DE1183838B - Ionisations-Brandmeldeanlage - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 08 b

Deutsche KL: 74 a-33

Nummer: 1183 838

Aktenzeichen: S 76376 IX d/74 a

Anmeldetag: 21. Oktober 1961

Auslegetag: 17. Dezember 1964

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ionisations-Brandmeldeanlage mit mehreren Brandmeldern, die je eine in Serie mit einer geschlossenen Ionisationskammer geschaltete offene Ionisationskammer aufweisen, deren Luftionisation durch Einwirkung von Verbrennungsgasen veränderbar ist, um mittels einer Relaisröhre an einem Anzeigeinstrument einer Zentralstelle einen Alarm auszulösen.

Es ist bei solchen Ionisations-Brandmeldeanlagen bekannt, in einer offenen Ionisationskammer des Melders eine Gitterelektrode anzuordnen, um den Ionenstrom bei veränderlichen Geschwindigkeiten der Gasströmungen konstantzuhalten. Bei Vorhandensein von Rauch in der offenen Ionisationskammer erhöht sich der innere Widerstand, und es spricht ein Instrument an, durch welches ein Alarm ausgelöst wird. Auch bei bestimmten Fehlern des Auswertekreises kann ein Alarm ausgelöst werden. Außerdem ist es jedoch bei solchen lonisations-Brandmeldeanlagen erforderlich, die Funktionsbereitschaft der Anlage in kürzeren Zeitabständen zu überprüfen. Bisher erfolgte diese Überprüfung jeweils so, daß jedem Brandmelder bzw. dessen offener Ionisationskammer, Rauch zugeführt und beobachtet wird, ob ein Alarm ausgelöst wird. Da jedoch eine Anlage meistens eine größere Anzahl einzelner Melder umfaßt, die sich an verschiedenen, voneinander entfernten Stellen befinden, ist eine solche Überprüfung der Funktionsbereitschaft sehr umständlich.

Bei der Ionisations-Brandmeldeanlage gemäß der Erfindung wird die Funktionsbereitschaft der Melder dadurch auf einfache Weise geprüft, daß eine in der offenen Ionisationskammer angeordnete, an sich bekannte Gitterelektrode über einen Schalter an eine Prüfspannung von solcher Größe anschließbar ist, daß zwischen Kathode und Anode der offenen Ionisationskammer die gleiche Spannungsänderung wie bei Raucheinwirkung auftritt. Dadurch wird in an sich bekannter Weise am Anzeigeinstrument der Zentralstelle die Funktionsbereitschaft der Brandmeldergruppe angezeigt. Gleichzeitig wird im Alarmfall durch das Aufleuchten der Relaisröhre der Betriebszustand des einzelnen Brandmelders sichtbar, während hierfür besondere Signallampen benutzt werden.

Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist die Gitterelektrode der offenen, röhrenförmig ausgebildeten Ionisationskammer als koaxiale zylindrische Elektrode ausgebildet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein unabhängig vom Vorhandensein von Verbrennungsgasen ansprechendes, an sich bekanntes Tempe-Ionisations-Brandmeldeanlage

Anmelder:

»Securiton« A. G., Bern

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Paul Andro Mäder, Zollikofen, Bern (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 2. November 1960 (12 259),
vom 6. Oktober 1961 (11591)

raturgrenzmeldeorgan zwischen das Gitter und die Anode der Relaisröhre geschaltet. Es wird dadurch erreicht, daß bei Rauchentwicklung die Ionisationskammer und bei Hitzeeotwicklung ohne Rauchbildung das Grenzmeldeorgan anspricht und den Alarm auslöst. Es wird somit durch eine solche Kombination von Ionisationskammer und Temperaturgrenzmeldeorgan in einem Melder mit geringem Mehraufwand eine größere Sicherheit erreicht. Eine Vereinfachung kann hierbei dadurch erreicht werden, daß die eine Elektrode der offenen Ionisationskammer als Temperaturgrenzmeldeorgan ausgebildet wird.

Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung sind bei einem Ionisations-Rauchmelder die offene Ionisationskammer, die geschlossene Ionisationskammer und die in einen Röhrensockel eingesteckte Relaisröhre koaxial hintereinander in einem röhrenförmigen Gehäuse untergebracht, welches an den Stirnseiten Anschlußkontakte aufweist. Dieser Ionisations-Rauchmelder kann zufolge der röhrenförmigen Gestalt leicht an passender Stelle angeordnet werden. Er kann in ähnlicher einfacher Weise wie Leuchtstofflampen in Sockel eingesetzt werden und hat eine ästhetisch befriedigende Form. Ferner kann die Relaisröhre ausgewechselt werden.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
F i g. 1 zeigt ein Schaltungsschema einer Brandmeldeanlage;

Fig. 2 zeigt schematisch einen Längsschnitt durch einen Ionisations-Brandmelder;

«9 758/15

F i g. 3 ist ein Teilschnitt zu F i g. 2 in größerem Maßstab;

F i g. 4 zeigt einen solchen Brandmelder in Unterputzmontage;

F i g. 5 zeigt den Brandmelder in hängender Bauart, und

F i g. 6 ist ein Schaltungsschema für Niederspannungsspeisung des Brandmelders.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Brandmeldeanlage ist an eine Zentralstelle Z über eine dreiadrige Leitung Ll, L2 und L3 eine Gruppe von η Brandmeldern Ml, Ml...Mn angeschlossen. Der Brandmelder Ml weist eine offene Ionisationskammer J^J und eine damit in Serie geschaltete geschlossene Ionisationskammer Ä"ä sowie eine RelaisröhreRöl auf, welche beim Zünden eine von außen sichtbare optische Anzeige Li ergibt. Ferner ist ein Temperaturfühler TGl vorhanden, dessen Kontaktstrecke tgl sich beim Schmelzen eines Schmelzlotes durch Federkraft schließt. In der offenen Ionisationskammer K\ ist ein Sauggitter 5Gl vorhanden, das über den Leiter L 2 an eine Prüf taste PT angeschlossen ist. R\ ist der Anodenwiderstand der Relaisröhre Röl, und Rl ist der dem Temperaturfühler TGl zugeordnete Begrenzungswiderstand. Die anderen Brandmelder M 2 ... Mn sind gleich ausgebildet wie der Brandmelder Ml.

Im gezeigten Betriebsfall bzw. Normalfall liegt der Prüfleiter L 2 über die Prüftaste PT am Minusleiter L 3, und die Gruppenschleife findet ihren Abschluß über den Abschlußwiderstand Ra, wobei Ul die an den Leiter Ll angelegte Betriebsspannung ist. Ein Anzeigeinstrument A an der Zentralstelle kontrolliert die verschiedenen Betriebszustände, wie Betriebsbereitschaft, Schlaufenunterbrechung, Funktionsbereitschaft und Alarmfall. Die übrige Ausrüstung der Alarmzentrale ist von normaler bekannter Ausbildung und daher nicht dargestellt und beschrieben.

Beim Umlegen der Prüftaste PT werden die Sauggitter SG der offenen Ionisationskammern Kl aller Brandmelder M über den Prüfleiter L 2 an eine dem Ionisationsgrad in der Kammer Kl im Alarmfall entsprechende positive Spannung t/2 angelegt, was zu einer Verminderung des Stromes in den Kammern Kl führt, wodurch die Ionisationsspannung UJ so stark erhöht wird, daß die Relaisröhre Rö zündet. Dadurch kann die Funktionsbereitschaft aller in der Gruppe vorhandenen Brandmelder M von der Zentralstelle Z aus geprüft werden, indem das den Stromfluß im Anodenleiter L1 messende Anzeigeinstrument bei entsprechender Eichung anzeigt, wenn einzelne Melder M eventuell nicht ansprechen. Die Ermittlung der einzelnen defekten Melder M kann auf Grund der optischen Anzeige Li erfolgen, welche direkt vom Zündzustand der Relaisröhre Rö abhängig ist.

Die offene Ionisationskammer spricht im Alarmfall, wie erwähnt, nur auf das Vorhandensein von Verbrennungsgasen, dagegen nicht auf anormale Temperaturanstiege an. Zum Ansprechen auf letztere ist der Temperaturfühler TG vorhanden, der beim Auftreten einer vorbestimmten Temperaturgrenze zu schmelzen beginnt. Dadurch schließt sich die Kontaktstrecke tg durch Federkraft, und das Gitter der Relaisröhre Rö wird über den Begrenzungswiderstand an die Anodenspannung Ul gelegt. Dadurch wird die Relaisröhre Rö gezündet und, wie erwähnt, der Alarm ausgelöst.

Als Temperaturfühler könnte auch eine Elektrode der offenen Ionisationskammer in Form eines Schmelzlotes ausgebildet sein.

Bei dem in F i g. 2 gezeigten Brandmelder bezeichnet 1 eine Armatur mit zwei Röhrensockeln 2, 3, in welche die Stirnwände 4, 5 des röhrenförmig«! GeV häuses 6 des Brandmelders mittels Kontaktstiften 7,8, bzw. 9,10 nach Art eines Drehverschlusses in ähnlicher Weise wie bei einer Leuchtstofflampe, auswechselbar eingesetzt werden können. Ein am Röhrensockel vorgesehener Sicherungsbolzen 11 greift dabei in einen segmentförmigen Ausschnitt 12 an der Stirnwand 4, um ein unverwechselbares Einsetzen des Gehäuses 6 zu ermöglichen. Das röhrenförmige Gehäuse 6 bildet gleichzeitig die Kathode einer offenen Ionisationskammer 13, während die zugehörige Anode 14 zentral in der Ionisationskammer 13 liegt und ein Sauggitter 15 sich innerhalb des Gehäuses 6 befindet. In der Längsmittelebene der offenen Ionisationskammer 13 ist in das Sauggitter 15 ein Ring 1€ eingesetzt, auf dessen Stirnseiten je eine Strahlungsquelle 17 bzw. 18, z. B. ein- Radiumpräparat, angebracht ist. Am Ring 16 sind ferner zwei Blendenringe 19, 20 (Fig. 3) vorgesehen, die aus Metalldraht bestehen, dessen Durchmesser beliebig gewählt werden kann, um die Alphastrahlung der Strahlungsquellen 17,18 teilweise abzublenden und dadurch die Ionisationsstärke in der offenen Ionisationskammer 13 mehr oder weniger zu vermindern. Wie ersichtlich, verläuft die Alphastrahlung der Quellen 17, 18 beidseitig des Ringes 16 längs des röhrenförmigen Gehäuses 6 und parallel zur zentralen Anode 14. Dadurch wird erreicht, daß einerseits die wirksame, ionisierende Weglänge der Alphastrahlung in der Kammer 13 verdoppelt und andererseits die Aufrechterhaltung einer genügend großen neutralen Rekombinationszone auf engstem Durchmesser in der Kammer 13 gewährleistet ist. In die Anode 14 ist in der Mitte der Kammer 13 ein zylinderförmiges Schmelzlotelemeöt 21 eingesetzt, das eine einstellbare Schmelztemperaturgrenze hat und beim Schmelzen zufolge Einwirken einer Zugfeder 22 auf das rechte Ende der Anode 14 verlängert wird. Dabei kommt das rechte Ende der Anode 14 in Berührung mit einer Kontaktplatte 23-, welche mit dem Kontaktstift 9 verbunden ist, der seinerseits mit der positiven Speisespannung am Kontaktstift 7 verbunden ist.

Koaxial zur offenen Ionisationskammer 13 ist die geschlossene Vergleichskammer 24 vorgesehen, deren mantelförmige Kathode 25 mit der Anode 14 der offenen Kammer 13 verbunden ist. Auf der Innenseite der Kathode 25 ist die Strahlungsquelle 26 angeordnet, und zentral verläuft die als Wendel ausgebildete Anode 27. Diese geschlossene Ionisationskammer 24 ist auf einer Seite eines hochisolierenden Röhrensockels 28 angeordnet, in welchen die Kathoden-Relais-Röhre 29 auswechselbar eingesteckt ist. Wie ersichtlich, ist die Kathode 30 der Röhre 29 mit dem die Kathode der offenen Ionisationskammer 13 bildenden Gehäuse 6, das Gitter 31 der Röhre 29 mit der Kathode 25 der geschlossenen Ionisationskammer 24 und die Anode 32 der Röhre 29 mit dem Kontaktstift 7 verbunden, an den die positive Netzspannung angeschlossen ist, während die negative Netzspannung über den Kontaktstift 8 mit dem Gehäuse 6 verbunden ist. Das rohrförmige Gehäuse 6 weist im Bereich der offenen Ionisationskammer 13 und der Relaisröhre 29 Schlitze 33 (F i g. 4 und 5) auf. Bei Vor-

handensein der normalen athmosphärischen Luft in der offenen Ionisationskammer 13 liegt das Potential der Anode 14 und der damit verbundenen Kathode 25 der geschlossenen Ionisationskammer 24 bzw. das Potential des Gitters 31 der Röhre 29 so tief, daß die Röhre nicht zündet. Beim Einströmen von Verbrennungsgasen in die Kammer 13 wird die Ionisation in dieser Kammer 13 so verändert, daß die Spannung an der Anode 14 bzw. Kathode 25 und Gitter 31 der Relaisröhre 29 erhöht wird, so daß nun die Relaisröhre 29 zündet und einen Alarm auslöst.

Wenn ferner an das Sauggitter 15 über den Kontaktstift 10 eine positive Vorspannung angelegt wird, so werden durch dasselbe positive Ionen weggesaugt und der Ionisationsstrom vermindert. Dadurch erhöht sich ebenfalls die Spannung an der Anode 14 bzw. der Kathode 25 und dem Gitter 31 der Röhre 29. Wie ohne weiteres klar ist, kann durch Erhöhung dieser Spannung am Gitter 31 die Empfindlichkeit des Melders vergrößert werden, indem beim Einströmen von Verbrennungsgasen die Röhre 29 früher zündet und den Alarm eher auslöst. Die Sauggitterspannung kann auch so stark erhöht werden, daß durch sie allein, also ohne Vorhandensein von Verbrennungsgasen bereits die Zündung der Röhre 29 bewirkt wird. Dies kann zur Prüfung des richtigen Funktionierens des Melders benutzt werden.

Bei Temperaturerhöhung kommt unabhängig vom Vorhandensein von Verbrennungsgasen das Schmelzlotelement 21 zur Wirkung. Wenn dasselbe schmilzt, so wird durch die Feder 22 das rechte Ende der Anode 14 in Berührung mit der Kontaktplatte 23 gebracht. Dadurch wird die positive Speisespannung vom Kontaktstift 9 an die Anode 14 bzw. die Kathode 25 und das Gitter 31 der Röhre gelegt, wodurch die Röhre ebenfalls zündet und den Alarm auslöst.

Nach Fi g. 4 ist das röhrenförmige Gehäuse 6, das Schlitze 33 aufweist, gleich wie in F i g. 2 in eine Armatur 1 mit Röhrensockel 2,3 eingesetzt. Die Armatur 1 ist in einem Unterputzholzkasten 34 befestigt, der in die Decke eingelassen ist. Der Holzkasten 34 ist durch eine Frontplatte 35 so abgedeckt, daß nur etwa zwei Drittel des röhrenförmigen Gehäuses 6 aus der Decke herausragt.

Nach Fig. 5 weist das ebenfalls mit Schlitzen33 versehene röhrenförmige Gehäuse 6 an einem Stirnende einen Aufhängekopf 36 und an dem anderen Stirnende einen Abdeckkopf 37 auf. Auf dem Umfang des Gehäuses 6 sind drei Zierflügel 38 symmeirisch verteilt angeordnet. Durch diese Zierflügel 38 können die elektrischen Stromzuführungsleiter vom Aufhängekopf 36 zum Abdeckkopf 37 geführt werden, und die Zierflügel dienen gleichzeitig dazu, die Luft gleichmäßig durch die Schlitze 33 des Gehäuses 6 hindurchzuleiten. Wie ersichtlich ist der Melder am Aufhängekopf 36 in senkrechter Lage aufgehängt.

F i g. 6 ist ein Schaltungsschema welches veranschaulicht, wie ein Ionisations-Brandmelder, der eine geschlossene Ionisationskammer K 2, eine offene IonisationskammerXl und eine Relaisröhre Rö aufweist, mit Niederspannung betrieben werden kann. Das NiederspannungsnetzL2, Ll ist hier gegebenenfalls über einen transistorisierten Wechselrichters an die Primärwicklung eines Transformators Γ 3 angeschlossen. Der Wechselrichter ist nur dann vorhanden, wenn die Niederspannung eine Gleichspannung ist. Die Sekundärwicklung des Transformators ist über einen Gleichrichter G 2, Widerstände R₁ und R₂ und einen Kondensator C an den Brandmelder angeschlossen und Hefert die erforderliche Betriebsspannung. Die Leitung L₃ liefert die erforderliche Vorspannung für das Sauggitter der offenen Ionisationskammer Kl.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Ionisations-Brandmeldeanlage mit mehreren Brandmeldern, die je eine in Serie mit einer geschlossenen Ionisationskammer geschaltete offene Ionisationskammer aufweisen, deren Luftionisation durch Einwirkung von Verbrennungsgasen veränderbar ist, um mittels einer Relaisröhre an einem Anzeigeinstrument einer Zentralstelle einen Alarm auszulösen, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der offenen Ionisationskammer (K 1 bzw. 13) angeordnete an sich bekannte Gitterelektrode (SG bzw. 15) über einen Schalter (PT) an eine Prüf spannung (+U 2) von solcher Größe anschließbar ist, daß zwischen Kathode und Anode der offenen Ionisationskammer (K 1 bzw. 13) die gleiche Spannungsänderung wie bei Raucheinwirkung auftritt, um in an sich bekannter Weise am Anzeigeinstrument (A) der Zentralstelle die Funktionsbereitschaft der Brandmeldergruppe anzuzeigen, wobei im Alarmfall durch das Aufleuchten der Relaisröhre (Rö bzw. 29) der Betriebszustand des einzelnen Brandmelders (Ml bis Mn) sichtbar ist.

2. lonisations-Brandmeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterelektrode (15) der offenen, röhrenförmig ausgebildeten Ionisationskammer als koaxiale zylindrische Elektrode ausgebildet ist.

3. Ionisations-Brandmeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein unabhängig vom Vorhandensein von Verbrennungsgasen ansprechendes Temperaturgrenzmeldeorgan (TG bzw. 21) zwischen das Gitter (31) und die Anode (32) der Relaisröhre (Rö bzw. 29) geschaltet ist.

4. lonisations-Brandmeldeanlage nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (14) der offenen Ionisationskammer (13) als Temperaturgrenzmeldeorgan (21) ausgebildet ist.

5. Ionisatione-Brandmeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die offene Ionisationskammer (13), die geschlossene Ionisationskammer (24) und die in einen Röhrensockel (28) eingesteckte Relaisröhre (29) koaxial untereinander in einem röhrenförmigen Gehäuse (6) untergebracht sind, welches an den Stirnseiten (4, 5) Anschlußkontakte (7 bis 10) aufweist.

6. lonisations-Brandmeldeanlage nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Längsmittelebene der zylindrischen, offenen Ionisationskammer (13) ein Ring (16) angeordnet ist, auf dessen beiden Stirnseiten sich je eine Strahlungsquelle (17,18) befindet.

7. lonisations-Brandmeldeanlage nach den Ansprüchen 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ring (16) für jede Strahlungsquelle (17, 18) ein Blendenring (19, 20) zur Regulierung der Strahlungsintensität vorgesehen ist.

8. lonisations-Brandmeldeanlage nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß

an den beiden Stirnseiten (4, 5) des röhrenförmigen Gehäuses (6) Drehkontaktverschlüsse (7 bis 10) angeordnet sind, welche so ausgebildet sind, daß das röhrenförmige Gehäuse (6) unverwechselbar in eine entsprechende Armatur (1 bis 3) einsetzbar ist.

9. Ionisations-Brandmeldeanlage nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Stirnseite des röhrenförmigen Gehäuses (6) als Aufhängekopf (36) und die andere Stirn-

seite als Abdeckkopf (37) ausgebildet ist, um das Gehäuse (6) in senkrechter Lage aufhängen zu können, wobei am Gehäuseumf aag Zierflügel (38) vorhanden sind, in welche» VeAindungsldtuaagen vom Abdeckkopf zum Aufhängekopf verlaufen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1079351, 1089193; »Elektronik«, 1957, Nr. 7, S. 205/206.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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