EP0814444A2 - Sicherheitsvorrichtung - Google Patents

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EP0814444A2
EP0814444A2 EP97201829A EP97201829A EP0814444A2 EP 0814444 A2 EP0814444 A2 EP 0814444A2 EP 97201829 A EP97201829 A EP 97201829A EP 97201829 A EP97201829 A EP 97201829A EP 0814444 A2 EP0814444 A2 EP 0814444A2
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gas
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room
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Renzo Reggiani
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Huberg Gasmesstechnik GmbH
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Huberg Gasmesstechnik GmbH
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    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
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    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms
    • G08B21/16—Combustible gas alarms
    • G—PHYSICS
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    • G08B21/02—Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/12—Alarms for ensuring the safety of persons responsive to undesired emission of substances, e.g. pollution alarms
    • G08B21/14—Toxic gas alarms

Definitions

  • the invention relates to a safety device with at least one gas sensor arranged in a room to be monitored, which causes the supply of the fuel gas and the power supply for a complex to be supplied to be prevented when fuel gas occurs in the room, the gas sensor operation being maintained in the event of a power failure by an electrical battery .
  • Such a safety device is known from DE-A1-32 08 553.
  • a cable is led from the gas sensor to the gas main tap, to which a servomotor is assigned, which is supplied with electricity by an electric battery via a gas sensor contact and the cable when fuel gas occurs in the space to be monitored and thereby closes the gas main tap; at the same time the main power line is shut down.
  • a servomotor is assigned, which is supplied with electricity by an electric battery via a gas sensor contact and the cable when fuel gas occurs in the space to be monitored and thereby closes the gas main tap; at the same time the main power line is shut down.
  • an intrinsically safe gas detector for residential buildings is known from DE-U1-89 13 816, in which gas detection sensors are located in a room in which escaping gas is likely to accumulate first.
  • the gas detection sensors are designed to be intrinsically safe, while a device part of the gas detector comprising the supply portion is not designed to be intrinsically safe and is located in a different room than the gas sensors. In the event of a power failure in the public network, a battery continues to operate the gas detector.
  • a gas warning system is known from DE-A1-38 03 892, in which a number of pressure sensors, each measuring the gas pressure, the temperature and the amount of fuel gas emitted from a gas bottle, are connected to a central module which, depending on Disturbances of the measured values give an alarm acoustically or visually and which causes the gas delivery of the gas cylinders to be prevented.
  • gas sensors The design of gas sensors is generally known, as can be seen, for example, from the article "Sensor Technology” by Gerhard Wiegleb, published in the Franzis Electronics Book, 1986, Chapter 5, pp. 93-111.
  • the gas sensors described there can detect hydrocarbons, carbon monoxide or oxygen, among others.
  • the sensors of the known safety devices only respond to hydrocarbon gases, namely natural gas, methane or propane.
  • the object of the invention is to provide a safety device of the type mentioned, the function of which is expanded at the measuring point of the gas sensor. Furthermore, it should be possible to ascertain deliberate manipulation at the location of the gas sensor, for example the blockage of the air supply opening of the gas sensor housing.
  • the safety device is therefore very sensitive to dangerous air compositions.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the signals from the sensors to the means which prevent the supply of the fuel gas and the power supply are effected wirelessly, preferably by radio.
  • the safety device can be installed with minimal effort, without masonry for laying cables.
  • the safety device according to FIG. 1 (detector system) consists of three completely independent sensors 10. Each of these three sensors only reacts to a gas.
  • the first sensor 10/1 reacts to oxygen. If the measured value falls slightly below the normal value that is present in the air (20.9%), an alarm is triggered.
  • the second sensor 10/2 reacts to natural gas / propane gas.
  • the third sensor 10/3 reacts to carbon monoxide. If the CO value exceeds 100 ppm, an alarm is triggered.
  • the threshold values at which the alarm is triggered can be modified depending on the legal provisions for safety systems.
  • the detector system described above includes sensors that according to the current state of the art are already known. One aspect of the basic idea of the invention is therefore that the three sensors are housed in a single detector system. If an alarm is triggered by one of the three sensors, the power supply or main switch 12 and the gas supply in line 14 are interrupted by a solenoid valve 16, for the entire building. The signal can be transmitted from the sensor to the main switch 12 and / or the solenoid valve 16 by cable or wirelessly, for example by radio. It is particularly advantageous to send the control signals by radio, as a result of which an additional and complex cable laying is no longer necessary. The interruption of the mains voltage causes the solenoid valve to close, so that the entire gas supply is interrupted.
  • Carbon monoxide is produced in every combustion process. If such a situation occurs, an alarm is triggered and the electricity and gas supply are cut off long before a dangerous concentration of carbon monoxide can develop.
  • the oxygen sensor's job is to cut off the electricity and gas supply when there is a fire has broken out or if someone wants to shut down the entire facility (suicide).
  • the opening through which the ambient air enters the detector system and is led to the sensors is closed, e.g. by means of an adhesive tape, the sensor measures a lower oxygen content, which triggers the alarm and the power and gas supply are interrupted.
  • This sensor only reacts to methane / propane. So if, for some reason, unburned gas flows into the room, such as a leak in a pipe or an open gas tap, an alarm is triggered and the entire electricity and gas supply is cut off. This is possible because in this case the solenoid valve is no longer connected directly to the electrical current, but to the battery of the detector.
  • the solenoid valve is kept open by the battery (18) installed in the detector even in the event of a power failure (220 V) due to a defect in the power supply.
  • the detectors control the solenoid valve, which cuts off the gas supply.
  • the detectors can be equipped with optical and acoustic signal systems. The two different information (Optical and / or acoustic) are maintained by the electrical current of the system described. A detailed description of the individual detectors is unnecessary, since known and evaluated detectors can advantageously be used here.
  • the device can be equipped with currently known and customary production techniques for sensors as well as for electro valves.
  • the system also prevents fires.
  • Devices with the proposed system can be equipped with a large number of detectors, one for each room in the hazardous area, which are connected to the main detector, which is the only one that fulfills the various controls with all their functions. It is a subsidiary application because their implementation requires the use of a technology already known in the field of electrical engineering.
  • the housings of the devices in which the sensors and other devices are housed are generally known and their shape does not affect the principle of application.
  • the outer housing can be made of metal or plastic and have the shape of a three-dimensional parallelepiped, with a suitable recess for the passage of said volatile elements and with a special arrangement of the sensors inside the housing. It is also possible to house the system in different apartments of a building with a single power source (battery or the like) which is not dependent on the normal power supply.
  • FIG. 5 shows an arrangement of sensors in a housing 20 which is designed in the form of a cubic parallelepiped, but can also be designed in the form of a hemisphere and is provided with a central opening 21. Additional sensors (motion detectors) 10/1 ', 10/2', 10/2 '', 10/3 'are provided. These sensors are suspended in the middle of the housing 20 in such a way that those entering the housing 20 through the opening 21 Indoor air reaches them immediately. The sensor 10/1 detects an intentional, malicious blockage of the opening 21.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung mit mindestens einem in einem zu überwachenden Raum angeordneten Gassensor, der beim Auftreten von Brenngas im Raum die Unterbindung der Zufuhr des Brenngases und der Stromversorgung für einen zu versorgenden Komplex veranlaßt, wobei der Gassensorbetrieb bei Stromausfall von einer elektrischen Batterie aufrechterhalten wird und wobei dem Gassensor (10/2) zwei weitere Sensoren örtlich beigeordnet sind, von denen der eine (10/1) den Sauerstoffanteil und der andere (10/3) den Kohlenmonoxidanteil der Raumluft feststellt. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsvorrichtung mit mindestens einem in einem zu überwachenden Raum angeordneten Gassensor, der beim Auftreten von Brenngas im Raum die Unterbindung der Zufuhr des Brenngases und der Stromversorgung für einen zu versorgenden Komplex veranlaßt, wobei der Gassensorbetrieb bei Stromausfall von einer elektrischen Batterie aufrechterhalten wird.
  • Eine derartige Sicherheitsvorrichtung ist durch die DE-A1-32 08 553 bekannt. Bei der dort beschriebenen Gassicherungsvorrichtung ist vom Gassensor ein Kabel zum Gashaupthahn geführt, dem ein Stellmotor beigeordnet ist, der beim Auftreten von Brenngas im zu überwachenden Raum von einer elektrischen Batterie über einen Gassensorkontakt und das Kabel mit Strom versorgt wird und dabei den Gashaupthahn schließt; gleichzeitig wird die Hauptstromleitung außer Betrieb gesetzt. Auf diese Weise wird verhindert, daß der zu verosorgende Komplex, beispielsweise ein Wohnhaus, weiter mit Brenngas und Strom versorgt wird, so daß einer Explosion vorgebeugt wird. Weiterhin ist durch die DE-U1-89 13 816 ein eigensicherer Gasmelder für Wohnhäuser bekannt, bei dem Gasmeldesensoren sich in einem Raum befinden, in dem austretendes Gas sich wahrscheinlich zuerst ansammelt. Die Gasmeldesensoren sind eigensicher ausgebildet, während ein den Versorgungsanteil umfassender Geräteteil des Gasmelders nicht eigensicher ausgeführt ist und sich in einem anderen Raum als die Gassensoren befindet. Bei Stromausfall des öffentlichen Netzes übernimmt ein Akku den Weiterbetrieb des Gasmelders.
  • Ferner ist durch die DE-A1-38 03 892 eine Gaswarnanlage bekannt, bei der eine Reihe von Drucksensoren, die jeweils den Gasdruck, die Temperatur und die Menge des aus einer Gasflasche abgegebenen Brenngases messen, an ein Zentralmodul angeschlossen sind, das in Abhängigkeit von Störungen der gemessenen Werte einen Alarm akustisch oder visuell gibt und die die Unterbindung der Gasabgabe der Gasflaschen veranlaßt.
  • Die Ausbildung von Gassensoren ist allgemein bekannt, wie beispielsweise dem Aufsatz "Sensortechnik"von Gerhard Wiegleb, erschienen im Franzis Elektronik-Fachbuch, 1986, Kap.5, S.93-111, zu entnehmen ist. Die dort beschriebenen Gassensoren können unter anderem jeweils Kohlenwasserstoffen, Kohlenmonoxid oder Sauerstoff feststellen.
  • Die Sensoren der bekannten Sicherheitsvorrichtungen sprechen nur auf Kohlenwasserstoffgase, nämlich Erdgas, Methan oder Propan, an.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Sicherheitsvorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Funktion am Meßort des Gassensors erweitert ist. Ferner soll es möglich sein, eine absichtliche Manipulation am Ort des Gassensors, beispielsweise das Verstopfen der Luftzuführöffnung des Gassensorgehäuses, festzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Sicherheitsvorrichtung reagiert dadurch sehr empfindlich auf gefährliche Luftzusammensetzungen.
  • Eine weitere Ausbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Sensoren zu den die Unterbindung der Zufuhr des Brenngases und der Stromversorgung bewirkenden Mitteln kabellos, vorzugsweise durch Funk, erfolgt. Dadurch kann die Sicherheitsvorrichtung mit minimalem Aufwand, ohne Mauerarbeiten zum Verlegen von Leitungen, installiert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig.1 eine Sicherheitsvorrichtung mit einem Gerät, das an die Netzspannung angeschlossen ist und den Gaszufluß steuert,
    • Fig.2 eine Sicherheitsvorrichtung nach Fig.1 mit einer wiederaufladbaren Batterie (Niederspannung),
    • Fig.3 und 4, jeweils eine Sicherheitsvorrichtung mit zwei in Reihe geschalteten Detektoren und
    • Fig.5 eine räumliche Anordnung der Sensoren in einem Detektor.
  • Die Sicherheitsvorrichtung nach Fig.1 (Detektorsystem) besteht aus drei voneinander völlig unabhängigen Sensoren 10. Jeder dieser drei Sensoren reagiert nur auf ein Gas. Der erste Sensor 10/1 reagiert auf Sauerstoff. Sinkt der gemessene Wert geringfügig unter den normalen Wert, der in der Luft vorhanden ist (20,9%), wird Alarm ausgelöst. Der zweite Sensor 10/2 reagiert auf Erdgas/Propangas.
  • Bei einer Gesamtkonzentration, die höher als 0,5 oder 1% liegt, wird Alarm ausgelöst. Der dritte Sensor 10/3 reagiert auf Kohlenmonoxid. Übersteigt der CO-Wert die Konzentration von 100 ppm, wird Alarm ausgelöst. Die Schwellwerte, bei denen der Alarm ausgelöst wird, können je nach Gesetztesbestimmungen für Sicherheitsanlagen modifiziert werden. Das oben beschriebene Detektorsystem beinhaltet Sensoren, die nach dem aktuellen Stand der Technik schon bekannt sind. Ein Aspekt des tragenden Gedankens der Erfindung besteht also darin, daß die drei Sensoren in einem einzigen Detektorsystem untergebracht sind. Wird durch einen der drei Sensoren Alarm ausgelöst, so erfolgt eine Unterbrechung des Stromnetzes bzw. Hauptschalters 12 und der Gaszufuhr in Leitung 14 durch ein Magnetventil 16, und zwar für das ganze Gebäude. Die Übersendung des Signals vom Sensor zum Hauptschalter 12 und/oder dem Magnetventil 16 kann per Kabel oder kabellos, z.B. per Funk, erfolgen. Besonders vorteilhaft ist es, die Steuerungssignale per Funk zu senden, wodurch eine zusätzliche und aufwendige Kabellegung nicht mehr erforderlich ist. Die Unterbrechung der Netzspannung bewirkt das Schließen des Magnetventils, so daß die gesamte Gaszufuhr unterbrochen wird.
    • CO-Sensor
  • Bei jedem Verbrennungsprozeß entsteht Kohlenmonoxid. Tritt eine solche Situation ein, so wird Alarm ausgelöst und die Strom- und Gaszufuhr werden unterbrochen, und zwar lange bevor eine gefährliche Konzentration von Kohlenmonoxid entstehen kann.
    • O2-Sensor
  • Der Sauerstoffsensor hat die Aufgabe, die Strom- und Gaszufuhr zu unterbinden, wenn ein Brand ausgebrochen ist oder wenn jemand die gesamte Anlage gezielt außer Betrieb setzen möchte (Selbstmörder).
  • Wird nämlich die Öffnung, durch welche die Umgebungsluft in das Detektorsystem eintritt und an die Sensoren geführt wird, geschlossen, z.B. mittels eines Klebebandes, so mißt der Sensor einen niedrigeren Sauerstoffgehalt, wodurch Alarm ausgelöst und die Strom- und Gaszufuhr unterbrochen werden.
    • Methan-/Propansensor
  • Dieser Sensor reagiert nur auf Methan-/Propan. Wenn also aus irgendeinem Grund unverbranntes Gas in den Raum strömt, z.B. Leck in einer Leitung oder offener Gashahn, so wird ein Alarm ausgelöst und die gesamte Strom- und Gaszufuhr wird unterbrochen. Dies ist möglich, weil in diesem Fall das Magnetventil nicht mehr direkt an den elektrischen Strom angeschlossen ist, sondern an die Batterie des Detektors. Das Magnetventil wird auch im Falle eines Stromausfalls (220 V) wegen eines Defekts am Stromnetz von der im Detektor eingebauten Batterie (18) im geöffneten Zustand gehalten. Die Detektoren steuern das Magnetventil, wodurch die Gaszufuhr unterbrochen wird. Darüberhinaus können die Detektoren mit optischen und akustischen Signalanlagen ausgerüstet sein. Die beiden unterschiedlichen Informationen (optische und/oder akustische) werden durch den elektrischen Strom des beschriebenen Systems aufrechterhalten. Eine nähere Beschreibung der einzelnen Detektoren erübrigt sich, da hier vorteilhafterweise bekannte und bewerte Detektoren verwendet werden können.
  • Selbstverständlich wäre es auch möglich, weitere Detektoren, die auf andere Informationen, z.B. Explosion, reagieren, einzubauen. Die Wahl von Sensoren ergibt sich jedoch aus der Tatsache, daß die drei Gase typisch für solche Sachverhalte sind, also eine explosionsartige (tödliche) Mischung bilden, die bei Entzündung explodiert und schnelle und akute Vergiftungen hervorrufen kann. Für den industriellen Gebrauch kann die Vorrichtung mit derzeit bekannten und üblichen Produktionstechniken sowohl für Sensoren als auch für Elektroventile bestückt werden.
  • In diesem Zusammenhang beugt das System auch Bränden vor. Vorrichtungen mit dem vorgeschlagenen System können mit einer großen Anzahl von Detektoren ausgerüstet sein, einem für jeden Raum im Gefahrbereich, die mit dem Hauptdetektor verbunden werden, der als einziger die verschiedenen Steuerungen mit allen seinen Funktionen erfüllt. Es handelt sich dabei um eine subsidiäre Anwendung, da ihre Realisierung den Gebrauch eine im Bereich der Elektrotechnik schon bekannte Technologie voraussetzt. Die Gehäuse der Geräte, in denen die Sensoren und andere Vorrichtungen untergebracht sind, sind allgemein bekannt, und ihre Form beeinflußt nicht das Anwendungsprinzip.
  • Das äußere Gehäuse kann aus Metall oder Kunststoff bestehen und die Form eines dreidimensionalen Parallelepipedon haben, und zwar mit einer geeigneten Aussparung für den Durchlaß der besagten flüchtigen Elemente und mit einer besonderen Anordnung der Sensoren im Inneren des Gehäuses. Es ist ferner möglich, das System in verschiedenen Wohnungen eines Gebäudes mit einer einzigen Stromquelle unterzubringen (Batterie oder dergleichen), die nicht von der normalen Stromversorgung abhängig ist.
  • In Fig.5 ist eine Anordnung von Sensoren in einem Gehäuse 20 gezeigt, das in Form eines kubischen Parallelepipedons ausgebildet ist, aber auch in Form einer Halbkugel ausgebildet werden kann und mit einer zentralen Öffnung 21 versehen ist. Es sind weitere Sensoren (Bewegungsmelder) 10/1', 10/2', 10/2'', 10/3' vorgesehen. Diese Sensoren sind in der Mitte des Gehäuses 20 so aufgehängt, daß die durch die Öffnung 21 in das Gehäuse 20 eintretende Raumluft sie unmittelbar erreicht. Eine absichtliche, böswillige Verstopfung der Öffnung 21 wird vom Sensor 10/1 festgestellt.

Claims (3)

  1. Sicherheitsvorrichtung mit mindestens einem in einem zu überwachenden Raum angeordneten Gassensor, der beim Auftreten von Brenngas im Raum die Unterbindung der Zufuhr des Brenngases und der Stromversorgung für einen zu versorgenden Komplex veranlaßt, wobei der Gassensorbetrieb bei Stromausfall von einer elektrischen Batterie aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gassensor (10/2) zwei weitere Sensoren örtlich beigeordnet sind, von denen der eine (10/1) den Sauerstoffanteil und der andere (10/3) den Kohlenmonoxidanteil der Raumluft feststellt.
  2. Sicherheitsvorrichtung nach Anpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von den Sensoren zu den die Unterbindung der Zufuhr des Gases und der Stromversorgung bewirkenden Mitteln (16,12) kabellos, vorzugsweise durch Funk, übertragen werden.
  3. Sicherheitsvorrichtung nach einem der Anprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch Bewegungsmelder (10/1', 10/2', 10/2'', 10/3'), durch die Bewegungen im Bereich der Anlage registrierbar sind.
EP97201829A 1996-06-22 1997-06-14 Sicherheitsvorrichtung Expired - Lifetime EP0814444B1 (de)

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EP0814444A2 true EP0814444A2 (de) 1997-12-29
EP0814444A3 EP0814444A3 (de) 1998-09-09
EP0814444B1 EP0814444B1 (de) 2002-07-24

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EP0814444B1 (de) 2002-07-24
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