NO140869B - Brannmelderanordning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en brannmelderanordning omfattende minst to ionisasjonskammere og en elektrisk utnyttelseskopling som utløser et alarmsignal når minst ett av ionisasjonskamrenes motstand som følge av inntrengning av røk overskrider en forutbestemt terskelverdi.

Anordninger av denne type er kjent som ionisasjons-røkmeldere eller som ionisasjons-røkmelderanlegg når det dreier seg om anordning av flere ionisasjonskammere på forskjellige steder. Disse utnytter det faktum at de i et umettet ionisasjonskammer inntrengende røkpartikler eller brannaerosoler lagrer seg på de i kammeret dannede ioner og forårsaker reduksjon av den mellom elektrodene flytende ionestrøm eller en økning av ionisasjonskammer-motstanden. Sammenliknet med andre røkmeldertyper har de den fordel at de tillater påvisning av ikke bare synlig røk, men også de vesentlig mindre, allerede på forstadiet for en brann oppstående, men ennå ikke synlige brannaerosoler.

Ved kjente ionisasjons-røkmeldere har det imidlertid vist seg å være uheldig at ionestrømmen mellom ionisasjonskammerets elektroder ikke bare avhenger av røk- eller aerosoltettheten i kammeret, men også påvirkes av strømningshastigheten for luften i ionisasjonskammeret. Denne påvisning har vist seg å Være særlig forstyrrende ved med lav spenning drevne ionisasjons-røkmel-dere med særlig lav elektrisk feltstyrke i ionisasjonskammeret, hvilke i praksis har vist seg å være særlig velegnet på grunn av sin høye følsomhet og sin raske reaksjonsevne. Alt etter ionisasjonskamrenes konstruksjon har det her vist seg at ytre luftbevegelser enten gjør melderen mer ufølsom med tiltagende lufthas-"^tighet, og det like opp til en verdi av lufthastigheten ved hvilken en feilalarm utløses uten at røk. er tilstede i kammeret, eller at melderen ved tiltagende vindhastighet blir ufølsom og derfor reagerer forsinket på røk eller brannaerosol eller overhodet ikke lenger .' reagerer.

Årsaken til dette forhold ved ionisasjons-røkmeldere er åpenbart ikke blitt kjent, og derfor kunne den oppgave å fjerne de nevnte ulemper ved hjelp av en tilsvarende utforming av ionisas jonskamrene ikke løses. I stedet ble det ved et antall tidligere kjente ionisasjonsrøkmeldere ved hjelp av vindavskjermende midler forsøkt å oppnå at det i ionisasjonskammeret inntrer bare en liten luftbevegelse, også når den røkholdige luft ved en brann strømmer mot røkmelderen med betydelig hastighet. Dette skjedde eksempelvis ved tilsvarende utforming av kammerveggen, f.eks. som dobbelt omhylling med forskjøvne åpninger, ved hjelp av hensiktsmessig anbringelse av luftinnløpsåpningene eller ved hjelp av strømningsavledning ved hjelp av tilsvarende utforming av kammer-veggene, elektrodene eller andre byggeelementer. På denne måte kunne riktignok lufthastigheten i kammeret reduseres betydelig, men imidlertid oppsto samtidig den ulempe at røkholdig luft bare med redusert hastighet eller vanskelig kunne trenge inn i kammerets indre. Derved ble alarmavgivelsen i mange tilfeller forsinket i utillatelig grad. Særlig ved ulmende flammer, ved hvilke det i hvert fall ikke opptrådte noen vesentlig luftbevegelse, reagerte sådanne vindbeskyttede ionisasjonsrøkmeldere bare meget sent eller overhodet ikke.

Av brannmelderanlegg blir det imidlertid krevd at de

til et tidligst mulig tidspunkt skal oppdage og melde fra om samt-lige av de i praksis opptredende, forskjellige typer av branner, og da spesielt både åpne branner med sterk luftsirkulasjon og også ulmende branner med røk- eller brannaerosolutvikling uten vesentlig luftbevegelse. Da dette med de tidligere kjente ionisas jons-røkmeldere ikke var mulig i den fordrede almennhet, ble i praksis ofte ionisasjons-røkmeldere kombinert med optiske sprede-lys- eller ekstinksjons-røkmeldere hvilke som kjent ikke påvirkes av luftstrøraninger. De kjente ulemper ved de optiske røkmeldere måtte da taes med på kjøpet, dvs. det høye strømforbruk for lys-kilden, dennes ustabilitet som følge av tilsmussing og aldring, bg de dermed forbundne endringer av følsomhet og feilalarmtil-bøyelighet, samt den manglende forenlighet mellom ionisasjons-røkmeldere og optiske meldere, hvilket nødvendiggjorde en gjensi-

dig tilpasning av utnyttelseskoplingene med avkall på fordeler ved de enkelte konstruksjoner.

Formålet med oppfinnelsen er å eliminere de nevnte ulemper og å tilveiebringe en brannmelderanordning som ved alle i praksis forekommende typer av branner er i stand til å avgi et alarmsignal ved et tidligst mulig tidspunkt, og som derfor uavhengig av branntypen reagerer raskere og mer pålitelig uten å avgi feilalarm. Den for anordningen benyttede utnyttelseskopling skal være mest mulig enkel, pålitelig og forstyrrelsesufølsom og ha et lite strømforbruk.

Oppfinnelsen er kjennetegnet ved minst ett røkfølsomt og lufttilgjengelig ionisasjonskammer av en første type, i hvilket midler for ionisering av luften er slik utformet og anordnet at det i mellomrommet mellom ionisasjonskammerets elektroder, i hvilket det flyter en ionestrøm, dannes ioner av begge slagssp0ia ,citet (bipolart kammer), og på hvilke det er anordnet midler for langsomgjørelse av inntrengning av motstrømmende luft i dette ionisasjonskammer, og ved minst ett røkfølsomt og lufttilgjengelig ionisasjonskammer av en andre type, med i hovedsaken uhindret luftavgang, i hvilket midler for ioniseringen av luften er slik utformet og anordnet at det i det minste i en del av mellomrommet mellom elektrodene bare dannes ioner av én polaritet (unipolart kammer), og en utnyttelseskopling som er innrettet til å utløse et alarmsignal både ved en forutbestemt motstandsøkning for ionisas jonskam<roeret av den første type, og ved en forutbestemt mot-standsøkning for.ionisasjonskammeret av den andre type.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende i forbindelse med et"antall utførelseseksempler under henvisning til tegningene, der fig. 1 i skjematisk fremstilling viser et' ionisasjonskammer av en første type, fig. 2 viser et ionisasjonskammer av en andre type, fig. 3 viser de forskjellige egenskaper for de to typer av ionisasjonskammere ved luft i bevegelse, fig. 4 viser i skjematisk fremstilling et koplingsskjerna av et brannmeldeanlegg ifølge oppfinnelsen, fig. 4a viser konstruksjonen av de derved benyttede brannmeldere i detalj, og fig. 5-9 viser fem forskjellige utførelseseksempler på ionisasjons-røkmeldere ifølge oppfinnelsen.

Fig. 1 viser i skjematisk fremstilling et ionisasjonskammer av første type, dvs. et såkalt bipolart ionisasjonskammer, i hvilket mellomrommet mellom de spenningspåtrykte elektroder 1 og 2 ioniseres forholdsvis ensartet ved hjelp av et radioaktivt preparat 3. På alle steder ble det derved anbragt ioner av begge slags polaritet, og mellom elektrodene flyter det overalt en bipolar ionestrøm, idet de positive og negative ioner beveger seg i motsatt retning. Ved inntrengning av røk eller brannaerosol i

elektrodemellomrommet lagrer ionene seg som kjent på partiklene og ionestrømmen avtar. Den samme virkning blir imidlertid også fremkalt av luftstrømninger, da en del av ionene på grunn av

luftbevegelsen i ionisasjonskammeret føres ut av kammeret og ikke lenger når elektrodene. En luftsirkulasjon fremkaller derfor også ionestrømreduksjon, og i ekstreme tilfeller kan det opptre en feilalarm uten at en brann foreligger. For å hindre dette, må ionisasjonsanmeldere med bipolart ionisasjonskammer være forsynt med midler for avskjerming av luftstrømninger og for langsomgjø-relse eller retardasjon av luftinnstrømningen i ionisasjonskammeret, og for dette formål er det kjent forskjellige løsninger. Derved kan selvsagt alarmangivelsen i bestemte tilfeller med

svak luftsirkulasjon på utillatelig måte forsinkes eller forhind-res .

Fig. 2 viser en annen utførelsesform av et ionisasjonskammer hvor den radioaktive kilde 3 er slik avskjermet at bare en liten del 4 av mellomrommet mellom elektrodene 1 og 2 ioniseres. Bare i dette område oppstår det ioner av begge slags polaritet. På grunn av den på elektrodene liggende spenning blir det nå fra dette område 4 bare utsugd ioner av én polaritet til den reste-rende, overveiende del 5 av ionisasjonskammeret. I dette område 5 flyter altså en unipolar ionestrøm. Dette har som resultat at

det i området 5 dannes en romladning. Derved blir egenskapene for et slikt overveiende unipolart ionisasjonskammer endret på bestemt måte sammenliknet med et fortrinnsvis bipolart kammer. Det har således vist seg at et overveiende unipolart ionisasjonskammer oppviser større følsomhet for tyngre partikler, f.eks. røk ~""eller brannaerosol, og det allerede ved lave spenninger eller strømmer. I denne forbindelse er det også blitt observert og be-

skrevet at vindfølsomheten for et unipolart ionisasjonskammer er mindre enn for et bipolart ionisasjonskammer.

I praksis er riktignok allerede unipolare ionisasjonskammere leilighetsvis blitt benyttet for røkdeteksjon, men den forskjellige oppførsel for unipolare og bipolare ionisasjonskammere overfor luftstrømninger ble imidlertid åpenbart ikke erkjent. Grunnen til dette lå sannsynligvis i at også unipolare ionisasjonskammere alltid må oppvise en kammerdel i hvilken ionene dannes og som derfor må ha bi<p>olare. egenskaper. Ved tidligere kjente, praktiske utførelseseksempler på ionisasjonskammere hadde øyensyn-lig denne bipolare kammerdel fremdeles en så stor utstrekning at de forskjellige og til en viss.grad nøyaktig motsatte egenskaper for begge kammertyper ikke ble erkjent.

På fig. 3 er den forskjellige oppførsel av ionestrømmen i avhengighet av tverrstrømningshastigheten for luft i et bipolart og et unipolart ionisasjonskammer, slik den er blitt klarlagt ved hjelp av den foreliggende oppfinnelse, stilt overfor hverandre. Det innses at ionestrømmen for et bipolart ionisasjonskammer avtar konstant med lufthastigheten, mens den i et bipolart ionisasjonskammer først stiger, og det så lenge det unipolare område mellom elektrodene opprettholdes. Ved større lufthastigheter blir det unipolare område eliminert som følge av turbulens og kammeret an-tar samme karakteristikk som et bipolart ionisasjonskammer, dvs. ionestrømmen avtar med ytterligere stigende lufthastighet.

Dette forhold har som resultat at en ionisasjonsbrannmelder med overveiende unipolart ionisasjonskammer opp til en viss grense oppviser et fall i følsomhet ved opptreden av luftstrøm-ninger. Vindavskjermende midler er således overflødige og en unipolar ionisasjonsbrannmelder kan oppvise et i stor utstrekning åpent kammer med uhindret luftavgang, hvorved det av konstruktive grunner kan være anordnet bare holdeelementer for byggedelene, eller et tynntrådet gitter foran ionisasjonskammeret for å hindre inntrengning av fremmedlegemer, såsom insekter, hvilke elementer imidlertid bare i liten grad hindrer luftavgangen. Under normale ... forutsetninger er det da ingen risiko for en feilalarmutløsning, slik som ved bipolare ionisasjonsbrannmeldere.

Oppfinnelsen utnytter de tidligere ikke klart erkjente, forskjellige egenskaper for begge kammertyper, idet begge kammertyper kombineres i samme anordning, men imidlertid på en slik måte

at ulempene elimineres, mens fordelene derimot bibeholdes.

Fig. 4 viser et eksempel på et brannmeldeanlegg ifølge oppfinnelsen. I dette er det ved en alarmenhet C i et første beskyttet rom Dl over felles ledninger LI og L2 anordnet en før-ste ionisasjonsbrannmelder Bl med bipolart ionisasjonskammer og en andre ionisasjonsbrannmelder Ul med overveiende unipolart ionisasjonskammer, slik at brannmelderne overvåker samme rom Dl. Begge brannmeldere kan være utført i kjent konstruksjon og krets-kopling. På det bipolare ionisasjonskammer er det anbragt midler for langsomgjørelse av lufttilstrømningen på passende måte, mens det unipolare ionisasjonskammer i vidtgående grad tillater uhindret luftadgang. Ledningene Li,.L2 kan være ført gjennom ytterligere rom D2 osv., som også i det minste oppviser en bipolar brannmelder B2 og en unipolar ionisasjonsbrannmelder U2. Dessuten kan det være anordnet ytterligere andre meldertyper F, f.eks. flammemeldere, og eventuelt også egnede optiske røkmelde-re, ved hjelp-av hvilke anleggets virksomhet kan forbedres ytterligere . Fig. 4a viser et eksempel på konstruktiv oppbygning av en unipolar og en bipolar ionisasjonsrøkmelder, slik de kan benyttes i et sådant brannmeldeanlegg.

Den unipolare brannmelder U^ oppviser et ionisasjonskammer 60 som er adskilt fra den ytre atmosfære bare ved hjelp av et gitter 70 som tjener som den ene av elektrodene. Luften har altså i hovedsaken uhindret adgang til dette ionisasjonskammer 60. I midten av kammeret befinner det seg en andre stavformet elektrode 80, og på en ringformet bæreplate er radioaktive kilder 90 anbragt slik at disses strålingsområder ikke når omgivelsen av den sentrale elektrode 80, men bare ioniserer den ringformede sone 110 i nærheten av gitterelektroden 70, slik at ionisasjonskammeret 60 har en unipolar karakteristikk. I brannmelderens underdel er det anbragt et ytterligere ionisasjonskammer 111 som i motsetning til ionisasjonskammeret 60 drives i metningsområdet, slik at dettes ionestrømforblir konstant og ikke kan påvirkes av røk.

^For å sikre at referansekammeret 111 er fullstendig ufølsomt for røk, er dettes hus 112 praktisk talt, bortsett fra trykkutjev-

ningskapillarrør, utformet luftugjennomtrengelig. Inne i kammeret befinner det seg en radioaktiv kilde 113 og en motelektrode 114. Referansekammeret 111 og senterelektroden 80 i det unipolare ionisasjonskammer 60 er forbundet med hverandre og med styreelektroden 115 i en elektronisk koplingsinnretning 116 som

eksempelvis kan være utformet som kaldkatoderør eller på kjent måte som halvlederkopling. De to andre elektroder 117 og 118 i denne ko<p>lingsinnretning er forbundet med de andre elektroder 70

henholdsvis 114 i de to ionisasjonskammere, og med sokkeltilkop-lingsstif ter 119 og 120.

Den bipolare ionisasjonsbrannmelder B^. oppviser et ionisasjonskammer 121 som på oversiden er lukket ved hjelp av en gitterformet elektrode 122. Sideveggen 123 er luftugjennomtrengelig. På gitterelektroden 122 er påsatt en vindavskjermende plate 124 som hindrer direkte innstrømning av luft i kammeret 121 og bevirker at motstrømmende luft bare etter omledning kan koimrae inn i kammeret gjennom åpninger 125. I stedet kan imidlertid også andre kjente vindavskjermende midler benyttes. På en skål-formet motelektrode 126 i ionisasjonskammeret 121 er en radioaktiv kilde 127 med innstillbar avskjerming for intensitetsregule-ring anbragt på en slik måte at praktisk talt hele kammerets indre ioniseres, altså slik at det overalt flyter en bipolar ionestrøm. Videre er det også her anordnet et av et hus 128 i vidtgående grad lukket og derfor rtfkufølsomtreferanseionisasjonskammer 129 som inneholder en ytterligere radioaktiv kilde 130 og en motelektrode 131. Også her er den for begge kammere felles elektrode 126 hhv. 128 ført til styreelektroden i en elektronisk koplingsinnretning 132 hvis to andre elektroder også her er forbundet med de frie elektroder 122 hhv. 131 i de to ionisasjonskammere, og med sokkeltilkoplingsstifter 133 og 134.

En respektiv sokkeltilkoplingsstift 120 og 134 i de to ionisasjonsrøkmeldere U og B er forbundet med'en ledning LI, og de to andre sokkeltilkoplingsstifter 119 og 133 er forbundet med en andre ledning L2, eventuelt over passende sokler eller til-koplingsbokser. Over disse to ledninger LI og L2 er de to melde-~re koplet parallelt til en alarmenhet C som i det enkleste tilfelle o<p>pviser en spenningskilde E og en strømfølsom koplingsinnretning SW, f.eks. et relé, ved hjelp av kontakter K en

alarmsignalenhet AS koples til en spenningskilde E<*>.

Det skal bemerkes at de to meldere U, og B-^ også kan være anordnet umiddelbart ved siden av hverandre eller på en felles sokkelenhet som sikrer riktig forbindelse med de til alarmenheten førende ledninger og sikrer at en motstandsøkning i et vilkårlig av de to ionisasjonskammere 60 og 121 fører til alarmsignalavgivelse.

Oppfinnelsen er videre ikke begrenset til de viste ionisasjonsrøkmeldertyper, men et brannmeldeanlegg ifølge oppfinnelsen kan også være utstyrt med andre meldere. Forutsetningen er bare at det i det samme béskyttelsesområde i det minste er for hånden en i hovedsaken åpen ionisasjonsrøkmelder med overveiende unipolar karakteristikk, og en andre, vindavskjermet melder med bi<p>olart ionisasjonskammer, idet begge meldere ligger i en type av ELLER-kopling.

Ved hjelp av kombinasjonen av en avskjermet, bipolar

og en åpen, unipolar ionisasjonsrøkmelder oppnås at brannmeldean-legget reagerer raskere enn i de tidligere kjente anlegg på nesten alle i praksis forekommende branntyper. Ved en åpen varme med røkutvikling og merkbar luftsirkulasjon trenger røken forholdsvis raskt inn i det bipolare ionisasjonskammer, slik at denne melder forårsaker en øket ledningsstrøm og dermed utløser et alarmsignal, og det allerede på begynnelsesstadiet for en brann, hvor riktignok aerosoltettheten er høy, men røktettheten fremdeles er liten. På den annen side blir ulmende branner med liten luftsirkulasjon oppdaget allerede på begynnelsesstadiet ved hjelp av det åpne, unipolare ionisasjonskammer. For også å om-fatte ekstreme branntyper, kan ytterligere andre brannfølertyper koples parallelt, f.eks. flammemeldere, som reagerer særlig raskt på væskebranner uten røkutvikling, gassfølere som påviser den ved en brann utviklede carbonmonoxyd eller halogenider, eller andre brannfølere.

For fullstendighetens skyld skal det bemerkes at det

for frembringelse av en unipolar ionestrøm også kan være anordnet ^.andre i og for seg kjente midler, f.eks. anbringelse av et radioaktivt skikt med kort strålingsrekkevidde på den ene elektrode, idet elektrodeavstanden er større enn strålingsrekkevidden.

Utstrekningen av det unipolare område i ionisasjonskammeret kan også påvirkes ved valget av strålingsrekkevidde, og dermed også graden av ionestrømmens avhengighet av lufthastigheten. Man kunne også tenke seg å avstemme det unipolare og det bipolare område slik til hverandre at ionisasjonskammeret inntil en viss grense blir uavhengig av luftstrømmer.

I det beskrevne brannmeldeanlegg er det på hvert måle-sted nødvendig med to forskjellige typer av ionisasjonsrøkmeldere. For å unngå den dermed forbundne, økede omkostning har det vist seg hensiktsmessig å kombinere et bipolart og et unipolart ionisas jonskammer i en eneste ionisasjonsrøkmelder slik at det oppstår et kompakt apparat, idet utnyttelsen til alarmavgivelse skjer ved hjelp av en ELLER-kopling.

I det.på fig. 5 viste eksempel av denne type er en ionisasjonsrøkmelder Ml over spenningsførende ledninger LI og L2 koplet til en signalsentral C. Parallelt til denne melder kan også ytterligere, liknende oppbugde meldere M2 være tilkoplet på andre målesteder.

Ionisasjonsrøkmelderen Ml inneholder to røkfølsomme ionisasjonskammere U og B. Begge kammere inneholder en senterelektrode som bærer et radioaktivt preparat, og i"'begge kammere tjener huset eller omhyllingen som motelektrode. I ionisasjonskammeret U er dette hus utformet mest mulig luftgjennomtrengelig, f.eks. som et tynntrådet gitter, slik at den ytre luft i vidtgående grad uhindret har adgang til kammerets indre, mens fremmedlegemer,

f.eks. insekter, holdes borte. Det andre ionisasjonskammer B er derimot forsynt med et i vidtgående grad luftugjennomtrengelig hus i hvilket det bare er anordnet små luftinnløpsåpninger gjennom hvilke luften eventuelt etter omledning og nedbremsing kan komme inn i kammerets indre. Begge ionisasjonskammere er dessuten på karakteristisk måte forskjellige med hensyn til typen av ionisering i kammerets indre, dvs. mellom elektrodene. I ionisasjonskammeret B er en radioaktiv strålingskilde anordnet på et passende sted, f.eks. på en elektrode eller på kammerveggen, idet strålingsrekkevidden er valgt slik at praktisk talt hele kammerets indre blir ionisert. I hele rommet mellom elektrodene blir det således frembragt ioner av begge slags polaritet, og i alle

områder flyter en bipolar ionestrøm mellom elektrodene. I det andre ionisasjonskammer U blir derimot det radioaktive element med hensyn til sin strålingsrekkevidde valgt på en slik måte og slik anordnet eller avskjermet at bare en liten del av kammerets indre blir inoisert. Bare i dette ionisasjonsområde frembringes ioner av begge slags polaritet. I resten av ionisasjonskammeret er det da for hånden bare ioner av én polaritet og det flyter en unipolar ionestrøm. I stedet for at man, slik som vist på fig. 5, på en elektrode anbringer en strålingskilde med en.vesentlig mindre rekkevidde enn elektrodeavstanden, f.eks. en tritiumholdig kilde, kan det også benyttes en i ionisasjonsrøkmeldere vanligvis-benyttet isotop, f.eks. Americium 241, med en rekkevidde som reduseres ved hjelp av en tilsvarende avskjerming. Kilden kan imidlertid også være anbragt på siden og avskjermet slik at den be-stråler og ioniserer bare en del av mellomrommet mellom elektrodene .

Ved hjelp av kombinasjonen av begge kammertyper i en ionisasjonsrøkmelder sammen med en forskjellig sterk avskjerming mot luftstrømninger, kan også her egenskapene for begge kammertyper kombineres på en slik måte at både ulmende branner med bare meget svak termisk luftbevegelse, og også åpne branner med sterke luftbevegelser kan påvises sikkert og raskt, idet en feil-aktig alarm unngåes. For dette formål er begge ionisasjonskammere U og B koplet i serie med motstander Ri' og R2' mellom de spenningførende ledninger LI og L2. Ionisasjonskammernes forbindelsespunkter med disse mots tander er forbundet med inngangene til terskelverdibrytere Sl og S2 hvis utganger er forbundet med den ene av ledningene. Dersom ionestrømmen i det ene av de to kammere synker under en bestemt terskelverdi, avgir den tilsvarende terskelverdibryter Sl eller S2 en øket linjestrøm over led-ningen til sentralen C, og det blir der utløst et alarmsignal.

I tilfelle av en ulmende brann inntrer røken nå forholdsvis raskt i det vidtgående mot atmosfæren åpne, unipolare ionisasjonskammer U og utløser ved tilstrekkelig røktetthet på den beskrevne måte en alarm over terskelverdibryteren Sl. Det "bipolare ionisasjonskammer B forblir først forholdsvis upåvirket, da røken på grunn av den lille luftbevegelse bare vanskelig kan trenge inn i kammerets indre. I tilfelle av en åpen brann, som nesten alltid medfører sterkere luftbevegelser, trenger røken forholdsvis raskt inn i begge ionisasjonskammere U og B. På grunn av de sterke luftbevegelser blir kammeret U imidlertid mer ufølsomt, mens kammeret B på grunn av de vindavskjermende midler bibeholder eller til og med forbedrer sin følsomhet. I hvert fall blir det ved oppnåelse av en bestemt røktetthet, altså ved en bestemt motstandsendring for dette kammer B, over den tilsvarende terskelverdibryter S2 avgitt et alarmsignal. Også her oppnås således at det både ved en ulmende brann og ved en åpen brann gis alarm raskere enn ved tidligere kjente ionisasjonsrøkmeldere, idet imidlertid ulempene ved begge typer av ionisasjonsrøkmeldere unngåes. Herved er feilalarmtilbøyeligheten på ingen måte høyere enn ved kjente meldere.

I det på fig. 6 viste utførelseseksempel er 'det i stedet for de to seriemotstander Ri<*> og R2' benyttet et vidtgående lukket eller på røk ikke reagerende referanseionisasjonskammer R. Dertil kan dette referanseionisasjonskammer R eksempelvis drives i metningstilstand og bare stå i forbindelse med atmosfæren via meget små åpninger, slik at riktignok en trykkutjevning for kompensasjonen av trykkendringer er mulig, men imidlertid inntrengningen av røkpartikler i det minste i sterk grad vanske-liggjøres .

En respektiv ionisasjonsstrekning i dette referanse-ionisasjonskammer R ligger nå i serie med det unipolare ionisasjonskammer U henholdsvis det bipolare ionisasjonskammer B mellom ledningene LI og L2. Forbindelsespunktene for disse to seriekop-linger er forbundet med styreelektrodene i en respektiv felteffekttransistor Tl og T2 hvis andre elektroder er tilkople ttil midt-uttakene til denav motstandene RI, R3 og R2, R4 dannede" spenningsdeler. Disse felteffekttransistorer virker som terskelverdiforme-re, dvs. så snart deres styrespenninger, som påvirkes av ione-strømmen i kamrene U og B, underskrider ved hjelp av motstandene R1...R4 gitte terskelverdier, blir transistorene ledende. utgan-gene fra begge transistorer Tl og T2 er forbundet med en respektiv

inngang til en ELLER-port OR på hvis utgang det altså fremkommer

—et signal såsnart den ene av de to transistorer Tl eller T2 er blitt ledende, dvs. så snart det ene av de to ionisasjonskammere

U eller B viser en bestemt strømreduksjon eller motstandsøkning som følge av inntrengning av røk i kammerets indre. Utgangen fra ELLER-porten OR er forbundet med en koplingsinnretning, f.eks. en tyristor eller en elektronisk bryter, som over den ene eller begge ledninger LI eller L2 eller over en separat signalledning utløser et alarmsignal så snart ett av de to ionisasjonskammere U eller B signaliserer tilstedeværelsen av røk.

I det på fig. 7 viste eksempel er tre ionisasjonskammere U, B og R forenet til en mekanisk enhet. Den øvre del U er adskilt fra atmosfæren bare ved hjelp av et tynntrådet gitter, slik at luften i vidtgående grad har fri adgang til dette område. Den på senterelektroden anbragte kilde ioniserer bare en liten del av rommet U, slik at det mellom denne senterelektrode og det til en ledning Li tilkoplede gitter i en stor del av dette rom flyter en unipolar ionestrøm. Den nedre del av melderen er avskjermet mot atmosfæren ved hjelp av en sylindrisk yttervegg. I det indre befinner det seg en ytterligere sylinder som sammen med en isoler-stoffdel danner et i vidtgående grad mot luften avstengt referanse-ionisasjonskammer R. Det ringformede rom B mellom de to sylin-dere danner det bipolare ionisasjonskammer. I dette kammer B kan den ytre luft bare langsomt trenge inn på omveien over kammeret U, og en direkte gjennomstrømming av dette kammer B av motstrømmende luft er ikke mulig. Ionisasjonskamrenes U, B og R elektroder er i dette eksempel tilko<p>let til samme utnyttelseskopling som på fig. 6 .

Fig. 8 viser en annen anordning av ionisasjonskamrene med den samme utnyttelseskopling. Det i vidtgående grad lukkede eller røkufølsomme"referanse-ionisasjonskammer R befinner seg her i melderens underdel, mens det i overdelen i en respektiv sektor er anordnet et i vidtgående grad åpent, unipolart ionisasjonskammer U og et forholdsvis lukket, bipolart ionisasjonskammer B, hvis husåpninger dessuten er forsynt med strømningsomledende midler. Derved kan den ene halvpart av overdelen være utformet som unipolart ionisasjonskammer og den andre halvpart som bipolart

ionisasjonskammer. For imidlertid å oppnå en ensartet følsomhet for ionisasjonsrøkmelderen uavhengig av luftens motstrømmingsret-ning, dvs. av brannstedets posisjon, er det hensiktsmessig å opp-

dele det unipolare ionisasjonskammer og det bipolare.kammer enda en gang, og anordne de derved oppståtte fire ionisasjonskamre som kvadranter, idet de unipolare ionisasjonskammere og de bipolare kammere ligger korsvis overfor hverandre i ytterstillingene. Selvsagt kan det også være anordnet en mindre oppdeling i mer enn fire sektorer. Videre kan de i_hvert fall sterkere :avskjermede bipolare ionisasjonskammer være anordnet sentralt og være konsentrisk omgitt av det åpne, unipolare kammer, slik som skjematisk fremstilt. Også ved denne anordning sikres en av luftens mot-strømningsretning nesten uavhengige følsomhet.

For å unngå høyohmige utnyttelseskoplinger og de dermed forbundne isolasjons- og stabilitetsproblemer, kan det i stedet for en analogutnyttelse av spenningsfallet over ionisasjonskamrene være hensiktsmessig å benytte kammermotstandene for regule-ring av frekvensen til en oscillator eller pulsgiver, og utnytte dennes frekvensendring til alarmsignalavgivelse. En sådan puls-eller vekselspenningsutnyttelse lar seg gjennomføre vesentlig mer forstyrrelsesuf aSlsomt og sikrere enn en analogutnyttelse på en meget høyohmig spenningsdeler. Fig. 9 viser et koplingsskjerna av et sådant utførelseseksempel. I et unipolart ionisasjonskammer U er det også her på en elektrode El anbragt en radioaktiv strålingskilde Ri med begrenset strålingsrekkevidde. Som motelektrode tjener et hus Hl som er vidtgående luftgjennomtrengelig utformet, f.eks. i form av et gitter. I tilslutning til dette ionisasjonskammer U er det anordnet et andre kammer B som også her oppviser en elektrode E2 med en radioaktiv strålingskilde R2 hvis rekkevidde er valgt slik at praktisk talt hele kammerets indre blir ionisert, og det overalt i kammeret er for hånden ioner av begge slags polaritet. Som motelektrode tjener også hef huset H2. Mens det altså i ionisasjonskammeret U for størstedelen flyter en unipolar ionestrøm, har denne i ionisasjonskammeret B bipolar karakter. I motsetning til huset Hl er huset H2 imidlertid også her avskjermet mot vindstrømninger. Dette kan oppnåes ved at det er for hånden bare få åpninger A bak hvilke det er anordnet strømningsomstyrende og avskjermende midler.

Begge husdeler Hl og H2 er forbundet elektrisk ledende med hverandre og med den negative, jordede mateledning. Begge ionisasjonskammeres elektroder El og E2 er forbundet med styreelektroden i en respektiv felteffekttransistor Tl dg T2 hvis kildeelektroder er forbundet med hverandre og med den positive

mateledning. Begge felteffekttransistorers Tl og T2 slukelektroder er forbundet med motstandene 6 og 6' i et isolerhus H3 hvis forbindelsespunkt er ledende forbundet med husene Hl og H2 og' med den negative mateledning. Sluk-motstandene 6 og 6<1> for de to felteffekttransistorer Tl og T2 kan også være utformet som potensiometere hvis midtuttak er koplet til den negative mateledning. Videre er begge felteffekttransistorers slukelektroder over kop-lingskondensatorer 7 og 8 forbundet korsvis med styreelektroden i den andre felteffekttransistor.

Koplingen med de korsvis tilbakekoplede felteffekttransistorer Tl og T2, i hvilken ionisasjonskamrene U og B danner styreelektrodemotstander, virker således på liknende måte som en frittsvingende, astabil multivibrator. På grunn av de høye ver-dier av de enkelte motstander er koplingstidene imidlertid av størrelsesorden 1 sekund, dvs. den på utgangspunktet 9 opptredende frekvens ligger alt etter utførelse mellom 0,1 og 10 Hz. De to ionisasjonskammere U og B, hvis motstand endres ved nærvær av røk, virker derved som frekvensbestemmende ledd for denne ekstremt langsomt svingende oscillator, og nærmere bestemt på den måte at puls- eller svingefrekvensen på utgangspunktet 9 avtar når mot-standen for ettav de to ionisas jonskammere U eller B stiger.. Begge ionisasjonskammere virker altså i samme retning, slik at ingen ELLER-kopling er nødvendig. Dertil har koplingen den fordel at ingen referanse-motstander er nødvendige for ionisasjonskamrene U og B, slik at de dermed forbundne stabilitets-r og iso-lasjonsproblemer overhodet ikke opptrer. Feltef f ekttra-ns is tore-ne Tl og T2 og kondensatorene 7 og 8 kan hensiktsmessig være sam-menfattet til en integrert krets IC som sammen med motstandene 6 og 6' kan være anbragt i sokkelhuset H3.

Til oscillatorens utgangsklemmer er det over en kop-lingskondensator 10 tilkoplet en frekvensdetektorkopling D. Den

på utgangspunktet ellér utgangsklemmen 9 opptredende, pulsformede

-*»"■"" vekselspenning blir over det av kondensatoren 10 og en inngangs-motstand 14 bestående RC-ledd og en diode 15 tilført til en lag-

ringskondensator 16 som med bestemt tidskonstant kan utlade seg over en parallellmotstand 17. Ladetilstanden for kondensatoren 16 er således avhengig av pulshastigheten eller frekvensen. Dersom pulsfrekvensen avtar som følge av inntrengning av røk i et av de to ionisasjonskammere U eller B, synker også ladningen på kondensatoren 16. Kondensatoren 16 styrer basisen i en transis-tor 18 i hvis emittervei en rélevikling 19 er anordnet. I nor-maltilsand, dvs. sålenge ingen røk er for hånden, er kondensato-rens 16 ladning tilstrekkelig til å holde transistoren 18 ledende og å holde reléets 19 hvilekontakt 20 åpen, slik at den i serie kontakten ■ 2^ 1'iqnende indikatorinnretninq 21 ikke gir noe signal. Dersom imidlertid kondensatorladningen synker som følge av røkinnvirkning, faller releet 19, dets kontakt 20 lukker og indikatorinnretningen 21 signaliserer en alarm.

For overvåkning av koplingen kan det være hensiktsmessig å utforme releet 19 som totrinnsrelé med en ytterligere arbeidskontakt 22 som først omkoples ved en høyere terskelverdi. Dersom ved en sådan kopling kondensatorladningen stiger ytterligere, slik at strømmen gjennom transistoren 18 og reléviklningen 19 økes ytterligere, lukkes også denne kontakt 22 og signaliserer en forstyrrelsestilstand ved hjelp av den med denne seriekoplede indikatorinnretning 23. Reléets 19 alarmkontakt 20 kan også være selvholdende utformet,og i stedet for et elektromagnetisk relé 19 kan det benyttes en kjent elektronisk kopling med liknende funk-sjon.

En ionisasjons-røkmelder av denne type har altså ved siden av fordelen ved de andre eksempler, at den reagerer sikkert på de forskjelligste, i praksis forekommende branntyperogså den ytterligere fordel at det ikke er nødvendig med noen høyohmigé referanseelementer og at det i stedet for en analogutnyttelse kan benyttes en vekselspennings- eller digitalutnyttelse. Den er derfor særlig pålitelig og forstyrrelsesufølsom.

Claims (21)

1. Brannmelderanordning omfattende minst to ionisasjonskamre og en elektrisk utnyttelseskopling som utløser et alarmsignal når minst ett av ionisasjonskamrenes motstand som følge av jinntrengning av røk overskrider en forutbestemt terskelverdi, karakterisert ved minst ett røkfølsomt og lufttilgjengelig ionisasjonskammer av en første type, i hvilket midler for ionisering av luften er slik utformet og anordnet at det i mellomrommet mellom ionisasjonskammerets elektroder, i hvilket det flyter en ionestrøm, dannes ioner av begge slags polaritet (bipolart kammer, B), og på hvilket det er anordnet midler for langsomgjørelse av inntrengning av motstrømmende luft i dette ionisasjonskammer (B), og ved minst ett røkfølsomt og lufttilgjengelig ionisasjonskammer av en andre type med i hovedsaken uhindret luftadgang, i hvilket midler for ionisering av luften er slik utformet og anordnet at det i det minste i en del av mellomrommet mellom elektrodene bare dannes ioner av én polaritet (unipolart kammer, U), og en utnyttelseskopling som er innrettet til å ut-løse et alarmsignal både ved en forutbestemt motstandsøkning for ionisasjonskammeret av den første type, og ved en forutbestemt motstandsøkning for ionisasjonskammeret av den andre type.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at en ionisasjonsrøkmelder med et bipolart ionisasjonskammer og en ionisasjonsrøkmelder med et unipolart ionisasjonskammer er anordnet i samme rom for overvåkning av det samme område.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at det ved siden av de to ionisasjonsrøkmeldere i det minste er anordnet en ytterligere, på et annet brannfenomen reagerende brannføler (F) for overvåkning av det samme område.

4. Anordning ifølge krav 2 eller 3, karakteri-. sert ved at ionisasjonsrøkmelderen henholdsvis brannfølerne over felles ledninger (LI, L2) er koplet parallelt til en alarm-sentral (C) .

'5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at ionisasjonskamrene av den første type (B) og ionisasjons kamrene av en andre type (U) er forenet til en enhetlig ionisa-sjonsrøkmelder.

6. Anordning ifølge krav 1 eller 5,'karakterisert ved at hvert av de to ionisasjonskammere (U, B) er forbundet med inngangen til en terskelverdiformer (Tl, T2) hvis utgang er forbundet med inngangen til en ELLER-port (OR) hvis utgang på sin side er koplet til en koplingsinnretning (S) for alarmavgivelse.

7. Anordning ifølge krav 1, 5 eller 6, karakterisert ved at hvert av ionisasjonskamrene (U, B) er anordnet i serie med i det minste en del av et referanse-ionisasjonskammer (R), idet de to ionisasjonskamres forbindelsespunkter med referanse-ionisasjonskammeret er forbundet med inngangen til en respektiv terskelverdiformer (Tl, T2).

8. Anordning ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at ionisasjonskammeret av den første type (B) er omgitt av en luftugjennomtrengelig omhylling som har åpninger for luftinnstrømning, hvilke åpninger tillater luftinnstrømning i kammerets indre bare etter omstyring av luften.

9. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at referanse-ionisasjonskammeret (R) er anbragt i den nedre del av et melderhus, at ionisasjonskammeret av den første type (B) omgir dette referanse-ionisasjonskammer i en ringformet sone, og at ionisasjonskammeret av den andre type (U) er anordnet over referanse-ionisasjonskammeret og ionisasjonskammeret av den før-ste type og er lukket mot atmosfæren med et i vidtgående grad luftgjennomtrengelig gitter.

10. Anordning ifølge krav 7, karakteris "ert, ved at referanse-ionisasjonskammeret (R) er anbragt i den nedre del av et hus, og at ionisasjonskammeret av den første type (B) og ionisasjonskammeret av den andre type (U) er sektorformet påsatt på dette referanse-ionisasjonskammer (R).

11. Anordning ifølge krav 10, karakterisert ved at de to ionisasjonskammere (U, B) er inndelt i ytterligere sektorer, idet sektorer av forskjellig type ligger vekselvis ved siden av hverandre.

12. Anordning ifølge krav 7, karakterisert ved at ionisasjonskammeret av den første type (B) er anordnet sentralt og er konsentrisk omgitt av det andre ionisasjonskammer (U).

13. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at utnyttelseskoplingen omfatter en elektrisk oscillator som omfatter både ionisasjonskammeret av den første type (B) og ionisas jonskammeret av den andre type (U) som frekvensbestemmende ledd, og som er tilkoplet til en frekvensdetektor (D) som ved en forutbestemt endring av oscillatorens frekvens utløser et alarmsignal.

14. Anordning ifølge krav 13, karakterisert ved at oscillatoren omfatter en frittsvingende multivibrator som inneholder to over kondensatorene (7, 8) korsvis tilbakekoplede felteffekttransistorer (Tl, T2).

15. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at de to ionisasjonskammere (U, B) tjener som styreelektrodemotstander for de to felteffekttransistorer (Tl, T2).

16. Anordning ifølge krav 15, karakterisert ved at hvert av de to ionisasjonskammere (U, B) oppviser en elektrode (El, E2) som er forbundet med styreelektroden i en respektiv av de to felteffekttransistorer (Tl, T2), og at de to ionisas jonskammeres (U, B) hus (Hl, H2) tjener som andre elektroder, idet de to hus er ledende forbundet med hverandre og med en mateledning.

17. Anordning ifølge et av kravene 14-16, karakterisert ved at sluk-motstandene (6, 6') for felteffekt-transistorene (Tl, T2) er utformet som potensiometere hvis midtuttak er koplet til mateledningen.

18. Anordning ifølge et av kravene 13-17, karakterisert ved at frekvensdetektoren (D) oppviser en lag-ringsinnretning (16) med en bestemt utladningstidskonstant og hvis ladetilstand er avhengig av oscillatorens utgangsfrekvens. •-.

19. Anordning ifølge krav 18, karakterisert ved at lagringsinnretningen består av en kondensator (16) med en parallellkoplet utladningsmotstand (17).

20. Anordning ifølge krav 18 eller 19, karakterisert ved at lagringsinnretningen (16) er koplet til en koplingsinnretning (18, 19) som ved en bestemt ladetilstand for lagringsinnretningen innkopler en strømbane med en indikatorinnretning.

21. Anordning ifølge krav 20, karakterisert ved at koplingsinnretningen (19) utløser et ytterligere signal når ladetilstanden for lagringsinnretningen (16) overskrider en andre forutbestemt terskelverdi.