火焰緩解裝置和系統的製作方法

2023-04-25 03:45:46

專利名稱：火焰緩解裝置和系統的製作方法
火焰緩解裝置和系統相關申請的交叉引用本申請要求Geoffrey Brazier在2009年10月14日提交的、發明名稱為FLAMEBALL MITIGATION DEVICE AND SYSTEM (火球緩解裝置和系統)的美國臨時專利申請第61/272，634號的權利，所述美國臨時專利申請的全文以引用的方式併入本文。公開領域本公開內容大體涉及火焰緩解裝置和相關的系統和方法。更具體來說，本公開內容涉及滅火劑可藉以輸送到火焰的路徑以降低嚴重性的機構。背景諸如粉塵、氣體或蒸汽的可燃材料與環境中的氧氣相混合時著火，可能會引起火 災或爆炸事故。當加工或存儲殼體、或者其它系統內著火時，壓力將迅速升高，可能會在幾毫秒內施加破壞力，而這又可能會導致人員和設備處於危險境地。很多產業都可能會面對密閉系統著火的危險，這些產業包括塑料、食品和奶製品、顏料和染料、木材加工、穀粒加工、煤炭加工、醫藥品、穀物酒精、化學品、金屬和農用化學品。在上述產業內部和/或在上述產業之外，特定應用可能會造成這類起火的危險。舉例來說，旋風分離器、粉塵收集器、過濾筒、氣動輸送設備、研磨機(包括針磨和球磨等)、鬥式提升機、乾燥機、烘箱、輥軋機、磨削機和建築物都可能會造成引起火災或爆炸的著火危險。由爆炸引起的破壞力可能會呈爆轟形式(例如，速度超出聲音在空氣中的速度的膨脹火焰)或爆燃(例如，速度低於聲音在空氣中的速度的膨脹火焰)。爆轟或爆燃時破壞力以高速行進，這導致傳統的火勢緩解技術不再奏效。爆轟或爆燃時，火焰可能會以動態形式從系統釋放，因此，火焰可能會呈很多種形狀。舉例來說，火焰離開殼體時可能會以膨脹的大體圓錐形狀的形式釋放。本公開內容可適用於任何形狀的火焰。一般來說，從系統釋放的火焰可稱作「火球」，且可以形象地描述成圓形。然而，不管本文如何描述火焰，術語「火球」並不限於任何特定的幾何形狀(例如，球形或圓形)。大多數材料處理、加工和存儲設備並沒有設計成能夠抵擋爆炸壓力。舉例來說，如果想要躲過爆燃，那麼通常情況下必須將加工和存儲設備設計成能夠抵擋燃燒過程產生的最大壓力(Pmax)。然而，這類設計可能費用極高，因為在典型情況TPmax可能會超出75psig(磅每平方英寸)(5. 2巴)。因此，想要解決燃燒問題，加工或存儲殼體可能要配有壓力釋放裝置、防爆洩放系統、阻焰器系統或無焰洩放系統，其將使得壓力和/或爆炸形成的火焰能夠逸出殼體。或者，加工或存儲殼體可能要配有用來防止爆炸發生的爆炸抑制系統。下文將大體描述上述和其它爆炸防護/預防措施。已知的爆炸防護/預防措施包括(例如)BS&BSafety Systems (BS&B安全系統公司)供應的市售爆炸抑制和化學隔離系統。示例性BS&B系統包括 BS&B Explosion Venting IQR System (BS&B 防爆洩放 IQR 系統)、BS&B SparkDetection&Extinguishing ( 「SDE」)Systems (BS&B 火花探測及熄滅系統)，以及各種 BS&B防爆門，包括 VSB 、VSP 、VSS 、VSE 、EXP 、EXP/V 、EXP/DV 、LCV 、HTV 防爆門。防爆洩放系統提供壓力釋放裝置或防爆門作為加工或存儲殼體的部分。防爆門可包括防爆板，諸如共同擁有的公開號為2005/0235584和2007/0181183的美國專利申請中所描述的，所述全部美國專利申請的全文以引用的方式併入本文。防爆門還可配有爆破片，諸如共同擁有的美國專利第6，792，964號、第6，178，983號和第6，446，653號中所描述的，所述全部美國專利的全文以引用的方式併入本文。本公開內容的全文描述壓力釋放裝置和防爆門。本公開內容的原理可適用於爆炸的影響可藉以從系統洩放或釋放的任何機構。殼體內的燃燒可能會導致壓力增大(例如，超壓)，而這又可能導致壓力釋放裝置或防爆門打開。當防爆門打開時，火焰可從殼體釋放。火焰可直接釋放到大氣。或者，如果壓力釋放裝置或防爆門部署在建築物或結構內，那麼可使用導管來將火焰導離殼體，例如，導到建築物或結構的外部。防爆洩放系統或壓力洩放系統在緩解火焰、壓力波或引起燃燒的微粒方面可能幾乎不起作用。圖I示出火焰藉助防爆洩放系統從殼體散出。圖I示出的示例性殼體是圓柱形集塵器。然而，本公開內容涵蓋任何數目個其它加工或存儲殼體，包括至少部分可打開通向環境的殼體。如上文所論述，燃燒可能會導致火焰藉以散出的防爆門打開。圖I示出防爆門3 打開之後火焰I正在散出的時間點。如圖I所示，火焰I具有可及範圍R。在一種應用中，火焰具有長達20英尺的可及範圍。在另一種應用中，火焰可具有長達100英尺或更長的可及範圍。火焰I可具有膨脹直徑為D的動態形狀，所述膨脹直徑D可膨脹到可及範圍R的一半左右。儘管使用了術語「直徑」，且圖I將火焰描繪成圓胖形，本公開內容並不限於橫截面為圓形或其它圓胖形狀的火焰。如圖I所示，火焰I對其可及範圍R內人員和設備的安全造成危害。典型火焰的溫度可在瞬間達到並超出1000華氏度，這個溫度太高，人員難以倖存，並且這個時間對於人員逃離危害來說太短。阻焰器是被動型火焰緩解裝置，其可提供為加工或存儲殼體的部分。阻焰器可包含諸如盤繞絲帶型網、金屬編織網或陶瓷基的組件，其設計成提供細小的流動路徑。當火焰通過細小的流動路徑時，火焰易於被抑制或熄滅。阻焰器通常部署在可燃氣體或蒸汽應用中。阻焰器可對火焰提供有效緩解，從而充當火焰進程的屏障。隨著殼體的尺寸增大，阻焰器也必須增大。因此，對於大型殼體來說，阻焰器通常是需要相當大安裝空間的笨重型裝置。阻焰器還可能需要大量維護。阻焰組件(例如，網)必須保持清潔狀態。阻焰組件上的集結加工材料可能會影響阻焰組件的性能。因此，阻焰器可能並不適用於粉塵較多的環境，因為在這種環境中阻焰組件容易堵塞，從而導致流速下降以及吸熱效果變差。另外，阻焰器這類被動型火焰緩解裝置可能無法徹底熄滅火焰。無焰洩放系統提供防爆門與阻焰器的組合，且設計成吸收燃燒形成的火焰。無焰洩放裝置可依據其設計來緩解火焰、降低燃燒散出的壓力脈衝，並吸收(例如)可燃粉塵爆炸形成的部分或全部微粒。無焰洩放系統的缺點與阻焰器系統的缺點類似無焰洩放系統可能會笨重、要求相當大的安裝空間，並且必須在材料集結的情況下仍保持清潔。另外，無焰洩放系統在暴露於火焰中之後(例如，啟動之後)可能會要求大規模整修甚至更換。爆炸抑制系統並不要求加工或存儲殼體中的任何洩放裝置配有開口。爆炸抑制系統配有裝置來防止爆炸的完全爆發，從而防止形成火焰和由火焰引起的壓力升高，這些火焰和壓力升高原本需要釋放到環境。這類裝置可包括抑爆劑釋放裝置，其可向殼體釋放或注入抑爆劑。爆炸抑制系統可能價格不菲。此外，爆炸抑制系統可能會依賴於多個抑制劑注入點，這又使成本成倍增加。另外，爆炸抑制系統可能無法排除火焰散出這一潛在可能。尤其在加工或存儲殼體配有通向環境的開口的情況下，火焰可散向環境而不管爆炸抑制系統是否啟動。鑑於上述內容，需要一種降低爆炸形成的火焰的嚴重性、同時又節約成本的火焰緩解系統。本公開內容的火焰緩解系統具有上述或其它優勢。概述為了達到本文所體現且廣泛描述的一個或多個上述或其它優勢，本公開內容針對一種用於具有火焰噴射路徑的可燃材料系統的火焰緩解裝置，其位於系統外部且用於將在發生爆炸時從系統釋放的火焰。裝置包含至少一個被配置來在發生爆炸時感應火焰的傳感器，和至少一個被配置來在感應到火焰時將抑焰劑釋放到火焰噴射路徑的抑制劑釋放裝置。本公開內容還針對一種火焰緩解系統，其包含殼體和至少一個被配置來在發生爆 炸時從殼體釋放火焰的壓力釋放裝置，所述壓力釋放裝置具有出口側。系統包含至少一個被配置來感應火焰的傳感器，和定位在壓力釋放裝置的出口側上的抑制劑釋放裝置，所述抑制釋放裝置被配置來在感應到火焰時將抑焰劑釋放到火焰的路徑。在另一方面，本公開內容針對一種緩解可燃材料系統中的火焰的方法，其包括以下步驟在發生爆炸時感應殼體中的火焰；以及將抑焰劑釋放到火焰的噴射路徑。附圖
簡要說明附圖併入本說明書並構成其部分，圖中示出了若干實施方案，並且與說明一起解釋了本公開內容的原理。圖I示出已知的防爆洩放系統；圖2A到圖2B示出根據本公開內容的一個實施方案的火焰緩解系統，其中火焰傳感器放置在靠近滅火劑釋放點的位置處；圖3A到圖3B示出根據本公開內容的一個實施方案的火焰緩解系統，其中火焰傳感器放置在發生爆炸的殼體內；圖4A到圖4B示出根據本公開內容的一個實施方案的火焰緩解系統，其中傳感器被配置來感應壓力釋放裝置何時啟動；圖5A到圖5B示出根據本公開內容的一個實施方案的火焰緩解系統，其中火焰緩解系統安裝在包括爆炸抑制系統的系統中；圖6示出根據本公開內容的一個實施方案的火焰緩解系統，其包括導管；圖7示出圖6的火焰緩解系統的橫截面圖；圖8A示出被配置來在遠離爆發火焰的軸向方向上釋放滅火劑的火焰緩解系統；圖8B示出被配置來在朝向爆發火焰的軸向方向上釋放滅火劑的火焰緩解系統；圖SC示出被配置來垂直於爆發火焰的行進軸釋放滅火劑的火焰緩解系統；以及圖8D示出被配置來傾斜於爆發火焰的行進軸釋放滅火劑的火焰緩解系統。實施方案說明下文將詳細描述本公開內容的示例性實施方案，其實施例都在附圖中示出。圖2A到圖2B示出根據一個實施方案的火焰緩解系統。如圖2A所示，殼體22配有壓力釋放裝置23 (可以是防爆門)，其具有啟動部分24。啟動部分24被配置來響應於殼體22內的超壓情形而啟動(例如，釋放壓力)。啟動部分24可藉助(例如)被毀、斷裂或彈出而啟動。
火焰緩解系統可配有火焰緩解裝置26。如圖2A到圖2B所示，火焰緩解裝置26可安裝在殼體22上。然而，應理解，火焰緩解裝置26可定位成與殼體22相分離。火焰緩解裝置26配有滅火劑釋放點27。儘管滅火劑釋放點27示為噴嘴27的形狀，滅火劑釋放點可呈釋放、輸送或注入滅火或抑制劑的任何適合裝置的形式。此外，儘管圖中僅示出單個釋放點27，多個釋放點也可行。當殼體22內達到超壓情形時，啟動部分24可啟動，從而使得火焰21能夠從壓力釋放裝置23逸出。儘管火焰21形象地描繪成圓形(在圖2B以及本公開內容的其它附圖中)，本公開內容並不限於圓形火焰。當火焰21接近滅火劑釋放點27時，可將滅火劑28釋放到臨近火焰21的路徑。這樣一來，火焰緩解裝置可視為「主動型」火焰緩解裝置。在一個實施方案中，可使用「主動型」火焰緩解裝置來替代「被動型」火焰緩解裝置，諸如呈盤繞絲帶型網、金屬編織網或陶瓷基形式的阻焰器，或者除了使用上述「被動型」火焰緩解裝置之外，還使用「主動型」火焰緩解裝置。藉助於將滅火劑28釋放到臨近火焰的路徑，火焰可以多種形式得到緩解。舉例來 說，滅火劑可易於降低一個或多個以下或其它爆燃特性火焰的尺寸、火焰的持續時間、火焰佔據的體積、火焰周圍的溫度，和/或由火焰形成的壓力(例如，可能伴隨有粉塵或氣體爆燃條件的壓力波)。如圖2A到圖2B所示，火焰緩解裝置26可配有傳感器25。傳感器25可如圖所示放置在滅火劑釋放點27處或附近。如圖2B所示，傳感器25可被配置來在火焰接近滅火劑釋放點27時感應到臨近火焰。一旦感應到臨近火焰，傳感器25就觸發火焰緩解裝置26將滅火劑28釋放到臨近火焰21的路徑。圖2A和圖2B所示的傳感器25可以是用來感應臨近火焰21的任何適合傳感器。傳感器25可間接感應火焰。舉例來說，傳感器25可以是溫度傳感器。或者或另外，傳感器25還可感應與火焰共存的其它現象。舉例來說，傳感器25可以是壓力傳感器，其被配置來感應可能在火焰21之前到達的壓力波。在燃燒事件的較早階段，壓力波可行進在傳播中火焰之前。因此，可藉助感應壓力波來間接探測火焰。感應壓力波可使得在早期就能夠探測到逼近的火焰。這類早期探測可提供許多益處。舉例來說，早期探測使得可以使用較慢且成本可能低廉的滅火劑釋放機構。早期探測還使得滅火劑能夠在火焰到達之前填充相對大的體積，從而有可能使得滅火劑更有效。另外，早期探測可使得傳感器和滅火劑釋放點彼此的位置能夠相對較近，同時仍留有足夠時間來分散充足的滅火劑。將傳感器與滅火劑釋放點之間的距離最小化可能會是有益的，因為這樣一來，火焰緩解系統就可適用於較小的系統。另一個選擇是傳感器可直接感應火焰。舉例來說，傳感器25可以是光學或紅外傳感器，其被配置來感應火焰21的接近。在一個實施方案中，傳感器25可包含放置在火焰21的路徑上的機械啟動組件。在這類實施方案中，火焰21可物理地觸發傳感器25。傳感器25可定位在系統外部。或者，傳感器25可定位在系統內部。在一個實施方案中，可感應或測量到爆燃對系統組件的影響，且可使用這些影響來替代任何其它傳感器，或者除了使用其它傳感器之外，還使用上述這些影響。因此，傳感器可定位在受保護的設備中。可使用任何數個傳感器。滅火劑28可以是用於滅火的適合試劑。舉例來說，滅火劑28可以是乾粉滅火劑(例如，碳酸氫鈉)、液體滅火劑(例如，水)、加熱型液體滅火劑(例如，從釋放點27釋放後即刻成為蒸汽的加壓水)、泡沫或打泡劑，或氣體滅火劑(例如，二氧化碳、氮氣)。另外，應理解，滅火劑28可以是多種滅火劑的組合。可根據火焰緩解系統的每一種應用來唯一地選擇滅火劑28的待釋放量。滅火劑的量可以是多個系統參數的函數。在一個實施方案中，滅火劑28的待釋放量可取決於傳感器25測量到的特性(例如，殼體22內的能量、壓力、光線或紅外輻射)或被配置來感應大氣特性的另一個傳感器(未示出)測量到的特性。如果釋放較大量的滅火劑28，那麼可實現較高等級的火焰緩解。較大壓力釋放/洩放面積可能會要求較大體積的待釋放滅火劑28。類似地，如果提供了多個壓力釋放裝置或洩壓區域，那麼可能會要求多個釋放點27 (和較大體積的滅火劑28)。殼體22的容積也可決定待用於火焰緩解系統中的滅火劑28的量。通常， 容積量較大的殼體要求較大體積量的滅火劑。最後，殼體22內材料的反應性也可決定滅火劑28的所要量。反應性通常由爆燃指數Kst (針對粉塵)和Kg (針對蒸汽或氣體)來表示。更具反應性的材料(例如，較高Kst或Kg)可能會要求較大體積的滅火劑。圖3A到圖3B示出火焰緩解系統的另一個實施方案。如圖3A到圖3B所示，殼體32可配有壓力釋放裝置33 (可以是防爆門)，其具有啟動部分34。傳感器35可被配置來感應殼體32內的參數。舉例來說，傳感器35可被配置來感應殼體32內的能量、壓力、可見光、紅外輻射或指示殼體32內火焰正在或將要爆發的任何其它特性。根據圖3A到圖3B，還可提供帶有滅火劑釋放點37的火焰緩解裝置36。根據圖3A到圖3B的實施方案，傳感器35可感應到殼體32內火焰正在或將要爆發。然後傳感器35可觸發火焰緩解裝置36將滅火劑38釋放到火焰31的路徑。如圖3A到圖3B所配置，火焰緩解系統可在啟動部分34啟動之前探測到殼體32內爆發的火焰。因此，可在火焰31從系統釋放之前將滅火劑38釋放到火焰31的路徑。或者，火焰緩解裝置可等待，直到傳感器35探測到正在爆發的火焰之後的某時間點釋放滅火劑38。圖4A到圖4B示出火焰緩解系統的附加實施方案。如圖4A到圖4B所示，殼體42可配有壓力釋放裝置43 (可以是防爆門)，其具有啟動部分44。可提供傳感器45來感應啟動部分44的啟動。如圖4A到圖4B所示,傳感器45配有導線451。當啟動部分44啟動時，導線451可能會斷開或以其它方式妨礙，從而指示傳感器45啟動部分44已經啟動。舉例來說，在啟動部分44啟動之前，可能會有電流流經導線451。因此，當導線451斷開時，電流可能會被斷開，從而指示傳感器45啟動部分已經啟動。然後傳感器45可觸發火焰緩解裝置46將滅火劑48從釋放點47釋放到火焰41的路徑。儘管本公開內容中將傳感器45說明成使用導線451來感應啟動部分451的啟動，本公開內容並不限於這個實施方案。傳感器45還可藉助磁性傳感器、光學傳感器或壓力傳感器來感應啟動。用於感應啟動部分44的適合傳感器可包括BS&B安全系統公司出售的Vis-U-Tec 傳感器和MBS 傳感器。舉例來說，共同擁有的美國專利第4，978，947號和第6，598，454號中公開了用於感應啟動部分44的啟動的附加適合傳感器，所述全部美國專利的全文以引用的方式併入本文。圖5A到圖5B示出火焰緩解系統的另一個實施方案。如圖5A到圖5B所示，殼體
52可配有壓力釋放裝置53 (可以是防爆門)，其具有啟動部分54。殼體52可配有爆炸抑制系統59。爆炸抑制系統59可包括釋放點591，其被配置來將抑爆劑592釋放到殼體52。共同擁有的公開號為2009/0189773的美國專利申請中描述了示例性爆炸抑制系統，所述美國專利申請的全文以引用的方式併入本文。可提供傳感器55來感應爆炸抑制系統59何時啟動，例如，爆炸抑制系統59何時將抑爆劑592從釋放點591釋放到殼體52。一旦感應到爆炸抑制系統59的啟動，傳感器55可發信火焰緩解系統56將滅火劑58從釋放點57釋放到火焰51的路徑。圖6和圖7不出火焰緩解系統的又一個實施方案。如圖6所不,可在殼體62內具有啟動部分64 (圖7中最佳示出)的壓力釋放裝置63 (可以是防爆門)的出口側上配有導管661。儘管殼體62示為圓柱形集塵器，本公開內容並不限於這類結構。因此，殼體62可以是用於加工、處理和/或存儲粉塵、蒸汽和/或氣體的任何加工或存儲殼體。導管661可用來引導從殼體62散出的火焰的路徑。另外，導管661可用來增強其上提供的火焰緩解裝置66的功能性。在一些應用中，大氣條件(例如，強風)可能會導致火焰緩解裝置所釋放的滅火劑的快速分散。在其它應用中，大氣條件可能會降低滅火劑的效 力。舉例來說，降雨、冰雹或降雪可能會稀釋或以其它方式不利地影響滅火劑的性能。因此，導管661可防止滅火劑受到不利大氣條件的影響。在一個實施方案中，可提供傳感器(未不出)來監測一個或多個大氣條件。大氣條件傳感器可用來依據大氣條件而改變待釋放的滅火劑量。這類傳感器也可適用於不帶導管661的實施方案。如圖6所示，傳感器65可感應正在爆發或已經爆發的火焰，並觸發火焰緩解裝置66將滅火劑從釋放點67釋放到導管661，隨後釋放到火焰的路徑。藉助於將滅火劑釋放到導管661，火焰緩解系統可削減火焰強度，或者防止火焰從導管散出到環境中。儘管傳感器65示為安裝在殼體62上，本公開內容並不限於這個實施方案。因此，傳感器還可(例如)安裝在類似於圖2A、圖3A、圖4A和圖5A中所示的位置。本公開內容中描述的其它實施方案的其它方面還可配有包括圖6到圖7所示的導管661的火焰緩解系統。工程標準可決定導管661的設計。舉例來說，National Fire ProtectionAssociation (美國消防協會)公布的NFPA68-2007要求一種構件,這種構件用來計算放置在防爆門下遊的防爆門導管的效果。導管可能會延長爆炸達到大氣條件的時間，而這可能會在正經歷爆炸的設備(例如，殼體62)內引起較高的爆發壓力。這些影響可藉助增大防爆門和/或導管的橫截面積來抵消。在一個實施方案中，導管661的橫截面積至少與殼體62內的防爆門63的橫截面積一樣。或者，這些影響可藉助增大正經歷爆炸的設備(例如，殼體62)的額定壓力來抵消。根據本公開內容，將滅火劑釋放到火焰的路徑對於緩解這些影響也很有效。儘管圖6和圖7不出導管，本公開內容也可用於不包括導管的系統(例如，如圖2A到圖5B和圖8A到圖SDs所示的系統)。無導管系統可藉助去除導管來降低成本。另外，無導管系統可避免由於通過導管來釋放爆燃而產生時間延遲。這類延遲可導致不良的壓力提升，這可藉助不使用導管來避免。舉例來說，NFPA 68-2007中的第7. 4章和第8. 5章描述了這類壓力增大。在無導管系統中，試劑釋放裝置可定位在系統外部，其被配置來將抑制劑釋放到火焰的噴射路徑。可應用本公開內容來改進現有的可燃材料系統，以使其具有火焰緩解系統。舉例來說，試劑釋放裝置可定位在現有系統外部的火焰噴射路徑上。試劑釋放裝置可定位在現有的導管型系統或現有的無導管系統的外部。試劑釋放裝置可定位在現有的壓力釋放裝置或防爆門的外部。實際運行已經證明，根據本公開內容的火焰緩解系統能夠大幅減緩從殼體散出的火焰。首先提供100 立方尺的容器，其具備公稱直徑為32英寸的低惰性設計(塑料膜)型防爆門，但不具備根據本公開內容的火焰緩解系統。容器內產生的玉米澱粉爆炸形成直徑為12英尺的火焰，並形成距離防爆門32英尺的水平軌跡。然後為這個容器裝配根據本公開內容的火焰緩解裝置，其被配置來將碳酸氫鈉滅火劑釋放到從防爆門散出的火焰。藉助使用根據本公開內容的火焰緩解裝置，火焰直徑可減到5英尺，且火焰的水平可及範圍可減到10英尺以下。可藉助實施本公開內容的多種其它實施方案來實現其它火焰減緩結果。根據本實施方案的火焰緩解系統可將滅火劑釋放到任何數目個適合軌跡處的火焰路徑，例如，如圖8A到圖8D所示。舉例來說，可依據加工存儲殼體和/或經受爆炸的材料的特定特性來選擇滅火劑的軌跡。如圖8A所示，滅火劑88A可沿著火焰的行進噴射軸從火焰緩解裝置96A向遠離火焰81的方向釋放。因此，當火焰81藉助壓力釋放裝置(例如，防爆門83A)從殼體82A釋放時，火焰81可能會遇到沿著火焰的行進方向釋放的滅火劑88A。如圖8B所示，滅火劑88B可沿著火焰的行進噴射軸從火焰緩解裝置86B直接向火焰81釋放。因此，當火焰81藉助壓力釋放裝置(例如，防爆門83B)從殼體82B釋放時，火焰81可能會遇到沿著火焰的反向行進方向直接釋放的滅火劑88B。如圖SC所示，滅火劑88C可垂直於火焰81的行進軸從火焰緩解裝置86C釋放。因此，當火焰81藉助壓力釋放裝置(例如，防爆門83C)從殼體82C釋放時，火焰81可能會遇到垂直於火焰的行進方向釋放的滅火劑。上文論述的實施方案已經揭露平行或垂直於火焰的行進方向釋放的滅火劑。然而，本公開內容並不限於上述配置。在一個實施方案中，如圖8D所示，滅火劑88D可從火焰緩解裝置86D傾斜地釋放到火焰81的路徑或沿著火焰81的路徑釋放。因此，當火焰81藉助壓力釋放裝置(例如，防爆門83D)從殼體82D散出時，火焰81可能會遇到沿著任何適合方向釋放的滅火劑。在一個實施方案中，滅火劑的釋放方向可由傳感器(未示出)所感應的特性決定。舉例來說，滅火劑的釋放方向可取決於火焰的尺寸或溫度。另外或或者，滅火劑的釋放方向可取決於諸如風速、降雨、冰雹或降雪的一個或多個大氣條件。除了滅火劑的釋放方向之外，還可能需要選擇所釋放滅火劑的噴灑型式。舉例來說，釋放點可被配置來依據火焰的預期尺寸或任何其它適合參數以較寬或較窄的噴灑型式散出。在一個實施方案中，噴灑型式可由(例如)傳感器(未不出)所感應的殼體或大氣的特性決定。藉助於選擇滅火劑釋放的方向和型式，操作員還可將滅火劑導向火焰的直接路徑以外的區域。舉例來說，滅火劑可能會被釋放到火焰原本可能會在其中膨脹的區域/容積。如果以此方式控制滅火劑的釋放，那麼操作員可因此在未必滅火的情況下控制火焰的膨脹。由於火焰緩解系統的安全性可能會取決於其組件的條件，在一個實施方案中，可視情況配備監測裝置來監測一個或多個這類條件。舉例來說，可配備監測裝置(未示出)來監督滅火劑、試劑釋放裝置、傳感器、防爆門和/或防爆門啟動部分的條件。另外或或者，可配備監測裝置來監測正經歷爆炸的設備內部或外部的一個或多個條件。舉例來說，共同擁有的美國專利第7，168，333號和美國專利公布第2009/0000406號的中公開了這類監測裝置，所述全部美國專利申請的全文以引用的方式併入本文。監測裝置可生成告警或其它警告來提醒用戶火焰緩解系統和/或正經歷爆炸的設備的運行條件。儘管將火焰緩解系統的上述實施方案描繪為使用帶有大體扁平的啟動部分的防爆門，並不期望本公開內容限於這個特定結構。因此，期望替代性火焰緩解系統屬於本公開內容的範圍，包括所有等效防爆門和壓力釋放裝置，諸如半球形爆破片。另外，將火焰緩解系統的上述實施方案描繪為響應於傳感器發出的信號而釋放抑制劑，並不期望本公開內容限於將傳感器連接到火焰緩解裝置和/或抑制劑釋放點的任何特定結構。因此，儘管傳感器可直接連接到火焰緩解裝置和/或抑制劑釋放點，傳感器也可連接到CPU或其它裝置，而這些裝置又連接到火焰緩解裝置和/或抑制劑釋放點。因此，傳感器發出的信號可由CPU解譯，然後CPU可觸發火焰緩解裝置釋放抑制劑。此外，傳感器、火焰緩解裝置、抑制劑釋放 點和/或CPU之間的連接可以是無線連接。還預期本公開內容無需限於涉及火「球」的應用。更確切來說，本公開內容的概念可用來緩解燃燒、著火和/或壓力洩放的其它結果，包括以不同型式傳播的火焰和可能未必會燃燒的粉塵或蒸汽雲。另外，預期一個實施方案的個別特徵可添加到另一個實施方案的個別特徵，或取代另一個實施方案的個別特徵。因此，由不同實施方案之間的不同特徵的取代和更換所形成的實施方案屬於本公開內容的範圍。上述實施方案和配置僅視為預期系統和方法的示例性實施方案和配置。本領域技術人員在考慮說明書和本公開內容的實際實施之後將顯而易見其它實施方案。
權利要求
1.一種用於具有火焰噴射路徑的可燃材料系統的火焰緩解裝置，其位於所述系統外部且用於將在發生爆炸時從所述系統釋放的火焰，所述火焰緩解裝置包含 至少一個傳感器，其被配置來在發生爆炸時感應火焰；以及 至少一個抑制劑釋放裝置，其被配置來在感應到所述火焰時將抑焰劑釋放到所述火焰噴射路徑。
2.根據權利要求I所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個傳感器被配置來直接感應所述火焰。
3.根據權利要求2所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個傳感器包含光學傳感器、紅外傳感器或機械觸發傳感器中的至少一個。
4.根據權利要求I所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個傳感器被配置來間接感應所述火焰。
5.根據權利要求4所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個傳感器包含溫度傳感器或壓力傳感器中的至少一個。
6.根據權利要求4所述的火焰緩解裝置，其中所述至少一個傳感器包含被配置來感應行進在所述火焰之前的壓力波的傳感器。
7.根據權利要求I所述的火焰緩解裝置，其中所述抑制劑包含乾粉滅火劑、液體滅火齊U、打泡劑或氣體滅火劑中的至少一個。
8.根據權利要求I所述的火焰緩解裝置，其進一步包含 殼體，其被配置來封閉所述可燃材料區域的至少一部分。
9.根據權利要求8所述的火焰緩解裝置，其進一步包含 導管，其被配置來將所述火焰導離所述殼體。
10.根據權利要求I所述的火焰緩解裝置，其進一步包含爆炸抑制系統。
11.根據權利要求I所述的火焰緩解裝置，其進一步包含被動型火焰緩解裝置。
12.—種火焰緩解系統，其包含 殼體； 至少一個壓力釋放裝置，其被配置來在發生爆炸時從所述殼體釋放火焰，所述壓力釋放裝置具有出口側； 至少一個感應器，其被配置來感應所述火焰；以及 抑制劑釋放裝置，其定位在所述壓力釋放裝置的所述出口側上，所述抑制劑釋放裝置被配置來在感應到所述火焰時將抑焰劑釋放到所述火焰的所述路徑。
13.根據權利要求12所述的火焰緩解系統，其中所述至少一個傳感器進一步被配置來感應所述殼體內的條件。
14.根據權利要求12所述的火焰緩解系統，其中所述至少一個傳感器進一步被配置來感應所述火焰對所述系統的一個或多個組件的影響。
15.根據權利要求14所述的火焰緩解系統，其中所述至少一個傳感器進一步被配置來感應所述系統的所述一個或多個組件的溫度。
16.根據權利要求14所述的火焰緩解系統，其進一步包含 爆炸抑制系統； 其中所述至少一個傳感器進一步被配置來感應所述火焰對所述爆炸抑制系統的影響。
17.根據權利要求12所述的火焰緩解系統，其進一步包含 導管，其定位在所述壓力釋放裝置的所述出口側上，且被配置來將所述火焰導離所述殼體。
18.根據權利要求17所述的火焰緩解系統，其中所述傳感器進一步被配置來感應所述導管中的條件。
19.根據權利要求17所述的火焰緩解系統，其中所述至少一個試劑釋放裝置被配置來將所述抑焰劑釋放到所述導管。
20.根據權利要求12所述的火焰緩解系統，其中所述至少一個傳感器定位在所述壓力釋放裝置與所述試劑釋放裝置之間。
21.根據權利要求12所述的火焰緩解系統，其中所述至少一個傳感器進一步被配置來感應所述壓力釋放裝置的啟動。
22.根據權利要求12所述的火焰緩解系統，其進一步包含 爆炸抑制系統，其被配置來抑制所述殼體內的爆炸。
23.根據權利要求22所述的火焰緩解系統，其中 所述至少一個傳感器進一步被配置來感應所述爆炸抑制系統何時啟動。
24.一種緩解可燃材料系統中的火焰的方法，其包括以下步驟 在發生爆炸時感應殼體中的火焰；以及 將抑焰劑釋放到所述火焰的噴射路徑中。
25.根據權利要求24所述的方法，其中感應火焰進一步包括感應可見光、紅外輻射、溫度或壓力中的一個或多個。
26.根據權利要求24所述的方法，其中感應火焰進一步包括響應於所述火焰來觸發機械傳感器。
27.根據權利要求24所述的方法，其中釋放抑焰劑進一步包括將所述抑焰劑釋放到所述殼體。
28.根據權利要求24所述的方法，其中所述火焰的所述噴射路徑延伸到所述殼體的外部，且其中釋放抑焰劑進一步包括將所述抑焰劑釋放到所述殼體外部的所述火焰的所述噴射路徑中。
全文摘要
本發明公開了一種火焰緩解裝置(26)和相關的系統和方法。更具體來說，火焰緩解裝置(26)具有至少一個被配置來感應火焰(21)的傳感器(25)，和至少一個被配置來在感應到火焰時將抑焰劑釋放到火焰噴射路徑的抑制劑(28)釋放裝置。所述傳感器(25)可直接或間接感應火焰。本發明還公開了一種火焰緩解系統(26)，其中所述系統包括殼體(22)和至少一個被配置來從殼體釋放火焰的壓力釋放裝置。所述系統(26)可包括至少一個被配置來感應火焰(21)的傳感器(25)，和被配置來釋放抑制劑(28)的裝置。本發明還公開了一種緩解可燃材料系統中的火焰的方法。
文檔編號A62C37/36GK102753239SQ201080054970
公開日2012年10月24日 申請日期2010年10月13日 優先權日2009年10月14日
發明者G·布拉茲爾 申請人:Bs&B 安全系統有限公司