Brevet FR2018946A1 — publié le 19700626

La présente invention concerne d'une façon générale des détecteurs de fumée perfectionnés que l'on monte sur des appareils sensibles à la fumée comprenant ce détecteur ainsi qu'un dispositif électrique d'avertissement ou d'alarme 5 muni d'un relais qui peut être, par exemple, une électrosoupape de commande dont l'électrode de commande est connectée à la borne de sortie du détecteur de fumée, et elle concerne plus particulièrement un détecteur de fumée dans lequel on utilise une substance radio-active commune dans deux cham-10 bres d'ionisation. Jusqu'à présent, comme procédé de détection des particules contenues dans une fumée quelconque, il était bien connu d'utiliser l'ionisation desdites particules. Dans ce but, on utilisait le plus souvent un détecteur de fumée comprenant 15 une chambre d'ionisation intérieure et une chambre d'ionisation extérieure contenant chacune une substance radio-active, la chambre d'ionisation extérieure étant munie d'un filet métallique pour le passage du gaz extérieur alors que la chambre d'ionisation intérieure était construite de manière à rendre 20 très difficile la pénétration du gaz extérieur dans cette chambre intérieure. Dans des détecteurs de fumée classiques du type indiqué, on se heurte à certains inconvénients, à savoir que les dimensions du détecteur sont trop grandes, sa construction 25 est très compliquée et n'est pas économique attendu que chacune des chambres d'ionisation doit contenir une substance radio-active et, que de plus, la quantité de rayons radioactifs est relativement importante, ce qui augmente les effets nuisibles sur les corps humains. 30 Par ailleurs, dans les détecteurs de fumée clas siques du type indiqué, la détection précise à des températures variées ou la détection précise sans rapport avec une variation éventuelle de la température environnante sont très difficiles et l'on ne peut pas obtenir une simple 35 compensation de la température ou un signal d'alarme concernant l'établissement d'une température dangereuse. Pour assurer la compensation de température dans les détecteurs de fumée, on a utilisé des circuits de compensation de types divers munis de thermistances, mais tous ces circuits sont 40 relativement complexes et augmentent le prix de la construction BAD ORIGINAL 69 32748 2 2018946 du détecteur tout entier. En conséquence, l'invention a pour but principal de réaliser des détecteurs de fumée perfectionnés se montant sur des appareils sensibles à la fumée dont chacun comprend 5 un détecteur de fumée du type indiqué et un. dispositif électrique d'avertissement ou d'alarme dont l'entrée est connectée à la borne de sortie"du détecteur de fumée, lesdits détecteurs ne présentant pas les inconvénients propres aux détecteurs connus de cette catégorie. 10 Pour satisfaire à l'objectif énoncé ainsi qu'à d'autres objectifs annexes, un détecteur de fumée selon l'invention comprend des électrodes extérieure, intérieure et intermédiaire, ladite électrode intermédiaire définissant une chambre d'ionisation intérieure et lesdites électrodes exté-15 rieure et intermédiaire formant une chambre extérieure d'ionisation entre elles, et une substance radio-active placée dans lesdites chambres dans une position qui provoque l'ionisation dans ces dernières. La description qui va suivre en regard du dessin 20 annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est une vue de profil en coupe schématique montrant le principe général d'un mode de réalisation de 1'invention. La figure 2 est une vue de profil en coupe, similaire 25 à la figure 1 d'un autre mode de réalisation de l'invention. La figure 3 est une vue de profil en coupe d'un troisième mode de réalisation de l'invention, similaire à la figure 1. La figure 4 est un graphique montrant le rapport entre l'écart de la tension de sortie Ae du dispositif selon les figures 1, 2 et 3 et la température environnante. Les figures 5 et 6 sont des vues de profil schématiques, partiellement en coupe, montrant deux autres exemples de réalisation selon l'invention. La figure 7 est une vue en plan montrant une partie d'une variante de l'appareil représenté sur la figure 6. Le mode de réalisation qui est représenté sur la figure 1 comprend un support isolant 4 en une résine synthétique et possédant une résistance élevée, un filet métallique 1 jouant le rôle d'électrode extérieure, une électrode intermé- BAD ORiGltslAL 69 32748 3 2018946 diaire 2 supportée par une paroi en saillie 4a du support 4, une électrode intérieure 3 en une substance radio-active et un élément de support 5 de l'électrode intérieure comportant une rondelle 6 et des écrous 7, lesdites électrodes extérieure et 5 intermédiaire formant une chambre extérieure d'ionisation 1a alors qu'une chambre intérieure d'ionisation est formée à l'intérieur de l'électrode intermédiaire. L'électrode intermédiaire 2 comporte au moins un petit trou A ou une membrane (non représentée) qui est perméable à tout rayon radio-actif. 10 Les divers exemples de l'invention, et en particulier celui de la figure i, ne concernent que des constructions dans lesquelles un seul petit trou est pratiqué dans l'électrode intermédiaire 2. De plus, dans la forme de réalisation de la figure 1, l'électrode intérieure 3 est elle-même construite en une substance 15 radio-active mais on peut envisager de fixer une substance radio-active sur une électrode intérieure séparée, ou bien encore l'électrode intermédiaire peut être en une substance rs.4ic-acti . i - tre iie d'une substance radio-active qui lui est fixée. Bien entendu, un élément radio-actif peut être 20 installé dans la chambre extérieure d'ionisation, son effet étant le même que dans les autres constructions préconisées. Dans la forme de réalisation de la figure 1, l'électrode intermédiaire est un plateau circulaire mais elle peut être, en v.- -iante, • .. - plusieurs éléments linéaires. 25 Cn décrira maintenant le fonctionnement de l'appa reil décrit à propos de la figure 1. Le détecteur est étudié de manière que, lorsque ]' ' rr rïrh>-' envir-*:»-;-■ :rC ftSf normale, la terrien de sertie E o ; . t ..vtr:.ôure 30 n'excite pas un appareix aensicie a la fumée (non représenté), ledit appareil comprenant un détecteur de fumée perfectionné selon l'invention et un dispositif électrique d'avertissement ou d'alarme, dont l'entrée est connectée aux bornes de sortie du détecteur. Le dispositif d'avertissement ou d'alarme peut 35 être équipé d'une soupape électrique dont une électrode de commande est excitée par l'énergie anormale produite dans le détecteur, mais étant donné que ce dispositif d'avertissement est de type classique et qu'il n'a pas de rapport direct avec l'invention, on pense qu'il est inutile d'en donner une des-40 cription détaillée. Dans le cas d'un incendie, lorsque la fumée 1 BAD ORIGINAL 69 32748 4 2018946 contenant des particules pénètre dans la chambre d'ionisation 1a à travers les mailles de l'électrode extérieure 1, les ions d'air ionisé produits par l'ionisation de l'air due à la substance radio-active dans la chambre 1a, sont adsorbés sur les 5 particules de fumée de manière à provoquer la recombinaison de ces ions, ou bien les particules de fumée absorbent l'énergie de radiation de la substance radio-active de manière à perturber l'ionisation, l'adsorption ainsi que 11 absorption étant provoquées par la dimension extrêmement importante desdites 10 particules par rapport à la grosseur des particules d'air, si bien que le courant d'ions s'écoulant à travers les chambres d'ionisation devient plus faible que celui des conditions normales et que le potentiel électrique sur la borne m, c'est-à-dire la tension EQ, augmente fortement. En conséquence, 15 on peut construire l'appareil sensible à la fumée de manière qu'il soit actionné par ladite tension accrue EQ. Le petit trou A dans l'électrode intermédiaire 2 gêne la pénétration des particules de fumée dans la chambre intérieure 2a mais, en même temps, facilite la pénétration efficace des rayons 20 radio-actifs dans la chambre d'ionisation 1a. En conséquence, on peut modifier les constructions de ces éléments en dedans des limites du principe général énoncé. Dans le cas indiqué, la caractéristique-tension-courant du courant d'iont est déterminée selon l'intensité de la substance radio-active, les di-25 mensions et la construction des électrodes, etc... En outre, pour compenser les effets provoqués par les conditions environnantes telles que la température, l'humidité et la pression atmosphérique., il est préférable que la chambre extérieure dl ior_5at:.or- est chargée- d- détecter directement - a. fumée j/C possèce une caractéristique non saturée par le cours? d'ions et qu'au contraire la chambre intérieure d'ionisation • oit saturable à une tension relativement faible, ladite chambre intérieure présentant une forte résistance à l'infiltration de la fumée mais étant en communication libre avec l'air extérieur. 35 L'appareil représenté sur la figure 2 es»t sensi blement analogue à celui qui vient d'être décrit sauf que l'électrode intérieure ~j>. qui est en une substance radio-active, est en forme de broche et débouche dans le centre d'un trou B pratiqué dans l'électrode intermédiaire 2, la paroi en saillie 4a 40 de la figure 1 étant remplacée également par une paroi BAD ORIGINAL 69 32748 5 2018946 latérale 2b de l'électrode intermédiaire 2. L'appareil représenté sur la figure 3 est sensiblement analogue à celui de la figure 2 sauf en ce qui concerne la structure de l'électrode intermédiaire 2. 5 Dans chacun des modes de réalisation qui viennent d'être décrits., on utilise un élément radio-actif commun pour les chambres intérieure et extérieure d'ionisation, et la chambre intérieure est installée dans la chambre- extérieure d'ionisation, ce qui permet de miniaturiser le détecteur et de 10 le fabriquer à peu de frais. Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 1 à le fonctionnement du détecteur subit l'influence de la température environnante et, de sorte qu'il est impossible d'obtenir une détection précise de la fumée à une cer-15 taine température ou le fonctionnement du signal d'alarme ou d'avertissement à une température particulière, sauf si l'on adopte un procédé quelconque pour compenser la température. Cependant, les appareils représentés sur les figures 1 à 3 peuvent être efficacement modifiés selon les enseignements de 20 l'invention, de manière à ne présenter aucun des inconvénients spécifiés, par exemple en construisant l'électrode intermé-diaire en une matière dont l'état varie en réponse à un changement de la température,en réglant automatiquement la distance relative entre les électrodes intermédiaire et intérieure, en 25 faisant varier automatiquement la position de l'électrode intérieure portant la substance radio-active, ou encore en réglant la distance entre les électrodes intermédiaire et extérieure, pour compenser ainsi le manque de régularité de la sensibilité du détecteur par rapport à la température en-30 vironnante. En outre , pour permettre le fonctionnement du détecteur de fumée à une température particulière, on peut étudier ce détecteur de manière qu'il fonctionne lorsque la distance entre l'électrode intermédiaire et l'électrode intérieure ou la distance entre l'électrode intermédiaire et 35 l'électrode extérieure s'écarte d'une valeur limite, ou bien encore de manière qu'il fonctionne quand le rayonnement radioactif pénétrant dans la chambre extérieure d'ionisation est coupé à une température donnée. Dans le cas de la figure 1, l'écart A EQ de la 40 tension électrique Eq par rapport à la température environnante r BAD ORIGINAL- 69 32748 6 2018946 est représenté sur la figure 4. Ce fait a été vérifié expérimentalement par la Demanderesse. On peut compenser l'écart A EQ mentionné en utilisant la construction représentée sur la figure 5, sur laquelle on a utilisé les mêmes références numé-5 riques que sur la figure 1 pour désigner les mêmes éléments. Cependant, sur la figure 5* l'électrode intermédiaire est en un matériau tel qu'une bilame dont l'état varie en réponse à un changement de la température, et l'électrode intérieure 3 porte une substance radio-active 3a mais n'est pas elle-même 10 construite en un matériau radio-actif. Sur la figure 5, si l'on choisit les propriétés de réponse à la température de l'électrode intermédiaire 2 de manière que l'on puisse régler automatiquement la distance relative entre l'électrode intermédiaire 2 et l'électrode inté-15 rieure 3 afin de compenser la variation éventuelle de la température environnante, on obtient toujours une sensibilité de détection de fumée qui soit constante malgré les fluctuations de la température externe. Quand on déplace l'électrode intermédiaire de manière à réduire la distance relative entre elle-même 20 et l'électrode intérieure, on n'obtient qu'une compensation aux faibles températures. Si, au contraire, on augmente l'espacement relatif entre l'électrode intermédiaire et l'électrode intérieure, on aboutit à une compensation aux températures élevées. 25 Pour permettre le fonctionnement du détecteur re présenté sur la figure 5 lorsque la température environnante atteint une certaine valeur, par exemple 70°C, on construit l'électrode intermédiaire 2 de manière qu'elle soit séparée de la distance nécessaire de l'électrode intérieure 3 de manière 30 abrupte ou progressive, ce qui permet d'augmenter la tension EQ jusqu'à une valeur suffisante pour faire fonctionner l'appareil sensible à la fumée (non représenté). La figure 6 représente une variante de la construction décrite à propos de la figure 5. L'électrode 3 est supportée 35 sur son élément de support 5 au moyen d'un élément thermosensible 9 de manière à pouvoir monter et descendre, cet élément de support 5 traversant l'élément isolant 8 soutenu par le support isolant 4. L'élément 9 peut être, par exemple, une bilame et peut être construit de manière à compenser l'influence de la 40 température environnante. Dans l'exemple de la figure 6, on peut QAD ORIGINAL 69 32748 7 2018946 installer une vis de réglage, qui n'est pas représentée mais qui permet de régler la sensibilité de l'élément 9, ou bien on peut utiliser la faee terminale 5a de l'élément de support 5 et un contact 10 en regard de cette face terminale 5a, ce 5 contact étant monté sur un bras 10a, pour avertir de l'établissement d'une température particulière considérée comme dangereuse, par exemple 70°C, en mettant ladite face terminale 5a et le contact 10 dans le circuit d'un dispositif d'alarme incorporé dans l'appareil sensible à la fumée (non repré-10 sente). On peut modifier les appareils représentés sur les figures 1 à 3 de manière que le détecteur fonctionne à une température particulière. Dans ce but, on incorpore dans le détecteur un mécanisme supplémentaire, par exemple du type 15 représenté sur la figure 7 et comprenant une bilame 11 dont une extrémité est fixée à l'électrode intermédiaire 5 au moyen d'une broche-support 11a alors que son autre extrémité porte un éci'an Si la bilame 11 est construite d'une manière telle que, une fois que la température atteint une valeur prédéter-20 minée, cette bilame 11 tourne dans le sens indiqué par la flèche afin d'obturer le trou A de l'électrode intermédiaire Z>> à la suite de quoi la pénétration des rayons radio-actifs dans la chambre extérieure d'ionisation est interrompue et le courant d'ions qui passe à travers cette chambre disparaît, 25 la tension EQ (figure 1) augmente brusquement jusqu'à la température choisie pour faire fonctionner une soupape électrique de commande, qui n'est pas représentée. T BÀD ORIGINAL- 8 69 32748 2018946 REVENDICATIONS 1.- Détecteur de fumée destiné à équiper un appareil sensible à la fumée comprenant le détecteur en question et un dispositif électrique d'avertissement ou d'alarme-dont 5 l'entrée est connectée à la borne de sortie dudit détecteur de fumée, caractérisé en ce qu'il comprend une électrode extérieure, une électrode intérieure, une électrode intermédiaire agissant à la façon d'un moyen de sortie, ladite électrode intermédiaire définissant une chambre intérieure d'ionisation alors que les 10 électrodes intermédiaire et extérieure forment une chambre d'ionisation extérieure entre elles, et une substance radioactive placée dans lesdites chambres dans une position qui provoque l'ionisation dans ces dernières. 2.- Détecteur selon la revendication 1, caractérisé 15 en ce que l'électrode intermédiaire présente au moins un trou fin permettant le passage de rayons radio-actifs. 3.- Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode intérieure elle-même est fabriquée en une substance radio-active. 20 4.- Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une substance radio-active est fixée à l'électrode intérieure. 5.- Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode intérieure est en forme de broche et est 25 construite en une substance radio-active, cette électrode dépassant dans un trou pratiqué dans l'électrode intermédiaire. 6.- Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position relative entre les électrodes intéri£ ure, extérieure et intermédiaire est prévue pour être réglée en 30 réponse à la température environnante. 7.- Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la superficie de l'électrode intermédiaire varie en réponse à la température environnante. 8.- Détecteur selon la revendication 6, caractérisé 55 en ce qu'au moins l'une des électrodes est construite en un matériau répondant à la température. 9.- Détecteur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'au moins l'une des électrodes est supportée sur un élément répondant à la température. BAD ORIGINAL