(57)【要約】消火装置は、ガス発生材料がその中に配設されている筐体と、ガス発生材料に点火するための点火器と、冷却システムとを含む。冷却システムは、第１チャンバと第２チャンバとを含み、第１チャンバの中には、冷却剤材料が配設されている。冷却剤材料は、第１チャンバから第２チャンバの中へ流入させられ、ガス発生材料の点火によって形成されたガスが圧力下で筐体から出ていくときにガスを冷却する。冷却システムは、ピストンをさらに含むことが可能であり、ピストンは、第１チャンバの中に配設され、ガス圧力に応答して移動可能である。消火ガスを冷却するための方法、および、消火するための方法は、冷却システムの第１および第２チャンバの中へ消火ガスを流入させる工程と、第１チャンバから第２チャンバの中へ冷却剤材料を流入させる工程と、消火ガスを冷却剤材料と接触させ、消火ガスを冷却する工程とを含む。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス発生材料がその中に配設されている筐体と、
前記ガス発生材料の少なくとも一部分に動作可能に関連付けされている点火器であって、当該点火器が作動すると当該ガス発生材料の少なくとも一部分に点火してガスを形成させるように構成されている点火器と、
前記筐体に隣接して配設されている冷却システムであって、冷却剤材料がその中に配設された第１チャンバと第２チャンバとを含み、当該筐体を出ていくガスの圧力に応答して作動すると当該冷却剤材料の少なくとも一部分が当該第１チャンバから当該第２チャンバの中へ流入させられ、当該筐体を出ていく前記ガスと接触して前記ガスを冷却する、冷却システムと、
を含む、消火装置。
【請求項２】
請求項１に記載の消火装置において、
前記消火装置が、前記第１チャンバの中に配設されているピストンをさらに含み、
前記ピストンが、前記第１チャンバの中で移動可能であり、前記筐体を出ていく前記ガスの前記圧力に応答して前記冷却剤材料を加圧し、当該冷却剤材料を当該第１チャンバから前記第２チャンバの中へ流入させる、消火装置。
【請求項３】
請求項２に記載の消火装置において、
前記ピストンが、前記ピストンの周りに配設された少なくとも１つの封止部をさらに含み、
前記ピストンと前記第１チャンバの壁部との間の流体流れを阻止する、消火装置。
【請求項４】
請求項２に記載の消火装置において、
前記ガスを形成する前記ガス発生材料の少なくとも一部分の反応によって生成される圧力が、前記ピストンを移動させ、前記冷却剤材料の少なくとも一部分を前記第１チャンバから前記第２チャンバの中へ流入させるように機能する、消火装置。
【請求項５】
請求項１に記載の消火装置において、
前記冷却剤材料が、少なくとも１つの吸熱的に変更可能な材料を含む、消火装置。
【請求項６】
請求項５に記載の消火装置において、
前記吸熱的に変更可能な材料が、前記ガス発生材料の点火によって形成される前記ガスと接触すると、蒸発および分解のうちの少なくとも１つをする液体を含む、消火装置。
【請求項７】
請求項６に記載の消火装置において、
前記吸熱的に変更可能な材料が、前記ガス発生材料の前記点火によって形成される前記ガスと接触すると、追加的なガス生成物を形成させる、消火装置。
【請求項８】
請求項５に記載の消火装置において、
前記吸熱的に変更可能な材料が、水を含む、消火装置。
【請求項９】
請求項８に記載の消火装置において、
前記吸熱的に変更可能な材料が、塩化カルシウム、プロピレングリコール、酢酸カリウム、およびアルカリ金属重炭酸塩のうちの少なくとも１つをさらに含む、消火装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の消火装置において、
前記冷却剤材料の流れを前記第２チャンバの中へ方向付けするように構成されている開口部およびノズルのうちの少なくとも１つをさらに含む、消火装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の消火装置において、
前記消火ガスの圧力が前記冷却剤材料の少なくとも一部分を前記第１チャンバから前記第２チャンバの中へ流入させることを可能にするために、当該第１チャンバの中への少なくとも１つの追加的な開口部をさらに含む、消火装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の消火装置において、
前記消火装置が、前記第２チャンバの中に配設された構造体をさらに含み、前記構造体が、前記筐体を出ていくガスの圧力を増加させて前記冷却剤材料に作用するためのものである、消火装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の消火装置において、
前記構造体が、それを通る少なくとも１つの開口部を有する板を含む、消火装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の消火装置において、
前記第１チャンバが、前記第２チャンバに横方向に隣接して位置付けされている、消火装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の消火装置において、
前記第１チャンバが、前記第２チャンバを少なくとも部分的に横方向に取り囲む、消火装置。
【請求項１６】
消火装置で消火するための方法であって、
ガス発生材料に点火し、消火ガスを形成させる工程と、
冷却システムの第１チャンバおよび第２チャンバの中へ前記消火ガスを流入させる工程と、
前記消火ガスの圧力に応答して、前記第１チャンバの中でピストンを移動させることによって、冷却剤材料を前記冷却システムの当該第１チャンバから前記第２チャンバへ流入させる工程と、
前記消火ガスを前記冷却剤材料と接触させ、当該消火ガスを冷却する工程と、
を含む、方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法において、
前記消火ガスと前記冷却剤材料との組み合わせを火炎に向かって方向付けする工程をさらに含む、方法。
【請求項１８】
消火ガスを冷却するための方法であって、
第１チャンバ、および、前記第１チャンバに近接する第２チャンバの中へ消火ガスを流入させる工程と、
前記消火ガスの圧力を前記ピストンに加えることによって、前記第１チャンバの中に配設されているピストンを移動させる工程と、
前記ピストンの移動に応答して、前記第１チャンバの中に配設されている冷却剤材料を当該第１チャンバから前記第２チャンバの中へ流入させる工程と、
前記第２チャンバの中で、前記消火ガスを前記冷却剤材料と接触させ、当該消火ガスを冷却する工程と、
を含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、
ガス発生材料に点火し、前記消火ガスを形成させる工程をさらに含む、方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の方法において、
冷却剤材料を流入させる工程が、水、塩化カルシウム、プロピレングリコール、酢酸カリウム、アルカリ金属重炭酸塩、および、それらの組み合わせのうちの少なくとも１つを流入させる工程を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して消火に関する。本開示の実施形態は、ガス発生器と冷却システムとを有する消火装置、および、消火するためにそのような消火装置を使用する方法に関する。また、本開示の実施形態は、液体冷却剤を使用して消火ガスを冷却する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
過去において、ハロンハロカーボンについては、消火に関連する広範囲の用途が見出されてきた。「ハロンハロカーボン」の用語は、概して、ハロアルカン、または、ハロゲノアルカン、結合した（ｌｉｎｋｅｄ）ハロゲンを備えるアルカンからなる化学化合物のグループを参照し、とりわけ、臭素含有ハロアルカンを指す。ハロンハロカーボンは、一般に、ほとんどのタイプの火災を消すのに効果的であり、望ましくは、非導電性であり、残留物の形成なしに急速に消散する傾向があり、限られた人体の露出（ｈｕｍａｎ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ）に対して比較的に安全である傾向がある。過去において、ハロカーボンハロン１３０１（ブロモトリフルオロメタン、ＣＢｒＦ3）などのハロンハロカーボンは、典型的に水スプリンクラーシステムの適用があまり適切でない領域または建物、データおよびコンピュータセンタ、博物館、図書館、手術室、および、水ベースの抑制剤の適用が、電子機器、重要な記録文書収集などに取り返しのつかない損傷を結果的に生じさせ得る他の場所などの領域の中で、または、それらの領域のために、消火剤として有用であることが見出された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第５、４３９、５３７号
【特許文献２】米国特許第５、６７３、９３５号
【特許文献３】米国特許第５、７２５、６９９号
【特許文献４】米国特許第６、０３９、８２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ハロンハロカーボンは、大気に関してオゾン層を破壊する態様に起因して、環境に有害な影響を有することが見出されてきた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
消火装置が開示されており、この消火装置は、ガス発生材料がその中に配設されている筐体と、ガス発生材料の少なくともの一部分に点火してガスを形成させるように構成されている点火器と、筐体に隣接して配設されている冷却システムとを含む。冷却システムは、第１チャンバと第２チャンバとを含み、第１チャンバの中には、冷却剤材料が配設されている。作動時には、冷却剤材料の少なくとも一部分が、第１チャンバから第２チャンバの中へ流入し、ガス発生材料の点火によって形成されるガスと混合され、そのガスを冷却する。いくつかの実施形態では、消火装置が、冷却システムの第１チャンバの中に配設されているピストンをさらに含み、ピストンが、第１チャンバの中で移動可能であり、冷却剤材料を加圧し、第１チャンバから第２チャンバの中へ冷却剤材料を流入させる。冷却剤材料は、液体であることが可能である。
【０００６】
消火装置で消火するための方法が開示されており、この方法は、ガス発生材料に点火し、消火ガスを形成させる工程と、冷却システムの第１および第２チャンバの中へ消火ガスを流入させる工程と、消火ガスによって第１チャンバの中でピストンを移動させることによって、第１チャンバから第２チャンバの中へ冷却剤材料を流入させる工程とを含む。冷却剤材料は、消火ガスと混合され、消火ガスを冷却することが可能である。冷却剤材料と消火ガスとの混合物を火炎に向かって方向付けすることが可能である。
【０００７】
また、消火ガスを冷却するための方法も開示されており、この方法は、第１および第２チャンバの中へ消火ガスを流入させる工程と、消火ガスでピストンを押すことによって、第１チャンバの中に動作可能に配設されているピストンを移動させる工程と、ピストンで冷却剤材料を押すことによって、第１チャンバから第２チャンバの中へ冷却剤材料を流入させる工程と、第２チャンバの中で冷却剤材料と消火ガスを混合させる工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本開示の実施形態による消火装置のガス発生器の断面図である。
【図２】図１に示されているガス発生器の斜視断面図である。
【図３】図１に示されているガス発生器の一部分の斜視断面図であり、図１に示されているように線３−３に沿って見た図である。
【図４Ａ】本開示の実施形態による消火装置の冷却システムの断面図である。
【図４Ｂ】本開示の実施形態による消火装置の冷却システムの断面図である。
【図４Ｃ】本開示の実施形態による消火装置の冷却システムの断面図である。
【図５】本開示の別の実施形態による消火装置の冷却システムの断面図である。
【図６Ａ】本開示の別の実施形態による消火装置の冷却システムの断面図である。
【図６Ｂ】本開示の別の実施形態による消火装置の冷却システムの断面図である。
【図７】本開示のさらなる別の実施形態による消火装置の冷却システムの断面図である。
【図８】本開示の追加的な実施形態による消火装置の冷却システムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜図８は、本開示の消火装置の実施形態の一部分を図示している。本開示の消火装置は、ガス発生器（図１〜図３参照）と、ガス発生器によって発生させられる消火ガスを冷却するように構成されている冷却システム（図４Ａ〜図８参照）とを含む。
【００１０】
図１は、本開示の消火装置のガス発生器２０の実施形態の断面図を示している。ガス発生器２０は、発生器筐体２２と、発生器筐体２２の第１の長手方向端部に位置付けされている第１の端壁部２４と、第１の長手方向端部の反対側の発生器筐体２２の第２の長手方向端部に位置付けされている第２の端壁部７６とを含む。発生器筐体２２、第１の端壁部２４、および第２の端壁部７６は、ガス発生器２０の作動の間に生成される上昇した温度および／または圧力に耐えることができる材料からそれぞれ形成することが可能である。例えば、発生器筐体２２、第１の端壁部２４、および第２の端壁部７６は、金属（例えば、鋼鉄）、ポリマー、複合材料（例えば、繊維複合材料）、およびセラミックのうちの１つまたは複数からそれぞれ形成することが可能である。第１および第２の端壁部２４、７６は、発生器筐体２２と一体に形成するか、または、別々に形成することが可能であり、例えば、溶接、接着剤、圧着、ねじ、機械的な留め具、圧入などによって、発生器筐体２２に取り付けることが可能である。
【００１１】
ガス発生材料５２は、ガス（例えば、消火ガス）を発生させるための発生器筐体２２の中に配設することが可能である。ガス発生材料５２として使用することができる材料には、例えば、膨張式の車両乗員安全拘束システム（例えば、エアバッグシステム）の技術分野で知られている材料が含まれる。ガス発生材料５２に適切な組成物は、当業者に知られており、発生したガスの意図する用途に応じて異なることが可能である。とりわけ、人間がいる領域での消火で使用するために、ガス発生ウェハ６６のガス発生材料５２は、Ｈｉｎｓｈａｗらによる米国特許第５、４３９、５３７号、第５、６７３、９３５号、第５、７２５、６９９号、および第６、０３９、８２０号に開示されているように、ＨＡＣＮ組成物であることが可能であり、それらの特許のそれぞれの開示は、参照により本明細書に組み込まれている。ガス発生材料５２の中で使用されるＨＡＣＮは、再結晶することが可能であり、おおよそ０．１％より少ない活性炭または活性炭素を含む。ガス発生材料５２の中の炭素の量を低く維持することによって、ガス発生材料５２が燃焼するときに、ＣＯ、ＣＯ2、または、その混合物などの、炭素含有ガスの量を最小化することが可能である。代替的に、おおよそ１％までの活性炭または活性炭素を有する工業銘柄（technical grade）のＨＡＣＮを使用することが可能である。また、炭素含有ガスまたはＮＯxを含まないガス状燃焼生成物を生成する従来のガス発生材料を使用することも可能であるということも考えられる。
【００１２】
ＨＡＣＮ組成物、または、他のガス発生材料５２は、酸化剤、点火促進剤、バリスティック調整剤（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ  ｍｏｄｉｆｉｅｒ）、スラグ促進剤（ｓｌａｇ  ｅｎｈａｎｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、冷却剤、化学的消火剤、無機結合剤、または有機結合剤のうちの少なくとも１つなどの、追加的な原料を含むことが可能である。例として、ＨＡＣＮ組成物は、酸化第二銅、二酸化チタン、硝酸グアニジン、硝酸ストロンチウム、およびガラスのうちの少なくとも１つを含むことが可能である。ガス発生材料５２の中に使用される多くの添加剤は、複数の目的を有する。単に例示のために、酸化剤として使用される添加剤は、冷却特性、バリスティック調整特性、またはスラグ促進特性を、材料５２に提供することが可能である。ＨＡＣＮの中に存在する活性炭の酸化、または、ＨＡＣＮの中のコバルトに配位された（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ）アンモニアグループの酸化を推進するために、酸化剤を使用することが可能である。酸化剤は、硝酸アンモニウム、アルカリ金属硝酸塩、アルカリ土類金属硝酸塩、過塩素酸アンモニウム、アルカリ金属過塩素酸塩、アルカリ土類金属過塩素酸塩、過酸化アンモニウム、アルカリ金属過酸化物、または、アルカリ土類金属過酸化物であることが可能である。また、酸化剤は、それに限定されないが、基本的な硝酸銅（〔Ｃｕ2（ＯＨ）3ＮＯ3〕）（「ＢＣＮ」）、Ｃｕ2Ｏ、またはＣｕＯを含む銅ベースの酸化剤などの、遷移金属ベースの酸化剤であることが可能である。酸化剤であることに加えて、銅ベースの酸化剤は、冷却剤、バリスティック調整剤、またはスラグ促進剤として作用することが可能である。ガス発生材料５２の燃焼時に、銅ベースの酸化剤は、コバルト金属および酸化第一コバルトなどのコバルト燃焼生成物と混合できる、銅金属および酸化第一銅などの銅を含有する燃焼生成物を生成することが可能である。これらの燃焼生成物は、溶融スラグを生成し、溶融スラグは、ウェハ６６の燃焼表面において、または、ウェハ６６の燃焼表面の近くで溶解し、微粒子が形成されることを防止する。また、銅ベースの酸化剤は、ガス発生材料５２の圧力指数を低下させ、燃焼速度の圧力依存性を減少させることが可能である。典型的に、銅ベースの酸化剤を含むＨＡＣＮを含有するガス発生材料は、大気圧において、または、大気圧の近くで、より容易に点火し、かつ、より急速に燃焼する。しかし、より低い圧力依存性に起因して、おおよそ２０．６９ＭＰａ（３０００ｐｓｉ）よりも大きい圧力などのような極端に高い圧力では、それらは、急速には燃焼しない。
【００１３】
ガス発生材料５２は、例として、固体材料であることが可能であり、固体材料は、ウェハ６６として形成されており、ウェハ６６は、概して円筒形状である。ガス発生材料５２のウェハ６６は、それぞれ、ウェハ６６を通る１つまたは複数の孔部を有し、その作動時に、ガス発生材料５２の点火の改善、および、ガス発生器２０を通るガス流量の増加を提供することが可能である。ガス発生材料５２のウェハ６６は、図１に示されているように、１つまたは複数を積み重ねて配置することが可能である。ウェハ６６のそれぞれの積み重ねを、ガス発生容器５４の中に少なくとも部分的に配設することが可能である。それぞれのガス発生容器５４は、概して円筒形状であり、ガス流量およびガス発生材料５２の点火を改善するために、ガス発生容器５４を通る穿孔を含有することが可能である。それぞれのガス発生容器５４の間にスペース３４を設けることが可能であり、ガス発生器２０の作動時に、ガスがスペース３４を通って流れることを可能にする。任意の数のガス発生容器５４を、発生器筐体２２の中に配設することが可能である。ガス発生容器５４の数、したがって、ガス発生材料５２の量を修正し、例えば、提供される消火の量、消火装置のコスト、消火装置の重量などを調整することが可能である。
【００１４】
図２と併せて図１を参照すると、ガス発生材料５２のウェハ６６を、ガス発生容器５４の中の適当な位置に保持することが可能であり、ガス発生容器５４の一方の端部に第１のリテーナディスク６２を備え、第２のリテーナディスク６４が、ガス発生容器５４の反対側の端部に配設されている。第１および第２のリテーナディスク６２、６４は、それを通る点火生成物および／またはガスの流れを可能にするために、第１および第２のリテーナディスク６２、６４を通る１つまたは複数の開口部をそれぞれ有することが可能である。随意的に、追加的なリテーナディスク（図示せず）を、ガス発生材料５２のそれぞれのウェハ６６の間に配設することが可能である。
【００１５】
図１〜図３に示されているように、第１のリテーナ板４８を、第１の端壁部２４に近接して発生器筐体２２の中に位置付けすることが可能であり、第２のリテーナ板７０を、第２の端壁部７６に近接して発生器筐体２２の中に位置付けすることが可能である。ガス発生容器５４をガス発生器２０の筐体２２の中の適当な位置に保持するように、第１および第２のリテーナ板４８、７０を構成させることが可能である。第１のリテーナ板４８は、凹部３６を含むことが可能であり、凹部３６の中に、点火材料５０を配設することが可能である。第１のリテーナ板４８は、それを通る孔部４４を含み、ガス発生器２０の作動時にガス発生材料５２に点火するために点火生成物が第１のリテーナ板４８を通過することを可能にすることができる。ガス発生器２０の作動は、点火装置７２の作動を通して起こることが可能であり、点火装置７２は、第１の端壁部２４に近接して位置付けされており、点火材料５０の少なくとも一部分に近接して位置付けされている。例として、点火装置７２は、例えば、火災警報器が作動したときに点火するように構成される電子的な点火装置であることが可能である。したがって、点火装置７２が作動したときに、点火材料５０が点火され、結果的に、ガス発生材料５２が、点火され、燃焼し、消火ガスを発生させる。換言すれば、ガス発生材料５２は、点火材料５０の点火生成物と接触すると消火ガスを形成するように反応することが可能である。
【００１６】
再度、図１を参照すると、ガス発生材料５２によって発生させられる消火ガスが、開口部７８を通って流れ、ガス発生器２０から流出することを可能にするために、第２の端壁部７６は、開口部７８を含むことが可能である。障壁８１を、第２の端壁部７６の中の開口部７８の上方に位置付け、ガス発生器２０が作動する前に、開口部７８を通る材料の通過を防止することが可能であり、ガス発生器２０の中の圧力増加を可能にし、ガス発生材料５２の燃焼が自立するようになっている。障壁８１は、圧力感応性の障壁であることが可能であり、十分な圧力がそれに加えられると破裂するように構成されており、したがって、ガス発生器２０が作動したときに、燃焼するガス発生材料５２によって発生させられた消火ガスが開口部７８を通過することを可能にする。例として、障壁８１は、フォイルバンドまたはテープであることが可能であり、ガス発生器２０の外側の大気圧を超える所定の圧力において破裂するように選定することが可能である。
【００１７】
図１〜図３を参照して、ガス発生器２０の特定の実施形態が示されているが、本開示はそれに限定されない。例として、消火ガス、または、他の消火材料の任意の供給源は、特定の用途に関して消火材料ストリームから熱を除去することを必要とされる可能性があり、本開示の冷却システムとともに使用することが可能である。
【００１８】
図１から分かるように、より詳細に以下に説明されている冷却システム１００（図４Ａ〜図４Ｃ）などの冷却システムに、ガス発生器２０を連結することが可能である。随意的に、接続エレメント３０を、ガス発生器２０と冷却システム１００との間に配設することが可能である。他の実施形態では、冷却システム１００を、溶接、圧着、圧入、ねじ、接着剤、機械的な留め具などによって、ガス発生器２０に直接的に接続することが可能である。したがって、ガス発生器２０によって発生させられる消火ガスは、より詳細に以下に説明されているように、ガス発生器２０の第２の端壁部７６の開口部７８を通過して、冷却システム１００の中へ進むことが可能である。
【００１９】
図４Ａ〜図８の図は、ガス発生器を示していないが、上記のようなガス発生器を、図４Ａ〜図８の冷却システムに隣接して位置付けることが可能であり、ガス発生器によって発生させられ、ガス発生器から出ていく消火ガスが、冷却システムによって冷却され得るようになっているということが理解されるべきである。例えば、図４Ａ〜図８の視点で見たときに、上記のガス発生器２０を、冷却システムの底部において、図４Ａ〜図８の冷却システムのいずれにも取り付けることが可能である。したがって、より詳細に以下に説明されることとなるように、ガスは、開口部７８を通ってガス発生器２０を出ていき、冷却システム１００、２００、３００、４００、５００のうちのいずれかの中へ入り、それを通って流れ、冷却されることが可能である。
【００２０】
ここで、図４Ａを参照すると、消火装置の冷却システム１００が示され、説明されている。冷却システム１００は、第１チャンバ１１０を含むことが可能であり、第１チャンバ１１０は、第１筐体１３２によって少なくとも部分的に画定されている。第１チャンバ１１０は、ピストン１１２を含み、ピストン１１２は、第１チャンバ１１０の中に配設されており、十分な力（例えば、圧力）がピストン１１２に対して加えられると、第１チャンバ１１０の中を移動するように構成されている。１つまたは複数の封止部１１４（例えば、Ｏリング）を、ピストン１１２と第１筐体１３２との間に配設し、ピストン１１２の周りの流体連通を阻止することが可能である。冷却剤材料１３０を、第１チャンバ１１０の中に配設することが可能である。冷却剤材料１３０を、例えば、充填ポート１１８を通して、第１チャンバ１１０の中に供給することが可能である。冷却剤材料１３０は、少なくとも冷却システム１００の運転の前には、液体の形態であることが可能である。しかし、より詳細に以下に説明されるように、冷却システム１００の運転中には、冷却剤材料１３０の少なくとも一部分が蒸発し、ガス状材料を形成することが可能である。運転中に、冷却剤材料１３０は、ノズル１１６を通って第１チャンバ１１０から流出することが可能である。図１の障壁８１を参照して上記に説明されているように、フォイルなどの圧力感応性の障壁１１７によって、ノズル１１６をカバーするか、または、閉じることが可能である。
【００２１】
冷却システム１００は、第２チャンバ１２０を含むことが可能であり、第２チャンバ１２０は、第２筐体１２２によって少なくとも部分的に画定されている。随意的に、第２筐体１２２は、ガス発生器２０に接続するためのフランジ１２３を含むことが可能である。それを通る少なくとも１つの開口部１２６を備えた板１２４を、第２筐体１２２の中に配設することが可能である。第２筐体１２２は、火炎を消火するように、それを通して消火ガスを吐出するための、少なくとも１つの開口部１４０を含むことが可能である。
【００２２】
図４Ｂおよび図４Ｃは、運転状態の冷却システム１００を図示している。冷却システム１００に連結されたガス発生器２０（図１〜図３）によって、消火ガスが発生させられると、消火ガスは、筐体２２を出ていき、冷却システム１００の中へ流入することが可能である。消火ガスは、板１２４の形態の構造体に対して流れることが可能であり、板１２４の上流において、筐体２２を出ていく消火ガスの圧力を増加させる。そのような増加した圧力は、ピストン１１２を通して、第１チャンバ１１０の中の冷却剤材料１３０により効果的に作用することが可能である。換言すれば、消火ガスの圧力は、第１チャンバ１１０の中のピストン１１２を押すことが可能であり、ピストン１１２を第１チャンバ１１０の中で移動させ、ピストン１１２を冷却剤材料１３０に押し付ける。したがって、板１２４および対応する開口部１２６のサイズを調整し、ピストン１１２を移動させるのに十分な圧力を生じさせることが可能である。ピストン１１２の移動に起因して、冷却剤材料１３０は、ノズル１１６をカバーしている障壁１１７（図４Ａ）を加圧し、破壊することが可能であり、冷却剤材料を冷却システム１００の第２チャンバ１２０の中へ流入させる。少なくとも消火ガスの一部分が、板１２４の中の少なくとも１つの開口部１２６を通って、第２チャンバ１２０の中へ流れることが可能である。ノズル１１６を通って流れる冷却剤材料１３０は、第２チャンバ１２０を通って流れる消火ガスに接触して冷却することが可能である。ノズル１１６を出ていき、消火ガスに接触すると、材料（例えば、冷却剤材料１３０および消火ガス）ならびに関連する条件（例えば、温度、圧力など）に応じて、少なくとも冷却剤材料１３０の一部分は蒸発し、ミスト、または、さらに実質的にガス状になることが可能である。そのような相変化は、消火ガスからの熱を除去することが可能であり、その冷却を強化することが可能である。したがって、ガス発生器２０を出ていき、冷却システム１００に進入する消火ガスの温度と比較して低減された温度で、消火ガスと冷却剤材料１３０の組み合わせ（液体の形態、ガス状の形態、または、液体およびガス状の形態の組み合わせ）を、冷却システム１００から、開口部１４０を通して排出することが可能である。消火ガスの温度の低減は、その消火を強化することが可能であり、消火システムが作動するときに消火システムに近接し得る人への傷害（例えば、火傷）を低減するか、または、除くことが可能である。
【００２３】
図４Ｃから分かるように、ピストン１１２は、第１チャンバ１１０を通って移動し続けることが可能であり、ピストン１１２を押す消火ガスの圧力が十分に低減されるまで、または、実質的にすべての液体冷却剤材料１３０が第１チャンバ１１０から押し出されるまで、冷却剤材料１３０を第２チャンバ１２０の中へ流入させる。
【００２４】
様々な材料を冷却剤材料１３０として使用することが可能である。一実施形態では、冷却剤材料は、少なくとも１つの吸熱的に変更可能な（ｅｎｄｏｔｈｅｒｍｉｃａｌｌｙ  ａｌｔｅｒａｂｌｅ）材料を含むことが可能である。吸熱的に変更可能な材料は、ガス発生材料５２の点火によって発生させられる消火ガスと接触すると蒸発および／または分解し得る液体を含むことが可能であり、それは、消火ガスを冷却することが可能である。
【００２５】
いくつかの実施形態では、吸熱的に変更可能な材料は、吸熱的に分解および／または蒸発し、追加的なガス状生成物を形成することが可能であり、したがって、結果として生じるガス状生成物の量を増加させる。ガス状生成物の量のそのような増加は、消火装置の適正な働きに必要とされるガス発生材料５２の量を低減させることが可能である。ガス発生材料５２の必要量を低減させることによって、消火装置のガス発生器２０のサイズを低減させることが可能であり、したがって、消火装置のコストおよび／もしくはサイズを低減させ、ならびに／または、消火装置の消火能力を増加させる。
【００２６】
適切な冷却剤材料１３０は、消火装置が運転され得る室温（例えば、約−３５℃から約８５℃の間）において液体のままである液体材料を含むことが可能である。そのうえ、冷却剤材料１３０から形成される任意の生成物は、特定の消火用途に関連付けされた許容可能な流出制限内であることが可能である。また、冷却剤材料１３０は、非腐食性であり、第１チャンバ１１０の中での貯蔵を容易にすることが可能である。そのような基準を概して満足する冷却剤材料１３０の例には、塩化カルシウム（ＣａＣｌ2）を混合した水、および、プロピレングリコールを混合した水が含まれる。
【００２７】
冷却剤材料１３０に加えて、または、冷却剤材料１３０の一部として、第１チャンバ１１０は、１つまたは複数の活性のある消火化合物を含むことが可能であり、活性のある消火化合物は、火炎に接触すると、一般的に、消火するのに有用である。使用され得る化学的に活性のある消火化合物の例には、酢酸カリウムおよびアルカリ金属重炭酸塩が含まれる。
【００２８】
例えば、３０重量％の酢酸カリウム水溶液は、必要とされるガス発生材料５２の量を低減させ、かつ、主題の消火装置の発生器筐体２２のサイズおよび重量を、第１チャンバ１１０のサイズ、または、消火装置の消火能力のいずれかをほとんど変化させることなく、酢酸カリウム溶液のない他の同様の装置と比較して約４０％低減させることが可能である。
【００２９】
本開示の消火装置の冷却システム２００の別の実施形態が、図５に示されている。図５の冷却システム２００は、図４Ａ〜図４Ｃに示されている冷却システム１００と同様であり、第１筐体１３２によって少なくとも部分的に画定されている第１チャンバ１１０と、第２筐体１２２によって少なくとも部分的に画定されている第２チャンバ１２０と、第１チャンバ１１０の中に配設されているピストン１１２とを含むことが可能である。第１チャンバ１１０を、冷却剤材料１３０で少なくとも部分的に充填することが可能であり、冷却剤材料１３０は、例えば、充填ポート１１８を通して供給される。少なくとも１つの封止部１１４（例えば、Ｏリング）をピストン１１２の周りに配設し、ピストン１１２の周りの流体流れを阻止することが可能である。第２筐体１２２は、ガス発生器（例えば、上記のガス発生器２０）に接続するためのフランジ１２３と、それを通る少なくとも１つの開口部１２６を備える板１２４と、それを通して消火ガスを吐出するための開口部１４０とを含むことが可能である。しかし、冷却システム２００は、冷却剤材料１３０を第２筐体１２２の中に噴射するために、第２筐体１２２の周りに半径方向に位置付けされている１つまたは複数の開口部２１６を含むという点で、図４Ａ〜図４Ｃの冷却システム１００と異なる。１つまたは複数の開口部２１６は、障壁８１および１１７を参照して上記に説明されているようなフォイルバンドなどの圧力感応性の障壁２１７によってカバーされ得る。
【００３０】
冷却システム２００に進入する消火ガスが、ピストン１１２を押し付け、ピストン１１２を第１チャンバ１１０の中で移動させることが可能であるという点で、冷却システム２００は、図４Ａ〜図４Ｂを参照して説明されているものと同様の様式で運転することが可能である。加圧された冷却剤材料１３０は、障壁２１７を破裂させることが可能であり、冷却剤材料１３０が、１つまたは複数の開口部２１６を通って第２チャンバ１２０の中へ流入し、消火ガスと混合され、消火ガスを冷却することを可能にする。しかし、第２筐体１２２の周りの半径方向の１つまたは複数の開口部２１６の位置は、図４Ａ〜図４Ｃに示されているノズル１１６の位置と比較して、混合特性および冷却特性の修正を可能にすることができる。
【００３１】
図４Ａ〜図５は、冷却システム１００、２００の実施形態を示しており、冷却システム１００、２００は、第１筐体１３２によって少なくとも部分的に画定されている第１チャンバ１１０を備え、第１筐体１３２は、第２チャンバ１２０に横方向に隣接して位置付けされており、第２チャンバ１２０は、第２筐体１２２によって少なくとも部分的に画定されているが、本開示は、それに限定されない。例えば、第１チャンバ１１０を、第２チャンバ１２０の第２筐体１２２の中に少なくとも部分的に配設することが可能である。別の例として、第２チャンバ１２０を、第１筐体１３２の中に少なくとも部分的に配設することが可能である。さらに別の例として、第１チャンバ１１０は、第２チャンバ１２０を少なくとも部分的に横方向に取り囲むことが可能である。本開示の冷却システム３００、４００、５００のさらなる例示的な実施形態が、図６Ａ〜図８に示されており、より詳細に以下に説明されている。
【００３２】
図６Ａを参照すると、冷却システム３００は、第１チャンバ３１０を含むことが可能であり、第１チャンバ３１０は、第１筐体３３２によって少なくとも部分的に画定されており、第１筐体３３２の中に冷却剤材料１３０が配設されている。第２筐体３２２によって少なくとも部分的に画定されている第２チャンバ３２０を、第１筐体３３２および第１チャンバ３１０の中に少なくとも部分的に配設することが可能である。ピストン３１２を第１チャンバ３１０の中に配設することが可能であり、ピストン３１２は、第２チャンバ３２０を画定する第２筐体３２２の一部分を横方向に取り囲むことが可能である。１つまたは複数の封止部３１４（例えば、Ｏリング）を、ピストン３１２と第１筐体３３２との間に、および、ピストン３１２と第２筐体３２２との間に配設し、ピストン３１２の周りの流体連通を阻止することが可能である。第１筐体３３２は、ガス発生器に接続するためのフランジ３２３を含むことが可能である。それを通る少なくとも１つの開口部３２６を備える板３２４を、第２チャンバ３２０の中に位置付けすることが可能である。第２筐体３２２は、１つまたは複数の開口部３１６を含み、１つまたは複数の開口部３１６を通して、第１および第２チャンバ３１０、３２０の間に流体連通を提供することが可能である。１つまたは複数の開口部３１６を、フォイルバンドなどの圧力感応性の障壁３１７によってカバーし、冷却システム３００が運転されていないときに、１つまたは複数の開口部３１６を通る流体連通を阻止することが可能である。
【００３３】
図６Ａおよび図６Ｂから分かるように、消火ガスが冷却システム３００の底部へ導入されると（図６Ａおよび図６Ｂの視点で見たときに）、消火ガスは、ピストン３１２を押し、ピストン３１２を第１チャンバ３１０を通して移動させることが可能である。消火ガスのうちの少なくともいくらかが、板３２４の中の１つまたは複数の開口部３２６を通って、第２チャンバ３２０の中へ流入することが可能である。ピストン３１２の移動は、冷却剤材料１３０によって障壁３１７を破裂させ、冷却剤材料１３０を第２チャンバ３２０の中へ流入させ、第２チャンバ３２０を通って流れる消火ガスと混合させ、消火ガスを冷却することが可能である。したがって、上記のように、冷却システム３００から吐出される前および／または後に、消火ガスを冷却剤材料１３０によって冷却することが可能である。
【００３４】
図７は、本開示の消火装置の冷却システム４００の別の実施形態を示している。図７に示されている冷却システム４００は、図６Ａ〜図６Ｂに示されている冷却システム３００と同様であり、第１筐体３３２によって少なくとも部分的に画定されている第１チャンバ３１０を含むことが可能であり、第１筐体３３２は、第２チャンバ３２０を少なくとも部分的に横方向に取り囲み、第２チャンバ３２０は、第２筐体３２２によって少なくとも部分的に画定されている。冷却剤材料１３０を第１チャンバ３１０の中に配設することが可能である。１つまたは複数の開口部３１６が、第２筐体３２２を通って延在し、第１および第２チャンバ３１０、３２０の間に流体連通を提供することが可能である。上記のように、障壁３１７は、１つまたは複数の開口部３１６をカバーすることが可能である。それを通る少なくとも１つの開口部３２６を備える板３２４を、第２チャンバ３２０の中に位置付けすることが可能である。しかし、冷却システム４００は、ピストンを含まない。より正確に言えば、冷却システム４００は、追加的な１つまたは複数の開口部４０６を含むことが可能であり、追加的な１つまたは複数の開口部４０６は、第２筐体３２２を通り、別の障壁４０７によってカバーされており、別の障壁４０７は、上記の障壁８１、１１７、２１７、３１７と同様である。追加的な１つまたは複数の開口部４０６を板３２４の前の流路に位置付けすることが可能であり、冷却システム４００を通って流れる消火ガスが、別の障壁４０７を破裂させ、第１チャンバ３１０に進入し、第１チャンバ３１０を加圧し、冷却剤材料１３０に障壁３１７を破裂させ、開口部３１６を通して第２チャンバ３２０の中へ冷却剤材料１３０を流入させることが可能である。したがって、冷却剤材料１３０は、上記のように、冷却システム４００から吐出される前に第２チャンバ３２０を通って流れる消火ガスと混合され、その消火ガスを冷却することが可能である。
【００３５】
図８は、本開示の消火装置の冷却システム５００の別の実施形態を示している。図８に示されている冷却システム５００は、図６Ａ〜図６Ｂに示されている冷却システム３００と同様であり、第１筐体３３２によって少なくとも部分的に画定されている第１チャンバ３１０を含むことが可能であり、第１筐体３３２は、第２チャンバ３２０を少なくとも部分的に横方向に取り囲み、第２チャンバ３２０は、第２筐体３２２によって少なくとも部分的に画定されている。冷却剤材料１３０を第１チャンバ３１０の中に配設することが可能である。１つまたは複数の開口部３１６が、第２筐体３２２を通って延在し、第１および第２チャンバ３１０、３２０の間に流体連通を提供する。上記のように、障壁３１７は、１つまたは複数の開口部３１６をカバーすることが可能である。それを通る少なくとも１つの開口部３２６を備える板３２４を、第２チャンバ３２０の中に位置付けすることが可能である。しかし、冷却システム５００は、ピストンを含まない。より正確に言えば、冷却システムは、穿孔した板５０８を含むことが可能であり、穿孔した板５０８は、消火ガスの供給源（例えば、上記のようなガス発生器２０）に最も近い、第１チャンバ３１０の長手方向端部に配設されている。穿孔した板５０８の穿孔部を、少なくとも１つの追加的な開口部と称することが可能である。上記の障壁８１、１１７、２１７、３１７、４０７と同様の追加的な障壁５０７が、穿孔した板５０８をカバーすることが可能である。冷却システム５００を通って流れる消火ガスは、追加的な障壁５０７を破裂させ、穿孔した板５０８を通って第１チャンバ３１０に進入することが可能である。消火ガスは、第１チャンバ３１０を加圧し、冷却剤材料１３０に障壁３１７を破裂させ、開口部３１６を通して第２チャンバ３２０の中へ冷却剤材料１３０を流入させることが可能である。したがって、冷却剤材料１３０は、上記のように、冷却システム５００から吐出される前に第２チャンバ３２０を通って流れる消火材料と混合され、その消火材料を冷却することが可能である。
【００３６】
本開示は、消火ガスを冷却するための方法を含む。冷却システムの第１チャンバおよび第２チャンバの中へ消火ガスを流入させることが可能である。第１チャンバおよび第２チャンバは、互いに近接することが可能である。消火ガスは、第１チャンバの中のピストンを押し、ピストンを移動させることが可能であり、第１チャンバの中の冷却剤材料を第１チャンバから第２チャンバの中へ流入させる。冷却剤材料は、第２チャンバの中の消火ガスと混合され、その消火ガスを冷却することが可能である。消火ガスの冷却は、図４Ａ〜図８のうちのいずれかを参照して上記のように起こり得る。
【００３７】
また、本開示は、消火するための方法を含む。そのような方法は、上記のように、ガス発生材料によって消火ガスを発生させることと、消火ガスを冷却することとを含むことが可能である。冷却システムを通して消火ガスを流すことによって、消火ガスを冷却することが可能である。消火ガスは、冷却剤材料を、第１チャンバから第２チャンバの中へ流入させ、消火ガスと混合させ、消火ガスを冷却することが可能である。いくつかの実施形態では、消火ガスは、第１チャンバの中でピストンを移動させ、冷却剤材料を加圧し、ノズルまたは開口部を通して第２チャンバの中へ冷却剤材料を流入させることが可能である。冷却剤材料と消火ガスの混合の後で、結果として生じる混合物を第２チャンバから吐出させることが可能である。混合物を火炎に向かって方向付けし、および／または、混合物を火炎が存在するスペースの中へ吐出し、消火することが可能である。図１〜図３を参照して上記に説明されているように、消火ガスを発生させることが可能である。図４Ａ〜図８のうちのいずれかを参照して上記に説明されているように、消火ガスを冷却することが可能である。
【００３８】
本開示は、様々な修正例および代替的な形態になりやすいが、特定の実施形態が、例として、図面に示され、本明細書で詳細に説明されてきた。しかし、本開示は、開示されている特定の形態に限定されることを意図していない。より正確に言えば、本開示は、以下の添付の特許請求の範囲およびその法律上の均等物によって規定されるような本発明の範囲に入る、すべての修正例、組み合わせ、均等物、および、代替例を包含している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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