CN101072605A - 用于增加灭火瓶中加压气体的效率的装置 - Google Patents

Abstract

一种灭火装置包括灭火剂的容器(2)以及用于产生加压气体(30)的装置，从而当灭火剂(4)要被喷射到着火区时，产生的气体(16)可以进入容器(2)。本发明的装置进一步包括灭火剂(4)与产生的加压气体(16)之间的耐火分隔件(40)，以便避免它们之间的热交换并使灭火剂(4)的喷出最优化。

Description

用于增加灭火瓶中加压气体的效率的装置

技术领域

本发明涉及消防器具，换言之，即灭火器。更具体地，本发明可应用于灭火装置，其中通过从外部产生加压气体而从其容器排出灭火剂。

在一个方面中，本发明涉及一种位于灭火容器内的装置，当灭火剂被喷射到着火区时，该装置可以改善在容器中产生和引起的加压气体的效率。

背景技术

已知具有容纳灭火剂的容器的灭火器分为两大类。第一类涉及被永久加压的器具，其中气体提供作为容器的单个瓶中的灭火剂的永久加压；灭火剂通过所述瓶出口处的阀而被释放。在第二类中，仅在灭火器投入使用并释放灭火剂以后才释放推进气体，因此该灭火剂并不在压力下被储存。

为了说明第一类型的灭火器，我们可以考虑目前用来扑灭飞机发动机上的火的灭火器。这些装置(其使用卤素灭火剂(halon)作为它们的灭火剂)不仅可以灭火而且可以防止火焰的任何扩散。灭火剂被容纳在瓶中，该瓶在大多数情况下是球形的，并由惰性气体加压；连接于所述瓶的一个或多个分配通道使得灭火剂可以被分配到要保护的区域。在瓶的下端处，校准帽使得每个分配通道可以被密封。还安装压力传感器，以便连续检查瓶的增压。当检测到火焰时，则触发烟火引爆剂(pyrotechnic detonator)。形成的冲击波会使校准帽被穿透，由于容纳在瓶中的压力的效应，这使得瓶被排空并使得灭火剂通过通道被排出到要保护的区域。

这种类型的加压灭火器的一个主要缺点是它们对微泄漏的敏感性，这使它们须进行严格的监测、检验以及维修条件。此外，灭火剂并不完全填满瓶，因为它必须包含加压气体。

至于第二类的灭火器，它们使用单独的加压装置。这些灭火器具通常设置有压缩气体的第一容器以及用于灭火剂的第二容器。当使用该器具时，容纳在第一容器中的压缩气体通过孔口与容纳灭火剂的第二容器连通，以对容纳灭火剂的瓶(或气罐)进行加压。当灭火剂被加压时，它便喷出以灭火，如同第一类灭火器的器具一样。

如在文献WO 98/02211中所描述的，在某些情况下，关于第二类的发生器，可以用气体发生器代替压缩气体的第一容器。

然而，仍然可以显著地优化上述灭火器的性能。确实，某些灭火剂可以快速吸收所产生的推进气体的热量(calories)，其导致容器中压力降低。尤其是，在用于飞机上的灭火器中使用推进剂型(propergol-type)烟火材料的情况下，由于飞机飞行的较高高度，灭火器构件的温度可以达到大约零下55℃。

为了补偿由于推进气体的热量的过度吸收而导致的效率损失，当然可以增加所产生气体的瞬时容积，也就是说，根据使用的装置，来增加加压气体的容器的容积或数目，或甚至增加烟火材料的量。这些解决办法对于容积以及对于重量是不利的；而这些因素在所有应用中都是重要的，并且在飞机的情况下，尤其就发动机的灭火而论，这些因素甚至都是基本的。

发明内容

本发明的目的在于提高灭火器的效率同时克服这些缺点。更具体地，本发明可以降低或消除用于产生加压气体的装置在容积和重量方面的增加，同时保持灭火剂的最佳排出并限制热量的吸收。尤其是，本发明致力于热交换并降低热交换，而这是现有技术的灭火器中并没有考虑到的一个方面。

在一个方面中，本发明涉及一种灭火装置，该装置包括其中储存有灭火剂的容器、用于产生推进气体的装置以及用于使容器与用于产生推进气体的装置连通的装置。因而推进气体可以穿过容器以便喷出灭火剂。

有利地，本发明的灭火装置的容器优选地靠近灭火剂聚积的位置而连接于用于将灭火剂分配到待处理区域的系统，并且用于建立连通的装置通常(但不是限制性地)位于基本上与聚积位置相对的位置处。在所述容器中没有压力的情况下，密封容器的装置防止灭火剂流入到分配系统中；该装置可以包括在灭火器触发顺序(triggering sequence)期间打开的阀，或包括校准成在压力下破裂的防漏帽。

此外，该装置包括分隔件，该分隔件用于避免所产生的气体与灭火剂之间的直接连通并限制灭火剂对来自所产生气体的热量的吸收。这样，产生的气体在容器中施加最大压力。分隔件是耐火的(refractory)，也就是说，它具有低热导率；它位于连通装置的下游，有利地位于容器中，优选位于灭火剂的表面。

分隔件可以将容器分隔成两个防漏部分；分隔件还可以包括使两个部分直接连通的通路，只用于显著地减小加压气体与灭火剂之间的接触面。

由于分隔件的存在，在推进气体与灭火剂之间很少或没有热交换，其使容器中的压力保持不变。因此，不再需要由于热交换的原因而增加加压气体容器的容积或数量或甚至增加烟火材料的量。

分隔件、或灭火剂与加压气体之间的界面可以包括刚性板，其有利地刚性板由能够承受和与加压气体接触相关的应力的材料制成并可移动，以便将压力传递到灭火剂。

这样的板可以是实心的，或可以由格栅构成，而格栅具有通路，这些通路可减小加压气体与灭火剂之间的直接接触面。

在另一个实施例中，灭火剂与加压气体之间的界面由柔性隔膜组成，该隔膜也将容器分隔成两个部分。隔膜可以是可移动的，或固定于容器的周围，这取决于其弹性。

本发明的分隔件可以包括打开装置，当容器为空时，打开装置使得可以排出加压气体。例如，可以布置可熔帽，从而当灭火剂已被喷出时，保护帽由于形成的压力差而被定位成与分配装置的喷出孔口相对，并且打开。

附图说明

附图有助于更好地理解本发明，但这些附图仅是说明性的而不是限制性的。

图1示出本发明的灭火装置的一个实施例。

图2A-2D示出另一个实施例的操作。

具体实施方式

如图1所示，灭火装置或灭火器1包括瓶2，该瓶用作灭火剂4的容器；瓶2优选处于环境压力下。本发明更具体地应用于液体形式的灭火剂4；尤其是，尤其是在对于航空用途有意义的温度范围内，灭火剂4可以具有非常低的饱和蒸气压(接近于溶剂的饱和蒸气压)并且以液态形式存在。

瓶2包括一个或多个出口6，所述出口可以连接于分配管道8，以使得灭火剂4被喷射到待处理的区域10。优选地，出口6位于侧部上，也就是说，在所述侧部处灭火剂4通常朝向瓶2的底部聚积。有利地，每个出口6由封闭装置12封闭，以便将灭火剂保持在瓶2中直至其被需要。尤其是，如果存在单个出口6，则密封装置12可以例如是校准帽，也就是说隔膜(membrane)，当瓶2内的压力达到一定阈值时其会破裂或打开。密封装置12也可以是阀，有利地为远程控制的阀。其它密封装置12例如在WO 93/25950或US-A-4877 051中是已知的，并且可在市场上获得。

此外，灭火装置1包括用于产生加压气体的装置14。用于产生加压气体16的装置14通过连通装置18连接于灭火剂瓶2。有利地，灭火剂的容器2与产生加压气体的装置14之间的连通装置18以与出口6相对的方式通到容器2。

在图1所示的本发明的实施例中，用于产生加压气体的装置14包括一个或多个加压气体的容器。在这种情况下，只要不使用灭火器，则连通装置18中的阀使得例如加压气体的容器14与灭火器2相隔离；其它解决方法也是可能的。

在已知接触面的条件下，当连通装置18被打开(如果需要在着火区10引发)时，灭火剂4可以吸收产生的推进气体16的热量。当加压气体的温度下降时，容器2中的压力P相应地下降。为了限制本发明的两阶段之间的热交换，设置有分隔件20。

在此实施例中，分隔件包括刚性板20，该板在灭火剂的容器2中是可移动的，从而它提供活塞的作用：一侧22受到推进气体16的压力P，即，通过板20的另一面24被传递到灭火剂4的压力，以便使得灭火剂从容器2排出。有利地，容器的壁平行于板移动的方向，例如，呈现回转圆筒的形状；然而，替换方式也是可能的，具有例如包括铰接板的分隔件。板20是耐火的、单体的或结构化的，例如由塑料、或任何刚性材料制成，覆盖有耐火材料，如弹性体；在喷射期间，板可以例如借助于在容器2内壁上的轨道而移动(虚线)。

板20可以是“实心的”，也就是说，它可以将灭火器1的容器2的容积分隔成两个部分26、28，该两个部分相对于彼此大体上是防漏或密封的。尤其是，在板20的周围可以留有间隙以使它可以移动，但热交换仅发生在此间隙中。

有利地，位于喷出孔口6侧部上的部分26仅容纳灭火剂4，而上部28不容纳灭火剂4，尤其在灭火剂是液体的情况下：板20用作灭火剂4与加压气体16之间的界面。

在另一个实施例中，板20在两个部分26、28之间具有通路，这将该板限制为例如具有格栅(grill)的形式。在这种情况下，热交换总是发生在灭火剂4的表面处，然而，可以大大地减少热交换并满足板20的功能。尤其是，优选地，板20的孔隙率，也就是说其通路的表面积和其总表面积之间的比率，为大约10％至15％。

尽管描述了包括单个板20的分隔件，但是对于每种实施方式，上述板20可以连接于例如另一个刚性板、或柔性部件。

另一个实施例涉及隔膜形式的分隔件，将相对于另一种气体发生系统对其加以描述，尽管该隔膜当然也可以用于图1所示类型的灭火器1中。

确实，另一个实施例涉及具有烟火筒(cartridge)的气体发生器30。有利地，由于尺寸的原因，以及如图2所示的，发生器位于瓶2内；它包括设置有点火装置34的室32，并且包括具有烟火材料(诸如推进剂)的筒36。通过室32的至少一个出口38，由烟火材料36的燃烧而产生的气体被引向瓶2。对于本领域的技术人员来说，这样的发生器30是已知的。

在这种情况下，分隔件40包括柔性隔膜。有利地，隔膜40用作灭火剂4与加压气体16之间的界面，也就是说，隔膜40被“安放”到灭火剂4上。将隔膜在其外围处附着(例如胶着或机械附着)于容器2的区域42处。如图2所示，附着于容器2的中部是可行的，尤其是当容器2为球形时。将隔膜附着在出口6处可能是有利的。

优选地，可延伸的隔膜40对于灭火剂4、或甚至对于通过推进剂36的燃烧而产生的推进气体16来说是防漏的。此外该隔膜是耐火的。它可以由柔性且可延伸的袋状件(pouch)构成，例如用非增强弹性材料制成的袋状件。

根据对瓶2的填充程度，当灭火器1处于静止状态(图2A)时隔膜40可以靠近发生器30，静止状态是其中密封装置12(此处是校准帽)被封闭的状态。

当需要灭火时，点火装置34点燃推进剂块36，并且通过孔口38将加压气体排出到容器2。由此产生的压力P使得校准保护帽12打开，由于灭火剂4在分配装置8中喷出而降低了灭火剂的水平面：参见图2B。灭火剂4的水平面降低伴随有与之保持接触的隔膜40的移动和变形(图2C)。

然而，当灭火剂4已被完全喷出时，可以优选的是，在瓶2的整个减压期间继续对容纳在分配管道8中的灭火剂4施加压力P，以便确保将灭火剂4完全排放到着火区10。一种可能性是在分隔件40中安装打开装置44，该打开装置使得加压气体16和灭火剂4进行接触。

在该实施例的第一种变型中，打开装置44可以包括可熔帽，当施加于保护帽44的压力P大于其破裂值时，该可熔帽会破裂。这样，当未使用灭火器1时，隔膜40是单个部件；当产生推进气体16时，容器2中的压力以及施加于隔膜40和施加于帽44的压力P增加，因而帽44保持闭合。在瓶2(其容纳灭火剂4)的排空结束时，帽44仅受到所产生气体16的压力P，在仍然存在少量灭火剂4的条件下：由于瓶2的加压而单侧施加于保护帽44上的作用力会变得足以导致其破裂。

当容器2中的灭火剂4的量实际上为零、或仍然剩有待喷出的灭火剂4时，可以打开帽44。在第二种情况下，将帽44的孔尺寸选择为足够小，以便减少推进气体16与灭火剂4之间的热交换，从而避免改变所产生的灭火剂的推进量。因而适当的孔44使得压力可以在圆筒2的整个减压期间连续施加于容纳在管道8中的灭火剂4，从而确保将灭火剂4完全排放到着火区10。

有利地，当气体16的压力使隔膜变形时以及当隔膜被打开时，可熔帽44位于出口6处。还可以提供足够易碎的(fragile)隔膜40，以确保当其两面之间的压力差大于阈值时在出口6处发生破裂(隔膜40的剩余部分受到容器2的壁的保护)。

另一种变型涉及在隔膜40中存在小直径的孔：与先前的格栅一样，这些打开装置44导致推进气体16与灭火剂4之间的热交换减少，其并不改变所产生的灭火剂的推进量。

当刚性板20用作分隔件时，也可以设想打开装置44的存在。

在两种情况下(安全保护帽或存在孔)，打开装置44的表面积有利地大约为校准帽12的表面积。

以上描述当然并不排除本领域技术人员将注意到的用以实现本发明目的的所有可替换方式。尤其是，可以在所介绍的各种实施例之间进行各种组合，例如，用于非球形容器的隔膜、或用于发生器(通过燃烧推进剂)的刚性板。也可以具有通过弹性密封件或柔性隔膜连接于圆筒壁的刚性板。

此外，对本领域技术人员来说，显而易见的是，这些实例纯粹是说明性的：按照本发明的原理可以使用其它装置来产生加压气体，以便确保喷出灭火剂。还可以设想例如通过混合产物的化学反应，或泵压缩获自环境(靠近或远离所述装置)的气体。类似地，所描述的形式也纯粹是说明性的。

Claims (15)

1.一种灭火装置(1)，其包括：

灭火容器(2)，包含灭火剂(4)，

用于产生加压气体(16)的装置(14、30)，

连通装置(18、38)，用于在所述容器(2)与用于产生所述气体的所述装置(14、30)之间形成连通，使得由用于产生加压气体的所述装置所产生的气体(16)可以穿过所述灭火容器(2)，

分隔件(20、40)，位于所述连通装置(18、38)与所述灭火剂(4)之间，

其特征在于，所述分隔件(20、40)是耐火的，以便减少所述灭火剂(4)与所述产生的气体(16)之间的热交换。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述分隔件(20、40)保持与所述灭火剂(4)接触。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述分隔件(20、40)包括至少一个通路孔口，并且将所述容器(2)分隔成通过所述通路孔口而连通的两个部分(26、28)。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述分隔件(20、40)将所述容器(2)分隔成两个防漏部分(26、28)。

5.根据权利要求3或4所述的装置，其中，所述分隔件(40)包括允许所述两个部分(26、28)进行连通的打开装置(44)。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述打开装置(44)是可熔帽。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述分隔件(20)是刚性的和可移动的。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述分隔件(40)是柔性隔膜。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其中，在不存在所产生的气体的情况下，所述灭火容器(2)中的压力为环境压力。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其中，所述灭火剂(4)为液体形式。

11.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，用于产生加压气体的所述装置包括至少一个加压气体容器(14)。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其中，用于产生加压气体的所述装置包括气体发生器(30)，而所述气体发生器包括设置有气体出口(38)的室(32)以及具有烟火材料块的筒(36)，其中所述烟火材料产生所述推进气体。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述气体发生器(30)的所述室(32)位于所述灭火容器(2)内。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的装置，进一步包括用于所述灭火剂的分配装置(8)。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述分配装置(8)包括校准帽(12)。

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