用于供给灭火剂的方法与流程

本申请要求在U.S.C.§119(e)35条例下享有于2014年3月13提交的美国临时申请No.61/952,503的权益，其公开通过引用而结合在本文中。

技术领域

本公开涉及用于灭火的系统和方法。具体地说，本公开涉及用于灭与容器相关联的火的系统和方法。

背景技术：

货物可利用一种或多种不同类型的运载工具而运输到其目的地，包括例如船舶、列车、飞机和货车。这种货物是在定位于装货区域内部的同时进行运输的。在某些情况下，货物可包括危险的、易燃的和/或容易燃烧的材料，其可对货物本身以及运输货物的运载工具和运载工具的操作员带来运输危险。

在许多情况下，货物可被承载于同控制运载工具的操作员分离的区域中。结果，操作员可不知道已经发生在货物容器或装货区域中的火灾或爆炸。此外，由于货物运载工具的性质，可获得有限的灭火剂供给。例如，在货机上，任何灭火剂的重量可能限制了可被携带以用于灭火的灭火剂的数量。因此，可能需要限制用于灭火的灭火剂的数量，从而通过将任何灭火剂的释放聚焦于需要灭火剂的特殊区域而减少飞机所携带的重量，而非仅仅释放大量的灭火剂，以充斥整个装货区域。此外，灭火剂本身对于某些类型货物可为有害的。因此，可能需要将灭火剂的释放限制于需要灭火的位置，从而限制不需要灭火剂的货物的损耗。

因为遭遇火情的装货区域可能定位在远离货物运载工具操作员的远处(即，货物可能定位在运载工具的空闲部分和/或难以接近的部分中)，所以及时地为遭遇火情的区域提供灭火剂可能更加困难。因此，可能需要提供一种用于远程且及时地供给灭火剂的系统。

操作员定位于离装货区域相对较远的货物运载工具的一个示例是飞机。现代飞机所携带的货物大多数在货物容器中或货物托盘上进行运输。容器通常被称为成组装运设备(“ULD”)。出于安全性考虑，ULD必须时常配置为与飞机货物锁定系统相接合，从而在各种飞行、地面装载和/或紧急条件下约束货物容器。在联邦政府的空管条例下，ULD被认为是飞机用具，是针对特定类型的飞机经联邦航空局(FAA)认证的，并且通常按照国家宇航标准(NAS)3610中所包含的规格进行制造。

在货机示例中，虽然某些装货区域可能传统地装备了意图用于手动操作的灭火瓶，但在飞行期间很少货物容器可被飞行人员接触到，从而可能造成难以利用灭火瓶手动熄灭定位于飞机装货区域中的火情。另外，火情可能发生在货物容器内部，并且如果那些火情不被抑制或熄灭的话，它们可能冲破容器的壁并散布整个装货区域。然而，在没有将灭火剂排出到容器内部的条件下，如果不是不可能的话，那么可能也是难以抑制或熄灭容器内部的火情。

因而，可能需要提供一种用于灭与已经检测到火情的容器相关联的火的系统。另外，可能需要提供一种用于为容器内部供给灭火剂的系统。此外，可能需要提供一种用于在延长的时间周期或持续时间内为容器内部供给灭火剂的系统，使得例如货机可在火势蔓延整个装货区域之前安全地着陆。

这种灭火系统或多个系统可定位在其中一个装货区域，例如容纳特别危险材料的“高风险”区域或整个装货区域。

与检测和/或灭火相关联的问题并不局限于货物运输行业。相似的问题可能出现在例如货物和/或其它物品储存于远离监视这些货物或其它物品的人的位置例如储存设备中的情形下。因而，在各种广泛的情形下，可能需要远程检测和/或远程灭火。

在许多应用中，直接将灭火系统储存于例如ULD的容器中可为不切实际的或低效率的。例如，容器可能遇到严竣环境，包括极冷和极热、冲击、振动和一般的滥用。由于例如这种系统随着时间推移的加速老化或失效，结果在各个单独的容器中提供灭火系统可为不切实际的。此外，货运行业中已知的公司可能使用成千上万的容器，并且为各个容器装备灭火系统的费用可为过高的。安装、维护和移除各个容器的灭火系统也可为不切实际且不经济的。结果，在容器中提供灭火系统存在许多可能的缺陷。

另外，现有的技术和工艺可能只提供了有限的灭火窗口。例如，某些方法可为一次性方案，例如在单次应用期间将灭火剂供给容器的装置。当灭火剂在引入到ULD中之后从ULD泄漏出来或散布出来时，火情可能再次生长并冲破ULD，潜在地扩散至周围货物。这例如可能严格地限制了飞行人员使货机安全着陆的可用时间。某些试验已经显示了灭火剂单次应用于容器可能在二十分钟或更少时间内是有效的。这在横渡海洋的飞行期间对于例如货机可为不合适的，其可能花费若干小时才能飞行到适合着陆的最靠近的机场。因此，可能需要在延长的时间内为容器提供连续的或重复的灭火剂供给。

技术实现要素：

在以下描述中，用于在延长的持续时间内将灭火剂供给容器的内部的装置的某些方面和实施例将变得清晰明了。应该懂得，从其最广泛的意义上说来，这些方面和实施例可在没有这些方面和实施例的一个或多个特征的条件下实现。应该懂得，这些方面和实施例仅仅是示例性的。

本公开的一个方面涉及一种用于在延长的持续时间内将灭火剂供给容器的内部的装置。该装置可包括配置成容纳并选择性地排出灭火剂的多个室、配置成刺破容器的穿刺机构和与所述多个室和穿刺机构处于流连通的歧管。该装置还可包括控制器，其配置成以受控方式启动灭火剂从室中的排出。该装置可配置成使得灭火剂可在第一时间从所述多个室中的第一室排出，并且可在第一时间之后的第二时间从所述多个室中的第二室排出灭火剂。

这里使用的术语“火情”并不一定局限于具有可见火焰的火情。相反，术语“火情”是从广泛意义上使用的，并可用于描述物体和/或表面呈现比本领域中的技术人员预期或认为不安全的温度更高温度的情形，例如物体和/或表面焖烧、冒烟和/或触感很热的情形。

根据另一方面，在延长时间内用于将灭火剂供给容器的内部的系统可包括多个室、穿刺机构和歧管，所述多个室配置成容纳并选择性地排出灭火剂，穿刺机构配置成刺破容器，并且歧管与所述多个室和穿刺机构处于流连通。该系统还可包括传感器，其配置成将指示与容器相关联的温度的信号提供给控制器，控制器配置成以受控方式启动灭火剂从室中的排出。该系统可配置成使得灭火剂可在第一时间从所述多个室中的第一室排出，并且可在第一时间之后的第二时间从所述多个室中的第二室排出灭火剂。穿刺机构可配置成在灭火剂排出之后延伸并刺破容器。

根据又一方面，一种用于在延长的持续时间内将灭火剂供给容器的内部的方法可包括检测指示与容器相关联的温度的传感器信号，至少部分地基于传感器信号通过控制器确定灭火剂应供给容器内部，并通过控制器启动灭火剂从容纳灭火剂的室中的排出。该方法还可包括利用穿刺机构刺破容器的表面，以便在室和容器内部之间提供流连通，从而允许在第一时间将灭火剂供给容器的内部。该方法还可包括在第一时间之后的第二时间通过控制器启动灭火剂从容纳灭火剂的第二室中的排出。该方法还可包括将灭火剂从第二室供给容器的内部。

应该懂得，如权利要求的申明所述，前面的总体说明和以下的详细说明都仅仅是示例性和解释性的，而非本发明的限制。

附图包含在本说明书中，并组成本说明书的一部分，附图显示了若干实施例，并且与细节描述一起用于解释本公开的原理。

附图说明

图1是示例性运载工具的示意性的剖面透视图；

图2是用于将灭火剂供给位于示例性装货区域中的容器的内部的系统的一个示例性实施例的示意性的剖面正视图；

图3是用于将灭火剂供给容器的内部的系统的一个示例性实施例的示意性的局部剖面顶视图；

图4是容纳灭火剂的室的一个示例性实施例的示意性的剖面顶视图；

图5是在初始非展开的配置形态的操作期间的用于将灭火剂供给容器的内部的系统的一个示例性实施例的示意性的局部剖面侧视图；

图6是在部分展开的配置形态的操作期间的用于将灭火剂供给容器的内部的系统的一个示例性实施例的示意性的局部剖面侧视图；

图7是在完全展开的配置形态的操作期间的用于将灭火剂供给容器的内部的系统的一个示例性实施例的示意性的局部剖面侧视图；

图8是在操作期间移除示例性压力栓的条件下的穿刺机构的一个示例性实施例的示意性的局部剖面侧视图；

图9是处于非延伸配置形态下的压力栓组件的一个示例性实施例的示意性的局部剖面侧视图；

图10是处于完全延伸配置形态下的压力栓组件的一个示例性实施例的示意性的局部剖面侧视图；

图11是穿刺机构的一个示例性实施例的示意性的顶视图；

图12是在操作期间具有示例性压力栓的条件下的穿刺机构的一个示例性实施例的示意性的局部剖面侧视图；

图13是可移除的穿刺末梢的一个示例性实施例的示意性的顶视图；且

图14是可移除的穿刺末梢的一个示例性实施例的示意性的局部剖面侧视图。

具体实施方式

现在将详细地参考附图中所示的示例性实施例。在可能的任何地方，将在全部附图中使用相同的标号来表示相同或相似的部件。

图1显示了用于运输容器的示例性运载工具10。运载工具10可包括本体12、位于本体14中的甲板16和位于甲板16上方的天花板20，本题限定了运载工具的内部14，甲板16配置成支撑多个容器18。

图2是图1的示例性运载工具10的横截面图。运载工具10可包括系统22，其用于将灭火剂32(见图3)供给至甲板16所支撑的容器18的内部。系统22可连接在例如天花板20上，高于配置成接收容器18的至少一个位置。系统22可包括传感器24和控制器26。系统22还可包括至少两个容纳灭火剂32的室30、具有传送管36和穿刺末梢38的穿刺机构34(见图5)、以及将室30连接到穿刺机构34上的歧管40，歧管40容许灭火剂32在系统22操作期间从室30流向穿刺机构34。在所示的示例性实施例中，各个室30通过例如螺纹连接件42而联接在歧管40上。

灭火剂32可包括任何合适的物质或物质组合。例如，灭火剂32可包括例如热推进剂，其配置成产生驱动压力和提供熄火或灭火气体或气溶胶。例如，灭火剂32可包括下者中的一种或多种：叠氮化钠、5-氨基四氮唑、钾5-氨基四氮唑、硝酸胍、氯酸钾、硝酸钾、高氯酸钾、硝酸锶、硝酸铜(碱性)、氧化铜(黑色)、高氯酸铵或LOVA推进剂。其它具有相似特征的物质也被设想用作灭火剂32。另外，灭火剂32可采用化学反应的副产品，例如通过燃烧反应产生的细微分散的微粉碎的气溶胶形式的碳酸钾。

在图3所示的示例性实施例中，室30以周向方式围绕歧管40而设置。系统22可配置成使得在给定的时间只有单个室30将灭火剂32排出到歧管40中。控制器26可配置成根据点火时序表而控制各个室30中的灭火剂32的点火，使得灭火剂32可在延长的持续时间内通过从多个室30中以间隔开的时间间隔释放灭火剂32而供给容器18。各个室30的启用速率和/或来自各个室30的灭火剂32的排出速率可受到控制器26的控制。例如，控制器26可包括使用固定时间间隔的定时器、基于传感器输入的程序或任何其它合适的时间调节机构。

传感器24可配置成检测不符合要求的高温，例如来自容器18中的火情。传感器24可为任何合适的火情检测机构，例如热传感器、烟检测器或热敏材料。在某些实施例中，传感器24通过例如硬导线和/或无线通信链路而与控制器26保持通信。在传感器24检测到火情的情况下，通过例如升高的温度读数或通过烟的检测，传感器24配置成发送可被控制器26检测的信号。

控制器26可包括一个或多个处理器、微处理器、中央处理器、单板计算机、电子控制模块和/或本领域中的技术人员所知的任何其它计算和控制装置。控制器26可配置成运行一个或多个软件程序或应用，软件程序或应用储存在某个存储器位置，从计算机-可读介质中进行读取和/或从外部装置进行访问，外部装置通过任何合适的通信网络操作地联接在控制器26上。

在接收来自传感器24的信号之后，控制器26可使用任何合适的方法，例如软件程序设计、机械零件或化学反应以启动系统22的操作。启动操作可通过例如对定位于容纳灭火剂32的室30中的点火器44发送启用信号来完成，例如图4中所示。当暴露于来自点火器44的热量中时，灭火剂32可遭遇化学反应，迅速地膨胀，并增加室30中的压力。根据某些实施例，在启用点火器44之后，控制器26发送信号给报告单元(未显示)，通知用户系统正在操作，发送给例如飞机驾驶舱中的远程飞行人员。还可设想其它机构和方法用于触发灭火剂32的释放。

图5显示了紧跟启用之后示例性系统22。在启用点火器44之后，灭火剂32在室30中加热并膨胀，点火器可在例如室中提供点火器火焰45。一个或多个定位在室30和歧管40之间的通道48中的压力控制栓46可通过来自膨胀的灭火剂32的压力而移动、移走或被移除。(为了显示膨胀的灭火剂32的存在和流动，在图5-7中对于启用的灭火剂32使用了比未启用的室30中的未启用的灭火剂33更黑的阴影)。压力控制栓46可由任何合适的材料形成，只要其防止外部压力和热量，以免影响无活动的室30(即，该系统没有被启用)。如图6中所示，一旦压力控制栓46被移走，室30可被置于与歧管40处于流连通，并且灭火剂32可从室30流出并进入歧管40中。灭火剂32可继续膨胀，同时对歧管40的内部空间加压。

图6显示了灭火剂32在歧管40中膨胀的同时进一步对压力盘50施加力，压力盘定位在歧管40和穿刺机构34之间的接口处。(在图6-8中使用了箭头示意性地指示灭火剂32的流动。)施加于压力盘50上的力可能造成最初定位于穿刺机构34的传送管36中的收缩位置的穿刺末梢38沿着传送管36而延伸。穿刺末梢38可包括成角度的穿刺边缘39、穿刺末梢开口41以及穿刺末梢侧面端口71。穿刺末梢38可延伸至某一点，例如直至穿刺末梢38到达传送管36上的一个或多个导向挡块(未显示)上。当穿刺末梢38撞击容器18时，压力可能由于膨胀的灭火剂32而继续累积在压力盘50上，这可能增加通过压力盘50而作用于穿刺末梢38上的力，因此造成穿刺末梢38穿透容器18的外壁。

在某些实施例中，传送管36还包括锁定机构(未显示)，其将穿刺末梢38锁定在其最远的行程位置，从而防止穿刺末梢38接触物体并弹回到传送管36中。在系统22的操作期间，锁定机构最大限度地增加了成功穿透容器18的可能性，最大限度地减少了灭火剂32的可能的浪费。

如图7和图8中所示，随着穿刺末梢38沿着传送管36的纵长平移时，但在穿刺末梢38到达其最大延伸范围之前，定位在压力盘50上的压力栓52可通过固定在歧管40内部的压力栓缆54而移动。压力栓52的移动暴露压力盘50中的孔56，这容许灭火剂32通过孔56从歧管40流向传送管36。在压力栓52从压力盘50移开之前，穿刺末梢38穿透容器18的表皮，从而容许灭火剂32流过传送管36并通过穿刺末梢开口41和/或穿刺末梢侧面端口71而流入到容器18的内部(在图8中利用示意性箭头显示了穿过传送管36的灭火剂32的流动)。

在图9所示的示例性实施例中，压力栓缆54最初可盘绕在压力栓缆套筒58中，压力栓缆套筒定位于歧管40中。在歧管40中的灭火剂32初始膨胀期间，压力栓缆套筒58保护压力栓缆54免于损伤或变形。当压力栓缆54到达其完全延伸范围时，例如当穿刺末梢38在传送管36中远离歧管40平移至离歧管40某一距离时，压力栓52通过压力栓缆54而移动。在图10中显示了连接在压力栓52上的完全延伸的压力栓缆54的一个示例性实施例。压力栓缆54可由任何合适的材料制成，例如不锈钢或其它具有相似特征的材料。压力栓52、压力栓缆54和压力栓缆套筒58共同形成了压力栓组件59。

压力栓可安装在歧管40和/或室30中，如果穿刺末梢38在传送管36中不会平移足够远，从而通过压力栓缆54使压力栓52从压力盘50上移走的话。为了减轻这种压力，在其对歧管40和/或室30造成损伤之前，压力盘50还可包括紧急压力释放阀60。

在图11和图12所示的示例性实施例中，压力盘50上的紧急压力释放阀60可包括压力板62、弹簧64和端口66。紧急压力阀60的端口66可容许灭火剂32绕过由于压力栓52的移动而将暴露出的孔56，并且灭火剂32通过端口66可对压力板62施加压力。在所示的示例性实施例中，压力板62通过弹簧64连接到压力盘50上，并包括位于压力板62中心的压力板孔68，其配置成容许灭火剂32流过压力板62，而不会阻碍通过压力栓缆54移除压力栓52。如果压力栓52保持在原位时，压力板62可阻塞任何灭火剂32通过端口66的流动，然而，直至来自端口66中的灭火剂32所定向于压力板62上的压力施加了足够的力以移动压力板52。

弹簧64的强度指定了移动压力板62所需要的力，该强度可通过例如考虑临界系统压力和安全系数来确定，并可经过选择，从而在对歧管40或室30发生任何压力损害之前容许压力板62与压力盘50分离。在图12所示的示例性的实施例中，当歧管40中的灭火剂32对压力板62施加了足够的压力并拉伸弹簧64，从而移动压力板62时，灭火剂32通过压力板孔68进入传送管36中，即使穿刺末梢38没有完全延伸。(图中用箭头示意性地显示了灭火剂32的流动)。弹簧64的使用是示例性的，并且压力板62可通过备选机构来移动，例如阀门或电气压力变换器(未显示)。

在图13和图14所示的示例性实施例中，穿刺机构34还可包括穿刺末梢断开器件70，其容许在系统22的操作之后很容易从传送管36上移除穿刺末梢38。例如，穿刺末梢断开器件70可容许穿刺末梢38在穿透容器18之后保持于容器18中，直至穿刺末梢38可在检查期间被安全地移除。

系统22还可包括散热器72，其配置成在点火之后且在灭火剂32进入歧管40、穿刺机构34和容器18中的一个或多个之前冷却灭火剂32。散热器72可由处于具有高的表面面积和高的热导率的组件(例如一系列挡板或和散热片阵列)形式的任何合适的材料形成。散热器72可设于室30、歧管40或传送管36中的一个或多个中。

考虑到这里公开的实施例的说明书和实现方式，本发明的其它实施例对于本领域中的技术人员将是清晰明了的。说明书和示例应被认为只是示例性的，其中本发明的真实范围和精神由以下权利要求来指定。