JP2544270B2

JP2544270B2 - 高圧スプレ―ヘッド

Info

Publication number: JP2544270B2
Application number: JP3511885A
Authority: JP
Inventors: ハンセン，レノ・バーチ; ハンセン，ビヨルン・ラファエル
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-03
Filing date: 1991-07-03
Publication date: 1996-10-16
Anticipated expiration: 2011-10-16
Also published as: AU8097591A; NO925046L; NO925046D0; JPH05508580A; AU657481B2; US5351891A; EP0537241A1; NO178819C; DK0537241T3; NO178819B; WO1992000811A1; DE69110468T2; DE69110468D1; GB9014776D0; EP0537241B1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野本発明は、スプレーヘッドであって、高圧の液体を該
ヘッドの周囲を包囲するような噴霧に変化させるスプレ
ーヘッドに関する。このようなスプレーヘッドは、例え
ば消火用の水のスプレーガンのような高圧のスプレーガ
ンの一部分を形成することができる。また、本発明は、
このようなスプレーヘッドを組み込んだ高圧スプレーガ
ンに関する。

背景技術多くの様々な型式のスプレーヘッドが知られている
が、その一例として、ジェットノズルを端部に有する回
転アームを備えた庭園用又は農業用のスプリンクラーが
ある。このアームが水圧で回転することによって、水が
スプリンクラーの周囲の円形領域に散布される。いずれ
の時点でも、この領域の一定の位置は、円形に動く水が
その上にかからない場合がある。

別の型式のスプリンクラーは、連続的な水の噴霧を形
成するように周面にジェットノズルが配設されたヘッド
を有する。

本発明の目的は、単に地面や床に水を撒くのではな
く、スプレーヘッドの周囲の空間に十分に充満させるよ
うに、前記空間内に実質的に霧化した水又は他の液体の
小滴からなる強烈な噴霧をかけることができるスプレー
ヘッド及び／又はスプレーガンを提供することにある。
これは、特に消火に関連して重要であるが、本発明は、
このような用途に限定されるものでない。例えば、上述
した空間を充満させる性能が有利であるようなプロセス
工業に利用することができる。

発明の開示本発明の第１の側面によれば、その周囲を包囲するよ
うな噴霧に高圧の液体を変化させるためのスプレーヘッ
ドであって、断面円形のバレル部分を有する中空円筒形
シェルからなり、前記スプレーヘッドが、該ヘッドをそ
の軸線を中心に回転可能に取り付けるための少なくとも
１つの軸受面を有し、かつ、このように取り付けたとき
に前記バレル部分の前方を実質的に閉鎖するが、前記バ
レル部分内に高圧の液体を受容するために軸線方向に前
記バレル部分の背後を開放する手段を有し、前記バレル
部分が、その周囲に配置されかつその壁部を貫通して形
成されたジェットオリフィス群を有し、各ジェットオリ
フィス群が、前記ヘッドの円筒外周面の又はその直ぐ外
側の混合領域において互いに最も接近するような向きに
概ね収束する軸線を有する少なくとも２個のオリフィス
からなり、前記各群の少なくとも１個のオリフィスの軸
線が放射方向以外を向いていることを特徴とする。

少なくとも１つの前記群が、前記スプレーヘッドをそ
の軸線を中心として回転させるような方向に液体の噴流
が向くように配向されたオリフィスを有すると、好都合
である。

少なくとも１つの前記群が、それらの中を液体が異な
る流速で通過するように構成された複数のオリフィスか
らなると、好都合である。

本発明の第２の側面によれば、スプレーガンは、高圧
液体供給源に接続するための中空体からなり、前記中空
体が、その下流端において開口され、かつ、前記中空体
内に液密に係合する本発明の前記第１の側面によるスプ
レーヘッドを担持する取付手段を有することを特徴とす
る。

スプレーガンが、その後端において加圧流体の供給源
に接続可能でありかつその前端が開口している円筒形状
又は管形状の部分を有すると好都合である。この場合、
スプレーヘッドは、前記円筒部内に同軸に収容されるピ
ストンと、該ピストンを通常は略完全に円筒部内に位置
するように後方に向けて付勢するばね手段とから構成す
ることができる。

このとき、取付手段は、円筒部と同軸に配置され、か
つピストンの前部を貫通して液密に突出する軸とするこ
とができる。この軸は、円筒部内で回転可能であり、か
つ中空で円筒部の前端を越えて突出し、かつ任意により
その終端にジェットノズルを設けることができる。この
軸が、適当な駆動手段によって回転駆動されるように構
成されると、好都合である。

更に前記軸の先端には、ピストンを収容する円筒部と
略同一の外径を有するドリルを設けることもできる。こ
のドリルは、穿孔することによって建物の壁や他の部分
に孔を開けるためのものである。前記中空軸の先端は、
このドリル内に位置する。

スプレーヘッドのジェットノズルは、加圧された液体
が該ノズルから出ることの結果としてスプレーヘッドに
回転モーメントが作用して、ピストンの中心軸を中心に
スプレーヘッドを回転させるように構成されている。

図面の簡単な説明以下に本発明を、添付図面を参照しつつ実施例を用い
て詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例における消火用スプレー
ガンの一部分をより簡略化して示す部分断面図である。

第２図は、本発明の別の実施例におけるスプレーガン
の一部分を示す同様の図である。

第３図は、本発明の一形態における第２図のスプレー
ガンに組み込むためのピストンからなるスプレーヘッド
を部分的に示す図である。

第４図は、同図においてＡで示す小部分を除いて、第
６図のIV−IV線における直径方向の断面を第３図と同じ
方向に示す部分断面図である。

第５図は、第３図のＶ−Ｖ線における断面を拡大して
１群のジェットノズルを示す部分断面図である。

第６図は、ジェットノズルの幾何学的特徴を説明する
図である。

第７図は、ジェットノズルの別の対を概ね放射方向に
視た外面図である。

第８図は、スプレーガンの典型的な使用を示す説明図
である。

第９図乃至第11図は、穿孔用ドリルを付加することに
よって変形したスプレーガンの典型的な使用をそれぞれ
示す説明図である。

第12図は、このようなドリルを有する消火用スプレー
ガンを簡略化して示す部分断面図である。

発明を実施するための最良の形態第１図は、その後端112において想像線110で示される
消火ホースの出口端に連結するための、図示されない連
結手段を有する概ね円筒形の部分１からなるスプレーガ
ンを部分的に示している。円筒部１に沿って或程度ま
で、１組の放射方向リブ114によって、取付バー104を同
軸に固定するボス116が設けられている。取付バー104
は、円筒部１の前端部118を貫通して前方に突出し、か
つその終端にはエンドストップ120が設けられている。

スプレーヘッド50は、バー104に回転可能に取り付け
られる軸受面100を有する中心孔53を有する放射方向の
壁部52によって、その前端部が閉鎖された中空円筒形シ
ェルからなる。スプレーヘッド50の後端122は、ラビリ
ンスシール56を有しかつ円筒部１の前端部118の孔108内
に回動自在に嵌合する外形円筒形の軸受面102を有す
る。

第２図のスプレーガンは、バー104がそれより長いス
トッパ要素124を有するバー106に置き換えられていると
いう点において、第１図のスプレーガンと異なる。円筒
部１の前端部118も同様に、スプレーヘッド50が図面に
おいて実線で示される「パーク」（parked）位置にある
とき、スプレーヘッド50が完全にその内部に位置するよ
うに、長くなっている。全水圧が（第２図の左方から）
加わると、スプレーヘッド50がピストンとして機能して
部分的に円筒部１の外に駆動されることによって、その
バレル部分54が、スプレーヘッド壁部52と固定されたエ
ンドストップ120との間で軽いリターンスプリング19を
圧縮した状態で、円筒部から突出する。水圧を減少させ
又は解放すると、壁部52がストップ要素124に係合する
まで、リターンスプリング19によってスプレーヘッド50
が強制的に円筒部１内に戻される。

第３図及び第４図に関して、スプレーヘッド50の中空
円筒形シェルの前端部51には、横断方向の壁部52にその
前軸受100が組み込まれている。壁部52が、第１図及び
第２図のバー104又は106を適応させる壁部52の中心孔53
を除いて、前記ピストンの前端を閉塞する。前端部51の
背後では、円筒形バレル部分54に続いて、バレル部分54
の外周面が摺動かつ回転可能に嵌合する円筒部１内にお
いて前記ピストンの外部に沿って圧力損失を低減させる
べく、その外側にラビリンス56を有する軸受面102を備
える後部55が設けられている。

バレル部分54は、その周囲にバレル壁部を貫通させて
配設された複数群のジェットオリフィス（本明細書中で
は、便宜上「ノズル」と称する）を有する。これらの群
は、所望のあらゆる形に配置することができるが、本実
施例では、２つの組、即ち各組のノズル群が直径方向の
各平面60、61に対して同じ関係を有する後の組58と前の
組59に分けて構成されている。後の組58は、周方向に等
間隔で配置された８つのノズル群62からなる。前の組も
同様に８つのノズル群63からなり、同様に周方向に等間
隔で配置されているが、ノズル群62から周方向に22・1/
2度だけオフセットされている。本実施例では、実際に
各群62、63は１対のノズルからなる。

一方のノズル対62について、第５図及び第６図を参照
しつつ以下に説明する。これは、軸線71を有する第１の
円筒形ノズル70と、軸線73を有する第２の円筒形ノズル
72とからなる。軸線71と73とは概ね収束しており、第５
図において符号74で概略図示される、前記ピストンの外
側円筒面57の位置又はその直ぐ外側に位置する領域にお
いて、互いに最も接近するように配向されている。この
領域74を混合領域と称する。前記２つのノズルは、外面
57を機械加工して形成された凹所75内に連通している。
この凹所は、円筒形の一部分の形状をなし、ノズル72の
外端を含む平らな端面76と、ノズル70の外端を含む円筒
壁77とを有する。このように、混合領域74には凹所75内
の空間が含まれる。

ノズル70は、第６図において符号80で示されるよう
に、その入口端がピストンのバレル部分54の孔82に対し
て正接するような角度で、ピストンの壁部に貫設され
る。従って、軸線71を含む縦方向の平面83は、第３図の
ピストン軸Ｙを含みかつ位置80において孔82と交差する
バレル部分54の縦方向に延長する直径方向の平面84と直
交する。別言すれば、第６図の角度Ｑは90度である。平
面83は、第２のノズル72の軸線を含む別の縦方向の平面
85と交差する。平面83と平面85との角度Ｒは、本実施例
では90度であるが、40乃至90度の包含的範囲内の値をと
ることができる。

後の組のノズル58の場合、全ノズルの軸線71、73が直
径方向の平面60の中にある。しかしながら、これは常に
そうである必要はない。実際、本実施例では、各第１の
ノズル90の軸線が、後のノズルの組58と同様にして配置
されている関連する第２のノズル72の軸線に関してねじ
れの関係になるように、オフセットされているような第
１のノズルの組59については当たらない。従って、前の
組の各ノズル対63では、ノズル90の軸線91が、混合領域
74を横切りかつ、本実施例では第２のノズル72の軸線を
含む直径方向の平面61から第７図の角度Ｓだけオフセッ
トしている。この角度Ｓは、本実施例では45度である
が、如何なる所望の数値とすることができる。また、第
２のノズル72の軸線は、これらのノズルが幾分前方を向
くようにオフセットさせることができる。この適切な角
度Ｐ（第４図）は、ノズル72の軸線と孔82との間におい
て10乃至90度の包含的範囲内にある。

加圧された水は、ピストン50の後端を通って導入され
ると、ノズル70、72、90を通って噴射される。第１のノ
ズル70、90は、それらから噴出する水の噴流が前記ピス
トンをその軸線Ｙを中心として回転させるように配向さ
れている。この回転方向が、第６図にＸで示されてい
る。この回転が生じると、バレル部分54内の水は、正接
方向にノズル70、90内に送り込まれる向きに渦を巻く傾
向があることが分かる。

これに加えて、水の一部は、第１のノズルを通過する
水よりも低い流速ではあるが、第２のノズル72を通過し
て外に出る。各対の第１及び第２のノズルから出た噴流
は、混合領域74において衝突し、それによって大量の水
を霧化させる。

第８図は、消火に関連する典型的な使用の一例を示し
ており、本発明のスプレーガンから放射される水が防火
シールドして使用されている。第８図では、火災が符号
32で示され、かつスプレーガンからの水が同じく符号47
で示されている。円筒部１には、消防士を水から保護す
るために、バッフル30が取り付けられている。

第９図乃至第11図は、以下に第12図に関連して説明す
るように、その先端に穿孔ドリル15を装着した、変形さ
せたスプレーガンの典型的な使用を示している。

第９図は、このスプレーガンを使用し、延長管２に接
続されかつ下方に消防車又は消火栓まで延長する延長部
21を用いて、建物の上側の部屋20の中の火災を消す様子
を示している。この実施例では、ドリル15によって形成
された孔46が、窓23の上の外壁を貫通している。

第10図は、屋根裏24の中の火災を消すために、部屋の
下の天井25を貫通させて穿孔することによって、第12図
のスプレーガンを使用する様子を示している。

第11図は、廊下29からドア28を通りかつ狭い通路27を
抜けて中に入るホテルの部屋26を平面的に示している。
この場合には、ドリル15を用いてドア28に孔を開け、か
つスプレーガンの円筒部１と同じ直径を有する延長管
１′を介してホース45にスプレーガンを装着する。ピス
トン型スプレーヘッド３を部屋26の中央に配置すること
によって、水をできる限り均一に分布させることができ
る。

第12図に関して、スプレーガン円筒部１の後端には、
消火ホースの先端に従来と同様に接続する（図示されな
い手段によって）ための継手２が設けられており、それ
によって加圧された水が円筒部１内に導入される。この
円筒部は、運搬用のハンドル49を有する。円筒部１の孔
は、その先端に向けて円滑であり、その中には、第３図
乃至第７図に関して上述したスプレーヘッド50と概ね同
様の、第２図の場合と同様にピストンとして機能する中
空円筒形スプレーヘッド３が収容されている。必要に応
じて、追加のジェットノズル６をスプレーヘッド３の前
端に設けることができる。

スプレーヘッド即ちピストン３は、円筒部１と同軸上
にあり、かつ円筒部１内に同軸に設けられた軸受９、10
に装着されてそれ自体回転可能な同軸上の軸８上におい
て回転自在になっている。軸８は中空で、その両端が開
口している。この軸上には、その後端に継手13と、加圧
水供給源に接続するための図示されない手段と、その先
端に円筒部１の前端から前方に幾分突出するノズル18と
が設けられている。軸８には、別の軸受（図示せず）を
有するスラスト受12が装着されている。スラスト受12に
よって、ピストン３の前端が支持される。添付図面には
概略的にのみ図示されている継手13は、軸８を回転させ
るための図示されない駆動手段に軸８を結合するのに適
していれば、あらゆる適当な種類のものであってよい。

軸８の前端にはヘッドピース14が固定され、かつ該ヘ
ッドピースには、軸８と同軸をなしかつジェットノズル
18の前方に延長するドリルチップ16を有する円筒形の穿
孔ドリル15が装着されている。ヘッドピース14には、水
を随意にノズル18に流すことができて、符号48で示され
るようにドリル15内において前方に噴射できるように、
止水弁を組み合わせることができる。軸８には、圧縮ば
ね19がヘッドピース14とスラスト受12との間に装着され
ている。このばねは、ピストン３を、そのジェットノズ
ルが異物によって閉塞されないように、ピストン３がス
プレーガンの円筒部１内に位置する実線で示される位置
まで付勢する。

木造家屋の部屋のように囲まれた空間内での火災の場
合には、ドリルチップ16を外側から囲みの壁に押し当て
ることができる。上述した駆動手段を、継手13によって
軸８に結合する。このために、適当な出力定格の従来の
電気ドリルを使用することができる。このようにして軸
８は、ドリル15が円筒部１と実質的に同じ直径の孔を前
記壁に穿孔するように、回転させる。このドリルは、作
業中はジェットノズル18を介して導入される水によって
冷却することができる。水は、壁を貫通する孔が完成す
るとすぐに内部の火災に使用される。

次にスプレーガンの円筒部１を、その中に位置するよ
うに前記孔の中に導入し、ピストン３を、そのバレル部
分４が円筒部１から前方に突出して第２図の場合と同様
にじぇっとノズルを露出させる想像線３′で示される位
置まで前方に押し出すように、全水圧を円筒部１の後端
に作用させる。

前記ジェットノズルが軸８を中心にピストン８を回転
させるように構成されていることによって、水が、破線
47によって包囲されるように概略的に図示されるよう
に、部屋の内部において略全方向に散布される。更に、
ジェットノズルは、水が少なくとも部分的に霧化される
ように構成されている。円筒部１は、例えば継手２に適
当な延長部を取り付け、かつハンドル49を取り外すこと
によって、必要なだけ部屋の中に案内することができ
る。

壁に穿設された孔が円筒部１の外径と実質的に同一の
直径であるので、前記孔を介して余分な空気が部屋の中
に吸い込まれない。

スプレーガンは当然ながら、壁のような構造物を貫通
する孔を穿設する必要が全く無い場合にも使用できるの
で、ドリル15の使用は任意である。この場合、ヘッドピ
ース14は、ドリル無しとすることができる。

本発明によるスプレーヘッドは、水の細かな噴霧を基
本的に無方向に、即ち第１図及び第５図において符号47
で例示されるようにスプレーヘッドの周囲の略全方向に
分布させることが要求される場合のような多くの用途に
使用することができる。本発明の使用は、消火に限定さ
れるものではなく、様々なプロセスに用いることができ
る。噴霧される液体は、水である必要はない。同様に、
冷却することが要求される温水をスプレーヘッドから放
出する場合には、急速に冷却させてから集めることがで
きる。スプレーヘッドは、蒸気冷却塔又は類似の装置に
補給水を供給して、水の噴霧を蒸気の中に放出させて蒸
気から熱を急速に吸収させるように、容易に変更するこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ハンセン，ビヨルン・ラファエルノルウェー、エヌ―2600・リールハマー、ソリアル、アスマルクヴェイン（番地なし)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】その周囲を包囲するような噴霧に高圧の液
体を変化させるためのスプレーヘッドであって、断面円形のバレル部分を有する中空円筒形シェルからな
り、前記スプレーヘッドが、該ヘッドをその軸線を中心
に回転可能に取り付けるための少なくとも１つの軸受面
を有し、かつ、このように取り付けたときに前記バレル
部分の前方を実質的に閉鎖するが、前記バレル部分内に
高圧の液体を受容するために軸線方向に前記バレル部分
の背後を開放する手段を有し、前記バレル部分が、その
周囲に配置されかつその壁部を貫通して形成されたジェ
ットオリフィス群を有し、各ジェットオリフィス群が、
前記ヘッドの円筒外周面の又はその直ぐ外側の混合領域
において互いに最も接近するような向きに概ね収束する
軸線を有する少なくとも２個のオリフィスからなり、前
記各群の少なくとも１個のオリフィスの軸線が放射方向
以外を向いていることを特徴とするスプレーヘッド。
【請求項２】少なくとも１つの前記群が、前記スプレー
ヘッドをその軸線を中心として回転させるような方向に
液体の噴流が向くように配向されたオリフィスを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のスプレーヘッド。
【請求項３】少なくとも１つの前記群が、それらの中を
液体が異なる流速で通過するように構成された複数のオ
リフィスからなることを特徴とする請求項１又は２に記
載のスプレーヘッド。
【請求項４】前記ジェットオリフィス群が、前記バレル
部分の周囲に周方向に配設される複数の前記群からなる
少なくとも１組の群をもって構成されていることを特徴
とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスプレーヘッ
ド。
【請求項５】前記複数の組が軸線方向に互いに離隔さ
れ、かつ或前記組のジェットオリフィス群が隣接する別
の前記組のジェットオリフィス群から周方向にオフセッ
トしていることを特徴とする請求項４に記載のスプレー
ヘッド。
【請求項６】少なくとも１つの前記ジェットオリフィス
群が、その軸線がねじれの関係にあるオリフィスからな
ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の
スプレーヘッド。
【請求項７】少なくとも１つの前記ジェットオリフィス
群が、前記混合領域と交差する直径方向の平面からオフ
セットされた軸線を有する少なくとも１個のオリフィス
を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに
記載のスプレーヘッド。
【請求項８】少なくとも１つの前記ジェットオリフィス
群が第１のオリフィスと第２のオリフィスとからなり、
前記第１のオリフィスの軸線が、前記バレル部分の前記
孔に対して前記第１のオリフィスが概ね正接するよう
に、直径方向の第１のアキシアル平面に対して概ね直交
していることを特徴とする請求項１に記載のスプレーヘ
ッド。
【請求項９】前記第２オリフィスの前記軸線が、第２の
アキシアル平面内にあり、前記第１のオリフィスの前記
軸線と前記第２のアキシアル平面との角度が、40乃至90
度の包含的範囲内にあることを特徴とする請求項１に記
載のスプレーヘッド。
【請求項１０】前記第２オリフィスの前記軸線が前方に
向けられていることを特徴とする請求項１に記載のスプ
レーヘッド。
【請求項１１】前記第２オリフィスの前記軸線が前記バ
レル部分の前記孔と10度乃至90度の包含的範囲内の角度
をなすことを特徴とする請求項１に記載のスプレーヘッ
ド。
【請求項１２】前記バレル部分の外面上に凹所を有し、
前記凹所が関連する混合領域の少なくとも一部分を構成
するように、前記群の前記オリフィスが前記凹所内に開
口していることを特徴とする請求項１に記載のスプレー
ヘッド。
【請求項１３】高圧液体供給源に接続するための中空体
からなり、前記中空体が、その下流端において開口さ
れ、かつ前記中空体内に液密に係合する請求項１乃至12
のいずれかに記載のスプレーヘッドを担持する取付手段
を有することを特徴とするスプレーガン。
【請求項１４】前記中空体が概ね円筒形をなし、前記取
付手段によって前記スプレーヘッドが前記中空体に関し
て回転するように担持されることを特徴とする請求項13
に記載のスプレーガン。
【請求項１５】前記スプレーヘッドが、該スプレーヘッ
ドの前端において又はその近傍において前記取付手段に
支持されるための内側の第１軸受手段と、その後端にお
いて又はその近傍において前記中空体の前記孔内に係合
させるための外側の第２軸受手段とを有することを特徴
とする請求項14に記載のスプレーガン。
【請求項１６】前記取付手段及び中空体が、その後部に
作用する前記液体の圧力によって前記スプレーヘッドが
軸線方向に、前記中空体内に概ね包含される第１の位置
から、前記中空体から軸線方向に突出する第２の位置に
向けて、移動可能であるような長さを有することを特徴
とする請求項14又は15に記載のスプレーガン。
【請求項１７】前記スプレーヘッドをその第２の位置か
ら第１の位置に向けて移動させるためのリターンスプリ
ング手段を備えることを特徴とする請求項16に記載のス
プレーガン。
【請求項１８】前記取付手段が、前記中空体と同軸をな
しかつ概ね円形の断面を有する細長い支持部材からなる
ことを特徴とする請求項13乃至16のいずれかに記載のス
プレーガン。
【請求項１９】前記取付手段が、前記高圧液体の一部を
前記スプレーヘッドを越えて前方に放射するための中空
管からなることを特徴とする請求項18に記載のスプレー
ガン。
【請求項２０】前記支持部材の外端に穿孔ドリルが装着
されていることを特徴とする請求項18又は19に記載のス
プレーガン。