DE60216295T2

DE60216295T2 - Feuerunterdrückungssystem und festtreibstoffaerosolgenerator dafür

Info

Publication number: DE60216295T2
Application number: DE60216295T
Authority: DE
Inventors: E. Donald Tempe OLANDER; L. Michael Phoenix SCHALL
Original assignee: Universal Propulsion Co Inc
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2007-06-21
Anticipated expiration: 2022-09-21
Also published as: DK1616599T3; AU2002341771B2; EP1427485A1; US6851483B2; IL160904A0; JP2005503853A; EP1427485B1; DK1427485T3; IL194547A; US20030062175A1; MXPA04002577A; DE60231258D1; DE60216295D1; ATE345849T1; IL160904A; WO2003024534A1; ATE422947T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Feuerunterdrückungssysteme und im Besonderen ein Feuerunterdrückungssystem und eine Pluralität von Aerosolgeneratoren zum unverzüglichen Abgeben eines Feuer unterdrückenden Materials, das im Wesentlichen frei von Ozon verringerndem Material ist, in den betroffenen Lagerbereich, und einen Festtreibmittelbehälter vorzugsweise für Verwendung darin. Das Dokument DE-A-19546528 offenbart ein Feuerunterdrückungssystem, das alle Merkmale umfasst, die im Oberbegriff von Anspruch 1 dargelegt sind.
Es ist von höchster Wichtigkeit, ein Feuer in einem nicht beaufsichtigten Lagerbereich oder in einer abgeschlossenen Lagerabteilung in einem frühen Ausbreitungsstadium zu entdecken, damit es unterdrückt werden kann, bevor es sich zu anderen Abteilungen oder Bereichen, die an dem betroffenen Lagerbereich oder die betroffene Abteilung angrenzen oder sich in großer Nähe dazu befinden, ausbreiten kann. Diese Erkennung und Unterdrückung von Feuern wird noch entscheidender, wenn die Lagerabteilung sich in einem Fahrzeug befindet, das in einer Umgebung operiert wird, die von konventionellem Feuerbekämpfungspersonal und -ausrüstung isoliert ist, wie beispielsweise ein Laderaum eines Flugzeugs. Gegenwärtige Flugzeug-Feuerunterdrückungssysteme enthalten ein gasförmiges Material, wie Halon^® 1301, das in einem oder mehreren Behältern an zentralen Standorten in dem Flügzeug komprimiert ist und durch Leitungen in die verschiedenen Laderäume in dem Flugzeug verteilt wird. Wenn ein Feuer in einem Laderaum festgestellt wird, wird oder werden ein entsprechendes Ventil oder Ventile in dem Leitungssystem aktiviert, um das Halon-Feuerunterdrückungsmaterial in den Laderaum zu entlassen, in dem das Feuer festgestellt wurde. Das entlassene Halon-Material soll den Laderaum abdecken oder füllen und das Feuer löschen. Bislang wurde dies als ein adäquates System angesehen.
Das Halon-Material der gegenwärtigen Systeme enthält jedoch ein Ozon verringerndes Material, das aus der Lagerabteilung und in die Umgebung lecken kann, nachdem es zur Unterdrückung eines Feuers aktiviert wurde. Die meisten Nationen der Welt bevorzugen ein Verbot dieses Materials, um seine schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt zu vermeiden. Außerdem erzeugt Halon toxische Produkte, wenn es durch Flammen aktiviert wird. Daher besteht ein starker Wunsch, ein alternatives Material für Halon und ein geeignetes Feuerunterdrückungssystem, um es nach Erfordernis abzugeben, zu finden.
Für Laderäume von Flugzeugen erfordert die Anzeige eines Feuers in dem Laderaum nicht nur eine Abgabe des Feuerunterdrückungsmaterials, sondern auch eine unverzügliche Landung des Flugzeugs auf dem nächstgelegenen Flughafen. Das Flugzeug bleibt dann außer Betrieb, bis eine Reinigung durchgeführt wurde und das Flugzeug für erneuten Flugbetrieb zertifiziert wird. Diese unplanmäßige Wartung des Flugzeugs ist sehr kostenaufwändig für die Fluggesellschaften und unangenehm für die Passagiere davon. Das Problem ist, dass einige Aktivierungen des Feuerunterdrückungssystems auf falschen Alarmen des Feuerdetektionssystems beruhen, d. h. durch einen vermeintlichen Feuerzustand verursacht werden, der etwas anderes als ein tatsächliches Feuer ist. Daher hätten die Kosten und Unannehmlichkeiten, die als ein Ergebnis der Abgabe des Feuerunterdrückungsmaterials unter Bedingungen eines falschen Alarms aufgetreten sind, durch ein genaueres und zuverlässigeres Feuerdetektionssystem vermieden werden können.
Die vorliegende Erfindung soll die Nachteile der gegenwärtigen Feuerdetektions- und -unterdrückungssysteme überwinden und ein System bieten, das ein Feuer genau und zuverlässig erkennt, eine Feueranzeige generiert und eine schnelle Abgabe eines Feuerunterdrückungsmittels, das im Wesentlichen kein Ozon verringerndes Material enthält, konzentriert innerhalb der Lagerabteilung, in der das Feuer festgestellt wurde, vorsieht.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Festtreibmittelbehälter zum Ausstoßen eines Feuer unterdrückenden Aerosols: ein Gehäuse, das mindestens eine offene Seite aufweist und eine Mündung zum Ausstoßen des Feuer unterdrückenden Aerosols enthält; ein Festtreibmittel, das in dem Gehäuse angeordnet ist; mindestens eine Abdeckung, die an das Gehäuse montiert ist, zum Verschließen der entsprechenden mindestens einen offenen Seite davon; ein Zündmaterial, gekoppelt mit dem Festtreibmittel, zum Zünden des Festtreibmittels, um das Feuer unterdrückende Aerosol zu produzieren; und mindestens eine Prallplatte integral zu dem Gehäuse, um nicht verwendbaren Ausfluss zu erfassen.
Gemäß einem verwandten Aspekt umfasst ein Feuerunterdrückungssystem für einen im Wesentlichen abgeschlossenen Bereich: eine Pluralität von Festtreibmittel-Aerosolgeneratoren, die im abgeschlossenen Bereich angeordnet sind, zum Ausstoßen eines Feuer unterdrückenden Aerosols, das im Wesentlichen frei ist von Ozon verringerndem Material, in den abgeschlossenen Bereich, wobei jeder Aerosolgenerator ein Zündelement zum Zünden des Festtreibmittels davon enthält; und eine Feuersteuereinheit, wobei jedes Zündelement der Aerosolgeneratoren mit der Feuersteuereinheit gekoppelt ist, die funktionsfähig ist, um das Festtreibmittel von mindestens einem Aerosolgenerator unter Nutzung des Zündelements davon zu zünden, um das Feuer unterdrückende Aerosols in den abgeschlossenen Bereich auszustoßen.
Gemäß einem anderen verwandten Aspekt umfasst ein Feuerunterdrückungssystem für eine Pluralität von im Wesentlichen abgeschlossenen Bereichen: eine Pluralität von Festtreibmittel-Aerosolgeneratoren, die in jedem abgeschlossenen Bereich der Pluralität angeordnet sind zum Ausstoßen eines Feuer unterdrückenden Aerosols, das im Wesentlichen frei ist von einem Ozon verringerndem Material, in mindestens einem abgeschlossenen Bereich, wobei jeder Aerosolgenerator ein Zündelement zum Zünden des Festtreibmittels davon enthält; und eine Feuersteuereinheit für jeden abgeschlossenen Bereich der Pluralität, wobei jede Feuersteuereinheit mit den Zündelementen der Aerosolgeneratoren des korrespondierenden abgeschlossenen Bereichs gekoppelt ist und funktionsfähig ist, um das Festtreibmittel des mindestens einen Aerosolgenerators des korrespondierenden abgeschlossenen Bereichs unter Nutzung des Zündelements davon zu zünden, um Feuer unterdrückendes Aerosol in den korrespondierenden abgeschlossenen Bereich auszustoßen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Skizze eines Feuerdetektions- und -unterdrückungssystems zur Verwendung in einer Lagerabteilung, das geeignet ist zur Ausführung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung.
2 und 3 zeigen isometrische Draufsichten und Unteransichten einer beispielhaften Aerosolgenerator-Baugruppe, die für Verwendung in der Ausführungsform von 1 geeignet ist.
4 und 5 zeigen isometrische Unteransichten und Draufsichten einer beispielhaften Aerosolgenerator-Baugruppen-Abteilungsmontage, die für Verwendung in der Ausführungsform von 1 geeignet ist.
6 zeigt eine Blockdiagramm-Darstellung einer beispielhaften Feuerdetektionseinheit, die für Verwendung in der Ausführungsform von 1 geeignet ist.
7 zeigt eine Blockdiagramm-Darstellung einer beispielhaften Bilderzeugereinheit, die für Verwendung in der Ausführungsform von 1 geeignet ist.
8 zeigt eine Blockdiagramm-Darstellung eines gesamten Feuerdetektionssystems, das für die Anwendung in einem Flugzeug geeignet ist.
9 zeigt eine Blockdiagramm-Darstellung eines beispielhaften Feuerunterdrückungssystems, das für die Anwendung in einem Flugzeug geeignet ist.
10 zeigt eine isometrische Ansicht eines beispielhaften Aerosolgenerators, die Ausstoßöffnungen davon veranschaulicht, die für Verwendung in der Ausführungsform von 1 geeignet sind.
11 zeigt eine Darstellung in aufgelösten Einzelteilen des Aerosolgenerators von 10.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Eine Skizze eines Feuerdetektions- und -unterdrückungssystems für Verwendung in einem Lagerbereich oder einer Abteilung, die geeignet ist zur Ausführung der Grundsätze der vorliegenden Erfindung, ist als Schnittansicht in 1 dargestellt. Bezug nehmend auf 1, ist eine Lagerabteilung 10, die zum Beispiel ein Laderaum, ein Nutzlastraum oder eine Ladeabteilung eines Flugzeugs sein kann, aufgeteilt in eine Pluralität von Detektionszonen oder Hohlräumen 12, 14 und 16, wie durch die gestrichelten Linien 18 und 20 dargestellt. Es wird verstanden, dass ein Flugzeug mehr als eine Ladeabteilung aufweisen kann, und die in 1 dargestellte Ausführungsform ist lediglich beispielhaft für eine derartige Abteilung. Es ist intendiert, dass jede der Ladeabteilungen 10 einen oder mehrere Aerosolgeneratoren zum Erzeugen eines Feuer unterdrückenden Materials enthält. In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Pluralität von hermetisch abgedichteten Aerosolgeneratoren, die durch die Blöcke 22 und 24 dargestellt sind und die Festtreibmittel in Ultraniedrigdruck-Aerosolgeneratoren sein können, an einem Deckenteil 26 der Ladeabteilungen 10 über belüfteten Öffnungen 28 und 30 angeordnet, wie hierin nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt das Treibmittel der Pluralität von Aerosolgeneratoren 22 und 24 nach der Zündung ein Aerosol, das in erster Linie Kaliumbromid ist. Die gasförmigen Produkte sind in erster Linie Wasser, Kohlendioxid und Stickstoff. Für Flugzeuganwendungen verfügt jede der Aerosolgeneratoren 22 und 24 über eine große Mündung anstelle der konventionellen schallblockierten Düsen. Als ein Ergebnis beträgt der Innendruck während der Ablassperiode ungefähr 0,689 bar (10 psig). Während der Lagerung und des normalen Flugs erfährt der Druck im Inneren des Generators die normale Druckänderung, der in jedem hermetisch abgedichteten Behälter erfolgt, der Änderungen der Umgebungsbedingungen ausgesetzt wird.
Prüfergebnisse von Aerosolgeneratoren der Festtreibmittelausführung sind in der nachstehenden Tabelle 1 aufgeführt. Das Konzept, das für erweiterte Doppeloperation (ETOPS) bis zu 540 Minuten verwendet wird, besteht im Verbrauchen einer Reihe von Aerosolgeneratoren von je 1,59 kg (3-1/2 lbs) für jeweils 56,63 m³ (2000 Kubikfuß). Dies würde das funktionelle Äquivalent eines 8 % Halon 1301 Systems erzeugen. Bei 30 Minuten wäre die Konzentration auf das funktionelle Äquivalent von 4-1/2 % Halon 1301 reduziert. An diesem Punkt könnte ein anderer Aerosolgenerator alle 30 Minuten verbraucht werden. Verschiedene Quantitäten von Aerosolgeneratoren können basierend auf der Größe des Nutzlastraums verwendet werden. Es wird verstanden, dass die Größe und Zahl der Generatoren für eine Ladeabteilung basierend auf der Größe der Abteilung und der spezifischen Anwendung abgewandelt werden kann. TABELLE 1 Erfordernisse der vorliegenden Ausführungsform vs. Halon in 56,63 m³ (2000 Kubikfuß)
Ein beispielhafter hermetisch abgedichteter Aerosolgenerator 22, 24 mit mehreren Auslässen 25 zur Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform ist in der isometrischen Skizze von 10 dargestellt. Der Aerosolgenerator 22, 24 kann dieselbe oder eine ähnliche Sprengkapsel verwenden, die über viele Jahre in den Schleudersitzen der US Air Force verwendet wurde und die eine Historie von sowohl Zuverlässigkeit als auch Sicherheit hat. Ihr Zündelement umfasst beispielsweise zwei unabhängige 1-Watt/1-Ohm-Überbrückungsdrähte oder Zündkapseln. Der Aerosolgenerator 22, 24 für Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform wird hierin nachstehend in Verbindung mit der Darstellung in aufgelösten Einzelteilen von 11 ausführlicher beschrieben.
In der Draufsicht von 2 und der Unteransicht von 3 ist der abgedichtete Behälter 22, 24 durch beispielsweise Haltebänder 34 und 36 an eine Basis 32 montiert dargestellt. Die Unterseite der Basis 32, die eine Pluralität von Öffnungen 38 und 40 aufweist, kann an die Decke 26 über belüfteten Teilen 28 und 30 davon montiert sein, um Durchgang des Aerosols und der gasförmigen Feuer unterdrückenden Produkte, die durch die Auslässe 25 von dem Aerosolgenerator freigegeben oder ausgestoßen wurden, durch die Ventilationsöffnungen 28 und 30 und in die Abteilung 10 zu gestatten.
Das vorliegende Beispiel setzt für die Abteilung 10 vier Aerosolgeneratoren ein, die an zwei Plätzen 22, 24 angeordnet sind und als Unteransicht in 4 und Draufsicht in 5 dargestellt sind. Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist in der vorliegenden Ausführungsform jeder der vier Aerosolgeneratoren 42, 44, 46 und 48 mit seiner Basis über einem jeweils konespondierenden belüfteten Teil 50, 52, 54, 56 der Decke 26 installiert. Dementsprechend wird jeder der Aerosolgeneratoren, wenn gezündet, sein Aerosol und seine gasförmigen Feuer unterdrückenden Produkte erzeugen und durch die Öffnungen in seiner jeweiligen Basis und seinen belüfteten Teil der Decke in die Abteilung 10 freisetzen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Realisierung von 240 oder 540 Minuten oder länger von Feuer unterdrückendem Auslass eine Funktion davon, wie viele Aerosolgeneratoren für eine Abteilung verwendet werden. Es wird erwartet, dass der Unterdrückungspegel in einer leeren Abteilung in weniger als beispielsweise 10 Sekunden erreicht wird. Diese Zeit kann in einer gefüllten Abteilung reduziert sein. Aerosoltests haben gezeigt, dass das von den Aerosolgeneratoren erzeugte Feuerunterdrückungsmittel auch für Kraftstoff/Luftsprengstoffe wirksam ist. Außerdem wird der Wirksamkeitsgrad des Systems durch die Verwendung von unabhängigen Aerosolgeneratorsystemen für jede Ladeabteilung weiter verbessert. Für eine ausführlichere Beschreibung von Festtreibmittel-Aerosolgeneratoren der Ausführung, die für die vorliegende Ausführungsform in Betracht gezogen werden, wird verwiesen auf das U.S.-Patent mit der Nummer 5,861,106, ausgestellt am 19. Januar 1999 und betitelt mit „Compositions and Methods For Suppressing Flame". Dieses Patent wurde überragen an Universal Propulsion Company, Inc., die derselbe Rechtsnachfolger und/oder eine 100%ige Tochtergesellschaft der Muttergesellschaft des Rechtsnachfolgers der jetzigen Anmeldung ist. Eine Teilamneldung des genannten Patents '106 wurde später als USP 6,019,177 am 1. Februar 2000 mit demselben Eigentumsrecht wie ihr Hauptpatent '106 ausgestellt.
Wieder Bezug nehmend auf 1, kann jede Ladeabteilung 10, wie oben erläutert, in eine Pluralität von Detektionszonen 12, 14 und 16 aufgeteilt werden. Die Zahl der Zonen in jeder Ladeabteilung wird nach ausreichenden Tests und Analysen bestimmt, um die Anforderungen der Anwendung zu erfüllen, wie beispielsweise eine Reaktionszeit von einer Minute. Die vorliegende Ausführungsform enthält mehrere Feuerdetektoren, die über jede Ladeabteilung 10 verteilt sind, wobei jeder Feuerdetektor verschiedene Feuerdetektionssensoren enthält. Beispielsweise können in jeder Zone 12, 14 und 16 zwei Feuerdetektoren in einem Doppelschleifensystem installiert sein. Die zwei Feuerdetektoren in jeder Zone können nebeneinander in Schalen montiert sein, die sich über der Ladeabteilungsdecke 26 befinden, wie beispielsweise die Feuerdetektoren 60a und 60b für Zone 12, die Feuerdetektoren 62a und 62b für Zone 14 und 64a und 64b für Zone 16. In der vorliegenden Ausführungsform kann jeder der Feuerdetektoren 60a, 60b, 62a, 62b, 64a und 64b drei verschiedene Feuerdetektionssensoren enthalten: ein Rauchdetektor, ein Detektor für Kohlenmonoxid-(CO)-Gas und ein Detektor für Wasserstoff-(H₂)-Gas, wie hierin nachstehend ausführlicher beschrieben. Während in der vorliegenden Anwendung eine spezifische Kombination von Feuerdetektionssensoren in einem Feuerdetektor verwendet wird, wird verstanden, dass in anderen Anwendungen oder Lagerbereichen verschiedene Kombinationen von Sensoren ebenso verwendet werden können.
Zusätzlich kann mindestens ein IR-Bilderzeuger in jeder Ladeabteilung 10 für Feuerdetektionsbestätigung vorgesehen werden, aber es wird verstanden, dass Bilderzeuger in einigen Anwendungen unter Umständen nicht benötigt werden. In der vorliegenden Ausführungsform können zwei IR-Bilderzeuger 66a und 66b in gegenüberliegenden oberen Ecken der Abteilung 10, vorzugsweise hinter einem Schutzschirm, in dem Doppelschleifensystem montiert werden. Diese Montagestelle hält jeden Bilderzeuger aus der tatsächlichen Abteilung und frei von Schäden. Jeder Bilderzeuger 66a und 66b kann ein Weitwinkelobjektiv enthalten, so dass der Auffangwinkel der Kombination der zwei Bilderzeuger bei Ausrichtung beispielsweise zur Mitte oder unteren Mitte der Abteilung 10 eine deutliche Sicht der gesamten Ladeabteilung einschließlich über die Decke und hinunter an den Seitenwänden, die an der Bilderzeugerbefestigung angrenzen, gestattet. Es ist für die Kombination der Bilderzeuger intendiert, jede heiße Ladung entlang der Oberseite der Abteilung, aufsteigende Wärme von Ladung, die sich unter der Oberseite befindet, und Wärmereflexionen von den Abteilungswänden zu erkennen. Jeder Feuerdetektor 60a, 60b, 62a, 62b, 64a und 64b und Bilderzeuger 66a und 66b wird in sich abgeschlossene Elektronik enthalten, um unabhängig zu bestimmen, ob er ein Feuer als anwesend oder nicht betrachtet, und erzeugt ein Signal, der dies anzeigt, wie hierin nachstehend ausführlicher beschrieben wird.
Alle Feuerdetektoren und IR-Bilderzeuger von jeder Ladeabteilung 10 können in einem Doppelschleifensystem über einen Steuerungsbereichsnetz-(CAN)-Bus 70 mit der Ladungs-Feuerdetektionssteuereinheit (CFDCU) verbunden sein, wie ausführlicher in der Blockdiagramm-Darstellung von 8 beschrieben wird. Die Lage der CFDCU kann beispielsweise auf der besonderen Anwendung oder dem Flugzeug basieren. Eine geeignete Lage zur Anbringung der CFDCU in einem Flugzeug ist bei dem Haupt-Avionikzellen-Ausrüstungsgestell.
Eine Blockdiagramm-Darstellung einer beispielhaften Feuerdetektionseinheit, die für Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform geeignet ist, wird in 6 gezeigt. Bezug nehmend auf 6, befinden sich alle die Sensoren, die zur Feuerdetektion verwendet werden, in einer Detektionskammer 72, die beispielsweise einen Rauchdetektor 74, einen Kohlenmonoxid-(CO)-Sensor 76 und einen Wasserstoff-(H₂)-Sensor 78 enthält. Der Rauchdetektor 74 kann eine fotoelektrische Vorrichtung sein, die in großem Umfang in Anwendungen wie beispielsweise Flugzeug-Nutzlasträumen sowie Labor, Kabine und Elektronikzellen verwendet wurde und gegenwärtig verwendet wird. Der Rauchdetektor 74 inkorporiert mehrere Konstruktionsmerkmale, wodurch die Zuverlässigkeit und Leistung der Systemoperation stark verbessert wird, wie freie Konvektionskonstruktion, wodurch der natürliche Strom des Rauchs durch die Detektionskammer maximiert wird, computerkonstruiertes Detektorlabyrinth, wodurch Auswirkungen von externem und reflektiertem Licht minimiert werden, Kammersieb, wodurch das Eindringen von großen Partikeln in das Detektorlabyrinth verhindert wird, Verwendung von optischen Festkörperkomponenten, wodurch Größe, Gewicht und Energieverbrauch minimiert werden, während Zuverlässigkeit und Operationsdauer erhöht werden, genaue und stabile Leistung über Jahre der Operation erhalten werden und eine Immunität gegenüber Erschütterungen und Vibrationen erzielt wird, und eine isolierte Elektronik, die eine vollständige Umgebungsisolierung der Detektionselektronik von der kontaminierten Rauchdetektionskammer ergibt.
Genauer ausgeführt, sind in dem Rauchdetektor eine Leuchtdiode (LED) 80 und ein fotoelektrischer Sensor (Fotodiode) 82 in einem optischen Block innerhalb des Labyrinths derart angebracht, dass der Sensor 82 normalerweise sehr wenig Licht empfängt. Die Labyrinthoberflächen können derart computerkonstruiert sein, dass sehr wenig Licht von der LED 80 auf den Sensor reflektiert wird, selbst wenn die Oberflächen mit Partikeln und Kontaminierungsansammlungen bedeckt sind. Die LED 80 kann von einem oszillierenden Signal 86 angesteuert werden, das mit einem von der Fotodiode 82 erzeugten Fotodioden-Detektionssignal 88 synchronisiert ist, um sowohl die LED-Emissionspegel und als auch die Detektion und/oder die Rauschunterdrückung zu maximieren. Der Rauchdetektor 74 kann außerdem eine eingebaute Prüfung (BIT) wie eine andere LED 84, die als Prüfungslichtquelle verwendet wird, enthalten. Die Prüfungs-LED 84 kann durch ein Prüfsignal 90 angesteuert werden, das auch mit dem von der Fotodiode 82 erzeugten Fotodioden-Detektionssignal 88 synchronisiert sein kann, um eine Prüfung der einwandfreien Operation des Rauchdetektor 74 besser durchzuführen.
Chemikaliensensoren 76 und 78 können an und/oder in einem jeweiligen Halbleiterchip der auf dem mikro-elektromechanischen System (MEMS) basierenden Ausführung integriert sein zur Überwachung auf und Detektion von Gasen, die die Nebenprodukte von Verbrennung sind, wie beispielsweise CO und H₂. Die Halbleiterchips der Chemikaliensensoren 76 und 78 können in einem jeweiligen Behälter wie eine TO-8 Dose montiert sein, die in der Rauchdetektionskammer 72 angeordnet sind. Die TO-8 Dosen enthalten eine siebförmige obere Oberfläche, damit Gase in der Umgebung in die Dose eintreten und in Kontakt mit dem Halbleiterchip kommen können, der den CO- oder H₂-Gehalt der Umgebung misst.
Genauer ausgeführt, verwendet in der vorliegenden Ausführungsform der Halbleiterchip des CO-Sensors 76 eine mehrlagige MEMS-Struktur. Eine Glaslage für thermische Isolierung ist zwischen einer Rutheniumoxid-(RuO₂)-Heizung und einem Aluminiumoxid-Substrat gedruckt. Ein Paar von Goldelektroden für die Heizung ist auf dem thermischen Isolator gebildet. Eine Zinnoxid-(SnO₂)-Gassensorlage ist auf einer elektrisch isolierenden Lage gedruckt, die die Heizung bedeckt. Ein Paar von Goldelektroden zum Messen des Sensorwiderstands oder der Leitfähigkeit ist auf dem elektrischen Isolator zum Verbinden der Leitungen der TO-8 Dose gebildet. Aktivkohle ist in dem Bereich zwischen den internen und externen Abdeckungen der TO-8 Dose enthalten, um die Auswirkung von Störgasen zu reduzieren. In der Anwesenheit von CO erhöht sich die Leitfähigkeit des Sensors 76 abhängig von der Gaskonzentration in der Umgebung. Der CO-Sensor 76 erzeugt ein Signal 92, das für den davon festgestellten CO-Gehalt in der Umgebung repräsentativ ist. Er kann außerdem eine BIT zum Prüfen seines einwandfreien Betriebs enthalten. Diese Ausführung eines CO-Sensors zeigte eine gute Selektivität für Kohlemnonoxid.
Weiterhin umfasst der Halbleiterchip des H₂-Sensors 78 in der vorliegenden Ausführungsform einen Zinndioxid-(SnO₂)-Halbleiter, der eine niedrige Leitfähigkeit in sauberer Luft aufweist. In der Anwesenheit von H₂ steigt die Leitfähigkeit des Sensors abhängig von der Gaskonzentration in der Luft. Der H₂-Sensor 78 erzeugt ein Signal 94, das repräsentativ ist für den davon festgestellten H₂-Gehalt in der Umgebung. Er kann außerdem eine BIT zum Prüfen seines einwandfreien Betriebs enthalten. Integrierte Heizungen und Temperatursensoren sowohl in dem CO- als auch in dem H₂-Sensor, 76 bzw. 78, stabilisieren ihre Leistung über die Betriebstemperatur- und Feuchtigkeitsbereiche und gestatten ihre Selbstprüfung.
Jeder Feuerdetektor enthält außerdem Feuerdetektorelektronik 100, die Festkörperkomponenten umfassen kann, um die Zuverlässigkeit zu erhöhen und Leistungsaufnahme, Größe und Gewicht zu reduzieren. Das Herz des Elektronikabschnitts 100 für die vorliegende Ausführungsform ist beispielsweise ein hoch integrierter, konventioneller 8-Bit-Ein-Chip-Mikrocontroller 102 und enthält eine CAN-Bus-Steuerung 104, einen programmierbaren Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Direktzugriffsspeicher (RAM), mehrere Zeitgeber (alle nicht dargestellt), Mehrkanal-Analog-Digital-Umsetzer (ADC) 106 und serielle und parallele E/A-Anschlüsse (auch nicht dargestellt). Die drei Sensorsignale (Rauch 88, CO 92 und H₂ 94) können durch Verstärker 108, 110 bzw. 112 verstärkt und Eingängen des ADC 106 des Mikrocontrollers zugeführt werden. Programmierte Softwareroutinen des Mikrocontrollers 102 werden die Auswahl/Abtastung, Digitalisierung und Speicherung der verstärkten Signale 88, 92 und 94 steuern und können jedes Signal für Temperatureffekte kompensieren und jedes Signal mit einer vorbestimmten Alarmdetektionsschwelle vergleichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Alarmzustand durch die programmierte Softwareroutine als vorliegend bestimmt, wenn alle drei Sensorsignale über ihrer jeweiligen Detektionsschwelle liegen. Ein Signal, das diesen Alarmzustand repräsentiert, wird zusammen mit einer digital codierten Feuerdetektionsquellen-Identifizierungsmarke über den CAN-Bus 70 unter Verwendung der CAN-Steuerung 104 und eines CAN-Transceivers 114 zu der CFDCU übertragen.
Unter Verwendung von programmierten Softwareroutinen kann der Mikrocontroller 102 die folgenden primären Steuerfunktionen für den Feuerdetektor ausführen: Überwachung des Rauchdetektor-Fotodiodensignals 88, das mit der Rauchkonzentration variiert; Überwachung der CO- und H₂-Sensor-Leitfähigkeitssignale 92 und 94, die entsprechend ihrer jeweiligen Gaskonzentration variieren; Identifizierung eines Feueralarmzustands, basierend auf den überwachten Sensorsignalen; Empfang und Übertragung von Signalen über den CAN-Bus 70 über den Controller 104 und Transceiver 114; Erzeugung von diskreten Ausgangssignalen ALARM und FEHLER 130 und 132 über Gatterschaltungen 134 bzw. 36; Überwachung des diskreten Eingangssignals TEST 124 über Gatter 138; Durchführung von eingebauten Prüffunktionen, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird; und Erzeugung von Versorgungsspannungen von einem VDC-Stromeingang über den Stromversorgungskreis 122.
Zusätzlich kommuniziert der Mikrocontroller 102 mit einem nichtflüchtigen Speicher 116, der beispielsweise ein serieller EEPROM (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) sein kann, der vorbestimmte Daten wie beispielsweise Sensor-Kalibrierungsdaten und Wartungsdaten und von dem CAN-Bus empfangene Daten speichert. Der Mikrocontroller 102 kann außerdem einen seriellen Ausgangsdatenbus 118 aufweisen, der für Wartungszwecke genutzt wird. Der Bus 118 ist zugänglich, wenn der Detektor gewartet wird und nicht für normalen Betrieb vor Ort verwendet werden soll. Er kann beispielsweise verwendet werden, um die Systemleistung zu überwachen und die Detektor-Fehlerhistorie zum Zweck der Störungssuche zu lesen. Alle Eingänge und Ausgänge des Feuerdetektors werden gefiltert und sind mit Überspannungsschutz versehen, um den Detektor gegenüber Rauschen, Hochfrequenz-(HF)-Feldern, elektrostatischen Entladungen (ESD), Übergangsvorgänge der Stromversorgung und Blitzen störfest zu machen. Außerdem werden HF-Energieemissionen durch die Filterung minimiert.
Jeder Feuerdetektor kann über BIT-Fähigkeiten verfügen, um die Wartbarkeit vor Ort zu verbessern. Die eingebaute Prüfung wird eine vollständige Überprüfung der Detektoroperation durchführen, um zu gewährleisten, dass sie Fehler mit einem minimalen Vertrauenswert wie beispielsweise 95 % erkennt. In der vorliegenden Ausführungsform kann jeder Feuerdetektor drei Arten von BIT durchführen: Start, kontinuierlich und initiiert. Start-BIT erfolgt einmal beim Einschalten und umfasst normalerweise die folgenden Prüfungen: Speicherprüfung, Überwachungsfunktions-Schaltungsverifizierung, Mikrocontroller-Operationsprüfung (einschließlich Operation des Analog-Digital-Umsetzers), LED- und Fotodioden-Operation des Rauchdetektors 74, Rauchdetektor-Schwellenwertverifizierung, einwandfreie Operation der Chemikaliensensoren 76 und 78 und Schnittstellenverifizierung des CAN-Busses 70. Kontinuierliche BIT-Prüfung kann auf einer kontinuierlichen Basis durchgeführt werden und umfasst normalerweise die folgenden Prüfungen: LED-Operation, Überwachungsfunktions- und Stromversorgungs-(122)-Spannungsüberwachung unter Verwendung der Elektronik von Block 120 und Plausibilitätskontrolle des Sensoreingangsbereichs. Initiierte BIT-Prüfung kann initiiert und durchgeführt werden, wenn dies durch ein diskretes Detektor-Eingangssignal TEST 124 oder durch einen CAN-Bus-Befehl, der von dem CAN-Transceiver 114 und der CAN-Steuerung 104 empfangen wurde, vorgegeben wird, und wird normalerweise die gleichen Prüfungen wie Start-BIT durchführen.
Eine Blockdiagramm-Darstellung eines beispielhaften IR-Bilderzeugers, der für Verwendung in dem Feuerdektionssystem der vorliegenden Ausführungsform geeignet ist, wird in 7 gezeigt. Bezug nehmend auf 7, basiert jeder Bilderzeuger auf Infrarot-Fokalebenen-Matrixtechnologie. Eine Fokalebenen-Infrarot-Bilderzeugermatrix 140 erkennt optische Wellenlängen im fernen Infrarotbereich wie beispielsweise in der Größenordnung von 8-12 Mikrometer. Thermische Bilderzeugung erfolgt bei etwa 8-12 Mikrometer, da Objekte bei Raumtemperatur Strahlung in diesen Wellenlängen abgeben. Das genaue Bildfeld eines Fixfokus-Weitwinkelobjektivs des IR-Bilderzeugers wird basierend auf der Montagelage des Bilderzeugers optimiert, wie in Verbindung mit der Ausführungsform von 1 beschrieben. Jeder Bilderzeuger 66a und 66b ist mit dem CAN-Bus 70 verbunden und wird davon gesteuert. Jeder Bilderzeuger kann ein Videosignal 142 zu dem Flugzeugcockpit in dem Standard-NTSC-Format ausgeben. Ähnlich zu den Feuerdetektoren, können die Bilderzeuger sowohl im „Fernbedienungsmodus" als auch im „autonomen Modus" operieren, wie durch den CAN-Bus 70 vorgegeben.
Die Infrarot-Fokalebenenmatrix (FPA) 140 des Bilderzeugers kann ein nicht gekühlter Mikrobolometer mit einer Auflösung von beispielsweise 320 mal 240 Pixel sein und kann einen integrierten Temperatursensor und eine thermoelektrische Temperatursteuerung haben. Jeder Bilderzeuger kann einen konventionellen Digitalsignal-Prozessor (DSP) 144 für Verwendung für Echtzeit-Digitalsignal-Bildverarbeitung aufweisen. Ein Field-Programmable Gate Array (FPGA) 146 kann mit Logik programmiert werden, um Bilderzeugerkomponenten und Schnittstellen mit dem Flugzeug einschließlich der FPA 140, einer Temperatursteuerung, Analog-Digital-Umsetzern, Speicher und Videocodierer 148 zu steuern. Das FPGA 146 der Bilderzeuger kann, ähnlich wie die Feuerdetektoren, ein diskretes Prüfeingangssignal 150 annehmen und sowohl ein Alarmsignal 152 als auch ein Fehlersignal 154 über die Schaltungen 153 bzw. 155 ausgeben. Der DSP 144 ist mit Softwareroutinen und Algorithmen vorprogrammiert, um die Videobildverarbeitung durchzuführen und die Verbindung mit dem CAN-Bus über eine CAN-Bus-Steuerung und einen Transceiver 156 herzustellen.
Das FPGA 146 kann programmiert werden, um die FPA 140 anzuweisen, ein Vollbild zu lesen und zu digitalisieren und die IR-Informationen oder Temperatur jedes FPA-Bildelements oder -Pixels in einem RAM 158 zu speichern. Das FPGA 146 kann auch programmiert werden, um den DSP 144 über Signalleitungen 160 zu benachrichtigen, wenn ein vollständiges Vollbild erfasst ist. Der DSP 144 wurde vorprogrammiert, um die Pixelinformationen jedes neuen Vollbilds von dem RAM 158 zu lesen. Der DSP 144 wird außerdem mit Feuerdetektionsalgorithmen programmiert, um die Pixelinformationen von jedem Bild zu verarbeiten, um Anzeichen von Flammenwachstum, überhitzten Stellen und Flackern zu erkennen. Diese Algorithmen enthalten vorbestimmte Kriterien, durch die derartige Anzeichen über die Zeit zu messen sind, um einen Feuerzustand zu erkennen. Wenn ein Feuerzustand erkannt wird, gibt der Bilderzeuger ein Alarmsignal zusammen mit einer digital codierten Quellenmarke und den diskreten Alarmausgang 152 über den CAN-Bus aus. Die Algorithmen für Bildsignalverarbeitung können Umgebungseinflüsse wie beispielsweise Vibrationen (Bewegung der Kamera), Temperaturänderung, Höhe und Beschlagen kompensieren. Außerdem können Helligkeit und Kontrast der Bilder, die von der FPA 140 erzeugt werden, von einer Steuerung 162 kontrolliert werden, bevor das Bild in dem RAM 158 gespeichert wird.
Weiterhin kann der Bilderzeuger BIT-Fähigkeiten ähnlich den Feuerdetektoren enthalten, um die Wartbarkeit vor Ort zu verbessern. Die eingebauten Prüfungen des Bilderzeugers können eine vollständige Überprüfung seiner Operationen durchführen, um zu gewährleisten, dass er Fehler mit einem minimalen Vertrauenswert wie beispielsweise um 95 % erfasst. Jeder Bilderzeuger 66a und 66b kann drei Arten von BIT durchführen: Start, kontinuierlich und initiiert. Start-BIT kann eimnal beim Einschalten erfolgen und wird normalerweise Folgendes umfassen: beispielsweise Speicherprüfung, Verifizierung der Überwachungsschaltung und der Stromversorgungs-(164)-Spannungsüberwachung über Block 166, DSP-Operationsprüfung, Operationsprüfung des Analog-Digital-Umsetzers, FPA-Operationsprüfung und Schnittstellenverifizierung des CAN-Busses. Kontinuierliche BIT-Prüfung kann auf einer kontinuierlichen Basis durchgeführt werden und umfasst normalerweise die folgenden Prüfungen: Überwachung, Stromversorgungs-Spannungsüberwachung und Plausibilitätskontrolle des Eingangssignalbereichs. Initiierte BIT-Prüfung kann durchgeführt werden, wenn dies durch ein diskretes Detektor-Eingangssignal TEST 150 oder durch einen CAN-Bus-Befehl vorgegeben wird und wird normalerweise die gleichen Prüfungen wie Start-BIT durchführen. Nach dem Einschalten kann außerdem beispielsweise das FPGA 146 von einem Boot-PROM 170 programmiert werden und der DSP kann von einem Boot-EEPROM 172 programmiert werden.
Eine Blockdiagramm-Darstellung eines beispielhaften gesamten Feuerdetektionssystems für Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform wird in 8 gezeigt. In dem Beispiel von 8 enthält die Anwendung drei Ladeabteilungen, nämlich: eine vordere oder FWD-Ladeabteilung, eine AFT-Ladeabteilung und eine BULK-Ladeabteilung. Wie oben beschrieben, ist jede dieser Abteilungen in eine Pluralität von n Sensorzonen oder Hohlräumen Nr. 1, Nr. 2, ... Nr. n unterteilt und in jedem Hohlraum ist ein Paar von Feuerdetektoren F/D A und F/D B angeordnet. Jede der Abteilungen enthält außerdem zwei IR-Bilderzeuger A und B, die in gegenüberliegenden Ecken der Decken davon angeordnet sind, um den gesamten Raum der Abteilung in jedem Fall zu erfassen. Alarmzustandssignale, die von den Feuerdetektoren und IR-Bilderzeugern der verschiedenen Abteilungen erzeugt werden, werden zu der CFDCU über einen Doppelschleifenbus, CAN-Bus A und CAN-Bus B, übertragen. Außerdem werden IR-Videosignale von den IR-Bilderzeugern über individuelle Signalleitungen zu einem Videoauswahlschalter der CFDCU geleitet, der eines der IR-Videosignale zur Anzeige auf einem Cockpit-Videodisplay auswählt.
In der vorliegenden Erfindung kann die CFDCU zwei identische, isolierte Alarmdetektionskanäle A und B enthalten. Jeder Kanal A und B wird die Eingänge von den Feuerdetektoren und IR-Bilderzeugern von jeder Ladeabteilung FWD, AFT und BULK, die von den beiden Bussen CAN-Bus A und CAN-Bus B empfangen werden, unabhängig analysieren und einen echten Feueralarm und Abteilungsquellenstandort davon bestimmen. Ein „echter" Feuerzustand kann von allen Arten von Detektoren einer Abteilung erkannt werden, daher wird ein Feueralarmzustand nur erzeugt, wenn sowohl (1) die Rauch- und/oder Chemikaliensensoren die Anwesenheit eines Feuers erkennen als auch (2) der IR-Bilderzeuger den Zustand bestätigt oder umgekehrt. Wenn nur ein Sensor ein Feuer erkennt, wird kein Alarm aktiviert. Diese Logik vom UND-Typ wird falsche Alarme minimieren. Diese Alarmzustand-Informationen können an ein Kabinen-Interkommunikations-Datensystem (CIDS) über Datenbusse, CIDS-Bus A und CIDS-Bus B, und an andere Stellen basierend auf der jeweiligen Anwendung gesandt werden. Neben der CAN-Bus-Schnittstelle verfügt jeder Feuerdetektor und IR-Bilderzeuger über diskrete Alarm- und Fehlerausgänge und einen diskreten Prüfeingang, wie oben hierin in Verbindung mit den Ausführungsformen der 6 und 7 beschrieben. Jede Komponente kann nach Erfordernis entweder in einem „Fernbedienungsmodus" oder „autonomen Modus" operieren.
Wie in der Blockdiagramm-Darstellungs-Ausführungsform von 8 gezeigt, ist die Ladungs-Feuerdetektionssteuereinheit (CFDCU) mit allen Ladefeuerdetektions- und -unterdrückungsvorrichtungen in einem Flugzeug verbunden, einschließlich der Feuerdetektoren und IR-Bilderzeuger jeder Abteilung, dem Cockpit-Videodisplay und den CIDS. Später wird in Verbindung mit der Ausführungsform von 9 gezeigt, dass die CFDCU außerdem mit den Feuerunterdrückungs-Aerosolgeneratorbehältern und einer Cockpit-Feuerunterdrückungsschalttafel verbunden ist. Dementsprechend stellt die CFDCU sämtliche Systemlogik und Prüfungs-/Fehlerlokalisierungsfähigkeiten bereit. Sie verarbeitet die Feuerdetektor- und IR-Bilderzeuger-Signaleingänge dorthin, um einen Feuerzustand zu bestimmen, und versorgt das Cockpit mit Feueranzeige basierend auf einer eingebetteten Logik. Prüffunktionen bieten eine Anzeige des Operationszustands von jedem individuellen Feuerdetektor und IR-Bilderzeuger zu dem Cockpit und den Flugzeug-Wartungssystemen.
Genauer ausgeführt, inkorporiert die CFDCU zwei identische Kanäle, die physikalisch und elektrisch voneinander isoliert sind. In der vorliegenden Ausführungsform wird jeder Kanal A und B durch separate Spannungsversorgungen versorgt. Jeder Kanal enthält die erforderlichen Schaltungen zur Verarbeitung von Alarm- und Fehlersignalen von jedem Feuerdetektor und IR-Bilderzeuger der Ladeabteilungen des Flugzeugs. Die Partitionierung erfolgt derart, dass alle Feuerdetektoren und IR-Bilderzeuger in beiden Schleifen A und B des Systems mit beiden Kanälen über doppelte CAN-Busse verbunden sind, um die Doppelschleifen-Funktionalität und vollständige Redundanz für optimale Beförderungszuverlässigkeit zu erreichen. Die CFDCU fungiert als die Bussteuerung für die zwei CAN-Busse, die mit den Feuerdetektoren und IR-Bilderzeugern verbunden sind. Nach Bestimmung eines Feuerzustands in derselben Zone einer Abteilung durch beide Schleifen A und B sendet die CFDCU Signale über die Datenbusse zu den CIDS für schließliche Übertagung zum Cockpit, dass ein Feuerzustand erkannt wurde. Die CFDCU kann außerdem den Videowahlschalter steuern, um ein IR-Videobild der betroffenen Ladeabteilung an das Cockpit-Videodisplay zu senden, damit die Abteilung von der Flugzeugbesatzung gesehen werden kann.
Eine Blockdiagramm-Darstellung eines beispielhaften gesamten Feuerunterdrückungssystems, das für Verwendung in der vorliegenden Ausführungsform geeignet ist, wird in 9 gezeigt. Wie in 9 gezeigt, überwachen und steuern Zündkapsel-Feuersteuerungen in der CFDCU auch die Operation der Feuerunterdrückungsbehälter Nr. 1, Nr. 2, ... Nr. n in den verschiedenen Abteilungen des Flugzeugs durch die Verwendung von Zündkapsel-Aktivierungssignalen Zündkapsel Nr. 1-A, Zündkapsel Nr. 1-B, ..., Zündkapsel Nr. n-A bzw. Zündkapsel Nr. n-B. Nach Empfang eines diskreten Eingangs von einem Feuerunterdrückungs-Entladungsschalter auf der Cockpit-Feuerunterdrückungsschalttafel feuert die jeweilige Zündkapsel-Feuersteuerung nach Erfordernis die Sprengkapsel in den Unterdrückungsmittelbehältern. Bestätigung, dass die Sprengkapseln gefeuert wurden, wird über die CIDS an das Cockpit gesandt, wie in 8 dargestellt. Die CFDCU kann BIT-Fähigkeiten enthalten, um die Wartbarkeit vor Ort zu verbessern. Diese Fähigkeiten können die Durchführung einer vollständigen Überprüfung der Operation der CFDCU enthalten, um zu gewährleisten, dass sie Fehler mit einem minimalen Vertrauenswert in der Größenordnung von beispielsweise 95 % erkennen.
Genauer ausgeführt, kann die CFDCU drei Arten von BIT durchführen: Start, kontinuierlich und initiiert. Start-BIT erfolgt eimnal beim Einschalten und umfasst normalerweise die folgenden Prüfungen: beispielsweise Speicherprüfung, Überwachungsfunktions-Schaltungsverifizierung, Mikrocontroller-Operationsprüfung, Feuerdetektor-Operation, IR-Bilderzeuger-Operation, Feuerunterdrückungsbehälter-Operation und Schnittstellenverifizierung des CAN-Busses. Kontinuierliche BIT-Prüfüng kann auf einer kontinuierlichen Basis durchgeführt werden und umfasst normalerweise die folgenden Prüfungen: Überwachungsfunktions- und Stromversorgungs-Spannungsüberwachung und Plausibilitätskontrolle des Eingangssignalbereichs. Initiierte BIT kann durchgeführt werden, wenn dies durch einen diskreten Detektoreingang TEST oder durch einen Bus-Befehl vorgegeben wird, und wird normalerweise die gleichen Prüfungen wie Start-BIT durchführen.
Die beispielhaften Aerosolgeneratoren 22, 24 der vorliegenden Ausführungsform werden jetzt in Verbindung mit der Darstellung in aufgelösten Einzelteilen in 11 ausführlicher beschrieben. Die Baugruppe ist klein genug, um an nicht nutzbaren Plätzen in der Ladeabteilung, z. B. dem Laderaum eines Flugzeugs, montiert zu werden, und verfügt über eine Zündquelle für das Treibmittel und eine Struktur zur Abgabe von heißem Aerosol, während sie beispielsweise die angrenzende Befestigungsstruktur des Flugzeugs vor dem heißen Aerosol schützt. Eine modulare Baugruppe des Aerosolgenerators trägt und schützt das Feuerunterdrückungstreibmittel während Transport, Handhabung und Verwendung durch ein röhrenförmiges Gehäuse 180. Die modulare Konstruktion gestattet außerdem die Verwendung der Baugruppe in Abteilungen oder Laderäumen verschiedener Größen und Formen, indem die Zahl der Baugruppen für jede Größe ausgewählt wird. Diese Baugruppe kann innerhalb des Raums zwischen der Decke des Laderaums und dem Fußboden der Kabinenabteilung anbringbar sein, wie in Verbindung mit der Ausführungsform von 1 beschrieben. In der Baugruppe kann das Treibmittel durch Metallblechprallplatten getragen werden, die nicht nutzbaren Ausfluss auffangen und das heiße Aerosol zwingen, durch die Baugruppe zu strömen, wodurch es abkühlen kann, bevor es durch mehrere Auslassmündungen oder Öffnungen 25 in den Laderaum geleitet wird. Diese Öffnungen 25 sind durch hermetische Dichtungen geschlossen, die den doppelten Zweck erfüllen, das Treibmittel vor der Umgebung sowie die Umgebung vor dem Treibmittel zu schützen. Ein integrierter Zünder ist in der Baugruppe enthalten, der eine 1-Watt-1-Ampere-Nichtfeuer-Anforderung erfüllt.
Bezug nehmend auf 11 und genauer ausgeführt, umfasst die Baugruppe ein im Wesentlichen quadratisches Rohr oder Gehäuse 180, das beispielsweise Abmessungen von ungefähr 48,26 cm (19'') in der Länge und 10,16 cm (4'') mal 10,16 cm (4'') im Quadrat haben kann. Das Rohr 180 trägt den Rest der Baugruppe. Mehrere Öffnungen sind in eine Wand des Rohrs oder Gehäuses 180 gestanzt, um Befestigung für Gegenteile und Öffnungen 25 bereitzustellen, die genutzt werden, um das Feuerunterdrückungs-Aerosol in den Laderaum zu leiten. Zwei extrudierte Treibmittel 182, die beispielsweise ungefähr 1,51 kg (3-1/3 pounds) betragen können, sind flach an Oberflächen von zwei jeweiligen Metallblechprallplatten 184 montiert. Die Prallplatten 184 sind wiederum vertikal innerhalb des quadratischen Aerosolgenerators angebracht, so dass ein Freiraum zwischen der Oberseite der Prallplatten 184 und dem Inneren des Rohrs 180 vorhanden ist, damit das heiße Aerosol über die Prallplatten 184 und aus den Öffnungen 25 in dem Rohr strömen kann. Zwei zusätzliche Prallplatten 186 bedecken die Seiten des röhrenförmigen Gehäuses 180. Die Prallplatten fangen außerdem nicht nutzbaren Ausfluss auf. Eine Seite der Baugruppe ist durch eine aufschnappbare Kappe 187 verschlossen, die eine Öffnung 188 aufweist, um einen durch die Trennwand gehenden elektrischen Verbinder 190 zu sichern. Die andere Seite der Baugruppe ist auch durch eine andere aufschnappbare Endkappe 192 verschlossen. In der Baugruppe ist an einer Vorderfläche von jedem der Treibmittel 182 ein Streifen Zündmaterial angebracht, das durch einen Zünder gezündet wird. Die elektrischen Leitungen des Zünders sind mit dem durch die Trennwand gehenden elektrischen Verbinder verbunden, um den Zündstrom für den Zünder bereitzustellen.
Während die vorliegende Erfindung hierin oben in Verbindung mit einer Ladeabteilung eines Flugzeugs beschrieben wurde, besteht keine intendierte Begrenzung davon auf eine derartige Anwendung. Tatsächlich könnten die vorliegende Erfindung und alle Aspekte davon in vielen verschiedenen Anwendungen, Ladebereichen und Abteilungen verwendet werden, ohne von den breiten Grundsätzen davon abzuweichen. Dementsprechend sollte die vorliegende Erfindung nicht in irgendeiner Weise, Gestalt oder Form auf eine spezifische Ausführungsform oder Anwendung begrenzt werden, sondern in der Breite und dem breiten Umfang gemäß der Anführung der hierin angefügten Ansprüche ausgelegt werden.

Claims

Festtreibmittelbehälter (22, 24) zum Ausstoßen eines Feuer unterdrückenden Aerosols, der Behälter umfassend: ein Gehäuse (180), das mindestens eine offene Seite aufweist und eine Mündung (25) zum Ausstoßen des Feuer unterdrückenden Aerosols enthält; ein Festtreibmittel (182), das in dem Gehäuse (180) angeordnet ist; mindestens eine Abdeckung, die an das Gehäuse montiert ist, zum Verschließen der entsprechenden mindestens einen offenen Seite davon; und ein Zündmaterial, gekoppelt mit dem Festtreibmittel, zum Zünden des Festtreibmittels, um das Feuer unterdrückende Aerosol zu produzieren; dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter weiter umfasst mindestens eine Prallplatte (184, 186), die integral in dem Gehäuse (180) angeordnet ist, um nicht verwendbaren Ausfluss zu erfassen.
Behälter von Anspruch 1, wobei das Gehäuse einen im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt mit gegenüberliegenden und angrenzenden Seitenwänden aufweist.
Behälter von Anspruch 2, wobei das Gehäuse eine Öffnung an jeder Seite davon enthält; und wobei jede Abdeckung eine Prallplatte (186) zur Abdeckung der konespondierenden Öffnung und eine Kappe (187), die an das Gehäuse über die Prallplatte montierbar ist, enthält.
Behälter von Anspruch 3, wobei mindestens eine Kappe eine Ausstoßmündung zum Ausstoßen des Aerosols enthält.
Behälter von Anspruch 1, wobei die mindestens eine Prallplatte (184) eine Metalltafel umfasst; und wobei das Festtreibmittel mindestens eine Tafel von extrudiertem Festtreibmittel (182) enthält, die entsprechend an die Metalltafel (184) montiert ist, die wiederum vertikal an eine Seitenwand des Gehäuses montiert ist, so dass ein Freiraum zwischen der Metalltafel und einer angrenzenden Seitenwand verbleibt, durch den das Aerosol zu den Ausstoßmündungen geleitet wird.
Behälter von Anspruch 5, wobei das Gehäuse einen im Wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt mit gegenüberliegenden und angrenzenden Seitenwänden aufweist; wobei eine erste Seitenwand des Gehäuses Ausstoßmündungen (25) enthält; wobei zwei Metalltafel-Prallplatten an die erste Seitenwand montiert sind, jede Metalltafel im Wesentlichen parallel zu einer konespondierenden angrenzenden Seitenwand der ersten Seitenwand montiert ist und einen Freiraum zwischen der Metalltafel und ihrer konespondierenden angrenzenden Seitenwand lässt, durch die das Aerosol zu den Ausstoßmündungen der ersten Seitenwand geleitet wird.
Behälter von Anspruch 6, wobei die Ausstoßmündungen (25) in der ersten Seitenwand in Bereichen zwischen jeder Prallplatte (184) und der konespondierenden angrenzenden Seitenwand angeordnet sind.
Behälter von Anspruch 6, wobei Schlitze in der ersten Seitenwand vorgesehen sind; und wobei die Metalltafel-Prallplatten unter Nutzung dieser Schlitze an die erste Seitenwand montiert sind.
Behälter von Anspruch 1, wobei das Zündmaterial einen Streifen Zündmaterial, das durch einen Zünder zündbar ist, umfasst.
Behälter von Anspruch 9, wobei die Abdeckung einen elektrischen Verbinder (190) enthält, der mit dem Streifen Zündmaterial durch mindestens eine elektrische Leitung verbunden ist, um Zündstrom für das Zündmaterial bereitzustellen.
Behälter von Anspruch 10, wobei der elektrische Verbinder (190), das Zündmaterial und die elektrischen Leitungen eine Zündeinheit bilden, die Nichtfeuer-Charakteristika von 1 Watt, 1 Ampere aufweist.
Behälter von Anspruch 1, wobei das Gehäuse (180) hermetisch abgedichtet ist.
Behälter von Anspruch 1, wobei vor der Zündung die Mündung mit hermetischer Abdichtung bedeckt ist.
Behälter von Anspruch 1, wobei des Festtreibmittel Feuer unterdrückendes Aerosol produziert, das im Wesentlichen frei ist von Ozon verringerndem Material.