DE2450601B2 - Ionisationsrauchdetektor - Google Patents

Description

rial auf welcher der Mantel mit seinem offenen Ende be estfgt ist und auf welcher die Elektrode in der SkE des offenen Mantelendes befestigt ist und eine dem entgegengesetzten Mantelende zugewandte She mit einer mittigen Öffnung hat, dadurch gekennzeichnet^ die Strahlungsquelle 64 durch die Befestigungsplatte (44) in der Öffnung (80) Γη der Elektrode (62) abgestützt und von der Elektrode elektrisch isoliert ist.

2. lonisationsrauchdetektor nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle (64) in der Öffnung (80) nahe der Ebene der Oberfläche der Elektrode (62) abgestützt ist.

3. lonisationsrauchdetektor nach Anspruch lode

2 dadurch gekennzeichnet, daß ein Fuß (82) mit der Befestigungsplatte (44) verbunden ist und s.ch in die öffnung (80) der Elektrode (62) erstreckt, und daß die Strahlungsquelle (64) auf dem Fuß befestigt ist

4. lonisationsrauchdetektor nach Anspruch 3 gekennzeichnet durch ein zwischen dem Fuß (82) und dem die öffnung (80) begrenzenden Te. der Elektrode (62) angeordnetes isolierendes Distanzstück (84) zur elektrischen Isolation des Fußes und der Strahlungsquelle (64) von der Elektrode.

5. lonisationsrauchdetektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß ein elektrisch leitendes Teil durch den Mantel (60) in dem Meßkammerinnenraum an einer Seite abgestützt ist, die von der Seite, an der der Mantel an der

Befestigungsplatte (44) abgestützt «st-getrennt ist.

6. lonisationsrauchdetektor nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Teil durch einen elektrisch leitenden Belag auf der Innense.te des Mantels (60) gebildet ist.

7. lonisationsrauchdetektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Teil eine innerhalb des Mantels (60) abgestützte Platte (68) .st

8. lonisationsrauchdetektor nach einem der Ansprüche! bis 7, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (12) mit einem Unterteil (14), welches einen Boden (19) und eine geneigte Umfangswand (17) hat, die mehrere öffnung (18) enthält und sich von dem Boden weg erweitert, und mit einem Deckel (16), welcher auf dem Unterteil sitzt und eine Öffnung hat. die die Meßkammer (20) fre.g.bt.

9. lonisationsrauchdetektor nach Anspruch 8,

^enzt. ^^ _{angeord t d} von diesem

ⁿⁿ« _{mh einer} Strahlungsquelle, d.e innerha b des sohert * .„geordnet und von dem Mantel

.5 re.enin ^ _einer Befest.gungsplatte aus

so J ' ' , _{auf welcher} der Mantel mit seinem ™ nde befestigt ist und auf welcher d.e Elektrode ^"_N^ _des offenen Mantelendes befestigt ,st und ..ntaNa _{mtg set}«_en Mantelende zugewandte

Fläche mit einer mittigen Öffnung hat ^H*™? _tionsrauchdetektoren sind beispielsweise aus ^l0™._{ps 37 28 7o6} bekannt. Derartige Detektoren «J ^_{n pachdem} prinzip, daß ein lonisationsstrom, der ^De _{§ e zurückzufü}hren ist durch das

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™^rhan° _{in schw}ebestoffhalt,ger Luft oder m von wie es _henden Rauch enthalten ist. Die

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»^a»^e _sf_rau_ung_Squelle des Ionisationsrauchdetektors υ' _{t A}i_Dhateilchen, die auf Atome treffen, damit in erzeug V _{des Man(els} Elektronen freigesetzt oem ^_{n lonisationsstrom} erzeugt wird, wenn die

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. ^ΒβΙ _η^^Π*_η1βη Art (DT-AS 21 30 889) besteht der »f_e^_{toreinsatz aus} zwei vom Sockelteil unab- ^^uJ^hd^_{baren Teilen}, _wobei der mit dem Sockelte. hang« ^„^ _{Teil die elek}trische Schaltung und iosd Präparate enthaltenden Teil der

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i\ⁿ:„u a\« Frfinduns soll die Aufgabe gelöst werder

an dem Boden des Unterteils angeformt ist.

11. lonisationsrauchdetektor nach Anspruch 10,

Sr^{odcr ausse}

Aufeabe wird, ausgehend von einem lonisi u.ese Auigd

tionsrauchdetektor der eingangs genannten Art, gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Strahlungsquelle durch die Befestigungsplatte in der Öffnung in der Elektrode abgestützt und von der Elektrode elektrisch isoliert ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß die radioaktive Strahlungsquelle, welche die Ionisation innerhalb der Kammer erzeugt, weder mit dem positiven Mantel noch mit der negativen Elektrode verbunden ist. Außerdem gestattet die von der Elektrode unabhängige Halterung der Strahlungsquelle, daß die Strahlungsquelle eingebaut oder ausgetauscht werden kann, ohne daß die elektrischen oder mechanischen Verbindungen zwischen der Schaltungsplatte und der Elektrode beeinflußt werden. Die radioaktive Strahlungsquelle ist somit sowohl mechanisch als auch elektrisch von den die Meßkammer bildenden übrigen Teilen unabhängig.

Dadurch, daß bei dem Ionisationsrauchdetektor nach der Erfindung die Strahlungsquelle isoliert angeordnet ist, ist sie von der elektrischen Schaltung innerhalb der Ionisationskammer getrennt, ohne daß dadurch die für den Betrieb der Kammer wesentlichen lonisationswirkungen verlorengehen. In der Strahlungsquelle können somit physikalische Änderungen stattfinden oder die Strahlungsquelle kann ausgetauscht werden, ohne daß die elektrischen Kenndaten der Bauelemente der Kammer, insbesondere die der emittierenden Fläche der Elektrode, gestört werden.

Ferner können der Einbau und die Positionierung der Strahlungsquelle innerhalb des freien Innenraums der Kammer unabhängig von den anderen Kammerbestandteilen kontrolliert werden. Zusätzlich zu dieser Möglichkeit eine·· unabhängigen Kontrolle kann die Strahlungsquelle bündig mit der emittierenden Fläche der Elektrode montiert werden, so daß sie vor Beschädigung geschützt ist, wenn die Elektrode und andere Teile der Kammer mit Pinseln oder anderen Utensilien gereinigt werden.

Schließlich ist beobachtet worden, daß, wenn die Strahlungsquelle direkt auf der Elektrode befestigt ist (wie bei dem bekannten Ionisationsrauchdetektor), die Kammer einen etwas niedrigeren elektrischen Widerstand aufweist and somit einen etwas höheren Stromverbrauch erzeugt. Der Dauerzustandsstromverbrauch sollte aber bei den batteriebetriebenen Geräten der in Rede stehenden Art so klein wie möglich sein, um eine langfristige Betriebszuverlässigkeit zu gewährleisten.

Weitere Ausgestaltungen des lonisationsrauchdetektors nach der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Unteransicht des Äußeren des lonisationsrauchdetektors nach der Erfindung,

Fig.2 eine Vertikalschnittansicht des Rauchdetektors,

F i g. 3 eine Draufsicht auf den in F i g. 2 dargestellten Detektor, wobei der obere Teil oder der Deckel des Gehäuses abgenommen ist,

Fig.4 zwei Teilansichten von zusammenpassenden Verriegelungszapfen und Nuten in dem Gehäuse, welche ermöglichen, den unteren Teil und den Deckel des Gehäuses zu verriegeln und zu entriegeln, damit die inneren Bauteile des Detektors zugänglich sind, F i β. 5 eine Teilauerschnittansicht einer in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Meßkammer und

Fig. 6 in einer Teilquerschnittansicht Einzelheiten einer Elektrode und einer Strahlungsquellenhalterung.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Ausführungsform des lonisationsrauchdetektors. Der Detektor ist als ein Feueralarrnsysten: in Wohnungen und Wohnhäusern von besonderem Nutzen, da er batteriegespeist und aus Bauteilen hergestellt ist, die leicht zu einer kompakten Einheit zusammengebaut werden können, welche an einer Wand oder Decke installiert werden kann. Fig. 1 zeigt das Aussehen des Detektors bei einer Deckeninstallation.

Der in seiner Gesamtheit mit der Bezugszahl 10 bezeichnete Detektor hat ein Gehäuse 12, das aus einem Material, wie etwa Polypropylen, durch Spritzen oder aus Metall, wie etwa Aluminium, durch Tiefziehen hergestellt sein kann, damit es in der Wohnumgebung ein anziehendes Aussehen hat. Das Gehäuse hat eine insgesamt zylindrische Form und ein Ausführungsbeispiel mit einem Durchmesser von etwa 15 cm nimmt leicht sämtliche Bauteile auf, die zum Herstellen eines in sich abgeschlossenen, unabhängig arbeitenden lonisationsrauchdetektors erforderlich sind.

Das Gehäuse 12 ist ein zweiteiliges Gebilde, welches aus einem Unterteil 14 und einem Deckel 16 besteht. Um den Umfang des Unterteils 14 herum sind mehrere öffnungen 18 angeordnet, die sich radial durch die Gehäusewand erstrecken, damit eine vollständige Verbindung zwischen der Umgebung des Detektors und den inneren Teilen des Detektors hergestellt ist. Der Deckel 16 hat eine zentrale öffnung, welche eine belüftete Meßkammer 20 freigibt. Es ist zu erkennen, daß Rauch oder andere schwebestoffhaltige Luft durch die öffnungen 18 und durch die in der Meßkammer 20 dargestellten öffnungen hindurch frei in das Gehäuse 12 hinein- und aus demselben hinausgelangt.

Die Umfangswand 17 des Unterteils 14 ist geneigt und erweitert sich von dem ebenen Boden 19 aus, damit Rauch an den öffnungen 18 eingefangen wird, wenn der Detektor bündig an einer Wand oder Decke befestigt ist. Der Deckel 16 hat eine konkave obere Außenfläche 21, welche die die Meßkammer 20 freigebende öffnung umschließt, damit bei einer Deckeninstallation Rauch eingefangen und der Rauch zu der Kammer geleitet wird.

Das Unterteil 14 und der Deckel 16 werden durch geeignete Einrichtungen zusammengehalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Detektors werden zusammenpassende Zapfen 24 und Nuten 26 (vergleiche Fig.3 und 4) in dem Unterteil 14 bzw. dem Deckel 16 verwendet, damit eine bequeme Schraubverriegelung zum Anbringen und Entfernen des Deckels 16 vorhanden ist. Der Zugang zu dem Inneren des Gehäuses wird dadurch verhältnismäßig leicht gemacht.

Gemäß der Darstellung in den F i g. 2 und 3 hat das Unterteil 14 eine ebene äußere Befestigungsfläche 28 und eine Gruppe von Befestigungsaugen 30 und 32, die von dem Boden 19 aus nach innen vorstehen und zum Befestigen des Detektors 10 an einer Wand, Decke oder anderen Befestigungsmöglichkeiten dienen, wo der Detektor von einem Feuer ausgehendem Rauch ausgesetzt sein könnte. Das Unterteil 14 dient außerdem als diejenige Struktur, an welcher die inneren Bestandteile des Detektors jeweils befestigt sind. Beispielsweise ist eine Batterie B auf einem Paar federnder Winkel 34 und 36 abgestützt, die, wie dargestellt, einstückig mit dem Unterteil hergestellt sein können. Batteriehalter 38 und 39 können ebenfalls an dem Unterteil angeformt

sein, und zwar mit ausreichender Flexibilität, so daß sie sich leicht spreizen lassen, wenn eine Batterie entnommen oder eingesetzt wird. Zusammen mit den Winkeln 34 und 36 halten die Halter die Batterie sicher fest und ermöglichen, daß die Batterie eingesetzt und entnommen werden kann.

Eine Alarmvorrichtung 40, die ebenfalls mit dem Unterteil 14 verbunden ist, kann eine Hupe, ein Läutewerk, ein Summer oder irgendeine andere Vorrichtung sein, die einen hörbaren Warnton erzeugt. Es ist außerdem möglich, in dem Detektor eine optische Warnvorrichtung vorzusehen, die gemeinsam mit der Alarmvorrichtung 40 betätigt wird.

In dem Zentrum des Unterteils 14 sind die Hauptfunktionsteile des Detektors montiert, zu welchem eine Meßkammer 20 und die auf einer gedruckten Schaltungsplatte 44 angebrachte Alarmschaltung gehören. Die Kammer 20 ist direkt auf der Schaltungsplatte 44 montiert, und die Schaltungsplatte 44 ist auf nicht dargestellten Ansätzen an dem Unterteil mittels Schrauben 46 und 48 montiert. Ein leitender Erdungsschirm 50, der an dem Unterteil durch einen Schnapphalter 51 festgehalten ist, erstreckt sich von dem Gehäuse der Alarmvorrichtung 40 zu der Plattierung auf der Unterseite der Schaltungsplatte 44, und eine getrennte isolierte Leitung 52 erstreckt sich zwischen dem Innenraum der Alarmvorrichtung 40 und der gedruckten Schaltungsplatte 44. Leitungen 54 und 56 verbinden die Batterie Bund die Schaltungsplatte 44 miteinander, auf welcher die übrigen elektrischen Bauelemente der Alarmschaltung montiert sind.

Die F i g. 5 und 6 zeigen im einzelnen den Aufbau der Meßkammer 20, die auf der gedruckten Schaltungsplatte 44 montiert ist. Die Meßkammer besteht hauptsächlich aus einem porösen oder durchlöcherten Metallmantel 60, der als eine Anode dient und durch den Deckel 16 (vergleiche F i g. 1 und 2) freigegeben ist, und aus einer Masseelektrode 62 und einer Strahlungsquelle 64.

Der Metallmantel 60 hat insgesamt eine zylindrische Form mit einem tellerförmigen Deckel oder einer tellerförmigen Trennwand 66 auf einer Seite oder einem Ende des Zylinders und einem offenen Innenraum, der auf der gegenüberliegenden Seite durch die gedruckte Schaltungsplatte 44 zwar verschlossen ist, ansonsten jedoch durch die öffnungen in den anderen Seiten belüftet ist. Der Mantel 60 ist ausreichend durchlöchert, damit Rauch oder andere schwebestoffhaltige Luft in den offenen Innenraum eindringen kann. Eine kreisförmige Platte 68 ist an dem Mittelpunkt der Trennwand 66 angenietet. Diese Platte bildet eine Emissionsfläche, die sich insgesamt parallel zu der Schaltungsplatte 44 direkt gegenüber der entsprechenden Emissionsfläche an der Elektrode 62 erstreckt. Der Mantel 60 ist an der gedruckten Schaltungsplatte 44 befestigt und mit den Plattierungsabschnitten 70 auf der Unterseite der Schaltungsplatte durch zwei Niete 72 und 74 elektrisch verbunden.

Die Elektrode 62 hat eine symmetrische, hornförmige Gestalt, die in einen kreisförmigen Rand übergeht, der die sich parallel zu und direkt gegenüber der Platte 68 crstreckcne Emissionsfläche bildet. Das Zentrum der Elektrode bildet deshalb eine öffnung 80, in welcher die Strahlungsquelle 64 auf einem Fuß 82 montiert ist. Die llclic des Fußes 82 über der Schaltungsplatte 44 ist so gewählt, daß die Strahlungsquelle 64 im wesentlichen in der Ebene der (!initiierenden Fläche auf dem Elektrodennind angeordnet ist. Zwischen einem Bund an dem Fuß 82 und der Sdiallungsplatte 44 ist ein Distanzstück 84 eingesetzt, welches ζ. B. eine Polypropylenhülse ist, die den Fuß 82 und die Quelle 64 von der Elektrode 62 isoliert. Das untere Ende des Fußes 82 ist breitgedrückt, damit sowohl der Fuß als auch das Distanzstück 84 mit der Schaltungsplatte 44 vernietet sind. Die Strahlungsquelle 64 ist auf dem oberen Ende des Fußes mittels eines gekröpften Kopfes festgehalten.

Fig.6 zeigt im einzelnen, wie die Elektrode 62 mit den Plattierungsabschnitten 88 auf der Schaltungsplatte ίο 44 elektrisch verbunden ist. Einander diametral gegenüberliegende Lötfahnen 90 und 92 erstrecken sich von dem Mittelteil der Elektrode 62 aus abwärts durch Schlitze in der gedruckten Schaltungsplatte 44 und durch Anschlußlöcher in den Plattierungsabschnitten 88 hindurch. Die Lötfahnen werden dann mit der Flattierung verlötet, damit die Elektrode an der Schaltungsplatte 44 so befestigt ist, daß sich die Strahlungsquelle 64 zentrisch innerhalb der Elektrodenöffnung 80 befändet.

Funktionsmäßig ist der mit der Platte 68 versehene durchlöcherte Mantel 60 mit dem positiven Pol der Batterie B verbunden, und die Elektrode 62 ist mit dem negativen Pol verbunden. Durch die Strahlungsquelle 64 in den offenen Raum zwischen der Platte 68 und der Elektrode 62 emittierte Alphateilchen ionisieren die Luft- und andere Moleküle und erzeugen freie Elektronen und positive Ionen. Die Elektronen bewegen sich durch Schwerkraft zu dem positiv geladenen Mantel 60 und der Platte 68, während die positiven Ionen sich zu der negativ geladenen Elektrode 62 bewegen. Somit fließt zwischen dem Mantel 60 und der Elektrode 62 ein lonisationsstrom.

Wenn Rauch oder andere schwebestoffhaltige Luft in den Innenraum der Meßkammer 20 eindringt, werden die Kollisionen zwischen Alphateilchen aus der Strahlungsquelle 64 und den Sauerstoff- und Stickstoffmolekülen der Luft geringer, weil nun Kollisionen mit den verhältnismäßig größeren und schwereren Verbrennungsprodukten und dem in dem Rauch schweben den Teilchenmaterial erfolgen. Es kann zwar ebenfalls eine Ionisation der Verbrennungsprodukte und des Teilchenmaterials vorkommen, die Geschwindigkeit jedoch, mit welcher sich die schweren positiv geladenen Ionen zu der negativ geladenen Elektrode 62 bewegen, ist kleiner als die der Stickstoff- und Sauerstoffionen, und es erfolgt eine größere Neutralisation der Ionen, bevor sie den Mantel 60 und die Elektrode 62 erreichen. Weniger Kollisionen, eine geringere Anzahl von Ionen und eine geringere Geschwindigkeit der schwereren so Ionen tragen zu einer Gesamtverringerung des lonisationsstroms und zu einer scheinbaren Zunahme des Widerstandes der Meßkammer 20 bei. Der geringere Strom oder der erhöhte Widerstand bei einer bestimmten Rauchkonzentration werden zum Auslösen der Alarmvorrichtung 40 verwendet.

Über die beschriebene Ausführungsform hinaus gibt es eine Vielzahl von Abwandlungs- und Verbesserungsmöglichkeiten des lonisationsrauchdetektors. Beispielsweise kann die Verriegelungsanordnung zwischen dem Mi Unterteil 14 und dem Deckel 16, die in F i g. 4 dargestellt ist, durch zusätzliche Befestigungsmittel oder Gewinde zwischen den beiden Teilen des Gehäuses 12 ersetzt werden. Die Form des Detektors und die Halterung der Bauteile innerhalb des Detektors kann entsprechend '-■> verändert werden, obwohl die Anbringung der Meß· kammer 20 auf der die Alarmschaltung tragenden gedruckten Schaltungsplatte zum Erzielen einer kompakten Anordnung besonders günstig ist. Der Aufbau

der Meßkammer 20 kann geändert werden, indem beispielsweise der durchlöcherte Mantel aus einem Isolierstoff gepreßt oder gespritzt wird und ein elektrisch leitendes Teil innerhalb des Mantels gegenüber der Elektrode angebracht wird, das ansteile des metallischen Mantels als Anode dient. Das leitende Element könnte eine Platte, wie etwa die Platte 68, oder eine Plattierung auf der Innenseite des Mantels sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

¹
Patentansprüche:

dadurch gekennzeichnet, dab der Batteriehalter (34, dadurxng ^ ^ _{ßoden (19) ange}f_ormte_r

1 lonisationsrauchdetektor, mit einer M ..mmer, welche durch einen durchlöcherten .,lalll·- sehen Mantel gebildet ist, welcher an einem Ende offen ist und einen freien Innenraum begrenzt, mit e, die innerhalb des freien Innenraums _Erfindung betrifft einen lon.sat.onsrauchdetek