用于基于叠氮化钠的灭火的系统和方法
阅读：115发布：2020-07-09
专利汇可以提供用于基于叠氮化钠的灭火的系统和方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种灭火气体发生器，包括：圆筒形壳体，该圆筒形壳体包括绕其周围大致均匀地分布的排放口的阵列；圆筒形 过滤器 ，其设置在壳体内并与壳体的内壁间隔开：多个叠氮化物基推进剂药柱，其在圆筒形过滤器的内部；以及与推进剂药柱关联的至少一个点火装置。推进剂药柱在被点火装置点燃时产生灭火气体，该灭火气体穿过过滤器并离开圆筒形壳体的排放口以输送到空间中。，下面是用于基于叠氮化钠的灭火的系统和方法专利的具体信息内容。
1.一种灭火气体发生器，包括：
圆筒形壳体，所述圆筒形壳体包括绕其周围大致均匀地分布的排放口的阵列；
圆筒形过滤器，所述圆筒形过滤器设置在所述壳体内，并与所述壳体的内壁间隔开；
多个叠氮化物基推进剂药柱，所述多个叠氮化物基推进剂药柱位于所述圆筒形过滤器的内部；以及
至少一个点火装置，所述至少一个点火装置与所述推进剂药柱相联；
其中，所述推进剂药柱在被所述点火装置点燃时产生灭火气体，所述灭火气体穿过所述过滤器并离开所述圆筒形壳体的所述排放口以输送到空间中。
2.根据权利要求1所述的灭火气体发生器，其中所述圆筒形过滤器与所述壳体的所述内壁间隔开，其中在所述圆筒形过滤器周围缠绕有增压线材。
3.根据权利要求1所述的灭火气体发生器，其中所述圆筒形过滤器包括细孔筛层和粗孔筛层。
4.根据权利要求3所述的灭火气体发生器，其中所述圆筒形过滤器还包括钢丝棉和陶瓷材料层。
5.根据权利要求1所述的灭火气体发生器，其中所述多个叠氮化物基推进剂药柱包括多列层叠的推进剂药柱。
6.根据权利要求1所述的灭火气体发生器，其中所述多个叠氮化物基推进剂药柱包括单列层叠的推进剂药柱。
7.根据权利要求6所述的灭火气体发生器，其中所述推进剂药柱每个均具有从由下列形状组成的组中选出的形状：油炸圈饼形、花托形和环形。
8.根据权利要求5所述的灭火气体发生器，其中所述层叠的推进剂药柱每个均为圆柱形。
9.根据权利要求5所述的灭火气体发生器，其中所述多列包括中心列和围绕所述中心列的多个大致平行列。
10.根据权利要求9所述的灭火气体发生器，其中所述中心列包括在其每个端部处的端部药柱，所述端部药柱包括中心孔，所述中心孔的尺寸设计成在所述中心孔中接纳所述点火装置的至少一部分。
11.根据权利要求3所述的灭火气体发生器，其中所述圆筒形过滤器还包括陶瓷材料层。
12.根据权利要求1所述的灭火气体发生器，还包括辅助扩散器套筒，所述辅助扩散器套筒的尺寸设计成接纳所述发生器，所述辅助扩散器套筒包括至少一行辅助排放口，用于在特定方向上引导产生的气体。
13.根据权利要求1所述的灭火气体发生器，包括被固定到所述壳体的相应端部的端盖。
14.根据权利要求13所述的灭火气体发生器，还包括在所述圆筒形过滤器和端盖之间的垫圈。
15.一种在空间中灭火的方法，所述方法包括：
提供包含固体推进剂化学物质的容器，所述固体推进剂化学物质在点燃时产生灭火气体，所述容器具有至少一个排放口；
将所述灭火气体输送到所述空间中，包括沿着所述空间中的物体的表面大致切向地引导来自所述至少一个排放口的所述灭火气体，从而增强所述灭火气体在所述空间内的涡流强度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述物体为限定所述空间的壁。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述物体为所述空间内的壁。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述容器设置在所述空间中。
19.根据权利要求15所述的方法，其中所述容器包括多个排放口，并且，所述引导包括：使从所述多个排放口出来的灭火气体改变方向，以便引导所述灭火气体大致横过所述物体。
20.一种灭火系统，包括：
塔，所述塔包括框架；
多个灭火气体发生器，所述多个灭火气体发生器设置在所述框架内，每个灭火气体发生器均包括：
圆筒形壳体，所述圆筒形壳体包括绕其周围大致均匀地分布的排放口的阵列；
圆筒形过滤器，所述圆筒形过滤器设置在所述壳体内，并与所述壳体的内壁间隔开；
多个叠氮化物基推进剂药柱，所述多个叠氮化物基推进剂药柱位于所述圆筒形过滤器的内部；以及
至少一个点火装置，所述至少一个点火装置与所述推进剂药柱相联；
其中，所述灭火系统还包括：
点火控制器，所述点火控制器电连接到所述点火装置，以用于引起所述点火装置的点火，
其中，所述推进剂药柱在被相应的点火装置点燃时产生灭火气体，所述灭火气体穿过相应的过滤器并离开所述圆筒形壳体的所述排放口以输送到空间中。
21.根据权利要求20所述的灭火系统，其中每个灭火气体发生器由至少两个托架水平地支撑在所述框架上，所述至少两个托架中每一个的尺寸设计成夹持相应的灭火气体发生器的所述圆筒形壳体的外部。
22.根据权利要求20所述的灭火系统，还包括至少一个穿孔板，所述至少一个穿孔板可移除地固定到所述框架，以用于将所述灭火气体发生器包围在所述框架内，其中，所述灭火气体从所述塔的内部通过在所述至少一个板中的穿孔传输到所述塔的外部。
23.一种灭火气体发生器，包括：
壳体，所述壳体包括绕其周围大致均匀地分布的排放口的阵列；
过滤器，所述过滤器设置在所述壳体内，并与所述壳体的内壁间隔开；
多个推进剂药柱，所述多个推进剂药柱位于所述过滤器的内部；以及
至少一个点火装置，所述至少一个点火装置与所述推进剂药柱相联；
其中，所述推进剂药柱在被所述点火装置点燃时产生灭火气体，所述灭火气体穿过所述过滤器并离开所述壳体的所述排放口以输送到空间中。
24.根据权利要求23所述的灭火气体发生器，其中所述壳体为圆筒形。
25.一种灭火系统，包括：
塔，所述塔包括框架；以及
多个如权利要求24所述的灭火气体发生器，所述灭火气体发生器设置在所述框架内；
其中，所述推进剂药柱在被相应的点火装置点燃时产生灭火气体，所述灭火气体穿过相应的过滤器并离开所述壳体的所述排放口以输送到所述空间中。
用于基于叠氮化钠的灭火的系统和方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请是2007年7月30日提交的美国专利申请No.11/878,999的部分继续申请，该申请根据美国专利法第119条(e)要求2006年12月11日提交的美国临时专利申请No.60/873,979的优先权。
技术领域
[0003] 本发明涉及一种用于在正常占用区域中灭火的系统和方法，更具体而言，涉及一种用于基于叠氮化钠的灭火的系统和方法。
背景技术
[0004] 已经开发了许多用于在建筑物中灭火的系统和方法。在历史上，最常见的灭火方法是使用洒水系统将水喷射到建筑物中，以使火冷却，并弄湿火蔓延所需的另外的燃料。这种方法的一个问题是水对占用空间中的内容物造成的损坏。
[0005] “全淹没”清洁剂防火系统工业为诸如计算机机房、通信设施、博物馆、档案保存区域的空间以及容纳发电设备的空间的高价值资产提供了保护。在该应用中，“全淹没”保护通过完全以均匀的浓度自动填充受保护的隔间来提供，这种浓度保证火被扑灭，而不管其可能位于何处。希望用于这种系统的灭火介质是“洁净的”-即，在排放之后不留或几乎不留下需要清扫的残余物。
[0006] 已知的全淹没防火系统通常包括一组若干个（通常数十个或更多）厚壁金属瓶，用于在高压下保存（或者液态或者气态的）灭火剂，以允许高密度储存。灭火剂通过手动或自动启动瓶上的高强度专用阀而释放。为了在同时满足灭火和吸入毒性要求所需要的房间浓度的严格公差带内输送满足精确的灭火浓度所需要质量的灭火剂，需要设计用于该空间的复杂的管道网络。而且，必须考虑在使用相同分配网络的典型多房间保护方案（例如工厂或高层建筑物）中的单个房间所需要的独立能力。该设计和相应的安装工作包括有对于复杂流考虑的流计算方法的开发，需要大量的先期努力和费用。
[0007] 需要频繁检查高压瓶，因为其有泄漏倾向。一旦识别出泄漏，泄漏的瓶可能需要送到中心再填充装置，从而导致客户场所的保护中断。该中断也可能在人为或自然灾害情况中经历到，例如气体泄漏爆炸、龙卷风或地震，这也可能破坏管道网络本身。
[0008] 称为Halon 1301的碳氟化合物已经用于“全淹没”系统，因为其是洁净、毒性较低且高效率的。但是，由于其使用消耗臭氧的温室气体，所以使用Halon 1301的系统正在被更环境友好的可选系统取代，如1987蒙特利尔议定书和1997京都议定书所规定的。Halon1301可选系统的一个例子使用（例如，如市售为灭火系统比如由Kidde Fire Systems制造的灭火系统中的“FM-200”或“FE-227”的）氢氟烃HFC-227ea。
[0009] 该“第一代”Halon替代物，包括“洁净的”氢氟烃，其特性与Halon1301相似，但已经发现相比之下其有效性较差，因为其通常不具有Halon 1301的火焰化学抑制性。结果，使用Halon替代物的灭火系统要求两到十倍的灭火剂质量和存储空间，并且因此成本更高。而且，灭火剂瓶数量的巨大增加需要增加的存储空间，这为设施工程师提出了难以放置的问题，并且对于那些希望对现有Halon装置进行改进的人来说是一个巨大障碍，因为他们需要在有限存储空间内放置比其Halon前身大许多倍的瓶“堆”。
[0010] 这些替代Halon的氢氟烃大部分具有非常接近其所需灭火设计浓度的人类暴露毒性极限。因此，就占用者风险而言，它们对房间存储填充容量的改变更敏感。该暴露时间通常限于五分钟或更少，从而为占用者提供降低的疏散能力。受伤、年老、伤残以及也可能是内科病人的占用者可能发现该疏散时间具有挑战性，而且许多这些Halon替代物灭火剂的增加的心脏毒性风险使得有限的暴露情况甚至更关键。
[0011] 一旦排放到房间内，在暴露于明火之后，已知的这种类型的Halon替代物是具有分解成大量氟化氢的倾向的氢氟烃。氟化氢是一种酸，它能对占用者和营救人员造成显著的健康危害，并能够损坏设备。为此，在机舱火灾中，除了使舱室冷却下来外，至少美国海军在氢氟烃（“HFC”）排放后使用水雾清洗氢氟酸，以保护消防人员。而且，HFC化学物质已经被确定为具有较长的大气寿命，从而使它们受到符合京都议定书和2009年11月提出的对蒙特利尔议定书的修改的随后的全球变暖法案的限制。另外，加利福尼亚环境保护局的议会法案32，2006全球变暖对策法禁止HFC在火灾系统中的最终使用。
[0012] 氢氟烃的“环境友好的”替代物已经被提出，并且甚至得到有限程度的应用，但许多也受到它们自身的设计和操作局限性的限制。水雾系统被设计为比洒水系统使用更少的水，并且因此造成较小的与水有关的破坏，虽然仅是减小了这种破坏而非消除。已经证明，甚至通过国际性应用的大量研究和工程技能，也非常难以设计像气体一样有效的用于绕过障碍物灭火的雾输送系统。灭火效率很大程度上受到火的大小和性质的影响。诸如使用氮或氩的系统的惰性气体系统（由于其低效且不能以实用方式在压力下液化）需要高达其Halon前身的十倍的瓶数量。这不仅需要大量额外的存储空间，而且常常需要较大直径的管装置来替换适合Halon的管道。如果被损坏或以其它方式损害，用于惰性气体系统的非常高压力的瓶也可能会造成另外的安全危害，包括在任何接头连接处可能易受损坏的厚壁分配管也是如此。
[0013] 灭火的另一方法涉及散布气体例如氮，以便取代封闭空间内的氧，并由此终止火灾，同时仍使该封闭空间对于人类栖身一段时间来说是安全的。例如，授予The Secretary of the Navy(海军部长)的美国专利No.4,601,344公开了一种使用缩水甘油基叠氮化物聚合物组合物和高氮固体添加剂产生供灭火用的氮气的方法。该专利预想通过若干管子和管道将生成的气体输送到火，而且没有公开充填固体添加剂的任何特殊装置。此外，该专利没有考虑将生成的适当量的氮气分配到栖身空间内的挑战，而且也没有考虑可靠地灭火同时仍允许人类安全栖身和暴露一定时间的浓度。
[0014] 根据在由美国国家消防协会(NFPA)如NFPA标准2001、美国环保局(EPA)如SNAP清单、以及UL/FM/ULC列表和认证所设定的正常占用空间内惰性气体发生器灭火系统的要求，空间必须能够被占用高达五(5)分钟。此外，在发生器的排放口处，惰性气体必须被降低到最高摄氏75度或华氏167度的温度。
[0015] 美国专利No.6,016,874和6,257,341(Bennett)公开了其中自备有惰性气体组合物的可排放容器的使用。排出阀控制气体组合物从封闭容器到管道内的流动。固体推进剂通过电点火管点燃并燃烧，因此生成氮气。该专利预想通过管道将生成的气体输送到空间内。
[0016] 美国专利No.7,028,782(Richardson)和美国专利申请公开No.2005/0189123（Richardson等人）公开了在独立系统中利用借助于非叠氮化物推进剂的气体发生器技术的装置，其特征在于：在给定容器内有多个单独的气体发生器筒。但是，一些非叠氮化物材料产生水蒸汽，水蒸汽能会凝结到所要保护的隔间的墙上和其它表面。一些最终用户更喜欢造成几乎没有或没有可能产生任何该水凝结的保护方案，该水凝结可能对纸张记录物或其它湿度敏感物有害。而且，非叠氮化物材料制成的灭火剂通常极其热，并且因此必须被显著冷却以在正常占用空间中使用。利用也储存在多筒容器附近的大量冷床材料实现冷却。大量冷床材料占据能够被填充额外发生器的空间，从而降低给定的筒容器的总的保护空间效率。
[0017] 尽管存在用于全淹没灭火应用的系统，但是当然希望改进。本发明的目的是提供用于将灭火气体输送到空间中的装置和方法。
发明内容
[0018] 根据一个方面，提供了一种用于将灭火气体输送到空间中的装置，包括：
[0019] 壳体，其设置在空间内；
[0020] 至少一个发生器，其设置在壳体内，并包含预充填叠氮化钠推进剂；
[0021] 点火装置，其用于点燃所述叠氮化钠推进剂，并由此产生低湿灭火气体；以及[0022] 开口，其位于壳体中，用于将灭火气体混合物引导到所述空间中。
[0023] 根据另一个方面，提供了一种用于在空间中灭火的设备，包括：
[0025] 至少一个固体叠氮化钠基惰性气体发生器，其用于在从传感器接收到信号时产生灭火的、基本上干燥的氮气混合物并将该氮气混合物输送至所述空间；以及[0026] 惰性气体排放扩散器，其将灭火气体混合物引导到所述空间中。
[0027] 根据另一个方面，提供了一种在空间内灭火的方法，包括：
[0028] 从至少一种叠氮化钠基推进剂化学物质产生第一灭火气体混合物，第一灭火气体混合物主要包括氮；
[0029] 从第一灭火气体混合物中过滤湿气、额外的气体和固体颗粒中的至少一种，以产生第二灭火气体混合物；以及
[0030] 将第二灭火气体混合物输送到空间内。
[0031] 根据另一个方面，提供了一种用于在正常占用和/或未占用空间内灭火的设备，包括：
[0032] 传感器，其用于检测火；
[0033] 至少一个固体叠氮化钠基惰性气体发生器，其用于在从传感器接收到信号时产生包含氮的灭火的、基本上干燥的混合物并将该氮气混合物输送至空间；以及[0034] 惰性气体排放扩散器，其将灭火气体混合物引导到所述空间内。
[0035] 根据另一个方面，提供了一种用于生成大致干燥的灭火气体混合物并将该气体混合物输送到空间的气体发生器，包括：
[0036] 壳体；
[0037] 至少一种预充填叠氮化钠推进剂，其设置在所述壳体内；
[0038] 烟火装置，其用于点燃所述叠氮化钠推进剂，并由此产生所述灭火气体混合物；以及
[0039] 排放扩散器，其用于将灭火气体混合物引导到封闭的所述空间内。
[0040] 此前，叠氮化钠基推进剂通常被认为不适合于正常占用空间。进一步的研究揭示，现在可以提供确实适合于正常占用空间的叠氮化钠基推进剂。
[0041] 由于其随时可用性及可购性，以及其产生作为其气态燃烧后的副产品的几乎纯净的氮气的特性，叠氮化钠基推进剂在许多应用中是优选的。叠氮化钠可与用作推进剂粘合剂或者提供其它操作性能增强的其它微量组分混合起来，这对本领域技术人员来说是公知的。
[0042] 有利地，通过叠氮化钠基材料产生的推进剂的温度一般为那些通过非叠氮化物基推进剂产生的温度的10%到15%。例如，叠氮化钠推进剂一般在约华氏1500度的温度下燃烧以使用散热器在大约华氏400度下排放，而非叠氮化物推进剂在华氏3,000度的温度下燃烧。因此，叠氮化钠基推进剂需要的整体散热仅为该非叠氮化物基推进剂所需要的约10%到15%。因此，叠氮化钠基材料的使用允许显著减小尺寸，或者在给定体积内包含更多的推进剂发生器。
[0043] 在一个实施例中，多个大小一致的固体推进剂气体发生器筒被结合到安装在所要保护的空间内的单个“塔”设计中，而不用管道或管子。该设计不需要远程的瓶安装和分配管道网络，而这些在不采用该构造时本来是需要的。
[0044] 每个塔可被构造成保护给定大小立方英尺的自由隔间空间。例如，具有若干个筒的多个塔可用于较大的区域，而少量的体积覆盖范围可通过简单地减少给定塔中筒的数量来实现。
[0045] 当被手动启动或使用常规火警板启动时，这些正常未加压的塔又通过塔中的多个发生器筒触发推进剂产生，在每个筒已经完成各自的排放后使它们中的每一个按顺序排好，或者根据需要或应用要求全部同时排放。
[0046] 尽管如果筒远离高湿度区域储存能够具有许多年的储存期限（可能高达二十年），但该筒的替换仅通过简单移除并重新插入“新”筒来进行，这可由现场人员进行，而不需要运送单元进行重新装备，也不需要受过专门训练的人员和用于高压设备的工具。这极大地降低拥有成本。
[0047] 安装和维护方法的简单性给经销商提供机会，使得当前没有部署拥有加压设备经验的现场人员的团队的经销商可以使用目前人员支持基础设施为顾客提供产品。
[0048] 固态气体推进剂被装在位于所要保护空间内的塔系统内，因此不需要管道。这表示成本的极大降低，并且也导致在替换现有Halon 1301系统过程中最小的资产保护“非工作时间”。
[0049] 本发明的塔不必要为进行再装填而将其从正保护的位置去除。相反，可通过使用预充填的叠氮化钠基推进剂发生器对本发明的系统现场进行再装填。该系统优选地被操作以允许人的生命维持一段时间（例如，通过在建筑物内保持足够的气体混合物，以允许人类停留一段时间，同时仍可用于灭火）。
[0050] 根据可选的实施例，气体发生器单元被悬挂于天花板，或实际安装在天花板上或悬挂在吊顶上方和/或安装在全世界使用的一般用作计算机机房、服务器网络间、可编程控制器机房等内的电源“线槽”的凸起地板空间内。该安装位置可被选择成不妨碍人员操作或不占用房间内的可用空间。保护单元可以是针对所要保护的隔间体积确定大小的单个单元，或者是安装在固定装置内的较小的单个筒的聚集体，其中添加足够的筒以保护给定的保护体积。如果需要，这些安装在占用或未占用空间内的单个和／或多个气体发生器可具有添加到每个发生器的外部散热模块。
[0051] 在一个实施例中，托架被安装在例如计算机机房的底层地板内，并支撑多个发生器。
[0052] 灭火气体混合物允许空间适于人类栖身预定时间。优选地，按照美国国家消防协会的2001标准对Halon 1301清洁剂替代物的要求和US EPA SNAP列表对在占用空间内灭火使用的要求，预定时间从约1分钟到5分钟变化。
[0053] 在一个实施例中，设备还包括至少一个过滤器和滤网，用于在将灭火气体输送到正常占用空间和／或未占用空间之前过滤出任何固体颗粒并减少生成的气体的热。
[0054] 根据一个方面，提供了一种灭火气体发生器，包括：
[0055] 圆筒形壳体，其包括绕其周围大致均匀地分布的排放口的阵列；
[0056] 圆筒形过滤器，其设置在壳体内并与壳体的内壁间隔开；
[0057] 多个叠氮化物基推进剂药柱，其在圆筒形过滤器的内部；以及
[0058] 至少一个点火装置，其与推进剂药柱关联；
[0059] 其中，推进剂药柱在被点火装置点燃时产生灭火气体，该灭火气体穿过过滤器并离开圆筒形壳体的排放口以输送到空间内。
[0060] 根据另一个方面，提供了一种在空间内灭火的方法，包括：
[0061] 提供包含固体推进剂化学物质的容器，该化学物质在点燃时产生灭火气体，该容器具有至少一个排放口；
[0062] 将灭火气体输送到空间内，包括将灭火气体从至少一个排放口沿空间内的物体的表面大致切向地引导，从而增强空间内的灭火气体的涡流强度。
[0063] 根据又一个方面，提供了一种灭火系统，包括：
[0065] 多个灭火气体发生器，其设置在框架内，每个灭火气体发生器包括：
[0066] 圆筒形壳体，其包括绕其周围大致均匀地分布的排放口的阵列；
[0067] 圆筒形过滤器，其设置在壳体内并与壳体的内壁间隔开；
[0068] 多个叠氮化物基推进剂药柱，其在圆筒形过滤器的内部；以及
[0069] 至少一个点火装置，其与推进剂药柱关联；
[0070] 其中灭火系统还包括：
[0071] 点火控制器，其电连接到点火装置以用于引起点火装置的点火，
[0072] 其中，推进剂药柱在被相应的点火装置点燃时产生灭火气体，该灭火气体穿过相应的过滤器并离开圆筒体壳体的排放口以输送到空间内。
附图说明
[0074] 现在参照附图更充分地描述实施例，在附图中：
[0075] 图1A示出了根据优选实施例的组装好的气体发生器灭火塔；
[0076] 图1B是图1A的灭火塔的分解图；
[0077] 图2A示出了图1A和图1B中的塔的扩散器帽的电连接；
[0078] 图2B至图2D示出了用于图1A和图1B的气体发生器灭火塔的扩散器帽的可选实施例；
[0079] 图3是使用本发明的气体发生器灭火塔保护的封闭空间的示意图；
[0080] 图4是根据本发明的可选实施例安装在所要保护的房间角落的单个气体发生器单元的图示和局部横截面；
[0081] 图5是由多个气体发生器筒构成的图4的单个气体发生器房间单元的变型的图示；
[0082] 图6是根据本发明另一可选实施例的顶置式固定装置的图示，该固定装置保持多个气体发生器筒；
[0083] 图7是根据本发明又一可选实施例的顶置式固定装置的图示，该固定装置由多个凹入的气体发生器单元构成；
[0084] 图8是塔的可选实施例；
[0085] 图9是塔的另一可选实施例，其中具有用于将多个推进剂筒固定在其内的托架；
[0086] 图10示出了在电力线束连接到图9的托架之前电力线束在筒上的安装：
[0087] 图11示出了用于将单个或多个筒固定到空间内的可选托架，其中没有塔；
[0088] 图12示出了装有四个叠氮化物基氮生成发生器的塔设计；
[0089] 图13是可选的灭火气体发生器1000及其部分的三个视图（正视图、横截面视图和局部剖面透视图）的图；
[0090] 图14示出了容纳多个灭火气体发生器的塔；
[0091] 图15是将灭火气体发生器保持在图14的塔内的托架的一个实施例的一部分的端视图；
[0093] 图17示出了具有下部和上部带孔钢板的图14的塔的正视图；
[0094] 图18和图19示出了灭火气体发生器的过滤垫的各个层；
[0095] 图20至图23示出了由增压空间线材保持圆筒形形状的过滤垫的各个视图；
[0096] 图24示出了在用于运输的箱中的若干个灭火气体发生器；
[0097] 图25示出了两个可选的发生器；
[0098] 图26示出了两个辅助扩散器；
[0099] 图27示出了辅助扩散器的俯视图和侧视图；以及
[0100] 图28示出了具有端盖的可选发生器壳体的局部视图，以及端盖移除的发生器的端视图。
具体实施方式
[0101] 提供了一种用于从适合于灭火的叠氮化钠基化学物质生成气体混合物的预充填固态气体发生器。
[0102] 根据优选实施例，提供了主要为叠氮化钠（约80.3重量%）和硫（19.7重量%）的固体化学混合物，如在美国专利3,741,585中公开的。该混合物可产生每立方英尺固体推进剂混合物约60磅氮气。应当理解，在本领域中存在满足该要求的其它叠氮化物基混合物。
[0103] 如图1A和1B所示，提供了气体发生器灭火塔1，气体发生器灭火塔1包括预充填叠氮化钠基固体推进剂筒3和用于排放所生成的气体的排放扩散器5。塔1通过穿过安装法兰10的地面安装螺栓7或任何其它合适的方式而被固定在适当位置。扩散器5同样使用具有螺母6的法兰螺栓而固定到塔1。
[0104] 烟火装置9（即点火器）通过连接器11附接到预充填叠氮化钠推进剂筒3，并附接到火灾探测和释放控制板，将参考图2A和图3更详细地讨论火灾探测和释放控制板。点火器用于响应于电激励而启动惰性气体发生。
[0105] 推进剂保持器12可与各种可选的过滤器和／或散热滤网13一起设置，这将在下面更详细地讨论。
[0106] 转到图2A并结合图3，排放扩散器5显示为具有带孔的帽15。设置有线槽吊装底座17，用于将管道／配线槽19（例如钢管）固定在火灾探测和释放板21（图3）与托架25上的管道连接件23之间。管道继续向下到点火器9，如以27示出的。
[0107] 图2B至图2D示出了用于塔1的不同安装方式的排放扩散器5的可选实施例，这些可选实施例可用作带孔帽扩散器的替代，或者可设置在带孔帽扩散器上。更具体地说，图2B描绘了可用于其中塔沿墙设置的安装方式的180°方向的扩散器帽5A。图2C描绘了可用于其中塔居中设置的安装方式的360°方向的扩散器帽5B。图2D描绘了可用于其中塔设置在角落中的安装方式的90°方向的扩散器帽5C。
[0108] 参照图3，示出了根据本发明的系统，该系统使用图1和图2阐述的多个塔1在空间内灭火。在操作中，一旦检测到火，传感器31就向控制板21发出信号，作为响应，控制板21启动报警信号装置33（例如声音报警器和／或视觉报警器）。可选地，可通过启动手动报警按钮35发起警报。作为响应，控制板21使烟火装置9点火，烟火装置9继而点燃产生灭火气体的预充填筒3内的叠氮化钠化学物质，从而启动固态气体发生器。灭火气体混合物主要包括氮。
[0109] 灭火气体混合物可包含痕量二氧化碳和水蒸气，可选地，使用过滤器13（图1）过滤该痕量二氧化碳和水蒸气，从而导致产生过滤的、干燥的灭火气体混合物，而没有导致保护区域内的任何水凝结。更具体地说，灭火气体混合物可被过滤成使得引入到房间（图3）内的气体包含从约零到约5wt%的二氧化碳，且优选地包含从约零到约3wt%的二氧化碳。更优选地，混合物中基本上所有二氧化碳都被从混合物中过滤出来。
[0110] 散热滤网可用于降低由于点燃预充填叠氮化钠基推进剂筒3而生成的灭火气体的温度。尽管过滤器和滤网13示出为与预充填筒3分离，但构想至少滤网可结合为筒结构的一部分。由于使用叠氮化钠基推进剂生成，这是尤其可能的，因为如上面陈述的，需要的散热量一般远远少于非叠氮化基生成所需要的量。
[0111] 因为不需要使用压缩气瓶、排放管道和排放喷嘴来供应或输送灭火气体混合物，所以图3的系统相对于已知已有技术具有几个优点。第一，固态气体发生器的使用允许以较低的存储要求生成大量气体。这降低系统成本，使得用环境上可接受的替代物（即，特征在于零臭氧消耗并且具有零或接近零的全球变暖可能的惰性气体或近惰性气体）改进现有Halon 1301系统更具吸引力。
[0112] 第二，系统受益于简化的安装和控制，因为不需要将所有的固态气体发生器设置在一个中心位置。相反，一个或多个固态气体发生器或塔1优选地设置在必须灭火的位置。这样，灭火气体在危险区域内的生成大大简化了气体的输送，而不需要延伸通过整个建筑物或可能穿过一个或两个墙的管道系统。
[0113] 第三，提供独立设置的塔1导致气体生成且在其被释放时几乎立即输送到危险区域。这缩短灭火系统的响应时间并增加了使危险区域惰性化和扑灭正常占用空间和／或未占用空间内的火灾的能力。如果有需要的话，每个固态气体发生器1优选地设计成生成扑灭特定体积内的火灾所需要的气体量，该特定体积由任一叠氮化钠基预充填推进剂发生器灭火系统所保护的空间的实际总体积分割而成。
[0114] 可能过滤的灭火气体混合物被输送到包含火的房间（图3）内。将被输送到房间内的过滤的灭火气体的体积取决于房间大小。优选地，足够的过滤的灭火气体混合物被输送到房间内，以扑灭房间内的任何火灾，而仍允许该房间可由人类栖身预定的时间。更优选地，按照美国国家消防协会的2001标准对Halon 1301清洁剂替代物的要求和USEPA SNAP列表对灭火系统在正常占用空间和／或未占用空间内的使用的要求，一定体积的过滤的灭火气体混合物被输送到房间内，并允许该房间可由人类栖身约1分钟到5分钟，且更优选为从3分钟到5分钟。本领域的普通技术人员知道，美国国家消防协会的2001标准（由NFPA出版，名称为NFPA 2001 Standard on Clean Agent Fire Extinguishing Systems（NFPA2001关于清洁剂灭火系统的标准）（“NFPA 2001”））在该文件的第1-1节描述：
[0115] 1-1范围。本标准包含对全淹没和局部施加清洁剂灭火系统的最低要求。本标准未涵盖使用二氧化碳或水作为主要灭火介质的灭火系统，该系统由其它NFPA文件阐述。
[0116] 根据NFPA 2001文件的第1-5.1.1小节：
[0118] 此外，在NFPA 2001文件的第1-3.8节规定了清洁剂的定义：
[0119] 1-3.8清洁剂。不导电的、挥发性或气态灭火剂，并且该灭火剂在蒸发后不留残余物。除非另外指明，该文件所用的词“剂”是指清洁剂。
[0120] 现在参考图4的可选实施例，提供了安装在所要保护的房间的角落中的单个气体发生器单元的图示和局部横截面。在该实施例中，防火单元110为在所要防火的房间120内安装在地板上的单元。单元110位于房间内的不妨碍占用者正常使用房间或不妨碍其它设备的所需布置的空间内。在该实施例中，整体式烟雾或热探测器130安装在单元110上，但是该探测器也可被配线连接到一般顶置式烟雾探测器。在探测器130探测到火或烟雾时，其向推进剂点火器140发送电信号，推进剂点火器140开始点燃气体发生器推进剂150，气体发生器推进剂150生成足够量的惰性气体160，所述惰性气体扑灭占用空间内的火、通过单元110外部的孔或扩散器170排放。直接安装在所要保护的房间内的该系统消除了来自远程存储场所的分配管道的费用及其安装费用。在该可选实施例的变型中，单元110可从天花板上悬挂，或者直接安装在墙上，包括使用与用于在医院房间内定位电视的墙托架类似的墙托架。
[0121] 图5是由多个气体发生器筒构成的单个气体发生器房间单元的图示。在图4中公开的所述系统的该变型中，单元210容纳多个单个的气体发生器单元220，每个气体发生器单元220的尺寸都被设计成特定容量以向给定体积的占用空间提供足够量的惰性气体。内部架230是选择性地安装可变数量的单元220的装置，每一个内部架230具有其自身的点火器240并用配线连接到探测器250，以提供保护给定体积的所要保护的占用空间所必要的精确量的惰性气体。尽管单元210的尺寸可设计成足以添加大量该单元来保护非常大的空间，但是对于非常大的隔间，可保证在整个该隔间内间隔开的多个单元210以在房间内提供较好的混合作用以及惰性气体的覆盖度。
[0122] 图6是顶置式固定装置的图示，其保持了多个气体发生器筒。顶置式固定装置310安装在天花板上，并在天花板高度以下延伸较短的距离。与用于单个荧光灯泡的安装托架非常类似，多个气体发生器单元320可在各个托架位置330处安装到固定装置内。与图5系统相似，可将变化数量的单元320添加到固定装置310，以改变生成的惰性气体量，并针对所要保护的房间容量进行调节。固定装置310的尺寸可设计成保持某一最大数量的单元320，该最大数量对应于可用一个固定装置来保护的最大房间体积，或对于给定天花板高度的地板空间；超过该房间体积，则应以在整个房间均匀间隔开的方式添加额外的固定装置。
作为另外的选择，可将传统的房间烟雾探测器340安装到固定装置310内，例如安装在房间的中央，以直接在固定装置310内启动单元320。以这种方式，应用到该探测器的电源线也可用于对单元的点火器点火，而不用电源线和探测器线的远程布线，也不需要将额外的电源线布线在天花板上方的布线花费。固定装置310覆盖有装饰性防尘罩350，防尘罩350通过与天花板色彩融为一体的美观的罩隐藏所述单元和固定装置，并且防尘罩350的特征在于围绕其周边的排气孔360，排气孔360作用为扩散器以将单元排放的惰性气体370引导到房间内。系统排放的该布置和方式促进了与房间空气的有效混合，并为热惰性气体提供在与下面的占用者接触之前的最大冷却距离。在天花板上的布置允许系统不需要用于安装的地板空间或房间位置，从而不妨碍任何活动或对房间地板空间的使用。
作为另外的选择，可将传统的房间烟雾探测器340安装到固定装置310内，例如安装在房间的中央，以直接在固定装置310内启动单元320。以这种方式，应用到该探测器的电源线也可用于对单元的点火器点火，而不用电源线和探测器线的远程布线，也不需要将额外的电源线布线在天花板上方的布线花费。固定装置310覆盖有装饰性防尘罩350，防尘罩350通过与天花板色彩融为一体的美观的罩隐藏所述单元和固定装置，并且防尘罩350的特征在于围绕其周边的排气孔360，排气孔360作用为扩散器以将单元排放的惰性气体370引导到房间内。系统排放的该布置和方式促进了与房间空气的有效混合，并为热惰性气体提供在与下面的占用者接触之前的最大冷却距离。在天花板上的布置允许系统不需要用于安装的地板空间或房间位置，从而不妨碍任何活动或对房间地板空间的使用。
[0123] 图7是由多个凹入的气体发生器单元构成的顶置式固定装置的图示。该单元实际上与图6所公开的系统相同，只是该变型利用了许多办公室和计算机机房常用的吊顶的存在，或利用允许将气体发生器单元410安装在天花板平面之上的任何其它天花板构型。单元410安装到与天花板平齐的天花板盖420，并且在盖420中存在排气孔430以允许从气体发生器单元410扩散和排放惰性气体440。该构型的优势在于与天花板平齐安装的单元，而在甚至更保守的设计中，在天花板下没有任何延伸。
[0124] 由于该“室内”气体发生器防火系统的局部探测、供电（如果从电容器或小型电池供给备用电力）和排放能力全部设置在隔间内，该“室内”气体发生器防火系统提供了可靠的保护系统，在由于地震或其它自然灾害，例如由于煤气总管泄露引起的爆炸，或者甚至由于恐怖分子行动而在相关设施处造成灾难性事件的情况下，该系统不受电力损失或水压力损失、或者建筑物或构筑物的物理破坏、或者水总管的物理破坏（这也使得水喷洒器不可用）的妨碍，从而即使在该设施的其余部分受到严重影响时继续对关键的隔间提供保护。
[0125] 具体尺寸的例子的图示将展示在图4至图7的可选实施例中阐述的构型的特征。
[0126] 在有效灭火过程中，12%的氧浓度是期望的目标水平，以使得能够在空间中栖身达5分钟。通过由使用体积约20加仑的单元，产生0.535kg-摩尔的惰性氮气，排放到1300立方英尺的房间内，该房间与通过传统压缩储存的惰性气体的一个标准筒保护的体积相等，对于原型气体发生器单元的先前测试已经显示了成功的灭火。该单元尺寸在任何方面不能达到最优，其中充分且非优化量的冷床材料被用于冷却排放的氮气。
[0127] 如果该非优化单元的尺寸按比例分配，包括其加大的冷床容量，则在考虑目前领域的气体发生器技术和性能时，该非优化单元对于所需的单个单元和筒的尺寸可提供极其保守的估计。0.535kg-摩尔的气体可增加到0.6884kg-摩尔，以增加20%的所需安全因子，导致正常占用空间具有可接受的氧浓度。如果为仅100立方英尺的房间空间的保护进行尺寸测定，需要总共1.483kg的氮，四舍五入达到1.5kg。使用测试单元的有效密度，即使利用非优化的冷床，直径24英寸和厚1.5英寸的盘形单元、或者厚4英寸、宽9英寸、长18英寸的矩形单元可产生这样的量。如果缩放此前测试的240磅单元，任一单元变型被计算为重23.4磅。许多盘形单元可被堆积成安装在地板上或安装在墙上的模型，为保护与标准的压缩惰性气体筒相关的1300立方英尺的空间，直径24英寸和高19.5英寸的单元是必要的（占房间的极小空间）。如果需要，该单元可通过使单元更宽或更高（理论上高达天花板的高度）而增大房间容量，但在大房间的情况中，可选地优选增加额外的地板单元。对于顶置式单元，可采用前述矩形气体发生器单元。这将产生刚好4英寸的在单元的天花板下的延伸固定距离。凹入天花板内的单元可近似具有10英寸的直径和8英寸的高度。这些单个单元能够确保具有的重量允许单个安装技术人员在实践中将该单个单元抬高并安装到头顶上的天花板固定装置内。
[0128] 如果该固定装置被设计成每个固定装置保持多达8个气体发生器筒，以保护10×10的地板空间，如果存在8英尺的天花板的话，那么对于安装到天花板托梁（以及低于某些装饰华丽的照明器材）来说，甚至187磅的总最大固定重量是切实可行的。单个气体发生器单元将被设计成使其气体沿着相对侧沿其长度穿过多个孔排放，且该构型消除了在其它构型的情况中可能存在的推力负荷。该8单元固定装置仅占去约3英尺×3英尺的天花板空间，包括在气体发生器单元之间用于气体排放和流动的空间，该天花板空间的面积粗略等于两个普通吊顶板材的面积。在800立方英尺空间内，当调节并增加每个额外的分立的气体发生器单元以针对额外的房间容量进行调节时，氧浓度的波动将仅小于1%，这无疑是可接受的容许度。另外，额外的单个气体发生器单元中的一个或两个可用在普通计算机机房的底层地板下，以便也在那些空间中提供需要的防火能力。通过制造一种尺寸的许多单元，具有标准尺寸的筒有利于降低气体发生器的生产成本。如果将来继续优化气体发生器推进剂和单元，小到4英寸×2.5英寸×5英寸且重3.3磅的单个单元是可能的，并且全部8单元的天花板固定装置可装配在12平方英寸、厚4英寸的空间内，并且在单元效率接近100%时具有26.5磅的满载重量。
[0129] 图8示出了代表性的生产塔设计的图示，而图9示出了具有发生器的初步塔模型的图片。图10是在技术人员将一个筒安装在塔内部并连接其电力线束的图片。图11是设计成将一个或更多个发生器筒安装在计算机机房的底层地板下的特定组件的图片。该构型没有使用塔壳体。
[0130] 图12示出了根据一个实施例的装有四个叠氮化物基氮生成发生器的塔设计。
[0131] 可以构想到具有相应优点的可选构型。例如，图13是可选的灭火气体发生器1000及其部分的三个视图（正视图、横截面视图和局部剖面透视图）的图。在该实施例中，发生器1000包括壳体1012，壳体1012由直径六(6)英寸和长22.5英寸的圆筒形钢管形成。排放口1014的阵列形成为穿过壳体1012。阵列中的排放口1014围绕壳体1012的圆筒形主体大致均匀地360°分布。
[0132] 叠氮化钠固体推进剂药柱组1016设置在壳体1012的内部。在该实施例中，推进剂药柱组1016包括具有36（三十六）个推进剂药柱的中心列1018，中心列1018包括34（三十四）个层叠的圆柱形“主”推进剂药柱1022，并且在其端部中的每一个上被封端有1（一）个“端部”药柱1024。六个外部列1020大致平行于中心列且围绕中心列设置，每个外部列1020包括36（三十六）个层叠的圆柱形主推进剂药柱1022。在层叠的推进剂药柱的中心列和外部列之间是硅树脂隔离物1026。
[0133] 如图可见，中心列1018中的端部推进剂药柱1024每个都具有贯穿的大孔，该孔的尺寸设计成接纳如将描述的点火器1150（图13中未示出）的点火装置的一部分，而主药柱1022则不具有这样大的孔。端部药柱1024的大孔几何形状导致端部药柱1024的更快燃烧，这继而有助于主药柱1022的点燃。然而，该药柱组中的所有药柱1022、1024都具有多个贯穿的较小的孔。穿过推进剂药柱的较小孔通过增大对热的表面暴露而有利于每个药柱1022、1024的均匀点燃，并且也有助于生成的灭火气体诸如氮（N2）从燃烧的推进剂药柱1022、1024逸出。
[0134] 在推进剂药柱组和壳体之间设置有过滤垫1030。在该实施例中，过滤垫1030包括内粗滤钢网和外细滤钢网。在粗滤网和细滤网之间夹有多层钢丝棉和优选地非生物持久性（非致癌性）陶瓷“纸”材料。在该实施例中，钢丝棉为细的#000钢丝棉，具有35微米的纤维尺寸。优选地，钢丝棉为超细#0000纤维尺寸。
[0135] 在该实施例中，陶瓷材料为UNIFRAX 1-2微米纤维PC204材料，具有52% SiO2、46% Al2O3和2%其它材料的组合物。可以使用替代物，例如UNIFRAX 2-4微米纤维PC440材料。上述UNIFRAX材料在欧盟的“纤维指令（FIBER DIRECTIVE）”（也称为第97/69/EC指令）中被称为“第2类”材料。本发明人也在研究下列“第3类”材料用作替代物的可行性：INSULFRAX
3.2微米纤维，64% SiO2、30% CaO、5% MgO、1% Al2O3材料；ISOFRAX 4微米纤维，75% SiO2、
23% MgO、2%其它材料；以及FIBROX 5.5微米纤维，47% SiO2、23% CaO、9% MgO、14% Al2O3、
7%其它材料。美国乔治亚州奥古斯塔的热陶瓷公司（Thermal Ceramics Incorporated of Augusta,Georgia,U.S.A.）也提供了陶瓷材料，该陶瓷材料正被研究可行性。
3.2微米纤维，64% SiO2、30% CaO、5% MgO、1% Al2O3材料；ISOFRAX 4微米纤维，75% SiO2、
23% MgO、2%其它材料；以及FIBROX 5.5微米纤维，47% SiO2、23% CaO、9% MgO、14% Al2O3、
7%其它材料。美国乔治亚州奥古斯塔的热陶瓷公司（Thermal Ceramics Incorporated of Augusta,Georgia,U.S.A.）也提供了陶瓷材料，该陶瓷材料正被研究可行性。
[0136] 在制造过程中，外细滤网和钢丝棉和陶瓷层被卷在一起并形成为围绕粗滤网的圆筒，以形成圆筒形过滤垫1030。如果所采用的钢丝棉和/或滤网保持机油，则烘烤过滤垫1030以烧掉在这一点处附接的任何机油。在使用发生器之前烧掉机油保证机油在使用中不随灭火气体一起排放。应当理解，可选地，钢丝棉和滤网可以在组装之前烘烤。
[0137] 过滤垫1030用来抑制颗粒在药柱1022、1024点燃时从发生器1000内部逸出，并且也用来吸收药柱1022、1024点燃时生成热量中的一些热量。
[0138] 更具体地说，陶瓷纤维被视为主过滤元件，内层上的钢丝棉为粗过滤元件。另外，钢丝棉有利地抑制或阻止隧道作用，陶瓷材料受氧化钠(Na2O)局部侵蚀时可能发生该隧道作用。氧化钠趋于导致陶瓷材料达到较低的熔点，并由此在过滤器中形成孔。因此，当氧化钠碰到钢丝棉时，局部腐蚀被减弱并散开，使得当其到达下一陶瓷层时具有较宽的前缘。外细钢网层充当机械支撑，而内粗网管则限定过滤垫1030的内径。
[0139] 紧贴壳体1012内表面的是气密密封层（未示出），用于防止或显著抑制环境水分通过排放口进入壳体1012并被吸收到固体推进剂药柱中。如图所示，排放口1014具有“8字”形状，该形状通过钻/冲出两个穿过壳体1012的相邻且连接的孔而形成。排放口1014的这种形状有利地在排放口1014的中点处提供了两个尖点，在点燃后膨胀时，由于内部压力的累积，气密密封层通常被压贴到这两个尖点。虽然优选地气密密封层将具有仅由于内部压力而被撕裂的材料，但尖点增大了由于内部压力增加而刺破气密密封的机会，以允许灭火气体逸出。应当理解，可以提供有助于以这种方式刺破气密密封层的其它形状的孔。
[0140] 直接在气密密封层内部围绕过滤垫的是由隔离物形成的增压空间，在该实施例中，隔离物为缠绕在过滤垫1030周围的1/16英寸线材1032。线材1032用来在过滤垫1030和壳体1012的内壁之间提供增压空间，使得灭火气体能从多个额外的排放口1014逸出，而不仅仅是从紧邻燃烧的推进剂药柱1022、1024处的那些排放口逸出，灭火气体在点燃时首先在壳体1012的端部处产生，然后从端部逐渐向内发展。因此，点燃期间的内部压力累积可通过由横过一组排放口1014的线材1032确保的增压空间来分布，这用以限制使用期间的内部压力积聚。线材1032还有利地用以将过滤垫1030保持成圆筒形形状，以便将推进剂药柱1022、1024插入其中，尤其在制造发生器1000期间。线材1032还吸收药柱1022、1024点燃时产生的热量中的一些热量。
[0141] 硅树脂密封垫圈1034（另见图22）设置在壳体1012的每个端部处且在圆筒形过滤垫1030的每个端部上方。另外，在壳体1012的每个端部处，端环1036延伸过壳体1012的端部，并且具有内面螺纹以与带类似螺纹的端盖1038螺纹连接。在密封垫圈就位的情况下，端盖1038抵靠密封垫圈1034与环1036螺纹连接，以密封壳体1012的端部。在可选实施例（参见例如图25）中，不存在端环1036，并且壳体本身被加工成具有内螺纹，用于与带外螺纹的端盖螺纹连接。优选地，特别是为了符合运输安全规程，端盖适于被卷曲或以其它方式相对永久地固定到适合的壳体1012的端部，以使得端盖不能被移除。一种该构型在图28中示出，其包括具有适合弯曲或卷曲到端盖顶部上方的端部的壳体，从而将端盖永久地按压到垫圈上的位置。
[0142] 每个端盖1038具有贯穿的中心孔1040，用于通过牢固的按扣或螺纹配合接纳点火筒。点火筒延伸穿过端盖1038并至少部分地伸入端部推进剂药柱1024的中心孔。由端盖1038保持到位的密封垫圈1036主要用来防止产生的灭火气体通过过滤垫1030的端部离开并排出壳体1012。这确保所产生的灭火气体经由过滤垫1030通过壳体1012的排放口1014逸出。
[0143] 图14示出了装有多个灭火气体发生器1000的塔1100。塔1100包括大致矩形的钢塔框架1102，其包括四个互连的垂直框架构件1103和若干个板条1104，每个板条1104都支撑发生器托架1106。每个发生器1000水平设置并由两(2)个发生器托架1106紧紧保持到框架1102。图15是保持发生器1000的托架1106的一个实施例的一部分的端视图。在图15中可以看到，在托架紧固件（未示出）紧固时，托架越来越紧地夹持发生器1000。
[0144] 图16示出了塔1100的斜角视图，其中可以看到点火器1150通过端盖1038插入孔1040内。引线1152从点火器1150延伸并进入垂直框架构件1103的内部到达点火控制器（未示出）。响应于火灾的探测，点火控制器能够同时或按时间顺序点燃塔1100中的所有发生器1000。图16中还示出了下部带孔钢板1108，该带孔钢板1108用紧固件可移除地固定到框架1102。图17示出了用紧固件可移除地固定到框架1102的下部带孔钢板1108和上部带孔钢板1110。钢板被打孔以使得由保持在塔1100内的发生器1000产生的灭火气体能够逸出到空间内用于灭火。为了确保诸如计算机机房的空间充分地被灭火气体淹没，可以在空间内放置每个均具有多个发生器的多个塔1100。
[0145] 图18和图19示出了在过滤垫1030的制造过程中的过滤垫1030的各个层，包括细孔钢丝棉、陶瓷材料和粗孔钢丝棉。
[0146] 图20至图23示出了由增压空间线材1032保持为圆筒形形状的过滤垫1030的各个视图。
[0147] 图24示出了在运输箱中的若干个发生器1000。有利地，由于排放口1014的360°大致均匀分布，以及由增压线材1032赋予的优点，发生器1000基本上是“推力平衡”的。更具体地说，如果在运输或储存过程中，发生器1000内部的推进剂药柱1022、1024被意外点燃，发生器将不会像火箭那样被危险地推进。诸如压缩气瓶的许多现有技术灭火装置不像发生器1000那样均匀地排放灭火气体，因此增加了操作风险和与其相关的费用。事实上，在某些管辖区内的联邦运输法严格地限制了该推力不平衡装置可以运输和/或储存的条件。
[0148] 图25示出了在相应的托架1106中的两个可选的发生器2000和3000。发生器2000和3000与以上所述发生器1000基本上相同，但长度更小，因此装有较少的推进剂药柱。该发生器2000、3000可提供用于较小的房间，或者可以与较大的发生器一起提供。
[0149] 在某些情况下，有用的是在具体方向上引导灭火气体离开发生器1000，而不是在360°方向上。例如，在占用者安全为首要因素的装甲车应用中，引导灭火气体背离占用者是有利的。
[0150] 在测试期间，当利用安装过程中被置于发生器1000的壳体1012的上方的辅助扩散器套筒将来自两个发生器1000的灭火气体大致沿着测试罩的壁重定向时，发现了使得灭火气体改变方向背离占用者的一个惊人的优点。在测试期间，两个发生器1000通过托架安装在260立方英尺的矩形钢测试箱的相对角部处。将与图25所示类似的辅助扩散器套管套在壳体1012的整个长度并固定到相应的发生器1000。排放口以相对于与托架安装有发生器1000的拐角相邻的壁成大约15°的角度而在一定程度上切向地引导，以便确保在相反方向上排放灭火气体。有利地，这种构型在发生器排放时在测试箱内形成旋风效应。这种旋风排放将爆炸性火球的火焰从燃料移离，该移离速度比具有非引导排放的更大发生器快25%。从而，在空间内的氧浓度降至14.4%之前即开始灭火。已根据需要降低的氧浓度然后通过阻止火焰复燃来完成灭火过程。
[0151] 在不引用任何特定理论的情况下，认为上述的有利熄灭火焰是由于灭火气体中的元素旋转的趋势而形成的。邻近壁的元素具有粘附到壁上趋势，这有助于增强旋转或增大“涡流强度”，该效应在原理上与康达效应有关。本发明人并未获知任何如下的现有技术灭火系统：该系统意图使灭火气体沿着房间内的物体诸如房间的墙壁或房间内的墙壁排放，或者沿着其它物体排放，以便产生上述的旋风效应，从而增强其灭火效率。优选地，为了产生该效应，灭火气体以提供不被居间物体中断的、最大可能的环流模式的方式被排放。因此，在一个实施例中，灭火气体将从房间的角部沿着房间的最长墙壁排放。
[0152] 图26和图27示出了钢辅助扩散器套筒1160，每个辅助扩散器套筒1160包括两行辅助排放口1062和夹紧螺栓1064。在该实施例中，每个辅助扩散器套筒1160的尺寸设计成套在发生器1000上并通过紧固夹紧螺栓1064来夹持壳体1012的外表面。在两行辅助排放口1062附近的夹紧螺栓1064也用来确保：在该低压区域中，扩散器套筒1160不落在壳体1012上而造成排放口堵塞。扩散器套筒1160用来最终限制灭火气体的排放以便在具体方向上引导排放，并吸收来自所生成的灭火气体的热。在壳体1012的外表面和扩散器套筒1160之间优选地设置有半球状硅树脂泡沫垫圈，以抑制吸收的热从扩散器套筒1160传递到壳体12，反之亦然。在实施例中，扩散器套筒可由金属薄板形成，该金属薄板被卷在壳体1012上且通过壳体1012上和/或套筒自身上的支撑凸块从壳体1012间隔开，而不是通过夹紧螺栓1064或其它合适的结构或与这些结构结合。
[0153] 虽然已详细描述了上述实施例，但落在本发明的范围和目的之内的替代形式也是可能的。例如，虽然图13示出了七列层叠的推进剂药柱，但一种可选构型可包括更少、甚至单列层叠的推进剂药柱。在诸如该构型的可选构型中的推进剂药柱可以是油炸圈饼形、花托形或环形。此外，除主药柱之外，可使用或不使用端部药柱。
[0154] 构想到的一种构型是一列层叠的推进剂药柱，该药柱为圆柱形且具有4.5英寸的外径和0.5英寸的内径并且带有快燃助推柱，该快燃助推柱类似于汽车技术领域中已知的设置在由堆叠的0.5英寸内径的药柱形成的轴内的快燃助推柱。可以构想用于不同应用的不同厚度的药柱。例如，4.5英寸/0.5英寸的圆柱形药柱，诸如上述的厚0.125英寸的药柱，将在大约0.2秒内燃烧，而较厚的药柱则可用于更缓慢的燃烧。对于灭火应用来说，常常希望提供高的初始灭火气体流量，以首先将火焰从燃料移除，之后短时间内达到足够低的氧浓度水平以使空间惰性化，从而防止复燃。
[0155] 此外，在可选实施例中，在具体的塔1100中的同一发生器1000内或不同发生器内，推进剂药柱可提供为具有不同尺寸和/或配方。提供具有不同尺寸的推进剂药柱将允许不同的灭火分布。例如，为了快速产生用于旋风效应的灭火气体以熄灭爆炸性火球，但同时组合以提供延长的灭火气体排放以确保将房间的氧浓度在一段时间内保持足够低，以抑制火焰复燃。
[0156] 此外，在可选实施例中，过滤垫可包括多层粗孔或细孔钢丝棉。
[0157] 上述圆柱形发生器结构提供了在360°范围内从几列层叠的圆柱形推进剂药柱的大致均匀的灭火气体排放。对于全淹没应用来说，这提供了与推力平衡有关并与空间内的均匀排放有关的优点。对于在大致360°的范围内且沿着壳体大致均匀地分布在整个壳体上以便对应于位于壳体内的药柱的多个排放口来说，该多个排放口还使得药柱在壳体内的每个物理位置处产生的气体能够各自快速地逸出到空间内。与不提供上述的和如这里所示的在整个壳体上大致均匀地分布的多个排放口的现有技术系统相比较，该构造几乎不产生背压。
[0158] 药柱被层叠成与中心列相邻的6列，以便确保圆柱形药柱彼此保持接触，从而增大在整个期间更快速且有效的燃烧的机会。
[0159] 可以构想，可以使用具有大致矩形、正方形或椭圆形横截面的壳体，该壳体的排放口以与圆柱形结构类似的方式横过并沿着所有侧大致均匀地分布。虽然已经描述了作为隔离物的增压线材，该线材具有将圆筒形过滤垫在结构上保持在一起的额外的优点，但可以构想到其它隔离物。例如，替代地或以某种组合，可提供围绕过滤垫或从壳体内壁伸出的柱或环或其它结构。该结构也可以用来执行隔离物的功能，即：提供增压物，以通过允许产生的气体从多个排放口逸出而不仅仅从紧邻正在产生逸出的气体的正燃烧的具体推进剂药柱处的那些排放口逸出而抑制过度的背压累积。
[0160] 虽然推进剂药柱优选地具有叠氮化钠固体推进剂化学物质，但本文所述发生器结构也可容纳和点燃非叠氮化物固体推进剂化学物质，尽管为了控制排放的气体的热，可能需要对散热进行更改，因此增大了发生器的尺寸。
[0161] 因此，描述了利用叠氮化物基推进剂气体发生器提供用于占用空间的灭火系统的新颖结构和特征，该气体发生器满足在此阐述的所有目的，并且克服了现有技术的不足。
[0162] 根据详细说明，本发明的许多特征和优点是明显的，因此，所附权利要求旨在涵盖落在本发明的真实精神和范围内的本发明的所有这些特征和优点。此外，因为本领域的技术人员容易想到许多更改和变化，所以不希望将本发明限制到所图示和描述的确切的构造和操作，并且因此可采取落在本发明的范围内的所有合适的更改和等价物。
[0163] 尽管已经描述了实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可进行各种变型和更改。
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