KR920008550B1 - Powder discharge apparatus - Google Patents
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Abstract
내용 없음.No content.
Description
[발명의 명칭][Name of invention]
소화 분말 방출 장치 및 방법과 이를 사용한 소화기Extinguishing powder release device and method and fire extinguisher using same
[도면의 간단한 설명][Brief Description of Drawings]
이하 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 전술한 양태들 및 다른 특징들을 기술한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following describes aspects and other features of the present invention with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명에 따라 제조된 소화기의 형태도.1 is a form of the fire extinguisher prepared according to the present invention.
제2도는 제1도의 장치의 병의 웰(well) 내의 뇌관의 설치를 도시한 부분 단면도.FIG. 2 is a partial cross-sectional view illustrating the installation of a primer in a well of a bottle of the apparatus of FIG. 1. FIG.
제3도는 제1도의 소화기를 작동시키는데 적당한 전지 작동식 전기 회로의 개략도.3 is a schematic diagram of a battery operated electrical circuit suitable for operating the fire extinguisher of FIG.
제4a도는 뇌관이 소화제 분말 용기의 출구 포트 내에 위치된 소화기의 선택적인 실시예의 단면도.4A is a cross-sectional view of an alternative embodiment of the fire extinguisher with a primer positioned within the outlet port of the extinguishing powder container.
제4b도는 제4a도의 출구 포트 내의 스코어선을 형성한 원판(scored disc) 및 뇌관을 도시한 제4a도의 선(4B-4B)에 따른 다면도.4B is a side view taken along line 4B-4B of FIG. 4A showing a scored disc and a primer forming a score line in the exit port of FIG. 4A;
제5도는 용기 내에 장착되어 커팅 블레이드(cutting blade)를 분말 출구 포트내의 덮개 원판 쪽으로 구동시키도록 위치된 가스 발생기를 이용한 다른 실시예의 제4a도와 유사한 단면도.FIG. 5 is a cross-sectional view similar to FIG. 4A of another embodiment using a gas generator mounted in a vessel and positioned to drive a cutting blade toward the cover disc in the powder outlet port.
제6도는 칼날(knife) 및 뇌관이 용기의 외측에 장착되어 출구 포트를 개방시키기 위해 덮개를 파괴하도록 덮개판과 접하고 있는 소화기의 또 다른 실시예로서 제4a도와 유사한 단면도.FIG. 6 is a cross-sectional view similar to FIG. 4A as another embodiment of a fire extinguisher wherein a knife and primer are mounted on the outside of the container and contact the cover plate to break the cover to open the outlet port.
제7도는 가스 발생기가 원판들 사이의 공간에 결합된 출구 포트의 이중 원판 덮개를 이용한 소화기의 또 다른 실시예의 단면도.7 is a cross-sectional view of another embodiment of a fire extinguisher using a double disc cover of an outlet port where a gas generator is coupled to the space between the discs.
제8도는 출구 포트의 원판-형 덮개가 분말의 불출이 가능하도록 폭발되는 파열성 받침대(frangible pedestal)에 의해 지지되는 소화기의 또 다른 실시예의 단면도.8 is a cross-sectional view of another embodiment of a fire extinguisher in which the disc-shaped cover of the outlet port is supported by a frangible pedestal that is exploded to permit powder dispensing.
제9a도는 선회 가능한 문의 분말 용기의 내부 압력에 대해 폐쇄막(closure membrame)을 고정하는 본 발명의 또 다른 실시예의 단면도.9A is a cross-sectional view of another embodiment of the present invention that secures a closure membrame against the internal pressure of a powder container of a pivotable door.
제9b도는 분말의 방출을 위해 문을 개방되게 선회시키기 위한 적출기(protractor) 및 방출 기구(release mechanism)를 도시한 제9a도의 선(9B-9B)에 따른 단면도.FIG. 9B is a cross sectional view along line 9B-9B in FIG. 9A showing an extractor and release mechanism for pivoting the door open for release of powder.
제10도는 형상 장약(shaped charge)을 이용한 뇌관이 용기 내에서 출구 포트 내의 폐쇄 막상에 위치되고 뇌관을 작동시키기 위해 측면 연결기에 연결된 전선이 있는 본 발명의 실시예의 단면도.10 is a cross-sectional view of an embodiment of the present invention wherein a primer using a shaped charge is located on a closed membrane in an outlet port in a container and has wires connected to a side connector to actuate the primer.
제11도는 형상 장약을 이용한 뇌관이 분말 용기의 폐쇄 원판의 외측면에 겨누어진 소화기의 또 다른 실시예의 단면도.11 is a cross-sectional view of another embodiment of a fire extinguisher in which a primer using a shape charge is aimed at the outer side of a closed disc of a powder container.
제12도는 용기를 관통하며 뇌관이 작동시키기 위한 전선을 포함하는 튜브의 단부내의 뇌관이 장착된 제10도와 유사한 실시예의 단면도.FIG. 12 is a cross-sectional view of an embodiment similar to FIG. 10 with a primer mounted within an end of a tube that penetrates the container and includes a wire for the primer to actuate.
제13도는 가스 발생기가 뇌관 대신에 중앙 튜브 내에 이용된 제12도의 실시예의 변형의 단면도.13 is a cross-sectional view of a variant of the embodiment of FIG. 12 in which a gas generator is used in the central tube instead of the primer.
[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention
[발명의 배경][Background of invention]
본 발명은 화재의 진압은 물론 미세 분말의 신속한 살포가 요구되는 여러 상황들에 사용하기 위한 미세분말의 신속 균일한 방출 장치 및 방법과 이를 사용한 소화기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 분말이 격실 또는 병(bottle)내에 가압되어 내장되어있고 또한 불활성 가스와 같은 압축 추진 유체(compressed propellant fluid)와 혼합되어 있어서 분말 및 추진 유체가 격실의 다이아프램(diaphram)의 파쇄에 따라 신속하게 방출될 수 있는 소화 분말을 포함하는 분말의 방출 장치 및 방법과 이를 사용한 소화기에 관한 것이다.The present invention relates to a rapid uniform discharge device and method of fine powders for use in various situations where rapid application of fine powders as well as extinguishing fires and fire extinguishers using the same. In particular, the present invention provides that powder is pressurized in a compartment or bottle and is also mixed with a compressed propellant fluid, such as an inert gas, such that the powder and the propellant fluid are broken up of the diaphram of the compartment. The present invention relates to a device and a method for discharging a powder comprising a fire extinguishing powder which can be released quickly according to the present invention and to a fire extinguisher using the same.
분말 재료의 방출은 화재의 진압으로 부터 농장들에서의 살충제들과 같은 농약이 살포에 이르기까지 폭넓은 여러 종류의 상황들에 사용된다. 분말 소화제(powdered fire suppressant)로 충전된 휴대용 소화기(hand-held fire extinguisher)의 경우에 있어서, 분말은 기체상 추진체에 의해 가압하에 안정된 흐름(steady stream)으로 분출된다. 그러나, 모든 분말이 거의 순간적으로, 예컨대 수 밀리초(milisecond)내에, 방출되어야 하는 상황들이 있으며, 이와 같은 상황들은 항공기에 의한 화재 진압등의 경우에 발생한다. 이러한 문제는 항공기 화재의 진압에 있어서 소화 분말 재료(powdered fire-repellant material)의 갑작스런 방출의 필요로 인해 발생한다. 통상적으로, 항공기에 설치된 소방 설비가 효과적이기 위해서는 폭발성 화재에 반응하여 자동적으로 작동되어야 한다. 널리 공지된 바와 같이, 감지기는 분말을 소방 설비에 의해 보호되는 항공기의 구역 전체에 걸쳐서 분말의 용기로부터 폭발적으로 분출시키는 뇌관(detonator) 또는 도화 폭관(squib)을 폭발시키도록 전기 회로를 통해 작동한다.The release of powdered materials is used in a wide variety of situations, from extinguishing fires to spraying pesticides such as pesticides on farms. In the case of a hand-held fire extinguisher filled with a powdered fire suppressant, the powder is ejected in a steady stream under pressure by a gaseous propellant. However, there are situations where all powders have to be released almost instantaneously, for example within a few milliseconds, such situations occur in the event of firefighting by aircraft. This problem arises from the need for the sudden release of powdered fire-repellant materials in the suppression of aircraft fires. Typically, fire fighting equipment installed on an aircraft must be automatically activated in response to explosive fires. As is well known, the detector operates through an electrical circuit to explode a detonator or squib that explodes explosively from the container of powder throughout the area of the aircraft protected by the fire fighting equipment. .
소화 분말 재료(powdered fire-suppressant material)는 재료가 화재가 발생한 구역 전체에 걸쳐서 미세한 분말로 살포될 때 가장 효과적이다. 그러나, 종래 기술에 있어서, 도화 폭관의 폭발력은 분말을 치밀하게 하여 화재를 진압하는데에 있어서 분말의 효력을 저해하는 재료의 덩어리(clump)들을 형성하는 부적절한 결과를 초해하게 된다.Powdered fire-suppressant material is most effective when the material is sprayed with fine powder throughout the fire zone. However, in the prior art, the explosive force of the flue tube cope with the inadequate results of densifying the powder and forming clumps of material that inhibit the powder's effectiveness in extinguishing the fire.
전술한 소방 설비의 사용에 있어서의 다른 고려할 사항은 설비의 구조를 일체 완비형 모듈(self-contained module)들로 하는 것이다.Another consideration in the use of the fire protection system described above is that the structure of the facility is self-contained modules.
종래에는, 여객 항공기의 소화 설비의 자동 작동에 사용되는 전자 회로가 항공기에 의해 공급되는 전력을 이용한다는 점에서 문제가 제기되었으며, 이와같은 전력은 통상적으로 28 볼트(volt)로 사용된다. 항공기 전력의 사용은 전기적 케이블링(cabling)의 설치를 필요로 하며 그 결과 이와 같은 배선(wiring)들을 항공기의 제작 및 정비에 사용되는 취급 설명서(instruction manual)에 따라 설치해야 하는 불편한 점이 발생된다. 이와 같은 케이블링(cabling)은 폭발에 의해 생긴 파편이 케이블을 절단하여 결국 소화 설비를 무력하게 만들수도 있는 전투 상황들에 있어서 불리하다.Conventionally, problems have arisen in that the electronic circuits used for the automatic operation of the fire extinguishing equipment of a passenger aircraft utilize the power supplied by the aircraft, which is typically used at 28 volts. The use of aircraft power requires the installation of electrical cabling, which results in the inconvenience of having to install such wiring in accordance with the instruction manual used in the manufacture and maintenance of the aircraft. Such cabling is disadvantageous in combat situations where debris from an explosion may cut the cable and eventually render the fire extinguishing facility ineffective.
[발명의 요약][Summary of invention]
본 발명에 따라, 분말 및 가압된 추진 유체가 서로 혼합되어 원통형 또는 구형 병과 같은 용기내에 가입되어 있는, 분말 방출용, 특히 소방용 장치에 의해 전술한 문제점이 극복되며 또한 다른 장점들이 제공된다. 병의 한쪽 단부에는 다이아프램이 갖추어져 있으며, 상기 다이아프램은 특정한 양의 스코어(score) 선들이 새겨져 있어서 용기내에 초과 압력이 생기면 상기 스코어선들을 따라 파쇄된다. 분말로 된 재료의 경우에 있어서는, 분말의 입자들 사이에 비교적 큰 공간이 있으며, 이와 같은 공간은 가압된 추진 유체, 특히 추진 가스의 저장에 사용할 수 있는 장점이 있다. 예컨대 산화 알루미늄(aluminium oxide)과 같은 소화 재료의 사용에 있어서, 분말형 산화 알루미늄의 밀도는 고체 치밀형 산화 알루미늄의 밀도의 약 1/6 내지 1/8 범위내에 있다. 그러므로, 산화 알루미늄 분말 병내에는, 분말이 차지하는 체적보다 추진체의 유효 체적이 약 7배 크다.According to the present invention, the above-mentioned problems are overcome and also other advantages are provided by the powder release, in particular fire fighting apparatus, in which the powder and the pressurized propellant fluid are mixed together and joined in a container such as a cylindrical or spherical bottle. One end of the bottle is equipped with a diaphragm, which is engraved with a certain amount of score lines and broken along the score lines when excess pressure is created in the vessel. In the case of powdered materials, there is a relatively large space between the particles of the powder, which has the advantage that it can be used for the storage of pressurized propellant fluid, in particular propellant gas. In the use of extinguishing materials, such as aluminum oxide, for example, the density of powdered aluminum oxide is in the range of about 1/6 to 1/8 of the density of solid dense aluminum oxide. Therefore, in the aluminum oxide powder bottle, the effective volume of the propellant is about 7 times larger than the volume occupied by the powder.
분말의 입자들 사이의 유효 공간(available space)은 유체 추진체를 보관하는데 사용된다. 본 발명의 이론은, 액체 추진체가 분말에 습윤 작용(wetting action)을 가하여, 덩어리들을 형성하는 액체와 분말의 슬러리(slurry)를 발생시키는 경향이 있기 때문에, 질소, 아르곤, 헬륨 등과 같은 기체상 추진체에 주로 적용된다. 그러나, 액체와 분말의 슬러리는 기체상 추진체와 함께 사용되면 유용할 수도 있다. 추진체는 가압되며, 가압에 의해 용기내에 보유되는 질소의 양은 크게 증가된다. 본 발명의 양호한 실시예에 있어서, 질소와 같은 가스상 추진체는 신속한 방출에 도움이 되는 상당한 양의 축적 에너지(stored energy)를 가지고 있으므로 적합하다. 이와는 달리, 헬륨과 같은 기체는 헬륨 누설 탐지가 용이해서 용기내의 누설들에 대한 점검이 쉽기 때문에 또한 사용될 수 있다.An available space between the particles of the powder is used to store the fluid propellant. The theory of the present invention is that gaseous propellants, such as nitrogen, argon, helium and the like, because liquid propellants tend to exert a wetting action on the powder, producing a slurry of liquid and powder that forms agglomerates. Mainly applies to However, slurries of liquids and powders may be useful when used with gaseous propellants. The propellant is pressurized and the amount of nitrogen retained in the vessel by pressurization is greatly increased. In a preferred embodiment of the present invention, gaseous propellants, such as nitrogen, are suitable because they have a significant amount of stored energy to aid in rapid release. Alternatively, gases such as helium may also be used because helium leak detection is easy to check for leaks in the container.
항공기 화재의 진압에 특히 유효한 본 발명의 특징은 용기의 가압에 의해 제공된다. 내부 용기 압력과 항공기 베이(aircraft bay)의 압력 간의 압력차에 반응하여 파쇄될 수 있는 다이아프램을 가지고 있는 용기의 경우에 있어서, 베이 압력이 감소되면 다이아프램이 파쇄될 수 있다. 이른 다이아프램의 강화를 필요로 하므로 뇌관 압력을 증가시켜야 하고 따라서 분말의 과도한 치밀화가 일어난다. 종래 기술의 장치들에 있어서는, 도화 폭관으로부터의 압력은 분말을 압박하고, 이는 다이아프램을 파열점(rupture point)까지 가압하므로, 치밀화의 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 경우에 있어서는, 용기가 최초에 28.12 내지 42.18㎏/㎝2(400 내지 600psi)의 범위로 가압된다. 이와 같은 압력은 약 1.5㎏/㎝2(15psi)인 대기 압력(해면 기압)보다 훨씬 더 높다. 그러므로 베이 압력이 상실되더라도 다이아프램에서 차압(differential pressure)은 비교적 적은 비율로 증가되므로 본 발명의 장치에 있어서는 다이아프램이 조기 파쇄될 위험이 전혀 없다.A particularly effective feature of the invention for extinguishing aircraft fires is provided by pressurization of the vessel. In the case of a vessel having a diaphragm that can be broken in response to a pressure difference between the internal vessel pressure and the pressure of the aircraft bay, the diaphragm may break if the bay pressure is reduced. Because of the need for early diaphragm strengthening, the primer pressure must be increased and thus excessive densification of the powder occurs. In the prior art devices, the pressure from the flue tube pushes the powder, which presses the diaphragm up to the rupture point, which causes a problem of densification. However, in the case of the present invention, the vessel is initially pressurized to a range of 28.12 to 42.18 kg / cm 2 (400 to 600 psi). This pressure is much higher than atmospheric pressure (sea level air pressure) of about 1.5 kg / cm 2 (15 psi). Therefore, even if the bay pressure is lost, the differential pressure in the diaphragm increases at a relatively small rate, so there is no risk of premature failure of the diaphragm in the device of the present invention.
본 발명의 구조에 있어서, 다이아프램은 7.03㎏/㎝2(100 psi)의 초과 압력에서 파쇄되도록 설정되어 있다. 그러므로, 초기 가압이 35.15㎏/㎝2(500 psi)인 경우에, 다이아프램은 42,18㎏/㎝2(600 psi)에서 파쇄되도록 설정되어 있으며, 추가된 7.03㎏/㎝2(100 psi)의 압력은 도화 폭관에 의해 제공된다. 장치의 가동 중에, 용기의 내부 압력은 20%까지만 증가되며, 이와 같은 압력 증가는 충분히 작으므로 분말의 어떤 뭉쳐짐도 피할수 있다. 또한 도화 폭관은 분말의 치밀화를 방지하도록 직접 다이아프램을 압압하도록 위치된다. 이는 선행 기술에 있어서는 이행될 수 없는데, 그 이유는 도화 폭관이 다이아프램만을 압박하게 되면 분말을 외측으로 추진시키는 추진체가 없기 때문이다. 본 발명에 있어서 35,15㎏/㎝2(500 psi)의 압력은 분말을 외측으로 추진시키는데 이용될 수 있다. 이에 의해, 본 발명의 장치는 분말을 뭉쳐침 없이 신속하고 균일하게 방출시킬 수 있다. 또한, 35,15㎏/㎝2(500 psi)의 압력에 의해 발생된 전단력(shearing force)은 작은 분말 입자들을 미진(fine cloud)으로 분쇄시키는 것을 상당히 도우며, 이는 화재 진압을 위해 가장 효과적인 상태이다.In the structure of the present invention, the diaphragm is set to break at an overpressure of 7.03 kg / cm 2 (100 psi). Therefore, when the initial pressurization is 35.15 kg / cm 2 (500 psi), the diaphragm is set to break at 42,18 kg / cm 2 (600 psi) and an additional 7.03 kg / cm 2 (100 psi) Pressure is provided by the drawing width pipe. During operation of the apparatus, the internal pressure of the vessel is increased by only 20%, and this increase in pressure is small enough so that any agglomeration of powder can be avoided. Also, the draft tube is positioned to press the diaphragm directly to prevent compaction of the powder. This cannot be done in the prior art, since there is no propellant to push the powder outwards if the draft tube presses only the diaphragm. In the present invention, a pressure of 35,15 kg / cm 2 (500 psi) can be used to push the powder outward. Thereby, the apparatus of the present invention can release the powder quickly and uniformly without agglomeration. In addition, the shearing force generated by a pressure of 35,15 kg / cm 2 (500 psi) significantly assists in crushing small powder particles into a fine cloud, which is the most effective condition for fire suppression. .
본 발명의 다른 특징에 따라서, 분말 방출 장치는 전력원으로서 전지(battery)를 포함하는 일체 완비형 모듈로 이루어져 있다. 알.제이.신조리(R.J. Cinzori)에게 허여된 미합중국 특허 제 3,931,521호 내에 기술된 회로와 같이, 항공 설비내의 장치를 가동시키는데 적절한 전기 회로는, 전지의 비교적 낮은 전압으로 작동되도록 변경되어야 하고, 또한 감소된 공급 전압으로 감지기들의 보다 확실한 작동을 위해 저 잡음 회로(low-noise circuitry)의 포함으로써 보다 변경되어야 한다. 이는 항공기 전력원과 서로 연결할 필요없이, 또한 전투중에 전력 공급 케이블링에 대한 손상 위험이 전혀없이, 장치의 개개의 모듈들을 필요에 따라 때때로 시험 및 교체할 수 있게 해준다.According to another feature of the invention, the powder release device consists of an integrally complete module comprising a battery as the power source. As with the circuit described in US Pat. No. 3,931,521 to RJ Cinzori, the electrical circuitry suitable for operating the device in the aeronautical facility must be modified to operate at the relatively low voltage of the battery, and The reduced supply voltage has to be further modified by the inclusion of low-noise circuitry for more reliable operation of the detectors. This allows individual modules of the device to be tested and replaced from time to time as needed, without the need for interconnecting with the aircraft power source and without any risk of damage to the power supply cabling during combat.
본 발명의 전술한 실시예에 있어서, 비교적 낮은 초과 압력은, 초과 압력의 힘이 출구 또는 방출 포트의 감소된 직경 구역을 통해 용기의 외부로 소화 분말을 추진시키려 하기 때문에, 결국 적은 양의 뭉쳐짐만을 가져올 수 있다. 후술하는 본 발명의 또 다른 실시예들은 뇌관 또는 가스 발생기의 폭발 방출을 이용하여 초과 압력의 힘의 방향이 출구 포트를 통해 배출되는 분말의 이동 방향으로 향함이 없이 분말을 방출시킬 수 있다. 이러한 실시예들은 분말의 뭉쳐짐을 방지하고 분말의 균일한 분산을 용이하게 한다.In the above-described embodiment of the present invention, the relatively low excess pressure eventually results in a small amount of agglomeration because the force of the excess pressure tries to propel the extinguishing powder out of the vessel through the reduced diameter zone of the outlet or discharge port. Can only bring. Still further embodiments of the present invention described below can utilize the explosive release of a primer or gas generator to release the powder without the direction of the force of the excess pressure pointing in the direction of movement of the powder discharged through the outlet port. These embodiments prevent the agglomeration of the powder and facilitate uniform dispersion of the powder.
[발명의 상세한 설명]Detailed description of the invention
제1 및 제2도에는 유체 추진체에 의한 분말의 균일한 방출을 위한 장치가 도시되어 있다. 본 장치는 소화기로서 사용하기에 이상적으로 알맞으며, 따라서, 소화기로서 기술한다. 그러나, 본 장치는 소화용이 아닌 다른 목적의 사용을 위해 분말의 신속 균일한 방출을 마련하는데도 적합하다.1 and 2 show a device for uniform release of powder by a fluid propellant. The device is ideally suited for use as a fire extinguisher and therefore is described as a fire extinguisher. However, the device is also suitable for providing fast and uniform release of powder for use other than for extinguishing.
장치는 용기(12)와, 화재에 의해 방출되는 복사선(radiation)의 전자 광 감지기(electro-optic sensor,14)와, 가스 발생기(16), 및 가압하에 가스를 방출하는 가스 발생기(16)을 작동시키는데 적당한 전기 신호를 마련하도록 감지기(14)에 의한 복사선의 감지에 반응하는 전지 전원 전자회로(battery-powered electronic circuit,18)로 구성된 소화기(10)으로 도시되어 있다. 가스 발생기(16)은, 용기(12)의 벽 내에 형성된 웰(well,20)내에 위치되며, 또한 용기(12)의 내부 구역 내측으로 연장된다. 가스 발생기(16)과 회로(18)의 전기적 연결은 전선(22)들에 의해 이루어진다. 가스 발생기(16)은 회로(18)의 하우징(24)에 의해 웰(20)내에 고정되며, 상기 하우징은 한 세트의 볼트(26)들에 의해 용기(12)를 고정하도록 웰(20)위에 고정되어 있다. 볼트(26)들은 가스 발생기(16)의 가스 압력을 극복하도록 충분한 강도를 가지고 있으므로, 웰(20)은 압력을 용기(12)의 내부로 향하는 이와같은 압력 증가시에 파쇄된다. 이와는 달리, 가스 발생기(16)은 나사들에 의해 웰에 끼워 맞춤된(도시하지 않은) 플러그에 의해 웰(20)내에 고정될 수도 있다.The apparatus comprises a
포트(28)은 용기에 분말을 충전시킬 수 있고, 또한 용기(12)로 부터 분말 및 추진체(propellant)를 순차적으로 방출시킬수 있도록 용기(12)의 벽 내에 마련되어 있다. 분말 재료는 일정한 형태로 표현한 분말 입자(30)들로 도시되어 있다. 통상적으로, 연소 과정에 대해 불활성인 질소와 같은 가스인 추진 유체는 입자(30)들로 도시되어 있다. 통상적으로, 연소 과정에 대해 불활성인 질소와 같은 가스인 추진 유체는 입자(30)들과 혼합되며 이는 일정한 형태인 원들로 도시되어 있다. 이와는 달리, 용기를 충전하기 위해(도시하지 않은)별도의 포트가 마련될 수도 있으며, 이와 같은 포트는 나사식 플러그에 의해 폐쇄될 수도 있다.The
처음에, 포트(28)은 개방되고, 분말은 개방된 포트(28)을 통해 용기내로 충전된다. 분말은 산화 알루미늄과 같은 불활성 물질일 수 있고, 또는 중탄산나트륨 또는 인산 일 암모늄(mono-ammonium phosphate)과 같이 화학적으로 활성일 수도 있다. 용기에 분말을 완전히 충전하기 위하여, 분말이 적절히 침전되어 용기(12)내에 최대로 충전되도록 분말이 충전될때 용기(12)는 진동되어야 한다.Initially, the
용기(12)는 분말로 완전히 충전되는 것이 양호하다. 입자(30)들은 1 내지 3㎛범위의 직경을 가지고 있다. 산화 알루미늄의 경우에 있어서, 분말의 밀도는 약 0.5g/㎝3이며, 이는 3.5 내지 3.9g/㎝3인 고체 산화 알루미늄의 밀도보다 상당히 낮다. 입자(30)들 사이의 간극 공간(interstitial space)들은 기체상 추진체의 분자들을 위해 적절한 공간을 제공한다.The
용기(12)에 분말이 완전히 충전되며, 포트(28)은 용접 비이드(weld bead, 36)으로 도시한 바와 같이 포트(28)의 둘레에 용접된 다이아프램(34)로 밀봉된다. 용접은 장기간 동안 용기(12)내에 가압하의 추진 가스를 보존하기 위한 용기(12)의 보존성(integrity)을 보장한다. 다이아프램(34)에는 스코어선(score line,38)들이 형성되어 있어서, 다이아프램의 파쇄시에 파편이 다이아프램(34)로 부터 이탈되지 않는 파쇄시에 형태로 스코어선(38)들을 따라 파쇄가 발생된다.The
다이아프팸(34)를 용접에 의해 고정한 후에, 적절한 양의 추진체로 용기(12)를 충전하는 공정은 가압하에 추진체 가스를 유입시킬 수 있는 스프링 장착식 유입 가스 밸브(spring-loaded inlet gas valve,40)에 의해 추진된다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 양호한 실시예에 있어서는, 추진체로서 질소를 사용한다. 따라서, 질소는 탱크(42)에 의해 제공되며, 상기 질소는 가요성 호오스의 형태를 가질 수 있는 고압 도관(high-pressure conduit, 46)에 의해 밸브(40)에 연결된 펌프(44)에 의해 탱크(42)의 외부로 송출되어진다. 급속 분리부(quick disconnect, 48)은 충전 공정이 완료되면 밸브(40)으로 부터 도관(46)을 분리시킬 수 있도록 도관(46)의 단부에 고정되어 있다. 또한 가스 압력 게이지(50)은 추진체로 용기를 충전하는 동안 용기(12)내의 추진체 압력을 조정하도록 도관(46)에서 펌프(44)의 출구에 연결된다. 이와 같은 충전은 자동 또는 수동으로 이행될 수 있으며, 어느 경우에도 충전은 게이지(50)에 의해 측정되므로 원하는 압력이 얻어지면 종료된다. 충전이 완료되면, 급속 분리부(48)은 밸브(40)으로 부터 제거된다. 밸브(40)은 널리 공지된 방식으로(도시하지 않은) 내부 스프링에 반응하여 그리고 용기(12)내의 추진체의 압력에 반응하여 스스로 폐쇄되는 형태이다. 충전 공정의 종료시에 용기(12)내의 추진체 압력은 약 28.12 내지 42.18㎏/㎝2(400 내지 600 psi)이다.After the
분말이 추진체의 분위기가 아닌 대기압하에서 용기내로 충전되는 경우에는, 용기(12)는 가압 전에 대기(atmospheric air)를 배출할 필요가 있다. 이는 가압 이전에 탱크(42)의 위치에 진공 펌프를 연결하는 것에 의해 이행될 수 있다. 이와 같이 진공으로 만드는 것에 의해, 분말 입자(30)들 사이에 존재하는 대기의 진공 펌프에 의해 배출되므로 용기내에는 분말(30)만이 남게 된다. 공기의 배출이 완료되면, 질소는 전술한 바와 같이 공급할 수 있다.If the powder is filled into the vessel under atmospheric pressure rather than the atmosphere of the propellant, the
다이아프램(34)는 추진체의 충전 압력보다 7.03㎏/㎝2(100 psi)정도 높은 압력에 파괴도록 설계되어 있다. 용기(12) 및 다이아프램(34)는 스테인레스강 또는 알루미늄과 같은 금속으로 제조되는 것이 적합하다. 그러므로, 추진체 충전이 압력이 35.15㎏/㎝2(500 psi)인 경우에는, 충전 압력 35.15㎏/㎝2(500 psi)에 초과 압력 7.03㎏/㎝2(100 psi)을 더하여 다이아프램(34)용의 설계 파괴 압력은 42.18㎏/㎝2(600 psi)이 된다. 이와 같은 경우에, 7.03㎏/㎝2(100 psi)의 초과압력은 35.15㎏/㎝2(500 psi)의 충전 압력의 20%이다. 통상적으로, 다이아프램의 초과 압력은 충전 압력의 30% 미만으로 설계되어야 한다. 따라서, 가스 발생기(16)에 의해 발생된 초과 압력은 분말의 심각한 치밀화(compaction)와 그 결과로 생기는 분말의 뭉쳐짐(clumping)이 발생되지 않도록 충전 압력보다 크게 높지 않다.The
분말의 뭉침을 피하는 것은 분말의 각각의 입자들을 미세한 크기로 유지하기 위해 중요한 것이다. 이는 소화기(10)의 방출 중에 분말이 추진체에 의해 방출될때 분말의 균일한 방출을 가능케한다. 부가해서, 가스 발생기(16)으로 부터 발생된 가스가 웰(20)으로 부터 용기(12)로 유입되는 방향은 분말에서보다 다이아프램에 더 많이 향하도록 겨누어진다. 가스 발생기(16) 및 다이아프램(34)가 용기(12)의 대향측면 상에 있는 제1도에서 도시한 바와 같이, 웰(20)으로 부터 배출된 가스는 분말의 치밀화를 피하기 위하여 용기(12)의 내측에 소용돌이 작용을 야기시키도록 용기(12)의 벽쪽으로 유동할 것이다. 또한, 가스 발생기(16) 및 웰(20)은 다이아프램(34) 바로 위에 위치되어 동일한 결과들이 생기게 할 수도 있다.Avoiding agglomeration of powders is important to keep each particle of the powder in a fine size. This allows for uniform release of the powder when the powder is released by the propellant during the release of the
작동에 있어서, 감지기(14)에 의해 화명의 복사선이 감지되면, 전기 회로(18)은 용기(12)내에 충분한 초과 압력을 발생시켜서 다이아프램(34)를 파괴시키도록 가스 발생기(16)을 작동시킨다. 이에 따라, 추진체 및 분말은 용기(12)로 부터 강력하고 신속하게 분출되어 화재가 일어난 공간을 채운다. 소화기(10)의 통상적인 설치의 예로서, 소화기(10)은 항공기 드라이 베이(dry bay)내에 위치된다. 따라서, 드라이 베이 분말 및 추진체의 방출은 화재의 진행을 크게 저지시켜 화재를 진압하게 된다.In operation, upon detection of radiation by the detector 14, the
양호한 균일 방출을 마련하는 소화기(10)의 사용에 있어서의 특별한 요인은, 추진 가스의 분자들이 분말의 입자들 사이에 스며들어 분말의 치밀화 없이 균일한 혼합물을 마련하도록, 가스 발생기(16)의 작동에 비하여 충분히 느리게, 비교적 느린 비율로 추진체를 내장한 용기(12)를 가압하는 것이다. 가스 발생기(16)의 작동중에, 용기(12) 내의 압력은 충전 공전 중의 압력 상승 보다 훨씬 빠른 비율로 상승한다. 특히, 압력 증가의 이와 같은 비율은, 최대 초과 압력이 충전 압력의 약 20 내지 30% 범위 내의 비교적 작은 부분에 지나지 않는다는 사실이 없다면 분말을 쉽게 치밀화시킬 수도 있다. 이에 의해, 폭발 및 방출 중에 분말의 치밀화가 전혀 발생하지 않는다. 이와 같은 메카니즘은 가스 발생기의 조준점을 용기(12)의 중심으로 부터 벗어나도록 마련하는 것에 의해 발생된 소용돌이 작용에 의해 보조된다.A special factor in the use of the
제3도는 제1도 및 제2도의 회로(18)의 부품들을 도시하며, 회로(18)은, 본 발명의 특징에 따라, 전지(52)에 의해 편리하게 공급된 2볼트의 비교적 낮은 전압으로 작동되며 이는 멀리 떨어진 전원까지 전력 케이블을 연결시킬 필요가 없는 소화기(10)의 모듈구조를 가능케 한다.FIG. 3 shows the components of the
제3도의 회로는 전술한 미합중국 특허 3,931,521호 내에 기재된 것의 변형이며, 상기 특허의 내용은 참조로서 여기에 구체화했다. 상기 특허에 기재된 복사선 감지기는 단파장 채널(short wavelength channel) 및 장파장 채널로 구성된다. 따라서, 감지기(제1도,14)는, 보다 장 파장의 복사선, 즉, 열을 탐지하기 위한 서모파일(thermopile) 또는 서미스터(thermistor)와 같은 열 탐지기(54), 및 보다 단파장의 복사선의 광자를 탐지하기 위한 광기전성 다이오드(photovoltaic diode)와 같은 광 탐지기(56)으로 구성되는 것으로 이해된다.The circuit of FIG. 3 is a variation of what is described in the above-mentioned U.S. Patent No. 3,931,521, the contents of which are incorporated herein by reference. The radiation detector described in this patent consists of a short wavelength channel and a long wavelength channel. Thus, the detector (Fig. 1, 14) is a photon of a longer wavelength radiation, ie a heat detector 54, such as a thermopile or thermistor for detecting heat, and a shorter wavelength radiation. It is understood that it consists of a light detector 56, such as a photovoltaic diode for detecting the light source.
회로(18)은 전지를 교체할 필요없이 회로의 수명을 길게 하기 위하여 전술한 특허에 기재된 회로보다 실제로 더 적은 전류를 요하는 부분들을 사용한다. 양호하게는, 전지(52)는 기전력이 2.4볼트이며 2.3 A.hr(ampere-hour)의 용량을 가지고 있는 리튬 전지이다. 탐지기들(54,56)들에 의해 산출된 신호들은 증폭되어 NOR 게이트(NOR gate,58)의 입력 단자로 가해지며, 상기 NOR 게이트(58)은 멀티바이브레이터(multivibrator,60) 및 구동기(driver,62)를 통해 명령 신호(command signal)를 출력시켜 전선(22)들을 통해 가스 발생기(16)을 가동시킨다. NOR 게이트(58)은 화재의 열 및 광복사선이 탐지되었을때 가스 발생기(16)을 가동시키는 논리 기능(logic function)을 제공한다. 멀티바이브레이터(60)은 가스 발생기(16)을 작동시키기 위해 충분한 지속 시간(duration)의 전기적 펄스(electrical pulse)를 발생하도록 미리 설정되며, 구동기(62)는 발생기(16)을 가동시키기 위해 충분한 수준으로 펄스의 전력을 증폭한다.The
탐지기(54,56)의 신호들의 전술한 증폭은 전지(52)의 저 전압으로 작동되며 그리고 전지(52)를 3 내지 4년동안 사용할 수 있도록 대단히 적은 전류를 요하는 연산 증폭기(operational amplifier)들에 의해 성취된다. 이와 같은 증폭기(64,66)은 제3도에 도시되어 있으며, 증폭기(64,66)은 열 탐지기(54)의 신호를 증폭시키는 역할을 하고, 또한 증폭 트랜지스터(80,82)는 광탐지기(56)의 신호를 증폭시키는 역할을 한다. NOR 게이트(58)내에는 임계회로(threshold)를 포함하므로 증폭기(66) 및 트랜지스터(82)로부터의 신호들은 NOR 게이트가 입력 신호를 논리 "0"으로 인지하기 전에 이와 같은 임계치(threshold amount)에 의해 (2.4V 전지 작동에 대해 접지 보다 높은 1.2V인) 각각의 바이어스점(bias point)들로 부터 감소되어야만 한다. 증폭기(64,66)은 연산 증폭기들로 구성되는 것이 양호하다. 증폭기(64,66)용으로 적당한 증폭기는 프리시젼 모노리시즈(Precision Monolithics)사에 의해 제조된 부품 번호 09-22이며, 상기 증폭기는 선(172,174)상의(도시하지 않은) 입력 저항기(input resistor)를 적절히 선택함으로써 10㎂를 인출하게 된다.The aforementioned amplification of the signals of the detectors 54, 56 operates at the low voltage of the cell 52 and operational amplifiers that require very little current to allow the cell 52 to be used for three to four years. Is accomplished by.
저 잡음 및 저 전류 특성들을 가지고 있는 전치 증폭기(preamplifier,72)를 통해 증폭기(64)를 열 탐지기(54)에 연결하는 것이 유리하다. 적절한 전치 증폭기는 인터실(Intersil)사에 의해 제조되어 통용되는 부품번호 아이티 -139(IT-139)이며, 상기 전치 증폭기는 저항기(108)을 통해 알맞게 바이어스 되었을때 10㎂를 인출하게 된다. 전치 증폭기(72)는 차동 증폭기 배열(differential amplifier configuraion)을 형성하도록 함께 연결된 에미터 단자(emitter terminal)들을 가지고 있는 2개의 트랜지스터(74,76)으로 구성된다.It is advantageous to connect amplifier 64 to heat detector 54 via a
증폭기(64,66), 및 전치 증폭기(72)용의 전력은 저항기(84) 및 캐패시터(capacitor,86)으로 구성된 필터(filter)를 통해 전지(52)로 부터 결합되며, 상기 필터의 출력 전압은 도선(88)상에 나타난다.Power for the
증폭기(80,82) 및 NOR 게이트(58)용의 전지(52)로 부터의 전력은 저항기(90) 및 캐패시터(92)로 구성된 필터에 의해 마련되며, 상기 필터의 출력 전압은 도선(94)상에 나타난다. 저항기(84)는 전지(52)와 도선(88) 사이에 직렬로 연결되며, 캐패시터(86)은 도선(88)과 접지 사이에 연결된다. 마찬가지로, 저항기(90)은 전지(52)의 단자와 도선(94)사이에 결합되며, 캐패시터(92)는 도선(94)와 접지 사이에 연결되어 있다. 캐패시터(86,92)는 전력 선과 접지 사이에 신호 흐름용 통로들을 마련하며, 각각의 필터들은 2개의 탐지기들(54,56)의 신호들을 차단하고 또한 외부원(external source)들로 부터의 잡음이 픽업(pick up) 및 2개의 회로들 사이의 누화(crosstalk)를 방지한다.Power from the battery 52 for the amplifiers 80, 82 and the NOR
또한, 회로(18)은 전지 증폭기(72)의 작동과 연관된 저항기(96,98,104,106,108)로 구성된다. 저항기(106)은 열 탐지기(54)의 단자를 트랜지스터(74)의 베이스 단자에 연결한다. 저항기(104)는 바이어스 전류로 인한 오프셋 영점화(offset nulling)를 위해 저항기(106)과 탐지기(54)의 결합을 조화시킨다. 마찬가지로, 저항기 (102,104)들의 접합부는 트랜지스터(76)의 베이스 단자와 연결되어 트랜지스터(76)으로 부터 증폭기(64)까지의 귀환 통로(feedbackpath)를 마련한다. 저항기(108)은 트랜지스터(74,76)의 2개의 에미터 단자들의 접합부와 접지 사이에 연결되어 차동 바이어스 제어(differential bias control)를 마련한다. 저항기(98,96)은 도선(88)과 트랜지스터들(74,76)의 각각의 콜렉터(collector)들 사이의 부하 저항기(load resistor)들로서 연결된다. 전치 증폭기(72)의 출력 신호들은 트랜지스터(74,76)의 콜렉터 단자들에 마련되어, 저항기(110,112)를 통해 증폭기(64)의 입력 단자들에 결합된다.The
기준 전압(reference volage)은 저항기(116), 및 전지(52)의 단자와 접지 사이에 직렬로 연결된 밴트갭 레퍼런스(bandgabreference,118)로 구성된 기준 전압 회로에 의해 선(114)상에 마련된다. 캐패시터(120)은 레퍼런스(118)과 병렬로 연결된다. 선(114)에 대한 기준 전압은 레퍼런스(118)의 양단에 나타난다. 레퍼런스(118)은 1.2볼트의 기준 전압을 마련하며, 적절한 다이오드는 내쇼날 세미컨덕터(National Semiconductor)사에 의해 제조된 부품번호 엘엠(LM) 185이고, 다이오드는 저항기(116)을 통해 알맞게 바이어스 되었을때 10㎂를 인출한다. 저항기(104)의 귀환 경로는 기준 전압 도선(114)에 연결되어 있다. 또한, 기준 전압도선(114)는 열 탐지기(54)의 단자에 연결되어 있다. 전치 증폭기(72)에 결합된 저항기들에 대한 대표적인 값들은, 저항기 (96,98)이 각각 120,000Ω(오옴)이며, 저항기(110,112)는 각각 200㏀이고, 또한 저항기(108)은 80㏀이다.A reference voltage is provided on
증폭기(64)의 출력 신호는 도선(114)와 저항기(122,124)의 접합부 사이에 연결된 다이오드(126)의 도움으로 2개의 직렬 연결 저항기(122,124)를 통해 얻어진다. 저항기(122) 및 다이오드(126)은 탐지기(54)상의 자연 복사선 투사(background rediation incident)에 의한 발생기(16)의 착오 시동(false trggering)을 방지하기 위하여 증폭기(64)의 출력 신호상에 음 전압 클램프(negative voltageclamp)를 형성한다.The output signal of the amplifier 64 is obtained through two series connected
증폭기(66)은 캐패시터(128)과, 증폭기(66)의 출력 단자와 음 입력 단자 사이에 상기 캐패시터(128)과 병렬로 연결된 저항기(130)으로 구성된 귀환 통로를 가지고 있다. 병렬 연렬된 캐패시터들, 즉 캐패시터(136,138)을 각각 가지고 있는 저항기(132,134)의 직렬 연결은 저항기(124)와 증폭기(66)의 음 입력 단다 사이에 연결되어 있다. 또한, 저항기(140,142)의 직렬 연결은 증폭기(66)의 음 입력 단자와 도선(114) 사이에 연결되며, 저항기(140,142)의 접합부는 증폭기(66)의 양 입력 단자에 연결되어 있다. 캐패시터(144)는 저항기(142)와 병렬 연결되어 있다. 캐패시터(136,138,144)는 대응하는 저항기(132,134,142)와 협력하여 고주파 통과 필터기능(high-pass filter function)을 마련하며, 귀환 캐패시터(128)은 귀환 저항기(136)과 협력하여 저주파 통과 필터기능(low-pass filter function)을 마련한다. 2개의 필터 기능의 결합은 화재의 발생을 확인하기 위해 열 복사선 내의 맥동(pulsation)들의 스펙트럼 성분들을 확인하도록 증폭기(66)에 적절한 대역 특성을 마련한다.The
다이오드(56)은 화재로 부터의 광 복사선(optical rediation)의 광자 에너지를 전류로 전환시키도록 광전도 모드(photoconductive mode)로 작동되며, 상기 전류는 저항기(146)을 통해 흐른다. 저항기(146)의 양 단자에서 전압 강하에 있어서의 중량 변화(incremental change)들은 패캐시터(148)을 통해 트랜지스터(80)의 베이스 단자에 결합된다. 트랜지스터(80) 및 출력 NPN 트랜지스터(82)는 도시한 바와 같이 케스케이드식(cascaded)으로 되어 있으므로 광 다이오드 신호를 위해 필요한 증폭을 마련하며, 상기 광 다이오드 신호는 증폭되었을때 선(162)를 통해 NOR 게이트(58)의 다른 입력에 결합된다. 트랜지스터(80,82)는 필수적이고 통상적인 바이어스, 귀환 및 전류 제한 저항기(162,152,154,150,160)들에 연결되므로 다이오드(56)으로 부터의 입력 신호가 없을때는 상기 트랜지스터(80,82)를 비-도전(non-conduction) 상태로 바이어스 시킨다. 저항기(146)은 이와 같은 탐지기(56)의 총 감도(overall sensitivity)를 변화시키도록 조절 가능하다. 증폭기 트랜지스터(80,82)의 이득(gain)은 저항기(154,158)의 값들에 의해 제어된다. 증폭기 트랜지스터(80,82)용 직류 공급 전압은 증폭단(amplifier stage)용의 필수 작동 전력을 마련하도록 단자(94)에 연결되어 있으며, 필터 캐패시터(156)은 회로로 부터 바이어스 공급을 감결합(decoup ling)시킬 목적으로 저항기(160)의 양단에 연결된다. 저항기(160,150,152,146)을 적당히 선택함으로써, 증폭기 트랜지스터(80,82)들은 전지(52)로 부터 10㎂ 미만으로 작동하게 제작될 수 있다.Diode 56 is operated in photoconductive mode to convert photon energy of optical rediation from a fire into a current, which current flows through resistor 146. Incremental changes in voltage drop at both terminals of resistor 146 are coupled to base terminal of transistor 80 via
각각의 증폭기(66,82)는 각각의 탐지기(54,56)들에 의해 출력된 신호들에 반응하여 부행 전압(negative-going voltage)을 마련하며, 2개의 저 전압 출력 신호들의 결합이 발생하면 NOR 게이트(58)에 의해 멀티바이브레이터(60)이 시동(triggering)된다.Each
각각의 탐지기(54,56)들에 의해 출력된 신호들이 없을때는 증폭기(66,68)에 의해 비교적 높은 값의 전압이 출력된다. 통상적인 부품들을 사용하면, NOR 게이트(58)은 임계 회로 효과(threshod effect)를 얻고 또한 입력을 서서히 변화시키는 동안 발진(oscillation)을 방지하기 위해 입력들에 74HC14슈미트 트리거(schmitt trigger)들을 갖는 74HCOZ NOR 게이트를 사용할 수 있다(2개의 직렬 슈미트 트리거들을 74HC14가 변환 게이트(inverting gate) 이므로 필요하다.). 만일 임계 회로의 보다 정밀한 제어가 필요하면, OP-22 증폭기는 선(172,174)로 부터 부 입력으로 연결된 저 전압 게르마늄 다이오드와 양 입력에 세트된 약간의 정 귀환을 갖는 정밀한 임계 회로와 함께 사용될 수 있다. 이에 의해, NOR 게이트(58)로 기술한 논리 기능을 최소 전류 드레인(minimal current drain)을 갖는 전지(52)의 비교적 저 전압으로 작동될 수 있는 회로로 성취될 수 있다.When there are no signals output by the detectors 54 and 56, a relatively high voltage is output by the
필요에 따라, 감지기(14)를 시험하기 위한(도시하지 않은) 추가 회로를 연결할 수 있다. 이와 같은 추가 회로는 전지(52) 대신에 외부 전력원을 연결하기 위한 스위치를 포함하며, 그리고 2개의 탐지기(54,56)을 시험 모드(test mode)로 가동시키기 위한 발광 다이오드(light emitting diode : LED)들을 포함한다. 시험중에 구동기(62)의 출력 구동이 가스 발생기(16)을 가동시키는 것을 방지하기 위하여, 하니웰(Honeywell)사에 의해 제조된 부품부호 SPX7270과 같은 광학 커플러는 회로(18)의 정상 작동과의 간섭 없이, 구동기(62)의 신호를 클램프하도록 사용될 수 있다. 제2의 이와 같은 광학 결합기는 시험의 결과을 감시하기 위해 출력 구동 신호를 외부 시험 설비에 결합시키도록 사용될 수 있다.If desired, additional circuitry (not shown) for testing the detector 14 may be connected. Such additional circuitry includes a switch for connecting an external power source instead of the battery 52, and a light emitting diode for operating the two detectors 54,56 in test mode. LEDs). In order to prevent the output drive of the
또한, 이와 같은 시험은 압력의 양을 나타내는 전기적 신호를 전달하는 압력 게이지를 포함함으로서 용기(12)내 압력의 시험을 포함할 수 있다. 이와 같은 신호는 온도에 따라 전기 저항이 변화하는 저항기를 사용한 저항성 회로(resistive circuit)의 사용에 의해 온도 보정이 가능하다. (도시하지 않은)적절한 연결기는 시험 중에 원격 시험 설비의 전기적 연결을 용이하게 하기 위해 소화기상에 장찰될 수 있다.This test may also include a test of the pressure in the
회로(18) 및 시험 방식에 대한 전술한 내용들은, 용기가 할론(Halon)과 같은 화재 진압 액체를 보유하는 소화기를 사용하는 데에도 또한 적용될 수 있으며, 상기 화재 진압 액체는 다이아프램의 파괴에 따라 급속히 가스로 바뀐다.The foregoing descriptions of the
화재 진압용 분말의 용기 및 분말 방출용 기구에 대한 전술한 내용은 뭉쳐짐이 감소되게 분말을 방출시킬수 있다. 그러나, 도화 폭관의 폭발로 인한 초과 압력이 있으므로 약간의 뭉쳐짐이 발생할 수 있으며, 상기 초과 압력은 출구 또는 방출 포트를 통해 분말을 분출시키도록 분말내에 작용한다. 이와 같은 문제를 극복하기 위해, 방출중에 분말 속도(powder velocity)의 방향으로 힘을 발생시키는 초과압력이 생기지 않는 뇌관 또는 가스 발생기의 사용에 의해 분말의 방출이 얻어지는, 본 발명의 다른 실시예들이 마련된다. 본 발명의 이와 같은 실시예들은 분말의 방출중에 분말이 뭉쳐지는 것을 방지한다.The foregoing description of the container for the fire suppression powder and the mechanism for releasing the powder may release the powder so that the agglomeration is reduced. However, there is an excess of pressure due to the explosion of the flue tube, which may cause some agglomeration, which acts in the powder to eject the powder through the outlet or discharge port. To overcome this problem, other embodiments of the invention are provided in which the release of the powder is obtained by the use of a primer or gas generator which does not produce an overpressure which generates a force in the direction of the powder velocity during the release. do. Such embodiments of the present invention prevent the powder from agglomerating during the release of the powder.
제4a도 내지 제13도는 본 발명과 결합된 소화기들의 다른 실시예들의 부분적으로 형식화된, 단면들을 도시했으며, 이는 분말 소화제용 격납 용기(containment vessel) 및 분말 방출용 격납 용기의 방출 포트를 개방시키기 위한 장치들의 형상들에 관한 것이다. 방출 장치를 가동시키는데 적절한 전기 회로는 제3도에 도시한 것과 동일하다. 이하의 선택적인 실시예들에 있어서 소화기들의 기초 물리학적 구조(basic physical structure)들은 제1도 및 제2도에 대해 전술한 내용과 유사하므로 제4a도 내지 제13도의 실시예들은 각각의 중요한 특징들만을 간단하게 설명한다.4A-13 show partially formalized, cross-sections of other embodiments of fire extinguishers in conjunction with the present invention, which open the release port of the containment vessel for powder extinguishing and the containment vessel for powder release. It relates to the shapes of the devices for. The electrical circuit suitable for operating the discharge device is the same as that shown in FIG. In the following optional embodiments, the basic physical structures of the fire extinguishers are similar to those described above with respect to FIGS. 1 and 2, so the embodiments of FIGS. Only the description is simple.
제4a도 및 제4b도는 소화 분말 및 용기(202)로 부터 분말을 분출시키기 위한 가입된 가스를 수납하기 위한 용기(202)를 포함한 소화기(200)을 도시한 것이다. 용기(202)는 용기(202)의 측면에 위치된 충전 포트(filling port,204)를 통해 분말 및 가스로 충전된다. 용기(202)는 구면 편(spherical segment)형상으로 만곡된 원판(210)에 의해 폐쇄되는 방출 포트(208)을 형성하는 목 부분(neck,206)내에서 단말된다. 원판(210)은 2개의 교차선(212,214)를 따라 선이 그어져 있으므로 분말의 배출을 위한 원판(210)의 파쇄가 용이하다.4A and 4B illustrate a
화재의 진압을 위한 방출 포트(208)의 급속 개방은 지지 플러그(220)내에 위치된 웰(218)내에 배치된 뇌관(216)의 도움으로 이루어진다. 플러그(220)은 분말과 덮개 원판(210) 사이의 목부분(206)내에 위치된다. 플러그(220)에는 용기(202)의 중앙으로 부터 외측으로 쉽게 파괴되도록 원판(210)과 대면하는 하부면(222)상에 스코어선을 형성할 수도 있다. 뇌관(216)은 제1도 내지 제3도 내에 도시한 바와 같은 전기 회로에 의해 가동되며, 상기 전기 회로는 연결기(224)에서 뇌관(216)에 연결된다.The rapid opening of the
작동에 있어서, 연결기(224)를 통해 뇌관(216)에 전기적 신호를 가함에 따라, 뇌관(216)이 폭발하여 플러그(220)을 파쇄시키게 된다. 용기(202)내의 가스의 압력은, 제1도 내지 제2도의 소화기에 대해 전술한 바와 같이, 외부 환경의 압력보다 대체로 더 높다. 플러그(220)이 파괴되면, 가압된 가스가 플러스(220)의 파편들을 원판(210)쪽으로 내밀어서 원판(210)을 파괴하므로 가스 및 분말은 방출 포트(208)을 통해 분출될수 있다. 개략적으로 도시한 베인(226)들은 소화 분말의 균일한 살포를 돕도록 목 부분(206)의 림(rim)(228)로 부터 깔대기형으로 확장된 형상으로 연장 된다. 본 발명의 이와 같은 실시예에 있어서, 뇌관(216)의 폭발에 의해 발생된 초과 압력은 소화기(200)으로 부터의 분말의 방출중에 분말의 뭉쳐짐을 피하기 위하여 분말의 유출 속도(exit velocity)의 방향으로 부터 먼 방향으로 분말상에 가해진다.In operation, as electrical signals are applied to the
구조의 다른 세부 사항들은 다음과 같다. 베인(226)은 목 부분(206)의 중앙 축선으로 부터 약 60°의 각도로 벌어질 수 있다. 원판(210)은 그 둘레가 목 부분(206)의 내측 섹션(232)와 외측 섹션(234) 사이에 형성된 원주 슬롯(230)내에 고정될 수 있다. 2개의 목 부분(232,234)는 원판(212)와 내압 기밀 밀봉부(pressure tight seal)를 마련하고, 플러그(220)은 단순히 뇌관(216)을 분말 및 원판(210)에 대한 위치내에서 지지하는 역할을 하므로, 플러그(220)은 가압 밀봉부(pressurized seal)를 마련할 필요가 없다.Other details of the structure are as follows. The
제5도에 도시한 소화기의 또다른 실시예(200A)는 제4a도 및 제4b도에 되시한 것과 유사한 부품들을 포함한다. 제5도의 용기(202A)는 제4a도의 용기(202)를 변형시켜서 가스 발생기(236)을 포함한다. 발생기(236)은 대체로 원통형이며 소화기(200A)의 중앙 축선을 따라 위치되고, 또한 전술한 회로(18)과 같은 작동 회로(activating circuit)로 부터 전기적 작동 신호를 받도록 용기(202A)의 정부를 통해 돌출하는 연결기(238)을 포함한다. 가스 및 분말은 본 발명의 전술한 실시예들에서 기술한 바와 같이 용기(202A)내에 가압하에 보유된다. 용기(202A)는 가스 및 분말의 방출을 위한 출구 포트(208A)를 형성하는 목부분(206A)내에서 단말된다. 덮개 원판(210)은 용기(202A)내에 가스 및 분말을 보유하도록 내압 가압 밀봉부를 마련하기 위하여 제4도에서 전술한 바와 동일한 방식으로 목부분(206A)의 원주상 슬롯(230)내에 고정된다.Another
제5도의 실시예의 구조상 특징은 소화기(200A)의 중앙 축선을 중심으로 대칭되게 배열되어 원판(210)의 중심을 향하는 공유점을 형성하는 4개의 삼각형 칼날(242)들로 구성된 칼날 조립체(240)을 포함하는 것이다. 제4a도 및 제5도의 실시예들 양쪽 모두에 있어서, 원판(210)의 오목면은 용기(202A)의 중심을 향하고 있다. 이는 제4a도에 있어서는 가스의 압력 및 뇌관에 의해 그리고 제5도에 있어서는 가스의 압력 및 칼날(242)들의 전진에 의해, 분말의 방출중에 원판(210)의 파괴를 용이하게 한다.The structural feature of the embodiment of FIG. 5 is a
제5도에 있어서, 가스 발생기(236)은 칼날 조립체(240)의 일부분을 형성하는 피스톤(246)을 포함하는 원통형 벽(244)내에 들어있다. 피스톤(246)은 원통형 벽(244)의 단부 부분내에 위치된다. 다이아프램 형태의 압력 밀봉부(248)은 원통형 벽(244)내에 위치되어 칼날 조립체(240)을 통한 용기(202A)내의 압축 가스의 누설을 방지한다.In FIG. 5, the
작동시에, 연결기(238)에 전기적 신호가 전달됨에 따라, 가스 발생기(236)은 가압하의 가스를 급속히 발생시켜, 피스톤(246) 및 칼날(242)가 원판(210)을 관통하고 내려가므로, 가스 및 분말은 용기(202A)의 내부로 부터 방출될 수 있다. 베인(226)들은 분말의 균일한 방출을 용이하게 한다. 분말의 균일한 살포는, 목부분(206A)의 림(228)상에 베인(226)들을 개별적으로 장착하는 것 이외에도, 또한 방출 포트(208)의 중앙 부분내에 베인(226)들의 일부를 위치시키는 것에 의해 협조된다. 방출 포트(208)의 중앙 부분내에 베인(226)들을 지지하는 것은 목 부분들(206,206A)를 횡단으로 연장하는 (도시하지 않은)로드의 도움으로 제4a도 및 제5도의 실시예들 양쪽 모두에 있어서 성취될 수 있으며, 이러한 로드들은 명확성을 위해 제4a도 및 제5도 내에서 삭제하였다.In operation, as electrical signals are transmitted to the
제5도의 실시예에 있어서, 원통형 벽(224)는 가스 발생기(236)이 용기(202A)내로 파괴되는 것을 방지하기 위하여 충분한 강도를 가지고 있으므로, 분말의 유출되는 속도의 방향으로 작용하는 유체 정역학적힘(hydrostatic foce)의 발생이 방지된다. 그러므로, 가스 발생기(236)이 원통형 벽(224)내에 들어 있는 제5도의 구조는 영기(202A)로 부터의 방출중에 분말의 뭉쳐짐을 방지한다.In the embodiment of FIG. 5, the
제6도는 제4a도 및 제5도에 도시한 소화기와 특징들을 공유하며, 용기(202B)내에 들어있는 가스 및 분말의 방출을 위한 출구 포트(208B)을 형성하도록 용기(202B)로 부터 연장되는 목 부분(206B)를 포함하는 소화기(200B)를 도시한 것이다. 용기(202B)는 제4a도의 용기(202)와 대체로 동일한 형상을 가지고 있다. 목 부분(206B)는 상기 단벽부(250)은 소화기(200B)의 중앙 축선에 대해 수직하게 연장한 단부벽(250)은 소화기(200B)의 중앙 축선에 대해 수직하게 연장한 단부벽(250)을 갖추고 있으며, 그리고 소화 분말의 방출을 소화기(200B)의 종방향 축선을 중심으로 원형으로 유지하도록 목 부분(206B)의 원통형 벽 둘레에 균일하게 위치된 한 세트의 윈도우(252)를 포함한다. 또한, 소화기(200B)내에는 단부벽(250)으로 부터 수직한 적출기(protractor,256)으로 부터 연장한 칼날 조립체(250)이 포화되어 있다.FIG. 6 shares the features of the fire extinguisher shown in FIGS. 4A and 5 and extends from the vessel 202B to form an outlet port 208B for the release of gas and powder contained in the vessel 202B. Extinguisher 200B is shown including neck portion 206B. The container 202B has a shape substantially the same as the
칼날 조립체(254)는 제5도의 칼날 조립체(240)에 대해 기술한 바와 같이 네개의 칼날 형상을 가지고 있으며, 원판(210)의 오목면을 향해 뾰족하게 되어 있다. 원판(210)은 제5도의 목 부분(206A)에 대해 전술한 바와 동일한 방식으로 목 부분(206B)에 내압 방식으로 고정된다. 전술한 회로(18)과 같은, 작동 회로로부터 공급된 전기적 신호는 전선(258)을 통해 결합되어, 적출기(256)을 폭발 가동시키므로 칼날 조립체(254)가 원판(210)에 대해 발사된다. 이에 의해, 칼날 조립체(254)가 원판(210)을 파괴시키므로 용기(202B)로 부터 가스 및 분말이 방출된다. 적출기(256)의 폭발에 의해 발생된 이탈 가스는 용기(202B)로 부터 분말의 방출중에 소화 분말에 치밀화를 생기게 하는 힘을 전혀 발생시키지 않는다.
제7도에서, 소화기(200C)는 목 부분(206)내로 연장되는 용기(202C)로 형성되며, 상기 목 부분(206C)는 용기(202C)내에 포함된 가스 및 분말의 방출을 위한 포트(208C)를 형성한다. 제6도에 도시한 바와 유사한 형태에서, 목부분(206C)는 소화기(200C)의 중심축에 대하여 분말을 원형으로 방출시키도록 마련된 한 세트의 윈도우(252)를 포함한다. 목부분(206C)에는 윈도우(252)를 통해 분말을 축방향으로 방출시키기 위한 단부 벽(205A)가 마련되고, 분말의 방출 중에 원판(210A)의 수납을 취한 착좌부(nest) 역할을 한다. 원판(210A)는 목부분(206C)내의 슬롯(230)과 접촉하는 선을 따라 원판(210A)내에 (도시하지 않음) 원형 스코어 선이 성형되어 있다는 점에서 원판(210)의 구조와 상이하다.In FIG. 7, the fire extinguisher 200C is formed of a
소화기(200C)는 원판(210A)와 분말 사이에서 목부분(206C)의 기부에 고정된 다른 원판(260)을 포함한다. 벤트(vent,262)는 목부분(206C)의 기부에서 립(lip)내에 작은 구멍으로 성형되며, 벤트(262)의 내경은 통상적으로 1mm 미만으로서 충분히 작으므로, 용기(202C)의 충전 및 가압 중에 용기(200C)내에 들어있는 가스의 압력이 원판(260)의 양쪽에서 평형이 이루어지도록 한다. 벤트(262)의 구멍의 직경은 압력 평형을 위해 적어도 수초의 시간상수(time constant)를 마련하도록 충분히 작다. 원판(210A)는 제4a도의 원판(210)내에 대해 기술한 바와같이 기밀 밀봉부(air-tight seal)로 목 부분(206C)에 연결된다.The fire extinguisher 200C includes another
목 부분(206C)는 이 목 부분(206C)의 기부로부터 반경 방향 외측으로 연장되며 밀봉부(268)에 의해 원판(260,210A) 사이의 공간으로부터 이격된 가스 발생기(266)을 포함하는 하우징(264)를 지지한다. 하우징(264)의 일부분은 용기(202C)로부터 소화 분말의 방출 중에 가스를 가스 발생기(266)으로부터 원판(260,210A) 사이의 공간으로 안내하기 위한 도관(270)으로 형성된다. 밀봉부(268)은 도관(270)내에 위치되어, 가스가 발생기(266)의 구역내로 빠져 나가는 것을 방지하는 것에 의해 용기(202C)내를 정압(static pressure)으로 유지시키는 역할을 한다. 밀봉부(268)은 원판(210)의 형태와 유사하나 더 작은 크기인 다이아프램 또는 원판의 형태로 이루어져 있다. 가스 발생기(266)은 연결기(272)에 의해 가스 발생기(266)에 연결된 전술한 회로(18)과 같은 여기 회로(excitiation circuit)에 의해 제공된 전기적 신호에 의해 여기된다.The
작동시에, 발생기(266)의 여기에 따라, 가스가 가압하에 밀봉부(268)을 파열시키도록 발생되어, 가스는 도관(270)을 통해 2개의 원판(210A,260) 사이의 공간내로 유동한다. 발생기(266)으로부터의 가압된 가스는 슬롯(230)의 에지와의 접촉 영역에서 원판(210A)를 파괴하고 나서, 가압된 가스는 원판(210A)를 단부벽(250A)로 하향 추진시킨다. 단부벽(250A)는 발생기(266)의 가동에 따라 원판(210A)를 수납하도록 원판(210A)와 접하고 있는 오목면을 가지고 있다.In operation, upon excitation of the generator 266, gas is generated to rupture the
원판(260)은 원판(210A)에 비해 비교적 경량 구조를 가지고 있으므로, 원판(260)의 양쪽 측면상의 유체 정역학적 압력의 평형의 상실에 따라 쉽게 파괴될 수 있다. 이와 같은 평형의 상실은 원판(210A)가 단부벽(250A) 쪽으로 이동함에 따라 발생된다. 예컨대, 발생기(266)에 의해 발생되는 통상적인 가스 압력은 70.3㎏/㎝2(1000psi)이다. 또한 여기에서, 용기(202C)의 내부 압력과 협력하여 내측 경량 원판(260C)의 도움형 구조는 가스 발생기(266)의 압력에 저항하므로 목 부분(206C)의 기부로부터 외측 원판(210A)의 분리를 용이하게 해준다.Since the
가스 발생기(266)으로부터의 가스에 의해 가해지는 힘은 용기(202C)의 외측에 제공되고, 이에 의해, 방출 속도의 방향으로 분말에 대해 압박하지 않으므로, 방출 중에 분말이 뭉쳐질 가능성이 없다.The force exerted by the gas from the gas generator 266 is provided on the outside of the
제8도는 방출 포트(208D)를 형성한 목 부분(206D)내로 연장되는 용기(202D)를 가지고 있는 소화기(200D)의 실시예를 도시한 것이다. 목 부분(206D)는 분말의 방출을 소화기(200D)의 중앙 축선을 중심으로 원형으로 유도하는 윈도우(252) 및 단부벽(250B)를 갖추고 있다. 방출 포트(208D)는 지지부(276)에 의해 고정된 박막(274)에 의해 폐쇄되어 용기(202D)내에 들어있는 가스 및 분말의 누출을 방지하는 내압 밀봉부를 마련한다. 지지부(276)의 외주연부와 목 부분(206D)의 기부 부분의 내측면 사이의 결합면은 외측면(278)에서 확장되어 있으므로 용기(202D)로부터 분말의 방출 중에 단부벽(250D)로부터 분말의 방출 중에 단부벽(250B) 쪽으로 지지부(276)의 이동을 용이하게 한다.FIG. 8 shows an embodiment of a fire extinguisher 200D having a container 202D extending into the neck portion 206D forming the discharge port 208D. The neck portion 206D has a
지지부(276)은 단부벽(250B) 상에 착좌된 파열성 포스트(280)에 의해 용기(202D)내에서 가압된 가스의 힘에 대하여 제위치에서 고정된다. 포스트(280)은 중공형이며, 또한 전술한 회로(18)과 같은 가동 회로로부터의 신호에 의해 전기적으로 활성화 되는 폭발 화합물(detonating compound,282)가 들어있다. 폭발 화합물(282)에 전지적 신호가 인가됨에 따라, 폭발 화합물이 폭발되어 포스트(280)이 파괴되므로 지지부(276)이 발출된다. 다음에, 지지부(276)은 용기(202D)내의 가스의 압력에 의해 단부벽(250B) 쪽으로 추진된다. 또한, 가스 압력은 지지부(276)의 지지력의 상실에 따라 즉각적으로 막(274)를 파열시킨다. 따라서, 분말은 방출 포트(208D)를 통해 방출되어 윈도우(252)를 통해 원형으로 배출된다. 또한 여기에서, 소화기(200D)의 구조는 용기(202D)로부터의 방출 중에 폭발력이 분말을 뭉쳐지게 하는 것을 방지한다.The
제9a도에서, 소화기(200E)는 선회축(286)을 중심으로 선회하는 두껑문(trap door,284)에 의해 폐쇄되는 방출 포트(208E)를 갖추고 있으며 제9b도에 도시한 태브(288)에 의해 고정되고, 상기 태브(288)은 핀(290)에 의해 고정되어 있다. 선회축(286) 및 핀(290) 모두는 소화기(200E)의 가압된 가스 및 소화 분말을 함유한 용기(202E)의 목 부분(294)에 장착된 지지 링(292)내에 고정된다. 또한, 링(292)는 핀과 연결되며, 또한 적출기(296)의 전기적 가동에 따라 핀(290)을 제 위치로부터 발출시켜 문(284)가 선회 개방될 수 있도록, 핀(290)을 이탈시키는 적출기(296)을 지지한다.In FIG. 9A, the
박막(298)은 용기(202E)의 내용물들을 위한 내압 밀봉부를 마련하도록 플러그(300)에 의해 지지된다. 플러그(300)은 링(292)내에 활주 가능하게 장착되고, 문(284)에 의해 제 위치에 고정된다. 적출기(296)의 발사(firing)에 의한 문의 발출에 따라, 플러그(300)은 함유된 가압 가스의 힘에 의해 용기(202E)로부터 발출되며, 가스의 힘은 막(298)을 파열시켜 방출 포트(208E)를 개방시킨다. 또한 여기에서, 용기(202E)의 내용물들은 적출기(296)의 폭발로부터 기계적으로 차단되어 있으므로 분말의 방출 중에 소화 분말의 어떠한 뭉쳐짐도 방지될 수 있다. 방출 중에, 분말은 소화기(200E)의 중앙 축선에 평행한 방향으로 배출된다.
제10도는 원판(210)이 플래스틱 스크린과 같은 파열성 지지부(304)에 의해 지지된 안전장약 뇌관(302)의 사용에 의해 파쇄된다는 점을 제외하고는, 제4a도에 도시한 것과 유사한 소화기(200F)를 도시한 것이다. 뇌관(302)는, 소화기(200F)를 위한 가압하의 소화 분말 및 가스가 함유된 용기(202F)의 외부에 장착된 연결기(306)을 통해 전기적인 작동 신호가 인가되면, 회로(18)과 같은 외부 작동 회로에 의해 전기적으로 가동된다. 연결기(306)과 뇌관(302) 사이의 연결은 용기(202F)내를 통과하는 도선(308)에 의해 이루어진다. 폭발에 따라 뇌관(302)에 의해 방출된 고온 가스들은 원판(210)을 연소시키므로, 이에 의해 원판(210)이 파괴되어 용기(202F)의 내용물들이 방출될 수 있다. 안전장약 때문에, 뇌관(302)의 폭발은 먼저 원판(210)쪽으로 그리고 용기(202F)의 중앙으로부터 멀리 가해진다. 폭발은 용기(202F)의 내용물들의 방출 이전에 완료되므로 방출 중에 분말이 뭉쳐지는 현상이 방지된다. 방출 중에 방출의 힘은 지지부(304)를 파괴시켜 파쇄된 지지부(304)를 방출시키므로, 지지부(304)는 분말의 방출을 방해하지 않는다.FIG. 10 shows a fire extinguisher similar to that shown in FIG. 4A, except that the
제11도에 도시한 소화기(200G)는, 뇌관(302)가 원판(210)의 외측에 장착되고 그리고 제10도의 경우에서와 같이 전선(308)을 통해 전기적으로 여기된다는 점에 있어서, 제10도의 소화기(200F)의 변형 예이다. 뇌관(302)의 안전장약은 뇌관(302)의 폭발에 따라 원판이 파괴되도록 원판(210) 쪽으로 향해진다. 또한 여기에서, 폭발의 힘을 방출 중에 분말 속도의 방향과 다른 방향으로 유도되므로, 분말의 뭉쳐짐이 방지된다.The
제12도 및 제13도에서, 소화기(200H,200J)는 각각 제10도 및 제11도에 도시한 소화기의 변형 예들이다. 제12도 및 제13도의 실시예들은 각각 제10도 및 제11도의 뇌관(302)들 대신에 원판(210)을 파쇄시키기 위한 전기적으로 작동 가능한 폭발 장치를 각각 포함한다. 챔버(310,312)는 소화 분말 및 가압된 가스를 포함하는 각각의 용기(202H,200J)들의 중심축을 따라 장착된다.12 and 13, the
제12도에서, 격실(310)의 저부 단부는 뇌관(316)을 내장한 캡(cap,314)를 고정시킨다. 밀봉부(318)은 캡(314)의 외측면 상에 위치되어 챔버(310)의 벽들에 고정되므로 가압된 가스가 용기(202H)로부터 챔버(310)내로 누출되는 것을 저지한다. 뇌관의 전기적인 가동은 용기(201H)의 정부 상에 위치된 연결기(320) 및 챔버(310)을 통과하여 연결기(320)을 뇌관(316)에 연결시키는 도선(322)들을 통해 인가된 신호들을 통해 성취된다.In FIG. 12, the bottom end of the
제13도에서, 챔버(312)는 가압된 가스가 용기(202J)로부터 챔버(312)내로 누출되는 것을 방지하는 박막밀봉부(324)에 의해 하부 단부에서 폐쇄되어 있다. 챔버(312)에는 도선(322) 및 연결기(320)에 의해 전달된 신호들에 반응하는 전기적 점화기(328)에 의해 활성화되는 가스 발생 화합물(326)이 들어있다.In FIG. 13,
제12도 및 제13도 양쪽 모두에 있어서, 챔버(310,312)내에 각각 발생된 폭발력은 원판(210) 쪽으로 유도되므로 원판을 파쇄시켜서 각각 용기(202H,202J)의 내용물들의 방출은 가능케한다. 제13도의 챔버(312)내의 가스 발생기의 폭발은 제12도의 챔버(310)내의 뇌관과 연관된 폭발보다 더 느린 속도로 발생된다. 그 결과, 13도의 실시예는 원판(210)의 파고에 다른 파편을 보다 적게 발행시킨다.In both Figures 12 and 13, the explosive forces generated in the
제12도 및 제13도의 실시예는 모두 제조에 있어서 편의를 제공한다. 소화기(200H 또는 200J)의 물리적인 구조가 완성됨에 따라, 소화기를 소화 분말로 충전시키고 나서, 용기(202H 또는 202J)를 원판(210)으로 밀봉한다. 그 다음에, 베인들을 목 부분의 저부 부분과 조립하고 나서 용기를 약 31,64㎏/㎝2(400psi)으로 가압한다. 그 다음에 챔버(310)내에 뇌관(310)을 삽입하거나, 또는 챔버(312)내에 가스 발생 화합물(326)들을 삽입하는 것에 의해 제조가 완료된다. 이와 같은 챔버 제조과정 중에 편리한 임의의 시간에 폭발물들을 수납하도록 웰의 형태로 되어 있다.Both the Figures 12 and 13 provide convenience in manufacturing. As the physical structure of the
본 발명의 여러 실시예들에 대하여는, 제1도 및 제2도의 실시예는 선행기술의 유사한 구조의 소화기들보다 소화분말이 뭉쳐지는 것에 대한 저항성에 있어서 중요한 장점을 제공한다. 전술한 바와 같이, 이와 같은 장점은 압력 격납 용기내의 가압된 가스 환경내에 분말을 보관하는 것에 의해 제공된다. 용기내의 정압은 방출 포트를 개방시키기 위해서 적은 압력의 적은 증가만을 필요로 하도록 충분히 크다. 전술한 바와 같이, 압력에 있어서의 이와 같이 부분 증가는 약간의 분말의 뭉쳐짐을 발생시키며, 이와 같은 뭉쳐짐은 선행 기술의 유사한 구조의 소화기들에 있어서 공지된 것보다 대체로 더 작다.For the various embodiments of the present invention, the embodiment of FIGS. 1 and 2 provides an important advantage in the resistance to coalescence of fire extinguishing powder over fire extinguishers of similar construction in the prior art. As mentioned above, this advantage is provided by storing the powder in a pressurized gaseous environment in a pressure containment vessel. The static pressure in the vessel is large enough to require only a small increase in small pressure to open the discharge port. As noted above, this partial increase in pressure results in some powder agglomeration, which is generally smaller than that known in fire extinguishers of similar construction in the prior art.
제4도 내지 제13도의 다른 실시예들은 후술하는 바와 같이 제1도 및 제2도의 실시예보다 보다 많은 장점들을 가지고 있다.Other embodiments of FIGS. 4 through 13 have more advantages than the embodiments of FIGS. 1 and 2 as described below.
뇌관 또는 가스 발생기의 연소 가스가 격납 용기내에 보관된 분말 및 가압된 가스와 혼합되는 방식으로 이루어진 소화기의 경우에 있어서, 분말 소화제는 연소 가스를 냉각시킨다. 이는 필요한 방출 압력을 얻기 위하여 추진 장약(propellant charge)의 상당한 증가를 필요로 한다. 통상적인 상황에 있어서, 예컨대, 25.31㎏/㎝2(360psi)의 폭발 압력을 마련하기 위해서는 소화제 80g에 대해 흑생 화약 6g이 사용된다. 이는 결국 연소 시간의 증가를 가져오므로 연소에 의해 필요한 방출 압력을 발생시키기까지는 수 밀리초가 필요하다. 추진체의 임의의 추가 사용은 소화제 중량에 대한 추진체의 중량비를 증가시키게 된다.In the case of a fire extinguisher in which the combustion gas of the primer or gas generator is mixed with the powder and pressurized gas stored in the containment vessel, the powder extinguishing agent cools the combustion gas. This requires a significant increase in propellant charge to achieve the required release pressure. In a typical situation, for example, 6 g of black powder is used for 80 g of extinguishing agent to provide an explosion pressure of 25.31 kg / cm 2 (360 psi). This, in turn, leads to an increase in combustion time, which requires several milliseconds to generate the required release pressure by combustion. Any further use of the propellant will increase the weight ratio of the propellant to the extinguishing agent weight.
제4도 내지 제13도의 실시예들에 있어서, 격납 용기, 안전장약, 칼날 조립체, 두껑문 조립체, 또는 이중원판 조립체와 같은, 용기 개방 장치의 물리적 현상은 격납 용기의 연소 가스와 소화 재료들을 충분히 이격시키므로 전술한 소화분말의 냉각 장치의 물리적 현상은 격납 용기의 연소 가스와 소화 재료들을 충분히 이격시키므로 전술한 소화분말의 냉각 현상이 방지된다. 또한, 전술한 바와 같이, 격납 용기내에가 아니라 방출 포트 근처에의 폭발 위치의 설정, 또한 격납 용기로부터 폭발의 완전한 이격은, 제1도 및 제2도의 실시예에 있어서 방출 초과 압력과 연관된 비교적 작은 뭉쳐짐이라도 방지한다.In the embodiments of FIGS. 4-13, the physical phenomenon of the container opening device, such as a containment vessel, safety charge, blade assembly, lid door assembly, or double disc assembly, is sufficient to provide sufficient combustion gas and extinguishing materials for the containment vessel. Since the physical phenomenon of the cooling apparatus of the above-mentioned extinguishing powder is spaced apart enough, the cooling gas of the above-mentioned extinguishing powder is prevented since the combustion gas and the extinguishing materials of the containment vessel are sufficiently separated. Further, as described above, the setting of the location of the explosion near the discharge port but not in the containment vessel, and also the complete separation of the explosion from the containment vessel, is relatively small associated with the excess release pressure in the embodiments of FIGS. 1 and 2. Prevents clumping
그 밖의 다른 장점들은 다음과 같다. 소화기 설계는 초과 중량을 피한다. 분말은 낙하시에 우발적인 손상으로부터 인명과 설비를 보호하기 위해 안전한 폐쇄를 가능케하는 비교적 작은 직경으로부터 방출된다.Other advantages include: Fire extinguisher design avoids excess weight. The powder is released from relatively small diameters that enable a safe closure to protect human life and equipment from accidental damage upon falling.
소화기의 설계는 가스 분말 혼합체가 유체 유동 특성들을 가지고 있으므로 소화제의 신속하고 균일한 살포를 제공한다. 처음에, 소화제는 최대 속력으로 방출되고 있고 또한 소화기에 의해 보호되는(여객기 상의 격실과 같은) 격실의 범위들까지 신속하게 이동된다. 가스 압력은 소화기가 비워지면서 점진적으로 감쇠되므로, 이는 균일한 살포가 이루어지는 것을 보장해 준다. 방출 포트에 있는 작은 오리피스는 보호되어야 하는 격실의 특수한 형상에 대해 알맞은 소정의 방출 형태를 유발시키는 비교적 소형인 편향 베인(deflection vane)들의 사용을 가능케 한다. 소화 재료들의 방출은 단지 수천분의 1초내에 시작된다.The design of the fire extinguisher provides fast and uniform spreading of the extinguishing agent because the gas powder mixture has fluid flow characteristics. Initially, the extinguishing agent is released at full speed and quickly moves to the range of compartments (such as compartments on a passenger plane) that are protected by the extinguisher. The gas pressure is gradually damped as the fire extinguisher is emptied, which ensures a uniform spreading. The small orifice in the discharge port allows the use of relatively small deflection vanes that result in the desired release shape suitable for the particular shape of the compartment to be protected. The release of the extinguishing materials only begins in a few thousandths of a second.
또한, 소화기는 임의의 적당한 모습으로 장착될 수 있다. 소화기의 방출 시간은 격납 용기의 전체 체적에 비례하여 방출 포트의 형상에 의해 이루어진다. 방출 포트를 좁게하면 방출시간이 증가되고, 반면에 방출포트를 넙게 하면 방출시간이 감소된다. 질량 유량은 선행 기술의 소화기들에 비해 대단히 높다.The fire extinguisher may also be mounted in any suitable form. The discharge time of the fire extinguisher is made by the shape of the discharge port in proportion to the total volume of the containment vessel. Narrowing the discharge port increases the discharge time, while releasing the discharge port decreases the discharge time. The mass flow rate is very high compared to the fire extinguishers of the prior art.
격납 용기내의 압축 가스로서 다양한 가스들이 사용될 수 있다. 불활성 기체는 화재 진압제이다. 헬륨은 소화기의 밀봉도를 질량 분석계(mass spectrometer)에 의해 쉽게 탐지할 수 있으므로 사용이 편리한 가스이다.Various gases may be used as the compressed gas in the containment vessel. Inert gas is a fire suppressant. Helium is an easy-to-use gas because the seal of the fire extinguisher can be easily detected by a mass spectrometer.
소화기의 형상은, 도움형 원판 또는 강체 플러그에 의해 박막과 같은 방출 포트의 덮개가 10년 정도의 장기간 이상 가스 압력을 유지할 만큼 용기의 목 부분에 충분히 고정되는 것을 가능케 한다. 긴 보유 시간(retention time)동안, 격납 용기의 벽 및 방출 포트의 구조는 장기간 압력의 영향하에서 어떤 크리이프(creep) 등에도 저항하도록 충분히 강해야 한다.The shape of the fire extinguisher enables the cover of the discharge port, such as a thin film, to be sufficiently secured to the neck of the vessel by a helpable disc or rigid plug to maintain the gas pressure for longer than 10 years. During the long retention time, the wall of the containment vessel and the structure of the discharge port must be strong enough to resist any creep or the like under the influence of long term pressure.
이상 본 발명의 실시예들에 대해 도시하였으나, 이는 본 기술에 숙련된 자들에 의해 쉽게 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 실시예들로 국한되는 것이 아니라 오직 첨부한 특허 청구의 범위에 규정된 것에 의해서만 한정된다.While the embodiments of the present invention have been shown above, it can be easily modified by those skilled in the art. Accordingly, the invention is not limited to the above-described embodiments but only by what is defined in the appended claims.
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