專利名稱：用于可操作的計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的防火及防水罩的制作方法
用于可操作的計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的防火及防水罩相關(guān)申請的交叉引用本申請是于2008年12月31日提交的序列號為12/319,019的美國申請的部分延 續(xù)案；并且是于2008年1月16日提交的序列號為12/009,072的美國申請的部分延續(xù)案。本申請還是于2007年10月30日提交的序列號為11/980,215的美國申請的部分 延續(xù)案；該序列號為11/980,215的美國申請的部分延續(xù)案是于2005年11月23日提交的 序列號為11/285,854的美國申請(現(xiàn)在的美國專利7,291,784)的部分延續(xù)案；該序列號 為11/285,854的美國申請是于2005年4月22日提交的序列號為11/112,552的美國申請 (現(xiàn)在的美國專利7,211,742)的部分延續(xù)案。本申請還要求于2008年5月9日提交的序列號為61/127,217的美國臨時申請和 于2008年6月19日提交的序列號為61/132,497的美國臨時申請的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明屬于用于可操作的計算機數(shù)據(jù)存儲裝置的防水及防火罩(enclosure)。更 具體地，通過一些估計，火災(zāi)中超過80%的損壞實際上是由暴露在水中、而不是火災(zāi)造 成的！來自消防水帶的極大水壓或者來自自動灑水裝置的損壞典型地比火災(zāi)本身造成更 大的損壞。另外，如果典型的防火隔層所過度加熱并生成的大量蒸汽未被正確地應(yīng)對， 則該蒸汽也用來損壞數(shù)據(jù)存儲裝置。本發(fā)明提供了這些罩在正常操作期間以及在發(fā)生火 災(zāi)和/或水災(zāi)時的成本和性能上的顯著的改善。美國專利7,211,742的可移動艙蓋(hatch)和風(fēng)扇設(shè)計的問題在于當(dāng)罩壁是由石 膏或混凝土制成時，在發(fā)生火災(zāi)時，可移動的艙蓋(或多個艙蓋)完全密封了該罩的通風(fēng) 開口?，F(xiàn)有技術(shù)描述了使用水基(waterbased)防火隔層的用于數(shù)據(jù)存儲裝置的多個罩， 其中這些罩被完全密封。類似于用于烹調(diào)食物的高壓鍋烹調(diào)裝置的效應(yīng)，完全密封的容 器與由石膏或者混凝土壁承載并且化學(xué)上鍵聯(lián)(bind)在石膏或者混凝土壁內(nèi)部的水結(jié)合 起來，就轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝⑶易兊眠^熱且增壓，這是由于蒸汽不能夠容易地從該罩的內(nèi)腔泄 露。在烹調(diào)火雞時有用的過熱蒸汽卻可以容易地使得數(shù)據(jù)存儲裝置遭到不可修復(fù)的破壞 并且造成有價值數(shù)據(jù)的丟失。通過對該罩進行不完全密封來允許所述蒸汽泄露可以將該 罩的內(nèi)部溫度顯著地減少超過100° F，這使得在火災(zāi)之后恢復(fù)數(shù)據(jù)時存在大大的改善的 機會。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面是通過防止可移動的艙蓋(或多個艙蓋)在發(fā)生火災(zāi)時完全密封 通風(fēng)開口而克服上述問題。該方面對于相對高功率(20至2000瓦特)的數(shù)據(jù)存儲裝置是 有用的?？梢苿优撋w的構(gòu)思允許計算機數(shù)據(jù)存儲裝置的相對大的開口(罩的外表面面積 的2%或更多)以允許在正常操作期間最大的氣流以用于充分冷卻。當(dāng)暴露在超過200° F 的高環(huán)境溫度時，諸如在火災(zāi)中，可移動艙蓋將幾乎完全關(guān)閉以保護免受外熱。不過在 火災(zāi)期間，與現(xiàn)有技術(shù)的關(guān)鍵不同將在于可移動艙蓋，該可移動艙蓋被設(shè)計為不是完全關(guān)閉、而是允許所述罩的總外表面面積的或者更少的微小開口以用于過熱的蒸汽泄 露，這導(dǎo)致了比完全密封的罩更加顯著涼爽的內(nèi)部溫度。微小但卻關(guān)鍵的開口將允許罩 內(nèi)部的壓力等于外部的大氣壓。根據(jù)物理學(xué)，定律規(guī)定了 [(P1V1)/T1= (P2V2)/ T2],即在體積不改變的情況下，從一個條件到下一條件的壓力的下降將導(dǎo)致溫度(開氏 溫度，Kelvins)成比例的下降。當(dāng)將具有小蒸汽排出開口的數(shù)據(jù)存儲裝置和沒有小蒸汽排出開口的數(shù)據(jù)存儲裝 置比較時，測試結(jié)果已經(jīng)表明了，當(dāng)在火災(zāi)中添加部分關(guān)閉的通風(fēng)通道的情況下，內(nèi)部 溫度能夠降低超過100° F ！該顯著的改進對于電子裝置的抗毀性是關(guān)鍵的，這是由于當(dāng) 電子裝置暴露在超過300°時，諸如硬盤驅(qū)動器之類的典型的有源數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)將很快地 劣化并且可變得不可恢復(fù)，這導(dǎo)致了不能恢復(fù)原狀的數(shù)據(jù)的丟失。在艙蓋從不對內(nèi)部空腔進行完全密封的設(shè)計中出現(xiàn)了關(guān)鍵問題。如之前所述 的，由消防員和自動灑水裝置造成的水損可導(dǎo)致比火災(zāi)本身更大的損壞。在水災(zāi)中，水 顯然能夠滲透從不密封的罩。本發(fā)明的關(guān)鍵方面提供了被完全包含在防火罩內(nèi)部的數(shù)據(jù) 存儲裝置周圍的防水屏障。如將被示出的，該關(guān)鍵不同使得本發(fā)明能夠從來自多個源的 水損中幸免，所述多個源包括消防水帶噴射裝置、自動灑水裝置、完全淹沒以及如來 自防火隔層的蒸汽釋放的水。本發(fā)明的另一方面是通過利用無艙蓋的設(shè)計來克服相同的問題。無艙蓋的設(shè)計 可以用于相對低功率的裝置(5-20瓦特)，其中在正常操作期間，通過罩可以傳遞充分的 空氣量來冷卻其中包含的計算機存儲裝置。值得注意的是，本發(fā)明的該實施例不具有移 動部件！在發(fā)生火災(zāi)時，通過小的通風(fēng)通道來釋放隔層和化學(xué)上鍵聯(lián)的水以在蒸汽變得 過度加熱至危險的溫度之前，向外傳導(dǎo)蒸汽。該通風(fēng)通道為充分小，以防止通過其傳遞 來自所述火災(zāi)的過多的熱。本發(fā)明的另一方面是增加由石膏(或者混凝土)承載的水量以延長該罩保持充分 低的內(nèi)部溫度以便保護數(shù)據(jù)存儲裝置的時間段。根據(jù)本發(fā)明，所述壁利用水來過度飽和 (supersaturate)或者過度填充(supercharge)。還利用各種技術(shù)來防止被過度飽和的壁由 于平常的蒸發(fā)而失水。由于當(dāng)水轉(zhuǎn)換為蒸汽時可以耗散大量的熱(水的汽化的潛熱等于 2260kJ/kg),所以水對罩的成功操作是關(guān)鍵的。在火災(zāi)期間耗散的水量與該罩所可能的 保護的持續(xù)時間成比例。假定利用兩倍的水量來使石膏或者混凝土過度飽和，則該罩具 有兩倍的冷卻能力并且在一些情況下可以在近似兩倍長的時間中抵擋火的發(fā)生。本發(fā)明一般地涉及用于保護可操作的計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置免受由暴露在火 中或者水中導(dǎo)致的損壞和數(shù)據(jù)丟失的設(shè)備。更具體地，本發(fā)明提供了一種用于可操作計 算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的緊湊的、低成本的防火和防水罩。典型的計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲 裝置包括計算機硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、固態(tài)存儲器裝置、磁帶驅(qū)動器、計算機、或 者意圖在于存儲和檢索計算機化的數(shù)字數(shù)據(jù)的、能夠有源地讀取和寫入數(shù)字數(shù)據(jù)的任何 其他裝置。在以下的描述中，偶爾僅僅引用硬盤驅(qū)動器作為計算機數(shù)據(jù)存儲裝置的示 例。要理解，以下這樣的引用是示例而不是將本發(fā)明限制為硬磁盤機。此外，在以下的描述中，偶爾僅僅引用風(fēng)扇作為強制氣流通過罩的裝置的示 例。存在主動地移動空氣的、已知為許多名稱(諸如，風(fēng)扇、鼓風(fēng)機、氣泵等等)的多 個裝置。要理解，以下對風(fēng)扇的引用是示例而不是對用于主動地移動空氣的裝置的類型的限制。在數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置變得能夠存儲龐大的數(shù)據(jù)量時，在諸如火災(zāi)或者水災(zāi)之類 的災(zāi)難中，數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的損失越來越成為災(zāi)難。對于家庭消費者而言，數(shù)字圖 片、數(shù)字視頻和數(shù)字化的音樂正變得越來越常見。通過一些估計，數(shù)字存儲需求每年正 以超過100%的平均復(fù)合率(compounding rate)而增長。根據(jù)一些研究，超過90%的企業(yè) 在經(jīng)歷了災(zāi)難性的數(shù)據(jù)丟失之后倒閉。較小的企業(yè)和遠程辦公室尤其脆弱，這是由于他 們典型地沒有用于開發(fā)完善的災(zāi)難恢復(fù)計劃的資源。清楚地存在對于提供一種用于操作 的數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的緊湊的、低成本的、可靠的防火和/或防水罩的需求?，F(xiàn)有技術(shù) 包含許多罩的示例，這些罩較為復(fù)雜、不透水的、可靠性較差，更為昂貴，這導(dǎo)致了當(dāng) 暴露在火災(zāi)、水災(zāi)時的數(shù)據(jù)丟失或者來自滅火行為的水損。本發(fā)明提供了一種用于可操作計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的改進的緊湊的、低成 本的、防火和/或防水罩。如在此和在權(quán)利要求中使用的，用語“防火罩”由此被定義 為抵擋發(fā)生在罩外部的火災(zāi)的罩。防火罩被設(shè)計為保護罩內(nèi)部的容納物。本發(fā)明不同于 如例如在Blackmon等人的美國專利6,548,753中的、旨在抑制或者防止發(fā)生在罩內(nèi)的火災(zāi) 的擴散的現(xiàn)有技術(shù)“火災(zāi)抑制罩”。火災(zāi)抑制罩意圖在于防止火向該罩外部的附近物體 擴散。結(jié)果，火災(zāi)抑制罩可以由薄金屬壁制成。另一方面，諸如本發(fā)明之類的防火罩必 須包括摻合了諸如石膏、陶瓷纖維隔層或者其他可能的防火隔層之類的隔層材料的、相 對厚的絕熱壁。由厚的、填充有諸如石膏之類的材料的隔層填充的壁由于有源電子存儲 裝置的熱產(chǎn)生特性，而呈現(xiàn)出顯著不同并且比簡單的薄壁金屬罩更為困難的設(shè)計挑戰(zhàn)。本發(fā)明包括若干可替換的實施例，所有的所述實施例旨在提供用于操作的硬磁 盤機和其他計算機數(shù)據(jù)存儲裝置的低成本的、可靠的防火和防水罩。所述實施例包括 例如具有風(fēng)扇以及沒有風(fēng)扇的無艙蓋的罩；具有可移動艙蓋以及沒有可移動艙蓋的防水 罩；具有可移動艙蓋以及沒有可移動艙蓋的自然對流的罩。
本發(fā)明和所有已知的現(xiàn)有發(fā)明之間的主要不同在于主要的罩使用水基隔層、但 從不被完全密封。無論該罩具有艙蓋或者是無艙蓋的，總是呈現(xiàn)小的開口以允許在火災(zāi) 期間泄露來自隔層的過熱的內(nèi)部蒸汽。本發(fā)明的一個實施例避免使用在諸如以上所引用的序列號為11/112,552的美國 專利申請(由此通過引用而在此包括該申請)中示出和描述的可移動艙蓋。本發(fā)明的無 艙蓋的實施例還避免需要任何火災(zāi)或者煙霧的感測設(shè)備。去除那些組件導(dǎo)致了更加顯著 低成本的裝置。優(yōu)選實施例的關(guān)鍵在于發(fā)現(xiàn)在相對厚(例如，1.5英寸厚)的水基防火 隔層(諸如，石膏或者混凝土壁)中形成的充分小尺寸(所述罩的外表面面積的或者 更少)的孔將防止受到火災(zāi)的損壞，而同時在沒有火災(zāi)的情況下允許足夠的空氣通風(fēng)來 冷卻操作的存儲裝置！我們已經(jīng)利用樣機經(jīng)歷火災(zāi)而測試了該構(gòu)思，對于該硬磁盤機存 儲裝置沒有數(shù)據(jù)丟失并且沒有嚴(yán)重的損壞！在水基隔層釋放蒸汽之前，我們相信當(dāng)在發(fā) 生火災(zāi)時內(nèi)部空氣溫度開始上升時，內(nèi)部空氣膨脹并且通過一個或多個小孔向外流動。 (可能存在的或者不存在的強制空氣通過所述孔的風(fēng)扇或鼓風(fēng)機在火災(zāi)的開始時失去電力 并且停止操作)。向外的膨脹空氣流與通過小孔進入內(nèi)腔的來自火災(zāi)的外部的熱流相抵 消。所述一個或多個小孔可以被設(shè)計為彎曲的或者錯綜復(fù)雜的通路，以減少來自火災(zāi)的 流入內(nèi)腔的外部熱量。以下對示例進行描述并且在附圖中示出。
以下計算證實了我們的發(fā)現(xiàn)。假定恒定的大氣壓，根據(jù)理想氣體理論和M 合氣體定律「(PU/T, = (P2V2)/T2],內(nèi)部的空氣體積將與開氏溫度江開氏溫度=丁攝
+273.15)的升高成比例地膨脹。假定初始溫度是298K(25°C )而最終的溫度是 373K(100°C ),則內(nèi)腔的空氣體積預(yù)計增加近似25%。因此，認為當(dāng)內(nèi)腔的溫度逐漸增 加75°C時，內(nèi)腔中的空氣體積的25%將通過一個或多個孔緩慢地向外流動。通過對所述 內(nèi)腔和孔取合適的尺寸，我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)被隔離并開孔的腔能夠充分地防火以防止在大多 數(shù)火災(zāi)中丟失數(shù)據(jù)。另外，當(dāng)該罩內(nèi)部的溫度在火災(zāi)中達到373K(100°C)時，諸如在石 膏或者水泥之類的水基隔層中的化學(xué)上鍵聯(lián)的水分子開始釋放為蒸汽，只要在隔層中還 存在水，則在整 個火災(zāi)持續(xù)期間所述蒸汽提供連續(xù)的向外流出的氣體。我們未注意到任何現(xiàn)有技術(shù)的用于有源數(shù)據(jù)存儲裝置的防火罩，在該防火罩 中，壁上的孔在沒有火災(zāi)時以及在發(fā)生火災(zāi)時保持打開?，F(xiàn)有技術(shù)確實包括教導(dǎo)飛機記 錄儀的Olzak等人的美國專利6,153,720。該記錄儀的罩包括通常是關(guān)閉的、但是在發(fā)生 火災(zāi)時打開的孔；相變、熱吸收層熔化并通過所述孔排出。如果記錄儀掉到大海里，則 所述孔使得壓力均衡。Olzak等人的罩沒有教導(dǎo)或者暗示對其中生成大量熱的操作的數(shù)字 數(shù)據(jù)存儲裝置進行強制空氣通風(fēng)(或者任何通風(fēng))。該罩的確不可用于本發(fā)明的目的。本發(fā)明的另一實施例包括包圍數(shù)據(jù)存儲裝置的防水的、防煙的和導(dǎo)熱的“袋 (pouch)“(覆蓋層、水汽屏障或不透水的罩)。該“袋”和數(shù)據(jù)存儲裝置兩者都位于防 火罩的內(nèi)部。由數(shù)據(jù)存儲裝置生成的熱通過該“袋”(優(yōu)選地是金屬)傳導(dǎo)并且隨后通 過各種技術(shù)傳遞到防火罩的外部。該“袋”是可完全浸入水中的，并且在直至30英尺 深的水中保護該裝置和所存儲的數(shù)據(jù)和/或使其免受來自煙霧的可能損壞。防止煙損或水損對于容易使得水或煙進入內(nèi)腔并且損壞數(shù)據(jù)存儲裝置的具有開 口的任何罩都是重要的問題。本發(fā)明在數(shù)據(jù)存儲裝置的周圍提供了不透水的屏障，其對 由該裝置生成的熱進行傳導(dǎo)而不干擾該裝置的操作和/或用于適當(dāng)?shù)厣岬哪芰Α，F(xiàn)有技術(shù)包含具有用于密封水或者煙的復(fù)雜關(guān)閉機構(gòu)的裝置，所述關(guān)閉機構(gòu)依 賴于用于密封開口的電驅(qū)動的水傳感器和機電致動器。因為水侵入的特性可能是突然 的、而關(guān)閉的速度是有限的，所以任何人都無法完全確保利用傳感器和致動器架構(gòu)來防 止所有的水損。通過在防水“袋”中包圍數(shù)據(jù)存儲裝置，本發(fā)明固有地對任何暴露或水 災(zāi)是不透水的，同時不需要致動器或電功率來保護免受水損?，F(xiàn)有技術(shù)的水基防火隔層罩的另一問題是，在一些情況下，當(dāng)在水基防火隔層 (諸如，石膏或者混凝土)中承載的水暴露在火中時，內(nèi)腔在水汽使?jié)穸壬叩?00%的 情況下變得完全飽和。這樣的濕度可能損壞數(shù)據(jù)存儲裝置。本發(fā)明的不透水的屏障能夠 防止由于腔內(nèi)100%的濕度條件而對數(shù)據(jù)存儲裝置的損壞。現(xiàn)有技術(shù)包括用于紙質(zhì)文檔的防水和防火罩(參見Gelb等人的美國專利 4,992,310)；然而，這樣的罩全然不適于操作的計算機數(shù)據(jù)存儲裝置，這是由于缺乏在正 常使用期間向有源的電子裝置提供冷卻的任何特征。沒有這樣的特征，內(nèi)部溫度可能升 高到數(shù)百度，這阻止了典型的電子存儲裝置的正常操作?，F(xiàn)有技術(shù)還包括用于數(shù)據(jù)存儲 裝置的冷卻套，但是該冷卻套是不防水的(參見Cheon的美國公開申請2004/0190255)?，F(xiàn)有技術(shù)包括用于可操作的數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的相對大的罩，諸如Engler的美 國專利6,158,833，其通過經(jīng)由該容器的隔離壁進行傳導(dǎo)來耗散由數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置生成的熱。Engler的設(shè)計需要相對大的罩并且在該罩內(nèi)的低瓦數(shù)裝置，這是由于其沒有提供 任何主動的或者風(fēng)扇驅(qū)動的冷卻系統(tǒng)。相反，本發(fā)明提供了一種用于類似瓦數(shù)裝置的、 為Engler罩的一小部分尺寸的緊湊的罩。本發(fā)明已經(jīng)示出為將該罩的尺寸、重量和成本 減少了直至90%，同時供給了相同或者更大的冷卻能力。在一個實施例中實現(xiàn)了本發(fā)明 的緊湊尺寸，這主要是因為在Engler裝置中不存在強制空氣冷卻系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)包括Pehrsson的WO 89/06921，其提供了具有通風(fēng)開口、風(fēng)扇和可移 動艙蓋的混凝土壁的罩。然而，艙蓋被設(shè)計為在火災(zāi)的情況下完全阻擋并且全部密封 所述開口，這將導(dǎo)致由于過熱的蒸汽不能夠從被完全密封的容器中泄露而引起的數(shù)據(jù)丟 失。如以上所注意到的，本發(fā)明從不完全關(guān)閉通風(fēng)開口，從而克服了過熱蒸汽的問題。 Pehrsson也沒有提供用于罩的容納物的任何防水或煙霧保護，這可能導(dǎo)致由于在幾乎所有 火災(zāi)中常見的因素(諸如，100%的濕度、煙霧、滅火灑水裝置或消防水帶)所引起的損 壞的數(shù)據(jù)丟失。Pehrsson也沒有對于在颶風(fēng)、水管破裂的地下室或者許多地方常見的注 水的情況下常見的完全水浸而進行防備?，F(xiàn)有技術(shù)包括其他數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的罩，其具有用于將內(nèi)腔與外部環(huán)境斷開 并將內(nèi)腔完全密封的、復(fù)雜的有源傳感器陣列和昂貴的機電裝置，諸如Pihl等人的專利 5,479,341。Pihl的專利教導(dǎo)了這樣一種罩，其在正常操作期間不具有有效的冷卻并且沒有 固有地在水災(zāi)之前保護數(shù)據(jù)存儲裝置，而是依賴于復(fù)雜和昂貴的傳感器和致動器來感測 并在可能出現(xiàn)水損之前關(guān)上罩。另外，Pihl的罩被設(shè)計為完全地密封受保護的內(nèi)腔，這導(dǎo) 致了在火災(zāi)期間沒有用于過熱蒸汽和高溫以及壓力的泄露路徑。Kikinis專利5,623,597利 用具有相當(dāng)大散熱器結(jié)構(gòu)的相當(dāng)復(fù)雜的、無源熱交換器。這個設(shè)計需要用于在感測到閾 值溫度時、填充散熱器空間的笨重的隔層注入機構(gòu)。本發(fā)明包括一種“自然對流”的實 施例，其比現(xiàn)有技術(shù)具有簡單得多并且更加堅固的設(shè)計，這導(dǎo)致一種沒有移動部件的、 固有地防火和防水的并且能夠比之前的發(fā)明成本小直至90%的設(shè)計?，F(xiàn)有技術(shù)還包括日期為2004年4月1日的Kishon等人的公開美國申請第 US2004/0064631號。Kishon等人的裝置利用通過從環(huán)境空氣延伸至該裝置外殼的螺絲對 由數(shù)據(jù)存儲裝置生成的熱進行無源傳導(dǎo)(參見第
段)。該技術(shù)受限于通過金屬螺 絲可傳遞的相對低的熱量。本發(fā)明提供的主動的、風(fēng)扇驅(qū)動的冷卻實現(xiàn)了大得多的冷卻 能力。另外，Kishon的專利教導(dǎo)了完全密封的罩和石膏隔層，這將導(dǎo)致火災(zāi)期間的過熱 溫度。
現(xiàn)有技術(shù)還包括用于操作式數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置、但是沒有與緊湊的、防火和防 水罩一起使用的強制空氣冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明的主要目的是提供一種用于可操作的計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的防火和/ 或防水罩，其在設(shè)計上是堅固的，可以容納產(chǎn)生更高熱的電子裝置，而制造并不昂貴。本發(fā)明的又一目的是提供一種水基防火隔層(諸如，石膏或者混凝土)罩，其可 以利用或者可以不利用風(fēng)扇和一個或多個孔來創(chuàng)建自然對流或者強制對流的冷卻，并且 其中一個或多個可移動艙蓋在發(fā)生火災(zāi)時關(guān)閉，但是其中艙蓋的關(guān)閉沒有完全地密封所 述一個或多個孔，使得可以通過被部分密封的一個或多個孔來釋放蒸汽。本發(fā)明的另一目的是提供一種石膏罩，其中石膏壁被水過度飽和或者過度填 充，并且其中所述附加的水在發(fā)生火災(zāi)時變得汽化并且極大地延長其中該罩保護該數(shù)據(jù)存儲裝置免受熱損壞的時間段。 本發(fā)明的又一目的是提供一種用于操作的數(shù)據(jù)存儲裝置的、具有無艙蓋罩的防 火和防水罩，其避免了對于任何火、水或煙霧感測設(shè)備的需要，并且其沒有移動部件。 操作式數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置將利用充分小尺寸的孔來防止受到火災(zāi)的損壞，而同時在沒有 火災(zāi)的情況下允許足夠的空氣通風(fēng)通過該孔，以便冷卻該操作的存儲裝置。本發(fā)明的另一目的是提供一種用于有源數(shù)據(jù)存儲裝置的防火罩，其中該罩的壁 上的孔在沒有火災(zāi)和發(fā)生火災(zāi)時保持打開。本發(fā)明的又一目的是提供一種用于操作的計算機數(shù)據(jù)存儲裝置的罩，其中導(dǎo)熱 “袋”包圍該存儲裝置，其是可浸水的并且在任何潛在的水災(zāi)或暴露在(直至30英尺深 的淡水或鹽水的)水中之前固有地保護該數(shù)據(jù)存儲裝置和其中存儲的數(shù)據(jù)。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將根據(jù)以下的描述和附圖而變得明顯，其中


圖1是利用可移動艙蓋連同風(fēng)扇和每個艙蓋的停止機構(gòu)的第一實施例的圖示， 其中存儲裝置處于未發(fā)生火災(zāi)時的正常操作中；圖2是火災(zāi)之后圖1的實施例的圖示；圖3圖示了第二實施例，其中該罩的可移動的頂壁用作可移動艙蓋；圖4是在發(fā)生火災(zāi)時圖3的罩的圖示，其中可移動的頂壁已與停止機構(gòu)接觸；圖5圖示了除了不提供風(fēng)扇以外、類似于圖1中所示的實施例的實施例；圖6圖示了在發(fā)生火災(zāi)時圖5的實施例，其示出了艙蓋未完全關(guān)閉、而是移動到 部分關(guān)閉的位置；圖7圖示了除了刪除風(fēng)扇以外、與圖3中所示的實施例等同的實施例；圖8示出了在發(fā)生火災(zāi)時圖7的實施例；圖9圖示了以下實施例，其中該罩具有與風(fēng)扇配合以在正常操作期間對存儲裝 置進行通風(fēng)的兩個小的通風(fēng)開口；在發(fā)生火災(zāi)時，通風(fēng)通道保持打開，這允許來自該罩 內(nèi)部的膨脹的氣體和過熱的蒸汽向外流動；圖10圖示了與圖9中所示的實施例等同的實施例，但是其中已刪除了風(fēng)扇；該 實施例沒有移動部件；圖11圖示了又一實施例，其中在通風(fēng)通道中承載了熱敏管；圖12圖示了在發(fā)生火災(zāi)時圖11的實施例，其中熱敏管已經(jīng)熔化，但是仍允許過 熱的蒸汽的泄露；圖13圖示了以下實施例，其中該罩的石膏或者混凝土壁被水過度飽和；過多的 水提供了附加的防火；以及圖14圖示了以下實施例，其中通風(fēng)通道實際上是彎曲的。
具體實施例方式通過引用在此并入標(biāo)題為“相關(guān)申請的交叉引用”的部分中提到的申請。圖1圖示了本發(fā)明的第一實施例?？刹僮鞯臄?shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置10被放置在具有 底壁21、頂壁22以及側(cè)壁23和24的罩20內(nèi)部。壁21-24中的每一個壁由石膏或者混凝土(兩者都是水基防火隔離體)制成，這是由于這些材料不僅是良好的隔離體，而且 它們也具有大量的化學(xué)上與其鍵聯(lián)的水。在發(fā)生火災(zāi)時，所述水從石膏或者混凝土中分 離，并且當(dāng)其轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麜r，它以汽化的潛熱的形式而吸收巨大的熱量(對于水而言， 為2260kJ/kg)。該能量的吸收有助于保持罩20內(nèi)部的足夠低的溫度，以保護存儲裝置10 和其上存儲的數(shù)據(jù)。開口或者通道31和32分別在壁24和23中形成?？梢苿拥姆阑鹋撋w51和52位 于開口或通道31和32的鄰近。艙蓋51和52具有如圖1所示的第一打開位置，其中環(huán) 境空氣可以穿過該開口或者通道，由此提供用于冷卻數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置10的強制空氣通 風(fēng)系統(tǒng)。風(fēng)扇40位于開口 31的鄰近，并且強制空氣通過開口 31通過內(nèi)部或者罩20并 且通過通道32向外。防水涂層、罩或者“袋” 70封閉該數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置?！按?70必須是導(dǎo) 熱的以傳導(dǎo)存儲裝置10所生成的熱，并且同時必須是防水的。在序列號為12/009,072 和11/980,215的專利申請中描述了這樣的不透水涂層的示例，并且在此不進行詳細的描 述。這些涂層包括以下示例鋁箔；擠壓的金屬容器；被稱作Cotranics "Duralcotm 4538”的彈性橡膠環(huán)氧化合物(可在www.cotronics.com得到)；以及來自www.rimnetics. com的反應(yīng)注模熱固聚亞胺酯聚合物。提供停止機構(gòu)91和92，以在火災(zāi)的情況下限制艙蓋51和52的運動。 艙蓋關(guān)閉部件包括突出部(tab) 55和56以及在火災(zāi)的情況下將艙蓋51和52移動 到它們的“關(guān)閉”位置的彈簧57和58。突出部55和56是正常情況下使艙蓋51和52 保持打開的溫度敏感元件。在指示火災(zāi)的閾值溫度出現(xiàn)時，突出部55和56熔化，這允 許彈簧57和58將艙蓋51和52移動到其關(guān)閉位置。圖2圖示了其中艙蓋51和52已經(jīng)接觸到停止機構(gòu)91和92的“關(guān)閉”位置。 停止機構(gòu)91和92的尺寸被取為使得艙蓋51和52在以下意義上只是部分關(guān)閉，即艙蓋51 和52沒有完全地分別緊靠在側(cè)壁24和23的表面。艙蓋51和52的這種部分關(guān)閉允許在 所述艙蓋和它們各自開口之間擁有可以泄露過熱的蒸汽的小開口。這些限制的開口同時 還防止在過熱的蒸汽泄露時、來自的火災(zāi)的熱通過該開口流入。如以上所注意到的，如 果使得艙蓋51和52完全關(guān)閉并且對側(cè)壁24和23進行密封，則過熱的蒸汽可能變得過分 的燙并且對存儲裝置以及其上存儲的數(shù)據(jù)造成損壞。還要特別注意，水可能通過過熱蒸汽泄露的開口而進入。防水涂層70完全地包 圍數(shù)據(jù)存儲裝置10的外部，并且防止否則將發(fā)生的水損。圖3圖示了可選的實施例，其中罩120具有樞軸(pivotal)頂壁122和在底壁121 中形成的單個開口 131。在罩120內(nèi)承載兩個數(shù)據(jù)存儲裝置IlOa和110b。停止機構(gòu)191 位于樞軸頂壁122的鄰近，以防止在火災(zāi)的情況下樞軸上壁122完全關(guān)閉。在圖3所示 的實施例中，樞軸頂壁122用作可移動的艙蓋?？扇刍脑?55在指示發(fā)生火災(zāi)的閾 值溫度處熔化。以樞軸方式安裝的艙蓋151位于開口 131的鄰近，并且通過突出部156 而保持在其打開位置中。在該實施例中，如圖4所示，使得艙蓋151在發(fā)生火災(zāi)時完全 關(guān)閉。然而，停止機構(gòu)191防止可移動頂壁(或艙蓋)122完全關(guān)閉，由此提供了過熱的 蒸汽通過其泄露的通道199。在該實施例中，風(fēng)扇140位于罩120的內(nèi)部，以提供用于數(shù) 據(jù)存儲裝置IlOa和IlOb的強制空氣通風(fēng)。
線路180通過下壁121向數(shù)據(jù)存儲裝置IlOa和IlOb提供數(shù)據(jù)和電力。在發(fā)生 火災(zāi)時，這些線路遭到破壞。圖5和圖6圖示了與圖1和圖2所示的實施例等同的另一實施例，除了未提供風(fēng) 扇40以外。通道231和232通過在正常操作期間僅僅允許由存儲裝置210生成的熱向上 流過通道或者開口 231和232而提供對罩220的“自然對流”冷卻。圖6示出了在發(fā)生火災(zāi)時可移動艙蓋251和252的位置。這些艙蓋已經(jīng)移動到 它們的關(guān)閉位置，其中停止機構(gòu)291和292已經(jīng)防止艙蓋251和252完全地密封開口 231 和232，由此允許過熱的蒸汽泄露，并且同時阻擋來自火災(zāi)的熱通過其流入。圖7和圖8圖示了與圖3和圖4所示的實施例等同的實施例，除了已經(jīng)去除了風(fēng) 扇以外。該罩320在存儲裝置310a和310b的正常操作期間提供自然對流。由存儲裝置 310a和310b生成的熱通過在可移動的上壁322和側(cè)壁325之間形成的開口而僅僅向上移 動，該開口繼而通過在罩的下壁321中形成的通道331而向內(nèi)抽取較涼爽的空氣。如圖8中所示，在發(fā)生火災(zāi)的情況下，停止機構(gòu)391防止可移動上壁322對側(cè)壁 324完全密封，這形成允許過熱的蒸汽泄露的通道399。該實施例中的艙蓋351在發(fā)生火 災(zāi)時對開口 331進行完全密封。圖9圖示了其中罩420分別在側(cè)壁424和423中具有小的通道或者開口 431和432 的實施例。鄰近開口或者通道431安裝的風(fēng)扇440通過罩420來提供強制空氣通風(fēng)。該 實施例中的通道431和432的截面積充分地小(例如，是所述罩的外表面面積的或者 更少)，以便在發(fā)生火災(zāi)時防止或者限制熱通過這些通道侵入，從而防止對存儲裝置410 的損壞。通過防水覆蓋層470來防止在火災(zāi)的過程期間、從灑水噴射裝置或者從其他注 水源進入通道431和432的任何水對存儲裝置410的損壞。圖10中所示的示例等同于圖9中所示的示例，除了圖10的實施例中沒有風(fēng)扇以 夕卜。圖10的罩520沒有移動部件。小的通道531和532具有所述罩的外表面面積的
或者更少的橫截面積，并且能夠傳送來自生成小于10瓦特能量的相當(dāng)小存儲裝置510的 熱。在發(fā)生火災(zāi)時，通道531和532足夠大，以允許罩520內(nèi)部的膨脹的空氣和過熱的 蒸汽通過其泄露。該通道還足夠小，以同時阻擋或防止由罩520外部的火災(zāi)生成的熱通 過其向內(nèi)傳遞。如以上所注意到的，在發(fā)生火災(zāi)期間，罩520內(nèi)的空氣膨脹連同過熱蒸 汽的生成造成通過通道531和532向外的空氣流。該向外的氣體流和過熱的蒸汽使在發(fā) 生火災(zāi)時否則將流動通過通道531和532的熱的侵入放慢。圖11圖示了其中罩620收容數(shù)據(jù)存儲裝置610的實施例。不透水涂層670覆蓋 存儲裝置610的外表面。通道631和632承載熱敏管633和634。管633和634被設(shè)計 為在發(fā)生火災(zāi)時熔化。如圖11所示，在正常操作條件下，風(fēng)扇640提供用于存儲裝置 610的強制空氣通風(fēng)。圖12圖示了在已發(fā)生火災(zāi)之后圖11的實施例。雖然由聚合物制成的熱敏管已 經(jīng)部分熔化，但是仍然允許過熱蒸汽和氣體的泄露。圖11和圖12中所圖示的風(fēng)扇640是可選的并且可以被簡單地刪除。圖13圖示了又一實施例，其中罩720具有它的壁721-724，所述壁由石膏或者 混凝土制成，在罩720的制造期間被水過度飽和。為了防止或者減少水從這些飽和的壁 721-724中平常的蒸發(fā)，水汽屏障745(諸如，熱敏的蠟或者塑料)被施加到該罩的內(nèi)壁，并且水汽屏障746(諸如，熱敏的蠟或者塑料)被施加到壁721-724的外表面?？商娲?，水汽屏障可以是塑料外層或者塑料容器。在該實施例中，通道731和732是具有所 述罩的外表面面積的或者更少的橫截面積的小通道，使得不利用移動部件。在發(fā)生火 災(zāi)時，水汽屏障745和746熔化并且允許在壁721-724中承載的過度飽和的水泄露。泄 露到罩721內(nèi)部的過度飽和的水當(dāng)其轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麜r，吸收巨大的能量。這種熱吸收使得 溫度保持足夠低，以保護存儲裝置710和在其上存儲的數(shù)據(jù)。防水覆蓋層770防止水對 存儲裝置710的損壞。當(dāng)釋放的水轉(zhuǎn)變?yōu)檎羝麜r，通過受限制的通道731和732而從罩 720中釋放該蒸汽，以便最小化來自火災(zāi)的熱通過這些通道的流入。圖13的實施例還可以利用風(fēng)扇(為了簡潔的緣故而未單獨地圖示)。圖14圖示了圖13所示的實施例的變型，其中小的通道831和832是彎曲的。罩 820收容存儲裝置810，并且沒有移動的部件。防水覆蓋層870保護裝置810。為了說明和描述的目的，已經(jīng)呈現(xiàn)了本發(fā)明的前面的描述，并且本發(fā)明的前面 的描述不是旨在窮盡性的或者將本發(fā)明限制為所公開的精確的形式。借助于以上的教 導(dǎo)，修改和變型是可能的。選擇這些實施例并且對其進行描述以最好地解釋本發(fā)明的原 理及其實際應(yīng)用，以由此使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠在各種實施例中并且利用適合于所設(shè) 想的具體用途的各種修改來最好地使用本發(fā)明。本發(fā)明的范圍要由以下權(quán)利要求來限 定。
權(quán)利要求
1.一種設(shè)備，用于保護可操作的計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置免受由火災(zāi)和/或水造成的 損壞或者數(shù)據(jù)丟失，該設(shè)備包括可操作的數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置，用于所述可操作的數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的防火罩，所述罩由諸如石膏或混凝土之類的水基防火隔層制成，一個或多個小的通風(fēng)開口，其從不完全關(guān)閉并密封所述罩，所述開口具有近似所述 罩的外表面面積的或者更少的相對小的尺寸，以在正常操作期間允許進行充分的冷 卻，而在火災(zāi)期間允許來自所述罩內(nèi)部的受熱的空氣和蒸汽泄露并且同時防止熱通過所 述開口向內(nèi)傳遞，以及防水袋或者涂層，用于封閉在所述罩中包含的所述數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，諸如風(fēng)扇之類的用于強制空氣流動的裝置作為用 于主動地驅(qū)動環(huán)境空氣通過所述罩中的所述開口、以在正常操作期間對所述數(shù)據(jù)存儲裝 置進行冷卻的部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，所述相對小的開口和所述數(shù)據(jù)存儲裝置(10瓦 特以下)的尺寸被取為提供來自空氣流的自然對流的充分的冷卻、而在火災(zāi)期間允許蒸 汽的合適泄露(罩的總外表面面積的或者更少)并且允許對于破壞性熱的阻擋。
4.一種設(shè)備，用于保護可操作的計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置免受由火災(zāi)和水造成的損 壞或者數(shù)據(jù)丟失，該設(shè)備包括可操作的數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置，用于所述可操作的數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的防火罩，所述罩由諸如石膏或混凝土之類的水基防火隔層制成，可移動的防火艙蓋，位于從不被允許完全關(guān)閉的所述開口的鄰近，所述艙蓋具有相 對大的尺寸(罩的總外表面面積的2%或者更多)，并且能夠在打開位置和部分關(guān)閉位置 (接近于罩的總外表面面積的或者更少)之間移動，在所述打開位置中，相對大量的 環(huán)境空氣能夠穿過所述開口，而在所述部分關(guān)閉位置中，所述罩內(nèi)部的過熱蒸汽能夠通 過所述開口而泄露，艙蓋關(guān)閉部件，用于在發(fā)生火災(zāi)時，將所述艙蓋從其打開位置移動到其部分關(guān)閉位 置，以及防水袋或者涂層，用于封閉在所述罩中包含的所述數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，諸如風(fēng)扇之類的用于強制空氣流動的裝置作為用 于主動地驅(qū)動環(huán)境空氣通過所述罩中的所述開口、以在正常操作期間對所述數(shù)據(jù)存儲裝 置進行冷卻的部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述相對大的開口和所述較高供電的數(shù)據(jù)存儲 裝置(超過20瓦特)的尺寸被取為在正常操作期間提供來自空氣流的自然對流的充分的 冷卻、而在火災(zāi)期間部分關(guān)閉以允許過熱蒸汽的合適泄露(罩的總外表面面積的或者 更少)并且允許對于破壞性的外部熱的阻擋。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，利用包括熱敏管的艙蓋關(guān)閉來部分關(guān)閉所述開 口，所述熱敏管在感測到火災(zāi)時部分地關(guān)閉該通風(fēng)開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，所述艙蓋關(guān)閉部件包括用于防止所述艙蓋完全密封所述開口的停止機構(gòu)。
9. 一種保護操作式數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置免受火災(zāi)的方法，其中所述裝置位于具有石膏 或者混凝土壁的罩的內(nèi)部，該方法包括以下步驟 利用水來使得所述石膏或者混凝土壁過度飽和， 防止或者減少所述水從所述石膏壁中平常的蒸發(fā)， 在所述罩的外部發(fā)生火災(zāi)時，使所述水易于汽化為蒸汽，以及 通過相對小的開口(罩的總外表面面積的或者更少)而釋放來自所述罩的所述蒸 汽，以便使來自所述火災(zāi)的熱通過所述通道的流入最小化，然而提供過熱蒸汽泄露的通 道。
全文摘要
提供了一種用于可操作計算機數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的防火和防水罩。該罩具有由石膏或混凝土制成的壁，并且在一個實施例中，該罩具有兩個小的通風(fēng)開口，所述通風(fēng)開口在該數(shù)字數(shù)據(jù)存儲裝置的正常操作期間以及在發(fā)生火災(zāi)期間保持打開。在發(fā)生火災(zāi)時，來自該罩內(nèi)部的空氣和過熱蒸汽膨脹并且通過通風(fēng)通道向外流動。當(dāng)這些氣體向外流動時，它們同時阻擋或者防止來自外部火的熱通過這些通道而向內(nèi)傳遞。包圍該存儲裝置的防水袋或涂層防止來自水災(zāi)、水、由隔層生成的蒸汽或者穿過所述通道并損壞該存儲裝置的煙霧的損壞。
文檔編號H05K7/20GK102017826SQ200980116460
公開日2011年4月13日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月9日
發(fā)明者布魯克斯·I·戴維斯, 羅比·J·穆爾 申請人:約薩菲股份有限公司