KR101630901B1 - 듀얼 스테이지 위험 제어 시스템을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

듀얼 스테이지 위험 제어 시스템을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR101630901B1
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브라이언 제이 캐션
더스틴 씨 모란
윌리엄 에이 에크홀름
매튜 샘슨
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파이어 트레이스 유에스에이 엘엘씨
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Abstract

본 발명의 다양한 양태에 따른 듀얼 스테이지 위험 억제 시스템을 위한 방법 및 장치는 위험원에 가깝게 위치되도록 구성되는 제 1 위험 제어 재료를 격납하고 있는 하우징 그리고 위험원으로부터 떨어져서 위치되는 제 2 위험 제어 재료를 격납하고 있는 컨테이너를 포함한다. 하우징은 위험원 및/또는 하우징의 훼손에 응답하여 제 1 위험 제어 재료를 방출하도록 구성될 수 있다. 컨테이너는 제 1 위험 제어 재료의 방출에 응답하여 제 2 위험 제어 재료의 시간 조절된 방출을 위해 구성될 수 있다. 대안적으로, 센서가 위험원 및/또는 하우징의 초기 훼손과 별개인 유발 사건에 응답하여 제 2 위험 제어 재료의 방출을 유발하는데 사용될 수 있다.

Description

듀얼 스테이지 위험 제어 시스템을 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR DUAL STAGE HAZARD CONTROL SYSTEM}
지상 및 공중 작동에서 사용되는 수송 수단은 수송 수단의 또는 수송 수단 내부의 화재의 발발을 초래하는 복수의 시나리오를 겪을 수 있다. 예컨대, 혼잡한 도심 환경에서의 군용 항공기의 작동이 소형 무기 발포, 대공포대, 및 지대공 (sufrace to air) 발사 무기 등과 같은 복수의 형태의 공격을 겪을 수 있다. 각각의 이러한 강력한 탄도 위협은 화재 및/또는 폭발을 야기하는 연료 탱크와 같은 수송 수단 격실을 훼손시킬 수 있다.
다양한 방법 및 장치가 봉쇄 시스템의 훼손으로부터 초래되는 화재 또는 다른 위험적 사건의 공산을 줄이기 위해 실행되어 왔다. 예컨대, 분말 패널이 강력한 탄도 위협에 대하여 보호하기 위해 비 전기식 수동 시스템 (non-electric passive system) 으로서 사용되어 왔다. 일 실시형태에서, 이러한 패널은 탄도 충격의 지점에 화재 억제 능력을 제공함으로써 탄도로 유도되는 화재로부터 연료 탱크 및 이들의 연관된 드라이 베이 (dry bay) 를 보호하기 위해 디자인된다. 이러한 시스템은 즉각적인 화재가 발생하는 것을 방지하는데 효과적이지만 초기의 탄도 훼손으로부터 초래될 수 있는 잠재적 또는 저속 전개 화재에 대해서는 훨씬 덜 효과적이다.
본 발명의 목적은 듀얼 스테이지 위험 제어 시스템을 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다양한 양태에 따른 듀얼 스테이지 위험 억제 시스템을 위한 방법 및 장치는 위험원에 가까이 위치되도록 구성되는 제 1 위험 제어 재료를 격납하고 있는 하우징 및 위험원으로부터 떨어져서 위치되는 제 2 위험 제어 재료를 격납하고 있는 컨테이너를 포함한다. 하우징은 위험원 및/또는 하우징의 파괴에 응답하여 제 1 위험 제어 재료를 방출하도록 구성될 수 있다. 컨테이너는 제 1 위험 제어 재료의 방출에 응답하여 제 2 위험 제어 재료의 시간 조절된 (timed) 방출을 위해 구성될 수 있다. 대안적으로, 센서가 초기의 위험원 및/또는 하우징의 훼손과는 별개의 유발 사건에 응답하여 제 2 위험 제어 재료의 방출을 유발하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 더 완전한 이해가 이후의 도시적인 도면과 연관하여 고려될 때 상세한 설명 및 청구항을 참조함으로써 비롯될 수 있다. 이후의 도면에서, 유사한 참조 부호는 도면에 걸쳐 유사한 요소 및 단계를 나타낸다.
도 1 은 수동식 화재 억제 시스템의 대표적인 실시형태를 대표적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는 위험 제어 시스템 및 위험원의 훼손의 단면도를 대표적으로 나타내는 도면이다.
도 3 은 하우징을 둘러싸는 영역 안으로 제 2 화재 억제제를 방출하도록 구성되는 듀얼 스테이지 시스템의 대표적인 실시형태를 대표적으로 나타내는 도면이다.
도 4 는 도 3 에 대표적으로 나타낸 듀얼 스테이지 시스템의 근접도 (close-up view) 를 대표적으로 나타내는 도면이다.
도 5 는 하우징 안으로 제 2 화재 억제제를 방출하도록 구성되는 듀얼 스테이지 시스템의 대표적인 실시형태를 대표적으로 나타내는 도면이다.
도면의 단계 및 요소는 간단함과 명확함을 위해 도시되었고 어떠한 특별한 순서에 따르도록 구성되지는 않았다. 예컨대, 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수 있는 단계가 본 발명의 실시형태의 이해를 개선하는 것을 돕기 위해 도면에 나타내어진다.
본 발명은 여기서 기능성 블럭 구성 요소 및 다양한 프로세싱 단계에 대하여 설명될 것이다. 이러한 기능성 블럭은 구체적인 기능을 수행하고 다양한 결과를 달성하기 위해 구성되는 어떠한 개수의 하드웨어 (hardware) 구성 요소에 의해 구현될 수 있다. 예컨대, 본 발명은 다양한 기능을 실행할 수 있는, 다양한 하우징, 패널, 커넥터, 센서 등을 이용할 수 있다. 게다가, 본 발명은 어떠한 개수의 위험성 컨테이너 또는 트럭, 고정익 항공기, 및 회전익 항공기와 같은 수송 수단과 연관되어 실현될 수 있고, 설명된 시스템은 단지 본 발명에 대한 하나의 대표적인 분야이다. 또한, 본 발명은 화재 또는 다른 위험성 조건을 억제하고, 환경적 조건을 감지하는 등을 위한 어떠한 개수의 종래의 기술을 이용할 수 있다.
본 발명의 다양한 양태에 따른 듀얼 스테이지 위험 억제 시스템을 위한 방법 및 장치는 어떠한 적절한 이동 및/또는 고정 분야와 연관되어 작동될 수 있다. 본 발명의 다양한 대표적인 실행은 화재를 억제하기 위한 어떠한 시스템에도 적용될 수 있다. 특정한 대표적인 실행은, 예컨대 항공기 연료 탱크, 연료 라인 또는 저장 탱크를 포함할 수 있다.
도 1 을 참조하면, 일 실시형태에서, 듀얼 스테이지 위험 억제 시스템 (100) 을 위한 방법 및 장치는 제 1 위험 제어 재료 (104) 를 격납하고 있도록 구성되는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 을 포함할 수 있다. 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 위험원 (106) 을 적어도 부분적으로 커버하고, 에워싸고, 및/또는 바로 인접하여 위치될 수 있다. 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 분배 시스템 (110) 을 통하여 제 2 위험 제어 재료를 격납하고 있는 제 2 위험 제어 시스템 (108) 에 연결될 수 있다.
위험원 (106) 은 연료, 화학 제품, 산 (acids) 등과 같은 위험성 또는 잠재적으로 위험성 재료를 격납하고 있다. 위험원 (106) 은 위험성 재료를 격납하기 위해 탱크, 분배 라인, 컨테이너와 같은 어떠한 적절한 장치 또는 펌프와 같은 전달 시스템을 포함할 수 있다. 위험원 (106) 은 또한 어떠한 환경, 위치 또는 더 큰 시스템에 놓일 수 있고 고정된 위치로 제한될 필요는 없다. 예컨대, 일 실시형태에서, 위험원 (106) 은 트럭과 같은 이동하는 수송 수단에 위치된 연료 탱크를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 위험원 (106) 은 항공기 엔진과 항공기의 연료 탱크 사이에 놓인 연료 라인을 포함할 수 있다.
위험원 (106) 은 플라스틱, 금속, 탄성체, 폴리머, 또는 적절한 복합 재료와 같은 어떠한 적절한 재료를 포함할 수 있고, 장갑판 (armor plating) 과 같은 추가적인 재료에 의해 보강될 수도 또는 그렇지 않을 수도 있다. 위험원 (106) 은 또한 특별한 분야에 따라 어떠한 적절한 형태, 크기 또는 용적으로 구성될 수 있다. 예컨대, 위험원 (106) 은 다양한 구조 주위의 그리고 이를 통과하여 루트를 갖는 (routed) 연료 라인을 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 위험원 (106) 은 특별한 비균일식의 형태를 갖는 용적 내에 끼워지도록 적절하게 구성되는 연료 탱크를 포함할 수 있다. 또 다른 실시형태에서, 위험원 (106) 은 '웨트 윙 (wet wing)' 과 같은 더 큰 구조의 밀봉된 용적을 포함할 수 있다.
제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 위험원 (106) 에 인접하여 놓일 수 있고 연료 탱크의 강력한 탄도 훼손과 같은 일시적인 사건으로부터 초래되는 위험 재료의 방출과 연관된 즉각적인 위협을 줄이도록 적응될 수 있다. 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 연료 탱크의 고에너지 훼손으로부터 초래되는 화재 또는 폭발과 같은 위험 재료의 방출과 실질적으로 동시적으로 발생하는 위험 사건을 억제하기 위한 어떠한 적절한 시스템을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 2 를 참조하면, 일 실시형태에서, 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 제 1 화재 억제제 (204) 를 격납하도록 구성되고 위험원 (106) 의 표면의 적어도 일부를 커버하도록 적절하게 구성되는, 분말 패널 (202) 과 같은 실질적으로 중공 다벽 하우징을 포함할 수 있다. 분말 패널 (202) 은 궤도 경로 (210) 를 따르는 발사 무기에 의한 분말 패널 (202) 과 위험원 (106) 의 훼손에 응답하여 제 1 화재 억제제 (204) 를 방출하도록 적절히 적응될 수 있다.
이제 도 3 ~ 도 5 를 참조하면, 제 2 대표적인 실시형태에서, 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 도 2 에 나타낸 것과 같이, 제 1 화재 억제제 (204) 를 격납하고 있도록 구성되는 하우징 (302) 을 포함할 수 있고 실질적으로 연료 라인 (306) 또는 연료 펌프 (도시되지 않음) 와 같은 다차원 표면에 맞도록 그리고 이 주위를 감싸도록 적절하게 구성될 수 있다. 하우징 (302) 은, 도 2 에 나타낸 것과 유사한 방식으로, 연료 라인 (306) 을 훼손하고 화재 또는 폭발을 야기할 수 있는 총알, 파편, 또는 다른 발사 무기로부터 발생할 수 있는 것과 같은 하우징 (302) 의 훼손에 응답하여 제 1 화재 억제제 (204) 의 적어도 일부를 방출하도록 또한 구성될 수 있다. 하우징 (302) 은 연료 베이 또는 다른 유사한 격실 (304) 과 같이, 훼손의 크기보다 현저히 더 큰 용적 또는 영역을 채우는 방식으로 제 1 화재 억제제를 방출하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 하우징 (302) 은 훼손의 위치에 대해 실질적으로 국부적인 용적 또는 영역 안으로 제 1 화재 억제제 (204) 를 방출하도록 적절하게 구성될 수 있다.
제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 훼손에 응답하여 국부적으로 또는 전체적으로 제 1 위험 제어 시스템 (102) 의 구조적 온전함을 파괴하거나, 산산 조각 내거나 또는 그렇지 않으면 위태롭게 하도록 된 어떠한 적절한 재료를 또한 포함할 수 있다. 예컨대, 일 실시형태에서 제 1 위험 제어 시스템 (102) 재료는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 의 나머지를 실질적으로 온전히 남기면서 훼손을 둘러싸는 영역에서 파열하도록 적절하게 구성되는 강성 플라스틱을 포함할 수 있다. 제 2 실시형태에서, 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 내부 용적을 규정하는 하우징을 포함할 수 있고, 하우징은 복수의 패널로 구성될 수 있으며, 각각은 상이한 재료로 만들어지고 다른 패널보다 거의 전체 파괴와 같은 특별한 목적을 위해 적절하게 적응된다. 제 3 실시형태에서, 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 전체로 또는 부분적으로, 아크릴 재료의 어떠한 일부에 가해지는 일시적인 사건에 응답하여 완전히 산산 조각 나도록 적절하게 구성되는 아크릴 재료를 포함할 수 있다.
제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 주변 환경 및/또는 위험원 (106) 에 대한 압력하에서 제 1 위험 제어 재료 (104) 를 격납하고 있도록 또한 구성될 수 있다. 대안적으로, 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 평방 인치 당 (psi) 수백 파운드 까지의 내부 압력의 증가를 견디도록 구성될 수 있다. 예컨대, 일 실시형태에서, 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 약 13 ~ 17 psi 보다 위의 하지만 약 50 psi 미만의 압력으로 제 1 위험 제어 재료 (104) 를 저장하도록 구성될 수 있다. 다른 실시형태에서, 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 실질적으로 지상 레벨 대기압에서 밀봉되지만 약 15,000 피트의 고도 위에서 작업하는 항공기의 가압되지 않은 격실과 같은 저압 환경에서 사용되도록 적절하게 적응될 수 있다.
제 2 위험 제어 시스템 (108) 은 제 1 위험 제어 재료 (104) 가 방출된 이후 생기는 위험 조건에 대한 잠재력을 줄이기 위해 제 2 위험 제어 재료를 이용한다. 제 2 위험 제어 시스템 (108) 은 위험 제어제의 제어된 방출을 위한 어떠한 적절한 시스템을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 2 위험 제어 시스템 (108) 은 제 1 위험 제어 시스템 (102) 의 상태의 변화에 응답적일 수 있고 상태의 변화에 응답하여 시간의 기간에 걸쳐 제 2 위험 제어 재료를 방출하도록 적절하게 적응될 수 있다. 대안적으로, 제 2 위험 제어 시스템 (108) 은 센서에 의해 제공되는 신호에 응답하여 제 2 위험 제어 재료를 방출하도록 적응될 수 있다.
이제 도 1 을 참조하면, 일 실시형태에서, 제 2 위험 제어 시스템 (108) 은 제 2 위험 제어 재료를 격납하고 있는 컨테이너 (116) 를 포함할 수 있다. 컨테이너 (116) 는 튜브 (114) 및/또는 센서 (112) 를 포함하는 분배 시스템 (110) 에 의해 제 1 위험 제어 시스템 (102) 에 연결적으로 연결될 수 있다.
컨테이너 (116) 는 제 2 위험 제어 재료를 격납하고 있고 가압 용기, 블라더 (bladder), 덕트 등과 같이 제 2 위험 제어 재료를 유지하기 위한 어떠한 적절한 시스템을 포함할 수 있다. 컨테이너 (116) 는 액체, 가스 또는 고형 재료와 같이 어떠한 적절한 위험 제어 재료의 용적 또는 질량 (mass) 을 격납하도록 적절하게 구성될 수 있다. 컨테이너 (116) 는 금속, 플라스틱 또는 복합 재료와 같이 주어진 분야에 대한 어떠한 적절한 재료를 또한 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3 을 참조하면, 컨테이너 (116) 는 가압 공압식 병 (316) 을 포함할 수 있다.
컨테이너 (116) 는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 근처에 위치될 수 있거나 또는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 으로부터 어느 거리로 떨어져서 위치될 수 있다. 예컨대, 도 3 을 참조하면, 가압 공압식 병 (316) 은 구조의 동일한 베이 영역에 위치될 수 있지만 하우징 (302) 및 가압 공압식 병 (316) 모두에 동시적인 손상의 공산을 줄이기 위해 미리 정해진 거리만큼 하우징 (302) 으로부터 떨어질 수 있다. 다른 실시형태에서, 컨테이너 (116) 는 벌크헤드에 의해 제 1 위험 제어 시스템 (102) 으로부터 떨어지거나, 별개의 베이에 격납되어 있거나, 또는 손상에 내성이 있는 인클로져 (enclosure) 내에 위치될 수 있다.
컨테이너 (116) 는 압력 하에 제 2 위험 제어 재료를 격납하고 있도록 적절하게 또한 구성될 수 있다. 예컨대, 일 실시형태에서, 컨테이너 (116) 는 평방 인치 당 (psi) 약 360 파운드 까지의 압력에서 제 2 위험 제어 재료를 유지할 수 있다. 제 2 실시형태에서, 컨테이너 (116) 는 약 800 ~ 850 psi 까지의 압력에서 제 2 위험 제어 재료를 수납하도록 구성될 수 있다. 제 3 실시형태에서, 컨테이너 (116) 는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 의 압력과 실질적으로 동일한 압력에서 제 2 위험 제어 재료를 유지하도록 구성될 수 있다.
컨테이너 (116) 는 컨테이너 (116) 내의 제 2 위험 제어 재료에 분배 시스템 (110) 을 연결하는 밸브를 또한 포함할 수 있다. 밸브는 제 2 위험 제어 재료의 방출, 또는 방출율을 또한 제어할 수 있다. 밸브는 위험 제어 재료의 가압 용적을 유지하고 요구 시에 이 용적을 방출하기 위한 어떠한 적절한 시스템을 포함할 수 있다. 예컨대, 밸브는 분배 시스템 (110) 의 튜브 (114) 와 제 2 위험 제어 재료 사이에 밀봉부를 포함할 수 있다. 밸브는 센서 (112) 로부터의 신호에 응답적일 수 있고 센서 (112) 로부터의 신호에 응답하여 밀봉부를 파괴, 개봉 또는 그렇지 않으면 제거하도록 적절하게 적응될 수 있다. 밀봉부가 일단 파괴되면 제 2 위험 제어 재료의 전체 용적은 분배 시스템 (110) 으로 방출될 수 있다.
다른 실시형태에서, 밸브는 제 2 위험 제어 재료의 방출율을 제어하도록 적절하게 구성될 수 있다. 예컨대, 밸브는 위험 제어 재료의 미리 정해진 질량 유량을 방출하도록 구성되는 볼 또는 게이트 밸브와 같은 선택적으로 활성화되는 개구를 포함할 수 있다. 방출율은 주어진 분야 또는 위치에 의존할 수 있고 주변 환경 또는 제 1 위험 제어 시스템의 주위 압력에 대한 컨테이너 (116) 내의 압력에 관한 것일 수 있다.
밸브는 특정한 시간의 기간에 걸쳐 제 2 위험 제어 재료를 방출하도록 또한 구성될 수 있다. 예컨대, 밸브는 제 2 위험 제어 재료의 전체 방출이 약 60 초의 기간에 걸쳐 발생하는 크기를 가질 수 있다. 대안적으로, 밸브는 0.1 초와 같은 비교적 짧은 시간의 기간에 걸쳐 제 2 위험 제어 재료를 방출하도록 적절하게 적응될 수 있다. 밸브는 센서 (112) 로부터의 신호를 기본으로 하여 주어진 용적으로 제 2 위험 제어의 일정한 레벨을 유지하도록 또한 구성될 수 있다.
분배 시스템 (110) 은 제 2 위험 제어 시스템 (108) 이 활성화된 이후에 제 2 위험 제어 재료를 운반한다. 분배 시스템 (110) 은 공압 튜브, 파이프, 덕트, 다공성 호스, 또는 분사기와 같이 위험 제어 재료를 운반하기 위한 어떠한 적절한 시스템을 포함할 수 있다. 분배 시스템 (110) 은 제 1 위험 제어 시스템 (102) 의 훼손 또는 화재의 감지 시와 같은 미리 정해진 사건에 응답하여 제 2 위험 제어 시스템 (108) 을 활성화시키도록 또한 구성될 수 있다.
분배 시스템 (110) 은 미리 정해진 사건을 검출하고 그 결과 제 2 위험 제어 시스템 (108) 을 활성화시키고 및/또는 제 2 위험 제어 시스템 (108) 에 활성 신호를 제공하도록 적응되는 센서 (112) 를 포함할 수 있다. 센서 (112) 는 적외선 검출기, 충격 센서, 써모커플 (thermocouple), 압력 게이지 또는 온도 민감 소자와 같이 검출 및 신호 발생 (signaling) 을 위한 어떠한 적절한 시스템을 포함할 수 있다.
분배 시스템 (110) 은 튜브 (114) 와 같은 위험 제어 재료 운반 장치를 가지고 또한 구성될 수 있다. 튜브 (114) 는 제 2 위험 제어 시스템 (108) 으로부터 제 2 위험 제어 재료가 요구되는 위치까지 제 2 위험 제어 재료를 위한 도관 경로를 제공하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 5 를 참조하면, 일 실시형태에서, 튜브 (114) 는 제 2 위험 제어 재료가 제 1 위험 제어 재료의 초기 방출 이후에 지속되는 시간의 기간에 걸쳐 훼손된 하우징 (302) 의 위치에 운반되도록 가압 공압 병 (316) 으로부터 하우징 (302) 의 내부 용적 까지의 도관 경로를 제공할 수 있다. 이제 도 4 를 참조하면, 제 2 실시형태에서, 튜브 (114) 는 제 2 위험 제어 재료가 단독적으로 훼손된 하우징 (302) 의 위치로 보다는 주변 환경으로 운반되도록 하우징 (302) 을 둘러싸는 영역으로 루트를 가질 수 있다.
튜브 (114) 는 금속, 플라스틱 또는 폴리머와 같은 어떠한 적절한 재료를 포함할 수 있고 화재 또는 부식성 화학 제품에 대한 노출과 연관된 상승된 온도를 견디도록 적절하게 적응될 수 있다. 튜브 (114) 는 상승된 온도를 견디지 않도록 특정하게 적응되는 재료를 또한 포함할 수 있다. 튜브 (114) 는 또한 가압되거나 또는 800 psi 까지의 압력을 견디도록 구성될 수 있다. 예컨대, 일 실시형태에서, 튜브 (114) 는 플라스틱 가압 튜브를 포함할 수 있고, 이 플라스틱은 화재와 같은 인가된 열 부하에 응답하여 파열되거나 또는 그렇지 않으면 파괴되도록 적응된다.
튜브 (114) 는 센서 (112) 와 같이 작용하도록 또한 구성될 수 있다. 예컨대, 일 실시형태에서, 가압 튜브 (114) 의 파열은 제 2 위험 제어 재료를 방출하도록 밸브를 유발시킬 수 있다. 대안적으로, 튜브 (114) 는 제 2 위험 제어 재료에 직접 연결될 수 있고 튜브 (114) 의 파열이 제 2 위험 제어 재료의 방출을 야기하는 방식으로 제 2 위험 제어 재료와 동일한 압력으로 유지될 수 있다.
튜브 (114) 는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 에 대한 압력의 손실에 또한 응답적일 수 있다. 예컨대, 도 5 를 다시 참조하면, 가압 튜브 (114) 는 튜브 (114) 내측의 압력이 하우징 (302) 의 내부 용적의 압력과 동일하도록 하우징 (302) 의 내부 용적에 결합될 수 있다. 따라서, 하우징 (302) 이 하우징 (302) 에 대한 압력의 손실에 의해 훼손된다면, 튜브 (114) 는 압력의 손실을 감지하고 밸브를 유발시키거나 또는 그렇지 않으면 제 2 위험 제어 재료의 방출에 영향을 미칠 것이다.
또 다른 실시형태에서, 밀봉 그리고 가압 튜브 (114) 는 튜브 (114) 가 제 1 위험 제어 시스템 (102) 과 실질적으로 동시적으로 훼손되는 것을 야기하는 방식으로 제 1 위험 제어 시스템 (102) 의 하나 이상의 표면에 걸쳐 루트를 가질 수 있다. 훼손된 튜브 (114) 는 그 후 압력 손실을 경험할 수 있고 이는 밸브 및/또는 제 2 위험 제어 시스템 (108) 으로의 활성 신호를 야기한다.
듀얼 스테이지 위험 억제 시스템 (100) 은 화재 억제제, 중화제, 또는 가스와 같은 하나 이상의 위험 제어 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 하나의 위험 제어 재료는 폭발 또는 다른 신속한 연소와 같은 일시적인 사건을 위해 적절하게 적응되는 화재 억제제를 포함할 수 있고 제 2 위험 제어 재료는 잠재적인 화재 또는 다른 덜 신속하게 생기는 화재를 억제하기 위해 적절하게 적응되는 화재 억제제를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 제 1 위험 제어 재료 (104) 는 ABC, BC 또는 D 건조 분말 소화기와 같은 공통 건조 화학 억제제를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 제 1 위험 제어 재료 (104) 는 리튬, 나트륨, 칼륨, 클로라이드, 흑연, 아세틸렌, 산화물 및 자철석의 조합 또는 다양한 형태와 같은 화합물 또는 추가적인 화학 제품을 또한 포함하는 억제제 재료를 포함할 수 있다.
위험 제어 재료는 위험을 제어하는 단일 방법 이상을 갖도록 또한 적응될 수 있다. 예컨대, 위험 제어 재료는 복수의 요소 또는 화합물을 포함할 수 있고, 각각의 화합물은 열에 반응성 또는 무반응성, 화재에서 산소를 빼았는 작용, 화재로부터 열을 흡수, 및/또는 화재로부터 다른 화합물로 열을 전달하는 것과 같은 상이한 특성을 갖는다.
다른 실시형태에서, 제 1 및 제 2 위험 제어 재료는 동일한 재료, 상이한 재료를 포함할 수 있고 및/또는 단지 각각의 농도에 대해서만 상이할 수 있다. 제 1 및 제 2 위험 제어 재료는 또한 압력 하에 유지되거나 또는 주어진 용적 내에서 확산될 수 있다. 예컨대, 도 2 를 참조하면, 제 1 억제제 (204) 는 하우징 (202) 에 걸쳐 실질적으로 동일하게 확산될 수 있지만 제 2 화재 억제제는 공압식 병 (316) 내에 압력 하에 유지된다.
이제 도 1 을 참조하면, 작업 시에, 제 1 위험 제어 재료 (104) 를 격납하고 있는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 위험원 (106) 에 인접하여 위치될 수 있다. 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 분배 시스템 (110) 을 통하여 제 2 위험 제어 시스템 (108) 에 연결적으로 연결될 수 있다. 제 1 위험 제어 시스템 (102) 은 위험원 (106) 및/또는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 의 훼손과 같은 일시적인 사건에 응답하여 제 1 위험 제어 재료 (104) 를 공급하도록 적절하게 적응될 수 있다.
예컨대, 도 2 를 참조하면, 분말 패널 (202) 및 위험원 (106) 은 궤도 (210) 를 따라 이동하는 고에너지 탄도 발사 무기에 의해 훼손될 수 있다. 훼손에 응답하여, 분말 패널 (202) 은 위험 재료의 방출에 의해 위험원 (106) 으로부터 초래될 수 있는 화재 또는 폭발을 억제하기 위해 제 1 화재 억제제 (204) 를 방출한다. 분말 패널 (202) 은 제 1 화재 억제제 모두가 일시적인 사건의 발생과 실질적으로 동시적으로 방출되는 것을 야기하도록 구성될 수 있다. 도 1 을 다시 참조하면, 훼손 이후에, 분배 시스템 (110) 은 제 1 위험 제어 재료 (104) 의 방출을 감지하고 제 2 위험 제어 시스템 (108) 을 활성화시킨다.
센서 (112) 가 훼손, 제 1 위험 제어 재료 (104) 의 방출, 및/또는 저속 전개 화재와 같은 이후에 생기는 위험 조건을 검출하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 센서 (112) 는 제 1 위험 제어 시스템 (102) 의 내부 용적에 연결되는 압력 민감 소자를 포함할 수 있다. 훼손 및/또는 그 이후의 제 1 위험 제어 재료 (104) 의 방출은 내부 용적의 압력의 손실을 초래할 수 있다. 센서 (112) 는 이러한 압력의 변화를 검출하고 제 2 위험 제어 시스템 (108) 이 튜브 (114) 를 통하여 제 2 위험 제어 재료를 방출하는 것을 유발하게 할 수 있다.
대안적으로, 센서 (112) 는 제 2 위험 제어 시스템 (108) 의 밸브에 연결되는 밀봉된 열 민감 압력 튜브 (114) 를 포함할 수 있고, 이는 특정 레벨보다 높은 온도를 겪을 때 파열되도록 적응된다. 예컨대, 튜브 (114) 가 화재와 연관된 열을 겪는다면, 튜브 (114) 는 파열될 수 있고 이는 밸브에 압력의 손실을 야기하고 이에 의해 제 2 위험 제어 재료의 방출을 유발한다.
이제 도 3 을 참조하면, 제 2 위험 제어 시스템 (108) 은 압력 하에 제 2 위험 제어 재료를 유지하도록 적절하게 구성되는 가압 공압식 병 (316) 을 포함할 수 있다. 예컨대, 제 2 위험 제어 시스템 (108) 은 약 360 psi 미만의 압력에서 제 2 위험 제어 재료를 유지하도록 구성되는 저압 운반 시스템을 포함할 수 있다. 대안적으로, 제 2 위험 제어 시스템 (108) 은 약 850 psi 까지의 압력으로 제 2 위험 제어 재료를 유지하도록 적절하게 구성되는 고압 운반 시스템을 포함할 수 있다.
제 2 위험 제어 시스템 (108) 이 활성화될 때 밸브는 제 2 위험 제어 재료의 방출율을 제어할 수 있다. 분배 시스템은 제 2 위험 제어 재료가 운반되는 곳을 또한 제어할 수 있다. 예컨대, 도 5 를 참조하면, 하우징 (302) 의 압력의 손실은 저압 운반 시스템의 밸브가 개방되고 제 2 위험 제어 재료를 약 60 초의 기간에 걸쳐 하우징 (302) 의 내부 용적 안으로 방출하는 것을 유발할 수 있다. 이제 도 4 를 참조하면, 고압 운반 시스템에서, 밸브는 하우징 (302) 을 둘러싸는 전체 용적이 제 2 위험 제어 재료로 채워질 수 있도록 1 초 미만의 기간에 걸쳐 튜브 (114) 를 통하여 제 2 위험 제어 재료의 방출을 야기하도록 구성될 수 있다.
전술한 명세서에서, 본 발명은 특정 대표적인 실시형태를 참조하여 설명되었다. 다양한 변경 및 변화가 이루어질 수 있지만 청구항에 기술한 것과 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않아야 한다. 명세서 및 도면은 제한적이기보다는 예시적이며, 변경은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 따라서, 본 발명의 범위는 단지 설명된 실시예에 의해서 보다는 청구항 및 이들의 합법적인 동등물에 의해 결정되어야 한다.
예컨대, 어떠한 방법 또는 공정 청구항에 인용된 단계는 어떠한 순서로도 실행될 수 있고 청구항에 나타낸 특정 순서로 제한되지 않는다. 추가적으로, 어떠한 장치 청구항에 인용된 구성 요소 및/또는 요소는 조립될 수 있거나 또는 그렇지 않으면 다양한 순열로 작동적으로 구성될 수 있고 따라서 청구항에 인용된 특정 구성으로 제한되지 않는다.
문제에 대한 유익, 다른 이점 및 해결책은 특별한 실시형태에 대하여 상기에 설명되었지만, 문제에 대한 유익, 이점, 해결책 또는 특별한 유익, 이점 또는 해결책이 발생하거나 또는 더 공고되는 것을 야기하는 요소는 어떠한 또는 모든 청구항의 결정적인, 요구되는 또는 필수적인 특징 또는 구성 요소로서 구성되지 않는다.
여기서 사용되는, '포함하는' (comprise, comprises, comprising, including, includes), '갖는' (having) 또는 이들의 어떠한 변형인 용어는, 공정, 방법, 물품, 조성 또는 요소의 리스트를 포함하는 장치가 단지 이러한 인용된 요소만을 포함하는 것이 아니라, 이러한 공정, 방법, 물품, 조성 또는 장치에 표현적으로 나열되거나 또는 내재하지 않은 다른 요소를 또한 포함할 수 있도록 배타적이지 않은 포함을 참조하도록 의도된다. 본 발명의 실제에서 사용되는 상기 설명된 구조, 구성, 적용, 비율, 요소, 재료 또는 구성 요소의 다른 조합 및/또는 변경은, 구체적으로 인용되지 않은 이러한 것에 더하여, 본 발명의 일반적인 원리로부터 벗어나지 않으면서 변할 수 있거나 또는 그렇지 않으면 특정 환경, 제조 사양, 디자인 파라미터 또는 다른 작동 요구사항에 특별히 적응될 수 있다.

Claims (20)

  1. 일시적인 (transient) 사건 동안 잠재적인 화재원의 훼손 (breach) 으로부터 초래되는 순간적인 그리고 저속 전개 (slow growth) 화재에 대하여 보호하기 위한 듀얼 스테이지 화재 억제제 시스템으로서 :
    제 1 화재 억제제 시스템으로서 :
    제 1 화재 억제제; 및
    상기 잠재적인 화재원을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성된 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은 :
    제 1 벽 및
    상기 제 1 벽에 연결되고 내부 용적을 규정하는 제 2 벽을 포함하고;
    상기 하우징은 :
    제 1 압력 하에 상기 내부 용적 내에 상기 제 1 화재 억제제를 격납하고;
    상기 일시적인 사건 동안 상기 하우징 및 상기 잠재적인 화재원의 훼손에 응답하여 상기 제 1 화재 억제제를 방출하도록 구성되는, 상기 제 1 화재 억제제 시스템;
    상기 제 1 화재 억제제 시스템에 응답적으로 연결되는 제 2 화재 억제제 시스템으로서 :
    제 2 화재 억제제; 및
    상기 하우징으로부터 떨어져서 위치되고 제 2 압력 하에 상기 제 2 화재 억제제를 격납하도록 구성되는 컨테이너를 포함하는, 상기 제 2 화재 억제제 시스템; 및
    상기 컨테이너에 연결되는 분배 시스템으로서,
    상기 분배 시스템은
    열 민감 압력 튜브를 포함하고;
    상기 열 민감 압력 튜브는 미리 정해진 사건을 형성하도록 상기 일시적인 사건 이후에 발생하는 인가된 열 부하에 응답하여 파열되고; 그리고
    상기 파열 이후에 상기 압력 튜브의 압력의 손실에 응답하여 신호를 제공하도록 구성되고; 그리고
    상기 분배 시스템은 상기 미리 정해진 사건에 응답하여 상기 제 2 화재 억제제 시스템에 상기 신호를 제공하도록 되어 있고, 상기 신호는 상기 제 2 화재 억제제 시스템이 상기 제 2 화재 억제제를 방출하도록 유발하며,; 그리고
    방출된 상기 제 2 화재 억제제를 상기 컨테이너로부터 상기 하우징에 보내는 분배 시스템을 포함하는, 듀얼 스테이지 화재 억제제 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 제 1 및 제 2 벽 중 적어도 하나는 상기 잠재적인 화재원의 표면에 맞춰지도록 구성되는, 듀얼 스테이지 화재 억제제 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 미리 정해진 사건은 상기 하우징의 압력의 손실을 포함하고;
    상기 분배 시스템은, 상기 하우징의 내부 용적에 연결되고 그리고 상기 하우징의 압력의 손실에 응답하여 신호를 제공하도록 구성되는 압력 센서를 더 포함하는, 듀얼 스테이지 화재 억제제 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 분배 시스템은, 상기 하우징의 표면 영역에 걸쳐 놓이고 그리고 상기 하우징의 훼손에 응답하여 신호를 제공하도록 구성되는 센서를 더 포함하는, 듀얼 스테이지 화재 억제제 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 컨테이너는 상기 제 2 화재 억제제의 방출율을 제어하도록 된 밸브를 더 포함하는, 듀얼 스테이지 화재 억제제 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 화재 억제제는 상기 하우징의 내부 용적 안으로 방출되는, 듀얼 스테이지 화재 억제제 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 화재 억제제는 상기 하우징에 가까운 영역 안으로 방출되는, 듀얼 스테이지 화재 억제제 시스템.
  10. 위험원에서 훼손을 유발하는 일시적인 사건 동안 방출될 수 있는 위험원을 위한 듀얼 스테이지 위험 제어 시스템으로서 :
    제 1 위험 제어제;
    제 2 위험 제어제;
    잠재적인 화재원을 적어도 부분적으로 둘러싸도록 구성된 제 1 위험 제어 시스템으로서, 상기 제 1 위험 제어 시스템은 :
    상기 일시적인 사건에 응답적이며 상기 제 1 위험 제어제를 격납하도록 구성되고;
    상기 일시적인 사건의 발생과 동시적으로 상기 제 1 위험 제어제를 상기 위험원에 전달하도록 구성되는, 상기 제 1 위험 제어 시스템;
    상기 제 1 위험 제어 시스템에 연결되는 제 2 위험 제어 시스템으로서, 상기 제 2 위험 제어 시스템은 :
    상기 제 2 위험 제어제를 격납하고; 그리고
    활성 신호에 응답하여 상기 제 1 위험 제어제가 전달된 이후 미리 정해진 기간에 걸쳐 상기 제 2 위험 제어제를 방출하도록 구성되는, 상기 제 2 위험 제어 시스템; 및
    상기 제 1 위험 제어 시스템에 근접한 열 민감 압력 튜브로서, 상기 열 민감 압력 튜브는 상기 일시적인 사건 다음에 인가된 열 부하에 응답하여 파열되고; 그리고
    상기 열 민감 압력 튜브의 상기 파열에 응답하여 상기 활성 신호를 발생시키도록 구성되는, 상기 열 민감 압력 튜브를 포함하는, 듀얼 스테이지 위험 제어 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 위험 제어 시스템은 상기 위험원에 인접하여 놓이는 하우징을 포함하고,
    상기 하우징은 제 1 압력 하에 상기 제 1 위험 제어제를 격납하기 위해 용적을 규정하고;
    상기 하우징의 적어도 하나의 표면은 상기 일시적인 사건에 응답하여 파열되고 적어도 파열 위치에 근접하게 상기 제 1 위험 제어제를 방출하도록 구성되는, 듀얼 스테이지 위험 제어 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 위험 제어 시스템은 제 2 압력 하에 상기 제 2 위험 제어제를 격납하고 있는 컨테이너를 포함하는, 듀얼 스테이지 위험 제어 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 위험 제어 시스템은 상기 제 2 위험 제어제를 상기 하우징의 내부 용적으로 전달하도록 구성되는, 듀얼 스테이지 위험 제어 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 2 위험 제어 시스템은 상기 제 2 위험 제어제를 상기 하우징에 근접한 영역에 전달하도록 구성되는, 듀얼 스테이지 위험 제어 시스템.
  15. 화재원의 훼손으로부터 초래되는 화재의 제어 방법으로서 :
    내부 용적을 포함하는 밀봉된 하우징으로 상기 화재원을 적어도 부분적으로 둘러싸는 단계로서 :
    상기 하우징의 적어도 하나의 벽은 상기 화재원의 표면에 맞춰지며;
    제 1 화재 억제제가 제 1 압력 하에 상기 하우징의 내부용적 내에 격납되어 있고;
    상기 하우징은 상기 하우징의 훼손에 응답하여 상기 제 1 화재 억제제를 방출하도록 구성되는, 상기 둘러싸는 단계;
    상기 하우징에 근접하게 열 민감 압력 튜브를 위치하는 단계로서, 상기 열 민감 압력 튜브는 상기 하우징의 상기 훼손 다음에 인가된 열 부하에 응답하여 파열되고; 그리고
    상기 열 민감 압력 튜브의 상기 파열에 응답하여 신호를 발생하도록 구성되는, 상기 위치하는 단계;
    상기 열 민감 압력 튜브 및 상기 하우징에 컨테이너를 연결하는 단계로서 :
    제 2 화재 억제제는 제 2 압력 하에 상기 컨테이너 내에 유지되고;
    상기 컨테이너는 상기 열 민감 압력 튜브에 의해 발생되는 신호에 응답하여 상기 제 2 화재 억제제를 방출하도록 구성되는, 상기 연결하는 단계를 포함하는, 화재의 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 하우징의 상기 훼손은 밀봉된 하우징으로부터의 압력의 손실을 포함하고; 그리고
    상기 하우징의 상기 내부 용적으로부터의 압력의 손실이 상기 열 민감 압력 튜브가 상기 신호를 발생시키도록 야기시는 것을 포함하는, 화재의 제어 방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 컨테이너는 기간에 걸쳐 상기 제 2 화재 억제제를 방출하도록 더 구성되는, 화재의 제어 방법.
  20. 삭제
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