CN102145211A - 用于温度控制的惰性气体抑制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于温度控制的惰性气体抑制系统，具体地公开了一种火抑制系统，所述火抑制系统包括被构造为保持火抑制剂的抑制剂源系统。在一个示例中，所述火抑制剂为惰性气体。温度传感器布置在抑制区域中，并被构造为检测在所述抑制区域中的不期望的温度或温度升高。抑制系统与所述温度传感器连通，并与所述抑制剂源系统流体连通。所述抑制系统被构造为以初始速率和随后速率将所述火抑制剂选择性地释放到所述抑制区域。所述初始速率大于所述随后速率。所述随后速率被构造为响应于所述不期望的温度通过所述泄漏系统置换所述抑制区域的容积。

Description

用于温度控制的惰性气体抑制系统
技术领域
本发明涉及一种用于抑制区域的火抑制系统，所述火抑制系统在抑制区域中提供温度控制。
背景技术
火抑制系统用在诸如航空器、建筑物和军用车辆的各种应用中。典型的火抑制系统的目标是通过减少抑制区域中的可用氧来扑灭或抑制火，并且防止可促进火的新鲜空气的进入。一种火抑制方法包括两个阶段。第一阶段通过以第一速率将气态火抑制剂提供到抑制区域来“扑灭”火，这将抑制区域中的氧减少到按体积计算12%以下，因此将火焰熄灭。在第二阶段中，以比第一速率小的第二速率将气态火抑制剂提供到抑制区域，从而防止新鲜空气进入抑制区域潜在地使得阴燃火再次点燃。
另一方法使用水代替气态火抑制剂来熄灭/控制火。将水喷射到抑制区域达第一持续时间。在初始的水喷射之后，监测抑制区域的参数，例如温度，以检测火骤燃。可以向抑制区域提供另外的水喷射，以抑制火的再次点燃。
发明内容
公开了一种火抑制系统，所述火抑制系统包括被构造为保持火抑制剂的抑制剂源系统。在一个示例中，所述火抑制剂为惰性气体。温度传感器布置在抑制区域中，并被构造为检测在所述抑制区域中的不期望的温度或温度升高。所述抑制区域具有泄漏系统，气体可以通过所述泄漏系统逸出。抑制系统与所述温度传感器连通，并与所述抑制剂源系统流体连通。所述抑制系统被构造为以初始速率和随后速率将所述火抑制剂选择性地释放到所述抑制区域。所述初始速率大于所述随后速率。所述随后速率被构造为响应于所述不期望的温度通过所述泄漏系统置换所述抑制区域的容积。
附图说明
通过参考结合附图考虑的以下详细描述，可以进一步理解本发明，在附图中：
图1是示例火抑制系统的示意图。
具体实施方式
在图1中示意性地示出了火抑制系统10。火抑制系统10包括抑制区域12，例如，抑制区域12可以是建筑物内的房间、航空器的货物区域或军用车辆的壳体。例如，抑制区域12包括容积，该容积可以包括具有火源14的空间或容器13。应当理解的是，火源14不必设置在容器13内。
在图1中示意性地示出了示例抑制系统16。抑制系统16包括例如一个或多个喷嘴18、一个或多个检测器20、一个或多个阀22和一个或多个控制器24。在该示例中，阀22流体地布置在喷嘴18和抑制源28之间。阀22由控制器24命令，从而以期望的速率将来自从抑制源28的抑制剂30计量供到喷嘴18。应当理解的是，这些组件可以以各种构造彼此连接，并且一个或多个组件可以以与在图1中示出的方式不同的方式彼此结合或者进一步彼此分离。
抑制剂源系统26包括带有抑制剂30的一个或多个抑制剂源28。例如，不同的抑制剂可以设置在不同的抑制剂源中，不同的抑制剂源可以在不同的时间选择性地提供到抑制区域12。在一个示例中，抑制剂为惰性气体，例如N2、Ar、He、Ne、Xe、Kr或混合物、富氮的空气（NEA）（例如，按体积计算97%的N2）或氮氩气（Argonite）（例如，50% Ar和50% N2）。抑制剂源中的至少一种可以是用于提供氮的机载惰性气体产生系统（OBIGGS）。OBIGGS产生的抑制剂可以通过提供高纯度的NEA的OBIGGS而使用低流量的输入气体来产生，或者可以通过提供较低纯度的NEA的OBIGGS而使用高流量的输入气体来产生。
抑制区域12通常包括泄漏系统32。泄漏系统32准许包括烟雾的气体以容积泄漏速率（volumetric leakage rate）流到抑制区域12中和从抑制区域12流出。在航空器货物区域的示例中，泄漏系统32包括具有阀36的通气孔34，通气孔34使来自抑制区域12的气体流通至航空器的外部。在建筑物的示例中，泄漏系统可以是在抑制区域12中的门、壁和顶板中的缝隙。
一个或多个温度传感器40布置在抑制区域12中，以检测不期望的温度。在一个示例中，不期望的温度对应于邻近的复合航空器结构开始弱化或分离的温度，例如150oF-250 oF（66℃-121℃）。
在操作中，检测器20检测抑制区域12内的火抑制事件。例如，在抑制区域12中，火抑制事件可以是不期望的光、热或烟。在一个示例中，控制器24包括提供计算机可读程序代码的计算机可读介质。在一个示例中，计算机可读程序代码构造为被执行以实现用于抑制火的方法，包括以初始速率或第一速率按照被计算为以抑制区域12的容积的至少40%的量来分配抑制剂，以及以比第一速率小的随后速率或第二速率来分配抑制剂。
控制器24响应于火事件命令阀22以第一速率将抑制剂30计量供到火抑制区域12中。在一个示例中，第一速率以抑制区域12的容积的至少40%的量向抑制区域12提供抑制剂30，其为惰性气体。对于航空器应用，抑制剂30通常不含有任何其它物质，除了微量的水之外。即，在火抑制的“扑灭”阶段期间，水雾不与惰性气体一起喷射到抑制区域12中。
在一个示例中，第一速率传送火抑制区域的容积的大约42%。因此，对于100m3的自由空气空间容积和按照2.5m3/分钟的火模式的不变分隔间泄漏速率，排出的危险热烟雾的初始量将为42m3。火抑制剂30的这种高流量将抑制区域12内的氧浓度减小至基本上小于按体积计算的12%氧，这足以控制并降低初始温度。因此，通过提供较低纯度的NEA的OBIGGS的高流量的输入气体是期望的。这种大体积的惰性气体例如通过泄漏系统将大量的热和烟雾从抑制区域排出，从而在半个小时期间将抑制区域内的平均温度降低至小于大约250oF（121℃）。
在一个示例中，控制器24使用温度传感器40检测抑制区域12内的温度。如果检测到的温度达到不期望的温度，则控制器命令阀22将抑制剂30释放到抑制区域12，从而通过泄漏系统32置换抑制区域的容积。置换的容积含有热气和烟雾。分配抑制剂30的第二速率将抑制区域12内的温度降低至不期望的温度以下的温度。
在另一示例中，在预定的时间之后，例如，控制器24命令阀22以比第一速率小的第二速率将抑制剂30的连续流释放到抑制区域12。在一个示例中，第二速率是容积泄漏速率的至少大约40%。在一个示例航空器应用中，泄漏系统32以大约2.5m3/分钟的速率将气体从抑制区域12中泄漏出。因此，对于抑制剂30为氮氩气（argonite）的示例，第二速率为大约1.0m3/分钟。在火抑制剂30为富氮空气的示例中，第二速率为大约2.5m3/分钟。第二速率足以在抑制区域12内提供过压条件，这迫使气体通过泄漏系统32从抑制区域12中排出。在一个示例中，第二速率在半个小时期间将抑制区域12内的平均温度降低至小于大约150oF（66℃）。
虽然已经公开了示例实施例，但是本领域普通技术人员将认识到特定的修改将落在权利要求书的范围内。为此，应当研究下面的权利要求书以确定其真实范围和内容。

Claims (11)

1. 一种火抑制系统，其包括：
抑制剂源系统，所述抑制剂源系统被构造为保持包括惰性气体的火抑制剂；
位于抑制区域中的温度传感器，所述温度传感器被构造为检测不期望的温度；
位于所述抑制区域中的泄漏系统；以及
抑制系统，所述抑制系统与所述温度传感器连通，并与所述抑制剂源系统流体连通，所述抑制系统被构造为以初始速率和随后速率将所述火抑制剂选择性地释放到所述抑制区域，所述初始速率大于所述随后速率，所述随后速率被构造为响应于所述不期望的温度通过所述泄漏系统置换所述抑制区域的容积。
2. 根据权利要求1所述的火抑制系统，其特征在于，所述惰性气体包括按体积计算的至少88%的N2、Ar、He、Ne、Xe、Kr或它们的混合物。
3. 根据权利要求1所述的火抑制系统，其特征在于，所述抑制系统包括至少一个阀和至少一个控制器，所述控制器被编程为命令所述至少一个阀以所述初始速率和随后速率释放所述火抑制剂。
4. 根据权利要求1所述的火抑制系统，其特征在于，所述抑制区域为货物区域，所述泄漏系统包括与所述货物区域流体连通的通气孔。
5. 根据权利要求1所述的火抑制系统，其特征在于，所述初始速率将与火抑制剂的容积的至少大约40%对应的抑制剂量提供到所述火抑制区域。
6. 根据权利要求5所述的火抑制系统，其特征在于，所述初始速率在所述抑制区域中提供基本上小于按体积计算的12%氧的氧浓度。
7. 根据权利要求1所述的火抑制系统，其特征在于，所述随后速率在所述抑制区域中提供过压条件。
8. 根据权利要求1所述的火抑制系统，其特征在于，所述不期望的温度对应于所述抑制区域中的小于250oF的平均温度。
9. 根据权利要求8所述的火抑制系统，其特征在于，所述不期望的温度对应于所述抑制区域中的小于150oF的平均温度。
10. 一种提供计算机可读程序代码的计算机可读介质，所述计算机可读程序代码构造为被执行以实现用于抑制火的方法，所述方法包括：
a）以初始速率按照被计算为以抑制区域的容积的至少40%的量分配抑制剂；以及
b）以比初始速率小的随后速率分配所述抑制剂。
11. 一种抑制火的方法，其包括以下步骤：
以初始速率在抑制区域中分配第一惰性气体；
在所述抑制区域中检测不期望的温度；
响应于所述不期望的温度以随后速率在所述抑制区域中分配第二惰性气体；以及
使用所述惰性气体来置换所述抑制区域的容积，以获得在所述不期望的温度以下的温度。
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