DE1673329A1 - Rauchdetektorgeraet - Google Patents

Rauchdetektorgeraet

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DE1673329A1
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Eaton Colin Ashton
Cozens William Walter
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Kidde Inc
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Walter Kidde and Co Inc
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    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G01N21/53—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid within a flowing fluid, e.g. smoke
    • G—PHYSICS
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B17/00—Fire alarms; Alarms responsive to explosion
    • G08B17/10—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means
    • G08B17/103—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device
    • G08B17/107—Actuation by presence of smoke or gases, e.g. automatic alarm devices for analysing flowing fluid materials by the use of optical means using a light emitting and receiving device for detecting light-scattering due to smoke
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Description

23.
The Walter KidfeCompany limited, g 783/a 3elvue Road,NorthoIt,Middleaex,
E IT G L A IT D
Rauohdetektorgeflat
Diese Erfindung bezieht sioh auf Rauchdetektoren. -
Nach der Erfindung ist ein Rauohdetektorgerät vorgesehen, mit einem optischen Rauchdetektor, der eine dunkle Kammer aufweist, welche einen L.xif tpfad bildet, mit einem lichtleitenden Stab, wie einem Glasfaser-Lichtleiter, um Licht von einer Lichtquelle zu leiten und es zu veranlassen, längs eines Lichtpfades flurch den Luftpfad zu verlaufen, und mit einem Fenster, durch das der Licht ρ fad beobachtet werden kann. Bei einer solchen Anordnung kann ein Beobachter, der durch das Fenster blickt, das durcii g
Lichtpfad verlaufende Rauohpartikel reflektierte Licht sehen, wenn auch nur ein geringer Rauchanteil in Luft eintritt, die durch den Luftpfad strömt.
Es kann ein zweiter lichtleitender Stab vorgesehen sein, der durch einen kleinen Spalt vom Ende des ersten Stabes getrennt ist, wobei der genannte Spalt den Lichtpfad bildet. Der zweite Stab leitet vorzugsweise Licht, das vom ersten Stab aufgenommen wird, um eine Beleuchtungsquelle
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für einen zweiten Rauchdetektor zu bilden. Der zweite Rauchdetektor enthält vorzugsweise eine lichtempfindliche elektrische Zelle·
Der zweite Rauchdetektor kann passenderweise zwei Lichtpfade haben, die zwischen der Lichtquelle und der genannten elektrischen Zelle liegen und sich dazwischen er— strecken und gegenseitig so geneigt sind, dass die elektrische Zelle von der Lichtquelle abgedeckt ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass beim Vorhandensein von Rauohpartikeln am Schnittpunkt der zwei Licfrupfade diese Rauchpartikel das Licht von der Lichtquelle in die ließt empfindliche elektrische Zelle ablenken. Vorzugsweise sind die genannten Licircpfade mit einem stumpfen Winkel, vorzugsweise von 120° und grosser, und bei einer bevorzugten Ausführungsform mit einem Winkel von 150°, gegeneinander geneigt. Vorzugsweise sind die in einem Block ..gebildeten Lichtpfade so angeordnet, dass der Schnittpunkt der Liohtpfade sich an einer von dem Block entfernten Stelle befindet, wobei der Block vorzugsweise eine flache, zwischen den Lichtpfaden befindliche Fläche aufweist.
Vorzugsweise enthält das Gerät eine Vielzahl von Einheiten, wobei eine einzige Lichtquelle vorgesehen ist, der die entfernten Enden der genannten ersten Stabe ausgesetzt sind·
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben.
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Pig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer Anlage mit zwei Reihen von Einheiten nach der Erfindung.
Pig. 2 ist eine Seitenansicht der Anlage nach Pig. I, wobei die Seitenwand des G-erätegehäuses entfernt sind« Pig. 3 zeigt λie Lichtquelle für eine Reihe,
Pig. 4 ist eine Vorderansicht der Rauchdetektoreinheit nach der Erfindung.
Pig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie 5-5 der Pig. 4, μ
Pig. 6 ist ein Schnitt nach, der Linie 6-6 der Pig. 5 und
Pig. 7 ist ein Schaltbild, das den Hauptstromkreis und die Schaltung für eine Einheit zeigt*
In Pig. 1, 2 und 3 sind zwei Reihen aufwärts geneigter Rauchdetektor einheit en 10 zur Verwendung in einem Schiff unfl zwei Lichtquellen 11 dargestellt. Jede Lichtquelle 11 enthält eine Quarzjodidlampe 12 mit axialem Heizfaden. "Die Lampe 12 ist in einem lichtdichten Gehäuse 13 (vgl. " Pig. 3) angeordnet, das einen Klappdeckel 14 (vgl, Fig.2) zum Herausnehmen der Lampe aufweist. Eine Vielzahl von Stäben^15, je einer für jede Einheit 10 in einer Reihe, enden ( im. folgenden "entfernte Enden") offen in dem Gehäuse 13. Die Stäbe können aus G-las oder "Perspex" ( eingetragenes Warenzeichen) gefertigt sein oder vorzugsweise optische Paserstäbe sein. Das andere (oder innere) Ende jedes
Stabes 15 ist mit einer Einheit 16 verbunden, die in der oberen Wand des G-ehäuses einer Bauend et ektoreinheit U be-
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festigt ist,
"Das G-ehäuse 17 jeder Detektoreinheit uarfasst jeweils VordeT-, Bück-, Deck- und Bodenwände 17a, 17b, 17o und I7d. Zwei Zwischenwände I7e und I7f sind ebenfalls parallel zu den Deck- und Boaenwänden vorgesehen. Die Vorderwand 17a ist die breiteste Wand, die Zwischenwände 17e und 17f sind etwas weniger breit, jedoch breiter als die übrigen 7/ande. Die Zwischenwände 17e und 17f sind in Aussparungen in den Seitenwänden der Kammer 18 eingepasst, um eine luft- und lichtdichte Verbindung damit zu bilden.
Die Rückwand 17b des Gehäuses 17 hat eine Luft einlasshülse 19 und darüber eine Luftauslasshülse 21. Die Einlasshülse 19 ist mittels eines flexiblen Rohres (nicht dargestellt) mit einem Schiffsladeraum verbunden. Die Auslasshülse 21
jeder
ist durch eine Leitung 22 mit einer/Reihe gemeinsamen Kopfkammer 23 verbunden. Eine Saugpumpe 20 legt an jede Kopfkammer 2ö Saugdruck an. Der Auslass von der Pumpe 20 ist durch ein Dreiwegeventil entweder mit einem Schnorchel rohr, das in das Schiffsteuerhaus öffnet, oder mit einem Auslassrohr verbunden.
Das Innere des Gehäuses 17 jeder Einheit hat einen mattschwarzen nicht reflektierenden Anstrich. Das G-ehäuse 17, das vorzugsweise aus Stahl hergestellt ist, obwohl es auch ein Kunststoffprorlukt sein kann, begrenzt einen Luftweg,
der'die beiden Hülsen 19 und 21 verbindet. Der Luftweg umfasst einen unteren horizontalen Pfad #7 zwischen Wänden 17d und 17f, der von der Einlassverbindung 19 wegführt, und einen oberen im wesentlichen horizontalen Pfad 28 zwischen fien. Wänden Ι7θ und 17c, der zu der Auslas sverbindung 21 führt, unfl einen senkrechten Serbinrjungspfad 29, <=?er von einer quadratischen Öffnung 30 in rier Wand 17f zu rl em oberen horizontalen Pfad führt. Ein rohrförmiger Sehschaoht 31 öffnet in den oberen Pfad 28 unfl ist durch ein abgewinkeltes Grlasfenster 32 verschlossen.
Die Verbindung 16 ist, wie oben beschrieben, an der Deckwand I7o des Gehäuses befestigt und nahe bei der Auslassverbindung 21 angeordnet. Ein zweiter Stab 33, der dem Stab 16 ähnlich ist, hat ein mit dem inneren Ende des Stabes 16 ausgerichtetes Ende in der Zwischenwand 17e. Kurze Rohrstücke 34 sind an den Enden der Stäbe 16 und 33 vorgesehen und erstrecken sich leicht über die vorstehenden Enrfen der Stäbe 16 und 33, so dass diese Enden fluroh den Sehschaoht 31 nicht sichtbar sind· Der Spalt zwischen den Enden der Stäbe 16 und 33 ergibt einen ersten Rauchdetektor, wie unten im einzelnen beschrieben wird«
Ein Luftstromanzeiger in Form von d^ei flexiblen Nylonstäben 36, flie weise sind oder eine andere helle Farbe haben, ist nahe bei dem Lufauslass 21 angeordnet. Wenn längs des
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Luftpfadeö Luft strömt, werden die Nylonstäbe von ihrer senkrechten Stellung abgelenkt und schwingen in dem Luftstrom-«=
Der zweite Stab 33 führt zu einem zweiten Hauchdetektor 37· Dieser Rauchdetektor 37 umfasst einen Block 38, in dem zwei Lichtdurchgänge 39 und 40 ausgebildet sind. Die Lichtriurchgänge 39 und 40 öffnen in einem Vorsprung 41 des Blockes 38, der in einer Öffnung der Wand 17d angeordnet ist. Diese Lichtdurchgänge 39 und 40 sind zu der Wand 17f mit einem kleinen Winkel von etwa 15° geneigt. Die Lichtdurchgänge 39 und 40 treffen sich in ihrer Fortsetzung kurz vor der
ein vorderen Fläche des Blockes und lassen,/flaches Plateau zwischen den Licht durchgängen 39 und 40· Dieses Plateau verhindert, dass sich Staub am Schnittpunkt der Lichtdurchgänge festsetzt. Der zweite Stab 33 endet kurz in der Flache 38, Am äusseren Ende des Licht Durchganges 41 ist eine lichtempfindliche Kadmiumdisulfid-Photowiders-candszelle 43 vorgesehen. Licht tritt von dem Stab 33 in den Durchgang 39 entfernt von dem Plateau 42 ein und wird beim Verlassen
cc.
des Durchganges 39 normalerweise durch die mattschvjrze Oberfläche der Wand 17d absorbiert oder in cien senkrechten Verbindungspfad 29 reflektiert und durch diesen absorbiert. Normalerweise, d. h. wenn kein Rauch vorhanden ist, wird kein Licht in den Durchgang 41 abgeleitet, so das3 sich die lichtempfindliche Zelle 43 vollständig im Dunkeln befindet. Diese Zelle ist mit einer zugeordneten Schaltung verbunden, deren Sohaltungsplatte 44 über dem Block 38 befestigt ist. Ein Steckverbinder 45 ist an der Rückwand 17b 209810/0461
des Gehäuses befestigt, um die Schaltung mit der Spannungsquelle und der Alarmschaltung zu verbinden. Ei^ne Bereichsanzeigelampe 46 ist an der Vorderwand IVa befestigt und mit der Schaltungseinheit verbunden.
Die Schaltungseinheit Or der Zelle 43 (LO) ist in Pig. 5 dargestellt. Die. Zelle LO ist mit dem veränderbaren Arm eines 1 Megohm-Potentiometers P und über einen 0,1 Megohm-Widerstand Res mit fler Basis eines Transistors Τχ eines Brückenpaares verbunden. "Die gemeinsamen Kollektorelektroden sind mit einem Relais Ri verbunden. Dieses Relais R^ steuert einen Relaisschalter RS, der quer zur Speiaespannungsquelle in Reihe mit der Bereichsanzeigelampe 46 geschaltet ist. Der Relaisschalter RS ist über eine Diode D auch mit dem Hauptalarmsystem verbunden.
Die Schaltungseinheit wird von einer gemeinsamen stabilisierten Speisespannungsschaltung gespeist, Netzspannung wird der Primärseite eines Eingangstransformators mit einer 24 V und einer 40V Sekundärwicklung SW^ und SW^ zugeführt. Zwei Lampen 12 sind quer zu der einen Y/ioklung SWi geschaltet. Parallel mit den Lampen 12 ist ein Relais R2 angeschlossen. Ein Paar Relaisschalter R14Si und R^S2 sind quer zu dem Lampenpaar vorgesehen. Diese Schalter verbinden normalerweise, d.h. wenn das Relais R2 erregt ist, die Lampen 12 mit der Wicklung SWi· Vie andere Wicklung SW2 ist mit einem Brüokengleichrichter B verbunden. Ein Glättkondensator Οχ
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erstreckt sich über dan Brückenausgang, Mit der Minusleitung ist eine Zenerdiode Z verbunden, die über einen 5 Kiloohm-Widerstand E3 mit der Plusleitung verbunden ist. Der Verbindungspunkt der Zenerdiode Z und des Widerstandes R3 ist mit der Basis eines Transistors T3 und einem zur Minusleitung ruhrenden Kondensator O2 verbunden. Der Kollektor des Transistors führt zur Plusleitung und der Emitter ist mit der Plusleitung und über einen Kondensator O3 mit der Minusleitung verbunden. In der Plus- und Minuslei-cung befinden sich entsprechend zwei Relaisschalter RpS^ und R3Sg. Wenn das Relais R2 erregt ist, verbinden diese Schalter die leitungen mit der Brücke B,
Die Relaisschalter RaS1, R2S2, K2S0 und R^S4 sind Schalter mit zwei Stellungen, Wenn das Relais aberregt ist, wie bei fehlender Netzspannung, verbinden diese Schalter die Lampen und die Speiseleitungen der Speiseschaltung parallel mit einer festen Batterie By.
Wenn Licht ujaf die Zelle 10 (43) fällt, fällt ihr Widerstand scharf ab und bewirkt, dass das Brückenpaar leitet. Dies ergibt ein Schliessen dss Relaissohalters R1Si, ein Aufleuchten der Bereichslampe 46 und Erregung des Hauptrelais R1, welches die Betätigung des Hauptfeueralarmsystems auslöst.
Ein Schmetterlingsschldissventil 46 ist zum Abdecken der Öffnung ύθ vorgesehen, wobei eine Strömung durch den senkrechten Pfad Ü9 verhindert wird. Ein Handgriff 5I ist an
der Vorderseite 52 der vorderen Wand 17 a angebracht, um die Stellung des Ventils 49 zu regeln. Dieses Ventil 49
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ist vorgesehen, um einen Laderaum zu isolieren, der eine Substanz, wie Zement, enthält, die nicht brennt, jedoch Staub abgibt, der durch das Gerät gesaugt würde, eine Alarmauslösung bewirken und das Gerät verschmutzen würde.
Das Ventil 49 ist durch den Handgriff öl von einer voll geöffneten Stellung in eine voll geschlossene oder abgedichtete Stellung bewegbar. Das Ventil 49 kann auch geeignet sein, * in der Fortsetzung des Lichtpfaa.es 39 zu liegen, um Licht in den Lichtpfad 41 zu reflektieren, um den Betrieb des Gerätes zu testen.
Eine übliche Fehlerschaltung ist mit der Lampe 12 verbunden, um ein Fehlersignal zu geben, wenn die Lampe ausfallen sollte,
Im Betrieb sind die Einheiten, die mit Laderäumen verbunden sind, welche nicht brennbare und staubförmige Substanzen enthalten, flurch ihre Ventile 49 geschlossen. Das Dreiwegeventil verbindet (L&a. Pumpenauslass mit dem Schnorchelrohr, die gemeinsamen Lampen 12 sind beleuchtet und die Saugpumpe arbeitet. Der Luftstromanzeiger 36 aus Hylonstäben schwingt im Luftstrom, so dass ein Beobachter kontrollieren kann, dass Luft durch den Luftpfad i& jedem Gehäuse strömt. Wenn kein Rauch ermittelt wird, verbleiben die Zellen 43 im Dunkeln unr} die Schaltungen geben keine Signale ab.
Sollte Feuer oder Schwelen in einem der Laderäume beginnen, wird der abgegebene Rauoh durch den Luftweg der zugeordne-
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ten Detektoreinheit 11 gezogen. Wenn die Rauchpartikel längs aea unteren Pfades 27 durch die Fortsetzung des Lichtflurohganges 29 passieren, lenken sie das Licht in den Tjurohgang 41 um, wodurch bewirkt wird, dass dieses Licht auf die Zelle 43 fällt. Dies bewirkt ein Abnehmen des Widerstandes der Zelle 43, so dass das Brückenpaar leitet, um das Relais E^ zu erregen, so dass das Alarmsignal ausgesandt wird. Die Rauchpartikel reflektieren auch, wenn sie den Spalt zwischen den Stäben 16 und 33 passieren, das durch den. Sehsohaoht 31 beobachtbare Liehe. Der durch das Alarmsignal gewarnte Offizier im Steuerhaus kann nun eine visuOe Untersuchung durchführen, indem er duroh den entsprechenden Sehschacht 31 blickt.
Die elektrische und optische Anzeige des Rauches wird von dem G-erät bei sehr geringer Rauchkonzentration gegeben. Bs ist herausgefunden worden, dass der erste oder optische Detektor eine Rauenanzeige liefert, bei einer so niedrigen Konzentration wie zwei Prozent Verdunkelung pro Puss (30,48 cm), während der elektrische oder der zweite Detektor sogar noch empfindlicher ist. Auf diese Weise kann eine abhelfende Feuerbekämpfung sehr früh vorgenommen werden.
Der erste ode*" optische, durch den Spalt zwischen üoxl Stäben 16 und 33 gebildete Detektor dient auoh zur Betätigung des zweiten oder elektrischen Detektors bei niedrigen
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Rauohkonzentrationen, wie im folgenden beschrieben wird. "Das das innere Ende des Stabes 16 verlassende Licht verteilt sich in Form eines Kegels. Von diesem Lichtkegel fällt nur der mittlere zylindrische Teil in das Ende des Stabes 3S. Wenn eine schwache Konzentration von Rauchpartikeln in der in den Luftweg gezogenen Luft vorhanden ist, reflektieren diese Partikel, wenn sie in dem konischen Ring sind, das Licht in das Ende des Stabes 33. Auf diese ^ Weise passiert den Lichtdurohgang 39 mehr Licht und das auf die Zelle 43 fallende Steulicht vermehrt sich entsprechend· "Dies vermindert wiederum den Wi* erstand der Zelle 43, so dass das Brückenpaar zündet und das Alarmsignal für den unwahrscheinlichen Fall, dass es nicht bereits ausgelöst ist, gegeben wird»
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und dargestellten genauen Konstruktionsdetails eingescnränkt. Beispielsweise kann der Block 38 an der Portsetzung , des Lichtpfades unterbrochen werden. Es würde dann Steulicht, das den Stab 33 verlässt im wesentlichen durch, die Aussparung absorbiert und nicht in den Pfad 39 gebrochen. Anstelle des Rohres 34 können niedere Ränder vorgesehen sein, um die Enden der Stäbe 16 und 33 zu moskieren. Ein
Xenonblitzlicht, das alle 5 Sekunden aufblitzt, kann die Quarzjodidlampe ersetzen. Das Gerät kann auch in einem
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Gebäude verwendet werden, wo eine Anzahl Räume oder Zonen durch den Feuerdetektor zu überwachen sind·
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1· Rauchdetektorgerät mit einem optischen Rauchdetektor, bestehend aus einer dunklen Kammer, die einen Luftweg bildet, gekennzeichnet durch einen lichtleitenden Stab (lü), um Licht von einer Lichtquelle (11) Esu leiten und es zu veranlassen, längs eines Lichtweges durch den Luftpfad (22) zu ver- Λ laufen, und durch eine Sichteinrichtung (32), duroh die der Lichtpfad beobachtet werden kann.
    2. Gerät nach Anspruoh 1, gekennzeichnet durch einen zweiten lichtleitenden Stab (33), der durch einen kleinen Spalt von dem Ende des erstgenannten Stabes (15) getrennt ist, wobei der Spalt einen Lichtpfad bildet.
    3. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Maskierungseinrichtung, vorzugsweise in Form von ™ Bohrstücken (34), die die Enden der Stäbe enthalten und. sich über diese Stäbe hinaus erstrecken,
    sich in
    um die Enden der Stäbe zu moskieren, die/den Luftpfad zum Beobachten durch das Fenster erstrecken.
    4. Gerät nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen zweiten Rauchdetektor (ό7), an den der zwuite
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    Stab (33) Licnt liefert, das vom ersten Stab aufgenommen ist, so dass er als Lichtquelle dafür wirkt.
    ö. Gerät nach Anspruch 4, bei dem der zweite Rauchdetektor eine Iieineempfindliche Zelle aufweist, die zum Triggern einer Alaramschaltung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kauchdetektor zwei Lichtpfade (59 und 41) hat, die zwischen der genannten Lichtquelle und dar erwähnten elektrischen Zelle (43) liegen und. sich dazwischen erstrecken und gegenseitig so geneigt sind, dass die elektrische Zelle von der Lichtquelle abgedeckt ist, wobei die Anordnung so getroffen ist, dass beim Vorhandensein von Eauchpartikeln in dem Schnitt· punkt zwischen den beiden Lichtpfaden durch diese Rauchpartikel das Licht von der Licn-cquelle in die lichtempfindlicne elektrische Zelle abgeleitet wird·
    6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtpfade (39 und 41) zueinander in einem stumpfen Winkel, vorzugsweise einem Winkel von 120° Oder grosser und vorzugsweise 150° geneigt sind.
    7. Gerät nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtpfade (39 und 41) in einem Block (38) gebildet sind, der so angeordnet ist, dass der Schnittpunkt der Lichtpfade sich a.n einer von
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    --er-
    dem Block entfernten Stelle befindet.
    8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass rl er Block (38) eine flache Fläche (42) hat, die zwischen f\en Lichtpfaden angeordnet ist,
    9. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass oine; Vielz-ahl von Einheiten (10) und eine einzige Lichtquelle (11) vorgesehen sind, wobei der Lichtquelle die entfernten Enden fler genannten ersten Stäbe (15) ausgesetzt
    10. Gerät nacn Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass flie Achsen fler Sichteinrichtungen aufwärts geneigt sind.
    11. Gerät nach einem fler vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel (49), um einen Luftstrom riuroh den Luftpfad zu verhindern.
    12. Gerät nach einem fler vorstehenden Ansprüche, gekennzeiohnet durch eine Saugeinrichtung (20), mit der die Luftpfade verbunden sind.
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DE19671673329 1966-11-28 1967-11-23 Rauchdetektorgeraet Pending DE1673329A1 (de)

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GB5322666 1966-11-28
US69032067A 1967-12-13 1967-12-13

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FR (1) FR1547849A (de)
GB (1) GB1179409A (de)
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