DE6913A - Feuermelder - Google Patents

Description

PATENTSCHRIFT

1878.

Klasse

LOUIS ZEHNDER in ZÜRICH, früher in OFFENBACH a. M₁

Feuermelder.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. Juli 1878 ab.

Der vorliegenden Erfindung liegen zunächst die folgenden Thatsachen zu Grunde.

Erwärmt man eine Löthstelle von zwei aus verschiedenen Metallen bestehenden Stäben, die durch Zusammenlöthen an ihren Enden zu einem geschlossenen Ring vereinigt werden, so entsteht in diesem Metallring ein thermoelektnscher Strom. Das Thermoelement ist als Wärmemesser sehr empfindlich, während alle übrigen zufällig wirkenden Kräfte, wie Erschütterungen, Luftzug u. dergl., nicht darauf einwirken.

Um die Thermoelektricität zur Feuermeldung benutzen zu können, bildet man eine geschlossene .Leitung aus sehr vielen Thermoelementen I, von welchen in jedem vor Feuer zu schützenden Raum mehrere angebracht werden. In diese geschlossene Leitung von Thermoelementen wird ein Galvanometer II eingeschaltet, dessen Magnetnadel durch Drehung eine stärkere aus Hydroelementen bestehende Batterie V zum Contact bringt. Dieser stärkere galvanische Strom setzt eine elektrische Glocke IV in Bewegung und löst die Hemmung eines Uhrwerkes III aus, welches nach kurzer Zeit die Leitung der Thermoelemente unterbricht, wor durch auch die Glocke wieder zur Ruhe gebracht wird. Nun setzt das Uhrwerk der Reihe nach die Elemente eines jeden Raumes mit dem Galvanometer in Verbindung und dreht zur selben Zeit eine Zahlenscheibe. Sobald die Elemente, von welchen die. Thermoelektricität erzeugt wird, eingeschaltet werden, schlägt die Nadel des Galvanometers wieder aus und bringt die Batterie der Hydroelemente zum Contact, wodurch das Uhrwerk arretirt wird, so dafs die Zahlenscheibe die Nummer des vom Feuer bedrohten Raumes anzeigt. Die Zahlenscheibe bleibt nun stehen, bis man das Uhrwerk wieder aufzieht, während die Glocke continuirlich läutet, so lange, als in den Thermoelementen noch ein Strom erzeugt wird.

Beschreibung der Apparate.

Das Thermoelement Ia wird in seiner einfachsten Gestalt hergestellt durch Aneinanderlöthen der Enden zweier Stäbe aus verschiedenen Metallen α und b. Die Enden der Metallstäbe werden entweder direct, indent man dieselben schraubenförmig ineinanderwindet, oder indirect,. ζ. Β. mittelst Verbindung durch eine Metallhülse c, aneinandergelöthet. Die zusammengelötheten Stäbe können aus zwei verschiedenen Metallen bestehen oder sie können auch ganz beliebig aus mehreren Metallen mit anderen leitenden Körpern combinirt sein, wenn nur die Stäbe α und b zum mindesten zwei verschiedene Metalle enthalten. Zum Schütze gegen das Abfliefsen. der Elektricität sind die Elemente mit einer isolirenden Schicht d, z. B. mit Baumwolle, umgeben.

Bei Verwendung des Feuermelders in einem offenen Räume wird z. B. in diesem eine continuirliche Drahtleitung aus mit ihren Enden abwechselnd aneinandergelötheten Messing- und verzinnten Eisendrähten von circa 2 m Länge überall da, wo ein Feuer am ehesten um sich greifen kann, also besonders oben an den Wänden, ferner an Pfosten, Säulen etc., endlich auch an der Decke selbst, da wo nicht Säulen oder. Wände in der Nähe sind, angebracht.

So würde man z. B. in einem Dachraume an allen Pfetten diese Leitung anbringen, ferner an allen Pfosten, an welchen das Feuer emporlodern könnte. (Die Möglichkeit einer außerordentlich billigen Herstellungsweise einer solchen Drahtleitung gestattet die so umfassende Anwendung solcher einzelner Thermoelemente.) Würde nun auf dem Boden eines Dachraumes ein Feuer entstehen, dann würde dieses entweder bald einen Pfosten ergreifen, die Flamme würde daran emporlodern, ein an diesem angebrachtes Thermoelement treffen und schnell um mehr als 100⁰C. erwärmen, wodurch schon, ein genügend starker Thermostrom erzeugt wird; .denn schon durch Erwärmen der Löthstelle einer 2 mm dicken Drahtleitung mittelst eines einzigen Streichhölzchens erhält man ein hinreichend starkes Ausschlagen der Magnetnadel. Kann das Feuer an einer Wand sich hinaufziehen, so sind an dieser ebenfalls Thermoelemente anzubringen und zwar in horizontalen Entfernungen von je 2 m ein solches. Wenn schon ein Streichhölzchen eine Löthstelle um mehr als ioo° zu erwärmen vermag, so ist es nicht denkbar, dafs zufällig das Feuer sich lange so genau in der Mitte zwischen zwei in dieser Entfernung stehenden Elementen halten könne, dafs die Temperatur des einen Elements mehr als ioo° höher als diejenige des anderen nächst-

liegenden entgegengesetzt wirkenden Elementes zu stehen komme.

Würde nun endlich das Feuer weder Pfosten noch Wand erreichen, sondern in der Mitte emporlodern, so würde es entweder in einem hohen, offenen Räume, wo auch die Decke nicht zu erreichen ist, so lange nicht viel schaden können; in einem niedrigen, beispielsweise in einem Dachraum, würde es aber bald eines der an der Decke, etwa an den Pfetten angebrachten Thermoelemente treffen müssen, also ebenfalls Alarm hervorrufen.

Um die durch die Elemente einer solchen Leitung erzeugten Ströme noch zu verstärken, kann man auch die Leitung jede Stelle zwei oder mehrere male berühren lassen, so dafs jedesmal zwei oder mehr gleichartige Elemente neben einander zu liegen kommen.

Ist ein Raum nicht völlig offen, wie z. B. ein Dachraum, so ist es doch immerhin rathsam, aufser der oben beschriebenen Leitung noch an verschiedenen Punkten einige gleichwirkende Thermosäulen IjS so anzubringen, dafs deren Ströme sich addiren.

Für geschlossene Räume läfst sich der Apparat I (S einfacher einrichten. Derselbe besteht aus einem runden Holzgehäuse e, in welchem die aus den Thermoelementen bestehende Drahtleitung α b so aufgerollt wird, dafs z. B. mehrere gerade Elemente im Innern des Gehäuses aus schlechten Wärmeleitern und eben so viele ungerade aufserhalb desselben sich befinden. Zur Hemmung der Luftcirculation werden die Oeffnungen, durch welche die Drahtleitung im Gehäuse ein- und ausgeführt wird, mit einer Wachsschicht / abgeschlossen.

Dieser Apparat stellt also eine Thermosäule dar; die geraden Elemente sind der schnell zunehmenden Wärme bedeutend weniger ausgesetzt als die ungeraden, weil jene ringsum von schlechten Wärmeleitern umgeben sind. Letztere hingegen nehmen die Wärme schneller als irgend ein anderer Wärmemesser auf und setzen sie in Electricität um.

Durch Anwendung mehrerer Thermosäulen von gleichartiger Wirkung in gröfseren Räumen kann man leicht schnelle Temperatursteigerungen von fünf und von noch weniger Graden mittelst dieser Apparate anzeigen, während hingegen sehr langsame Temperaturveränderungen, wie sie sonst gewöhnlich in solchen Räumen vorkommen, die Magnetnadel nicht zu stärkerem Ausschlag bringen können, da doch allmälig das Holzgehäuse die Temperatur der dasselbe umgebenden Luft annimmt und den innen befindlichen Elementen mittheilt.

Der Contactapparat.

Der Contactapparat II enthält einen oder zwei nicht durch Anker verbundene Elektromagnete a, deren gleiche Pole gegen die zwei Pole der Magnetnadel b gerichtet sind, so. dafs sich die Wirkung der Elektromagnete auf die Nadel addirt. Die Magnetnadel b wird nun von den Elektromagneten α in einer oder anderer Richtung gedreht, je nachdem der durch die Klemmschrauben k~ und P ein- und austretende Thermostrom in der einen oder anderen Richtung durch die Drahtrollen der Elektromagnete kreist.

Die Magnetnadel ist durch Quecksilbercontact verbunden mit dem einen Pol einer Batterie aus Hydroelementen,- und zwar dadurch, dafs ein in ihrem Drehpunkt sitzendes Zäpfchen in das Quecksilber h'¹ eintaucht; das Gestell f³, welches mit diesem Quecksilber nicht in Verbindung steht und an welchem die Nadel vermittelst eines Seidenfadens s² aufgehängt ist, steht in Verbindung mit dem anderen Pol der Hydroelemente. Sobald nun die Nadel um eine gewisse Gröfse gedreht wird, so berührt ein an derselben befestigtes Platinblech d* die Platinspitze einer mit dem Gestell /² verbundenen Stellschraube P, so dafs also die beiden Pole der Hydrobatterie in Contact stehen, somit auch die elektrische Glocke eingeschaltet ist.

Vermittelst des Schlitzes ir kann das Gestell f-, somit die Nadel b~ den Elektromagneten a¹ genähert werden, wodurch dieselbe durch die erzeugten Thermoströme zu stärkerem Ausschlag gebracht wird.

Um zu erreichen, dafs auch eine Unterbrechung der Leitung der Thermoelemente automatisch angezeigt wird, kann man zwei Punkte jener geschlossenen Leitung verbinden mit den zwei Polen eines schwachen Hydroelementes. Nun gehen von einem jener Punkte zum andern durch die Leitung der Thermoelemente zwei Ströme, ein stärkerer den kürzeren Weg, direct durch ein kurzes Stück der Leitung der Thermoelemente, ein schwächerer den längeren Weg durch sämmtliche Thermosäulen, durch das Galvanometer etc. Durch diesen letzteren continuirlichen Strom wird die Nadel b ~ des Galvanometers in eine bestimmte Ruhelage gebracht, in welcher sie also das Gestell f'¹ nicht berühren darf. Sobald nun an irgend einer Stelle die Leitung der Thermoelemente unterbrochen wird (ausgenommen eine Unterbrechung durch den Nummernapparat III, weil dieser sofort wieder eine neue gleichartige Verbindung, eine Zweigleitung herstellt), so hört entweder der durch die Drahtrolle kreisende galvanische Strom ganz auf, oder er wird verstärkt, je nach der Stelle der Unterbrechung. In jedem Falle aber bringt die Nadel b'² 'durch Drehung die Pole der Batterie der Hydroelemente zum Contact.

Die Bedeutung des Nummernapparates III für die Wirkung der Thermoelemente überhaupt ist nebensächlich. Dieser Apparat soll nur die geschlossene Leitung, in welcher sämmtliche Thermoelemente und Säulen eingeschaltet sind, unterbrechen und dann der Reihe nach einen Raum nach dem andern mit den Elektromagneten des Galvanometers in Verbindung setzen.

Der Nummernapparat III besteht aus einem durch die Feder i³ stets angespannten Uhrwerk

mit den Wellen a₃ b₃ c₃ , dessen Gang durch den Windflügel d₃ regulirt wird. Die Hauptwelle a₃ treibt eine Zahnstange A₃, welche mittelst einer Hartgummirolle /J₃ die Federchen r₃ der Reihe nach in das Quecksilbergefäfs i₃ eintaucht. Die Federchen r₃ bilden aber die Enden der Zweigleitungen i, 2, 3, 4, 5 . . . von sämnitlichen Räumen her und.sind folgendermafsen geordnet.

Das Federchen x₃, welches in der Ruhelage das Uhrwerk in das Quecksilber eintaucht, stellt eine geschlossene Leitung aller Thermoelemente mit dem Galvanometer II her. Das folgende Federchen, mit 1 bezeichnet, verbindet nur den ersten Raum mit dem Galvanometer, das Federchen 2 schaltet nun den Raum 2 noch ein, so dafs also der erste und zweite Raum mit dem Galvanometer verbunden sind u. s. f. Jedes neue Federchen schaltet wieder einen neuen Raum in die Leitung ein.

Das Uhrwerk hat zwei mit dem Anker I₃ verbundene Hemmungen; die erstere e₃ kann nur in der gesicherten Aufzugslage den Windflügel d₃ frei lassen oder arretiren, weil nur in dieser Lage der durch Federkraft immer nach oben gedrückte Anker /₃ in eine entsprechende Vertiefung z₃ der Zahnstange A₃ eingreifen kann. Die zweite Hemmung t₃ (Detailfigur des Ankers I₃) ist oben am verlängerten Anker I₃ selbst angebracht und kann nur in denjenigen Stellungen, in welchen eines der Federchen 1 bis 12 in das Quecksilber eingetaucht ist, das Uhrwerk arretiren durch Herunterfallen in eine der entsprechenden schrägen Ausschnitte der Zahnstange. Wird aber der Anker I₃ vom Elektromagneten. n_s, durch dessen Drahtrollen der galvanische Strom der Hydroelemente circulirt, nach unten gezogen, so läfst die erste Hemmung e₃ den Windflügel d₃ frei und das Uhrwerk . beginnt seine Functionen. Die Leitung sämmtlicher Thermoelemente wird unterbrochen, es kehrt die Magnetnadel des Galvanometers, die durch Drehung den Strom der Hydroelemente geschlossen hat, in ihre Ruhelage zurück; also wird auch der Strom der Hydroelemente wieder unterbrochen, so dafs nun der Anker I₃ wieder nach oben zurückzuweichen strebt. Da aber kein Ausschnitt z₃ mehr in der Zahnstange A₃ vorhanden ist, kann die Hemmung I₃ nicht mehr den Windflügel d_s arretiren.

Die Zahnstange A₃ wird, also so lange von links nach rechts fortgeschoben, bis durch die Federchen r₃ derjenige Raum eingeschaltet wird, in welchem der Thermostrom erzeugt wurde. Nun bringt die Nadel des Galvanometers II von neuem die Pole der Hydrobatterie zum Contact, der Elektromagnet n₃ zieht also den Anker /₃ wieder an, dieser fällt'in den entsprechenden Einschnitt in der Zahnstange A₃ und arretirt das Uhrwerk. Eine Zahlenscheibe /₃, welche fest auf der Hauptwelle a₃ sitzt, läfst in dieser Stellung durch ein im Holzgehäuse w_% befindliches Fensterchen die Nummer des Raumes, in welchem der Thermostrom erzeugt wurde, erkennen.

Wenn nun auch das Uhrwerk arretirt ist, so ertönt doch beständig die elektrische Glocke, welche in dem Strom der Hydroelemente eingeschaltet ist, so lange noch durch einen Thermostrom die Magnetnadel ί>.₂ des Galvanometers II in der gedrehten Lage erhalten wird, also so lange sie selbst die Pole der Hydrobatterie in Contact erhält.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Die Anwendung von Thermoelementen zum Anzeigen ' von plötzlichen Temperatursteigerungen für Feuermeldeapparate.

2. Die oben beschriebene, aus Thermoelementen bestehende Leitung.

3. Die beschriebene Form der Thermosäule, bei welcher eine Gruppe von Löthstellen (die geraden) in einem Gehäuse aus schlechten Wärmeleitern abgeschlossen, die andere Gruppe dagegen (die ungeraden) aufserhalb des Gehäuses, der Wärme leicht zugänglich, angebracht sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.