JP2015531670A - ノズルシステム - Google Patents

Abstract

ノズル装置(610)とパイプライン(614)を備えたノズルシステム。ノズル装置はパイプラインに対して両者間に流体連通状態が存在するよう取り付けられ、第1の入口(631)と第2の入口(622)と出口とを有し、第1の入口(631)の少なくとも一部がパイプラインの中心に、すなわちその中心軸線の15％内に存在するようパイプライン内へ延在しており、第2の入口(622)はパイプライン内に存在するがパイプライの中心から外れており、第2の入口はそれ自体に、たいていノズル装置(610)の主軸線と平行な少なくとも1つ、通常少なくとも4つの直線開口(625)を備えたフィルターを備える。好ましくは第1の入口は第2の入口よりも大きな開口で、ノズル装置の端部に設けられ、第2の入口はノズル装置の側方に設けられる。本実施形態ではデブリがパイプラインの内面に蓄積するとき(同心腐食)、流体は依然としてパイプライン中心の入口を経て流動でき、それゆえ詰まりが起きにくい。

Description

本発明は、流体を分配するためのノズル装置、ならびにノズル装置およびパイプラインを備えたノズルシステムに関する。

ノズル装置およびスプリンクラーは、ビルディングおよび海洋オイルおよびガスプラットホームといったその他の施設において広く使用されている。オープンスプリンクラーシステムを作動させるとき、スケールが必然的に存在する。それは、空気および水による金属の酸化によって生じる。このスケールまたは他の汚染物質によってスプリンクラーノズルの詰まりおよび余剰化が定期的に生じる。

オイルおよびガスバーナーは同様の問題を抱えている。実際、出口からのクリヤーな流体経路を必要とする流体システムは、さまざまな種類の汚染物質によって阻害されることがある。

潜在的にノズルを詰まらせ得るスケールあるいはその他の粒子の存在に対処するための従来の手法は、そこでより大きな粒子がブロックされる上流側スクリーンを含む。しかしながら、本発明者は、これは、スクリーン自体が詰まった状態となり、スプリンクラーといった流体システムの出口ポイントを経てやって来る流体を阻害または妨害するために、依然として部分的に不十分であることを見出した。

本発明の第１の態様によれば、ノズル装置およびパイプラインを備えたノズルシステムが提供され、このノズル装置はパイプラインに対して、両者間に流体連通状態が存在するように取り付けられており、当該ノズル装置は、第１の入口と、第２の入口と、出口とを有し、当該ノズル装置は、第１の入口の少なくとも一部がパイプラインの中心に存在するようにパイプライン内へ延在している。

パイプラインの中心は、直径で図って、パイプラインの中心軸線の１５％内に存在する。例えば、直径の中間ポイント（すなわち５ｃｍ）に中心軸線を有する直径１０ｃｍのパイプラインにおいて、中心は、３ｃｍの全直径を伴って、中心軸線から直径＋/−１．５ｃｍによって規定される。

したがって、本発明者は、パイプラインにノズル装置を配置する従来の方法は、パイプが時折詰まることがあるので欠点を有することに気付いた。しかしながら、パイプラインの中心にノズル装置の入口を配置することによって、それがパイプライン自体の中央に達するようにデブリが特にひどくなるまで（これは、おそらく、パイプライン自体を詰まらせるであろう）、パイプラインの内縁に使用時に堆積するデブリはノズル装置を詰まらせない。したがって、そうしたノズルは、デブリがパイプラインの内縁に存在するときに詰まりを起こしやすい既存のノズルに対する改善である。

ノズル装置は、パイプライン内に存在するが、パイプライの中心から外れた第２の入口を備えてもよく、この第２の入口は、それ自体に少なくとも一つの直線開口を備えたフィルターを備える。

第１の入口は、第２の入口よりも大きな開口であってもよく、好ましくはノズル装置の端部に設けられ、かつ、第２の入口はノズル装置の側方に設けられる。

それゆえ、第１および第２の入口は、互いにある角度を、通常は９０度の角度をなす。第１の通路は軸方向通路を提供する。そして第２の入口は側方通路を提供する。

概して、ノズル装置の入口がパイプラインの中心軸線の近くに設けられるほど、より大きな利益が得られる。したがって、入口はパイプラインの中心軸線の１０％、任意選択で５％内であってもよい。

ノズル装置は、通常、パイプラインに対して直角に取り付けられるが、６０〜１００度の角度であっても、あるいはより大きな、例えば２０〜１６０度であってもよい。ノズル装置の入口の一部は中心から外れていてもよい。例えば、ノズル入口の第１の入口部は、本明細書中で説明するようにパイプラインの中心に存在し、かつ、第１の入口部分とノズル装置の残部との間の第２の入口部分は、中心から外れてパイプライン内に設けられてもよい。

ノズル装置の残部はフィルターを備えることができる。

ノズル装置は本明細書中で説明したノズル装置であってもよく、必須ではないが任意選択で、やはり以下で説明する本発明の第２の態様に基づくものであってもよい。本発明の第２の態様のノズル装置の好ましいその他の任意の特徴は、本発明の第１の態様に基づくノズル装置の好ましい任意の態様である。

ある実施形態では、公知のノズルは、延長されたノズルの入口の少なくとも一部がパイプライン中心に存在するように延長されたノズル入口がパイプライン内へと延在するように、延長／アダプター部品を付加することによって、本発明の第１の態様に基づくノズル装置へと変換される。

したがって、本発明は、ノズルを改変する方法であって、延長部品を備えたノズルの入口がパイプライン中心へと延在するように、ノズルに対して延長部品を付加することを含む方法が提供される。そうした方法は、本明細書で説明したノズル装置あるいは既存のノズルと共に使用することができる。

延長部品はそれ自体にフィルターを有していてもよい。延長部品のフィルターは、本明細書中で説明するフィルター／第１のフィルターと同じ形態を有していてもよく、かつ、フィルター／第１のフィルターの任意の特徴は、独立して、延長部品のフィルターの任意の特徴である。

ノズル装置に対して延長部品を付加する順序は変更可能である。たとえば、ある特定の実施形態においては、延長部品はまずパイプの孔内に配置されて、延長部品は一端においてパイプの中心へと延在し、続いてノズルが、その他端において、延長部品に付加される。例えば、それは、ネジなどの適切な手段によって内部で固定されてもよい。

本発明の第２の態様によれば、
入口と、
出口と、
入口と出口との間に配置されたフィルターと、
容器と、を備えたノズル装置であって、
このノズル装置は、フィルターにとって過度に大きな粒子のための第１の流路と、フィルターにとって十分に小さな粒子のための出口に向かう第２の流路とを画定し、かつ、
容器は第１の流路の下流に設けられるノズル装置が提供される。

フィルターは、通常、それ自体に少なくとも一つの孔を備えたスクリーンである。したがって、第１の流路は、この孔にとって過度に大きな粒子のために画定され、かつ、第２の流路は、この孔を経て移動するのに十分なほど小さな粒子のために画定される。

通常、ノズル装置は容器へのアクセスを可能とするために取り外し可能な部分を備える。これは、取り外し可能な容器自体（あるいはその一部）によって提供されてもよい。

容器は、通常、少なくとも２ｃｍ^３、任意選択で５ｃｍ^３超、任意選択で１０ｃｍ^３超である。通常、容器は、ノズル装置の残部と一体である。

通常、第１および第２の流路はフィルターから始まる。

本発明者は、デブリがラインの終点に蓄積する傾向があることを見出した。好ましくは、したがって、第１の流路は容器内で（あるいは代替的にその上で）終端する。

したがって、第１の流路とのその直接的な流体接続は別にして、好ましくは、容器は、ノズル装置のその他の流路とさらなる直接的な（すなわち第１の流路を経由しない）流体連通状態とはならない。使用時、フィルターと容器との間の第１の流路は圧力下に置かれ、それゆえ、通常、（ノズル装置全体を通る流れが始まった後の）第１の流路内の流れのみが、上記フィルターにとって過度に大きな浮遊粒子の流れである。

装置は、使用時に、流体の流れが容器の外面に向けられるように配置されてもよい。容器は適切な形状とすることができ、例えば、任意選択で容器の中心に向って約１０〜２０ｍｍ延在する、そのエッジの周りで半径方向に離間したスロットを有することができる。このスロットは、それが容器と接する直前の流体の流れの方向と平行であってもよい。代替的にあるいは付加的に、それらは、使用時の装置の方向に基づいて、略垂直（+/-２０度）であってもよい。

取り外し可能な部分は、ほとんど常に、ノズルに対して容易に再取り付け可能な部分である。したがって、取り外し可能な部分は、ネジ接続、スナップ嵌合接続、スプリング、クリップ、ボルトおよびスクリューあるいはその他のそうした機構の一つ以上によって取り外し可能であってもよい。

取り外し可能な部分は容器であってもよく、これは、フィルターといったノズル装置のその他の部分とネジ式接続されてもよい。

フィルターと容器との間に画定される通路は、通常、少なくとも一つのフィルター孔よりも大きなものである。

さらに、容器は、通常、フィルターの出口側と比べて、フィルターの入口側とより直接的に流体連通状態である。

孔は、好ましくは、直線形状であり、ある寸法は第２の寸法よりも大きく、第３の寸法は孔の深さとして規定される。たとえば、第１の寸法は、第２の寸法の長さの３倍超、あるいは８倍超であってもよい。

より長い寸法は、使用時に流体の流れと平行であってもよいが、出口ポジションに依存して、ある実施形態は平行でなくてもよい。例えば、それらは直交していてもよい。

スクリーンは、通常、それ自体に通路を有する筒状スクリーンであり、その上の上記少なくとも一つの孔は筒状スクリーンの表面に（端部ではなく）存在する。したがって、第２の流路は、筒状セクションの通路から筒状セクションの外側に至るように／筒状セクションの通路に至るように筒状セクションの外側から、好ましくは筒状セクションの通路から筒状セクションの外側に至るように存在してもよい。

通常、スクリーンには、複数の、例えば４〜２０の、任意選択で８〜１８の孔が存在するが、これはノズルのサイズに応じて変化し得る。入口とスクリーンとの間のノズル装置の一部は、「入口流路」と呼ばれ、スクリーンと出口との間のノズル装置の一部は、「出口流路」と呼ばれる。スクリーンと容器との間のノズル装置の一部は「容器流路」と呼ばれる。

入口流路は、出口流路と比べて、ノズルの相対的に中央部分であってもよいが、これは、必要とされる実際の水パターンに依存する。

入口流路と第１の流路とは好ましくは共直線状であり、さらに好ましくは、容器流路と共直線状である。入口流路の断面サイズは、好ましくは、入口流路の断面サイズおよび／または容器流路の断面サイズと同じサイズである（任意選択でそれよりも大きい）。この特徴によって、特定の実施形態が、第１の流路（これは容器内で終端する）の終端においてデブリが蓄積することを促進するための流れ圧力を生み出すことが可能となる。

出口は、１７９度までの、任意選択で１０ないし５０度の角度で配置されたチャネルであってもよい。

任意選択で、フィルターと出口との間に第３の流路「出口流路」を形成するためにアウターボディが設けられてもよい。

好ましくは、第１のスクリーンにおける孔のサイズは出口のサイズと等しいかあるいはそれよりも小さい。

このようにして、孔を経て移動するのに十分なほど小さな粒子は出口を詰まらせることがなくなる。なぜなら、出口は同じサイズあるいはより大きいからである。

ある実施形態に関して、好ましくは装置の外周の周りを少なくとも３００度延在し、かつ、フィルターの主長手方向軸線に対して５ないし９０度、たいていは６０ないし８５度の角度をなす傾斜フランジが設けられてもよい。流体は、使用時、フランジに対して、その後、装置の外に案内されてもよい。フランジは、デブリポットに対して取り付けられてもよく、好ましくは、デブリポットと共に一体部品として成形される。

上記フィルターは、以下では、第１のフィルターと呼ぶ。

ノズル装置は、予め規定されたサイズの粒子の流動に抗するために、入口フィルター （通常は、少なくとも一つの孔を備えたスクリーン）をさらに備えてもよい。

だが、入口スクリーンは、二次孔のためには大き過ぎる粒子の流れを可能とするようなサイズとされた第１の相対的に大きな孔を（通常はその端部に）備えてもよい。この反直観的特徴は、（通常はその側方に）十分な粒子が二次孔に堆積しても、入口スクリーンの詰まりを防止する。通常、上記第１の大きな孔は、好ましくは、入口流路および容器流路のサイズと同じサイズである（任意選択でそれよりも大きい）。

通常、複数の二次孔が存在する。二次孔の形状および寸法は、上記の第１のスクリーンに関して先に説明した任意の特徴を含むことができる。好ましい実施形態では、二次（通常は直線状）孔の長さは第１のスクリーンに関して上でさらに説明した等価孔のそれよりも小さい。

好ましくは、入口スクリーンの第２の孔のサイズは、出口のサイズと等しいかあるいはそれよりも小さい。

アウターボディとスクリーンとの間の距離は、通常、使用時に流体の出口速度に影響を与える。通常、この距離は１〜１２ｍｍの範囲内にあり、したがってスクリーンとアウターボディとの間には１〜１２ｍｍのチャネルが存在する。好ましくは、低速ノズル装置に関して、この距離（チャネルの幅）は７〜１２ｍｍの範囲内である。高速ノズル装置に関して、この距離（チャネルの幅）は２〜５ｍｍあるいは２〜３ｍｍであってもよい。

ハウジングあるいはアウターボディが容器を取り囲む実施形態に関して、このファクターは、通常、使用中の流体の流出速度を支配的に決定する。

その他の実施形態に関して、特に容器の外面が流体を分配する実施形態に関して、出口からの容器の間隔はまた、出口速度を変更するために変化させることができる。例えば、容器がノズル出口からさらに離れて配置される場合、そうしたノズル装置は、低速度ノズル装置として機能する傾向を持つ。これは、例えば、容器の外面によって分配される前に流体は減圧のためにさらに多くの時間を持つからである。

通常、出口と容器との間には１〜５０ｍｍのスペースが存在してもよい。低速ノズルとして使用されることを意図されたノズル装置に関して、この距離は、通常、１０ｍｍないし３０ｍｍの範囲にある。高速ノズルとして使用されることを意図されたノズル装置に関して、この距離は、通常、１ｍｍないし７ｍｍの範囲にある。

例えば、ある実施形態において、スクリーンは、２４×１ｍｍのスロット、そして２〜３ｍｍの、スクリーンとアウターボディとの間のチャネルスペース、および出口と容器との間の２ｍｍのギャップを有する。

本明細書で説明するノズルは、その間に流体連通が存在するように、パイプラインに対して取り付けることができ、そしてノズルの入口は、その少なくとも一部がパイプラインの中心に存在するようにパイプライン内に延在する。

上記装置は、水システム、（例えばオイルバーナーにおける）オイルシステムあるいはその他の流体と共に機能するように構成されてもよい。

流体はガスを含むかあるいは含まない液体からなる。たとえば、オイルバーナーの場合、オイル／空気混合物を使用可能である。

本発明はまた、配管から回収されたデブリを計量し、そしてデブリの重量に基づいて配管の完全性を評価することを含む、配管の完全性をモニターする方法を提供する。

この方法は、好ましくは、本明細書に記載された装置を用いて実施される。それは、ある期間にわたって繰り返されてもよい。明らかに、デブリは腐食する配管の指標であり、配管の完全性を評価する際に、より多くの化学防錆剤を添加するかあるいは配管を交換するといった改善措置をとることができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら、単なる例として説明する。

使用状態での本発明に係るノズル装置の断面図である。 本発明に係るノズル装置の分解斜視図である。 図１のノズル装置の破断分解斜視図である。 図１のスクリーン装置の拡大斜視図である。 図１のスクリーン装置の拡大破断斜視図である。 図１のノズルの拡大斜視図である。 図１のデブリポットの拡大斜視図である。 図１のノズルの拡大破断斜視図である。 本発明に係るノズル装置の第２実施形態の破断分解斜視図である。 組み立てられた図９の実施形態の破断斜視図である。 本発明のフィルター装置の一実施形態の斜視図である。 本発明の代替フィルター装置の一実施形態の斜視図である。 本発明に係るノズル装置のさらなる実施形態の斜視図である。 図１３ａのノズル装置の側面図である。 図１３ｂのノズル装置のＡ‐Ａを通る断面図である。 本発明に係るノズル装置のさらなる実施形態の斜視図である。 図１４ａのノズル装置の側面図である。 図１４ｂのノズル装置のＡ‐Ａを通る断面図である。 本発明に係るノズルシステムの一部を形成するノズル装置のその上さらなる実施形態の斜視図である。 ノズル装置およびパイプラインを備えた図１５のノズルシステムの斜視図である。 ノズルシステムの図１５の実施形態の平面図である。 内部コンポーネントを示す、図１５のノズル装置のさらなる図である。

図１および図２は、（エントリー分離器２２およびメインスクリーン２３を備える）スクリーン装置２０と、アウターボディ３０と、デブリポット４０とを備えた、本発明のノズル装置１０の一実施形態を示している。この実施形態は、スプリンクラーと共に使用するための水流に関するが、異なる目的のためのその他の流体もまた、本発明に係るそうしたノズル装置１０またはその他のノズル装置と共に使用できることは明らかである。

さまざまなコンポーネント２０，３０，４０（以下でさらに詳しく説明する）は、図１に示すようにノズル装置１０が水管１４のＴ字部品１６または流体供給システム出口に対して取り付け可能であるように、それらの中心軸線に沿って一つに嵌合する。

使用時、水管１４は、粒子状デブリ１８によって汚染された水を含む、基本機能に関して、汚染水はノズル装置１０の中央通路１２を通って流れ、そして水は、メインスクリーン２３を通過し、それを周囲領域に向ける出口または出口チャネル３６を通過し続ける。メインスクリーン２３を通って流れるには大き過ぎる粒子状デブリ１８は、デブリポット４０と呼ばれる容器へと案内される。したがってデブリは、メインスクリーン２３の経路の外に留まるが、これはスクリーン２３の詰まりあるいは出口チャネル３６の詰まりを阻止し、これによってノズル装置１０が正常に機能することが可能となる。

デブリポット４０は、取り外して、蓄積されたデブリを取り除くために定期的に交換されてもよく、これは、以下で述べるように、腐食速度を計算するために計量することができる。

以下、ノズル装置１０のさまざまなコンポーネントについて、さらに詳しく説明する。

図４および図５に詳しく示すスクリーン装置２０は、一連の直線状スロット２５を備えるエントリー分離器２２を備え、この直線状スロット２５は、水および小さい粒子がそれを通って移動することを可能とするが、大きな粒子の通過は阻止する。メインスクリーン２３は、汚染水を（ｉ）デブリ濃度の高い流れおよび（ｉｉ）純粋な水の流れへと分離する同様な（だが、通常は、ある程度長い）一連のスロット２７を備える。エントリー分離器２２およびメインスクリーン２３は、六角ナット２４の両側に軸方向に整列した状態で設けられる。通路１２は、エントリー分離器２２、ナット２４およびメインスクリーン２３を通って延在する。ナット２４の一部は、以下で説明するように、ネジ２８，２９のためのマウントを上下に提供するために、エントリー分離器２２およびメインスクリーン２３から半径方向外側に延在する。

エントリー分離器２２は、ノズル装置１０の濾過能力に対して付加的能力を提供する。なぜなら、デブリは、Ｔ字部品１６のエッジとエントリー分離器２２との間に蓄積するからである。軸方向通路１２（これは直線状スロット２０よりも大きな開口である）がエントリー分離器２２に設けられるが、これを通って水だけでなく、さまざまなサイズの粒子が流動できる。だが、注目すべきことが、通路１２は、エントリー分離器２２におけるスロット２５を通って移動できない大きな粒子を受け止めるのに十分なほど大きい。したがって、デブリ１８がこのポジションにおいて堆積しても、それは水流を阻害せず、したがってノズル装置１０全体を詰まらせない。したがって、デブリがその飽和ポイントに達したとき、それは、エントリー分離器２２を越えて通路１２内に流入し始める。エントリー分離器２２は、特に、垂直配置されるノズルに適している。

純水の流れは、メインスクリーン２３のスロット２７を通り、出口チャネル３６を出るように移動し、そしてアウターボディ３０によって周囲領域へと案内される。

図６にアウターボディ３０を拡大して示す。それは傾斜部分３２を備えるが、その内側部分３１は、チューブ４８上の対応する部分と一緒に、所望の流体へと水流を導くような形状とされている。傾斜部分３２は、対向チューブ４８に比べて半径方向外側に延在するが、これは、水流の方向付けをそれ以上支援しない。むしろ、それは、より大きな把持面を提供し、かつ、組み立てを簡単にするためにメインスクリーン２３に対してそれを締め付けることを可能とするための六角形プロファイルを有する。ボディ３０はまたカバー部分３３を含むが、これは、その内腔とメインスクリーン２３との間に流路を形成する。アウターボディ３０は、その意図された目的のために適したサイズとされるために、さまざまなサイズおよび異なる角度３１のさまざまな異なるボディによって置き換えることができる。この実施形態では、アウターボディ３０は４５度の角度で中空円錐スプレーを提供する。

デブリポット４０は図７および図８に詳細に示されており、エンドプレート４４を備えた容器４２を含む。デブリポットの開放端において、ソケット４６には、メインスクリーン２３の端部のネジ２６を受けるためにネジが形成され、かつ、（ソケットよりも）大きな直径のチューブ状部分４８は、さらに軸方向に容器４２から延在する。

最初の使用のためにノズル装置１０を組み立てるために、スクリーン装置２０は、ナットフランジ２４に設けられたネジ２８を用いてＴ字部品５に対して固定される。エントリー分離器２２は、したがって、それが取り付けられるＴ字部品５あるいはその他の配管内まで延在し、かつ、メインスクリーン２３はナット２４の反対側から（通常は下方に）延在する。アウターボディ３０のカバー部分は、この場合、メインスクリーン２３の上でかつその周囲に配置され、そしてネジ２９に対して固定される。最後に、デブリポット４０のソケット４６は、メインスクリーン２３の端部においてネジ２６に対して取り付けられる。チューブ状部分４８のエッジ４９は、この場合、アウターボディ３０の内側端部３１と整列させられ、かつ、そこから僅かに離れて配置され、そしてそれらの間に形成されるギャップ１８（図１に示す）は水のための出口チャネルを提供する。注目すべきことに、エッジ４９は入口端部３１の角度を反映するような角度が付けられ（したがって傾斜チャネルを提供し）、その両方は、所望の到達範囲あるいはその他ファクターに依存して変更可能である。

スロット２１を通って進むためには大き過ぎるデブリ粒子に関して、それはデブリポット４０へと進む。容器４２は、大量のデブリが圧力下で捕捉されることを可能とするサイズとされる。

したがって、本発明の実施形態は、水がノズルを通過することを可能とし、それがその最適性能のために必要なＫファクターを達成することを保証する、デブリのない環境を提供する。

本発明の実施形態は有利である。というのは、ノズルを完全に詰まらせるためには、ほとんど直ちに失敗する大きく既存の解決策とは異なり、それは、デブリポットを空にするメンテナンスなしで非常に大量のスケールおよびデブリを除去するからである。

実際、本発明の特定の実施形態に関して、メインスクリーン２３には１２個のスロットが存在するが、ノズルは、これらのスロットのうちただ二つにデブリが存在しない場合にその最適性能のためにノズルが必要とする水の体積および圧力を依然として提供できる。

出口チャネル３６は、いかなる角度にも設定することができる。この実施例の角度は４５度であり、これは冷却運用のために特有である。なぜなら、それが保護している構造体から離れたその最も遠い地点に到達するために、その最適角度で前方に水を送出するからである。この角度は、出口チャネル３６を形成するために、デブリポット４０のチューブ４８によって適合させられる。好ましくは、デブリポット４０はアウターボディ３２よりも大きくはない。

メインスクリーン２３およびカバー３３は、出口チャネル３６を通過する正しい水量および圧力を最適化するようなサイズとされる。

第１実施形態はＴ字部品に対して取り付けられた状態で示されているが、ノズル装置は容易に流体移送出口に取り付けることができる。上あるいは下を向く垂直、水平その他の出口ポイントを使用することもできる。

図９は本発明のノズル装置１１０の第２実施形態を示しており、同じ部品は、「１」が前に置かれることを除いて、同じ参照数字を共有する。ノズル装置１１０は、スクリーン装置１２０と、アウターボディ１３０と、デブリポット１４０とを含む。

スクリーン装置１２０およびデブリポット１４０は先の実施形態に関して説明したように機能するので、さらに説明はしない。

だが、この実施形態では、アウターボディは円筒形状であり、一端が開放され、かつ、逆端は出口チャネルを有する。アウターボディ１３０はデブリトラップ１４０を取り囲み、そして、サポートメンバー１５０に対して固定されるが、これは、今度は、スクリーン装置１２０上の円周方向に延在するナット１２４に対して固定される。

組み立てられたノズル装置１１０が図１０に示されている。使用時、水（またはその他の流体）は、エントリー分離器１２２を経て装置に入るが、これは、その小さなスロット１２５を通るデブリ粒子の流れを妨害する。流れは、スクリーン装置１２０の中央通路１１２を通り、メインスクリーン１２３のスロット１２７を通り、続いてアウターボディ１３０とデブリポット１４０／メインスクリーン１２３との間のボイド１５２内へと続く。スロット１２７を通って進むには大き過ぎる粒子状デブリはデブリポット１４０内に残る。水流は出口チャネル１３６から継続するが、これは、所望の用途にとって、例えばミストを形成するために好適なサイズとすることができる。この構成は完全な円錐スプレープロファイルを可能にする。

本発明の特定の実施形態の利点は、スクリーンが出口チャネルに近くでノズル装置内に設けられることである。したがって、（配管からのスケールといった）汚染物質は配管から捕捉される。これは、スクリーンまたはフィルターが配管の上流に設けられ、スクリーンの下流で放出されたスケールが除去されず、それゆえノズルを詰まらせることがある、その他の設計とは対照的である。

いくつかの代替スクリーン装置２２０，３２０が図１１および図１２に示されており、これらは先の実施形態と同様に機能する。図１２において、スロット３２５，３２７は、先の実施形態とは対照的に、流体の流れに対して垂直な方向に配置されることが分かる。

いずれの場合においても、本発明の好ましい実施形態のためのスロットの配置は、たとえスクリーンの８０％が詰まっても、アウターボディの長さおよびスクリーンを通る通路が出口に至るまでの十分な容積をもたらすようなものとされる。小さな円形孔スクリーンではなく、スロットを設けたことによって、そうした効果が助長されるが、これはまた、スクリーンへの圧力蓄積および放出流体からの損失圧力を最小化する。

本発明の実施形態はデブリの蓄積を可能とするだけでなく、それはまた、出水ライン内の腐食速度を判定するために用いることができる。システムの全ての機能試験の後、全てのデブリポットは、計量にために蓄積されたデブリと共に取り外すことができる。デブリの重量および体積は、試験の頻度と関連付けられたとき、腐食速度を示すように計算することができる。この特徴は、オペレーターが、システム全体の寿命を評価し、そして、いつそれが完全な再構築および再配置を必要とするかを特定することを可能とする。

本発明のさらなる実施形態が図１３ａ〜１３ｃに示されており、類似の部品は、「４」が前に置かれることを除いて先の実施形態の対応する参照番号を使用する。図１３ａの実施形態は、エントリー分離器４２２と、メインボディ４３０と、特に断らない限り先の実施形態に関して説明したように機能するデブリポット４４０とを備える。

注目すべきことに、出口チャネル４３６はスクリーン４２３とハウジング４３０との間に設けられるが、これはより大きく、かつ、デブリポット４４０に向けてスクリーン４２３を通過した流体を案内する。

デブリポット４４０はその外周上に複数のスロット４４７を有する。各スロット４４７は、（使用時に向けられるように）垂直方向に、かつ、デブリポット４３０の中心に向って、通常は５〜２５ｍｍだけ延在する。したがって、それらは互いに半径方向に離間している。

使用時、比較的純粋な流体は、出口４３６からデブリポット４３０へと導かれるが、これは特定の状況で必要なパターンへと流体を分配させる。流体は、デブリポット４４０の外面デザインの経路をたどり、ここで、それは、それを通って流れかつさまざまな方向に流れを方向付けるそのセクションに衝突することができる。これは、パターンが中空円錐または完全円錐パターンであるかどうかを決定する。高い速度は、通常、ハウジング４３０が（図１０の実施形態に従って）デブリポット領域全体を一周しない限り、完全な円錐である。

距離の「ｃ」および「ｄ」は、用途要件に応じて変更可能である。例えば、ｄは、図に示されたものよりも短くてもよく、通常は１〜２０ｍｍである。速度は、出口４３６とデブリポット４４０との間の長さ「ｄ」を延長することによって低減可能である。Ｋファクターを低減するために流れを低減するために、あるいはその逆のために、スクリーン４２３のスロットは少なくてもよく、例えば、同じ面積に２４本の１ｍｍのスロットではなく１２本の１ｍｍ幅のスロットが存在してもよい。これは体積を減少させるであろう。

本発明のさらなる実施形態が図１４ａ〜１４ｃに示されており、同じ部品は、「５」が前に置かれることを除いて、先の実施形態の対応する参照番号を使用する。図１４ａの実施形態は、エントリー分離器５２２と、メインボディ５３０と、特に断らない限り先の実施形態に関して説明したように機能するデブリポット５４０とを含む。

この実施形態では、ノズル装置は、使用中、上向き方向に配置され、そして圧力はデブリポット５４０内でデブリを維持する。デブリポット５４０は、ハウジング５４０に対して約８０度である傾斜フランジ５４５を有する。

使用時、流体はエントリー分離器５２２を通り、メインスクリーン５２３を通り、そしてハウジング５３０とメインスクリーン５２３との間から、それは続いて、デブリポット５４０の傾斜部分５４５によって出口５３６を経て装置の外部へと導かれる。

図１３ａ〜ｃおよび図１４ａ〜ｃに示すノズル装置は、たいてい、高速用途により適した先の実施形態のノズル装置に比べて、中ないし高速用途、あるいは中ないし低速要素により適している。にもかかわらず、それを備えた実施形態は、いかなる速度用途のためにも使用することができる。

図１５は、延長された入口６３１を有するノズル装置のさらなる実施形態を示している。この実施形態の入口は、入口がパイプラインの中心に延在するよう、図１６および図１７に示すように、パイプライン６１４内に延在する。このようにして、パイプライン６１４の内側にデブリが蓄積してさえ（これはその他のノズルを詰まらせる傾向があるであろう）、流体がパイプライン６１４の中心を通って流れている限り、それは詰まりを発生させない。そうした形態は、本明細書中で説明したノズルのいずれかと共に使用可能である。この実施形態では、入口６３１の端部は、１”ないし８”の直径を有するパイプライン６１４の中心軸線の５ｍｍ内にある。

入口６３１はまた二次部分６２２を有するが、これは、流体がその内部を流れることを可能とし、そしてさらに流体を濾過するための一連のライナースロット６２５を備える。

図１８は、外側ハウジングを取り外した状態で図１５のノズル装置を示しており、いくつかの内部コンポーネントを示しているが、これは、概して、先の実施形態に関して説明したように機能する。

注目すべきことに、入口６３１は、別個の部品として設けられており、組み立ての間にパイプライン内に配置される。ノズル装置の残りの部分は、その後、別個の入口部品６３１に対して接続される。

本実施形態はまた、円筒形部材によって容器に対して接続された分散板６５８を含む。

本発明の実施形態は、スプリンクラーのためのＫ‐ファクターを達成することができる多目的用途を有する。

本発明の実施形態はまた、より安全である。というのは、流体と共に僅かなデブリしか巻き散らかさないからである。そうしたデブリは人に被害を及ぼすことがあり、例えば、顔を切ることが分かっており、それは深刻な目の障害を生じる可能性がある。

改良および変更を本発明の範囲から逸脱することなく行うことができる。

５ Ｔ部品
１０ ノズル装置
１２ 通路
１４ 水管
１６ Ｔ字部品
１８ デブリ
２０ スクリーン装置
２１ スロット
２２ エントリー分離器
２３ メインスクリーン
２４ ナット
２５ 直線状スロット
２６ ネジ
２７ スロット
２８ ネジ
２９ ネジ
３０ アウターボディ（コンポーネント）
３１ 端部
３２ 傾斜部分
３３ カバー
３６ 出口チャネル
４０ デブリポット（コンポーネント）
４２ 容器
４４ エンドプレート
４６ ソケット
４８ チューブ
４９ エッジ
１１０ ノズル装置
１１２ 中央通路
１２０ スクリーン装置
１２２ エントリー分離器
１２３ メインスクリーン
１２４ ナット
１２５ スロット
１２７ スロット
１３０ アウターボディ
１３６ 出口チャネル
１４０ デブリポット
１５０ サポートメンバー
１５２ ボイド
２２０ スクリーン装置
３２０ スクリーン装置
３２５ スロット
３２７ スロット
４２２ エントリー分離器
４２３ スクリーン
４３０ デブリポット（ハウジング）
４３６ 出口
４４０ デブリポット
４４７ スロット
５２２ エントリー分離器
５２３ メインスクリーン
５３０ メインボディ（ハウジング）
５３６ 出口
５４０ デブリポット（ハウジング）
５４５ 傾斜フランジ
６１０ ノズル装置
６１４ パイプライン
６２２ 二次部分
６２５ ライナースロット
６３１ 入口
６５８ 分散板

Claims (14)

1. ノズル装置およびパイプラインを備えたノズルシステムであって、このノズル装置は前記パイプラインに対して、両者間に流体連通状態が存在するように取り付けられており、
   前記ノズル装置は、第１の入口と、第２の入口と、出口と、を有し、前記ノズル装置は、前記第１の入口の少なくとも一部が前記パイプラインの中心に、すなわち前記パイプラインの中心軸線の１５％内に存在するように前記パイプライン内へ延在しており、かつ、前記第２の入口は前記パイプライン内に存在するが、前記パイプライの中心から外れており、前記第２の入口は、それ自体に少なくとも一つの直線開口を備えたフィルターを備える、ノズルシステム。
2. 前記第１の入口は、前記第２の入口よりも大きな開口であると共に前記ノズル装置の端部に設けられており、かつ、前記２の入口は前記ノズル装置の側方に設けられている、請求項１に記載のノズルシステム。
3. 前記ノズル装置の第１の入口が、前記パイプラインの直径に基づいて、前記パイプラインの中心軸線の１０％以内にある、請求項１または請求項２に記載のノズルシステム。
4. 前記ノズル装置の第１の入口が、前記パイプラインの直径に基づいて、前記パイプラインの中心軸線の５％以内にある、請求項２に記載のノズルシステム。
5. 前記入口の断面サイズは、前記入口から前記ノズル装置におけるフィルターに至る第１の流路の断面サイズと少なくとも同じサイズであり、任意選択でそれよりも大きい、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のノズルシステム。
6. 前記ノズル装置の第１の入口は、前記ノズル装置の残部に対して取り付けられたとき前記第１の入口の少なくとも一部が前記パイプラインの中心に存在するように、別個の延長部品として設けられている、請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のノズルシステム。
7. 前記延長部品は前記パイプラインの開口内に嵌合するように構成され、かつ、前記ノズル装置の残部の一部は前記延長部品の内腔とつながるように構成される、請求項６に記載のノズルシステム。
8. 少なくとも四つの直線開口がスクリーンに存在する、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のノズルシステム。
9. 前記直線開口は、前記ノズル装置の主長手方向軸線と平行である、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のノズルシステム。
10. 前記ノズル装置は、６０〜１００度の角度で前記パイプラインに取り付けられる、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のノズルシステム。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のノズルシステムであって、前記ノズル装置はさらに、
    前記入口と前記出口との間に配置されたフィルターと、
    容器と、を具備し、
    前記ノズル装置は、前記フィルターにとって過度に大きな粒子のための第１の流路と、前記フィルターにとって十分に小さな粒子のための前記出口に向かう第２の流路と、を画定し、かつ、
    前記容器は、前記第１の流路の下流に設けられるノズルシステム。
12. スプリンクラーシステムのための、請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のノズルシステムの使用。
13. ノズル装置およびパイプラインを備えたノズルシステムを改変する方法であって、当該方法は、延長部品がパイプライン中心へと前記ノズル装置の入口を延在させるように、ノズル装置に対して前記延長部品を付加することを含む、方法。
14. 前記ノズルシステムは、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載のノズルシステムである請求項１３に記載の方法。

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