DE1928874A1

DE1928874A1 - Ionisationsfeuermelder

Info

Publication number: DE1928874A1
Application number: DE19691928874
Authority: DE
Inventors: Scheidweiler Dr Andreas; Mueller Peter R
Original assignee: Cerberus AG
Current assignee: Cerberus AG
Priority date: 1968-06-18
Filing date: 1969-06-06
Publication date: 1970-01-02
Also published as: BE734060A; GB1217792A; DE1928874B2; IL32330A; DK125938B; NL6909253A; NL164407B; NL164407C; FR2011126A1; HK20378A; US3731093A; SE340971B; IL32330A0; CH475614A

Description

Dipl.-Ing. Dipl. oec. publ.

DIETRICH L5WINSKY "β· Juni 1969

PATENTANWALT
8 München 2\ - Gotthardstr. 81

Telefon 56 17 62

CERBERUS AG Männedorf ZH

IONISATIONSFEUERMELDER

Die Erfindung betrifft einen Ionisationsfeuermelder mit mindestens einer Ionisationskammer, die mindestens ein radioaktives Präparat sowie zwei Elektroden enthält, von denen eine als Kammerwand ausgebildet sein kann, zu der die Aussenluft Zutritt hat, und mit einer die Strömungsgeschwindigkeit der Aussenluft im Kammerinnern herabsetzenden Umhüllung.

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Ionisationsfeuermelder, die dem Nachweis von Brandaerosolen' in der umgebenden Luft dienen, enthalten mindestens eine Ionisationskammer, die ein radioaktives Präparat zur Ionisation der Luft innerhalb der Kammer enthält. An zwei Elektroden in der Kammer oder an eine Elektrode und die Kammerwand wird eine Spannung angelegt, so dass zwischen den Elektroden ein durch Ionenbewegung verursachter elektrischer Strom auftritt. Bei Zutritt von Aerosolen oder anderen Teilchen, z.B. Staub, in die Kammer ändert sich der Ionisationsstrom.

Die schweizerischen Patentschriften 297.463 und 355.380 beschreiben eine Anordnung, die mit einer solchen Ionisationskammer in Serie mit einem Widerstand arbeitet, wobei aie Stromänderung der Ionisationskammer bei Zutritt von Aerosolen oder anderen Teilchen in die Kammer' zu einer Potentialänderung an einer Elektrode führt, die entsprechend verstärkt wird und zur Alarmgabe benutzt wird.

Um eine genügend hohe Empfindlichkeit einer solchen Anlage zu erzielen, muss dafür gesorgt werden, dass die Luft einen möglichst freien und ungehinderten Zutritt zu dem Raum zwischen den Elektroden hat. Dies geschieht in der Regel dadurch, dass die Aussenwand der Ionisationskammer luftdurchlässig ist, z.B. teilweise offen ist oder teilweise aus einem Gitter besteht.

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In neuerer Zeit sind transistorisierte Ionisationsfeuermelder entwickelt worden, die mit Niederspannung arbeiten. Die schweizerische Patentschrift 446.131 beschreibt eine solche Anlage, die mit einer Kammerspannung unter 20 V, beziehungsweise einer Feldstärke von weniger als 5 V/cm, arbeitet. Bei Ionisationskammern dieser Art ist jedoch die Geschwindigkeit der Ionen zwischen den Elektroden so stark herabgesetzt, dass schon eine geringe Windgeschwindigkeit oder Luftzirkulation genügt, um den Ionenstrom zu beeinflussen.

Es sind daher Konstruktionen bekannt geworden, bei denen versucht wird, durch vorgesetzte Windschirme in Plattenoder Röhrenform diese Empfindlichkeit der Ionisationskammern gegen Luftströmungen zu vermeiden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass auch bei diesen Konstruktionen noch ein gewisser Luftstrom durch die Kammer hindurchgeht, der den Ionisationsstrom beeiflusst.

Ziel der Erfindung ist demgemäss die Konstruktion eines Ionisationsfeuermelders mit einer Ionisationskammer, die durch Abschirmvorrichtungen geschützt ist, so dass der Ionisationsstrom in der Kammer durch anströmende Luft nicht beeinflusst wird.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung der Ionisationskammer einen äusseren und einen inneren Teil aufweist, wobei die Innenfläche des äusseren Teiles eine ähnliche geometrische Form hat, wie die Aussenflache des

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inneren Teiles und beide Flächen praktisch parallel zueinander verlaufen, wobei der äussere und innere Teil je mindestens

eine Oeffnung aufweisen, und dass die Eintrittsöffnung bzw. Oeffnungen im äusseren Teil der umhüllung versetzt gegenüber der Oeffnung bzw. Oeffnungen des inneren Teiles der Umhüllung angebracht ist bzw. sind, so dass der seitliche Abstand des Randes der bzw. jeder äusseren Oeffnung vom Rand der bzw. jeder inneren Oeffnung grosser ist als der Abstand der beiden genannten' Teile der Umhüllung.

Einige besonders geeignete und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ionisationskammer von zylindrischer Form im Schnitt,

Fig. 2 eine Ionisationskammer entsprechend Fig. 1 in der Seitenansicht,

Fig. 3 eine Ionisationskammer komplizierterer Form, in grober Annäherung einer Halbkugel nahekommend, im Schnitt,

Fig. 4 eine Ionisationskammer nach Fig. 3 in perspektivischer Ansicht,

Fig. 5 eine in einen Sockel eingebaute Ionisationskammer.

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Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Ionisationskammer mit zylindrischem Messvolumen 1. Durch eine isolierende Grundplatte· 2 ist eine innere Elektrode 3 und eine äussere, gitterförmige Elektrode 4 hindurchgeführt. Das Messyolumen ist umgeben von einer aus zwei Teilen bestehenden Umhüllung, nämlich von einer inneren Umhüllung 5, die wiederum von einer äusseren Umhüllung 6 umgeben ist. Beide Umhüllungen umgeben die Messkammer bis zur Befestigungsebene 7. Im Kammerinnern sind radioaktive Präparate 8 und 9 angebracht, die den Raum zwischen beiden Elektroden 3 und 4 ionisieren und zu einem elektrischen Strom zwischen den Elektroden Anlass geben.

Die äussere Umhüllung 6 hat eine ähnliche geometrische Form wie die innere Umhüllung 5, so dass der Zwischenraum zwischen beiden Umhüllungen an allen Stellen nahezu gleich ist. Die zu untersuchende Luft kann durch Eintrittsöffnungen 10 in den Zwischenraum zwischen beiden Umhüllungen eintreten und durch weitere Oeffnungen 11 und 12 in der inneren Umhüllung -in das Kammer innere eindringen. Da der Abstand zwischen beiden Umhüllungen im Vergleich zu den Kammerabmessungen klein ist, und da die Oeffnungen der äusseren Umhüllung gegenüber den Oeffnungen der inneren Umhüllung versetzt angebracht sind, so dass der Abstand der Begrenzungen der Eintrittsöffnungen grosser ist als der Abstand der beiden Umhüllungen, wird die den Ionisationsfeuermelder anströmende Luft so stark gebremst, dass sie bei Eintritt in das Messvolumen nur noch eine geringe Geschwindigkeit hat.

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Durch die vorgesehene Anordnung der Eintrittsöffnungen wird erreicht, dass innerhalb des Messvolumeris die durch die Anströmungsgeschwindigkext der Luft hervorgerufene zusätzliche Beweglichkeit der Ionen im Vergleich zu der durch das elektrische Feld erzeugten Beweglichkeit gering ist, d.h. dass der Ionenstrom unabhängig von der Anströmungsgeschwindigkext wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Ionisationsfeuermelder von etwas komplizierterer Form, der in grober Annäherung einer Halbkugel gleicht. Das Messvolumen 13 ist wiederum von einer inneren Umhüllung 14 umgeben, die wiederum von einer äusseren Umhüllung 15 von ähnlicher geometrischer Form bis mindestens zur Befestigungsebene 16 umschlossen wird, so dass der Abstand zwischen der inneren und äusseren Umhüllung nahezu konstant ist.

Eine durch die Grundplatte 17 hindurchgeführte innere Elektrode 18 trägt ein radioaktives Präparat 19. Als zweite Elektrode dient die Wand der inneren Umhüllung 14.

Die zu überwachende Luft kann durch Eintrittsöffnungen in der äusseren Umhüllung und Eintrittsöffnungen 21 und in der inneren Umhüllung in das Messvolumen 13 eintreten. Die Anordnung der Eintrittsöffnungen zueinander ist wiederum so, dass auch bei grosser Anströmungsgeschwindigkext die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in der Kammer gering ist.

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Die Eintrittsöffnungen sind'in diesem Ausführungsbeispiel so gegeneinander versetzt, dass keine gerade Linie gleichzeitig durch eine Oeffnung in der äusseren Umhüllung und eine beliebige Oeffnung in der inneren Umhüllung gezogen werden kann. Dies wird dadurch erreicht, dass die Oeffnungen in der inneren Umhüllung und der äusseren Umhüllung auf verschiedenen Flächen liegen, die nicht zueinander parallel sind und einen Winkel miteinander einschliessen. Die Oeffnungen 22 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Drahtgitter ausgeführt.

Die Eintrittsöffnungen 20 in der äusseren Umhüllung sind . ca. 45° gegen die Achse des Melders, hier die Vertikale, geneigt. Dadurch ist gewährleistet, dass die Ionisationskammer sowohl bei vertikalen Luftströmungen als auch bei horizontalen Strömungen eine hinreichende, möglichst gleichbleibende Empfindlichkeit besitzt.

In bezug auf die Anordnung der Eintrittsöffnungen in beiden Umhüllungen sind natürlich viele Variationen möglich. Eine hinreichend niedrige Strömungsgeschwindigkeit im Kammerinnern lässt sich stets dann erreichen, wenn die inneren und äusseren Eintrittsöffnungen so weit gegeneinander versetzt sind, dass keine direkte üurchströmung der Messkammer stattfindet, und wenn andererseits durch einen angenähert gleichbleibenden Abstand zwischen beiden Umhüllungen ohne Stauungen durch Hindernisse eine gleichmässige, möglichst turbulenzfreie Strömung im Zwischenraum zwischen beiden

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Hüllen an den Innern Eintrittsöffnungen vorbei entsteht.

Ausserdem können die Umhüllungen auch aus mehreren entspre- · chend zusammengefügten Teilen bestehen.

Die geschilderten Ausführungsbeispiele zeigen Ionisationsfeuermelder, die für einen Einbau in eine Fläche vorgesehen sind. In diesem Fall können sich auf der anderen Seite der Grundplatte 2 bzw. 17 eine als Referenzkammer arbeitende weitere Ionisationskammer, die gegen die Aussenluft abgeschlossen ist befinden, sowie Bauelemente und elektrische Schaltungen.

Bei Ionisationsfeuermeldern, die für Aufputzmontage oder hängende Anordnung vorgesehen sind, wird üblicherweise der andere Schaltungsteil des Ionisationsfeuermelders mit der Messionisationskammer zu einer kompakten Einheit zusammengefügt. In diesem Fall liegt die Befestigungsebene für die beiden Umhüllungen etwa in der Ebene der isolierenden Grundplatte 2 und 17. Eine der beiden Umhüllungen der Messkammer kann in diesem Fall gleichzeitig als Gehäuse für den Schaltungsteil des Ionisationsfeuermelders dienen.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der äussere Teil der Umhüllung der Messkammer, der aus der Grundplatte 24, der Elektrode 25 mit dem Präparat 26 und der als zweite Elektrode dienenden inneren Umhüllung 27 besteht, von einem Teil des Montagesockels 2 8 für die Anbringung des Feuermelders gebildet wird. Als Eintritts-Oeffnung in der

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Äussenhülle ist in diesem Fall die untere kreisförmige
Oeffnung 29 des Sockels 28 zu betrachten, die zur weiteren Herabsetzung des Windeinflusses natürlich und mit einem zusätzlichen, hier nicht dargestellten Deckel mit kleinen
Oeffnungen, versehen werden kann. Die innern Oeffnungen 30 sind sich hier wieder gegenüber der Oeffnung des Sockels
um mehr als den Abstand der Sockelinnenwand von der Innenhülle versetzt.

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Claims

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Patentansprüche

' 1./ Ionisationsfeuermelder mit mindestens einer Ionisationskammer, die mindestens ein radioaktives Präparat sowie zwei Elektroden enthält, zu welcher Kammer die Aussenluft Zutritt hat, und mit einer die Strömungsgeschwindigkeit der Aussenluft im Kammerinnern herabsetzenden Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung der Ionisationskammer einen äusseren und einen inneren Teil aufweist, wobei die Innenfläche des äusseren Teiles eine ähnliche geometrische Form hat, wie die Aussenflache des inneren Teiles und beide Flächen praktisch parallel zueinander verlaufen, wobei der äussere und innere Teil je mindestens eine Oeffnung aufweisen, und dass die Eintrittsöffnung bzw. Oeffnungen im äusseren Teil der umhüllung versetzt gegenüber der Oeffnung bzw. Oeffnungen des inneren Teiles der Umhüllung angebracht ist bzw. sind, so dass der seitliche Abstand des Randes der bzw. jeder äusseren Oeffnung vom Rand der bzw. jeder inneren Oeffnung grosser ist als der Abstand der beiden genannten

ι Teile der Umhüllung.

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2. Ionisationsfeuermelder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Innenfläche des äusseren Teile.s der Umhüllung von der Aussenfläche des inneren Teiles der Umhüllung überall in der gleichen Grössenordnung liegt und kleiner ist als die Kammerabmessungen.
3. Ionisationsfeuermelder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile der Umhüllungen der Messkammer mechanisch voneinander getrennt sind, und dass der äussere Teil der Umhüllung abnehmbar ist.
4. Ionisationsfeuermelder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen in den beiden Teilen der Umhüllung auf Flächenteilen liegen, die einen von Null verschiedenen Winkel miteinander bilden.
5. Ionisationsfeuermelder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen in dem äusseren Teil der Umhüllung' im Vergleich zu den Oeffnungen im inneren Teil der Umhüllung so angebracht sind, dass kein geradliniger Weg von einem Punkt einer äusseren Oeffnung zu einem beliebigen Punkt einer inneren Oeffnung existiert.

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6. Ionisationsfeuermelder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oeffnungen im äusseren Teil der Umhüllung der Ionisationskammer einen Winkel zwischen 30° und 60° mit der Achse des Melders bilden.
7. Ionisationsfeuermelder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintrittsöffnungen im inneren Teil der Umhüllung der Ionisationskammer ganz oder teilweise aus einem Gitter bestehen.
8. Ionisationsfeuermelder nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode der Ionisationskammer als Kammerwand ausgebildet ist.

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