【発明の詳細な説明】
噴射ノズルと、この噴射ノズルを用いて
水と空気の混合物を噴射する装置
本発明は流体噴射ノズル、特に非常に広範囲に量が変化する流体の微小液滴を
噴射するノズルに関するものである。
本発明はさらに上記形式のノズルの人口雪形成での利用に関するものでもある
。本発明の噴射ノズルはベンチレータ式スノーガン（canon-ventilateur）また
は低圧スノーガンとよばれる周知の形式の噴射装置で用いることができるが、こ
れらの形式の装置に必ずしも限定されるものではない。
上記形式の噴射装置はフランス第FR-A-2,661,737号に開示されている。
この装置で作られる人口雪の量は大気の状態と噴射ノズルの最大流量とによっ
て依存する。この流量は、種々の大気状態を最大限利用できるようするために、
十分広い範囲で変えることができる必要がある。
流量が低い場合には、水を微小液滴にして噴射するのは比較的容易であるが、
噴射する流量が増えるにつれ、非常に微小な液滴と大きな液滴とが混合したもの
になり、温度が低くない時はできた雪をビショビショになってしまう。
本発明は水を５〜60m3／時の広範囲な量で噴射可能なノズルを提供する。この
流量範囲は人口雪の製造で有効に利用できる寸法の水滴に良く成長させることが
できる。
本発明のノズルは、管状スリーブの形をした噴射ノズルであって、管状スリー
ブは上流から下流へ向かって環状且つ翼形のカバーまたは前端縁部と、外壁およ
び内壁からなる二重
壁と、スリーブの中心線と同心な環状の吹出しオリフィスと、吹出しオリフィス
の所に配置された環状の弁を有するシャッターと、流体が吹出しオリフィスを通
過するときの断面積を必要性および使用条件の関数で自由に調整するためにシャ
ッターを軸方向に操作する手段とを有し、流体は内壁と外壁との間に供給され、
吹出しオリフィスを通って噴射され、噴射された液体はスリーブに沿った中心軸
流とスリーブを取り囲んだ外側流とから成る二重の空気流中に分散される点に特
徴がある。
本発明のノズルは、嵌合して動かなくなる危険を防止するために、環状の弁に
対して頂点で約30度の半角を成す円錐台形の弁座を内壁の端部に有し、吹出しオ
リフィスの流出口で噴流を再び集めるために外壁の端部に頂点で10〜15度の半角
を成す円錐台形の偏向部が吹出しオリフィスから下流側に配置されている。
本発明のノズルの他の特徴は、内壁と外壁との間に挿入され且つこれらの壁で
案内されるソケットまたは管状スリーブ形のシャッター装置を有し、このシャッ
ター装置の上流側端部は一種のピストンを形成し、このピストンは環状室内に収
容され、この環状室にはシャッターの操作補助装置によって作動流体圧力が加わ
り、このシャッターは内壁とともに流入流体が均等に吹出しオリフィスまで流れ
る際に通る環状円筒形孔を区画し、外壁とともに圧縮流体が到達する際に通る別
の環状空間を区画し、この環状空間へはシャッターの壁に形成された孔を通って
流体が供給される点にある。
本発明のノズルは圧縮空気源に接続された環状室を有し、この環状室は水の流
入室と吹出しオリフィスとの間の下流側部分に配置されて核形成器の流入部とな
り且つピストンに加
わる作動制御流体の圧力に対向する圧力をシャッターのこの部分に形成されたシ
ョルダーに加える。
本発明のノズルはシャッターを有し、水流入口の上流側と下流側でのシャッタ
ーの密封断面積の差によって制御作動流体がピストンに加えた圧力に対向する圧
力を圧縮水から加えられるようにシャッターが形成されている。
本発明の第一実施例では、ノズルが外壁の吹出しオリフィスより上流側に、固
定されたスプリンクラータイプの核形成器を有し、ノズルの外側を循環している
空気流の中に圧縮水と空気の混合物とを噴射し、主圧縮水室と圧縮空気室との間
の小さな環状室から圧縮水が流れる。
本発明の別の実施例では、外壁の下流側部分を形成する環状部分の後縁部に直
接配置された核形成器を含み、各核形成器は先ず圧縮空気室と連通する圧縮空気
吹出しオリフィス、次いで偏向器の壁に形成された分岐接続部から取り出された
水の吹出しオリフィスをも備えている。このオリフィスは約１mmの直径を有しノ
ズルの中心線と45度程度の角度を成し、水と空気の混合物が外側流れと内側流れ
の間の交差部からわずかに上流側でノズル外側を循環する流体の中に吹き出され
るようになっている。
本発明の他の特徴は、核形成器の空気のオリフィスと水のオリフィスの孔が、
それらの直径のほぼ二倍の間隔で互いに平行に且つ水の孔が空気の孔の下流に位
置するようにノズルの中心線および水孔と空気孔との間の中心線を含む面上に形
成された約0.5mmの幅のスリットを備えている点にある。
本発明のノズルは霜による事故を防ぐために外壁と後縁を形成する下流側部分
との間に環状の電気抵抗加熱装置を備えている。
本発明のノズルのシャッター操作装置は水がノズル内を通るときに通過する断
面積を決定するために、シャッター弁の位置を調整する主制御システムと、この
主制御システムの位置とは無関係に上記弁を開閉する制御保全システムとを有し
ている。
本発明の噴射ノズルは低圧スノーガンすなわちノズルから出た水の液滴に必要
量の空気を随伴させてかなり遠い距離まで飛ばすファン（送風機）を有する噴射
装置で使用することができる。
山のスキー場の縁に上記噴射装置を設置するのは困難かつ危険な作業であるの
で、一般にはこれらの器具は特別な機械を使って現場まで引上げるか、トレーラ
に載置している。しかし、こうした装置は寸法や重量がいずれも大きく、自由に
用いることはできない。
本発明の提案する装置は寸法と重量の点では大きくが、取扱が安易で、効率の
良い装置である。
本発明の噴射装置は、圧縮水の供給を受けるノズルより上流側側に線型の軸方
向空気流を作るための互いに逆向きに回転するファンを軸方向に並んで有してい
る。
上記文献にも記載されているが、２台のファンを使用することによって噴射装
置の寸法と重量を著しく小さくすることができる。さらに、スタートアップ時に
ファンを一台づつ始動させることによってスタートアップ区間でのエネルギー消
費を大幅に小さくすることができる。
本発明の他の特徴は、下流側ファンとノズルとの間に空気流の安定化（tranqu
illisation）装置を有する点にある。この安定化装置は、下流側に配置されたフ
ァンモータの支持も行う軸方向・半径方向プレートと、モータと一体な固定円錐
部
材とで構成され、空気をノズル流入部へ送る役目をする。
本発明の他の特徴は、噴射装置のファンのケーシングの外側にコンパートメン
ト形の凹部を備え、全ての制御および／または測定装置と付属装置は適当な支持
体によってこの凹部内に収容される。すなわち、全体が収納装置となる截頭管状
囲い内に収容される。
本発明装置は温度、湿度、圧力および水流の測定装置の入力や、ファンのスタ
ートアップ制御、ノズルの調整を行うための出力を備えた電気モジュールをさら
に有している。このモジュールによって本発明装置は自動的に制御される。本発
明装置はスタートアップ命令が与えられる制御ポジションへの接続するための伝
送回線への接続回線もさらに有している。
以下、添付図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の噴射ノズルの概念的断面図。
第1a図は吹出しオリフィスの近くのノズル部分の詳細図。
第２図は本発明の噴射装置の側面図。
第３図は第２図の3aと3bとにおける二つの断面図の半分に対応する２つの図面
：第3a図、第3b図。
第４図は人口雪を作るために噴射装置に噴射ノズルを取付けた時の側面図。
第4a図は吹出しオリフィスの詳細図。
第５図は第４図に示したノズル本体の外壁の部分断面図。
第６図は第４図に示したノズル本体の外壁に取付けられた核形成器を示す断面
図。
第７図は第４図に示したノズルシャッター装置の制御装置のブロック図。
第８図はノズル弁制御装置を示す図。
第９図はノズルの別の実施態様の断面図。
第10図は吹出しオリフィスにおける別の弁とその弁座の詳細図。
第11図は核形成器を内蔵した別のノズルの断面図。
第12図は第11図の核形成器の拡大図。
第12a図は第12図の12aでの断面図。
第１図に示すように、本発明のノズル１はスリーブの形をしていて、スリーブ
内側のダクト２中の空気流と、スリーブ外側の空気流との二重の流れができるよ
うになっている。ダクト２の形状をした中央部はノズルの内壁３で区画されてい
る。このノズルは外壁４を有し、その後端部には圧縮流体が吹き出される環状オ
リフィス５が形成されている。
圧縮流体は外壁４に形成されたオリフィス６を通ってノズルに流入する。この
オリフィス６は環状室７と連通している。この環状室７はノズルのほぼ中央に配
置されていて、圧縮流体を環状ダクト８を通って吹出しオリフィス５まで均等に
流す役目をする。
本発明ノズルでは吹出しオリフィス５が閉鎖できるようになっている。すなわ
ち、ノズルの下流端部には截頭台形の弁座９と弁10とが設けられている。弁座９
と弁10との拡大図は第1a図に示してある。
弁座９は円錐体の一部であり、この円錐体の頂点は吹出しオリフィス５の上流
側にあり、その中心はノズルの長手方向中心線11上にあるということは理解でき
よう。弁10の延長上には噴射される流体の噴射の向きを決めるための偏向部（デ
フレクター）12が設けられている。弁10と弁座９とが互いに嵌合して動かなくな
るの防止するために弁座９にはノズルの中心線11に対して大きな角度（約30度）
が付けられている。従って、吹出しオリフィス５を出た円錐環状の流れをした噴
射水は截頭円錐台形の偏向部12によって向きが変えられ、中心線11に対して約10
〜15度の角度を成して噴射される。
必要な場合には、偏向部12に軸方向に延びる極めて小さな歯13の列を形成して
、ノズルの流出口で流体膜が破けるようにすることもできる。
ダクト12の直径は比較的大きく、150mm程度である。この直径は吹出しオリフ
ィス５の直径よりわずかに小さい（シャッターがあるため）。
第１図に概念的に示した実施例では、内壁と外壁とが相対移動して吹出しオリ
フィス５を閉じるようになっている。壁の位置は調整ネジ14によって調整するこ
とができる。この調整ネジを用いることよって吹出しオリフィス５の開口部分の
断面積を変えることができ、必要および／または条件に応じてノズルから噴出さ
れる流体の流れを調整することができる。
内壁３と外壁４の間の環状室７の上流側にはシール15が挿入されている。環状
室７の下流側の内壁には支持部16が等間隔に形成されている。この支持部16は外
壁４に対して内壁３を案内し且つ心出しする役目をする。
本発明の上記ノズルを単独で用いた場合には、ダクト２があるので、水の環状
噴射流の内側に空気を送り、当然ながらノズル本体の周りの水の環状噴射流の外
側にも同様に空気を送ることによって、流体、例えば水を噴霧化することができ
る。すなわち、吹出しオリフィスを出た水の環状噴射流を取り囲む空気流が二重
に形成される。
ダクト２の内側の流れとノズル外側の流れとを容易にするために、内壁および
外壁を翼形にするか且つ／又は一点鎖線で示すような整形板17で覆う。
この形式のノズルは、例えば水、燃料等の任意の流体を微
小に噴霧化することができる。また、ハンドルで直接支持するか、第２図および
その他の図に示すように、強制空気流式噴射装置と一体化して人口雪の製造ガン
としても用いることができる。
上記形式のノズルを第２図、第３図に示す低圧式の人口雪製造ガンで使用する
場合には、この応用に固有な特徴を備える必要がある。
第２図、第３図に示す噴出装置はノズル１の長手方向中心線11上に互いに反対
向きに回転する２台のファン22、23を有している。これらの構成要素は全てラッ
パ状の翼形流入部26を有する円筒形ケーシング25の内部に配置されている。ノズ
ル１はケーシング25の端部に設置され且つケーシング25の流出口27を越えて少し
突き出ている。ファン22、23はケーシング25の上流部で互いに対向して配置され
、電気モータ28によって個別に駆動される。各モータ28は同一のものでケーシン
グ25にアームで固定されている。上流側ファン22のアーム29は例えば第３図のよ
うに垂直方向と水平方向に配置されている。下流側ファンモータ23のアーム30は
半径方向に延びた軸方向プレート形の空気流の安定化羽根を形成している。
下流側ファン23のモータ28は先細部31を有し、流入口32へ向かう空気流をノズ
ル１まで案内している。各ファン22、23は互いに反対向きに配置されて反対向き
に回転し、羽根33、34をそれぞれ有している。しかし、羽根の枚数は異なり、１
以外では共通に割り切れる数はない。
ファン22は第１段圧縮段階を構成し、ファン23は第２段圧縮段階を構成し、ケ
ーシング25の内部に完全に軸方向に直線空気流を作る装置の役目をする。この空
気流はモータ28を支持しているプレート状アーム30によって案内されて安定流化
される。
ファン22、23は実際には２つのモータ28の中央に配置されている。ファンは互
いに独立しており、これらを代わる代わるスタートさせることによって装置をス
タートさせるのに必要な電力は大幅に減少する。
内側ケーシング25はほ截頭管状の外側囲い35によって取り囲まれている。ケー
シング25と外側囲い35との間の室36内には支持部材37が取付けられており、この
支持部材37には噴射装置の全ての制御アクセサリーが取付けられている。従って
本発明の噴射装置は小型の独立した組立体の形にすることでき、任意の可動また
は固定支持体に取付けることができる。
第３図の片側断面図（3a）には支持体39に形成された回転継手38が示されてい
る。圧縮水はこの回転継手38を介して支持体39と噴射装置との間を通過できるよ
うになっている。支持体39は中空で、水が通過できるように設計されている。回
転継手38からノズル１へ向かう管40は内側ケーシング25と外側囲い35との間の空
間を通る点に注意。
圧縮空気はノズルに取付けられる核形成器（これについては後で説明する）に
も供給される。この圧縮空気の供給は噴射装置の反対側に設けた図示していない
同様な別の回転継手を介して行うこともできる。第２図にはノズル１に供給され
る空気の流入管41も示されている。
第４図はケーシング25の流出口27に設置された噴射ノズル１を示している。こ
のノズル１はアーム43を用いでフランジ42に介してケーシングに組み立てられて
いる。アーム43は翼形で、単一部材または別体の形でノズルの外壁４の一部を成
している。第４図に示す実施例では、アーム43は下部にフランジ42を有し、この
フランジ42はケーシング25の下流部分に
ノズルを取付けるのに用いられる。フランジ42および／またはアーム43は噴射装
置全体を支える接続部の役目をする。なお、噴射装置に附属した供給構造体（図
示せず）には少なくとも一つの圧縮水流入管を有している。
この実施例ではノズル１の内壁３は外壁４の前方端部にネジ44で固着されてい
る。二つの壁の間の円筒環状閉空間内には吹出しオリフィスからノズル下流側ま
で延びた細長いソケットで構成されるシャッター装置45が収容されている。
このソケット45は内壁３と外壁４の間を案内され、少なくとも直径分の長さを
有している。
ダクト２側の内壁３は翼形で上流端部に円筒形部分を有し、その後は下流端部
へ向かって先細部分が続いている。ノズル１への流入口には翼形の後縁部46が設
けられている。この後縁部46は一方または両方の壁に支持され、ノズルの前方部
分とぴったり合ったカバーを構成しているのが好ましい。このカバーは重量を抑
えるために中空なプラスチックおよび／または積層材料で作られている。
ノズルの後部分はリング47を有している。このリング47も翼形で第５図に示し
たタイロッド48によって、カバー46と同時に組み立てられる。このタイロッド48
は外壁４を通って長手方向に延びている。タイロッド48の下流端部はリング47と
螺合し、上流端部はカバー46（第５図）に形成された凹部49に係合している。
外壁４の下流端部とリング47との間の環状ハウジングは電気加熱抵抗器50を保
持するように設計されている。この抵抗50には中空カバー46と、アーム43の下流
側部分に形成した伝送オリフィス52を通る電線51を介して電力が供給される。
ノズル温度はサーモスタット53によって調整される。この
サーモスタットは第４図に示すように例えば抵抗50に取付けたリード51の最上端
部でカバー46に収納されている。この抵抗50は数百ワットの電力を消費する。
シャッター装置45は、内壁３と一緒に、水を吹出しオリフィス５まで案内する
水の流入室８を区画している。内壁３に形成された翼形の接触面16は２つの壁を
互いに案内し、心出ししてシャッター装置の下流端部に配置された弁10と内壁３
の下流端部に形成された弁座９との間に吹出しオリフィスを確実に位置決めする
役目をしている。
流入室８の長さは水が吹出しオリフィス５へ均等に到達するように決定する。
水は圧縮水が入る環状室７のシャッター装置の壁に開けた孔55を介して流入室８
に到達する。環状室７はシャッター装置45と外壁４との間に形成される。
孔55は吹出しオリフィス５に均等に供給するのに十分な数がシャッター装置45
の周に形成されている。
弁10は弁座９として形成された内壁３の下流端部分と係合する。これら２つの
構成要素が第１図に示したシャッターを形成する。この噴出装置の下流端部は第
4a図に拡大図で示してある。内壁３の端部に形成された弁座９に留意されたい。
この弁座は円錐台形に作られ、円錐の先端はノズルの内側と対向して配置されて
いる。円錐の頂点の半角は約30度で、弁10が嵌り込んで動かなくならないように
なっている。この弁10も弁座９と係合する円錐台形をしている。弁の下流端部は
わずかに丸くなって水流を制御できるようになっている。ノズル出口で作られた
円錐環状の水流は偏向部12によって少し偏向される。この偏向部12の下流端部に
もノズル流出口で噴流膜が粉砕するための軸方向溝が設けられている。この溝13
は小さな歯で構成され、断面は三角形で下流端部に近づくに
つれて大きくなる。この歯の高さは弁10と弁座９の間の空間と同程度で、約数mm
である。偏向部12はノズル流出口での噴流の必要角度に応じて10〜15度程度の傾
きを有する先細形になっている。
拡大図に示すように、弁座９と弁10の円錐部の傾斜は互いに少し違っていて、
弁が閉じられたときに弁と弁座の内側縁部59との間がより確実に接触するように
なっている。
シャッター装置45と壁３、４との間の隙間はシール62、63によって下流端部で
密封されている。シール62はシャッター装置に、また、シール63は壁３にそれぞ
れ配置されている。シャッター装置45の上流端部は一種のピストン64になってい
る。この機能については後で説明する。
第4a図の拡大詳細図では、弁10の内壁65の直径と壁３の弁座９の内側縁部59と
の間には直径差Ｄがあることが理解できよう。この直径差は弁10とピストン64の
それぞれの側、換言すれば圧縮水の流入側での密封断面積の間に圧力差を生じさ
せる。これによって圧縮水が室８に到達したときに弁が自動開放できるようにな
っている。
弁座９に対する弁10の位置はピストン64によってチェックされる。第４図から
分かるように、外壁４の下流側部分と壁３の上流側端部とによって区切られた円
環状室66の内部でピストン64が移動する。円環状室66は作動流体を閉じ込め、オ
リフィス67と特定の形に作られた配管68とを介して第７図、第８図を参照して後
で説明する制御・操作装置69と連通している。
ノズル１の下流側の外周には核形成器（nucleateur）70すなわち雪の結晶を形
成して噴出装置出口で空気と水の混合物中に種を加えるための小さなノズルが設
けられている。
第２図に示すように、この核形成器70はヘッド44の外周に設置される。また、
第４図では鎖線で示すような核形成ノズルすなわちスプリンクラー72用の支持体
の役目をする管71が示されている。この管71はアーム43に形成された孔73内に収
められ、主たる中心線11に対して約30度の角度を成す中心線74上に中心が置かれ
ている。管71はこの管の外周に形成されたカラーに締付けられるネジ75によって
、ハウジング73に正しく保持されている。この管71の内部オリフィスは水の流入
管76と連通しており、管の外側はダクト77からの圧縮空気が通過できるように設
計されている。これらのダクト76、77はアーム43に形成され、壁４の内部表面に
形成された環状室78と79に導かれる。シャッター装置45内のソケットに配置され
たシール80によって、室78と79とは互いに、また外側から遮断されている。水が
流入する室78は水の主流入室７と吹出しオリフィス５側の室79との間に配置され
る。
核形成器70に供給する圧縮空気は主流入水から抜取られ、主水回路における圧
力より低圧で核形成器に入る。第４図に示す主流入圧縮水81とダクト76との間の
減圧器82によって７〜10バール程度の圧力で核形成器70に水を供給することがで
きる。
核形成器70に供給される圧縮空気は７〜９バール程度の比較的穏当な圧力で、
その流量も比較的低い。
第７図、第８図の説明から分かるように、圧縮空気もシャッター装置45の制御
に使用される。
第６図はノズルの外壁４の外周に配置された核形成器70を示しでいる。外壁４
の内側表面に室78および79が形成されている。外壁４および管71が収納されてい
るハウジング73’を含む三角形の翼形の支持体90に形成されたこれらの室78、79
と孔88および89との間に密封された接続部がある。管71はネジ75によって支持体
90に固定されている。
支持体90は外壁４の外周に形成されたフラット92に位置づけられている。この
ノズル１の外周に均等に設けられた核形成器70の数は任意で、例えば５〜10であ
る。
第７図はシャッター装置45を制御する手段すなわち弁10を作動するのに用いら
れる手段を示すブロック図である。弁座９に対して弁10を動かすことによって水
の通る断面積を調整したり、通過を閉鎖することができる。
この手段はシャッター装置45の上流端部に形成されたピストン64と協働する制
御装置69を有している。
ピストン64を動かすことによって弁10を開閉する。また、ノズルを通過して吹
き出た水量を調節して弁10と弁座９との間の開いている部分の断面積を調整する
。
制御装置69は第７図に概略を示すように、弁10の自動開閉用の制御システム93
と、弁の開放調節を行う操作システム94とを有している。弁は約２mm程度の大変
短い距離しか移動せず、弁10と弁座９との間の間隙は零点数mmといった値に限定
される。極めて小な液滴を形成を促進するためには、環状オリフィスからの流出
口での水膜の厚さはできるだけ薄い方がよく、例えば0.5mm程度がよい。
ピストン64の室66は制御装置69内の室95とダクト68を介して連通している。こ
れら２室とダクトは一つの室から他の室へ移る際の体積変化をすべて伝える作動
流体で満たされている。この作動流体の体積は全体として一定である。
弁10の開放を調整する操作システム94は主中心線97と同心なピストン96を含ん
でおり、このピストン96は一部が図示した二つの回転方向を持つ電気モータギア
ボックス98によって
駆動される。このモータ装置98はネジ99をピストン96に固着されたねじ込みスリ
ーブ100と協働するように動かす。このピストン96は適当な手段によって回転が
固定されている。
制御システム93は弁10の開閉を行う。このシステムは室95内の全体中心線97と
同心なピストン101を含む。ピストン96と101とは作動流体が室66に逃れるのに通
るオリフィス102によって分離されている。ピストン101は、室104内に配置され
た第２ピストン103によって動かされる。この室104はピストン103と仕切り105と
の間にあり、ロッド106はこの仕切り105を介してピストン103をピストン101に接
続するために、密封された交差部分を通る。
この室104はオリフィス107を介して、核形成器70への圧縮空気供給に接続され
ている。
制御システム93中のピストン103は、このピストン103への空気圧力に対向して
機能する弾性コイルバネ108によって連続的に作動される。圧縮空気が室104に入
ると、ピストン103が動いてピストン101を駆動し、これが仕切り105と接触する
ようになる。ピストン101の動きは室95の容積を増加させ、作動流体が移動して
ピストン64の室66が空になる。この動作により弁10が開く。
故意あるいは偶然に供給空気の圧力が下るとバネ108がピストン103と101を押
し、ピストン101によって、室95内に含まれていた作動流体を室66まで移動させ
、弁10が直ちに閉じる。この制御システム93は安全機能の役目もしている。
操作システム94はリミットスイッチタイプの接触器110を含む。これは例えば
ねじ込みスリーブ100に取付けられたピン111と協働する。この二つのシステム93
、94は分離していてもよい。すなわち、室95に相当するような室を各システム
が有し、それらの室がダクトによって接続されていてもよい。
第８図は制御・安全装置69の実施例を示している。この装置はコンパクトであ
るという利点を有している。第７図に示したように、ダクト68はピストン64内の
室66と制御装置内の室とを接続する。そして、一定量の作動流体が室95から室66
にあるいはその逆にダクト68を介して移動する。この作動流体の移動は、制御装
置の中心線97と同心な第１ピストン96の移動で引き起こされる。このピストン96
は一点鎖線で示した二つの異なる回転方向を持つモータ98の影響を受けて動き、
このモータ装置98によってピストン96の室95の反対側端部に形成された適当なね
じ込みスリーブ100と協働するネジ99が動く。このピストン96はスリーブ100のネ
ジ99側の端部に固定されたピン111によって回転が固定される。このピン111はモ
ータ98を支持するケーシング113に形成されたスロット112内を案内され、このケ
ーシング113は室95を有するシリンダー114を支えている。モータ98は弁10の位置
を変え、ノズル１の流出断面積の調整するのに使用される。リミットスイッチは
ピン111と協働する（図示せず）。
シリンダー114に形成されたオリフィス107は第２室104と連通する点に注意。
この第２室の容積は第２ピストン103の動きに応じて変動する。オリフィス107は
核形成器70に供給する圧縮空気の流入側と接続している。
ピストン103は二つの働きをする。すなわちピストン103は、室95内の第１ピス
トン96を囲む環状円筒形部分115（ブロック図ではピストン101に対応する）を含
んでおり、さらに、室104内の空気圧力効果に対向する弾性コイルバネ108の作用
を続けて受ける。
このようにして、圧縮空気が室104に入るとピストン103
はそのストローク端部まで行き、ハネ108を圧縮する。ピストン103の動きでその
一部分115が押し出され、その結果、室95内の容積が変化し、この変化によって
室66内の作動流体が押し出され、ピストン64が動かされ、結局弁10が開くことに
なる。この動きは、既に述べたように、弁10に作用する水の圧力によって可能と
なる。
逆に、室104内の空気圧力が低下すると、ピストン103は自動的にばね108と前
記部分115の影響で戻り、室95から室66へ作動流体が動き、弁10を閉じることに
なる。弁10が通常の開位置にあるとき、ピストン96によってその位置を変えるこ
とができ、それゆえ水が通過する断面積も変えることができる。ピストン96によ
り、モータ減速ギヤによって制御されていれば、室95内に含まれていた作動流体
は動く。この減速ギヤは、装置が設置される場における大気状態に水流を噴出で
きるように、温度と湿度条件との要因に応じて作動されるものである。また、ピ
ストン96は弁10の開放位置、特に最も新しい位置を保存するのに有効に用いられ
る。この特徴によって、噴出速度により早く達するようになる。
制御装置69は、第３図において、内側ケーシング25と外部の囲い35との間に形
成されたコンパートメント36中に収められているのが好ましい。この装置は支持
体37に固定され、モータ98用の単純な電力供給と被圧縮空気流入との接続を必要
とする。コンパートメント36はファン22、23の制御をするための各種のリレーや
接触器も含んでいる。
本発明装置は独立して操作可能な電気モジュール116を有している。このモジ
ュール116は温度、湿度、圧力および水の流量の測定用入力117、ファン22、23の
制御用の出力118，さらに水の流量調整のためにノズル１の弁10を動かすための
制御装置を備えている。
このモジュール116は図示されていない電話回線を介して噴出装置にデータを
入力する中央制御位置に接続することができる。第９図はノズルの別の態様の片
側断面図である。
偏向部12はシャッター装置45上で弁10の下流に配置されているのが好まい。こ
こではノズルの後縁部を形成する外壁４まで延びている下流側部分147と一体化
されている。
吹出しオリフィス５は内壁３上に配置された弁座９とシャッター装置45の弁10
との間に形成されており、下流側の偏向部12を直撃する環状円錐形噴流を形成す
る。この円錐台形の偏向部12の頂点は10〜15度の半角を成している。
弁座９は円錐台形で、頂点で約30度の半角を成している。弁10は弁座９の表面
に接するように丸みをもった端部で終わっている。
第10図はシャッター装置45の密封径同志の差異Ｄを示したものである。既に述
べたように、この差によって圧縮水が弁10に力を作用させて弁座９から弁10が持
ち上げる。
弁の開放力を増すために、シャッター装置45は、弁からそれほど離れていない
ところに形成された第９図に示すショルダー148を有している。このショルダー1
48は核形成器70まで流れる圧縮空気の圧力によって作動する。そして、ショルダ
ー148は圧縮空気を集めて外壁４に形成さた室79に接続する環状室149を、部分14
7と区切る。これら二つの室149と79とはダクト150を介して連通している。シー
ル151はこの室149とシャッター装置45の端壁152との間に挿入されている。この
特徴は、シャッターが圧縮空気によって開けられるという意味でもあり、さらに
またノズル、特に内壁が圧縮空気を室79に注入することによって容易に分解でき
るというこ
も意味している。
二つのシール62および62’がシャッター装置と外壁４との間に挿入されている
ピストン64の側面にあり、また、二つのシール63および63’がシャッター装置と
内壁３との間に挿入されている点に注意されたい。これらのシール間にはピスト
ン64および内壁３にそれぞれ形成された孔162および163がある。これらの孔はシ
ール間のスペースと内側ダクト２の間の連通を可能にし、漏れを排出させ、そし
て室７または８からの水の漏れまたは室66からの作動流体の漏れも排出させるも
のである。
第９図では核形成器70の配置構成に留意されたい。この核形成器は支持体90に
作られたボア171中に収められた単純なスプリンクラー170を含んでいる。この支
持体は圧縮水流入ダクト178および圧縮空気流入ダクト179を含んでいる。これら
のダクトは、外壁４に形成された室78、79とに各々連通している。この方法は支
持体90を適切な翼形とすることによってノズルの回りの空気流中の障害を減少さ
せるという利点がある。
第11図はノズルの別の実施態様、特に核形成器が後縁部を形成する下流部147
に直接組み込まれた態様を示している。
詰ったり霜が付くという事故がしばしば核形成器に起こる。これらの事故が効
率、出力、形成した人口雪の量と質を悪くする。
第11図、第12図、第12a図は特に新しい核形成器を示している。部分147はオリ
フィス180を有し、圧縮空気噴射がこのオリフィスから逃れる。この圧縮空気は
部分147の後縁部に形成された孔181を通って流入する。この孔181はダクト182を
介して、第９図に示す室149と連通している。
この室149はダクト150を介して環状室79と連通している。ダクト182はノズル
の中心線11と平行である。孔181は中心線11に対して約45度の角度を成している
。
オリフィス180の下流側端部に水の吹出しオリフィス185がある。このオリフィ
ス185の流出口もまた後縁部にあり、形成された孔186に対応し、偏向部12の壁を
循環する水からの取出しできるようになている。孔181、186はそれらの直径の約
２倍の１mm程度の間隔で互いに平行になっている。
孔186が詰る危険をなくすために、スリット187が第12a図に示すように孔186の
全長にそって、例えば５／10mmの幅で形成され、このスリットはノズルの中心線
11および孔186と181の中心線を通る平面上に配置されている。例えば、これらの
核形成器を８〜10個を部分147の外周に配置することも可能である。実務的な理
由から、孔181と186とは平行になっている。
核形成器が部分147の端部に配置され、部分147と外壁４との間に設けられた抵
抗50によって放出された熱を利用して霜による事故を防止することができる。霜
による事故はこれらの核形成器が機能するのにノズル流出口で水流から水を取り
出していることによっても減る。
この方法は従来のスプリンクラータイプの核形成器に使われていた減圧装置や
水室78を不要にするという利点も有している。ノズルの長さも短くできる。
偏向部12の下流側縁部188を保護するために、部分147の後縁部の背面189は溝1
90を設けて縁部188と接しないようにしている。
ノズルの全部品はアルミニウムおよび／またはアルミニウム合金で製造するの
が好ましい。
シャッター装置45は陽極酸化等の表面処理をして耐摩擦性を高くすることがで
きる。例えば消火活動、その他の活動では処理や保護のために微小な液滴の噴射
を必要とする全ての分野で本発明の噴射装置に有利に応用できる。
【手続補正書】特許法第１８４条の８
【提出日】１９９５年３月２１日
【補正内容】
請求の範囲
１．管状スリーブの形をした噴射ノズルであっで、管状スリーブは上流から下流
へ向かって環状且つ翼形のカバーまたは前端縁部と、外壁（4）および内壁（3）
からなる二重壁と、スリーブの中心線（11）と同心で且つ外壁（4）および内壁
（3）の後部に配置された環状の吹出しオリフィス（5）と、吹出しオリフィス（
5）の所に配置された環状の弁（10）を有するシャッターと、流体が吹出しオリ
フィス（5）を通過するときの断面積を自由に調整するためにシャッターを軸方
向に操作する手段とを有し、圧縮水は内壁と外壁との間に供給され、吹出しオリ
フィス（5）を通って噴射され、噴射された液体はスリーブに沿った中心軸流と
スリーブを取り囲んだ外側流とから成る二重の空気流中に分散されることを特徴
とする水噴射ノズル。
２．噛合って動かなくならないようにするために、環状の弁（10）に対して頂点
で約30度の半角を成す円錐台形の弁座（9）を内壁（3）の端部に有し、吹出しオ
リフィスの流出口で噴流を再び集めるために外壁（4）の端部に頂点で10〜15度
の半角を成す円錐台形の偏向部（12）が吹出しオリフィス（5）から下流側に配
置されている請求の範囲第１項記載の噴射ノズル。
３．内壁と外壁との間に挿入され且つこれらの壁で案内されるソケットまたは管
状スリーブ形のシャッター装置（45）を有し、このシャッター装置の上流側端部
は一種のピストン（64）を形成し、このピストン（64）は環状室（66）内に収容
され、この環状室にはシャッターの操作補助装置によって作動流体圧
力が加わり、このシャッターは内壁（3）とともに流入流体が均等に吹出しオリ
フィス（5）まで流れる際に通る環状円筒形孔を区画し、外壁（4）とともに圧縮
流体が到達する際に通る別の環状空間（7）を区画し、この環状空間（7）へはシ
ャッターの壁に形成された孔（55）を通って流体が供給される請求の範囲第１項
または第２項記載の噴射ノズル。
４．圧縮空気源に接続された環状室（79）を有し、この環状室（79）は水の流入
室（7）と吹出しオリフィス（5）との間の下流側部分に配置されて核形成器の流
入部となり且つピストン（64）に加わる作動制御流体の圧力に対向する圧力をシ
ャッター（45）のこの部分に形成されたショルダー（148）に加える請求の範囲
第３項記載の噴射ノズル。
５．シャッターを有し、水流入口の上流側と下流側でのシャッターの密封断面積
の差によって制御作動流体がピストン（64）に加えた圧力に対向する圧力を圧縮
水から加えられるようにシャッターが形成されている請求の範囲第３または４項
記載の噴射ノズル。
６．外壁（4）の吹出しオリフィス（5）より上流側に、固定されたスプリンクラ
ータイプの核形成器（70）を有し、ノズルの外側を循環している空気流の中に圧
縮水と空気の混合物とを噴射し、主圧縮水室（7）と圧縮空気室（79）との間の
小さな環状室（78）から圧縮水が流れる請求の範囲第４項記載の噴射ノズル。
７．外壁（4）の下流側部分を形成する環状部分（147）の後縁
部に直接配置された核形成器を含み、各核形成器は先ず圧縮空気室（79）と連通
する圧縮空気吹出しオリフィス（180）、次いで偏向器（12）の壁に形成された
分岐接続部から取り出された水の、１mm程度の直径を有しノズルの中心線と45度
程度の角度を成す、吹出しオリフィス（185）を含み、水と空気の混合物が外側
の流れに、二つの流れの間の接合部からわずかに上流側に吹き出される請求の範
囲第４項記載の噴射ノズル。
８．オリフィス（180，185）における空気および水の流入孔がそれらの直径のほ
ぼ２倍の間隔で平行にならび、水の孔（186）が空気通路孔（181）より下流側に
配置され、ノズルの中心線と水の孔と空気の孔の中心線を通る平面内に形成され
たスリットを有し、このスリットの幅はほぼ0.5mm程度である請求の範囲第７項
記載の噴射ノズル。
９．外壁（4）と後縁部を形成する下流側部分（147）との間に環状電気抵抗器（
50）の加熱装置を有する請求の範囲第４〜８項いずれか一項に記載の噴射ノズル
。
10．一定容量の作動流体を含む制御装置（69）を有し、これによってシャッター
装置（45）のピストン（64）を収容する室（66）と協働し、この室（66）はダク
ト（68）を介して制御装置の室（95）と連通し、この制御装置は主操作システム
（94）を有し、この操作システムによってノズル弁（10）の位置を調整し、水の
通過する断面積を作りだし、さらにこの制御装置は主操作システム（94）の位置
とは無関係に弁（10）の開閉制御および保全システム（93）を有する請求の範囲
第３項記載の噴射ノズル。
11．システム（94）が二つの回転方向を持つギヤモータ（98）によって駆動され
て室（95）中を動くピストン（96）からなり、ネジ（99）とネジ込みスリーブ（
100）を介して、ピストン（96）が回転状態下でそれを固定する手段を備え、リ
ミットスイッチタイプの接触器と協働する請求の範囲第10項に記載の噴射ノズル
。
12．制御システム（93）が室（95）内にピストン（101，115）を含み、このピス
トンは核形成器（70）への圧縮供給空気に接続された隣接室（104）内を可動す
る第２ピストン（103）に取付けられ、第２ピストン（103）には弾性つるまきば
ね（108）が連続的に作動し、空気圧の力に対向し、このピストン（103）は空気
圧がゼロに落ちたときに調整用に使用されているピストン（96）の位置とは無関
係に弁（10）を自動的に閉じる請求の範囲第10または11項に記載の噴射ノズル。
13．圧縮水流入口と、下流側端部にノズル（1）を取付けた中央ケーシング（25
）内の空気を移動させるファンとを含む、水と空気の混合物の噴射装置においで
、ノズルの中心線（11）上に軸方向に互いに並んだ回転方向が互いに反対な二つ
のファン（22，23）を有し、ファンの羽根がケーシングからの出口で軸方向の直
線状流れを作りだずように設計されている請求の範囲第１〜12のいずれか一項に
記載の噴射装置。
14．下流側ファンとノズル（1）との間に軸方向かつ半径方向に配置された空気
流れ安定化プレート（30）と、下流側ファンのモータ上に載せられた先細部（31
）とを有し、それによって空気をノズル入口へ方向付ける請求の範囲第13項に記
載の噴
射装置。
15．ケーシング（25）が少なくとも外側表面の一部に、支持体（37）を固定させ
たコンパートメント形凹部（36）を有し、その内部に各種の制御および／または
測定装置および付属品が収容され、この組立装置が途切れた管形に大変よく似た
格納装置を形成する囲い（35）によって取り囲まれている請求の範囲第13項に記
載の噴射装置。
16．コンパートメント（36）が制御装置と、温度、湿度、圧力、水流等の測定用
入力（117）とファンのスタートアップとノズル調整を制御するための出力（118
）とを備えた電気モジュール（116）を有し、このモジュールの噴射装置に対す
る自動および独立操作、すなわち制御位置から送られたデータ伝送によって制御
された操作を、制御する請求の範囲第13項に記載の噴射装置。