WO2006064009A1 - Fluidgemisch zur funktionsprüfung von rauchmeldern und dessen verwendung - Google Patents

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    • G08B29/12Checking intermittently signalling or alarm systems
    • G08B29/14Checking intermittently signalling or alarm systems checking the detection circuits
    • G08B29/145Checking intermittently signalling or alarm systems checking the detection circuits of fire detection circuits
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K3/00Materials not provided for elsewhere
    • C09K3/30Materials not provided for elsewhere for aerosols

Definitions

  • the invention relates to a fluid mixture for functional testing of smoke detectors, consisting of a propellant and at least one aerosol component which is admixed to said propellant.
  • Smoke detectors are used to detect smoke particles or aerosols that may be generated in a fire.
  • commercially available smoke detectors include in particular scattered light smoke detectors which measure the light scattered in an optical measuring chamber of smoke particles or aerosols.
  • Smoke alarms and smoke alarm systems usually have a service life of several years and require a periodic functional test to ensure proper function, which usually takes place in that the test chamber is charged with a test gas which simulates an aerosol.
  • a test gas which simulates an aerosol.
  • high molecular weight propellants have been used to simulate an aerosol without added substances.
  • the most commonly used propellants were the fully halogenated hydrocarbons, which also met the conditions of incombustibility and non-toxicity.
  • One of these gas mixtures is described in CH-A-501 284.
  • EP-A-0443 912 describes a gas mixture which does no damage to the ozone layer and which contains a proportion of dimethyl ether and a proportion of 1,1,1,2-tetrafluoroethane. Although this mixture gives good results when used in refrigerators and as a propellant gas, it is not very well suited for the special use as a test gas for smoke detectors, since it contains no aerosols. And this property means that by cooling the air water droplets can form and thus possibly an alarm can be triggered.
  • EP-B-0 663 432 a gas mixture of the type mentioned is described, which consists of 80 to 60 weight percent 1, 1, 1, 2-tetrafluoroethane and 20 to 40 weight percent of a pressure-reducing gas, which consists of at least one of the substances n-butane , Isobutane, a mixture of propane / n-butane, a mixture of propane / iso-butane, dimethyl ether (CH 3 -O-CH 3 ), methylal (CH 3 -O-CH 2 -O-CH 3 ) and Methyl ethyl ether (CH 3 -O-CH 2 -CH 2 ) exists.
  • a pressure-reducing gas which consists of at least one of the substances n-butane , Isobutane, a mixture of propane / n-butane, a mixture of propane / iso-butane, dimethyl ether (CH 3 -O-CH 3 ), methylal (CH
  • This gas mixture contains an admixed aerosol-forming component which consists of at least one of sebacic acid bis-2-ethylhexyl esters, sebacic acid diesters with various ester groups, paraffin oil, dibutyl phthalate, bis-2-ethylhexyl phthalate, butyloxyethanol, triethylene glycol and Triäthylenglykol diester and the gas mixture is mixed in a mixing ratio of at most 2 percent by weight.
  • an admixed aerosol-forming component which consists of at least one of sebacic acid bis-2-ethylhexyl esters, sebacic acid diesters with various ester groups, paraffin oil, dibutyl phthalate, bis-2-ethylhexyl phthalate, butyloxyethanol, triethylene glycol and Triäthylenglykol diester and the gas mixture is mixed in a mixing ratio of at most 2 percent by weight.
  • the invention should now provide a fluid mixture for functional testing of smoke detectors, which does not contain any fluorine-containing substance with the same good properties as the gas mixture described in EP-B-0 663 432.
  • the fluid mixture is formed by a mixture which is liquid at room temperature and ambient pressure and which contains a spray liquid as blowing agent.
  • the spray liquid contains at least one component which forms fine droplets during spraying.
  • a first preferred embodiment of the fluid mixture according to the invention is characterized in that the spray liquid contains additional components for optimizing the droplet size and / or increasing the boiling point.
  • the at least one component of the spray liquid contains at least one of the following substances: ketones, acetals, alcohols, water, hydrocarbons and / or combinations thereof, in particular methylal, formaldehyde diethyl acetal, n-hexane, hexane isomer mixture , Hexane mixture of isomers + methylcyclopentane, ethanol, propanol, isopropanol, acetaldehyde diethyl acetal, triethyl orthoformate, acetone, methyl acetate.
  • ketones ketones, acetals, alcohols, water, hydrocarbons and / or combinations thereof, in particular methylal, formaldehyde diethyl acetal, n-hexane, hexane isomer mixture , Hexane mixture of isomers + methylcyclopentane, ethanol, propanol, isopropanol, acetaldehyde diethy
  • a third preferred embodiment of the fluid mixture according to the invention is characterized in that the at least one aerosol component comprises at least one of sebacic acid bis-2-ethylhexyl esters, sebacic acid diesters with various ester groups, paraffin oil, dibutyl phthalate, phthalic acid bis- 2-ethylhexyl ester and triethylene glycol.
  • the requirements for gas mixtures for functional testing of smoke detectors that the gas mixture between -10 9 C and +50 9 C a liquid and incombustible, and that there is a vapor pressure ⁇ 11 bar at +50 9 C must have (prescription for spray cans).
  • the fluid mixture according to the invention is a combustible liquid which is sprayed through an atomizer, the pressure for spraying the mixture being produced by gas pressure or by a hand-operated or electrically operated small pump.
  • the invention further relates to the use of said fluid mixture.
  • This is characterized in that the pressure for spraying the fluid mixture is generated by gas pressure.
  • the gas pressure is generated by carbon dioxide, dimethyl ether or nitrogen, preferably by carbon dioxide.
  • the essential condition for the fluid mixture is the protection of the ozone layer. If, as usual, a liquefied gas is used as the fluid mixture, only chlorine-free gases are suitable as propellants, since the chlorine decomposes the ozone layer as is known. In addition, the fluid mixture must not contain any not fully fluorinated hydrocarbon, since fluorine-containing substances are banned, at least in Denmark. Since this greatly restricts the choice of possible available propellant gases, a spray liquid is used instead of a propellant gas.
  • the fluid mixture is therefore a mixture which is liquid at room temperature and ambient pressure and which contains a spray liquid and at least one aerosol component.
  • This mixture is sprayed as a mist of fine droplets, the droplets evaporate and the aerosol component remains as a fine aerosol that tests the smoke detector.
  • the pressure for spraying the mixture is generated by a pressurized gas or by a hand or electrically operated small pump.
  • the gas pressure is generated by carbon dioxide, dimethyl ether or nitrogen, with carbon dioxide being preferred.
  • the spray liquid contains at least one component which forms very fine droplets upon spraying, and may also contain other components to optimize the droplet size and / or to increase the boiling point.
  • the at least one aerosol component of the fluid mixture contains at least one of the following substances:
  • the fluid mixture is filled together with a compressed gas, the carbon dioxide, dimethyl ether or nitrogen in a conventional test gas can.
  • a detector tester of the type RE6 of Siemens Switzerland AG, Building Technologies Group (formerly Cerberus AG).
  • the detector tester is pushed over the detector.
  • the valve of the test gas can is actuated and the fluid mixture is sprayed onto the detector thanks to the gas pressure, flows into its measuring chamber and simulates the presence of fire aerosols.
  • the alarm time depends essentially on the droplet size, so that the smallest possible droplets are to be generated.
  • a mixture of methylal with n-hexane in the weight ratio 1: 0.5 with 0.2% aerosol component has proven to be particularly suitable.

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Abstract

Ein Fluidgemisch zur Funktionsprüfung von Rauchmeldern besteht aus einem Treibmittel und mindestens einer Aerosolkomponente, welche dem genannten Treibmittel beigemischt ist. Das Fluidgemisch ist durch eine bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck flüssige Mischung gebildet, welche als Treibmittel eine Sprühflüssigkeit enthält. Die Aerosolkomponente besteht aus mindestens einem der Stoffe Sebazinsäure-bis-2-ethyl-hexylester, Sebazinsäure-diester mit diversen Estergruppen, Paraffinöl, Phthalsäure-dibutyl-ester, Phthalsäure-bis-2-ethyl-hexylester und Triäthylenglykol. Bei der Anwendung des Fluidgemisches zur Funktionsprüfung von Rauchmeldern wird der Druck zum Versprühen des Fluidgemisches durch Gasdruck und zwar durch Kohlendioxid, Dimethyläther oder Stickstoff, vorzugsweise durch Kohlendioxid, erzeugt.

Description

Siemens Schweiz AG, 8047 Zürich, Schweiz 200420804
Fluidgemisch zur Funktionsprüfung von Rauchmeldern und dessen Verwendung
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Fluidgemisch zur Funktionsprüfung von Rauchmeldern, bestehend aus einem Treibmittel und mindestens einer Aerosolkomponente, welche dem genannten Treibmittel beigemischt ist.
Rauchmelder werden zur Feststellung von Rauchpartikeln oder Aerosolen, die bei einem Brand entstehen können, eingesetzt. Zu den handelsüblichen Rauchmeldern gehören neben den lonisationsrauchmeldern insbesondere Streulichtrauchmelder, welche das in einer optischen Messkammer an Rauchpartikeln oder Aerosolen gestreute Licht messen.
Rauchmelder und Rauchmeldersysteme haben meist eine Betriebsdauer von mehreren Jahren und erfordern zur Sicherstellung einer einwandfreien Funktion eine periodische Funktionsprüfung, welche in der Regel dadurch erfolgt, dass die Messkammer mit einem Prüfgas beaufschlagt wird, welches ein Aerosol simuliert. So wurden beispielsweise Treibgase mit hohem Molekulargewicht eingesetzt, die ohne Zusatzsubstanzen ein Aerosol zu simulieren vermochten. Ein Treibgasgemisch mit geeignetem Siedepunkt der Komponenten, zwischen - 200C und +100C, zeigte sich als sehr wirksam und für alle Meldertypen anwendbar. Die meist verwendeten Treibgase waren die vollständig halogenierten Kohlenwasserstoffe, die auch die Bedingungen der Unbrennbarkeit und Ungiftigkeit erfüllten. Eines dieser Gasgemische ist in CH-A-501 284 beschrieben.
Nach der im September 1987 beschlossenen Treaty of Montreal ist aber der Einsatz vollständig halogenierter Kohlenwasserstoffe wegen ihrer schädigenden Wirkung auf die Ozonschicht ab 1995 in allen Ländern verboten, und somit sind auch die obengenannten Treibgase nicht mehr verwendbar.
In der EP-A-0443 912 ist ein Gasgemisch beschrieben, welches der Ozonschicht keinen Schaden zufügt und welches einen Anteil Dimethyläther und einen Anteil 1 ,1 ,1 ,2-Tetrafluor- ethan enthält. Dieses Gemisch erbringt zwar in der Verwendung in Kühlgeräten und als Treibgas gute Resultate, ist aber für die spezielle Verwendung als Prüfgas für Rauchmelder nicht sehr gut geeignet, da es keine Aerosole enthält. Und diese Eigenschaft führt dazu, dass sich durch Abkühlung der Luft Wassertröpfchen bilden können und dadurch eventuell ein Alarm ausgelöst werden kann. In der EP-B-O 663 432 ist ein Gasgemisch der eingangs genannten Art beschrieben, welches aus 80 bis 60 Gewichtsprozenten 1 ,1 ,1 ,2-Tetrafluorethan und 20 bis 40 Gewichtsprozenten eines druckmindernden Gases besteht, welches aus mindestens einem der Stoffe n-Butan, Isobutan, einer Mischung von Propan/n-Butan, einer Mischung von Propan/Iso-Butan, Dimethyl- äther (CH3-O-CH3), Methylal (CH3-O-CH2-O-CH3) und Methyl-Ethyläther (CH3-O-CH2-CH2) besteht. Dieses Gasgemisch enthält eine beigemischte aerosolbildende Komponente, die aus mindestens einem der Stoffe Sebazinsäure-bis-2-ethyl-hexylester, Sebazinsäure-diester mit diversen Estergruppen, Paraffinöl, Phthalsäure-dibutylester, Phthalsäure-bis-2-ethyl-hexylester, Butyloxyäthanol, Triäthylenglykol und Triäthylenglykol-diester besteht und dem Gasgemisch in einem Mischverhältnis von maximal 2 Gewichtsprozenten beigemischt ist.
Das in der genannten EP-B beschriebene Gasgemisch hat sich seit Jahren für die Funktionsprüfung von Rauchmeldern bestens bewährt, enthält aber eine fluorhaltige Substanz, welche vor kurzem in Dänemark verboten worden ist und vermutlich auch in weiteren Ländern verboten werden wird.
Durch die Erfindung soll nun ein Fluidgemisch zur Funktionsprüfung von Rauchmeldern geschaffen werden, welches bei gleich guten Eigenschaften wie das in der EP-B-O 663 432 beschriebene Gasgemisch keine fluorhaltige Substanz enthält.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Fluidgemisch durch eine bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck flüssige Mischung gebildet ist, welche als Treibmittel eine Sprühflüssigkeit enthält. Vorzugsweise enthält die Sprühflüssigkeit mindestens eine Komponente, die beim Versprühen feine Tröpfchen bildet.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Fluidgemisches ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühflüssigkeit zusätzliche Komponenten für die Optimierung der Tröpfchengrösse und/oder die Erhöhung des Siedepunkts enthält.
Gemäss einer zweiten bevorzugten Ausführungsform enthält die mindestens eine Komponente der Sprühflüssigkeit mindestens einen der folgenden Stoffe: Ketone, Acetale, Alkohole, Wasser, Kohlenwasserstoffe und/oder Kombinationen davon, im speziellen Methylal, Formaldehyd- diethyl-acetal, n-Hexan, Hexan-Isomerengemisch, Hexan Isomerengemisch + Methylcyclopentan, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Acetaldehyd-diethylacetal, Orthoameisen- säure-triethylester, Aceton, Methylacetat.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Fluidgemisches ist dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aerosolkomponente aus mindestens einem der Stoffe Sebazinsäure-bis-2-ethyl-hexylester, Sebazinsäure-diester mit diversen Estergruppen, Paraffinöl, Phthalsäure-dibutyl-ester, Phthalsäure-bis-2-ethyl-hexylester und Triäthylenglykol besteht. Neben der neuen Forderung des Verzichts auf fluorhaltige Substanzen bestanden bisher für Gasgemische zur Funktionsprüfung von Rauchmeldern die Forderungen, dass das Gasgemisch zwischen -109C und +509C eine Flüssigkeit und unbrennbar sein, und dass es einen Dampfüberdruck ≤ 11 bar bei +509C haben muss (Vorschrift für Spraydosen). Da prinzipiell kein Gasgemisch existiert, welches alle diese Forderungen erfüllt, wurde beim erfindungs-gemässen Fluidgemisch auf die Unbrennbarkeit verzichtet. Das erfindungsgemässe Fluid-gemisch ist eine brennbare Flüssigkeit, die durch einen Zerstäuber versprüht wird, wobei der Druck zum Versprühen der Mischung durch Gasdruck oder eine von Hand oder elektrisch betreibbare kleine Pumpe erzeugt wird.
Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung des genannten Fluidgemisches. Diese ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druck zum Versprühen des Fluidgemisches durch Gasdruck erzeugt wird. Der Gasdruck wird durch Kohlendioxid, Dimethyläther oder Stickstoff, vorzugsweise durch Kohlendioxid, erzeugt.
Im Folgenden wird das erfindungsgemässe Fluidgemisch zur Funktionsprüfung von Rauchmeldern anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Die wesentliche Bedingung für das Fluidgemisch ist die Schonung der Ozonschicht. Wenn als Fluidgemisch so wie üblich ein Flüssiggas verwendet wird, dann kommen als Treibgase nur chlorlose Gase in Frage, da das Chlor die Ozonschicht bekannterweise abbaut. Ausserdem darf das Fluidgemisch auch keinen nicht vollständig fluorierten Kohlenwasserstoff enthalten, da fluorhaltige Substanzen zumindest in Dänemark verboten sind. Da dadurch die Auswahl der zur Verfügung stehenden möglichen Treibgase stark eingeschränkt ist, wird anstatt eines Treibgases eine Sprühflüssigkeit verwendet.
Das Fluidgemisch ist also eine bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck flüssige Mischung, welche eine Sprühflüssigkeit und mindestens eine Aerosolkomponente enthält. Diese Mischung wird als ein Nebel aus feinen Tröpfchen versprüht, die Tröpfchen verdunsten und die Aerosolkomponente bleibt als feines Aerosol zurück, welches den Rauchmelder testet. Der Druck zum Versprühen der Mischung wird durch ein Druckgas oder eine von Hand oder elektrisch betreibbare kleine Pumpe erzeugt. Der Gasdruck wird durch Kohlendioxid, Dimethyläther oder Stickstoff erzeugt, wobei Kohlendioxid bevorzugt wird.
Die Sprühflüssigkeit enthält mindestens eine Komponente, die beim Versprühen sehr feine Tröpfchen bildet, und kann zur Optimierung der Tröpfchengrösse und/oder zur Erhöhung des Siedepunkts auch noch weitere Komponenten enthalten. Als Komponenten der Sprühflüssigkeit sind einer oder mehrere der folgenden Stoffe vorgesehen: Ketone, Acetale, Alkohole, Wasser, Kohlenwasserstoffe und/oder Kombinationen davon, im speziellen Methylal (= Formaldehyd- dimethylacetal), Formaldehyd-diethylacetal, n-Hexan, Hexan-Isomerengemisch, Hexan Isomerengemisch + Methylcyclopentan, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Acetaldehyd- diethylacetal, Orthoameisensäure-triethylester, Aceton, Methylacetat.
Die mindestens eine Aerosolkomponente des Fluidgemisches enthält mindestens einen der folgenden Stoffe:
• Sebazinsäure-bis-2-ethyl-hexyl-ester
• Sebazinsäure-diester mit diversen Estergruppen
• Paraffinöl
• Phthalsäure-dibutylester
• Phthalsäure-bis-ethyl-hexylester
• Triäthylenglykol wobei der Gesamtanteil aller Aerosolkomponenten ≤ 3 Gewichtsprozent beträgt. Allgemein ist der Anteil der Aerosolkomponenten ≤ 1 Gewichtsprozent, bei einer bevorzugten Ausführungsform des Fluidgemisches liegt er zwischen 0.01 Gewichtsprozent und 0.5 Gewichtsprozent.
Für die Funktionsprüfung von Rauchmeldern wird das Fluidgemisch zusammen mit einem Druckgas, die Kohlendioxid, Dimethyläther oder Stickstoff in eine übliche Prüfgasdose eingefüllt. Diese wird dann in ein Melderprüfgerät des Typs RE6 der Siemens Schweiz AG, Building Technologies Group (früher Cerberus AG) eingesetzt wird. Für den Prüfvorgang wird der Melderprüfer über den Melder geschoben. Durch Andrücken des Melderprüfers an den Melder wird das Ventil der Prüfgasdose betätigt und das Fluidgemisch wird dank dem Gasdruckauf den Melder gesprüht, strömt in dessen Messkammer und simuliert so das Vorhandensein von Brandaerosolen.
Praktische Versuche der Funktionsprüfung von lonisationsrauchmeldern und von optischen Rauchmeldern mit dem erfindungsgemässen Fluidgemisch haben zu folgenden Ergebnissen geführt:
• Das neue Fluidgemisch erzeugt ein relativ lang lebiges Aerosol.
• Die Alarmierungszeit hängt wesentlich von der Tröpfchengrösse ab, so dass möglichst kleine Tröpchen erzeugt werden sollen.
• Eine Mischung von Methylal mit n-Hexan im Gewichtsverhältnis 1 :0.5 mit 0.2% Aerosolkomponente hat sich als besonders gut geeignet erwiesen.

Claims

Patentansprüche
1. Fluidgemisch zur Funktionsprüfung von Rauchmeldern, bestehend aus einem Treibmittel und mindestens einer Aerosolkomponente, welche dem genannten Treibmittel beigemischt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidgemisch durch eine bei Raumtemperatur und Umgebungsdrück flüssige Mischung gebildet ist, welche als Treibmittel eine Sprühflüssigkeit enthält.
2. Fluidgemisch nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühflüssigkeit mindestens eine Komponente enthält, welche beim Versprühen feine Tröpfchen bildet.
3. Fluidgemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprühflüssigkeit zusätzliche Komponenten für die Optimierung der Tröpfchengrösse und/oder die Erhöhung des Siedepunkts enthält.
4. Fluidgemisch nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Komponente der Sprühflüssigkeit mindestens einen der folgenden Stoffe: Ketone, Acetale, Alkohole, Wasser, Kohlenwasserstoffe und/oder Kombinationen davon, im speziellen Methylal, Formaldehyd-diethyl-acetal, n-Hexan, Hexan-Isomerengemisch, Hexan Isomerengemisch + Methylcyclopentan, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Acetaldehyd- diethylacetal, Orthoameisensäure-triethylester, Aceton, Methylacetat enthält.
5. Fluidgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Aerosolkomponente aus mindestens einem der Stoffe Sebazinsäure-bis- 2-ethyl-hexylester, Sebazinsäure-diester mit diversen Estergruppen, Paraffinöl, Phthalsäure-dibutyl-ester, Phthalsäure-bis-2-ethyl-hexylester und Triäthylen-glykol besteht.
6. Fluidgemisch nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil aller Aerosolkomponenten nicht grösser ist als 3 Gewichtsprozent.
7. Fluidgemisch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil aller Aerosolkomponenten nicht grösser ist als 1 Gewichtsprozent und vorzugsweise zwischen 0.01 Gewichtsprozent und 0.5 Gewichtsprozent liegt.
8. Fluidgemisch nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Mischung von Methylal mit n-Hexan im Gewichtsverhältnis von 1 :0.5 mit einer Aerosolkomponente von 0.2 Gewichtsprozent.
9. Verwendung des Fluidgemisches nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck zum Versprühen des Fluidgemisches durch Gasdruck erzeugt wird.
10. Verwendung des Fluidgemisches nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck durch Kohlendioxid, Dimethyläther oder Stickstoff, vorzugsweise durch Kohlendioxid, erzeugt wird.
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