DE1038454B - Lichtelektrische Meldeeinrichtung fuer truebstoffangereicherte Raumluft, insbesondere Rauchmeldeeinrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, die Trübungen der Raumluft meldet, wenn sich an dem an der Decke des Raumes aufgehängten Melder Rauch, Staub oder Dampf in einem Dichtegrad angesammelt hat, der auf die Entstehung eines Brandherdes, auf mögliche Staubexplosionen, auf undicht gewordene Dampfleitungen usw. schließen läßt.

Ihre wichtigste Bedeutung haben Trübungsmelder als Rauchmelder zum Feststellen eines Brandherdes in seinem Anfangsstadium. Nach bekannten Vorschlägen sind die Rauchmelder auf die einzelnen zu überwachenden Räume verteilt und sind mit einer zentralen Überwachungsstelle verbunden. Die Melder selbst bestehen im wesentlichen aus einer Kammer, in die raucherfüllte Raumluft eindringen kann, aus einer am einen Ende der Kammer angeordneten Beleuchtungseinrichtung, die einen Lichtstrahl durch die Kammer schickt, und aus einer lichtempfindlichen Einrichtung, z. B. Fotozelle, am anderen Ende der Kammer. Die Unterschiede in der Beleuchtungsstärke, die bei reiner Raumluft bzw. raucherfüllter Raumluft an der Fotozelle auftreten, werden zur Signalisierung ausgewertet.

Eine bekannte Rauchmeldeeinrichtung enthält als Kammer im wesentlichen einen zylindrischen Körper aus Maschendraht, in den die Raumluft und damit auch eventuell vorhandener Rauch eindringen kann. In der Praxis hat sich erwiesen, daß der Zutritt von Rauch allein noch nicht wirksam genug ist, sondern daß eine Strömung erforderlich ist. Es sind daher schon Heizquellen eingesetzt worden, um die erforderliche Luftströmung zu erzielen. Bei rohrförmig ausgebildeten Kammern hat man auch schon die raucherfüllte Raumluft mittels eines Gebläses durch die Kammer hindurchgeleitet.

Da eine Rauchmeldeeinrichtung ihrem Wesen nach eine stete Betriebsbereitschaft erfordert, darf sie auch nicht als Stromverbraucher wesentlich in Erscheinung treten. Mit diesen Anforderungen verträgt sich aber die Anwendung einer Heizung und eines Gebläses nicht. Insbesondere muß ein Rauchmelder sehr empfindlich und von Stromschwankungen unabhängig sein. Er muß schon auf Spuren von Rauch und darauf ohne Verzögerung ansprechen.

Diesen Forderungen steht eine Einrichtung entgegen, die ein in axialer Richtung zu durchströmendes Rohr notwendig macht, das eine langgestreckte Form besitzt, um mit der Durchstrahlung einer entsprechend langen Luftsäule einen für einen ausreichenden Meldestrom genügenden Anteil an Trübstoffen erfassen zu können. Denn mit zunehmender Rohrlänge geht nicht nur viel Licht verloren, sondern es vergrößert sich auch der Einziehweg für die zu prüfende Luft. Auch setzt ein langes Rohr der Strö-

Lichtelektrische Meldeeinrichtung

für trübstoffangereicherte Raumluft,

insbesondere Rauchmeldeeinrichtung

Anmelder:

Fritz Link Elektrogerätebau,
Eningen bei Reutlingen, Jahnstr. 24

Fritz Link, Eningen bei Reutlingen,
ist als Erfinder genannt worden

mung einen großen Widerstand entgegen, so daß ihr eine erhebliche Beschleunigung erteilt werden muß, die zu einem Auflichten der Trübstoffe schon dadurch führt, daß beim Einsaugen des Rauches trübstoffarme Raumluft mitgerissen wird.

In einer anderen bekannten Rauchmeldeeinrichtung wird neben der vom Rauch durchströmten Prüfkammer eine Vergleichskammer verwendet. Die Verwendung von Vergleichsstrecken, bei denen eine Differenzspannung oder ein Differenzstrom zur Messung ausgewertet wird, bringt an sich eine wesentliche Erhöhung der Empfindlichkeit mit sich gegenüber der Messung der absoluten Spannungen bzw. Ströme aus den Fotozellen. Außerdem ist es möglich, auf diese Weise die Anlage dauernd auf ihre Betriebsfähigkeit zu überwachen. Diese bekannte Anordnung, bei der der Rauch in beide Lichtstrecken eintritt, ist aber nachteilig, da hierdurch die Differenz der unterschiedlichen Beleuchtung der beiden Fotozellen wieder vermindert wird. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Anordnung besteht darin, daß die Fotozellen in unterschiedlicher Entfernung von der Lampe angeordnet sind und daß zum Abgleich Blenden erforderlich sind. Außerdem machen sich Temperatureinflüsse erheblich bemerkbar, und es kann dadurch keine genügende Kompensation der beiden Zellen erreicht werden. Der Vorschlag, die Prüfkammer innen zu verspiegeln, schafft keine wesentliche Abhilfe. Auch Schwankungen der Beleuchtungsstärke machen sich bemerkbar und beeinflussen stark die Meldeempfindlichkeit. Ein weiterer Nachteil dieser Anordnungen besteht darin, daß ein einwandfreies Abgleichen von Prüf- und Vergleichsstrecke notwendig ist. Dies ist aber insofern nicht durchführbar, als die axial durchströmte Prüf-

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kammer an ihren Stirnseiten durch die Anordnung der Ein- und Austrittsstellen für die Prüfluft blockiert ist.

Eine weitere bekannte Raummeldeeinrichtung weist eine symmetrische Anordnung zweier Kammern auf, von denen die eine als Prüf- und die andere als Vergleichskammer dient. Die beiden den Kammern zugeordneten Fotozellen sind differential geschaltet und werden von einer gemeinsamen Lampe beleuchtet. Die eine Kammer ist für die Raumluft verschlossen, während in die andere Kammer die Raumluft durch öffnungen eintreten kann, die Kammer dann in ihrer Längsrichtung durchströmt und wieder austritt. Die Durchstrahlung der beiden Kammern von der gemeinsamen Lichtquelle aus bedingt in der vorbekannten Anordnung einen verhältnismäßig großen Aufwand, da an beiden Enden der Kammern Linsensysteme angeordnet sind und außerdem ein Prismensystem notwendig ist, um die Strahlenbündel umzulenken.

Die Nachteile der bekannten Anordnungen werden bei Rauchmeldeeinrichtungen mit zwei von einer gemeinsamen Lichtquelle durchstrahlten Kammern erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die beiden in bekannter Weise zu einer baulichen Einheit zusammengefaßten Kammern übereinander in einem Meldergehäuse angeordnet sind, das sich satt an die Decke des Raumes anschmiegt und als Ein- und Austrittsöffnungen für die Raumluft an seinen Längsseiten Schlitze enthält, an die sich im Innern des Gehäuses Leitflächen anschließen, die die Schlitze zu nach innen sich erweiternden Düsen ergänzen und eine Querdurchströmung der Raumluft in der Prüfkammer hervorrufen, sowie gleichzeitig als Blenden die Kammern gegen das Außenlicht abschirmen. Vorzugsweise wird das von der gemeinsamen Lichtquelle stammende Licht durch ein beiden Kammern gemeinsames, als Bildwerfer wirkendes Linsensystem im Zusammenwirken mit der die beiden Kammern trennenden Wand je zur Hälfte auf die "beiden den Kammern zugeordneten und in der lotrechten Ebene übereinanderliegenden lichtelektrischen ^; Zellen verteilt. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung bildet das Linsensystem den Glühfaden der Lampe unscharf, gegebenenfalls verschwommen auf den lichtelektrischen Zellen ab. Dadurch entsteht bei der Abbildung kein wesentlicher Lichtverlust, denn jegliche Reflexionen vom Anfang bis zum Ende der Kammer entfallen.

Ausgehend von der Überlegung, daß im Raum aufsteigende leichte — als Luft — Teilchen aus eigener lebendiger Kraft nach ihrem Hochsteigen an die Decke an ihr entlang wandern, bedarf eine mit öffnungen in ihrem Mantel quer durchströmte Kammer keines bereitzustellenden Mittels zum Einholen der Luftproben und zu ihrem Hindurchfördern durch die langgezogene Kammer. Es verkürzt sich jetzt der Strömungsweg der Prüf luft auf die Querausdehnung der Kammer, und es werden die Luftproben den Rauchwolken in der Dichte entnommen, in der sie am Melder ankommen. Da ferner Luftein- und -austrittssteilen an den Rohrstirnseiten bei der quer durchströmten Kammer wegfallen, läßt sich der Prüfstrecke jetzt eine Vergleichsstrecke zuordnen, die für einen daraus gewinnbaren Differenzstrom scharf abgleichbar ist. Diese scharfe Abgleichmöglichkeit läßt es nunmehr auch zu, Strahlenquellen und dazugehörige Strahlenmeßgeräte für andere zum Abtasten des Trübstoffgehaltes geeignete Strahlenarten zu verwenden.

In der Zeichnung ist eine Meldeeinrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. .Beim gewählten Ausführungsbeispiel, das sich auf einen Rauchmelder bezieht, dient als Strahlenquelle eine elektrische Glühlampe. Es zeigt

Fig. 1 eine Übersicht über die Anordnung der mit einer Zentralstelle verbundenen Melder,
Fig. 2 den Melder im Längsschnitt,
Fig. 3 ein Querschnittsbild des Melders gemäß Fig. 2.

Die auf die einzelnen Räume verteilten, mit ihrem

ίο Gehäuse 1, 2 jeweils satt an die Decke 3, 4 des Raumes sich anschmiegenden Melder sind an die Zentrale 5 angeschlossen, an der Meldeimpulse in Form akustischer oder optischer Zeichen, oder auch Signale beider Arten, sich äußern. Die von der Prüfstrecke durchzogene Prüfkammer ist mit 6, die Kammer für die Vergleichsstrecke mit 7 bezeichnet.

Die erstere Kammer wird gemäß Fig. 3 von der Prüfluft quer durchströmt. Damit ist es möglich, die beiden Strahlenstrecken mit ihren optischen und elekirischen Elementen symmetrisch zueinander anzuordnen, sie damit größenmäßig und in ihren Eigenschaften einander anzugleichen und sie im übrigen durch in kleinen Grenzen erfolgendes örtliches Verlagern des einen oder andern Elementes vollends völlig abzugleichen. Die andere, die Vergleichskammer 7, ist in sich, gegen die Außenluft, abgeschlossen und mit trübstoffreiner Luft angefüllt. Die beide Kammern räumlich trennende Wand ist mit 8 bezeichnet. Sie bildet zugleich die Symmetrieebene der beiden Strahlenstrecken.

Die Kammern sind liegend angeordnet. Sie sind zu einer vom Meldergehäuse 1 umschlossenen Doppelkammer zusammengeschlossen, in der die Einzelkammern so übereinander und parallel zueinander zu liegen kommen, daß die Prüfkammer der Decke zunächst liegt, an die sich das Meldergehäuse satt anschmiegt. Zu ihr spiegelbildlich liegt die Zelle 10 der Vergleichsstrecke. Auf jeder Zelle bildet sich die Hälfte des Glühfadens 11 ab, dem das als Bildwerfer ausgebildete Linsensystem 12 beigegeben ist. Zur gleichmäßigen Beleuchtung von Zellen mit ebenen lichtempfindlichen Schichten ist darauf Bedacht genommen, daß sich der Faden unscharf bis weitgehend verschwommen auf den Zellen 9, 10 abzeichnet.

Im Raum hochsteigender Rauch 13 breitet sich an der Decke 3 nach allen Richtungen aus. Er pflanzt sich wellenartig fort und schiebt sich in Schichten 14, 15 übereinander. Die der Decke und der Grenzschicht an ihr zunächst gelegenen Rauchschichten größter Dichte ergießen sich durch die ihnen eigene Bewegungsenergie in die Prüfkammern 6. Der Rauch tritt durch die an ihrem Mantel vorgesehenen Spalten 16, 17 ein, an die sich gegen das Innere der Kammer hin gerichtete Leitflächen anschließen, die nach innen erweiternde Düsen 18, 19 bilden, die die Eintrittsströmung mithin verlangsamen und die Trübstoffe zusammenballen, die dabei bei geeigneter Anordnung der Austrittsspalte 20, 21 eine zirkulierende Bewegung annehmen.

Beim Durchstrahlen der trübstoffangereicherten Luftsäule in der Prüfkammer 6 einerseits und der trübstofffreien Vergleichsluft in der Vergleichskammer 7 andererseits ergibt sich aus der unterschiedlich starken Beleuchtung der Zellen ein bei kritischem Trübstoffgehalt entstehender, mit zunehmender Trübstoffdichte wachsender Differenzstrom als Meldestrom. Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß bei einer Querdurchströmung der Kammer wesentlich kürzere Längenabmessungen für die Kammern erzielt werden. Bei einer Längsdurchströmung stehen

jeweils nur verhältnismäßig enge öffnungen für das Eintreten der Raumluft zur Verfugung, so daß Gebläse- oder besondere Heizeinrichtungen erforderlich sind. Das Einsaugen und die damit verbundenen Nachteile entfallen bei einer quer durchströmten Kammer. Insbesondere wird nicht, wie beim Einsaugen, auch noch trübstoffarme Raumluft mitgerissen. Da, wie erwähnt, eine Verkleinerung der Abmessungen erreicht wird, ist es möglich, ohne großen Aufwand zwei gleich große Kammern zu Vergleichszwecken zu verwenden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der einfachen Ausbildung des Beleuchtungssystems, denn es ist nur ein einziges als Bildwerfer wirkendes Linsensystem vorgesehen, das irn Zusammenwirken mit der die beiden Kammern trennenden Wand das Licht der gemeinsamen Lichtquelle je zur Hälfte durch die beiden Kammern leitet.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Lichtelektrische Meldeeinrichtung für trübstoffangereicherte Raumluft, insbesondere Rauchmeldeeinrichtung, mit zwei in ihren Abmessungen gleichen, symmetrisch angeordneten und von einer gemeinsamen Lichtquelle durchstrahlten Kammern, von denen die eine von der Raumluft durchströmte als Prüfkammer und die andere gegen die Raumluft abgeschlossene als Vergleichskammer dient, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in bekannter Weise zu einer baulichen Einheit zusammengefaßten Kammern übereinander in einem Meldergehäuse angeordnet sind, das sich satt an die Decke des Raumes anschmiegt und als Ein- und Austrittsöffnungen für die Raumluft an seinen Längsseiten Schlitze enthält, an die sich im Innern des Gehäuses Leitflächen anschließen, die die Schlitze zu nach innen sich erweiternden Düsen ergänzen und eine Querdurchströmung der Raumluft in der Prüfkammer hervorrufen, sowie gleichzeitig als Blenden die Kammern gegen das Außenlicht abschirmen.

2. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfkammer oberhalb der Vergleichskammer angeordnet ist.

3. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht der gemeinsamen Lichtquelle durch ein beiden Kammern gemeinsames, als Bildwerfer wirkendes Linsensystem im Zusammenwirken mit der die beiden Kammern trennenden W^Tand je zur Hälfte auf die beiden den Kammern zugeordneten und in der lotrechten Ebene übereinanderliegenden lichtelektrischen Zellen verteilt wird.

4. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lampe mit einer sich vornehmlich in beiden lotrechten Richtungen ausdehnenden Wendel benutzt und diese je zur Hälfte auf die eine ödere andere Zelle projiziert wird.

5. Meldeeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem den Glühfaden der Lampe unscharf, gegebenenfalls verschwommen auf den lichtelektrischen Zellen abbildet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 658 811;
USA.-Patentschrift Nr. 2 468 740;
französische Patentschrift Nr. 788 111.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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