DE2415479B2 - Ionisationsbrandmelder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ionisationsbrandmelder mit einer Ionisationskammer mit zwei Elektroden und einer radioaktiven Quelle zur Erzeugung von Ionen, deren Ionenstrom sich bei Anwesenheit von Rauch und Brandaerosol in der Ionisationskammer ändert, wobei die eine der beiden Elektroden so angebracht ist, daß sie die andere Elektrode vor einer Berührung schützt und wobei diese erste Elektrode von einem separaten Gehäuse umgeben ist und Mittel zur Ablenkung anströmender Luft vorgesehen sind.
An Brandmelder dieser Art werden aus Sicherheitsgründen sehr unterschiedliche, möglichst gleichzeitig zu erfüllende Anforderungen gestellt. So soll die Empfindlichkeit möglichst groß sein, d. h. der Ionenstrom soll sich schon bei einer möglichst geringen Rauch- oder Brandaerosolkonzentration in der lonisationskammcr relativ stark ändern. Dies kann beispielsweise durch Wahl einer besonders niedrigen Feldstärke erreicht werden.

In der DE-OS 2023953 sind unter anderem solche mit Niederspannung betriebenen Ionisationsbrand-

5(i mcldcr beschrieben. Bei diesen Meldern umgibt die selbst als Gehäuse ausgebildete Außenelektrode die inncnelektrodc. Bei Abnahme dieses Gehäuses zu Reinigungszwecken ist die lnnenclcktrodc, die an ein hochohmiges, gegen Berührung sehr empfindliches Vcrstärkerelcmcnt angeschlossen ist, frei zugänglich. Das Gehäuse weist öffnungen in zwei verschiedenen Zonen auf, wodurch zwar der Mittelteil des Gehäuses luftundurchlässig ist, aber trotzdem zwischen der oberen und unteren Zone eine gewisse Durchströmung

mi möglich ist, was den lonenstrom ungünstig beeinflussen kann. Es hat sich daher als notwendig erwiesen, den Lufteintritt in die Ionisationskammer durch geeignete, eine Luftströmung abbremsende oder umlenkende Mittel zu verlangsamen. Dies hat jedoch zur

fi5 Folge, daß sich der von der einströmenden Luft mitgeführtc Staub an den Stellen, an welchen die Luft durch die erwähnten Mittel gestaut wird, absetzen kann. Bestimmte Zonen des Brandmcldergchäuscs verschmut-

zen daher ziemlich schnell, besonders die Umgebung der Gebäuseöffnungen, Bei bekannten lonisatiofisbrandmeldem ist daher eine häufige Reinigung des Gehäuses von abgesetztem Staub oder Schmutz notwendig. Diese Reinigung ist jedoch sehr arbeitsintensiv und teuer,

Bei der Öffnung des Gehäuses zu ReinigungszweJcken besteht aber die bereits erwähnte Gefahr, daß unbeabsichtigt gewisse empfindliche Teile berührt werden. Besonders bei den bekannten Niederspannungs-Ionisationsfeuermeldern, die als Impedanzwandler einen Feldeffekttransistor verwenden, kann die Berührung der mit der Steuerelektrode dieses Feldeffekttransistors verbundene Elektrode der Ionisationskammer zur Zerstörung des Transistors führen. Es hat sich daher als notwendig erwiesen, den Feldeffekttransistor beim Offnen des Gehäuses durch geeignete Maßnahmen, z. B. Schutzschalter, vor der Zerstörung zu schützen. Derartige Maßnahmen sind jedoch aufwendig und kostspielig.

Zur Verringerung der Strömungsemcfindlichkeit ist beispielsweise in der DE-OS 2130 889* vorgeschlagen worden, störende Luftströmungen durch die Ionisationskammer dadurch weitgehend zu vermeiden, daß die äußere Elektrode, welche die innere Elektrode umschließt, von einem weiteren separaten Gehäuse, das Lufteintrittsöffnungen aufweist, umgeben wird. Hinter diesen öffnungen liegen luftundurchlässige Teile der Außenelektrode, durch welche einströmende Luft gebremst und umgelenkt wird, so daß diese vorzugsweise im Zwischenraum zwischen Au ßenelektrode und Gehäuse entlang strömt, ehe sie mit erheblich verringerter Geschwindigkeit in das Innere der Ionisationskammer eintreten kann. Dadurch wird die gestellte Aufgabe der Verringerung der Durchströmung der Ionisationskammer zwar weitgehend gelöst, jedoch entsteht der Nachteil einer verschlechterten Empfindlichkeit, da das Raucheindring-Verhalten und damit die Empfindlichkeit der Anzeige des Ionisationsbrandmelders deutlich herabgesetzt sind.

In der DE-AS 2165619 ist ein weiterer Ionisationsbrandmelder vom Niederspannungstyp beschrieben, bei dem zur Verringerung der Windempfindlichkeit eine Vertiefung zur Erzeugung von turbulenter Strömung auf einer Elektrode angebracht ist. Es wird jedoch festgestellt, daß bei größeren Windgeschwindigkeiten Ionen aus der Ionisationskammer hinausgetragen werden, wodurch sich der Ionisationsstrom verringern kann. Da diese Verringerung zu Fehlalarmcn führen kann, ist es erforderlich, weitere radioaktive Quollen in Form von Alphastrahlcrn vorzusehen. Selbst durch Erhöhung der äußerst unerwünschten Radioaktivität kann das Problem jedoch nicht in zufriedenstellender Weise gelöst werden.

Ziel der Erfindung ist daher die Beseitigung der erwähnten Nachteile, insbesondere die Schaffung eines Ionisationsbrandmeldcrs, welcher einer Verschmutzung weniger ausgesetzt ist, der sich auf einfachere Weise reinigen läßt, ohne die Gefahr einer Schädigung an Bauteilen durch Berührung mit sich zu bringen und ohne Verminderung der Rauchempfindlichkeit oder Erhöhung der Störanfälligkeit gegen Luftströmungen.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem Ionisationsbrandmelder gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 die erste Elektrode vollständig, abgesehen von der Befestij'iingsfläche, als luftdurchlässiges Gitter ausgebildet ist, daß das Gehäuse eine einzige, höchstens von Halteswgen unterbrochene schlitzförmige öffnung aufweist, hinter der außerhalb des Bereichs der gitterförmigen ersten Elektrode eine zylinderririgförmige Fläche zur Ablenkung anströmender Luft in Richtung tangential zur ersten Elektrode angebracht ist.

Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Fig. 1 zeigt die Schnittzeichnung eines Beispiels.

in Fig. 2 zeigt ein weiteres Beispiel mit anderer Anordnung der Gehäuseöffnungen.

Der in Fig. 1 dargestellte Ionisationsbrandmelder besteht aus einem Sockelteil 1 und einem Meldereinsatz 2. Der Sockel 1 besitzt seitlich eine Aussparung,

is weiche eine Alarmanzeigelampe 3, z. B. eine Leuchtdiode, enthält.

Der Meldereinsatz 2 weist ein zylindrisches oder leicht konisches Gehäuse 4 mit einem unteren Dekkel S aid. Zwischen Gehäuse 4 und Deckel 5 befindet sich ein höchstens 5 mm breiter, \ ingförmiger Schlitz 13 zum Eintritt der Luft in das Geiiäuseinnere. An der Deckel-Innenseite ist ein wenigstens 10 mm hoher, zylindrischer Steg 12 vorgesehen, durch den die einströmende Luft gebremst und gestaut wird, bevor sie i:· vertikaler Richtung in das Innere umgelenkt wird.

Der Abstand des Steges 12 vom Gehäuse 4 kann größer oder kleiner als die Breite des Schlitzes 13 sein. Er muß auch nicht konstant sein, sondern kann nach

.κι oben größer werden, wie es z. B. bei zylindrischem Steg 12 und konischem Gehäuse 4 der Fall ist. Der Abstand kann aber auch nach oben kleiner werden, wenn z. B. der Steg 12 eine stärkere Konizität als das Gehäuse 4 aufweist. Der Deckel 5 kann auch über das Gehäuse 4 seitlich hinausragen.

Besonders vorteilhafte Eigenschaften des gesamten Lufteinlaßsystems kann man z. B. mit den folgenden Bedingungen erreichen:

- Die Höhe H des Steges 12 soll mindestens dop-4i) pelt so groß sein wie die Breite B des Schlitzes 13.

- Der maximale Abstand A zwischen dem Steg 12 und dem Gehäuse 4 soll höchstens doppell so groß sein wie die Breite B de^c Schlitzes 13.

- Die Tiefe T des Schlitzes 13 soll mindestens die Hälfte der Breite B des Schlitzes 13 betragen.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel beträgt

z. B. die Breite B des Schlitzes (13) 3 mm, die Höhe H des Steges (12) 9,5 mm, der maximale Ab-

5Ii stand A zwischen Steg (12) und Gehäuse (4) 3,5 mm und die Tiefe T des Schlitzes (13) 5 mm.

Von Bedeutung sind jedoch nicht die absoluten Dimensionen, sondern lediglich die auf die Breite B bezogenen relativen Werte von H, T und A gemäß den obigen Bedingungen.

Im Gchäuseinnern ist eine Trägerplatte 6 aus Isoliermaterial angebracht, an welcher alle weiteren Bauteile montiert sind. Eine zentrale Bohrung enthält einen Metallstempel 7, welcher eine scheibenförmige

mi Elektrode 8 mit einer radioaktiven Quelle 9, z. B. einem Amcricium 24 I-Präparat, tragt. Ap der Unterseite der Trägerplatte 6 ist weiter eine als Drahtgitter mit zahlreichen kleinen Öffnungen ausgebildete Gegenelektrode 11 c'iigcbracht. welche die innere Elek-

I^ Irode 8 umgibt und vor einer Berührung schützt. Die Mittelelektrodc 8 und diese Gegenelektrode 11 definieren die Ionisationskammer 10. Oberhalb der Trägerplatte 6 kann eine bekannte elektrische Schaltung

zur Auswertung der Ionenstromänderung der Kammer 10 angebracht sein, welche eine von der Außenatmosphäre nahezu abgeschlossene Referenz-Ionisationskammer enthalten kann, die in bekannter Weise in Serie mit der Ionisationskammer 10 geschaltet ist.

Zusätzlich ist es zweckmäßig, um Staub vom Melderinnern oder der Ionisationskammer 10 fcrnzuiuilten, die Gehäuseteile 4 und 5 aus Metall auszuführen und auf ein von dem der Gitterelektrode 11 verschiedenes elektrisches Potential zu legen, oder das gesamte Gehäuse aus nichtleitendem Material auszuführen, so daß Staubpartikel sich infolge der statischen Aufladung des Materials am Gehäuse niederschlagen und nicht in die Ionisationskammer hineingetragen werden. Der Deckel 5 des Gehäuses ist vorteilhafterweise von der Hülse 4 abnehmbar ausgebildet, um eine Reinigung zu erleichtern.

Durch den beschriebenen Aufbau des Ionisationsbrandmeidcrs wird erreicht, daß die durch die schlitzförmige öffnung 13 einströmende Luft unmittelbar hinter der öffnung durch den Steg 12 gestaut und in vertikaler Richtung umgelenkt wird, so daß sie tangential am Gitter 11 entlangstreicht. In der Stauzone sedimentieren nun die relativ schweren Staubteilchen zum großen Teil, die wesentlich leichteren Rauchpartikel jedoch kaum. Dadurch wird bewirkt, daß sich in der Luft mitgeführte Staubteilchen vorzugsweise am Gehäuse oder in der Nähe des Eintrittsschlitzes 13 niederschlagen werden und nicht in die Ionisationskammer 10 eintreten, während das Eindringen von Rauch nur wenig behindert wird. Durch Abnahme des Gehäuses 4 von der Trägerplatte 6 oder durch Abnahme lediglich des Gehäusedeckcls 5 vom Gehäuse 4 kann niedergeschlagener Staub leicht entfernt und der Feuermelder auf einfache Weise gereinigt werden. Das Gitter 11 schützt andererseits bei abgenommenem Gehäuse 4 oder Deckel 5 die mit der Steuerelektrode des Feldeffekttransistors verbundene Mittelektrode 8 vor einer Berührung, so daß bei einer

κι Reinigung keine Gefahr der Zerstörung des Feldeffekttransistors besteht.

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines lonisationsbrandmelders mit den gleichen technischen Vorteilen, bei welchem das Gehäuse 21 durch einen ringförmigen Schlitz 22 von der Befestigungsfläche 27 getrennt ist. Die Mcß-Ionisationskammcr 20 weist wiederum eine zentrale Elektrode 23 und eine als feinmaschiges Gitter ausgebildete äußere Elektrode 24 auf. Das gesamte Gehäuse 21 ist von den übrigen

2n Teilen abnehmbar. Ais fviiiici zum Stauen und Umlenken der durch den Spalt 22 in das Innere eintretenden Luft dienen die Seitenflächen 25 eines Isolierstoff-Blocks 26. Auch in diesem Konstruktions-Beispiel wird die einströmende Luft zunächst gestaut und

:5 umgelenkt, wobei sich tnitgeführter Staub vorzugsweise an der Innenwand des Gehäuses 21 niederschlägt. Auch hier bewirkt die Gitterelektrode 24 einerseits eine Staubabstoßung. ohne die Durchströmung zi. behindern und schützt andererseits die mit

^:" einem Feldeffekttransistor verbundene Mittclelcktrodc 23 vor einer Berührung.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche;

1. Ionisationsbrandmelder mit einer Ionisationskammer mit zwei Elektroden und einer radioaktiven Quelle zur Erzeugung von Ionen, deren Ionenstrom sich bei Anwesenheit von Rauch oder Brandaerosol in der Ionisationskammer ändert, wobei die eine der beiden Elektroden so angebracht ist, daß sie die andere Elektrode vor einer Berührung schützt und wobei diese erste Elektrode von einem separaten Gehäuse umgeben ist und Mittel zur Ablenkung anströmender Luft vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (11, 24) vollständig, abgesehen von der Befestigungsfläche, als luftdurchlässiges Gitter ausgebildet ist, daß das Gehäuse (4,21) eine einzige, höchstens von Haltestegen unterbrochene schlitzförmige öffnung (13, 22) aufweist, hinter &&e außerhalb des Bereiches der gitterförmigen ersten Elektrode eine zylinderringförmige Fläche (12,25) zur Ablenkung anströmender Luft in Richtung tangential zur ersten Elektrode (11, 24) angebracht ist.

2. Ionisationsbrandmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrode mit der Steuerelektrode eines Feldeffekttransistors verbunden ist.

3. Ionisationsbrandmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einer Hülse (4) und einem Deckel (5) besteht, wobei die Offnungen zum Lufteii.iritt in die Ionisationskammer durch den Zwischenraum (13) zwischen Hülse und Deckel gebildet verden.

4. Ionisationsbrandmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (5) von der Hülse (4) abnehmbar ist.

5. Ionisationsbrandmelder nach Anspruch 3, daduich gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (13) zwischen Hülse (4) und Deckel (S) eine Breite von weniger als 5 mm aufweist.

6. Ionisationsbrandmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite des Deckels (S) ein vorzugsweise zylindrischer Steg (12) als Mittel zur Ablenkung einströmender Luft vorgesehen ist.

7. Ionisationsbrandmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (12) eine Höhe von wenigstens 10 mm aufweist.

8. lonisationsbrandmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Haube (21) aufweist, und daß die Offnungen zum Lufteintritt durch einen Spalt zwischen der Haube und einem Befestigungsteil 27 gebildet werden

9. lonisationsbrandmelder nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur seitlichen Ablenkung einströmender Luft durch die Seitenflächen (25) eines unmittelbar hinter dem Spalt (22) angeordneten Isolierstofftcilcs (26) gebildet werden.

10. lonisationsbrandmelder nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die gittcrförmig ausgebildete Elektrode (24) am Isolierstoffteil (26) angebracht ist.

ii. lonisationsbrandmelder nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse an eine vom Potential der als Gitter ausgebildeten Elektrode verschiedener Spannung angeschlossen ist.

12. lonisationsbrandmelder nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus elektrisch nicht-leitendem Material besteht.

13. lonisationsbrandmelder nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Umlenkung einströmender Luft und die als Gitter ausgebildete Elektrode so angeordnet sind, daß die einströmende Luft etwa tangential *un Gitter entlang gelenkt wird.

14. lonisationsbrandmelder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steg-Höhe mindestens das Doppelte der Schlitzbreite beträgt.

15. lonisationsbrandmelder nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximal-Abstand von Steg (12) und Gehäuse (4) höchstens das Doppelte der Schlitzbreite, und die Schlitztiefe mindestens die Hälfte der Schlitzbreiie beträgt.

16. lonisationsbrandmelder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülse (4) ein Isolierstoffteil (6) lösbar angeordnet ist, an welchem die als Gitter ausgebildete Elektrode (11) befestigt ist.