Aparato y método de detección de humo.

Detector de humo aspirado (80) que comprende:

un elemento aspirador para crear un flujo de aire ambiente a través del detector;

un elemento separador para dividir material particulado que está en el aire ambiente en una primera parte que transporta material particulado más pesado o más grande y en una segunda parte, teniendo dicho elemento separador (82):

un alojamiento hueco (94) con un orificio de entrada de fluido (12-3) y un orificio de salida de fluido (90a), en el que al menos una parte de fluido puede fluir unidireccionalmente en una primera dirección (84a-1, 84a-2) desde el orificio de entrada (12-3) hasta el orificio de salida (90a);

un divisor hueco (96) colocado en el alojamiento (94) con un primer extremo (96a) orientado hacia el orificio de entrada (12-3) y un segundo extremo (96e, f) orientado hacia el orificio de salida (90a), en el que el primer extremo (96a) está cerrado y el segundo extremo (96e, f) está abierto y en el que el alojamiento (94) define una región ahusada internamente y restringida (98) cerca del segundo extremo (96e, f), de manera que dicha segunda parte del fluido (84c) en el alojamiento (94) es inducido a fluir en una dirección opuesta a la primera dirección (84a-1) en el segundo extremo (96e, f) del divisor (96);

comprendiendo además el detector de humo aspirado una cámara de detección de humo (22-3) en comunicación de circulación de fluido (22a-3) con el segundo extremo (96e, f) del divisor (96).

Aparato y método de detección de humo Campo

La invención se refiere a detectores de humo aspirados. Más en concreto, la invención se refiere a tales detectores que limitan el volumen de atmósfera ambiental que fluye a través de una cámara de detección asociada.

Antecedentes

Se conocen varios tipos de detectores de humo aspirados. Tales detectores incluyen generalmente una cámara de detección en combinación con un ventilador o soplador que aspira aire ambiente a través de la cámara o inyecta aire ambiente en la cámara.

Detectores aspirados se han descrito y reivindicado en el documento de patente US 6.166.648, expedido el 26 de diciembre de 2 y titulado detector aspirado.

Aunque los detectores aspirados como los del documento US 6.166.648 son útiles y eficaces para su finalidad prevista, existe una necesidad continua de tratar de evitar la contaminación de filtros asociados a detectores aspirados así como a la cámara de detección, por polvo y otros contaminantes del aire. El documento US 5.42.44 da a conocer un monitor de humo óptico de tipo oscurecimiento para su uso en ambientes polvorientos y sucios. El monitor de humo comprende un alojamiento que encierra una cámara de vigilancia de humo. El documento US 5.61.592 da a conocer un aparato de detección de fuego que tiene una parte de recuperación de polvo dispuesta aguas arriba de una vía de entrada desde una parte de detección de fuego.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama de un primer ejemplo;

La figura 2 es un diagrama de un segundo ejemplo;

La figura 3 es un diagrama de un tercer ejemplo;

La figura 4 es un diagrama de una realización de la invención; y

Las figuras 5A, 5B son, vistas frontal y lateral, respectivamente, de un separador de aire ambiente que puede utilizarse en la realización de la figura 4.

Descripción detallada

La presente invención en sus diversos aspectos es tal como se expone en las reivindicaciones que se acompañan. Aunque las realizaciones de esta invención pueden adoptar muchas formas diferentes, se muestran realizaciones específicas de la misma en los dibujos y se describirán en este documento en detalle con el entendimiento de que la presente descripción es para ser considerada como una ejemplificación de los principios de la invención, así como el mejor modo de poner en práctica la misma, y no se pretende limitar la invención a la realización específica ilustrada.

La presente descripción se refiere a la aplicación de dos funciones cuando se usan para la manipulación de flujo de aire dentro de un detector de humo de alta sensibilidad. Una función prolonga la vida útil del detector al mantener partículas grandes no deseadas fuera de la cámara de detección. Una segunda función ayuda en la realización de la función de discriminación de polvo que se lleva a cabo dentro de la cámara con el uso de tanto diseño óptico como procesamiento de señales.

De acuerdo con un ejemplo, una corriente de aire dentro de un detector de humo aspirado puede ser dirigida en un ángulo seleccionado que hará que las partículas más grandes y más pesadas sean más influenciadas por los efectos de la inercia. Estas partículas más grandes tienden a seguir una trayectoria recta hacia adelante, mientras que las partículas más pequeñas (humo) seguirán más fácilmente una trayectoria diferente (alternativa) que estará fuera de la trayectoria principal en algún ángulo. Esta corriente de aire alternativa se utilizará para la detección. Las partículas más pesadas y más grandes serán así excluidas de la cavidad del sensor o de la cámara.

Un detector de humo aspirado puede incluir una cámara de detección de humo para su uso en la detección de partículas de humo y un aspirador, por ejemplo un soplador o un ventilador, para su uso en la aspiración de aire a través de una red de tuberías al dispositivo. La "trayectoria alternativa" dirigirá una muestra representativa más pequeña de aire / partículas a través de la cámara. Esta cámara de detección es muy sensible a cualquier cambio en las condiciones ambientales dentro de sí misma y, por tanto, debe permanecer lo más limpia posible. Los filtros son

otro método para impedir la entrada de partículas. Esta "trayectoria alternativa" podría eliminar la necesidad de un filtro.

Aún en otro ejemplo, las partículas se pueden separar en dos grupos utilizando un impactor ciclónico o virtual. El grupo de partículas pequeñas se encuentra en el flujo principal y las partículas grandes están principalmente en las salidas de flujo secundario. La concentración de partículas de cada grupo se mide con volúmenes de dispersión individuales. Partículas contaminantes tales como polvo son en su mayoría grandes, con algunas pequeñas partículas que pueden parecer humo. Las partículas de humo son en su mayoría pequeñas, con algunas partículas de gran tamaño. La medición de la concentración de partículas pequeñas se reduce mediante la medición de dispersión de partículas grandes en el flujo secundario. Esta desviación reducirá errores debidos a ineficiencias en la separación y desensibilizará el detector de partículas de polvo que tienen una distribución en la gama de tamaños de partícula pequeña.

El aire muestreado puede ser aspirado hasta el detector con un soplador o un ventilador. El aire muestreado entra en un impactor virtual que separa las partículas en dos salidas individuales. Cada salida va hasta su propio volumen de dispersión y se mide la concentración de partículas. Las partículas grandes son predominantes en el flujo secundario y las partículas pequeñas predominan en el flujo principal.

La medición de partículas grandes del flujo secundario del impactor virtual puede hacerse usando dispersión hacia atrás. La dispersión hacia atrás es más sensible a partículas no absorbentes tales como polvo, agua, polvos blancos.

La medición de partículas pequeñas del flujo principal del impactor virtual puede hacerse usando dispersión hacia adelante. Fuentes de luz ejemplares pueden incluir un diodo emisor de luz o un láser. Un receptor de luz ejemplar puede ser un fotodiodo. Un color claro es preferentemente azul, ya que produce una luz más difusa para partículas pequeñas que los infrarrojos.

Los amplificadores pueden ser calibrados de manera que para una concentración dada de un polvo "estándar" (es decir, bicarbonato de sodio, cemento Portland), las salidas sean las mismas. La salida de la dispersión de flujo secundario puede ser restada de la salida de la dispersión de flujo principal. El resultado se utiliza para Indicar una concentración de humo.

En un ejemplo, el divisor de flujo de aire se puede aplicar con una cámara rectangular. Debajo del divisor, a una distancia predeterminada, hay un agujero con un diámetro seleccionado. El divisor es hueco en su interior y la muestra de aire fluye a través del interior. El aire fluye desde el tubo hasta la cámara rectangular, se divide en el divisor y fluye hacia abajo por ambos lados.

El aire es aspirado hasta el agujero que está debajo del divisor con un ventilador. El ventilador también crea una presión negativa en el interior del divisor. Ya que el agujero restringe el flujo de aire, parte del aire será forzado a través de la parte Interior del divisor y luego a través de la cámara de detección. La distancia entre el agujero y el interior del divisor se selecciona de modo que las partículas pesadas no sean elevadas verticalmente y por tanto no entren en el divisor.

Además, ya que se puede esperar que las partículas pesadas fluyan por el centro del tubo, entonces esas partículas fluirán hasta el agujero ya que esa trayectoria representa la distancia más corta para salir del divisor.

En resumen, de manera preferible, sólo una muestra parcial de aire fluirá a través de la cámara de detección de humo. Se puede esperar que la limitación del flujo de aire que pasa a través de la cámara reduzca la contaminación de cualquier filtro asociado y minimice la contaminación de la cámara por polvo y otros contaminantes. Por ello, el flujo de aire en la cámara representará una muestra de toda la corriente de aire y, preferiblemente, no transportará partículas relativamente grandes.

También se entenderá que los elementos separadores se pueden aplicar como elementos pasivos, tales como separadores ciclónicos. Alternativamente, el material particulado se puede separar utilizando elementos activos eléctricamente energizados, todos sin limitación.

La figura 1 ilustra un detector aspirado 1 de acuerdo con un ejemplo. El detector está contenido, al menos en parte, en un alojamiento 1-1.

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1. Detector de humo aspirado (8) que comprende:

un elemento aspirador para crear un flujo de aire ambiente a través del detector;

un elemento separador para dividir material particulado que está en el aire ambiente en una primera parte que transporta material particulado más pesado o más grande y en una segunda parte, teniendo dicho elemento separador (82):

un alojamiento hueco (94) con un orificio de entrada de fluido (12-3) y un orificio de salida de fluido (9a), en el que al menos una parte de fluido puede fluir unidireccionalmente en una primera dirección (84a-1, 84a-2) desde el orificio 1 de entrada (12-3) hasta el orificio de salida (9a);

un divisor hueco (96) colocado en el alojamiento (94) con un primer extremo (96a) orientado hacia el orificio de entrada (12-3) y un segundo extremo (96e, f) orientado hacia el orificio de salida (9a), en el que el primer extremo (96a) está cerrado y el segundo extremo (96e, f) está abierto y en el que el alojamiento (94) define una región ahusada internamente y restringida (98) cerca del segundo extremo (96e, f), de manera que dicha segunda parte del 15 fluido (84c) en el alojamiento (94) es inducido a fluir en una dirección opuesta a la primera dirección (84a-1) en el segundo extremo (96e, f) del divisor (96);

comprendiendo además el detector de humo aspirado una cámara de detección de humo (22-3) en comunicación de circulación de fluido (22a-3) con el segundo extremo (96e, f) del divisor (96).

2. Detector de humo de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho aspirador (18-1) está acoplado al extremo 2 de salida del alojamiento (9a) y al extremo de salida (9b) de la cámara de detección de humo (22-3).

3. Detector de humo de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el primer extremo del divisor (96a) divide el fluido entrante en dos trayectorias (84a-1, 84a-2).