本申請要求在U.S.C.§119(e)35條例下享有于2014年3月13提交的美國臨時申請No.61/952,503的權(quán)益，其公開通過引用而結(jié)合在本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于滅火的系統(tǒng)和方法。具體地說，本公開涉及用于滅與容器相關(guān)聯(lián)的火的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

貨物可利用一種或多種不同類型的運載工具而運輸?shù)狡淠康牡?，包括例如船舶、列車、飛機和貨車。這種貨物是在定位于裝貨區(qū)域內(nèi)部的同時進行運輸?shù)?。在某些情況下，貨物可包括危險的、易燃的和/或容易燃燒的材料，其可對貨物本身以及運輸貨物的運載工具和運載工具的操作員帶來運輸危險。

在許多情況下，貨物可被承載于同控制運載工具的操作員分離的區(qū)域中。結(jié)果，操作員可不知道已經(jīng)發(fā)生在貨物容器或裝貨區(qū)域中的火災(zāi)或爆炸。此外，由于貨物運載工具的性質(zhì)，可獲得有限的滅火劑供給。例如，在貨機上，任何滅火劑的重量可能限制了可被攜帶以用于滅火的滅火劑的數(shù)量。因此，可能需要限制用于滅火的滅火劑的數(shù)量，從而通過將任何滅火劑的釋放聚焦于需要滅火劑的特殊區(qū)域而減少飛機所攜帶的重量，而非僅僅釋放大量的滅火劑，以充斥整個裝貨區(qū)域。此外，滅火劑本身對于某些類型貨物可為有害的。因此，可能需要將滅火劑的釋放限制于需要滅火的位置，從而限制不需要滅火劑的貨物的損耗。

因為遭遇火情的裝貨區(qū)域可能定位在遠離貨物運載工具操作員的遠處(即，貨物可能定位在運載工具的空閑部分和/或難以接近的部分中)，所以及時地為遭遇火情的區(qū)域提供滅火劑可能更加困難。因此，可能需要提供一種用于遠程且及時地供給滅火劑的系統(tǒng)。

操作員定位于離裝貨區(qū)域相對較遠的貨物運載工具的一個示例是飛機。現(xiàn)代飛機所攜帶的貨物大多數(shù)在貨物容器中或貨物托盤上進行運輸。容器通常被稱為成組裝運設(shè)備(“ULD”)。出于安全性考慮，ULD必須時常配置為與飛機貨物鎖定系統(tǒng)相接合，從而在各種飛行、地面裝載和/或緊急條件下約束貨物容器。在聯(lián)邦政府的空管條例下，ULD被認為是飛機用具，是針對特定類型的飛機經(jīng)聯(lián)邦航空局(FAA)認證的，并且通常按照國家宇航標(biāo)準(zhǔn)(NAS)3610中所包含的規(guī)格進行制造。

在貨機示例中，雖然某些裝貨區(qū)域可能傳統(tǒng)地裝備了意圖用于手動操作的滅火瓶，但在飛行期間很少貨物容器可被飛行人員接觸到，從而可能造成難以利用滅火瓶手動熄滅定位于飛機裝貨區(qū)域中的火情。另外，火情可能發(fā)生在貨物容器內(nèi)部，并且如果那些火情不被抑制或熄滅的話，它們可能沖破容器的壁并散布整個裝貨區(qū)域。然而，在沒有將滅火劑排出到容器內(nèi)部的條件下，如果不是不可能的話，那么可能也是難以抑制或熄滅容器內(nèi)部的火情。

因而，可能需要提供一種用于滅與已經(jīng)檢測到火情的容器相關(guān)聯(lián)的火的系統(tǒng)。另外，可能需要提供一種用于為容器內(nèi)部供給滅火劑的系統(tǒng)。此外，可能需要提供一種用于在延長的時間周期或持續(xù)時間內(nèi)為容器內(nèi)部供給滅火劑的系統(tǒng)，使得例如貨機可在火勢蔓延整個裝貨區(qū)域之前安全地著陸。

這種滅火系統(tǒng)或多個系統(tǒng)可定位在其中一個裝貨區(qū)域，例如容納特別危險材料的“高風(fēng)險”區(qū)域或整個裝貨區(qū)域。

與檢測和/或滅火相關(guān)聯(lián)的問題并不局限于貨物運輸行業(yè)。相似的問題可能出現(xiàn)在例如貨物和/或其它物品儲存于遠離監(jiān)視這些貨物或其它物品的人的位置例如儲存設(shè)備中的情形下。因而，在各種廣泛的情形下，可能需要遠程檢測和/或遠程滅火。

在許多應(yīng)用中，直接將滅火系統(tǒng)儲存于例如ULD的容器中可為不切實際的或低效率的。例如，容器可能遇到嚴竣環(huán)境，包括極冷和極熱、沖擊、振動和一般的濫用。由于例如這種系統(tǒng)隨著時間推移的加速老化或失效，結(jié)果在各個單獨的容器中提供滅火系統(tǒng)可為不切實際的。此外，貨運行業(yè)中已知的公司可能使用成千上萬的容器，并且為各個容器裝備滅火系統(tǒng)的費用可為過高的。安裝、維護和移除各個容器的滅火系統(tǒng)也可為不切實際且不經(jīng)濟的。結(jié)果，在容器中提供滅火系統(tǒng)存在許多可能的缺陷。

另外，現(xiàn)有的技術(shù)和工藝可能只提供了有限的滅火窗口。例如，某些方法可為一次性方案，例如在單次應(yīng)用期間將滅火劑供給容器的裝置。當(dāng)滅火劑在引入到ULD中之后從ULD泄漏出來或散布出來時，火情可能再次生長并沖破ULD，潛在地擴散至周圍貨物。這例如可能嚴格地限制了飛行人員使貨機安全著陸的可用時間。某些試驗已經(jīng)顯示了滅火劑單次應(yīng)用于容器可能在二十分鐘或更少時間內(nèi)是有效的。這在橫渡海洋的飛行期間對于例如貨機可為不合適的，其可能花費若干小時才能飛行到適合著陸的最靠近的機場。因此，可能需要在延長的時間內(nèi)為容器提供連續(xù)的或重復(fù)的滅火劑供給。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在以下描述中，用于在延長的持續(xù)時間內(nèi)將滅火劑供給容器的內(nèi)部的裝置的某些方面和實施例將變得清晰明了。應(yīng)該懂得，從其最廣泛的意義上說來，這些方面和實施例可在沒有這些方面和實施例的一個或多個特征的條件下實現(xiàn)。應(yīng)該懂得，這些方面和實施例僅僅是示例性的。

本公開的一個方面涉及一種用于在延長的持續(xù)時間內(nèi)將滅火劑供給容器的內(nèi)部的裝置。該裝置可包括配置成容納并選擇性地排出滅火劑的多個室、配置成刺破容器的穿刺機構(gòu)和與所述多個室和穿刺機構(gòu)處于流連通的歧管。該裝置還可包括控制器，其配置成以受控方式啟動滅火劑從室中的排出。該裝置可配置成使得滅火劑可在第一時間從所述多個室中的第一室排出，并且可在第一時間之后的第二時間從所述多個室中的第二室排出滅火劑。

這里使用的術(shù)語“火情”并不一定局限于具有可見火焰的火情。相反，術(shù)語“火情”是從廣泛意義上使用的，并可用于描述物體和/或表面呈現(xiàn)比本領(lǐng)域中的技術(shù)人員預(yù)期或認為不安全的溫度更高溫度的情形，例如物體和/或表面燜燒、冒煙和/或觸感很熱的情形。

根據(jù)另一方面，在延長時間內(nèi)用于將滅火劑供給容器的內(nèi)部的系統(tǒng)可包括多個室、穿刺機構(gòu)和歧管，所述多個室配置成容納并選擇性地排出滅火劑，穿刺機構(gòu)配置成刺破容器，并且歧管與所述多個室和穿刺機構(gòu)處于流連通。該系統(tǒng)還可包括傳感器，其配置成將指示與容器相關(guān)聯(lián)的溫度的信號提供給控制器，控制器配置成以受控方式啟動滅火劑從室中的排出。該系統(tǒng)可配置成使得滅火劑可在第一時間從所述多個室中的第一室排出，并且可在第一時間之后的第二時間從所述多個室中的第二室排出滅火劑。穿刺機構(gòu)可配置成在滅火劑排出之后延伸并刺破容器。

根據(jù)又一方面，一種用于在延長的持續(xù)時間內(nèi)將滅火劑供給容器的內(nèi)部的方法可包括檢測指示與容器相關(guān)聯(lián)的溫度的傳感器信號，至少部分地基于傳感器信號通過控制器確定滅火劑應(yīng)供給容器內(nèi)部，并通過控制器啟動滅火劑從容納滅火劑的室中的排出。該方法還可包括利用穿刺機構(gòu)刺破容器的表面，以便在室和容器內(nèi)部之間提供流連通，從而允許在第一時間將滅火劑供給容器的內(nèi)部。該方法還可包括在第一時間之后的第二時間通過控制器啟動滅火劑從容納滅火劑的第二室中的排出。該方法還可包括將滅火劑從第二室供給容器的內(nèi)部。

應(yīng)該懂得，如權(quán)利要求的申明所述，前面的總體說明和以下的詳細說明都僅僅是示例性和解釋性的，而非本發(fā)明的限制。

附圖包含在本說明書中，并組成本說明書的一部分，附圖顯示了若干實施例，并且與細節(jié)描述一起用于解釋本公開的原理。

附圖說明

圖1是示例性運載工具的示意性的剖面透視圖；

圖2是用于將滅火劑供給位于示例性裝貨區(qū)域中的容器的內(nèi)部的系統(tǒng)的一個示例性實施例的示意性的剖面正視圖；

圖3是用于將滅火劑供給容器的內(nèi)部的系統(tǒng)的一個示例性實施例的示意性的局部剖面頂視圖；

圖4是容納滅火劑的室的一個示例性實施例的示意性的剖面頂視圖；

圖5是在初始非展開的配置形態(tài)的操作期間的用于將滅火劑供給容器的內(nèi)部的系統(tǒng)的一個示例性實施例的示意性的局部剖面?zhèn)纫晥D；

圖6是在部分展開的配置形態(tài)的操作期間的用于將滅火劑供給容器的內(nèi)部的系統(tǒng)的一個示例性實施例的示意性的局部剖面?zhèn)纫晥D；

圖7是在完全展開的配置形態(tài)的操作期間的用于將滅火劑供給容器的內(nèi)部的系統(tǒng)的一個示例性實施例的示意性的局部剖面?zhèn)纫晥D；

圖8是在操作期間移除示例性壓力栓的條件下的穿刺機構(gòu)的一個示例性實施例的示意性的局部剖面?zhèn)纫晥D；

圖9是處于非延伸配置形態(tài)下的壓力栓組件的一個示例性實施例的示意性的局部剖面?zhèn)纫晥D；

圖10是處于完全延伸配置形態(tài)下的壓力栓組件的一個示例性實施例的示意性的局部剖面?zhèn)纫晥D；

圖11是穿刺機構(gòu)的一個示例性實施例的示意性的頂視圖；

圖12是在操作期間具有示例性壓力栓的條件下的穿刺機構(gòu)的一個示例性實施例的示意性的局部剖面?zhèn)纫晥D；

圖13是可移除的穿刺末梢的一個示例性實施例的示意性的頂視圖；且

圖14是可移除的穿刺末梢的一個示例性實施例的示意性的局部剖面?zhèn)纫晥D。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細地參考附圖中所示的示例性實施例。在可能的任何地方，將在全部附圖中使用相同的標(biāo)號來表示相同或相似的部件。

圖1顯示了用于運輸容器的示例性運載工具10。運載工具10可包括本體12、位于本體14中的甲板16和位于甲板16上方的天花板20，本題限定了運載工具的內(nèi)部14，甲板16配置成支撐多個容器18。

圖2是圖1的示例性運載工具10的橫截面圖。運載工具10可包括系統(tǒng)22，其用于將滅火劑32(見圖3)供給至甲板16所支撐的容器18的內(nèi)部。系統(tǒng)22可連接在例如天花板20上，高于配置成接收容器18的至少一個位置。系統(tǒng)22可包括傳感器24和控制器26。系統(tǒng)22還可包括至少兩個容納滅火劑32的室30、具有傳送管36和穿刺末梢38的穿刺機構(gòu)34(見圖5)、以及將室30連接到穿刺機構(gòu)34上的歧管40，歧管40容許滅火劑32在系統(tǒng)22操作期間從室30流向穿刺機構(gòu)34。在所示的示例性實施例中，各個室30通過例如螺紋連接件42而聯(lián)接在歧管40上。

滅火劑32可包括任何合適的物質(zhì)或物質(zhì)組合。例如，滅火劑32可包括例如熱推進劑，其配置成產(chǎn)生驅(qū)動壓力和提供熄火或滅火氣體或氣溶膠。例如，滅火劑32可包括下者中的一種或多種：疊氮化鈉、5-氨基四氮唑、鉀5-氨基四氮唑、硝酸胍、氯酸鉀、硝酸鉀、高氯酸鉀、硝酸鍶、硝酸銅(堿性)、氧化銅(黑色)、高氯酸銨或LOVA推進劑。其它具有相似特征的物質(zhì)也被設(shè)想用作滅火劑32。另外，滅火劑32可采用化學(xué)反應(yīng)的副產(chǎn)品，例如通過燃燒反應(yīng)產(chǎn)生的細微分散的微粉碎的氣溶膠形式的碳酸鉀。

在圖3所示的示例性實施例中，室30以周向方式圍繞歧管40而設(shè)置。系統(tǒng)22可配置成使得在給定的時間只有單個室30將滅火劑32排出到歧管40中?？刂破?6可配置成根據(jù)點火時序表而控制各個室30中的滅火劑32的點火，使得滅火劑32可在延長的持續(xù)時間內(nèi)通過從多個室30中以間隔開的時間間隔釋放滅火劑32而供給容器18。各個室30的啟用速率和/或來自各個室30的滅火劑32的排出速率可受到控制器26的控制。例如，控制器26可包括使用固定時間間隔的定時器、基于傳感器輸入的程序或任何其它合適的時間調(diào)節(jié)機構(gòu)。

傳感器24可配置成檢測不符合要求的高溫，例如來自容器18中的火情。傳感器24可為任何合適的火情檢測機構(gòu)，例如熱傳感器、煙檢測器或熱敏材料。在某些實施例中，傳感器24通過例如硬導(dǎo)線和/或無線通信鏈路而與控制器26保持通信。在傳感器24檢測到火情的情況下，通過例如升高的溫度讀數(shù)或通過煙的檢測，傳感器24配置成發(fā)送可被控制器26檢測的信號。

控制器26可包括一個或多個處理器、微處理器、中央處理器、單板計算機、電子控制模塊和/或本領(lǐng)域中的技術(shù)人員所知的任何其它計算和控制裝置?？刂破?6可配置成運行一個或多個軟件程序或應(yīng)用，軟件程序或應(yīng)用儲存在某個存儲器位置，從計算機-可讀介質(zhì)中進行讀取和/或從外部裝置進行訪問，外部裝置通過任何合適的通信網(wǎng)絡(luò)操作地聯(lián)接在控制器26上。

在接收來自傳感器24的信號之后，控制器26可使用任何合適的方法，例如軟件程序設(shè)計、機械零件或化學(xué)反應(yīng)以啟動系統(tǒng)22的操作。啟動操作可通過例如對定位于容納滅火劑32的室30中的點火器44發(fā)送啟用信號來完成，例如圖4中所示。當(dāng)暴露于來自點火器44的熱量中時，滅火劑32可遭遇化學(xué)反應(yīng)，迅速地膨脹，并增加室30中的壓力。根據(jù)某些實施例，在啟用點火器44之后，控制器26發(fā)送信號給報告單元(未顯示)，通知用戶系統(tǒng)正在操作，發(fā)送給例如飛機駕駛艙中的遠程飛行人員。還可設(shè)想其它機構(gòu)和方法用于觸發(fā)滅火劑32的釋放。

圖5顯示了緊跟啟用之后示例性系統(tǒng)22。在啟用點火器44之后，滅火劑32在室30中加熱并膨脹，點火器可在例如室中提供點火器火焰45。一個或多個定位在室30和歧管40之間的通道48中的壓力控制栓46可通過來自膨脹的滅火劑32的壓力而移動、移走或被移除。(為了顯示膨脹的滅火劑32的存在和流動，在圖5-7中對于啟用的滅火劑32使用了比未啟用的室30中的未啟用的滅火劑33更黑的陰影)。壓力控制栓46可由任何合適的材料形成，只要其防止外部壓力和熱量，以免影響無活動的室30(即，該系統(tǒng)沒有被啟用)。如圖6中所示，一旦壓力控制栓46被移走，室30可被置于與歧管40處于流連通，并且滅火劑32可從室30流出并進入歧管40中。滅火劑32可繼續(xù)膨脹，同時對歧管40的內(nèi)部空間加壓。

圖6顯示了滅火劑32在歧管40中膨脹的同時進一步對壓力盤50施加力，壓力盤定位在歧管40和穿刺機構(gòu)34之間的接口處。(在圖6-8中使用了箭頭示意性地指示滅火劑32的流動。)施加于壓力盤50上的力可能造成最初定位于穿刺機構(gòu)34的傳送管36中的收縮位置的穿刺末梢38沿著傳送管36而延伸。穿刺末梢38可包括成角度的穿刺邊緣39、穿刺末梢開口41以及穿刺末梢側(cè)面端口71。穿刺末梢38可延伸至某一點，例如直至穿刺末梢38到達傳送管36上的一個或多個導(dǎo)向擋塊(未顯示)上。當(dāng)穿刺末梢38撞擊容器18時，壓力可能由于膨脹的滅火劑32而繼續(xù)累積在壓力盤50上，這可能增加通過壓力盤50而作用于穿刺末梢38上的力，因此造成穿刺末梢38穿透容器18的外壁。

在某些實施例中，傳送管36還包括鎖定機構(gòu)(未顯示)，其將穿刺末梢38鎖定在其最遠的行程位置，從而防止穿刺末梢38接觸物體并彈回到傳送管36中。在系統(tǒng)22的操作期間，鎖定機構(gòu)最大限度地增加了成功穿透容器18的可能性，最大限度地減少了滅火劑32的可能的浪費。

如圖7和圖8中所示，隨著穿刺末梢38沿著傳送管36的縱長平移時，但在穿刺末梢38到達其最大延伸范圍之前，定位在壓力盤50上的壓力栓52可通過固定在歧管40內(nèi)部的壓力栓纜54而移動。壓力栓52的移動暴露壓力盤50中的孔56，這容許滅火劑32通過孔56從歧管40流向傳送管36。在壓力栓52從壓力盤50移開之前，穿刺末梢38穿透容器18的表皮，從而容許滅火劑32流過傳送管36并通過穿刺末梢開口41和/或穿刺末梢側(cè)面端口71而流入到容器18的內(nèi)部(在圖8中利用示意性箭頭顯示了穿過傳送管36的滅火劑32的流動)。

在圖9所示的示例性實施例中，壓力栓纜54最初可盤繞在壓力栓纜套筒58中，壓力栓纜套筒定位于歧管40中。在歧管40中的滅火劑32初始膨脹期間，壓力栓纜套筒58保護壓力栓纜54免于損傷或變形。當(dāng)壓力栓纜54到達其完全延伸范圍時，例如當(dāng)穿刺末梢38在傳送管36中遠離歧管40平移至離歧管40某一距離時，壓力栓52通過壓力栓纜54而移動。在圖10中顯示了連接在壓力栓52上的完全延伸的壓力栓纜54的一個示例性實施例。壓力栓纜54可由任何合適的材料制成，例如不銹鋼或其它具有相似特征的材料。壓力栓52、壓力栓纜54和壓力栓纜套筒58共同形成了壓力栓組件59。

壓力栓可安裝在歧管40和/或室30中，如果穿刺末梢38在傳送管36中不會平移足夠遠，從而通過壓力栓纜54使壓力栓52從壓力盤50上移走的話。為了減輕這種壓力，在其對歧管40和/或室30造成損傷之前，壓力盤50還可包括緊急壓力釋放閥60。

在圖11和圖12所示的示例性實施例中，壓力盤50上的緊急壓力釋放閥60可包括壓力板62、彈簧64和端口66。緊急壓力閥60的端口66可容許滅火劑32繞過由于壓力栓52的移動而將暴露出的孔56，并且滅火劑32通過端口66可對壓力板62施加壓力。在所示的示例性實施例中，壓力板62通過彈簧64連接到壓力盤50上，并包括位于壓力板62中心的壓力板孔68，其配置成容許滅火劑32流過壓力板62，而不會阻礙通過壓力栓纜54移除壓力栓52。如果壓力栓52保持在原位時，壓力板62可阻塞任何滅火劑32通過端口66的流動，然而，直至來自端口66中的滅火劑32所定向于壓力板62上的壓力施加了足夠的力以移動壓力板52。

彈簧64的強度指定了移動壓力板62所需要的力，該強度可通過例如考慮臨界系統(tǒng)壓力和安全系數(shù)來確定，并可經(jīng)過選擇，從而在對歧管40或室30發(fā)生任何壓力損害之前容許壓力板62與壓力盤50分離。在圖12所示的示例性的實施例中，當(dāng)歧管40中的滅火劑32對壓力板62施加了足夠的壓力并拉伸彈簧64，從而移動壓力板62時，滅火劑32通過壓力板孔68進入傳送管36中，即使穿刺末梢38沒有完全延伸。(圖中用箭頭示意性地顯示了滅火劑32的流動)。彈簧64的使用是示例性的，并且壓力板62可通過備選機構(gòu)來移動，例如閥門或電氣壓力變換器(未顯示)。

在圖13和圖14所示的示例性實施例中，穿刺機構(gòu)34還可包括穿刺末梢斷開器件70，其容許在系統(tǒng)22的操作之后很容易從傳送管36上移除穿刺末梢38。例如，穿刺末梢斷開器件70可容許穿刺末梢38在穿透容器18之后保持于容器18中，直至穿刺末梢38可在檢查期間被安全地移除。

系統(tǒng)22還可包括散熱器72，其配置成在點火之后且在滅火劑32進入歧管40、穿刺機構(gòu)34和容器18中的一個或多個之前冷卻滅火劑32。散熱器72可由處于具有高的表面面積和高的熱導(dǎo)率的組件(例如一系列擋板或和散熱片陣列)形式的任何合適的材料形成。散熱器72可設(shè)于室30、歧管40或傳送管36中的一個或多個中。

考慮到這里公開的實施例的說明書和實現(xiàn)方式，本發(fā)明的其它實施例對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員將是清晰明了的。說明書和示例應(yīng)被認為只是示例性的，其中本發(fā)明的真實范圍和精神由以下權(quán)利要求來指定。