DE2136968C3

DE2136968C3 - Brandmeldeanlagen

Info

Publication number: DE2136968C3
Application number: DE2136968A
Authority: DE
Inventors: Gustav Dr. Rapperswil Purt (Schweiz)
Original assignee: Cerberus AG
Current assignee: Cerberus AG
Priority date: 1970-07-31
Filing date: 1971-07-23
Publication date: 1980-12-18
Also published as: DE2136968B2; JPS5215958B1; NL7110249A; BE770684A; SE367881B; FR2150575A1; AU3173071A; US3765842A; AU465213B2; DE2136968A1; ZA714986B; CH521649A; JPS5471990U; GB1352004A; FR2150575B1

Description

IO

Die Erfindung betrifft eine Brandmeldeanlage, bei welcher die Luft über mindestens zwei Rohrleitungen aus wenigstens einem zu überwachenden Raum mit einer Pumpvorrichtung über Rohrleitungen einer Detektionskammer zugeleitet wird, welche eine Einrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid aufweist, wobei wenigstens ein Filter zur Entfernung von nicht-gasförmigen Anteilen der Raumluft vorgesehen ist

Eine derartige Brandmeldeanlage ist beispielsweise aus der US-PS 29 16 358 bekannt

Es ist bereits bekannt die verschiedenen bei einem Brand auftretenden Phänomene zum Nachweis eines Feuers und zur Alaimgabe zu benützen. Beispielsweise ist es bekannt die bei einem Brand auftretende Temperaturerhöhung durch temperaturempFindliche Elemente oder Thermoschalter oder die bei einem Feuer auftretende Strahlung durch Licht Ultraviolettoder Infrarot-Detektoren nachzuweisen.

Solche als Temperatur- oder Flammenmelder bekannten Geräte haben jedoch den Nachteil, daß sie erst dann ansprechen können, wenn ein Brand bereits so weit fortgeschritten ist daß eine merkliche Temperaturerhöhung eingetreten ist oder bereits Flammen entstanden sind. Außerdem sind diese Geräte gegenüber äußeren Einflüssen störanfällig, da Temperaturerhöhungen oder Strahlung auch durch andere Quellen als durch einen Brand verursacht werden können.

Um den Ausbruch eines Brandes möglichst frühzeitig nachzuweisen und zu melden, ist die Ausnützung von Phänomenen notwendig, die bereits im Anfangsstadium eines Brandes auftreten. Bekannte Frühwarn-Feuermelder dieser Art sind beispielsweise als optische Rauchmelder ausgeführt welche den im Frühstadium eines Brandes entstehenden Rauch nachweisen. Besonders bewährt haben &ich Ionisationsfeuermelder, welche die im Antangsstadium eines Brandes entstehenden Brandaerosole zur Alarmgabe ausnützen. Auch diese Geräte sind jedoch fehlalarmanfällig. Rauch- und Aerosolmelder können beispielsweise durch Staubteilchen zum Ansprechen, d. h. zu Fehlalarmen veranlaßt werden. Es gibt auch noch andere Verfahren zur Brandmeldung, aber auch diese können in den bisher bekannten Ausführungen immer durch fremde Störeinflüsse zu Fehlalarmen gebracht werden.

Weiterhin ist es z. B. aus der DE-PS 5 62 275 bekannt, zur Vereinfachung und Erhöhung der Empfindlichkeit von Brandmeldeanlagen die Luft aus den zu überwachenden Räumen nacheinander getrennt über ein Rohrleitungssystem und eine sequentiell gesteuerte Ventilanordnung anzusaugen und einer gemeinsamen Rauchmeßkammer zuzuführen. Im Vergleich zu Brandmeldern, bei denen die Luft durch die beim Brand entstehende Thermik in die Detektionskammer transportiert wird, haben solche Absaugsysteme zwar den Vorteil höherer Empfindlichkeit; da sich Rauch, Wasserdampf und Staub jedoch in den Rohrleitungen absetzt, ist die Rohrfonge «vegen der schnellen Empfindlichkeitsabnahme stark begrenzt und die gute Empfindlichkeit über größere Zeiträume keineswegs gesichert Außerdem sind die Instandhaltungskosien wegen der häufig notwendigen Reinigungs- und Unterhaltungsarbeiten bei den bekannten Feuermeldesystemen mit Absaugeinrichtung relativ hoch.

Bei der in der US-PS 29 16 358 beschriebenen, auch zur Brandmeldung geeigneten Gasnachweisanlage wird die Luft aus einem zu überwachenden Raum über ein Filter zur Entfernung nicht-gasförmiger Anteile durch eine Rohrleitung zu einer Gasdetektionskammer gesaugt in welcher das Auftreten von Kohlenmonoxid beobachtet wird. Die erwähnten Nachteile von Brandmeldeanlagen mit einem Absaugsystem und einer Rauchmeßkammer können dabei teilweise vermieden werden, indem die Tatsache ausgenützt wird, daß bei einem Brand nicht nur feste oder flüssige, als Rauch oder Aerosol nachweisbare Produkte entstehen, sondern auch gasförmige Stoffe wie Wasserdampf, Kohlendioxid oder Kohlenmonoxid. Im Anfangsstadium eines Brandes findet meist nur eine unvollständige Verbrennung statt, so daß bei Beginn eines Fer-ers zunächst vorzugsweise Kohlenmonoxid (CO) auftritt welches ein eindeutiges Kriterium für einen Brand darstellt womit die Täuschungsgefahr gering wird; ein weiterer Vorteil ist daß CO etwas leichter als Luft ist und daher infolge des Auftriebes und auch ohne thcnnische Wirkung des Brandes von selbst an die Raumdecke transportiert wird, wo sich in der Regel die Ansaugöffnungen für die Rohrleitungen befinden. Andere Verbrennungsprodukte werden dagegen erst mittels der in einem späteren Brandstadium entstehenden Technik zu den Detektoren transportiert

Da CO außerdem einen ähnlichen Moleküldurchmesser hat wie die Moleküle der Luft ist es möglich, alle anderen größeren Partikel oder sogar größere Moleküle von dampfförmigen Zersetzungsprodukten durch sehr feine Filter vor den Detektoren oder Ansaugsystemen zu entfernen. Durch solche Filter ändert süh das Mischungsverhältnis mit der Luft und damit die Empfindlichkeit auch in längeren Rohrleitungen nicht DaL Verfahren zur Feuermeldung eignet sich deshalb besonders auch für die Verwendung in staubführenden Kanälen, z. B. Absauganlagen, Silobelüftungen usw. Auch eine Abscheidung von CO findet nicht statt Da sich CO praktisch gleich wie Luft verhält, ist nur eine sehr geringe Saugleistung erforderlich, ohne daß die Empfindlichkeit nachläßt.

CO ist außerdem ein im chemischen Sinne verhältnismäßig inertes Gas. Es ist deshalb auch möglich, durch geeignete chemische Reaktionen aus der luft gasförmige Anteile zu entfernen, die den Nachweis des CO stören würden. So kann beispielsweise Schwefelwasserstoff an einem Silberkontakt entfernt werden oder Kohlendioxid durch eine wässerige Lösung von Bariumhydroxid, us·*-.

Die Verwendung von CO zur Brandgasdetektion ist darüber hinaus auch deshalb zweckmäßig, da CO außerordentlich giftig ist und eine Warnung daher in jedem Fall erforderlich ist, wenn der CO-Gehalt der Luft die Gefährlichkeitsgrenze, welche bei ca. 100 ppm = 100 · 10-«% liegt, überschreitet.

Bei Ausrüstung eines solchen Ab3augsystems mit einer Kohlenmonoxid-Detektionskammer mit einer Ventilanordnung, über welche die Luft aus verschiedenen zu überwachenden Räumen in einem bestimmten Rhythmus abgesaugt und der Detektionskammer zugeleitet wird, treten jedoch immer noch schwerwie-

gende Nachteile auf. Beim fortwährenden Umschalten der Ventilanordnung auf eine andere Absaugleitung läßt es sich, insbesondere bei großen Rohrleitungslängen, d. h. bei ausgedehnten Anlagen, nicht vermeiden, daß während des Transportes eine langsame Durchmi- ·> schung der geförderten Luft eintritt und das am Brandherd entwickelte Kohlenmonoxid stark verdünnt wird und nur eine geringe Konzentration in der Detektionskammer ankommt. Die Empfindlichkeit einer solchen Brandmeldeanlage ist daher im Vergleich zu offenen Meßkammern ohne Absaugleitungen stark herabgesetzt und die Anwendung solcher Anlagen dadurch eingeschränkt. Außerdem läßt sich bei Überwachung vieler Räume ein Brandherd nicht ohne weiteres lokalisieren, da zwar in der Meßkammer das Auftreten π von Kohlenmonoxid in irgendeinem der überwachten Räume nachgewiesen werden kann, jedoch nicht durch welche Rohrleitung die kohlenmonoxidhaltige Luft zugeführt wurde.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, die erwähnten Nachteile vorbekannter Brandmeldeanlagen mit Absaugsystemen zu vermeiden und die Empfindlichkeit, Sicherheit und Ansprechgeschwindigkeit solcher Anlagen zu verbessern sowie die Möglichkeit zu schaffen, einen eventuellen Brandherd zu lokalisieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine durch einen Stromkreis steuerbare Ventilanordnung vorgesehen ist, durch welche einzelne der Rohrleitungen in einem bestimmten Rhythmus an die Detektionskammer anschließbar sind, und daß die Ventilanordnung und/oder die Pumpvorrichtung derart gesteuert werden, daß bei Nachweis von Kohlenmonoxid in einer der Rohrleitungen durch die Rohrleitung, in der Kohlenmonoxid festgestellt wurde, eine größere Luftmenge gefördert wird als durch die übrigen v> Rohrleitungen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben: Es zeigt

Fig. 1 das Schema einer mit einem Kohienmonoxid-Detektor und Absaugevorrichtung arbeitenden Brandmeldeanlage,

F i g. 2 ein Filtersystem einer Brandmeldeanlage,

ET ■ rr t αιηαη V Alilenm^nnv *A _ Γ^αΙοΙτ \r\r mil Infriri^l.

• - ο· ~ — —

Absorption arbeitend,

Fig. 4 einen gaschromatographisch arbeitenden Kohienmonoxid-Detektor,

F i g. 5 einen Kohienmonoxid-Detektor mit katalytischer Oxidation und Messung der Wärmetönung,

F i g. 6 einen Kohienmonoxid-Detektor mit Oxidation und Kohlendioxid-Nachweis, .

Fig.7 einen Kohienmonoxid-Detektor mit Palladiumchlorid-Retktion,

Fig. 8 einen Kohienmonoxid-Detektor mit Adsorption an Platin,

Fig.9 einen Kohienmonoxid-Detektor mit Brenn-Stoffzelle.

F i g. 1 zeigt ein Prinzipschema einer erfindungsgemäßen Feuermeldeanlage.

In zwei zu überwachenden Räumen 1 und 2 sind an der Decke Öffnungen 3, die mit mechanischen Grobfiltern ausgerüstet sein können, vorgesehen, von denen jeweils eine Rohrleitung 4 zu einer Magnetventilbatterie 5 geführt ist Das Ventilsystem wird von einer später erläuterten elektrischen Schaltung so gesteuert, daß nacheinander nach einem bestimmten Zeitenprogramm die von den einzelnen Eintrittsöffnungen 3 kommenden Rohrleitungen 4 geöffnet werden. Eine weitere, sehr zweckmäßige Methode ist dauernd aus allen Leitungen Gas anzusaugen und jeweils zykliscr den zu messenden Gasstrom aus den einzelner Leitungen in der Detektionskammer in einer Nebenlei tung (By-pass) abzuzapfen. Die Ansprechzeit del Alarmanlage wird dadurch drastisch reduziert. Von der einzelnen Ventilen der Batterie führt eine gemeinsam« Rohrleitung 6 zu einer Saug- und Druckpumpe 7, welche die Luft aus den zu überwachenden Räumen über die Rohrleitungen und die Ventilbatterie ansaugt und einei Apparatur zum Nachweis von Kohlenmonoxid zuführt. Eine solche Apparatur besteht zweckmäßigerweise aus einem weiteren selektiven Filtersystem 8, 9 unc einer Detektoreinheit 10, welche nacheinander von dei angesaugten Raumluft durchströmt werden. Als Detek toreinhcit können prinzipiell alle möglichen bekannter CO-Nachweisgeräte benützt werden, welche spezielle physikalische, chemische, elektrische oder optisch« Eigenschaften von Kohlenmonoxid oder eine Reaktior derselben zum Nachweis benützen. Eine Anzah besonders geeigneter CO-Detektoren wird anhanc weiterer Figuren beschrieben. Einige dieser CO-Detektoren sind jedoch nicht nur für CO empfindlich, sonderr sprechen auch auf andere, in der angesaugten Raumlufi enthaltene Substanzen an oder können durch dies« geschädigt werden. Es ist daher notwendig, je nach An des verwendeten CO-Detektors ein oder mehrer« verschiedene Filtereinheiten in den Zuführungsleitun gen vorzusehen. Gleichzeitig können diese Filter zurr Abscheiden nicht gasförmiger Bestandteile, z. B. vor Staub oder Dämpfen, dienen. Die Anordnung der Filtei kann an sich beliebig und zweckmäßig gewählt werden beispielsweise unmittelbar an den Eintrittsöffnungen 3 in den separaten Zuführungsleitungen 4 vor der Pump« 7 oder hinter der Pumpe unmittelbar vor dei Detektoreinheit 10. Das Anbringen mechanischer Filtei vor den Eintrittsöffnungen 3 ist sehr vorteilhaft, da eine wahlweise saugende und drückende Ausführung dei Pumpe 7 mit einem entsprechend gewählten synchronen Zeitprogramm der Magnetventile 5 durch Umkehi des Stromes der Luft eine Selbstreinigung erlaubt Gegebenenfalls können mehrere Filter an verschiedenen Stellen des Systems vorgesehen sein. Die Anord-

inn nin\

i ir 1 enthält 7U/icption Pnmtw 7

CO-Detektor 10 zunächst eine erste Filtereinheit 8 welche Staub, Wasserdampf und Kohlendioxyd absorbiert sowie ein weiteres Selektivfilter 9 für SO2, H2S unc¹ Kohlenwasserstoffe. Es wird bemerkt, daß diese Filtei zweckmäßigerweise genau auf die verwendete Detektoreinheit abgestimmt werden, so daß das gesamte Nachweisgerät, bestehend aus Filtern und Detektor möglichst selektiv auf Kohlenmonoxid anspricht

Die Detektoreinheit 10 ist so ausgebildet, daii sie bei Vorhandensein einer bestimmten vorgegebenen Menge CO in der zugeführten Raumluft, gegebenenfalls nach einer gewissen Zeitverzögerung, ein elektrisches Signal an eine Auswerteeinrichtung 11 abgibt Diese Auswerteeinrichtung gibt nun zunächst ein Signal an einen Alarmgeber 12. Von diesem Alarmgeber werden eine oder mehrere Alarmanzeige- oder Signalisationsvorrichtungen in Betrieb gesetzt In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird Ober eine Alarmleitung 13 in einer Alarmzentrale 14 ein akustischer und optischer Alarm signalisiert Außerdem wird über Leitungen 15 in oder an dem Raum, aus dem die Luft stammt welche zum Ansprechen des Alarmgebers geführt hat & h. in dem ein Feuer ausgebrochen ist durch eine individuelle Alarmanzeigevorrichtung 16 signalisiert Von der Auswerteeinrichtung 11 führt eine weitere Leitung 17 zu

einem Impulsgeber 18, welcher wiederum über weitere Leitungen 19 und 20 die Pumpe 7 und die Magnetventilbatterie 5 steuert. Solange sich die Auswerteeinrichtung 11 im nicht alarmierten Zustand befindet, werden vom Impulsgeber die einzelnen Magnetventile in einer vorbestimmten Reihenfolge geöffnet und die Rohrleitungen 4 nacheinander mit der gemeinsamen Leitung 6 verbunden. Auf diese Weise erhält die Detektoreinheit nacheinander die von den verschiedenen Eintrittsöffnungen 3 angesaugte Raumluft. Auf diese Weise wird vermieden, daß dem Detektor ein aus verschiedenen zu überwachenden Räumen stammendes Luftgemisch zugeführt wird, wodurch das an einer Brandstelle entwickelte Kohlenmonoxid stark verdünnt werden würde und nur ein geringer Anteil am Detektor 10 ankommen würde. Durch ein regelmäßiges Abtasten aller Ansaugstellen wird dieser Nachteil vermieden und es kann ein weniger empfindlicher und billigerer CO-Detektor benützt werden.

Sobald nun der Auswertevorrichtung 11 von der Detektoreinheit 10 ein Brand signalisiert wird, wird über den Impulsgeber 18 die Pumpe 7 auf eine erhöhte Saugleistung geschaltet und gleichzeitig das Magnetventilsystem 5 so gesteuert, daß dasjenige Ventil, durch welch'ßü CO eingedrungen ist, entweder dauernd oder zumindest während einer längeren Zeitdauer als die benachbarten Ventile, geöffnet bleibt. Dadurch kann die Sicherheit der Einrichtung weiter gesteigert werden. Außerdem ergibt sich eine Bestätigung des Alarmes durch die Kontrollmessung und der eventuelle Brandherd wird lokalisiert. Durch eine entsprechende Schaltung kann damit eine weitere Alarmauslösung oder Alarmübertragung ausgelöst werden. Auch die direkte Ansteuerung eines automatischen Löschsystems ist möglich.

In F i g. 2 ist ein Filtersystem in schematischer Form dargestellt, welches die am häufigsten in der Raumluft auftretenden und einen CO-Detektor störenden oder schädigenden Verunreinigungen aussondert oder absorbiert. Das Filtersystem besteht zunächst aus einem mechanischen Staubfilter 21, welches feste oder flüssige Partikel zurückhält. Eine Maschenweite zwischen 1 und Verschmutzung der Apparatur und die Unterhaltskosten bedeutend herabgesetzt werden können.

Die folgenden Figuren zeigen verschiedene besonders geeignete Ausführungen von CO-Detektoren.

In Fig.3 ist ein Infrarotdetektor dargestellt. Fr benützt die Absorption von CO-Molekülen in gewissen Infrarot-Bereichen. Der Detektor besteht aus einer Meßkammer 27, durch die die zu untersuchende Raumluft hindurchgeleitet wird. Die Meßkammer 27 wird von einer Infrarotstrahlung durchsetzt, welche von einer Strahlenquelle 28 bekannter Art emittiert wird. Die eventuell durch den CO-Gehalt der Luft in der Meßkammer 27 geschwächte Strahlung wird von einem photoelektrischen Detektor 29 registriert. Parallel zu diesem Meßstrahlengang ist ein gleichartig aufgebauter Referenzstrahlengang angeordnet, bestehend aus der mit sauberer Luft gefüllten Referenzkammer 30, einer Infrarotstrahlenquelle 31 und einem Photoelement 32. Statt getrennter Strahler 28 und 31 kann auch ein gemeinsamer Strahler vorgesehen sein, dessen Strahlung in beide Kammern geleitet wird. Ebenso kann statt getrennter Photoelemente 29 und 32 auch ein gemeinsamer Photodetektor benützt werden. Zwischen der oder den Infrarotstrahlern und den beiden Kammern ist eine rotierende Blende angeordnet, welche abwechselnd die Strahlung durch die Meßkammer und durch die Referenzkammer freigibt. Ist die Absorption in beiden Kammern gleich, so liefern der oder die Photodetektoren die gleiche Ausgangsspannung oder den gleichen Ausgangsstrom. Ist dagegen die Absorption in der Meßkammer infolge Vorhandenseins von CO größer, so tritt am Ausgang des Photodetektors eine Rechteckspannung auf, welche einer Auswerteeinrichtung 34 zur Alarmgabe zugeführt wird. Diese Auswerteeinrichtung 34 kann als einfacher Wechselspannungsverstärker ausgebildet sein, oder selektiv für die durch die rotierende Blende gegebene Frequenz verstärken. Um die Apparatur besonders selektivempfindlich für Kohlenmonoxyd zu machen, ist zwischen Strahlern und Kammern ein Filter 35 angeordnet, welches nur in den Bereichen durchlässig ist, in .'.enen Absorptionsbanden von CO liegen. Dieses Filter 35

zweiter Stelle ist ein Silikagel-Filter 22 zur Absorption von H₂O angeordnet. Das dritte Filter 23 ist als Natronkalk-Filter zur Absorption von CO2 ausgebildet. Es folgt ein weiteres Silikagel-Filter 24 zur Absorption verschiedener Kohlenwasserstoffe. Nachgeschaltet ist ein Aktivkohlefilter 25, welches H₂S, SO₂ und andere Gase absondert. Als letztes Filter 26 dient ein weiteres Selektiv-Filter zur Absorption verschiedener weiterer Störkomponenten, z. B. ein Silberkontakt-Filter oder eine Kühlfalle. Die einzelnen Filter können weitgehend mit auswechselbaren Filterpatronen versehen sein, wodurch eine Instandhaltung der Apparatur bedeutend erleichtert wird. Auf einzelne Filter kann unter Umständen ganz verzichtet werden, wenn der benützte CO-Detektor auf die entsprechenden Substanzen nicht reagiert oder durch sie nicht geschädigt werden kann. Auch die Anordnung der Pumpe kann zweckmäßigerweise an einer anderen Stelle des Systems vorgenommen werden. Auch die Reihenfolge der Filter ist zweckmäßig zu wählen. Natürlich hängt dies vom Typ des verwendeten CO-Detektors ab. Die Verwendung eines Staubfilters 21 an erster Stelle ist jedoch für alle Anlagen der genannten Art empfehlenswert, da durch eine Abscheidung fester oder flüssiger Partikel vor Eintritt der Raumluft in das eigentliche System die aufgedampften ^-Schichten bestehen. Filter dieser Art können so ausgeführt sein, daß sie nur für einen engen Spektralbereich oder eine Spektrallinie durchlässig sind und Störungen durch andere Gase daher weitgehend entfallen.

Fig.4 zeigt einen gaschromatographischen CO-Detektor. Die zu untersuchende Luft wird in bestimmten Zeitabschnitten, z. B. alle 20 Sekunden, automatisch den Zuführungsleitungen entnommen und einer Misch- und Dosiervorrichtung 36 zugeführt, wo sie mit einem Trägergas 37, z.B. Helium, Wasserstoff oder Argon, gemischt wird. Die Mischung wird einer bekannten gaschromatographischen Trennsäule 38 zugeführt, weiche beispielsweise einen Füllkörper vom Molekularsiebtyp enthält. Das nach Komponenten aufgetrennte Gas wird dann einem Analysator 39 zugeführt, der beispielsweise als Flammenionisationsdetektor, Katharometer oder in anderer geeigneter Weise aufgebaut sein kann. Die automatische Misch- und Dosiervorrichtung 36 und der Analysator 39 werden von einer Steuer- und Auswerteeinrichtung 40 so gesteuert, daß nur bei Vorhandensein von CO ein Alarmsignal gegeben wird. Es wird bemerkt, daß vor dem Eingang der beschriebenen gaschromatographischen Apparatur ein katalyti-

ίο

scher Umsetzer 41 angeordnet sein kann, in dem Kohlenmonoxyd in Methan umgesetzt wird:

CO + 3H₂< 'CH₄H-H₂O

Als Katalysator kann z. B. Ni dienen. Der Analysator muß in diesem Fall natürlich statt auf CO auf CH₄ eingestellt werden.

Weitere Geräte benützen die katalytische Oxydation von CO zu CO₂:

2 CO + O₂ - 2 CO₂ + 67,9 cal.

Als Katalysator kann z. B. Hopcalite dienen. Das in Fig. 5 dargestellte_j Gerät benutzt die bei dieser Umsetzung auftretende Wärmetönung. Die vom Filtersystem kommende zu untersuchende Luft durchläuft im Detektor 42 zunächst eine Vorwärmeinrichtung 43 und dann eine den Katalysator enthaltende Reaktionspatrone 44. An beiden Teilen des Detektors befindet sich je eine Lötstelle 45 bzw. 46 eines Thermoelementes. Die an diesen Stellen produzierten Thermoströme werden einer Auswerteeinrichtung 47 zugeführt. Eine Temperaturerhöhung an der Meßstelle 46 gegenüber der Stelle 45 dient als Kriterium, daß eine Reaktion stattgefunden hat. Zur Vermeidung äußerer Störungen ist der gesamte Detektor 42 temperaturstabilisiert.

Statt die bei der Umsetzung von CO zu CO₂ auftretende Wärmetönung zum Nachweis zu benützen, kann auch das Endprodukt, nämlich CO₂, nach einer der bekannten Methoden direkt nachgewiesen werden, z. B. mit einem kolorimetrischen, nephelometrischen oder titrimetrischen Verfahren. F i g. 6 zeigt schematisch eine Einrichtung dieser Art. Die zu untersuchende Luft wird über ein CO₂ Filter 50 einer beheizten Oxydationspatrone 48 zugeführt, welche als Katalysator bzw. Oxydationsmittel, beispielsweise Ag MnO₄, Hopcalite, HgO oder J₂O^, enthält. Im nachfolgenden eigentlichen Reaktionsteil 49 wird die CO₂ Bestimmung nach einer der bekannten Methoden durchgeführt. Eine Möglichkeit ist die Absorption in Ba (OH₂)-Lösung mit automatischer Rücktitration mit Oxalsäure mittels eines Indikators sowie automatischer Probenwechselvorrichtung. Weiter kann das ausgefällte BaCO3 nephelomeiribi.il, mil Filier uüci Spckiiaipiiuiunicici, nachgewiesen werden.

Eine weitere Möglichkeit ist die Absorption des gebildeten CO₂ in einer schwach alkalischen Ba (CIO₄J₂-Lösung nach einem coulometrischen Verfahren. Die Reaktion

Ba (C1O₄)₂+ CO₂+H₂O rf 2 HClO₄+ Ba CO₃

führt zu einer Verschiebung des pH-Wertes. Mittels Rücktitration auf die Ausgangsalkalität kann ein kontinuierlich arbeitendes, sich selbst regenerierendes Gerät konstruiert werden.

Eine weitere Möglichkeit besteht in der Absorption des gebildeten CO₂ in einer NaOH-Lösung und Rücktitration mit verdünnter HCI. Als Indikator kann Phenolphthalein verwendet werden, der Nachweis kann mittels Spektral- oder Filterphotometer bei 555 nm Wellenlänge erfolgen.

Ein anderes in F i g. 7 dargestelltes Ausführungsbeispiel benutzt die Oxydation von CO zu CO₂ mittels Palladiumchlorid:

Pd CI₂+CO + H₂O — Pd + CO₂ + HCl Das bei der Reaktion ausgeschiedene Pd-SoI wird durch optische Absoi ptionsmessung nachgewiesen. Das Prüfgas wird einer Reaktionsküvette 51 zugeleitet, welche im Strahlengang zwischen einer Lichtquelle 52, "· deren Strahlung durch ein Filter 54 gefiltert wird und einer Photozelle 53, angeordnet ist. Jede Änderung des Photostromes wird von einer Auswerfvorrichtung 55 registriert.

Auf ähnliche Weise kann durch Benutzung der 1» Reaktion

das gebildete J₂, ζ. B. in einer KJ-Stärkelösung nachgewiesen werden. Auch die titrimetrische Bestim-

ii mungdes Jods mit Natrium-Thiosulfat kommt in Frage. Auch die Reaktion CO + HgO — Hg + CO₂ kann zur CO-Bestimmung herangezogen werden, beispielsweise durch photometrische Bestimmung des Schwärzungsgrades von Selensulfid durch den bei der Reaktion gebildeten Quecksilberdampf mittels folgender Reaktion:

3 Hg + Se S₂ - 2 HgS + HgSe

Auch die ultraviolett-spektroskopische Bestimmung ;> des Quecksilberdampfes in einer Gasküvette ist möglich.

Weiter kann die Reaktion des Silbersalzes der Natrium-Sulfamidobenzoesäure mit CO:

2 Ag⁺+CO+ 4 OH- —2 Ag + CO₂- + H₂O

und die photometrische Bestimmung des gebildeten Silbersols zur Kohlenmonoxid Detektion dienen.

Auf einem ganz anderen Prinzip beruht das in F i g. 8 dargestellte CO-Nachweisgerät. Es besteht aus einer

J¹J von der zu untersuchenden luftdurchströmten Meßzelle 56 und einer saubere Luft enthaltenden Referenzzelle 57. Beide Zellen enthalten zur Rotglut erhitzte Platindrähte 58 und 59, welche in einer Brückenschaltung mit Widerständen 60 und 61 angeordnet sind.

■40 Sobald sich der Widerstand des Pt-Drahtes 58 gegenüber dem Pt-Draht 59 ändert, erhält die Auswerteeinrichtung 62 ein Signal.

Auch die an sich bekannte eickuoiyüstiic Bestimmung von CO sowie eine selektive Adsorption auf Festkörperoberflächen bei Raumtemperatur oder erhöhten Temperaturen, z. B. bei Nickel und die Bestimmung einer Veränderung der elektrischen Eigenschaften können zur CO-Detektion herangezogen werden.

Es wird noch darauf hingewiesen, daß bei Verwendung solcher CO-Detektoren, bei denen das CO in der Detektoreinheit angereichert wird, ein Probenwechsel bzw. eine Regenerierung nach einer bestimmten Zeit stattfinden muß, weiche weitgehend von der Durchflußmenge des Probegases abhängt Ein solcher Probenwechsel und eine Regenerierung können weitgehend automatisch vorgenommen werden.

Eine weitere Möglichkeit der CO-Detektion besteht in der Verwendung einer Brennstoffzelle (F i g. 9). Das CO-haltige Gas wird in die Meßkammer 66 geleitet und dort an einer mit einem selektiv wirkenden Katalysator bedeckten Anode 63 oxydiert Zwischen den Elektroden 63 und 64 der Brennstoffzelle, zwischen denen sich ein geeigneter Elektrolyt 65 befindet, fließt dabei bei Anwesenheit von CO in der Luft ein Strom.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Brandmeldeanlage, bei welcher die Luft Ober mindestens zwei Rohrleitungen aus wenigstens einem zu überwachenden Raum mit einer Pumpvorrichtung über Rohrleitungen einer Detektionskammer zugeleitet wird, welche eine Einrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid aufweist, wobei wenigstens ein Filter zur Entfernung nicht-gasförmiger Anteile der Raumluft vorgesehen ist, d a d u r c h gekennzeichnet, daß eine durch einen Stromkreis (18) steuerbare Ventilanordnung (5) vorgesehen ist, durch weiche einzelne der Rohrleitungen (4) in einem bestimmten Rhythmus an die Detektions- is kammer (10) anschließbar sind, und daß die Ventilanordnung (5) und/oder die Pumpvorrichtung (7) derart gesteuert werden, daß bei Nachweis von Kohlenmonoxid in einer der Rohrleitungen (4) durch die Rohrleitung, in der Kohlenmonoxid festgestellt wurde, eke größere Luftmenge gefördert wird als durch die übrigen Rohrleitungen.

2. Brandmeldeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitungen (4) von den einzelnen Ansaugstellen (3) in den zu überwachenden Räumen (1,2) zu je einem steuerbaren Ventil (5) geführt sind und daß von den steuerbaren Ventilen eine gemeinsame Leitung (6) zur Pumpvorrichtung (7) geführt ist.

3. Brandmeldeanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (5) so steuerbar sind, daß stets nur ein Ventil geöffnet ist und daß die einzelnen Ventile in e^:,ner bc "iimmten Reihenfolge nacheinander geöffnet werden.

4. Brandmeldeanlage nach /^sprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromkreis eine Steuereinrichtung (18) zum Erhöhen der Förderleistung der Pumpvorrichtung (7) und/oder zum Steuern der öffnungs- und Schließzeiten der Ventile (5) in Abhängigkeit vom Kohlenmonoxidgehalt in der Detektionskammer(lO) aufweist.

5. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (18) den einzelnen Ansaugrohren (4) und steuerbaren Ventilen (5) zugehörige individuelle Anzeigevorrichtungen in der Weise steuert, daß eine Anzeigevorrichtung in Betrieb gesetzt wird, jobald durch die betreffende Rohrleitung bzw. das entsprechende steuerbare Ventil Luft angesaugt wird, in welcher in der Detektionskammer (10) Kohlenmonoxid nachgewiesen wird.

6. Brandmeldeanlage nach einem der Ansprüche 1 —5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionskammer (10) mit Alarmmitteln (12—16) verbunden ist, die bei Überschreitung eines bestimmten Schwellenwertes der Kohlenmonoxidkonzentration in der Detektionskammer (10) ansprechen, den Kohlenmonoxid aufweisenden Raum lokalisieren und Alarm signalisieren.

7. Brandmeldesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mechanische Filter (8, 9) mit einer Maschenweite unter 10 μιη vorgesehen sind.

8. Brandmeldesystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Filter (8, 9) zur Adsorption von Wasserdampf, Kohlendioxid, Methan, Schwefeldioxid, Schwefelwasserstoff oder gasförmigen Kohlenv/asserstoffen

vorgesehen sind.

9. Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionskammer (10) folgende Bauteile enthält

a) eine Einrichtung zur katalytischen Oxidation von Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und eine Einrichtung zum Nachweis des entstandenen Kohlendioxids

und/oder

b) eine Einrichtung zur Messung der bei der katalytischen Oxidation entstehenden Wärme.

10. Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionskammer (10) eine Einrichtung zur katalytischen Umwandlung von Kohlenmonoxid mit Wasserstoff zu Methan sowie eine Nachweiseinrichtung für Methan aufweist.

11. Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionskammer (10) eine Einrichtung zur katalytischen Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Palladiumchlorid und Wasser zu Palladium, Kohlendioxid und Chlorwasserstoff und eine Nachweisvorrichtung für das entstehende Palladium besitzt

12. Brandmeldfjsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 — 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionskammer (10) eine Einrichtung zur Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Jodpcntoxid zu Jod und Kohlendioxid und eine Einrichtung zum Nachweis für das entstehende Jod aufweist.

13. Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionskammer (10) eine Einrichtung zur Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Quecksilberoxid zu Quecksilber und Kohlendioxid sowie eine Einrichtung zum Nachweis des entstehenden Quecksilbers bcoitzt.

14. Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 — 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionskammer (10) eine Einrichtung zur Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Hilfe eines Silbersalzes zu Kohlendioxid und eine Einrichtung zum Nachweis des ausgefällten Silbers aufweist.

15. Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektionskammer (10) eine Einrichtung zur selektiven Adsorption auf Metalloberflächen aufweist und daß eine weitere Einrichtung zum Nachweis der Veränderung von elektrischen Eigenschaften vorhanden ist.

16. Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid mittels eines erhitzten Platindrahtes sowie eine Einrichiung zur Messung des Widerstandes das Platindrahtes vorhanden ist.

17. Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1—8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid eine automatische Probenwechselvorrichtung aufweist, mittels der in regelmäßigen Zeitabständen eine neue Probe der zu untersuchenden Luft entnommen und analysiert wird.

18, Brandmeldesystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 —8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Nachweis von Kohlenmonoxid aus einer Zelle besteht, die durch direkte Umwandlung der chemischen in elektrische Energie einen Strom liefert