FI65145C - Alarmanordning med hoeg effekt - Google Patents

Description

65145

Suurtehohälyt in Alarmanordning med hög effekt

Keksinnön kohteena on suurtehohälytin, jonka hälytinlaitteistoon kuuluu moottorin käyttämä puhallin ilman puhaltamiseksi hälytysäänen aikaansaavaan hälytinosaan, johon kuuluu samankeskeisesti, toinen toisen sisään sijoitettuna aukoilla varustettu staattori ja aukoilla varustettu roottori, 5 johon on sen pyörittämiseksi liitetty moottori, sopivimmin sähkömoottori, jonka pyörimisnopeus on säädettävissä.

Suurtehohälyttimessä hälytysääni aikaansaadaan katkomalla paineen-alaista ilmavirtausta pyörivällä roottorilla. Roottoriin on muodos-10 tettu aukkoja, jotka liikkuvat suurella nopeudella stattorin vastaavien aukkojen ohi. Aukkojen läpi virtaava, roottorin katkoma ilmavirtaus aikaansaa tällöin ympäröivään ilmaan paine- ja alipaineaaltoja, jotka kuuluvat voimakkaana hälytysäänenä. Hälytysäänen kuuluvuutta voidaan vielä lisätä staattorin aukkoihin liitetyillä eksponentiaalitorvilla. Tar-15 vittava paineilma saadaan joko ilmapumpusta tai paineilmasäiliöstä, joka täytetään ilmakompressorilla.

Tunnetut suurtehohälyttimet on tavallisesti järjestetty toimimaan paineilmasäiliöiden avulla. Koska tarvittavat ilmamäärät ovat suuria, 20 on myös käytettyjen paineilmasäiliöiden oltava suurikokoisia ja lujarakenteisia. Tavallisesti säiliöt sijoitetaan maan pinnalle tai maanpinnan alapuolelle ja varsinainen äänipää eli hälytinosa sijoitetaan esimerkiksi korkean rakennuksen katolle, jotta hälytysääni kuuluisi kauas. Tällöin säiliöstä hälytinosaan täytyy rakentaa pitkä paineilma-25 putkisto. Tämä tulee kalliiksi ja lisäksi koko hälytinlaitteisto on hyvin vaikeasti siirrettävissä paikasta toiseen. Pitkät putkistot ovat myös herkkkiä tukkeutumaan ja rikkoutumaan. Lisäksi tällaisen hälytti-men kuntoa ei voida testata muulla tavoin kuin suorittamalla hälytys.

On luonnollista, että tällaisia harjoitushälytyksiä ei voida tehdä 30 kovin usein. Suurista säiliöistä huolimatta peräkkäisten hälytysten määrä on myös rajoitettu. Säiliöiden täyttäminen vie huomattavan pitkän ajan.

Tunnetuissa suurtehohälyttimissä roottorina toimiva reikälevy toimii 35 joko paineilman vaikutuksesta tai sähkömoottorin pyörittämänä. Koska hälytinosa sijaitsee esimerkiksi korkean rakennuksen katolla ulkoilma- 2 65145 tilassa, on selvää, että roottori pyörii jäykemmin talvipakkasella kuin kesällä. Tästä seuraa se, että roottorin pyörimisnopeus on eri olosuhteissa erilainen, ja koska hälytysäänen taajuus on suoraan verrannollinen roottorin pyörimisnopeuteen, niin myös hälytysäänen 5 taajuus on eri olosuhteissa erilainen. Esimerkiksi taajuudeltaan nouseva ja laskeva ääni aikaansaadaan tavallisesti siten, että vuorotellen kytketään ja katkaistaan roottoria pyörittävän sähkömoottorin sähköteho. Kesäolosuhteissa roottorin pyörimisnopeus eli samalla hälytysäänen taajuus kasvaa nopeasti ja pienenee hitaasti root-10 torin pyöriessä kauan vaikka teho on katkaistu. Talviolosuhteissa taas päinvastoin roottori lähtee hitaasti liikkeelle ja pysähtyy nopeasti. Näin ollen tunnetuilla laitteilla ei ole voitu kovin tarkoin toteuttaa sovittuja määräysten mukaisia hälytysääniä.

15 Nykyisin käytössä olevat hälytysmerkit on ryhmitelty normaaliajan merkkeihin ja poikkeusolojen merkkeihin. Sireenityyppiselle hälyttimelle on vahvistettu neljä erilaista hälytysmerkkiä, joiden merkitys normaalioloissa ja poikkeustiloissa on hieman erilainen. Noin yhden minuutin kestävä pitkä ääni tarkoittaa palo- ja pelastusmerkkiä tai poik-20 keusoloissa "vaara ohi"-merkkiä. Yleinen hälytysmerkki on aina noin minuutin kestävä merkki, jossa hälytinlaite on vuoronperään kytkettynä noin seitsemän sekuntia ja katkaistuna noin seitsemän sekuntia. Syntyvä ääni on vuoron perään nouseva ja laskeva. Hälytinlaitteiden kokeiluun käytetään merkkiä, jossa hälyttimen käynnistin pidetään kytkettynä 25 noin seitsemän sekuntia. Neljäs merkki on poikkeusoloissa käytettävä yleinen vaaramerkki, jossa hälyttimen käynnistin on kytkettynä noin seitsemän sekunnin ajan ja katkaistuna noin 21 sekunnin ajan. Hälytinlaite kytketään merkinannon kestäessä viisi kertaa eli äänimerkin kestoaika on noin kaksi minuuttia. Hälyttimen käynnistintä kytkettäessä 30 ja katkaistaessa hälytysääni muodostuu taajuudeltaan nousevaksi tai laskevaksi sen mukaan kuinka nopeasti hälyttimen roottori kiihtyy tai hidastuu. Tästä johtuen erilaisilla hälytyslaitteilla hälytysmerkit ovat erilaisia, vaikka laitteita käytettäisiinkin ohjeiden mukaan.

Eri merkkien erotettavuus toisistaan saattaa tällöin huonontua.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellämainitut epäkohdat sekä aikaansaada tehokas, toimintavarma ja kaikissa olosuhteissa samalla tavoin, asetetun ohjelman mukaisesti toimiva suurtehohälytin. Keksin- 35 3 65145 nolle on tunnusomaista se, että roottoriin on liitetty pyörimisnopeutta mittaava anturi, ja että hälytinlaitteistoon kuuluu säätölaite, johon anturi on kytketty ja joka säätölaite säätää roottorin pyörimisnopeuden anturilta saadun takaisinkytkennän perusteella halutun suuruiseksi niin, että 5 hälytysäänen taajuus on säädettävissä asetetun ohjelman mukaiseksi. Koska keksinnön mukaan hälytysosan roottorin pyörimisnopeus aina tarkalleen halutun suuruinen, niin hälyttimen aikaansaama hälytysääni on myös täsmälleen halutun hälytysohjelman mukainen. Tällöin hälytys on olosuhteista riippumatta toistettavissa aina täsmälleen samanlaisena, jolloin eri 10 hälytysten erotettavuus toisistaan on paras mahdollinen. Tunnetuissa hälytyslaitteissa toiminnan vaihtelusta saattaa syntyä epäselvyyksiä. Keksinnön mukainen suurtehohälytin onkin monipuolinen, tarkka ja ohjelmoitava laite, jolla saadaan toistetuksi kaikki käytössä olevat hälytysohjelmat.

15 Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen suurtehohälyttimen laitteistoa konttiin asennettuna.

20

Kuvio 2 esittää kuvion 1 suurtehohälyttimen pääosien toimintakaaviota.

Kuvio 3 esittää kuvion 1 suurtehohälyttimen säätölaitteen toimintakaaviota.

25

Kuvio 4 esittää pystyleikkausta kuvion 1 suurtehohälyttimen hälytin-osasta.

Kuvio 5 esittää kuviosta 4 pitkin viivaa V-V otettua leikkausta.

30

Kuviossa 1 on esitetty suurtehohälytin, joka on rakennettu konttiin 15. Kontin sisällä on polttomoottorin 1 käyttämä puhallin 2, joka ottaa ilman kontin 15 seinämään muodostetusta aukosta 16. Lisäksi kon- , 65145 4 tissa on moottorin 1 polttoainesäiliö 14, akku 12 ja säätölaite 9.

Akun virtaa tarvitaan polttomoottorin 1 käynnistykseen, säätölaitteen 9 toimintaan ja hälytinosan 3 roottorin pyörittämiseen. Puhaltimesta 2 ilmavirta johdetaan kanavaa 17 pitkin kontin päälle sijoitettuun häly-5 tinosaan 3. Tähän hälytinosaan eli hälyttimen äänipäähän kuuluu staat-tori 7, jonka aukkoihin on sijoitettu hälytysäänen kuuluvuutta lisäävät eksponentiaalitorvet 18. Staattorin 7 sisällä on pyörivä roottori. Hälytinosaan johtavaan ilmakanavaan 17 kontin 15 sisällä on liitetty ohivirtausventtiili 11, jonka avulla puhaltimen 2 tuottama ilmavirta 10 voidaan ohjata joko ylös hälytinosaan 3 tai suoraan kontin seinämään muodostetusta aukosta 19 ulos. Ohivirtausventtiilin 11 avulla voidaan käyttää puhallinta 2 silloinkin kun ei haluta hälytysäänen kuuluvan.

Tämä venttiili mahdollistaa myös hälytysäänen katkomisen eli vakio-taajuisten pilliäänien aikaansaamisen. Tavallisissa hälytysäänikaavi-15 oissa käytetään vakiotaajuisen äänen lisäksi taajuudeltaan nousevia ja laskevia hälytysääniä. Erilaiset hälytysmerkit voidaan ohjelmoida hälytyslaitteistoa säätelevään säätölaitteeseen 9.

Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisesti keksinnön mukaisen suurtehohälyt-20 timen pääosien toimintakaavio. Kuviosta nähdään, että polttomoottori 1 pyörittää puhallinta 2, jonka tuottama ilma johdetaan hälytinosaan 3. Hälytinosan sisällä olevaa roottoria 5 pyörittää sähkömoottori 8, joka saa sähkövirran akulta 12. Akun 12 ja tasavirtamoottorin 8 välissä on pulssihakkuri 10, joka muuttaa akusta 12 saatavan tasavirran pulssimuo-25 toon moottorin 8 pyörimisnopeuden säätämistä varten. Akkua 12 ladataan polttomoottorin 1 käyttämällä generaattorilla 13. Säätölaite eli säätö-keskus 9 säätää polttomoottorin 1 ja sähkömoottorin 8 pyörimisnopeutta. Puhaltimen 2 moottorin 1 pyörimisnopeus pidetään pääasiallisesti vakiona, mutta roottoria 5 pyörittävän sähkömoottorin 8 pyörimisnopeutta sääde-30 tään sen mukaan miten hälytysäänen taajuutta on muutettava. Polttomoottorilta 1 saadaan takaisinkytkentä säätökeskukseen 9 siten, että katko jän kärjistä johdetaan pulssit säätökeskukseen. Roottorin 5 pyörimisnopeutta mitataan induktiivisella anturilla, jonka antamat tiedot johdetaan säätökeskukseen 9. Tämän takaisinkytkennän ansiosta hälytinosan 35 roottorin 5 pyörimisnopeus on aina halutun suuruinen.

li 5 65145

Kuviossa 3 on esitetty kaavioilisesti hälytinlaltteistoon kuuluvan säätölaitteen toiminta. Keskusyksiköstä eli aikakeskeytyspalvelusta lähtevät toimintakäskyt polttomoottorille ja sähkömoottorille. Häly-tyskäskyn saapuessa keskusyksikkö käynnistää ensin polttomoottorin.

5 Moottorin saavutettua määrätyn pyörimisnopeuden käynnistyy roottorin sähkömoottori eli DC-moottori, jonka pyörimisnopeutta säädetään ennalta määrätyn ohjelman mukaisesti. Jos taas kysymyksessä on hälytys-laitteiston kokeilu, niin keskusyksikkö ei käynnistä polttomoottoria, vaan hälytysohjelma ajetaan läpi pyörittämällä roottorin sähkömoottoria. 10 Tällöin hälytys on kuultavissa hyvin hiljaisella äänenvoimakkuudella.

Kuviossa 4 on esitetty yksinkertaistettuna pystyleikkaus kuvion 1 yläosassa olevasta hälytlnosasta 3. Hälytinosan runko eli staattori 7 on tässä eovellutusmuodossa edullisimmin sylinterin muotoinen. Staattorin 7 15 sisälle on sijoitettu samankeskeiseeti myös sylinterin muotoinen pyörivä roottori 5, jota pyörittää sähkömoottori 8. Hälytinosan tarvitsema paine-ilma johdetaan puhaltimelta hälytinosaan kanavan 17 kautta. Hälytlnosas-sa ilmavirta etenee pyörivän roottorin 5 sisäpuolelta aukkojen 4 kautta staattorin 7 vastaavalla kohdalla sijaitseviin aukkoihin 6. Paineilman 20 katkominen pyörivän roottorin 5 avulla aiheuttaa alipaine- ja ylipaine- aaltoja, jotka etenevät eksponentiaalitorvien 18 kautta ympäröivään tilaan.

Kuviossa 5 on esitetty kuviosta 4 otettu vaakaleikkaus. Sylinterimälsen 25 staattorin 7 sisällä on pyörivä sylinterimälnen roottori 5. Ilma johde taan roottorin 5 sisäpuolelta sen aukkojen 4 kautta staattorin 7 aukkoihin 6 ja edelleen paineaaltoina eksponentiaalitorvien 18 kautta ulkoilmaan. Kuviosta nähdään, että roottorin 5 aukko 4 on pyörimissuunnassa olennaisesti suurempi kuin vastaavalla kohdalla sijaitseva staattorin 7 30 aukko 6 tässä suunnassa. Kuvion esittämässä tapauksessa tämä suhde on noin 2:1. Tämä suhde voi olla keksinnön mukaan jopa 3:1, jolloin ääni-päälle saadaan erittäin edullinen hyötysuhde.

Keksinnön erilaiset sovellutusmuodot voivat vaihdella jäljempänä esi-35 tettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä puhaltimen 2 tuotta man ilman paine on edullisimmillaan 0,3 bar, mutta sitä voidaan myös muuttaa tarpeen mukaan. Hälytysäänen taajuus on keksinnön mukaisessa 6 65145 suurtehohälyttimessä 370 Hz, joka on edullinen sekä äänen etenemisen että ihmiskorvan herkkyyden kannalta. Keksinnön mukaiseen hälyttimeen on ohjelmoitu neljä erilaista hälytysmerkkiä, mutta niitä voidaan luonnollisesti lisätä. Hälytyskäsky voidaan antaa hälyttimelle kaapelin avulla 5 tai radioteitse. Staattori ja roottori ovat piirustuksissa esitetyissä sovellutusmuodoissa sylinterimäisiä, mutta ne voivat olla myös muun muotoisia. Roottori voi sijaita myös staattorin ulkopuolella. Olennaista on se, että ne ovat samankeskeisiä ja että niiden ilmavirtausaukot ovat vastaavilla kohdilla.

i

Claims (7)

7 65145

1. Suurtehohälytin, jonka hälytinlaitteistoon kuuluu moottorin (1) käyttämä puhallin (2) ilman puhaltamiseksi hälytysäänen aikaansaavaan hälytinosaan (3), johon kuuluu samankeskisesti, toinen toisen sisään sijoitettuna aukoilla (6) varustettu staattori (7) ja aukoilla (4) varus- 5 tettu roottori (5), johon on sen pyörittämiseksi liitetty moottori (8), sopivimmin sähkömoottori, jonka pyörimisnopeus on säädettävissä, tunnettu siltä, että roottoriin (5) on liitetty pyörimisnopeutta mittaava anturi, ja että hälytinlaitteistoon kuuluu säätölaite (9), johon anturi on kytketty ja joka säätölaite säätää roottorin (5) pyörimisnopeuden 10 anturilta saadun takaisinkytkennän perusteella halutun suuruiseksi niin, että hälytysäänen taajuus on säädettävissä asetetun ohjelman mukaiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suurtehohälytin, tunnettu 15 siitä, että säätölaite (9) on järjestetty säätämään puhaltimen (2) moottoria (1) siten, että puhaltimen tuotto on vakio.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen suurtehohälytin, tunnettu siitä, että roottorin (5) moottori (8) on tasavirtamoottori, jonka pyö- 20 rimlsnopeutta säädetään pulssihakkurilla (10).

4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen suurtehohälytin, tunnettu siitä, että hälytyslaitteisto on kokeiltavissa hiljaisella äänenvoimakkuudella siten, että roottoria (5) pyöritetään hälytysohjelman mukai- 25 eesti kun puhallin (2) ei ole toiminnassa.

5. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen suurtehohälytin, tunnettu siitä, että hälytinlaitteistoon kuuluu ohivirtausventtiili (11), jonka avulla puhaltimelta (2) tuleva ilmavirta on ohjattavissa joko hälytin- 30 osaan (3) tai sen ohi.

6. Patenttivaatimusten 1-5 mukainen suurtehohälytin, tunnettu siltä, että hälytinlaitteistoon kuuluu akku (12) roottorin (5) tasavirtamoottorin (8) käyttämiseksi ja puhaltimen (2) moottorin (1) käyt- 35 tämä generaattori (13) akun lataamiseksi.

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen suurtehohälytin, tunnettu _ - T" 65145 s siitä, että puhaltimen (2) moottori (1) on polttoainesäiliöllä (14) varustettu polttomoottori, jolloin hälytyslaitteisto on itsenäinen toimiva yksikkö, joka on riippumaton ulkopuolisesta energiasta, kuten esimerkiksi sähkövirrasta. 65145