JP6539473B2 - 火災抑制システムおよび火災抑制圧力容器 - Google Patents

Description

本開示は、火災抑制システムに関し、より具体的には、形状記憶合金を使用する火災抑制システムのための作動システムに関する。

火災抑制システムは、その火災抑制システムを作動させるために、典型的には電気信管装置を採用してきた。例えば、典型的なシステムでは、電気信管装置が爆発して、火災抑制システムの放出部分の内側に衝撃波を引き起こしてもよい。爆発および／または衝撃波は、火災抑制剤を拘束するディスクを破裂させ、かつ／または変形させてもよい。火災抑制剤の圧力は、そのディスクをさらに破裂させ、かつ／または変形させ、火災抑制剤が航空機構造の中へ放出されるようにすることができる。

様々な実施形態では、火災抑制システムは、容器、ディスク、プラグ、保持具、および流量制御要素を備えてもよい。容器は火災抑制剤を収容するように構成されてもよい。ディスクは、容器を封止し、かつ火災抑制剤を保持するように構成されてもよい。プラグはディスクを支持しかつ保持するように構成されてもよい。保持具はプラグを拘束するように構成されてもよい。保持具はまた、形状を非破壊的に変化させるように構成されてもよい。排出口は、この火災抑制システムが作動することに応じて火災抑制剤を方向付けるように構成されてもよい。

様々な実施形態では、火災抑制圧力容器は、容器、ディスク、および形状記憶プラグを備えてもよい。容器は加圧火災抑制剤を保有するように構成されてもよい。ディスクは容器の排出口を密閉状に封止するように構成されてもよい。形状記憶プラグは排出口の中に取り付け可能であってもよい。形状記憶プラグはまた、ディスクを支持するように構成されてもよい。

上述の諸特徴および諸要素は、本文書中でそうではないと明確に表示されない限り、排他性なしに様々な組み合わせで組み合わせられてもよい。これらの諸特徴および諸要素は、開示された実施形態の作用とともに、以下の記載および添付図面を参照することで、いっそう明らかになるであろう。本開示の主題は、この明細書の結論部分において詳しく指摘され、かつ明確に特許請求されている。しかしながら、本開示のより完全な理解は、同様の符号が同様の要素を表す図面に関連して考慮するときに、発明を実施するための形態および特許請求の範囲を参照することで、最も良好に得ることができる。

様々な実施形態に従う、火災抑制システムの諸構成要素のブロック図である。 様々な実施形態に従う、放出ヘッドを含んでいる火災抑制システムの一部分を図解する図である。 様々な実施形態に従う、収容構成にある第１の形状記憶合金型作動システムを備えている火災抑制システムの一部分を図解する図である。 様々な実施形態に従う、展開構成にある第１の形状記憶合金型作動システムを備えている火災抑制システムの一部分を図解する図である。 様々な実施形態に従う、収容構成にある第２の形状記憶合金型作動システムを備えている火災抑制システムの一部分を図解する図である。 様々な実施形態に従う、展開構成にある第２の形状記憶合金型作動システムを備えている火災抑制システムの一部分を図解する図である。 様々な実施形態に従う、収容構成にある第３の形状記憶合金型作動システムを備えている火災抑制システムの一部分を図解する図である。 様々な実施形態に従う、展開構成にある第３の形状記憶合金型作動システムを備えている火災抑制システムの一部分を図解する図である。 様々な実施形態に従う、設計破裂パターンを備えている保持用ディスクを図解する図である。 様々な実施形態に従う、設計破裂パターンを備えている保持用ディスクを図解する図である。

本明細書における例示的な諸実施形態の発明を実施するための形態では、添付図面を参照するが、これらの図面は実例として例示的な諸実施形態を示している。これらの例示的な実施形態は、当業者が本発明を実行することができるように充分詳しく記載されているが、本発明および本明細書の教示に従って、他の実施形態を実現することができ、かつ論理的変更ならびに設計および構成の適用を行うことができることを理解すべきである。したがって、本明細書の発明を実施するための形態は、実例の目的のためだけに提示されており、これに限定する目的で提示されているものではない。本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって規定されている。例えば、方法あるいはプロセスの記載のいずれかにおいて述べられたステップは、どのような順序で遂行してもよく、また、提示された順序に必ずしも限定されるものではない。さらにまた、単一の実施形態へのどのような言及も複数の実施形態を含む場合があり、また、２つ以上の構成要素あるいはステップへのどのような言及も単一の実施形態あるいはステップを含む場合がある。さらに、添付の、固定された、結合された等へのどんな言及にも、恒久的な、除去可能な、一時的な、部分的な、完全な、および／または、任意の他の可能な添付選択肢を含むことができる。加えて、接触なし（あるいは同様の語句）へのどのような言及もまた、減少した接触あるいは最小の接触を含むことができる。各図面を通して、表面の陰付け線は、相異なる部品を表すために用いることができるが、同一のあるいは相異なる材料を表すために必ずしも用いられるものではない。

様々な実施形態において、また、図１を参照すると、航空機構造１００は消火システム１１０を備えてもよい。消火システム１１０は、航空機構造１００へ火災抑制剤１２５を提供するように構成されてもよい。これに関して、消火システム１１０は、熱、煙、炎、微粒子、および／または、航空機構造１００内の火災の他のあらゆる適切な指標の検出に応じて、航空機構造１００の中へ火災抑制剤１２５を散布するように構成されてもよい。

様々な実施形態において、消火システム１１０は、容器１２０（例えば、瓶、圧力容器、火災抑制剤貯蔵タンク等）、ディスク１３０、プラグ１４０、保持具１５０、および排出口１６０（例えば、流量制御機構、ノズル、オリフィス等）を備えてもよい。容器１２０は、火災抑制剤１２５（例えば、不活性ガスおよび／または、火を消すために用いられる例えば（ハロン）ＨＡＬＯＮ（登録商標）のような化学薬品）を備え、かつ／または含んでもよい。ディスク１３０は、容器１２０の中に火災抑制剤１２５を部分的に保持し、かつ／または拘束するように構成されてもよい。これに関して、火災抑制剤１２５は容器１２０の中で加圧されていてもよい。プラグ１４０は、容器１２０の開口を塞ぐとともに、ディスク１３０を部分的に保持し、かつ／または拘束するように構成されてもよい。保持具１５０は、プラグ１４０および／または火災抑制剤１２５を拘束し、かつ／または保持するように構成されてもよい。排出口１６０は、火災抑制剤１２５を容器１２０から航空機構造１００の中へ導くように構成されてもよい。

様々な実施形態において、保持具１５０は形状記憶材料から構成されてもよい。形状記憶材料は、所定の刺激（例えば、熱、電気的刺激等）に応じて形状および／または相が変化するように構成された任意の材料であってもよい。例えば、この形状記憶材料はある遷移温度を有するように構成されてもよい。保持具１５０および／または形状記憶材料の遷移温度を超える熱の増大に応じて、保持具１５０および／または形状記憶合金は、形状および／または相を変化させる場合がある。これに関して、保持具１５０および／または形状記憶合金は、形状および／または相を可逆的に変化してもよい。保持具１５０は、例えばニチノール（ニッケル−チタニウム合金）等のような、任意の適切な形状記憶合金であってよい。

様々な実施形態において、また、図２を参照すると、保持具２５０はまた、ディスク２３０に近接したある位置にプラグ２４０を拘束し、保持し、かつ／または保有するように構成されてもよい。ディスク２３０は容器２２０へ密閉状に封止されてもよい。これに関して、ディスク２３０および対応する密閉状封止部は、容器２２０からの火災抑制剤２２５の漏出を減少させ、最小限にし、かつ／またはなくすことができる。ディスク２３０は、容器２２０の中における火災抑制剤２２５の内圧よりも小さい圧力で破裂するように設計されてもよい。

様々な実施形態において、また、動作時に、保持具２５０は火災事象の検出に応じて作動してもよい。上記遷移温度を超える保持具２５０の加熱によって、保持具２５０の形状の変化が引き起こされ、プラグ２４０が解放されてもよい。火災抑制剤２２５の内圧によってディスク２３０の破裂が引き起こされてもよい。火災抑制剤２２５はプラグ２４０をさらに押して、容器２２０の口から火災抑制剤２２５を排出口２６０へ解放してもよい。

様々な実施形態において、また、図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、図３Ａに示されたような収容位置では、保持具３５０は、火災抑制剤を容器３２０の中に保持するためにプラグ３４０および／またはディスク３３０を定位置に収容し、拘束し、かつ／または、別法で保有するように構成されてもよい。例えば、保持具３５０は、排出口３６０の外径に嵌合するように構成されてもよい。火災抑制システム３１０は、火災の検出に応じて、図３Ａに示されたような収容位置から図３Ｂに示されたような展開位置へ移行するように構成されてもよい。収容位置から展開位置への移行は、保持具３５０の少なくとも一部分を排出口３６０から解放する刺激に応じた保持具３５０の形状変化を含んでもよい。

様々な実施形態において、第１の形態と第２の形態との間における保持具３５０の形状変化および／または作動は、電気的なものであってもよい。これに関して、保持具３５０の作動は、保持具３５０のオーム加熱および／または電気抵抗加熱によって指令されてもよい。これは、保持具３５０の温度を、その遷移温度（例えば、形状記憶合金が遷移、相変化し、および／または形状変化する温度）を超えて増大させてもよい。これに関して、保持具３５０および／または保持具３５０を作るために用いられた形状記憶合金は、所望の熱解放温度に対応する温度で遷移するように設計されてもよく、極端に高い温度環境の場合に、容器３２０から圧力が安全に解放される。さらにまた、保持具３５０および／または保持具３５０を作るために用いられた形状記憶合金は、この消火システムが展開される特定の用途に応じて、設計、および／または変更されてもよい。

様々な実施形態において、また、図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、火災抑制システム４１０は、適切な任意の形状記憶構造によって封止されてもよい。より具体的には、ディスク４３０は容器４２０へ密閉状に封止されてもよい。ディスク４３０は、任意の適切な形状記憶構造によって保持されかつ／または支持されてもよい。例えば、消火システム４１０が図４Ａに示されたような収容位置にあるときには、ディスク４３０は形状記憶プラグ４５５によって支持されてもよい。形状記憶プラグ４５５は排出口４６０の一部分に取り付けられてもよい。消火システム４１０が展開位置へ指令されることに応じて、形状記憶プラグ４５５は、形状が変化（例えば収縮）して、排出口４６０から放出されてもよい。形状記憶プラグ４５５の放出に応じて、ディスク４３０は破裂して、容器４２０から火災抑制剤が放出されてもよい。

様々な実施形態において、また、図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、消火システム５１０は、プラグ５５５を排出口５６０に保持するように構成された留め金具５７０を備えていてもよい。留め金具５７０は形状記憶材料であってもよい。留め金具５７０は、排出口５６０に形成されてもよい溝５６２の中に保持されてもよい。留め金具５７０が誘発温度へ曝されることに応じて、留め金具５７０は、形状が変化して排出口５６０から放出されてもよい。これに関して、留め金具５７０は、溝５６２の内側に保持されないように、収縮するか、または別法により形状が変化する。これはまた、プラグ５５５を排出口５６０から放出することもできるようにする場合がある。

様々な実施形態において、また、図６Ａおよび図６Ｂを参照すると、ディスク６３０はある特定の方法で破裂するように構成され、かつ／または設計されてもよい。例えば、ディスク６３０は、１つ以上の応力集中部、切り込み線、および／または設計破裂パターン６３２Ａを備えていてもよい。さらにまた、ディスク６３０は、例えば、設計破裂パターン６３２Ｂおよび設計破裂パターン６３４Ｂが含まれる多数の設計破裂個所を備えていてもよい。これに関して、ディスク５３０は、上記の保持具および／またはプラグが消火システムの瓶から放出されることに応じて、ある特定の手段で破裂して、充分な流れ、および／または作動をもたらすように構成されていてもよい。応力集中部、切り込み線、および／または設計破裂パターンの構成を有しているディスクは、「設計された破裂パターン」を有していると称されることがある。

様々な実施形態において、本明細書に記載された消火システムは適切な任意の航空機構造内に展開されてもよい。例えば、本明細書に記載された消火システムは、貨物室に、エンジン室に、補助電源装置室に、航空機、構造体、および／または車両における適切な任意の防火システムの一部として、展開および／または使用されてもよい。

諸利益、他の諸利点、および諸課題の解決手段が、特定の諸実施形態に関して本明細書に記載されてきた。さらにまた、本明細書に含まれた様々な図面に示された接続線は、様々な要素どうしの間における代表的な例示的関係および／または物理的結合を表すように意図されている。実際のシステムには、多くの代替案または付加的な機能的関係あるいは物理的結合が存在していてもよいことに留意すべきである。しかしながら、上記の諸利益、諸利点、諸課題の解決手段、および何らかの利益、利点、あるいは諸課題の解決手段の発生をもたらすか、またはいっそう顕著にする任意の諸要素を、本発明の重要な、必要とされる、あるいは不可欠な特徴あるいは要素として解釈すべきではない。したがって、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲以外のどのようなものによっても制限されることがなく、その特許請求の範囲において、単一の形態におけるある要素への言及は、明確にそのように述べられていない限り、「１つの、そして唯一のもの」という意味を意図するものではなく、むしろ、「１つ以上のもの」という意味を意図している。さらにまた、「Ａ、Ｂ、あるいはＣのうちの少なくとも１つ」に類似した語句が特許請求の範囲の中で用いられているときには、その語句は、ある実施形態にＡだけが存在していてもよく、ある実施形態にＢだけが存在していてもよく、ある実施形態にＣだけが存在していてもよいことを意味するように、または、単一の実施形態に要素Ａ、ＢおよびＣの任意の組み合わせ、例えば、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、あるいはＡおよびＢおよびＣが存在していてもよい、ことを意味するように解釈されることが意図されている。

システム、方法および装置が本文中に提供されている。本明細書の発明を実施するための形態において、「様々な実施形態」、「１つの実施形態」、「ある実施形態」、「例示的実施形態」などへの言及は、記載された実施形態が、ある特定の特徴、構造、あるいは特性を含んでいてもよいが、すべての実施形態が、ある特定の特徴、構造、あるいは特性を必ずしも含んでいなくてもよい、ということを表示している。さらにまた、そのような語句は同一の実施形態を必ずしも引用していない。さらに、ある特定の特徴、構造、あるいは特性がある実施形態に関連して記載されているときには、他の実施形態に関連してそのような特徴、構造、あるいは特性を適用することは、明確に記載されているかどうかにかかわりなく、当業者の知識の範囲内である、と考えられる。当業者にとって、この記載を読み取った後に代替の実施形態における開示をどのように実施するかは、明らかであろう。

さらにまた、本開示におけるどのような要素、構成要素、あるいは方法のステップも、その要素、構成要素、あるいは方法のステップが特許請求の範囲の中で明確に述べられているかどうかにかかわりなく、公衆に捧げることを意図していない。本明細書におけるどのような特許請求の範囲の要素も、その要素が語句「ための手段」を用いて明確に述べられていない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）の諸規定の下で解釈されない。本明細書で用いられた場合、用語「備える」、「備えている」、あるいは他のあらゆるその変形表現は、羅列された諸要素を備えるプロセス、方法、物品、あるいは装置が、それらの諸要素だけを含んでいるのではなく、明確に記載されていない他の諸要素、またはそのようなプロセス、方法、物品、あるいは装置に内在する他の諸要素を含んでいる場合があるように、非独占的包含に及ぶことを意図している。

Claims (15)

1. 火災抑制システムであって、
   開口部を有し、かつ加圧された火災抑制剤を収容するように構成された容器と、
   前記容器の前記開口部を封止し、かつ前記加圧された火災抑制剤を保持するように構成されたディスクと、
   前記容器の前記開口部を塞ぎ、かつ前記ディスクを支持するとともに保持するように構成されたプラグと、
   前記プラグを拘束し、かつ温度変化に応じて非破壊的に形状変化するように構成された保持具であって、保持具の形状変化によって前記プラグが前記ディスクに対して移動し、前記ディスクに対する前記プラグの移動に応じて前記加圧された火災抑制剤が前記ディスクを破裂させる、保持具と、
   前記ディスクの破裂に応じて、前記火災抑制剤の流れを方向付けるように構成された排出口と、を備える、火災抑制システム。
2. 前記保持具が、前記排出口へ装着されるように構成されている、請求項１に記載の火災抑制システム。
3. 前記保持具が、形状記憶合金である、請求項１に記載の火災抑制システム。
4. 前記ディスクが、設計された破裂パターンを有している、請求項１に記載の火災抑制システム。
5. 前記保持具が、電気的刺激を受けることに応じて形状変化するように構成されている、請求項１に記載の火災抑制システム。
6. 前記保持具が、電気的刺激による温度の増大に応じて形状変化するように構成されている、請求項５に記載の火災抑制システム。
7. 前記保持具が、電気的刺激による抵抗加熱に応じて形状変化するように構成されている、請求項５に記載の火災抑制システム。
8. 前記保持具が、火災の検出に応じて形状変化するように構成されている、請求項１記載の火災抑制システム。
9. 前記保持具の非破壊的な形状変化が、収縮、伸長、および膨張のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の火災抑制システム。
10. 火災抑制圧力容器であって、
    加圧された火災抑制剤を保持するように構成された容器と、
    前記加圧された火災抑制剤に曝されることに応じて破裂可能で、かつ前記容器の排出口を密閉状に封止するように構成されたディスクと、
    前記排出口に取り付けることができる形状記憶プラグと、を備え、前記形状記憶プラグは、前記ディスクの破裂の可能性を減少させるように前記ディスクを支持し、かつ温度変化に応じて形状変化するように構成されており、前記形状記憶プラグは、形状変化によって前記ディスクを支持しなくなり、前記形状記憶プラグが前記ディスクを支持しなくなることに応じて、前記加圧された火災抑制剤がディスクを破裂させる、火災抑制圧力容器。
11. 前記形状記憶プラグが、火災抑制システムの作動に応じて、収縮しかつ前記排出口から放出されるように構成されている、請求項１０に記載の火災抑制圧力容器。
12. 前記ディスクが、設計破裂パターンを備えている、請求項１０に記載の火災抑制圧力容器。
13. 前記形状記憶プラグが、前記排出口の内部に取り付けられるように構成されている、請求項１０に記載の火災抑制圧力容器。
14. 前記形状記憶プラグが、電気的刺激および温度条件のうちの少なくとも一方に応じて収縮するように構成されている、請求項１０に記載の火災抑制圧力容器。
15. 前記形状記憶プラグが、電気的刺激および温度条件のうちの少なくとも一方に応じて形状変化するように構成されている、請求項１０に記載の火災抑制圧力容器。

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