用来递送由至少一种烟火药料的燃烧气体加压的液体的方法
【专利说明】用来递送由至少一种烟火药料的燃烧气体加压的液体的方法
[0001] 本发明设及一种递送容纳于储集器中的液体的方法，所述液体由来自至少一种烟 火药料的燃烧气体加压。本发明还设及一种适合于实施运种方法的烟火药料。运种方法适 合于实施灭火剂液体的递送。根据本发明的方法(和其现有技术)在本上下文中更特定地描 述。然而运并无限制意义。
【背景技术】
[0002] 灭火装置（液体递送装置的示例）通常包括储集器，储集器包含灭火剂（液体制 剂）。所述制剂预期在着火区域上扩散，W便焰灭所述火而且也防止火势蔓延。
[0003] 具有储集器的常规灭火器被永久加压，（它们基本上包括:a)在气压下包含灭火剂 的储集器;或者b)连接到灭火剂容器(储集器)的加压气体瓶，所述瓶一旦受到冲击，释放气 体用于将灭火剂加压）。因此，运些灭火器的使用包括在压力下永久储存灭火剂(变型a)或 者用于运种灭火剂的推进气体(变型b)，运设及监视和验证的必需操作(诸如定期称重）。由 于气体压力（变型a和b)也随着溫度变化，可W使用灭火器的溫度范围因此是受到限制。一 般而言，运种灭火器的操作对于溫度敏感。此外，在递送灭火剂期间，可用于气体的体积增 加并且因此所述气体的压力降低，导致灭火剂递送流率的必然降低和所述制剂扩散(扩散 或喷洒或推进)效率的降低。为了补救运种缺陷，通常在递送(灭火剂)开始时提供更高压 力，造成装置结构过大并且因此造成装置重量增加和成本更高。
[0004] 作为运些永久加压装置的替代，提出了包括烟火气体生成器的装置，特别地对飞 行器发动机进行灭火，由所述生成器生成的烟火气体适合于对液体灭火剂加压和递送液体 灭火剂。具有烟火气体生成器的运种装置是有效的、高效的并且特别有利，因为其使用并不 设及在压力下对气体的储存和管理。
[0005] 专利申请EP 1 782 861描述了一种灭火装置，其包括(液体)灭火剂储集器和用于 生成压力下气体的器件，所述器件也能包括烟火气体生成器。设置分隔元件，例如柔性膜， W分隔所述气体生成器与所述灭火剂。在所述生成器操作期间，在所述校准的防爆膜在所 述灭火剂压力效果下破裂时，膜在所生成的气体的压力效果下展开，并且将灭火剂从储集 器经由校准的防爆膜驱出。
[0006] 专利申请EP 2 205 325描述了一种装置，其包括圆柱形主体，圆柱形主体容纳滑 动活塞，滑动活塞在一侧上限定腔室，形成储集器，填充灭火剂(液体，在其饱和蒸气压力 下，在气态顶部空间下)并且在另一侧上限定容纳烟火气体生成器的腔室。当促动气体生成 器时，气体压力使活塞移动使得灭火剂从储集器排出。
[0007] 专利申请WO 2008/025930描述了适合于操作上文所提到的类型的灭火器的烟火 气体生成器。生成器的烟火药料有利地包括至少一个单块，其是实屯、的或者具有中屯、管，具 有较大尺寸(未阻燃，即在其表面上无阻燃剂）：其圆柱形单块的两个尺寸、即厚度和直径在 IOmm与75mm之间。运种烟火药料的组成有利地基于碱式硝酸铜(BCN)和硝酸脈(GN)。
[000引专利申请WO 2007/113299还描述了具有较大尺寸的基本上圆柱形的烟火物体或 块体，并且能用于操作上文所提到类型的灭火器的烟火气体生成器中。
[0009] 实际上，显然，所用的烟火药料(推进剂块体)必须具有充分的尺寸，W给予气体生 成器与所希望的灭火功能兼容的操作寿命。运种操作寿命大于汽车安全领域中所要求的操 作寿命，更特定来说是对于安全气囊和烟火促动器、诸如座椅安全带预张紧器和发动机罩 抬高促动器的操作而言的。
[0010] 然而，由运种生成器生成的气体流率的分布仍显著减小。首先，相关的至少一个推 进剂块的燃烧表面在燃烧期间减小。其次，如在上文所指示，由于灭火器的自由体积在排出 液体期间增加，施加到液体上的压力在所述液体递送期间降低（因此，所述液体的递送流率 降低）。为此目的，可W考虑所述申请WO 2007/113299的图1至图3。运些图示出了由运种圆 柱形推进剂块形成的运些烟火药料燃烧生成的气体施加到液体上的压力的持续并且急剧 减小的分布。运些图还示出了块的尺寸越大，加压持续时间就越长。
[0011] 因此，如上文所指示，在运种类型的架构中使用由运些推进剂块组成的运些烟火 药料(具有烟火气体生成器的灭火装置)使得需要使灭火器的结构元件过大，W便在液体递 送开始时使运些元件耐受较高压力（大于在灭火器操作期间的平均压力）从而确保在喷洒 结束时充分的压力(尽管存在与大幅降低的加压分布相关联的压降）。
【发明内容】
[0012] 在运种情形下，运是由烟火生成的燃烧气体造成对液体加压之后递送液体的一般 情形，更特定而言，操作上述类型的灭火器的情形，本发明提出了一种改进。能在方法(所述 液体的递送分布的优化)和装置(能使装置减轻的所述递送分布的优化(或者甚至减小上文 所提到的过大尺寸））方面分析运种改进。
[0013] 为了参考，在运里应当指出的是对于灭火器而言，递送加压液体的持续时间通常 为数秒到数十秒。
[0014] 根据其第一主题，本发明设及一种递送容纳于储集器中的液体、特别是灭火剂液 体的方法，所述储集器具有用于递送所述液体的至少一个端口，端口由防爆膜封闭，在向所 述液体施加的阔值压力下可移除该防爆膜(如果存在多个递送端口，运些端口中的每一个 被防爆膜封闭，在相同强度的阔值压力下可移除防爆膜）。所述可移除的防爆膜有利地为能 移除而不会W任何方式不利于该方法的运行（即，实施所述方法的该装置的操作）、而不会 明显地形成碎片或碎屑的类型。因此，其有利地为隔膜型，其是易破碎的，呈瓣状物形式或 弹黃加载的阀的形式。
[0015] 常规地，所述方法包括：
[0016] -燃烧至少一种烟火药料W便生成燃烧气体，
[0017] _在所述燃烧气体的作用下对所述液体jj庇，从及
[0018] -从所述至少一个递送端口移除所述可移除的防爆膜并且递送所述加压液体。
[0019] 常规地，因此，所述方法包括过渡阶段，在此阶段中，来自烟火药料的燃烧气体对 液体加压直到从至少一个递送端口移除防爆膜，之后为"有效阶段"：即递送液体的阶段。一 般而言，目的在于缩短运个过渡阶段的持续时间（其构成在检测到事件与对所述事件做出 响应之间的延迟时间）。然而，应当指出的是，故意给予运个过渡阶段W "显著较长持续时 阿'不能完全从本发明的范围排除;运具有W下目的：例如，在灭火器的情形下，再现现有技 术灭火器(其由气瓶加压）的操作条件，使用者习惯于运些条件。在递送之前的过渡阶段的 管理将在下文中返回描述。
[0020] 特征性地，a)在实施根据本发明的方法的情形下，在递送液体期间生成的燃烧气 体的流率确保了对所述液体几乎恒定加压和因此W几乎恒定的速率来递送所述(加压的） 液体。如下量化几乎恒定加压的概念:在递送所述液体期间所述液体的压力相对于移除所 述(一个或多个)防爆膜时的其初始值最多改变仅+/-30%，有利地最多改变仅+/-20%，特 别有利地最多改变仅+/-10%。应了解液体几乎恒定的递送速率可能改变(在逻辑上完全地 改变），仅W相同的比例(相对于移除所述(一个或多个)防爆膜的时间的其初始值，最大+/-30%，有利地最大+/-20%，特别有利地最大+/-10% )。
[0021] 在此处应已经指出的是，有利地利用（喷洒）喷嘴W散布的形式来实施液体递送。 在此情况下，减小了递送流率对于所述液体压力变化的敏感性(作为一般规则，通过喷嘴的 所述递送流率符合pn定律，其中P是所述液体的压力并且n<l)。在上文所提到的液体压力的 变化范围中，通过喷嘴的液体的递送流率因此实际可能改变最多仅+/-15%，有利地最多仅 +/-10%，特别有利地最多仅+/-5%。几乎恒定的压力，P+/-A P，其中A P在前面的段落中定 义，在递送液体的运些有利条件下，能确保几乎恒定的递送流率，Q+/-A Q，其中A Q在本段 落中定义（A Q< A P)，和因此特别有利的恒定喷洒品质。
[0022] 特征性地，由于所述液体的几乎恒定加压，（加压)液体的递送因此W几乎恒定的 流率实施。W此方式，根据本发明的方法是独创的。在此处顺带提一下，W几乎恒定流率递 送加压液体设及由所述液体占据的体积(储集器中的体积)的几乎恒定(减小）的变化，并且 对应于由加压气体占据的体积的几乎恒定(增加)的变化。
[0023] 特征性地，b)根据本发明的方法实施于包括所述液体储集器和容纳至少一种烟火 药料(其燃烧生成对液体加压必需的燃烧气体)的烟火气体生成器的装置中；所述至少一个 烟火气体生成器连接到所述储集器和移动构件，移动构件分隔生成的燃烧气体和设置于所 述装置内的所述液体。存在移动分隔元件在几个方面都是有利的。首先，所述移动构件帮助 根据需要保持对液体恒定地加压(参看上文），运归因于施加都其表面上的压力的"平衡"。 由于其所发挥的分隔功能(燃烧气体/液体），所述移动元件也是有利的。其可特别便利地保 护液体避开气体。在任何情形下，应避免形成泡沫，泡沫不利于有效递送液体。
[0024] 根据本发明的装置包括至少一个喷嘴也不是不可能的（喷嘴具有可调整的喉部区 域或恒定的喉部区），通过喷嘴可输出所生成的燃烧气体(从所述至少一个烟火生成器排 出）。然而，根据特别优选变型实施例，所述装置并不包含运样的喷嘴。能易于实现所希望的 结果(关于液体几乎恒定的加压），而无需使用任何喷嘴(参看下文）。因此，根据本发明的装 置可W具有很简单的设计。
[0025] 鉴于上文的评论，本领域技术人员将易于全面了解根据本发明的方法的利益。几 乎恒定的加压避免了现有技术储集器的结构元件尺寸过大(运种尺寸过大意在抵抗由于压 力随着时间降低造成的在液体递送开始时的高压水平），并且因此能W更轻的结构工作(在 运种结构内，不会出现气体/液体混合的问题）。几乎恒定的递送流率确保了在整个递送过 程中递送的液体几乎恒定的效果。
[0026] 为了在递送液体期间确保几乎恒定的加压(参看上文），需要加压气体的摩尔数N 乘W所述气体的溫度T的乘积除W加压储集器的体积V(Nxiyv)几乎是恒定的（并且因此W 改变最多仅+/-30%，有利地最多仅+/-20%，特别有利地最多仅+/-10% )。
[0027] ?-般说来，在递送液体期间，加压气体的溫度并不显著地改变。然而，例如由于 具有较小热绝缘的装置的热损失和因此花费时间来加热，通过在递送液体期间升高溫度， 所述气体的溫度T能略微地进行改变（A KlO(TC)。
[0028] 在此情况下(在液体递送阶段，通过升高溫度，加压气体的溫度略微变化），为了确 保对液体几乎恒定的加压，然后在递送所述液体期间需要略微减小由烟火药料供应的燃烧 气体的流率(N \ );运是为了补偿燃烧气体溫度的略微升高(T ^ )，W确保恒定乘积化T/V。
[0029] 当然，燃烧表面完全自由的现有技术烟火药料（即，所述药料的整个表面能焚烧） 在其燃烧期间具有显著减小的燃烧表面，并且因此并不适合于产生略微减小的气体流率。
[0030] 为此目的，能使用本领域技术人员熟知、如在专利申请US 2007/0204593中所描述 的器件，即，