図面 (/)

技術 リアルな火源のシミュレーションのための浮遊ガスの使用

出願人 コンバスチョン・サイエンス・アンド・エンジニアリング・インコーポレイテッド
発明者 ロビーリチャードジェイ.カーペンターダグラスジェイ.
出願日 2010年5月11日 (10年7ヶ月経過) 出願番号 2012-510957
公開日 2012年11月1日 (8年1ヶ月経過) 公開番号 2012-527050
状態 特許登録済
技術分野 防災 警報システム
主要キーワード システムセンサー 浮遊ガス インプット信号 リリース装置 燃焼産物 発煙装置 トレーサーガス 流れセンサー
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2012年11月1日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (5)

課題

火災時の安全確保において、ビルディング煙管理システム設計通りに機能するか否かをテストする必要がある。

解決手段

本当の火源による煙流れのシミュレーション方法であって、本当の火源に対応した煙の速度プロフィールを測定する工程と、本当の火源による燃焼産物の流れの代理役割を果たし、本当の火源による速度プロフィールと実質上同じの速度プロフィールを有する、加圧された浮遊ガスリリース装置からのリリースを制御する工程とを含むことを特徴とするシミュレーション方法。

概要

背景

概要

火災時の安全確保において、ビルディング煙管理システム設計通りに機能するか否かをテストする必要がある。 本当の火源による煙流れのシミュレーション方法であって、本当の火源に対応した煙の速度プロフィールを測定する工程と、本当の火源による燃焼産物の流れの代理役割を果たし、本当の火源による速度プロフィールと実質上同じの速度プロフィールを有する、加圧された浮遊ガスリリース装置からのリリースを制御する工程とを含むことを特徴とするシミュレーション方法。

目的

いくつかの実施形態において、場所の視覚表示、および、リリース装置からリリースされた代理煙の流れの特徴を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

本当の火源による煙流れのシミュレーション方法であって、本当の火源に対応した煙の速度プロフィールを測定する工程と、本当の火源による燃焼産物の流れの代理役割を果たし、本当の火源による速度プロフィールと実質上同じの速度プロフィールを有する、加圧された浮遊ガスリリース装置からのリリースを制御する工程とを含むことを特徴とするシミュレーション方法。

請求項2

シミュレーションされる火源の形状を変えるために浮遊ガスがリリースされる際に、リリース装置の状態を変える工程をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のシミュレーション方法。

請求項3

浮遊ガスの流れを制御し、不活性ガスがリリースされる表面エリアを制御する工程をさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のシミュレーション方法。

請求項4

前記リリース工程が、リリース装置から流出する浮遊ガスの流量を測定するセンサーシステムによるインプットで行われることを特徴とする請求項1に記載のシミュレーション方法。

請求項5

前記リリース工程が、浮遊ガスの流れを制御するように構成されたコントロールシステムを用いることで行われることを特徴とする請求項1に記載のシミュレーション方法。

請求項6

前記コントローラーが、流れのコントロール信号を生成することを特徴とする請求項5に記載のシミュレーション方法。

請求項7

前記コントローラーが、リリース装置関するセンサーシステムからの信号を受け取ることを特徴とする請求項5に記載のシミュレーション方法。

請求項8

前記コントローラーが、調整された調節係数の使用を通じたインプット信号からのコントロールアウトプットを生成するアナログコントローラーであることを特徴とする請求項5に記載のシミュレーション方法。

請求項9

前記アナログコントローラーがPID(比例、積分、微分)コントローラーであることを特徴とする請求項8に記載のシミュレーション方法。

技術分野

0001

本出願は、2009年5月11日に出願した米国仮出願第61/177,041号の優先権を主張し、その内容を引用して本明細書に内容とする。

0002

(技術分野)
火災時の安全確保において、ビルディング煙管理システム設計通りに機能するか否かをテストする必要がある。巨大火源のもとで当該システムをテストすることは非現実であり、別のテスト方法が好ましい。現在、発煙弾やこれに類似する発煙装置は、煙管理システムのテストに用いられている。しかしながら、これらの技術では、本当の炎による、ビルディング内部のものの破壊またはダメージを引き起こす大量なエネルギーリリースを伴わないため、実際の煙の動きを駆動する浮力を正確に再構成するのに難しいという、リアリズム不足の欠点がある。

0003

(詳細な説明)
本当の火源による煙の動きをシミュレーションするための、大量なエネルギーのリリースを伴わずに、適切な浮力を作り出す好ましい方法は、周囲空気密度に低いガスもしくは混合ガスをリリースし、本当の火源による煙の動きをシミュレーションする。ガスは、周囲空気に対して、不活性で自然に浮く(ここの「自然に浮く」は、周囲空気に対して本質的に浮力があると、理解されるべきである)。一つの実施形態において、自然に浮力のある不活性ガスが、ヘリウム、もしくは、少なくとも50%のヘリウム、75%以上のヘリウム、または90%以上のヘリウム、さらに95%以上ののヘリウムを含む混合ガスである。

0004

本発明は、煙管理システムをテストする発明である。しかし、当該方法および装置は、本当の火源に関する熱環境再構築なしで、本当の火源からの生成物の流れをシミュレーションする必要なとき、いつでも、用いられる。

0005

いくつかの実施形態において、場所の視覚表示、および、リリース装置からリリースされた代理煙の流れの特徴を提供するため、浮遊ガスが、トレーサーガスのような人工煙、または、不活性染料(例えば、微粒子等)から混合されている。別の実施形態において、浮遊ガスの動きを可視化するため、ガス密度において相違を見せる光技術が用いられる。例えば、ガス密度の相違を示せる光装置は、装置からリリースされた浮遊ガスの動きの視覚表示を提供するために用いられる。

0006

火の形状およびサイズと、得られた流れによる特徴および条件との間に、互いに関連するため、いくつかの実施形態における本発明の方法および装置は、浮遊ガスがリリースされる形状およびエリア、およびリリースされる当該浮遊ガスの圧力を変える機能を含む。浮遊不活性ガスをリリースする流れおよびエリアを制御することは、当該方法および装置を使って、火の増強率をシミュレーションすることを可能にする。
シミュレーションされた火の増強率が、特殊燃料および形態の増強率、または、例えば、T定規(T-Squared、例、Q=αt2、Qが熱のリリース率、αが増強定数、そして、tが時間)火のような一般的な増強率を再形成することができる。

0007

上記のように、混合ガスがいくつかの実施形態に用いることができる。混合ガスの使用は、ヘリウムを単独とする単一ガスの使用よりもっと正確にガスの浮力を制御するメカニズムを提供する。別の実施形態において、ガスは加熱されることでその浮力を制御する。別に実施形態においても、混合ガスおよび当該混合ガスへの加熱でその浮力を制御することができる。さらに、所望の浮力を微調整するために混合ガスを追加的に使用することができ、また、可視化の目的で、トレーサーガスが浮遊ガスに混合することができる。

0008

本発明は、煙管理システムをテストする発明である。煙管理システムは、煙の動きを制御するために用いられるあらゆる方法を含むように設計されたシステムである。ビルディングでの予期しない火災について、煙管理システムは、出口または避難エリアに安全に到達するために必要な時間、および、全ての出口への通路、および、避難エリアへのアクセスにいる避難者に耐えられる環境を維持するように設計されている。ビルディングの居住者のほかに、煙管理の利点消防隊員および財産へのダメージの減少にメリットがある。煙管理の方法には、区画化希釈化、加圧エアフローおよび浮力のメカニズムを含む。火災の場合において、これらの方法は、単独もしくはこれらの組み合わせで煙状態を管理することができる。

0009

煙管理システムを設計および導入の標準として、特殊なパフォーマンス設計基準適合する機能を測定する受入テストが要求されている。従来、煙管理システムの受入テストは、「発煙弾」から本当の火までの火/煙のランキング活用していた。「発煙弾」から発生した人工煙の使用は、本当の火源からの燃焼による産物の浮力、圧力等と同じものを生成することができないため、現実的なものではない。受入テストにおける本当の火源の使用は、明らかに安全上および財産の保護上に問題があり、非安全および非現実的である。このように、かなりの制限下で、特殊パフォーマンス設計基準の全てをテストすることはできない。

0010

本発明の一実施形態を表したシステム100の模式図が図1に示されている。このシステムは、バルブ120を制御するために結合しているコントローラ110を含む。当該コントローラ110が不活性ガスを源の130から、本実施形態において、そこに複数のポートが形成されているプレナムを含むリリース装置140への流れを制御する。流れのセンサー150は、バルブ120とリリース装置140との間を連結し、リリース装置に入っていく浮遊ガスの流れを測定し、コントローラ110に入っている流れの量のインプットを提供する。コントローラ110は当該インプットでバルブ120を制御する。システムセンサー160は、リリース装置140で形成されたプレナムの一以上の特徴を測定する。当該実施形態において、システムセンサー160がリリース装置140の内部に記載されているが、よく理解されるように、他の実施形態において、システムセンサー160がリリース装置140のの外部に設けることができる。もちろんべの実施形態において、複数のシステムセンサー160が異なる場所、例えば、異なる高さに設けることができる。いくつかの実施形態において、システムセンサー160がガスプレナムの速度および温度を測定する。これらの情報は、コントローラ110にフィードバックされ、流れセンサー150のアウトプット一緒にコントローラ110の制御アルゴリズムに使われ、バブル120を制御する。システムセンサー160および流れセンサー(流量センサー)150の共同使用で、図1のシステムで本当の炎のプレナムを正確にシミュレーションするコントローラ110の機能を増強することができる。別の実施形態において、ただ1つの流量センサー150もしくはただ1つのシステムセンサー160が使われる場合もある。

0011

本発明の第二実施形態を表したシステム200の模式図が図2に示されている。システム200は、コントローラ110の制御下で供給口(ガス入口)130からのガスを加熱するように設定されれているヒーター170を含む以外は、システム100と同じである。このヒーター170が、コントローラ110による追加制御を提供する。当業者にとっては、多様な実施形態において浮遊ガスが混合の場合、ヒーター170はその中の1成分のガスを加熱し、もしくは隔てられる複数のヒーター170がそれぞれの成分を加熱することができることを容易に理解することができる。

0012

いくつ下の実施形態において、リリース装置140が、平方、円状、もしくはその他の形状の「2−D」炎(例えば、リキッドプールファイア(liquid pool fire))をシミュレーションするように、アレンジされた一連パイプおよびノズルうを含む。円状の実施形態の一例が、図3に示されているシステム300である。システム300が、バルブ120を制御するために結合しているコントローラ110を含んでいる。当該コントローラ110がバルブ120を作動し、不活性ガスを源の130から、コントロールバルブ380のバンクへの流量を制御する。複数のコントロールバルブの使用で、図1に示されている実施形態におけるシングルバルブより、浮遊ガスのリリースの制御の正確さを高めることができる。流量のセンサー150は、バルブ120とコントロールバルブバンク380との間を連結し、リリース装置340に入っていく浮遊ガスの流れを測定し、コントローラ110に入っている流量のインプットを提供する。コントローラ110は当該インプットでバルブ120を制御する。コントローラ110によって、操作されるバルブバンク380は、そこに、ポート344(たとえば、単なる穴、固定もしくは調節可能なノズル)をそれぞれ有する、一連の同心円状のパイプ342が形成されている、リリース装置340のセクションの流れる不活性浮遊ガスの流れを制御する。流量センサーバンク390が、グリッドバルブバンク380とリリース装置340との間を連結し、リリース装置に入っていく浮遊ガスの流れを測定し、コントローラ110に入っている流量のインプットを提供する。コントローラ110が、当該インプットで、バンク380にある各バブルがリリース装置340にある独立したパイプ342の流れを制御している、コントロールバルブバンク180を制御する。システムセンサー160が、リリース装置340で形成されたプレナムの一以上の特徴を測定する。システムセンサー160が、図3のように、リリース装置340の上に設けられている。いくつかの実施形態において、システムセンサー160がガスプレナムの速度および温度を測定する。これらの情報は、コントローラ110にフィードバックされ、流れセンサー150のアウトプットと一緒にコントローラ110の制御アルゴリズムに使われ、バブル120を制御する。システムセンサー160、流れセンサー(流量センサー)150およびセンサー390の共同使用で、図3のシステムで本当の炎のプレナムを正確にシミュレーションするコントローラ110の機能を増強することができる。別の実施形態において、これら全部のセンサーが使用されない場合もある。

0013

図4はシステム400を示しており、浮遊ガス供給口(ガス入口)130のためのヒーター170を含む以外は、システム300と同じである。前記とおり、複数のヒーター170が、複数のガス供給口が用いられる場合に使用され、また、シングルヒーターが、一つもしくは複数のガス供給口の加熱に用いられる。

0014

別の実施形態において、リリース装置が、立方体ピラミッド状、もしくはその他の立体形状の「3−D」炎をシミュレーションすることができる。各形状は、好ましくは同じように作られる。また、そのセクションも同じであることが好ましい。シミュレーションされた炎の増強率は、リリース装置(このような実施形態において、リリース装置には、複数のバルブ120、各ノズルまたは各ノズルまたは各グループのノズルを有する)にある、単独のセクションへの流れもしくは各ノズルまたは各グループのノズルを経た多様な流れによって制御される。いくつかの実施形態において、複数のシステムセンサー160を有する。

0015

前記の実施例は、本発明の実施形態の一部であり、本発明の範囲を限定するものではない。参考としていくつかの実施形態を列挙したが、ここで用いた言葉等は、一例であり、それによって、本発明を限定するものではない。さらに、特定の方法や、材料等実施形態に示されたが、同じく、これらによって本発明の内容は限定されない。

0016

さらに、要約の目的は、本発明の技術分野と特に詳しくない、科学者エンジニア等の当業者のために、簡潔に情報を提供するものであり、これらによって本発明の内容は限定されない。

図面の簡単な説明

0017

図1は、1つの実施形態における、制御された不活性浮遊ガスリリースのためのシステムの模式図である。
図2は、第2実施形態における、制御された不活性浮遊ガスリリースのためのシステムの模式図である。
図3は、第3実施形態における、循環リリース装置を伴う、制御された不活性浮遊ガスリリースのためのシステムの模式図である。
図4は、第3実施形態における、循環リリース装置を伴う、制御された不活性浮遊ガスリリースのためのシステムの模式図である。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 菱洋エレクトロ株式会社の「 情報共有のためのシステム、ボット、及び方法」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】迅速性と実効性を担保したコミュニケーション方法を提供すること。【解決手段】 システムを利用した情報共有の方法であって、 前記システムは、通信端末と、ボットとを備え、 前記通信端末は、前記... 詳細

  • 株式会社AOIの「 仮設用衝撃吸収冶具」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】作業者が落下するなどして支柱等を介して大きな衝撃力が加わった場合でも作業者が受けるダメージを小さく抑えることが可能な仮設用衝撃吸収冶具を提供する。【解決手段】本発明の仮設用衝撃吸収冶具1は、仮... 詳細

  • コリアギョンギド株式会社の「 消火器ホルダ」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】空間活用に優れ、消火器が備え付けられた位置をユーザーが容易に識別できる消火器ホルダを提供する。【解決手段】本発明の一実施例に係る消火器ホルダ100は、天井に固定手段30を介して固定されるように... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ