DE1957172A1 - Feueralarmsystem - Google Patents

Description

Dlpl.-Ing. Egon Prinz 4QMnW 1QRQ Dr. Gertrud Hauser «ooo Manch._n 60. I* WUTi 13«* Dlpl.-Ing. Gottfried Leiser 1 Q K 7 1 7 α Br».b.r_Q.r.tr«„. i»

Patentanwälte T«l«grainmei Labyrinth MOnchtn

117078 BRK EIEOTROMOS, INC.

525 Rathbone Avenue Aurora, Illinois / V.St.A·

Unser Zeichen; B 1373

Feueralarmsystem.

Die Erfindung betrifft ein Feuerwarn- oder Feueralarmsystem·,

Im allgemeinen umfaßt ein !euer vier Stufen und durchläuft der Reihe naoh die folgenden vier Stufen und zwar zuerst die Anfangsstufe, in der'lediglich unsichtbare Verbrennungsprodukte abgegeben werden und das Feuer durch den Menschen nicht feststellbar ist, weil kein Rauch und keine Flammen und auch keine fühlbaren Hitzegrade vorhanden sind« Dann durchläuft das Feuer zweitens die Rauohstufe und drittens die Flammenstufe und dann viertens die Hitzestufe, wobei die Hitze durch die Flammen erzeugt wird«, Die erste Stufe oder die Anfangsstufe ist ganz allgemein von langer Dauer, d,h. sie kann Stunden, Tage oder Wochen dauern und ruft selbst praktisch keine Gefahren, für Menschen oder Saohen hervor. Wenn das Feuer einmal in die Rauohphase übergegangen ist, so schreitet dieses sehr schnell fort und in Minuten oder Sekunden ist dann das Feuer duroh Rauoh, Flammen und Hitze gekennzeichnet, wobei alle diese Begleiterscheinungen eine große Gefahr darstellen und zu Sachschäden und Lebensgefahr führen.

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Es wurden "bereits Systeme entwickelt, um jede Stufe des Feuers feststellen zu können, wie beispielsweise die Widerstandsbrücke zur Peststellung eines Feuers in jeder Stufe, wobei hauptsächlich mit diesem System die Anfangsstufe des Feuers festgestellt werden soll und es wird hierzu auf die deutsche Patentanmeldung ρ 1498 480,9 vom 21. Juni 1963 verwiesen,, Ferner wurde der Ionisationstyp eines Feueralarmsystems zum Feststellen eines Feuers in der Anfangsstufe entwickelt und hierzu wird auf die US-Patentsohriften 2 465 377, 2 702 898, 2 759 174 und 3 078 450 verwiesen. Das Foto-" zellensystem wurde zur Feststellung von Hauch entwickelt, wie es der US-Patentschrift 2 278 920 zu entnehmen ist und das Fotozellensystem zur Feststellung von Strahlung oder Flammen ist aus der US-Patentschrift 2 553 420 ■bekannte Ferner ist ein Thermiatorsystem zur Feststellung von Hitze bekannt und es wird hierzu auf die US-Patentschriften 2 901 740 und 3 038 106 verwiesen,,

Die Rauch-, Flammen- und Hitzedetektoren sind selbstverständlich von Nutzen. Zu dem Zeitpunkt jedoch, au dem die Verbrennungsbegleiterscheinungen, die diese feststellen, auftreten, hat sich jedoch das Feuer bereite f bis zu seiner hochgefährliohen Phase entwickelt und in dieser Phase führt das Feuer zu Sachbeschädigungen und bildet eine Lebensgefahr.

Demzufolge wurde ein Hauptaugenmerk auf viele Systeme gelegt, um Feuer in seiner Anfangsatufe festzuateilen, d.h. auf Systeme des Wideratandsbriiokentyps und des Ionisationstypea. Beide Typen sind gegen gasförmige Produkte empfindIioh, die in der Anfangaphaae des Feuers erzeugt werden« Der Ioniaationafü&ler stellt die sehr kleinen unaiohtbaren Teilchen feat, lowie auch Rauoh und der Wideratandabrüokenfühler stellt die sehr

kleinen Teilohen feet, und den Wasserdampf, der aus Verbrennungaprodukten abgegeben wird.

Bin Hauptproblem, das bei der Featstellung der frühen Phase des Feuers auftritt, ist der falsche Alarm, der duroh andere Faktoren als duroh eine Verbrennung hervor gerufen .wird. Alle Arten der Feuerfühler sind gegen atmoephärisohe Einflüsse, die nioht duroh Verbrennungsprodukte hervorgerufen werden, empfindlioh, wobei beispielsweise der lonieationsfühler sehr empfindlich gegen Windgeschwindigkeiten, Ozon, Staub und verschiedene ohemisohe Dämpfe ist, währender der Widerstandsbrüolkenfühler gegen schrittweise sohneile Feuohtigkeitsänderungen empfindlich ist.

Trotz zahlreicher Versuohe gibt es nooh keine vollständige lösung für das Problem der frühen Feuerfeststellung und dies bedeutet mit anderen Worten, daß die bsisher bekannten Feueralarmsignale spezielle Probleme ungelöst lassen und zwar insbesondere das Problem des falschen Alarms·

Duroh die Erfindung wird das Problem des falsohen Alarms überwunden, der duroh andere Faktoren als durch Verbrennungefaktoren erzeugt wird und es wird ein verbessertes Feuerfrühwarnsystem geschaffen, welches wesentlich empfindlicher und zuverlässiger ist als die bisher bekannten Systeme.

Erfindungegemäß weist das Feueralarmsystem ein Rauohfestatelleystem auf, welches aus der Kombination einer Anzahl von Rauchfühlmeohanismen besteht, von denen jeder derart ausgebildet ist, daß dieser ein elektrisohea Signal beim Auftraten von Feuermerkmalen abgibt und ferner eine Alarmsohalteinriohtung vorgesehen, die nioht

auf

auf irgend eines dieser Signale anspricht, jedoch lediglich auf die Summe von zwei oder mehreren dieser Signale.

Ee ist insbesonderes ein verbessertes Feuerfühlsystem vorgesehen, welches nach Art einer Widerstandsbrücke aufgebaut ist, wobei dieses System in der obigen Kombination verwendet wird und es ist eine elektrische Brückenanordnung eines Fühlernetzes vorgesehen, um Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit der luft festzustellen und ferner ist eine elektronische Schaltung vorgesehen, um automatisch das Fühlernetz beim Auftreten normaler Umgebungsänderungen zu kompensieren.

Ferner ist ein selbständiges Feuerfrühwamsystem und ein Alarmsystem vorgesehen, welches insbesondere in Gebäuden verwendet werden kann, wobei der Detektor Plus-Einrichtungen aufweist, und wobei eine Ersatzspannungsquelle vorgesehen ist, die dazu dient, die Hauptspannungsquelle zu überwachen und die Bewohner über Fühlfunktionen der Hauptspannungsquelle zu informieren«

Ferner ist ein verbessertes Gehäuse für Feueralarmgeräte vorgesehen, welches es ermöglicht, daß sofort und in wirk- . samer Weise auf Verbrennungsprodukte angesprochen werden kann.

Der Erfindung liegt das Konzept zugrunde, zwei oder mehr ■Verbrennungsfühlerprinzipien derart zu verwenden, daß jedes die Begrenzungen oder Einschränkungen der anderen kompensiert. Die Abfühlprinzipien, die verwendet werden, können auf die gleichen oder verschiedenen Feuermerkmale ansprechen, so lange, als sie nicht auf die gleichen Nicht-Feuerbedingungen anspreohen.Es werden also Prinzipien verwendet, die auf Bedingungen anspreohen, die wenn kein • Feuer vorhanden ist, wenn Oberhaupt sehr selten gleioh-

zeitig ^a

zeitig auftreten»

Insbeaondere werden durch die Erfindung wenigstens zwei Fühlermechaniamen kombiniert, die gegen verschiedene Zustände bei Niohtvorhandenaein einea Feuers ansprechen und die eine Alarmschaltanlage betätigen, welche auf die Summe der Alarmausgänge dieser beiden Mechanismen anspricht, jedoch nicht auf den Alarmausgang eines dieser Mechanismen alleine.

Die Fügen einer derartigen Kombination sind die, falls bei Niohtvorhandensein einea Feuers ein Zustand auftritt, der einen Fühlermeohanismus in den Alarmzustand schaltet, der gleiche Zustand den anderen Fühlermeohanismua nicht schaltet und es entsteht kein falscher Alarm, der durch die Alarmschaltanlage abgegeben wirdo Dadurch, daß die beiden Fühlermechanismen derart aneinander angepaßt werden, daß jede die Begrenzungen oder Einschränkungen des anderen Mechanismus kompensiert, d.h. die Empfindlichkeiten des anderen Mechanismus gegen Zustände bei Nichtvorhandensein eines Feuers wird die Möglichkeit eines Falschalarms um viele Größenordnungen herabgesetzt, wenn nicht sogar vollständig ausgeschaltet, und zwar insofern, als wenigstens zwei verschiedene und kritische Zustände bei Nichtauftreten eines Feuers gleichzeitig auftreten müßten, um einen Falschalarm auszulösen,,

Duroh die Erfindung wird ein wesentlich verbessertes Frühwarnayatem geschaffen, welches eine Kombination von Widerstandabrüokensohaltungen von Fühlermeohaniamen und Ioniaationafühlermeohaniamen in einer UND-Schaltungaanordnung aufweist·

Biaher waren die Brüokenuchaltungafühler außerordentlich und in unzulässiger Weiae empfindlich gegen sohneile Änderungen

derungen im Wasserdampfgehalt der Atmosphäre, während die Ionisationsfühler in nachteiliger Weise durch chemische Dämpfe, Staub, Oaon und Luftatröme mit hoher Geschwindigkeit "beeinflußt wurden. Es wurde jedooh gefunden, daß der Ionisationsfühler im wesentlichen diesen Änderungen des Wasserdampfgehaltes unempfindlich gegenübersteht und daß der Widerstandsbrückenfühler im wesentlichen gegen Luftströmungen unempfindlich ist und dann, wenn er richtig kompensiert ist, gegen typische Dämpfe, Ozon und Staub, ebenfalls unempfindlich ist. Daduroh, daß diese beiden Fühlermechanismen in einem UND-Schal-. tungssystem miteinander kombiniert werden, in welchen die Summe der Alarmsignale eine Alarmeinrichtung schaltet, wobei jedoch dieeinzelnen Signale eine derartige Schaltung nicht erreichen, kompensiert jedes System die Nachteile des anderen Systems.

In der Kombination wird durch eine schnelle Änderung des Wasserdampfgehaltes der Atmosphäre die Widerstandsbrücke geschaltet, jedoch nicht die Ionisationsvorrichtung, und Staubteilohen oder eine Luftströmung oder Ozon können die Ionisationseinrichtung schalten, jedoch nioht die Widerstandsbrücken» Wenn jedoch ein Feuer beginnt, so wird auch im Anfangsatadium die Ionisationa-" brücke sehr schnell die kleinen unsichtbaren Yerbrennungabeatandteile feststellen und die Widerstandabrüoke wird sehr sohnell diese Teilohen feststeller, und/oder den starken Anstieg des Wasserdampfgehlatea der Luft und die Summe der beiden aich hieraus ergebenden Signale wird den Alarm auslösen.

Auf diese Weiae wird ein Falsohalarm in beiden Einheiten weitgehend, wenn nicht sogar vollständig, kompensiert, woduroh Palschalarme ausgeschaltet werden, ohne daß daduroh die Fähigkeit einer jeden Einheit, ein Feuer früh

und schnell zu erkennen, verringert wird. Feueralarm-■ systeme wurden bisher weit unterhalb ihrer Empfindlichkeitsgrenzen betrieben und zwar hauptsächlich, um die Probleme dea falsohen Alarmes zu verringern. Dies bedeutet, daß diese bekannten Vorrichtungen verhältnismäßig unempfindlich gemacht wurden, um die Anzahl der falschen Alarme herabzusetzen.

Daduroh, daß erfindungsgemäß das Problem der falschen Alarme im wesentlichen ausgeschaltet ist, können nunmehr das Widerstandsbrüokenaystem, das Ioniaationaaystem und andere Fühlermeohaniamen mit viel" höheren Empfindlichkeiten als bisher möglich, betrieben werden und zwar im wsentlichen mit Spitzenempfindlichkeiten und es wird auf diese Art und Weise ein Fühler- oder Warnsystem geschaffen, welches empfindlicher ist und schneller wirksam ist als bisher bekannte Systeme und welches gleichzeitig wesentlich zuverlässiger ist«.

Zusätzlich ist ein verbessertes Widerstandsbrückensysdtem vorgesehen, welches aus einem einzelnen lühlernetz und einer automatischen elektronischen Kompensationsschaltung für dieses Netz besteht, wobei diese Schaltung kontinuierlich die elektrische Leitfähigkeit des Fühlerneztes über wacht und unter Einschaltung einer vorbestimmten Zeitverzögerung automatisch die Brücke für alle leitfähigkeitsänderungen djea Netzes kompensiert, um einen konstanten Spannungsabfall am Netz aufrecht zu erhalten mit Ausnahme des Falles, daß eine vorbestimmte Änderung in der Leitfäügteit des Netzes mit einer Geschwindigkeit auftritt, die größer ist als die vorbestimmte Zeitverzögerung· In diesem Fall wird das Netz ausreichend leiten und die Brüofce in ausreichender Weise aus ihrem Gleichgewicht versohoben, um ein Signal zur Schaltung eines Alarmes abzugeben·

Da

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Da die Kompensationsschaltung eine Änderung der leitfähigkeit feststellt und ferner die sich daraus ergeben* Spannungsänderung und da automatisch die Spannung auf den vorbestimmten Wert innerhalb der Grenzen der vorbestimmten Zeitverzögerung eingestellt wird, kompensiert die Schaltung automatisoh langsam auftretende und außerordentliche Liderungen und zwar nioht nur in der Atmosphäre sondern auch im Fühlernetz selbst. Auch wenn ■ sioh die elektrischen Eigenschaften des Nttzes über eine Zeitdauer hinweg ganz erheblioh verändern und zwar duroh eine Anlagerung einer Schicht und duroh Fingerabdrucke oder aus anderen Gründen, wird die ursprüngliche Empfind-" lichkeit des Systems voll aufrecht erhalten·

Es ist ein Widerstandsbrückensystem vorgesehen» welohes den Vorteil aufweist, daß die Anzahl von Fühlernetzen auf eines vermindert wird, woduroh die Notwendigkeit ausgeschaltet v/ird, die Betee zu prüfen und zu vergleichen und weiterhin wird ganz erheblioh die Häufigkeit des Wartungsdienstes und auch die Sorgfältigkeit des Wartungsdienstes verringert und ferner werden die schädlichen Umweltainflüsse ausgeschaltet und es wird eine vorbestimmte Empfindlichkeit des Systems während der Gesamtlebensdauer aufrecht erhalten·

Durch die Erfindung werden selbständige, batteriegespeiste Fühler oder Detektoren für den Hausgebrauch oder für den gewerblichen Gebrauch geschaffen und es werden leitungsgespeiste Detektoren für eine größere Installation in zentralen Alarmsystemen vorgesehen und zwar für den gewerbliohen und den industriellen Gebrauch.

• Weiterhin ist ein besserer Feuerdetektorgehäuseaufbfttt vorgesehen, der kompakt und sehr attraktiv iat und ä#i» J ee ermöglicht, daß der Fühlermeohanismua sehr söhne 11 auf die Anwesenheit von Verferennungsproäuk-feen anepreöhen -kann. - ^{:; :} '

Zusätzliche Ziele und Vorteile der Erfindung sollen in der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung dargelegt werden_e Es zeigen:

1 eine vereinfachte schematische Darstellung mit der das Prinzip der Erfindung erläutert werden soll,

2 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Detektorsystems für gewerbliche und industrielle Anwendung, wobei dieses System aus einem Stromnetz gespeist werden kann und wobei dieses System Signale zu einer zentralen Alarmstation führt,

3 ein Schaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines selbständigen batteriegespeisten Feueralarmsystems für den Hausgebrauch,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine konkrete Ausführungsform eines selbständigen Detektoralarmsystems, wobei der Deckel weggebrochen ist, um die Montage der Komponenten zu veranschaulichen,

Figo 5 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie 5-5 der Figβ 4 und

Figo 6 eine Vertikalschnittansicht, genommen längs der Linie 6-6 der Figp 4.

Zur Erläuterung der Erfindung sollen nunmehr bevorzugte Ausführungabeispiele der Erfindung beschrieben werden»

Das verbesserte Detektor- oder fühlersystem weist eine Kombination einer Anzahl von verschiedenen Fühler- oder Detektormechanismen auf, die in einer Parallelschaltung eingeschaltet aind und ferner iat eine UND-Sohaltungsan-Ordnung vorgesehen, die mit den Ausgängen aller dieser Meohaniamen verbunden ist und die einen Alarm erzeugt, vewn. irgend eine vorbestimmte Anzahl und zwar mehr ale

einer der Mechanismen gleichzeitig Signale abgibt_o Das Prinzip ist schematisoh in Figo 1 dargestellt und ea ist ein Brückenwiderstandsmeohanismus 10 gezeigt und ein Ionisationssystem 20 und ein Wärmefühlermeohaniamua 30 und ein Rauchfühlermechanismus 40 und ein !Flammenfühl ermechanismus 50 und diese Systeme 10 bis 50 aind alle parallel zu einer Spannungsquelle geschaltet.

-Die Widerstandsschaltung 10 besteht aus einer veränderlichen Widerstandsschaltung R, welche der Atmosphäre ausgesetzt ist und aus irgend einer Kompensationsschaltung OR, welche in die Brückenschaltung mit dieser Wi-™ derstandsschaltung eingeschaltet ist und es ist eine erste Schaltvorrichtung PT vorgesehen, wie beispielsweise ein MOSIET-Transistor, der mit einer Mittelabzapfung der Brücke verbunden ist. Diese Schaltung soll im einzelnen noch beschrieben werden.

Die Ionisationsschaltung 20 besteht im wesentlichen aus einer Ionisationskammer I und einer Hauptschaltvorriohtung PT. Der Hauptvorteil, der erfindungsgemäß bezüglich der Ionisationskammer I erzielt wird, besteht darin, daß es nicht mehr erforderlich ist, die Ionisationskammer vollständig zu sättigen_β Dies führt zu einer Verringerung ) der Schaltung auf eine einzige Ionisationskammer statt der bisherigen zwei Ionisationskammern und ferner wird die Menge des radioaktiven Materials vermindert, welches als Ionisationsquelle verwendet wird« Durch die Erfindung ist es möglich, die Gesamtmenge des benötigten radioaktiven Materials aufweniger als ein Mioroourie zu verringern» Es handelt sich hierbei um eine Menge, die geringer ist die die, die üblicherweise bei Leuchtzifferblättern verwendet wird. Beim dargestellten Ausführungabeispiel ist die Ionisationskammer I in eine Brüokenschaltung eingesohaltet und ea ist ein Abgleichglied BI vorgesehen

wie

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wie beispielsweise ein fester Widerstand und es ist ein Hauptschalter vorgesehen, der mit dem Mittelabgriff der Brücke verbunden iat.

Die wärmeempfindliche Schaltung 30 ist im wesentlichen eine Schaltung mit einem Detektor, der die Temperaturanstiegerate feststellt, wobei ein Thermistor H vorgesehen ist, der frei der Atmosphäre ausgesetzt ist und ea ist ein Kompensationsthermistor GH vorgesehen, der gegenüber der Atmosphäre abgeschirmt ist· Diese beiden Thermistoren sind in eine Brüoke eingeschaltet, wobei die Hauptsohalteinriohtung PT mit dem Mittelabgriff der Brüoke verbunden 1st· Wi* noch erläutert werden soll, kann diese wärmeempfindliche Schaltung um ein Vielfaches empfindlicher sein, ale es bisher möglich war und zwar daduroh, daß diese Schaltung in ein Mehrfach-TJND-Schaltungasystem gemäß der Erfindung eingebaut ist.

Die Rauchempfindliohe Schaltung 40 kann eine Verdunkelungseinriohtung sein, die eine Lichtquelle L und eine Fotozelle F aufweist, die leitend wird, wenn Rauch den Lichtstrahl abdeokt oder verdunkelt. Die Fotozelle ist mit der Hauptschaltung verbunden. Ea sei bemerkt, daß hier die Fotozelle nicht kompensiert sein muß, um auf Änderungsgeschwindigkeiten anzusprechen, wie es bisher der Fall ist. Die Fotoeelle kann als Meßanlage verwendet werden, um irgend eine vorbestimmte Abdeokung oder Abdunkelung festzustellen.

Der Flammenfühler 50 kann eine Fotozelle F aufweisen, die derart ausgebildet iat, daß diese auf eine flackernde Flamme anspricht· Es kann aber auch eine Vorrichtung vorgesehen sein, die auf die Strahlung der Flamme anspricht und diese FetoBelle ist mit dem Hauptschalter PT verbunden, ohne daß ein« Kompensation erfordern oh ist. Bin· ^: 1 ' ■ ■ . .-·■ '-'..■ - ■ Kompensation . , ■. -^:;

Kompensation kann jedoch in gewissen Fällen erwünscht sein.

• Die Ausgänge aller dieser Hauptschalter PT sind mit einer IMD-Schaltung oder einer Diskriminatorschaltung DE" verbunden, die so ausgebildet ist, daß jedes Signal zurückgewiesen wird, das von irgend einem der Hauptschalter abgegeben wird, oder die so ausgebildet ist, daß sie auf kein Signal ansprioht, welches von diesem Hauptschalter abgegeben wird» Diese Schaltung DN spricht jedoch auf die Summe von Signalen an, die gleichzeitig durch eine ^ vorbestimmte Anzahl der Hauptschalter abgegeben werden, wobei diese Anzahl größer als 1 ist« Diese Schaltung ist mit einem Alarmschalter AT verbunden, der leitend wird, wenn durch die UND-Schaltung DN die vorbestimmte Signalsumme hindurch geht. Dieser Schalter AT ist al3 einfaohe Schalteinrichtung dargestellt, mit der eine Glocke, eine Lampe oder ein anderer Alarmmechanismua A parallel zur SpannungsqueHe geschaltet ist.

Wenn die UND-Schaltung DN derart ausgelegt ist, daß die Summe von zwei beliebigen Ausgangssignalen hindurch geht, wenn zwei Schaltungen 10, 20, 30, 40 und 50 gleichzeitig erregt werden, so führt dies zu einem Alarm. Wenn eine \ langsam sich entwickelende Verbrennung auftritt, so können die Widerstandsbrücke 10 und die Ionisationsschaltung 20 sehr sohneil diesen Zustand feststellen und einen Alarm auslösen. Wenn sioh jedoch in gefährlicher Weise die Temperatur erhöht, so kann die Kombination der Wärmefühlschaltung 30 mit einer oder mit beiden Schaltungen 10 und 20 einen Alarm auslösen. Wenn durch eine gefährliche Einrichtung ein Feuer ausgelöst wird, so zeigen die Rauch- und Flammendetektoren 40 und 50 zusammen mit den Schaltungen 10 und 20 sehr schnell diesen Zustand an und ein Alarm wird ausgelöst. Es kann also festgestellt

werden,

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■werden, daß ein vollständig sicheres Feuerwarnsystem geschaffen wird.

Die verschiedenen Zustände, die auftreten können, -wenn kein Feuer vorhanden ist und gegen die jedes der Systeme empfindlich ist, führen normalerweise nicht zu einem falschen Alarm«, Eine flackernde Glühbirne könnte vielleicht die Schaltung 50 schalten, jedoch das Fehlen eines Verbrennungsproduktes bewirkt ^ daß keine der anderen Schaltungen geschaltet wird und deshalb tritt kein Alarm auf» Ein schneller Anstieg der relativen Feuchtigkeit könnte vielleicht die Schaltung 10 schalten, jedoch fehlen Verbrennungsprodukte, gegen die die anderen Schaltungen empfindlich sind und deshalb tritt kein Alarm auf, das gleiche gilt für Staub, hohe Luft.:trömungsgeschwindigkeiten, chemische Dämpfe, Ozon, plötzliche Temperaturänderungen und dergleichen₀ Die Wahrscheinlichkeit, daß zwei derartige Zustände, */enn kein Feuer auftritt, gleichzeitig auftreten, ist außerordentlich gering und deshalb weist daa erfindungsgemäße Alarmsystem praktisch keine FaIs chalarmprobleme auf ₀

Da die erfindungsgemäße Kombination die Probleme des falschen Alarms ausschaltet, kann jedes Schaltsystem in wirksamer Weise mit höchster Empfindlichkeit betrieben werden. Aus praktischen Gründen wurde die Empfindlichkeit der bishor bekannten Feueralarmsysteme durch das Problem der falschen Alarme sehr stark beeinträchtigt. Alle dieae Fühler weisen eine größere Empfindlichkeit auf, und dieae Empfindlichkeiten konnten biaher wegen des Problems dea Palaohalarmea nicht ausgenutzt werden, da ein derartiger Palschalarm aehr häufig ausgelöst wurde, wenn dieae Schaltelemente auf eine zu hohe Empfindlichkeit eingestellt waren. Die bekannten Systeme mußten deshalb weit unter ihren Leistungsgrenzen arbeiten. Daduroh, 009826/0995

durch, daß zwei oder mehr Detektor- oder Fühlersysteme oder -Mechanismen in einer UND-Schaltung verwendet werden, wird daa Problem der falachen Alarme gelöst und es wird eine Wesentliche Erhöhung der Empfindlichkeit erreicht ο

Es sei bemerkt, daß die Torschaltung DN auch derart eingestellt werden kann, daß ein Alarm lediglich dann ausgelöst wird, wenn drei, vier oder alle fünf Schaltungen betätigt sind und es sei ferner bemerkt, daß irgend ein Fühlersystem 10, 20, 30, 40und 50 aus der Schaltung fort- w gelassen werden kann und zwar je nach gewünschter Fühlerkapazität und Fühlerleistung. Beispielsweise kann die Gesamtschaltung aus der Widerstandsbrücke 10, dem Wärmefühler 30 und dem Rauchfühler 40 bestehen und aus einer Torschaltung, die durch die Summe der Signale von je zwei oder von allen drei Einheiten gespeist wird. In gewissen anderen Fällen können die Rauchfühlerkrei se und die Flammenfühlerkreise ausreichen«,

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung besteht der Fühler praktisch aus der Wideratandabrücke 10 und der Ionisationssohaltung 20, da cfiese Einheiten ge- ^ gen Wasserdampf empfindlich sind, gegen kleine Partikelohen und gegen Rauch und diese Elemente bilden praktisoh Produkte aller in der Natur vorkommenden Feuer sowie auch der bei einer Brandstiftung erzeugten Produkte, und diese Schaltungen können Feuer in der Anfangsstufe feststellen, ehe eine Lebensgefahr bestellt oder ehe Gebäude durch Rauch, Flamme und Hitze beschädigt werden.

Es sei nunmehr auf Fig. 2 Bezug genommen« Ea ist ein spezielles Auaführungabeiapiel eines Detektors dargestellt, der aus dem Netz geapeiat wird und dieser Detektor kann eine Netzatörung für Alarmeweoke erzeugen»

Dieser

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Dieaer Detektor kann in einer Mehrfaohdetektorinatallation verwendet werden und zwar in gewerblichen und industriellen Gebäuden. Hier ist ea üblioh, eine Anzahl von Detektorköpfen mit einer gemeinsamen Speiaeleitung zu verbinden, die zu einer zentralen Alarmatation führt. Ea können zv/anzig oder mehr Detefcitorköpfe an eine einzelne Leitung angeschlossen sein, die zu einer Alarmatation führt und dieae Köpfe -können einen bestimmten Bereich des Gebäudes umfasaen. Die übrigen Gebäudebereiche werden von einer Anzahl derartiger Alarmstationen überwaoht, wobei alle Alarmatationen unter der Überwachung von Dienstpersonal stehen« Wenn das Dienatpersonal einen Alarm feststellt, der visuell und/oder hörbar an der Zentralstation abgegeben wird, so kann überprüft werden, was erforderlich ist, beispielsweise kann festgestellt werden, ob Handfeuerungsgeräte eingesetzt werden sollen oder ob die Feuerwher gerufen werden sollι ob Gebäudeteile geräumt werden sollen und dergleichen. TJm den Einbau zu erleichtern, ist ebenfalls Vorsorge getroffen, um diese Detektorköpfe leicht montieren und ausbauen zu könner Es sind Einatückadapter 60 für den Kopf vorgeaehen, durch die der Kopf in die Leitung eingeschaltet wird, wie es auf der rechten Seite der 3?ig« 2 dargeatellt ist. Mit diesen Steckdosen arbeiten die einzelnen Köpfe zusammen, die Stecker 61 aufweisen© Diese Steoker 61 weisen Stifte 5 und 7 auf, über die der Kopf mit Spannung versorgt wird. Ea sind Widerstände R9 und R10 vorgesehen, um die Anlage auf etwa 120 YoIt oder 24 Volt einzustallen. Beide Widerstände werden bei 120 Volt verwendet und der Widerstand R10 wird durch einen Steoker bei 24 Volt kurzgeschlossen.

Parallel zur Spannungsquelle ist eine Widerstandsbrücke 10 und eine Ioniaationasohaltung 20 geschaltet. Die Brücke 10 weiat einen Fühler R auf, der au» einem kamn-

artigen 009828/0995

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artigen leitfälligen Netz oder Gitter besteht, -welches auf einen Glasträger montiert iat, wie es in Pig. 4 gezeigt ist. Dieses Element ist im einzelnen in der deutschen Patentschrift P 14-98 48O₀9 dargestellt und beschriebene

Die Einrichtung weist einen variablen Widerstand R auf, der auf einen schnellen Anstieg der Leitfähigkeit der luft "anspricht, die bei Beginn eines Feuers auftritt. Dieser veränderliche Widerstand ist bezüglich der natürlich auftretenden TJmge bungs änderung en kompensiert und

zwar mittels, einer !Compensatorschaltung OR, die im weals/
sentlichen eine Zeitverzögerungsschaltung wirksam ist, um normalerweise einen kostanten Spannungsabfall am Widerstand R aufrecht zu erhalten. Diese Schaltung weist vorzugsweise eine Einrichtung Q2 auf, deren dynamischer Widerstand von einem sehr geringen Widerstand bis zu einem sehr hohen Widerstand eingestellt werden kann und ea kann sich beispielsweise um einen MOSFET-Transistor Q2, einen Widerstand R2 und einen Kondensator 01 handeln« Diese Schaltung dient dazu, einen abgeglichenen Zustand der Brücke aufrecht zu erhalten, die aus dieser Schaltung und dem Widerstand R besteht mit Ausnahme des Falles, daß der Widerstand oder die Leitfähigkeit des Widerstandsnetzes sich um eine vorbestimmte Größe innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode verändert» Durch eine entsprechende Wahl des Widerstandes R2 und des Kondensators 01 kann die Zeitdauer eingestellt werden, um eine genau eingestellte Kompensationsrate zu erhal .-ten und zvar in Abhängigkeit von der Art des Feuere, welches festgestellt werden soll und von der Art der vorherrschenden atmosphärischen Bedingungen.

Wenn die Spannung der Schaltung zugeführt wird, so weist der Kondensator T1 keine Ladung auf und das Gitter dee

Transistors

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Transistors Q2 "befindet sich auf dem Potential der Spannungsquwlle. In Abhängigkeit vom Widerstand des Detektornetzes tritt eine gewisse Spannung am Transistor Q2 auf« Zum Zwecke der Erläuterung sei angenommen, daß der Widerstand R der glecihe ist, -wie der Widerstand R2. Im Fall einer angelegten Spannung tritt die Hälfte der Spannung am Widerstand R auf und die Hälfte der Spannung am Transistor Q2. Der Kondensator 01 -wird unmittelbar mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit aufgeladen, die durch dessen Wert und den Wert des Widerstandes R2 bestimmt wird. Wenn die Ladung des Kondensators 01 zunimmt, so nimmt die Spannung am Transistor Q2 zu und die Spannung am Detektorv/iderstand R nimmt ab«, Wenn die Spannung am Kondensator 01 die Spannung des Transistors Q2 erreicht, so beginnt der Transistor Q2 seinen Widerstand zu ändern und er ändert seinen Durchlaßwiderstand, bis der Durchlaßwiderstand gleich der Spannung am Kondensator 01 ist. Dies bewirkt, daß die Spannung am Transistor Q2 abnimmt und der Widerstand am Detektornetz zunimmt» Diese Spannung wird auf einem konstanten Wert gehalten und zwar wegen der hundertprozentigen negativen Rüokkopplung, die durch den Anschluß 2 an den Transistor erreicht wird. Wegen dieser Rückkopplung berührt irgend ein Spannungsabfall eine entsprechende Änderung am Eingang oder am Gitter und dies führt zu einer Neueinstellung des Durohlaßwiderständea und zu einer Regulierung der Durohlaßspannunge

Die vorstehende Beschreibung trifft für die in den Fig. 3 und 2 dargestellte Schaltung zu, so weit es die Detektorkompeneation betrifft. Die Gesamtschaltung, die in Pig. 2 dargestellt iat, iat derart, daß die Detektoren von der Spannungaquelle bei einem Alarm abgeschaltet werden, Ea kann erforderlioh sein» die Sohaltung zu ergänzen, um die Anfangsaufladung dea Kondensators 01 zu

unterstützen.

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-ie-

unterstützen. Derartige Ergänzugen sind jedoch für den Fachmann selbstverständlich und dadurch werden die Kompenaationseigenachaften der Beatandteile Q2, R2 und 01 nicht geändert.

Die im vorstehenden "beschriebene Wiedereinatellung der Spannung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Spannungsabfallea erfolgt nicht gleichzeitig sondern mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit, die durch die Zeitkonatante von R2 und 01 bestimmt wird« Wenn also Ver-. brennungsprodukte auf das Detektornetz auftreffen und * wenn diese ausreichend atark aind, und mit einer Geschwindigkeit auftreteni die größer ist ala eine Geschwindigkeit, die die RO-Schaltung des Kondensators kompensieren kann, ao ateigt die Spannung am Transistor Q2 an und der Strom dea Verstärkers Q1 wird erhöht und ein vorbestimmtes Signal wird einer Alarmschaltanlage Q5 zugeführt.

Sollte das Detektornetz zu irgend einem Zeitpunkt eine Widerstandaoharakteriatik aufweisen, die aioh vom ursprünglichen Widerstand unterscheidet, aο paßt sich der Transistor Q2 dem neuen Widerstand an und zwar daduroh, daß aioh dessen Widerstand auf einen »uen Wert einstellt, um einen konstanten Spannungaabfall sicherzustellen. Wegen der hundertprozentigen negativen Rückkopplung iat die Sohaltung automatisch gegen Tempera'aränderungseinwirkungen geachützt.

Falls gewünsoht, können weitere Verfeinerungen in der Sohaltung vorgenommen werden, und derartige Abänderungen kann ein Durchachnittafaohmann ohne weiteres anbringen· Beispielsweise kann ein zweiter Tranaistoi parallel zum Widerstand R2 geaohaltat werden oder statt des Wideratandta R2 eingeschaltet werden« Das Steuer-

gitttr

gitter des Transistors wird duroh eine RO-Schaltung gesteuert, wobei diese derart ist, daß im Moment des Einschal tens eine Verbindung mit geringem Widerstand hergestellt wird, wodurch der Kondensator 01 schneller aufgeladen wird und das Gitter des Tranaistors Q2 wird ebenfalls schneller seinen Betriebspunkt erreiohen« Nachdem die RO-Schaltung ihren Aufladungapunkt erreicht hat, wird der zweite Transistor ausgeschaltet, wodurch ein hoher Widerstand für R2 entsteht. Von diesem Punkt an funktioniert diese Schaltung in der gleichen Weiae, wie ea vorher beschrieben wurde« Den Widerstand R2 zu einem dynamisohen Widerstand zu maohen, kann unter gewissen Umständen erwünscht sein.

Bei Beginn des leuers ändert sich die Leitfähigkeit des Widerstandsgitters schneller ala die Kompensationsaohaltung eine Kompensation durchführen kann, und die Brücke, die aus dem Widerstandsgitter und der Konpenaationssohaltung besteht, gelangt aus der Gleichgewichtslage heraus um die Primärtriggerschaltung Q1 zu betätigen« Die Schaltung Q1 kann vorzugsweise ein MOSEET-Transistor sein, dessen Elektronenquelle mit der Neztleitung über empfindliche Einstellungseinrichtungen verbunden ist , beispielsweise über eine Diodenkette D. Das Gitter dieses Transistors oder das Tor dieses Transistors kann mit einem Mittelabgriff der Brücke verbunden sein und der Ausgang des Tranaistors kann über einen Widerstand R3 mit einer Alarmschaltvorrichtung Q5 verbunden sein. Vorzugsweise ist Q1 derart vorgespannt, daß in diesem normalerweise kein Strom fließt. Der Widerstand R3 ist derart gewählt, daß der Stromfluß auf einen vorbestimmten Wert begrenzt wird, beiapielsweiae auf 130 Mikroampere, wenn Q1 leitend ist und zwar duroh den Betrieb des Detektorwiierstandes R.

Die

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Die Ionisationsachaltung 20 weist eine Brückenschaltung auf, die eine Ionisationskammer R5 hat, wobei diese Ionisationskammer eine geringe Menge eines radioaktiven Materials enthält. Diese Menge ist geringer als ein Microourie und ferner ist ein Abgleichwiderstand R4 für diese Kammer vorgesehen. Die Kammer R5 kann irgend einen beliebigen bekannten Aufbau haben und die Menge des radioaktiven Materials ist derart, daß diese Kammer nicht mit Ionen gesättigt wird» Dies bewirkt, daß die Kammer einen sehr hohen Widerstand hat und es wurde gefunden, daß dies ein Vorteil ist_o Durch den Betrieb der Ionenkammer im ungesättigten Zustand ist diese gegen den Atmosphärendruck nicht empfindlich und kann ohne Kompensation bei allen atmosphärischen Drucken bis zu 25.000 Fuß arbeiten ohne eine Empfindlichkeitsänderung durchzumachen« Da eine geringere Anzahl von Ionen durch das radioaktive Material erzeugt wird, ist eine geringere Menge an Verbrennungsprodukten erforderlich, um den Elektronenstromfluß zu ändern. Dies ermöglicht die Verwendung eines stabilen, festen Widerstandes R4 zum Abgleich und fuhrt zu einem hochempfindlichen Abfühlen, wobei die Menge des radioaktiven Materials als eine sehr sichere Menge be·» zeichnet werden kann.

Die Ionisationsbrücke ist mit dem Gitter eines" Hauptschalters verbunden, der vorzugsweise die Form eines MOSi'EIE-Transistors Q3 hat. Der Ausgang dieses Transistors ist, wie der Ausgang des Transistors Q1, über einen Widerstand R7 mit dem Alarmsohalter Q5 verbunden. Der Widerstand R7 dient, ähnlich wie der Widerstand R3, zur Begrenzung des Stromflusses von Q5» wenn dieser geschaltet 1st, auf einen vorbestimmten Wert, beispielsweise auf 130 Microampere. Die Elektronenquelle von Q3 iat über einen Siliziumtransistor Q4, der zur Spannungsregelung führt, mit einer Empfindlichkeitseinstellung verbunden,

den, die "beim dargeatellten Auaführungsbeispiel die Form einea Potentiometers RS aufweist ο Um einen normalen Betrieb zu ermöglichen, ist der Transistor Q3 auf einen relativ nominalen Stromfluß vorgespannt, beispielsweise in der Größenordnung von 50 Mikroampere. Der Alarmsehalter Q5 weist einen SCR-Transistor auf, der einen Gitterstrom hat, der größer ist als der Aus~ gang dea MOSITDT-Transistors Q1 und des MOSEET-Transistore Q2, jedoch geringer als die Summe dieser Ströme, und beispielsweise eine Größe von 200 MikroampSre bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aufweist_o Wenn die Ionisationskammer allein leitend ist, so wird der Auagang ihrer Schalteinrichtung Q3 durch den Widerstand R7 auf 130 Mikroampere begrenzt und der Transistor Q5 wird nicht geschaltet. Wenn der Detektorwideratand R allein leitend ist, um den Schalter Q 1 zu betätigen, so ist der Gesamteingang von Q5 die Summe dea 130 Mikroampere-Ausganges von Q1 und dea 50-Mikroamperestromflusses von Q3 und dies reicht nicht aus, um Q5 zu schaltene Wenn jedoch ein leuer beginnt, so weist jeder der Schalter Q1 und Q3 einen Stromfluß von 130 Mikroampere auf und es ergibt sich ein Gesamtstrom von 260 Mikroampere. Wenn sich dieser Zustand einstellt, wird der Spannungsabfall am Wideratand R6 ausreichend, um den Transistor Q5 einzuschalten, wonach dieser Tranaistor Q5 die Speiseleitung kurzschließt und es wird ein ausreichender leitungsstrom abgenommen, der an einer entfernten Alarmtafel wahrgenommen werden kann, und der verwendet werden kann, eine Alarmeinriohtung auszulösen»

Eine Lampe L1 ist in den Kreis mit dem Transistor Q5 eingeschaltet, um duroh ein Aufleuchten anzuzeigen, daß der spezielle Detektorkopf einen Alarm ausgelöst hat, VBnn eine Anzahl von Köpfen mit einer gemeinsamen Speiseleitung

leitung verbunden sind» Vorzugsweise erstreckt sich eine Leitung von der lichtschaltung zum.Anschluß 4 am Steckkontakt 61, um eine Anzeige an einer entfernt liegenden Stelle zu erzeugen, falls dies erwünscht sein sollte β In diesem Fall ist die entsprechende Schaltung mit dem Anschluß 4 des Steckers 60 verbunden«

Es erstrecken sich auch vorzugsweise Leitungen von den verschiedenen Stellen in der Schaltung zu den Kontakten >1, 2, 3 und 6 des Steckers 61, um eine Feststellung der Spannungs- und Stromwerte während der Wartung des Detektors zuvereinfachenβ

Durch die beschriebene Schaltung wird ein außerordentlich empfindliches Frühwarnsystem geschaffen, das überhaupt nicht für Falschalarm anfällig ist. Dies führt zu einem praktisch narrensioheren Feuerwarnsystem, dessen Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit ganz erheblich erhöht ist. Dieses System kann wie die bekannten Systeme eingebaut werden.

Es sei nunmehr auf Figo 3 Bezug genommen« Es ist ein Doppeldetektorsystem dargestellt, welches in einer*.selbständigen batteriegespeisten Feuerdetektor angeordnet ist. Die Schaltung ist im wesentlichen die gleiohe wie oben beschrieben, mit der Ausnahme, daß die Schaltung batteriegespeist ist, und daß ein eigenes Alannhorn vorgesehen iat·

Die Schaltung, die die gleiche ist wie vorher, weiat die Wideratandabrüoke 10 auf, die den Detektorwiderstand R und eine Schalteinriohtung Q1 umfaßt« Ferner iat eine Ionisationsanlage 20 vorgesehen, die eine Ionisationskammer E5 und einen Sahalter Q3 aufweist j ferner iat eine Alarmaohaltvorriohtung Q5 vorgeaehen,

die

diein diesem Fall in Serie mit einem Horn H geschaltet ist und -weiterhin ist eine Haupfbatterie 81 vorgesehen.

Die Spannung für das System wird durch eine 10,7 Volt Quecksilberbatterie B1 zugeführt und diese erzeugt einen geringen Vorspannungsstrom, um den Detektormeohanismus zu "betreiben· Ferner erzeugt diese Batterie den Strom, der erforderlich ist, um das Horn im Fall eines Alarmes zu betätigen·

Wenn der Tranaistor Q5 eingeschaltet ist, so fließt ein Strom durch das Horn H von der Batterie B1 und auf diese Weise wird ein hörbarer Alarm abgegebene Der Kondensator 03 dient dazu, einen Startstrom für das Horn abzugeben, um dadurch die Belastung der Batterie zu verringern.,'

Bei dieser Sohaltung wird die Batterie B1 dauernd durch eine Überwachungsbatterie B2 überwacht und zwar über ein Spannungateilerpotentiometer R 11. Wenn der Strom der Batterie B1 am Ende der Lebensdauer der Batterie abfällt, so wird die Kompensationsspannung der Batterie B1 durch die Batterie B2 überwunden und (ftiach wird der Kondensator 04 über den Widerstand R12 bis zu einem Punkt aufgeladen, bei dem ein einstellbarer Transistor Q6 einschaltet, woduroh ein SCR-Transistor Q7 eingeschaltet wird·. Wenn der Transistor Q7 eingeschaltet ist, so verbindet dieser die Batterie B2 mit dem Horn und daduroh gibt dieses unter Mithilfe dea Kondensators 05 einen hörbaren Alarm ab. Der Transistor Q7 kann ledig-Iioh so lange eingeschaltet bleiben, als ein Gitterstrom vom Tranaistor Q6 zugeführt wird. Der Translator Q6 bleibt eingeschaltet, bis sich der Kondensator 04 über die PUT-Anode von Q6 entladen hat, wonach der Translator Q6 abgeschaltet wird, was bewirkt, daß der Tranaistor Q7 abgeschaltet wird und das Horn wird abgestellt.

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gestellte Zu diesem Zeitpunkt "beginnt sich der Kondensator 04 über den Widerstand R11 von der Batterie B2 aus aufzuladen und nach einer Zeit von etwa 5 Minuten •wird dieser Betriebszyklus wMerholt. Alle fünf Minuten wird also das Horn "betätigt und ein ein Sekunden oder zwei Sekunden dauerndes Signal zeigt an, daß die Batterie B1 leer ist und daß es erforderlich ist, diese zu ersetT zen«.

Wie bei der in Hg. 2 dargestellten Schaltung führt die Erregung eines Detektors durch Bedingungen, bei denen kein Feuer vorhanden ist, nicht zu einer Betätigung des Transistors Q5. Beim Auftreten eines Feuers werden jedoch beide Detektoren erregt und der Tranaistor Q5 wird eingeschaltet und das Signalhorn wird betätigte

Die Schaltung ist derart, daß, wenn Q5 einmal geschaltet ist, dieser Einsehaltzustand aufrecht erhalten bleibt, bis Q5 zurückgestellt wird. Um Q5 zurückzustellen, ist ein Schalter SW vorgesehen, der, wenn er geschlossen ist, bewirkt, daß der geschaltete Transistor Q5 kurzgeschlossen oder überbrückt wird« Die Spannung wird abgenommen und der Transistor wird ausgeschaltet, wodurch der Alarm abgeschaltet wird, bis die Änderungsgeeohwindigkeit der Umweltbedingungen wieder derart ist oder derart verblieben ist, daß die Vorrichtung wiederum eingeschaltet wird.

Durch eine Verbindung der Bypass-Leitung mit den Schalterkontakten derart, daß die Hauptspannungsquelle B1 direkt auf das Horn H geschaltet wird, bildet diese Schaltung gleichzeitig eine gute Maßnahme, um manuell die Betriebsfähigkeit der Vorrichtung und den Zustand der Batterie B1 zu überprüfen·

i Während dea normalen Betriebes wird der Überwachunga-

batterie B2

batterie B2 keine Spannung entnommen, so daß diese Batterie ihre Lagerlebenszeit hat, die gegenwärtig etwa 2 Jahre beträgt. Der geringe Strom, der von der Hauptbatterie B1 während des normalen Betriebes entnommen wird, führt zu einer Batterielebenadauer von wenigstena einem Jahr, wobei angenommen wird, daß die Alarmanlage für den größten Teil des Jahres keinen Alarm anzeigt. Am Ende eines Jahres oder· bereits früher, falls über die Hauptbatterie sehr oft ein Alarm abgegeben wurde, kann die Hauptbatterie Bt herausgenommen werden und die Überwaohungabatterie B2 kann anstelle der Hauptbatterie verwendet werden« Eine neue Batterie wird eingebaut und zwar anstelle der Überwachungsbatterie. Auf alle Fälle wird, falls eine Batterie im Überwaohungskreis angeordnet ist, dieser Überwaohungakreia immer die Hausbewohner.darüber informieren, daß die Hauptbatterie ausgetauscht werden muß, falls deren Spannung über einen vorbestimmten Wert abfällt. Unter normalen Betriebsbedingungen wird eine Batterie pro Jahr ersetzt und es ist praktisch keine weitere Wartung erforderlich.

Der Doppeldetektor iat sowohl für gewerbliche Zwecke als auch für den Haushalt geeignet und es wird ein hoohempfindliohes und zuverlässiges Detektorayatem geschaffen, welohea auf alle IPeuerstufen anspricht und welohea insbesondere auf die Anfangsstufe anspricht und wobei alle Probleme dea falsohen Alarmes ausge« sohaltet sind.

Alle kommerziellen und für den Hausgebrauch gedaohten leuerdetektorayateme und die UNO-Sohaltungskom'bination der Wlderstandebrtlolce 10 und der Ioniaationssohaltung 20 führen zu optimalen Ergebnissen. Es sei bemerkt, daß

beliebige

"beliebige andere Detektormeohanismen der Schaltung für spezielle Zwecke hinzugefügt werden können. Beispielsweise ist die Wi&erstandsbrücke gegen jedes Feuer empfindlich, jedoch spricht die loniaationsschaltung lediglioh bei einer unvollständigen Verbrennung an. Wenn es gewünscht ist, ein Feuer festzustellen, bei dem die vollständige Verbrennung stattfindet, wobei es sich hier um eine Seltenheit handelt, kann ein zusätzlicher Detektormechaniamus

vorgesehen werden, so daß ein Alarm abgegeben wird, wenn . zwei von drei Detektorstufen auf ein Feuer ansprechen., * Eine derartige dritte Detektorstufe kann beispielsweise einen Detektor aufweisen, der sehr empfindlich auf einen Wärmeanstieg anspricht, wobei hier ein sehr kleiner Detektor von geringer thermischer Masse verwendet werden kann_e Wegen der Sicherheit des Mehrfachsystems kann die Empfindlichkeit einer derartigen thermischen Einheit aehr gering eingestellt werden, beispielsweise auf einen G-rad F pro Minute und diea ist wesentlich empfindlicher als bei den bisher verwendeten thermischen Einheiten· Die Schaltung, die auf die thermische Anstiegsgeachwindigkeit anspricht, kann die Form einer elektrischen Brücke haben, in der der Thermistor der Atmosphäre ausgesetzt ist und eine geringe thermische Zeitkonatante hat. Der zweite oder Bezuga-Thermiator weist eine viel größere thermische Zeitkonatante auf und zwar dadurch, daß er eine größere physikalische Masae hat· Dieser Thermistor kann aber auch an einem Teil befestigt sein, der eine große thermische Masse aufweist·

In den Fig. 2 und 3 wurden bevorzugte Aueführungabeispiele der Erfindung dargestellt und ea sei bemerkt, daß zahlreiohe Abänderungen vorgenommen werden können, die im Rahmen der Erfindung liegen_e

Alle Ausführungaformen der Erfindung können beispielsweise in Gehäusen .angeordnet werden, wie axe in den Pig. 4-6 dargestellt sind.

Die Komponenten der Detektoren sind tranaiatoriert und miniaturisiert und zwar in einem Ausmaß, wie es gegenwärtig möglich iat und alle diese Komponenten sind in kompakter Weise an einer Schalttafel 21 angeordnet, die schematiaoh in den Mg. 4 und 6 dargeatellt ist. Die obere Seite der Schalttafel weist eine gedruckte Schaltung auf, welche die elektrischen. Verbindungen zwischen den Komponenten herstellt und zwar in an sich bekannter Weiae. Die Komponenten selbst sind an der Unterseite der Tafel montiert. Das Horn H, der Schalter SW und die Batterien B1 und B2 sind ebenfalls dargeatellt.

Der Detektor R der Sohaltung 10 besteht vorzugsweise aus zwei leitenden karamartigen Gittern, die auf einer Glasunterlage 22 ausgebildet ist. Diese Glasunterlage ist in einem Keramikhalter 26 von dreieckiger Form montiert. Der Halter weist drei Bohrungen in der Nähe der Ecken auf, wobei zwei mit leitenden Stiften 31 und mit Beilagaoheiben 32 ausgerüstet sind, die dazu dienen, die Unterlage am Halter zu halten und die eine elektrisohe Verbindung mit dem kammartigen Leitungsnetz auf der Unterlage herstellen. ·

Die Unterlage iat vorzugaweiae ein dünnes quadratförmiges Stück aus einem Bor-Silikat-Glaa mit hoher Reinheit und daa Leiternetz beateht vorzugaweise aua Zinnoxyd, welches gemäß bekannten Teohniken der Zinnoxydverarbeitungaweiae aufgebracht iat| die beiden Scheiben 32 sind elektrisch mit den entsprechenden Abschnitten der Wideratsandaleitung verbunden.

Von

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Von der Schaltungstafel 21 aus erstrecken sich drei Zapfen 34a, 34b und 34c Zwei dieser Zapfen sind in Figo 5 dargestellt und weisen Leitungen für den Widerstand auf_o Der 'Halter 26 wird in üblicher Weise auf diese Zapfen aufgesteckt, um den Detektor zuAontieren. Der Halter ist vorzugsweise derart angeordnet, daß die Unterlage 22 derart mit der Oberfläche, die den Widerstand trägt, angeordnet wird, daß diese Oberfläche nach unten weist und frei zugänglich ist. Schultern an den Zapfen 34 dienen dazu, die Unterlage von der Schaltungstafel im Abstand zu halten, um einen geschützten Raum herzustellen, um die Ionisationskammer R5 des Detektors 20 montieren zu können.

Die Kammer R5 besteht aus einem Rohr 23, welches an die Unterseite der Schaltungstafel 21 angeklebt oder in anderer Weise an dieser Unterseite befestigt ist» Ferner ist eine Schraube 24 vorgesehen, die sich axial zum Rohr erstreckt und diese Schraube ist einstellbar montiert und erstreckt sich von einer Mutter 25 aus, mit der die Schraube an der Tafel 21 befestigt ist, Ferner ist eine geringe Menge eines radioaktiven Materials am unteren Ende der Schraube angebracht. Die Menge dieses radioaktiven Materials ist so gering, daß sie in der Zeichnung nicht veranschaulicht werden konnte. Das Rohr und die Schraube sind in einem kurzen Abstand oberhalb der Oberseite des Halters 26 angeordnet, so daß die Atmosphäre einen freien Zugang zum Innenraum des Rohres hat.

Die Komponenten der Detektoren aind in einer einzelnen Lage auf die Schalttafel aufgebaut mit Ausnahme der Anordnung der Detektoren R und R5 und diese Bauteile haben praktisch eine geringe Bauhöhe, so daß eine Einheit sich ergibt, die ein extrem niedriges Profil hat.

Die

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Die gesamte Anordnung wird dann in einer flachen Blechdose 44 montiert, die rechteckig oder quadratisch sein kann und diese Blechdose weist kurze nach unten sich erstreckende Seitenwandungen 46 auf. Die Montage erfolgt vorzugsweise so, daß drei oder vier Metallschrauben 48 durch die Schaltungstafel hindurohgeführt werden und daß Distanzstücke 51 vorgesehen sind, wonach die gesamte Baugruppe in die Dose eingeschraubt wird. Auf diese Weise wird die Schalttafel im Anstand von der Dose montiert. Um eine gute und feste Montage zu erzielen, ist es bevorzugt, den Schalter SW- an einer der Seitenwandungen 46 der Dose anzuschrauben oder in anderer Weise zu befestigen.

Die Dose kann ihrerseits an der Decke eines Raums montiert werden oder an der Oberseite eines Gehäuses oder an der Decke eines Kanals. Die in Pig. 3 dargestellte selbsttätige Einheit, die ebenfalls in den fig. 4-6. gezeigt ist, ist derart ausgebildet, daß die Dose mittels Schrauben montiert werden kann, die sich durch Bohrungen 52 in der Oberseite der Dose hindurch erstrecken« Die Bohrungen sind schlüssellochförmig ausgebildet, um eine lösbare Montage der Dose an der Deoke zu erleichtern. Bei der in Fig. 2 dargestellten Sohaltung kann die Dose in einfacher Weise durch eine Steckverbindung 60, 61 montiert werden.

Von gegenüberliegenden Seitenwandungen 46 der Dose eratrekken sich Halterungsbügel 54 nach unten und zwar bis zu einer Höhe unterhalb der Detektorkomponenten. Diese Halterungsbügel 54 können in lösbarer Weise Zapfen 56 aufnehmen, die sich von der inneren Oberfläohe eines Deokels 58 aua erstrecken. Der Deokel iat ein integraler Bauteil, der aus Metall besteht oder aus einem Kunststoff und dieser Deokel hat eine Attraktive form und ebenfalls eine

00Ö82I/099S attaktive

attraktive äußere Oberfläche, d.h. eine attraktive untere Oberfläche und attraktive äußere Seitenoberflachen_o Der Deckel iat im wesentlichen dosenförmig ausgebildet und ist größer als die Dose 44, so daß dessen naoh oben sioh erstreckenden Seitenwandungen im Abstand nach außen von den nach unten sich erstreckenden Seitenwandungen 46 der Dose angeordnet sind. Die Seitenwandungen des Deckels erstrecken sich naoh oben bis zu einer Höhe, die etwas unterhalb der Höhe der oberen Oberfläche der Dose liegt, so daß sich die Seitenwandungen im Abstand von der Decke befinden, wenn die Vorrichtung eingebaut ist. Diese Seitenwandungen enden kurz oberhalb der unteren Kante der Seitenwandungen 46, um die Komponenten des Detektors zu verbergen. In der Mitte der unteren Wandung weist der Deokel 58 eine Anzahl von kleinen, in dichtem Abstand voneinander angeordneten Perforationen 59 auf, die im wesentlichen mit dem Widerstandselement des Trägers 22 fluchten.

Verbrennungsprodukte steigen von Natur aus naoh oben zur Decke und werden dann längs der Deoke horizontal ausgebreitet. Gemäß der Erfindung bilden die Abstände der Seitenwandungen des Deckels von der Decke und die Dose und die Perforationen 59 zusammen eine Strömungsbahn für eine hoohwirksame Zirkulation duroh das Gehäuse und zwar über den Detektor R hinweg und in den Detektor R5 hinein und zwar für die Verbrennungsprodukte unabhängig von der Zirkulationsriohtung dieser Verbrennungaprodukte· Verbrennungsprodukte eines Feuers, die unterhalb des Detektore auftreten, bewegen sioh naoh oben duroh die Perforationen 59 hindurch und breiten aioh quer naoh außen duroh die Abstände zwiaohen der Doae und dem Deokel und der Deoke Mn-"■ durch aus, woduroh siohergestellt wird, daß die Detektoren R und R5 von diesen Produkten erreioht werden. Sails ein

feuer

Feuer in einer Entfernung von den Detektoren ausbricht, steigen die Verbrennungsprodukte zur Decke und werden horizontal längs der Decke ausgebreitet und gelangen in die Zwischenräume zwischen dem Deckel und der Decke und das geringere Profil der Komponenten bewirkt, daß die Produkte etwas nach unten zu den Detektoreinrichtungen R und R5 geleitet werden. Diese Detektorkomponenten werden also wiederum sofort den Verbrennungsprodukten ausgesetzt.

Bei einer praktischen Ausführungsform weist der Detektor, der alle die im vorstehenden beschriebenen speziellen Merkmale aufweist und die entsprechenden Vorteile, eine Fläche von lediglich 7 Quadratzoll auf und hat eine Höhe von 1 3/4 Zoll. Bei diesem Modell erstreckt sich dar Handgriff 42 des Schalters SW etwas nach außen über die Seitenwandungen des Deckels hinaus, um eine Betätigung mittels eines Handgriffs oder dergleichen zu erleichtern, so daß die Bedienungsperson nicht auf eine Leiter oder auf einen Stuhl steigen muß, um die Einheit zurückzustellen oder um den Betriebszustand der Einheit zu überprüfen»

Das gewerblich oder industriell verwendbare Modell, dessen Schaltkreis in Fig. 2 gezeigt ist, kann in ähnlicher Weise in einem aus zwei Deckeln bestehenden Gehäuse montiert sein mit der Ausnahme, daß die Batterien B1 und B2 und das Horn H und der Schalter SW fortgelassen werden und daß der Stecksookel 61 an der Oberseite der Dose 44 freiliegt, damit die Einheit in eine in der Deokemontierte Steckdose 60 eingesteckt werden kann.

Patentansprüche

Claims (1)

1. Patentansprüche

   i\l J Feuerwarnsystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Feuerfühlern (10, 20, 30, 40, 50) vorgesehen ist, von denen jeder auf verschiedene Umweltbedingungen, bei denen " kein Feuer vorhanden ist und die nur in geringem Maß gleichzeitig auftreten, ansprechen, daß diese Feuerfühler miteinander in eine Schaltung eingeschaltet und derart ausge- · bildet sind, daß jeder Feuerfühler ein elektrisches Signal beim Auftreten eines Feuers abgibt und daß eine Schalteinrichtung (AT oder Q5) vorgesehen ist, die nicht auf die einzelnen Signale der Feuerfühler anspricht, sondern auf die Summe der Signale von mehr als einem Feuerfühler, um ein Alarmsignal abzugeben.

   2. Feuerwarnsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Feuerfühler (lO) eine Widerstandsbrücke aufweist, die auf Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit der Luft beim Auftreten eines Feuers anspricht.

   3. Feuerwarnsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Feuerfühler (20) vorgesehen ist, der ein lonisationsfeuerfühler ist.

   4. Feuerwarnsystem nach einem der Ansprüche i - 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Feuerfühler (30) vorge-

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   sehen

   sehen ist, bei dem es sich um einen thermischen Feuerfühler handelt.

   5. Feuerwarnsystem nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feuerfühler zwei oder mehr Einrichtungen umfassen, die aus der folgenden Gruppe ausgewählt sind:

   Widerstands"brücke (lO)
   lonisationseinriclitung (20)
   thermischer Fühler (30)
   Abdeckungsfühler (40) und
   Flaminenfühler (50) „

   6. Feuerwarnsystem nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch .gekennzeichnet, daß die Schalteinrichtung ein Tor (DN oder Q5) aufweist, welches in einen Kreis mit den Feuerfühlern (10, 20, 30, 40, 50) geschaltet ist, um die einzelnen Signale der Feuerfühler zurückzuweisen und um eine Summe der Signale von mehr als einem der Feuerfühler' durchzulassen und daß Signaleinrichtungen (A oder H) vorgesehen sind, die durch die Summe der Signale, die von der Tor-Schaltung durchgelas ;-sen werden, geschaltet werden.

   7. Feuerwarnsystem nach einem der Ansprüche i - 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Fühler eine Widerstandsbrücke (lO) aufweist, die für Änderungen der elektrischen Leitfähigkeit der Luft empfindlich ist, daß diese Brücke einen Fühlabschnitt (R) hat, der der Luft ausgesetzt ist und eine elektrische Schaltung (CR), um automatisch die Fühleinrich tung bei anderen Änderungen als denen, die eine vorbestimmte Größe haben_; und die innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalls auftreten, zu kompensieren.

   8. Feuerwarnsystera nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Feuerfühler (20) eine Ionisations-.

   0 09828/0985 kammer

   kammer (I oder R5) aufweist, die in einem ungesättigten Zustand betrieben wird und daß eine radioaktive Ionisierungsquelle verwendet wird, die geringer ist als l.'.Mikro-Curie. '

   9. Feuerwarnsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationsschaltung (CR) Einrichtungen (Q2) aufweist, die einen dynamischen Widerstand umfassen, der von geringen .Widerstandswerten auf hohe Widerstandswerte einstellbar ist, wobei eine Elektronenquelle, ein Elektrok nenempfanger und ein Gitter vorgesehen ist und wobei Mittel vorgesehen sind, die dieses Schaltelement in die Brückenschaltung mit dem Fühler (R) einschalten und wobei Widerstände (R2) mit diesem Schaltelement verbunden sind, wobei -eine Zeitverzögerungsschaltung (Cl) mit diesem Schaltelement verbunden ist und wobei die zuerst genannten Mittel (Q2) den Abfall am Feuerfühler feststellen und in zeitlich verzögerter Weise ansprechen, um den Spannungsabfall konstant zu halten mit Ausnahme des Falls, daß die zeitliche Änderungsrate des Spannungsabfalls die zeitliche Ansprechrate der zuerst genannten Mittel übersteigt.

   10. Feuerwarnsystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, * daß die Kompensationsschaltung (CR) einen Transistor (Q2) aufweist, der eine Elektronenquelle, einen Elektronenempfänger und ein Gitter hat, daß Einrichtungen vorgesehen sind, die Kathode und Anode des Transistors m eine Brükkenschaltung mit dem Fühler (R) einschalten, daß ein Widerstand (R2) und eine Kapazität (Cl) in Serie miteinander geschaltet sind und parallel zur Kathoden-Anodenanordnung des Transistors (Q2) und daß Einrichtungen vorgesehen sind» die den Widerstand (R2) parallel mit der Anoden-Gitteranordnung schalten und die den Kondensator (Cl) parallel mit der Kathoden-Gitteranordnung des Transistors schalten.

   003828/0998 ^

   11.· Feuerwarnsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Fühler eine Widerstandsbrücke (lO) aufweist, die einen Fühler (il) und einen Kompensator (CR) hat und einen Hauptschalter (PT-Qi), der mit dem Mittelabgriff der Brücke verbunden ist, daß ein anderer Fühler eine Ionisationsbrücke (20) aufweist, die aus einer Ionisationskammer (I-R5) und einem Abgleich (B1-R4) besteht, daß ein zweiter Hauptschalter (PT-Q3) mit dem Mittelabgriff der Brücke verbunden ist, daß der Schalter (AT-Q5) eine Tor-Schaltung aufweist·, die mit den Ausgängen der zuerst genannten Schalteinrichtung (PT-Q1-Q3) verbunden ist, daß jede der primären Schalteinrichtungen (PT-Q1-Q3) einen normalen Ausgang und einen Schaltausgang hat, daß die Schalteinrichtung (AR-Qo) einen Gittereingang hat, der größer ist * als die Summe des normalen Ausgangs einer Trigger-Einrichtung und des Ausgangs der anderen Trigger-Einrichtung, jedoch geringer als die Summe der Trigger-Ausgänge der beiden Trigger-Einrichtungen zusammen.

   12. Feuerwarnsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstellbarer Eingang (D-R8) für jede primäre Trigger-Vorrichtung vorgesehen ist.

   13.Feuerwarnsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trigger-Ausgänge (AT-Q5) parallel, zur Spannungsquelle kurzgeschlossen sind.

   14. Feuerwarnsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Trigger-Schaltungen (AT-Q5) in Serie mit einer Alarmvorrichtung (A-H) parallel zur Spannungsquelle geschaltet sind.

   15. Feuerwarnsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst genannten Mittel einen Transistor (Q2)

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   aufweisen, daß die Widerstände einen festen Widerstand (R2) auf\veisen und daß die Zeitverzögerungseinrichtungen einen festen Kondensator (Cl) umfassen.

   16. Feuerwarnsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst genannten Mittel einen MOSFET-Transistor aufweisen.

   17.·Feuerwarnsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler einen Nominalwiderstand hat und daß die Widerstandseinrichtung einen festen Widerstand aufweist, der an den Nominalwiderstand des Fühlers angepaßt ist.

   18. Feuerwarnsystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, *daß die Zeitverzögerungsschaltung einen Kondensator mit einem derartigen Wert aufweist, daß eine vorbestimmte Zeitverzögerung beim Ansprechen der zuerst genannten Mittel auf Änderungen des Spannungsabfalls am Fühler erfolgt.

   19. Feuerwarnsystem nach einem der Ansprüche 1-18 mit einer Spannungsquelle und mit einer Alarmvorrichtung, die mit einer Schaltvorrichtung verbunden ist und die betätigt wird, wenn die Schaltvorrichtung betätigt wird, gekennzeichnet durch einen Schalter ( SW),,um die Schaltvorrichtung (Q5) kurzzuschließen und um die Alarmeinheit (A-H) direkt mit der Spannungsquelle (Bl) zu verbinden, wobei der Schalter, falls kein Alarm erfolgt, dazu dient, die Betriebsfähigkeit der Alarmanlage zu überprüfen und wobei der Schalter im Anschluß an einen Alarm dazu dient, die Schaltvorrichtung zu schalten und zurückzustellen.

   20» Feuerwarnsystem nach einem der Ansprüche 1 - i9 »it einer Hauptspannungsquelle und einer Alarmeinheit, die mit dieser Quelle verbunden ist und mit einerBelastungseittheit,

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   INSPECTED

   die mit dieser Quelle verbunden ist, gekennzeichnet durch eine Überwachungsschaltung, die eine, zweite Spannungsquelle (B2) aufweist, einen Kondensator (C4)., der in Serie mit der zweiten. Spannungsquelle geschaltet ist, Mittel, die den Kondensator mit einer Seite der zweiten Spannungsquelle verbinden und mit der anderen Seite der Last (Qi/Q3), um doi Spannungsabfall an der Last festzustellen, Schalter (Q6), die auf eine Aufladung des Kondensators (C4) ansprechen, um die Alarmeinheit (H) mit der zweiten Spannungsquelle (B2) zu verbinden, wobei der Kondensator (C4) durch die zweiteSpannungsquelle aufgeladen wird, wenn die Spannung an der Last (Q1/Q3) unterhalb eines vorbestimmten Werts abfällt und im aufgeladenen Zustand den Schalter (Q6) schaltet, wobei der Schalter während der Entladung des Kondensators bewirkt, daß die zweite Spannungsquelle (B2) die Alarmeinheit (H) betätigt, so daß diese Alarmeinheit periodische Alarmzeichen von kurzer Dauer abgibt, wenn die Ausgangsspannung der Hauptquelle unter einen vorbestimmten Viert abfällt.

   2i. Feuerwarnsystem nach einem der Ansprüche 1-20, gekennzeichnet durch eine flache Dose (44), die an der Decke eines Raums befestigt werden kann, einen Fühler, der in der Dose angeordnet ist, einen flachen, dosenartigen Dekkel (58) für diese Dose, wobei der Deckel größer ist als die Dose und nach oben sich erstreckende Seitenwandungen aufweist, die im Abstand von der oberen Oberfläche der Dose angeordnet sind und damit im Abstand von der Decke, wobei der Deckel (58) Perforationen (59) aufweist, die im allgemeinen, mit dem Fühler (R-R5) fluchten und wobei der Abstand der Seitenwandungen des Deckels von der Decke und von der Dose zusammen mit den Perforationen einen offenen Luftströmungsweg über den Fühler hinweg bilden, um den Fühler in Kontakt mit allen in natürlicher Weise aufstei-

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   gendeii Bestandteilen der Luft zu bringen, die entweder direkt unterhalb der Perforationen aufsteigen oder die von einer entfernten Stelle aus aufsteigen und die horizontal längs der Decke des Raums strömen«

   22. Feuerwarnsystem nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch eine elektrische Schaltungstafel (21), die in der Dose (44) montiert ist, wobei der Fühler (R-R5) und die elektrische Schaltung an der Tafel montiert sind und unabhängig von dem Deckel (58) getragen sind.

   23. Feuerwarnsystem nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung einen Schalter (SW) aufweist, um ausgewählte Funktionen durchführen zu können und daß

   ^dieser Schalter einen Handgriff (42) aufweist, der sich aus der Dose (44) nach außen erstreckt und zwar oberhalb der Seitenwandungen des Deckels (58).

   24. Feuerwarnsystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung eine Batterie (Bi) und eine Alarmeinheit (H) umfaßt, die an der Schaltungstafel (21) montiert sind.

   25. Feuerwarnsystem nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine zweite Batterie (B2) an der Tafel (2l), wobei die Schaltung Mittel (C4-Q6) aufweist, die auf eine Abnahme des Spannungsausgangs der ersten Batterie (Bl) ansprechen, um periodisch die zweite Batterie mit der Alarmeinheit für' kurze Zeitintervalle zu verbinden, wobei die zweite Batterie einen Ersatz für die erste Batterie bildet.

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