СИСТЕМЫ, УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ ПОДАВЛЕНИЯ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ
SYSTEMS, DEVICES AND METHODS OF IGNITION SUPPRESSION

Область техники
Настоящее раскрытие относится к системам, устройствам и способам подавления воспламенения.
Уровень техники
Во многих ситуациях устройства должны работать в потенциально опасных условиях, например, при возможности воспламенения топливной смеси посредством неконтролируемой работы или вследствие условий окружающей среды. Например, транспортные средства, включая воздушно-космические летательные аппараты, обычно работают на топливе, которое должно содержаться в безопасных условиях во время хранения и использования. Опасность воспламенения должна быть сведена к минимуму даже при воздействии на транспортное средство неуправляемых явлений, таких как авария, электрический сбой, удар молнии или статический электрический разряд. Другие области применения, требующие рассмотрения опасности воспламенения, включают транспортировку топлива, хранение топлива, добычу полезных ископаемых, химическую обработку, изготовление металлических деталей, строительство и работу электростанций, и операции, в которых участвует горючий аэрозоль, например, опилки, металл, мука и зерно.
В авиакосмической промышленности разряды молнии в воздушные летательные аппараты вызывают беспокойство, поскольку они способны приводить к возникновению электрической дуги и/или к нагреванию, достаточному для воспламенения парообразных топливных смесей. Хотя молния фактически всегда проходит через воздушный летательный аппарат без нанесения вреда, новые конструкции воздушных летательных аппаратов, включающие композиционные материалы, содержат меньше металла для шунтирования и/или рассеяния энергии разряда молнии.
Конструкция устройств, подвергаемых опасности воспламенения, обычно предусматривает уменьшение вероятности воспламенения, подавление опасности воспламенения и/или устойчивость к опасности воспламенения. Электропроводящие структуры, такие как крепежные детали, могут соединять и/или поддерживать композитные структурные компоненты внутри горючих сред, например, внутри топливного бака. Эти электропроводящие структуры могут стать исходной точкой для электромагнитных эффектов (например, образования дуги, электростатического разряда, нагрева и/или выброса горячих частиц), например, вследствие разрядов молнии.
Обычно металлические крепежные детали в композитном топливном баке изолированы от объема топлива посредством уплотнителя и/или уплотнительной крышки. Уплотнитель и/или уплотнительная крышка выполнены с возможностью физически и/или электрически отделять металлическую крепежную деталь от объема топлива и подавлять опасность воспламенения. Однако электромагнитные эффекты могут вырабатывать скачки теплоты и давления, способные повреждать уплотнение. Кроме того, уплотнения могут быть подвержены воздействию температурных циклов вследствие, например, ежедневного солнечного нагревания и/или работы в атмосфере. Термоциклирование может привести к увеличенной восприимчивости к повреждению вследствие электромагнитных эффектов и/или явлений воспламенения.
Раскрытие изобретения
Противовоспламенительные системы содержат пожароопасную структуру, которая проходит от опорной структуры в горючую среду, и содержат пористое противовоспламенительное покрытие, которое по существу покрывает пожароопасную структуру. Противовоспламенительное покрытие выполнено с возможностью подавления явления воспламенения, вызванного источником воспламенения, связанным с пожароопасной структурой. Противовоспламенительные покрытия обычно содержат пористое тело. Пористое тело может содержать один или большее количество пористых элементов. Способы согласно настоящему раскрытию включают установку пористого противовоспламенительного покрытия над пожароопасной структурой для предотвращения объемного горения, например, паров топлива в топливном баке вследствие явления воспламенения, связанного с пожароопасной структурой.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показано фрагментарное представление вида сбоку противовоспламенительной системы.
На фиг. 2 показан фрагментарный вид примера пористого тела.
На фиг. 3 показан фрагментарный вид примера многокомпонентного пористого тела.
На фиг.4 схематически показаны способы производства противовоспламенительной системы согласно настоящему раскрытию.
На фиг. 5 схематически показаны способы производства противовоспламенительного покрытия согласно настоящему раскрытию.
Осуществление изобретения
На фиг. 1-5 показаны примеры систем, устройств и способов для подавления воспламенения. В целом, на чертежах те элементы, которые, вероятно, будут включены в данный вариант реализации изобретения, показаны сплошными линиями, а необязательные или альтернативные элементы показаны штриховыми линиями. Однако элементы, показанные сплошными линиями, не существенны для всех вариантов реализации настоящего изобретения, а элемент, показанный сплошными линиями, может отсутствовать в определенном варианте реализации настоящего изобретения без выхода за пределы объема настоящего раскрытия. Элементы, предназначенные для подобной или по меньшей мере по существу подобной цели, отмечены позиционными обозначениями, едиными для всех фигур. Одинаковые позиционные обозначения на каждой из фигур и соответствующие элементы, возможно, не будут обсуждены подробно здесь со ссылками на каждую из фигур. Аналогичным образом, не все элементы могут быть снабжены метками или показаны на каждой из фигур, но позиционные обозначения, связанные с ними, могут быть использованы для совместимости. Элементы, компоненты и/или особенности, обсуждаемые со ссылками на одну или большее количество фигур, могут иметь место на любой из фигур и/или использованы с любой из фигур без выхода за пределы объема настоящего изобретения.
На фиг. 1 схематически показана противовоспламенительная система 100, содержащая противовоспламенительное покрытие 110. Противовоспламенительное покрытие 110 (также называемое гасителем воспламенения) покрывает легковоспламеняющуюся структуру 140, который проходит и/или выступает от опорной структуры 150. Пожароопасная структура 140 представляет собой структуру, связанную с потенциальным источником воспламенения, например, с крепежной деталью, потенциально подверженной воздействию электромагнитных эффектов, способных образовать дугу в крепежной детали.
Противовоспламенительные системы 100 могут содержать горючую среду 160. В качестве дополнения или альтернативы противовоспламенительная система 100 и/или ее компоненты могут быть выполнены для контакта с горючей средой 160 и/или для использования с ней (например, химически стойкими к горючей среде 160 и/или химически не взаимодействующими с ней). Горючая среда 160 легко воспламеняется и содержит горючий материал и/или смесь. Например, горючая среда 160 может содержать топливо (например, водород, углеводород в газообразной, жидкой и/или аэрозольной форме, и/или в виде взвешенных частиц, например, опилок и т.д.), окислитель (например, кислород, фтор и/или закись азота) и при необходимости инертный разбавитель (например, азот, аргон и/или гелий) с концентрациями внутри предельных значений воспламеняемости смеси топлива/окислителя. В качестве другого примера горючая среда 160 может содержать газ, подверженный взрывчатому разложению (например, ацетилен, закись азота). Дополнительные определенные примеры топлив включают моторные топлива, такие как моторное топливо для двигателей внутреннего сгорания, дизельное топливо, авиационное топливо и/или реактивное топливо. Горючая среда 160 может содержать газы, пары, аэрозоли и/или мелкие частицы.
Противовоспламенительное покрытие 110 имеет ближнюю сторону 112 покрытия и дальнюю сторону 114 покрытия. Ближняя сторона 112 покрытия выполнена с возможностью быть обращенной к пожароопасной структуре 140 и к опорной структуре 150. Ближняя сторона 112 покрытия может рассматриваться как внутренняя поверхность противовоспламенительного покрытия 110. Дальняя сторона 114 покрытия противоположна ближней стороне 112 покрытия. Дальняя сторона 114 покрытия выполнена с возможностью быть обращенной к массе 162 горючей среды 160 и быть обращенной в целом в сторону, противоположную пожароопасной структуре 140и опорной структуре 150. Дальняя сторона 114 покрытия может рассматриваться как внешняя поверхность противовоспламенительного 110.
Противовоспламенительное покрытие 110 выполнено пористым, позволяющим горючей среде 160 проникать в противовоспламенительное покрытие 110 и проходить через него для вхождения в контакт с пожароопасной структурой 140. Противовоспламенительное покрытие 110 содержит и может по существу состоять из пористого тела 120, который выполнен с возможностью пропускания в себя и через себя горючей среды 160. Масса 162 горючей среды 160 представляет собой часть горючей среды 160, не содержащуюся внутри противовоспламенительного покрытия 110 и не охваченную противовоспламенительным покрытием 110 между ближней стороной 112 покрытия и пожароопасной структурой 140 и/или опорной структурой 150. Объем между ближней стороной 112 покрытия и пожароопасной структурой 140 и/или опорной структурой 150 равен замкнутому объему 164 противовоспламенительного покрытия 110. Объем внутри противовоспламенительного покрытия 110 (например, объем между ближней стороной 112 покрытия и дальней стороной 114 покрытия), который доступен для горючей среды 160, равен внутреннему объему 166 противовоспламенительного покрытия 110 (также называемым объемом пор). Замкнутый объем 164 и внутренний объем 166 по существу меньше объема массы 162 горючей среды 160.
Противовоспламенительное покрытие 110 выполнено с возможностью предотвращения воспламенения массы 162 горючей среды 160 источником воспламенения, образованным легковоспламеняющейся структурой 140 (например, вследствие электромагнитных эффектов). Таким образом, источнику воспламенения, ограниченному противовоспламенительным покрытием 110, препятствуют произвести существенное и/или нежелательное возгорание (например, взрывчатое сгорание) в массе 162 горючей среды 160. Примеры источников воспламенения включают электрическую дугу, горячую поверхность, выброс горячих частиц и/или электростатический разряд (например, вследствие внутреннего трения и/или трибозарядки).
При отсутствии противовоспламенительного покрытия 110 источник воспламенения внутри горючей среды 160 способен образовать ядро воспламенения (небольшой объем сгорания, инициируемый энергией, передаваемой источником воспламенения). Как правило, но не обязательно, источник воспламенения способен создавать участок обладающего энергией газа с высоким давлением и высокой температурой в течение промежутка времени, за который по существу не происходит перемещения газа (то есть, энерговклад из источника воспламенения будет по существу импульсным). Вследствие такого энерговклада будет происходить расширение обладающего энергией газа в окружающий газ, который не был затронут энерговкладом. Внезапное расширение обладающего энергией газа создает волну давления, которая может быть акустической или сверхзвуковой. При достаточной энергии волны давления она может вызвать непосредственное воспламенение реагентов горения (например, детонацию).
Противовоспламенительное покрытие 110 в целом выполнено с возможностью подавления воспламенения от источника воспламенения, который не представляет опасности непосредственного воспламенения вследствие соответствующей волны давления. Например, типичные источники воспламенения, подвергаемые подавлению противовоспламенительным покрытием 110, передают энергию меньше 1 Дж или меньше 0,1 Дж (и обычно больше 1 мкДж или больше 10 мкДж). Такие низкоэнергетические источники воспламенения способны вырабатывать слабые ударные волны и/или волны давления с амплитудой давления меньше, чем примерно 100 кПа. Кроме того, противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью выдерживать волну давления (если она есть), выработанную источником воспламенения, охваченным противовоспламенительным покрытием 110, например, достаточно пористым для того, чтобы обеспечить выравнивание давления газа в противовоспламенительном покрытии 110. Противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью препятствовать волне давления и/или рассеивать ее, и может быть выполнено с возможностью по существу беспрепятственного пропускания волны давления.
При отсутствии противовоспламенительного покрытия 110 ядро воспламенения вырабатывает горячие газы и/или горячие частицы, что представляет собой непосредственный риск воспламенения. Эти продукты реакции могут вызывать самораспространяющуюся реакцию горения (сформировавшийся фронт пламени, например, волну дефлаграции или детонационную волну), расходующую все доступные реагенты горения. Для ограничения распространения фронта пламени на пути сформировавшегося фронта пламени могут быть установлены пламегасители. Например, пламегасители могут быть установлены в топливозаливных трубах для препятствования распространению сформировавшегося фронта пламени через топливозаливную трубу. Пламегасители обычно установлены на пути переноса, например, на топливозаливной трубе, в сливном отверстии и/или трубопроводе, и поэтому выполнены с возможностью обеспечения по существу беспрепятственного потока газа и жидкости.
Противовоспламенительное покрытие 110 выполнено с возможностью предотвращения образования ядра воспламенения источником воспламенения и/или предотвращения распространения зарождающегося фронта пламени, источником которого является ядро воспламенения. Таким образом, противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью предотвращения воспламенения горючей среды 160 внутри замкнутого объема 164 и может быть выполнено с возможностью подавления и/или гашения воспламенения внутри и/или вблизи противовоспламенительного покрытия 110 (например, внутри замкнутого объема 164 и/или внутреннего объема 166). Таким образом, если источник воспламенения все же воспламеняет ядро воспламенения внутри замкнутого объема 164, то зарождающийся фронт пламени, источником которого является ядро воспламенения, не проходит через противовоспламенительное покрытие 110 и/или вокруг него. Зарождающийся фронт пламени подавлен до того, как зарождающийся фронт пламени мог бы войти в контакт с массой 162 горючей среды 160 и образовать самораспространяющийся фронт пламени. Ядро воспламенения совместно с соответствующим зарождающийся фронтом пламени и соответствующей волной давления внутри замкнутого объема 164 могут рассматриваться как явление воспламенения. Противовоспламенительное покрытие 110 выполнено с возможностью предотвращения, ослабления и/или подавления одного или большего количества аспектов явления воспламенения, инициированного источником воспламенения, связанным с пожароопасной структурой 140.
Поскольку противовоспламенительное покрытие 110 выполнено с возможностью подавления, гашения и/или устранения горения (явления воспламенения) внутри противовоспламенительного покрытия 110 и/или вблизи его, этому противовоспламенительному покрытию 110 не нужно подавлять сформировавшийся фронт пламени как волну дефлаграции. При предотвращении дальнейшего горения, то есть при малой области горения, необходимость выдерживать теплоту и/или давление также невелики по сравнению с необходимостью остановить сформировавшийся фронт пламени. Точно так же, потенциально сгорающий объем горючей среды 160 меньше при остановке горения в источнике, а не на удаленном расстоянии по пути сформировавшегося фронта пламени.
Противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью предотвращения формирования, распространения и/или развития ядра воспламенения в нем посредством рассеяния тепловой энергии, связанной с источником воспламенения и/или ядром воспламенения. Ядро воспламенения может перерасти в самораспространяющуюся реакцию горения (например, волну дефлаграции) при нагревании в достаточной степени тепловой энергией от реакции соседних реагентов горения (то есть, при высвобождаемой энергии, превышающей энергетические потери).
Противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью рассеяния тепловой энергии, которая в противном случае способна поддерживать реакцию горения. Например, пористое тело 120 может обладать отношением площади поверхности к объему пор, которое достаточно высоко для препятствования распространению горения через пористое тело 120 вследствие термоконтакта между пористым телом 120 и горючей средой 160 внутри пористого тела 120.
3
3
3
Пористое тело 120 и/или противовоспламенительное покрытие 110 могут иметь значение удельной теплоемкости, превышающее, обычно намного превышающее, удельную теплоемкость горючей среды 160. Например, пористое тело 120 и/или его компоненты могут иметь объемную удельную теплоемкость, которая по меньшей мере в 10 раз, по меньшей мере в 100 раз или по меньшей мере в 1000 раз больше объемной удельной теплоемкости горючей среды 160. Пористое тело 120 и/или противовоспламенительное покрытие 110 могут иметь общую теплоемкость, превышающую, обычно намного превышающую, общую теплоемкость горючей среды 160 внутри объема, определенного внешними размерами соответствующего пористого тела 120 и/или противовоспламенительного покрытия 110. Например, пористое тело 120 и/или его компоненты могут иметь общую теплоемкость, которая по меньшей мере в 3 раза, по меньшей мере в 10 раз или по меньшей мере в 30 раз больше общей теплоемкости горючей среды 160 внутри объема, определенного внешними размерами пористого тела 120. Пористое тело 120 противовоспламенительного покрытия 110 может иметь коэффициент теплопроводности, превышающий, обычно намного превышающий, коэффициент теплопроводности горючей среды 160. Например, пористое тело 120 и/или его компоненты могут иметь коэффициент теплопроводности, который по меньшей мере в 5 раз, по меньшей мере в 10 раз, по меньшей мере в 100 раз или по меньшей мере в 1000 раз больше коэффициента теплопроводности горючей среды 160. В качестве определенного сравнения отметим, что воздух и горючие газы обладают значением объемной удельной теплоемкости, примерно составляющим 1 кДж/(мK), и значением коэффициента теплопроводности, примерно составляющим 0,03 Вт/(мK), а сопоставимые значения для примеров материалов для противовоспламенительного покрытия 110 составляют 2400 кДж/(мK) и 170 Вт/(мK) (для алюминия) и 2000 кДж/(мK) и 0,25 Вт/(мK) (для полиамида 6/6, также продаваемого под названием полимер NYLON 6/6).
Противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью предотвращения воспламенения горючей среды 160 посредством предотвращения перемещения горячей частицы, выделенной пожароопасной структурой 140, через противовоспламенительное покрытие 110 и/или пористое тело 120. При использовании в данном документе термин «горячая частица» относится к частице, выделенной пожароопасной структурой 140, и/или посредством источника воспламенения в пожароопасной структуре 140, который обладает размером и/или тепловой энергией, достаточными для воспламенения горючей среды 160. Пористое тело 120 и/или противовоспламенительное покрытие 110 могут быть выполнены так, что никакая частица с размером, превышающим заранее определенный размер, не способна полностью проходить через пористое тело 120 по прямолинейной траектории, не сталкиваясь со структурным элементом пористого тела 120 и, таким образом, теряя по меньшей мере часть своей тепловой и/или кинетической энергии. Например, и как раскрыто далее в данном документе, пористое тело 120 может быть выполнено из одной или большего количества разновидностей пеноматериала и/или решетчатого материала с отсутствием прямолинейного свободного пути, соединяющего ближнюю сторону 112 покрытия и дальнюю сторону 114 покрытия, который позволял бы беспрепятственное проходить частицам, превышающим заранее определенный размер.
Горючий материал при заданном наборе условий окружающей среды может быть охарактеризован пределом гашения, который определен как наименьший диаметр трубы, через которую может проходить фронт пламени в горючем материале. Пористое тело 120 содержит поры 122 и/или проходы 126 (как лучше всего видно на примерах по фиг. 2), которые выполнены имеющими размеры и/или расположены так, что препятствуют прохождению зарождающегося фронта пламени через противовоспламенительное покрытие 110. Например, характерный размер пор и/или характерный размер проходов в пористом теле 120, как раскрыто более подробно в данном документе, могут быть меньше предела гашения или соответствующего параметра горючей среды 160, так что ядро воспламенения и/или зарождающийся фронт пламени, возникающий в пожароопасной структуре 140 (например, внутри замкнутого объема 164), подавлены внутри внутреннего объема 166 еще до того, как ядро воспламенения и/или фронт пламени смогут достигнуть дальней стороны 114 покрытия.
Пористое тело 120 содержит один или большее количество пористых элементов 130 и может быть выполнен по существу из них. Как подробно показано во взятых в качестве примера внутренних видах на фиг. 2, и пористое тело 120, и каждый из пористых элементов 130 содержат несколько пор 122 (также называемых ячейками) и множество распорок 124 (также называемых балками и/или связками), которые вместе образуют сито, сеть, решетку, матрицу и/или вспененную структуру. Распорки 124 представляют собой структурные компоненты, которые граничат с порами 122 и/или определяют их. Примеры распорок включают подобные балкам структурные элементы решетчатой структуры, грани ячейки пеноматериала и края ячейки пеноматериала. Структура пористого тела 120 и/или пористых элементов 130 может быть упорядочена, беспорядочна или может содержать упорядоченные и беспорядочные участки. Следовательно, поры 122 и/или распорки 124 пористого тела 120 могут быть описаны как упорядоченные, разупорядоченные, регулярные, нерегулярные, в соответствии с образцом, периодически повторяющиеся, случайные и/или хаотические. Левый вид изнутри на фиг. 2 показывает пример относительно беспорядочной сети пор 122 и распорок 124 с распределением пор 122 и распорок 124 в нерегулярной модели. Правый внутренний вид по фиг. 2 показывает пример относительно упорядоченной сети пор 122 и распорок 124 с относительно одинаковыми размерами и расположенными с относительно одинаковыми расстояниями друг от друга порами 122 и распорками 124.
Поры 122 (пористого тела 120 и пористых элементов 130) в целом связаны друг с другом и образуют проходы 126 (также называемые каналами), что обеспечивает возможность протекания газа и/или жидкости через пористое тело 120. Следовательно, пористое тело 120 и пористые элементы 130 могут быть описаны как газопроницаемые и/или проницаемые для жидкости. Пористое тело 120 может быть выполнено с возможностью обладать существенным сопротивлением потоку относительно потока газа и/или потока жидкости (например, потока жидкого топлива) при условии, что сопротивление потоку достаточно низко для противодействия волне давления, связанной с источником воспламенения. В качестве альтернативы пористое тело 120 может быть выполнено с относительно низким сопротивлением потоку газа через пористое тело 120; газ может течь по существу свободно через пористое тело 120, и волна давления может быть по существу незадерживаемой. Пористое тело 120 и/или пористые элементы 130 могут содержать и/или могут представлять собой сетчатую решетку, сетчатый пеноматериал и пеноматериал с открытыми ячейками.
Пористое тело 120 и/или пористые элементы 130 могут быть охарактеризованы размерами соответствующих пор 122 (таких как объемы, площади и/или средние диаметры пор 122), размерами соответствующих распорок 124 (таких как объемы, площади поперечного сечения и/или длины распорок 124) и/или характеристиками проходов 126 (таких как средний эффективный диаметр, расстояние между проходами, плотность и/или усредненное направление проходов 126). Поры 122 и/или распорки 124 внутри пористой структуры (пористого тела 120 или пористых элементов 130) могут быть примерно равными по размеру (например, все поры 122 по существу имеют одинаковый размер) и могут иметь распределение по размерам. Например, пористое тело 120 и/или пористые элементы 130 могут быть охарактеризованы минимальным размером пор, максимальным размером пор, средним размером пор, среднеквадратичным отклонением размеров пор, распределением размеров пор и/или любым другим соответствующим показателем. В качестве другого примера пористое тело 120 и/или пористые элементы 130 могут быть охарактеризованы минимальным, максимальным и/или средним характеристическим размером проходов 126 (например, эффективным диаметром каждого прохода 126). Обычно эффективные диаметры пор 122 и/или проходов 126 в пористом теле 120 меньше расстояния затухания пламени для горючей среды 160 и имеют размеры для обеспечения прохождения волны давления, связанной с явлением воспламенения, через пористое тело 120 и/или ее рассеивания внутри пористого тела 120. Как раскрыто в данном документе, максимальный эффективный диаметр пор 122 и/или максимальный эффективный диаметр проходов 126 в отдельных пористых элементах 130 могут быть больше расстояния затухания пламени для горючей среды 160. Внутри пористого тела 120 и/или пористых элементов 130 средний эффективный диаметр пор 122 и/или средний эффективный диаметр проходов 126 могут быть равны по меньшей мере 0,1 мм, по меньшей мере 0,2 мм, по меньшей мере 0,5 мм, по меньшей мере 1 мм, по меньшей мере 2 мм, по меньшей мере 3 мм, самое большее 10 мм, самое большее 3 мм, самое большее 1 мм, самое большее 0,3 мм и/или самое большее 0,1 мм. Распорки 124 могут иметь средний диаметр, составляющий самое большее 75%, самое большее 50%, самое большее 25%, самое большее 10% и/или самое большее 5% от среднего эффективного диаметра соответствующих пор 122 и/или проходов 126.
3
3
3
3
3
3
3
3
Противовоспламенительное покрытие 110 и/или пористое тело 120 могут иметь массовую плотность, меньшую, обычно намного меньшую, чем массовая плотность материалов, образующих соответствующее противовоспламенительное покрытие 110 или пористое тело 120. Массовая плотность противовоспламенительного покрытия 110 и/или пористого тела 120 представляет собой массу соответствующей структуры, разделенную на внешний объем соответствующей структуры (объем, определенный внешними размерами структуры). Внешний объем соответствующей структуры включает объем открытых пор и любые замкнутые пустоты структуры. Например, внешний объем противовоспламенительного покрытия 110 представляет собой объем, определенным ближней стороной 112 покрытия и дальней стороной 114 покрытия, и содержит внутренний объем 166, но не объем дополнительной полости 116 (как раскрыто далее в данном документе). Противовоспламенительное покрытие 110 и/или пористое тело 120 могут иметь массовую плотность, составляющую самое большее 2 г/см, самое большее 1 г/см, самое большее 0,5 г/см, самое большее 0,2 г/см, самое большее 0,1 г/см, самое большее 0,05 г/см, самое большее 0,02 г/см или самое большее 0,01 г/см.
Противовоспламенительное покрытие 110 и/или пористое тело 120 могут быть охарактеризованы пористостью. Пористость противовоспламенительного покрытия 110 и/или пористого тела 120 равна общему открытому объему пор 122 (например, внутреннему объему 166), разделенному на внешний объем соответствующей структуры. Пористость соответствующей структуры может быть описана как объемная доля пор 122 и/или объемная доля, не занятая распорками 124 или другими структурными элементами. Пористость противовоспламенительного покрытия 110 и/или пористого тела 120 может быть равна по меньшей мере 50%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95% и по меньшей мере 98%.
Распорки 124 из пористого тела 120 и/или пористых элементов 130 могут представлять собой одну или большее количество полых распорок 128. Полые распорки 128 могут быть выполнены полыми и могут содержать открытые или закрытые пустоты (например, одна или большее количество распорок 128 могут быть выполнены в виде полых труб). Внутренние пустоты одной или большего количества распорок 124 могут быть связаны друг с другом. Большинство распорок 124 или все из них могут быть выполнены полыми распорками 128. Распорки 128 могут быть выполнены имеющими размеры для уменьшения веса пористого тела 120 и/или пористых элементов 130 с поддержанием при этом структурной целостности соответствующей структуры по сравнению с аналогичной пористой структурой, содержащей сплошные распорки. Полые распорки 128 могут быть выполнены с возможностью разрушения под воздействием силы, большей заранее определенного порогового значения, например, силы, которая может быть связана с волной давления, связанной с явлением воспламенения. Полые распорки 128 могут содержать инертный газ или подавляющий пламя материал, например, галоидированный алкан. В таком варианте реализации настоящего изобретения разрушение полой распорки 128 в результате явления воспламенения, связанного с пожароопасной структурой 140, может высвободить подавляющий пламя материал, способный смягчить распространение ядра воспламенения и соответствующего возникающего фронта пламени и/или полностью подавить явление воспламенения.
Как показано в примере по фиг. 3, пористое тело 120 может быть выполнено в виде многокомпонентной структуры (например, многослойной структуры), содержащей два, три, четыре или большее количество пористых элементов 130. Каждый пористый элемент 130 независимо может иметь ориентацию 132 проходов, средний размер проходов, средний размер пор, среднее расстояние между проходами и/или плотность проходов. Например, один пористый элемент 130 может иметь одну или большее количество характеристик, которые отличны от соответствующих характеристик другого пористого элемента 130 внутри того же самого пористого тела 120. В качестве дополнения или альтернативы пористое тело 120 может содержать один или большее количество пористых элементов 130 и гибкий внешний слой, выполненный с возможностью упругой деформации в ответ на волну давления, связанную с явлением воспламенения. Гибкий внешний слой может быть выполнен пористым или не пористым.
Ориентация 132 проходов может быть определена усредненным направлением 132 проходов через пористый элемент 130 и/или средним направлением между противоположными сторонами пористого элемента 130 (например, ближней и дальней сторонами пористого элемента, соответствующих ближней стороне 112 покрытия и дальней стороне 114 покрытия противовоспламенительного покрытия 110). В примере на фиг. 3 каждый пористый элемент 130 имеет различную ориентацию 132 проходов, каждый из которых определен упорядоченной матрицей пор 122 и распорок 124 (например, каждый пористый элемент 130 представляет собой правильную решетку распорок 124).
Посредством выбора и/или организации ориентации 132 проходов, среднего размера проходов, среднего размера пор, среднего расстояния между проходами и/или плотности проходов для каждого пористого элемента 130 и/или посредством выбора и/или организации относительного выравнивания пористых элементов 130 пористое тело 120 может быть выполнено с возможностью иметь максимальный (и/или средний) размер проходов, размер пор и/или расстояние между проходами, меньше заранее определенного порогового значения, например, расстояния затухания пламени, или связанного с ним параметра, для пожароопасной среды 160. Аналогичным образом, пористое тело 120 может быть выполнено с возможностью обладать минимальной и/или средней плотностью проходов, превышающей заранее определенное пороговое значение, например, выбранное в качестве параметра, связанного с пределом гашения горючей среды 160. Хотя пористое тело 120 выполнено с возможностью подавления воспламенения внутри горючей среды 160, отдельные пористые элементы 130 могут иметь характеристики, недостаточные для подавления воспламенения внутри горючей среды 160.
Ориентация 132 проходов, средний размер проходов, средний размер пор, среднее расстояние между проходами и/или плотность проходов в каждом пористом элементе 130 из пористого тела 120 могут быть выбраны и/или организованы для предотвращения прохождения горячей частицы, большей заранее определенного размера. Например, пористые элементы 130 из пористого тела 120 могут быть выровнены (посредством поворота и/или поступательного перемещения) таким образом, что количество и/или размер прямолинейных проходов 126 через пористое тело 120 уменьшены по сравнению с количеством и/или размером прямолинейных проходов 126 через любой из пористых элементов 130. Например, и как показано в примере на фиг. 3, два в остальном идентичных пористых элемента 130, характеризуемых правильной решеткой, можно объединить в пористое тело 120 с уникальной ориентацией 132 проходов (и/или ориентацией решетки) для каждого пористого элемента 130. Каждый пористый элемент 130 индивидуально имеет прямолинейные проходы 126 через соответствующий пористый элемент 130. Однако комбинация пористых элементов 130 с различными ориентациями 132 проходов не приводит к отсутствию прямолинейных проходов 126 через все пористое тело 120.
Возвратимся в целом к фиг. 1. Пористое тело 120 и/или один или большее количество пористых элементов 130 могут содержать электроизоляционный материал и/или могут быть выполнены из него; электроизоляционный материал может быть использован для электрической изоляции пожароопасной структуры 140 от массы 162 горючей среды 160. В качестве дополнения или альтернативы пористое тело 120 и/или один или большее количество пористых элементов 130 могут содержать электропроводящий материал и/или могут быть выполнены из него; электропроводящий материал может быть использован в качестве электромагнитного экрана для изоляции пожароопасной структуры 140. При наличии в пористом теле 120 электропроводящих пористых элементов 130, а также электроизолирующих пористых элементов 130, сетчатая структура может быть охарактеризована как электропроводящая или электроизолирующая и/или может быть охарактеризована общим электрическим импедансом.
Противовоспламенительное покрытие 110 и/или пористое тело 120 могут иметь общую форму, выполненную с возможностью предотвращения коронного разряда на внешней поверхности соответствующей структуры (например, на дальней стороне 114 покрытия). Например, внешняя поверхность противовоспламенительного покрытия 110 и/или пористого тела 120 может быть полусферической. В качестве дополнения или альтернативы внешняя поверхность может быть отполирована или сглажена для обеспечения отсутствия на внешней поверхности острых точек или краев, способных концентрировать электрическое поле и приводить к электромагнитному разряду.
Пористое тело 120 и пористые элементы 130, каждый из них независимо, могут содержать и/или могут быть по существу выполнены из полимера (например, полипропилена, полистирола, полиуретана, эти лен вин ил ацетата и/или полисульфона), композиционного материала (например, армированного углеродными волокнами полимера или стекловолокна), керамики, стекла, неметаллического материала и/или металлов (например, алюминия, стали и/или титана).
Противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено имеющим размеры для покрытия и/или охвата пожароопасной структуры 140 и/или может быть установлено на пожароопасную структуру 140. Например, противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью по существу охватывать по меньшей мере часть пожароопасной структуры 140 с горючей средой 160. Таким образом, противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью по существу охвата пожароопасной структуры 140 одной или обеими опорными структурами 150 и/или противовоспламенительным покрытием 110 при установке противовоспламенительного покрытия 110 на пожароопасную структуру 140. В качестве дополнения или альтернативы противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено имеющим размеры для покрытия и/или охвата более чем одной пожароопасной структуры 140. Например, противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено в виде пористой ленты или листа, которые способны покрыть ряд пожароопасных структур 140.
При сборке в противовоспламенительную систему 100 противовоспламенительное покрытие 110 и пожароопасная структура 140 расположены так, что противовоспламенительное покрытие 110 покрывает и/или охватывает пожароопасную структуру 140. Противовоспламенительное покрытие 110 расположено вблизи пожароопасной структуры 140, но не обязательно контактирует с пожароопасной структурой 140. При отсутствии контакта ближней стороны 112 покрытия с пожароопасной структурой 140 расстояние между ближней стороной 112 покрытия и пожароопасной структурой 140 обычно не превышает значительно расстояния затухания пламени для горючей среды 160. Например, максимальное расстояние между ближней стороной 112 покрытия и пожароопасной структурой 140 может быть меньше 100-кратного, меньше 30-кратного, меньше 10-кратного, меньше 3-кратногоили меньше однократного расстояния затухания пламени для горючей среды 160. Максимальное расстояние между ближней стороной 112 покрытия и пожароопасной структурой 140 может составлять самое большее 100 мм, самое большее 30 мм, самое большее 10 мм, самое большее 3 мм или самое большее 1 мм.
Противовоспламенительное покрытие 110 может быть связано с пожароопасной структурой 140 и/или с опорной структурой 150. Например, противовоспламенительное покрытие 110 может быть прикреплено к пожароопасной структуре 140 и/или к опорной структуре 150 посредством адгезива. В качестве дополнения или альтернативы противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью навинчивания, защелкивания и/или механического закрепления по меньшей мере на части легковоспламеняющейся структуры 140. Например, по меньшей мере часть противовоспламенительного покрытия 110 может быть выполнена монолитной по меньшей мере с частью пожароопасной структуры 140. В качестве примера пожароопасная структура 140 может быть узлом из болта и гайки, выполненной с возможностью навинчивания на болт. Гайка может быть выполнена как целое с противовоспламенительным покрытием 110, так что навинчивание гайки на болт служит для функциональной связи противовоспламенительного покрытия 110 с пожароопасной структурой 140.
Противовоспламенительное покрытие 110 может быть выполнено с возможностью вмещения и/или обеспечения взаимодействия пожароопасной структуры 140, например, с полостью 116, определенной ближней стороной 112 покрытия из противовоспламенительного покрытия 110. Полость 116 может быть названа как выемка, вогнутость, и/или углубление. Полость 116, при ее наличии, может быть сконфигурирована, иметь размеры и/или форму для вмещения и/или взаимодействия с частью пожароопасной структуры 140. Полость 116 может определять объем полости, который может быть выполнен с возможностью охвата существенной части легковоспламеняющейся структуры 140, подвергаемой воздействию горючей среды 160, при установке противовоспламенительного покрытия 110 на пожароопасную структуру 140. Замкнутый объем 164 ппротивовоспламенительного покрытия 110 содержит дополнительный объем полости при его наличии.
При сборке в противовоспламенительную систему 100 противовоспламенительное покрытие 110 и/или пористое тело 120 могут непосредственно контактировать с пожароопасной структурой 140 и/или с опорной структурой 150. Например, по меньшей мере часть ближней стороны 112 покрытия и/или полости 116 могут войти в контакт с пожароопасной структурой 140 и/или с опорной структурой 150. В качестве дополнения или альтернативы по меньшей мере часть пористого тела 120 может быть размещена на расстоянии от пожароопасной структуры 140 и/или от опорной структуры 150. При размещении ближней стороны 112 покрытия на расстоянии от опорной структуры 150 ближняя сторона 112 покрытия и опорная структура 150 могут определять зазор 118 между ними. Зазор 118 может быть по меньшей мере частично заполнен прокладкой, адгезивом и/или крепежной деталью и может содержать один или большее количество незаполненных участков. При их наличии незаполненные участки выполнены имеющими размеры и/или расположены для предотвращения распространения зарождающегося фронта пламени и/или горячей частицы вокруг противовоспламенительного покрытия 110 и потенциального воспламенения массы 162 горючей среды 160. Например, незаполненные участки зазора 118 могут быть меньше расстояния затухания пламени, или связанного с ним параметра горючей среды 160.
Пожароопасная структура 140 может быть связана с опорной структурой 150, проходить от нее и/или выступать из нее таким образом, что по меньшей мере часть пожароопасной структуры 140 контактирует с горючей средой 160 при наличии горючей среды 160. Как показано на фиг. 1, пожароопасная структура 140 может полностью проходить через опорную структуру 150 (обозначено пунктиром), может быть окончена внутри опорной структуры 150 или может опираться и/или быть связана с опорной структурой 150, не проходя через опорную структуру 150 (показано сплошной линией).
Пожароопасная структура 140 может соединять и/или связывать опорные структуры 150 друг с другом и/или с другими структурами. Пожароопасная структура 140 может поддерживать опорную структуру 150 и/или может быть поддержана ею. Примеры пожароопасных структур 140 включают крепежную деталь, соединение, конструкционный стык, структурный край, датчик, провод, трубу, трубопровод и/или корпус. Пожароопасная структура 140 содержит электрический проводник, может быть по существу выполнена из него и/или может быть электрическим проводником. Пожароопасная структура 140 может быть электропроводящей (например, металлической) и может быть по существу выполнена из металла. В качестве дополнения или альтернативы пожароопасная структура 140 может содержать плохой электрический проводник и/или электрический изолятор (не проводящий электричества) и/или может быть ими.
Пожароопасная структура 140 может быть электрически изолирована или электрически связана с опорной структурой 150. Опорная структура 150 обычно выполнена неметаллической и может быть в меньшей степени электропроводящей, чем пожароопасная структура 140. Опорная структура 150 может содержать электрический изолятор (не проводящий электричество) и/или плохой электрический проводник и/или может быть ими. Опорная структура 150 может содержать и/или может быть выполнена из полимера (например, полиуретана), композиционного материала (например, армированного углеродными волокнами полимера и/или стекловолокна), и/или из строительных материалов (например, древесины, каменной кладки, гипсокартона).
В качестве конкретного примера противовоспламенительной системы 100, противовоспламенительная система 100 может быть по меньшей мере частью топливного бака, например, крыльевого топливного бака в воздушном летательном аппарате с композитным крылом. Пожароопасная структура 140 может быть крепежной деталью, подвергаемой воздействию объема топлива (например, выступающей во внутреннюю часть топливного бака) и окруженной одной или большим количеством опорных структур 150 и/или связанной с ними, причем эти структуры контактируют с объемом топлива. Опорные структуры 150 могут быть выполнены в виде панелей углепластика, отсеков, стрингеров и т.д., размещенных во внутреннем пространстве топливного бака и/или определяющих по меньшей мере часть внутреннего пространства топливного бака. Противовоспламенительное покрытие 110 покрывает пожароопасную структуру 140 и размещено по соседству с пожароопасной структурой 140. Противовоспламенительное покрытие 110 выполнено пористым и обеспечивает парам топлива возможность контактировать с пожароопасной структурой 140. Источник воспламенения, связанный с пожароопасной структурой 140 (крепежной деталью), может выработать и вызвать явление воспламенения в пожароопасной структуре 140. Например, вследствие разряда молнии или трения при перемещении топлива в пожароопасной структуре 140 способны возникнуть электрический заряд и/или электрическое напряжение, достаточные для вызова электрического разряда или другого потенциального источника воспламенения. Явление воспламенения включает ядро воспламенения, зарождающийся фронт пламени и/или волну давления внутри замкнутого объема 164 противовоспламенительного покрытия 110. Ядро воспламенения подавлено противовоспламенительным покрытием 110; зарождающийся фронт пламени подавлен при его пересечении противовоспламенительного покрытия 110; и/или волна давления может быть рассеяна и/или блокирована противовоспламенительным покрытием 110.
В дополнение к ослаблению непосредственных эффектов явления воспламенения противовоспламенительное покрытие 110 может быть легче обычного уплотнения крышки и может обеспечивать возможность загрузки больших объемов топлива, чем обычное уплотнение крышки. В частности, крыльевые топливные баки воздушного летательного аппарата могут содержать много сотен крепежных деталей, которые могут быть защищены ппротивовоспламенительными покрытиями 110. Небольшая экономия веса для отдельного покрытия может приводить к большой суммарной экономии веса для воздушного летательного аппарата. Обычные уплотнения крышки выполнены непористыми и вытесняют топливо из пространства вокруг каждой крепежной детали. Противовоспламенительное покрытие 110 выполнено пористым и может позволить топливу в существенной степени заполнять замкнутый объем 164 и/или внутренний объем 166 противовоспламенительного покрытия 110. Небольшое увеличение объема топлива, связанное с каждым противовоспламенительным покрытием 110, вносит существенный вклад в общий объем топлива и эффективность эксплуатации воздушного летательного аппарата. Кроме того, упругость противовоспламенительных покрытий 110 (обычно выдерживающих источники воспламенения и/или явления воспламенения без повреждений) может уменьшить количество, частоту и/или сложность техобслуживания и/или осмотра крыльевого топливного бака по сравнению с крыльевым топливным баком, содержащим обычные уплотнения крышки.
Хотя для объяснения некоторых потенциальных преимуществ использования ппротивовоспламенительного покрытия 110 подробно рассмотрен пример крыльевого топливного бака, противовоспламенительное покрытие 110 может быть использовано и/или включено в другие примеры и/или противовоспламенительные системы 100. Например, противовоспламенительное покрытие 110 может быть пригодно в других вариантах применения, требующих учета опасности воспламенения, включая транспортировку топлива, хранение топлива, добычу полезных ископаемых, химическую обработку, изготовление металлических деталей, строительство и эксплуатацию электростанций и операции, в которых участвуют сгораемые твердые частицы, такие как взвешенная пыль, опилки, уголь, металл, мука и/или зерно.
Противовоспламенительное покрытие 110 и его компоненты могут быть выполнены с возможностью выдерживать широкий диапазон температур и/или работать при них. Следовательно, противовоспламенительное покрытие 110 может сохранить свою структурную целостность и свою способность подавлять воспламенение и/или выполнять свои функции при воздействии высокой температуры, низкой температуры и/или температурных циклов. Примеры крайних значений и/или диапазонов температуры включают температуры меньше 80°С, меньше 60°С, меньше 40°С, меньше 20°С, меньше 0°С, больше - 80°С, больше - 60°С, больше - 40°С, больше - 20°С и/или больше 0°С. Например, воздушный летательный аппарат может испытывать температуры выше 40°С (например, на летном поле) и ниже - 60°С (например, на высоте).
На фиг. 4 схематично показаны способы 400 производства, изготовления, формирования, и/или сборки противовоспламенительной системы (например, противовоспламенительной 100). Способы 400 могут быть способами предотвращения объемного горения горючей среды (например, горючей среды 160) под действием источника воспламенения, связанного с пожароопасной структурой (например, с пожароопасной структурой 140). Способы 400 могут представлять собой способы защиты топливного бака от явлений воспламенения, связанных с пожароопасной структурой внутри топливного бака.
Способы 400 включают операцию 410 установки пористого противовоспламенительного покрытия (например, противовоспламенительного покрытия 110) поверх части пожароопасной структуры, которая выполнена с возможностью подвергаться воздействию горючей среды. Операция 410 установки может включать по меньшей мере частичный охват части пожароопасной структуры пористым противовоспламенительным покрытием. Способы 400 могут представлять собой способы установки противовоспламенительного покрытия поверх крепежной детали в топливном баке.
Пожароопасная структура может быть связана с опорной структурой и/или может выступать из нее (например, из опорной структуры 150). Операция 410 установки может включать прикрепление и/или связь пористого противовоспламенительного покрытия непосредственно с пожароопасной структурой и/или с опорной структурой. Например, операция 410 установки может включать соединение и/или сцепление (например, посредством адгезива) пористого противовоспламенительного покрытия с пожароопасной структурой и/или с опорной структурой. Кроме того, операция 410 установки может включать навинчивание, защелкивание и/или механическое закрепление противовоспламенительного покрытия на пожароопасной структуре и/или на опорной структуре. Операция 410 установки может включать прикрепление пористого противовоспламенительного покрытия в непосредственном контакте с пожароопасной структурой и/или опорной структурой. Операция 410 установки может включать прикрепление пористого противовоспламенительного покрытия таким образом, что пористое противовоспламенительное покрытие размещено с промежутком по меньшей мере от одной структуры из пожароопасной структуры и опорной структуры. Операция 410 установки может включать прикрепление пористого противовоспламенительного покрытия с образованием зазора между пористым противовоспламенительным покрытием и по меньшей мере одной структурой из пожароопасной структуры и опорной структуры.
Операция 410 установки пористого противовоспламенительного покрытия может содержать в целом формирование, объединение и/или сборку противовоспламенительного покрытия по меньшей мере с частью пожароопасной структуры. Например, в случае наличия болта и гайки в пожароопасной структуре операция 410 установки может включать объединение противовоспламенительного покрытия с гайкой и навинчивание гайки на болт.
Операция 410 установки пористого противовоспламенительного покрытия может включать ремонт, замену и/или модернизацию покрытия над пожароопасной структурой. Например, операция 410 установки может включать удаление ранее существовавшего покрытия с пожароопасной структуры, подготовку пожароопасной структуры для получения пористого противовоспламенительного покрытия и/или взаимодействия с ним и установку противовоспламенительного покрытия на подготовленной пожароопасной структуре.
Способы 400 могут включать установку 420 пожароопасной структуры на опорную структуру и/или в нее (например, в опорную структуру 150). Операция 420 установки может включать установку пожароопасной структуры в объеме, выполненном с возможностью по меньшей мере частичного охвата горючей среды (например, внутри топливного бака). Кроме того, операция 420 установки может включать воздействие этого объема по меньшей мере на часть пожароопасной структуры (например, на часть пожароопасной структуры, выполненную открытой воздействию горючей среды).
Способы 400 могут включать выбор 430 пористого противовоспламенительного покрытия, подходящего для предотвращения явления воспламенения, возникающего в легковоспламеняющейся структуре вследствие распространения через пористое противовоспламенительное покрытие и воспламенения объема горючей среды (например, выбор, формирование, приспособление и/или изготовление противовоспламенительного покрытия 110).
Способы 400 могут содержать операцию 440 воздействия горючей среды на пожароопасную структуру и на пористое противовоспламенительное покрытие, установленное поверх пожароопасной структуры. Например, операция 440 воздействия может содержать по меньшей мере частичное заполнение топливом топливного бака, содержащего пожароопасную структуру и пористое противовоспламенительное покрытие.
На фиг. 5 схематично показаны способы 500 обработки, изготовления, формирования и/или сборки пористого тела (например, пористого тела 120) пористого противовоспламенительного покрытия (например, противовоспламенительного покрытия 110).
Способы 500 включают выбор 510 первого пористого элемента (например, пористого элемента 130), выбор 520 второго пористого элемента (например, пористого элемента 130), выравнивание 530 первого пористого элемента и второго пористого элемента с образованием выровненной группы пористых элементов, и объединение 540 выровненной группы пористых элементов с образованием по меньшей мере части пористого тела противовоспламенительного покрытия. Первый пористый элемент и второй пористый элемент обладают соответствующим множеством проходов (например, проходов 126) через соответствующий пористый элемент. Первое множество проходов и второе множество проходов обладают соответствующим средним эффективным диаметром и соответствующей ориентацией проходов (например, ориентацией 132 проходов).
Операция 530 выравнивания первого пористого элемента и второго пористого элемента включает организацию ориентации проходов в первом пористом элементе, отличную от ориентации проходов во втором пористом элементе. Операция 530 выравнивания может включать размещение первого пористого элемента и/или второго пористого элемента с образованием проходов (например, проходов 126) через пористое тело. Первый пористый элемент и второй пористый элемент могут иметь по существу одинаковые характеристики, например один или большее количество материалов, внешние размеры, внешнюю форму, размеры проходов, размеры пор, ориентацию проходов (например, относительно внешней формы), расстояние между проходами и/или плотность проходов. В качестве дополнения или альтернативы первый пористый элемент и второй пористый элемент могут обладать одной или большим количеством особых и/или различных характеристик. Операция 530 выравнивания может включать такое расположение первого пористого элемента и/или второго пористого элемента, что имеет место несовпадение и/или отсутствие выравнивания первого множества проходов и второго множества проходов, и/или несовпадение характеристик первого пористого элемента и второго пористого элемента. Операция 530 выравнивания может включать расположение (например, посредством относительного поворота и/или поступательного перемещения) первого пористого элемента и второго пористого элемента для устранения любого прямолинейного пути через выровненную группу пористых элементов (и/или в пористом теле) с эффективным диаметром, превышающим заранее определенное пороговое значение, например, 1 мм, 0,3 мм, 0,1 мм, 0,03 мм или 0,01 мм.
Объединение 540 выровненной группы пористых элементов может включать приклеивание, соединение, сварку, спекание, скрепление и/или связь первого пористого элемента и второго пористого элемента вместе.
Примеры предмета изобретения согласно настоящему раскрытию описаны в последующих пронумерованных параграфах.
А1. Противовоспламенительное покрытие, выполненное с возможностью подавления явления воспламенения в горючей среде, вызванного источником воспламенения, связанным с пожароопасной структурой, причем
противовоспламенительное покрытие содержит:
пористое тело; причем
противовоспламенительное покрытие выполнено с возможностью покрыть пожароопасную структуру,
пожароопасная структура связана с потенциальным источником воспламенения, который может вызвать явление воспламенения в горючей среде, и
пористое тело определяет проходы, имеющие размеры для подавления явления воспламенения.
А2. Противовоспламенительное покрытие согласно параграфу А1, в котором
пористое тело определяет полость, которая сформирована, имеет размеры и/или имеет форму для вмещения пожароопасной структуры.
A3. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А2, в котором
источник воспламенения представляет собой по меньшей мере одно из электрической дуги, горячей поверхности, выброса горячих частиц и электростатического разряда.
А4. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А3, в котором
источник воспламенения связан с накоплением теплоты и/или электрического заряда в пожароопасной структуре.
А5. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А4, в котором
противовоспламенительное покрытие выполнено с возможностью рассеивания и/или подавления волны давления, связанной с явлением воспламенения.
А6. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А5, в котором
противовоспламенительное покрытие выполнено с возможностью разрешить волне давления, связанной с явлением воспламенения, проходить через пористое тело.
А7. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А6, в котором
пожароопасная структура представляет собой электропроводящую структуру.
А8. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А7, в котором
пожароопасная структура представляет собой по меньшей мере одно из крепежной детали, связи, соединения, края, датчика, провода, трубы, трубопровода и корпуса.
А9. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А8, в котором
пожароопасная структура выполнена с возможностью препятствовать контакту с горючей средой.
А10. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А9, в котором
пожароопасная структура выполнена химически устойчивой к горючей среде.
A11. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А10, в котором
противовоспламенительное покрытие выполнено с возможностью установки в топливном баке, при необходимости в крыльевом топливном баке воздушного летательного аппарата.
А12. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А11, в котором
противовоспламенительное покрытие выполнено с возможностью выдерживать температуру меньше 80°С, меньше 60°С, меньше 40°С, меньше 20°С, меньше 0°С, больше - 80°С, больше - 60°С, больше - 40°С, больше - 20°С и/или больше 0°С.
А13. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А12, в котором
противовоспламенительное покрытие выполнено пористым и химически стойким относительно горючей среды и/или химически не взаимодействующим с горючей средой.
А14. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А13, в котором
горючая среда содержит один или больше элементов из топлива и окислителя, и
при необходимости топливо содержит по меньшей мере один материал из водорода, газообразного углеводорода, углеводорода в виде аэрозоля, жидкого углеводорода и взвешенных макрочастиц.
А15. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А14, в котором
горючая среда содержит по меньшей мере один элемент из газа, аэрозоля и пара.
А16. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А15, в котором
пористое тело выполнено в виде многокомпонентного и/или многослойного пористого тела, содержащего по меньшей мере два пористых элемента,
и при необходимости ориентация проходов по меньшей мере в одном из по меньшей мере двух пористых элементов отлична от ориентации проходов по меньшей мере в одном другом по меньшей мере из двух пористых элементов.
А17. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А16, в котором
пористое тело содержит (и при необходимости представляет собой) один или большее количество (при необходимости два или больше) пористых элементов,
и при необходимости каждый пористый элемент независимо выбран из группы, состоящей из сетчатой решетки, сетчатого пеноматериала и пеноматериала с открытыми ячейками.
А18. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А17, в котором
3
3
3
3
3
3
3
3
пористое тело и/или любые рассматриваемые пористые элементы обладают массовой плотностью, составляющей самое большее 2 г/см, самое большее 1 г/см, самое большее 0,5 г/см, самое большее 0,2 г/см, самое большее 0,1 г/см, самое большее 0,05 г/см, самое большее 0,02 г/см или самое большее 0,01 г/см.
А19. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А18, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент обладает пористостью по меньшей мере 50%, по меньшей мере 75%, по меньшей мере 85%, по меньшей мере 90%, по меньшей мере 95% или по меньшей мере 98%.
А20. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А19, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент обладает средним эффективным диаметром пор и/или средним эффективным диаметром проходов, который меньше или равен пределу гашения горючей среды.
А21. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А20, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент обладает средним эффективным диаметром поры и/или средним эффективным диаметром проходов, который равен по меньшей мере 0,1 мм, по меньшей мере 0,2 мм, по меньшей мере 0.5 мм, по меньшей мере 1 мм, по меньшей мере 2 мм, по меньшей мере 3 мм, самое большее 10 мм, самое большее 3 мм, самое большее 1 мм, самое большее 0,3 мм и/или самое большее 0,1 мм.
А22. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А21, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент содержит распорки, определяющие сетчатую решетку, причем при необходимости
одна или большее количество распорок (а при необходимости все распорки) выполнены в виде полых распорок и/или полых труб.
А22.1. Противовоспламенительное покрытие согласно параграфу А22, в котором
распорки обладают диаметром, составляющим, самое большее 75%, самое большее 50%, самое большее 25%, самое большее 10% и/или самое большее 5% от среднего эффективного диаметра пор и/или среднего эффективного диаметра проходов.
А22.2. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А22-А22.1, в котором
полые распорки и/или полые трубы содержат подавляющий пламя материал, при необходимости галоалкан.
А23. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А22.2, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент содержит (и/или по существу составлен из) один или большее количество материалов из полипропилена, полистирола, полиуретана, этиленвинилацетата, полисульфона, композиционного материала, армированного углеродными волокнами полимера, стекловолокна, керамики, стекла, неметаллического материала, металла, алюминия, стали и титана.
А24. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А23, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент выполнены электропроводящими или электроизолирующими.
А25. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А24, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент обладает объемной удельной теплоемкостью, превышающей по меньшей мере в 10 раз, по меньшей мере в 100 раз или по меньшей мере в 1000 раз объемную удельную теплоемкость горючей среды.
А26. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А25, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент обладает общей теплоемкостью, превышающей по меньшей мере в 3 раза, по меньшей мере в 10 раз или по меньшей мере в 30 раз общую теплоемкость горючей среды внутри объема, определенного пористым телом.
А27. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А26, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент обладает коэффициентом теплопроводности, превышающим по меньшей мере в 5 раз, по меньшей мере в 10 раз, по меньшей мере в 100 раз или по меньшей мере в 1000 раз коэффициент теплопроводности горючей среды.
А28. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А27, в котором
пористое тело и/или по меньшей мере один (при необходимости каждый) рассматриваемый пористый элемент выполнен с возможностью предотвращения прохождения через пористое тело горячей частицы с размером, превышающим заранее определенный размер, связанный с источником воспламенения.
А29. Противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А28, в котором
пористое тело обладает формой, выполненной с возможностью избежать коронного разряда на внешней поверхности противовоспламенительного покрытия.
B1. Противовоспламенительная система, предназначенная для предотвращения объемного горения в горючей среде, инициированного источником воспламенения, связанным с пожароопасной структурой, в которой противовоспламенительная система содержит:
опорную структуру, контактирующую с горючей средой;
пожароопасную структуру, проходящую и/или выступающую из опорной структуры в горючую среду; и
пористое противовоспламенительное покрытие, которое по существу покрывает пожароопасную структуру, и которое связано с опорной структурой, причем
пористое противовоспламенительное покрытие выполнено с возможностью подавления явления воспламенения в горючей среде, вызванного источником воспламенения, связанным с пожароопасной структурой.
B2. Противовоспламенительная система согласно параграфу В1, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие представляет собой противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А29.
B3. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В2, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие размещено рядом с пожароопасной структурой.
B4. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В3, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие по существу охватывает по меньшей мере часть пожароопасной структуры, контактирующей с горючей средой.
B5. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В4, в которой
пожароопасная структура связана с опорной структурой.
B6. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В5, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие непосредственно связано с опорной структурой.
B7. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В6, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие прикреплено к опорной структуре, при необходимости посредством адгезива.
B8. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В7, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие отстоит от опорной структуры, при необходимости на расстояние, меньшее расстояния затухания пламени для горючей среды.
B9. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В8, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие связано с пожароопасной структурой.
В10. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В9, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие навинчено, защелкнуто на пожароопасную структуру и/или механически скреплено с ней.
В11. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В10, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие прикреплено к пожароопасной структуре, при необходимости посредством адгезива.
B12. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В11, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие выполнено как целое по меньшей мере с частью пожароопасной структуры.
B13. Противовоспламенительная система согласно любому из параграфов В1-В12, в которой
пористое противовоспламенительное покрытие отстоит от пожароопасной структуры.
С1. Способ предотвращения объемного горения горючей среды, инициированного источником воспламенения, связанным с пожароопасной структурой, причем способ включает:
установку пористого противовоспламенительного покрытия поверх пожароопасной структуры, причем
установка пористого противовоспламенительного покрытия включает по меньшей мере частичный охват пожароопасной структуры;
пористое противовоспламенительное покрытие выполнено с возможностью подавления явления воспламенения, вызванного источником воспламенения, связанным с пожароопасной структурой.
С2. Способ согласно параграфу С1, согласно которому
пористое противовоспламенительное покрытие представляет собой противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А29, и
при необходимости способ включает выбор противовоспламенительного покрытия.
С3. Способ согласно любому из параграфов С1-С2, дополнительно включающий
установку пожароопасной структуры в объеме, выполненном с возможностью по меньшей мере частичного охватывания горючей среды, и
при необходимости установка пожароопасной структуры включает воздействие объема на пожароопасную структуру.
С4. Способ согласно любому из параграфов С1-С3, согласно которому
установка пористого противовоспламенительного покрытия включает по меньшей мере одну операцию из прикрепления и связи пористого противовоспламенительного покрытия,
при необходимости непосредственно к пожароопасной структуре.
С4.1. Способ согласно параграфу С4, согласно которому
установка пористого противовоспламенительного покрытия включает прилипание пористого противовоспламенительного покрытия к пожароопасной структуре,
при необходимости посредством адгезива.
С5. Способ согласно любому из параграфов С1-С4.1, согласно которому
установка пористого противовоспламенительного покрытия включает по меньшей мере одну операцию из прикрепления и связи пористого противовоспламенительного покрытия,
при необходимости непосредственно к опорной структуре, из которой пожароопасная структура выходит и/или выступает.
С5.1. Способ согласно параграфу С5, согласно которому
установка пористого противовоспламенительного покрытия включает прилипание пористого противовоспламенительного покрытия к опорной структуре,
при необходимости посредством адгезива.
С6. Способ согласно любому из параграфов С1-С5.1, согласно которому
установка пористого противовоспламенительного покрытия представляет собой установку пористого противовоспламенительного покрытия в топливном баке,
при необходимости в топливном баке воздушного летательного аппарата.
С7. Способ согласно любому из параграфов С1-С6, согласно которому
установка пористого противовоспламенительного покрытия включает модификацию пожароопасной структуры для приема противовоспламенительного покрытия посредством
удаления существовавшего ранее покрытия с пожароопасной структуры,
подготовки пожароопасной структуры для получения пористого противовоспламенительного покрытия, и
установки противовоспламенительного покрытия на пожароопасной структуре.
С8. Способ согласно любому из параграфов С1-С7, дополнительно включающий
воздействие горючей средой на пожароопасную структуру и пористое противовоспламенительное покрытие, установленное поверх пожароопасной структуры.
С9. Способ согласно любому из параграфов С1-С8, согласно которому
горючая среда представляет собой горючую среду согласно любому из параграфов А1-А29.
С10. Способ согласно любому из параграфов С1-С9, согласно которому
установка пористого противовоспламенительного покрытия включает установку пористого противовоспламенительного покрытия поверх части пожароопасной структуры, которая выполнена открытой воздействию горючей среды.
D1. Способ сборки пористого тела противовоспламенительного покрытия, включающий:
выбор первого пористого элемента с первым множеством проходов через первый пористый элемент, причем
первое множество проходов обладает первым средним эффективным диаметром и первой ориентацией проходов;
выбор второго пористого элемента со вторым множеством проходов через второй пористый элемент, причем
второе множество проходов обладает вторым средним эффективным диаметром и второй ориентацией проходов;
выравнивание первого пористого элемента и второго пористого элемента с образованием выровненной группы пористых элементов, причем
выравнивание включает выравнивание первой ориентации проходов способом, отличным от второй ориентации проходов; и
объединение выровненной группы пористых элементов с образованием пористого тела противовоспламенительного покрытия.
D2. Способ согласно параграфу D1, согласно которому
пористое тело представляет собой пористое тело согласно любому из параграфов А1-А29.
D3. Способ согласно любому из параграфов D1-D2, согласно которому
противовоспламенительное покрытие представляет собой противовоспламенительное покрытие согласно любому из параграфов А1-А29.
D4. Способ согласно любому из параграфов D1-D3, согласно которому
первый средний эффективный диаметр и второй средний эффективный диаметр примерно одинаковы.
D5. Способ согласно любому из параграфов D1-D4, согласно которому
выравнивание включает расположение первого пористого элемента и второго пористого элемента с устранением возможности любого прямолинейного пути через выровненную группу пористых элементов со средним диаметром, превышающим заранее определенное пороговое значение, например, 1 мм, 0,3 мм, 0,1 мм, 0,03 мм или 0,01 мм.
При использовании здесь термины «приспособленный» и «выполненный с возможностью» означают, что элемент, компонент или другой предмет разработаны и/или предназначены для выполнения заданной функции. Таким образом, использование терминов «приспособленный» и «выполненный с возможностью» не должно быть истолковано в том смысле, что данный элемент, компонент, или другой объект просто «способны» к выполнению заданной функции, но что элемент, компонент и/или другой объект специально выбраны, созданы, реализованы, использованы, запрограммированы и/или разработаны с целью выполнения этой функции. Также в объеме настоящего раскрытия элементы, компоненты и/или другой упомянутый объект, который упомянут как приспособленный для выполнения определенной функции, могут в качестве дополнения или альтернативы быть описаны как выполненные с возможностью выполнения этой функции и наоборот. Точно так же объект, упомянутый как выполненный с возможностью выполнения определенной функции, может в качестве дополнения или альтернативы быть описан как работоспособный для выполнения этой функции. Кроме того, при использовании здесь формы единственного числа могут быть также предназначены для указания на множественное число, если контекст ясно не указывает на иное.
Различные раскрытые элементы систем и устройств и операции раскрытых здесь способов не требуют всех систем, устройств и способов согласно настоящему раскрытию, а настоящее раскрытие содержит все новые и неочевидные комбинации и подкомбинации различных раскрытых здесь элементов и операций. Кроме того, любой из различных элементов и операций или любая комбинация различных элементов и/или операций, раскрытых здесь, может определить независимый предмет изобретения, который отделен и независим от всей совокупности раскрытых систем, устройств или способов. В соответствии с этим такой предмет изобретения не обязан быть связан с определенными системами, устройствами и способами, которые явно раскрыты здесь, и такой предмет изобретения может быть полезен в системах и/или способах, которые явно не раскрыты здесь.
При использовании в настоящем документе выражение «например», выражение «в качестве примера» и/или просто термин «пример» при их использовании со ссылками на один или большее количество компонентов, признаков, деталей, структур, вариантов реализации и/или способов согласно настоящему раскрытию предназначены для сообщения, что эти описанные компонент, признак, деталь, структура, вариант реализации и/или способ представляют собой иллюстративный, неисключительный пример компонентов, признаков, деталей, структур, вариантов реализации и/или способов согласно настоящему раскрытию. Таким образом, описанные компонент, признак, деталь, структура, вариант реализации и/или способ не предназначены быть ограничивающими, необходимыми или исключительными/исчерпывающими; и другие компоненты, признаки, детали, структуры, варианты реализации и/или способы, включая структурно и/или функционально подобные и/или эквивалентные компоненты, признаки, детали, структуры, варианты реализации и/или способы, также попадают в объем настоящего раскрытия.
При использовании в настоящем документе выражения «по меньшей мере один из» и «один или большее количество» со ссылкой на список, состоящий более чем из одного объекта, означают любой один или большее количество объектов из списка объектов, и не ограничены по меньшей мере одним из всех без исключения объектов, специально перечисленных внутри списка объектов. Например, «по меньшей мере один из А и В» (или, что эквивалентно, «по меньшей мере один из А или В» или, что эквивалентно, «по меньшей мере один из А и/или В») может иметь отношение только к А, только к В или к комбинации А и В.