专利名称：灭火系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种灭火系统，并且更具体地涉及一种具有容积缩减系统的灭火系统。
背景技术：
灭火系统经常用于飞机、建筑物或具有封闭空间的其他结构中。某些灭火系统使用卤代烷灭火剂例如哈龙灭火剂。但是，卤素被认为在大气的臭氧耗竭中起到了一定作用。已经提出了使用机载惰性气体生成系统(OBIGGS)与存储的惰性气体相结合的灭火系统，这种系统使用了更加环境友好的灭火剂。特别是在航空应用中，空间和重量的约束已经限制了以成本有效的方式安装机载惰性气体生成灭火剂系统的能力。例如，很多飞机都包括具有开放式地板或条缝地板的货舱，这样的地板有效地构成了货舱的飞机舱底部分。因此就增加了灭火所需的剂量，有时会增加20%之多。另外，在货舱内发生的气流泄漏量也进一步增加了消除火灾威胁所需的剂量。
发明内容
一种灭火系统包括具有密封元件的容积缩减系统。密封元件可以在第一位置和第二位置之间选择性地展开以密封封闭空间内的开口。在另一个示范性实施例中，一种灭火系统包括高压惰性气体源、低压惰性气体源、 分配网络和容积缩减系统。高压惰性气体源被设置用于提供第一惰性气体输出，而低压惰性气体源被设置用于提供第二惰性气体输出。分配网络连接高压惰性气体源和低压惰性气体源以在整个封闭空间内分配第一惰性气体输出和第二惰性气体输出。容积缩减系统被设置在封闭空间内并且包括密封元件。密封元件可以在第一位置和第二位置之间选择性地展开以将封闭空间内的第一容积与封闭空间内的第二容积隔离并减少在封闭空间内响应火灾威胁所需的第一惰性气体输出量和第二惰性气体输出量。一种供在封闭空间内响应火灾威胁的灭火系统使用的方法包括将封闭空间内的第一容积与封闭空间内的第二容积隔离，并阻止封闭空间内的气流泄漏。对于本领域技术人员而言，根据以下的详细说明，本公开的各种特征和优点将变得显而易见。详细说明的附图可以简要介绍如下。
图1示出了一种示例性灭火系统。图2示出了供灭火系统使用的一种示例性容积缩减系统。图3示出了供灭火系统使用的另一种示例性容积缩减系统。图4示出了供灭火系统使用的另一种示例性容积缩减系统。图5示出了供灭火系统使用的又一种示例性容积缩减系统。图6示出了供灭火系统使用的一种示例性泄漏缩减系统。
图7示出了供灭火系统使用的另一种示例性泄漏缩减系统。
具体实施例方式图1示出了可以被用于控制火灾威胁的一种示例性灭火系统10的选定部分。灭火系统10可以供飞机12 (示意性示出)使用，但是，应该理解示范性灭火系统10可以可选地被用于其他类型的结构中。在该示例中，灭火系统10被实施于飞机12内以控制封闭空间1 和14b内可能会发生的任何火灾威胁。例如，封闭空间Ha和14b可以是货舱、电子仪器舱、轮舱或可能需要灭火的其他封闭空间。灭火系统10包括用于提供第一惰性气体输出18的高压惰性气体源16和用于提供第二惰性气体输出22的低压惰性气体源20。例如，高压惰性气体源16 以比来自于低压惰性气体源20的第二惰性气体输出22更高的质量流量提供第一惰性气体输出18。高压惰性气体源16和低压惰性气体源20被连接至分配第一和第二惰性气体输出 18，22的分配网络对。在此情况下，第一和第二惰性气体输出18，22可以根据在何处检测到火灾威胁而被分配至封闭空间14a、封闭空间14b或上述两处。正如可以理解的那样，飞机12可以包括另外的也被连接在分配网络M内的封闭空间以使第一和第二惰性气体输出 18，22可以被分配至任意或全部的封闭空间。灭火系统10还包括至少与分配网络M有效连接的控制器沈以控制如何通过分配网络M来分配相应的第一惰性气体输出18和第二惰性气体输出22。控制器沈可以包括硬件、软件或包括两者。例如，控制器沈可以控制是否将第一惰性气体输出18和/或第二惰性气体输出22分配至封闭空间1 , 14b以及用怎样的质量和质量流速来分配第一惰性气体输出18和/或第二惰性气体输出22。灭火系统10的控制器沈可以与其他的机载控制器或警报系统27例如飞机12 中的主控制器或多个分布式控制器以及低压惰性气体源20的控制器(未示出)通信。例如，其他的控制器或警报系统27可以与飞机12中的其他系统通信，其他系统包括用于检测封闭空间14 14b内火灾并响应于检测到的火灾威胁发出火灾威胁信号的火灾威胁侦测系统。在另一个示例中，警报系统27包括其自身的传感器用于检测飞机12中的封闭空间 14a, 14b内的火灾威胁。作为示例，控制器沈可以首先响应于来自警报系统27的火灾威胁信号而促使在封闭空间14a内释放第一惰性气体输出18以将封闭空间14a内的氧气浓度降低到预定阈值以下。控制器26可以促使将第二惰性气体输出22释放至封闭空间14a以有助于将氧气浓度保持在预定阈值以下。在一个示例中，预定阈值可以是封闭空间14a内低于13%的氧气浓度水平例如1 的氧气浓度。阈值也可以被表示成一个范围，例如11. 5%到12%。设定低于12%的阈值的前提是可能会在货舱内的乘客行李中发现的气雾剂类物质的引燃会在氧气浓度低于12%时受限(或者在某些情况下可以阻止引燃)。作为示例，可以根据飞机 12着陆并且在海平面的气压下空货舱内第一和第二惰性气体输出18，20的低温排量(也就是无火情形)来确定阈值。在该示例中，高压惰性气体源16是加压惰性气体源。高压惰性气体源16可以包括多个储罐^aj8d。罐可以由轻质材料制成以减轻飞机12的重量。尽管示出了四个储罐观『观(1，但是应该理解在其他的实施方式中也可以使用更多的储罐或者更少的储罐。储罐观『28(1的数量可以取决于封闭空间14a、封闭空间14b (或其他封闭空间)的尺寸、封闭空间的漏气速率、ETOPS(双发飞机延伸航程运行性能标准)时间或其他因素。每一个储罐 28a-28d中都装有加压的惰性气体例如氮气、氦气、氩气或其混合物。惰性气体也可以包括微量的其他气体例如二氧化碳。低压惰性气体源20可以是已知的机载惰性气体生成系统(例如“0BIGGS” )用于给飞机12提供惰性气体流例如富含氮的空气。富含氮的空气与环境空气相比包含更高浓度的氮气。通常，低压惰性气体源20接收输入空气例如来自飞机12燃气涡轮发动机中压气机级的压缩空气或者来自封闭空间14 14b之一的由辅助压气机压缩的空气，然后将输入空气中的氮气与氧气分离以提供与输入空气相比富含氮的输出。输出的富含氮的空气可以被用作第二惰性气体输出22。低压惰性气体源20也可以使用来自第二来源的输入空气例如颊板空气、来自货舱的二次压缩空气等，可以将其用于在需要时增加容量。作为示例， 低压惰性气体源20可以类似于美国专利7273507或美国专利7509968中介绍的系统，但并非具体限定于此。示例性灭火系统10进一步包括位于一个或多个封闭空间1 , 14b内的容积缩减系统30。容积缩减系统30通常将封闭空间1 , 14b内的第一容积32与封闭空间1 , 14b 内的第二容积34隔离。泄漏缩减系统36也可以位于一个或多个封闭空间1 , 14b内用于减少封闭空间Ha和14b中的气流泄漏。正如可以理解的那样，灭火系统10可以只包括容积缩减系统30、只包括泄漏缩减系统36或也可以包括两种系统。图2示出了位于封闭空间114内的一种示例性容积缩减系统30。在本公开中，相同的附图标记表示适当情况下相同的元件，而增加了 100的附图标记表示有改动的元件。 有改动的元件可以带有对应初始元件的相同特征和优点，反之亦然。包括容积缩减系统30 的灭火系统10被实施于飞机12的封闭空间114内，但是也可以可选地被实施于其他类型的结构内。在该示例中，封闭空间114是飞机中的货舱。封闭空间114包括在第一容积 132(例如货舱容积)和第二容积134(例如舱底容积)之间分隔封闭空间114的地板38。 地板38包括多根水平设置的横穿封闭空间114延伸的梁结构46。在某些飞机上，地板38 未被密封并且允许货舱大气与舱底大气流通。在该示例中，地板38包括具有多个开口 42 以允许货舱大气与舱底大气流通的条缝地板。容积缩减系统30位于封闭空间114内以在火灾威胁期间将第一容积132与第二容积134隔离，从而限制货舱容积并使响应火灾威胁所需的来自于两个惰性气体源18，20 的惰性气体量最小化。在该示例中，容积缩减系统30包括可展开以密封地板38的开口 42 的密封元件40。正如可以理解的那样，地板38可以包括多个地板开口 42，并且至少一个密封元件40可以相对于每一个开口 42进行设置以在火灾威胁期间密封开口 42。在该示例中，密封元件40包括可充气管或气袋。响应于检测到的火灾威胁，密封元件40从第一放气位置X(以虚线示出)展开到第二充气位置X'以密封或基本上封闭地板38中的开口 42。通过气源40给密封元件40充气。在一个示例中，气源44由图1中的高压惰性气体源16提供。在另一个示例中，容积缩减系统30中的气源44包括专用储气瓶、 气体发生器或者能够被用于给密封元件40充气并且响应火灾威胁的气体发生器抽气机。
容积缩减系统30与控制器沈通信以响应从警报系统27传来的火灾威胁信号。一旦收到火灾威胁信号，控制器沈就命令容积缩减系统30例如通过给管充气来展开密封元件40，从而密封地板38中的开口 42。密封元件40包含耐火材料。一种示例性耐火材料是DuPont的产品Ν0ΜΕΧ 。正如可以理解的那样，密封元件可以包含任意的耐火材料。容积缩减系统30中的密封元件40被相对于封闭空间114的地板38进行设置。在该示例中，密封元件40被连接至地板38的下侧37。密封元件40在地板38的每一个梁结构46之间纵向延伸(伸入页面内)。密封元件40相对于地板38与限位元件48相连。限位元件48可以包括条、带、网、粘合剂、夹具或任意其他合适的阻止密封元件40向下移动到第二容积134(也就是舱底)内的限位件。 图3示出了位于封闭空间214内的另一种示例性容积缩减系统230。封闭空间214 包括具有多个开口 242的地板238。在该示例中，地板238是格栅地板。容积缩减系统230包括多个密封元件M0。在该实施例中，密封元件240是可充气袋或可充气垫，由耐火材料制成并且可以展开以密封或基本封闭地板238中的开口 M2。 密封元件240可以在第一位置X(以虚线示出)和第二位置X'之间展开以密封开口 M2， 并因此将第一容积232与第二容积234隔离以减少在封闭空间214内响应火灾威胁所需的剂量。限位元件48相对于地板238连接密封元件M0。容积缩减系统230与控制器沈通信以响应从警报系统27传来的火灾威胁信号。 一旦收到火灾威胁信号，控制器沈就命令容积缩减系统230例如通过用气源44给袋或垫充气来展开密封元件对0，从而密封地板238中的开口 M2。图4示出了位于封闭空间314内的另一种示例性容积缩减系统330。在该示例中， 封闭空间314包括具有格栅地板结构的地板338，包括多个开口 342。密封元件340可展开以密封开口 342并将封闭空间314中的第一容积332与第二容积334隔离。在该示例中，密封元件340包括滚动筛装置350。滚动筛装置350包括筛存储套 352、致动电机354、延伸在筛存储套352和致动电机3M之间的密封导轨356、牵引设备 355以及由耐火材料制成的滚动筛358。响应于火灾威胁，卷起的滚动筛358被从存储套 352(第一位置X)展开并由致动电机邪4通过牵引设备355沿着密封导轨356解开(第二位置X')以密封地板338中的开口 342，从而减少在封闭空间314内响应火灾威胁所需的剂量。牵引设备355可以包括缆绳、活塞致动器、齿轮驱动器或其他合适的牵引设备。在该示例中，滚动筛装置350被用已知的方式安装至地板338的下侧337。容积缩减系统330与控制器沈通信以响应从警报系统27传来的火灾威胁信号。 一旦收到火灾威胁信号，控制器沈就命令容积缩减系统330例如通过由致动电机3M解开滚动筛358来展开密封元件340，从而密封地板338中的开口 342。容积缩减系统330与控制器26协作以将第一容积332与第二容器334密封隔离，由此使响应火灾威胁所需的惰性气体量最小化。图5示出了位于封闭空间414内的另一种示例性容积缩减系统430。封闭空间414 包括具有多个开口 442的地板438。在该示例中，地板438包括条缝地板结构。示例性容积缩减系统430包括可展开以密封地板开口 442的多个密封元件440从而将封闭空间414中的第一容积432与第二容积434隔离。
在该示例中，密封元件440包括滑动门板装置460。在该示例中，滑动门板装置460 被用已知的方式安装至地板438的下侧437。滑动门板装置460包括滑动门板462、密封导轨464、牵引设备466以及缆绳致动电机468。响应于封闭空间414内的火灾威胁，致动电机468开始拉动牵引设备466。牵引设备466可包括缆绳、活塞致动器、齿轮驱动器或其他合适的牵引设备。牵引设备466被连接至滑动门板462，这样即可在第一收藏位置X(以虚线示出)和第二展开位置X'之间沿密封导轨464牵引滑动门板462。在展开位置，滑动门板462密封地板438中的开口 442以将封闭空间414中的第一容积432与第二容积434基本隔离。容积缩减系统430与控制器沈通信以响应从警报系统27传来的火灾威胁信号。 一旦收到火灾威胁信号，控制器沈就命令容积缩减系统430例如通过关闭滑动门板462来展开密封元件440，从而密封地板438中的开口 442。图6示出了一种用于减少封闭空间514内气流泄漏的示例性泄漏缩减系统536。 泄漏缩减系统536可以脱离示例性容积缩减系统30，230,330或430中的任何一种使用或者与其结合使用。封闭空间514包括颊板570。颊板570是在飞机12的货舱外部但是在飞机12的外壳内部的隔舱。外流阀572限定飞机内部和外部环境之间的压差，并因此影响货舱/舱底容积和颊板容积之间的压差。来自封闭空间514中的第一容积532(货舱)和第二容积534(舱底)的气流可以从封闭空间514逸出到颊板570内。气流泄漏能够增加将封闭空间514中的氧气浓度保持在预定阈值以下所需的剂量。因此。灭火系统10可以包括具有密封元件574的泄漏缩减系统536，密封元件574可以展开以阻止和/或减少封闭空间514内的气流泄漏。密封元件574可以包括可充气管、气袋、气垫或任意其他可充气的耐火密封元件以减少封闭空间514中的货舱532、舱底534和颊板570之间的气流泄漏量。在一个示例中，密封元件574位于封闭空间514中地板538靠近颊板570的部分梁结构546之间。在另一个示例中，密封元件574被安装在颊板570内(参见图7)。正如可以理解的那样，至少一个密封元件574可以被设置在封闭空间514内的任何已知的气流泄漏的区域。密封元件574可以在第一位置X(以虚线示出)和第二位置X'之间展开以将颊板 570与封闭空间514中的第一容积532和/或第二容积534基本密封隔离。正如可以理解的那样，泄漏缩减系统536可以使用多个密封元件574来实现减少气流泄漏。通过气源544给密封元件574充气。气源544可以由图1中的高压惰性气体源 16、专用储气瓶、气体发生器、气体发生器抽气机或其他合适的气源提供。限位元件548保持泄漏缩减系统536的密封元件M7的期望定位。限位元件548 包括条、带、网、粘合剂、夹具或者任意其他合适的限位元件。泄漏缩减系统536与控制器沈通信以响应从警报系统27传来的火灾威胁信号。 一旦收到火灾威胁信号，控制器沈就命令泄漏缩减系统536例如通过用气源44给管充气来展开密封元件574，从而密封颊板570。以上说明内容应该被解释为例证性的而不具有任何限定意义。本领域普通技术人员应该理解某些变形仍然会落入本公开的保护范围之内。为此，应该研究所附的权利要求来确定本公开的实质保护范围和内容。
权利要求
1.一种灭火系统，包括包括密封元件的容积缩减系统，其中所述密封元件可以在第一位置和第二位置之间选择性地展开以密封封闭空间内的开口。
2.如权利要求1所述的灭火系统，其中所述密封元件包括可充气管。
3.如权利要求1所述的灭火系统，其中所述密封元件包括可充气垫。
4.如权利要求1所述的灭火系统，其中所述密封元件包括滚动筛装置。
5.如权利要求1所述的灭火系统，其中所述密封元件包括滑动门板装置。
6.如权利要求1所述的灭火系统，其中在所述第一位置将所述密封元件放气并且在所述第二位置将所述密封元件充气。
7.如权利要求1所述的灭火系统，其中所述容积缩减系统包括用于将所述密封元件在所述第一位置和所述第二位置之间展开的气源。
8.如权利要求1所述的灭火系统，其中所述容积缩减系统包括多个可展开的密封元件以将所述封闭空间内的第一容积与所述封闭空间内的第二容积隔离。
9.如权利要求1所述的灭火系统，其中所述密封元件包含耐火材料。
10.一种灭火系统，包括被设置用于提供第一惰性气体输出的高压惰性气体源；被设置用于提供第二惰性气体输出的低压惰性气体源；分配网络，与所述高压惰性气体源和所述低压惰性气体源相连以在整个封闭空间内分配所述第一惰性气体输出和所述第二惰性气体输出；以及容积缩减系统，被设置在所述封闭空间内并且包括密封元件，其中所述密封元件可以在第一位置和第二位置之间选择性地展开以将所述封闭空间内的第一容积与所述封闭空间内的第二容积隔离，从而减少在所述封闭空间内响应火灾威胁所需的所述第一惰性气体输出量和所述第二惰性气体输出量。
11.如权利要求10所述的灭火系统，其中所述第一容积包括飞机货舱并且所述第二容积包括舱底，其中具有至少一个开口的地板延伸在所述飞机货舱和所述舱底之间。
12.如权利要求11所述的灭火系统，其中所述密封元件在所述第二位置堵塞所述至少一个开口。
13.如权利要求11所述的灭火系统，其中所述密封元件通过限位元件将安装至所述地板的梁结构。
14.如权利要求10所述的灭火系统，其中所述封闭空间包括颊板，并且所述容积缩减系统包括阻止气流从所述第一容积和所述第二容积流入所述颊板内的泄漏缩减系统。
15.如权利要求14所述的灭火系统，其中所述泄漏缩减系统包括可充气的密封元件。
16.一种供在封闭空间内响应火灾威胁的灭火系统使用的方法，包括将所述封闭空间内的第一容积与所述封闭空间内的第二容积隔离；以及阻止所述封闭空间内的气流泄漏。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述第一容积包括飞机货舱并且所述第二容积包括舱底，其中具有至少一个开口的地板延伸在所述飞机货舱和所述舱底之间，并且所述隔离步骤包括展开密封元件以密封所述至少一个开口并将所述飞机货舱与所述舱底隔离。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述展开密封元件的步骤包括将管和垫之一充气。
19.如权利要求17所述的方法，其中所述展开密封元件的步骤包括 定位滚动筛和滑动门板之一以密封所述地板中的至少一个开口。
20.如权利要求16所述的方法，其中所述封闭空间包括颊板，并且所述阻止封闭空间内气流泄漏的步骤包括展开密封元件以阻止气流从所述第一容积和第二容积逸出泄漏到所述颊板内。
全文摘要
一种灭火系统，包括具有密封元件的容积缩减系统。密封元件可以在第一位置和第二位置之间选择性地展开以密封封闭空间内的开口。
文档编号A62C3/08GK102284159SQ201110162339
公开日2011年12月21日 申请日期2011年6月16日 优先权日2010年6月16日
发明者L. 西巴卢克 D., 格拉泽 R., 辛普森 T. 申请人:基德科技公司