DE20108451U1 - Optical smoke detector - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Rauchmelder nach Anspruch 1.The invention relates to an optical smoke detector according to claim 1.
Optische Rauchmelder sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Üblicherweise befindet sich in einer Meßkammer, in die Umgebungsluft eindringen kann, jedoch nach Möglichkeit kaum Außenlicht, eine optische Meßstrecke, die feststellt, wenn in die Strecke Rauch eindringt. Werden derartige Melder mit einer Vielzahl von weiteren Meldern zu einer Anlage verbunden, sind diese meist mit einerOptical smoke detectors are known in a wide variety of designs. Usually, an optical measuring section is located in a measuring chamber into which ambient air can penetrate, but preferably hardly any outside light, and which detects when smoke penetrates the section. If such detectors are connected to a large number of other detectors to form a system, they are usually equipped with a
Zentrale in Verbindung, welche einen Alarm abgibt, wenn ein Melder daß' Vorhandensein von Rauch feststellt. In vielen Fällen ist jedoch auch erwünscht, mit dem Melder unmittelbar einen akustischen Alarmgeber zu koppeln. Derartige Kombinationen sind bereits bekannt geworden. Nachfolgend sollen einige bekannte Beispiele diskutiertThe central unit is connected to a smoke detector, which gives an alarm when a detector detects the presence of smoke. In many cases, however, it is also desirable to connect an acoustic alarm device directly to the detector. Such combinations are already known. Some well-known examples are discussed below.
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&igr; I '.. .ZugelässeSeJVeilretei beiri HaTnem'sierengjaint'ijlr d*eji Binnjnmjirkt;
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J · ... ^RechJsanwaltijZug^as.strftisidenH^mtmgerGtic.. .., J · ... ^RechJsanwaltijZug^as.strftisidenH^mtmgerGtic.. ..,
Deutsche Bank" *A*G Hafnburg,*Nr.*05 28497 (BLZ 200 700 24) · Postbank Hamburg, Nr. 28 42 206 (BLZ 200 100 20)
Dresdner Bank AG Hamburg, Nr. 933 60 35 (BLZ 200 800 00)Deutsche Bank" *A*G Hafnburg,*No.*05 28497 (bank code 200 700 24) · Postbank Hamburg, No. 28 42 206 (bank code 200 100 20)
Dresdner Bank AG Hamburg, No. 933 60 35 (bank code 200 800 00)
werden, die in beiliegenden Zeichnungen gemäß den Figuren 2 bis 4 schematisch wiedergegeben sind.which are schematically shown in the accompanying drawings according to Figures 2 to 4.
Aus DE GM 82 10 633 ist der in Fig. 2 dargestellte Melder bekannt geworden. Das Gerät besteht im wesentlichen aus einem runden Gehäuse 1, das zur einen Stirnseite 14 hin eine Rauchkammer 2 und zur anderen Stirnseite hin eine Schallkammer 4 aufweist. Zwischen Rauchkammer 2 und Schallkammer 4 verläuft eine Trennwand 5. In der Rauchkammer 2 sind die gegenüberliegend angeordneten gemeinsam als Lichtschranke wirkenden und an der zylindrischen Gehäuseinnenwand 16 angeordneten lichtoptischen Elemente 7, 8 untergebracht. Der Rauch kann durch in der Meldermitte die Rauchkammer 2 begrenzenden Stirnwand 14 vorhandenen Öffnungen 6 eintreten, um den Meßlichtstrahl zu erreichen und dessen Intensität zu dämpfen. Bei Vorhandensein einer bestimmten Rauchmenge wird der bei der benachbarten Schallkammer 4 an deren Stirnseite 15 angebrachte Schallgeber 3 angesteuert. Der als Lautsprecher ausgebildete Schallgeber 3 wirkt gleichzeitig als Förderpumpe für den Rauch. Zu diesem Zweck wird die Membran des Schallgebers zunächst auf eine niedrige Schwingungsfrequenz begrenzt. Um die Pumpwirkung zu unterstützen, enthält die Trennwand 5 mehrere Luftdurchlaßöffnungen 10 mit Einweg- oder Rückschlagventilen, so daß Luft aus der Schallkammer 4 in die Rauchkammer 2 strömen kann. Die Stirnseite 15 der Schallkammer 4 enthält ebenfalls dem gleichen Zweck dienende Öffnungen 9.The detector shown in Fig. 2 is known from DE GM 82 10 633. The device essentially consists of a round housing 1, which has a smoke chamber 2 on one end 14 and a sound chamber 4 on the other end. A partition wall 5 runs between the smoke chamber 2 and the sound chamber 4. The light-optical elements 7, 8, which are arranged opposite one another and act together as a light barrier and are arranged on the cylindrical inner wall 16 of the housing, are housed in the smoke chamber 2. The smoke can enter through openings 6 in the end wall 14 bordering the smoke chamber 2 in the middle of the detector in order to reach the measuring light beam and to dampen its intensity. When a certain amount of smoke is present, the sound generator 3 attached to the end 15 of the adjacent sound chamber 4 is activated. The sound generator 3, which is designed as a loudspeaker, also acts as a feed pump for the smoke. For this purpose, the membrane of the sound generator is initially limited to a low vibration frequency. To support the pumping effect, the partition wall 5 contains several air passage openings 10 with one-way or non-return valves so that air can flow from the sound chamber 4 into the smoke chamber 2. The front side 15 of the sound chamber 4 also contains openings 9 serving the same purpose.
Ein derartiger Rauchmelder mit Schallgeber weist mehrere Nachteile auf. Üblicherweise ist ein Rauchmelder an der Raumdecke zu befestigen, und für alle radialen Anströmungsrichtungen muß eine gute Ansprechempfindlichkeit vorhanden sein. Der an der einen Stirnseite 14 angeordnete Raucheintritt 6 und der an der anderen Stirnseite 15 angebrachte Schallgeber 3 sehen dies jedoch nicht vor. Des weiteren erfüllen Lautsprecher nicht die gestellten Anforderungen im Hinblick auf die Anfälligkeit der mechanischen Bauteile, ihrer Baugröße und vor allen Dingen der erforderlichen hohen Energie im Alarmfall, da diese Art Brandmelder zumeist mit einer Batterie betrieben sind.Such a smoke detector with a sounder has several disadvantages. A smoke detector is usually attached to the ceiling and must be sensitive to all radial airflow directions. However, the smoke inlet 6 arranged on one end face 14 and the sounder 3 attached to the other end face 15 do not provide for this. Furthermore, loudspeakers do not meet the requirements in terms of the vulnerability of the mechanical components, their size and, above all, the high energy required in the event of an alarm, since this type of fire detector is usually battery-operated.
Der in Fig. 3 dargestellte bekannte Brandmelder 19 ist an einer Raumdecke 20 befestigt und besteht aus einem Sockel 21 und einem Einsatz 22. In dem geteilten Gehäuse 23 des Melders ist auf einer Platine 24 eine relativ kleine optische Meßkammer 25 außermittig im Meldegehäuse 23 angebracht. Ebenfalls außermittig ist ein Schallgeber 29 angeordnet, der eine Piezo-Scheibe 29 enthält. Innerhalb des Meldergehäuses 23 ist ein zylinderförmiger Ansatz 27 angeordnet, auf dessen Stirnfläche 26 die Piezo-Scheibe 29 ruht. Aus einer Öffnung 28 in der Stirnfläche 26 verläßt der Schall das Gehäuse im wesentlichen parallel zur Achse.The known fire detector 19 shown in Fig. 3 is attached to a ceiling 20 and consists of a base 21 and an insert 22. In the divided housing 23 of the detector, a relatively small optical measuring chamber 25 is mounted off-center in the detector housing 23 on a circuit board 24. A sound generator 29, which contains a piezo disk 29, is also arranged off-center. A cylindrical projection 27 is arranged within the detector housing 23, on whose front surface 26 the piezo disk 29 rests. The sound leaves the housing essentially parallel to the axis from an opening 28 in the front surface 26.
Die bekannte Konstruktion berücksichtigt zwar die Anbringung des Rauchmelders an der Raumdecke, weist jedoch Nachteile bei der Rauchdetektion und der Schallausbreitung auf. Es wird ein von allen Seiten gleichmäßiges Eindringen des RauchesThe known design allows for the smoke detector to be mounted on the ceiling, but has disadvantages in terms of smoke detection and sound propagation. Smoke penetrates evenly from all sides.
in die Meßkammer 25 durch die an deren Umfang liegenden Eintrittsöffnungen durch den Schallgeber 29 und den Ansatz 27 behindert. Des weiteren wird durch die Meßkammer 25 aufgrund ihrer geringen Abmessungen und den damit für die Erzeugung des Meßwertes maßgeblichen kleineren Streuvolumens nur eine unzureichende Sensibilität erreicht. Auch wird der Schall hauptsächlich auf den sich unterhalb des Melders befindlichen Fußboden gerichtet. Von einem Rauchmelder wird bei einer zu überwachenden Schutzfläche bis 120m2 jedoch erwartet, daß im Alarmfall der Warnton in benachbarten Räumen gehört werden kann.into the measuring chamber 25 is hindered by the inlet openings on its circumference through the sound generator 29 and the extension 27. Furthermore, the measuring chamber 25 only achieves insufficient sensitivity due to its small dimensions and the resulting smaller scattering volume that is crucial for generating the measured value. The sound is also mainly directed at the floor below the detector. However, it is expected that a smoke detector with a protected area of up to 120m 2 can hear the warning tone in neighboring rooms in the event of an alarm.
Der in Fig. 4 dargestellte Rauchmelder mit Schallgeber wird mit Hilfe eines Installationssockels 32 an der Raumdecke 20 angebracht. Der Brandmelder 31 verfügt über einen austauschbaren Meldereinsatz 33. In seinem Gehäuse 34 ist zentrisch zur Achse die Meßkammer an der Platine 36 angebracht. Der Rauch kann durch Öffnungen 37 im zylindrischen Teil des Gehäuses 34 in die Meßkammer 35 eintreten. Versetzt und teils unterhalb der Meßkammer 35 ist oberhalb der Platine 36 ein Schallgeber 38 im Bereich eines im Durchmesser größeren Absatzes des Gehäuses 34 angeordnet. Der Schall tritt durch seitliche Öffnungen 39 des Gehäuses 34 aus.The smoke detector with sounder shown in Fig. 4 is attached to the ceiling 20 using an installation base 32. The fire detector 31 has a replaceable detector insert 33. In its housing 34, the measuring chamber is attached to the circuit board 36 centrally to the axis. The smoke can enter the measuring chamber 35 through openings 37 in the cylindrical part of the housing 34. A sounder 38 is arranged offset and partly below the measuring chamber 35 above the circuit board 36 in the area of a larger diameter shoulder of the housing 34. The sound exits through side openings 39 of the housing 34.
Dieser bekannte Rauchmelder erfüllt zwar die Anforderungen an die Rauchdetektion, ist jedoch im Hinblick auf die Schallausbreitung nachteilig. So prallt der von der Piezoscheibe des Schallgebers 38 erzeugte Schall teilweise gegen die Unterseite der Meßkammer 35 und wird dadurch in den Melderinnenraum geleitet, von dem er nichtAlthough this known smoke detector meets the requirements for smoke detection, it is disadvantageous in terms of sound propagation. The sound generated by the piezo disk of the sound generator 38 partially bounces off the underside of the measuring chamber 35 and is thus directed into the interior of the detector, from where it cannot be
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in die Melderumgebung austreten kann. Dadurch tritt eine Lautstärkenreduzierung ein. Ebenfalls nachteilig ist die starke richtungsabhängige Abstrahlung des Alarmtons durch die nur vor dem Schallgeber vorhandenen Öffnungen 39 und die Abschattung des Alarmtons durch den die Meßkammer 35 umgebenden zylindrischen Teil des Gehäuses 34.can escape into the detector environment. This results in a reduction in volume. Also disadvantageous is the strong direction-dependent radiation of the alarm tone through the openings 39 that are only present in front of the sounder and the shading of the alarm tone by the cylindrical part of the housing 34 surrounding the measuring chamber 35.
In Fig. 4 ist mit strichpunktierter Linie eine Alternative angedeutet. Hierbei ist ein Schallgeber 40 oberhalb der Platine 36 angeordnet. Der Schall passiert zunächst ein in der Platine 36 vorhandenes Loch 41, um anschließend den Weg in das Äußere über Gehäuseöffnungen zu nehmen.An alternative is indicated in Fig. 4 with a dotted line. In this case, a sound generator 40 is arranged above the circuit board 36. The sound first passes through a hole 41 in the circuit board 36 and then finds its way to the outside via housing openings.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Rauchmelder mit Schallgeber zu schaffen, der eine gute akustische Wirkung aufweist, gleichwohl im Hinblick auf die Rauchdetektion keine Einbuße erleidet. Außerdem soll die Gehäuseform des Rauchmelders optisch ansprechend sein.The invention is based on the object of creating an optical smoke detector with a sound generator that has a good acoustic effect, but does not suffer any loss in terms of smoke detection. In addition, the housing shape of the smoke detector should be visually appealing.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This object is solved by the features of claim 1.
Durch eine annähernd horizontal verlaufende Trennwand ist eine untere, sich über die Breite des Meldergehäuses erstreckende Meßkammer von einem Raum oberhalb der Trennwand getrennt, der seinerseits durch die die elektronische Schaltung enthaltende Platine unterteilt ist, die im Abstand zur Trennwand liegt. In diesem Raum ist auf derA nearly horizontal partition separates a lower measuring chamber, which extends across the width of the detector housing, from a space above the partition, which in turn is divided by the circuit board containing the electronic circuit, which is located at a distance from the partition. In this space, on the
Trennwand der Schallgeber angeordnet, vorzugsweise in der Mitte oberhalb eines Loches in der Trennwand. Der Schallgeber wird vorzugsweise von einer Piezoscheibe gebildet, die vorzugsweise auf einem zylindrischen Ansatz auf der Trennwand abgestützt ist. Die Öffnung liegt somit vor dem Schwingungsbauch der Piezoscheibe. Der von dem Schallgeber erzeugte Schall tritt zunächst axial durch die Öffnung in der Trennwand und wird in der Meßkammer umgelenkt und verläßt unter Mehrfachreflexionen in der Meßkammer diese durch seitliche Öffnungen. Die Öffnungen sind vorzugsweise über den gesamten Umfang des Meldergehäuses, vorzugsweise in gleichmäßigem Abstand, angeordnet. Dadurch kann eine gleichmäßige radiale Abstrahlung in den Raum, in dem sich der Melder an der Decke befindet, stattfinden. Die Meßkammer ist vorzugsweise ein Resonanzraum, wodurch die Schallwirkung des Schallgebers eine deutliche Verstärkung erfährt.The sound generator is arranged on the partition wall, preferably in the middle above a hole in the partition wall. The sound generator is preferably formed by a piezo disk, which is preferably supported on a cylindrical projection on the partition wall. The opening is therefore in front of the antinode of the piezo disk. The sound generated by the sound generator initially passes axially through the opening in the partition wall and is deflected in the measuring chamber and leaves the measuring chamber through lateral openings with multiple reflections. The openings are preferably arranged around the entire circumference of the detector housing, preferably at equal distances. This allows uniform radial radiation into the room in which the detector is located on the ceiling. The measuring chamber is preferably a resonance chamber, which significantly amplifies the sound effect of the sound generator.
Bei dem erfindungsgemäßen Rauchmelder ist der Schallmelder derart im Melder integriert, daß eine gute akustische Wirkung eintritt, gleichwohl eine funktioneile und optisch ansprechende symmetrische Gehäuseform sowie eine optimale Konstruktion der Meßkammer ermöglicht ist. Die Unterbringung bzw. Anbringung des Schallgebers ist schwingungssteif, raumsparend und stellt eine gleichmäßige Abstrahlung des Schalls sicher. Durch die im wesentlich radial zur Meldeachse erfolgende Schallabstrahlung wird eine weittragende ausgerichtete Ausbreitung erreicht.In the smoke detector according to the invention, the sound detector is integrated into the detector in such a way that a good acoustic effect is achieved, while at the same time a functional and visually appealing symmetrical housing shape and an optimal construction of the measuring chamber are possible. The housing or attachment of the sound generator is vibration-resistant, space-saving and ensures uniform radiation of the sound. The sound radiation is essentially radial to the detection axis, resulting in a long-range, directed propagation.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Anspruchs 1 finden sich in Unteransprüchen.Advantageous further developments of claim 1 can be found in subclaims.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to a drawing.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen schematisch dargestellten RauchmelderFig. 1 shows a section through a schematically illustrated smoke detector
nach der Erfindung.after the invention.
Fig. 2 bis 4 zeigen schematisch Rauchmelder nach dem Stand der Technik.Fig. 2 to 4 show schematically smoke detectors according to the state of the art.
Die Rauchmelder nach dem Stand der Technik wurden weiter oben bereits erläutert. Hierauf wird nachfolgend nicht mehr eingegangen.The state-of-the-art smoke detectors have already been explained above. They will not be discussed further below.
In Fig. 1 ist ein Rauchmelder insgesamt mit 51 bezeichnet. Er weist einen an der Raumdecke 20 befestigten Installationssockel 52 und einen Meldereinsatz 53 auf. Der Meldereinsatz besteht aus einem schalenartigen Unterteil 65 und einem kappenartigen Deckel 64. Das Unterteil 65, daß ebenso wie der Deckel 64 aus Kunststoffmaterial geformt ist, bildet den Außenteil des Melders 51. Die genannten Teile sind nebenbei am Umfang kreisförmig.In Fig. 1, a smoke detector is designated as a whole with 51. It has an installation base 52 attached to the ceiling 20 and a detector insert 53. The detector insert consists of a bowl-like lower part 65 and a cap-like cover 64. The lower part 65, which is formed from plastic material just like the cover 64, forms the outer part of the detector 51. The mentioned parts are also circular on the circumference.
Eine Meßkammer 54, die sich mit annähernd gleicher Höhe, im wesentlichen ungehindert über die Breite des Melders 51 erstreckt, wird nach oben durch eine horizontale Trennwand 55 begrenzt und nach unten durch eine horizontale Wand 61 des Meßkammergehäuses 62. Die Trennwand 55 stützt sich am Rand am Meß-A measuring chamber 54, which extends with approximately the same height, essentially unhindered across the width of the detector 51, is limited at the top by a horizontal partition 55 and at the bottom by a horizontal wall 61 of the measuring chamber housing 62. The partition 55 is supported at the edge on the measuring
kammergehäuse über Stege 63 ab, die zwischen sich Öffnungen bilden, die über den Umfang des Melders 51 gleichmäßig verteilt sind. Aus der Trennwand 54 sind hohle und einseitig geöffnete, nach hinten ragende Ansätze 56 gebildet. Sie nehmen optische Elemente 59, 60 auf, die mit einer Platine 58 verbunden sind. Die Platine erstreckt sich innerhalb des Deckels 64 annähernd parallel zur Trennwand 55 und im Abstand zu dieser. Die Meßkammer 62 ist im übrigen in das schalenartige Unterteil 65 eingebettet. Das schalenartige Unterteil weist im Abstand am Umfang verlaufende Rippen 66 auf, die mit den von den Stützstegen 63 gebildeten Öffnungen koinzidieren, um den Eintritt von Umgebungsluft in die Meßkammer 54 und damit auch von Rauch zu ermöglichen. Die Stege 63 sind speziell ausgebildet, damit kein Licht aus der Umgebung in die Meßkammer 54 eintreten kann. Mittig in der Trennwand 55 ist eine Öffnung 69 geformt, und ein hohlzylindrischer Ansatz 68 auf der Trennwand 55, der sich zur Platine 58 hin erstreckt, trägt eine Piezoscheibe 67. Der durch die Wellenlinie angedeutete Schall wird durch die Piezoscheibe 67 erzeugt, der zunächst durch die Öffnung 69 tritt und in die Meßkammer 54 geleitet wird. Dort trifft der Schall auf die Innenseite der Meßkammerwand 61, um anschließend durch Mehrfachreflexion zwischen der Trennwand 55 und der Außenwand 61 des Gehäuses zu den Rippen 63 gelenkt zu werden. Dort tritt der Schall durch die Öffnungen im wesentlich radial in alle Richtung mit annähernd gleicher Lautstärke aus.chamber housing via webs 63 which form openings between them which are evenly distributed over the circumference of the detector 51. Hollow projections 56 which are open on one side and project to the rear are formed from the partition 54. They accommodate optical elements 59, 60 which are connected to a circuit board 58. The circuit board extends within the cover 64 approximately parallel to the partition 55 and at a distance from it. The measuring chamber 62 is also embedded in the shell-like lower part 65. The shell-like lower part has ribs 66 which run at a distance around the circumference and coincide with the openings formed by the support webs 63 in order to allow ambient air to enter the measuring chamber 54 and thus also smoke. The webs 63 are specially designed so that no light from the environment can enter the measuring chamber 54. An opening 69 is formed in the middle of the partition wall 55, and a hollow cylindrical projection 68 on the partition wall 55, which extends towards the circuit board 58, carries a piezo disk 67. The sound indicated by the wavy line is generated by the piezo disk 67, which first passes through the opening 69 and is guided into the measuring chamber 54. There the sound hits the inside of the measuring chamber wall 61, and is then directed to the ribs 63 by multiple reflection between the partition wall 55 and the outer wall 61 of the housing. There the sound exits through the openings essentially radially in all directions with approximately the same volume.
Der aus den Teilen 64 und 65 gebildete Einsatz kann in irgendeiner bekannten Art und Weise lösbar am Sockel 52 angebracht werden.The insert formed from parts 64 and 65 can be removably attached to the base 52 in any known manner.
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