JP2015533610A

JP2015533610A - 多方位微粒子放出装置

Info

Publication number: JP2015533610A
Application number: JP2015541761A
Authority: JP
Inventors: エドワーズ、リチャード、エイチ．
Original assignee: ティーエスエムコーポレーション
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2013-08-25
Publication date: 2015-11-26
Also published as: MX2015005986A; WO2014074207A1; TWI551325B; TW201424792A; US9242129B2; KR20150086495A; EP2916921A4; EP2916921A1; CN105050667A; US20140131056A1; CA2930517A1

Abstract

第１および第２の端部を有する外側容器と、空所を形成する、第１の端部に隣接して外側容器に実質的に封着された内部容器とを含む多方位微粒子放出装置。シングルアクション放出バルブは、外側容器を通る出口を選択的に密封する。出口マニホルドは、出口にわたり、空所と連通する出口を配置する複数の半径方向の通路を有する。充気バルブをもつ入口が、内部容器を微粒子で充填するためにならびに内部容器および外側容器を加圧するために、外側容器を通して空所中に設けられる。第２の端部に隣接するプレートは複数の斜めの穴を有し、外側容器と内部容器との間に挟まれる。

Description

本発明は、一般に、消火器および火炎抑制装置などの単一操作微粒子放出装置に関し、特に、装置を多方位で操作できるように圧力下で微粒子を放出するための多方位微粒子放出装置に関する。

加圧された容器が、火炎抑制粉末などの微粒子を放出するためにしばしば使用される。しかしながら、先行技術の微粒子放出容器は、通常の直立操作位置から逆さにすると十分に働かず、しばしば容器内にかなりの微粒子を残す。

消火微粒子と加圧剤（一般に、窒素ガス）とを保持するためのいくつかの先行技術の容器には、ほとんどの場合、加圧容器の底部から消火材料と窒素とを引き出し、混合物を上部から放出する内部サイホン管が含まれる。そのような先行技術の容器は、直立位置で操作され、サイホン管が容器の底部中に延び、放出が容器の上部から行われるときに有効であるが、そのような先行技術の容器は、逆さ位置にある場合、有効に働かない。

別のタイプの先行技術の圧力容器は、容器の底部に放出出口を有し、容器の底部の放出出口から放出が生じるように直立位置で容器が操作されるならば、内容物の９５％超を放出するのに有効でありうる。そのような先行技術の解決策は、参照により本明細書に完全に含まれるＥｄｗａｒｄｓの米国特許第７，７０３，４７１号（２０１０年４月２７日に発行された）と、やはり参照により本明細書に完全に含まれるＥｄｗａｒｄｓ等の米国特許第７，７４０，０８１号（２０１０年６月２２日に発行された）とを含む。Ｅｄｗａｒｄｓの米国特許第７，７０３，４７１号は、本発明とともに使用することが好ましいシングルアクション放出バルブを開示している。Ｅｄｗａｒｄｓ等の米国特許第７，７４０，０８１号は、本発明とともに使用することができる消火装置内のシングルアクション放出バルブおよびそのための制御回路の使用を開示している。しかしながら、これらの底部放出の先行技術の容器は、逆さ位置で操作されると、放出サイクルが行われた後かなりの微粒子が容器内にとどまるので、やはり有効でない。

追加として、Ｂｕｔｚ，ＪａｍｅｓＲ．等、「Ｆｉｎｅ−Ｗａｔｅｒ−ＭｉｓｔＭｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ−ＤｉｓｃｈａｒｇｅＦｉｒｅＥｘｔｉｎｇｕｉｓｈｅｒ」、ＮＡＳＡＴｅｃｈＢｒｉｅｆｓ（２０１０年１月）、５０頁、３４巻、１号（ＮａｔｉｏｎａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＳｐａｃｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ（Ｕ．Ｓ．））は、宇宙船および飛行機で多方位に使用することができる微細水噴霧多方位放出火炎抑制デバイス開示している。

これらの参考文献のどれも、単独または組合せにおいて、本発明を開示または示唆していない。

それゆえに、多方位、すなわち逆さの状態、逆さでない状態、および水平状態で有効に機能することができ、方位にかかわらず容器内の微粒子の実質的にすべてを放出することになる微粒子放出容器を提供することが望ましい。

米国特許第７，７０３，４７１号米国特許第７，７４０，０８１号

Ｂｕｔｚ，ＪａｍｅｓＲ．等、「Ｆｉｎｅ−Ｗａｔｅｒ−ＭｉｓｔＭｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ−ＤｉｓｃｈａｒｇｅＦｉｒｅＥｘｔｉｎｇｕｉｓｈｅｒ」、ＮＡＳＡＴｅｃｈＢｒｉｅｆｓ（２０１０年１月）、５０頁、３４巻、１号（ＮａｔｉｏｎａｌＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＳｐａｃｅＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ（Ｕ．Ｓ．））

本発明の目的は、多方位、すなわち逆さの状態、逆さでない状態、および水平状態で有効に機能し、容器が逆さであるとき、先行技術の解決策で可能であるよりも容器内から微粒子を多く有効に放出する微粒子放出容器を提供することである。

本発明は、多方位で使用することができる加圧容器から消火化学粉末などの微粒子を迅速に放出するための多方位微粒子放出容器である。

本発明の装置は、第１の端部および第２の端部を有する外側容器と、空所を形成する、第１の端部に隣接して外側容器に実質的に封着された内部容器とを含む。シングルアクション放出バルブは、外側容器を通る出口を選択的に密封する。出口マニホルドは、出口にわたり、空所と連通する出口を配置する複数の半径方向の通路を有する。充気バルブをもつ入口が、内部容器を微粒子で充填するためにならびに内部容器および外側容器を加圧するために、外側容器を通して空所中に設けられる。第２の端部に隣接するプレートは複数の斜めの穴を有し、外側容器と内部容器との間に挟まれる。

本発明の斜視図である。本発明の一部を示す入口充填バルブの分解斜視図である。装置の直径に沿った本発明の断面図である。図３に示した線４−４に実質的に沿った本発明の出口マニホルドの上向きの図である。図４に示した線５−５に実質的に沿った本発明の出口マニホルドの断面図である。図３に示した線６−６に実質的に沿った外側容器の第２の端部に隣接するプレートの下向きの図である。図６に示した線７−７に実質的に沿った本発明のプレートの側面図である。図６に示した線８−８に実質的に沿った、プレートを通る斜めの穴のうちの２つを示す本発明のプレートの部分断面図である。図６に示した図に類似する本発明のプレートの代替実施形態を示す図であり、プレートは、数が増加した斜めの穴を有する。

図１〜９を参照すると、放出装置２０は、第１の端部２４および第２の端部２６を有する好ましくは円筒状の外側容器２２と、外側容器２２の内部の好ましくは円筒状の内部容器２８とを含むことが見て分る。装置２０は、基部３０を外側容器２２に封着する周辺溶接部３２などによって第１の端部２４で外側容器２２を封着する基部３０を含むことが好ましい。装置２０は、図示していないねじまたはボルトを基部３０の孔３４に通すことなどによって所定位置に装着することができる。

内部容器２８はその内部に空所３６を形成し、その下端部において基部３０内の円形凹部３８中に緊密に受け取られることなどによって第１の端部２４に隣接して外側容器２２に実質的に封着される。外側容器２２はその第１の端部２４を通る出口４０を有し、出口４０は空所３６と連通する。

好ましくは、参照により本明細書に完全に組み込まれるＥｄｗａｒｄｓの米国特許第７，７０３，４７１号（２０１０年４月２７日に発行された）に開示されているシングルアクション放出バルブなどのシングルアクション放出バルブ４２は、出口４０を選択的に密封する。バルブ４２は、例えば、ガラス・プレート４４を含むことができ、ガラス・プレート４４は、アーマチュアが一行程動作で往復動させるバルブ４２の歯４６の衝撃によって破壊され、出口４０が急速に完全に開けられ、空所３６の内容物が放出される。

装置２０は内部容器２８内に出口マニホルド４８をさらに含み、出口マニホルド４８は出口４０にわたる。出口マニホルド４８は、キャップ５０を含み、キャップ５０と第１の端部２４との間に挟まれた複数の半径方向に向けられた通路５２を有し、半径方向通路５２により、出口４０は空所３６に連通する。半径方向通路５２は、０．０７８インチ（０．１９８ｃｍ）幅および０．１３０インチ（０．３３０ｃｍ）深さの複数の半径方向溝をマニホルド４８にフライス加工することによって形成することができる。半径方向通路５２の分離壁５４の鋭い内部に向いた点は、中心にある１．１２５インチ（２．８６ｃｍ）の穴ぐり５６をマニホルド４８に機械加工することによって取り除かれることが好ましい。半径方向通路５２は、空所３６内からの脱出する微粒子およびガスが、通路５２を通って出口４０に進むときに妨げられないために、すべての通路５２の合計の通路断面積が出口４０の断面積以上である、好ましくは、出口４０の断面積よりも２０％大きくなるように大きさを合わせられることが好ましい。マニホルド４８は、マニホルド４８の孔６０を通して基部３０に受け取られるねじ５８などよって、外側容器２２の第１の端部２４に取り付けられることが好ましい。マニホルド４８は、放出中に第１の端部２４において半径方向内側におよび基部３０に実質的に平行に流れるガスによって乾燥微粒子が通路５２から入るように強制し、それにより、乱流を第１の端部２４で生成し、乱流が内部容器２８と基部３０との接合部の近傍の乾燥微粒子を排出することによって、放出中に内部容器２８の内側のまわりで凹部３８に近接する基部３０に乾燥微粒子がたまるのを防止することが試験することにより見いだされた。

装置２０は、好ましくは第２の端部２６において軸方向に配置された、外側容器２２を通って空所３６中に延びる入口６２をさらに有する。入口６２は、好ましくは、ねじが切られ、充填バルブ・アセンブリ６４が、図２で最もよく分るように、入口６２を選択的に密封するために入口６２中に螺合式に受け取られる。充填バルブ・アセンブリ６４は取付け具６６を含み、シュレーダ・バルブ・コア７０を保持するよく知られているシュレーダ・バルブ本体６８が取付け具６６中に受け取られる。バルブ・キャップ７２が、以下で説明するように、装置を加圧した後、バルブ・コア７０を覆い保護するために設けられることが好ましい。充填バルブ・アセンブリ６４は、入口６２に螺合式に受け取られるとき、第２の端部２６内の凹部７６に受け取られるよく知られているＯリング７４などによって第２の端部２６に封着されることが好ましい。外側容器２２は、周辺溶接部７８などによって第２の端部２６で封着されることが好ましい。

装置２０は、第２の端部２６に隣接し、外側容器２２と内部容器２８との間に挟まれたプレート８０をさらに含む。プレート８０は、複数の脚部８２によって第２の端部２６から隔置されており、充填バルブ・アセンブリ６４が緊密に受け取られる中央孔８４（直径１．２５インチ（３．１７５ｃｍ））を有する。プレート８０は内部に複数の穴８６を有し、各穴８６は、図８で最もよく分るように、プレート８０に対して鋭角８８であり、好ましくは、４５度であり、好ましくは、穴８６は、図６に示すように、複数の同心円の周囲のまわりに隔置される。斜めの穴８６は、さらに、好ましくは、それぞれの同心円の接線でプレート８０を通って延び、その結果、斜めの穴８６により、外側容器２２と内部容器２８との間の空間９０から穴８６を通って進む加圧されたガスが乱流螺旋パターンで空所３６に旋回して入り、それによって、空所３６内から出口４０を通って外への乾燥微粒子の放出が増加する。試験によれば、穴８６が傾斜しておらずかつ接線でないが、代わりに、装置２０の縦径に平行である場合、乾燥微粒子の約８２％しか空所３６内から放出されないことが示された。外側容器２２と内部容器２８との間の空間９０から穴８６を通って進む加圧されたガスが乱流螺旋パターンで空所３６に旋回して入るように、穴８６が４５度に傾斜され、かつ接線であるように変更された場合、乾燥微粒子放出は約９０％まで増加した。穴８６が４５度に傾斜されかつ接線であるとき、装置２０が水平位置にある（すなわち、直立でも逆さでもない）場合、装置２０は乾燥微粒子の９２％放出を達成したことも観察された。各々の直径が０．０６２インチ（０．１５７ｃｍ）であり、図６に示すように３つの同心円に配列された６８個の穴８６があることが好ましい。各々の直径が０．０３１インチ（０．０７９ｃｍ）であり、４つの同心円に配列された８６個の穴８６'を有するプレートの代替実施形態８０'が、図９に示される。プレートの代替実施形態８０'では、中央孔８４'は直径がわずかに小さく（直径１．００インチ（２．５４ｃｍ））、充填バルブ・アセンブリ６４の取付け具６６の外径は、穴８６'が配列される４つの同心円を収容するのにやはり対応して小さい。穴８６（代替実施形態では８６'）の狭窄に起因する外側容器２２と内部容器２８との間の空間９０のガスの間の放出中の圧力勾配のために、ガスは穴から高速で乱流の旋回パターンで空所３６内に出て、それによって、乾燥粉末微粒子が出口４０を通して一掃されるのが促進される。

装置２０は、さらに、外側容器２２の内部に連通する圧力スイッチ取付け具９２を備え、よく知られている圧力スイッチ９４が取付け具９２中に受け取られ、モニタ回路（図示せず）に素線９６などによって接続されて、正しい動作のための十分な圧力が装置２０内にあることを保証することが好ましい。

装置２０が上述のように組み立てられ、漏れがないことを保証するために圧力試験された後、充填バルブ・アセンブリ６４が装置から取り外され、内部容器２８は、よく知られている乾燥粉末消火材料などの微粒子９８が入口６２を通して充填される。次に、充填バルブ・アセンブリ６４が第２の端部２６の入口６２にねじ式に嵌合されて、装置を密封し、次に、装置は、シュレーダ・バルブ７０を通る窒素の平方インチ当たり約２２０から２２５ポンド（平方メートル当たり７．４６から７．６３ｋｇ）に加圧され、バルブ・キャップ７２がシュレーダ・バルブに嵌合される。シングルアクション放出バルブ４２を作動させると、装置２０は出口４０を通して微粒子９８を放出することになる。

本発明の比較として、同じ構造であるが、内部容器２８、プレート８０、および出口マニホルド４８がない（すなわち、本発明の特徴をもたない先行技術の構成の）場合、装置２０が逆さでない位置にあったとき、微粒子の９５％超が放出され、装置が逆さ位置にあったとき、微粒子の約６０％が放出され、装置が水平位置にあったとき、微粒子の約６４％が放出された。これを、内部容器２８、プレート８０、および出口マニホルド４８をもつ本発明と比較すると、本発明は、直立位置、逆さ位置、または水平位置にあるときに約９０％以上の放出を示す。

本発明の装置は、装置が多方位（逆さでない状態、逆さの状態、または水平状態）にあるとき、乾燥粉末消火材料などの微粒子を加圧容器内から迅速に放出するのに使用され、先行技術と比較して方位に関係なく微粒子の放出の完全性の改善をもたらす。

本発明は、好ましい実施形態およびその好ましい使用に関して説明および図示されたが、本発明は、本発明の完全に意図した範囲内にある変更および改変を本発明内で行うことができるので、それらに限定されるべきではない。

Claims

（ａ）第１の端部および第２の端部を有する外側容器と、
（ｂ）前記外側容器内の内部容器であり、前記内部容器がその内部に空所を形成し、前記内部容器が前記第１の端部に隣接して前記外側容器に実質的に封着され、前記外側容器が前記空所と連通する前記第１の端部を通る出口を有する、内部容器と、
（ｃ）前記出口を選択的に密封するシングルアクション放出バルブと、
（ｄ）前記出口にわたり、前記バルブと前記空所との間に挟まれた、前記内部容器内の出口マニホルドであり、前記出口マニホルドがキャップを有し、前記キャップと前記第１の端部との間に挟まれた複数の半径方向の通路を有し、前記半径方向の通路により、前記出口が前記空所に連通する、出口マニホルドと
を含む多方位微粒子放出装置であって、
前記装置が前記外側容器を通って前記空所中に延びる入口を有し、前記入口が選択的に密封され、前記内部容器が微粒子で充填され、前記内部容器および前記外部容器が加圧される、多方位微粒子放出装置。
前記出口が出口断面積を有し、前記半径方向の通路が、合計して、前記出口断面積以上である全通路断面積を有する、請求項１に記載の装置。
前記第２の端部に隣接し、前記外側容器と前記内部容器との間に挟まれたプレートをさらに含み、前記プレートが内部に複数の穴を有し、各々の前記穴が長手方向穴軸を有し、各々の前記穴が前記プレートを通って延び、その前記穴軸が前記プレートに対して鋭角である、請求項１に記載の装置。
前記第２の端部に隣接し、前記外側容器と前記内部容器との間に挟まれたプレートをさらに含み、前記プレートが、多数の同心円に配列された、前記プレートを通る複数の穴を有し、各々の前記穴が長手方向穴軸を有し、各々の前記穴が前記プレートを通って延び、その前記穴軸が、鋭角であり、前記プレートのその前記同心円に対する接線である、請求項１に記載の装置。
前記出口が出口断面積を有し、前記半径方向の通路が、合計して、前記出口断面積以上である全通路断面積を有する、請求項４に記載の装置。