JP6730269B2 - 内部混合・ガスカートリッジを備える消火器 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
[0001]本出願は、２０１４年６月２４日に出願された出願１４／３１３，７６１の一部継続出願である、２０１５年５月５日に出願された本出願人の同時係属出願１４／７０４，８２０の一部継続出願であり、これらのその内容全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる。

[0002]本発明は持ち運び可能な消火器の改良に関する。より詳細には、本発明は、消火媒体を消火器の外に押し出す推進剤を提供する交換可能なガスカートリッジを使用する消火器に関する。

[0003]多くの持ち運び可能な消火器は、継続的に加圧されるチャンバの中に消火粉末が含まれるような同様のデザインを有する。このタイプの消火器は、各州の消防保安官によって発せられる認定を受けた、訓練を積んだ有資格の技術者によって行われるスケジュール管理される維持管理を必要とする。この維持管理には、消火器の排出、洗浄および再充填が伴われる。定期的に行われない場合、チャンバ内の粉末が固まった状態となり、および／または、チャンバ内の圧力が漏洩する可能性があり、計量分配ノズルの外へ粉末を推進するのに不十分となる可能性がある。維持管理が正確に行われない場合、消火粉末による水分吸収が固化を引き起こして計量分配ノズルを遮断することになる。上で言及した状態は、必要時に消火粉末が適切に計量分配されるのを妨げることになる。

[0004]現在の消火器は、一定の圧力および裂傷の進行を原因として摩損しやすく、また、裂けやすい。消火器は整備されるときに再利用チャンバへの排出が行われ、すべての部品を分解して洗浄しなければならない。すべての圧力リングを交換しなければならず、次いで、すべての部品を再び組み立てなければならず、ここでは、チャンバを加圧する前に新しい粉末がチャンバ内に配置されることになる。現在の消火器のこのような整備は、しばしば、火を消すのに使用される場合よりも消火器に摩損および裂傷を引き起こす。

[0005]２００１年２月２０日にＪａｍｅｓに発行された米国特許第６，１８９，６２４号、および、１９９７年９月２日にＹａｍａｚａｋｉ Ｔｏｍｏｋｉに発行された日本特許第９，２２５，０５６号が消火機構を開示しており、ここでは、チャンバが継続的に加圧されず、加圧されるカートリッジが、チャンバ内に統合される分離した実在物である。これらの特許は分離した加圧されるカートリッジを開示しているが、カートリッジは、整備を行うこと、交換すること、または、検査すること、が容易であるような場所に位置しない。これにより、加圧されるカートリッジのチャージレベルを決定するための能力が最小レベルとなる。

[0006]１９５１年２月１３日にＣ Ｈ Ｓｍｉｔｈに発行された米国特許第２，５４１，５５４号（「ＵＳ’５５１」）、および、２００２年１１月２日にＧｌａｖａｔｓｋｉ Ｇ． Ｄ．らに発行された露国特許ＲＵ２，２０９，１０１（「ＲＵ’１０１」）が、外部のＣＯ_２ガスカートリッジを備える消火器を開示している。ＵＳ’５５４の場合、ＣＯ_２ガスカートリッジが消火器チャンバの上に着座し、消火器のハンドル内に統合されない。ＲＵ’１０１の場合、ＣＯ_２ガスカートリッジが消火器の外部にあり、パイプまたはホースを用いて消火器に接続される。これらの特許のいずれもチャンバの外部にあるＣＯ_２カートリッジを開示しているが、これらのいずれもハンドル内に配置されないことから、消火器の構造を検査および交換を行うことが簡易であるようなものとすることが可能となっていない。

[0007]すべてＨｅｃｔｏｒ Ｒｏｕｓｓｅａｕに発行されたものである、２００６年１１月２１日に発行された米国特許第７，１２８，１６３号、２００８年１月１５日に発行された米国特許第７，３１８，４８４号、および、２０１０年９月１４日に発行された米国特許第７，７９３，７３７号が、ハンドル内にあるガスカートリッジと、撹拌（ｆｌｕｆｆｉｎｇ）機構とを備える消火器を開示している。これらの特許は同様の特徴を有するが、ガスカートリッジが垂直方向の上向きに排出を行うように方向付けられる。ＣＯ_２などの圧縮液化ガスを含むカートリッジからガスが排出されるとき、カートリッジとの熱力学平衡状態を維持するために含まれる液体からの蒸発を引き起こさなければならない。蒸発を引き起こすのには熱が必要であり、圧縮液化ガスの温度および圧力は、カートリッジの周囲環境から利用可能である熱が不十分である場合には低下する。ＣＯ_２の圧力が５１７ｋＰａ（７５ｐｓｉｇ）未満まで低下する場合、液体ＣＯ_２が凝固してドライアイスになる。カートリッジ式の消火器は、通常、カートリッジに穴を開けた直後に使用されることから、生成されたドライアイスがガスへと相変化して消火器の効果的な排出を行うのに貢献するための十分な熱を吸収する時間を有さない。この影響は環境温度が低い場合に強まり、市販される既存のカートリッジ式の消火器では、−４０℃の条件で、ＣＯ_２チャージの量の４０％を無駄にすることが測定されている。しかし、通常の排出中にこのガスが未使用である場合であっても、消火器は完全な加圧ガスの負荷に基づいて構造的に設計されなければならず、それにより最適なデザインとはならなくなる。加えて、ＣＯ_２の膨張により温度が低下することを原因としてドライアイスまたは凍結したバルブにより流れ経路が遮断されるおそれを最小にするために、ＣＯ_２の独自の性質に基づき、消火器の主チャンバとカートリッジとの間の経路が複雑になるのを回避しなければならない。

[0008]加圧消火器を用いる場合に存在する加圧状態を原因として、チャンバ内の圧力を常に維持しなければならないという構造的要求のために、粉末を消火器内に配置するところの開口部が制限されてしまう。提示している出願は外部のガスカートリッジを提供することによりこの必要性を排除し、それにより、チャンバを通常は加圧されない状態で存在させることが可能となる。チャンバが圧力を受けないことで、消火器の頂部開口部を拡大することが可能となり、それにより、消火器を粉末で充填することまたはチャンバ内の粉末の量および／または状態をチェックすることが容易になる。

[0009]ガスカートリッジが液体推進剤のみを消火器の本体の中に排出するように方向付けられ、また、消火器がチャンバの外部からアクセス可能である撹拌器（ｆｌｕｆｆｅｒ）をさらに有し、また、チャンバが消火器を充填するための拡大された頂部開口部を有するような、交換可能なガスカートリッジを備える消火器が必要とされる。提案される消火器は、この解決策を、下向きに排出を行うように方向付けられる外部のガスカートリッジと、内部撹拌器を始動するための外部機構と、大きい開口部とを備える消火器を提供することにより、実現する。圧縮液化ガスを下向きに排出することにより液体が消火器内へ排出され、そうすることで、カートリッジ内の温度および圧力を三重点より上で維持するために必要な蒸発を引き起こす量とほぼ同等の量の熱をカートリッジが吸収することが必要なくなり、それにより推進剤が凝固することが回避される。圧縮液化ＣＯ_２の場合、このような概念では、消火器の前提条件が−４０℃である場合でもほぼ１００％のＣＯ_２をカートリッジから排出することが実験的に実証されている。

[0010]この消火器の目的は、整備要員が保護エリアに入ることの必要性を排除することである。消火器が高い水準の整備を受けることができ、自動の「自己整備」により動作することができ、および／または、所有者またはエンドユーザーにより手動で整備され得る。これにより、非従業員を事業者および行政のプライバシーのエリア（ｐｒｉｖａｃｙ ｏｆ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｎｄ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔ ａｒｅａ）に入らせることの必要性が排除される。この消火器は、特別注文の装置を必要とすることなく、最小の訓練で、動作され得、維持され得、再充填され得、チャージされ得る。

[0011]消火器を保護エリア内に配置する場合には、消火器の外部からの整備および維持管理を減らすことが理想的である。これにより、テロリストが消火器を武器として利用したりまたは保護エリアに立ち入るために消火器の整備員として偽名を使用したりすることの可能性が低減または排除されることになる。

[0012]この消火器の目的は、外部のガスカートリッジを備える消火器を提供することである。倒立の外部のガスカートリッジにより、ガスカートリッジ内の液体が消火器の中に直接的に吐出されることが可能となる。他の用途で使用されるＣＯ_２カートリッジまたは窒素カートリッジなどの広く受け入れられているガスカートリッジがこの消火器と共に動作するように適合され得る。ガスカートリッジはチャンバの外部にあることから、消火器全体を交換することなく容易に交換され得るかまたは取り替えられ得る。これにより、多数の消火器を一度に整備する場合に大きい利益が得られる。

[0013]この消火器の別の目的は、外部からアクセス可能な任意選択の撹拌機構を備える消火器を提供することである。撹拌機構のサイズ、構造および必要性は、消火器のサイズに基づいてよい。外部からアクセス可能な撹拌機構は、粉末が固化するのを防止することを目的として、粉末を、フラフィングした状態、掻き混ぜた状態、撹拌した状態、または、乱した状態で維持するために、および、火の上に適切に排出されるようにするために粉末を液化状態で維持するために、チャンバ内の粉末が架橋（ｂｒｉｄｇｉｎｇ）するのを防止するのを促進する。撹拌は、チャンバ内に位置する、パドル、フラッパ、チェーン、棒、または、他の混合機構を用いて達成される。混合機構は、チャンバの頂部、底部または側部にある接続部を用いてアクセスされ、手動で動作させられ得るかまたは何らかのタイプのツールを用いて動作せられ得る。

[0014]この消火器の別の目的は、拡大された充填用開口部を備える消火器を提供することである。拡大された充填用開口部により、チャンバを充填することおよび／またはチャンバを空にすることがより容易になり、より高速化される。また、チャンバ内の粉末の状態を視覚的に検査するために頂部が容易に取り外され得る。

[0015]この消火器のさらに別の目的は迅速に開閉される頂部ハウジングを提供することであり、それにより使用者が消火器を迅速に開けて再充填することが可能となる。また、これにより、火の種類に基づいて消防士が所望の消火媒体を装填することが可能となる。

[0016]同様の参照符号が同様の構成要素を表している添付図面と併せた、本発明の好適な実施形態の以下の詳細な説明から、本発明の種々の目的、特徴、態様および利点がより明らかとなる。

[0017]消火器を示す斜視図である。 [0018]消火器を示す断面図である。 [0019]計量分配バルブを示す詳細図である。 [0020]消火器のヘッドを示す断面図である。 [0021]消火器の排出を行う前の安全装置を取り外す段階を示す図である。 消火器の排出を行う前の安全装置を取り外す段階を示す図である。 消火器の排出を行う前の安全装置を取り外す段階を示す図である。 [0022]加圧ガスカートリッジ穿孔機構を示す詳細図である。 [0023]穿孔ピンを示す詳細断面図である。 [0024]加圧ガスの向きに基づく、発生するドライアイスの量を示すグラフである。 [0025]撹拌・吸い上げ管を示す図である。 [0026]複数の吸い上げ吸入口および撹拌アームの細部を示す図である。

[0027]図１が消火器１９の外部斜視図を示す。消火器１９は、底部ハウジング２０および頂部ハウジング３０を備える概略円筒形状である。好適な実施形態では、底部ハウジング２０および頂部ハウジング３０はプラスチックなどの軽量弾性材料から作られるが、鋼、真鍮、銅またはアルミニウムを含めた他の材料で作られもよい。底部ハウジング２０はまた、消火器１９内で視覚的な検査を行うのを可能にする透明材料から製造されてもよい。頂部ハウジング３０は底部ハウジング２０上にねじ留めされるが、バイオネット機構またはラッチ機構を用いて取り付けられてもよい。底部ハウジング２０が、火炎抑制物質で底部ハウジング２０をより容易に充填するのを可能にするための拡大された開口部を有する。壁掛け機構が消火器１９の頂部ハウジング３０に組み込まれ得るか、あるいは、底部ハウジング２０の本体に巻き付けられ得るかまたは消火器１９の頂部ハウジング３０をフォーク状にしてもよい。

[0028]図１および２を参照すると、ハンドル４０が操作者が把持領域４１を通過させるように手を配置することにより消火器１９を保持するのを可能にする。これにより、移送されるときまたは使用されるときに消火器１９が直立姿勢で保持され得るようになる。また、消火器１９は直立姿勢で保管および／または移送され得るが、消火器１９の保管および動作に関して直立姿勢であることが重要というわけではない。ハンドル４０および頂部ハウジング３０内で部分的に、交換可能な加圧ガスカートリッジ５０がハンドル４０の透明部分４２の下に位置する。透明部分４２は、消火器１９内に加圧ガスカートリッジ５０が設置されていることを確認する能力を提供する。好適な実施形態では加圧ガスカートリッジ５０は部分的にハンドル４０および頂部ハウジング３０の中にある状態で示されるが、別の配置も考えられる。

[0029]交換可能な加圧ガスカートリッジ５０はＣＯ_２の圧縮ガスカートリッジから本質的に構成されるが、火の広がりを促進しないような別の種類のガスのカートリッジも可能である。カートリッジ内のガスは高い圧力を受け、可能性として液体状態であることから、消火器１９の内部の火炎抑制物質９９を放出するのに、推進剤の小さいカートリッジが必要となる。また、このデザインの発明性から逸脱することなく、より大きい消火器に対応するために複数のガスカートリッジが使用され得ることも企図される。消火器１９の全体を整備することを必要とすることなく、加圧ガスカートリッジが利用可能であり、交換または整備され得る。ハンドル４０およびその透明部分４２が、消火器１９が落下したりまたは粗雑に取り扱われたりする場合に加圧ガスカートリッジ５０を保護する。トリガ機構６０が、チャンバ２２を加圧してホース８１および出口ポート９０の中へさらにはその外へ火炎抑制物質９９を放出するために、加圧ガスカートリッジ５０を起動する。

[0030]本文献のいくつかの図が可撓性ホース８１を示して説明するが、企図されるいくつかの実施形態が、ダクト、中空通路またはノズル９７を含むことができ、ここでは、消火媒体が消火器の本体からノズル９７を出るように通過して火を消す。制御バルブレバー９２が出口ポート９０を開閉し、つまり、チャンバの加圧時に火炎抑制物質９９が消火器からあふれ出すのを防止する。ノズル９７が使用される場合、制御バルブが、消火器から出る消火媒体の流れを制御するためにノズルの近くに位置してよい。加圧ガスカートリッジの穿孔機構およびガスカートリッジ５０からチャンバ２２への経路が図２に示されて説明されている。

[0031]図２が消火器１９の断面図を示す。操作者がハンドル４０の把持領域４１を通過させるように自分の手またはグローブを配置することができ、どちらかの手を用いて消火器１９を担持、移送または使用することができる。頂部ハウジング３０が底部ハウジング２０から外されるとき、火炎抑制物質９９が、拡大された円筒形開口部７０を通して底部ハウジング２０内のチャンバ２２の中に配置される。経時的に火炎抑制物質９９がチャンバ２２の底部内で圧縮されて固まった状態となる。火炎抑制物質９９が固まった状態になると、不適切に排出されるおそれが増す。消火器１９内で、複数の撹拌アーム１２０が中央シャフト１１０上に配置される。撹拌ホイール１００が消火器１９の下側からアクセスされ得る。撹拌ホイール１００を回転させることで火炎抑制物質９９が再び撹拌されることになり、消火器１９から抑制物質９９が不適切に排出されるおそれが最小となる。撹拌ホイール１００を回すことにより、フードミキサで見られ得るように火炎抑制物質９９が同様にほぐれることになる。

[0032]ポリカーボネートは透明の底部ハウジング２０を提供するための費用対効果の高い１つの候補であるが、ＡＢＣドライケミカルの主成分であるアンモニアガスにポリカーボネートが接触すると、材料の劣化が起こることから、特に高い温度においては、直接の露出からポリカーボネートを隔離または保護することが必要である。ポリカーボネート材料を使用する場合、底部ハウジング２０の内部が、好適には、シロキサンのベースまたはその均等物を備える透明の保護コーティング２１で被覆される。このコーティング２１は耐薬品性および耐摩耗性を向上させ、さらには、紫外線防護も実現する。コーティング２１は、リン酸モノアンモニウムおよび放出される任意のアンモニアガスに対してのポリカーボネートの露出を隔離するために多数の同様な方法で適用されてもよい。コーティング２１が必要な耐薬品性を提供し、対して、ポリカーボネートの底部ハウジング２０が必要な強度および耐衝撃性を提供する。

[0033]企図される別の実施形態では、底部ハウジング２０が２つの別個のシリンダからの透明シリンダとして構成され、ここでは、内側シリンダ２１が底部ハウジング２０の外側シリンダ２３内に挿入される。これは、トリタン、アクリル、スチレンアクリロニトリル、または、同等に機能する他の材料の透明の内側シリンダをポリカーボネートの外側シリンダ２３の中に挿入成形することによって達成され得る。外側シリンダ２３がポリカーボネートである場合、組立体に必要な強度および耐衝撃性を提供するように機能し、一方で、内側シリンダ２１がリン酸モノアンモニウムに必要な耐薬品性を提供する。これらの実施形態では、底部ハウジング２０の外側シリンダ２３が過酷な環境または衝撃からダメージを受ける場合に確実に安全に動作させるのに、内側シリンダ２１の強度で十分となり得る。

[0034]消火器１９の中から火炎抑制物質９９を放出する場合、操作者が加圧ガスカートリッジ５０に穴を開けなければならない。加圧ガスカートリッジ５０がねじ部５２によって固定されるか、または他の形で消火器１９の頂部ハウジングの中に固定される。頂部ハウジング３０内で、交換可能な加圧ガスカートリッジ５０がハンドル４０の透明部分４２の下に位置する。ハンドル４０およびその透明部分４２が消火器の落下時に加圧ガスカートリッジ５０を保護し、さらには、消火器１９内に加圧ガスカートリッジ５０が設置されていることを操作者が確認するのを可能にする。加圧ガスカートリッジ５０に穴を開ける場合、操作者がトリガ機構６０を降下させるかまたは回転させ、トリガ機構６０が穿孔ピン６２を加圧ガスカートリッジ５０の中に押し込む。トリガ機構６０および穿孔ピン６２の細部が図６および７により詳細に示されて説明されている。加圧ガスカートリッジ５０に穴が開けられると、ガスおよび／または液体がチャンバ２２の中に押し込まれる。

[0035]液化ガスが加圧ガスカートリッジ５０から排出されるとき、加圧ガスカートリッジ５０内で熱力学平衡状態を維持するために含まれる液体からの蒸発を引き起こさなければならない。熱力学平衡状態の熱（ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ｈｅａｔ）を維持するために蒸発を引き起こすことが必要である。カートリッジの周囲環境からの利用可能である熱が不十分である場合には圧縮液化ガスの温度および圧力が低下することになる。液化ＣＯ_２の場合、圧力が５１７ｋＰａ（７５ｐｓｉｇ）未満まで低下すると、液体ＣＯ_２が凝固してドライアイスになる。ドライアイスが生成される場合、ドライアイスは、ドライアイスを加熱してガスへと相変化させて消火器１９の効果的な排出に貢献するように周囲の熱質量を十分に吸収するための時間を有さない。

[0036]ドライアイスの生成は低温の場合に悪化する。ＵＬおよびＣＳＡなどの試験実施機関は、−４０℃（−４０°Ｆ）まで低下した温度で消火器を動作させることを求めている。排出ポートを頂部に置くように垂直位置となるように、ＣＯ_２を用いる加圧ガスカートリッジが方向付けられる場合（つまり、ねじ部５２が上側位置にある）、試験により、消火器の排出の完了後に、最大４０％（質量）のＣＯ_２がドライアイスの形態を維持する可能性があることが示された。加圧ガスカートリッジ５０がＣＯ_２を含み、倒立の向きになるように方向付けられる場合（つまり、ねじ部５２が下側位置にある）、温度および圧力を三重点より上で維持するために加圧ガスカートリッジ５０からの液体ＣＯ_２を蒸発させるための量とほぼ同等の量の熱をカートリッジが吸収することが必要なくなり、それによりカートリッジ５０内でドライアイスを生成することが回避される。このような概念では、消火器が−４０℃（−４０°Ｆ）を前提条件とする場合でもほぼ１００％のＣＯ_２をカートリッジから排出することが実験的に実証されている。ＣＯ_２がチャンバ２２に入ると、液体ＣＯ_２をガスのＣＯ_２に迅速に変換するのに比較的大きな体積内に十分な熱と表面積とが得られる。

[0037]火炎抑制物質９９とガスとの混合物が中央シャフト１１０さらには頂部ハウジング３０内の流れ経路８０を通るように押し込まれ、ここでは、これらの混合物は手動で動作可能であるバルブ９５までホース８１を通して押し込まれ、出口ポート９０から外へ放出される。中央シャフト１１０が一体の吸い上げ管１１２を有し、ここでは、火炎抑制物質９９が、一体の吸い上げ管１１２を通して中央シャフト１１０の底部にある複数の孔の中に押し込まれる。計量分配ノズル９６が、バルブ９５を開閉するための制御棒９４と共に動作するバルブ９５を有する。制御棒９４がばね９３を用いてバルブ９５を閉じた状態で保持する。操作者がばね９３に打ち勝つように制御バルブレバー９２を押し下げ、バルブ９５を開く。計量分配ノズル９６はいずれかの手によって動作させられ得る。これが図３により詳細に示されて説明されている。

[0038]図３が計量分配ノズル９６の詳細図を示す。この図は、ハンドル４０および把持領域４１の一部分を示す。頂部ハウジング３０が、消火器１９の中から頂部ハウジング３０を通る流れ経路８０を有する。バルブ９５が閉位置にある場合、加圧ガスカートリッジ５０に穴が開けられた後で、消火器１９が加圧状態を維持することができる。この「準備」状態では、消火器１９内の圧力および火炎抑制物質９９のすべてがバルブ９５によって制御される。計量分配ノズル９６が、制御棒９４に接続されるバルブ９５を有する。制御棒９４が引き戻されると、ホース８１から出口ポート９０まで流れることが可能となる。

[0039]操作者が片手で消火器１９の計量分配ノズル９６を保持することができ、同じ片方の手を用いてレバー９２を動作させることができる。次いで、操作者が火の方に計量分配ノズル９６を向けることができる。レバー９２が押し下げられると、レバーがばね９３を押圧し、制御棒９４を摺動させてバルブ９５を開ける。バルブ９５が開けられると、火炎抑制物質９９が出口ポート９０から流れ出る。レバー９２が解放されると、ばね９３がバルブ９５を閉じ、それにより火炎抑制物質９９がさらに計量分配されることが防止される。これにより、消火器１９のチャンバ２２内の圧力が維持される。

[0040]図４が消火器１９の頂部ハウジング３０の断面図を示す。ハンドル４０が、操作者が把持領域４１を通過させるように手を配置することにより消火器１９を保持するのを可能にする。トリガ機構６０がリフトプレート５５に接続され、このリフトプレート５５が、ハンドル４０の透明部分４２の下の、加圧ガスカートリッジ５０の密閉端部の中へと穿孔ピン６２を持ち上げる。加圧ガスカートリッジ５０がねじ部５２によって固定されるか、または他の形で頂部ハウジング３０の中に固定される。トリガ機構６０および穿孔ピン６２の細部が図５および６により詳細に示されて説明されている。カートリッジ５０が圧縮液体ＣＯ_２で充填される場合、加圧ガスカートリッジ５０と消火器１９の内部との間の流れ経路が、流れ経路を遮断するかまたは制限する可能性があるドライアイスが生成するおそれを制限するために可能な限り滑らかでなければならない。底部ハウジング２０が頂部ハウジング３０に接続されて示されている。バルブ９５が開けられると、ガスカートリッジ５０からのＣＯ_２または圧縮ガスからの静圧が火炎抑制物質９９を中央シャフト１１０の開口部の中へと下方に押し込んでさらには一体の吸い上げ管１１２を上方へと通過させ、流れ経路８０を通してホース８１まで押し込む。頂部ハウジング３０に対してシール１０９に漏れがある場合、ガスカートリッジ５０からのガスが抑制物質９９を迂回して流れ経路８０の中へと直接的に移動して最終的に出口バルブ９５に入り、それにより抑制物質９９の範囲が縮小され、排出量が低減される。頂部ハウジング３０に対してシール１０９を適切に組み付けるために、頂部ハウジング３０に対して底部ハウジング２０を設置するときに、頂部ハウジング３０の誘導用の特徴部分が中央シャフト１１０を捕捉する。

[0041]図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃが、消火器１９の排出が行われる前の安全ノブ７２を再配置する段階を示す。図５Ａの初期段階は、起動前に消火器１９がどのように存在するかである。この位置では、安全ノブ７２がトリガ機構６０が移動するのを制限する。安全ノブ７２は本質的に長方形であり、それにより、一方の向きにおいてトリガ機構６０をロックするかまたは遮断しており、安全ノブ７２が９０度回転させられると、トリガ機構６０の側部が安全ノブ７２を通過することが可能となる。トリガ機構６０の対向する垂直方向側部が安全ノブ７２のフランジ部分７６を用いて固定される。起動するのを可能にする場合、安全ノブ７２が回転させられる（６８）。安全ノブ７２はいずれかの手によって動作させられ得る。

[0042]図５Ｂでは、安全ノブ７２が垂直の向きで示されており、トリガ機構６０が安全ノブ７２の側部を通過することが可能となっている。安全ノブ７２が回転させられると、この回転により内部ピン７４がいたずら表示部７３を剪断して解放するかまたは外に押し出す。いたずら表示部７３が解放されていることにより、消火器１９が排出された可能性があり、サービス検査が必要である、ことが示される。また、安全ノブ７２が垂直の向きにある場合、ハンドル４０の透明部分４２を開けることによるガスカートリッジ５０へのアクセスが遮断されている。このデザインは、トリガ機構６０をロック状態の直立の向きに戻すことなく新しい加圧ガスカートリッジ５０を挿入することを防止し、それにより、挿入時に新しい加圧ガスカートリッジ５０に穴が開けられることが防止される。

[0043]図５Ｃでは、次いで、操作者が、トリガ機構６０が下側の位置で示されている状態６７（破線）まで、トリガ機構６０を下方に引くかまたは押すことができる（６９）。トリガ機構６０が上側の位置から下側の位置６７まで回転させられると、穿孔ピン６２が加圧ガスカートリッジ５０の中へと押し込まれて加圧ガスカートリッジ５０に穴を開ける。トリガ機構６０はいずれかの手で動作させられ得る。

[0044]図６が加圧ガスカートリッジ５０の穿孔機構の詳細図を示す。加圧ガスカートリッジ５０がねじ部５２により頂部ハウジング３０内のリテーナ５６の中で固定される。加圧ガスカートリッジ５０の端部に穴が開けられるとき、加圧ガスカートリッジ５０およびねじ切りされたリテーナ５６が静止状態を維持する。この図では、見易いように、一組の固定具および重複する部品が取り除かれている。トリガ機構６０が軸５８を中心として枢動することで、加圧ガスカートリッジ５０の端部に穴を開けることにおける機械的利点が増す。トリガ機構６０の自由端がリフトロッド５３および戻しばね５４に接続され、戻しばね５４がトリガ機構６０を通常の状態で維持し、通常の状態では、穿孔ピン６２が加圧ガスカートリッジ５０の端部に接触しない。リフトロッド５３（１つのみ示される）は一体に接続され、平行な関係でリフトプレート５５を持ち上げるように一斉に動作し、それにより穿孔ピン６２を線形的に上昇させる。

[0045]図７が穿孔ピン６２の詳細断面図を示す。穿孔ピン６２が、加圧ガスカートリッジ５０の端部上のシールに穴を開けるための尖った端部６１を有する。ピン６２がガスカートリッジ５０内の穿孔位置で保持される場合でも、部分的に中空である中央部分６５がガスまたは液体のＣＯ_２を加圧ガスカートリッジ５０から消火器１９のチャンバ２２の中まで通過させるのを可能にする。穿孔ピン６２がピンが加圧ガスカートリッジ５０内に挿入されるときに穴のサイズを増大させるためのテーパ６６を有し、テーパ６６が、ばね５４によって加えられる力を介してピンをカートリッジ５０から容易に外に押し出すための抜き勾配（draft）を提供する。穿孔ピン６２の一方の端部が組立用の特徴部分６４を有し、ここで、穿孔ピン６２がリフトプレート５５上に保持される。拡大シャンク６３が組立用の特徴部分６４と部分的に中空の中央部分６５との間で穿孔ピン６２を支持する。穿孔ピン６２が堅固に支持されることから、落下時にまたは粗雑に使用されるときにガスカートリッジ５０に誤って穴が開けられることが回避される。

[0046]消火器は、一般に、保険業者試験所（ＵＬ：Ｕｎｄｅｒｗｒｉｔｅｒｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）などの監督官庁からの承認を必要とする。ほとんどの消火器で、ハウジングが加圧される。本文献で開示される消火器は、カートリッジ５０から出て底部ハウジング２０内へと膨張しなければならない液化ガスで充填される分離した加圧カートリッジ５０を使用する。

[0047]カートリッジ動作式の消火器（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ−ｏｐｅｒａｔｅｄ ｅｘｔｉｎｇｕｉｓｈｅｒ）の場合、薬剤の排出が開始される前に圧力を発生させることを目的として、カートリッジに穴が開けられた後で５秒の間隔が置かれてよい。消火器は、８秒以上の排出の継続時間、または、消火器の評価・火災試験の規格で規定される最小の継続時間を有するものとする。

[0048]チャージされた消火器が垂直方向の位置で保持される場合、排出ノズルが水平方向の位置にある。次いで消火器の排出が行われることになり、ガスポイントまでの継続時間およびドライケミカルの排出量が記録される。

[0049]垂直方向の上向きに排出される場合、周囲温度およびガスボンベの向きに基づき、多様な量のドライアイス（固体のＣＯ_２）がＣＯ_２カートリッジ内で保持される。対して、垂直方向の下向きに排出される場合は、最小量のドライアイスしか保持されなかった。

[0050]図８が、加圧ガスの向きに基づいて発生するドライアイスの量のグラフを示す。このグラフは、７０℃（７０°Ｆ）の温度４５および−４０℃（−４０°Ｆ）の温度４６におけるドライアイスの量を示す。７０℃（７０°Ｆ）では、ほぼすべての姿勢位置で、ドライアイスがほとんど発生していないことが示される。−４０℃（−４０°Ｆ）では、ドライアイスの量が、カートリッジが垂直の向き４７にあるときの４０％を超える多量から、または、カートリッジ４８が水平の向き４８にあるときの約１５％を超える多量から、カートリッジ５０が倒立になったとき４９のほぼ０％まで移行することができる。カートリッジが消火器１９の中に係合されるとき（５２）、より軽量の気化したガスのＣＯ_２カートリッジ５０内の液体が、ＣＯ_２内のより重い液体をカートリッジ５０の開口部の外へ押し出すという形で、倒立のカートリッジ５０が液体ＣＯ_２をカートリッジ５０から外に押し出す。

[0051]加圧液体ＣＯ_２のカートリッジの条件を７０℃（７０°Ｆ）または−４０℃（−４０°Ｆ）とし、種々の向きで排出を行い、これらの結果が測定された。カートリッジに穴を開けて３０秒後にカートリッジ内に残るドライアイスを測定した。

[0052]図９が撹拌アーム１２０および一体の吸い上げ管１１２を示す。この好適な実施形態では、撹拌アーム１２０および一体の吸い上げ管１１２が中央シャフト１１０の周りにある単一のユニットとして製造される。この実施形態は撹拌アームまたはブレード１２０を備える吸い上げ管１１２を示すが、撹拌アームまたはブレード１２０を組み込まなくてもよいような実施形態も企図される。撹拌アームまたはブレード１２０を含むかどうかは、一般に、消火器の容量および定格（ｒａｔｉｎｇ）によって決定される。中央シャフト１１０の底部キャップ１１１が消火器１９の底部の中に嵌合される。底部キャップ１１１の周りのシールが、加圧ガスが消火器１９の底部を通過して外に出るのを防止する。中央シャフト１１０の上側端部上のシール１０９は、加圧ガスが迂回して流れ経路８０に直接に入って最終的に出口バルブ９５に入り、それにより、抑制物質９９の範囲が縮小され、排出量が低減されることを防止する。シール１０９、および、底部キャップ１１１の周りのシールは、中央シャフト１１０が消火器１９内で回転するのを可能にする。製造を補助するために、底部キャップ１１１、一体の吸い上げ管１１２および／または撹拌アーム１２０は個別の部品であっても効率的な任意の形で組み合されてもよい。

[0053]一体の吸い上げ管１１２が、細長い管部材１１９を備えるように構成され、細長い管部材１１９は、当該細長い管と共に成形される、ブレード１２０を有する。底部キャップ１１１が超音波溶接などにより細長い管１１９に固定される。

[0054]加圧ガスカートリッジ５０が倒立であることから、実質的に液化ガスのみが外に出て消火器１９内で膨張してガスとなり、それにより、カートリッジ内の実質的にすべてのガスが放出される。液体／ガスが高い速度で放出されることから、音速に近い速度で移動する圧力波１１３が撹拌アーム１２０の頂部を押す。ガセット１１６が撹拌アーム１２０を支持し、撹拌アーム１２０が圧力波により削ぎ取られるのを防止する。短時間で、消火器１９内の圧力が安定する。バルブ９５が開けられると、チャンバ２２内の静圧が、火炎抑制物質９９を、本明細書の他の図に示される中央シャフト１１０の底部にある少なくとも１つの吸入口１１４の方に押す。

[0055]図１０が複数の吸入口１１４および撹拌アーム１２０の細部を示す。撹拌アーム１２０は、幅が狭く、凸形部分を有し、ジグザグ状であり、テーパ状であり（１１５）、それにより、回転抵抗を最小にしながら、押し込まれた火炎抑制物質９９を最大限に混合するようにし、また、排出中の加圧された抑制物質９９の流れを最大にする。撹拌アーム１２０内の孔１１７により、火炎抑制物質９９が撹拌アーム１２０および支持ガセット１１６の周りを通過することが可能となる。液化ガスの圧力波１１３がアーム１２０を押し下げている状態で示されている。中央シャフト１１０の底部が複数の吸入口１１４を示しており、火炎抑制物質９９が吸入口１１４の中に押し込まれるかまたは吸入口１１４の中へ吸い込まれ、一体の吸い上げ管１１２を通過し、ここでは、火炎抑制物質９９はホース８１および計量分配ノズル９６を通して消火器１９から外に出ることができる。底部シールが中央シャフト１１０の底部キャップ１１１内の凹部内に存在する。底部キャップ１１１の下側部分１１８は外側から把持するためのヘッドを備えるように構成され、ヘッドが中央シャフト１１０を外部から回転させるのを可能にするホイールを備える。この実施形態では、この駆動装置は「＋」のような形状であるが、本質的に均等な能力を提供するような他の形状も企図される。

[0056]このように、持ち運び可能な消火器の特定の実施形態を開示してきた。しかし、上述したものに加えて、本明細書の発明性のある概念から逸脱することなく、多くの他の修正形態も可能であることが当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲以外では、本発明の主題が限定されない。

[0057]産業上の利用可能性は消火器に関する。

Claims (18)

1. 持ち運び可能な消火器であって、
   火炎抑制物質で充填されるチャンバと、
   交換可能な倒立型ガスカートリッジと、
   前記倒立型ガスカートリッジに穿孔するのを可能にする穿孔機構と、
   前記穿孔機構が連結されたことを示すいたずら防止ロックと、
   前記交換可能な倒立型ガスカートリッジの端部を破断するための、トリガ機構に動作可能に接続される穿孔ピンと、
   前記チャンバから前記火炎抑制物質を放出するための通路と
   を備え、
   前記いたずら防止ロックが回転可能なノブを有し、
   前記穿孔機構が前記回転可能なノブによってロックされ、前記交換可能な倒立型ガスカートリッジがアクセスされ、
   前記穿孔機構のロックが解除されると、前記交換可能な倒立型ガスカートリッジへのアクセスが遮断され、それにより誤って穿孔することが防止される、
   持ち運び可能な消火器。
2. 前記交換可能な倒立型ガスカートリッジが、液化状態のガスを前記消火器の前記チャンバの中に放出するように方向付けられる、請求項１に記載の持ち運び可能な消火器。
3. 前記液化状態のガスが前記チャンバ内で気化する、請求項２に記載の持ち運び可能な消火器。
4. 撹拌ブレードをさらに有し、前記撹拌ブレードが移動させられるとき、前記撹拌ブレードは、前記火炎抑制物質が固化するのを妨げる、請求項２に記載の持ち運び可能な消火器。
5. 前記撹拌ブレードが、中空の吸い上げ管をさらに有し、前記火炎抑制物質が、前記中空の吸い上げ管に入って前記持ち運び可能な消火器から出る、請求項４に記載の持ち運び可能な消火器。
6. 前記中空の吸い上げ管が回転型シール部に接続される、請求項４に記載の持ち運び可能な消火器。
7. 前記中空の吸い上げ管が、細長い中空管である第１の部品と、端部キャップである少なくとも第２の部品と、を有する少なくとも２つの部品から製造される、請求項５に記載の持ち運び可能な消火器。
8. 前記気化により圧力波が発生し、前記撹拌ブレードが前記圧力波に抵抗するような形状である、請求項４に記載の持ち運び可能な消火器。
9. 前記いたずら防止ロックが、前記いたずら防止ロックの変化時に破損するいたずら表示部を有する、請求項１に記載の持ち運び可能な消火器。
10. 操作者のいずれの手でも使用され得るように、前記いたずら防止ロックおよび／または前記トリガ機構が対称性を有する、請求項１に記載の持ち運び可能な消火器。
11. 持ち運び可能な消火器であって、
    火炎抑制物質で充填されるチャンバと、
    交換可能なガスカートリッジと、
    前記ガスカートリッジに穿孔するのを可能にする穿孔機構と、
    前記穿孔機構が動作された可能性を示すいたずら防止機構と、
    備え、
    前記ガスカートリッジが穿孔されたとき、少なくとも一部の液化ガスが、前記ガスカートリッジから、火炎抑制物質で充填された前記チャンバの中へと直接に入り
    前記液化ガスが前記チャンバに入るとき、前記液化ガスがガスへと変換され、前記チャンバと出口ポートとの間に接続される出口通路の中へと前記火炎抑制物質を押し込み、
    前記出口通路が、前記出口ポートから出る前記火炎抑制物質の流れを制御するバルブを有し、
    前記いたずら防止機構が回転機構であり、
    前記穿孔機構が前記回転機構によってロックされ、前記ガスカートリッジがアクセスされ、
    前記穿孔機構のロックが解除されると、前記ガスカートリッジへのアクセスが遮断され、それによって誤って穿孔することが防止される、持ち運び可能な消火器。
12. 交換可能なガスカートリッジがカバーをさらに有する、請求項１１に記載の持ち運び可能な消火器。
13. 前記カバーが透明であり、それにより、前記持ち運び可能な消火器内での前記ガスカートリッジの存在を視覚的に検査するのを可能にする、請求項１２に記載の持ち運び可能な消火器。
14. 前記カバーがカバーロックをさらに有する、請求項１２に記載の持ち運び可能な消火器。
15. 交換可能なガスカートリッジが前記持ち運び可能な消火器の頂部ハウジングによって保持される、請求項１１に記載の持ち運び可能な消火器。
16. 前記交換可能なガスカートリッジが本質的に前記消火器の内部に存在する、請求項１１に記載の持ち運び可能な消火器。
17. 前記いたずら防止機構が、いたずらにより破壊的に変化させられる、請求項１１に記載の持ち運び可能な消火器。
18. 細長い中空管である第１の部品と、端部キャップである少なくとも第２の部品と、を有する少なくとも２つの部品から製造される吸い上げ管をさらに有する、請求項１１に記載の持ち運び可能な消火器。

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