JP6665347B2 - ノズル及び間隔保持板 - Google Patents

Description

本発明は、流体の吐出流を霧化するとともに分散させるノズルに関する。

本発明は、更に、ノズルに用いられる間隔保持板に関する。

本発明は、特に、空気又は他の気体で満たされた容積部全体にわたってノズルを経て霧化流体を効率的に分配する構造に関する。

今日、多様な火災抑制システムが市販されている。これらに関する問題は、流体の吐出流を霧化するとともに分散させるノズルがかなり複雑な構造を有し、かくして製造費用が高く、しかも利用環境の様々な要件について個別調整が面倒なことにある。

第１の観点に鑑みて、流体の吐出流を霧化するとともに分散させるノズルであって、ノズルは、流体をノズル内に受け入れるための入口ポートとこの入口ポートから外方に延びる第１の表面とを備えるボンネットと、第１の表面と向かい合って配置された第２の表面を備える少なくとも１つのデフレクタベースと、を有し、ボンネットの第１の表面とデフレクタベースの第２の表面との間に配置される前少なくとも１枚の間隔保持板であって、垂直方向に間隔保持板を貫通して延びると共に、間隔保持板の外周部から間隔保持板の内側部分に向かって所定距離まで延びる少なくとも１つの隙間を備える間隔保持板と、入口ポートに流体接続され、流体が入口ポートからノズルの周囲まで流れることができるようにする吐出ポートであって、第１の表面と第２の表面との間に作られ、間隔保持板の少なくとも１つの隙間によって構成される吐出ポート（１０）と、を有することを特徴とするノズルを提供することができる。

それにより、単純かつ個別調整可能なノズルを得ることができる。ノズルの能力及びカバレージエリアは、ノズル本体の再調節を必要としないで変更するのが簡単である。かくして、例えば、部屋の中に配置されるべきノズルの間隔は、簡単かつ費用効果の良い仕方で、―現場における設置作業の最中であっても最適化できる。このように、ノズル又はノズルの群を通って分散させられる流体の量を最適化することができる。

別の観点に鑑みて、上述のノズルに用いられる間隔保持板であって、間隔保持板は、垂直方向に間隔保持板を貫通して延びる共に、間隔保持板の外周部から間隔保持板の内側部分に向かって所定距離まで延びる少なくとも１つの隙間を有することを特徴とする間隔保持板を提供することができる。

それにより、単純かつ個別調整可能な間隔保持板を得ることができる。

ノズル及び間隔保持板は、独立形式の請求項の特徴記載部分に記載された内容によって特徴付けられる。幾つかの他の実施形態は、他の請求項に記載されている内容によって特徴付けられる。本発明の実施形態はまた、本願の明細書及び図面に開示されている。本願に記載された本発明の内容はまた、以下の特許請求の範囲に記載された仕方とは別の仕方で定義できる。本発明の内容はまた、特に本発明が明示的又は暗黙的なサブタスクに照らして又は得られた利点又は利点の群を考慮して検討された場合、幾つかの別々の発明を含むことができる。この場合、以下の特許請求の範囲の記載に含まれる定義のうちの幾つかは、別々の本発明の概念を考慮すると不必要な場合がある。本発明の互いに異なる実施形態の特徴は、基本的な本発明の概念の範囲内において、他の実施形態に適用できる。

一実施形態では、間隔保持板は、複数の隙間を備える。

利点は、流体を多くの方向に分配することができるということにある。

一実施形態では、第１及び第２の表面は、平坦な表面である。利点は、ノズルの吐出流の方向及びカバレージエリアを最適化することができるということにある。

一実施形態では、第１及び第２の表面のうちの一方は、凹状の表面であり、第１及び第２の表面のうちの他方は、凸状の表面である。

利点は、霧化されるとともに分散させられた流れをノズルの周囲内で最適に差し向けることができるということにある。

一実施形態では、凹状及び凸状の表面は、円錐形の表面である。

利点は、表面を容易に製作することができるということにある。

一実施形態では、間隔保持板は、ノズルの長手方向軸線Ｘに対して円錐角αをなして配置され、円錐角αは、０°から１８０°までの範囲にある。

利点は、ノズルの吐出流の方向及びカバレージエリアを最適化することができるということにある。

一実施形態では、第１及び／又は第２の表面は、間隔保持板の外側リム領域上で間隔保持板と接触関係をなして配置され、キャビティが間隔保持板の内側リム領域と第１及び第２の表面との間に配置され、キャビティは、吐出ポートを入口ポートに接続するよう配置されている。

利点は、ノズル中のフローチャネルを簡単な仕方で作ることができるということにある。

一実施形態では、ノズルは、間隔保持板とデフレクタベースとの間に配置された連結部品を有し、少なくとも１枚の第２の間隔保持板が連結部品とデフレクタベースとの間に配置され、ノズルは、かくして、第２の間隔保持板の少なくとも１つの隙間によって構成された第２の組をなす吐出ポートを有する。

利点は、ノズルの噴霧及び分散能力を高めるこということができるということにある。

一実施形態では、間隔保持板は、垂直方向に間隔保持板を貫通して延びるとともに間隔保持板の外周部から間隔保持板の内側部分に向かって所定距離まで延びる少なくとも１つの隙間を有する。

利点は、間隔保持板を簡単な仕方で製作することができるということにある。

間隔保持板の一実施形態では、隙間は、外周部に向かって細まっている。

利点は、流体の霧化を損なわず、しかも流れ抵抗を増大させないで間隔保持板によって生じる流れ抵抗を小さくすることができるということにある。抵抗が小さいということは、エネルギー消費量が少ないこと、ポンプが小型であること、配管が小規模であることを意味し、これらによりシステムのコストが減少する。

本開示内容を示す幾つかの実施形態が添付の図面に詳細に記載されている。

吐出流を霧化するとともに分散させるノズルの概略分解組立図である。 組み立て状態にある図１に示されているノズルの図である。 閉じ状態にある図１に示されているノズルの断面側面図である。 閉じ状態にある図１に示されているノズルの断面側面図である。 開き状態にある図１に示されているノズルの断面側面図である。 開き状態にある図１に示されているノズルの断面側面図である。 吐出流を霧化するとともに分散させるノズルに用いられる間隔保持板の概略平面図である。 吐出流を霧化するとともに分散させるノズルに用いられる間隔保持板の概略側面図である 吐出流を霧化するとともに分散させる別のノズルの略図である。 吐出流を霧化するとともに分散させる別のノズルの略図である。 吐出流を霧化するとともに分散させる別のノズルの略図である。

図中、幾つかの実施形態は、分かりやすくするために単純化された状態で示されている。類似の部品は、図中、同一の参照符号で示されている。

図１ａは、吐出流を霧化させるとともに分散させるノズルの概略分解組立図であり、図１ｂは、同一ノズルを組み立て状態で示している。

ノズル１００は、火災抑制システムの散水又は水ミストノズルである。一概念によれば、ノズルは、スプリンクラーノズルである。しかしながら、クレーム請求されているノズルは、他の目的にも使用できる。

霧化されるとともに分散させられるべき流体は、水である。しかしながら、流体は、他の液体、又は気体、液体及び／又は気体及び／又は固体粒子の混合物であっても良い。

ノズル１００は、霧化されるとともに分散させられるべき流体を受け入れる入口ポート２を備えたボンネット１を備える。入口ポート２は、ノズル１００を流体配管系（図示せず）に接続することができるようにする手段としての例えばねじ山（図示せず）を備えるのが良い。

ボンネット１は、このボンネット１の一端部に設けられた第１の表面３を更に備える。入口ポート２の端部は、第１の表面３が入口ポート２のこの端部から外方に延びるよう第１の表面３上に位置している。図１ａ及び図１ｂに示されている実施形態では、入口ポート２は、第１の表面３と同軸状に配置され、第１の表面３は、入口ポート２の端部周りに対称に延びている。しかしながら、注目されるべきこととして、別の実施形態では、第１の表面３は、入口ポート２の端部周りに非対称に延びても良い。

ノズル１００は、第２の表面５を備えたデフレクタ（そらせ板）ベース４を更に備える。第２の表面５は、組み立て状態のノズルでは第１の表面３と向かい合って位置する。

図１ａ及び図１ｂに示されている実施形態では、ボンネット１は、雌ねじ（図示せず）を備え、デフレクタベース４は、この雌ねじに合致する雄ねじ１９を備える。ボンネット１は、これらねじ山によってデフレクタベース４に取り付けられる。しかしながら、注目されるべきこととして、ボンネット１とデフレクタベース４の取り付けの仕方は、他のやり方であっても可能である。

デフレクタベース４の雄ねじ１９は、２つの切れ目２０によって隔てられた２つの部品から成る。切れ目２０は、入口ポート２を吐出ポート１０に接続するフローチャネルの一部分を構成する。切れ目２０の個数は、１つの切れ目から３つ、４つ又は５つ以上の切れ目まで様々であって良い。図示の切れ目２０は、真っ直ぐでありかつ扁平である。しかしながら、切れ目２０は、別の形状、例えばＶ字形又はＵ字形の溝などを備えても良い。

第１の表面３と第２の表面５との間には少なくとも１枚の間隔保持板６が配置されている。図１ａ及び図１ｂに示されている実施形態は、１枚の間隔保持板６を備える。他の実施形態では、２枚又は３枚以上の間隔保持板６が設けられ、これら間隔保持板は、第１の表面３と第２の表面５との間に互いに重ねられた状態で配置される。

図１ａに示されている間隔保持板６の実施形態は、丸形の外周部８及び同軸孔１１を備える。かくして、間隔保持板６は、基本的には、環状の形をしている。

図１ａに示されている間隔保持板６は、垂直方向Ｐに間隔保持板６を貫通するとともに間隔保持板６の内側部分９に向かって間隔保持板６の外周部８から所定距離Ｄにわたって延びる８つの隙間７を備える。

第１の表面３と第２の表面５との間に配置された間隔保持板６は、これら表面３，５を互いに離した状態に保ち、しかもこれら表面３，５相互間で外周部８にも受けられたスリット又は開口部である８つの吐出ポート１０を作っている。これら吐出ポート１０により、流体がノズル１００の周囲まで流れることができる。

間隔保持板６の実施形態について本明細書において後で詳細に説明する。

ノズル１００は、これを通る流体の流れを制御する手段を備えるのが良い。この目的のため、図１ａ及び図１ｂに示されている実施形態は、それ自体で公知であるフレームアーム構造体１５によって支持された熱応答ユニット１３を備える。これについては図２ａ〜図３ｂを参照して詳細に説明する。

ボンネット１、デフレクタベース４及び間隔保持板６は、金属、ポリマー及び複合材から選択された任意適当な材料で製造できる。

図２ａ及び図２ｂは、図１に示されているノズルをその閉じ状態で示す断面側面図、図３ａ及び図３ｂは、同一のノズルをその開き状態を示す断面側面図である。

入口ポート２は、第１の表面３の中心と同軸に第１の表面３上に開口するよう配置されている。

一実施形態では、間隔保持板は、平らな又は二次元の材料片として製造される。次に、間隔保持板６は、第１の表面３と第２の表面５との間に配置された状態で押し付けられる。その結果、間隔保持板６は、曲がって第１及び第２の表面３，５によって定められた三次元形状を取る。

図２ａ〜図３ｂに示されている実施形態では、第１の表面３は、凹状の表面であり、第２の表面５は、凸状の表面である。さらに、これら表面は、円錐形の表面である。第１の表面３は、第２の表面５の場合よりも鋭角の円錐角を備える。かくして、第１の表面３と間隔保持板６との間にはキャビティ２１が作られる。第１の表面３は、間隔保持板６がキャビティ２１内に位置する内側リム領域２３内ではなく、間隔保持板６の外側リム領域２２上でのみ間隔保持板６に圧接される。外側リム領域２２は、図３ａに示されている。外側リム領域２２の幅は、ゼロに近いほど狭いのが良く、すなわち、第１及び第２の表面３，５は、互いに当てて配置された場合にこれらの最も上に位置する縁だけが互いに接触する。しかしながら、他の実施形態では、外側リム領域２２の幅は、これよりも広くても良く、すなわち数ミリメートルであって良い。

別の実施形態では、第２の表面５は、第１の表面３の場合よりも鋭角の円錐角を備え、かくして、キャビティ２１は、間隔保持板６と第２の表面５との間に配置される。キャビティ２１は、例えば、ノズル内における流れ抵抗を減少させることができる。

キャビティ２１は、入口ポート２を隙間７及び吐出ポート１０に接続する。

一観点によれば、間隔保持板６は、ノズルの長手方向軸線Ｘに対して円錐角αを備える。８。一実施形態では、円錐角αは、０°から１８０°までの範囲にある。一実施形態では、リム領域２２中の円錐角αは、４５°から９０°までの範囲にあり、すなわち、垂直角からデフレクタベース４に向かって偏った角度４５°までの範囲にある。別の実施形態では、リム領域２２中の円錐角αは、９０°から１３５°までの範囲あり、すなわち、垂直角からボンネット１に向かって偏った４５°までの範囲にある。リム領域２２中のノズルの長手方向軸線Ｘに対する円錐角αは、多くの場合、３５°、４５°、５０°、５５°又は６０°であるのが良い。９０°±５°の範囲内にあるリム領域２２中の円錐角αもまた好ましいと言える。

一実施形態では、第１及び第２の表面３，５は、平坦な表面である。このことは、これらの表面ならびに間隔保持板６が長手方向軸線Ｘに対して垂直であることを意味している。

一実施形態では、第１及び第２の表面３，５のうちの一方は、凹状の表面であり、第１及び第２の表面３，５のうちの他方は、平坦な表面である。

図示のノズル１００の実施形態では、第２の表面５には円形の溝２４が設けられている。溝２４は、入口ポート２から隙間７内の切れ目２０を越えてやって来る流体の分配具合を促進することができる。

さらに、ノズル１００の図示の実施形態は、第２の表面５からデフレクタベース４の底面まで延びる少なくとも１つの穴２５を備える。これらの穴は、幾分かの流体が長手方向軸線Ｘの方向に霧状になって出ることができるようにするための流れチャネルとしての役目を果たす。

ノズル１００の機能は、図２ａ及び図２ｂを図３ａ及び図３ｂと比較して理解できる。熱応答ユニット又は脆い発熱体１３が熱の影響を受けて破断して潰れると、栓シャフト１７、栓１６及び栓シール１８がフレームアーム構造体１５の方へ動くようになる。その結果、流体配管系（図示せず）内に生じている流体圧力が栓１６及びこれに取り付けられている栓シール１８を押して入口ポート２の施栓状態を解除する。かくして、開いているフローチャネルが入口ポート２から吐出ポート１０まで延びる状態で作られ、流体の霧化された吐出流がノズル１００の周囲に分散する。

図４は、吐出流を霧化するとともに分散させるノズルに用いられる間隔保持板の概略平面図及び側面図である。

間隔保持板６の基本的な形状は、丸形であり、この間隔保持板は、ノズルの中央ダウエルを受け入れる同軸孔１１を備える。

一実施形態では、間隔保持板は、一定の厚さを備える。一概念によれば、この厚さは、０．０１ｍｍから５ｍｍまでの範囲にあり、好ましくは０．１ｍｍから０．５ｍｍまでの範囲にある。

一概念によれば、純水又は実質的にこれと同じ粘度を備える任意他の流体のための実施形態では、間隔保持板の厚さは、例えば０．０１ｍｍから０．５ｍｍまでの範囲にあるのが良い。

一概念によれば、実質的にこれよりも高い粘度を備える流体に関する実施形態では、厚さは、例えば０．２ｍｍから５ｍｍまでの範囲にあるのが良い。

間隔保持板６の材料は、例えば、金属、例えば鋼、銅、アルミニウム又はプラスチック、例えばポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル又は複合材、例えばガラス繊維強化プラスチックであるのが良い。間隔保持板６は、それ自体公知の方法によって、例えば切断によって、例えばレーザ切断、スタンピング、ダイ打ち抜き、注型、成形、３Ｄ印刷などによって製造できる。

図４に示されている実施形態は、間隔保持板６の周りに均等に分布して配置された８つの隙間７を備える。その結果、吐出流は、周囲のあらゆる方向に差し向けられる。

隙間７は、垂直方向Ｐに間隔保持板６を貫通して延びると共に、間隔保持板６の外周部８から間隔保持板の内側部分９に向かって所定距離Ｄまで延びている。

一概念によれば、隙間７の個数は、１個の隙間から数十個の隙間までの範囲にわたって様々であって良い。間隔保持板６の一実施形態では、隙間７は、均等に分布した状態で配置されているわけではなく、外周部８の幾つかの区分がこの同じ外周部８の別の区分よりも多く又は高密度に配置された隙間を備える。間隔保持板６の更に別の実施形態では、外周部８のかなり広い区分が隙間を全く備えていない。例えば、隙間７は全て、長さが外周部８の長さの２５％又は５０％である区分内に配置されるのが良い。その結果、吐出流を周囲のある特定の区分に差し向けることができる。

隙間７は、図４に示されている実施形態の場合のように外周部８に向かって細まるのが良い。別の実施形態では、隙間７は、外周部８に向かって広がる。さらに別の実施形態では、隙間７は、一定の幅を備える。さらに、まさに同じ間隔保持板６に様々な形状の隙間７が設けられても良い。

一概念によれば、吐出ポート１０の断面、すなわち断面積及び断面形状は、流体の分散量に重要な影響を及ぼし、これに対し、隙間７の形状は、主として、流れ抵抗及び分散パターンに影響を及ぼし、すなわち、分散流体がノズルの周囲にどのように広がるかについて影響を及ぼす。

図５は、流れを霧化するとともに分散させる別のノズルの略図である。一観点によれば、ノズル１００は、間隔保持板６とデフレクタベース４との間に配置された連結部品１４及び連結部品１４とデフレクタベース４との間に配置された少なくとも１つの第２の間隔保持板６を備えるのが良い。このことは、ノズル１００が２つの層になった吐出ポート１０を備えることを意味し、この場合、第２の組の吐出ポート１０が第２の間隔保持板６の隙間７によって構成される。同様に、少なくとも２つの連結部品１４を備える実施形態では、３つ又は４つ以上の層をなす吐出ポート１０が存在する。一実施形態では、吐出ポート１０の層の円錐角（α）は、様々である。

本発明は、上述の実施形態のみに限定されることなく、これとは異なり、多くの変形例が以下の特許請求の範囲の記載によって定められた本発明の概念の範囲内で可能である。本発明の概念の範囲内において、互いに異なる実施形態及び用途の属性を別の実施形態又は用途の属性と関連して使用でき又はこれらに置き換わることができる。

図面及び関連の説明は、本発明の概念を説明するものであるに過ぎない。本発明は、以下の特許請求の範囲に記載された本発明の概念の範囲内で細部が様々であって良い。
本発明のその他の実施態様を以下に記載する。
[実施態様１]
上記実施態様に記載のノズルに用いられる間隔保持板であって、前記間隔保持板は、
垂直方向（Ｐ）に前記間隔保持板（６）を貫通して延びる共に、前記間隔保持板（６）の外周部（８）から前記間隔保持板の内側部分（９）に向かって所定距離（Ｄ）まで延びる少なくとも１つの隙間（７）を有する、間隔保持板。
[実施態様２]
前記隙間（７）は、前記外周部（８）に向かって細まっている、実施態様２に記載の間隔保持板。

１ ボンネット
２ 入口ポート
３ 第１の表面
４ デフレクタベース
５ 第２の表面
６ 間隔保持板
７ 隙間
８ 外周部
９ 内側部分
１０ 吐出ポート
１１ 同軸孔
１２ 中央ダウエル
１３ 熱応答ユニット又は脆い発熱体
１４ 連結部品
１５ フレームアーム構造体
１６ 栓
１７ 栓シャフト
１８ シール
１９ 雄ねじ
２０ 切れ目
２１ キャビティ
２２ 外側リム領域
２３ 内側リム領域
２４ 溝
２５ 穴
１００ ノズル
Ｄ 所定距離
Ｐ 垂直方向
Ｘ 長手方向軸線

Claims (13)

1. 流体の吐出流を霧化するとともに分散させるノズルであって、
   前記ノズル（１００）は、
   前記流体を前記ノズル（１００）内に受け入れるための入口ポート（２）とこの入口ポート（２）から外方に延びる第１の表面（３）とを備えるボンネット（１）と、
   前記第１の表面（３）と向かい合って配置された第２の表面（５）を備える少なくとも１つのデフレクタベース（４）と、
   前記ボンネットの前記第１の表面（３）と前記デフレクタベースの前記第２の表面（５）との間に配置される前記少なくとも１枚の間隔保持板（６）であって、垂直方向（Ｐ）に前記間隔保持板（６）を貫通して延びると共に、前記間隔保持板（６）の外周部（８）から前記間隔保持板の内側部分（９）に向かって所定距離（Ｄ）まで延びる少なくとも１つの隙間（７）を備える間隔保持板（６）と、
   前記入口ポート（２）に流体接続され、前記流体が前記入口ポート（２）から前記ノズル（１００）の周囲まで流れることができるようにする吐出ポート（１０）であって、前記第１の表面（３）と前記第２の表面（５）との間に作られ、前記間隔保持板（６）の前記少なくとも１つの隙間（７）によって構成される吐出ポート（１０）と、を有することを特徴とするノズル。
2. 前記間隔保持板（６）の基本的形状は、丸形であり、
   前記間隔保持板（６）は、前記ボンネット（１）への取り付けのために前記デフレクタベース（４）に配置された中央ダウエル（１２）を受け入れる同軸孔（１１）を有する、請求項１記載のノズル。
3. 前記間隔保持板（６）は、複数の隙間（７）を有する、請求項１又は２に記載のノズル。
4. 前記第１及び前記第２の表面（３，５）は、平坦な表面である、請求項１〜３の何れか一項に記載のノズル。
5. 前記第１及び前記第２の表面（３，５）のうちの一方は、凹状の表面であり、前記第１及び前記第２の表面（３，５）のうちの他方は、凸状の表面である、請求項１〜３の何れか一項に記載のノズル。
6. 前記第１及び前記第２の表面（３，５）のうちの一方は、凹状の表面であり、前記第１及び前記第２の表面（３，５）のうちの他方は、平坦な表面である、請求項１〜３の何れか一項に記載のノズル。
7. 前記凹状及び凸状の表面は、円錐形の表面である、請求項５又は６記載のノズル。
8. 前記間隔保持板（６）は、前記ノズルの長手方向軸線（Ｘ）に対して円錐角（α）をなして配置され、前記円錐角（α）は、０°から１８０°までの範囲にある、請求項７に記載のノズル。
9. 前記第１及び／又は前記第２の表面（３，５）は、前記間隔保持板（６）の外側リム領域（２２）上で前記間隔保持板（６）と接触関係をなして配置され、
   キャビティ（２１）が前記間隔保持板（６）の内側リム領域（２３）と前記第１及び前記第２の表面（３，５）との間に配置され、
   前記キャビティは、前記吐出ポート（１０）を前記入口ポート（２）に接続するよう配置されている、請求項５〜８の何れか一項に記載のノズル。
10. 前記入口ポート（２）は、前記第１の表面（３）の中央と同軸状に前記第１の表面（３）上に開口するよう配置されている、請求項１〜９の何れか一項に記載のノズル。
11. 前記ノズルは、前記間隔保持板（６）と前記デフレクタベース（４）との間に配置された連結部品（１４）を有し、
    少なくとも１枚の第２の間隔保持板（６）が前記連結部品（１４）と前記デフレクタベース（４）との間に配置され、
    かくして、前記ノズル（１００）は、前記第２の間隔保持板（６）の前記少なくとも１つの隙間（７）によって構成された第２の組の吐出ポート（１０）を有する、請求項１〜１０の何れか一項に記載のノズル。
12. 前記ノズルは、火炎抑制システムのスプリンクラーノズルである、請求項１〜１１の何れか一項に記載のノズル。
13. 前記流体は、液体、例えば水である、請求項１〜１２の何れか一項に記載のノズル。

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