用于具有吊扇的建筑物的防火系统的制作方法

专利名称：用于具有吊扇的建筑物的防火系统的制作方法
技术领域：
本公开总体上涉及一种用于具有吊扇的建筑物的防火系统，更具体而言，涉及一 种响应于火情而禁用风扇的系统。
背景技术：
安装在天花板上的风扇通常用于在大型建筑物中循环空气，比如仓库、工厂、体育 馆、零售商店、礼堂、会议中心、影院或具有开阔场地的其它建筑物。为了防火，经常安装一 系列的吊式喷洒装置以熄灭可能发生在建筑物中的任何火情。为探测火情并且适当地控制风扇和喷洒装置的操作，多种类型的火情传感器可 用。它们通常通过光学检测(光电的)、化学反应(离子化)，或者热检测(熔丝连接或红 外辐射传感器)来进行操作。一些光学光电烟雾探测器包括红外光束，其在光电二极管或其它光电光敏感元件 前以直角度通过。如果没有烟雾，光束通过光敏感元件的前面且未被探测到。然而烟雾颗 粒可以将光束散射入传感器并触发烟雾探测器。在其它类型的光学光电烟雾探测器中，作为已知的投射光束探测器，发射极投射 光束穿过房间，其中远端的光接收器感测光束的强度。当烟驱散光束时，接收器响应于感测 到的减少的光而提供报警信号。离子化类型的烟雾探测器发射阿尔法射线以在两电极之间产生小的电传导离子 化的路径。当烟吸收阿尔法颗粒时，烟扰乱离子化的路径并且中断电极间的电流，从而触发 探测器。—些火情探测器(例如，热探测器)以熔丝连接的形式并入喷头。熔丝连接保持 喷洒装置的阀门关闭直到来自火情的足够的热熔化或者烧毁连接，从而启用喷洒装置。在许多情况下，喷洒装置由包含有限供给的水的压力容器进行供应，填充压力容 器的水的压力相比市政水压力更高。这允许在多区域系统的单个区域中的单独的喷洒装置 或一组喷洒装置在火情蔓延前在局部区域快速地且高强度地集中高压水。如果火情的位置不能精确的确定，并且因此，错误的喷洒装置被启用，这会在不需 要的地区浪费高压水。以这种方式损耗掉有限供应的高压水，即使还有低压水，也可能使得 火情在只有低压水剩余来抑制它的情况下蔓延。


图1是示例防火系统的示意图。图2是另一示例防火系统的示意图。图3是另一示例防火系统的示意图。图4是再一示例防火系统的示意图。图5是表示机器可读指令的流程图，其可以通过图1-4中任何控制器执行以实施 在此描述的方法或装置。
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图6示出了实施图1-4中任何控制器的示例。
具体实施例方式某些实施例在以上说明的图中示出，并在下文中详细描述。在描述这些示例时，使 用相似的或者相同的附图标记以识别相同的或相似的元件。图没有必要按比例绘制，并且 出于清晰起见，图的某些特征和某些视图可能按比例放大或者示意性地示出。对于防火系统，存在以下需求能够快速地感测火情，精确地识别其位置，并且控 制一系列的吊扇以及吊式喷洒装置以有效地熄灭火情。图1示出了用于建筑物的示例的防 火系统10，所述建筑物具有一个或多个用于空气循环的吊扇12 (例如，12a和12b)以及用 于熄灭火情16的多个喷洒装置14(例如，14a、14b和14c)中的至少一个。可以使用任何数 量的风扇12(例如，1、3、4、5等)和任何数量的喷洒装置14(例如，1、2、4、5等)。在此使用 的术语“火情”是指任何燃烧事件或燃烧的状态，包括但并不限于，开放性的火焰和无火焰 的冒烟。如果发生火情16，响应于一个或多个传感器来控制喷洒装置14的启用和停止风扇 12的运行，所述传感器能够感测或对与火情16相关的特征做出反应。与火情16相关的特 征的示例包括但不限于热、烟和光。喷洒装置的启用意味着喷洒装置的阀门打开或者“喷洒装置打开”以喷射或释放 灭火液体(比如，水或任何其它合适的物质)。停止风扇的运行意味着“风扇关闭”(例如， 风扇片减速且可能停止旋转)。根据特定的控制方案以及使用的传感器的类型，可以在区域 组中选择性地单独的启用火情16附近的喷洒装置14，或者可以一起启用所有的喷洒装置。 同样地，风扇12可以选择性地或者全部停止运行。可以感测或对与火情16相关的特征做出反应的传感器的示例包括但不限于光学 探测器、离子化探测器、热探测器和它们的结合。在此在标题为“背景技术”的部分提供了 各种类型的传感器的信息。在图1示出的示例中，传感器18 (传感器18a和18b)是安装在建筑物的天花板20 附近的烟雾探测器(例如，光学、离子化或任何其它合适类型的烟雾探测器)，相对暖的烟 雾例如在发生火情16期间趋于聚集在天花板。在一些情况下，传感器18位于由风扇12形 成的上升气流中。例如，传感器18a位于风扇12a的上升气流22中，使得传感器18a可以 快速地感测由返回到风扇12a的上升气流驱赶的烟24。响应于检测到的来自火情16的烟 雾24，传感器18提供信号26和/或28。信号26和/或28可以传输(例如，传播)至公 用控制器30 (例如，可编程逻辑控制器、计算机、处理器逻辑电路、电磁式继电器电路等)， 它们又提供输出信号32和/或34以停止风扇12a和/或12b的运行。替代地，信号26和 /或28可以直接传输至风扇12a和/或12b内的控制线路(未示出)，以在不使用控制器 30的情况下选择性地停止风扇12a和/或12b的运行。仍然参考图1的示例，传感器36 (例如，36a、36b和36c)是热探测器，例如传统的 熔丝连接，其在充分暴露于来自火情16的热时熔化以启用喷洒装置14，或者任何其它合适 类型的热传感器(例如，温差电偶热探测器、电-气动热探测器。传感器36a可以以任何公 开的方式由喷洒装置14支撑或并入喷洒装置14。在图1示出的示例中，喷洒装置14由连接到压力容器40的公用管路38供应。替 代地，喷洒装置14可以由均与压力容器40连接的单独的管道(未示出)供应。压力容器
540包括一定体积的灭火液体42 (例如，水、或任何其它合适的物质)，其经由例如空气压缩 机44保持在相对高的压力下。如果一个或多个喷洒装置14打开，例如，由于它们各自的熔 丝连接在火情16的热下熔化，这些打开的喷洒装置可以将高压液体42喷射到火情16上。 在一个或多个喷洒装置14从压力容器40释放一定体积的液体42后，压缩机44可以关闭， 同时泵46或其它液体供给装置(未示出)以相对于来自压力容器40的高压液体42稍微 低的压力和体积继续对喷洒装置14供应液体。火情16是否会发生在建筑的地板48的附近或其它地方，示例防火系统10可以以 下面一系列事件进行回应。在传感器18或36检测到火情16前，风扇12正常运转同时喷 洒装置未启用。当烟24从火情16升起时，传感器18a检测到烟并停止风扇12a和风扇12b 的运行。因为所有的风扇或者至少最接近火情16的那些不运行，气流减弱(例如，减小)。 该平静期使防火系统10可以更精确地确定火情16的位置。关闭风扇12a和/或12b，来自 火情16的热可以以更直接向上的路径上升。上升热因此更有可能被与火情16最接近的传 感器36探测到。在该示例中，传感器36a首先探测到热，所以传感器36a发射打开喷洒装 置14a的信号，同时其它的喷洒装置保持未启用。喷洒装置14a可以随后直接喷射高压饱 和的液体42至火情16上，同时在不需要的区域其它喷洒装置不浪费液体42。在示出的示 例中，当液体42流经供给线路50时，流动探测器52提供触发火情报警(未示出)和/或 停止压缩机44运行的信号54。在示出的示例中，尽管在传感器18a第一次探测到烟的时刻和喷洒装置14a打开 的时刻之间存在空气相对平静的时间段，可以通过响应于探测烟的传感器18a来尽快地停 止风扇12a传感器从而最小化该时间段。为此，每个风扇12可以设置机械的和/或电的制 动器(例如，摩擦的和/或动力制动器)。在一些示例实施方式中，为延长制动器的54的寿 命，仅当风扇12响应于火情(例如，响应于传感器18关闭)而关闭时可以启用制动器；否 则，在正常操作的情况下停止运行时可以使风扇12逐渐地停止。为了更快速地感测到火情16的发生并更精确地确定它的位置，图2的示例防火系 统56包括安装在地板48附近的传感器58。传感器58示意性示出为代表能够感测到火情 相关特征的任何探测器，所述特征包括但不限于热、烟和光。传感器58的示例包括但不限 于光学探测器、熔丝连接、离子化探测器和它们的结合。在感测到火情16时，传感器58提供 可以用于单独或成组地停止风扇12运行的反馈信号60。信号60可以经由控制器30传输 到风扇12，传感器58可以直接与风扇12硬连接，或者信号60可以经由无线通信链路(例 如，无线电波、红外线等)传输到风扇12。除了响应时间和火情定位的精确度的不同之外， 防火系统56与防火系统10的操作相似。为了更好地响应于火情16，图3的示例防火系统62利用信号60a和60b来单独地 或成组地启用喷洒装置70。不同于防火系统10和56要等到热从火情16到达传感器36 (例 如，熔丝连接)，喷洒装置70可通过响应于信号64、66和68的电动阀门来启用。可以通过 控制器30’来处理信号60a和60b以确定应该启用哪个喷洒装置70以及应该关闭哪个风 扇12。在考虑信号60a和/或60b时，控制器30，提供信号64、66和/或68来控制喷洒装 置70并提供信号32和或34来控制风扇12。各种信号可以通过有线或无线通讯发送。在地板附近安装火情探测器不可能的情况下，图4的示例防火系统74可能更实 用。防火系统74包括响应于烟雾浓度的两个预定界限的吊式传感器18c和18d。当烟达到第一个较低的界限时，传感器18c和/或18d提供信号26’和/或28’至控制器30”以关 闭一个或多个风扇12。当烟雾浓度达到第二个较高的界限时，传感器18c和/或18d发送 信号以打开一个或多个喷洒装置70。在处于两个界限之间的期间，建筑物中的空气相对的 平静(例如，风扇关闭)，这允许烟集中在通常高于火情16的区域，从而使得系统74选择性 地启用正确的喷洒装置70。在一些示例实施方式中，发现可以通过安装两组烟雾报警器来实现烟雾浓度的两 个界限，其中一组烟雾探测器比另外一组更灵敏。更灵敏的烟雾探测器可以停止风扇12的 运行，而较低灵敏度的烟雾探测器可以启用喷洒装置70。还可以意识到且在公开的范围内 的是提供具有辨别多个烟雾浓度水平的逻辑器件的单个烟雾探测器。在操作中，图1-4的防火系统可以执行图5中示出的下述步骤。图5的步骤表示 机器可读指令，其可以由控制器30、30 ’、30 ”中的任何一个来执行。图6示出了实现控制器 30、30’、30”中任何一个的示例方式。然而，可以附加地或替代地使用实现图1-4的防火系 统的其它方法。此外，在一些示例实施方式中，可以结合、重置或删除下述处理的一个或多 个部分。当传感器探测到火情可能存在的情况时，图5的示例处理开始(方框510)。当怀 疑火情存在时(方框510)，控制器30、30’、30”停止位于可疑火情区域中的风扇的运行(方 框 512)。那儿的控制器读取在可疑火情区域的传感器的输出以确定是否存在火情(方框 514)。如果没有探测到火情，控制返回到方框510。可能响起报警要求人工检查火情和/或
重置系统。如果探测到火情(方框514)，控制器基于传感器的输出确定建筑物中的火情大概 的位置(方框516)。控制器30、30’、30”随后启用对应于近似位置的一个或多个喷洒装置 (方框518)。控制随后返回方框510以监测在建筑物的任何一个或者多个其它区域发生的 火情。图5表示的指令可以通过多进程并行操作来实现。图6是实现控制器30、30’、30”的示例方式。图6是可能用于实现在此描述的装 置或方法的示例处理器系统610的方框图，如图6所示，处理器系统600包括与互连总线 614耦合的处理器612。处理器612可以是任何合适的处理器、处理单元或微处理器。虽然 没有在图6中示出，但系统610可以是多处理器系统，因此，可以包括一个或多个与处理器 612相同的或相似的并且与互连总线614通信耦合的附加处理器。图6的处理器612耦合至芯片组618，其包括存储控制器620和输入/输出(I/O) 控制器622。众所周知，芯片组通常提供I/O和存储管理功能以及多个通用目的和/或特 定目的寄存器、计时器等。这可以通过一个或多个耦合至芯片组618的处理器访问或使用。 存储控制器620执行使处理器612 (如果有多个处理器的话是多个处理器)能够访问系统 存储器624和海量存储器625的功能。系统存储器624可以包括任何期望类型的易失和/或非易失存储器，比如，静态随 机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、闪存、只读存储器(ROM)等。海量存储 器625可以包括任何期望类型的包括硬盘驱动、光学驱动、磁带存储设备等的海量储存设备。
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I/O控制器622执行使处理器612经由I/O总线632与外围的输入/输出(I/O) 设备626和628以及网络接口 630进行通信的功能。I/O设备626和628可以是任何期望 类型的I/O设备，例如键盘、视频显示器或监视器、鼠标等。网络接口 630可以是例如以太 网设备、异步传输模式(ATM)设备、802. 11设备、DSL调制解调器、电缆调制解调器、蜂窝式 调制解调器等。这使得处理器系统610能够与另一处理器系统进行通信。尽管将存储控制器620和I/O控制器622在图6中示出为芯片组618中的分立功 能块，但是可以将由这些块执行的功能集成到单个半导体电路内，或者可以使用两个或更 多的单独的集成电路来实现。上述示例的至少一些包括以下一个或多个特征和/或益处，所述特征和益处包括 但不限于在一些示例中，火情传感器安装在地板附近或者至少在喷洒装置和风扇以下。在一些示例中，防火系统包括一个用于停止风扇运行的火情传感器，以及用于启 用喷洒装置的第二火情传感器。在一些示例中，防火系统在启用喷洒装置前停止风扇运行。在一些示例中，防火系统利用停止风扇运行和启用喷洒装置之间的时间协助识别 火情的位置。在一些示例中，防火系统包括与烟雾探测器相连的风扇以及与热探测器(例如， 熔丝连接)相连的喷洒装置。在一些示例中，吊扇包括在发生火情的情况下快速停止风扇的制动器。在一些示例中，防火系统使风扇、喷洒装置和包含一定体积的加压灭火液体的压 力容器操作协调。在一些示例中，火情传感器位于吊扇的上升气流中。在一些示例中，防火系统包括响应于烟雾浓度的两个界限的传感器系统(一个或 多个传感器)。虽然在这里已经描述了某些示例方法、装置和制品，但是本发明覆盖的范围不限 于此。相反地，本发明覆盖落入字面意义或等同原则下的所附权利要求书的范围内的所有 方法、装置和制品。
权利要求
一种响应于具有地板的建筑物中的火情的防火系统，所述防火系统包括能够感测与所述火情相关的特征的第一传感器；风扇，所述风扇位于比所述第一传感器高的第一高度且响应于所述传感器；以及喷洒装置，所述喷洒装置位于比所述第一传感器高的第二高度。
2.根据权利要求1所述的防火系统，其中，所述第一传感器比所述风扇和所述喷洒装 置更接近地板。
3.根据权利要求1所述的防火系统，还包括响应于所述火情以启用所述喷洒装置的第 二传感器，其中，所述第二传感器比所述第一传感器更高。
4.根据权利要求3所述的防火系统，其中，所述第二传感器由所述喷洒装置支撑。
5.一种响应于火情的防火系统，所述防火系统包括能够感测与所述火情相关的特征的传感器系统；响应于所述传感器系统的风扇；以及响应于所述传感器系统的喷洒装置，使得响应于传感器系统感测到与所述火情相关的 所述特征，所述风扇在所述喷洒装置打开之前关闭。
6.根据权利要求5所述的防火系统，其中，所述喷洒装置是多个喷洒装置之一，所述传 感器系统包括多个传感器，并且所述传感器系统包括可操作地耦合至所述风扇和所述多个 喷洒装置的控制器，其中基于所述风扇关闭和所述喷洒装置打开之间的时间段期间来自所述多个传感器的反 馈，所述控制器选择启用所述多个喷洒装置中的至少一个喷洒装置。
7.根据权利要求5所述的防火系统，其中，所述传感器系统包括与所述风扇相关联的 烟雾探测器和与所述喷洒装置相关联的热探测器。
8.根据权利要求5所述的防火系统，其中，所述风扇包括用于在所述风扇响应于所述 传感器系统关闭时协助使风扇减速的制动器。
9.根据权利要求5所述的防火系统，还包括包含大量的灭火物质的压力容器，所述压 力容器连接成在所述喷洒装置释放一定量的灭火物质后以略微减小的压力为所述喷洒装 置供应所述灭火物质。
10.一种响应于火情的防火系统，所述防火系统包括烟雾探测器；火情探测器；响应于所述烟雾报警器的风扇，使得所述风扇响应于所述烟雾探测器感测到高于第一 预定界限的烟雾浓度而关闭；以及响应于所述热探测器的喷洒装置，使得所述喷洒装置响应于所述热探测器感测到阈值 量的热而打开。
11.根据权利要求10所述的防火系统，其中，所述喷洒装置对烟雾浓度达到所述第一 预定界限不作响应。
12.根据权利要求10所述的防火系统，其中，所述烟雾探测器至少部分设置在由所述 风扇生成的上升气流中。
13.根据权利要求10所述的防火系统，其中，所述风扇包括用于在所述风扇响应于所 述烟雾探测器而关闭时协助使所述风扇减速的制动器。
14.根据权利要求10所述的防火系统，还包括包含大量的灭火物质的压力容器，所述 压力容器用于在所述喷洒装置释放一定量的灭火物质后以略微减小的压力为所述喷洒装 置供应所述灭火物质。
15.一种用于响应于建筑物中的火情的方法，所述建筑物包括风扇和多个喷洒装置，所 述方法包括怀疑在所述建筑物中存在火情；停止所述风扇；在停止所述风扇之后，识别所述建筑物中的所述火情的近似位置；以及基于所述火情的所述近似位置，启用所述多个喷洒装置中的至少一个。
16.根据权利要求18所述的方法，其中，所述多个喷洒装置与热探测器相关联，并且所 述风扇与烟雾探测器相关联。
17.根据权利要求18所述的方法，其中，所述风扇包括用于在响应于怀疑所述火情存 在而停用所述风扇时使所述风扇减速的制动器。
18.根据权利要求18所述的方法，其中，怀疑所述火情存在包括读取基本设置于由所 述风扇生成的上升气流中的烟雾探测器的输出。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括将所述多个喷洒装置与包含一定容积的灭火 流体的压力容器流体连通，其中，所述压力容器在所述多个喷洒装置释放所述一定容积的 所述灭火流体后以略微减小的压力为所述多个喷洒装置供应所述灭火流体。
全文摘要
一种防火系统，包括传感器装置和用于快速检测火情、精确地识别它的位置的控制方式，以及控制一系列吊吊扇和吊式喷洒装置以有效地熄灭火情。防火系统尤其适用于大型建筑物比如仓库、工厂、体育馆、零售商店、礼堂、会议中心、影院或带有开阔场地的其它建筑物。在一些实施例中，吊扇在启用喷洒装置前是不能使用的。在一些情况下，首先要考虑根据吊扇的位置来选择火情传感器的位置。
文档编号A62C35/02GK101918084SQ200880124881
公开日2010年12月15日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年1月15日
发明者A·J··维格尔, D·M··安德森, R·P··斯奈德 申请人:瑞泰控股公司