JP3571650B2 - ガス−液滴流を生ぜしめるための装置及び弁 - Google Patents

Description

【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０．３〜１ｍｍ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１５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２９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１３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２８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（ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ 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２８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・１０^８Ｐａ、ここでｇ＝Ｇ_１／Ｇ_ｇ
Ｇ_１＝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（ｈｏｍｅ 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、 ２１ ハンドル、 ２２ トリガ、 ２３ スライド部材、 ２４ 支持体、 ２５ 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

Claims (17)

1. 消火剤として使用されるガス−液滴流を発生す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）に供給される液体流を分散させる手段（３）と、液体・ガス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（１５）と、１つの水タンク（１６）と、ガス圧レギュレータ（１８）と、接続ホース（１０，１１，１７）とを有しており、これにより、混合チャンバ（２）が、二相作動流体供給の被制御弁を介して液体・ガス供給システムと接続されており、前記被制御弁が、装置の始動時に混合チャンバ（２）に液体流を供給する前に予備的なガス流を供給しかつ装置が停止されたときに混合チャンバ（２）へのガス流を遮断する前に予備的な液体流を遮断するようになっており、この場合、ホース（１０，１１，１７）が、水タンク（１６）を被制御弁液体チャンバ（９）に接続しておりかつ加圧ガスボトル（１５）を被制御弁のガスチャンバと水タンク（１６）の加圧ガスチャンバとに接続していることを特徴とする、消火剤として使用されるガス−液滴流を発生するための装置。
2. 前記ノズル（１）が、解離可能なカップリングによって前記混合チャンバ（２）のボディに取り付けられている、請求項１記載の装置。
3. 前記被制御弁が、前記混合チャンバ（２）と共通のボディ（４）に取り付けられている、請求項１又は２記載の装置。
4. 前記共通のボディ（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. 前記ハンドル（２１）のうちの少なくとも１つ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. 二相作動流体の被制御弁が２つの閉鎖部材（５，６）の形式で形成されており、これらの閉鎖部材が、ロッド（７）に固定されておりかつ、したがってガス・液体供給管（１０，１１）と接続されたシールされたチャンバ（８，９）壁部に配置されたシートと相互作用するようになっており、ロッド移動制限器（３６）と、ロッドに堅く固定されたストッパ（３５）と、ロッド移動制御システムとを有しており、１つの閉鎖部材（５）が、ガス供給チャンバ（８）内のシート（３３）と接触するようにロッド（７）に堅く固定されており、可動な閉鎖部材（６）が、ストッパ（３５）と相互作用しながらロッド（７）に沿って移動させられるように及び液体供給チャンバ（９）内のシートと接触するように該ロッドに同軸的に取り付けられており、さらに、液体供給チャンバ（９）と可動な閉鎖部材（６）との間に取り付けられた個々のシート（３４）に対して可動な閉鎖部材（６）を押圧する弾性部材（３７）が設けられており、弁の通常閉鎖位置においてストッパ（３５）の支持面が可動な閉鎖部材（６）の対向した支持面に対して間隙を備えて配置されている、請求項１記載の装置。
7. 前記間隙の大きさが０．３〜１ｍｍである、請求項６記載の装置。
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. 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. 制御弁が、混合チャンバ（２）を備えた共通のボディ（４）に取り付けられており、付加的に、共通のボディ（４）に取り付けられたハンドル（２１）が設けられており、共通のボディ（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制御ユニットとして使用されている、請求項９記載の装置。
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、並進移動を制限するように弁ボディに取り付けられていて、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. 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、被制御弁のロッド（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. 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. 前記ニューマチック式シリンダが制御チャンバ（３１）を有しており、ロッド移動制御システムが、トリガ（２２）を備えたトリガ機構と、排出部及びスライド部材（２３）を有する制御弁とを有しており、該制御弁に３つの接続部が形成されており、第１の接続部が、被制御弁のガス供給チャンバ（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の制御チャンバ（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排出部に接続させており、トリガ（２２）が押し付けられている間は、ガス供給チャンバ（８）をニューマチックシリンダ（３８）の制御チャンバ（３１）に接続させるようになっている、請求項１２記載の装置。
15. 液体・ガス供給システムの水タンク及びボトルがバックバックに配置されている、請求項１記載の装置。
16. 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１記載の装置。
17. 前記液体が、消火のために使用される液体、例えば水であるか、又は殺菌、消臭及び／又は防腐のために使用される液体である、請求項１記載の装置。

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