JP2005501703A - スプレーヘッドにおける方法及びスプレーヘッド - Google Patents

Abstract

特に消火用または吸気の給湿用にスプレーヘッド（１）内でミストを生成する方法において、媒体、好ましくは消火媒体が加圧状態でスプレーヘッドの室（２）に入口（３）から供給され、少なくとも１つの第１チャネル（４）を通って少なくとも１つのノズル（５）に送り込まれ、該ノズルは、媒体の流れに直交する方向に幅狭の少なくとも１つのチャネルゾーン（６）、及び媒体の流れ方向においてその後の、媒体の流れに直交する方向において前記幅狭のチャネルゾーンより幅広のチャネル空間（７）を有しており、生成された媒体ミストが該幅広のチャネル空間から出口孔（８）を介して前記スプレーヘッドから放出される。少なくとも１つの第２媒体、好ましくは気体を前記チャネル空間（７）に送り込むことによって、媒体ミストは、少なくともそれの運動量の増加及び／またはそれの液滴サイズの減少の影響を受ける。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載されているように、特に消火用または吸気の給湿用にスプレーヘッド内でミストを生成する方法において、媒体、好ましくは消火媒体が加圧状態で前記スプレーヘッドに入口から供給され、少なくとも１つの第１チャネルを通って少なくとも１つのノズルに送り込まれ、上記ノズルは、媒体の流れに直交する方向に幅狭の少なくとも１つのチャネルゾーン、及び媒体の流れ方向においてその後の、媒体の流れに直交する方向において前記幅狭のチャネルゾーンより広いチャネル空間を有しており、生成された媒体ミストが該広いチャネル空間から出口孔を介して前記スプレーヘッドから放出されるようにした方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
また、本発明は、請求項７の前提部に記載されているように、好ましくは消火用または吸気の給湿用にミストを生成するスプレーヘッドにおいて、入口と、入口から少なくとも１つのノズル内へ続く流体通路とを備えており、上記ノズルは、流体通路に直交する方向に幅狭の少なくとも１つのチャネルゾーン、及び流体通路の方向においてその後の、前記流体通路に直交する方向において該幅狭のチャネルゾーンより広いチャネル空間を有しており、発生媒体ミストが該広いチャネル空間から出口孔を介して該スプレーヘッドから放出されるようにしたスプレーヘッドに関する。
【０００３】
本発明の主題に従ったスプレーヘッドが、国際特許出願第ＷＯ ０１／４５７９９号から知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
［発明の簡単な説明］
本発明の目的は、噴霧されるミストの平均液滴サイズ及び／または浸透度（penetration）をさまざまな用途に合わせて容易に調節して最適化することができる、まったく新しいタイプの解決策を作り出すことである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の方法は、主に、少なくとも１つの第２媒体、好ましくは気体をチャネル空間に供給することによって、媒体ミストが、少なくともそれの線形運動量（linear momentum）の増加及び／またはそれの液滴サイズの減少の影響を受けることを特徴とする。
【０００６】
本発明の方法は、特許請求の範囲第２項から第６項に示されているものによってさらに特徴付けられる。
【０００７】
本発明のスプレーヘッドは、第２媒体を広いチャネル空間に供給し、該第２媒体を、チャネル空間内に少なくとも部分的に生成されたミストと混合させるための少なくとも１つの第２チャネルがスプレーヘッドのノズルに、設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のスプレーヘッドは、特許請求の範囲第８項〜第１１項に示されているものによってさらに特徴付けられる。
【０００９】
本発明の解決策は、多くの重要な利点を有する。第２媒体を広いチャネル空間に供給することによってミストに影響を及ぼすことにより、ミストの運動量をいちじるしく増加させることができ、それにより、浸透度の向上を達成することが可能である。他方、本発明の解決策により、ミストの浸透度を大して損なうことなく、ミストの液滴サイズを実質的に減少させることができる。第３に、供給媒体の供給圧力を互いに同一にする必要がない。本発明のノズルは、液体と気体の割合を変化させることによって、広範な適応性を有する。極端な場合、ノズルに液体だけを供給することが可能であり、この場合も、結果的にミストが生成される。消火用に加えて、本発明の解決策は、多くの他の用途に使用することができる。したがって、本発明のノズル(nozzle solution)は、ディーゼルエンジンなどのさまざまなエンジンまたはタービンにおける吸気の給湿に使用することができる。
【００１０】
［発明の詳細な説明］
以下に、添付の図面を参照した例示の補助によって本発明を詳細に説明する。
【００１１】
図１及び図２は、本発明に従ったスプレーヘッドを示している。スプレーヘッド１は、含水消火媒体などの媒体のスプレーヘッドへの供給用の少なくとも１つの入口３を設けた室（チャンバー）２を備えている。媒体は、入口３から、中央チャネルなどの、典型的には少なくとも１つの第１チャネル４を有する流体通路を介して、好ましくは少なくとも１つの孔１６を通って少なくとも１つのノズル５に送り込まれる。ノズル５は、媒体の流れ方向（流体通路の方向）において、最初に、媒体の流れ方向（流体通路の方向）に直交する少なくとも１つの方向において幅狭のチャネルゾーン６と、その後に、該幅狭のチャネルゾーンより広い幅のチャネル空間７とを有しており、生成された霧（mist）又はミストは広い空間からノズルの出口８を通ってスプレーヘッド１から放出される。したがって、主に幅狭のチャネルゾーン６と幅広のチャネル空間７とからなるノズル５は、好ましくは第１チャネル４に対して角度βで配置されている。角度βは典型的には、０〜９０度、好ましくは１０〜８０度の大きさを有するが、ある用途においては、１２０度もの大きさにすることさえできる。
【００１２】
本発明のスプレーヘッドは、少なくとも１つの第２チャネル９を追加的に備えており、これは、ノズルのチャネル空間７に接続している。第２チャネル９は、たとえば、チャネル空間７の壁に、好ましくは側壁に形成された穴を介してノズルのチャネル空間につながっている。第２チャネル９には、少なくとも１つの第２入口１０を介して第２媒体、好ましくは気体を供給することができる。図に示された実施形態では、第２チャネル９は、媒体の流れ方向と逆の方向（すなわち、第２入口１０からチャネル空間７までの第２流体通路の方向と逆の方向）に見て、第２チャネルをチャネル空間７に接続する幅狭の部分１１と、第２の幅広のチャネル部分１２とを有する。図に示した例は、第２チャネル９と第２入口１０との間に室空間１３を有し、これは、考えられる他の第２チャネル９を少なくとも１つの第２入口１０に接続する。図に示した実施形態では、スプレーヘッドが２つの第２入口１０を有する。
【００１３】
図に示した例では、スプレーヘッド１に複数のノズル５が設けられており、典型的には中央チャネル４の周りの連続的な配置に分配させて、好ましくは互いに放射状に設けられている。
【００１４】
ノズルのチャネル７、９は典型的には、垂直断面が円形を有するように、機械加工、好ましくはドリル加工によって形成される。したがって、ノズルのチャネル空間７は、好ましくは主に円筒形である。当然ながら、他の適当な形状を使用することもできる。
【００１５】
図３は、図２に示されているスプレーヘッドのノズル５の拡大図である。
【００１６】
第２チャネル９は、ノズルのチャネル空間７内の流れ方向に対して角度θをなす。角度θは典型的には、１０〜９０度、好ましくは２０〜８０度である。場合によっては、角度θが９０度を超えることさえありうる。
【００１７】
媒体用の第２チャネル９は典型的には、第２媒体をスプレーヘッドに送り込むために使用される加圧管路系に接続される。第２媒体は、第２入口１０を介して第２媒体チャネル９に入り込む。第２入口１０には、加圧管路の接続用に、例えば入口１０に設けられたねじ１４に、取り付けられる、継手スリーブを設けることができる。第２媒体は好ましくは気体である。気体は典型的には、不活性気体、空気、または、たとえば窒素である。当然ながら、気体は混合気体で構成することもできる。気体は好ましくは不燃性気体である。気体は、たとえば、ガスボンベなどの圧力タンクから、またはたとえばコンプレッサーによって、加圧状態で入口１０を介して第２チャネル内に供給される。気体を加圧状態でノズルのチャネル空間７に供給することによって、生成されたミストは圧力の影響を受け、これにより、一方では液滴サイズの減少及び／または液滴の運動量の増加が得られる。その結果、生成されたミストの浸透度が増加し、したがって、消火に非常に有効な解決策が達成される。
【００１８】
図に示したスプレーヘッド実施形態は主室２を有し、これは少なくとも部分的に外部フレーム１５内に配置されている。外部フレームには、第１媒体用の入口孔３と、第２媒体用の少なくとも１つの第２入口孔１０とが設けられている。入口孔３から中央チャネル４を経てノズル５に達する流体通路または通路が存在し、また、第２入口孔１０から第２チャネル９を経てノズルのチャネル空間７に入る第２媒体用の第２流体通路または通路も存在するように、室２が外部フレーム１５内に配置される。外部フレームと室との間には、第２チャネル９を少なくとも１つの第２入口孔１０に接続するための、好ましくはリング状の室空間１３が形成されている。
【００１９】
したがって、本発明は、特に消火用に、スプレーヘッド１内にミストを、特に液体ミストを生成する方法に関する。本発明の方法では、媒体、好ましくは消火媒体気体プレーヘッドの入口３から室２の内部へ加圧状態で送られ、チャネル４を通って少なくとも１つのノズル５に送り込まれる。ノズルは、媒体の流れに直交する方向に幅狭の少なくとも１つのチャネルゾーン６と、媒体の流れ方向においてその後の、媒体の流れに直交する方向において幅狭のチャネルゾーンより幅広のチャネル空間７とを有しており、生成された媒体のミストは広い空間から出口ポート８を介してスプレーヘッドから放出される。ノズルのチャネル空間７内において、少なくとも１つの第２媒体、好ましくは気体をチャネル空間７に送り込むことによって、媒体ミストは、少なくともそれの運動量の増加及び／またはそれの液滴サイズの減少の影響を受ける。本方法の好適な実施形態によれば、少なくとも１つの第２媒体が、少なくとも１つの第２チャネル９を介してチャネル空間に送り込まれる。第１媒体は典型的には、主に水などの液体、または液体と気体との混合物からなる。消火用の場合、媒体は典型的には、含水消火媒体からなる。第１媒体流は好ましくは、ノズル５に流れ込む前に偏向される。媒体の流れは典型的には、角度βで偏向される。偏向によって、ミストをより効果的に発生させることができる。
【００２０】
第２媒体は好ましくは気体であって、加圧状態でチャネル空間７に送り込まれる。気体は、不活性気体、空気、または、たとえば窒素とすることができる。気体は混合気体でもよい。使用される消火媒体は、典型的には液体、好適には水であり、この場合は水ミストが生成される。本方法で使用されるライン圧力は、実施形態によって変えることができる。第１媒体の圧力は、典型的には１０〜３００バール、好ましくは５０バールを超える。第２媒体の圧力を変化させることによって、ノズルによって生成されるミストの特性に影響を及ぼすことができる。本発明のノズルは、いわゆる自己吸引形（self-suction type）であり、これは、ノズルにおける第２媒体の噴霧が、第２チャネル９内の吸引を生じることを意味する。本発明のノズルは、第２媒体の供給圧力が最低限まで低下した場合でも、十分にうまく機能し続ける。
【００２１】
本発明が上記実施形態に制限されないで、特許請求の範囲内で変更できることは、当該技術分野の技術者には明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明によるスプレーヘッドの側面図を示す。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿ったスプレーヘッドの断面図を示す。
【図３】図２のスプレーヘッドのＸ部分の拡大詳細図を示す。

Claims (11)

1. 特に消火用または吸気の給湿用にスプレーヘッド（１）内でミストを生成するための方法において、媒体、好ましくは消火媒体が、加圧状態で、入口（３）から該スプレーヘッドに供給され、少なくとも１つの第１チャネル（４）を通って少なくとも１つのノズル（５）に送り込まれ、前記ノズルは、媒体の流れに直交する方向に幅狭の少なくとも１つのチャネルゾーン（６）と、媒体の流れ方向においてその後の、媒体の流れに直交する方向において該幅狭のチャネルゾーンより幅広のチャネル空間（７）を備えており、生成された媒体ミストが前記幅広のチャネル空間から出口孔（８）を介して該スプレーヘッドから放出され、少なくとも１つの第２媒体、好ましくは気体を該チャネル空間（７）に送り込むことによって、該媒体ミストは、少なくともそれの線形運動量の増加及び／またはそれの液滴サイズの減少の影響を受けることを特徴とするミストを生成するための方法。
2. 前記少なくとも１つの第２媒体は、少なくとも１つの第２チャネル（９）を介して該チャネル空間（７）に送り込まれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 第１媒体は、水などの液体、または、液体及び気体の混合物であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 該第２媒体は気体であって、加圧状態で該チャネル空間（７）に送り込まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 第１媒体の流れは、該ノズル（５）に流れ込む前に、該入口（３）と該少なくとも１つのチャネルゾーン（６）との間で偏向されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 第２媒体の流れは、角度（θ）で該幅広のチャネル空間（７）に流れ込むことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 好ましくは消火用または吸気の給湿用にミストを生成するためのスプレーヘッド（１）であって、入口（３）と、該入口から少なくとも１つのノズル（５）へ通じる流体通路とを備えており、前記ノズルは、該流体通路に直交する方向に幅狭の少なくとも１つのチャネルゾーン（６）、及び該流体通路の方向においてその後の、該流体通路に直交する方向において該幅狭のチャネルゾーンより幅広のチャネル空間（７）を備えており、生成された媒体ミストが前記幅広のチャネル空間から出口孔（８）を介して該スプレーヘッドから放出され、第２媒体を該幅広のチャネル空間（７）に送り込み、該チャネル空間内に少なくとも部分的に生成されたミストと前記第２媒体とを接触させる少なくとも１つの第２チャネル（９）が該スプレーヘッドの該ノズル（５）に設けられていることを特徴とするスプレーヘッド。
8. 該スプレーヘッドの該流体通路は１つの第１チャネル（４）を備えており、該ノズル（５）は、少なくとも１つの第１チャネル（４）に対して角度（β）で適合されており、それにより、該ノズルの該幅狭のチャネルゾーン（６）内の媒体の流れは、該第１チャネル（４）内の媒体の流れに対して角度（β）をなすことを特徴とする請求項７に記載のスプレーヘッド。
9. 該スプレーヘッド（１）は複数の前記ノズル（５）を備えていることを特徴とする請求項７または８に記載のスプレーヘッド。
10. 該第２チャネル（９）は、該チャネル空間（７）に対して角度（θ）で配置されていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。
11. 該第２チャネル（９）は圧力管路系に接続されることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載のスプレーヘッド。

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