专利名称：气味剂的持久释放的制作方法
技术领域：
本发明涉及火灾抑制系统，并且更具体地涉及气味剂在火灾抑制系统中的使用。
背景技术：
火灾抑制系统通常包括在航空器、建筑物、或具有隔离区域的工业结构中。使用不同灭火剂和方法的各种火灾抑制系统是已知的。因为火的传播需要氧气，一些火灾抑制系统使用惰性气体来稀释氧气的供应以及抑制火 灾。
发明内容
公开了一种用于在封闭空间中火灾抑制的方法。所述用于火灾抑制的方法包括使第一惰性气体输出以高释放速率流动进入封闭空间、以及使第二惰性气体输出以低释放速率流动进入封闭空间。所述方法还包括计量供应气味剂到第二惰性气体输出内以提供惰性气体存在于封闭空间中的持久嗅觉报警。还公开了一种用于在封闭空间中火灾抑制的系统。所述火灾抑制系统包括高速率释放输送系统、低速率释放输送系统以及气味剂释放输送系统。所述高速率释放输送系统以高释放速率供应第一惰性气体输出到封闭空间；所述低速率释放输送系统以低释放速率供应第二惰性气体输出到封闭空间。所述气味剂释放输送系统通过将气味剂释放进入所述第二惰性气体输出而供应气味剂到封闭空间，从而提供惰性气体存在于封闭空间中的持久嗅觉警报。所述用于火灾抑制的系统可以还包括设置封闭空间中的火灾检测器。在这个系统中，高速率释放输送系统响应于来自火灾检测器的已经发生火灾事件的信号，以高释放速率供应第一惰性气体输出到封闭空间。所述第一惰性气体输出配置成立即抑制在封闭空间中的火灾事件。低速率释放输送系统在所述第一惰性气体输出之后，以低释放速率供应第二惰性气体输出到封闭空间。所述第二惰性气体输出配置成继续抑制在封闭空间中的火灾事件。所述气味剂释放输送系统包括用于计量供应气味剂到所述第二惰性气体输出内的输送设备，从而提供惰性气体存在于封闭空间中的持久嗅觉警报。
图I为具有根据本发明的火灾抑制系统的飞机的透视图。图2为包括气味剂释放输送设备的火灾抑制系统的示意图。图3A为气味剂释放输送设备的第一实施例注射泵的示意图。图3B为气味剂释放输送设备的第二实施例文氏管区域的示意图。图3C为气味剂释放输送设备的第三实施例多孔介质的示意图。图3D为气味剂释放输送设备的第四实施例计量供应阀的示意图。图3E为气味剂释放输送设备的第五实施例压力操作注射器的示意图。图4为表示根据本发明的火灾抑制方法的流程图。
具体实施例方式图I为具有用于封闭空间14的火灾抑制系统12的飞机10的透视图。火灾抑制系统12包括火灾检测器16、控制器18、高速率释放(HRD)输送系统20、以及低速率释放(LRD)输送系统22。一旦在航空器10的封闭空间14 (例如货仓)内发生火灾事件，火灾抑制系统12就被激活。火灾检测器16设置在空间14内，而控制器、HRD输送系统20以及LRD输送系统22设置在空间14外侧。火灾检测器16根据烟、热或在局部环境中的其他变化的存在感测在封闭空间14内的火灾事件。火灾检测器16发送已经检测到火灾事件和应该激活火灾抑制系统12的信号到控制器18。控制器18发送第一信号到 HRD输送系统20请求高速率释放火灾抑制剂用于立即火灾抑制。控制器18发送随后的第二信号到LRD输送系统22请求低速率释放火灾抑制剂用于继续火灾抑制。HRD输送系统20以及LRD输送系统22配置成作为统一的火灾抑制系统12 —起工作以扑灭和/或抑制在航空器10的封闭空间14内的火灾事件。火灾的传播需要氧气。火灾抑制系统12配置为通过将惰性气体引入封闭空间14来减少氧气。HRD输送系统20以及LRD输送系统22两者都使惰性气体，例如氮气、氦气、氩气等流进封闭空间14以抑制火灾的传播。HRD输送系统20是“第一线防御”，因为它响应于来自控制器18的初始信号以高释放速率释放第一惰性气体输出到封闭空间14。HRD输送系统20的目的在于立即减少氧气和控制火灾的传播。LRD输送系统22是“第二线防御”，因为它响应于来自控制器18的第二信号以低释放速率释放第二惰性气体输出到封闭空间14。LRD输送系统22的目的在于继续由HRD输送系统20建立起来的低氧气环境，从而施加对火灾传播的持续控制。火灾抑制系统12的使用将导致惰性气体在封闭空间14内的累积，其威胁到人们的健康。进入封闭空间14的工人可能不会意识到存在惰性气体和/或缺乏氧气并且遭受有害的健康影响。在火灾抑制系统12中包括气味剂给人们发出在封闭空间14内存在惰性气体和/或缺乏氧气的警报。图2为包括控制器18、HRD输送系统20、LRD输送系统22以及气味剂输送系统24的火灾抑制系统12的原理图。在图2中描述的是封闭空间14A、14B、14C、火灾检测器16A、16B、16C、HRD输送系统20、燃料箱21、LRD输送系统22、气味剂输送系统24、以及分配管道系统26。HRD输送系统20进一步包括HRD压力容器28、HRD释放阀30、HRD控制器32、以及HRD调节阀34。LRD输送系统22进一步包括LRD富氮空气(NEA)源36、LRD调节阀37、可选的压力容器38、LRD释放阀39、LRD选择阀40、以及LRD分配器42。气味剂输送系统24包括气味剂输送设备44。分配管道系统26包括都供应主导管26并且在止回阀47处汇合的单独的HRD输送系统20分支和LRD输送系统22分支。主导管46分成分支导管48A、48B、48C，其具有分流阀50A、50B、50C和喷嘴52A、52B、52C。HRD输送系统20和LRD输送系统22释放惰性气体来抑制在封闭空间14A中的火灾事件，并且气味剂输送系统24释放气味剂给以给人们发出惰性气体存在于封闭空间14A中的警报。HRD输送系统20包括多个HRD压力容器28、每个包含在高压力下的一定量惰性气体。每个HRD压力容器28具有相关的HRD释放阀30和将HRD压力容器28连接到HRD控制器32的导管。来自控制器18的信号指示火灾在封闭空间14A中的发生，并且导致释放阀30释放来自HRD压力容器28的气体进入HRD控制器32。惰性气体在HRD收集器32中被收集并且由HRD调节阀34释放作为第一惰性气体输出，其通过导管46和通过分配管道系统26流动到封闭空间14A。第一惰性气体输出以高释放速率提供到封闭空间14A，但仅持续短暂时间。HRD输送系统20旨在提供惰性气体的快速、强烈迸发用于立即抑制火灾事件F。LRD输送系统22设置在不同于HRD输送系统20的单独分支上。在描述的实施例中，LRD输送系统22包括LRD NEA源36和LRD压力容器38。在可替代实施例中，LRD NEA源36或LRD压力容器38存在于LRD输送系统22中，但不是两个同时存在。LRD NEA源36供应一定量的富氮空气，而LRD压力容器38包含一定量在压力下的惰性气体。在正常情况下，LRD NEA源36可能连续地运行并且NEA可以由选择器阀40分流到需要连续地惰化的例如燃料箱21的区域。一旦检测到来自控制器18的火灾信号，来自LRD NEA源36的NEA 可以由选择器阀40重新引导以用于在控制火灾事件F中使用。在HRD输送系统20已经释放第一惰性气体输出到封闭空间14A之后，控制器18导致选择器阀40从LRD NEA源36释放NEA和/或从LRD压力容器38释放惰性气体作为第二惰性气体输出。LRD释放阀39开启来允许来自LRD压力容器38的惰性气体流动并且LRD调节阀开启来允许惰性气体流动进入LRD分配器。第二惰性气体输出流动到分配管道系统46、通过止回阀47并且到到封闭空间14A。这个第二惰性气体输出以较低的释放速率并且持续较长时间地提供到封闭空间14A。LRD输送系统22旨在提供惰性气体的慢速、持续流动用于连续地抑制火灾事件F。气味剂输送系统24设置在LRD输送系统22下游并且在止回阀47上游的分配系统的LRD分支中。气味剂输送设备44容纳气味剂并且用于计量供应气味剂进入第二气体输出的装置。下面参考图3A-3E讨论气味剂输送设备44的多个实施例。控制器18与LRD输送系统22关联地或者有时候稍后地激活气味剂从气味剂输送系统24的释放。气味剂从气味剂输送设备44排出并且与在LRD分配器42处的第二惰性气体输出混合。组合的气味剂和第二惰性气体输出通过分配管道系统26流到封闭空间14A。因为计量供应气味剂到第二惰性气体输出(与第一惰性气体输出形成对比)，气味剂将以慢速、持久和持续的方式流到封闭空间14A。因此，气味剂在封闭空间14A内滞留以提供存在惰性气体和/或缺乏氧气的持久嗅觉警报。
图2描述分别具有火灾检测器16A、16B、16C的封闭空间14A、14B、14C。封闭空间14AU4BU4C表示在具有火灾抑制系统12的航空器10上的任何封闭空间(例如，货仓或装置空间)。分配管道系统26提供在HRD输送系统20、LRD输送系统22、气味剂输送系统24以及封闭空间14A、14B、14C之间的流体连接。主导管46从至少一个止回阀47延伸并且分成分别到封闭空间14A、14B、14C每个的分支导管48A、48B、48C。每个分支导管48A、48B、48C分别包括分流阀50A、50B、50C并且终止在喷嘴52A、52B、52C。一旦无论哪个分支导管48A、48B、48C与遭受火灾事件的封闭空间14A、14B、14C关联时，控制器18开启分流阀50A、50B、50C。在描述的实施例中，火灾事件F由在封闭空间14A中的火灾检测器16检测，其发出信号给控制器18以启动火灾抑制系统12。在分支导管48A上的分流阀50A将移动到开启位置而在分支导管48B、48C上的分流阀50B、50C将保持关闭。来自HRD输送系统20的第一惰性气体输出、LRD输送系统22的第二惰性气体输出、以及来自气味剂输送系统24的气味 剂将穿过主导管46、穿过在分支导管48A上的开启分流阀50A并且从在封闭空间14中的喷嘴52A出去。图3A为附接到主导管46的气味剂输送设备44，注射泵54的第一实施例的示意图。注射泵54包括马达56、螺杆58、柱塞60、管62、针64、以及连接导管66。注射泵54计量供应气味剂O进入在主导管46中的第二惰性气体输出G。第二惰性气体输出G和气味剂
O被输送到封闭空间(例如，封闭空间14A)，在那里气味剂O的存在给人们发出存在第二惰性气体输出G和/或缺乏氧气的警报。注射泵54包括附接到螺杆58第一端部的马达56。螺杆58的第二、相对端部附接到柱塞60的第一端部。柱塞60的第二、相对端部与容纳在管62内的气味剂O接触。柱塞62设置在管62内并且可以移动经过一定体积的管62。 管62的第一端部附接到螺杆58的第二端部，并且管62的第二、相对端部附接到针64的第一端部。针64的第二端部附接到连接导管66的第一端部。连接导管66的第二端部附接到主导管46。密封件和或限流器可以包括在导管66的出口处。注射泵54配置来慢速地释放气味剂O进入主导管46用于与第二惰性气体输出G混合。在激活LRD输送系统22的同时(或稍后)，控制器18激活注射泵54来慢慢地将气味剂O注射进主导管46。马达56驱动螺纹螺杆58向前，其慢慢地推动柱塞60向前经过管62。当柱塞60被推动进管62时，在管62内的气味剂O慢慢地被推动出另一端进入针64。从针64，气味剂O流进连接导管66并且加入在主导管46中的第二气体输出G。当第二惰性气体输出G流经在连接导管66与主导管46之间的连接点时，气味剂O混合进第二惰性气体输出G。因此，注射泵54计量供应气味剂O进入第二惰性气体输出G，以便将气味剂O形式的持久嗅觉警报与第二惰性气体输出G —起输送到封闭空间。图3B为包括文氏管区域68和贮存器70的气味剂释放输送设备44B的第二实施例的示意图。文氏管区域68设置在主导管46内并且通风的或加压的贮存器70通过刚好在文氏管区域68下游的连接导管72附接到主导管46。文氏管区域68在主导管46内的存在降低了局部压力并且导致气味剂O从贮存器70出来通过连接导管72并且进入第二惰性气体输出G。文氏管区域68是主导管46的内壁的变窄部分。刚好在文氏管区域68的下游，贮存器70附接到主导管46的外壁。贮存器容纳一定体积的气味剂O。连接导管72将贮存器70流体地连接到主导管46。第二惰性气体输出G当它穿过在主导管46内的受限文氏管区域68时经历在速度方面的局部上升并且在压力方面的相应下降。当第二惰性气体输出G从文氏管区域68排出时，它将压力稍高的气味剂O带出贮存器70。气味剂O慢慢地从贮存器70排出通过连接导管72并且进入在主导管46内的惰性气体输出G。开/关阀可以设置在连接导管72上并且由控制器18操作来协调气味剂O与第二惰性气体输出G的释放。因此，气味剂O形式的持久嗅觉警报与第二惰性气体输出G —起被释放到封闭空间(例如封闭空间14A)。图3C为位于主导管46内的气味剂释放输送设备44C、多孔介质74、以及密封件75A和75B的第三实施例的示意图。多孔介质74是容纳气味剂O的塞、烧结物、或海绵并且附接到主导管46的内壁，其中气味剂O被密封在内。当被激活时，第二惰性气体输出G突破两个密封件75A和75B并且然后流经多孔介质74。气味剂O慢慢地被带出多孔介质74并且释放进入惰性气体输出G。气味剂O形式的持久嗅觉警报与第二惰性气体输出G —起被输送到封闭空间。图3D为包括贮存器76和连接导管78的气味剂释放输送设备44D的第四实施例的示意图。贮存器76容纳气味剂O和压力气体P。连接导管78包括开/关阀80和计量供应阀82。气味剂O慢慢地从贮存器76释放通过计量供应阀82并且进入在主导管46内的惰性气体输出G。贮存器76通过连接导管78流体地附接到主导管46。设置在贮存器76内的是气味剂O和压力气体P两者。设置在贮存器76附近的连接导管78上的是开/关阀80。设置在开/关阀80与到主导管46的连接部之间的连接导管78上的是计量供应阀82。响应于来自控制器18的信号，开/关阀80移动到开启位置。 氮气或气体加压气体G施加力到气味剂O上以便气味剂O从贮存器76排出，穿过开启的开/关阀80并且进入计量供应阀82。计量供应阀82控制气味剂O进入在主导管46中的第二惰性气体输出G的流量。因而，气味剂O形式的持久嗅觉警报与第二惰性气体输出G —起被输送到封闭空间(例如封闭空间14A)。图3E为气味剂释放输送设备44E :压力操作注射器84的第五实施例的示意图。在图3E中描述的是主导管46、第一连接导管86、以及包含密封件90和计量供应装置的第二连接导管88，计量供应装置可以是阀或计量供应节流孔。注射器84包括柱塞92、第一管部94、以及第二管部96。注射器84使用成比例压力来慢慢将气味剂O释放进第二惰性气体输出G。注射器84由第一连接导管86和第二连接导管88流体地连接到主导管46。第一连接导管86的第一端附接到主导管46，而第一连接导管86的第二端附接到注射器84的第一端。第二连接导管88的第一端附接到注射器84的第二端，并且第二连接导管88的第二端附接到主导管46。设置在第二连接导管88内的是密封件和限流器90。注射器84的第一端包括设置在具有面积Al的第一管部94内的柱塞92。注射器84的第二端包括具有面积A2并且容纳气味剂O的第二管部96。第一管部94的面积Al大于第二管部96的面积A2。第二惰性气体流G的成比例压力导致柱塞92从注射器84喷射气味剂O。第二惰性气体输出G在它前去抑制在封闭空间中的火灾事件的路径上流经主导管46。第二惰性气体输出G的一部分流进第一连接导管86并且施加力Fl在柱塞92的第一端上。力Fl等于第二惰性气体输出G在第一连接导管86处的压力乘以第一管部94的面积Al。力F2等于第二惰性气体输出G在第二连接导管88处的压力乘以第二管部96的面积A2，力Fl大于力F2。因为力Fl较大，所以第二惰性气体输出G慢慢地推动柱塞92向前经过第一管部94并且进入第二管部96。第一管部14包括邻近第二管部96的通风口，以当柱塞92从左(满的)移动右(空的)时，防止在腔内形成压力。气味剂O从第二管部96喷射并且进入第二连接管道88，在那里它使密封件90破裂。气味剂O穿过破裂密封件和节流器90并且进入在主导管46中的第二惰性气体输出G。因此，气味剂O形式的持久嗅觉警报与第二惰性气体输出G—起被输送到封闭空间(例如封闭空间14A)。图4为表示根据本发明的火灾抑制方法98的流程图。方法98包括检测火灾事件(步骤100)、使来自HRD输送系统的第一惰性气体输出流动(步骤102)、使来自LRD输送系统的第二惰性气体输出流动(步骤104)、以及计量供应气味剂进入第二惰性气体输出(步骤106)。在第二惰性气体输出中包括气味剂确保发出在封闭空间中存在惰性气体的持久嗅觉警报。方法98旨在抑制在封闭空间中的火灾事件，例如在航空器10的封闭空间14A中的火灾事件F。首先，由烟雾检测器等检测在例如货仓的封闭区域中的火灾事件(步骤100)。其次，以高的释放速率引导第一惰性气体输出流到封闭空间(步骤102)。这个第一惰性气体输出旨在立即降低在封闭空间中的氧气量，试图扑灭或至少抑制火灾事件的传播。第三，以低的释放速率引导第二惰性气体输出流到封闭空间(步骤104)。这个第二惰性气体输出旨在对于飞行剩余时间维持在封闭空间中的耗尽的氧气水平，以便抑制火灾并且不会再点燃或蔓延。与步骤104同时与在其稍后，气味剂被计量供应进入第二惰性气体输出(步 骤106)以提供在封闭空间中存在惰性气体的持久嗅觉警报。当封闭空间的门，例如货仓门被开启时，气味剂将给人们发出存在惰性气体和/或缺乏氧气的警报。使用气味剂用于报警的一个优点是气味感知的低阈值，通常是几个颗粒每百万个(ppm)。需要非常少量的气味剂来提供给人们的有效警报。初步计算表示大约20克(少于I盎司)的典型气味剂足以使典型货仓隔室气味化330分钟的时长。最长的持久双程(发动机)操作(ETOPS)时间周期因此是要求LRD输送系统提供第二惰性气体输出用于继续火灾抑制的最长时间量。因为在飞行中重量是关键的，所以持久气味剂释放报警系统的使用是特别有利的。
虽然已经参考优选实施例描述了本发明，但是本领域的技术人员将会认识到，在不脱离本发明精神和范围的情况下，可以在形式和细节上作出改变。
权利要求
1.一种用于在封闭空间中火灾抑制的方法，所述方法包括 使第一惰性气体输出以高释放速率流动进入封闭空间； 使第二惰性气体输出以低释放速率流动进入封闭空间；以及 计量供应气味剂进入第二惰性气体输出以提供惰性气体存在于封闭空间中的持久嗅觉报警。
2.如权利要求I所述的方法，其中计量供应气味剂包括将气味剂推出注射器。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述注射器由压力操作的。
4.如权利要求I所述的方法，其中计量供应气味剂包括降低局部压力以使气味剂流从贮存器出来。
5.如权利要求I所述的方法，其中计量供应气味剂包括使所述第二惰性气体输出流动通过多孔塞以将气味剂从多孔塞带出。
6.如权利要求I所述的方法，其中计量供应气味剂包括从贮存器通过计量供应阀计量供应气味剂。
7.如权利要求I所述的方法，其中所述封闭空间设置在航空器上。
8.一种用于在封闭空间中火灾抑制的系统，所述系统包括 用于以高释放速率供应第一惰性气体输出到封闭空间的高速率释放输送系统； 用于以低释放速率供应第二惰性气体输出到封闭空间的低速率释放输送系统；以及 用于供应气味剂到封闭空间的气味剂释放输送系统，其中所述气味剂释放输送系统释放气味剂进入所述第二惰性气体输出，从而提供惰性气体存在于封闭空间中的持久嗅觉警报。
9.如权利要求8所述的系统，还包括 将所述高速率释放输送系统和低速率释放输送系统、以及气味剂释放输送系统流体地连接到的所述封闭空间的分配网络。
10.如权利要求9所述的系统，其中所述气味剂释放输送系统设置在低速率释放输送系统下游的分配网络上。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述气味剂释放输送系统包括附接到所述分配网络的气味剂输送设备，所述气味剂输送设备用于计量释放气味剂进入所述第二惰性气体输出。
12.如权利要求11所述的系统，其中所述气味剂输送设备包括容纳气味剂的注射泵。
13.如权利要求11所述的系统，其中所述气味剂输送设备包括在容纳气味剂的贮存器上游的文氏管。
14.如权利要求11所述的系统，其中所述气味剂输送设备包括容纳气味剂的多孔塞。
15.如权利要求11所述的系统，其中所述气味剂输送设备包括附接到容纳气味剂的贮存器的计量供应阀。
16.如权利要求11所述的系统，其中所述气味剂输送设备包括容纳气味剂的比例压力操作的注射器。
17.如权利要求8所述的系统，所述封闭空间设置在航空器上。
18.一种用于火灾抑制的系统，所述系统包括 封闭空间；设置封闭空间中的火灾检测器； 用于响应于来自火灾检测器的已经发生火灾事件的信号，以高释放速率供应第一惰性气体输出到封闭空间的高速率释放输送系统，所述第一惰性气体输出配置成立即抑制在封闭空间中的火灾事件； 用于在所述第一惰性气体输出之后，以低释放速率供应第二惰性气体输出到封闭空间的低速率释放输送系统，所述第二惰性气体输出配置成继续抑制在封闭空间中的火灾事件；以及 用于供应气味剂到封闭空间的气味剂释放输送系统，所述气味剂释放输送系统包括用于计量供应气味剂进入所述第二惰性气体输出的输送设备，从而提供惰性气体存在于封闭空间中的持久嗅觉警报。
19.如权利要求18所述的系统，其中所述低速率释放输送系统包括在飞机上的惰性气体产生系统。
全文摘要
本发明涉及气味剂的持久释放。一种用于火灾抑制的方法，包括使第一惰性气体输出以高释放速率流动进入封闭空间，并且使第二惰性气体输出以低释放速率流动进入封闭空间。所述方法还包括计量供应气味剂进入第二惰性气体以提供惰性气体存在于封闭空间中的持久报警。
文档编号A62C3/00GK102671329SQ201210043598
公开日2012年9月19日 申请日期2012年2月24日 优先权日2011年2月24日
发明者A.查塔维, J.G.加特索尼德斯, P.伦尼, R.格拉泽 申请人:基德科技公司