EP0091623B1

EP0091623B1 - Ionisationsfeuermelder

Info

Publication number: EP0091623B1
Application number: EP83103225A
Authority: EP
Inventors: Andreas Dr. Scheidweiler; Bernhard Durrer; Jürg Muggli
Original assignee: Cerberus AG
Current assignee: Cerberus AG
Priority date: 1982-04-08
Filing date: 1983-03-31
Publication date: 1986-01-08
Also published as: ES521785A0; US4582996A; ATE17409T1; AU554415B2; ES8404079A1; NO831246L; AU1295883A; EP0091623A1; DE3361760D1; JPS58186896A; BR8301799A; CA1217284A

Description

Die Erfindung geht aus von einem lonisationsfeuermelder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung.
lonisationsfeuermelder der oben angegebenen Art sind bekannt, beispielsweise aus der CH-PS Nr. 506148 oder der DE-AS Nr. 2130889. Bei diesen lonisationsfeuermeldern wird die in der Aussenatmosphäre zugänglichen lonisationskammer (Messkammer) befindliche Luft durch ein radioaktives Präparat ionisiert und auf Grund der an die beiden Elektroden der lonisationskammer angelegte Gleichspannung fliesst ein Ionenstrom zwischen den Elektroden. Treten Rauch, Brandaerosole oder andere Partikel durch die Kammeröffnungen in die lonisationskammert ein, so ändert sich der elektrische Strom. Die elektrische Schaltung wertet diese Stromänderung derart aus, dass bei einer bestimmten Herabsetzung der Leitfähigkeit in der lonisationskammer über die Leitungen ein Alarmsignal an eine Zentrale abgegeben wird. Bei bekannten derartigen Schaltungen liegt die lonisationskammer in Serie mit einem Widerstandselement, z. B. einer nahezu abgeschlossenen oder gegen Brandaerosole unempfindlichen zweiten Referenzionisationskammer, und die Potentialdifferenz zwischen beiden Kammern wird mit Hilfe eines hochohmigen Verstärkerelementes, z. B. eines Feldeffekttransistors, bestimmt. Eine weitere Möglichkeit besteht in der periodischen Abtastung der Aufladung der Elektroden der lonisationskammer.
Da die verwendeten lonisationskammern im allgemeinen einen Widerstand von mehr als 10¹⁰ Ω besitzen und die elektrische Schaltung einen wesentlich höheren Eingangswiderstand haben muss, sind lonisationsfeuermelder sehr empfindlich auf Verunreinigungen, welche den elektrischen Widerstand des isolierenden Teils (Isolationsstrecke) zwischen den Elektroden der Messkammer herabsetzen. In gleicherweise wie Brandaerosole werden Partikeln aus der Umgebung des Melders, z. B. Staub, in die Messkammer hineintransportiert und dort abgelagert, wodurch der elektrische Widerstand der Isolationsstrecke abnimmt. Dies macht eine häufige Wartung von Feuermeldeanl'agen und eine Reinigung der lonisationsfeuermelder notwendig.
Das Problem der Aufrechterhaltung des elektrischen Widerstands wurde gemäss DE-AS Nr. 2130889 dadurch gelöst, dass die Isolationsstrecke im Inneren der als Aussenelektrode dienenden, Öffnungen zum Eintritt der umgebenden Luft aufweisenden Haube durch ein aus dem gleichen hochisolierenden Kunststoff bestehendes Labyrinth abgedeckt wurde. Dadurch wurde die Kriechstrecke zwischen der Mittelelektrode und der Entgegenelektrode vor der Verschmutzung geschützt und der der Verschmutzung ausgesetzte Kriechweg wurde durch die ringförmigen Stege des Labyrinths um mehr als das Vierfache verlängert. Es war so möglich den Zeitraum bis zum Unwirksamwerden des Melders erheblich zu verlängern, d. h. die Serviceintervalle konnten vergrössert werden. Kunststoffe unterliegen jedoch der natürlichen Alterung, die durch Einwirkung des Luftsauerstoffs (z. T. auch Ozon) oder agressiver Ingredienzien in der umgebenden Luft und in den bei der Melderrevision verwendeten Reinigungsmitteln beschleunigtwerden kann. Solchekorrosiven Stoffe sind in der normalen Umgebungsluft zwar in äusserst geringer Konzentration vorhanden, können in spezieller Umgebung jedoch beträchtliche Werte annehmen. Schliesslich ist die Dauer der Einwirkung nicht zu vernachlässigen sowie die Tatsache, dass durch die im Melder vorhandene radioaktive Quelle die Luft ionisiert wird, wodurch Ozon und andere, das Meldermaterial angreifende Stoffe gerade im Melderinnern gebildet werden. Da die Atmosphäre zwischen das Labyrinth und die Isolierstrecke eindringen kann, bleibt das Problem der Alterung der Isolationsstrecke bestehen.
Die Reinigung der Melder bei der Revision stellte auch bisher kein Problem dar, aber die wiederholte Reinigung unter Aufrechterhaltung der hohen Oberflächenisolationswerte von ca. 10¹⁰ Q über längere Zeit war immer noch problematisch.
Die Suche nach Materialien mit genügend hoher Widerstandsfähigkeit gegen Umwelteinflüsse (Lösungsmitteldämpfe, Insektizide} führte zu keinem befriedigenden Ergebnis, da es nicht möglich war, einen Kunststoff zu finden, der optimale Eigenschaften im Hinblick auf sämtliche Umwelteinflüsse besitzt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen lonisationsfeuermelder der eingangs genannten Art zu schaffen, der die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist und bei dem insbesondere der Isolationswert des isolierenden Teils zwischen den Elektroden über einen längeren Zeitraum erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definierten Merkmale gelöst.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen lonisationsmelders weist das isolierende Teil drei aus unterschiedlichen isolierenden Materialien bestehende Bereiche auf. Besonders bevorzugt ist es, den ersten Bereich beispielsweise aus einem Polycarbonat, den zweiten Teil beispielsweise aus einem Epoxidharz und den dritten Bereich beispielsweise aus einem Polyester herzustellen.
Im folgenden werden anhand der Fig. 1 ein lonisationsfeuermelder des Standes der Technik und anhand der Fig. 2 eine beispielsweise gewählte Ausführungsform eines erfindungsgemässen lonisationsfeuermelders beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen lonisationsfeuermelder nach dem Stand der Technik im Schnitt;
Fig. 2 einen lonisationsfeuermelder nach der Erfindung im Schnitt.

Der in Fig. 1 dargestellte Melder besteht aus einer metallischen Haube 1, welche Öffnungen 2 und 3 zum Eintritt der umgebenden Luft aufweist. Im Inneren der Haube 1 ist ein Labyrinth 4 aus hochisolierendem Kunststoff angeordnet, weiches im Inneren eine Anzahl kreisringförmig angeordneter Stege 5 zur Verlängerung der Kriechwege aufweist. In der Mitte des Labyrinths 4 befindet sich die stempelförmige Mittelelektrode 6. Die Aussenelektrode wird von der metallischen Haube 1 gebildet. Die beiden Elektroden sind durch nichtdargestellte Verbindungsmittel - zum Teil lösbar - mit einem isolierenden Teil 7 verbunden. Das isolierende Teil 7 und das Labyrinth 4 sind aus dem gleichen Kunststoff, vorzugsweise Polycarbonat, z. B. Makrolon", hergestellt.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen lonisationsfeuermelders im Schnitt dargestellt. Der lonisationsfeuermelder besteht ebenfalls aus einer metallischen Haube 1, welche Öffnungen 3 zum Eintritt der umgebenden- Luft aufweist. Die Gegenelektrode 6, die in der Mitte der der Aussenatmosphäre züganglichen lonisationskammer 11 angeordnet ist, befindet sich auf einer zentralen Erhöhung 8 des isolierenden Teils 7. Zwischen der Mittelelektrode 6 und der die andere Elektrode bildenden metallischen Haube 1 ist das isolierende Teil in einen ersten Bereich 8 aus einem Polycarbonat, einen zweiten Bereich 9, welcher aus einem Epoxidharz besteht, und einen dritten Bereich 10, welcher aus einem Polyester besteht, unterteilt.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass ein Kriechstrom, der sich zwischen der Mittelelektrode 6 und der die Aussenelektrode bildenden metallischen Haube 1 ausbildet, über drei Isolierstrekken aus unterschiedlichem Kunststoffmaterial führt. Als Material für den ersten Bereich 8 kommen thermoplastische Polyester, d. h. Polykondensationsprodukte der Kohlensäure mit Diolen, in Frage. Diese Polycarbonate sind beständig gegen Wasser, Neutralsalzlösungen, Mineralsäuren, beispielsweise auch gegen Flusssäure, wässerige Lösungen von Oxidationsmitteln, Kohlenwasserstoffe, Öle, Fette usw. Insbesondere wird dieser Bereich der Isolationsstrecke aus Makrolon^@ hergestellt. Der zweite Bereich 9 wird vorzugsweise aus einem Duroplast aus Epoxiden mit Polyolen hergestellt. In diese aus Epoxidharz gebildete Vergussmasse können die elektronischen Bauteile des lonisationsfeuermelders eingebettet werden. Die Epoxidharze sind widerstandsfähig gegen atmosphärische Einflüsse, gegen Wasser, Säuren, Laugen, Öl, Benzin, Benzol usw. Der dritte Bereich 10 wird vorzugsweise aus einem Polykondensationsprodukt von mehrwertigen Alkoholen (Diolen, Polyolen) mit mehrbasischen Carbonsäuren hergestellt. Diese Polyester sind gegen alle organischen Lösungsmittel beständig, sind jedoch gegen Wasser und Alkalien sowie gegen Säuren oberhalb von 70° C, weniger beständig. Zur Verbesserung der Isolationsfähigkeit des isolierenden Teils 7 können ein oder mehrere der verschiedenen Bereiche 8, 9, 10 mit ringförmigen Erhebungen zur Verlängerung des Kriechwegs ausgestattet werden, ohne dass dadurch das Verfahren zur Herstellung des isolierenden Teils wesentlich komplizierter wird.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen lonisationsfeuermelders besteht darin, dass die Isolationsfähigkeit des isolierenden Teils 7 über wesentlich längere Zeiträume erhalten bleibt als bei den bekannten lonisationsfeuermeldern. Wird nämlich der Oberflächenwiderstand eines der das isolierende Teil 7 bildenden Kunststoffe durch die Einwirkung agressiver Ingredienzien aus der Atmosphäre oder durch wenn auch noch so geringe Schädigung durch die Reinigungs- oder Trocknungsmittel verringert, so bleibt aufgrund der unterschiedlichen chemischen Zusammensetzung der einzelnen Bereiche immer noch die lsolationsfähigkeit mindestens eines der anderen Bereiche erhalten. Es wird zwar bei der Ausarbeitung der technologischen Verfahrensvorschriften für das Reinigen von Kunststoffteilen weitgehend auf die chemische Beschaffenheit der Kunststoffteile Rücksicht genommen. Da jedoch die Zusammensetzung des auf der Isolationsstrecke abgeschiedenen Staubs nicht bekannt ist, muss häufig mit sehr aktiven Reinigungsmitteln, z. B. Lösungen von RBS, gearbeitet werden. Um eine rationelle Melderrevision zu ermöglichen, müssen die Melderteile im Anschluss an die Reinigung getrocknet werden, wobei Wasserverdrängungsmittel, wie Isopropylalkohol oder Freon, angewendet werden. Die Aufrechterhaltung der Oberflächenbeschaffenheit der Kunststoffteile kann daher auf die Dauer nicht garantiert werden. Werden jedoch die einzelnen Bereiche des isolierenden Teils 7 aus Kunststoffen unterschiedlicher chemischer Widerstandsfähigkeit hergestellt, so ist die Gefahr, dass die Isoliationsfähigkeit des gesamten isolierenden Teils 7 unter eine noch akzeptable Grenze sinkt, erheblich geringer als bei den bekannten lonisationsfeuermeldern.
Selbstverständlich ist es möglich, anstelle der vorstehend genannten Kunststoffe andere Kunststoffe einzusetzen, wenn darauf geachtet wird, dass die Resistenz gegen äussere Einwirkungen bei den verwendeten Kunststoffen möglichst unterschiedlich ist. Der Erfindungsgedanke, nämlich Isolationsstrecken dadurch widerstandsfähiger zu machen, dass sie in Bereiche unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung aufgeteilt werden, ist vorstehend für lonisationsbrandmelder beschrieben. Aber auch die Isolationsstrecken anderer Brandmelder, bei denen es auf einen hohen Eingangswiderstand einer Verstärkungsstufe ankommt, können dadurch erheblich verbessert werden, dass man bei der Herstellung der Isolationsstrecken Bereiche unterschiedlicher Kunststoffe in Serie anordnet.

Claims

1. lonisationsrauchmelder mit einer ein radioaktives Präparat enthaltenden und zwei durch ein isolierendes Teil (7) getrennte Elektroden (1, 6) aufweisenden, der Aussenatmosphäre zugänglichen lonisationskammer, wobei die eine Elektrode (6) als Mittelelektrode ausgebildet ist und die andere Elektrode (1 ) aus einer Öffnungen (3) zum Eintritt der umgebenden Luft aufweisenden Haube (1) besteht, welche die Begrenzung der der Aussenatmosphäre zugänglichen lonisationskammer (11) gegen die Aussenatmosphäre bildet, sowie einer elektrischen Schaltung zur Signal-und Alarmgabe, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Teil (7) mindestens zwei aus unterschiedlichen isolierenden Materialien bestehende Bereiche (8, 9, 10) aufweist, die praktisch konzentrisch zwischen den Elektroden (1, 6) angeordnet sind, so dass der Kriechweg zwischen diesen Elektroden über sämtliche dieser Bereiche (8, 9,10) führt.

2. lonisationsmelder gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isolierende Teil (7) drei aus unterschiedlichen isolierenden Materialien bestehende Bereiche (8, 9, 10) aufweist.

3. lonisationsmelder gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Bereich (8) aus einem Polycarbonat, ein zweiter Bereich (9) aus einem Epoxidharz und ein dritter Bereich (10) aus einem Polyester besteht.