JP2002511338A - ガス−液滴流を生ぜしめるための装置及び弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、ガス−液滴流を発生させるための装置に関し、該装置は、ガスと液体とを混合するためのチャンバ（２）に接続されていてかつ液体流分散システム（３）を含むガスダイナミックノズル（１）を有している。チャンバ（２）は、被制御弁を介して液体・ガス供給システムに接続されており、前記弁は、装置が始動させられたときに液体の流入の前にガス流の早期流入を保証し、前記装置が停止させられたときに液体供給を遮断する。弁は２つの閉鎖部材（５，６）を有しており、これらの閉鎖部材は、シールされたチャンバ（８，９）の壁部に設けられた座部と相互作用する。チャンバ（８，９）はそれぞれ液体及びガス供給ダクト（１０，１１）に連通している。部材（５）が、ガス供給チャンバ（８）の座部と接触させられるようにロッド（７）に固く結合されているのに対し、部材（６）は、ストッパと相互作用しながらロッドに沿って移動することができるように前記ロッド（７）に同軸的に取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 技術分野 本発明は、本来、霧状スクリーン及び有向消火二相流を生ぜしめるために消火
設備において使用することができる、ガス−液滴流を生ぜしめるように設計され
たエンジニアリング装置に関する。さらに、本発明は、農業において田畑の散水
及び別の物質の散布のために、また、家庭において例えば室内に消毒物質を散布
するために用いることができる。

【０００２】 従来の技術 技術分野において、ガス−液滴流を発生するための種々異なるタイプの装置が
公知である。例えば、液体散布のための従来の装置は、公知であり、ロシア特許
出願公開第９４００３５２８号明細書に記載されており、この装置は、環状渦流
チャンバに接続されたガスダイナミックノズルと、噴射チャネルを介してチャン
バに接続された給水システムと、ノズル入口に接続された給気システムとを有し
ている。

【０００３】 前記装置の動作の間、液体は噴射チャネルを介して環状渦流チャンバへ薄い流
れとして供給される。ノズルを通って流出しながら、渦流チャンバに生じる差圧
により、液体流がガス流によって捕らえられ、微細な液滴を形成するように分散
し始める。ガス流と液滴とが加速するに従い、更なる液滴の分散がノズルの末広
部分において生じ、加速されたガス−液滴流がノズル出口において生ぜしめられ
る。噴射オリフィスの数及び直径は、渦流チャンバにおける液体流の数及び直径
を変化させることを許容し、これが、最終的にガス−液滴流における液滴の直径
に影響する。

【０００４】 しかしながら、前記装置は、動作中における混合チャンバへの液体及びガスの
供給を独立して制御することができない。さらに、前記装置においては、ガス及
び液体流の加速は、ノズルの末広部分においてのみ可能であり、このことは、先
細りの管としてのノズルを使用する可能性を排除する。

【０００５】 請求項に記載されたものの最も類似の装置は、国際公開第９８／０１２３１号
パンフレットに記載された、ガス−液滴流を生ぜしめるための従来の装置であり
、この装置は、液体・ガス混合チャンバに接続されたガスダイナミックノズルと
、噴射オリフィスを備えた混合室に供給される液体流を分散させる手段と、液体
・ガス供給システムとを有している。

【０００６】 混合チャンバをノズル入口の前に配置することにより、種々異なる構成及びサ
イズを有する交換可能なガスダイナミックノズルを使用することができる。混合
チャンバに供給される加速された空気流を生ぜしめるために、前記装置は、ガス
供給システムの一部としてターボ圧縮機を利用する。構造的な具体化は、ガスの
流量及び圧力を制御することができるが、混合室へのガス及び液体の供給を個々
に制御することはできない。この個々の制御は、最小限の作動流体損失での装置
動作のために及び、衝撃モードでの所要の高速動作のために必要である。

【０００７】 当該技術分野において二相作動流体を供給するための弁も知られており、この
弁を用いて、混合チャンバに作動流体の二相流を形成する異なる成分供給シーケ
ンスを制御することができる（ロシア特許第２０６７７１２号明細書参照）。

【０００８】 従来の弁は、シールリング又は膜によって弁体に沿ってシールされた可動な隔
壁によって分割された、種々異なる成分の供給チャンバと、閉鎖部材と、座部と
、制御弁とを有している。分割隔壁は、座部と閉鎖部材との間にリングバンドを
有している。駆動装置に進入する制御信号を用いて、制御弁が１つのチャネルを
開放し、他方のチャネルを閉鎖する。その結果、閉鎖部材制御チャンバと混合室
とが接続され、チャンバにおける圧力降下によって閉鎖部材が移動する。閉鎖部
材の開放に引き続き、分割隔壁が移動して環状チャネルを開放し、この環状チャ
ネルを介して第２の成分が混合チャンバへ進入する。制御弁が閉鎖されると、ま
ず、閉鎖部材によって第１の成分の通過チャネルが遮断され、次いで、分割隔壁
によって第２の成分の通過チャネルが遮断される。

【０００９】 したがって、前記弁ミキサにおいては、混合チャンバへの種々異なる成分のあ
る順序での供給及び遮断が行われ、このことは、ガス−液滴流を発生するために
要求されるガス−液滴混合チャンバの供給順序を満たさない。さらに、弁ユニッ
トの特定の配列及び弁ユニットのサイズは、混合チャンバに供給される液体流分
散のために、いかなる他の手段を使用することも許容しない。

【００１０】 請求の範囲に記載されたものの最も類似の装置は、本願出願人によるソ連特許
出願公開第３２７３５５号より公知の、二相作動流体のための従来の３方式弁で
あり、この３方式弁は、ロッドに配置されていてかつ座部と相互作用する２つの
閉鎖部材と、ロッド移動制限部材と、ロッド移動制御システムとを有している。
座部は、それぞれ液体供給管とガス供給管とに接続されたシールされたチャンバ
の壁部に配置されている。

【００１１】 圧力が、前記弁のガスチャンバにおいて降下した場合、ばね制御される座部が
、ロッドに取り付けられた閉鎖部材と共にストッパにまで移動する。ロッドに取
り付けられた第２の閉鎖部材も、閉鎖部材と共に移動しながら、サブ弁空間へ液
体供給チャネルを開放する。圧力が上昇すると、前記とは反対方向の移動が行わ
れ、ガス供給チャネルがサブ弁空間へ開放される。

【００１２】 この技術的解決手段は、弁の出口における作動流体の混合を排除することを目
的とする。これにより、容器からの液相又は気相の選択は、圧力に応じて行われ
る。

【００１３】 構造的には類似しているにも拘わらず、前記弁によって解決された技術的問題
は、本発明が解決しようとする問題、すなわち、特定サイズの液滴として混合チ
ャンバへ供給されるガス−液体流混合の制御、とは反対のものである。

【００１４】 発明の概要 特許される本発明のグループは、連続的なスタート及びインパルススタートに
おける、所要のガス−液滴流発生モードを達成する速度を増大させるという課題
及び、装置のマルチスタートにおける作動流体の無駄な損失を低減するという課
題に基づく。この課題の解決手段自体は、混合チャンバに二相流を発生するため
に液体及びガスの供給を制御する能力を保証することである。液体及びガスは次
いでノズルにおいて加速され、ガス−液滴流が形成される。

【００１５】 これらの課題の解決手段は、概して、ガス−液滴流の発生効率及びガス−液滴
流の性能安定性を高めることである。

【００１６】 この技術的結果は、液体・ガス混合チャンバに接続されたガスダイナミックノ
ズルと、噴射オリフィスを用いて、混合チャンバに供給される液体流を分散させ
る手段と、液体・ガス供給システムとが設けられた、ガス−液滴流を発生させる
ための装置において、本発明によれば、混合チャンバが、液体・ガス供給システ
ムに、二相作動流体供給制御弁を介して接続されていることにより達成され、前
記二相作動流体供給制御弁は、装置が始動したときに液体が混合チャンバに供給
される前に混合チャンバに予備ガス流を供給することができ、装置が停止させら
れたときに、混合チャンバへ供給されるガス流を遮断する前に混合チャンバに供
給される液体流を予備的に遮断することができる。

【００１７】 有利な実施例において、ノズルは、解離可能な結合によって混合チャンバボデ
ィに取り付けられている。これにより、装置の種々異なる動作モードのために、
交換可能なノズルを使用することができる。

【００１８】 配列条件から、被制御弁は混合チャンバと共通のボディに取り付けられている
と有利である。

【００１９】 ノズルユニットを快適に握りやすくするために、ボディには少なくとも１つの
ハンドルが設けられている。この場合、ハンドルは、弁を制御するためのトリガ
機構を有していなければならない。

【００２０】 被制御弁の有利な具体化は、液体／ガス供給管に接続されたシールされたチャ
ンバの壁部に配置された座部と相互作用する、ロッドにおける２つの閉鎖部材と
してである。また、弁は、ロッド移動制限部材と、ロッドに固く取り付けられた
ストッパと、ロッド移動制御システムとを有している。第１の閉鎖部材は、ロッ
ドに固く取り付けられていて、ガス供給チャンバに設けられた座部と接触するこ
とができ、第２のストッパ部材は、ロッドに同軸的に取り付けられており、ロッ
ドに沿って移動することができ、ストッパと相互作用し、液体供給チャンバに設
けられた座部と接触することができる。液体供給チャンバの壁部と可動な閉鎖部
材との間には、可動な閉鎖部材を対応する座部に対して押し付ける弾性的な部材
が設けられている。弁の通常の閉鎖位置においては、ストッパの支持面が、可動
な閉鎖部材の対向する支持面と間隙を形成するように配置される。

【００２１】 ロッドに同軸的に取り付けられた少なくとも１つのばねを弾性的な部材として
使用することができる。

【００２２】 ギャップの大きさは、有利には、０．３〜１ｍｍに選択されると有利である。

【００２３】 ロッド移動制御システムは、少なくとも１つの制御弁を有していてよい。

【００２４】 ロッド移動制御システムがニューマチックシステムとして形成されると有利で
ある。

【００２５】 装置の動作を制御する便宜から、ニューマチックシステムの制御エレメントと
して、ボディのハンドルに配置されたトリガ機構を使用することができる。

【００２６】 トリガ機構は、制御弁のスライドエレメントにヒンジ結合されている。スライ
ドエレメントは弁体に取り付けられていて、移動範囲が制限されている。弾性的
な部材が、スライドエレメントの支持面と装置ボディの支持面との間に、例えば
少なくとも１つのばねとして設けられている。

【００２７】 ニューマチックシステムにはニューマチックシリンダが設けられており、この
ニューマチックシリンダのピストンは、レバー機構を介して、被制御弁のロッド
に運動学的に接続されている。この場合、ニューマチックシリンダのボディに当
て付けられた少なくとも１つのばねとしての弾性的な部材が、ピストン上方の空
間に取り付けられている。

【００２８】 制御弁は、３つの接続部を有するように製造されていると有利である。第１の
接続部は、被制御弁のガスチャンバと行われる。第２の接続は、ニューマチック
シリンダの制御チャンバと行われる。第３の接続は、排出部と行われる。スライ
ドエレメントは、対応する接続部を介して連結するチャネルを有しており、トリ
ガ機構の初期位置においては、ニューマチックシリンダの制御チャンバが排出部
と接続され、トリガを押し付けている間は、被制御弁のガスチャンバは、ニュー
マチックシリンダの制御チャンバと接続される。

【００２９】 液体・ガス供給システムが、少なくとも１つの加圧ガスボトルと、１つの水タ
ンクと、シリンダを被制御弁の液体チャンバに接続させかつシリンダを被制御弁
のガスチャンバ及びガスボトル加圧キャビティとに接続させるフレキシブルなホ
ースと、ガス圧制御弁とを有していると有利である。供給システムは、液体／ガ
ス供給管に取り付けられた遮断弁をも有していることができる。

【００３０】 サイズによっては、タンク及びボトルはバックパック又は搬送手段、例えば、
トロリ、自動車又は電気自動車に配置することができる。

【００３１】 消火手段として装置を利用する場合、この目的に適したあらゆる液体、例えば
水が作動流体として働くことができる。他の目的及び装置の対応する実施例の場
合、作動流体は、室内の殺菌及び／又は脱臭及び／又は防腐に適した液体であっ
てよい。

【００３２】 前記技術的結果は、以下のことによっても達成される。二相作動流体を供給す
るための弁には、ロッドに配置された２つの閉鎖部材が設けられており、これら
の閉鎖部材は、シールされたチャンバの壁部に配置された座部と相互作用し、前
記チャンバは、それぞれ液体供給管とガス供給管とに接続されており、ロッド移
動制限部材が設けられており、本発明によるロッド移動制御システムが、ロッド
に固く取り付けられたストッパを有しており、一方の閉鎖部材が、ガス供給チャ
ンバの座部に接触することができるようにロッドに固く取り付けられており、他
方の閉鎖部材が、ストッパと作用しながらロッドに沿って移動することができる
ようにかつ液体供給システムに設けられた座部と接触することができるようにロ
ッドに同軸的に取り付けられている。液体供給チャンバと可動な閉鎖部材との間
には、可動な閉鎖部材を個々の座部に対して押し付ける例えば少なくとも１つの
ばねとしての弾性的な部材が設けられている。弁の通常の閉鎖位置において、ス
トッパの支持面は、可動な閉鎖部材の対向する支持面と間隙を形成するように配
置されている。

【００３３】 ギャップの大きさは、０．３〜１ｍｍに選択されると有利である。

【００３４】 ロッド移動制御システムの構造は、少なくとも１つの制御弁を有していてよい
。

【００３５】 ロッド移動制御システムをニューマチックシステムとして実施すると有利であ
る。

【００３６】 ニューマチックシステムにはニューマチックシリンダが設けられており、ニュ
ーマチックシリンダのピストンはレバー機構を介してロッドに運動学的に接続さ
れている。この場合、弾性的な部材が、例えばニューマチックシリンダのボディ
に当て付けられる少なくとも１つのばねとして、ピストンの上方の空間に取り付
けられている。

【００３７】 被制御弁は、３つの接続部を有するように製造されると有利である。弁の第１
の接続部は、ガス供給チャンバとである。第２の接続部は、制御ニューマチック
シリンダのチャンバに連通している。第３の接続部は、排出部に連通している。
スライド部材は、対応する接続部を介して連結したチャネルを有しており、トリ
ガ機構の初期位置においては、ニューマチックシリンダの制御チャンバは排出部
に、トリガを押し付けている間は、ガス供給チャンバがニューマチックシリンダ
の制御チャンバに接続される。

【００３８】 以下に、添付の図面に示した特定の実施例を参照しながら、特許される本発明
のグループを説明する。

【００３９】 発明の有利な実施例 図１に示した、ガス−液滴流を発生するための特許される装置は、液体・ガス
混合チャンバ２に接続されたガスダイナミックノズル１と、混合チャンバ２に供
給される液体の分散手段３とを有している。液体分散手段３は、噴射オリフィス
を備えた円筒状で剛性の壁部として製造されている。混合チャンバは、二相作動
流体供給制御弁を介して液体・ガス供給システムに接続されている。これにより
、装置の始動時に、液体流を供給する前に混合チャンバに予備ガス流を供給する
ことができ、混合チャンバに供給されるガス流を遮断する前に混合チャンバへの
予備液体の供給を遮断することができる。

【００４０】 ノズルは、解離可能な結合（図示せず）によって混合チャンバのボディに取り
付けられている。被制御弁は、混合チャンバ２と共通のボディ４に取り付けられ
ている。

【００４１】 被制御弁は、ロッド７に取り付けられた２つの閉鎖部材５，６から成っている
。閉鎖部材５，６はシールされたチャンバ８，９の壁部に配置された座部と相互
作用する。チャンバ８，９はそれぞれ、フレキシブルなホースとして形成された
液体及びガス供給管１０，１１と接続されている。さらに弁は、ロッド７に固く
取り付けられたストッパ１２と、ロッド移動制御システムとを有しており、この
ロッド移動制御システムの構造は、ロッド移動制限装置を備えた駆動装置１３と
、制御ユニットとを有している。

【００４２】 閉鎖部材５は、ロッド７に固く取り付けられており、座部と接触することがで
きる。他方の閉鎖部材６は、ロッド７上に同軸的に取り付けられており、ストッ
パ１２と相互作用しながらロッドに沿って移動することができ、液体供給チャン
バ９における座部と接触することができる。液体供給チャンバ９と可動な閉鎖部
材６との間にはばねが設けられており、このばねは、ロッド７に同軸的に取り付
けられており、可動な閉鎖部材６をそれぞれの座部に対して押し付けている。弁
の通常の閉鎖位置において、ストッパ１２の支持面は、可動な閉鎖部材６の対向
する支持面と間隙を形成するように位置している。間隙の大きさは０．３〜１ｍ
ｍである。

【００４３】 液体・ガス供給システムは、少なくとも１つの加圧ガスボトル１５と１つの水
タンク１６とを有している。作動ガスは空気であり、作動流体は、消火のために
使用されるあらゆる液体であり、考慮されているケースでは水である。１つのフ
レキシブルなホース１０がタンク１６を被制御弁の液体供給チャンバ９に接続さ
せており、別のフレキシブルなホース１１はボトル１５を被制御弁のガス供給チ
ャンバ８に接続させている。別のフレキシブルなホース１７は、ボトル１５を加
圧ガスシステム８のタンク１６に接続させている。供給構造は、ガス圧レギュレ
ータ１８と、液体供給管及びガス供給管それぞれに取り付けられた弁１９，２０
とを有している。

【００４４】 比較的サイズが小さな別の供給システム部材を備えたタンク１６及びボトル１
５は、バックパックに配置される。かなり大きなタンク容積（１０ｌよりも大き
い）を備えている場合には、タンク及びボトルは、他の供給システム部材と共に
、車輪付トロリ（図示せず）としての搬送手段に配置される。

【００４５】 図２に示した装置の有利な実施例では、ボディ４には、ガス−液体混合チャン
バと被制御弁とが配置されており、さらにボディ４には少なくとも１つのハンド
ル２１が設けられている。ロッド移動制御システムは、制御弁と、ハンドル２１
に配置された制御トリガ機構とを有している。

【００４６】 ロッド移動制御システムは、この場合ニューマチックシステムとして形成され
ており、ニューマチックシステムの制御ユニットは、ハンドル２１に取り付けら
れたトリガ２２である。トリガ２２の機構は、制御弁のスライド部材２３にヒン
ジ結合されており、支持体２４を有している。スライド部材２３は弁体に取り付
けられており、制限された範囲で移動することができる。スライド部材２３の支
持面と装置ボディ２５の支持面との間にはばね２６が設けられている。

【００４７】 制御ニューマチックシステムにはニューマチックシリンダが設けられており、
ニューマチックシリンダのピストンはレバー機構２８を介して制御弁ロッド７と
運動学的に接続されている。ニューマチックシリンダのボディに当接するばね２
９が、ピストン２７の上方の空間に取り付けられている。

【００４８】 装置制御弁には３つの接続部が設けられている。弁の第１の接続部は（図２参
照）、被制御弁のガス供給チャンバ８との接続部である。制御チャンバ３０と接
続された第２の接続部は、ニューマチックシリンダの制御チャンバ３０と連通し
ている。第３の接続部は排出部との接続部である（図２の排出部を参照）。スラ
イド部材２３は、チャネル３２を有しており、これらのチャネルは、それぞれの
接続部を介して、トリガ機構の初期位置において、ニューマチックシリンダの制
御チャンバ３１を排出部に接続させ、トリガ２２を押付けながら制御弁のガス供
給チャンバ８をニューマチックシリンダの制御チャンバ３１に接続させる。

【００４９】 被制御弁として、ガス−液滴流を発生するための装置において使用される二相
作動流体を供給するための弁は、ロッド７に取り付けられた２つの閉鎖部材５，
６を有しており、これらの閉鎖部材５，６は、シールされたチャンバ８，９の壁
部に配置された座部３３，３４と相互作用する。液体供給チャンバ９とガス供給
チャンバ８とはそれぞれ液体供給管とガス供給管とに接続されている（図２の液
体及びガス参照）。図２に示した弁は、ロッド７に固く取り付けられたストッパ
と、ロッド移動制限装置と、ロッド移動制御システムとを有している。

【００５０】 第１の閉鎖部材５はロッド７に固く取り付けられており、ガス供給チャンバ８
に設けられた座部３３と接触することができる。第２の閉鎖部材６は、ロッド７
に同軸的に取り付けられており、ストッパ３５と相互作用しながらロッドに沿っ
て移動することができ、液体供給チャンバ９に設けられた座部３４と接触するこ
とができる。液体供給チャンバ９の壁部と可動な閉鎖部材６との間には、可動な
閉鎖部材６を座部３４に押し付けるばね３７が、ロッド７に同軸的に取り付けら
れている。弁の通常の閉鎖位置において、ストッパ３５の支持面は、可動な閉鎖
部材６の対向する支持面と間隙“ａ”を形成しながら位置している。間隙の大き
さ“ａ”は０．３〜１ｍｍである。

【００５１】 ニューマチックシステムとしてのロッド移動制御システムは、制御弁である。
ニューマチックシステムの制御ユニットは、トリガ機構である。制御ユニットト
リガ２２は、制御弁のスライド部材２３にヒンジ結合されている。弁のボディは
支持体２４を包囲しており、支持体２４に対してトリガ２２が移動し、弁体に取
り付けられたスライド部材は制限された範囲で移動することができる。スライド
部材２３の支持面とボディの支持面２５との間にはばねが取り付けられている。
ニューマチックシステムにはニューマチックシリンダ３８が設けられており、こ
のニューマチックシリンダのピストン２７は、レバー機構２８を介してロッド７
と運動学的に接続されている。ニューマチックシリンダ３８のボディに当接する
ばね２９が、ピストン２７の上方の空間に設けられている。

【００５２】 弁には３つの接続部が設けられている。弁の第１の接続部は、ガスチャンバ８
との接続部である。第２の接続部は、ニューマチックシリンダ３８の制御チャン
バ３１との接続部である。第３の接続部は、排出部と連通している。スライド部
材２３は、チャネル３２を有しており、これらのチャネルは、対応する接続部を
介して、トリガ機構の初期位置においては、ニューマチックシリンダ３８の制御
チャンバ３１を排出部に接続させ、トリガ２２を押し付けている間は、ガスチャ
ンバ８をニューマチックシリンダ３８の制御チャンバ３１に接続させる。被制御
弁、制御弁及びニューマチックシリンダ３８の全ての可動な部材は、シールリン
グとして形成されたシール３９によってシールされている。

【００５３】 ガス−液滴流を発生するための装置及び該装置の構造的部分としての弁は、二
相作動流体を供給するために以下のように働くように設計されている。

【００５４】 装置は、初期動作条件にされる。タンク１６から延びる液体供給管及びボトル
１５から延びるガス供給管に設けられた弁１９，２０が開放している。空気は、
圧力レベルを特定の範囲に制御する（減じる）減少装置１８に進入する。減少装
置１８の出口から流出するガスは、フレキシブルなホース１０，１１を充填する
。ガスは、ホース１０，１１を通ってタンク１６の加圧チャンバ及び二相作動流
体供給被制御弁のガスチャンバ８へ進入する。タンク１６から加圧された液体を
供給することにより、水は引き続きフレキシブルなホース１０と被制御弁の液体
供給チャンバ９とを充填する。

【００５５】 したがって、装置の初期動作条件においては、被制御弁のチャンバ８，９はそ
れぞれ、閉鎖弁部材５，６が通常の閉鎖された状態のままで空気及び水によって
充填される。

【００５６】 図１に示されたロッド移動制御システムに制御信号が伝送されると、制御ユニ
ット１４は駆動装置１３と電源とを接続させる。駆動装置１３が始動されると、
ロッド７と、閉鎖部材５と、ロッドに固く取り付けられたストッパ１２とが、移
動制限部材（図１には示していない）によって決定された所定の位置にまで移動
する。まず、水を供給する弁が開放され、閉鎖部材５が、ガスチャンバ８に位置
した座部から分離する。

【００５７】 この装置の特徴は、空気供給弁が、水供給弁が開放する時点よりも遅れて開放
することであり、この遅れは、ストッパ３５の支持面と可動な閉鎖部材６の対向
する支持面との間の間隙の大きさによって決定される。最適な間隙の大きさ“ａ
”は０．３〜１ｍｍ（考慮されているケースの場合ａ＝０．５ｍｍ）である。水
供給弁は、ストッパ１２が行程“ａ”を完了した後に、可動な閉鎖部材６をばね
が座部に押し付ける力を克服するように、開放する。

【００５８】 二相作動流体供給の制御弁が閉鎖されると、制御ユニット１４が、駆動装置１
３と電源との対応する接続を行い、その結果、ロッド７が初期位置へ移動する。
ロッド７の戻り行程の場合、まず液体供給弁が閉鎖し、液体供給弁の閉鎖部材６
がばねによって液体チャンバの座部へ押し付けられる。その後、ロッド７の余分
な動作の時間の間、空気供給弁は開放したままであり、この時間は間隙の大きさ
“ａ”によって決定される。この構成は、ガス流の供給が遮断される前に、混合
チャンバへ供給される予備液体を遮断することができる。

【００５９】 液体とガスの供給の所要のアルゴリズムを実施することにより、空気流を予備
的に供給することができ、次いで、水の流れは、噴射オリフィスを備えた固い円
筒状の壁部として形成された設備、すなわち液体分散手段３によって、混合チャ
ンバ２内へ分散される。これにより、チャンバ２へ進入する水の流れは、速やか
に空気流によって取り囲まれ、この空気流において付加的な液体分散及びガスと
の混合が生じる。前記プロセスの結果、二相流がチャンバ内に形成され、この二
相流は、ノズル１へ進入し、ノズル１において流れが加速され、Ａの方向（図１
参照）に流れる加速されたガス−液滴流が生ぜしめられる。

【００６０】 装置が停止されると、この場合消火のための作動流体である水が混合チャンバ
２へ進入することを遮断され、次いで、ガスキャリヤの流れが遮断される。この
プロセスは、十分に高速の加速されたガス−液滴流を生ぜしめ、制限された液体
の供給の損失を最小限に、作動流体の流れを遮断する。このプロセスは、特に、
例えば局所的な火災領域を消火する場合における、装置のマルチスタートにおい
て重要である。

【００６１】 装置の手動での制御のために有利な、図２に示した装置の別の実施例において
は、ボディ４のハンドル２１に配置されたトリガ機構を備えたニューマチックシ
ステムが、ロッド移動制御システムとして使用されている。トリガ２２をＦの方
向（図２参照）に押すと、トリガは支持体２４に対して移動し、トリガ２２にヒ
ンジ結合された制御弁スライド部材２３がＣの方向に並進移動する。

【００６２】 スライド部材２３の運動は、ボディ４の面２５に当て付けられたばねの弾性力
によって抵抗される。トリガ２２がＦの方向に完全に押し付けられているときに
は、ばね２６は圧縮された状態であり、スライド部材が所定の位置に設定される
。この位置において、チャネル３２が、ガス供給チャンバ８と接続された弁結合
部を、ニューマチックシリンダ３８の制御チャンバ３１と接続された弁結合部と
連通する。その結果、減少装置１８によって割り当てられた加圧空気が、ガス供
給チャンバ８から制御チャンバ３１へ進入し、制御チャンバ３１における圧力Ｐ
を増大させる。ピストン２７に作用する過剰圧力のために、ピストン２７は、ニ
ューマチックシリンダ３８のボディに当接するばねの弾性力を克服しながら上方
へ移動する。

【００６３】 ピストン２７の移動の間、ピストン２７は、Ｂの方向に移動するレバー機構２
８を介してロッドに作用する（図２参照）。レバー機構２８のアームの比は、ｂ
／ｃ＝１／５に選択されており、、ピストン２７の直径は２０ｍｍであり、これ
により、ニューマチックシリンダ３８をハンドル２１内に配置することができ、
ハンドルのサイズは、手動での制御に適している。ロッド７と、チャンバ８，９
それぞれの壁部との間の間隙は、ロッド７の停止位置及び移動時においてシール
３９によってシールされている。

【００６４】 ロッド７が移動する場合、まずガス供給チャンバ８の座部３３に取り付けられ
た閉鎖部材５が開放し、次いで間隙サイズ“ａ”によって決定された分だけ遅れ
て、ストッパ３５が、移動させられる閉鎖部材６の支持面と接触させられ、初期
状態において閉鎖部材６を座部３４に押し付けているばね３７の弾性力を克服し
て、閉鎖部材６を液体供給チャンバ９の座部３４から離反させる。閉鎖部材５，
６の運動のこのプロセスを保証した結果、空気流の弁が、水の流れにおける弁の
開放に対して遅れて開放する。遅れの時間は、ストッパ３５の支持面と、可動な
閉鎖部材６の対向する支持面との間の間隙のサイズによって決定される。

【００６５】 したがって、装置が始動されると、空気流の予備的供給が行われ、次いで、液
体分散手段として働く円筒状壁部３に設けられた噴射オリフィスを流過すること
によって希薄な流れとして水が流れる。

【００６６】 水の流れが混合チャンバに供給された後、装置はすぐに、割り当てられた動作
モードを、混合チャンバ２に進入する水の流れが空気流によって捕らえられると
いう理由により達成する。この空気流においては、付加的な液体の分散及び液体
のガスとの混合が行われる。前記混合チャンバ２におけるプロセスの結果、二相
流が生ぜしめられ、この二相流は次いでノズル１へ進入し、このノズルにおいて
流れが加速され、Ａの方向に流れる加速されたガス−液滴流が生じる（図２参照
）。

【００６７】 図２に示された二相作動流体供給の制御弁を閉鎖するために、トリガ２２の力
が弛緩され、その後、スライド部材が、予め圧縮されていたばね２の力によって
初期状態へ移動する。ガス供給チャンバ８と接続された被制御弁が接続部が遮断
される。スライド部材２３に設けられたチャネル３２が、ニューマチックシリン
ダ３８の制御チャンバ３１と接続された、初期状態における弁接続部を、排出部
と接続された接続部と接続させる。その結果、圧力Ｐｃが、大気の１（atmosphe
ric one）にまで減少する。次いで、ピストン２７が、圧縮ばね２９の作用によ
って、レバー機構２８と相互作用しながら初期位置にまで移動し、レバー機構２
８自体はロッド７と接続されている。

【００６８】 加えられた力の作用によって、ロッド７は初期位置にまで移動する。Ｂの方向
に対するロッド７の運動のプロセスにおいて、まず閉鎖部材５が座部３と接触す
ることによって液体流供給弁が閉鎖され、次いで閉鎖部材６が座部３４と接触す
ることによってガス流供給弁が閉鎖される。

【００６９】 液体流供給弁の閉鎖に対するガス流供給弁の閉鎖の遅れも、ストッパ３５の支
持面と、可動な閉鎖部材６の対向する支持面との間の間隙の大きさ“ａ”によっ
て決定される。これにより、ガス流の供給を遮断する前に、混合チャンバへの予
備的な液体流の供給を遮断することができる。二相作動流体の流れの供給を手動
弁制御によって行うことができることにより、二相流の供給の遮断プロセスにお
いて、非生産的な作動流体の損失を排除することができ、装置の再始動に対する
容易さを保証する。作動流体の供給は、１６ｌのタンク容積によって制限されて
いる。

【００７０】 装置動作中、ノズル入口におけるガス圧Ｐと、二相流における相対的な液体濃
度ｇとは、ある条件から選択される： P・g≦5.7・10⁸Pa、ここでg＝G₁/G_g G₁=質量液体流 G_g=質量ガス流 この条件は、ガスにガス−液滴液相を生ぜしめることができる場合のガス流に
おける極限液体粒子密度を特徴とする（国際公開第９８／０１２３３１号パンフ
レット参照）。この条件を実施する間、液滴液相とガスキャリヤとから成る二相
流を所望の速度にまでノズルにおいて加速する可能性が現れる。

【００７１】 所望の流れフライト範囲（stream flight range）が得られるガス−液滴流の
所望の速度は、ノズル１の入口におけるガスの圧力値によって決定される。消火
条件に依存した割り当てられたガス液滴流れ範囲は、成形されたノズル１のチャ
ネル長さを選択することによって、あるガス圧力値レベルにおいても達成される
。前記チャネル長さは、このために可変に形成されている。空気流における消火
物質分散の所要の均一性及び微細に分散された液滴の均一性は、その平均直径は
５０ｍｍであるが、可変ノズル１の長さ、サイズ及び量並びに液体流れ分散手段
の噴射オリフィス配列を選択することによっても保証される。

【００７２】 前記知識は、特許される発明のグループを実施しかつ前記技術的結果を達成す
る可能性の証拠である。

【００７３】 工業上の適用 ガス−液滴流を生ぜしめるための装置は、この装置の構造的な部材として、本
発明による二相の流体の流れを供給するための弁を有しており、前記装置は、ガ
ス液滴流の制御された供給が、種々異なる問題を解決するために必要とされるよ
うな、種々異なる行為分野において使用することができる。

【００７４】 消火技術において、本発明は、霧状スクリーン及び有向消火二相流を形成する
手段として適用することができる。本発明は、耕地散水及び異なるタイプの物質
の分散のために農業において使用することもできる（従来の装置は、例えば本特
許出願人によるソ連特許第３８０２７９号明細書より公知である）。

【００７５】 その他に、特許される本発明に基づき実施される装置は、消毒、脱臭、防腐（
anticepting）のための室内での異なる物質の散布のための家庭電化製品手段（h
ome appliance means）として使用することができる。

【００７６】 特許される発明は、消火のために設計された有利な実施例に基づき記載されて
いるが、当業者は、変更、例えば別の作動流体、共通の思想からの逸脱なしに装
置及び弁の別の構造的実施例を使用しながら、本発明の主題が、特許される請求
項に従って生じることができるということが分かる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 特許される発明による装置を示す概略図である。

【図２】 本発明の実施例の内の１つに従って、共通のボディに取り付けられたノズル、
混合チャンバ及び二相作動流体供給弁を示す図である。

【符号の説明】

１ ガスダイナミックノズル、 ２ 液体・ガス混合チャンバ、 ３ 液体分
散手段、 ４ ボディ、 ５，６ 閉鎖部材、 ７ ロッド、 ８ ガス供給チ
ャンバ、 ９ 液体供給チャンバ、 １０ 液体供給管、 １１ ガス供給管、
１２ ストッパ、 １３ 駆動装置、 １５ 加圧ガスボトル、 １６ 水タ
ンク、 １７ ホース、 １８ ガス圧レギュレータ、 １９，２０ 弁、 ２
１ ハンドル、 ２２ トリガ、 ２３ スライド部材、 ２４ 支持体、 ２
５ 装置ボディ、 ２６ ばね、 ２８ レバー機構、 ２９ ばね、 ３０，
３１ 制御チャンバ、 ３２ チャネル、 ３３，３４ 座部、 ３５ ストッ
パ、 ３７ ばね、 ３８ ニューマチックシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ ，ＣＡ，ＣＮ，ＣＺ，ＥＥ，ＦＩ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＧ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＴ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＫ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ ，ＴＲ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (71)出願人 ｄ．４、Ｖｏｌｏｋｏｌａｍｓｋｏｅ Ｓ ｈｏｓｓｅ、ＧＳＰ、125 871 Ｍｏｓｃ ｏｗ、Ｒｕｓｓｉａｎ Ｆｅｄｅｒａｔｉ ｏｎ (72)発明者 エドゥアルト アレクサンドロヴィッチ ドルキン ロシア国 モスクワ バラクラフスキー プロスペクト ドゥ １ クヴァルティー ラ 267 (72)発明者 アレクサンドル ウラディミロヴィチ カ ルピシェフ ロシア国 モスクワ オリンピースキー プロスペクト ドゥ 28 クヴァルティー ラ 435 (72)発明者 イゴール アレクサンドロヴィッチ レペ シンスキー ロシア国 モスクワ レニングラードスコ エ ショセー ドゥ 132 クヴァルティ ーラ 24 Ｆターム(参考） 3H067 AA01 AA02 BB02 BB12 CC04 CC07 CC21 DD05 DD12 DD22 DD33 DD47 4F033 QA06 QB02Y QB03X QB12Y QB15X QD03 QD15 QE19 QE21 QF02X QF02Y QF07X QF07Y QF15X

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス−液滴流を生ぜしめるための装置であって、ガス・液体
   混合チャンバ（２）に接続されたガスダイナミックノズル（１）と、噴射オリフ
   ィスを備えた、前記混合チャンバ（２）に供給される液体の流れを分散させる手
   段（３）と、液体・ガスの供給システムとが設けられている形式のものにおいて
   、 前記混合チャンバ（２）が、液体・ガス供給システムに、二相作動流体供給の
   被制御弁を介して接続されており、これにより、装置の始動時に液体の流れが混
   合チャンバに供給される前に予備的なガスの流れを混合チャンバへ供給すること
   ができ、また、装置が停止される場合にガスの流れが遮断される前に混合室への
   予備的な液体の流れを遮断することができるようになっていることを特徴とする
   、ガス−液滴流を生ぜしめるための装置。
2. 【請求項２】 前記混合チャンバ（２）のボディに解離可能なカップリング
   によってノズル（１）が取り付けられている、請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記混合チャンバ（２）と共通のボディ（４）に被制御弁が
   取り付けられている、請求項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】 前記ボディ（４）に少なくとも１つのハンドル（２１）が設
   けられている、請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 前記ハンドル（２１）に弁制御用トリガ機構が配置されてい
   る、請求項４記載の装置。
6. 【請求項６】 前記被制御弁が、ロッド（７）に取り付けられた２つの閉鎖
   部材（５，６）として形成されており、これらの閉鎖部材が、シールされたチャ
   ンバ（８，９）の壁部に配置された座部と相互作用するようになっており、前記
   チャンバがそれぞれガス及び液体の供給管（１０，１１）に接続されており、さ
   らに前記被制御弁が、ロッド移動制限装置（３６）と、ロッドに固く取り付けら
   れたストッパ（３５）と、ロッド移動制御システムとを有しており、第１の閉鎖
   部材（５）が、ロッド（７）に固く取り付けられていて、ガス供給チャンバ（８
   ）の座部（３３）と接触することができ、第２の閉鎖部材（６）が、ロッド（７
   ）に同軸的に取り付けられていて、ストッパ（３５）と相互作用しながらロッド
   に沿って移動できるようになっておりかつ液体供給チャンバ（９）の座部と接触
   することができ、可動な閉鎖部材（６）をそれぞれの座部（３４）に押し付ける
   弾性的な部材（３７）が設けられており、該部材（３７）が、液体供給チャンバ
   （９）の壁部と可動な閉鎖部材（６）との間に配置されており、弁の通常の閉鎖
   された位置において、ストッパ（３５）の支持面が、可動な閉鎖部材（６）の対
   向する支持面と間隙を形成するように配置されている、請求項１から５までのい
   ずれか１項記載の装置。
7. 【請求項７】 前記ギャップの大きさが０．３〜１ｍｍである、請求項６記
   載の装置。
8. 【請求項８】 前記ロッド移動制御システムが、少なくとも１つの制御弁を
   含んでいる、請求項６又は７記載の装置。
9. 【請求項９】 前記ロッド移動制御システムが、ニューマチックシステムと
   して形成されている、請求項６から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 【請求項１０】 ボディ（４）のハンドル（２１）に配置されたトリガ機構
    が、ニューマチックシステムの制御ユニットとして使用される、請求項９記載の
    装置。
11. 【請求項１１】 前記トリガ機構（２２）が、制御弁のスライド部材（２３
    ）にヒンジ結合されており、該スライド部材（２３）が、弁ボディに取り付けら
    れていて、制限された範囲で並進的に移動することができ、スライド部材（２３
    の支持面と装置のボディの支持面（２５）との間に弾性的な部材（２６）が取り
    付けられている、請求項１０記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記ニューマチックシステムにニューマチックシリンダ（
    ３８）が設けられており、該ニューマチックシリンダのピストン（２７）が、レ
    バー機構（２８）を介して、被制御弁ロッド（７）に運動学的に接続されており
    、ニューマチックシリンダのボディに当て付けられた弾性的な部材が、ピストン
    （２７）の上方の空間に取り付けられている、請求項９から１１までのいずれか
    １項記載の装置。
13. 【請求項１３】 前記弾性的な部材として少なくとも１つのばねが使用され
    ている、請求項６，１１又は１２のうちのいずれか１項記載の装置。
14. 【請求項１４】 被制御弁に３つの接続部が形成されており、第１の接続部
    が、被制御弁ガス供給チャンバ（８）に接続されており、第２の接続部が、ニュ
    ーマチックシリンダ制御チャンバ（３１）に接続されており、第３の接続部が、
    排出部に接続されており、前記スライド部材（２３）が、チャネル（３２）を有
    しており、これらのチャネル（３２）が、トリガ機構の初期位置において、個々
    の接続部を介してニューマチックシリンダ制御チャンバを接続させており、トリ
    ガ（２２）が押し付けられている間は、被制御弁のガス供給チャンバ（８）をニ
    ューマチックシリンダ制御チャンバ（３１）に接続させるようになっている、請
    求項１２記載の装置。
15. 【請求項１５】 液体及びガス供給システムが、少なくとも１つの加圧ガス
    （例えば空気）ボトル（１５）と、１つの水タンク（１６）と、フレキシブルな
    ホース（１０，１１，１７）と、圧力レギュレータ（１８）とを有しており、前
    記ホースが、被制御弁の液体チャンバ（１６）及びボトル（１５）を、被制御弁
    のガスチャンバ（８）及びボトルガス加圧チャンバに接続させている、請求項１
    から１４までのいずれか１項記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記タンク及びボトルがバックパックに配置されている、
    請求項１５記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記液体及びガス供給システムが、搬送手段、すなわち：
    トロリ、自動車又は電気自動車に配置されている、請求項１５記載の装置。
18. 【請求項１８】 前記液体が、消火のために使用される液体であるか又は、
    殺菌及び／又は脱臭及び／又は防腐のために使用される液体である、請求項１か
    ら１７までのいずれか１項記載の装置。
19. 【請求項１９】 二相作動流体供給弁において、ロッド（７）に配置された
    ２つの閉鎖部材（５，６）が設けられており、これらの閉鎖部材が、シールされ
    たチャンバ（８，９）の壁部に配置された座部（３３，３４）と相互作用するよ
    うになっており、前記チャンバ（８，９）がそれぞれ液体供給管とガス供給管と
    に接続されており、さらにロッド移動制限装置（３６）と、ロッド移動制御シス
    テムとが設けられている形式のものにおいて、 さらに、ロッドに固く取り付けられたストッパ（３５）が設けられており、第
    １の閉鎖部材（５）が、ロッド（７）に固く取り付けられていて、ガス供給チャ
    ンバ（８）の座部（３３）と接触することができ、第２の閉鎖部材（６）が、ロ
    ッド（７）に同軸的に取り付けられていて、ストッパ（３５）と相互作用しなが
    らロッドに沿って移動することができかつ液体供給チャンバ（９）の座部（３４
    ）と接触することができ、さらに、可動な閉鎖部材（６）を個々の座部（３４）
    に対して押し付ける弾性的な部材（３７）が、液体供給チャンバ（９）の壁部と
    可動な閉鎖部材（６）との間に取り付けられており、弁の通常の閉鎖位置におい
    て、ストッパの支持面が、可動な閉鎖部材（６）の対向する支持面と間隙を形成
    するように配置されていることを特徴とする、二相作動流体供給弁。
20. 【請求項２０】 前記間隙の大きさが０．３〜１ｍｍである、請求項１９記
    載の弁。
21. 【請求項２１】 前記ロッド移動制御システムが、少なくとも１つの被制御
    弁から成っている、請求項１９記載の弁。
22. 【請求項２２】 前記ロッド移動制御システムが、ニューマチックシステム
    として形成されている、請求項１９〜２１までのいずれか１項記載の弁。
23. 【請求項２３】 前記ニューマチックシステムにニューマチックシリンダ（
    ３８）が設けられており、該ニューマチックシリンダのピストン（２７）がレバ
    ー機構（２８）を介してロッド（７）と運動学的に接続されており、ニューマチ
    ックシリンダのボディに当て付けられた弾性的な部材（２９）が、ピストン（２
    ）の上方の空間に取り付けられている、請求項２２記載の弁。
24. 【請求項２４】 前記弾性的な部材として少なくとも１つのばねが使用され
    ている、請求項１９又は２５記載の弁。
25. 【請求項２５】 二相作動流体供給弁において、ロッド（７）に配置された
    ２つの閉鎖部材（５，６）が設けられており、これらの閉鎖部材が、シールされ
    たチャンバ（８，９）の壁部に配置された座部（３３，３４）と相互作用するよ
    うになっており、前記チャンバがそれぞれ液体及びガスの供給管に接続されてお
    り、さらにロッド移動制限装置（３６）と、ロッド移動制御システムとが設けら
    れている形式のものにおいて、 さらに、前記弁が、ロッドに固く取り付けられたストッパ（３５）を有してお
    り、第１の閉鎖部材（５）が、ロッド（７）に固く取り付けられていて、ガス供
    給チャンバ（８）の座部（３３）と接触することができ、第２の閉鎖部材（６）
    が、ロッド（７）に同軸的に取り付けられており、ストッパ（３５）と相互作用
    しながらロッドに沿って移動することができるようになっておりかつ液体供給チ
    ャンバ（９）の座部（３４）と接触することができるようになっており、可動な
    閉鎖部材（６）を個々の座部（３４）に対して押し付ける弾性的な部材（３７）
    が、液体供給チャンバ（９）の壁部と可動な閉鎖部材（６）との間に取り付けら
    れており、弁の通常の閉鎖位置において、ストッパの支持面が、可動な閉鎖部材
    （６）の対向する支持面と間隙を形成するように配置されることを特徴とする、
    二相作動流体供給弁。