專(zhuān)利名稱(chēng)：滅火系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滅火系統(tǒng)及方法以取代鹵代滅火系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
滅火系統(tǒng)經(jīng)常用于飛行器、建筑物、或其他具有內(nèi)部區(qū)域的結(jié)構(gòu)中。滅火系統(tǒng)通常使用鹵代滅火劑，比如鹵化烴。但是，人們認(rèn)為鹵素會(huì)消耗大氣中的臭氧。在大多數(shù)建筑物和其他結(jié)構(gòu)中已經(jīng)取代了鹵化烴滅火系統(tǒng)；但是，由于空間和重 量的限制更重要，所以在航空中的應(yīng)用比在非航空中的應(yīng)用更具挑戰(zhàn)性。而且，設(shè)計(jì)和換發(fā) 新證的成本嚴(yán)重阻礙了在航空業(yè)中快速采用新技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
一個(gè)示例性的滅火系統(tǒng)包括構(gòu)造成提供第一惰性氣體輸出的高壓惰性氣體源和 構(gòu)造成提供第二連續(xù)惰性氣體輸出的低壓惰性氣體源。分配網(wǎng)絡(luò)與高壓和低壓惰性氣體源 相連以分配第一和第二惰性氣體輸出?？刂破鞑僮餍缘刂辽倥c分配網(wǎng)絡(luò)相連以控制如何分 別分配第一和第二惰性氣體輸出。在另一個(gè)方面中，滅火系統(tǒng)包括構(gòu)造成提供第一惰性氣體輸出的加壓惰性氣體源 和構(gòu)造成提供第二惰性氣體輸出的惰性氣體發(fā)生器。一種與滅火系統(tǒng)一起使用的方法包括響應(yīng)于火險(xiǎn)信號(hào)首先釋放第一惰性氣體輸 出以將火險(xiǎn)的氧濃度降低至低于預(yù)定閾值，隨后釋放第二惰性氣體輸出以幫助抑制氧濃度 低于預(yù)定閾值。


從下文的詳細(xì)描述中，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)清楚所公開(kāi)例子的各種特征和優(yōu)點(diǎn)。下 面對(duì)詳細(xì)描述的附圖進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1示出了示例性滅火系統(tǒng)。圖2示出了滅火系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例。圖3示意性地示出了與滅火系統(tǒng)一起使用的可編程控制器。
具體實(shí)施例方式圖1示出了可以用于控制火險(xiǎn)的示例性滅火系統(tǒng)10的選定部分。滅火系統(tǒng)10可 用于飛行器12內(nèi)(示意性地示出)；但是，可以理解，示例性的滅火系統(tǒng)10可替換性地用 于其他類(lèi)型的結(jié)構(gòu)中。在此例子中，在飛行器12內(nèi)使用滅火系統(tǒng)10以控制可能發(fā)生在空間區(qū)域14a和 14b中的任何火險(xiǎn)。例如，空間區(qū)域14a和14b可以是貨艙、電子儀器艙、輪艙、或其他期望 滅火的空間區(qū)域。滅火系統(tǒng)10包括用于提供第一惰性氣體輸出18的高壓惰性氣體源16、 和用于提供第二惰性氣體輸出22的低壓惰性氣體源20。例如，高壓惰性氣體源16提供第一惰性氣體輸出18的質(zhì)量流速高于低壓惰性氣體源20提供第二惰性氣體輸出22的質(zhì)量 流速。高于惰性氣體源16和低壓惰性氣體源20連接到分配網(wǎng)絡(luò)24以分配第一和第二 惰性氣體輸出18和22。在這種情況下，根據(jù)檢測(cè)到火險(xiǎn)的地點(diǎn)，可以將第一和第二惰性氣 體輸出18和22分配至空間區(qū)域14a、空間區(qū)域14b、或兩者。正如可以理解的，飛行器12可以包括也與分配網(wǎng)絡(luò)24內(nèi)相連的額外的空間區(qū)域，使得可將第一和第二惰性氣體輸出18 和22分配至任一空間區(qū)域或所有的空間區(qū)域。滅火系統(tǒng)10還包括控制器26，該控制器26操作性地至少與分配網(wǎng)絡(luò)24相連，以 控制如何通過(guò)分配網(wǎng)絡(luò)24分別分配第一和第二惰性氣體輸出18和22。控制器可以包括硬 件、軟件、或兩者。例如，控制器可控制是否將第一惰性氣體輸出18和/或第二惰性氣體輸 出22分配至空間區(qū)域14a或14b，以及控制以何質(zhì)量和質(zhì)量流速分配第一惰性氣體輸出18 和/或第二惰性氣體輸出22。例如，控制器26可以響應(yīng)于火險(xiǎn)信號(hào)首先釋放第一惰性氣體輸出18至空間區(qū)域 14a,以將空間區(qū)域14a內(nèi)的氧濃度降低至低于預(yù)定閾值。一旦氧濃度低于閾值，控制器26 就可將第二惰性氣體輸出22釋放到空間區(qū)域14a以有助于維持氧濃度低于預(yù)定閾值。在 一個(gè)例子中，預(yù)定閾值在空間區(qū)域14a內(nèi)可以低于13%的氧濃度水平，比如12%的氧濃度。 閾值也可表示成一個(gè)范圍，比如11.5-12%。設(shè)定閾值低于12%的前提是將可出現(xiàn)在貨艙 中的乘客行李內(nèi)的懸浮物質(zhì)的點(diǎn)燃限制(或在某些情況下防止)成低于12%的氧濃度。例 如，閾值可以基于飛行器12停飛并處于海平面氣壓時(shí)空貨物箱中的第一和第二惰性氣體 輸出18和22的冷排放(即，無(wú)火情)設(shè)定。圖2示出了滅火系統(tǒng)110的另一個(gè)實(shí)施例。在本文中，相同的附圖標(biāo)記在適當(dāng)?shù)?地方表示相同的元件，增加了 100的附圖標(biāo)記表示變更的元件。變更的元件可以包含相應(yīng) 的原元件的相同特征和優(yōu)點(diǎn)，反之亦然。滅火系統(tǒng)Iio也在飛行器112中使用，但可選地也 可在其他類(lèi)型的結(jié)構(gòu)中使用。飛行器112包括第一貨艙114a和第二貨艙114b。滅火系統(tǒng)110可用于控制貨艙 114a和114b內(nèi)的火險(xiǎn)。在這點(diǎn)上，滅火系統(tǒng)110包括構(gòu)造成提供第一惰性氣體輸出118的 加壓惰性氣體源116、和構(gòu)造成提供第二惰性氣體輸出122的惰性氣體發(fā)生器120。加壓惰 性氣體源116和惰性氣體發(fā)生器120也可分別視為高壓和低壓惰性氣體源。在此例子中， 加壓惰性氣體源116提供第一惰性氣體輸出118的質(zhì)量流速高于惰性氣體發(fā)生器120提供 第二惰性氣體輸出122的質(zhì)量流速。分配網(wǎng)絡(luò)124與加壓惰性氣體源116和惰性氣體發(fā)生器120相連，以將第一和第 二惰性氣體輸出118和122分配至貨艙114a和114b?？刂破鞑僮餍缘刂辽倥c分配網(wǎng)絡(luò) 124相連，以控制如何分別分配第一和第二惰性氣體輸出118和122。如下所述，可以對(duì)控 制器126編程或?yàn)槠涮峁┓答佇畔?，以有助于確定如何分配第一和第二惰性氣體輸出118 和 122。加壓惰性氣體源116可包括多個(gè)儲(chǔ)存罐140a_d。這些罐可由輕質(zhì)材料制成以減輕 飛行器112的重量。雖然示出的是四個(gè)儲(chǔ)存罐140a-d，但在其他實(shí)施中使用額外的儲(chǔ)存罐 或更少的儲(chǔ)存罐也是可以理解的。儲(chǔ)存罐140a_d的數(shù)量可以取決于第一和第二貨艙114a 和114b (或其他空間區(qū)域)的大小、空間區(qū)域的泄漏率、雙發(fā)延程飛行的時(shí)間、或其他因素。每個(gè)儲(chǔ)存罐140a-d容納加壓惰性氣體，比如氮?dú)狻⒑?、氬氣或其混合物。惰性氣體可包括 微量其他氣體，比如二氧化碳。加壓惰性氣體源116還包括連接在儲(chǔ)存罐140a_d和分配網(wǎng)絡(luò)124之間的歧管 142。歧管142從儲(chǔ)存罐140a-d接收加壓惰性氣體并使體積流量作為第一惰性氣體輸出 118穿過(guò)流量調(diào)節(jié)器143到達(dá)分配網(wǎng)絡(luò)124。流量調(diào)節(jié)器143可具有完全開(kāi)放狀態(tài)、和之間 的中間狀態(tài)以改變流動(dòng)量。在這種情況下，流量調(diào)節(jié)器143是從歧管142到分配網(wǎng)絡(luò)的專(zhuān) 用出口，其有助于控制第一惰性氣體輸出118的質(zhì)量流速。每個(gè)儲(chǔ)存罐140a_d可包括與控制器126連通的閥144 (由從控制器126到加壓惰 性氣體源116的虛線(xiàn)表示)。閥144可用于將來(lái)自相應(yīng)的儲(chǔ)存罐140a-d內(nèi)的加壓氣體流 釋放到歧管142。另外，閥144可包括或用作止回閥以防止加壓氣體回流到儲(chǔ)存罐140a-d。 可選擇地，可單獨(dú)提供止回閥。可選地，閥體144也可包括壓力和溫度換能器以測(cè)量各個(gè)儲(chǔ) 存罐140a-d內(nèi)的氣壓(或可選地溫度)，并且將壓力作為反饋提供給控制器126以控制滅 火系統(tǒng)110。壓力反饋和可選地溫度反饋可用于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)存罐140a-d的狀況(即，準(zhǔn)備就緒 “預(yù)兆”)，以確定釋放哪些儲(chǔ)存罐140a-d，確定釋放時(shí)機(jī)、排出量，或檢測(cè)是否禁止釋放儲(chǔ)存 罐140a_d中的一個(gè)。惰性氣體發(fā)生器120可以是已知的機(jī)載惰性氣體發(fā)生系統(tǒng)(例如，“0BIGGS”)，用 于將惰性氣體流如富氮空氣提供至飛行器112的燃料箱190。與環(huán)境空氣相比，富氮空氣 包含更高濃度的氮?dú)?。雖然OBIGGS是已知的，但是通過(guò)分配網(wǎng)絡(luò)124內(nèi)的連接更改了本發(fā) 明中的惰性氣體發(fā)生器120以使其具有雙重功能，即，為燃料箱190提供惰性氣體并幫助滅 火。通常，惰性氣體發(fā)生器120從飛行器112的燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)級(jí)接收輸入空氣，比 如壓縮空氣，或者從貨艙114a或114b中的一個(gè)接收被輔助壓縮機(jī)壓縮的空氣，并且從輸入 空氣中的氧氣中分離氮?dú)庖蕴峁┡c輸入空氣相比富氮的輸出空氣。輸出的富氮空氣可用作 第二惰性氣體輸出122。惰性氣體發(fā)生器120也可利用來(lái)自第二源的輸入空氣，比如頰板空 氣(cheek air)，來(lái)自貨艙的副壓縮機(jī)空氣等等，這可用于按需擴(kuò)容。例如，惰性氣體發(fā)生 器120可以與在美國(guó)專(zhuān)利No. 7，273，507或美國(guó)專(zhuān)利No. 7，509，968中描述的系統(tǒng)類(lèi)似，但 并不特別局限于此。在示出的例子中，分配網(wǎng)絡(luò)124包括管道150，該管道150將貨艙114a和114b與 加壓惰性氣體源116和惰性氣體發(fā)生器120流體地連接?？梢詮氖境龅睦痈姆峙渚W(wǎng)絡(luò) 124以與其他的空間區(qū)域連接。分配網(wǎng)絡(luò)124包括多個(gè)流量閥152a_e，每個(gè)閥152a_e與控制器126連通(由從控 制器126至分配網(wǎng)絡(luò)124的虛線(xiàn)表示)。流量閥152a-e可以是已知類(lèi)型的流量/換向閥， 且可以基于到貨艙114a和114b的期望流量進(jìn)行選擇。在一個(gè)例子中，流量閥152a_e中的 一個(gè)或多個(gè)是在美國(guó)序列號(hào)10/253，297中公開(kāi)的閥。控制器126可選擇性地指揮閥152a_e打開(kāi)或關(guān)閉，以控制第一和第二惰性氣體輸 出118和122的分配。另外，至少流量閥152d可以是朝向打開(kāi)位置偏壓的閥(例如，應(yīng)急 開(kāi)放閥)，以在流量閥152d不能動(dòng)作的情況下允許第一惰性氣體輸出118的流動(dòng)。分配網(wǎng) 絡(luò)124、流量調(diào)節(jié)器143、和閥144可設(shè)計(jì)成達(dá)到期望的最大排放時(shí)間以排放儲(chǔ)存罐140a_d 中的所有惰性氣體。在有些例子中，排放時(shí)間大約為2分鐘。根據(jù)這種描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員能識(shí)別其他的排放時(shí)間以滿(mǎn)足其特殊需求。例如，流量閥152a_e可以每個(gè)都具有打開(kāi)和關(guān)閉狀態(tài)，用于根據(jù)是否檢測(cè)到火險(xiǎn)允許或阻止氣體。在沒(méi)有火險(xiǎn)的時(shí)候，閥152a可以是常閉的而閥152b-e可以是常開(kāi)的。止 回閥181a防止來(lái)自燃料箱190的可燃蒸汽進(jìn)入滅火系統(tǒng)110。止回閥181b防止來(lái)自滅火 系統(tǒng)110的高壓進(jìn)入燃料箱190而將管道惰性化。安全閥182保護(hù)惰性氣體分配網(wǎng)絡(luò)124 和閥152a-e在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)不出現(xiàn)過(guò)壓。閥152b和152c可以是常開(kāi)的而響應(yīng)于火險(xiǎn) 可以關(guān)閉，或者是常閉的然后響應(yīng)于火險(xiǎn)打開(kāi)。分配網(wǎng)絡(luò)124還包括第一貨艙114a處的惰性氣體出口 160a和第二貨艙114b處 的惰性氣體出口 160b。在這種情況下，惰性氣體出口 160a和160b中的每個(gè)可包括多個(gè)孔 口 162，用于從分配網(wǎng)絡(luò)124分配第一惰性氣體輸出118和/或第二惰性氣體輸出122。第一和第二貨艙114a和114b中的每個(gè)可包括艙外閥170，該艙外閥170限制貨艙 的內(nèi)部和外部(頰板/艙底)之間的壓差。每個(gè)貨艙114a和114b還可包括將艙和下面的 艙底空間184分開(kāi)的地板。在某些飛行器中，地板是不密封的以允許貨艙內(nèi)的大氣與艙底 內(nèi)的大氣連通。這些通風(fēng)型地板可裝備有密封部件183 (示意性地示出)，比如密封件、擋 板、充氣式密封件等，該密封部件183與控制器126配合以響應(yīng)于火險(xiǎn)將艙底空間184從艙 密封開(kāi)來(lái)，從而限制貨艙空間和泄漏，從而使從惰性氣體源118和122要求的惰性氣體的量 最小化。每個(gè)貨艙114a和114b還可包括至少一個(gè)氧傳感器176，用于檢測(cè)各貨艙114a或 114b內(nèi)的氧濃度水平。但是，在某些例子中，滅火系統(tǒng)也可不包括任何氧傳感器。氧傳感器 176可與控制器126連通并且將表示氧濃度的信號(hào)發(fā)送到控制器126作為反饋。惰性氣體 發(fā)生器120還可包括一個(gè)或多個(gè)氧傳感器(未示出)，用于向控制器126提供表示富氮空氣 的氧濃度的反饋信號(hào)。貨艙114a和114b還可包括溫度傳感器(未示出)，用于向控制器 126提供溫度反饋信號(hào)。滅火系統(tǒng)110的控制器126可與其他機(jī)載控制器或警告系統(tǒng)180 (比如飛行器120 的主控制器或復(fù)合分配控制器、以及惰性氣體發(fā)生器120的控制器(未示出))連通。例如， 其他控制器或警告系統(tǒng)180可與飛行器120的其他系統(tǒng)連通，包括火險(xiǎn)檢測(cè)系統(tǒng)，用于檢測(cè) 貨艙114a和114b內(nèi)的火險(xiǎn)并響應(yīng)于檢測(cè)到的火險(xiǎn)發(fā)布火險(xiǎn)信號(hào)或者測(cè)試、評(píng)價(jià)、或證明滅 火系統(tǒng)110。控制器126可與惰性氣體發(fā)生器120的控制器連通，以控制惰性氣體發(fā)生器120 從哪個(gè)輸入空氣源吸入輸入空氣和/或調(diào)整第二惰性氣體輸出122的流速和氧濃度。例如， 控制器126可以指揮惰性氣體發(fā)生器120從沒(méi)有火險(xiǎn)的貨艙114a或114b的一個(gè)吸入空氣， 或者基于飛行器112的飛行周期控制惰性氣體發(fā)生器120從哪里吸入輸入空氣。另外，控 制器126可以響應(yīng)于在發(fā)生火險(xiǎn)的空間區(qū)域中檢測(cè)到的氧濃度或者響應(yīng)于飛行器112的飛 行周期，調(diào)整第二惰性氣體輸出122的氧濃度和/或流速。在下面的例子中，假設(shè)第一貨艙114a中發(fā)生火險(xiǎn)。另一個(gè)機(jī)載控制器或警告系統(tǒng) 180可以已知的方式檢測(cè)第一貨艙114a中的火險(xiǎn)，例如通過(guò)煙霧檢測(cè)、視頻、溫度、火焰檢 測(cè)、燃燒氣體檢測(cè)或任何其它已知或適當(dāng)?shù)幕痣U(xiǎn)確定方法?；痣U(xiǎn)的確定可以與預(yù)定閾值或 煙霧、溫度、火焰檢測(cè)、燃燒氣體檢測(cè)的速率增加或其他特點(diǎn)相關(guān)。響應(yīng)于火險(xiǎn)，控制器126、其它機(jī)載控制器或警告系統(tǒng)180或者二者在使用滅火系統(tǒng)110之前可關(guān)閉空氣管理/通風(fēng)系統(tǒng)。根據(jù)接收到的反饋信息，控制器126可確定關(guān)閉空 氣管理/通風(fēng)系統(tǒng)所用的時(shí)間。在沒(méi)有火險(xiǎn)的情況下，空氣管理/通風(fēng)系統(tǒng)可使貨艙114a 和114b通風(fēng)。但是，在有火險(xiǎn)的情況下，減少通風(fēng)有助于抑制火險(xiǎn)。編程有貨艙114a的容積和其他信息的控制器126智能地釋放第一惰性氣體輸出118。控制器126基于貨艙114a的已知的容積，首先從需要數(shù)量的加壓惰性氣體源116釋 放第一惰性氣體輸出118，以將貨艙114a內(nèi)的火險(xiǎn)的氧濃度降低至低于預(yù)定閾值。例如，預(yù) 定閾值可以為12%。關(guān)于這點(diǎn)，控制器126可控制如何將第一惰性氣體輸出118分配到貨 艙114a。例如，使用控制器126的一個(gè)目標(biāo)是控制對(duì)第一和第二惰性氣體輸出118和122 的分配，以有效地控制火險(xiǎn)，同時(shí)限制貨艙114a出現(xiàn)過(guò)壓并且限制貨艙114a內(nèi)產(chǎn)生氣體湍 流。貨艙114a內(nèi)的大氣的移位還有利于冷卻貨艙114a并且進(jìn)一步有助于消除火險(xiǎn)和保護(hù) 飛行器結(jié)構(gòu)?？刂破?26預(yù)編程有貨艙114a、114b等的容積，還有其他信息(比如一個(gè)儲(chǔ)存罐 能保護(hù)的容積)，以使控制器126能夠確定如何分配第一惰性輸出118。例如，貨艙114a可 能需要四儲(chǔ)存罐的第一惰性氣體輸出118，而貨艙114b可能只需要三罐。控制器126將打 開(kāi)需要數(shù)量的閥144以排出正確數(shù)量的氣體，并且排放到正確的位置。而且，控制器126可 基于貨艙114b的較小空間，通過(guò)依次打開(kāi)閥144來(lái)限制質(zhì)量流速，從而避免貨艙114b內(nèi)出 現(xiàn)過(guò)壓?？刂破?26也可釋放多個(gè)儲(chǔ)存罐140a_d，以確保第一惰性氣體輸出118有充足的 質(zhì)量流進(jìn)入貨艙114a。例如，對(duì)控制器126的反饋可表示前面選擇的惰性氣體源116沒(méi)有 以預(yù)期的速率排放。在這種情況下，控制器126可釋放儲(chǔ)存罐140a-d中的另一個(gè)，以提供 期望的質(zhì)量流速，從而將氧濃度降低至低于預(yù)定閾值?？刂破?26也可使流量閥152d釋放第一惰性氣體輸出118的脈沖。例如，對(duì)控制 器的反饋可表示需要額外的惰性氣體以維持期望的氧濃度。在這種情況下，控制器126可 為流量閥152a提供脈沖。脈沖用來(lái)將氧濃度維持在最大濃度水平，該最大濃度水平是在無(wú) 需消耗過(guò)量的儲(chǔ)存的惰性氣體的情況下可接受的量。該操作模式可在飛行周期內(nèi)的降落過(guò) 程中使用。另外，可將控制器126編程為響應(yīng)于滅火系統(tǒng)110內(nèi)的故障。例如，如果閥152a_e 中的一個(gè)或閥144出現(xiàn)故障，則控制器126通過(guò)打開(kāi)或關(guān)閉其他閥152a-e或144可做出響 應(yīng)以改變分配第一或第二惰性氣體輸出118或122的方式。在某些例子中，作為到控制器126的反饋從閥144的壓力換能器提供的儲(chǔ)存罐壓 力允許控制器126確定何時(shí)儲(chǔ)存罐140a-d接近空的狀態(tài)。關(guān)于這點(diǎn)，隨著儲(chǔ)存罐140a_d 任何一個(gè)中的壓力的消耗，控制器126可釋放儲(chǔ)存罐140a-d中的另一個(gè)，以有助于控制第 一惰性氣體輸出118流向貨艙114a的質(zhì)量流速?？刂破?26也可利用壓力和溫度反饋并 結(jié)合關(guān)于飛行器112的飛行周期的已知信息，來(lái)確定維護(hù)儲(chǔ)存罐140a-d的將來(lái)時(shí)間，從而 更換儲(chǔ)存罐。例如，控制器126可檢測(cè)儲(chǔ)存罐140a-d之一的慢漏氣，并且通過(guò)計(jì)算漏氣率 設(shè)立更換的將來(lái)時(shí)間，該將來(lái)時(shí)間在飛行器112的利用周期中是方便的并且發(fā)生在壓力消 耗到視為太低的水平之前。一旦來(lái)自第一惰性氣體輸出118的預(yù)定量的氣體將氧濃度降低至低于12%的閾 值，控制器126隨后從惰性氣體發(fā)生器120釋放第二惰性氣體輸出122。與釋放第二惰性氣體輸出122相結(jié)合，控制器126可降低或完全停止分配第一惰性氣體輸出118。在這種情況 下，第二惰性氣體輸出122正常地流到燃料箱190。但是，控制器126響應(yīng)于火險(xiǎn)，將分配網(wǎng) 絡(luò)124內(nèi)的流動(dòng)換向到貨艙114a。例如，控制器126關(guān)閉流量閥152b和152e并打開(kāi)流量 閥152a，從而將第二惰性氣體輸出122分配到貨艙114a。第二惰性氣體輸出122具有低于加壓的第一惰性氣體輸出118的壓力，并以低于 第一惰性氣體輸出118的質(zhì)量流速被供給。較低的質(zhì)量流速用于將氧濃度維持為低于12% 的閾值。也就是說(shuō)，第一惰性氣體輸出118迅速降低氧濃度，而第二惰性氣體輸出122則將 氧濃度維持為低于12%。這樣，滅火系統(tǒng)110使用惰性氣體發(fā)生器120的可更新的惰性氣 體，來(lái)保存加壓惰性氣體源116的有限量的高壓惰性氣體。在某些例子中，如果惰性氣體發(fā)生器120的容量超出了第二惰性氣體輸出122的 用于將氧濃度維持為低于閾值的量，則通過(guò)使用輔助高壓壓縮機(jī)等，控制器126可利用額 外的容量來(lái)補(bǔ)充儲(chǔ)存罐140a-d的至少一部分惰性氣體。例如，可將額外容量的惰性氣體從 惰性氣體發(fā)生器120換向、加壓并發(fā)送到儲(chǔ)存罐140a-d。如果在飛行軌跡的某個(gè)點(diǎn)上，在供應(yīng)第二惰性氣體輸出122的同時(shí)，OBI GGS輸出 中的氧濃度升高到高于預(yù)定閾值，則控制器126可與第二惰性氣體輸出122上的OBIGGS控 制器連通以調(diào)整輸出，從而確保供應(yīng)的NEA不稀釋要求的惰性大氣，然后釋放額外的第一 惰性氣體輸出118從而再次將氧濃度維持為低于閾值。在某些例子中，當(dāng)氧濃度開(kāi)始接近 預(yù)定閾值時(shí)，或當(dāng)氧濃度的增長(zhǎng)速率超過(guò)速率閾值時(shí)，觸發(fā)釋放額外的第一惰性氣體輸出 118。在某些情況下，控制器126可釋放第一惰性氣體輸出118的脈沖，以幫助第二惰性氣體 輸出122將氧濃度保持為低于閾值?？梢砸缘诙栊詺怏w輸出122的較低質(zhì)量流速，或者 以某個(gè)中間質(zhì)量流速，提供第一惰性氣體輸出118的脈沖乃至連續(xù)氣流。在這點(diǎn)上，如果儲(chǔ) 存罐140a-d中的一個(gè)接近空了，則可使用儲(chǔ)存罐中剩余的相對(duì)低壓的惰性氣體?？蛇x地， 可提供額外的惰性氣體源以幫助第二惰性氣體輸出122將氧濃度保持為低于閾值。圖3示出了控制器126以及示例性輸入和輸出的示意圖，控制器126可使用該示 例性輸入和輸出操作滅火系統(tǒng)110。例如，控制器126可接收下列信息作為輸入來(lái)自另一 個(gè)機(jī)載控制器或警告系統(tǒng)180的主警報(bào)信號(hào)、儲(chǔ)存罐140a-d的狀態(tài)(例如氣壓)、表示空 氣管理/通風(fēng)系統(tǒng)的信號(hào)、來(lái)自氧傳感器176的表示氧濃度的信號(hào)、以及表示來(lái)自惰性氣體 發(fā)生器120的第二惰性氣體輸出122的氧濃度的信號(hào)。輸出可以是對(duì)接收的輸入的響應(yīng)。 例如，響應(yīng)于貨艙114a或114b之一內(nèi)發(fā)生的火險(xiǎn)，控制器126可指定相應(yīng)的貨艙114a或 114b作為危險(xiǎn)區(qū)并且將第一惰性氣體輸出118的氣流換向至指定的危險(xiǎn)區(qū)。另外，控制器 126可指定待釋放的儲(chǔ)存罐140a-d的數(shù)量以處理火險(xiǎn)?？刂破?26還可確定釋放儲(chǔ)存罐 140a-d的時(shí)機(jī)。例如，控制器126可接收表示氧濃度、溫度或其他輸入的反饋信號(hào)，可用于 確定滅火的效果并隨后確定釋放儲(chǔ)存罐140a-d的時(shí)機(jī)?？刂破?26還可使用輸入來(lái)確定儲(chǔ)存罐140a-d的依次釋放以消除火險(xiǎn)，并且控制第一惰性氣體輸出118的質(zhì)量流速以避免出現(xiàn)過(guò)壓。但是，如果相對(duì)于預(yù)定壓力閾值出現(xiàn) 過(guò)壓，則艙外閥170可釋放壓力。控制第一惰性氣體輸出118的質(zhì)量流速以避免或限制出 現(xiàn)過(guò)壓還可使較小尺寸的艙外閥170能夠使用。還可對(duì)滅火系統(tǒng)110進(jìn)行測(cè)試和證明以確定滅火系統(tǒng)110是否符合期望的標(biāo)準(zhǔn)。 例如，在預(yù)定的無(wú)火險(xiǎn)的情況下，比如當(dāng)飛行器112停飛并且處于期望的大氣壓力(例如海平面)、在高空飛行或處于飛行周期的下降階段時(shí)，可對(duì)滅火系統(tǒng)110進(jìn)行測(cè)試。例如，可手 動(dòng)致動(dòng)火險(xiǎn)信號(hào)以觸發(fā)處于預(yù)定條件下的滅火系統(tǒng)110。在一個(gè)例子中，當(dāng)貨艙114a和114b是空的時(shí)，致動(dòng)滅火系統(tǒng)110，使得將第一惰性氣體輸出118釋放入貨艙114a或114b之一。滅火系統(tǒng)110在少于兩分鐘內(nèi)，使所選貨艙 114a或114b在海平面處的氧濃度達(dá)到并維持在12%或更低的容積比(vol. /vol.)。該測(cè) 試可針對(duì)想要用滅火系統(tǒng)110保護(hù)的每個(gè)空間區(qū)域進(jìn)行。在另一個(gè)例子中，在飛行器112處于高空并且貨艙114a和114b是空的時(shí)，致動(dòng)滅 火系統(tǒng)110，使得將第一惰性氣體輸出118釋放入貨艙114a或114b之一。滅火系統(tǒng)110可 使所選貨艙114a或114b內(nèi)的氧濃度達(dá)到并維持在12%或更低的體積比(vol. /vol.)。在 最糟糕的飛行高度和通風(fēng)條件下，根據(jù)需要釋放第二惰性氣體輸出122以維持12%的氧濃 度容積比(vol./vol.)或更低。該測(cè)試可與降落測(cè)試依次或單獨(dú)進(jìn)行，并且該測(cè)試可針對(duì) 想要用滅火系統(tǒng)110保護(hù)的每個(gè)空間區(qū)域進(jìn)行。在另一個(gè)例子中，在飛行器112處于飛行周期的航行部分并且貨艙114a和114b 是空的時(shí)，致動(dòng)滅火系統(tǒng)110，使得第一惰性氣體輸出118釋放入貨艙114a或114b之一。 滅火系統(tǒng)110可使所選貨艙114a或114b內(nèi)的氧濃度達(dá)到并維持在12%或更低的容積比 (vol. /vol.)。在最糟糕的飛行高度和通風(fēng)條件下，根據(jù)需要釋放第二惰性氣體輸出122以 維持12%的氧濃度容積比(vol./vol.)或更低。然后飛行器處于最糟糕的飛行下降階段。 如果需要，則可能要求補(bǔ)充的第一惰性氣體輸出118以將氧濃度維持在要求的12%或更 低。該測(cè)試可與高度測(cè)試依次或單獨(dú)進(jìn)行，并且該測(cè)試可針對(duì)想要用滅火系統(tǒng)110保護(hù)的 每個(gè)空間區(qū)域進(jìn)行。雖然在所示的例子中已經(jīng)示出了特征的組合，但是并不是需要將所有的特征都組 合在一起以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明不同實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)。換句話(huà)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例設(shè)計(jì)的系統(tǒng)不 需要包括在任一附圖中示出的所有特征、或者在附圖中示意地示出的所有部分。而且，一個(gè) 示例性實(shí)施例的所選的特征可與其他示例性實(shí)施例所選的特征組合在一起。前面的描述在本質(zhì)上是示例性的而不是限制性的。公開(kāi)的例子的變體和變更對(duì)本 領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，且無(wú)需偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)。通過(guò)研究所附權(quán)利要求能確 定本發(fā)明的法律保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種滅火系統(tǒng)，包括高壓惰性氣體源，構(gòu)造成提供第一惰性氣體輸出；低壓惰性氣體源，相對(duì)于所述高壓惰性氣體源，且構(gòu)造成提供第二惰性氣體輸出；分配網(wǎng)絡(luò)，與所述高壓惰性氣體源和所述低壓惰性氣體源相連以分配所述第一惰性氣體輸出和所述第二惰性氣體輸出；以及控制器，操作性地至少與所述分配網(wǎng)絡(luò)相連，以控制如何響應(yīng)于火險(xiǎn)信號(hào)分別分配所述第一惰性氣體輸出和所述第二惰性氣體輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅火系統(tǒng)，其中所述控制器構(gòu)造成響應(yīng)于火險(xiǎn)首先釋放所述 第一惰性氣體輸出，以將火險(xiǎn)的氧濃度降低至低于12%的預(yù)定閾值，隨后一旦氧濃度低于 12%就釋放所述第二惰性氣體輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅火系統(tǒng)，其中所述低壓惰性氣體源是惰性氣體發(fā)生器，所 述惰性氣體發(fā)生器構(gòu)造成將輸入空氣轉(zhuǎn)換為作為所述第二惰性氣體輸出的富氮空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滅火系統(tǒng)，其中所述控制器構(gòu)造成從多個(gè)輸入空氣源中選擇 所述惰性氣體發(fā)生器從其中接收所述輸入空氣的輸入空氣源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅火系統(tǒng)，其中所述高壓惰性氣體源包括連接至歧管的多個(gè) 儲(chǔ)存罐，而所述低壓惰性氣體源是構(gòu)造成將輸入氣體轉(zhuǎn)換為富氮空氣的惰性氣體發(fā)生器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滅火系統(tǒng)，其中所述歧管包括與所述分配網(wǎng)絡(luò)相連的單個(gè)專(zhuān) 用出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的滅火系統(tǒng)，其中所述多個(gè)儲(chǔ)存罐中的每個(gè)包括與所述控制器 連通的閥，以控制從各個(gè)所述儲(chǔ)存罐流入所述歧管的加壓的惰性氣流。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅火系統(tǒng)，其中所述分配網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)與所述控制器連通的流量閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅火系統(tǒng)，還包括至少一個(gè)與所述控制器連通的氧傳感器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滅火系統(tǒng)，其中所述分配網(wǎng)絡(luò)包括位于多個(gè)空間區(qū)域處的 惰性氣體出口。
11.一種滅火系統(tǒng)，包括加壓惰性氣體源，構(gòu)造成提供第一惰性氣體輸出；惰性氣體發(fā)生器，構(gòu)造成提供第二惰性氣體輸出；分配網(wǎng)絡(luò)，與所述加壓惰性氣體源和所述惰性氣體發(fā)生器相連，以分配所述第一惰性 氣體輸出和所述第二惰性氣體輸出；以及控制器，操作性地至少與所述分配網(wǎng)絡(luò)相連，以控制如何響應(yīng)于火險(xiǎn)信號(hào)分別分配所 述第一和第二惰性氣體輸出。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滅火系統(tǒng)，其中所述加壓惰性氣體源包括多個(gè)儲(chǔ)存罐、以 及連接在所述多個(gè)儲(chǔ)存罐和所述分配網(wǎng)絡(luò)之間的歧管。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的滅火系統(tǒng)，其中所述多個(gè)儲(chǔ)存罐中的每個(gè)包括與所述控制 器連通的閥，以控制從各個(gè)所述儲(chǔ)存罐流入所述歧管的加壓的惰性氣流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的滅火系統(tǒng)，其中所述分配網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)流量閥和位于所述 加壓惰性氣體源處的流量調(diào)節(jié)器，以分別控制第一惰性氣體輸出和第二惰性氣體輸出。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滅火系統(tǒng)，其中所述分配網(wǎng)絡(luò)包括應(yīng)急開(kāi)放閥。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滅火系統(tǒng)，其中所述控制器構(gòu)造成響應(yīng)于所述分配網(wǎng)絡(luò)中 的閥的故障改變分配所述第一惰性氣體輸出和所述第二惰性氣體輸出的方式。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的滅火系統(tǒng)，其中所述控制器構(gòu)造成響應(yīng)于火險(xiǎn)首先釋放所 述第一惰性氣體輸出，以將火險(xiǎn)的氧濃度降低至低于12%，隨后一旦所述氧濃度低于12% 就釋放所述第二惰性氣體輸出。
18.—種與滅火系統(tǒng)一起使用的方法，所述滅火系統(tǒng)包括高壓惰性氣體源，構(gòu)造成提 供第一惰性氣體輸出；低壓惰性氣體源，相對(duì)于所述高壓惰性氣體源，且構(gòu)造成提供第二惰 性氣體輸出；分配網(wǎng)絡(luò)，與所述高壓惰性氣體源和所述低壓惰性氣體源相連，以分配所述 第一惰性氣體輸出和所述第二惰性氣體輸出；以及控制器，操作性地至少與所述分配網(wǎng)絡(luò) 相連，以控制如何響應(yīng)于火險(xiǎn)信號(hào)分別分配所述第一惰性氣體輸出和所述第二惰性氣體輸 出，所述方法包括響應(yīng)于火險(xiǎn)信號(hào)首先從所述高壓惰性氣體源釋放所述第一惰性氣體輸出，以將接收所 述第一惰性氣體輸出的給定空間區(qū)域內(nèi)的氧濃度降低至低于預(yù)定閾值；以及隨后，從所述低壓惰性氣體源釋放所述第二惰性氣體輸出，以幫助將所述氧濃度維持 為低于所述預(yù)定閾值。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中首先釋放所述第一惰性氣體輸出包括隨后從所 述高壓惰性氣體源的多個(gè)儲(chǔ)存罐釋放加壓的氣體，以將氧濃度降低至低于所述預(yù)定閾值。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中隨后釋放所述第二惰性氣體輸出包括將所述第 二惰性氣體輸出從所述分配網(wǎng)絡(luò)中的另一個(gè)目的地重新指向到所述火險(xiǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中首先釋放所述第一惰性氣體輸出包括釋放所述 高壓惰性氣體源的預(yù)定數(shù)量的多個(gè)儲(chǔ)存罐，而所述預(yù)定數(shù)量取決于所述第二惰性氣體輸出 所指向的區(qū)域的容積。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括調(diào)整從所述低壓惰性氣體源釋放的所述第二 惰性氣體輸出的氧濃度。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括從所述高壓惰性氣體源釋放所述第一惰性氣 體輸出，從而冷卻所述第一惰性氣體輸出所指向的空間區(qū)域的空間。
24.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括在釋放所述第一惰性氣體輸出之前，從艙底 空間密封所述第一惰性氣體輸出所指向的貨艙空間。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括基于飛行周期控制所述第二惰性氣體輸出的 流速和所述第二惰性氣體輸出的氧濃度中的至少一個(gè)。
26.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括基于來(lái)自所述儲(chǔ)存罐的罐壓力反饋和安裝有 所述高壓惰性氣體源的飛行器的飛行周期，確定維護(hù)所述高壓惰性氣體源的儲(chǔ)存罐的將來(lái) 時(shí)間。
27.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中在預(yù)定測(cè)試條件下，響應(yīng)于觸發(fā)所述火險(xiǎn)信號(hào)， 釋放所述第一惰性氣體輸出并隨后釋放所述第二惰性氣體輸出，以測(cè)試所述滅火系統(tǒng)。
28.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括與提供所述空間區(qū)域的艙外閥結(jié)合，設(shè)定所 述第一惰性氣體輸出和所述第二惰性氣體輸出中的至少一個(gè)的流動(dòng)，使得所述空間區(qū)域內(nèi) 的壓力低于開(kāi)啟所述空間區(qū)域的貨艙襯墊的過(guò)壓。
29.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述控制器能操作成響應(yīng)于所述分配網(wǎng)絡(luò)中的故障改變將所述第一惰性氣體輸出和所述第二惰性氣體輸出分配至所述空間區(qū)域的方式 。
全文摘要
一種滅火系統(tǒng)包括構(gòu)造成提供第一惰性氣體輸出的高壓惰性氣體源和構(gòu)造成提供第二惰性氣體輸出的低壓惰性氣體源。分配網(wǎng)絡(luò)與所述高壓和低壓惰性氣體源相連以分配所述第一和第二惰性氣體輸出。控制器操作性地至少與所述分配網(wǎng)絡(luò)相連，以控制如何分別分配所述第一和第二惰性氣體輸出。
文檔編號(hào)A62C31/00GK101843963SQ20101015096
公開(kāi)日2010年9月29日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月23日
發(fā)明者A·查塔維, D·L·巴西勒克, J·G·加特索尼德斯, R·E·格拉澤, R·G·登斯特, T·辛普森 申請(qǐng)人:基德科技公司