DE2434178C2 - Rauchmeldegerät nach dem Lichtstreuprinzip - Google Patents
Rauchmeldegerät nach dem LichtstreuprinzipInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Rauchmeldegerät nach dem Lichtstreuprinzip der durch den Oberbegriff
des Patentanspruches 1 angegebenen Gattung.
Bei einem aus der CH-PS 4 83 682 bekannten Rauchmeldegerät dieser Art sind die beiden durch eine
Lampe und eine Fotozelle zur Verfügung gestellten Elemente in zwei sich rechtwinklig im Zentrum des
Dunkelraumes schneidenden Achsen angeordnet, wobei längs dieser Achsen Wandungsteile des Gehäuses so
angeordnet und ausgebildet sind, daß die Lichtstrahlen der Lampe gegen die Fotozelle normal abgeschirmt sind
bei gleichzeitiger Bereitstellung eines außerhalb der optischen Achse in einer Ecke des Dunkelraumes
ausgebildeten Totraumes, in dem eine ein gasförmiges Reaktionsmittel, wie Ammoniak, abgebende Substanz
angeordnet ist, womit dieses bekannte Rauchmeldegerät außer für die Meldung von Rauch auch noch für eine
Meldung von- Halogenwasserstoffdämpfen benutzt werden kann. Für diese Meldung wird dabei alles im
Zentrum des Dunkelraumes auftretende Streulicht für eine Änderung des Fotozellenstromes und damit für
eine Auswertung durch eine an die Fotozelle angeschlossene elektrische Schaltung zur Auslösung einer
Alarmgabe erfaßt, wenn ein bestimmter kritischer Meldewert erreicht ist Die Mitwirkung der ein
gasförmiges Reaktionsmittel abgebenden Substanz an der Erzeugung von Streulicht im Zentrum des
Dunkelraumes bei der Anwesenheit von Halogenwasserstoffen in der mit dem Rauchmeldegerät überwachten
Raumluft wird dabei so erklärt, daß der Halogenwasserstoff, wie Salzsäuregas, mit dem innerhalb des
Dunkelraumes unter einem bestimmten Teildruck stehenden Reaktionsmittel, wie Ammoniak, einen
Schwebstoffnebel bildet der in gleicher Weise wie Rauch eine Streuung der Lichtstrahlen bewirkt Die mit
diesem bekannten Rauchmeldegerät erreichbare Nachweisempfindlichkeit
ist dabei hauptsächlich abhängig von der Größe des Dunkelraumes, die maßgeblich von
der gegenüber der optischen Achse versetzten Anordnung der Lampe und der Fotozelle in den beiden sich im
Zentrum des Dunkelraumes kreuzenden Achsen sowie der dafür durch die Ausbildung des Gehäuses bereits
gestellten gegenseitigen Abschirmung beeinflußt wird, sowie weiterhin von der Ansprechempfindlichkeit der
mit der Fotozelle verbundenen elektrischen Schaltung, die in der Regel als Verstärker- und Schwellenwertdetektor-Schaltung
ausgebildet ist Bei diesem bekannten Rauchmeldegerät wird die Größe des Dunkelraumes
daneben um den Teilraum vergrößert der für die Anordnung der ein gasförmiges Reaktionsmittel abgebenden
Substanz vorgesehen ist, wobei bezüglich dieses Teilraumes gleichzeitig ein bestimmtes anteiliges
Verhältnis eingehalten werden muß, damit sich in dem Dunkelraum ein für die Bildung des Schwebstoffnebels
bei Anwesenheit von Halogenwasserstoffen in der überwachten Raumluft benötigter und dabei hinsichtlich
seiner oberen Grenze kritischer Teildruck des Reaktionsmittels einstellt Weil diese Substanz zur Beibehaltung
einer vorbestimmten Nachweisempfindlichkeit des Rauchmeldegerätes öfters erneuert werden muß, sind
dafür auch aufwendigere Vorkehrungen in der Ausführung des Gerätes zu treffen, damit zumindest der
Dunkelraum nach jeder Erneuerung gegen einfallendes Außenlicht völlig abgeschirmt ist.
Aus der DE-OS 23 58 449 ist ein gattungsähnliches Rauchmeldegerät bekannt, bei dem innerhalb zweier
gegeneinander abgeschirmter Meßkammern eines Dunkelraumes zwei Fotozellen einer gemeinsamen Lichtquelle
im wesentlichen gegenüberliegend so angeordnet sind, daß die eine Fotozelle ständig von den mittels eines
Spektralfilters optisch gebündelten Lichtstrahlen der Lichtquelle beaufschlagt wird, während die andere
Fotozelle über eine ihr vorgeschaltete und aus Wandvorsprüngen gebildete optische Blende nur von
den durch einströmenden Rauch gestreuten Lichtstrahlen erreicht werden kann. Durch die Verdoppelung der
Fotozellen wird bei diesen Rauchmeldegeräten jedoch eine entsprechend kompliziertere und die Herstellungskosten
des Gerätes erheblich verteuernde elektrische Schaltung benötigt, um eine genügende Nachweisempfindlichkeit
zu erhalten. Die Nachweisempfindlichkeit ist dabei im übrigen in hohem Maße davon abhängig, mit
welchem Wirkungsgrad die Lichtstrahlen durch den einer ständigen Verschmutzungsgefahr durch in den
Dunkelraum über die Raucheinlaßöffnungen eindringenden Staub unterliegenden Spektralfilter optisch
gebündelt werden können, so daß zur Beibehaltung
einer gewünschten Nachweisempfindlichkeit des Gerätes der Spektralfilter periodisch gesäubert werden muß.
Bei einem weiteren gattungsähnüchen Rauchmeldegerät gemäß der FR-PS 21 89 801 sind eine mit einer
Vorsatzlinse versehene Fotozelle und eine ebenfalls mit einer Vorsatzlinse versehene Lichtquelle längs zweier
sich im Zentrum eines Dunkelraumes kreuzender Achsen angeordnet, und an der Kreuzungsstelle dieser
Achsen ist eine zwischen den beiden Elementen vorgesehene Abschirmplatte mit einem so dimensionierten
Durrhtrittsfenster versehen, daß die von der Linse der Lichtquelle gebündelten Lichtstrahlen die
Fotozelle weder direkt noch als Folge einer Reflektion durch die Wände des Dunkelraumes indirekt erreichen
können und daher eine Änderung des Fotozellenstromes nur dann stattfindet, wenn die Lichtstrahlen durch
einströmenden Rauch eine Streuung erfahren. Die Nachweisempfindlichkeit dieses Rauchmeldegerätes ist
ebenfalls in hohem Maße von der mittels der einer ständigen Verschmutzungsgefahr durch eindringenden
Staub unterliegenden Linsen erreichten optischen Bündelung der Lichtstrahlen abhängig, so daß die
Linsen zur Beibehaltung einer gewünschten Nachweisempfindlichkeit des Gerätes periodisch gesäubert
werden müssen. Durch die Linsen werden außerdem die Herstellungskosten des Gerätes verteuert.
Die Erfindung, wie sie in dem Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein Rauchmeldegerät
der angegebenen Gattung so auszubilden, daß es unter Bereitstellung einer kleinen Baugröße mit *o
niedrigen Herstellungskosten an der Decke eines damit für eine Rauchmeldung überwachten Raumes eine hohe
Nachweisempfindlichkeit gegenüber weißem Rauch aufweist.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile liegen im wesentlichen darin, daß durch das Vorsehen der
Abschirmplatte zwischen den beiden Elementen eine hohe Nachweisempfindlichkeit gegenüber weißem
Rauch mit einer verhältnismäßig kleinen Baugröße des Gerätes im wesentlichen dadurch erhalten wird, daß der to
Teilbereich des Dunkelraumes auf der für tue Befestigung
des Gerätes an der Decke des damit zu überwachenden Raumes vorgesehenen Seite der optischen
Achse zur Anordnung aller Geräteteile optimal genutzt werden kann, während die andere Seite der
optischen Achse ausschließlich für die Rauchmeldung ebenso optimal genutzt wird. Dabei wird mit der
senkrecht nach unten ausgerichteten und deshalb mit der optischen Achse rechtwinklig gekreuzten Anordnung
der Abschirmplatte eine so feinstufige Abschirmung des lichtempfindlichen Elements selbst gegenüber
durch die Wände des Dunkelraumes evtl. reflektiertem Licht erreicht, daß bereits minimale Rauchanteile in der
überwachten Raumluft ein sofortiges Streulicht erzeugen, wobei durch in den Dunkelraum über die
Raucheinlaßöffnungen evtl. eindringenden Staub noch auslösbare Falschmeldungen damit verhindert werden,
daß sich an dem für die gegenseitige Abschirmung der beiden Elemente maßgeblichen unteren Ende der
Abschirmplatte unter Beeinflussung auch der in dem Dunkelraum vorherrschenden Konvektionsströmung
kein Staub ablagern kann. Die Nachweisempfindlichkeit des Gerätes läßt sich im übrigen noch dadurch weiter
verbessern, wenn die mit der Abschirmplatte erreichte gegenseitige Abschirmung der beiden Elemente mit den
Ausbildungen der Erfindung gemäß den Ansprüchen 2 bis 4 verfeinert wird, wobei mit dieser keinesfalls zu
einer Vergrößerung der Geräte beitragenden und auch keine nennenswerte Erhöhung der Herstellungskosten
des Gerätes ergebenden erweiterten Abschirmung hauptsächlich eine optimalere Nutzung des durch
den Labyrinthgang gegen einfallendes Außenlicht abgeschirmten Dunkelraumes für die Erfassung der
durch einströmenden Rauch vor dem lichtempfangenden Element gestreuten Lichtstrahlen bezweckt wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend
näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Querschnitt des Rauchmeldegerätes,
F i g. 2 eine Draufsicht auf das an einer gemeinsamen
Montageplatte befestigte optische System des Rauchmeldegerätes gemäß F i g. 1,
Fig.3 eine Schnittansicht des optischen Systems gemäß F i g. 2 und
F i g. 4 und 5 eine entsprechende Schnittansicht und eine Draufsicht des optischen Systems hauptsächlich zur
Darstellung der bezüglich der Lichtstrahlen des einen Elements bestehenden Abschirmung des anderen
Elements.
Das Rauchmeldegerät weist im Querschnitt kreisförmiges
Gehäuse mit einem oberen Deckel 1 und einem unteren Deckel 2 auf und ist mittels einer Grundplatte 3
für eine Befestigung an der Decke eines Raumes ausgebildet, der mit dem Gerät auf die Anwesenheit von
Rauch überwacht werden soll. Die beiden Gehäuseteile 1, 2 und die Grundplatte 3 sind aus einem Kunstharz
bestehende Formteile, die so ausgebildet sind, daß die beiden Deckel 1 und 2 einen Dunkelraum 4 ergeben, der
gegen einfallendes Außenlicht durch einen umfangsseitigen Labyrinthgang 5 abgeschirmt ist und über untere
Raucheinlaßöffnungen 6 eine Verbindung mit der überwachten Raumluft hat. An dem Boden des oberen
Deckels 1 ist eine Montageplatte 7 für ein in dem Dunkelraüm 4 angeordnetes optisches System befestigt,
das aus einem lichtausstrahlenden Element 8 und einem lichtempfangenden Element 9 besteht, die mit einer im
wesentlichen horizontalen Lichtstrahlrichtung einander gegenüberliegend und gegenüber der optischen Achse
versetzt sowie gegeneinander abgeschirmt so angeordnet sind, daß nur die in der Lichtstrahlrichtung vor dem
lichtempfangenden Element 9 durch einströmenden Rauch gestreuten Lichtstrahlen dieses Element für eine
Rauchmeldung erreichen. Das Element 8 ist beispielsweise eine Diode, für die ein Stromanschluß mittels
einer Klemme 10 vorgesehen ist, und das Element 9 ist beispielsweise eine Fotozelle, an die eine übliche
Verstärker- und Schwellenwertdetektor-Schaltung angeschlossen ist, so daß bei anwesendem Rauch in dem
Dunkelraum 4 jede durch das dadurch erzeugte Streulicht bewirkte Änderung des Fotozellenstromes
für eine Alarmgabe verwendet werden kann.
Die Montageplatte 7 bildet für das optische System des Rauchmeldegerätes eine gemeinsame horizontale
Bezugsebene, über welche die beiden Elemente 8 und 9 senkrecht nach unten in der kleinstmöglichen Erhebung
unterschiedlich weit vorstehen, so daß bezüglich der optischen Achse 11 eine versetzte Anordnung erhalten
wird. Zwischen den beiden Elementen 8 und 9 ist eine sich senkrecht nach unten erstreckende Abschirmplatte
12 und auf der Seite des lichtausstrahlenden Elements 8 eine weitere Abschirmplatte 13 angeordnet, die sich
ebenfalls senkrecht nach unten erstreckt und einen U-förmigen Querschnitt aufweist. An dem unteren Ende
der Abschirmplatte 12 sind zwei bezüglich der optischen Achse 11 zueinander versetzte Abschirmkanten 14 und
15 in einer wiederum kleinstmöglichen Erhebung über
der Montageplatte 7 so ausgebildet, daß im Zusammenwirken mit einer in dem Steg der weiteren Abschirmplatte
13 ausgebildeten Lochblende 16 die Lichtstrahlen A, B und C erhalten werden, die alle bezüglich des
lichtempfangenden Elements 9 so ausgerichtet sind, daß sie dessen senkrecht zu der optischen Achse 11
ausgerichtete Auftrefffläche 17 nur dann für eine Rauchmeldung erreichen können, wenn sie vor dieser
Auf tref ff lache 17 durch einströmenden Rauch gestreut werden. Das lichtausstrahlende Element 8 ist dabei
gleichzeitig zwischen den beiden Flanschen der an ihrem unteren Ende noch durch eine Einbauplatte 18
über ein Gummipolster 19 abgedeckten weiteren Abschirmplatte 13 so angeordnet, daß auch die
Lichtstrahlen D die Auftrefffläche 17 des lichtempfangenden Elements 9 nur dann erreichen können, wenn sie
durch einströmenden Rauch vor dieser Auftrefffläche gestreut werden, wobei diese Lichtstrahlen D ebenso
wie die Lichtstrahlen A durch die Lochblende 16 der weiteren Abschirmplatte 13 normal gegen die Innenwände
des Dunkelraumes 4 ausgerichtet werden und durch die Abschirmkanten 14 und 15 der Abschirmplatte
12 eine Einengung auf die Ausrichtung der Lichtstrahlen B und C erfahren, womit bereits ein
minimaler Rauchanteil in der überwachten Raumluft ausreicht, als Folge einer Streuung des zu der
Auftrefffläche 17 nächstgelegenen Lichtstrahls B eine für eine Alarmgabe verwendete Änderung des Fotozellenstromes
zu bewirken. Dieses sofortige Ansprechen des Hchtempfangenden Elements 9 auf bereits minimale
Rauchbeimengungen in der mit dem Gerät überwachten
ίο Raumluft wird dabei auch durch die Tatsache begünstigt,
daß die über die unten angeordneten Raucheinlaßöffnungen 6 in den Dunkelraum 4 einströmende
Raumluft als Folge einer natürlichen Konvektionsströmung
innerhalb des Dunkelraumes ständig von unten nach oben strömt und damit wie die Auftrefffläche 17
senkrecht zu der optischen Achse 11 ausgerichtet ist, so daß die mit dem Labyrinthgang 5 gegenüber einfallendem
Außenlicht erreichte und in der Nähe der beiden Elemente 8 und 9 durch weitere Gummipolster ähnlich
dem Gummipolster 19 ergänzte Dunkelheit des Dunkelraumes 4 zum Erfassen jedes auch noch so
minimalen Streulichts optimal genutzt werden kann.
Claims (4)
1. Rauchmeldegerät nach dem Lichtstreuprinzip, mit einem linsenfreien optischen Syslem, das in
einem durch einen Labyrinthgang gegen einfallendes Außenlicht abgeschirmten Dunkelraum eines
mit Raucheinlaßöffnungen versehenen Gehäuses angeordnet ist und aus einem lichtausstrahlenden
Element und einem lichtempfangenden Element besteht, die in einer gegenüber der optischen Achse
versetzten und gegeneinander abgeschirmten Anordnung so vorgesehen sind, daß nur die in der
Lichtstrahlrichtung vor dem lichtempfangenden Element durch einströmenden Rauch gestreuten
Lichtstrahlen dieses Element für eine Rauchmeldung erreichen, dadurch gekennzeichnet, daß
bei unten angeordneten Raucheinlaßöffnungen (6) die beiden Elemente (8,9) des optischen Systems mit
einer im wesentlichen horizontalen Lichtstrahlrichtung einander gegenüberliegend angeordnet sind,
und daß zwischen den beiden Elementen (8,9) eine sich senkrecht nach unten erstreckende, die Lichtstrahlen
(A, B, Q D) des einen Elements (8) normal abschirmende Abschirmplatte (12) vorgesehen ist
2. Rauchmeldegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abschirmplatte
(12) und dem lichtausstrahlenden Element (8) eine weitere Abschirmplatte (13) angeordnet ist, die eine
in der optischen Achse (11) ausgebildete Lochblende (16) aufweist.
3. Rauchmeldegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem unteren Ende
der einen Abschirmplatte (12) zwei bezüglich der optischen Achse (11) zueinander versetzte Abschirmkanten
(14,15) ausgebildet sind.
4. Rauchmeldegerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Abschirmplatte
(13) einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt für eine Anordnung des lichtausstrahlenden
Elements (8) zwischen den beiden Flanschen «o
und für eine Ausbildung der Lochblende (16) in dem Steg aufweist und daß das untere Ende der
Abschirmplatte (13) durch ein zu einer gemeinsamen Montageplatte (7) des optischen Systems paralleles
Gummipolster (19) abgedeckt ist
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-
1974
- 1974-07-16 DE DE2434178A patent/DE2434178C2/de not_active Expired
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