KR20120126117A - 고속의 저압 배출기 - Google Patents

Abstract

가스 스트림에 혼입된 액체를 분무화 및 배출하기 위한 배출기를 개시한다. 상기 배출기는 편향기 표면에 배향되도록 배치된 배출구를 가지는 노즐을 구비한다. 상기 노즐은 편향기 표면에 반하여 가스 제트를 배출한다. 상기 배출기는 노즐 배출구 가까이 배출 오리피스를 가지는 덕트를 구비한다. 액체는 오리피스로 배출되며, 또한 분무화되는 가스 제트와 혼입된다. 또한, 배출기를 작동하는 방법을 개시한다. 상기 방법은 배출구와 편향기 표면 사이에 제1 쇼크 전면을 설치하는 단계와, 편향기 표면 가까이에 제2 쇼크 전면을 설치하는 단계와, 그리고 배출기로부터 배출되는 액체-가스 스트림 속에 복수의 쇼크 다이아몬드 설정하는 단계를 포함한다.

Description

고속의 저압 배출기{HIGH VELOCITY LOW PRESSURE EMITTER}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2005년 6월 13일 출원된 미국 가특허출원 제60/689,864호 및 2006년 2월 24일 출원된 미국 가특허출원 제60/776,407호에 기초하며, 그 우선권을 주장한다.

발명의 분야

본 발명은 분무화 액체를 배출하는 장치에 관한 것으로, 액체가 분무화되어 장치로부터 분사되는 상태에서, 액체를 가스 유동 스트림에 분사하는 장치에 관한 것이다.

공명 튜브와 같은 장치는 다양한 목적을 위하여 액체를 분무화하는 것에 이용되고 있다. 예를 들면, 상기 액체는 제트 엔진이나 로켓 모터에 분사되는 연료, 또는 소화 시스템에 스프링클러 헤드로부터 분사되는 물일 수 있다. 상기 공명튜브는 가스 제트와 공동 사이에서 발진 압력파의 상호 작용에 의하여 발생되는 음파 에너지를 이용하여, 음파 에너지가 존재하는 공명튜브 주변 영역 내에 분사되는 액체를 분무화한다.

구조 및 동작 방식이 공지된 공명튜브는 소화 이용에 요구되는 유효한 유체 유동 특성을 갖고 있지 않는 것이 일반적이다. 공명튜브로부터의 유량이 부적절한 경향이 있으며, 분무화 과정에 의하여 발생하는 물 입자는 비교적 속도가 느리다. 그 결과, 이러한 물 입자는 약 8인치 내지 16인치의 스프링클러 헤드 내에서 상당히 감속되며, 또한 화재로 인하여 발생된 치솟아 오르는 연소 가스 기둥을 제압할 수 없을 것이다. 그러므로, 물 입자는 효율적인 화재 진압을 위하여 화재 소스에 도달할 수 없다. 더욱이, 분무화에 의하여 발생하는 물 입자 크기는 주위 온도가 55도℃ 이하이면 화재를 진압하기 위하여 산소 농도를 감소시키데 있어서 비효율적이다. 더욱이, 공지된 공명튜브는 높은 압력으로 전달되는 비교적 다량의 가스를 필요로 한다. 이는 중요한 음파 에너지를 발생시키는 불안전한 가스 유동을 생성하며, 또한 통과하는 편향기 표면으로부터 분리되어, 비효율적인 물의 분무화를 초래한다. 물 입자가 화재 연기 기둥을 억제하여 화재 진압에 보다 효율적일 수 있도록, 배출시에 상당한 모멘텀을 유지하면서, 보다 작은 크기로 분배된 분무화된 물 입자를 충분한 양으로 생산하도록 배출기가 저압에서 보다 적은 양의 가스를 이용하는 점에서, 공명튜브보다 효과적으로 작동하는 분무화 배출기가 필요하다.

따라서 상술한 점을 감안한 본 발명의 목적은 고속의 저압 배출기를 제공함에 있다.

본 발명은 가스 스트림에 혼입된 액체를 분무화 및 배출하기 위한 배출기에 관한 것이다. 상기 배출기는 가압된(pressurized) 액체 소스 및 가압된 가스 소스와 유체 연통한다. 배출기는 가압된 가스 소스와 유체 연통하는 유입구와 배출구를 가지는 노즐을 포함한다. 가압된 가스 소스와 유체 연통하는 덕트는 배출구에 인접하게 배치된 배출 오리피스를 갖는다. 편향기(deflector) 표면은 배출구에 대하여 이격 상태로 배향하도록 배치되어 있다. 상기 편향기 표면은 노즐에 실질적으로 수직하게 배향된 제1 표면부 및 노즐에 대하여 수직하지 않게 배향되고 상기 제1 표면부와 인접하게 배치된 제2 표면부를 갖는다. 액체는 오리피스로부터 배출되며, 가스는 노즐 배출구로부터 배출된다. 액체는 가스와 혼입되며, 편향기 표면상에 충돌하여 유동하는 액체-가스 스트림을 형성하도록 분무화된다. 제1 쇼크 전면(shock front)이 배출구와 편향기 표면 사이에 형성되며, 제2 쇼크 전면이 편향기 표면에 가장 가까이 형성되도록 상기 배출기가 구성되어 작동한다. 액체는 상기 쇼크 전면 중 어느 하나에서 혼입(entrain)된다. 상기 노즐은 초과 팽창된 가스 유동(gas flow) 제트를 생성하도록 구성 및 작용한다.

또한 본 발명은 배출기를 작동시키는 방법을 포함한다. 상기 방법은 오리피스로 액체를 배출시키는 단계와, 배출구로 가스를 배출시키는 단계와, 배출구와 편향기 표면 사이에 제1 쇼크 전면을 설정하는 단계와, 편향기 표면에 인접하여 제2 쇼크 전면을 설치하는 단계와, 액체-가스 스트림을 형성하도록 가스에 액체를 혼입시키는 단계와, 상기 배출기로 액체-가스 스트림을 분사하는 단계를 포함한다.

또한, 본 방법은 배출기의 노즐로 초과 팽창된 가스 유동 제트를 생성하는 단계와 액체-가스 스트림에 다수의 쇼크 다이아몬드를 생성하는 단계를 포함한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 고속의 저압 배출기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 고속의 저압 배출기의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배출기의 구성 요소를 도시하는 종단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 배출기의 구성 요소를 도시하는 종단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 배출기의 구성 요소를 도시하는 종단면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 배출기의 구성 요소를 도시하는 종단면도이다.
도 6은 동작에 있어서 도 1에 도시된 상기 배출기의 슐리렌(Schlieren) 사진에 기초한 배출기로부터의 유체 유동을 도시하는 다이어그램이다.
도 7은 상기 배출기의 다른 실시예에 대한 예상 유체 유동을 도시하는 다이어그램이다.

도 1은 본 발명에 따른 고속의 저압 배출기(10)의 종단면도를 도시한다. 배출기(10)는 유입구(inlet)(14) 및 배출구(16)를 가지는 수렴형 노즐(12)을 포함한다. 배출구(16)는 각종 용도를 위하여 약 1/8인치 내지 약 1인치의 직경을 가질 수 있다. 유입구(14)는 예정된 압력 및 유량으로 가스를 노즐에 제공하는 압축 가스 공급부(supply)(18)와 유체 연통한다. 노즐(12)은 만곡된 수렴형 내부면(20)을 구비하는 것이 바람직하지만, 선형 테이퍼 표면과 같은 다른 형상도 물론 가능하다.

편향기 표면(22)은 노즐(12)에 대하여 이격 상태로 배치되며, 갭(24)은 편향기 표면과 노즐의 배출구 사이에 설정된다. 상기 갭은 약 1/10 내지 약 3/4인치의 크기로 배열될 수 있다. 편향기 표면(22)은 하나 이상의 지지 다리부(26)에 의하여 노즐로부터 이격 상태로 지지된다.

더욱이, 편향기 표면(22)은 노즐의 배출구(16)에 실질적으로 일렬로 정열된 평탄한 표면부(28) 및 평탄한 부분을 감싸며 또한 인접한 각상(角狀) 표면부(30)을 포함한다. 상기 표면부(28)는 노즐(12)에서 가스 유동까지 실질적으로 수직을 이루며, 또한 배출구(16)의 직경과 대체로 동일하게 최소 직경을 가진다. 상기 각상 표면부(30)는 표면부로부터 후퇴각(32)에 배향하도록 배치되어 있다. 상기 후퇴각은 갭(24)의 크기와 같이 약 15도 내지 45도 사이로 배치되며, 또한 후퇴각은 배출기로부터 유동 분산 패턴을 결정한다.

편향기 표면(22)은 도 2에 도시된 만곡형 상부 모서리(34) 및 도 3에 도시된 만곡형 모서리(36)와 같은 다른 모양을 가질 수 있다. 도 4 및 5에 도시된 바에 따르면, 편향기 표면(22)은 평탄부(40) 및 후퇴각으로 둘러싸인 폐쇄형 단부 공명튜브(38), 각상부{42,(도 4)} 또는 만곡부{44,(도 5)}를 또한 포함할 수 있다. 상기 공명 공동의 직경 및 깊이는 대체로 배출구(16)의 직경과 같을 수 있다.

다시 도 1에 참조로 하면, 환형 챔버(46)는 노즐(12)을 에워싼다. 상기 챔버(46)는 예정된 압력 및 유동율로 액체를 상기 챔버에 제공하는 가압된 액체 공급부(48)와 유체 연통하게 된다. 복수의 덕트(50)는 챔버(46)로부터 연장한다. 각각의 덕트는 노즐의 배출구(16)에 인접하게 배치된 배출 오리피스(52)를 가진다. 상기 배출 오리피스는 약 1/32 내지 약 1/8 인치의 직경을 가진다. 노즐의 배출구의 에지(edge)에서 배출 오리피스의 가장 가까운 에지까지 반경 라인을 따라 측정된 것처럼 노즐의 배출구(16)와 배출 오리피스(52) 사이의 바람직한 거리는 약 1/64 내지 약 1/8 인치 사이로 배치한다. 예를 들면, 화재 진압을 위한 물인 액체는 덕트(50)를 통하여 챔버(46) 내에 가압된 공급부(48)로부터 유동하며, 액체는 가압된 가스 공급부로부터 유동하는 가스에 의하여 분무화되는 각각의 오리피스(52)로부터 나오며, 상기 가압된 가스 공급부로부터 유동하는 가스는 노즐(12)을 통하여 유동하며, 또한 하기에 자세히 설명된 것처럼 노즐의 배출구(16)를 통하여 나온다.

화재 진압 시스템에 사용하기 위해 구성될 때, 노즐의 유입구(14)에서의 약 29 내지 60psia 사이의 가스 압력 및 챔버(46) 내에 약 1psig 내지 약 50psig 사이의 수압으로 작동하도록 배출기(10)는 설계된다. 적합한 가스는 질소와, 다른 불활성 가스와, 불활성 혼합물과 마찬가지로 불활성 가스 혼합물과, 공기와 같은 화학적으로 활성 가스를 포함한다.

배출기(10)의 작동은 작동하는 배출기의 슐리렌 사진 분석을 기초로 도시된 도 6에 참조하여 설명된다.

가스(45)는 약 1.5마하(Mach)로 노즐의 배출구(16)를 흐르며, 편향기 표면(22)에서 작용한다. 동시에, 물(47)은 배출 오리피스(52)로부터 배출된다.

가스(45)와 편향기 표면(22) 사이의 상호작용은 노즐의 배출구(16)와 편향기 표면(22) 사이에 제1 쇼크 전면(front)(54)을 설정한다. 쇼크 전면은 초음속에서 아음속(subsonic velocity)까지 유동 변화 영역이다. 오리피스(52)로 배출되는 물(47)은 상기 제1 쇼크 전면(54)의 영역에 들어가지 않는다.

제2 쇼크 전면(56)은 평탄한 표면부(28)와 각상 표면부(30) 사이의 경계에서 편향기 표면 가까이에 형성한다. 오리피스(52)로부터 배출되는 물(47)은 액체-가스 스트림(60)을 형성하는 제2 쇼크 전면(56) 가까이에 가스(45)와 혼입된다. 혼입시키는 방법은 가스 유동 제트와 주변에 압력 사이의 압력 차이를 이용하게 된다. 쇼크 다이아몬드(58)는 각상 표면부(30)를 따라 영역 내에 형성하며, 상기 쇼크 다이아몬드는 액체-가스 스트림(60) 범위 내에서 제한되며, 상기 액체-가스 스트림이 배출기로부터 외부 및 아래 방향으로 분사된다. 또한, 쇼크 다이아몬드는 초음 및 아음 유동 속도 사이에 전이 영역이며, 쇼크 다이아몬드는 노즐에 배출되는 것처럼 초과 확장된 가스 유동의 결과이다. 초과 확장된 유동은 외부 압력(즉, 본 경우에 있어서 주변 대기 압력)이 노즐에서 가스 배출 압력보다 높은 유동 방식을 도시한다. 이는 액체-가스 스트림(60)과 주변 대기 사이의 제한을 표시하는 프리 제트 경계{free jet boundary(49)}로부터 반사하는 경사 쇼크파를 생산한다. 상기 경사 쇼크파는 쇼크 다이아몬드를 생성하도록 서로에 향하여 반사된다.

상당한 전단력은 액체-가스 스트림(60) 내에서 생산되며, 편향기 표면으로부터 이상적으로 분리되지 않지만, (60a)에 도시된 바와 같이 분리가 발생한다면 배출기는 여전히 효과적이다. 제2 쇼크 전면(56)에 가장 가까이에 혼입된 물은 분무화를 위한 일차적인 매커니즘인 상기 전단력에 영향을 받는다. 또한, 물은 물의 분무화의 이차 소스인 쇼크 다이아몬드(58)와 마주친다.

그러므로, 배출기(10)는 20㎛보다 작은 물 입자를 만드는 분무화의 다중 메카니즘으로 작동하며, 대부분의 입자는 5㎛ 미만으로 측정된다. 보다 더 작은 물방울은 공기 중에 부유한다. 이러한 특징은 작은 물방울을 보다 크게 화재 진압 효과를 위하여 화재 소스에 근접하게 유지하도록 허용한다. 더욱이, 입자는 상당한 하향 모멘텀을 유지하며, 화재 결과로서 상승하는 연소 가스 기둥을 제압하도록 액체-가스 스트림(60)을 허용한다. 측정은 배출기로부터 18인치에서 1200ft/min의 속도 및 배출기로부터 8피트에서 700ft/min의 속도를 가지는 액체-가스 스트림을 나타낸다. 상기 배출기의 유동은 작동되는 방의 층에서 작용하도록 유지된다. 편향기 표면(22)의 각상 표면부(30)의 후퇴각(32)은 액체-가스 스트림(60)의 사이각(included angle)(64) 상에서 상당한 제어를 제공한다. 약 120도의 사이각이 이루어 질 수 있다. 유동의 분산 패턴 상에서 부가적인 제어는 편향기 표면과 노즐의 배출구(16) 사이에 형성한 갭(24)을 조절하므로 수행된다.

*배출기가 작동하는 동안, 화재 도중에 방 천정에 축적되는 연기층이 노즐로 배출되는 가스(45) 안으로 유인되며, 또한 유동(60)과 혼입되는 것을 더욱더 알게 된다. 이는 하기에 설명되는 것처럼 배출기 화재 진압 특징의 다중 모드에 추가된다.

물이 상기에 설명된 극히 작은 입자 크기로 분무화되기 때문에 상기 배출기는 온도 하강을 야기한다. 이는 열을 흡수하며, 또한 연소 확산을 완화하는데 도움이 된다. 질소 가스 유동 및 유동에 혼입된 물은 실내의 산소를 연소를 지원하지 않는 가스로 대체한다. 더욱이, 유동에 혼입된 연기층의 형성에 있어서 가스를 격감시키는 산소는 화재의 산소 고갈에 또한 기여한다. 그러나, 배출기가 배치된 방에 있어서 산소 레벨은 16% 이하로 떨어지지 않는 것을 알게 된다. 물 입자 및 혼입된 연기는 화재로부터 방사 열 전달을 차단하는 안개를 생성하며, 그러므로, 열 전달의 이러한 모드에 의하여 연소 확산이 완화된다. 극히 작은 물 입자 크기로 인한 특히 큰 표면적 때문에, 물은 쉽게 에너지를 흡수하며, 더욱이 산소를 대체하는 스팀을 형성하며, 화재로부터 열을 흡수하며, 일반적으로 위상 변화에 관련이 있는 안정적인 온도를 유지에 기여한다. 배출기에 의하여 생성되는 혼합과 난류는 화재 주변 지역에 보다 낮은 온도를 또한 기여한다.

상기 배출기는 상당한 음파 에너지를 생산하지 않는다는 점에서 공명튜브와 같지 않다. 제트 노이즈(목적물 위로 이동하는 공기에 의하여 생성된는 소리)만이 배출기로부터 출력되는 음파이다. 상기 배출기의 제트 노이즈는 약 6 KHz보다 높은 어떠한 현저한 주파수 성분도 갖지 않으며(이미 공지된 공명튜브의 작용 주파수의 절반), 또한 물을 분무화하는데 중요하게 기여하지 않는다.

또한, 불안정하고 편향기 표면으로부터 분리되어 비효율적 분무화 또는 심지어 분무화의 소실을 초래하는 공명 튜브로부터의 유동과는 상이하게, 배출기로부터의 유동은 안정적이며, 편향기 표면을 분리하지 않는다(또는, 60a로 도시된 바와 같이 지연된 분리를 격는다).

다른 실시예에서, 배출기(11)는 도 7에 도시된다. 배출기(11)는 노즐(12)을 향하여 각상으로 배치되는 덕트(50)를 가진다. 액체를 제1 쇼크 전면(54)에 가까운 가스와 혼입하기 위하여, 상기 덕트는 가스(45)를 향하여 물 및 다른 액체(47)를 안내하도록 각상으로 배치된다. 이러한 배열은 배출기(11)로부터 투사된 액체-가스 스트림(60)의 생성에 있어서 다른 분무화 지역을 추가할 것으로 믿는다.

본 발명을 따르면, 다중 쇼크 전면 및 쇼크 다이아몬드를 가지는 초과 확장된 가스 제트를 생성하기 위하여 작동된 배출기는 분무화의 여러 단계를 이루며, 화재 진압 시스템에 사용될 때는 화재 확산을 제어하도록 적용되는 다중 진압 모드를 이룬다.

10: 배출기 12: 노즐
14: 유입구 16: 배출구
18: 압축 가스 공급부 20: 내부면
22: 편향기 표면 24: 갭
26: 지지 다리부 28: 표면부
30: 각상 표면부 34: 상부 모서리
36: 만곡형 모서리 40: 평탄부
38: 공명튜브 42: 각상부
44: 만곡부 46: 환형 챔버
48: 액체 공급부 50: 덕트
52: 오리피스 54: 제1 쇼크 전면
56: 제2 쇼크 전면 58: 쇼크 다이아몬드

Claims (23)

1. 배출기를 작동시키는 방법에 있어서,
   상기 배출기는,
   가압된 가스 소스와 유체가 통하도록 연결 가능한 유입구와 일정 직경을 갖는 배출구 사이에 위치한 막히지 않은 구멍을 갖는 노즐과,
   가압된 액체 소스와 유체가 통하도록 연결 가능한 덕트로서, 상기 덕트는 상기 배출구에 인접하게 위치한 배출 오리피스를 갖는, 덕트와,
   상기 배출구에 대하여 이격되어 상기 배출구에 면하여 위치한 편향기 표면으로서, 상기 편향기 표면은 상기 노즐에 실질적으로 수직 배향된 평탄한 표면을 포함하고, 상기 평탄한 표면은 상기 배출구 직경과 동일한 최소 직경으로 한정된 습식 영역을 갖는, 편향기 표면을
   포함하고,
   상기 방법은,
   상기 오리피스로부터 상기 액체를 배출하는 단계와,
   상기 배출구로부터 상기 가스를 배출하는 단계로서, 상기 가스는 초음속에 도달하는, 단계와,
   상기 배출구와 상기 편향기 표면 사이에 제 1 쇼크 전면(shock front)을 설치하는 단계로서, 상기 가스는 아음속(subsonic speed)으로 느려진 다음, 상기 습식 영역에 충돌하는, 단계와,
   상기 편향기 표면에 인접하여 제 2 쇼크 전면을 설치하는 단계로서, 상기 가스는 상기 습식 영역을 가로질러 이동하고 상기 제 1 쇼크 전면과 상기 제 2 쇼크 전면 사이에서 초음속으로 증가하는, 단계와,
   액체-가스 스트림을 형성하도록 상기 쇼크 전면 중 하나에서 상기 액체를 상기 가스에 혼입하는 단계와,
   상기 배출기로부터 상기 액체-가스 스트림을 배출하는 단계를
   포함하는, 배출기 작동 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 배출기로부터 상기 액체-가스 스트림에 복수의 쇼크 다이아몬드(shock diamond)를 설정하는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 노즐로부터 상기 가스가 배출된 후 초과 확장된 가스 유동 제트(overexpanded gas flow jet)를 생성하는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
4. 제1항에 있어서, 29psia 내지 60psia의 압력으로 가스를 상기 유입구에 공급하는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
5. 제1항에 있어서, 1psig 내지 50psig의 압력으로 액체를 상기 덕트에 공급하는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 액체를 상기 제 2 쇼크 전면에 인접한 상기 가스와 혼입하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 액체를 상기 제 1 쇼크 전면에 인접한 상기 가스와 혼입하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 액체-가스 스트림은 상기 편향기 표면과 분리되지 않은, 배출기 작동 방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 배출기에서 제트 노이즈(jet noise) 이외의 현저한 음향 에너지를 생성하지 않는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
10. 제1항에 있어서, 상기 가스 유동 제트에 모멘텀을 생성하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.
11. 제1항에 있어서, 상기 배출기로부터 18인치의 거리에서 1,200 ft/min의 속도로 상기 액체-가스 스트림을 배출하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.
12. 제1항에 있어서, 상기 배출기로부터 8인치의 거리에서 700 ft/min의 속도로 상기 액체-가스 스트림을 배출하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.
13. 제1항에 있어서, 상기 편향기 표면에 각상부(angled portion)를 제공하여 미리 결정된 사이각(included angle)을 갖는 상기 배출기로부터 유동 패턴(flow pattern)을 설정하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.
14. 제1항에 있어서, 상기 가스 유동 제트에서 압력과 주변 압력 사이의 압력차이를 이용하여 액체를 상기 가스 유동 제트 속으로 끌어넣는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
15. 제1항에 있어서, 상기 액체를 상기 가스 유동 제트로 혼입하고, 상기 액체를 직경이 20㎛ 미만인 액적으로 분무화하는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
16. 제1항에 있어서, 상기 배출구로부터 불활성 가스를 배출하는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
17. 제1항에 있어서, 상기 배출구로부터 방출된 상기 가스에 산소가 결핍된 스모크 층(oxygen depleted smoke layer)을 끌어넣고, 상기 배출기의 상기 액체-가스 스트림과 상기 스모크 층을 혼입하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.
18. 제1항에 있어서, 상기 배출구로부터 불활성 가스와 화학적으로 활성인 가스의 혼합물을 배출하는 단계를 포함하는, 배출기 작동 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 가스의 혼합물은 공기를 포함하는, 배출기 작동 방법.
20. 배출기를 작동시키는 방법에 있어서,
    상기 배출기는,
    가압된 가스 소스와 유체가 통하도록 연결 가능한 유입구와 일정 직경을 갖는 배출구 사이에 위치한 막히지 않은 구멍을 갖는 노즐과,
    가압된 액체 소스와 유체가 통하도록 연결 가능한 덕트로서, 상기 덕트는 상기 배출구에 인접하게 위치한 배출 오리피스를 갖는, 덕트와,
    상기 배출구에 대하여 이격되어 상기 배출구에 면하여 위치한 편향기 표면으로서, 상기 편향기 표면은 상기 노즐에 실질적으로 수직 배향된 평탄한 표면을 포함하고, 상기 평탄한 표면은 상기 배출구 직경과 동일한 최소 직경으로 한정된 습식 영역을 갖는, 편향기 표면을
    포함하고,
    상기 방법은,
    상기 오리피스로부터 상기 액체를 배출하는 단계와,
    상기 노즐로부터 초과 확장된 가스 유동 제트를 생성하는 상기 배출구로부터 상기 가스를 배출하는 단계로서, 상기 가스는 초음속에 도달하는, 단계와,
    상기 습식 영역에 상기 가스 유동 제트를 충돌시키는 단계와,
    상기 가스에서 상기 액체를 혼입하여 액체-가스 스트림을 형성하는 단계와,
    상기 배출기로부터 상기 액체-가스 스트림을 배출하는 단계를
    포함하는, 배출기 작동 방법.
21. 제20항에 있어서,
    상기 배출구와 상기 편향기 표면 사이에 제 1 쇼크 전면을 설치하는 단계로서, 상기 가스는 초음속으로부터 아음속으로 감소하는, 단계와,
    상기 편향기 표면에 인접하여 제 2 쇼크 전면을 설치하는 단계로서, 상기 가스는 상기 제 1 쇼크 전면과 상기 제 2 쇼크 전면 사이에서 초음속으로 증가하고, 상기 제 2 쇼크 전면을 통과한 후 속도가 감소하는, 단계와,
    상기 제 1 쇼크 전면과 상기 제 2 쇼크 전면 중 하나에 인접하여 상기 가스에 상기 액체를 혼입하는 단계를
    포함하는, 배출기 작동 방법.
22. 제20항에 있어서, 상기 배출기로부터 상기 액체-가스 스트림에 복수의 쇼크 다이아몬드를 설정하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.
23. 제20항에 있어서, 상기 배출구로부터 방출된 상기 가스에 산소가 결핍된 스모크 층을 끌어넣고, 상기 배출기의 상기 액체-가스 스트림과 상기 스모크 층을 혼입하는 단계를 더 포함하는, 배출기 작동 방법.

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