EP0411168A1 - Alarmsirene - Google Patents

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EP0411168A1
EP0411168A1 EP89114069A EP89114069A EP0411168A1 EP 0411168 A1 EP0411168 A1 EP 0411168A1 EP 89114069 A EP89114069 A EP 89114069A EP 89114069 A EP89114069 A EP 89114069A EP 0411168 A1 EP0411168 A1 EP 0411168A1
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compressed air
alarm siren
line
motor
siren according
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Landert Motoren AG
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K7/00—Sirens
    • G10K7/06—Sirens in which the sound-producing member is driven by a fluid, e.g. by a compressed gas

Definitions

  • the invention relates to an alarm siren with a sound generator having a radial compressor wheel driven by rotation, which rotates in a stationary ring with openings.
  • Alarm sirens are also known as acoustic alarm systems to alert the population. So far, they have mainly been used as sound transducers - Electric motors with siren compressor wheel - electroacoustic transducers, e.g. loudspeakers - pneumatic transducers, e.g. horns.
  • Electrically driven alarm sirens with rotating sound generators are characterized by a 360 ° all-round radiation pattern, high acoustic performance, high efficiency, simple construction and robustness. However, they have the disadvantage that they are network-dependent.
  • the invention is therefore based on the object of proposing an alarm siren which has the advantages of electrically driven sirens with a rotating sound generator and is nevertheless network-independent.
  • the invention is characterized in that the drive motor for the radial compressor wheel is designed as a compressed air motor which is driven by a compressed air source with a compressed air reservoir.
  • the proven, rotating sound generator system is thus pneumatically driven, namely via the compressed air source with the compressed air reservoir.
  • the drive is therefore network-independent and the energy can be stored well via the compressed air storage.
  • the compressed air source There are several options for the compressed air source. In the case of an already existing compressed air line, one can fall back on this, for example. In general, however, it is preferred if the compressed air source is designed as a compressor. Even in the event of a power failure, the alarm siren according to the invention can still be operated because sufficient energy is stored in the compressed air store.
  • An air filter, an oiler and / or a check valve is preferably provided in a compressed air line which connects the compressed air source to the compressed air motor.
  • the air filter keeps particles out of the air that could impair the function of the air motor.
  • the lubricator adds the oil required to operate the air motor to the compressed air.
  • a non-return valve can ensure that the siren does not brake too quickly in pulse mode, so that there is no vacuum in the supply line to the siren.
  • a silencer can also be connected to the air motor, the main function of which is to separate the oil added to the air, since the noise from the engine is masked by the siren.
  • the compressed air line is designed to be as short as possible, since the time required to fill the line with air must be short compared to the switch-on time in the pulse mode.
  • the cross-section of the line must not be too small to reduce pressure losses.
  • a compressed air line which connects the compressed air source to the compressed air motor, generally has two or more branch lines in which separately controllable valves are provided.
  • pressure regulating valves are inserted into the branch lines, then by switching on the relevant pressure regulating valve in the concerned branch line, the pressure forwarded to the siren can be set accordingly, which in turn adjusts the pitch.
  • a remote-operated valve e.g. solenoid valve
  • the relevant branch line can be switched on by a corresponding actuation of the relevant valve, in which case the pressure generated via the relevant pressure regulating valve is then passed on to the siren.
  • FIG. 1 shows a radial compressor wheel which is driven to rotate by a compressed air motor 2 according to FIG. 3.
  • the radial compressor wheel is seated in an outer ring according to FIG. 2 and an acoustic signal is emitted when the radial compressor wheel is driven.
  • the system with the radial compressor wheel according to FIG. 1 and the associated outer ring according to FIG. 2 is known per se, for example by the alarm siren MSL-6 from the applicant.
  • This siren works so that the Vibrations are caused by periodic interruptions in an air flow.
  • the air flow is drawn in by the radial compressor wheel, which is driven at a speed of, for example, 2900 revolutions per minute.
  • the compressor wheel is equipped with very wide blades or channels in which the air flows.
  • the periodic interruption of the air flow takes place through the arrangement of the stationary ring with a number of openings according to FIG. 2 around the compressor wheel according to FIG.
  • a compressed air motor 2 is provided to drive a siren 1.
  • Compressed air is generated by a compressor 15 and stored in a compressed air container 14 under high pressure (e.g. 200 bar).
  • An air dryer can be installed downstream to ensure operation at low temperatures.
  • Such compressed air supply units are available on the market.
  • An air filter 13 keeps particles out of the air, which can impair the function of the compressed air motor 2.
  • the compressed air for driving the siren 1 is then passed through an oiler 12, which mixes the oil necessary for the operation of the compressed air motor 2 with the air.
  • the compressed air motor In contrast to the electric motor, where the speed decreases only slightly with increasing load, the compressed air motor has a soft torque-speed characteristic. The resulting speed depends directly on the load torque and the air pressure. The speed (or pitch) of the siren with compressed air motor can therefore be controlled with the pressure used.
  • the pressure to reach the correct operating speed (or pitch) is set depending on the operating mode with the pressure regulating valves 10, 11.
  • the solenoid valves 6 and 7, 8 and 9 allow the siren to be switched on remotely. Depending on whether the valve 6 or the valve 8 is actuated, the compressed air motor is fed with the preselected operating pressure.
  • a check valve 5 ensures that the siren does not brake too quickly in the pulse mode, i.e. the pneumatic motor driven by the flywheel of the siren impeller can suck in air. There is no vacuum in the siren feed line.
  • the compressed air line 4 to the siren must not exceed a certain maximum length, since the time required to fill this line with air must be short compared to the switch-on time in the pulse mode. On the other hand, the cross-section of this line must not be too small to avoid pressure losses.
  • the siren can be controlled by battery-backed electronics. For interval operation, this must be the valve coil of the Activate solenoid valve 8 and for continuous operation the valve coil of solenoid valve 10.
  • the function of a silencer 3 consists mainly in the separation of the oil added to the air, since the noise from the engine is masked by the siren.
  • a common pressure reducing valve can be used before the branching of the line and then a throttle orifice can be used in one branch of the line. The independent controllability of the speed (or pitch) is then lost.

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Abstract

Beschrieben wird eine Alarmsirene, die die Vorteile eines rotierenden Schallerzeugers (360°-Rundum-Abstrahlcharakteristik, hohe akustische Leistung, hoher Wirkungsgrad, einfache Bauweise, Robustheit) mit den Vorteilen eines pneumatisch betriebenen Systems (Netzunabhängigkeit, gute Speicherbarkeit der Energie) kombiniert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Alarmsirene mit einem Schallerzeuger mit einem motorisch auf Drehung angetriebenen Radialverdichterrad, das sich in einem stillstehenden Ring mit Öffnungen dreht.
  • Alarmsirenen werden auch als akustische Alarmsysteme zur Alarmierung der Bevölkerung bezeichnet. Als Schallwandler werden hierbei bisher hauptsächlich eingesetzt
    - Elektromotoren mit Sirenenverdichterrad
    - elektroakustische Wandler, z.B. Lautsprecher
    - pneumatische Schallwandler, z.B. Hörner.
  • Elektrisch angetriebene Alarmsirenen mit rotierendem Schallerzeuger zeichnen sich durch eine 360°-Rundum-Abstrahlcharakteristik, hohe akustische Leistung, hohen Wirkungsgrad, einfache Bauweise und Robustheit aus. Sie haben aber den Nachteil, daß sie netzabhängig sind.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Alarmsirene vorzuschlagen, die die Vorteile elektrisch angetriebener Sirenen mit rotierendem Schallerzeuger aufweist und dennoch netzunabhängig ist.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor für das Radialverdichterrad als Druckluftmotor ausgebildet ist, der über eine Druckluftquelle mit Druckluftspeicher angetrieben ist.
  • Das bewährte, rotierende Schallerzeugersystem wird somit pneumatisch angetrieben und zwar über die Druckluftquelle mit dem Druckluftspeicher. Der Antrieb ist daher netzunabhängig und die Energie kann über den Druckluftspeicher gut gespeichert werden.
  • Für die Druckluftquelle gibt es mehrere Möglichkeiten. Bei einer ohnedies vorhandenen Druckluftleitung kann man beispielsweise auf diese zurückgreifen. Im allgemeinen wird es aber bevorzugt, wenn die Druckluftquelle als Kompressor ausgebildet ist. Auch bei Netzausfall kann die erfindungsgemässe Alarmsirene immer noch betrieben werden, weil ausreichend Energie im Druckluftspeicher gespeichert ist.
  • In einer Druckluftleitung, die die Druckluftquelle mit dem Druckluftmotor verbindet, ist vorzugsweise ein Luftfilter, ein Öler und/oder ein Rückschlagventil vorgesehen. Das Luftfilter hält Partikel aus der Luft fern, die die Funktion des Druckluftmotors beeinträchtigen könnten. Der Öler fügt der Druckluft das zum Betrieb des Druckluftmotors nötige Öl bei. Ein Rückschlagventil kann dafür sorgen, daß die Sirene im Pulsbetrieb nicht zu schnell abbremst, so daß dann kein Vakuum in der Zuleitung zur Sirene entsteht.
  • An den Druckluftmotor kann auch ein Schalldämpfer angeschlossen sein, dessen Funktion hauptsächlich in der Absonderung des der Luft beigemengten Öls liegt, da der Lärm des Motors von der Sirene überdeckt wird.
  • Die Druckluftleitung ist möglichst kurz ausgebildet, da die Zeit, die benötigt wird, um die Leitung mit Luft zu füllen, kurz sein muß im Vergleich zur Einschaltzeit im Impulsbetrieb. Der Querschnitt der Leitung darf nicht zu klein sein, um Druckverluste zu vermindern.
  • Eine wichtige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckluftleitung, die die Druckluftquelle mit dem Druckluftmotor verbindet, in der Regel zwei oder mehrere Zweigleitungen aufweist, in denen getrennt ansteuerbare Ventile vorgesehen sind.
  • Wenn in die Zweigleitungen Druckregulierventile eingefügt sind, so kann durch Einschaltung des betreffenden Druckregulierventils in der betreffenden Zweigleitung der an die Sirene weitergeleitete Druck entsprechend eingestellt werden, wodurch wiederum die Tonhöhe eingestellt wird.
  • Wenn in jeder Zweigleitung ein fernbetätigtes Ventil (z.B. Magnetventil) vorgesehen ist, so kann durch eine entsprechende Betätigung des betreffenden Ventils die betreffende Zweigleitung eingeschaltet werden, wobei dann der über das betreffende Druckregulierventil erzeugte Druck an die Sirene weitergeleitet wird.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, aus dem sich weitere wichtige Merkmale ergeben.
  • Es zeigt:
    • Figur 1 perspektivisch ein Radialverdichterrad eines Schallerzeugers nach der Erfindung;
    • Figur 2 ebenfalls perspektivisch einen zugehörigen Ring dieses Schallerzeugers;
    • Figur 3 ein Blockschaltbild zur Erläuterung des Druckluftantriebs dieser Sirene.
  • Figur 1 zeigt ein Radialverdichterrad, das über einen Druckluftmotor 2 nach Figur 3 auf Drehung angetrieben wird. Das Radialverdichterrad sitzt in einem äußeren Ring nach Figur 2 und bei einem Antrieb des Radialverdichterrades wird ein akustisches Signal abgegeben.
  • Das System mit dem Radialverdichterrad nach Figur 1 und dem zugehörigen äußeren Ring nach Figur 2 ist ansich bekannt, beispielsweise durch die Alarmsirene MSL-6 der Anmelderin. Diese Sirene arbeitet so, daß die Schwingungen durch periodische Unterbrechungen eines Luftstromes entstehen. Der Luftstrom wird vom Radialverdichterrad angesogen, welches mit einer Drehzahl von beispielsweise 2900 Umdrehungen pro Minute angetrieben wird. Das Verdichterrad ist mit sehr breiten Schaufeln bzw. Kanälen versehen, in denen die Luft strömt. Die periodische Unterbrechung des Luftstromes erfolgt durch die Anordnung des stillstehenden, mit einer Anzahl Öffnungen versehenen Ringes nach Figur 2 um das Verdichterrad nach Figur 1. Dadurch wird bei sich drehendem Verdichterrad der Luftstrom dauernd unterbrochen bzw. nach einer kleinen Drehung wieder freigegeben.
  • Im folgenden wird der Betrieb dieses Schallerzeugers, der vorstehend in seinem wesentlichen Aufbau anhand der Figuren 1 und 2 beschrieben wurde, anhand von Figur 3 erläutert. Ein Druckluftmotor 2 ist vorgesehen, um eine Sirene 1 anzutreiben.
  • Druckluft wird von einem Kompressor 15 erzeugt und in einem Druckluftbehälter 14 unter hohem Druck (z.B. 200 bar) gespeichert. Um den Betrieb bei niedrigen Temperaturen sicherzustellen, kann ein Lufttrockner nachgeschaltet werden. Solche Druckluft-Versorgungseinheiten sind auf dem Markt erhältlich.
  • Ein Luftfilter 13 hält Partikel aus der Luft fern, die die Funktion des Druckluftmotors 2 beeinträchtigen können.
  • Die Druckluft zum Antrieb der Sirene 1 wird dann durch einen Öler 12 geführt, der das zum Betrieb des Druckluftmotors 2 nötige Öl der Luft beimischt.
  • Der Luftweg wird dann ein Stück weit in zwei getrennten Zweigen 4a bzw. 4b geführt, um die Ansteuerung in zwei verschiedenen Betriebsarten zu ermöglichen:
    • 1. Dauerbetrieb (Einschaltzeit länger als ca. 10 Sekunden)
    • 2. Impulsbetrieb (Einschaltzeit kürzer als ca. 10 Sekunden).
  • Im Gegensatz zum Elektromotor, wo die Drehzahl bei zunehmender Belastung nur geringfügig abnimmt, hat der Druckluftmotor eine weiche Drehmoment­Drehzahlkennlinie. Die resultierende Drehzahl hängt direkt vom Lastmoment und vom Luftdruck ab. Die Drehzahl (bzw. Tonhöhe) der Sirene mit Druckluftmotor kann daher mit dem verwendeten Druck gesteuert werden.
  • In der Impulsbetriebsart (z.B. während 60 Sekunden je 4 Sekunden ein- und 4 Sekunden ausgeschaltet) wird am Motor ein höherer Druck benötigt, um die gleiche Maximaldrehzahl zu erreichen wie im Dauerbetrieb.
  • Der Druck zum Erreichen der richtigen Betriebsdrehzahl (bwz. Tonhöhe) wird je nach Betriebsart mit den Druckregulierventilen 10,11 eingestellt. Die Magnetventile 6 und 7, 8 und 9 erlauben das ferngesteuerte Einschalten der Sirene. Je nachdem, ob das Ventil 6 oder das Ventil 8 betätigt wird, wird der Druckluftmotor mit dem vorgewählten Betriebsdruck gespeist.
  • Ein Rückschlagventil 5 sorgt dafür, daß die Sirene im Impulsbetrieb nicht zu schnell abbremst, d.h. der von der Schwungmasse des Sirenenlaufrads angetriebene Druckluftmotor kann Luft ansaugen. Es entsteht kein Vakuum in der Sirenenzuleitung.
  • Die Druckluftleitung 4 zur Sirene darf eine gewisse maximale Länge nicht überschreiten, da die Zeit, die benötigt wird, um diese Leitung mit Luft zu füllen, kurz sein muß im Vergleich zur Einschaltzeit im Impulsbetrieb. Andererseits darf der Querschnitt dieser Leitung nicht zu klein sein, um Druckverluste zu vermeiden.
  • Die Ansteuerung der Sirene kann durch eine batteriegepufferte Elektronik erfolgen. Diese muß z.B. für Intervallbetrieb die Ventilspule des Magnetventils 8 und für Dauerbetrieb die Ventilspule des Magnetventils 10 ansteuern.
  • Die Funktion eines Schalldämpfers 3 besteht hauptsächlich in der Absonderung des der Luft beigemengten Öls, da der Lärm des Motors von der Sirene überdeckt wird.
  • Als billigere Variante kann ein gemeinsames Druckreduzierventil vor der Aufzweigung der Leitung verwendet und dann in einem Zweig der Leitung eine Drosselblende eingesetzt werden. Dafür geht dann die unabhängige Regulierbarkeit der Drehzahl (bzw. Tonhöhe) verloren.

Claims (9)

1. Alarmsirene mit einem Schallerzeuger mit einem motorisch auf Drehung angetriebenen Radialverdichterrad, das sich in einem stillstehenden Ring mit Öffnungen dreht, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor für das Radialverdichterrad als Druckluftmotor (2) ausgebildet ist, der über eine Druckluftquelle (15) mit Druckluftspeicher (14) angetrieben ist.
2. Alarmsirene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftquelle als Kompressor (15) ausgebildet ist.
3. Alarmsirene nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Druckluftleitung (4), die die Druckluftquelle (15) mit dem Druckluftmotor (2) verbindet, ein Luftfilter (13), ein Öler (12) und/oder ein Rückschlagventil (5) vorgesehen ist.
4. Alarmsirene nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Druckluftmotor (2) ein Schalldämpfer (3) angeschlossen ist.
5. Alarmsirene nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftleitung (4) möglichst kurz ausgebildet ist.
6. Alarmsirene nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckluftleitung (4), die die Druckluftquelle (15) mit dem Druckluftmotor (2) verbindet, zwei oder mehrere Zweigleitungen aufweist, in denen getrennt ansteuerbare Ventile (6,7,8,9,10,11) vorgesehen sind.
7. Alarmsirene nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zweigleitung ein Druckregulierventil und ein Magnetventil (6,7,8,9) vorgesehen sind.
8. Alarmsirene nach einem der Ansprüche 1 - 6,
dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verzweigung (4a,4b) in die Druckleitung (4) ein gemeinsames Druckreduzierventil eingesetzt ist und in eine der Zweigleitungen (4a,4b) eine Drosselblende.
9. Alarmsirene nach einem der Ansprüche 1 - 5,
dadurch gekennzeichnet,daß in die Druckluftleitung (4) ein steuerbares Druckregulierventil eingesetzt ist.
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