transistor sofort Strom durchläßt,
wenn die entsprechende Basisvorspannung erreicht ist. Im gleichen Augenblick spricht
das Relais an, und die Alarmvorrichtung wird in Tätigkeit gesetzt. Mit Hilfe des
Relais kann eine Schwachstrom-Alarmanlage, bestehend aus Klingeln oder Anzeigeglühlampen,
in Betrieb gesetzt werden. Relaiskontakte können aber auch noch dazu verwendet werden,
daß zusätzlich noch eine Starkstromklingel betätigt wird. Bei Verwendung eines Fotohalbleiterwiderstandes,
einer Fotodiode oder eines Fototransistors kann die Basisvorspannung so eingestellt
werden, daß auch bei einer Verdunklung durch Rauch oder bei einer Erhellung durch
Feuer die Alarmglocke ausgelöst wird.
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Bei Verwendung in Flugzeugen, Schiffen usw. kann jede zur Verfügung
stehende Betriebsspannung verwendet werden, die Ladeschaltung für die eingebauten
Kleinstakkumulatoren braucht nur entsprechend für diese Betriebsspannung ausgelegt
zu sein. Auch die Frequenz des Netzes ist auf die Wirkungsweise ohne Einfluß, da
die Schwingschaltung für die Erzeugung der Ladespannung, bestehend aus Widerstand
oder Kondensator und Elektrolytkondensator, für jede Frequenz bemessen werden kann.
Bei Verwendung mehrerer automatischer Feuermelder in einem Raum werden diese einfach
parallel geschaltet. Soll bei Verwendung von Feuermeldern in verschiedenen Räumen
gleichzeitig angezeigt werden, in welchem Raum Feuer ausgebrochen ist, so wird die
Niederspannungsinstallation entsprechend so ausgeführt, daß verschiedene Alarmvorrichtungen
oder eine Alarmvorrichtung und ein Tableau für die Ortsanzeige betätigt werden.
Das Relais kann auch als Ruhestromrelais geschaltet werden, so daß bei einer Störung
im Gerät oder in der Anlage automatisch ein entsprechendes Signal ausgelöst wird.
Für Anlagen, die nur aus einem Feuermelder oder einigen Feuermeldern bestehen, kann
sogar auf das Relais ganz verzichtet werden und das Läutewerk direkt in den Kollektor-
oder Emitterstromkreis des Transistors eingeschaltet werden. Der gesamte Aufbau
der einzelnen Melder ist so einfach, - daß für eine Massenproduktion gedruckte Schaltungen
anwendbar sind und daß die Geräte daher außerordentlich billig hergestellt werden
können.