DE3345688C2 - Streulicht - Rauchmelder - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Streulicht-Rauchmelder, umfassend eine Meßkammer (10) mit einer Lichtquelle (16), einem Lichtfühler (18) und einer Raucheintrittsöffnung (24) aufweisenden Seitenwand (12), von der sich Blenden (22) unter einem spitzen Winkel zur Seitenwand (12) schräg nach innen erstrecken. Die Länge der von den Strahlen der Lichtquelle (16) direkt beaufschlagten Blenden (22), ihr gegenseitiger Abstand und die jeweilige Neigung der von den Strahlen direkt beaufschlagten Innenflächenabschnitte relativ zu dem einfallenden Strahl ist so gewählt, daß der jeweilige reflektierte Strahl eine durch die achsparallelen Innenkanten (38) je zweier benachbarter Blenden (22) verlaufende Ebene nicht schneidet. Die Innenflächen (34) der Blenden (22) sind dabei zweckmäßigerweise stetig zur Meßkammerachse hin gekrümmt.

Description

Streulichtrauchmelder der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem eine Reflexion des von der Lichtquelle drekt auf die Lamellen oder Blenden auftreffenden Lichtes, in die Meßkammer hinein zuverlässig vermieden wird, bei dem jedoch gleichzeitig der eintretende Rauch zum Meßlichtstrahl hingeleitet wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst Durch die erfindungsgemäße Krümmung der Blendeninnenflächen ist der Auftreffwinkel der von der Lichtquelle ausgehenden Strählen auf die Blendeninnenflächen stets so, daß die Strahlen in den Durchlaß zwischen zwei Blenden aus der Meßkammer herausreflektiert werden. Dieses Ergebnis kann noch dadurch verbessert werden, daß der Krümmungsradius ausgehend vom radial äußeren Blendenende zur radial inneren Kante hin abnimmt. Ferner kann der Krümmungsradius — in Richtung der Neigung der Blenden relativ zur Kammerseiten wand fortschreitend — von Blende zu Blende zunehmen. Neben dem gewünschten Reflexionsverhalten wird durch diese Gestaltung der Blendeninnenflächen erreicht, daß der eintretende Rauch in Richtung auf die Meßkammerachse hin abgelenkt wird, so daß eine Konzentration von Rauchaerosolen in dem von der Lichtquelle ausgesandten Lichtkegel oder Lichtbündel stattfindet und auch bereits bei einer geringen Konzentration von Rauchaerosolen ein Nutzsignal erzeugt werden kann.

Die Außen- oder Rückfläche jeder Blende umfaßt zweckmäßigerweise einen unmittelbar an der Kammerseitenwand ansetzenden ersten Abschnitt und einen im stampfen Winkel von diesem zur Kammerachse hingeneigten zweiten Abschnitt. Dabei können die beiden Abschnitte der Blendenaußenfläche durch eine zur benachbarten Blende hinweisende keilförmige Rippe voneinander getrennt sein. Zusammen mit der gekrümmten Innenfläche der benachbarten Blende ergibt sich dadurch ein gekrümmter, sich radial nach außen verengender Durchlaß für den Rauch, der einen direkten Lichteinfall von außen verhindert, andererseits dafür sorgt, daß von der Lichtquelle kommendes Licht nach außen reflektiert wird. Zusätzlich kann vorgesehen sein, daß jede Blende unmittelbar anschließend an die Raucheintrittsöffnung einen keilförmigen Ansatz aufweist, der sich von der jeweiligen Blendeninnenfläche schräg zur Kammerseitenwand in Richtung auf die benachbarte Blende annähernd über die Breite der Raucheintrittsöffnung erstreckt. Der keilförmige Ansatz verdeckt somit die Raucheintrittsöffnung und führt zu einem labyrinthartigen Weg für den eintretenden Rauch, der oei dieser Gestaltung relativ breit sein kann, ohne daß die Gefahr eines Eindringens von Außenlicht in die Meßkammer besteht.

Die Blenden können einzeln an der einstückig ausgebildeten und mit den Raucheintrittsöffnungen versehenen Kammerseitenwand angesetzt sein. Gemäß einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Blenden jeweils einstückig mit einem Abschnitt der Kammerseitenwand ausgebildet sind und daß die Meßkammer aus den so gebildeten Segmenten zusammengesetzt isi. Die Anordnung der Lichtquelle und des Lichtfühlers kann dabei im wesentlichen so getroffen werden, wie dies in der DE-AS 28 28 190 beschrieben ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen teilweise schematischen achsnormalen Schnitt durch die Meßkammer eines Rauchmelders gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und

F i g. 2 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

In der Fig. 1 erkennt man einen Teiä einer zylindrisehen Meßkammer 10 eines im übrigen nicht näher dargestellten Streulicht-Rauchmelders. Die Meßkammer 10 umfaßt eine zylindrische Wand 12. die aus mehreren in Umfangsrichtung aneinander gereihten Segmenten 14 besteht und an ihren axialen Enden durch zwei Stirnflächen abgeschlossen ist An der einen Stirnfläche, beispielsweise dem Boden der Meßkammer 10, ist außerhalb der Achse eine Lichtquelle 16 angeordnet die beispielsweise von einer Leuchtdiode gebildet ist und in Richtung der Meßkammerachse ein kegelförmiges Strahlenbündel aussendet Diametral der Lichtquelle 16 gegenüber ist ein nur punktiert angedeutetes lichtempfindliches Element 18 angeordnet. Die Lichtquelle 16 und das lichtempfindliche Element 18 sind ähnlich wie bei dem Rauchmelder gemäß der DE-AS 28 28 190 an dem Boden der Meßkammer 10 derart angeordnet, daß ihre optischen Achsen einen stumpfen Winkel miteinander bilden und das lichtempfindliche Element 18 somit keine direkte Strahlung von der Lichtquelle 16 empfangen kann. Zusätzlich oder auch alternativ dazu kann zwischen der Lichtquelle 16 und dem lichtempfindlichen Element 18 eine strichpunktiert angedeutete Wand 20 vorgesehen sein, die ebenfalls eine direkte Bestrahlung des lichtempfindlichen Elementes durch die Lichtquelle 16 verhindert.

Mit jedem der Wandsegmente 14 der Kammerseitenwand ist eine Lamelle oder Blende 22 verbunden, die sich achsparallel zwischen den Stirnwänden der Meßkammer 10 erstreckt und unter einem spitzen Winkel λ zur Kammerseitenwand 12 schräg in den Innenraum der Meßkammer 10 hineinragt Die einzelnen Blenden 22 überlappen sich dabei derart, daß ein labyrinthartiger Durchlaß für den durch die Raucheintrittsöffnungen 24 in der Kammerseitenwand 12 eintretenden Rauch gebildet wird. Gleichzeitig wird der Eintritt von Außenlicht in den Meßkammerinnenraum durch die Raucheintrittsöffnungen 24 verhindert. Hierzu dient zunächst ein keilförmiger Ansatz 26, der sich von der jeweiligen Verbindungsstelle einer Blende 22 mit dem zugehörigen Wandsegment 14 ausgehend schräg nach innen erstreckt und dabei im wesentlichen die Raucheintrittsöffnung 24 verdeckt.

Die dem keilförmigen Ansatz 26 einer benachbarten Blende 22 zugewandte Rückseite einer Blende 22 ist in zwei einen stumpfen Winkel miteinander bildende Flächen 28. 30 unterteilt, die durch eine keilförmige Rippe 32 voneinander getrennt sind.

Die jeweilige Innenfläche 34 zumindest der im Lichtkegel der Lichtquelle 16 liegenden Blenden 22 ist ausgehend von dem keilförmigen Ansatz 26 zur Meßkammerachse 36 hin stetig gekrümmt, wobei der Krümmungsradius nicht konstant ist, sondern ausgehend von dem keilförmigen Ansatz 26 zur schneidenförmigen radial inneren Kante 38 der Blende 22 hin abnimmt. Zudem sind die Krümmungsradien der einzelnen Blenden 22 voneinander verschieden, wobei der Krümmungsradius der Blendeninnenfläche 34 — im Gegenuhrzeigersinn fortschreitend — von Blende zu Blende zunimmt. Die stärkste Krümmung weist also die Blende auf, die in F i g. 1 am unteren Rand des Lichtkegels der Lichtquelle 16 angeordnet ist.

Wie man leicht anhand der durch dünne durchgehende, mit Pfeilen versehene Linien wiedergegebenen Strahlengänge sehen kann, wird aufgrund dieser unter-

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schiedlichen Gestaltung der Innenflächen 34 der Blenden 22 erreicht, daß jeder von der Lichtquelle 16 ausgehende auf die Innenfläche 34 einer Blende fallende , Strahl in den Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Blenden 22 reflektiert wird, so daß der reflektierte Strahl eine durch die Kanten 38 zweier benachbarter Blenden 22 verlaufende achsparallele Ebene nicht schneidet, das heißt aus dem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Blenden 22 nicht nach radial innen austreten kann. Vielmehr wird der Strahl durch mehrfaehe Reflexion an den einen Durchlaß zwischen zwei benachbarten Blenden 22 begrenzenden Flächen 34

bzw. 28, 30 in den sich nach radial außen verengenden ^l>

Durchlaß hinein reflektiert, wobei auch die keilförmige '-^s*i

Rippe 32 und der keilförmige Ansatz 26 mit ihren dem 15 \.

Durchlaß zugewandten Flächen zusammen als Lichtfal- ,^;

Ie wirken.

Die Krümmung der Innenfläche 34 der Blenden 22 hat neben dem beschriebenen optischen Effekt auch die zusätzliche Wirkung, daß der eintretende Rauch zur Meßkammerachse hin, das heißt in das von der Lichtquelle 16 ausgesandte Licht'uündel hineingelenkt wird. Dadurch erhält man auch bei geringer Rauchentwicklung bereits eine ausreichende Konzentration von Rauchaerosolen in dem Lichtkegel der Lichtquelle 16, um ein zur Alarmgabe verwertbares Nutzsignal zu erzeugen.

Sofern im Rücken der Lichtquelle 16 ebenfalls Raucheintrittsöffnungen 24 in der Meßkammerwand 12 \orgesehen sind, sind auch hier zweckmäßigerweise die

Blenden 22 so gekrümmt, daß der Rauch zur Meßkani- ,?

mermitte hin abgelenkt wird. Im übrigen kann die Ge- '

staltung der Blenden 22 jedoch beliebig sein, solange sie den Eintritt von Licht in die Meßkammer 10 verhindern.

Die Ausführungsform gemäß Fig.2 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß F i g. 1 lediglich dadurch, daß die Meßkammerseitenwand 12 einstückig ausgebildet und mit den Raucheintrittsöffnungen 24 versehen ist und daß die Blenden 22 an der Innenseite der Meßkammerwand 12 anliegen, wobei sie zwischen den beiden Stirnwänden oder Stirnflächen der Meßkammer 10 gehalten sind.

Versuche haben gezeigt, daß aufgrund der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Gestaltung der Blenden auch bei einer gewissen Verschmutzung der Meßkammerteile das Fehlerstreulicht sehr gering gehalten werden kann. In Verbindung mit dem ebenfalls aufgrund der Blendengestaltung verbesserten Raucheindringverhalten weist der erfindungsgemäße Rauchmelder daher gegenüber herkömmlichen Rauchmeldern eine höhere Empfindlichkeit und eine höhere Zuverlässigkeit auch bei längerer Betriebsdauer auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (9)

Patentansprüche:

1. Streulicht-Rauchmelder mit einer Lichtquelle (16) und einem von dieser nicht direkt beaufschlagbaren Lichtfühler (18). die in einer Meßkammer (10) angeordnet sind, wobei die Meßkammer von einer annähernd zylindrischen, Raucheintrittsöffnungen aufweisenden Seitenwand (12) umschlossen wird und wobei hinter den Raucheintrittsöffnungen Iamellenförmige Blenden (22) angeordnet sind, die sich unter einem spitzen Winkel (λ) zur Seitenwand (12) schräg nach innen erstrecken und zwischen sich geknickte, das Außenlicht abschirmende Durchlässe für den eintretenden Rauch bilden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die von den Strahlen der Lichtquelle (16) direkt beaufschlagten Blenden-Innenflächenabschnitte (34X ausgehend vom radial äußeren Blendenende zur Meßkammerachse (36) hin stetig gekrümmt sind.

2. Streulicht-Rauchmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius, ausgehend vom radial äußeren Blendenende zur radial inneren Kante (38) der Blende (22) hin, abnimmt.

3. Streulicht-Rauchmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius - in Richtung der Blenden (22) relativ zur Seitenwand (12) fortschreitend — von Blende (22) zu Blende (22) zunimmt.

4. Streulicht-Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zwischenraum zwischen je zwei Blenden (22) radial nach außen verengt.

5. Streulicht-Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außen- oder Rückfläche jeder Blende (22) einen unmittelbar an der Seitenwand (12) ansetzenden ersten Abschnitt (30) und einen im stumpfen Winkel zu diesem zur Meßkammerachse (36) hin geneigten zweiten Abschnitt (28) umfaßt.

6. Streulicht-Rauchmelder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Abschnitte (28, 30) der Blendenaußenfläche durch eine zur benachbarten Blende (22) hinweisende keilförmige Rippe (32) voneinander getrennt sind.

7. Streulicht-Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß jede Blende (22) unmittelbar anschließend an die Raucheintrittsöffnung (24) einen keilförmigen Ansatz (26) aufweist, der sich von der jeweiligen Blendeninnenfläche (34) schräg zur Seitenwand (12) in Richtung auf die benachbarte Blende (22) annähernd über die Breite der Raucheintrittsöffnung (24) erstreckt.

8. Streulicht-Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (22) an der einstückig ausgebildeten und mit den Raucheintrittsöffnungen (24) versehenen Seitenwand (12) angesetzt sind.

9. Streulicht-Rauchmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blenden (22) jeweils einstückig mit einem Abschnitt (14) der Seitenwand (12) ausgebildet sind und daß die Meßkammer (10) aus den einen solchen Wandabschnitt (14) und eine Blende (22) umfassenden Segmenten zusammengesetzt ist.

Die Erfindung betrifft einen Streulicht-Rauchmelder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art

Bei Streulicht-Rauchmeldern wird innerhalb einer gegen Außenlicht abgedunkelten Meßkammer das von einer Leuchtdiode ausgesandte gebündelte Licht bei Vorhandensein von Rauchaerosolen an diesen gestreut Ein lichtempfindliches Element oder ein Lichtfühler ist so angeordnet, daß er von dem Meßlichtstrahl selbst nicht direkt beaufschlagt wird, wohl aber das Streulicht empfängt das von den Rauchaerosolen reflektiert wird. Es ist deshalb eine wichtige Aufgabe bei der Konstruktion von Streulicht-Rauchmeldern, unerwünschtes Streulicht zu vermeiden, das nicht von den Rauchaerosolen herrührt, um ein möglichst großes Nutzsignal zu erhalten. Ein Streulicht-Rauchmelder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art ist beispielsweise aus der DE-OS 20 23 953 bekannt Bei der dort beschriebenen Lösung sind die Leuchtdiode und der Lichtfühler jeweils von gehäuseartigen Wänden umgeben. Die Lamellen sind unterschiedlich ausgebildet und erstrecken sich im wesentlichen radial nach innen. Bei dieser Anordnung wird zwar eine Hinführung des eindringenden Rauches zum Zentrum der Meßkammer und damit in den Lichtkegel de>- Leuchtdiode gewährleistet jedoch kann gleichzeitig an den Lamellen reflektiertes Licht von außen in die Meßkammer eindringen. Auch ist nicht bei allen von dem Lichtstrahl der Leuchtdiode beaufschlagten Lamellen gewährleistet, daß das auftreffende Licht an den Blendenflächen aus der Meßkammer herausreflektiert wird.

Aus der DE-AS 28 28 190 ist ferner ein Streulicht-Rauchmelder bekannt, bei dem die Meßkammer innerhalb eines kegelstumpfförmigen, mit Raucheintrittsöffnungen versehenen Gehäuses angeordnet ist. Die eingangs genannte allgemeine Aufgabe versuchte man bei diesem Rauchmelder dadurch zu lösen, daß die Seitenwand aus identischen Lamellen besteht, die zwischen zwei reflektierenden Lamellenflächen eine Kante bilden und mit gleichen gegenseitigen Abständen so angeordnet sind, daß diese Kanten in das Innere der Meßkammer weisen und die Lamellenflächen von der Lichtquelle ausgehendes Licht in die Durchlässe reflektieren. Zwischen den einzelnen Lamellen sind die Durchlässe labyrinthartig ausgebildet, um den Eintritt von Rauch, nicht jedoch den Eintritt von Außenlicht in die Meßkammer zu erlauben.

Wie man insbesondere aus der Fig.2 der DE-AS 28 28 190 erkennen kann, wird bei dieser Konstruktion die gestellte Aufgabe nicht befriedigend gelöst. Nur bei einem Teil der Lamellen werden die einfallenden Strahlen in die Durchlässe zwischen zwei Lamellen reflektiert. Bei einem erheblichen Teil der von der Lichtquelle direkt beaufschlagten Lamellen dagegen werden die einfallenden Strahlen in das Innere der Meßkammer reflektiert, wie man durch das Einzeichnen des Strahlenganges bei der Anordnung gemäß Fig. 2 der DE-AS 28 28 190 rasch feststellen kann. Bei zunehmender Verschmutzung nimmt die Intensität des unerwünschten Streulichtes durch Reflexionen des Meßlichtstrahles an bo den Lamellen zu. Der verschmutzte Melder reagiert sehr sensibel auf dieses Streulicht, was zu einer Fehlalarmierung führen kann. Darüber hinaus hat diese Konstruktion den Nachteil, daß sie den Rauchzutritt zum Zentrum des Melders stark behindert, wobei die schräggestellten geraden Lamellen den Rauch nicht ins Zentrum, sondern tangential in den Außenbereich der Meßkammer leiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen