(57)【要約】火災消火器は、タンクと、タンクに接続されたガス発生体の砲尾部を含む。ガス発生体の砲尾部は、気密にシールされたガス発生体用カートリッジを備える。このカートリッジは、砲尾部にレリースポペットや破裂用シムを備える必要性を避ける。噴射ガスの圧力を、保持する囲まれたスペースは、ガス発生体用カートリッジそれ自体によって提供され、砲尾部によって提供されるのではない。このカートリッジは、炭酸飲料用に用いる準備容器から製造されるが、それ以外の缶からも製造される。
2006523516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）１つのタンクと、
（ｂ）前記タンクに接続されたガス発生体の砲尾部と、
を含む火災消火器であって、前記ガス発生体の砲尾部の内部に、気密にシールされたガス発生体用のカートリッジが設けられている火災消火器。
【請求項２】
前記タンクは、１つの火災抑制剤を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項３】
火災抑制剤は、少なくとも１つのパーフルオロカーボンまたはハイドロフルオロカーボンの火災抑制剤を含む請求項２に記載の火災消火器。
【請求項４】
火災抑制剤は、１，１，１，２，３，３，３‐ヘプタフルオロエチレンを含む請求項２に記載の火災消火器。
【請求項５】
火災抑制剤は、水ベースの火災抑制剤である請求項２に記載の火災消火器。
【請求項６】
火災抑制剤は、水、ポタシウムアセテート、および、界面活性剤を含む請求項２に記載の火災消火器。
【請求項７】
ガス発生体用のカートリッジは、窒素含有燃料、酸化剤、および、冷却剤を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項８】
ガス発生体用のカートリッジは、５‐アミノテトラゾル、ストロンチウム硝酸塩、マグネシウム炭酸塩を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項９】
前記ガス発生体用のカートリッジは、アルミニューム製容器を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項１０】
前記ガス発生体用のカートリッジは、スチール製容器を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項１１】
前記ガス発生体用のカートリッジは、飲料または食品管の準備体を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項１２】
前記ガス発生体用のカートリッジは、ソーダ水用の準備体を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項１３】
前記ガス発生体用のカートリッジは１つの蓋を含み、前記蓋は、局部的脆弱エリアを含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項１４】
前記ガス発生体用のカートリッジは１つの蓋を含み、前記蓋は、局部的脆弱エリアを備えていない請求項１に記載の火災消火器。
【請求項１５】
ガス発生体用カートリッジの蓋のエリアの近傍に１つの点火アセンブリを有するカバーを更に含む請求項１４に記載の火災消火器。
【請求項１６】
前記タンクの出口に破裂用ディスクまたはレリースポペットを更に含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項１７】
前記破裂用ディスクまたはレリースポペットの下流側に１つのノズルまたは散布システムを更に含む請求項１６に記載の火災消火器。
【請求項１８】
ガス発生体の砲尾部は、シリンダ状スリーブと端部プレートを含み、前記スリーブと端部プレートは、前記タンクの内側にある請求項１に記載の火災消火器。
【請求項１９】
ガス発生体の砲尾部は、前記シリンダ状スリーブまたは端部プレート内に噴出ガスの通路を提供する孔を含む請求項１８に記載の火災消火器。
【請求項２０】
ガス発生体の砲尾部は、一部がガス発生体の砲尾部の側部に沿う環状の間隙部と、砲尾部のベース部における底部の間隙部と、砲尾部の内部から底部の間隙部に至る孔とを含み、前記間隙部と孔は、噴出ガスのための通路を提供する請求項１に記載の火災消火器。
【請求項２１】
ガス発生体用のカートリッジは、約５００psig〜約４０００psigの範囲の破裂圧力を有する請求項１に記載の火災消火器。
【請求項２２】
ガス発生体の砲尾部は、破裂用シムやレリースポペットを備えていない請求項１に記載の火災消火器。
【請求項２３】
ガスb発生体用カートリッジの外側は、タンクの内側に向かって開放されている請求項１に記載の火災消火器。
【請求項２４】
ガス発生体用カートリッジは、飲料または食品缶の準備体(precursor)を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項２５】
ガス発生体用カートリッジは、ソーダ水缶の準備体(precursor)を含む請求項１に記載の火災消火器。
【請求項２６】
５-アミノテトラゾル、ストロンチウム硝酸塩、および、マグネシウム炭酸塩を含む固体噴射剤を収容する気密にシールされた容器を含むガス発生体用カートリッジ。
【請求項２７】
窒素含有燃料、酸化剤、および冷却材の混合物を含有する気密にシールされた容器を含むガス発生体用カートリッジ。
【請求項２８】
ブースタ噴射剤を含む請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項２９】
前記ブースタ噴射剤は、５-アミノテトラゾル、ストロンチウム硝酸塩、および、マグネシウム炭酸塩を含む請求項２８に記載のカートリッジ。
【請求項３０】
前記固体噴射剤を前記ブースタ噴射剤から分離するスクリーンまたは穿孔カップを含む請求項２８に記載のカートリッジ。
【請求項３１】
カートリッジ容器の底部または蓋と、噴射剤との間に配置された１つまたは複数の発泡体製パッドを含む請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項３２】
前記容器の内部に至る穿孔管を含み、前記固体噴射剤は前記管の内部に配置される請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項３３】
穿孔管と容器壁の間ある透過性の硬化剤を含む請求項３２に記載のカートリッジ。
【請求項３４】
前記容器は、約２/１０００インチ〜約１０/１０００インチの平均壁厚を有する請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項３５】
前記容器はアルミニューム製である請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項３６】
前記容器はスチール製である請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項３７】
前記カートリッジは、約５００psig〜約４０００psigの破裂圧力を有する請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項３８】
前記容器は、食品または飲料缶の準備体を含む請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項３９】
前記容器は、ソーダ水缶の準備体を含む請求項２７に記載のカートリッジ。
【請求項４０】
気密にシールされたガス発生体用カートリッジを火災消火器のタンクの砲尾部内にインストールすることを含み、ガス発生体用カートリッジの外側はタンクの内側に向かって開放されている火災消火器の製造方法。
【請求項４１】
(ａ)固体噴射剤を容器内部に置くことと、
(ｂ)前記容器を、蓋で気密にシールすること、とを含み、前記固体噴射剤は、固体燃料と、酸化剤と、冷却剤を含有するガス発生体用カートリッジの製造方法。
【請求項４２】
(ａ)飲料または食品缶の準備体容器を取得し、固体噴射剤をその内部に置くことと、
(ｂ)前記飲料および食品缶の準備容器を蓋で気密にシールすること、とを含む、ガス発生体用カートリッジの製造方法。
【請求項４３】
前記準備体容器は、ソーダ水用の缶である請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
(ａ)内部に、気密にシールされた噴射剤を有する飲料または食品缶の準備容器を取得することと、
(ｂ)前記気密にシールされた準備容器を火災消火器のタンクのガス発生体の砲尾部ないにインストールすることと、を含む火災消火器の製造方法。、
【請求項４５】
前記準備容器は、ソーダ水用の缶である請求項４４に記載の火災消火器。
【請求項４６】
タンクを含み、気密にシールされたアルミニューム製のガス発生体用カートリッジが、前記タンク内に設けられる火災消火器。
【請求項４７】
タンクを含み、気密にシールされた飲料または食品缶の準備容器が、前記タンク内に設けられる火災消火器。
【請求項４８】
前記準備容器は、ソーダ水用の缶である請求項４７に記載の火災消火器。
【請求項４９】
内部に噴射剤を備える気密にシールされたアルミニューム製容器を含むガス発生体用カートリッジ。
【請求項５０】
内部に噴射剤を備える飲料または食品缶の気密にシールされた準備容器を含むガス発生体用カートリッジ。
【請求項５１】
前記準備容器は、ソーダ水用の缶である請求項５０に記載のガス発生体用カートリッジ。
【請求項５２】
(ａ)火災抑制剤を備えるタンクと、
(ｂ)前記タンクに接続されガス発生体の砲尾部とを含み、前記砲尾部は、砲尾部の内部からタンクの内部に至るガスの通路の形成を可能にする火災消火器。
【請求項５３】
前記砲尾部は、ガスの通過路内にシムやレリースポペットを備えていない請求項５２に記載の火災消火器。
【請求項５４】
(ａ)火災抑制剤を備えるタンクと、
(ｂ)前記タンクに接続されたガス発生体の砲尾部と、
(ｃ)予定の圧力で破裂する容器を備えるガス発生体用カートリッジとを含み、前記砲尾部は、シムまたはレリースポペットを備えていない火災消火器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、消火システムに関し、より特定して言えば、固体噴射剤を備える消火器すなわちガス発生体に関する。
発明の背景
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】ＵＳ特許第６，２１７，７８８号明細書
【０００３】
【特許文献２】ＵＳ特許第６，０２４，８８９号明細書
【０００４】
【特許文献３】ＵＳ特許第５，４２３，３８４号明細書
【０００５】
【特許文献４】ＵＳ特許第５，４４９，０４１号明細書
【０００６】
【特許文献５】ＵＳ特許第５，６１３，５６２号明細書
【０００７】
【特許文献６】ＰＣＴ/ＵＳ０６６２２
【０００８】
【特許文献７】ＰＣＴ/ＵＳ０５９５３  火災消火技術においては、改善された移動性と急速な配備能力に対する増大しつつあるニーズが存在する。このニーズは、高度に有効な、コンパクトで軽量、無毒性で環境にやさしい消火システムの開発を促進することである。今日では、圧縮された、および/または液化されたガスを注入された消火器、および、固体の噴射剤で付勢される消火器を含む広範で多様な消火器の構造体が存在している。
【０００９】
消火技術における最近の進歩は、自動車のエアバッグデバイスにおいて使用されるものと類似の技術をベースとする固体の噴射剤、ガスを発生する消火器の使用である。消火器に対するこのアプローチにおいては、固体噴射剤の形態をなすガス発生体が点火され大量の窒素、二酸化炭素、および水蒸気を発生する。自動車のエアバッグにおいては、これらの噴出ガスがエアバッグを膨張させる。消火器においては、これらのガスは、火災抑制剤として機能する。例えば、ＵＳ特許第６，２１７，７８８号明細書およびＵＳ特許第６，０２４，８８９号明細書を参照されたい。これらは、この場で言及したことによって全体が本件に組み込まれる。このタイプの火災消火器は、固体噴射剤型の火災消火器（ＳＰＦＥ）として知られる。
【００１０】
その代わりに、固体噴射剤が周囲を囲まれたスペースの内部で点火されると、圧力における急激な増大が生じて、この圧力が、タンクから第２次のガスまたは液体の火災抑制剤を噴射するために用いられる。この囲まれたスペースは、作り出された圧力をタンク内へとレリースして火災抑制剤を固体の噴射剤からガス発生体へと分離する手段を備えていなければならない。従来の火災消火器は、タンク内の液体の火災抑制剤を、固体噴射剤のガス発生体から遮断しておき、推進剤のガスの圧力の下で開放する、ばねで付勢されるレリースポペット、破裂用ディスクのようなタイプのシールドを用いる。例えば、ＵＳ特許第５，４２３，３８４号明細書、ＵＳ特許第５，４４９，０４１号明細書、ＵＳ特許第５，６１３，５６２号明細書、ＰＣＴ/ＵＳ０６６２２およびＰＣＴ/ＵＳ０５９５３を参照されたい。以上すべての特許と出願は、この場で言及したことによってそれらの全体が本件の説明に組み込まれる。固体噴射剤の噴出時に、ガスは、シールドを爆発的に通過してタンクを加圧する。タンクのこの加圧が、液体の火災抑制剤を第２の破裂ディスクまたは、レリースポペットを介してノズルから噴射する。固体の噴射剤発生体の使用と液体の火災抑制剤とを組み合わせる火災消火器は、ハイブリッド型火災消火器（ＨＦＥs）と称される。
【００１１】
国際出願ＰＣＴ/ＵＳ００/０５９５３に開示されているように、ハイブリッド型火災消火器は、液体の火災抑制剤から遮断された囲まれたスペースを提供するためのガス発生体の砲尾部(breech）アセンブリを使用する。１つのガス発生体用カートリッジがガス発生体の砲尾部アセンブリ内に挿入される。このガス発生体の砲尾部アセンブリは、通常は閉じており、圧力発生時に開放されてカートリッジによって発生されるガスが逃げるガスことを許容するばねで付勢されたポペットを備えている。ガス発生体の砲尾部とガス発生体カートリッジの内部は、こうして、液体の火災抑制剤からの遮断状態が維持される。この設計は有利である。その理由は、レリースポペットは、可動のパーツの形態で複雑性をシステム中に導入するからである。更には、噴射剤のカートリッジは、気密にシールされていないので、望ましくない輸送格付けの下で輸送されなければならないからである。ロウ付け、溶接によってシールされる孔を持つか、この孔に破裂シムを接着によって付与して、こガス発生体のカートリッジを液体の火災抑制剤から遮断しておくハイブリッド型火災消火器も存在する。この設計は不利である。なぜならば、火災消火器がその噴出を終わった後にシムを再インストールする改装プロセスは、時間とコストに致命的だからである。
【００１２】
したがって、自動車およびその他の囲まれたスペースにおいて有用であり、容易に輸送することができるとともに、使用後に現場で付随的に再改装を行うことができる、高度に有効な、コンパクトで軽量、無毒性で環境にやさしい消火システムの開発を促進するニーズが存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
発明の概要
この発明の火災消火器は、タンクと、タンクに接続されたガス発生体の砲尾(breech）を含む。このガス発生体の砲尾部は、気密にシールされたガス発生体のカートリッジを備えている。気密にシールされたガス発生体のカートリッジは、火災消火器のガス発生体の砲尾部内に置かれる前に気密にシールされる。ガス発生体のカートリッジは、別途気密にシールされ、火災消火器から切り離されて、カートリッジ用のより望ましい輸送の格付けを提供する。気密にシールされたガス発生体のカートリッジは、ガス発生体の砲尾部にレリースポペットや破裂シムを取り付ける必要をなくす噴射ガスの圧力を保持する囲まれたスペースは、ガス発生体のカートリッジそれ自体によって提供されるのであって、ガス発生体の砲尾部によって提供されるのではない。ガス発生体のカートリッジは、飲料または食品の缶用に用いられる準備容器(precursor  container）となりうる容器から製造される。準備となる飲料および食品缶は、ガス発生体のカートリッジ容器として使用するために特定的に製造されるのではない任意の容器を含むことを意図する。１つのそのような適切な容器は、ソーダ水の準備缶である。飲料または食品の準備容器は、この発明のガス発生体のカートリッジの用途に適した省コストな容器となりうる厚さを備え、カートリッジの構成材料に適う。しかしながら、飲料および食品の準備体（precursor）ではない他の容器がガス発生体用カートリッジを製造するために用いることができる。ガス発生体用カートリッジは更に、容器内の噴射剤を気密にシールする蓋を含む。この蓋は、厚さが減少したり、切り込みの入ったような局部的脆弱エリアを備えることができ、この部位において火花装置すなわち点火装置がこのエリアに隣接して配置されている。これに代えて、蓋は実質的に一定の厚さを備えてもよく、点火部分における局部的な脆弱エリアを備えなくともよい。
【００１４】
火災消火器は更に、タンクの出口部に破裂用ディスクを備え、火災抑制剤をタンク内に保存し、タンクが加圧されるとき、これを開放するか、破壊して、タンクから火災抑制剤を放出することを可能にする。この発明のガス発生体の砲尾部は、固体の噴射剤を囲む破裂用シムやレリースポペットを備えていない。その理由は、固体の噴射剤が気密にシールされたカートリッジ内に囲まれているからである。ガス発生体の砲尾部の内部は、したがって、タンク内部に向かって開放されている。ガス発生体用カートリッジの容器は、以前は砲尾部に使用されていた破裂用ディスクとして機能する。このカートリッジ容器は、噴射ガスを、ガス発生体の砲尾部内のシールされていない開口を介してレリースするために破壊される。ガス発生用カートリッジの外側は、したがって、タンク内部に向かって開放され露出されており、火災抑制剤の液体と接触することができる。ガス発生体用カートリッジのために用いられる容器は、約５００psig〜約４０００psigの範囲ないの破裂圧力を備えるように設計される。
【００１５】
この発明の別の具体例はFS01-40、または、PAC3304の名称で知られる固体のガス発生用噴射剤を保持する気密にシールされた容器を含む。噴射剤として適切な代表的化合物は、ＵＳ特許第６、０２４，８８９号明細書、同第５，６１３，５６２号明細書、同第５，４４９，０４１号明細書、同第５，４２３，３８４号明細書、同第６，２１７，７８８号明細書、および、国際出願ＰＣＴ/ＵＳ/９４/０６６２２号およびＰＣＴ/ＵＳ/００/０５９５２号に記載されている。ガス発生体用カートリッジは、更に、花火装置によって最初に点火されるブースタ噴射剤を含む。そのような噴射剤の１つの名称は、FS01‐00である。他の噴射剤の例は、ＵＳ特許第６、０２４，８８９号明細書、同第５，６１３，５６２号明細書、同第５，４４９，０４１号明細書、同第５，４２３，３８４号明細書、同第６，２１７，７８８号明細書、および、国際出願ＰＣＴ/ＵＳ/９４/０６６２２号およびＰＣＴ/ＵＳ/００/０５９５２号に記載されている。１つのスクリーンまたは穿孔カップは、固体噴射剤を容器内のブースタ噴射剤から分離する。ガス発生体用カートリッジは、カートリッジ容器の両端部と固体噴射剤またはブースタ噴射剤との間に置かれた発泡体製のパッドを含む。この発泡体パッドは、噴射剤が、別に破壊されたり、振動発生中および衝撃が発生する環境の下において容器の内側表面と衝突して崩壊することを防ぐ。ガス発生体用カートリッジは、容器の内部である穿孔管を含む。固体の噴射剤とブースタ噴射剤は管の内部に配置される。この管は、穿孔されており、噴出ガスが、管の穿孔を通過し、カートリッジの内部を加圧することを可能にする。カートリッジの容器は、側壁の平均の厚さが約２/１０００インチ〜約１０/１０００インチである。
【００１６】
ガス発生体用カートリッジの固体噴射剤は、ガス発生体の砲尾部にレリースポペットや、破裂用シムを備える必要がなく、タンクの内部と火災抑制剤と接触しない状態に維持される。この発明においては、しかしながら、固体噴射剤が、気密にシールされたガス発生体用カートリッジの内部に収容されている。このカートリッジは、破壊用に設定される容器からなっており、砲尾部にレリース用ポペットや破裂用シムを設ける必要を回避する。
【００１７】
このように、火災消火器の改装は、以前は、ガス発生体の砲尾部の内部は、破裂したシムの残滓を取り除かなければならず、新たな破裂用シムがガス発生体の砲尾の孔にロウ付けされなければならなかたのに対し、消耗したカートリッジを新品と交換することを含む。この発明は、したがって、移動するパーツを備える必要、ガス発生体の砲尾部の内側を清掃する必要、および、火災消火器を機能させた後に毎回ガス発生体の砲尾部の孔を覆うために破裂用シムを再ロウ付けする必要性を避ける。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明の上記の様相と多くの付随的な利点は、添付図面と関連させつつ、以下の説明を参照してこの発明をよりよく理解すれば容易に評価することができるであろう。
【００１９】
図１は、この発明の火災消火器１００を描いた図である。火災消火器１００は、タンク１０２と、タンク１００内部のガス発生体の砲尾部(breech)１５０とを含む。１つのガス発生体の砲尾部１５０は、ガス発生体用カートリッジ１７０を収容する火災消火器１００の部分である。従来、ガス発生体の砲尾部は、タンクの内部からは完全に社団された内部を備えている。ガス発生体用のカートリッジは典型的に固体の噴射剤を保持し、これが点火されると、タンクを加圧する噴射ガスを発生して、第２次の、すなわち、液体の火災抑制剤を放出する。これまでは、ガス発生体用カートリッジが気密にシールされていなかったために、ガス発生体の砲尾部の内部は、発明の背景において上記したように、破裂シムまたはレリースポペットでタンク内部から遮断されなければならなかった。
【００２０】
この発明によれば、気密にシールされたガス発生体用カートリッジが、火災消火器１００のガス発生体の砲尾部１５０の内部に設けられる。したがって、この発明のガス発生体の砲尾部１５０は、破裂シム、レリースポペットまたはその他のガス発生体の砲尾部を備えて、固体ガス噴射剤とタンクの内部１１４との間を遮断する砲尾閉鎖部材を必要としない。この発明のガス発生体の砲尾部は、気密にシールされたガス発生体用カートリッジが備える利点のおかげで開放されている、すなわち、シールされていない。火災消火器１００を作動させるに、タンク１０２は、ガス発生体用カートリッジ１７０から発生する高温の噴出ガスとの接触時に完全に、または部分的に揮発する液体の火災抑制剤１１２を収容している。適切な火災抑制剤は、国際出願ＰＣＴ/ＵＳ０５９５３のみならず、上記の背景欄において言及したその他の出願と特許明細書に開示されている。代表的な火災抑制剤は、パーフルオロカーボン（perfluorocarbons）（ＰＦＣs）およびハイドロフルオロカーボン（hydrofluorocarbons）（ＨＦＣs）を含む。好ましい火災抑制剤は、ＨＦＣ-２２７ea（ＣＦ３ＣＨＦＣＦ３）（１，１，１，２，３，３，３-ヘプタフルオロプロパン（Ｈeptafluoropropane））の名称またはその均等物で知られている。水をベースとする火災抑制剤もまた、設計、特色、環境的評価が問題となるハイブリッド型火災消火器において用いることができる。好ましい水をベースとする火災抑制剤は、水、(凍結点抑制剤としての)ポタシウムアセテート（potassium  acetate）、および、界面活性剤を含む。
【００２１】
なおも、図１を参照すれば、火災抑制剤１１２を保持するタンク１０２は、シリンダ状をなし、第１の端部と第２の端部を規定する。図１の火災消火器１００を説明するために、第１の端部と第２の端部は、それぞれ、上端部、下端部として説明する。しかしながら、ここに用いる方向に関する表現は、この発明を１つの特定の配向性のみに限定するものではない。このタンクは、選択した火災抑制剤と意図する使用環境と両立する任意の材料から組み立てることができる。代表的な材料は、ステンレススチールの３００シリーズの１７-４Ｐh、１７-７Ｐh、１５-５Ｐh、１３-８Ｐh、を含むがこれに限定されることはない。タンクおよび火災消火器のたのコンポーネント用の他の適当な構成材料は、上記の背景欄において参照した出願および特許に一般的に記載されている。
【００２２】
タンク１０２は、それぞれ、タンクの上端部と下端部に、ネック開口部１２２と１２４を備える。各ネック開口部１２２、１２４は、タンク１０２の内側直径よりも小さい内側直径を有する。タンクの上端部のネック開口部１２２は、開口部に取り付けられたガス発生体の砲尾部１５０を有している。下端部のネック開口部１２４は、開口部に取り付けられたノズル１０８を備えている。
【００２３】
ガス発生体の砲尾部１５０は、気密にシールされたガス発生態様カートリッジ１７０を保持する機能を果たすシリンダ状のスリーブ１５２を含む。このスリーブ１５２は、中心となる長手方向軸の周りに実質的に径方向に対称である。端部プレート１５６は、シリンダ状スリーブ１５２の下端部１６０に取り付けられて、ガス発生体用カートリッジ１７０を支持する。スリーブ１５２は、その上端部１５８が開放されているが、カバー１２８を受け入れている。スリーブ１５２および/または端部プレート１５６は、ガス発生体用カートリッジ１７０から発生した噴出ガスをタンク１１４の内部に通すように機能する１つまたは複数の孔を備えている。ガス発生体の砲尾部のスリーブ１５２と端部プレート１５６は、上に述べたタンクの材料と類似する材料から製造することができる。ガス発生体の砲尾部および端部プレートの代表的な材料は、１３‐８Ｐh、１５‐５Ｐh、カーペンタ(carpenter)４５５である。
【００２４】
シリンダ状スリーブ１５２および/または端部プレート１５６に配置される孔１６４のサイズと数は、噴出ガスの予定噴射速度ガス発生体用カートリッジ１７０からの所望の破裂圧力に基づくことができる。孔１６４のサイズと個数は、ガス発生体の砲尾部１５０の内部からタンク１１４の内部への噴射ガスの充分な噴出速度を提供するように容易に算出することができる。
【００２５】
図２を参照すると、砲尾部１５０の上部は、砲尾部１５０の外周部の周りにねじ山１６６を備える。上端部のネック開口部１２２は、砲尾部１５０の外側のねじ山と係合する内側のねじ山１２６を備えている。もしも所望ならば、ガス発生体の砲尾部１５０は、ロウ付け、ハンダ付け、溶接のようなより「永久的な」接合方法でタンクの上端部のネック開口部１２２と接続されることができる。ねじ山による接続は、損傷されたり、疲労したりするコンポーネントを置換するためのオプションを容易に提供する。
【００２６】
図１を参照すると、カバー１２８が、ガス発生体の砲尾部１５０の上端開口部１５８にに設けられる。このカバー１２８は、噴射ガスが、ガス発生体の砲尾部１５０の上端を通って放出されることを防ぐように機能する。カバー１２８は、ねじ山その他の非永久的な接続によって、砲尾部１５０に同様に接続されることができる。カバー１２８はまた、ガス発生体用カートリッジ１７０内部に収容されている固体の噴射剤を点火する火花装置(squib)１０５を備える点火アセンブリ１０４を保持する。この目的で、このガス発生体用カートリッジ１７０は、切り口を付与した蓋(lid)、さもなければ火花装置１０５の近傍に厚さの減少したエリアを持つ蓋を有し、前記蓋を燃焼および/または捕捉して、ガス発生体用カートリッジ１７０内部の固体噴射剤の点火を可能にする。
【００２７】
１つのノズル１０８が、タンク１０２の下端のネック開口部１２４に接続されている。１具体例においては、ノズル１０８は、エルボー状部材１３６を含む。エルボー１３６の垂直なレッグ部は、下端のネック開口部１２４の内周に接続されている。エルボー１３６の水平なレッグ部は、噴出ヘッド１４０の内部に終わっており、この内部には、火災抑制剤１１２を広範に分布するエリアに分散するための複数の孔１４４を含む。この噴射ヘッド１４０は、エルボー１３６に取り付けられた円錐状部材１４２を含む。孔１４４は、円錐のベース部からさまざまな高さの部位において円錐形状部材１４２の周囲に配置されている。別の具体例においては、ノズルがタンクを火災抑制剤分散システムに接続する。
【００２８】
タンク破裂用ディスク１０６は、タンク内部１１４とノズル内部１３４の間の遷移域に設けられている。ノズル１０８は、ねじ山および/または破裂用ディスク１０６が交換できるような他の取り外し可能な機構によってタンク１０２に接続することができる。タンク破裂用ディスク１０６は、約５００psg〜約１５００psgの範囲内の圧力で破裂することが好ましい。その代わりに、この火災消火器は、タンク用破裂ディスクの代わりに、ばねで付勢されるポペットのような圧力レリーフ弁を備えることができる。もしも、タンク破裂用ディスクが使われる場合には、１つのフィルタ１１０が、タンク用破裂ディスク１０６の下流側においてノズルの内部１３４に設けられることができ、金属片が、火災抑制剤１１２と一緒に噴出ヘッド１４０を通って飛散することを防止する。飛ぶ金属片は人々と装置に危険を及ぼす。フィルタ１１０は、最小の圧力降下を誘起するが、金属の小粒子をトラップすることができる。
【００２９】
タンク１０２は、２重の目的を持つ逃がし兼注入弁１４６を含む。この逃がし兼注入弁１４６は、タンク１０２を火災抑制剤１１２で再充填することが可能な適当なカップリングを有する。この逃がし兼注入弁１４６は、タンク１０２の面に設けられており、タンク１０２を火災抑制剤１１２で再充填するか、過剰な火災抑制剤１１２をタンク１０２から逃がす。適当な逃がし兼注入弁１４６は、ＳＡＥスタンダードＡＳ２８８８９に記載されている。
【００３０】
図３を参照すると、この発明の気密にシールされた固体の噴射剤のガス発生用カートリッジ１７０が図示されている。
【００３１】
このガス発生体用カートリッジ１７０は、ガス発生体用カートリッジ１７０の外側シェルとして機能する容器１７２を含み、固体のガスを発生する噴射剤１８４およびその他のカートリッジのコンポーネントを収容している。容器１７２は、金属とプラスチックを含む無数の材料の１つから構成することができ、その壁の厚さは、所望の破裂圧力と材料のタイプによって決定される。ガス発生体用カートリッジの破裂圧力は、約５００psig〜約４０００psigである。容器の壁１７３および/または底部１８１は、約２／２０００インチ〜１０/１０００インチの平均厚さを備えることができる。
【００３２】
ガス発生体用カートリッジの１具体例においては、容器１７２は、ソーダ水のような炭酸飲料用の飲料缶の準備となるスチールおよび/またはアルミニュームの容器であることができる。食品と飲料に用いるために組み立てられた容器は、ガス発生体用カートリッジ用の適当な容器となることができる。その理由は、これらの容器のうちのあるものが、この発明の気密にシールされたガス発生体用カートリッジのための容器として機能するのに適切な壁厚となるからである。ガス発生体用カートリッジの容器として使用するための飲料および食品の準備容器は、上部の蓋を備える必要はなく、また、飲料および食品の準備缶は、食品並みのライニングで被覆するには及ばない。飲料および食品缶の準備体は、噴射剤と両立するアルミニュームやスチールのような適当な材料ですでに組み立てられており、準備体の飲料および食品缶は、適切な破裂圧力を生じる適切な壁厚を有している。準備体の飲料および食品缶は、準備体の飲料および食品缶の内部にある噴射剤を気密にシールするための蓋を備えることができる。この発明の容器とガス発生体用カートリッジに応用されたように、「気密なシール」または「気密にシールされた」または、これから派生する表現は、空気、火災抑制剤の蒸気、またはその他のガスに対する大きな抵抗または不透過を含むガスを通さない性質を意味する。１具体例においては、飲料および食品缶の準備体またはその他の適当な容器をシールするために用いられた蓋１８０は、局部的な脆弱エリア１８２を備えており、この局部位置において、火花装置が燃えて通り、蓋１８０を捕捉し、容器１７２の内部に収容された噴射剤１８４を点火することができ、こうして、火災抑制剤１１２が火災消火器のノズル１０８から噴出する結果となる出来事の連鎖が始まる。火災消火器の他の具体例は、蓋１８０に局部的な脆弱エリアを備える必要性を廃する強力な点火装置を含む。
【００３３】
図１、３を参照すると、ガス発生体用カートリッジが火災消火器の砲尾部内部にあるとき、容器壁１７３の外側が、ガス発生体の砲尾部のスリーブ１５２の内側壁と向き合ってこれを支え、容器の底部１８１は、ガス発生体の砲尾部の端部プレート１５６によって支持される。しかしながら、ガス発生体用カートリッジの容器壁１７３および/または容器の底部１８１の外側は、ガス発生体の砲尾部のスリーブ１５２および/または端部プレート１５６が孔１６４を備える位置においては支えられない。噴射剤１８４を点火する際は、圧力がガス発生体用カートリッジの容器１７２の内側面全体に均等に分配される。ガス発生体用カートリッジ１７０の内部の圧力は、容器の強度を超過し、ガス発生体の砲尾部のスリーブ１５２、端部プレと１５６またはカバー１２８によって支えられない位置において破裂するであろう。ガス発生体用カートリッジ１７０の破裂圧力は、約５００psig〜約４０００psigである。ガス発生体用カートリッジ１７０内における噴射剤１８４の燃焼により発生する熱と圧力は、タンク１０２の内部を加圧するに充分なガスを発生する。この圧力は、タンク破裂用ディスク１０６の破裂によって緩和され噴出ガスを火災抑制剤１１２を伴ってこれと一緒にノズル１０８を通って放出する。
【００３４】
ガス発生体用カートリッジ１７０は、固体のガス発生用噴射剤１８４を収容している。噴出時には、ガス発生体用カートリッジ１７０内部の噴射剤１８４が、ガス発生体用カートリッジ１７０の容器１７２を破裂させるのに充分な大量の噴出ガスを発生する。容器１７２を破裂させる際には、タンク１０２が加圧される。この圧力は、ディスク１０６を破裂させる、すなわち、ノズル１０８に至るタンク１０２のポペット弁を開放するのに充分である。この圧力は、ノズル１０８すなわち、分配管を通って火災抑制剤を放出する。代表的な固体の噴射剤１８４は、５‐アミノテトラゾル（５‐aminotetrazole）のような窒素含有固体燃料、ストロンチウム硝酸塩（strontium  nitrate）のような固体酸化剤、マグネシウム炭酸塩（magnesium  carbonate）のような固体冷却剤の圧縮された混合物である。
【００３５】
冷却剤は、噴射ガスの温度を充分に低く維持して、火災抑制剤の不要な気化または熱分解を避け、火災消火器１００から放出された火災抑制剤１１２を、その近くにいる人に接触するための比較的安全な温度に維持する。好ましい噴射剤１８４は、ワシントン、レッドモンドのDynamics  カンパニーから、FS01‐00、FS01‐40、PAC3304、および、PAC3303との名で提供される。代表的な噴射剤は、追加的に、他の利点を付与する界面活性剤および色々な助剤を含むことができる。発明の気密にシールされたカートリッジに用いるその他の適当な噴射剤と助剤は、ＵＳ特許第６，０２４，８８９号明細書、同第５，６１３，５６２号明細書、同第５，４４９，０４１号明細書、同第６，２１７，７８８号明細書、国際出願ＰＣＴ/ＵＳ９４/０６６２２号およびＰＣＴ/ＵＳ００/０５９５２号に列挙されている。
【００３６】
再び、図３に戻ると、ガス発生体用カートリッジ１７０は、ガス発生体用カートリッジ１７０の上部セクション内に配置されるブースタ噴射剤１８６を収容しても差し支えない。このブースタ噴射剤１８６は、より高温で急速に燃焼し、固体のガス発生用噴射剤１８４の点火を開始するために提供される。１つの代表的なブースタ噴射剤は、FS01-00の名で知られている。ガス発生体用カートリッジ１７０は、ブースタ噴射剤を固体のガス発生用噴射剤１８４から分離するスクリーン１７６または穿孔カップを収容することができる。
【００３７】
１つの穿孔管１７４が、ガス発生体用カートリッジ１７０の容器１７２の内側に配置されている。この穿孔管１７４は、容器172の内側直径よりも小さい外側直径を有する。穿孔管の内側直径は、一方においては、穿孔管１７４の外壁と容器１７２の内壁１７２の間に噴射ガスをにがすための充分なクリアランスを提供するが、固体噴射剤１８４の必要量を収容するような大きさとする。この穿孔管１７４は、管の長さ方向に沿って、穿孔１９４を有している。穿孔管１７４は、蓋１８０から、容器１７２の底部までガス発生体用カートリッジ170の長手方向軸に沿って延出している。管１７４の穿孔１９４は、固体噴射剤１８４またはブースタ噴射剤１８６が、管の外側と容器１７２との間のスペースに進入することを防ぐような大きさに決められる。透過性のある硬化剤１９６が管１７４と容器壁１７２の間のスペースを充填するために設けられる。透過性のある硬化剤１９６は、火災抑制剤によって引き起こされる外圧に対抗してカートリッジの壁を強化するために提供される。
【００３８】
この発明のカートリッジ用の固定およびブースタ噴射剤に有用な別の代表的化合物は、アジ化ナトリウム、酸化銅、グアニジン化合物、アジ化化合物、アゾール化合物、５−アミノテトラゾール又はそのカリウム塩、亜鉛塩、又は他の塩、硝酸ストロンチウム、クレー、硝酸グアニジン、カーボン、過塩素酸カリウム、塩素酸カリウム、酸化鉄、ビテトラゾール又はそのカリウム塩、亜鉛塩、又は他の塩、ジアゾアミノテトラゾール又はそのカリウム塩、亜鉛塩、又は他の塩、ビテトラゾールダイマー及びその塩、硝酸アミノグアニジン、ニトログアニジン、トリアゾール（例えば、５−ニトロ−１，２，４−トリアゾール−３−オン）トリアミノグアニジウム及びジアミノグアニジウム、及びその組合せ、硝酸アルカリ金属（例えば、硝酸ナトリウム）、硝酸アルカリ土類金属（例えば、硝酸ストロンチウム）、相安定化アンモニウムの硝酸塩、過塩素酸塩、沃素酸塩、及び臭素酸塩、アジ化グリシジルポリマー、硝酸グアニルアミノテトラゾール、ビス（トリアミノグアニジウム）−５，５’−アゾテトラゾール、５−ニトロアミノテトラゾールアンモニウム、沃素酸カリウム、硝酸カリウム、臭素酸カリウム、硝酸ナトリウム、過塩素酸リチウム、臭化カリウムのような臭化アルカリ、ホウ酸カリウムのようなホウ酸アルカリ、硫酸カリウムのような硫酸アルカリ、炭酸マグネシウム、及び水酸化マグネシウムを含む。
【００３９】
この発明のガス発生体用カートリッジ１７０の１具体例においては、フォームパッド１７８が、固体の噴射剤１８４および/またはブースタ噴射剤１８６が、金属製容器１７２のようなガス発生体用カートリッジ１７０の硬質の内表面と接触する部位において、ガス発生体用カートリッジ１７０の底部１８１と蓋１８０を裏打ちしている。発泡体のパッド１７８は、固体の噴射剤１８４を容器内に包み込み、固体の噴射剤１８４および/またはブースタ噴射剤１８６が、穿孔管１７４、蓋１８０、容器１７２の底部１８１と衝突して移動したり、破壊されたり、崩壊することを最小限に止めるように配置される。このような事態は、火災消火器を取り扱う間や、火災消火器が走行中の自動車に配設されている間に発生する可能性がある。発泡体のパッド素材はまた、ブースタ噴射剤をガス発生体用カートリッジの蓋１８０に向かって「押し」、このブースタ噴射剤をできるだけ点火装置に近く配置するために有効である。発泡体のパッド素材は、選択された固体噴射剤とブースタ噴射剤と両立する。
【００４０】
固体噴射剤１８４および/またはブースタ噴射剤１８６は、これらが配備されるならば、(図1に示される)点火アセンブリ１０４によって点火される。１つの適当な点火センブリ１０４は、国際出願ＰＣＴ/ＵＳ００/０５９５３号に記載されている。この点火装置は、充分な熱および/または衝撃波を発生してガス発生用カートリッジ１７０の蓋１８０を破壊する。この点火装置は更に、ガス発生用カートリッジ１７０内部の噴射剤１８４の点火を誘導する。
【００４１】
図４を参照すれば、ガス発生体の代替例である砲尾部２００が、図示されている。ガス発生体の砲尾部２００は、シリンダ状の砲尾部２００に孔を備えていない。それどころか砲尾部２００は、砲尾部２００の下部セクションに二重壁構造を具備する。この二重壁構造は、ガス発生体用カートリッジの砲尾部２００の内壁２０４、外壁２１２および砲尾部２００の両側上部の一部との間に間隙部を提供する。ガス発生体の砲尾部２００内に１つの孔２０２が設けられ、カートリッジ１７０の中心軸と垂直方向に整合する。孔２０２は、砲尾部の内壁２０４と外壁２１２の間に直接到達する。孔２０２は、砲尾部のベース２０６の下部セクションから形成される。孔２０２は、砲尾部の内側を底部の間隙部に接続する。砲尾部のベース２０６は、孔２０２によって作り出されるスペースを除いてガス発生体用カートリッジの底部２０８の支持部を提供する。孔２０２に隣り合う底部外側のカートリッジ壁２０８は、したがって、硬質の砲尾部セクションと向き合って支持されていないカートリッジ１７０のエリアであるから、底部壁２０８は破壊されることができ、カートリッジ１７０内部の噴射剤の点火によって生じる増大圧力に曝されたときは脆い。噴射ガスは、こうして、孔２０２の隣接エリアにおいてカートリッジの底部壁２０８を破壊する。ガスは、孔２０２を通って逃げ、底部の間隙を径方向に移動し、次いで、内壁２０４と外壁２１２の間を環状に移動し、最終的に、部位２１４から出る。ガス発生体の砲尾部の逃散ガスの通路に配置されたレリースポペットや破壊用ディスクが存在しない点を評価すべきである。すなわち、カートリッジの外側底部壁２０８は、火災消火器のタンクの内側環境に直接露出しており、カートリッジの底部壁２０８は、破壊ディスクとして機能している。内外のカートリッジ壁の間、底部壁、」および、砲尾部ベースの孔の間隙部は、ガス発生態様カートリッジによって発生した噴射ガスがタンク内部に至るための通路を提供する。
【００４２】
火災消火器の別の具体例においては、火災消火器の手動付勢用の機構を配置することができる。更には、例えば、火災センサからの入力、または、火災消火器の手動付勢を提供する手動付勢可能なスイッチからの入力に応答して火災消火器を付勢する制御システムを配置することができる。火災消火器の点火アセンブリは、自動車の電源、１つまたは複数の補助電源、または、好ましくは、過剰を承知の上でそれらの両方を含む電源に電気的に連結される。点火器を機能させる制御システムは、マイクロプロセッサーベースであることができ、１または複数の火災探知センサ（例えば、赤外線センサ、熱伝対、または、ビデオセンサ）を含むことができる。火災の状態を探知したとき、制御システムは、火災消火器を機能させるように、点火アセンブリをトリガーする。この制御システムはまた、スイッチを介して人からの追加的入力を受け入れて点火アセンブリをトリガーし、火災消火器を機能させる。
【００４３】
この発明によって製造された気密にシールされたガス発生体用カートリッジは、多様なハイブリッド型火災消火器にインストールすることができ、また、それは、カートリッジに、固体噴射剤の火災消火器として機能するように、適当な設計変更と追加物が付加されるとき、固体噴射剤型火災消火器として使用することができる。そのような設計変更は、例えば、火災抑制剤の噴射ガスを所望の対象エリアに向けるようなより頑強な壁とノズルを含むことができる。この発明の気密にシールされたガス発生体用カートリッジを有する火災消火器は、様々な応用を有することができる。
【００４４】
この発明の火災消火器は、航空機のエンジンカバー倉、装甲車の乗員コンパートメント、エンジン室、自動車の機構的スペース、弾薬庫のコンパートメント等の内部にマウントすることができる。この火災消火器は、任意の配向状態で機能することができる。
【００４５】
この発明の別の様相は、火災消火器を改装する方法に関する。消耗された点火アセンブリを備えるガス発生体カバーは取り外されて再使用のために節約され、点火装置は廃棄される。消耗されたガス発生体用カートリッジは、取り除かれて廃棄される。新しい気密にシールされたガス発生体用カートリッジが、ガス発生体の砲尾部に挿入される。交換用の点火装置を備えるガス発生体カバーは定位置にねじ込まれる。更に、火災消火器のノズルが、取り外されタンクの破裂ディスクまたはポペット弁が置換されるか、改装される。ポペット弁が使用される場合は、ノズルを取り外すことは不要である。しかしながら、ノズルはなお取り外されて、レリース用ポペットの機能が調査され保証される。液体の火災抑制剤の再充填量が次いで、逃がし兼注入弁を介してタンク内に移送される。気密にシールされたガス発生体用カートリッジを収容する火災消火器の改装は、こうして、ガス発生体の砲尾部のスリーブの内部から破裂シムの残屑を取り除き、新たな破裂用シムをスリーブの孔にロー付けしなければならないことを避ける。
【００４６】
この発明の好ましい具体例を説明したが、この発明の精神と技術的範囲を逸脱することなく様々な設計変更が加えられることが可能な点を評価すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の火災消火器の断面であって、開いたガス発生体の砲尾部と、気密にシールされた固体噴射剤と、火災消火器の砲尾部内のガス発生体カートリッジを示す図。
【００４８】
【図２】図１の火災消火器の上部を示す図１の火災消火器の部分拡大図。
【図３】この発明の気密にシールされた固体噴射剤を備えるガス発生体カートリッジの断面図。
【図４】開放され、シールされていないガス発生体の砲尾部のための代替形態を備える火災消火器の断面図。
【図１】
2006523516.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2006523516.tif 000007