基于充气机的灭火器的制作方法
专利名称：基于充气机的灭火器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及灭火器，更具体地，涉及使用充气机型气体发生设备的灭火器。
背景技术：
过去，已经发现卤化物卤烃广泛应用于灭火器。术语“卤化物卤化烃”一般指卤化烷或卤代烷(由含相关卤素的烷类组成的一组化合物，以及特别是含溴的卤化烷)。卤化物卤烃通常在扑灭多种类型的火中是有效的，因为其如所期望的是非导电的，易于快速挥发而无残留，且对于有限的人体暴露是相对安全的。过去，诸如卤烃卤化物1301(—溴三氟甲烷，CBrF3)的卤化物卤烃已经证明了其在通常不适合喷水灭火系统应用的区域或建筑物中作为灭火剂的效用，所述区域诸如是数据和计算机中心、博物馆、图书馆、手术室、及其它基于水的灭火应用可能对电子设备、重要档案收集等导致无法修复的损害的位置。但是，已经发现由于针对大气的破坏臭氧的问题，卤化物卤烃对环境有严重影响。因此，需要在灭火和类似应用中找到卤化物卤烃的有效替代。
发明内容
在此提供一种改进的灭火装置及用于灭火的相关联的或相应的用于或隶属于灭火的方法。本发明的更具体目标是克服如上所述的一个或多个问题。在第一方面，提供一种灭火装置，所述装置包括壳体，壳体至少部分地限定包含大量气体发生剂的第一腔。该装置还包括引爆器，引爆器能够操作地关联到第一腔并且在进行反应时启动与大量气体发生剂的至少一部分的连通。引爆器当致动时用于或适于点燃大量气体发生剂的至少一部分以产生气体。壳体还限定与第一腔相邻布置的第二腔。第二腔包含大量吸热可变材料以及具有活塞的活塞件，其中当启动时，所述活塞移动以从所述第二腔排出大量吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却。壳体还具有至少一个排放开口，以允许冷却后的气体离开所述壳体。在另一方面，提供一种使用或实现该灭火装置的抑制火焰的方法。根据一种此类操作方法，大量气体发生剂的至少一部分被点燃以产生气体。活塞移动以从第二腔排出大量吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却。冷却后的气体随后被引导到火焰区域。本领域技术人员将从结合随附权利要求和附图的以下详细描述中将更好地理解其它目标和优点。
图1是根据本发明一个方面的灭火装置的剖视图。图2是图1示出的灭火装置的发生器段的局部放大图。
图3是图2示出的且朝向基座(引爆器端)观察的发生器段的放大的局部倾斜图。图4是图3示出的气体发生器段沿图2示出的线4-4截取的剖视图。图5是强调图1示出的灭火装置的冷却段的局部放大图。图6是图5中强调的冷却段的放大的局部倾斜图。图7是根据本发明另一方面的灭火装置的剖视图，其类似于图1的示图。图8是根据本发明又一方面的灭火装置的剖视图，其类似于图1和图7的示图。
具体实施例方式图1-图6示出根据本发明一个方面的灭火装置和/或其各个部分。灭火装置通常被标记为附图标记10。灭火装置10具有大致圆柱形外轮廓并且包括大致圆柱形壳体12，壳体12诸如具有管状的细长形状且具有相对的第一端14和第二端16。壳体12可以根据特定应用的需求如所期望地由金属、钢、或其它材料形成或制成。根据需要，壳体可以是单片构件或多片构件。灭火装置10包括通常被标记为附图标记20的气体发生器段，并且诸如至少部分地包括气体发生器设备22。可以使用各种气体发生器或充气机型设备，诸如类似于在可膨胀的车辆乘客安全约束系统中可以使用的气体发生器或充气机型设备。在共同待审的专利申请(代理人卷号AA1-70021)中公开了本发明所实际使用的当前优选的气体发生器设备，该专利申请在规定期内提交且将其全部内容合并于此。在不出的实施例中，壳体12部分地由气体发生器设备22的圆柱形壁24组成,壳体的第一端14被气体发生器设备22的基座端壁26封闭。壳体12还包括中空的圆柱形套管28，有时也被称为“外”套管。如以下将进一步讨论的，诸如经由连接件30，套管28以大体纵向轴线对准的方式接合于气体发生器设备22。端封闭件或端帽32置于壳体的第二端16处。在示出的实施例中，端封闭件32在壳体的第二端16处与圆柱形套管28压合接合。但是，本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，各种形式的端封闭件和其到壳体的附接都是可行的，本发明的广泛实践不必限于端封闭件与壳体的附接的具体形式或方式。壳体12，以及更具体地气体发生器设备22的至少一部分，至少部分地限定或包括第一腔34。现在参考图2和图3，第一腔34被划分为包括至少第一子腔36和第二子腔40。更具体地，第一子腔36和第二子腔40被隔离壁元件44分隔，其中隔离壁元件44诸如包括穿过其的多个孔44，所述多个孔44诸如允许气体从其中流过。在示出的实施例中，最好参考图3得出，隔离壁元件42根据需要包括保持盘46和保持板48。如所理解的，本发明的广泛实践不必限于利用隔离壁元件对该第一子腔和第二子腔进行分隔的构造，也不限于如所示的包括保持盘和保持板的构造。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将进一步理解，其它诸如可以用于本发明实践的合适方法或技术可以用于实现第一和第二子腔的分隔。第一子腔36包含诸如本领域已知的以及诸如能够反应以形成点火产物的大量点火材料50。因此，第一子腔36有时被称为“点火腔”，或者可替换地称为“点火杯”。尽管点火材料50被示出为是小片的形式，本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，可以使用诸如本领域已知的各种形式的点火材料，本发明的广泛实践不必限于包含和/或使用具体或特定形式的点火材料。第二子腔40包含通常被标记为附图标记52的大量的气体发生剂材料，诸如本领域已知的以及诸如能够反应(诸如通过燃烧)以产生气体产物的气体发生剂材料。因此，第二子腔40有时被称为“气体发生剂腔”或者“燃烧腔”。气体发生剂腔40根据需要具有恒定容积。也就是说，在气体发生器设备22致动之前、期间、及之后，气体发生剂腔40的容积保持不变。在灭火装置10中，气体发生剂材料52示出为被包含在气体发生剂容器内，最好参考图4得出，气体发生剂容器通常被标记为附图标记54，以及分别被标记为置于气体发生剂腔40内的附图标记56、57、58、59。返回图2，每个气体发生剂容器54通常分别包括细长的圆柱形管60以及相对布置的第一端壁62和第二端壁64，其中大量气体发生剂材料圆片66置于第一端壁62和第二端壁64之间。圆柱形管60与第一端壁62和第二端壁64可以如所期望地被凿孔或以其它方式形成或构成，从而允许气体穿过其中流动。第一端壁62被置于与点火腔36相邻以允许至少一部分点火产物穿流经过，并且与包含在各个气体发生剂容器54内的气体发生剂材料52接触以点燃所述气体发生剂材料，从而产生气体产物。第一端壁62可以与之前讨论的隔离壁元件42以及保持盘46和/或保持板48相同或不同。第二端壁64被布置为允许气体产物的气体流通，以从气体发生器22排放出去。因此，第一端壁62和第二端壁64中一者或两者可以分别由一个或多个保持盘46和68和/或一个或多个保持板48和70中的一个或二者如所期望地构成，并且诸如每个端壁可被凿孔。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，此类气体发生器设备的特定设计特征包括例如其中包含的气体发生剂容器54的数量、长度、及直径，这些特征可以被适当地选择以提供所期望水平的气体产物和性能。此外，尽管气体发生剂材料52被示出为是圆片形式，本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，可以使用诸如本领域已知的各种形式的气体发生剂材料，因此本发明的广泛实践不必限于包含和/或使用具体或特定形式的气体发生剂材料。气体发生器设备14包括引爆器72，引爆器72可操作地与点火腔36相关联，而与大量点火材料50的至少一部分点火连通。在示出的实施例中(例如，参考图2)，引爆器72固定到基座端壁26并且从基座端壁26延伸。在气体发生器设备中使用的或与其一起使用的共同的引爆器设备被电激活。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，诸如在灭火装置的单端处(或其上)的引爆器所需要的电连接安置或定位可以如所期望地有助于或简化根据本发明的灭火系统以不同位置和结构进行的组装，灭火系统诸如被表示为灭火装置。引爆器72在启动时用作或用于引起点火材料50进行反应以形成点火产物。如上所述，气体发生剂容器54的第一端壁62置于与点火腔36相邻以允许在其中穿过至少一部分点火产物，并且与包含在各个气体发生剂容器54内的气体发生剂材料52接触以点燃所述气体发生剂材料52，从而产生气体产物。气体产物穿过气体发生剂容器54的第二端壁64，以允许气体产物的气体流动传送，以从气体发生器22排放出去。为此，气体发生器22包括头部段74，头部段74具有通常与基座端壁26相对布置的头部端壁76。头部端壁76包括开口 78，气体产物可以经过该开口 78离开气体发生器22并且进入形成在连接件30与气体发生器设备22的头部端壁72之间的中心腔80中。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，开口 78可以通常(例如，当装置处于静止状态或在启动状态之前)如所期望地被压敏覆盖件或挡板81密封或覆盖，以防止通过开口 78不期望地传递材料。这种覆盖可以例如采取粘结背箔带等的形式。如所知的，一旦预定压力从气体发生器22内部施加于所述覆盖件，这种覆盖件可以被选择为打开或裂开。如所期望的且如下进一步解释的，中心腔80具有一个或多个排放端口 82。灭火装置10还包括第二腔84，第二腔84通常与第一腔34相邻布置并且诸如经由连接件30与第一腔34气体流动连通。第二腔84包括大致圆柱形套管85，以下有时也称为“内”套管，该套管也适当地接合或连接到连接件30。第二腔84至少部分地包含或包括密封的存储蓄液池86、活塞件92、及扩散部96，其中，存储蓄液池86诸如用于存储或以其它方式有效包含大量的冷却材料90，例如液体形式(下文中将更为详细地进行描述)，活塞件92包括活塞94，扩散部96诸如形成在套管85中或作为套管85的一部分。如所理解的，冷却材料90适当地存储或包含在第二腔84内。例如，灭火装置10包含以液体形式被密封件98密封在密封存储蓄液池86中的冷却材料90。密封件98可以例如是杯子102的形式，杯子102通过O环密封件104的辅助压合在活塞94周围，对存储蓄液池86进行密封。最好参考图6得出，活塞94内部是混合腔106或形成混合腔106。当气体发生剂52燃烧时，产生大量气体。所述气体离开气体发生器14并且进入中心腔76。气体随后经由排放端口 82离开中心腔76，并且可以通过至少部分地填充混合腔106来接触活塞94。随着气体接触活塞94，活塞94开始朝向所述腔84进行移动/移位，更具体地是朝向存储蓄液池86进行移动/移位。当活塞94中的一个或多个开口 110已经移动/移位到所述腔84 (例如，存储蓄液池86)并且经过O环密封件104时，大量冷却材料90的至少一部分将开始经过活塞开口110流出存储蓄液池86。因此，活塞94的这一运动可以用作从第二腔84 (更具体地，从存储蓄液池86)液压地排出大量冷却材料90的至少一部分，由此使得冷却材料90经过开口110注入到与混合腔106中的气体发生剂燃烧产物相接触或混合。注入到活塞94内部的液体冷却材料90可以汽化。这种汽化用于使气体发生剂燃烧气体产物冷却并且可以根据需要用于形成额外的气态产物。随着活塞94推进入腔84，产生的气体可以经由诸如形成在扩散部96中的开口 112离开。 应该注意，在一些实施例中，气体发生剂燃烧气体产物将推动活塞头部以移动该活塞。随着气体发生剂燃烧气体产物离开气体发生器设备22，包括在气体产物中的或与气体产物一起的微粒和其它不期望的副产品可以沉积在连接件30、套管85、活塞件92 (诸如活塞头部)、及端封闭件32中一个或多个的表面上，并且因此如所期望地与大量气体发生剂燃烧气体产物相分离。因此，如所期望地避免或最小化来自装置的排放物中的或与来自装置的排放物一起的这些微粒和副产品的散布。壳体12的圆柱形套管28部分至少部分地限定第三腔114，第三腔114诸如通常布置于第二腔84之外。结果，经由扩散部开口 112离开的气体可以经由圆柱形套管28被引导，并且在壳体端16处经过(诸如形成或被包括在端封闭件32中的)排放开口 116离开灭火装置10。排放开口 116通常(例如，当装置处于静止状态时或在启动状态之前)由箔带(未示出)等密封，诸如防止灰尘或其它不期望的材料进入系统。排放气体可以被合适地引导到着火的地方或覆盖火，以实现或帮助实现对火焰的如期望的抑制。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，在本发明的实现中可以使用各种适合的冷却材料，这些材料被包含在本发明中。在一个优选实施例中，冷却材料是、包括、或包含至少一种吸热可变材料。一种优选形式的吸热可变材料是或包括当与气体发生剂点燃后产生的气体接触时会蒸发和/或分解以至少对所述气体进行冷却的液体。在一些实施例中，如灭火装置的合适功能所需要的，吸热可变材料优选地吸热分解以形成额外的气态产物，从而增加最终的气态产物的量，并且诸如可以如所期望地用于减少气体发生剂材料的用量或数量。通过减少所需要的气体发生剂材料的量并且因此减少所需要的气体发生剂的体积，可以显著地减小灭火装置中气体发生剂构件的尺寸，因此用作显著地减小灭火装置的成本和尺寸、或者可替换地，用作显著地增加灭火装置或相关联的灭火系统的灭火能力。实际中，适合的冷却剂包括在_35°C和85°C之间的温度上保持液态的液体材料。此外，由冷却剂产生或形成的任何气体必须在与特定灭火应用相关联的可接受的废液限制范围内。另外，冷却剂如所期望地是非腐蚀性的以有助于存储在简单的腔中。冷却剂的例子，尤其是通常满足此类标准的冷却液体，包括与CaCl2混合的水和与丙二醇混合的水。如所理解的，这些冷却剂通常更便宜，并且在许多情况中，比用于灭火设备应用中的最普遍材料显著地更便宜。除了冷却剂之外或冷却剂作为一部分，第二腔可以包含或包括一种或多种活跃的灭火化合物，诸如通常用于或适于在与火焰接触时即抑制火焰。可使用的化学上活跃的灭火化合物的例子包括乙酸钾和碱金属碳酸盐。例如，与不包括乙酸钾溶液的其它类似设备或装置相比较，水中添加30%重量百分比乙酸钾的溶液可以减少气体发生剂负荷、燃烧腔尺寸、主体灭火装置的重量达约40%，而不会显著地改变液体腔(例如，第二腔)的尺寸和设备或装置的灭火能力。现在参考图7，示出根据本发明另一实施例的一种灭火装置，通常标记为附图标记210。灭火装置210在各个方面类似于如上文所述的灭火装置10。例如，类似于灭火装置10，灭火装置210具有大致圆柱形外轮廓，包括具有相对的第一端214和第二端216的圆柱形壳体212。第一灭火装置210还类似地包括通常被标记为附图标记220的气体发生器段并且诸如包括至少一部分气体发生器设备222。壳体212还包括中空的圆柱形套管228。套管228诸如经由连接件230大体上纵向轴线对准地接合到气体发生器设备222。端封闭件或端帽232置于壳体第二端216处，例如在壳体第二端216处与圆柱形套管228压合接
八
口 ο壳体212，以及更具体地气体发生器设备222的至少一部分，至少部分地限定或包括第一腔234。第一腔234被划分为至少包括第一子腔236和第二子腔240。第一子腔236和第二子腔240诸如被隔离壁元件242分隔，其中隔离壁元件242诸如包括穿过其的多个孔244，诸如允许气体从其中流过。第一子腔236有时被称为“点火腔”，其包含大量点火材料250，诸如本领域已知的以及诸如能够反应以形成点火产物的点火材料。第二子腔240有时被称为“气体发生剂腔”或者“燃烧腔”，其包含诸如能够反应以产生气体产物的大量气体发生剂材料252。 类似于灭火装置10，在灭火装置210中，气体发生剂材料252被包含在通常被标记为附图标记254的气体发生剂容器内。与之前所述的气体发生剂容器54 —样，每个气体发生剂容器254可以包括细长的圆柱形管以及相对布置的第一端壁和第二端壁，其中大量气体发生剂材料圆片266置于第一端壁和第二端壁之间。气体发生器设备214还包括引爆器272，引爆器272诸如固定到基座端壁226并且从基座端壁226延伸，引爆器272可操作地与点火腔236相关联，从而与大量点火材料250的至少一部分点火连通。灭火装置210还包括第二腔284，第二腔284通常与第一腔234相邻布置并且诸如经由连接件230与第一腔234气体流动连通。第二腔284至少部分地包含或包括密封的存储蓄液池286、活塞件292、及扩散部296，其中，存储蓄液池286诸如用于存储或以其它方式有效包含大量冷却材料290，如前所述，活塞件292包括活塞294。冷却材料290可以又适当地存储或包含在第二腔284中。活塞294内部是混合腔或形成混合腔。和灭火装置10 —样，当活塞294中的一个或多个开口 310已经合适地移动/移位入腔284 (例如，存储蓄液池286)时，大量冷却材料290的至少一部分将开始经过活塞开口310流出存储蓄液池286。壳体212的圆柱形套管228部分也至少部分地限定第三腔314，第三腔314诸如通常布置于第二腔284之外，气体在壳体端216处经过(诸如形成或被包括在端封闭件232中的)排放开口 316离开灭火装置210。排放气体可以被合适地引导到火焰的地方或覆盖火焰，以实现或帮助实现对火焰的所期望的抑制。灭火装置210和灭火装置10之间的显著区别是，在灭火装置210中，第三腔314如所期望地额外包括或包含大量热稳定的热沉固体320。热稳定的热沉固体320可以如所期望地用于在向装置310排放气体产物之前吸收热或以其它方式从气体产物中消除热。热稳定的热沉固体320还可以如所期望地用于捕获或以其它方式防止诸如可以在离开所述装置310的气体产物中出现残留物(例如，微粒)。根据一个优选实施例，合适的热稳定热沉固体材料可以具有小直径金属弹丸的形式，诸如具有已知为“BB”的喷丸来复枪弹的性质或类似于喷丸来复枪弹。这种小直径金属弹丸可以由0.177英寸口径(4.5mm)的镀锌钢形成，该口径具有从0.171到0.173英寸(4.4mm)的直径。其它可能的热沉固体包括例如白云石(诸如小聚集形式)、沸石(诸如小聚集形式)、及水合分子筛(诸如小圆球形式)。灭火装置210还可以如所期望地包含或包括屏障324或其它选定的保持设备，屏障324或其它选定的保持设备用于当冷却气体离开壳体时将热沉固体保持或帮助保持在第三腔内。如所示的，所述屏障324可以如所期望地置于与排放开口 316内侧相邻，用于当冷却气体离开所述装置时将热沉固体320保持或帮助保持在第三腔314内。屏障324或其它合适选定的保持设备还可以用于对与气体接触的微粒进行冷却，或捕获或以其它方式移除与气体接触的微粒。
尽管上述实施例包含或实现了外圆柱形套管和内圆柱形套管两者，并且产生或实现从各个灭火装置中轴向排放气体，但是本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，本发明的广泛实践不限于此。例如，图8示出了根据本发明另一实施例的一种灭火装置，通常标记为附图标记410，灭火装置410实现单圆柱形套管的构造，并且其中，如下进一步详述地，从该装置410中以径向方式排放气体。类似于灭火装置10，灭火装置410具有大致圆柱形外轮廓，包括具有相对的第一端414和第二端416的大体圆柱形壳体412。灭火装置410还类似地包括气体发生器段，气体发生器段通常被标记为附图标记420并且诸如包括至少一部分气体发生器设备422。壳体412还包括中空的圆柱形套管428，套管428诸如经由连接件430大体纵向轴线对准地接合到气体发生器设备422。端封闭件或端帽432置于壳体第二端416处，例如在壳体第二端416处与圆柱形套管428压合接合。壳体412，以及更具体地气体发生器设备422的至少一部分，至少部分地限定或包括第一腔434，第一腔434诸如被划分为至少包括第一子腔436和第二子腔440，第一子腔436和第二子腔440诸如被隔离壁元件442分隔，其中隔离壁元件442诸如包括穿过其的多个孔，所述多个孔诸如允许气体类似于如上所述地从其中流过。第一子腔436有时被称为“点火腔”，其包含大量点火材料450,诸如本领域已知的以及诸如能够反应以形成点火产物的点火材料。第二子腔440有时被称为“气体发生剂腔”或者“燃烧腔”，其包含诸如能够反应以产生气体产物的大量气体发生剂材料452。气体发生剂材料452被包含在通常被标记为附图标记454的气体发生剂容器内。与之前所述的气体发生剂容器54 —样，每个气体发生剂容器454可以包括细长的圆柱形管以及相对布置的第一端壁和第二端壁，其中大量气体发生剂材料圆片466置于第一端壁和第二端壁之间。气体发生器设备414还包括引爆器472，引爆器472诸如固定到基座端壁426并且从基座端壁426延伸，引爆器472可操作地与点火腔436相关联，从而与大量点火材料450的至少一部分点火连通。灭火装置410还包括第二腔484，第二腔484通常与第一腔434相邻布置并且诸如经由连接件430与第一腔434气体流动连通。第二腔484至少部分地包含或包括密封的存储蓄液池486、活塞件492、及扩散部496，其中，存储蓄液池486诸如用于存储或以其它方式有效包含大量的冷却材料490，如前所述，活塞件492包括活塞494。冷却材料490可以又适当地存储或包含在第二腔484中。活塞494内部是混合腔或形成混合腔506。和灭火装置10 —样，当活塞494中的一个或多个开口 510已经合适地移动/移位入腔484 (例如，存储蓄液池486)时，大量冷却材料490的至少一部分将开始经过活塞开口510流出存储蓄液池486。灭火装置410和灭火装置10之间的显著区别是，在灭火装置410中，流经诸如形成在扩散部496中开口 512的冷却气体以径向方式离开该装置410，并且可以被合适地引导到火焰的地方或覆盖火焰，以实现或帮助实现对火焰的所期望的抑制。例如，这种径向排放可以提供或使得从装置中排放的冷却气体更加分散，诸如可以对火焰上的冷却气体提供更好的分布或散布。
本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解且认识到，诸如灭火装置410提供的或得到的冷却气体的径向排放可以如所期望地使得所述装置达到推力平衡，诸如可以有助于或简化产品运输分类测试。还提供一种使用或实现如上所述的灭火装置的抑制火焰的方法。根据一种此类操作方法，大量气体发生剂的至少一部分被点燃以产生气体。活塞移动以从第二腔排出大量吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却。冷却气体随后被引导到火焰区域。在至少一种此类方法中，源自点燃气体发生剂以产生气体的燃烧压力用于将吸热可变材料注入到由点燃气体发生剂产生的气体流中。在至少一种此类方法中，吸热可变材料以与第一腔中的燃烧压力成比例的速率从第二腔中排出。在至少一种此类方法中，吸热可变材料是液体。进一步，液体吸热可变材料的至少一部分可以在当与点燃气体发生剂产生的气体相接触时蒸发以形成额外的气体产物。在至少一种此类方法中，吸热可变材料的至少一部分可以在当与点燃气体发生剂产生的气体相接触时分解以形成额外的气体产物。在至少一种此类方法中，其中点燃大量气体发生剂的至少一部分以产生气体发生在第一腔中，该方法额外地包括产生的气体随着蜿蜒的气体流动通路从第一腔流到至少一个排放开口。在至少一种此类方法中，第二腔额外地包含至少一种活跃的灭火化合物，用于抑制与其接触的火焰。在至少一种该方法中，至少一种活跃的灭火化合物包括乙酸钾。在另一种此类方法中，至少一种活跃的灭火化合物包括至少一种碱金属碳酸盐。在至少一种此类方法中，其中所述壳体纵向延伸，所述方法包括从壳体中轴向排放冷却气体。在至少一种此类方法中，其中所述壳体额外地至少部分地限定第三腔，并且所述第二腔至少部分地置于所述第三腔内，并且其中在将冷却气体引导到火焰区域之前，所述方法额外地包括使得点燃气体发生剂产生的气体与置于第三腔内的热稳定热沉固体相接触，从而在点燃气体发生剂形成的所述气体离开所述壳体之前对该气体进行冷却。在至少一种此类方法中，将冷却气体引导到火焰区域还包括从壳体中径向排放冷却气体。可以在缺少这里未特别公开的任何元件、零件、步骤、部件、或成分的情况下合适地实现这里示意性公开的本发明。尽管参考本发明的某些优选实施例已经描述了本发明的前述详细说明，为了示意目的已经阐述了许多细节，本领域技术人员将明白，本发明也允许有额外的实施例，并且这里描述的某些细节可以被显著地改变而不偏离本发明的基本原则。
权利要求
1.一种灭火装置，所述装置包括: 壳体，至少部分地限定包含大量气体发生剂的第一腔； 引爆器，能够操作地关联到所述第一腔并且在进行反应时启动与所述大量气体发生剂的至少一部分的连通，所述引爆器当启动时点燃所述大量气体发生剂的至少一部分以产生气体； 第二腔，所述第二腔与所述第一腔相邻布置，所述第二腔包含大量冷却材料以及具有活塞的活塞件，其中当启动时，所述活塞移动以从所述第二腔排出所述大量冷却材料的至少一部分，从而排出的冷却材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却；以及 所述壳体还具有至少一个排放开口，以允许冷却后的气体离开所述壳体。
2.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述活塞包括与所述大量冷却材料密封隔离的内部，并且其中当启动时所述活塞移动以解除所述冷却材料与所述活塞的所述内部之间的密封隔离。
3.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述冷却材料包括至少一种吸热可变材料。
4.根据权利要求3所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料包括在当与点燃所述气体发生剂产生的气体相接触时进行蒸发和分解中至少一种以至少对所述气体进行冷却的液体。
5.根据权利要求4所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料在当与点燃所述气体发生剂产生的气体相接触时形成额外的气体产物。
6.根据权利要求3所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料包括水。
7.根据权利要求6所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料额外地包括氯化钙。
8.根据权利要求6所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料额外地包括丙二醇。
9.根据权利要求1所述的灭火装置，其特征在于，额外地包括用于实现从所述第一腔到所述至少一个排放开口的气体流通的蜿蜒的气体流动通路。
10.根据权利要求9所述的灭火装置，其中，所述蜿蜒的气体流动通路包括多个气体流动弯角。
11.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，通过所述大量气体发生剂的至少一部分进行反应以产生气体而产生的燃烧压力用于移动所述活塞并且从所述第二腔中排出所述大量冷却材料的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述第二腔额外地包含至少一种活跃的灭火化合物以抑制与其接触的火焰。
13.根据权利要求12所述的灭火装置，其中，包含在所述第二腔中的所述至少一种活跃的灭火化合物包括乙酸钾。
14.根据权利要求12所述的灭火装置，其中，包含在所述第二腔中的所述至少一种活跃的灭火化合物包括至少一种碱金属碳酸盐。
15.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述壳体纵向延伸并且所述至少一个排放开口被布置为使得冷却后的气体轴向地离开所述壳体。
16.根据权利要求15所述的灭火装置，其中，所述壳体额外地至少部分地限定第三腔，并且其中所述第二腔至少部分地置于所述第三腔中，所述第三腔包含大量的热稳定热沉固体和置于内部并与所述至少一个排放开口相邻的保持设备，所述保持设备用于当冷却气体离开所述壳体时将所述热沉固体保持在所述第三腔中。
17.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述至少一个排放开口被布置为允许冷却后的气体径向地离开所述壳体。
18.根据权利要求17所述的灭火装置，其中，所述壳体额外地至少部分地限定第三腔，并且其中所述第二腔至少部分地置于所述第三腔内，所述第三腔包括所述至少一个排放开口以允许冷却后的气体径向地离开所述壳体。
19.一种用于使用灭火装置抑制火焰的方法，包括: 一壳体至少部分地限定包含大量气体发生剂的第一腔； 一引爆器能够操作地关联到所述第一腔并且在进行反应时启动与所述大量气体发生剂的至少一部分的连通，所述引爆器当致动时点燃所述大量气体发生剂的至少一部分以产生气体； 第二腔与所述第一腔相邻布置，所述第二腔包含大量吸热可变材料以及具有活塞的活塞件，其中当致动时，所述活塞移动以从所述第二腔排出所述大量吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却；以及 所述壳体还具有至少一个排放开口，以允许冷却后的气体离开所述壳体，所述方法包括: 点燃所述大量气体发生剂的至少一部分以产生气体； 移动所述活塞以从所 述第二腔排出所述大量吸热可变材料的至少一部分，使得被排出的吸热可变材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却；以及将所述冷却后的气体引导到火焰区域。
全文摘要
一种灭火装置，所述装置包括壳体，壳体至少部分地限定包含气体发生剂的第一腔。该装置还包括引爆器，引爆器能够操作地关联到第一腔并且在进行反应时启动与气体发生剂的连通。引爆器当致动时用于点燃至少一些气体发生剂以产生气体。壳体还限定与第一腔相邻布置的第二腔。第二腔包含吸热可变材料以及具有活塞的活塞件。当致动时，所述活塞移动以从所述第二腔排出吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却。壳体还具有至少一个排放开口，以使冷却气体离开所述壳体。还提供了用于抑制火焰的相应的或相关联的用于灭火的方法。
文档编号A62C5/00GK103153401SQ201180048185
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年10月7日
发明者M·A·考克斯, B·W·史密斯, D·W·帕金森 申请人:奥托里夫Asp股份有限公司
技术领域：
本发明一般涉及灭火器，更具体地，涉及使用充气机型气体发生设备的灭火器。
背景技术：
过去，已经发现卤化物卤烃广泛应用于灭火器。术语“卤化物卤化烃”一般指卤化烷或卤代烷(由含相关卤素的烷类组成的一组化合物，以及特别是含溴的卤化烷)。卤化物卤烃通常在扑灭多种类型的火中是有效的，因为其如所期望的是非导电的，易于快速挥发而无残留，且对于有限的人体暴露是相对安全的。过去，诸如卤烃卤化物1301(—溴三氟甲烷，CBrF3)的卤化物卤烃已经证明了其在通常不适合喷水灭火系统应用的区域或建筑物中作为灭火剂的效用，所述区域诸如是数据和计算机中心、博物馆、图书馆、手术室、及其它基于水的灭火应用可能对电子设备、重要档案收集等导致无法修复的损害的位置。但是，已经发现由于针对大气的破坏臭氧的问题，卤化物卤烃对环境有严重影响。因此，需要在灭火和类似应用中找到卤化物卤烃的有效替代。
发明内容
在此提供一种改进的灭火装置及用于灭火的相关联的或相应的用于或隶属于灭火的方法。本发明的更具体目标是克服如上所述的一个或多个问题。在第一方面，提供一种灭火装置，所述装置包括壳体，壳体至少部分地限定包含大量气体发生剂的第一腔。该装置还包括引爆器，引爆器能够操作地关联到第一腔并且在进行反应时启动与大量气体发生剂的至少一部分的连通。引爆器当致动时用于或适于点燃大量气体发生剂的至少一部分以产生气体。壳体还限定与第一腔相邻布置的第二腔。第二腔包含大量吸热可变材料以及具有活塞的活塞件，其中当启动时，所述活塞移动以从所述第二腔排出大量吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却。壳体还具有至少一个排放开口，以允许冷却后的气体离开所述壳体。在另一方面，提供一种使用或实现该灭火装置的抑制火焰的方法。根据一种此类操作方法，大量气体发生剂的至少一部分被点燃以产生气体。活塞移动以从第二腔排出大量吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却。冷却后的气体随后被引导到火焰区域。本领域技术人员将从结合随附权利要求和附图的以下详细描述中将更好地理解其它目标和优点。
图1是根据本发明一个方面的灭火装置的剖视图。图2是图1示出的灭火装置的发生器段的局部放大图。
图3是图2示出的且朝向基座(引爆器端)观察的发生器段的放大的局部倾斜图。图4是图3示出的气体发生器段沿图2示出的线4-4截取的剖视图。图5是强调图1示出的灭火装置的冷却段的局部放大图。图6是图5中强调的冷却段的放大的局部倾斜图。图7是根据本发明另一方面的灭火装置的剖视图，其类似于图1的示图。图8是根据本发明又一方面的灭火装置的剖视图，其类似于图1和图7的示图。
具体实施例方式图1-图6示出根据本发明一个方面的灭火装置和/或其各个部分。灭火装置通常被标记为附图标记10。灭火装置10具有大致圆柱形外轮廓并且包括大致圆柱形壳体12，壳体12诸如具有管状的细长形状且具有相对的第一端14和第二端16。壳体12可以根据特定应用的需求如所期望地由金属、钢、或其它材料形成或制成。根据需要，壳体可以是单片构件或多片构件。灭火装置10包括通常被标记为附图标记20的气体发生器段，并且诸如至少部分地包括气体发生器设备22。可以使用各种气体发生器或充气机型设备，诸如类似于在可膨胀的车辆乘客安全约束系统中可以使用的气体发生器或充气机型设备。在共同待审的专利申请(代理人卷号AA1-70021)中公开了本发明所实际使用的当前优选的气体发生器设备，该专利申请在规定期内提交且将其全部内容合并于此。在不出的实施例中，壳体12部分地由气体发生器设备22的圆柱形壁24组成,壳体的第一端14被气体发生器设备22的基座端壁26封闭。壳体12还包括中空的圆柱形套管28，有时也被称为“外”套管。如以下将进一步讨论的，诸如经由连接件30，套管28以大体纵向轴线对准的方式接合于气体发生器设备22。端封闭件或端帽32置于壳体的第二端16处。在示出的实施例中，端封闭件32在壳体的第二端16处与圆柱形套管28压合接合。但是，本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，各种形式的端封闭件和其到壳体的附接都是可行的，本发明的广泛实践不必限于端封闭件与壳体的附接的具体形式或方式。壳体12，以及更具体地气体发生器设备22的至少一部分，至少部分地限定或包括第一腔34。现在参考图2和图3，第一腔34被划分为包括至少第一子腔36和第二子腔40。更具体地，第一子腔36和第二子腔40被隔离壁元件44分隔，其中隔离壁元件44诸如包括穿过其的多个孔44，所述多个孔44诸如允许气体从其中流过。在示出的实施例中，最好参考图3得出，隔离壁元件42根据需要包括保持盘46和保持板48。如所理解的，本发明的广泛实践不必限于利用隔离壁元件对该第一子腔和第二子腔进行分隔的构造，也不限于如所示的包括保持盘和保持板的构造。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将进一步理解，其它诸如可以用于本发明实践的合适方法或技术可以用于实现第一和第二子腔的分隔。第一子腔36包含诸如本领域已知的以及诸如能够反应以形成点火产物的大量点火材料50。因此，第一子腔36有时被称为“点火腔”，或者可替换地称为“点火杯”。尽管点火材料50被示出为是小片的形式，本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，可以使用诸如本领域已知的各种形式的点火材料，本发明的广泛实践不必限于包含和/或使用具体或特定形式的点火材料。第二子腔40包含通常被标记为附图标记52的大量的气体发生剂材料，诸如本领域已知的以及诸如能够反应(诸如通过燃烧)以产生气体产物的气体发生剂材料。因此，第二子腔40有时被称为“气体发生剂腔”或者“燃烧腔”。气体发生剂腔40根据需要具有恒定容积。也就是说，在气体发生器设备22致动之前、期间、及之后，气体发生剂腔40的容积保持不变。在灭火装置10中，气体发生剂材料52示出为被包含在气体发生剂容器内，最好参考图4得出，气体发生剂容器通常被标记为附图标记54，以及分别被标记为置于气体发生剂腔40内的附图标记56、57、58、59。返回图2，每个气体发生剂容器54通常分别包括细长的圆柱形管60以及相对布置的第一端壁62和第二端壁64，其中大量气体发生剂材料圆片66置于第一端壁62和第二端壁64之间。圆柱形管60与第一端壁62和第二端壁64可以如所期望地被凿孔或以其它方式形成或构成，从而允许气体穿过其中流动。第一端壁62被置于与点火腔36相邻以允许至少一部分点火产物穿流经过，并且与包含在各个气体发生剂容器54内的气体发生剂材料52接触以点燃所述气体发生剂材料，从而产生气体产物。第一端壁62可以与之前讨论的隔离壁元件42以及保持盘46和/或保持板48相同或不同。第二端壁64被布置为允许气体产物的气体流通，以从气体发生器22排放出去。因此，第一端壁62和第二端壁64中一者或两者可以分别由一个或多个保持盘46和68和/或一个或多个保持板48和70中的一个或二者如所期望地构成，并且诸如每个端壁可被凿孔。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，此类气体发生器设备的特定设计特征包括例如其中包含的气体发生剂容器54的数量、长度、及直径，这些特征可以被适当地选择以提供所期望水平的气体产物和性能。此外，尽管气体发生剂材料52被示出为是圆片形式，本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，可以使用诸如本领域已知的各种形式的气体发生剂材料，因此本发明的广泛实践不必限于包含和/或使用具体或特定形式的气体发生剂材料。气体发生器设备14包括引爆器72，引爆器72可操作地与点火腔36相关联，而与大量点火材料50的至少一部分点火连通。在示出的实施例中(例如，参考图2)，引爆器72固定到基座端壁26并且从基座端壁26延伸。在气体发生器设备中使用的或与其一起使用的共同的引爆器设备被电激活。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，诸如在灭火装置的单端处(或其上)的引爆器所需要的电连接安置或定位可以如所期望地有助于或简化根据本发明的灭火系统以不同位置和结构进行的组装，灭火系统诸如被表示为灭火装置。引爆器72在启动时用作或用于引起点火材料50进行反应以形成点火产物。如上所述，气体发生剂容器54的第一端壁62置于与点火腔36相邻以允许在其中穿过至少一部分点火产物，并且与包含在各个气体发生剂容器54内的气体发生剂材料52接触以点燃所述气体发生剂材料52，从而产生气体产物。气体产物穿过气体发生剂容器54的第二端壁64，以允许气体产物的气体流动传送，以从气体发生器22排放出去。为此，气体发生器22包括头部段74，头部段74具有通常与基座端壁26相对布置的头部端壁76。头部端壁76包括开口 78，气体产物可以经过该开口 78离开气体发生器22并且进入形成在连接件30与气体发生器设备22的头部端壁72之间的中心腔80中。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，开口 78可以通常(例如，当装置处于静止状态或在启动状态之前)如所期望地被压敏覆盖件或挡板81密封或覆盖，以防止通过开口 78不期望地传递材料。这种覆盖可以例如采取粘结背箔带等的形式。如所知的，一旦预定压力从气体发生器22内部施加于所述覆盖件，这种覆盖件可以被选择为打开或裂开。如所期望的且如下进一步解释的，中心腔80具有一个或多个排放端口 82。灭火装置10还包括第二腔84，第二腔84通常与第一腔34相邻布置并且诸如经由连接件30与第一腔34气体流动连通。第二腔84包括大致圆柱形套管85，以下有时也称为“内”套管，该套管也适当地接合或连接到连接件30。第二腔84至少部分地包含或包括密封的存储蓄液池86、活塞件92、及扩散部96，其中，存储蓄液池86诸如用于存储或以其它方式有效包含大量的冷却材料90，例如液体形式(下文中将更为详细地进行描述)，活塞件92包括活塞94，扩散部96诸如形成在套管85中或作为套管85的一部分。如所理解的，冷却材料90适当地存储或包含在第二腔84内。例如，灭火装置10包含以液体形式被密封件98密封在密封存储蓄液池86中的冷却材料90。密封件98可以例如是杯子102的形式，杯子102通过O环密封件104的辅助压合在活塞94周围，对存储蓄液池86进行密封。最好参考图6得出，活塞94内部是混合腔106或形成混合腔106。当气体发生剂52燃烧时，产生大量气体。所述气体离开气体发生器14并且进入中心腔76。气体随后经由排放端口 82离开中心腔76，并且可以通过至少部分地填充混合腔106来接触活塞94。随着气体接触活塞94，活塞94开始朝向所述腔84进行移动/移位，更具体地是朝向存储蓄液池86进行移动/移位。当活塞94中的一个或多个开口 110已经移动/移位到所述腔84 (例如，存储蓄液池86)并且经过O环密封件104时，大量冷却材料90的至少一部分将开始经过活塞开口110流出存储蓄液池86。因此，活塞94的这一运动可以用作从第二腔84 (更具体地，从存储蓄液池86)液压地排出大量冷却材料90的至少一部分，由此使得冷却材料90经过开口110注入到与混合腔106中的气体发生剂燃烧产物相接触或混合。注入到活塞94内部的液体冷却材料90可以汽化。这种汽化用于使气体发生剂燃烧气体产物冷却并且可以根据需要用于形成额外的气态产物。随着活塞94推进入腔84，产生的气体可以经由诸如形成在扩散部96中的开口 112离开。 应该注意，在一些实施例中，气体发生剂燃烧气体产物将推动活塞头部以移动该活塞。随着气体发生剂燃烧气体产物离开气体发生器设备22，包括在气体产物中的或与气体产物一起的微粒和其它不期望的副产品可以沉积在连接件30、套管85、活塞件92 (诸如活塞头部)、及端封闭件32中一个或多个的表面上，并且因此如所期望地与大量气体发生剂燃烧气体产物相分离。因此，如所期望地避免或最小化来自装置的排放物中的或与来自装置的排放物一起的这些微粒和副产品的散布。壳体12的圆柱形套管28部分至少部分地限定第三腔114，第三腔114诸如通常布置于第二腔84之外。结果，经由扩散部开口 112离开的气体可以经由圆柱形套管28被引导，并且在壳体端16处经过(诸如形成或被包括在端封闭件32中的)排放开口 116离开灭火装置10。排放开口 116通常(例如，当装置处于静止状态时或在启动状态之前)由箔带(未示出)等密封，诸如防止灰尘或其它不期望的材料进入系统。排放气体可以被合适地引导到着火的地方或覆盖火，以实现或帮助实现对火焰的如期望的抑制。本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，在本发明的实现中可以使用各种适合的冷却材料，这些材料被包含在本发明中。在一个优选实施例中，冷却材料是、包括、或包含至少一种吸热可变材料。一种优选形式的吸热可变材料是或包括当与气体发生剂点燃后产生的气体接触时会蒸发和/或分解以至少对所述气体进行冷却的液体。在一些实施例中，如灭火装置的合适功能所需要的，吸热可变材料优选地吸热分解以形成额外的气态产物，从而增加最终的气态产物的量，并且诸如可以如所期望地用于减少气体发生剂材料的用量或数量。通过减少所需要的气体发生剂材料的量并且因此减少所需要的气体发生剂的体积，可以显著地减小灭火装置中气体发生剂构件的尺寸，因此用作显著地减小灭火装置的成本和尺寸、或者可替换地，用作显著地增加灭火装置或相关联的灭火系统的灭火能力。实际中，适合的冷却剂包括在_35°C和85°C之间的温度上保持液态的液体材料。此外，由冷却剂产生或形成的任何气体必须在与特定灭火应用相关联的可接受的废液限制范围内。另外，冷却剂如所期望地是非腐蚀性的以有助于存储在简单的腔中。冷却剂的例子，尤其是通常满足此类标准的冷却液体，包括与CaCl2混合的水和与丙二醇混合的水。如所理解的，这些冷却剂通常更便宜，并且在许多情况中，比用于灭火设备应用中的最普遍材料显著地更便宜。除了冷却剂之外或冷却剂作为一部分，第二腔可以包含或包括一种或多种活跃的灭火化合物，诸如通常用于或适于在与火焰接触时即抑制火焰。可使用的化学上活跃的灭火化合物的例子包括乙酸钾和碱金属碳酸盐。例如，与不包括乙酸钾溶液的其它类似设备或装置相比较，水中添加30%重量百分比乙酸钾的溶液可以减少气体发生剂负荷、燃烧腔尺寸、主体灭火装置的重量达约40%，而不会显著地改变液体腔(例如，第二腔)的尺寸和设备或装置的灭火能力。现在参考图7，示出根据本发明另一实施例的一种灭火装置，通常标记为附图标记210。灭火装置210在各个方面类似于如上文所述的灭火装置10。例如，类似于灭火装置10，灭火装置210具有大致圆柱形外轮廓，包括具有相对的第一端214和第二端216的圆柱形壳体212。第一灭火装置210还类似地包括通常被标记为附图标记220的气体发生器段并且诸如包括至少一部分气体发生器设备222。壳体212还包括中空的圆柱形套管228。套管228诸如经由连接件230大体上纵向轴线对准地接合到气体发生器设备222。端封闭件或端帽232置于壳体第二端216处，例如在壳体第二端216处与圆柱形套管228压合接
八
口 ο壳体212，以及更具体地气体发生器设备222的至少一部分，至少部分地限定或包括第一腔234。第一腔234被划分为至少包括第一子腔236和第二子腔240。第一子腔236和第二子腔240诸如被隔离壁元件242分隔，其中隔离壁元件242诸如包括穿过其的多个孔244，诸如允许气体从其中流过。第一子腔236有时被称为“点火腔”，其包含大量点火材料250，诸如本领域已知的以及诸如能够反应以形成点火产物的点火材料。第二子腔240有时被称为“气体发生剂腔”或者“燃烧腔”，其包含诸如能够反应以产生气体产物的大量气体发生剂材料252。 类似于灭火装置10，在灭火装置210中，气体发生剂材料252被包含在通常被标记为附图标记254的气体发生剂容器内。与之前所述的气体发生剂容器54 —样，每个气体发生剂容器254可以包括细长的圆柱形管以及相对布置的第一端壁和第二端壁，其中大量气体发生剂材料圆片266置于第一端壁和第二端壁之间。气体发生器设备214还包括引爆器272，引爆器272诸如固定到基座端壁226并且从基座端壁226延伸，引爆器272可操作地与点火腔236相关联，从而与大量点火材料250的至少一部分点火连通。灭火装置210还包括第二腔284，第二腔284通常与第一腔234相邻布置并且诸如经由连接件230与第一腔234气体流动连通。第二腔284至少部分地包含或包括密封的存储蓄液池286、活塞件292、及扩散部296，其中，存储蓄液池286诸如用于存储或以其它方式有效包含大量冷却材料290，如前所述，活塞件292包括活塞294。冷却材料290可以又适当地存储或包含在第二腔284中。活塞294内部是混合腔或形成混合腔。和灭火装置10 —样，当活塞294中的一个或多个开口 310已经合适地移动/移位入腔284 (例如，存储蓄液池286)时，大量冷却材料290的至少一部分将开始经过活塞开口310流出存储蓄液池286。壳体212的圆柱形套管228部分也至少部分地限定第三腔314，第三腔314诸如通常布置于第二腔284之外，气体在壳体端216处经过(诸如形成或被包括在端封闭件232中的)排放开口 316离开灭火装置210。排放气体可以被合适地引导到火焰的地方或覆盖火焰，以实现或帮助实现对火焰的所期望的抑制。灭火装置210和灭火装置10之间的显著区别是，在灭火装置210中，第三腔314如所期望地额外包括或包含大量热稳定的热沉固体320。热稳定的热沉固体320可以如所期望地用于在向装置310排放气体产物之前吸收热或以其它方式从气体产物中消除热。热稳定的热沉固体320还可以如所期望地用于捕获或以其它方式防止诸如可以在离开所述装置310的气体产物中出现残留物(例如，微粒)。根据一个优选实施例，合适的热稳定热沉固体材料可以具有小直径金属弹丸的形式，诸如具有已知为“BB”的喷丸来复枪弹的性质或类似于喷丸来复枪弹。这种小直径金属弹丸可以由0.177英寸口径(4.5mm)的镀锌钢形成，该口径具有从0.171到0.173英寸(4.4mm)的直径。其它可能的热沉固体包括例如白云石(诸如小聚集形式)、沸石(诸如小聚集形式)、及水合分子筛(诸如小圆球形式)。灭火装置210还可以如所期望地包含或包括屏障324或其它选定的保持设备，屏障324或其它选定的保持设备用于当冷却气体离开壳体时将热沉固体保持或帮助保持在第三腔内。如所示的，所述屏障324可以如所期望地置于与排放开口 316内侧相邻，用于当冷却气体离开所述装置时将热沉固体320保持或帮助保持在第三腔314内。屏障324或其它合适选定的保持设备还可以用于对与气体接触的微粒进行冷却，或捕获或以其它方式移除与气体接触的微粒。
尽管上述实施例包含或实现了外圆柱形套管和内圆柱形套管两者，并且产生或实现从各个灭火装置中轴向排放气体，但是本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解，本发明的广泛实践不限于此。例如，图8示出了根据本发明另一实施例的一种灭火装置，通常标记为附图标记410，灭火装置410实现单圆柱形套管的构造，并且其中，如下进一步详述地，从该装置410中以径向方式排放气体。类似于灭火装置10，灭火装置410具有大致圆柱形外轮廓，包括具有相对的第一端414和第二端416的大体圆柱形壳体412。灭火装置410还类似地包括气体发生器段，气体发生器段通常被标记为附图标记420并且诸如包括至少一部分气体发生器设备422。壳体412还包括中空的圆柱形套管428，套管428诸如经由连接件430大体纵向轴线对准地接合到气体发生器设备422。端封闭件或端帽432置于壳体第二端416处，例如在壳体第二端416处与圆柱形套管428压合接合。壳体412，以及更具体地气体发生器设备422的至少一部分，至少部分地限定或包括第一腔434，第一腔434诸如被划分为至少包括第一子腔436和第二子腔440，第一子腔436和第二子腔440诸如被隔离壁元件442分隔，其中隔离壁元件442诸如包括穿过其的多个孔，所述多个孔诸如允许气体类似于如上所述地从其中流过。第一子腔436有时被称为“点火腔”，其包含大量点火材料450,诸如本领域已知的以及诸如能够反应以形成点火产物的点火材料。第二子腔440有时被称为“气体发生剂腔”或者“燃烧腔”，其包含诸如能够反应以产生气体产物的大量气体发生剂材料452。气体发生剂材料452被包含在通常被标记为附图标记454的气体发生剂容器内。与之前所述的气体发生剂容器54 —样，每个气体发生剂容器454可以包括细长的圆柱形管以及相对布置的第一端壁和第二端壁，其中大量气体发生剂材料圆片466置于第一端壁和第二端壁之间。气体发生器设备414还包括引爆器472，引爆器472诸如固定到基座端壁426并且从基座端壁426延伸，引爆器472可操作地与点火腔436相关联，从而与大量点火材料450的至少一部分点火连通。灭火装置410还包括第二腔484，第二腔484通常与第一腔434相邻布置并且诸如经由连接件430与第一腔434气体流动连通。第二腔484至少部分地包含或包括密封的存储蓄液池486、活塞件492、及扩散部496，其中，存储蓄液池486诸如用于存储或以其它方式有效包含大量的冷却材料490，如前所述，活塞件492包括活塞494。冷却材料490可以又适当地存储或包含在第二腔484中。活塞494内部是混合腔或形成混合腔506。和灭火装置10 —样，当活塞494中的一个或多个开口 510已经合适地移动/移位入腔484 (例如，存储蓄液池486)时，大量冷却材料490的至少一部分将开始经过活塞开口510流出存储蓄液池486。灭火装置410和灭火装置10之间的显著区别是，在灭火装置410中，流经诸如形成在扩散部496中开口 512的冷却气体以径向方式离开该装置410，并且可以被合适地引导到火焰的地方或覆盖火焰，以实现或帮助实现对火焰的所期望的抑制。例如，这种径向排放可以提供或使得从装置中排放的冷却气体更加分散，诸如可以对火焰上的冷却气体提供更好的分布或散布。
本领域技术人员及受这里公开的教示所指导的人将理解且认识到，诸如灭火装置410提供的或得到的冷却气体的径向排放可以如所期望地使得所述装置达到推力平衡，诸如可以有助于或简化产品运输分类测试。还提供一种使用或实现如上所述的灭火装置的抑制火焰的方法。根据一种此类操作方法，大量气体发生剂的至少一部分被点燃以产生气体。活塞移动以从第二腔排出大量吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却。冷却气体随后被引导到火焰区域。在至少一种此类方法中，源自点燃气体发生剂以产生气体的燃烧压力用于将吸热可变材料注入到由点燃气体发生剂产生的气体流中。在至少一种此类方法中，吸热可变材料以与第一腔中的燃烧压力成比例的速率从第二腔中排出。在至少一种此类方法中，吸热可变材料是液体。进一步，液体吸热可变材料的至少一部分可以在当与点燃气体发生剂产生的气体相接触时蒸发以形成额外的气体产物。在至少一种此类方法中，吸热可变材料的至少一部分可以在当与点燃气体发生剂产生的气体相接触时分解以形成额外的气体产物。在至少一种此类方法中，其中点燃大量气体发生剂的至少一部分以产生气体发生在第一腔中，该方法额外地包括产生的气体随着蜿蜒的气体流动通路从第一腔流到至少一个排放开口。在至少一种此类方法中，第二腔额外地包含至少一种活跃的灭火化合物，用于抑制与其接触的火焰。在至少一种该方法中，至少一种活跃的灭火化合物包括乙酸钾。在另一种此类方法中，至少一种活跃的灭火化合物包括至少一种碱金属碳酸盐。在至少一种此类方法中，其中所述壳体纵向延伸，所述方法包括从壳体中轴向排放冷却气体。在至少一种此类方法中，其中所述壳体额外地至少部分地限定第三腔，并且所述第二腔至少部分地置于所述第三腔内，并且其中在将冷却气体引导到火焰区域之前，所述方法额外地包括使得点燃气体发生剂产生的气体与置于第三腔内的热稳定热沉固体相接触，从而在点燃气体发生剂形成的所述气体离开所述壳体之前对该气体进行冷却。在至少一种此类方法中，将冷却气体引导到火焰区域还包括从壳体中径向排放冷却气体。可以在缺少这里未特别公开的任何元件、零件、步骤、部件、或成分的情况下合适地实现这里示意性公开的本发明。尽管参考本发明的某些优选实施例已经描述了本发明的前述详细说明，为了示意目的已经阐述了许多细节，本领域技术人员将明白，本发明也允许有额外的实施例，并且这里描述的某些细节可以被显著地改变而不偏离本发明的基本原则。
权利要求
1.一种灭火装置，所述装置包括: 壳体，至少部分地限定包含大量气体发生剂的第一腔； 引爆器，能够操作地关联到所述第一腔并且在进行反应时启动与所述大量气体发生剂的至少一部分的连通，所述引爆器当启动时点燃所述大量气体发生剂的至少一部分以产生气体； 第二腔，所述第二腔与所述第一腔相邻布置，所述第二腔包含大量冷却材料以及具有活塞的活塞件，其中当启动时，所述活塞移动以从所述第二腔排出所述大量冷却材料的至少一部分，从而排出的冷却材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却；以及 所述壳体还具有至少一个排放开口，以允许冷却后的气体离开所述壳体。
2.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述活塞包括与所述大量冷却材料密封隔离的内部，并且其中当启动时所述活塞移动以解除所述冷却材料与所述活塞的所述内部之间的密封隔离。
3.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述冷却材料包括至少一种吸热可变材料。
4.根据权利要求3所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料包括在当与点燃所述气体发生剂产生的气体相接触时进行蒸发和分解中至少一种以至少对所述气体进行冷却的液体。
5.根据权利要求4所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料在当与点燃所述气体发生剂产生的气体相接触时形成额外的气体产物。
6.根据权利要求3所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料包括水。
7.根据权利要求6所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料额外地包括氯化钙。
8.根据权利要求6所述的灭火装置，其中，所述吸热可变材料额外地包括丙二醇。
9.根据权利要求1所述的灭火装置，其特征在于，额外地包括用于实现从所述第一腔到所述至少一个排放开口的气体流通的蜿蜒的气体流动通路。
10.根据权利要求9所述的灭火装置，其中，所述蜿蜒的气体流动通路包括多个气体流动弯角。
11.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，通过所述大量气体发生剂的至少一部分进行反应以产生气体而产生的燃烧压力用于移动所述活塞并且从所述第二腔中排出所述大量冷却材料的至少一部分。
12.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述第二腔额外地包含至少一种活跃的灭火化合物以抑制与其接触的火焰。
13.根据权利要求12所述的灭火装置，其中，包含在所述第二腔中的所述至少一种活跃的灭火化合物包括乙酸钾。
14.根据权利要求12所述的灭火装置，其中，包含在所述第二腔中的所述至少一种活跃的灭火化合物包括至少一种碱金属碳酸盐。
15.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述壳体纵向延伸并且所述至少一个排放开口被布置为使得冷却后的气体轴向地离开所述壳体。
16.根据权利要求15所述的灭火装置，其中，所述壳体额外地至少部分地限定第三腔，并且其中所述第二腔至少部分地置于所述第三腔中，所述第三腔包含大量的热稳定热沉固体和置于内部并与所述至少一个排放开口相邻的保持设备，所述保持设备用于当冷却气体离开所述壳体时将所述热沉固体保持在所述第三腔中。
17.根据权利要求1所述的灭火装置，其中，所述至少一个排放开口被布置为允许冷却后的气体径向地离开所述壳体。
18.根据权利要求17所述的灭火装置，其中，所述壳体额外地至少部分地限定第三腔，并且其中所述第二腔至少部分地置于所述第三腔内，所述第三腔包括所述至少一个排放开口以允许冷却后的气体径向地离开所述壳体。
19.一种用于使用灭火装置抑制火焰的方法，包括: 一壳体至少部分地限定包含大量气体发生剂的第一腔； 一引爆器能够操作地关联到所述第一腔并且在进行反应时启动与所述大量气体发生剂的至少一部分的连通，所述引爆器当致动时点燃所述大量气体发生剂的至少一部分以产生气体； 第二腔与所述第一腔相邻布置，所述第二腔包含大量吸热可变材料以及具有活塞的活塞件，其中当致动时，所述活塞移动以从所述第二腔排出所述大量吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却；以及 所述壳体还具有至少一个排放开口，以允许冷却后的气体离开所述壳体，所述方法包括: 点燃所述大量气体发生剂的至少一部分以产生气体； 移动所述活塞以从所 述第二腔排出所述大量吸热可变材料的至少一部分，使得被排出的吸热可变材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却；以及将所述冷却后的气体引导到火焰区域。
全文摘要
一种灭火装置，所述装置包括壳体，壳体至少部分地限定包含气体发生剂的第一腔。该装置还包括引爆器，引爆器能够操作地关联到第一腔并且在进行反应时启动与气体发生剂的连通。引爆器当致动时用于点燃至少一些气体发生剂以产生气体。壳体还限定与第一腔相邻布置的第二腔。第二腔包含吸热可变材料以及具有活塞的活塞件。当致动时，所述活塞移动以从所述第二腔排出吸热可变材料的至少一部分，从而排出的吸热可变材料与点燃所述气体发生剂产生的气体进行接触并对其进行冷却。壳体还具有至少一个排放开口，以使冷却气体离开所述壳体。还提供了用于抑制火焰的相应的或相关联的用于灭火的方法。
文档编号A62C5/00GK103153401SQ201180048185
公开日2013年6月12日 申请日期2011年9月30日 优先权日2010年10月7日
发明者M·A·考克斯, B·W·史密斯, D·W·帕金森 申请人:奥托里夫Asp股份有限公司
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