JPH03504104A - 気体媒質中に液体または粉体を微細に分散させるための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 気体媒質中に液体または粉体を微細 に分散させるための方法及び装置 本発明は気体媒質好ましくは空気中に液体または粉体を微細に分散させるための 方法及び装置に関する。

空気中又はその他の媒質又は表面で液体又は粉体を微細に分散させることが往々 にして必要とされることは良く知られている。本発明の利用分野は２つの主要な グループに分けられる。

そのうちの１つは、それぞれの状況において放出される物質の量が大量でないよ うな利用分野である（治療、化粧品、家庭内の利用分野等）。噴霧物質は正にこ の目的のために開発されたものである。これらの噴霧物質は加圧容器内に重点さ れ、バルブ機構を起動させることによって、噴霧システムを通って空気中に放出 される。微細に分散された液滴（噴霧液滴）は噴霧ノズルにより生成される。

加圧容器のサイズを増大することは可能であるが、リットル単位の容器は通常製 造されない。

もう１つの利用分野グループにおいては、それぞれの状況で大量の物質が使用さ れなくてはならない。というのうば、許容可能な成果はその方法でしか得ること ができないからである。そのような利用分野としては、例えば建物の消毒、消火 等が挙げられる。これらの用途では、連続作動のスプレ又はアトマイザが用いら れる。

これらの解決策の１つはＨＩＪ−ＰＳ　１Ｂ５５４Ｂに開示されている。

コノ装置ハ、ＤＨ−ＰＳ　２８４０７２３　、ＵＳ−ＰＳ　１３９９４９０　、 　ＵＳ−ＰＳ４１１６３８７及びｌｌ５−ＰＳ　４２５１０３３に記述された装 置の改良であり、これら装置は家畜小屋に入れられた動物の治療又は免疫原処置 のため有効成分を投与するためのものである。この種の装置は大容量の回転式ア トマイザと、シャッタで開閉する円錐形液滴分離器から構成される。これら円錐 形液滴分離器では、５ミクロン以上の液滴が空気中に放出されないようになって いる。

ＵＳ−ＰＳ　４６８７１３５による装置は高エネルギーでの空気中放出用として 開発されたものである。この装置での推進力はガスの爆発的な燃焼によって得ら れ、粉末化された金属材料、金属−セラミクス材料、耐摩耗性かつ耐熱性の電気 絶縁性材料、あるいは導電性材料がノズルに取り入れられる。ノズルから流出す る粉末化物質は融点付近まで加熱されて処理表面上に高エネルギーで析出し、こ れより該処理表面上に層が形成される。このような装置の作動は繰返し行われる 。

この種の装置では、理論的には際限なく大量の物質を放出することができるが、 実際には、その作動は遅い、というのは、単位時間当たりの放出量を増大させる ことは噴霧システムによって制限されるからである。このような遅速性特に消火 器といった消火目的の装置においては不利である。

きわめて大量の物質を非常に広い空間内へ一度にほぼ全て分散させなくてはなら ないといった、地下内火災を代表とする状況がある。現在知られているスプレシ ステムでは、これは不可能であるか、あるいは許容できないサイズの装置によっ てのみ実現可能である。

従って、本発明の目的は、大量の液体又は粉体を一度に空気中といった気体媒質 内に分散させ得る方法及び装置に向けられている。本発明は、液体が高速で空中 に放出された際には空気抵抗が非常に大きくなって液体の塊が衝撃により液滴に 分散するという認識に基づくものである。微細に粒状化された粉末の挙動もまた 同様である。それ故、液体又は粉体の放出速度が非常に重要な問題となる。

本発明によれば、気体媒質好ましくは空気の中に液体又は粉体を分散させるため に、液体又は粉体は射出管内に配置され、加圧推進気体流が爆発的な速度で充填 物の背後に生成される。

恐らくは、最低圧力１０バールの推進気体が最大２０ｍ５ｅｃで充填物の背後に 導かれる。

本発明の好ましい一実施例によれば、容器には最低圧力１０バールの推進気体が 装填され、その推進気体は容器から射出管内の充填物の背後に導かれる。

また、液体又は粉体は合成ホイル製又は紙製の袋の中に充填されてもよく、この 場合該袋は密封されて射出管内に置かれる。

一般に、充填物は射出管の体積の２５％乃至１００％まで充填され、通常の条件 下では、充填物の体積の３０乃至７５０倍の推進気体が該充填物に対して導かれ る。

また、推進気体は爆発によって生成されてもよく、この場合在来のシェル内に装 填された爆薬が推進材容器内に置かれ、袋の中に充填された充填物は直接爆薬上 に置かれる。

本発明の別の目的は、本発明に従った方法でもって気体媒体好ましくは空気中に 液体又は粉体を微細に分散させるための装置に向けられており、その装置が液体 又は粉体の充填物を取り入れる射出管を有するように構成された場合、該射出管 の一端は推進材容器に取り付けられ、このとき該射出管は少なくとも急速ロック 要素で閉じられるようになった移送孔によって推進材容器と相互に連結される。

本発明による装置の好ましい一実施例においては、射出管の長さと内径との比率 は２乃至２０である。

本発明による装置の別の好ましい実施例においては、セグメントから成る弾性材 料の自動ロック要素が射出管の口に配置される。

本発明による更に別の実施例によれば、射出管は充填用短管口を設けたロック要 素を具備し、そこには可撓性ホースを介して液体供給システムが接続される。

推進材容器に面した射出管の端部側には管底部を形成してもよく、この場合移送 孔から射出管の方向に分岐する分岐孔が設けられ、それら分岐孔は該管底にその 縁部に接近して開口させられる。

推進材容器は充填用短管を具備してもよく、この充填用短管はロック要素に設け られ、これにより推進材供給器との連結を保証され、また該充填用短管は可撓性 ホースを通して高圧ガス供給周動カシステムと連結される。かかる充填用短管は ＣＯｚカートリッジを取り入れるための在来の要素を具備してもよい。

射出管を推進材容器と相互連結する移送孔を閉鎖するロック要素は、推進材容器 の方向から移送孔の周りに機械加工された弁座上に載る弁とされ、この弁はシリ ンダ内に設けられたピストンと起動連結状態にあり、シリンダ空間はそこに向か って閉じる逆止弁を通して推進材容器と、ロック要素を通して周囲環境と相互連 結され、ロック要素を具備した推進材容器の充填用短管はシリンダ空間と直接的 に連通させられる。

シリンダ空間と相互連結された推進材容器の充填用短管を設けたロック要素と、 シリンダ空間を周囲環境と相互連結しているロック要素とは３方向位置を取り得 るようになったロック要素として一体的に構成してもよい。

本発明による装置の更に別の好ましい実施例においていは、射出管を推進材容器 と相互連結する移送孔を閉鎖する弁と、この弁を作動させるピストンとが単一部 品として一体的に構成され、移送孔の断面積はシリンダ空間の断面積よりも小さ くされ、移送孔を閉鎖するロック要素は螺形弁、ポールピボット又は膜とされる 。

射出管を推進材容器と相互連結する移送孔を閉鎖する膜の背後に破裂用マンドレ ルを配置してもよく、この場合マンドレルの軸部は推進材容器の外側に配置され た起動機構と機械的連結状態とされる。

好ましくは、かかる移送孔と閉鎖する膜の圧縮強度は推進材容器の定格装入圧力 の１．２倍から１．５倍とされる。

推進材容器と射出管を相互連結する移送孔を閉鎖する膜に対し、起爆用機構好ま しくは雷管キャップを組み込むことも可能であり、この場合雷管キャップは着火 機構と相互連結させられる。

本発明による装置の更に別の好ましい実施例においては、爆薬は従来の起爆用機 構（雷管）と共に組み立てられた推進材容器に設けられ、起爆機構は着火機構と 相互連結させられる。

更に、本発明による装置の好ましい実施例においては、推進材容器と射出管を相 互連結する移送孔を閉鎖する膜に対し組込まれた起爆用機構と相互連結された着 火機構、又は推進材容器内の爆薬に組込まれた起爆用機構と相互連結された着火 機構は、爆発性混合ガス及び／又は火炎の存在を検知する装置又は装置システム と起動連結状態とされる。

最後に、本発明による装置の更に別のの好ましい実施例においては、少なくとも ２つの射出管が共通の推進材容器と組み立てられ、各々の射出管はロック要素に より閉鎖された移送孔を通して共通の推進材容器と別々に連通させられる。

本発明は、添付図面を参照しながら幾つかの実施例によって更に詳しく記述され る。

第１図は本発明による装置の一実施例を示す縦断面図、第２図は同装置の詳細図 、 第３図は別の実施例を示す縦断面図、 第４図は同装置の頂面図、 第５図は第３図においてｌで示した横断面図、第６図は第３の実施例の縦断面図 、 第７図は第４の実施例の縦断面図、 第８図は第５の実施例の縦断面図、 第９図は第６の実施例の縦断面図、 第１０図は第７の実施例の縦断面図、 第１１図は第８の実施例の縦断面図、 第１２図は第９の実施例の縦断面図、 第１３図は第１０の実施例の縦断面図、第１４図は第１１の実施例の縦断面図で ある。

先の記述から明らかなように、本発明による方法は幾つかの態様で実施化され得 るものであり、またその実施化のためには幾多のタイプの装置も可能である。本 発明の理解を容易にするために、本発明による装置の一実施例を説明し、その作 動の記述の後に本発明による方法について言及することにする。

第１図に示した装置の射出管２及び推進材容器３は単一の鋼管として機械加工さ れたものである。射出管２及び推進材容器３は分割壁３８によって互いに分離さ れ、該分割壁３８はガスケット３９によってシールされる。その移動は射出管２ の方向から機械加工された肩部４１及び止めねじ４０によって阻止される。

分割壁３８については第２図に詳しく図示されている。射出管２と推進材容器３ を相互連結する中央部分には移送孔８が配置される。移送孔８の周りには弁座１ ５が機械加工され、該移送孔８は推進材容器３の方向からディスク状ゲート弁１ ４によって閉鎖される。

ゲート弁１４は弁棒４２を介してピストン１６と相互連結される。

ピストン１６は本実施例では分割壁３８と一体的に形成されたシリンダ１７内に 配置される。ピストン１６の気密性はシールリング４３によって保証される。シ リンダ１７の壁部にはバルブ１４に接近して窓部４４が切り開かれ、この窓部４ ４を通して推進気体がパルプ１４に向かって流れ込む。

シリンダ１７はカバー４５によって閉じられ、このカバー４５はねじ４６で固定 される。ピストン１６とカバー４５との間にばばね４７が挿入されるが、このば ね４７は作動に関して顕著な役割は果たさず、作動上の安全性を改善するにすぎ ない。

カバー４５の中央部には孔４８が形成され、これにより推進材容器３の空間とシ リンダの空間３７とが相互連通させられる。

孔４８は推進材容器の空間の方向から逆止弁１８によって閉鎖される。

カバー４５にはシリンダ空間と連通させられた環状空間４９が形成され、この環 状空間４９は孔大５０及び５１を通してねじ付き短管５２及び５３と連通させら れる。

本実施例では、推進材容器３はその端部がねじ５４で固定された底部材５５によ って閉鎖されるという意味において据付は構造となっている。底部材５５にはダ クト５６及び５７が設けられ、そこにはねじ付き短管５８及び５９が推進材容器 ３の方向から収容される。

ダクト５６から連続したものとしてロック要素１３が、又ダクト５７から連続し たものとしてロック要素１９が底部材５５に連結される。これらロック要素はハ ンドル６２及び６３によって作動させられるボールピボットからなる。ロック要 素１３の自由端は推進材容器３の充填口管１２を形成する。充填口管１２は可撓 性ホース３４を通して圧縮空気源（図示されない）に接続さっる。ロック要素１ ９は周囲環境に対して開放されている。

底部材５５内のねじ付き短管５８及び５９は可撓性ホース６０及び６１を通して シリンダ１７のカバー４５内のねじ付き短管５３及び５３と相互連通させられる 。

本発明による方法は以下の通りである。

ロック要素１３が開放されると、圧縮空気が可撓性ホース３４を通してダクト５ ６内に流入する。シリンダ１７のシリンダ空間３７はダクト５６及び環状空間４ ９を通して圧縮空気でもって充填される。ピストン１６及びゲート弁１４はばね ４７のために弁軸４２を通して移送孔８側に維持され、かくしてゲート弁１４は 弁座１５上に位置させられて移送孔８を閉鎖する。このとき圧縮空気はゲート弁 １４の閉鎖力を増大させる。

シリンダ空間３７内の圧力が上昇すると、逆止弁１８が開放されて、推進材容器 が推進気体４すなわち圧縮空気でもって充填される。充填が完了したとき、ハン ドル６２を回すことによって、ロック要素１３が閉鎖される。

以上のような作動期間中、ロック要素１９は閉鎖状態に維持される。

推進材容器３の充填と同時に、射出管２内に充填物１を充填することも可能であ る。本実施例では、かかる充填物は第１図に示すように水とされる。装填物１お よび推進気体４の充填により、装置は噴出準備状態となる。

充填物１の噴出のためには、ハンドル６３を回すことによってロック要素１９が 開放される。この時点で、シリンダ１７のシリンダ空間３７は環状空間４９、孔 ５１、可撓性ホース６１、ダクト５７及びロック要素１９を通して周囲環境に対 して放出状態となる。推進材容器３内の推進空気４の圧力によって、ピストン１ ６はカバー４５側に移動させられ、これによりゲート弁１４が弁座１５から離れ る。

ゲート弁１４の開放はきわめて急速であり、それは僅か数ミリセカンドにすぎな い。自由移送孔８を通して、推進空気４は、充填物１の下から初期力でもって上 方に押し上げ、次いで充填物を射出管２から高速で噴出させ、かくして該充填物 を空気中で分散させてほぼ均一な噴霧を生成させる。

噴出後、装置の充填が繰り返され得る。すなわち、その作動は繰返し行い得る。

前述の記載から予測されるように、この方法の成果は幾つかの要因によって左右 される。

先ず第１に、方法の実施速度及び使用エネルギの大きさは決定的な役目を果たす 、推進空気４が２０ｓｓｅｃ以上の時間で充填物１の背後に得られる場合あるい は推進空気の圧力が２０ノ＜−ルに達しない場合、液滴のサイズもその分布も均 質とならず、液滴は噴霧、スプレ又はエアゾールを語る以上の大きさとなる。

たとえ上述したような条件が満たされたとしても、射出管のＬ／Ｄ比（Ｌ＝長さ 、Ｄ−直径）と、射出管の体積ＶＫおよび充填物１の体積ＶＴＯ比とからも誤算 は生じることになる。これら２つの要因は噴霧の細かさ、射出範囲及び分散時の テーバ角度に影響を及ぼす。

Ｌ／Ｄ比は２から２０の範囲で選択されなければならない。

Ｌ／Ｄ比が２より小さい場合、分散時のテーバ角度は非常に大きくなり、このた め噴霧はもはや均質でなくなり、側方に散布される液滴は許容できないほど大き く、そのエネルギは小さく、かくして液滴は充分遠くに到達し得ない。Ｌ／Ｄ比 は理論的には２０より大きくなり得るが、これは本発明による方法の成果に影響 を与えることがないため不必要である。

射出管の体積ＶＫおよび充填物の体積ＶＴＯ比については、２５％から１００％ の範囲で選択されるべきである。この比の効果は分散時のテーバ角度に正比例す る。すなわち、体積比が小さくなれば、それに応じて分散時のテーバ角度も小さ くなる。体積比は分散時のテーバ角度の効果のみに影響を与えるわけではない。

体積比が小さくなると装置の適用範囲も広がり、噴霧は一層細かくまたより均質 なものとなる。

最後に、通常の条件下で測定された充填物の体積ＶＴと推進材の体積ＶＨＯ比は 、装置の利用分野を選抜する上で著しい影響を与える。かかる比は３０から７５ ０の間で選択され得る。

これが噴射のために用いられるエネルギの大きさを特徴付けることは明らかであ ろう。本発明による装置は手で保持し得るような大きさで製造することが可能で あるが、大寸法で安定した構造でも製造し得る。

手動式の利用たとえば小型消火器の場合、大きなエネルギは不必要であり、反力 が過度に大きく操作する人に危害を及ぼし得るような場合には、かかる使用は勧 められない。

一方、本発明によれば、焼入油やガスの爆発に適した装置も製造し得る。このよ うな装置はポーリングタワーから離れた固定スタンド上に据え付けられ、噴出は 消火用充填物が有効であるだけでなく火炎を吹き飛ばし得るようなエネルギで行 なわれる。

エネルギを際限なく増大することは無意味なことである。

空気抵抗は分散範囲について絶対的な制限となる。従って、体積比を７５０以上 にすることは不必要である。

手動式使用に適した実施例は第３図から第５図までに示されている。

射出管２及び推進材容器３は独立して作られ、スペーサ部材６４の両側に取り付 けられる。射出管２はそこに溶接されたフランジ付きハブを用いてねじ６５で固 定され、その間に設けられたガスケット６６によって耐漏洩性が与えられる。同 様に、推進材容器３もそこに溶接されたフランジ付きハブを用いてスペーサ部材 ６４に固定される。推進材容器３はねじで固定され、ガスケット６８でシールさ れる。

推進材容器３の端部は溶接底部材７１でもって閉鎖される。

移送孔８は、スペーサ部材６４中に機械加工される。射出管２の内部の下端部は スペーサ６４部材内で管底面２８を形成し、かくしてねじ付きインサート７３が スペーサ部材６４内に打ち込まれるようになっている。孔２９がインサート７３ 内で移送孔８から分岐しており、その開口部３０は底面２８の周囲に沿って射出 管２の空間内へ開放される。孔２９は分布空間７６がら始まっているが、これは 流れに関して移送孔８の一部分とみなされている。

弁１４が載っている弁座は、推進材容器３に面する移送孔８の端部の周りに機械 加工される。

弁１４及び作動ピストン１６は単一の部品として作られる。その作動はピストン １６の断面積Ａが移送孔８の断面積ａよりも大きいものであることを条件として いる。

スペーサ部材６４にはシリンダ１７が機械加工され、その中にピストン１６が配 置される。ピストン１６はパツキンリング４３によってシールされ、その形状は ジャムを防止するためにポット形とされる。前述のように、その作動はばね４７ によって保証される。

シリンダ１７のシリンダ空間３７はカバー６９によって閉じられ、このカバー６ ９はねじ７０でもってスペーサ部材６４に固定される。

逆止弁１８はカバー６９内で推進材容器３の空間に向がって開放される。

環状弁空間８１はピストン１６の弁座１５に面した側に配置される。環状弁空間 はダクト７１を通して推進材容器３の空間と相互連通される。図中には１本のダ クト７２シか示されていないが、流体抵抗がより低いため更に多くのダクトを準 備することが勧められる。

スペーサ部材６４に孔７８がシリンダ空間３７と隣接して形成される。三方向位 置を取り得るロック要素２０は孔７８に隣接している。ロック要素２０の連結用 短管の１つは可撓性ホース３４を通して圧縮空気源（図示されない）と接続され 、その他の連結用短管は周囲環境に対し開放され得る。ロック要素２０はハンド ル８０により作動される。

射出管２の空間に導く孔７５がスペーサ部材６４の一部すなわち射出管２の空間 を取り囲む部分に形成される。ロック要素３２を通して孔７５に隣接したその充 填用短管３１は可撓性本発明３３を通して水栓（図示せず）に連結される。ロッ ク要素３２はハンドル７９よって作動されるボールピボットとして構成される。

射出管２の管口９には錠止要素１０が固定される。これはグメント１１に分割さ れるゴムシートであってよい。ロック要素１０はリング７６により管口９に押し 付けられる。リング７６はねじ７７で固定される。

以上の装置は前述の場合と同様に機能する。

三方向位置を取り得るロック要素２０の１つの位置ではシリンダ空間３７は可撓 性ホース３４を通して圧縮機と連結される。

従って、ピストン１６は弁１４を閉鎖状態に保ち、一方推進材容器は逆止弁１８ を通して推進気体４すなわち圧縮空気でもって充填される。

推進材容器３の充填後、ロック要素２０はハンドル８０によって第３図に示す位 置まで回転させられる。

ロック要素３２を開放することにより、射出管２も同様に充填される。当然のこ とながら、先に述べられた事項は充填の際に考慮されなくてはならない。射出管 ２の充填後、ロック要素３２はハンドル７９によって閉鎖される。この時、装置 は作動準備状態とされる。

ロック要素２０の回転によりシリンダ空間３７が孔７８を介して周囲環境と相互 連通させられると、装置の作動が開始される。

このときピストンは移動し、弁１４は移送孔８を開放する。流出する推進材４に よって、装入物１が噴出させられる。

本装置は特に手動操作用のものとして構成されたものであり、従ってグリップ及 び肩ひも（図示せず）が設けられる。

手動操作では、セグメント１１を持つ錠止要素１０を管口９に適用することが必 要である。このようにして、充填物１が装置の動作中に射出管２から流れ出るこ とが阻止される。

手動操作は同様に３方向位置ロック要素２０が用いられる。

前述の装置と比べて、３方向位置ロック要素２０を充填用ロック要素１３及び噴 出開始用ロック要素１９と一体になったユニットとしてみなすことができるとい うことは、容易に理解できる。

管底面２８に対し開放している孔２９０目的は、推進材４を充填物１の下に均等 に導くことにある。その効果は、分散時のテーバ角度を減少させる点で明らかで あり、これは実際大きい直径の射出管において意義深い。

同様に軽量な手動操作式装置が第６図に示されている。

射出管２及び推進材容器３はスペーサ部材８３０両側にねじ込み式連結で固定さ れる。シール用にパツキンリング８５及び８６が用いられる。推進材容器３の端 部は、前述のように、底部材７１で閉鎖される。

スペーサ部材８３は、ハンドル８２により作動させられる組込み型のボールピボ ット２２を伴う移送孔８を含んでいる。

ハンドルホイール８８により作動させられるロック要素１３は孔８４を通してス ペーサ部材８３の推進材容器３と面する側と合流する。連結要素８７はロック要 素１３に機械加工された充填用短管１２に組込まれ、大きなＣＯ２ボンベ３５を 取り入れるのに適する。連結要素８７は他の技術分野例えば家庭用サイフオンボ トルとして知られているので、その詳しい説明については省くことにする。

本実施例による装置は以下のように機能する。

ＣＯ□ボンベ３５を設置した後、推進材容器３はハンドホイール８８を回転させ ることによりロック要素１３を通して推進材４でもって充填される。この場合、 推進材はＣＯ２ガスである。

推進材容器３は大きなＣＯ，ボンベ３５から数回に亘って充填されてもよい。充 填物１も同様に射出管内に入れられる。充填の間、図示されているようにボール ピボット３３は閉鎖される。

ハンドル８１の回転によりボールピボット２２が開放されると、装置の作動が開 始され、推進材４は移送孔８を通って充填物１の下側に流れる。かくして、充填 物１の噴出が誘発される。

同様に、上述の装置を手動操作用に構成された実施例が第７図に示されている。

２本の射出管２がスペーサ部材８９に連結される。射出管２にはフランジが付け られ、ガスケット９２によってシールされる。これら射出管はねしく図示せず） で固定される。

単一の推進材容器３がネジ９１でスペーサ８９のもう一方の側に固定される。該 容器はガスケット９０で密封されている。

各射出管２毎に対して移送孔８がスペーサ部材８９内に機械加工され、各移送孔 にはハンドル８２により作動させられるボールピボット２２が設けられる。

ハンドホイール８８により開閉されるロック要素１３は、推進材容器３内へ開放 しているスペーサ部材８９内の孔８４に連結される。口・ンク要素１３に機械加 工された充填用短管１２には連結要素８７を介してＣＯ□ボンベ３５が連結され る。

装置は前述のように機能する。

当然のことながら、推進材容器３への繰返しの充填に続いて、２本の射出管２は 互いに前後して作動される。この装置の利点については、各々の射出管２を充填 物１でもって予め充填して、充填用ホースと共に装置を用いる必要なくあるいは 充填のため充填場所に戻る必要もなく充填物１を噴出を数回行い得るということ である。

第８図には、ねじ９４でスペーサ９３部材に固定され、ガスケット９５及び９６ によりシールされた装置の実施例が示されている。スペーサ部材９３には螺形弁 ２１を組込まれた形で移送孔が形成される。螺形弁２１の弁レバー９７はシリン ダ９８のピストンロッド９９にヒンジ止めされる。

推進材容器３は底部材１００で閉鎖され、この底部材１００はガスケット１０２ でシールされてねじ１０１で固定される。充填用短管１２を持つロック要素１３ が底部材１００の孔１０３に連結される。充填用短管１２は可撓性ホース３４を 通して推進材動力源（図示せず）と接続される。

この装置の詳しい作動については省く。充填物１及び推進材４を取り込んだ後、 螺形弁２１がシリンダ９３を用いて開放され、これにより充填物１が噴出される 。

推進材４は充填のために気体状態にある必然性は無く、液化されたＣＯ□ガスで あってもよい。上述の場合と同様に、推進材は螺形弁２１の開放時点で既に気体 状態となって充填物１の下に流れる。

第９図から第１１図までは、移送孔８が膜２３によって閉鎖されるようになった 実施例を示している。これは個々に構成されてもよいし、また工場で作られるか 、あるいは既製の密封スロット付ディスクであってもよい。工場生産においては 、Ｗｉ、２３はパツキンを使用することなく漏れが防止されるように周囲の締付 はリング１１４と共に加工される。半加工の完全既製のスロット付きディスクも 又、本発明による装置のために用いることができる。

第９図に示されている工場生産の装置では、射出管２は締付はリング１１４に取 り囲まれた膜２３の片側に組み付けられ、一方推進材容器は反対側に組み付けら れ、それらはガスケット１１５及び１１６によってシールされて、ねじ１１７で 固定される。

ガスケット１１８及びねじ（図示せず）と共に１つの底部材１０４が推進材容器 ３のもう一方の端部に取り付けられ、この底部材１０４はダクト１１３を通して ロック要素１３及び充填用短管１２と連通される。底部材１０４上にはガスケッ ト１２６及びねじ（図示されない）をでもってシリンダ１０６が取り付けられシ リンダ１０６のピストン１０８のピストンロッド２０７には膜２３側に破裂用マ ンドレル２４がある。ピストンロッド１０７はステンチ溶接又は固着により推進 材容器３に固定された案内ディスク１０５により偏向しないように支持される。

推進材４の妨害のない流れは案内ディスク１０５に形成された孔１１０によって 保証される。シリンダ１０６は短管１１１及び可撓性ホース１１２を介して圧縮 空気源と連通される。ピストンロッド１０７はばね１０７により通常の位置に保 持される。

充填物１及び推進材４の充填の後、シリンダ１０６に対し圧力を加えると、装置 の作動が開始される。ピストン１０８及びピストンロッド１０７の端部にある破 裂用マンドレル２４は高速で膜２３の方向に移動してこれを破って通過する。推 進材４は充填物１の下へ自由な移送孔８を通って流れ、これにより充填物が噴出 させられる。

第１０図に示す装置では、予め圧縮された膜２３が射出管２と推進材容器３の間 に締付は用リング１１４、ガスケント１２７及びねじ１２９を用いて設置される 。推進材容器３の端部は溶接された底部材１９により閉じられ、この底部材には 充填用短管１２を持つロック要素１３が嵌め込まれる。

充填の間、膜２３は推進材容器３内の推進気体４の圧力より幾分か高い圧縮強度 を有していなくてはならない。

装置を作動状態にするためには、推進気体４の圧力は噴出中口ツク要素１３を開 放することによってさらに増大され、増大された圧力は膜２３を破り、かくして 移送孔８は解放される。

作動原理は、膜２３の圧縮強度が定格充填圧力の１．２倍から１．５倍に選定さ れるべきであることを実証している。かくして、膜は偶発的な破壊に対して充分 安全になるが、噴出のために過度な圧力は全（必要とされない。

第１１図は、装置の遠隔操作を従来の要素を用いて達成できないような分野で用 いられる装置を示している。かかる分野とは例えば鉱山での深部坑内作業である 。

ここでは、締付はリング１１４の間に組み付けられた膜２３はガスケット１３０ で射出管に接合され、締付はリング１２０、ガスケット１３１及びねじ１３２を 支持する閉鎖プレートを挿入した状態で推進材容器に接合される。

推進材容器３の端部は溶接された底部材１３３で閉じられ、この底部材には充填 用短管１２を持つロック要素１３が設けられる。

装置を作動させるためには、まず第１に起爆機構２６が膜２３と閉鎖プレー）　 １２１の間に置かれる。起爆機構２６は、電気的に点火される雷管を持つ従来の どのような爆薬であってもよい。かかる雷管の電線は閉鎖プレート１２１に沿っ て導かれる。

起爆機構２６の設置に続いて充填物１及び推進材４が充填される。

ここで、水辺外に装入物１として他の多くの物質を用いられ得ることに留意され たい。例えば、消火のために用いられる粉末などである。さらに、坑内ガスの危 険性の場合には、岩粉も充填物１であり得る。

深部坑内作業において、該装置は以下のように使用される。

入口の体積及び充填物１のサイズによって必要とされるだけの数の装置（充填さ れた状態で）を坑内ガスの危険性がある地域に設置する。電線１２２は坑内ガス 又は火災の存在に対し反応するセンサ１４１の具備された着火機構２７（表象的 に示されている）に接続される。例えば、坑内ガスが爆発性のレベルに達したと き、着火機構２７は起爆機構２６を爆裂させ、起爆機構は膜２３と温かに弱い材 料から作られた閉鎖プレート１２１とを破砕する。かくして、推進材４は移送孔 ８を通って充填物の下を流れ、これにより充填物が噴出される。

推進気体４は爆薬を用いてもたらすこともできる。

第１２図に示した装置においては、ロックディスク１３４がガスゲット１３５及 び１３６及びねじ１３７と共に射出管２と推進材容器３の間に設けられる。推進 材容器３はねじ込み式底部材１２３によって閉じられ、この底部材には押えねじ １２４により起爆機構３６が組み込まれ、この起爆機構３６は電線１３８を通し て着火機構２７に接続される。検知装置１４１は着火機構２７に接続される。

装置の作動のために、推進材容器３には爆薬７が置かれる。

これはどのような低級爆薬であってもよい。爆薬７の爆発により、ロックディス ク１３４が破壊されて、解放状態となった移送孔８を通って充填物ｌの下に推進 気体が流入させられる。

第１３図は、装置の最も単純な態様を示している。射出管２及び推進材容器３は 単一管として機械加工され、従って移送孔は管の最大断面積となる。推進材容器 ３は、溶接された底部材１２５により閉じられ、この底部材には押えネジ１３７ によって起爆機構３６が組み込まれる。起爆機構３６は電線１４０で着火機構２ ７に接続される。検知用装置１４１が着火機構２７と連結されている。

装置の作動のためには、先ず第１に、管体に入った爆薬７を推進材容器３内に入 れ、その後紙又は合成ホイルでできたシールされた袋５の中に入った充填物１が 置かれる。爆薬７の起爆時点でもたらされた推進気体によって、装入物１は噴出 させられる。

袋５の使用した場合には、袋５を引き裂くようなエネルギが袋充填ｌの噴出には 必要であることから、装置のあらゆる態様において袋を用いることができるとい うことを記しておきたい。

袋５は更に別の可能性を提供する。本発明による方法にあっては、液体又は粉末 の材料のみが噴出され得る。しかしながら袋５を用いることにより、ハロゲンガ スも袋５の中に液体状態で保存、充填され得るので、ハロゲンガスも同様に噴出 され得る。

第１４図は、爆発から派生した高いエネルギと、管底面に花輪のように配置され た孔の利点を組合わせた装置の態様を示している。

底板１４２はガスケツ）１４３．１４４及びネジ１４５を用いて推進材容器３と 射出管２の間に設けられる。底板１４２は実際には、射出管２の管底面２８を画 定する。

管底面の縁部２８の近くの底板１４内に孔２９が花輪のように配置される。底板 １４２はガスケット１４３と底板１４２の間の膜２３によって閉鎖される。この 場合、膜２３は強度の低い薄いシート又はホイルであってよい。

孔２９は移送孔８と連通される。図面では、その断面積は事実上推進材容器３の ものと同じであるが、第３図に示されているような構造も又実行可能である。各 図面（１つだけ除いて）は射出管及び推進材容器の直径が同じであるような態様 を示しているものの、これは全く必要なことではないということに留意されたい 。

推進材容器３は、底部材１４６により閉じられ、底部材にはは押えネジ１４７を 用いて起爆機構３６が固定さｈる。起爆機構は電線１４８を通して手動式着火機 構２７と相互に連結される。

装置の作動のためには、装入物１が射出管２内に置かれ、推進材容器３に爆薬７ が充填される。着火機構は雷管を爆裂させ、雷管は爆薬７を爆裂させる。

爆薬７によりもたらされた推進気体は孔２９の中を流れ、膜２３を引裂させ、次 に装入物２の下を通り、これにより充填物が噴出させられる。

前述の説明は、当該方法及び装置の主要な利用分野の１つが消火であることを立 証している。細かい分布のおかげで、あたかも従来の手段を用いて放出されるか のごとく、はるかに少ない量の消火材（何よりもまず水）しか必要とされないと いうことは極めて大きな利点であると考えられる。

当然のことながら、本発明は他の分野でも利用でき、当該方法を他の装置で実現 することも又可能である。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．気体媒質好ましくは空気中に液体又は粉体を微細に分散のための方法におい て、液体又は粉末を射出管（２）内に置き、加圧推進気体（４）を充填物（１） の背後で爆発的な速度で導入することを特徴とする方法。 ２．請求の範囲１に記載の方法において、少なくとも１０バールの加圧推進気体 （４）を最大２０ｍｓｅｃで充填物（１）の背後に押し込むことを特徴とする方 法。 ３．請求の範囲１または２に記載の方法において、推進材容器（３）に少なくと も１０バールの加圧推進気体（４）を満たし、この加圧推進気体（４）を該推進 材容器（３）から射出管（２）内の充填物（１）の背後に導くことを特徴とする 方法。 ４．請求の範囲１から３のいずれか１項に記載の方法において、液体又は粉体が 合成ホイル又は紙で作られた袋（５）の中に充填され、この袋（５）が閉じられ て射出管（２）内に直かれることを特徴とする方法。 ５．請求の範囲１から４のいずれか１項に記載の方法において、射出管（２）の 体積の２５〜１００％の量の充填物（１）が該射出管（２）内に充填されること を特徴とする方法。 ６．請求の範囲１から５のいずれか１項に記載の方法において、通常の条件下で 充填物（１）の体積の３０〜７５０倍の量の推進気体（４）が充填物（１）の背 後に導入されることを特徴とする方法。 ７．請求の範囲１から６のいずれか１項に記載の方法において、推進気体（４） が爆発によりもたらされることを特徴とする方法。 ８．請求の範囲１から７のいずれかＩ項に記載の方法において、在来のシェル（ ６）に入った爆薬（７）が推進材容器（３）内に置かれ、袋（５）の中に充填さ れた充填物（１）が該推進材容器（３）上に直接置かれることを特徴とする方法 。 ９．気体媒質好ましくは空気中に液体又は粉体を分散させるための装置において 、液体又は粉体の充填物（１）を取り入れる射出管（２）が設けられ、この射出 管（２）の一端が推進材容器（３）に接続され、前記射出管（２）が急速ロック 要素で閉じられる少なくとも１つの移送孔（８）によって前記推進材容器（３） と相互連通させられることを特徴とする装置。 １０．請求の範囲９に記載の装置におて、射出管（２）の長さ（Ｌ）及びその内 径（Ｄ）の比（Ｌ／Ｄ）が２から２０であることを特徴とする装置。 １１．請求の範囲９または１０に記載の装置において、弾性材料で作られかつセ グメントから成る自動閉鎖式ロック要素（１０）が射出管（２）の管口（９）に 設けられることを特徴とする装置。 １２．請求の範囲９から１１までのいずれか１項に記載の装置において、射出管 （２）が充填用短管（３１）を具備し、この充填用短管（３１）が可撓性ホース （３３）を通して液体供給システムに接続されるロック要素（３２）に設けられ ることを特徴とする装置。 １３．請求の範囲９から１２までのいずれか１項に記載の装置において、管底面 （２８）が推進材容器（３）と面した射出管（２）の端部に形成され、移送孔（ ８）から射出管（２）の方向に孔（２９）が分岐し、孔の開口部（３０）が管底 面（２８）内でその縁部の近傍に形成されていること（１０，５，８９）を特徴 とする装置。 １４．請求の範囲９から１３までのいずれか１項に記載の装置において、推進材 容器（３）が充填用短管（１２）を具備し、この充填用短管（１２）が推進材供 給用器具との連結のためのロック要素（１３）に設けられていることを特徴とす る装置。 １５．請求の範囲９から１４までのいずれか１項に記載の装置において、ロック 要素（１３）に設けられた推進材容器（３）の充填用短軸（１２）が可撓性ホー ス（３４）を通して適当に高圧ガス供給用エネルギシステムに接続されているこ とを特徴とする装置。 １６．請求の範囲９から１５までのいずれか１項に記載の装置において、ロック 要素に設けられた推進材容器（３）の充填用短管（１２）がＣＯ２カートリッジ を取り入れられるための在来要素を具備することを特徴とする装置。 １７．請求の範囲９から１６までのいずれか１項に記載の装置において、推進材 容器（３）と射出管（２）を相互連結している移送孔（８）を閉領するロック要 素が推進材容器（３）の方向から移送孔（８）の周りに機械加工された弁座（１ ５）上に載った弁（１４）であり、この弁（１４）がシリンダ（１７）内に設け られえたピストン（１６）と作動連結させられ、シリンダ（１７）のシリンダ空 間（３７）がそこに向かって閉鎖する逆止弁（１８）を通して推進材容器（３） と相互連結され、かつ別のロック要素（１９）を通して周囲環境と相互連結され 、前記ロック要素（１３）に設けられた推進材容器（３）の充填用短管（１２） がシリンダ（１７）のシリンダ空間（３７）と直接的に連通させられていること を特徴とする装置。 １８．請求の範囲９から１７までのいずれか１項に記載の装置において、シリン ダ（１７）のシリンダ空間（３７）と相互連結する推進材容器（３）の充填用短 管（１２）を設けたロック要素（１３）と、シリンダ（１７）のシリンダ空間（ ３７）を周囲環境と相互連結するロック要素（１９）とが単一の３方向位置を取 り得るようになったロック要素（２０）として構成されることを特徴とする装置 。 １９．請求の範囲９から１８までのいずれか１項に記載の装置において、射出管 （２）を推進材容器（３）と相互連結する移送孔（８）を閉鎖するロック要素と 作動ピストン（１６）とが一体的に形成され、移送孔（８）の断面積（ａ）がシ リンダ（１７）のシリンダ空間（３７）の断面積（Ａ）よりも小さいことを特徴 とする装置。 ２０．請求の範囲９から１６までのいずれか１項に記載の装置において、射出管 （２）を推進材容器（３）と相互連結する移送孔（８）を閉鎖するロック要素が 蝶形弁（２１）であることを特徴とする装置。 ２１．請求の範囲９から１６までのいずれか１項に記載の装置において、射出管 （２）を推進材容器（３）と相互連結する移送孔（８）を閉鎖するロック要素が ポールピボット（２２）であることを特徴とする装置。 ２２．請求の範囲９から１６までのいずれか１項に記載の装置において、射出管 （２）を推進材容器（３）と相互連結する移送孔（８）を閉鎖するロック要素が 膜（２３）であることを特徴とする装置。 ２３．請求の範囲９から１６までのいずれか１項に記載の装置において、推進材 容器（３）と射出管を相互連結する移送孔（８）を閉鎖する膜（２３）の背後に 推進材容器（３）の方向から破裂用マンドレル（２４）が配置され、破裂用マン ドレル（２４）の軸部（２５）が推進材容器（３）の外側に配置された起動機構 と機械的連結状態にあることを特徴とする装置。 ２４．請求の範囲９から１６までのいずれか１項に記載の装置において、射出管 （２）を推進材容器（３）と相互連結する移送孔（８）を閉鎖する膜（２３）の 圧縮強度が推進材容器の定格装入圧力の１．２倍から１．５倍であることを特徴 とする装置。 ２５．請求の範囲９から１６までのいずれか１項に記載の装置において、起爆用 機構（２６）好ましくは雷管キャップが推進材容器（３）と射出管（２）を相互 連結する移送孔（８）を閉鎖する膜（２３）に対し組み込まれ、起爆用機構（２ ６）が着火機構（２７）と相互連結されていることを特徴とする装置。 ２６．請求の範囲９から１３までのいずれか１項に記載の装置において、爆薬（ ７）は推進材容器（３）内に入れられ、この推進材容器（３）に対しては着火機 構（２７）と共に在来の起爆機構（雷管）が相互連結されていることを特徴とす る装置。 ２７．請求の範囲９から１６までのいずれか１項に記載の装置において、射出管 （２９）を推進材容器（３）と相互連結する移送孔（８）を閉鎖する膜（２３） に対し組込まれた起爆機構（２６）と相互連結された着火機構（２７）、または 推進材容器（３）内の爆薬（７）に対し組込まれた起爆機構（３６）と相互連結 された着火機構（２７）が爆発性混合ガス及び／又は火炎の存在を検知する計器 又は計器システムと起動連結させられていることを特徴とする装置。 ２８．請求の範囲９から２６までのいずれか１項に記載の装置において、少なく とも２つの射出管（２）が共通の推進材容器（３）と合わせて組み立てられ、各 々の射出管（２）が各々１つのロック要素により閉鎖された移送孔（８）を介し て共通の推進材容器（３）と別々に連結されていることを特徴とする装置。