DE2520929A1

DE2520929A1 - Ionisations-feuerdetektor

Info

Publication number: DE2520929A1
Application number: DE19752520929
Authority: DE
Inventors: Michael Suchomel; John Zackery Taran; William Carl Tipton
Original assignee: General Signal Corp
Current assignee: SPX Corp
Priority date: 1974-05-10
Filing date: 1975-05-10
Publication date: 1975-11-27
Also published as: US3959788A; GB1514501A; CA1020294A; DE2520929C2

Description

PATENTANWÄLTE

DR.ING.A.VANDERWERTH DR- FRANZ LEDFiRER

(.934-1974. 25 20929 8 MÖNCHEN 80

LUCILE-CHAHN-STR 32 TEL. ΙΟ4ΪΙ4739

9. Mai 197 M/jb

Anmelder: General Signal Corporation,

Box 60, Rochester, New York 14602/USA

Ionisations-Feuerdetektor

Die Erfindung betrifft Ionisations-Feuerdetektoren.

Ionisations-Feuerdetektoren sind im Stand der Technik wohl bekannt. Diesen Detektoren ist gemeinsam die Vorsehung zweier ionisierter Kammern, die mittels einer Strahlungsquelle stets im ionisierten Zustand gehalten werden. Eine dieser Kammern ist derart angeordnet und ausgebildet, daß die Verbrennungsprodukte in sie eintreten können und so die elektrische Leitfähigkeit in der Kammer hervorrufen, während die andere Kammer generell im wesentlichen gegenüber den Verbrennungsprodukt en isoliert ist und somit eine Leitfähigkeit, wenn überhaupt, so infolgedessen lediglich eine solche von vernachlässigbarer Größe besitzt. Eine elektronische Brücken- und Verstärkerschaltung reagiert auf die Leitfähigkeitslevel in den beiden voneinander separat gehaltenen Kammern und stellt die Differenz zwischen den Leitfähigkeiten fest, wenn Verbrennungsprodukte in die erste Kammer eintreten, wobei sie dann in der Weise wirksam wird, daß sie ein charakteristisches Alarmsignal liefert.

509848/0973

Einer der Nachteile der vorbekannten Ionisations-Feuerdetektoren besteht darin, ziemlich voluminös und in ihrem Erscheinungsbild erheblich unattraktiv zu sein. Ein weiterer Nachteil besteht in ihrer erheblichen Empfindlichkeit gegenüber Windzug. In ganz besonderem Maße wurde festgestellt, daß ein Windzug oder ein starker Luftstrom, der durch die erstgenannte ionisierte Kammer durchtritt, dazu tendiert, die elektrische Leitfähigkeit in dieser Kammer in genau derselben Weise aufzubauen, wie dies der Fall ist, wenn Verbrennungsprodukte in die Kammer eintreten; somit kann daher ein falsches Feueralarmsignal gegeben werden, wenn ein derartiger Windzug oder Luftströmungen herrschen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Ionisations-Feuerdetektors, der einen oder mehrere der oben angegebenen Nachteile der gegenwärtig bekannten Detektoren überwindet.

Hierzu sieht die Erfindung vor einen Ionisations-Feuerdetektor zum Anbau gegen die obere Fläche eines Raumes, welcher Detektor verfügt über eine äußere Schale, eine innere Schale, eine Ionisationskammer zwischen der äußeren und der inneren Schale und einen Lufteinlaß zur Zuführung von Luft zu der Ionisationskammer, wobei die Relativstellungen des Lufteinlasses und der Ionisationskammer derart sind, daß dann, wenn der Detektor in seiner Arbeitsstellung gegen die obere Fläche eines Raumes angebaut ist, Luft die Kammer von dem Lufteinlaß aus ausschließlich durch Abwärtsbewegung erreichen kann.

Der zu beschreibende Detektor ist im wesentlichen immun gegen nachteilige Einflüsse, die aus Windströmungen oder -zügen resultieren, und dies wird durch eine Gestaltung des Detektors in einer derartigen Weise erreicht, daß die Verbrennungsprodukte leicht und schnell eintreten können und in die erste oben genannte ionisierte Kammer strömen, während schnelle Luftströmungen im wesentlichen am Erreichen dieser

5093A8/0973

~^r~

ionisierten Kammer gehindert werden. Dies wird durch Vorsehung eines im wesentlichen gewundenen Weges von der äußeren Umgebungsluft in die Kammer erreicht, wobei dieser Luftweg unter anderem ein Paar relativ dicht beieinander angeordneter Wände besitzt, die nach innen und unten geneigt sind über ihrer Länge vom Eintrittspunkt der Vorrichtung zur ionisierten Kammer. Es wurde bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung festgestellt, daß diese Ausbildung für die gewünschten Ionisations level in der Kammer sorgt und auch den schnellen Eintritt der Verbrennungsprodukte in die Kammer zuläßt, während zur selben Zeit der Luftstrom in die ionisierte Kammer erheblich modifiziert wird.

Der zu beschreibende Feuerdetektor bietet des weiteren den Vorteil eines attraktiven Erscheinungsbildes im Vergleich zu bekannten Feuerdetektoren und auch den Vorteil einer sehr kompakten Größe. Darüber hinaus ist die Einheit zu geringen Kosten herstellbar, und zwar wegen der Verwendung von im wesentlichen vollständigen Kunststoffteilen. In der Vergangenheit wurde die Verwendung von Metallteilen für wichtig erachtet, um die ionisierten Kammern zu bilden, da die elektrische Leitfähigkeit der Kammerwände wichtig ist; dennoch wird dieses Hindernis vollständig im Rahmen der vorliegenden Erfindung überwunden, und zwar durch Vorsehung von Kunststoffteilen und anschließende geeignete Beschichtung ausgewählter Flächen derselben mit einer Silber enthaltenden Epoxymasse, für die festgestellt wurde, daß sie für eine hohe Haftung unter abträglichen Umweltbedingungen sorgt, während sie zugleich für eine hohe elektrische Leitfähigkeit sorgt.

Zum besseren Verständnis der Erfindung und zur einfachen und schnellen Verwirklichung werden im folgenden Ausführungsformen beispielhaft und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben; in diesen zeigt:

5098 U8/0973

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Äußeren eines erfindungsgemäßen Feuerdetektor? in Ansicht von unten und zur Darstellung des Fouerdetektors bei Anbringung an einer Decke,

Fig. 2 eine auseinandergebogene Darstellung der verschiedenen Bestandteile des Detektors der Fig. 1,

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Detektor der Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einr> der Bestandteile des Feuerdetektors der Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht auf das Basiselement des in Fig. 2 auseinandergezogen dargestellten Feuerdetektors,

Fig. 6 · einen Längsschnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 5 nach Installation des Sockels der Fig. 4,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Schaltungstafeleinheit der Fig. 2 in ihrer Position an der ebenfalls in Fig. 2 dargestellten inneren Schale und

Fig. 8 einen Schaltplan der elektronischen Schaltung eines erfindungsgemäßen Feuerdetektors.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Feuerdetektor in perspektivischer Darstellung. In Fig. 1 ist der Detektor 10 als an einer Decke 12 angebaut dargestellt; dabei ist aus Fig. 1 zu ersehen, daß der Detektor 10 ein Basisteil 14 besitzt, das im wesentlichen rechteckig ist, und daß von jedem der vier peripheren Ränder konkave, sich einwärts erstreckende Flächen 16 ausgehen, die in Breitenrichtung schmaler werden, da sie nach unten in eine Höhe gewölbt geführt sind, wo sie mit einem Umfangsrand eines rechteckigen Bodenteils 18 in Verbindung stehen. Der Detektor kann typischerweif e eine derartige Größe besitzen, daß jeder seitliche Rand an der Stelle, an der der Detektor an der Decke befestigt ist, eine Länge von 15 oder 18 cm besitzt, wobei die quadratische Bodenfläche etwa 6,3 cm unterhalb der Decke liegt. Wie nachfolgend noch angegeben

-5-

509848/0971

2¹S ? O 9 2 9

wird, besteht die Mehrzahl der Einzelteile, die den Detektor bilden, aus Kunststoff, was die Bildung eines attraktiven äußeren Erscheinungsbildes unterstützt, wodurch der Detektor weniger deutlich erkennbar ist.

Der Detektor ist in auiieinandergezogener E'orm in Fig. 2 dargestellt. Die Sockelplatte 20 und der Sockel 22 sind alt» eine Einheit zusammengebaut, wobei diese beiden Teile mittels ein.;s Paares von Nieten fest miteinander verbunden sind, von denen der Niet 24 dargestellt ist und die durch miteinander fluchtende Bohrungen in dm Teilen 20 und 22 hindurchgeführt sind. Die Sockelplatte 20 verfügt des weiteren über eine Vielzahl von Bohrungen zur Aufnahme von Ve rbindungs schrauben 74 (Fig. 3), die durch solche Bohrungen in der Platte 20 und in metallische, elektrisch leitfähige Anschlußmuttern .16 geführt sind, die am Sockel gelagert sind. Jede derartige Ansehlußmutter 26 erstreckt sich durch die Bodenseite des Sockels 22, um so ein Mittel zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zu geeigneten entsprechenden Anschlüssen an einem Basisteil 28 zu bilden, wie diet; weiter ins einzelne gehend später noch beschrieben wird.

Die Kombination der miteinander verbundenen Teile 20 und 22 ist dazu bestimmt, an einem geeigneten Deckenanbaumittel (nicht dargestellt) befestigt zu werden, das aus einer üblichen elektrischen Anschlußdose bestehen kann. Iu bekannter Weise ist fine solche Anschlußdose mit Reitern bzw. Zapfen zur Aufnahme einer passenden elektrischen Beleuchtung ausgestattet, wobei der Abstand dieser Zapfen dem Abstand der Langschlitze 30 entspricht, die im Sockel 22 vorgesehen sind. Es ist somit leicht zu erkennen, daß derjenige, der die Feuerdetektoreinheit installiert, die Kombination der Teile 20 und 22 in sehr einfacher und schneller Weise an dieser Anschlußdose mit Hilfe von Schrauben befestigen kann, die durch die oben genannten Schlitze 30 hindurch und in die mit Gewinde ausgestatteten Ansätze der Anschlußdose geführt sind.

609848/0973 BAD ORIGINAL

Nachdem die oben genannten Teile an der Anschlußdose einmal befestigt worden sind, können die in Fig. 2 dargestellten weiteren Teile daran befestigt werden. Die:,,· <a eiteren Teilt; können in zus aminen ge faßt er Kombination in der Basisplatte 28, der Schaltungstafel 32₅ der inneren Schale 34 und der äußeren Schale 36 bestehen. Es ist zu beachten, daß die äußere Schalt; 36 eine Vielzahl von nach oben gerichteten Zapfen 38 je einzeln an jeder Ecke aufweist und daß diese sich durch entsprechende Bohrungen 40 in der inneren Schale 34 und entsprechende Bohrungen is der Babisplatte .18 hindurch erstrecken. Wenn die diversen oben beschriebenen Teile zusammengebaut sind, erstreckt sich jeder Ansatz 38 nach oben über die Bohrung 42 in der Platte 28, und werden diese Teile dann durch Anbringung eines Reibungsklemmrings 44 rund um den vorstehenden Teil des Ansatzes 38 zusammengehalten.

Gernäii Dar >ielluny in Fig. 2 begrenzt die äußere Schale 36 einen nach oben gerichteten rechteckigen Hohlraum 46, während die innere Schale in ihrem Bodenteil einen im wesentlichen rechteckigen Hohlraum 48 begrenzt; nach dem Zusammenbau der verschiedenen Teile in der oben angegebenen Weise greift der Hohlraum 16 im wesentlichen in den Hohlraum 48 ein, wobei die Bohrung 50, die in den Hohlraum 48 führt, eine Quellenhaltereinheit 52, einen Quellenhalter 54 und eine Quellenleitung trägt, welche Teile zur Bildung einer Strahlungsquelle für die separate ionisierte Kammer zusammenarbeiten.

Querschnitt der Fig. 3 ist das Verhältnis des Hohlraums 46 zum Hohlraum 48 dargestellt und des weiteren das Verhältnis der im Abstand voneinander angeordneten gewölbten Wände der inneren und der äußeren Schale 34 bzw. 36. Die Bohrung 50 in dem inneren Hohlraum 48 nimmt entsprechend der Darstellung den zylindtischen Quellenhalter 54 auf, der ein Schulterteil 58 besitzt, das auf der oberen Wand des Hohlraums aufliegt. In dem aus Teflon hergestellten Quellenhalter 54 ist die Strahlungs-

509848/0 9
BAD ORIGINAL

quelleneinheit 52 aufgenommen, die an ihren entgegengesetzten Enden geeignete Quellen 60 und 62 aus radioaktivem Material trägt. Die Zif 1 scheibe 64 ist an dem einen Ende einer Zielscheibenschraube 66 befestigt, die durch die Scluiltungstafel 32 hindurchtritt und mit einer angenieteten Mutter 68 versehen ist, so daß die Stellung der Zielplatte 64 relativ zur Strahlungsquelle 60 eingestellt werden kann. Eine flexible Leitung 70, die aus einem schmalen Streifen flexiblen Kupfers ber.tehen kann, ist an das eine Ende der Schaltungstafel 32 angeschlossen, wobei sie durch eine Bohrung 32 in der inneren Schale 34 geführt ist, um so einen Kontakt mit der Innenfläche der äußeren Schale 36 zu schaffen. Diese Innenfläche ist mit einem leitfähigen Material beschichtet, das aus einem mit Silber imprägnierten Epoxymaterial bestehen kann. Dieses Material, so wurde festgestellt, sorgt für eine wünschenswerte hohe Haftung an der Innen-" fläche der äußeren Schale 36, während vr, des weiteren auch für eine gute Leitfähigkeit sorgt; es können jedoch auch andere Materialien verwendet werden, wie beispielsweise eine Graphitdispersion oder ein galvanischer Metallüberzug.

Fig. 3 zeigt die Sockelplatte 20 und den Sockel 22 und einzelne der Anschlußmuttern 26, die für äußere Anschlüsse von der elektrischen Anschlußdose aus, mit der die Vorrichtung bauteilmäßig in Verbindung steht, an die Schaltungstafel 32 über Kontaktklips hergestellt werden können, die an der Bar-isplatte 28 mit Hilfe von Nieten 78 befestigt sind. Wie nachfolgend noch weiter im einzelnen beschrieben wird, übernehmen die Kontaktklips 26 des weiteren die Aufgabe der Zusammenarbeit mit den unteren Enden der Anschlußmuttern 26, um die aus der Sockelplatte 20 und dem Sockel 22 bestehende Einheit in einer lösbaren Weise an der Platte 28 zu befestigen.

Die Fig. 4 und 5 zeigen die Unterseite des Sockels 22 und der Sockelplatte 20 und die Oberseite der Platte 28. Wie aus diesen Figuren zu sehen ist, sind die einander gegenüber liegenden Flächen dieser Teile so

509848/1)97"?

gestaltet, daß sie ein Mittel darstellen, mittels dessen die Platte 28 schnell an der aus der Sockelplatte 20 und dem Sockel 22 bestehenden Einheit befestigt und von dieser gelöst werden kann. Darüber hinaus ist die Ausbildung eine solche, die eine Einstellung der Stellung der Platte 28 durch Verdrehen gegenüber den Teilen 20 und 22 ermöglicht, um so die korrekte Anordnung der Platte 28 zu bewirken. Somit kann es in der Praxis dann, wenn die Teile 20 und 22 an einer üblichen elektrischen Anschlußdose angeschlossen sind, geschehen, daß die Ausrichtung dieser Teile 20 und 22 eine derartige ist, daß dann, wenn die Platte 28 an den Teilen 20 und 22 in lediglich einer genauen Position hinsichtlich der Winkelstellung befestigt werden kann, die Platte 28 nicht genau mit den Abmessungen des Raumes übereinstimmt, in welchem sie angeordnet ist. Darüber hinaus kann es vom Standpunkt der Ästhetik aus sehr wünschenswert sein, die äußere Schale 3d, die das einzige üblicherweise von einem Betrachter optisch erfaßbare Teil ist, derart anzuordnen, daß ihre Seitenränder im wesentlichen einen Winkel von ⁴5 zu den Seitenwänden des Raumes einschließen. Alternativ kann es natürlich auch wünschenswert sein, die Einheit so anzuordnen, daß die Umfangsränder der äußeren Schale 36 mit den Außenwänden des Raumes übereinstimmen. In jedem Fall ist es in hohem Maße wünschenswert, zweckmäßige Mittel für eine feine Lageeinstellung der Einheit der Teile vorzusehen, die an der Sockelplatte 20 und dem Sockel 22 anzuschließen sind, so daß ein guter ästhetischer Effekt sogar dann erreicht wird, wenn es nicht möglich ist, die Teile 20 und 22 an der elektrischen Anschlußdose in genauer Ausrichtung vorzusehen.

Fig. 5 zeigt vier Kontaktklips 76, die mit Hilfe von Nieten 78 an der Platte 28 befestigt sind. Jeder dieser Klips 76 ist mit zwei einander überlappenden Kontakt be reichen 88 und 90 ausgestattet, die unter Einhaltung eines radialen Abstands und auch eines Abstandes in Umfangsrichtung einander gegenüber liegen, obwohl sie gemäß der Darstellung einander

-9-509fU8/097 3

in Umfangsrichtung gleichzeitig überlappen. Der Schnitt der Fig. 6 zeigt die einwärts gerichteten Kontaktbereiche 88 und die Art, in der diese mit den genuteten Bodenteilen 80 der Anschlußmuttern 26 zusammenarbeiten.

Fig. 4 zeigt die Nieten 24, die zur Festlegung der Sockelplatte 20 am Sockel 22 dienen. Darüber hinaus sind vier Paare von Anschlußmuttern vorgesehen, die äquidistant in Umfangsrichtung am Sockel 22 vorgesehen sind. Es ist des weiteren zu beachten, daß für jedes Paar der Anschlußmuttern 26 eine erste Mutter 26a in einem radialen Abstand einwärts gegenüber der anderen Mutter 26b desselben Paares angeordnet ist. Wenn die Platte 28 an den Teilen 20 und 22 befestigt ist, steht jedes Paar der Anschlußmuttern 26a und 26b mit einem der Kontaktklips 76 im Eingriff, wobei die weiter innen liegende Mutter 26a mit ihrem genuteten Bodenteil den nach außen gerichteten Kontaktbereich 90 des Kontaktklips 76 berührt, während die andere Anschlußmutter 26b desselben Paares mit dem genuteten Bodenteil des einwärts gerichteten Kontaktbereichs 88 desselben Kontaktklips 76 im Eingriff steht. Die Anordnung dieser Teile ist dann eine solche, daß die Platte 28 in einer ausgewählten Stellung in Drehrichtung relativ zu den Teilen 20 und 22 angeordnet werden kann, um die gewünschte Orientierung in Drehrichtung der Platte 28 sicherzustellen, und zwar ohne Störung des guten Kontaktes zwischen einer der Anschlußmuttern 26a, 2 6b jedes Paars mit einem der Kontaktklips 76.

Weiterhin ist beachtenswert, daß die Platte 28 eine hochstehende Ringrippe 92 besitzt, bei der an einem Teil ihres Umfangs eine Vielzahl von in Umfangsrichtung in Abständen voneinander angeordneten Kerben oder Nuten 94 vorgesehen ist. Der Sockel 22 besitzt einen schmalen Vorsprung 96, der so angeordnet ist, daß er entlang eines vorbestimmten Drehbereichs der Teile 20 und 22 gegenüber der Platte 28 mit der gekerbten bzw. genuteten Rippe 94 zusammenarbeitet. Hierdurch ist es möglich, die Stellung der Platte 28 gegenüber den Teilen 20 und 22 in Drehrichtung einzustellen,

509848/0973

während gleichzeitig ein vorbestimmter Reibungswiderstand gegen die Verdrehung aufrechterhalten wird. Dies entspricht in seiner Wirkung der einer Ratsche, so daß die Platte 28 in ihre gewünschte Stellung verdreht werden kann und in ihrer zuletzt eingestellten Stellung infolge des Eingriffs des Vorsprungs 76 in eine der Nuten 94 festgehalten wird.

Fig. 7 zeigt die Anordnung der Schaltungstafel 32 in einer in der Innenfläche der inneren Schale 34 vorgesehenen Aussparung. Die Schaltungstafel 32 verfügt über zwei Paar nach außen gehender Leitungen 96a auf einander entgegengesetzten Seiten der Schaltungstafel, und jedes dieser Leitungspaare sorgt für eine wahlweise Energieversorgung einer Lampe 98, die in einer Aussparung 100 in der inneren Schale 34 in der Nähe deren Außenränder vorgesehen ist. In dieser Aussparung 100 ist ein schmaler Schlitz 102 vorgesehen, damit die Beleuchtung der Lampe 98 von einem Beobachter kontrolliert werden kann. Wie nachfolgend angegeben, läßt die Existenz einer Alarmbedingung die Lampe 98 aufleuchten, wodurch angezeigt wird, daß der Feuerdetektor in dem Gebäude für einen Alarm sorgt. Dies ist besonders nützlich für diejenigen Fälle, bei denen eine Einheit in fehlerhafter Weise einen Alarm auslöst, da hierdurch die schnelle Feststellung der fehlerhaften Einheit ermöglicht wird. Die Verbindungen zur Schaltungstafel 32 sind mittels der Nieten 78 hergestellt, deren untere gegabelte Enden in eine reibende Berührung mit denEingangs- und Ausgangsanschlüssen 101 (Fig. 7) der Schaltungstafel 32 gebracht sind.

Im Schaltplan der Fig. 8 sind zwei Ionenkammern 102a und 104 dargestellt. Die Ionenkamrner 102a ist eine relativ geschlossene Ionenkammer und dient dazu, als Bezug zu arbeiten, mit dem die Ionisation der verhältnismäßig offenen Kammer 104 verglichen wird. Diese geschlossene Ionenkammer 102a wird entsprechend der Darstellung im Querschnitt der Fig. von dem geschlossenen Raum 106 gebildet, der über der Innenseite der

109848/0 9 73

• ΛΑ -

inneren Schale 34 liegt und von der Unterseite der Schaltungstafel 32 begrenzt ist. In diesem Raum bildet die radioaktive Quelle 60 eine Strahlungsquelle, die gegen die Zielplatte 74 gerichtet ist. Die Ionen kammer 104 des Schaltplans der Fig. 8 entspricht dem Raum innerhalb des Hohlraums 46 des Querschnitts der Fig. 6, dem Raum innerhalb des Hohlraums 48 und dem Raum zwischen der inneren und der äußeren Schale 34 und 36. Es ist selbstverständlich im Stand der Technik bekannt, separate Ionisationskammern vorzusehen, die in Reihe geschaltet sind und bei denen eine der Kammern im wesentlichen gegenüber Aerosolprodukten isoliert ist, während die andere Kammer so angeordnet ist, daß die Aerosolprodukte einer Verbrennung leicht in diese Kammer eintreten können. Eine derartige Ausbildung ist beispielsweise in der US-PS 3 681 603 dargestellt. Diese US-PS zeigt die Verwendung eines Ionisationshalters im wesentlichen zylindrischer Gestalt, der demjenigen entspricht, der in der vorliegenden Anmeldung enthalten ist.

Es ist auch bekannt, daß die Wirkung des Vorhandenseins von Aerosolen in der Meßkammer darin besteht, daß sich diese auf den sich in der Meßkammer unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes bewegenden Ionen niederschlagen. Dies führt zu einer Reduzierung des Maßes der Strömung, da dir Masse der Aerosolpartikel mehrere tausend mal größer als die der in der Ionisationskammer vorhandenen Ionen ist, was bedeutet, daß die Bewegungsgeschwindigkeit der Ionen vernarhlässigbar klein ist bei dem Vorhandensein von Aerosolprodukten im Vergleich zu dem Fall, bei dem keine Aerosolprodukte vorhanden sind.

Des weiteren ist es bereits bekannt, wie insbesondere in der oben genannten US-PS angegeben ist, daß eine Umgebxingsluft mit geringer Geschwindigkeit in der offenen Meßkammer einen bedeutenden Einfluß auf den Ionisationsstrom in der Detektorkammer haben kann. Es wird daher häufig für notwendig erachtet, Mittel zum Schutz der Detektor kammer gegen sich be-

5098 /4 8/0973

wegende Umgebungsluftströme vorzusehen, die ansonsten die Strömungen in der Detektorkamnier in einem Maße reduzieren würden, das ausreichen würde, ein fehlerhaftes Feueralarmsignal hervorzurufen.

Aus der insbesondere im Schnitt der Fig. 3 dargestellten Ausbildung ist zu ersehen, daß Umgebungsluft leicht in die Detektor kamm er durch den umlaufenden Spalt 108 hindurch zwischen der inneren und der äußeren Schale 34 und 36 eintreten kann. Aerosolprodukfe können leicht und schnell in die Detektorkammer eindringen und sich in dieser ausbreiten, und es wurde festgestellt, daß sie leicht und schnell in einer sehr kurzen Zeit in den inneren Hohlraum 46 wandern, da, wie bekannt ist, derartige Aerosolprodukte dazu tendieren, sich ziemlich gleichmäßig über den zur Verfügung stehenden Raum im Laufe der Zeit zu verteilen.

Obwohl der genaue Grund, warum die hier beschriebene gegenständliche Ausbildung für eine im wesentlichen verbesserte Immunität gegenüber Umgebungsluftströmen sorgt, nicht bekannt ist, wird angenommen, daß dies mindestens teilweise auf der gewölbten Konfiguration des Raumes zwischen der inneren und der äußeren Schale 34 und 36 beruht. Es wird des weiteren angenommen, daß dies auf dem Vorhandensein der umgebenden Wände beruht, die den Hohlraum 46 bilden, da ein Umgebungsluftstrom in den Raum zwischen der inneren und der äußeren Schale 34 und 36 im wesentlichen von den Wänden des Hohlraums 46 am Eintritt in das innere Volumen dieser Kammer gehindert wird. Obwohl angenommen wird, daß grundsätzlich der von den Hohlräumen 46 und 48 definierte Raum, der die Ionisationskammer darstellt, für Aerosole zugänglich ist, wurde darüber hinaus auch festgestellt, daß sich diese Ionisationskammer mindestens bis zu einem Teil des gewölbten Raums zwischen den einander gegenüber liegenden Flächen der inneren und der äußeren Schale 34 und 36 erstreckt. Ferner wurde festgestellt, daß die Empfindlichkeit des Detektors in meßbarem Maße durch die Erstreckung der leitfähigen Beschichtung

609848/0973

.-*· 2520829

.lh.

über im wesentlichen die gesamte Innenfläche der äußeren Schale 36 verbessert wird. Jedenfalls wurde in umfassenden Untersuchungen festgestellt, daß die konstruktiven Maßnahmen der vorliegenden Erfindung eine schnelle und zuverlässige Feststellung des Vorhandenseins von Aerosolprodukten erlauben, und zwar unter Beibehaltung der wesentlichen Immunität gegen falsche Alarme, die aus Windströmen in der Umgebungsluft resultieren.

Aus dem Schaltplan der Fig. 8 ist zu ersehen, daß dann, wenn sich der Strom durch die empfindliche Kammer 104 als Ergebnis des Vorhandenseins von Aerosolen ändert, die Spannung an der Verbindung der beiden Kammern wächst. Diese Spannungsänderung wird mittels des Mosfet 108a festgestellt. Diese Einrichtung sorgt für eine hohe Eingangsimpedanz, die notwendig ist, um die Veränderungen in dem sehr kleinen Ionenstrom festzustellen, und wirkt des weiteren als Trennverstärker zwischen den Ionenkammern und der Niederimpedanz-Alarmschaltung. Das Gitter des Mosfet 108a ist an die Verbindung der Ionenkammern mittels einer Länge eines geschützten Teflon-Drahtes 110 angeschlossen. Der Leiter besitzt eine kleine Kapazität von 5 pf zwischen dem zentralen Leiter und der Abschirmung. Die Abschirmung dieses Leiters ist gemäß Darstellung an die Verbindung der Widerstände 112 und 114 angeschlossen. Dieser Kapazitätsanschluß hat die Wirkung einer geringen Verzögerung des Ansprechens des Detektors, wodurch die Ausschaltung falscher Alarme infolge vorübergehender Einflüsse unterstützt wird. Des weiteren begrenzt die von dem Leiter HO hervorgerufene Kapazität die Gitter/Anschlußspannung auf ein akzeptables Maß bei der anfänglichen Energieaufbringung.

Die Anschlußelektrode des Mosfet 108a folgt der Spannung an der Ionenkammerverbindung. Die Verbindung des Widerstandes 112 und der Zener-Diode 115 führt die Eingangsleistung im Level-Feststellungsteil der Schaltung zu.

609848/0973

Die thermische Abschalteinrichtung 120 arbeitet als ein normalerweise geschlossener Schalter, der sich bei einer vorbestimmten hohen Temperatur öffnet, wodurch der Detektor zur Abgabe eines Alarmsignals veranlaßt wird. Die thermische Abschalteinrichtung soll nicht als Feuerdetektor-Bauteil wirken, sondern lediglich eine Angabe liefern, daß die Einheit ununterbrochen einem hohen Temperaturzustand ausgesetzt gewesen ist, nach dem die Einheit an den Hersteller zur Überprüfung oder möglichen Reparatur zurückgegeben werden sollte.

Zur Verhinderung eines fehlerhaften Alarmsignals, das aufgrund vorübergehender elektrischer Erscheinungen an den Energieeingangsleitungen ansonsten auftreten könnte, ist ein Kondensator 122 vorgesehen.

Die Level-Feststellung an der Eingangs leitung findet über die Verwendung eines programmierbaren Unijunktionstransistors 124 statt. Es ist eine charakteristische Eigenschaft einer derartigen Einrichtung, daß ihre Anoden/ Kathoden-Verbindung eine hohe Impedanz für den Stromfluß besitzt, bis die Anodenelektrode gegenüber der Gitterelektrode positiv unter Spannung gesetzt ist. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die Einrichtung als eine Regenerationsschleife, und die Wirkung ist dieselbe wie ein Kurzschluß aller drei Elektroden. Wenn dies der Fall ist, entlädt sich der Kondensator über den Widerstand 128, der zu dem Widerstand 130 parallel geschaltet ist, der mit der in Serie zu den Gitterkathodenanschluß des SCR 132 angeschlossen ist.

Der aus den in Serie geschalteten Widerständen 134, 136, 138, 140 und dem Potentiometer 142 bestehende Spannungsteiler sorgt für eine Bezugs spannung für das Gitter des Transistors 124. Durch Abschalten entweder des Widerstandes 138 oder der in Reihe liegenden Kombination der Widerstände 136 und 138 mittels des Schalters 144 wird die Spannung am Gitter des Transistors 124 verändert, wodurch der Spannungsaus schlag ver-

-15-

5098A8/0973

größert oder verkleinert wird, der benötigt wird, um mittels des Mosfet 108a einen regenerativen Effekt hinsichtlich des Transistors 124 zu erzeugen. In dieser Weise kann die Empfindlichkeit der Einheit eingestellt werden.

Das Potentiometer 142 besteht in einem fabrikatorisch eingestellten Potentiometer, das zur Einstellung der Veränderung der Gitter/Anschluß-Vorspannung schar akter is tika des Mosfet 108a verwendet wird. Der Widerstand 146 arbeitet als eine Sicherheitseinrichtung in dem Fall, daß der Schalter 144 geöffnet werden sollte. Wenn dies geschehen sollte, stellt sich die Spannung am Gitter des Transistors 124 automatisch auf den Level ein, der die Einheit dazu veranlassen würde, in ihrem höchst empfindlichen Zustand zu arbeiten.

Die Empfindlichkeit der Einlieit in Abhängigkeit von dem Vorhandensein von Rauch kann durch Beobachtung der Anschluß spannung des Mosfet 108a überwacht werden. Eine Uberwachungsklirke 148 stellt den Zugang zu diesem Punkt der Schaltung über einen Widerstand 118 dar, der in Reihe an die Klinke angeschlossen ist, um eine Beschädigung infolge einer zufälligen Kurzschließung dieses Punktes an die Erde zu verhindern.

Wenn der Transistor 124 in der vorgeschriebenen Art arbeitet, fließt Strom durch den Widerstand 130 und durch die Gitterelektrode des SCR 132. Dies bewirkt eine Einschaltung des SCR 132, und Strom fließt dann durch die Lampen 98a, 98b und durch die Vorwiderstände 154, 156. Das Aufleuchten der Lampen 98a, 98b stellt ein optisch erkennbares Zeichen am Ort der Detektoreinheit dar, daß die besondere Einheit auf das Vorhandensein von Aerosolen anspricht. Eine Fernanzeigelampe 169 kann gemäß Darstellung angeschlossen sein, um eine Anzeige an einer Überwachungsstation der Triggerung der Einheit zur Signalisierung eines Feueralarms zu liefern. Eine Zener-Diode 158 liefert einen Alarrnstrom für den Fall, daß eine oder beide der Lampen ausgebrannt sind. Dioden 160 und 162 nehmen eine Steuerungsfunktion wahr.

5098 /♦ 8/0973

Ein Widerstand 164 und ein zu diesem in Serie geschalteter Kondensator haben die Wirkung einer Dämpfung schneller Raten des Spannungsanstiegs über den SCR 132, wodurch eine künstliche Triggerung verhindert wird. Eine Diode 167 sorgt für eine Stromführung zur Einschaltung der Lampen, sofern die Schaltung entgegengesetzt gepolt sein sollte. Dieses Merkmal meldet dem Installateur sofort den Umstand, daß die Schaltung bzw. Verdrahtung versehentlich über Kreuz angeschlossen worden ist. Der Widerstand 168 stellt einen Vorwiderstand für den Fall dar, daß eine äußere Lampe an die Einheit angeschlossen werden soll. Die Diode 170 ist in Serie zu den Eingangsleistungsleitungen geschaltet, um eine Beschädigung der empfindsamen bzw. messenden und Level-Feststellungsschaltung für den Fall einer entgegengesetzten Polarität der Eingangsleitungen zu verhindern.

5098^8/0973

Claims

2 5 ? Π 9 ? 9

9. Mai 1975

Iy lonisations -Feuerdetektor zum Anbau gegen die obere Fläche eines Raumes, gekennzeichnet durch tine äußere Schale (3(>), eine innere Schale (34), eine Ionisationskammer (46, 48) zwischen der äußeren und der inneren Schale (36, 44) und einen Lufteinlaß (108) zur Zuführung von Luft zu der Iwi<i.->atioiisLaiiimer (4 6, 48), \\»,ln-i die Hel.it ι Stellungen des Luft einlasset (1 (ιό) und der ionis.il i.>n.,kamm» r (46, 4H) derart sind, daß dann, wenn der Detektor in seiner Arbeitsstellung gegen die obere Flächt: eines Raumes angebaut ist, Luft die Kammer (46, 48) von dem Lufteinlaß (108) aus ausschließlich durch Abwärtsbewegung erreichen kann.

2. Detektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luft einlaß aus einer schmalen umlaufenden Öffnung (108) besieht.

3. Detektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schale (34) in einem engen Abstand von der äußeren Schale (36) vorgesehen ist, dies derart, um nach unten und innen geneigte Durchgänge von dem Lufteinlaß (108) zu der Ionisationskammer (46, 48) zu bilden.

4. Detektor nat h irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, »l.iiiunn gekennzeichnet, daß die innere Schale (34) eine zweit»· eingesi hloss» .ie Ioiiit.atii.>n.,k.iiiiinti· (l^ui)) bildet, die im wesentlichen gegenüber der

Swlit ri ist-

6 0 9 a /, η j ο y ν \

BAD ORIGINAL

5. Detektor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Barriere (46) vorgesehen ist, die die Ionisationskammer (46, 48) umgibt, so daß durch den Einlaß (108) eintretende und nach unten und innen entlang der Innenseite der äußeren Schale (36) wandernde Luft in die Ionisationskammer (46, 48) ausschließlich durch Überstreichen der Barriere (46) eintreten kann.

6. Detektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Barriere (46) mindestens teilweise einstückig mit der äußeren Schale (36) ausgeführt ist.

7. Detektor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß <iit: iimi re uml dii. .!uße. re Schale (34, 3b) aus Kunststoff hergestellt sind.

8. Detektor nut h irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und die äußere Schale (34, 36) einen rechteckigen äußeren Umfang besitzen.

9. Detektor nach irgendeinem der νorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schale (34) Mittel (58) zur Lagerung der Ionisationsmittel (52, 54, 56, 60, 62) für die Ionisationskammer (46, 48) aufweist.

10. Detektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere und die äußert. Schale (34, 36) konkav nach unten relativ zu ihren Umfangsteilen gewölbt sind, die beide dicht in der Nähv.· der Decke liegen, wenn der Detektor <m der Decke angebaut ibt, wobei die innere Schale (34) oberhalb ihrer Oberseitf eine zweite im wesentlichen eingeschlossene lonisationskammei (106) bildet.

8/0973

11. Detektor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sockel (22) zur Anbringung an einer Decke und Mittel zum Anbau der inneren und der äußeren Schale (34, 36) an dem Sockel (22) vorgesehen sind, wobei diese Anbaumittel eine Einstellung der Schalen (34, 36) gegenüber dem Sockel (22) in Drehrichtung zulassen.

12. Detektor nach Anspruch 7 oder irgendeinem auf diesen rückbezogenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der äußeren Schale (36) mit einem elektrisch leitfähigen Material beschichtet ist.

13. Detektor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschichtungsmaterial ein silberimprägniertes Epoxyharz ist.

14. Detektor nach Anspruch 8 oder irgendeinem auf diesen rückbezogenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dzü die innere und die äußere Schale (34, 36) je einen zentralen, rechteckigen, ebenen Teil besitzen, der in einer Ebene unterhalb derjenigen ihres äußeren Umfangs liegt, wobei jeweils der Umlaufrand jeder Schale mit dem Rand des ebenen Teils über einen konkav gewölbten Teil in Verbindung steht.

15. Detektor nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schale (34) eine gedruckte Schaltungstafel (32) trägt, wobei die innere Schale (34) und diese Schaltungstafel einen Raum (106) einschließen, der eine zweite Ionisationskammer bildet, und daß eine Bohrung (72) in der inneren Schale (34), eine elektrisch leitfähige Beschichtung an der Innenseite der äußeren Schale (36) und Leiter (70) vorgesehen sind, die sich von der Schaitungstafel (32) zu der leitfähigen Beschichtung hin erstrecken.

609848/0973