(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の異なるタイプの燃料を含む燃料源と、
第１の物質組成を有する第１の燃料を前記燃料源から受け入れるよう構成された外側流路を形成する外側ノズルと、前記第１の物質組成とは異なる第２の物質組成を有する第２の燃料を前記燃料源から受け入れるよう構成された内側流路を形成する壁を含む内側ノズルであって、前記外側ノズルの前記外側流路が該内側流路の前記壁の外側表面に接触するように、前記外側ノズルの少なくとも一部内において少なくとも一部が入れ子状になった前記内側ノズルと、を含むノズルアセンブリと、
火炎効果を生成すべく、前記第１及び第２の燃料の一方又は両方を受け入れて点火するように構成された点火機構と、
少なくとも１つのアクチュエータと、
前記少なくとも１つのアクチュエータの動作を制御するように構成された自動化コントローラと、
前記火炎効果の見た目の美しさに影響を与える要因に関するデータを前記自動化コントローラに提供するように構成された少なくとも１つの入力装置と、
を備え、
前記自動化コントローラは、前記データに基づいて前記少なくとも１つのアクチュエータの動作を制御するように構成される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記燃料源は、前記第１の燃料を第１の圧力で供給し、前記第２の燃料を前記第１の圧力とは異なる第２の圧力で供給するように構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記自動化コントローラは、前記少なくとも１つのアクチュエータを、
前記２以上の異なるタイプから前記第１の燃料を選択し、
前記２以上の異なるタイプから前記第２の燃料を選択し、
前記外側ノズルを前記燃料源の前記第１の燃料と流体的に結合することによって、前記外側ノズルに前記第１の燃料を提供し、
前記第１の燃料の第１の供給圧を調整し、
前記内側ノズルを前記燃料源の前記第２の燃料と流体的に結合することによって、前記内側ノズルに前記第２の燃料を提供し、
前記第２の燃料の第２の供給圧を調整する、
ように動作させるよう構成される、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記自動化コントローラは、前記火炎効果の見た目の美しさに影響を与える要因をモニタする少なくとも１つのセンサからの入力に基づいて、前記少なくとも１つのアクチュエータを動作させるように構成される、
請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記火炎効果の見た目の美しさに影響を与える前記要因は、環境の明るさ、火炎の明るさ、天候、時刻、湿度、風況又はこれらの組み合わせを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの入力装置は、前記火炎効果の見た目の美しさに影響を与える前記要因を測定するように構成されたセンサ、前記火炎効果の見た目の美しさに影響を与える前記要因に関する情報を提供するように構成された通信システム、又はこれらの組み合わせを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記内側ノズル及び前記外側ノズルの一方又は両方を通る燃料流の制御、前記システムの前記点火機構の制御、又はこれらの組み合わせを行うように動作する、
請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の燃料組成は、プロパン、天然ガス、ブタン、エタン、及び水素のうちの１つを含み、前記第２の燃料組成は、プロパン、天然ガス、ブタン、エタン、及び水素のうちの前記第１の燃料組成とは異なる１つを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
システムであって、
前記システムの外部から見える火炎効果を生成するよう構成されたノズルアセンブリであって、該ノズルアセンブリの端部に近接して配置された点火機構を含む前記ノズルアセンブリと、
燃料源から前記ノズルアセンブリの第１のノズル及び第２のノズルへの２以上の燃料の燃料流を、前記火炎効果の見た目の美しさに影響を与える、前記システムの周囲の環境要因に少なくとも部分的に基づき制御すべく、前記燃料源を調整するよう構成され、且つ、前記２以上の燃料が前記点火機構を通り過ぎて該２以上の燃料を前記点火機構にて点火させるべく、前記燃料源を調整して前記燃料流を制御するよう構成された自動化コントローラと、
を備え、
前記燃料源の前記２以上の燃料は、２以上の異なるタイプの燃料を含み、前記自動化コントローラは、前記２以上の異なるタイプの燃料のうちの第１のタイプの燃料と前記第１のノズルとの流体結合と、前記２以上の異なるタイプの燃料のうちの第２のタイプの燃料と前記第２のノズルとの流体結合とを指示するように構成され、前記第１のタイプの燃料、前記第２のタイプの燃料、又はこれらの両方は、前記システムの周囲の前記環境要因に基づいて前記自動化コントローラによって決定される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１０】
前記第１のノズルの追加の流路を形成する壁の外側表面が前記第２のノズルの流路に接触するように、前記第１のノズルの少なくとも一部は、前記第２のノズルの少なくとも一部内に配置される、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１のノズルの前記一部は、前記第２のノズルの前記一部に対して実質的に軸対称、平面対称、又はこれらの両方である、
請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記環境要因を測定して前記自動化コントローラに測定結果を提供するように構成されたセンサを備え、前記自動化コントローラは、前記センサから受け取られた前記測定結果に基づいて前記燃料源を調整するように構成される、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１３】
前記自動化コントローラに前記環境要因の値を提供するように構成されたインターネットシステムを備え、前記自動化コントローラは、前記インターネットシステムから受け取られた前記値に基づいて前記燃料源を調整するように構成される、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１４】
前記環境要因は、環境の明るさ、火炎の明るさ、天候、時刻、湿度、風況又はこれらの組み合わせを含む、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１５】
前記燃料源は、２以上の別個の燃料タイプを含み、該２以上の別個の燃料タイプは、プロパン、天然ガス、ブタン、エタン、水素、或いは、通常は標準温度又は圧力において気相状態で存在する他の可燃性物質を含む、
請求項９に記載のシステム。
【請求項１６】
システムの動作方法であって、
前記システムの周囲の要因を決定するステップと、
第１のタイプの燃料、第２のタイプの燃料、第１の圧力、第２の圧力、又はこれらの組み合わせを、自動化コントローラが受け取った前記要因の測定結果又は値に基づき、該自動化コントローラによって決定するステップと、
２以上の別個の燃料タイプを含む燃料源からの前記第１のタイプの燃料を第１のノズルと流体的に結合し、且つ、前記燃料源からの前記第２のタイプの燃料を第２のノズルと流体的に結合するステップと、
を含み、
前記第１のタイプの燃料は第１の物質組成を有し、前記第２のタイプの燃料は前記第１の物質組成とは異なる第２の物質組成を有し、
更に、
前記第１のタイプの燃料を前記第１のノズルに前記第１の圧力で通過させ、且つ、前記第２のタイプの燃料を前記第２のノズルに前記第２の圧力で通過させるステップと、
前記第１のタイプの燃料及び前記第２のタイプの燃料を、点火機構上を通過させることにより、前記第１のタイプの燃料及び前記第２のタイプの燃料が発火して前記システムの外部から見える火炎効果を生じるようにするステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
システムの動作方法であって、
前記システムの周囲の要因を決定するステップと、
２以上の別個の燃料タイプを含む燃料源からの第１のタイプの燃料を第１のノズルと流体的に結合し、且つ、前記燃料源からの第２のタイプの燃料を第２のノズルと流体的に結合するステップと、
を含み、
前記第１のタイプの燃料は第１の物質組成を有し、前記第２のタイプの燃料は前記第１の物質組成とは異なる第２の物質組成を有し、
更に、
前記第１のタイプの燃料を前記第１のノズルに第１の圧力で通過させ、且つ、前記第２のタイプの燃料を前記第２のノズルに第２の圧力で通過させるステップと、
前記第１のタイプの燃料及び前記第２のタイプの燃料を、点火機構上を通過させることにより、前記第１のタイプの燃料及び前記第２のタイプの燃料が発火して前記システムの外部から見える火炎効果を生じるようにするステップと、
前記第１のノズル及び前記第２のノズルが入れ子状になった第３のノズルに第３のタイプの燃料を通過させるステップと、を含み、
前記第３のタイプの燃料は前記第１及び第２の物質組成とは異なる第３の物質組成を有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記第１のノズルは、前記第２のノズルの少なくとも一部内において入れ子状になった一部を少なくとも含む、
請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
システムであって、
外側ハウジング構造と、
内部に２以上の流体が流れ、出口からの火炎効果の生成を促進するように構成されたノズルアセンブリであって、前記ノズルアセンブリが前記外側ハウジング構造内に少なくとも部分的に隠れ、且つ前記ノズルアセンブリの端部が前記外側ハウジング構造の開口部に近接して配置されるように、前記ノズルアセンブリは前記外側ハウジング構造内に配置され、また、前記外側ハウジング構造の前記開口部は、前記火炎効果を該外側ハウジング構造の外部においてさらすように構成される、前記ノズルアセンブリと、
流体源から前記ノズルアセンブリへの前記２又は３以上の流体の流体流を前記火炎効果の望ましい美的特徴に基づき制御すべく、前記流体源を調整するよう構成された自動化コントローラと、
を備え、
前記自動化コントローラは、前記システムの周囲の要因に基づき、第１のタイプの燃料、第２のタイプの燃料、前記第１のタイプの燃料を通過させるための第１の圧力、前記第２のタイプの燃料を通過させるための第２の圧力、又はこれらの組み合わせを決定する、
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に火炎効果に関し、具体的には、燃料ノズルシステムを用いた火炎効果生成システム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
火炎効果（例えば、目に見える火炎出力）は、とりわけ花火製造業界、サービス業界（例えば、レストラン、映画館）及び遊園地を含む幅広い用途及び業界にわたって常連客及びその他の客に審美的な表現を提供するために使用される。一般に、火炎効果は、１又は２以上の燃料の発火及び／又は燃焼を含む。例えば、レストランに飾られているトーチは、着火時に燃焼するように構成された燃料（例えば、ケロシン）に浸された芯を含むことができる。ケロシンと芯が燃焼することにより、レストランの常連客に対して周辺光を放つ火炎効果をもたらすことができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
火炎効果は、大きくて色鮮やかな時には、見た目の美しさ及び印象をさらに増すことができる。例えば、大きなオレンジ色の炎の火炎効果は、小さな薄黄色の炎の火炎効果よりも魅力的かつ印象的なものになり得る。さらに、小さな薄黄色の炎は、晴れた午後の屋外用途では完全に又は部分的に見えないこともある。実際に、特に屋外用途では、時刻又は時期が異なると、環境要因（例えば、太陽光、天候、汚染、風況）に応じて火炎効果が視覚的に異なることもある。残念ながら、一般に色鮮やかな火炎効果には不完全燃焼が伴い、一般に不完全燃焼は、一般にすす又は灰と呼ばれる残留物（例えば、汚染物質）による汚染をもたらす。従って、清浄度、効率性及び配色のバランスを保つことにより、見た目に美しく、燃焼時に汚染を残さず、コスト効率が高く、動作中のいかなる時でも明確に視認でき、環境要因に適応するような改善された火炎効果生成システム及び方法が必要とされていると認められる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
以下、特許請求する独創的主題と範囲が一致するいくつかの実施形態を要約する。これらの実施形態は、開示の範囲を限定するものではなく、むしろ開示するいくつかの実施形態の概要を示すものにすぎない。実際に、本開示は様々な形態を含むことができ、これらは後述する実施形態と類似することも、或いは異なることもある。
【０００５】
本開示の１つの態様によれば、システムが、外側ノズル及び内側ノズルを含むノズルアセンブリを含む。内側ノズルの少なくとも一部は、外側ノズルの少なくとも一部内で入れ子状になる。システムは、２以上の異なるタイプ（separate types）の燃料を含む燃料源も含む。
【０００６】
本開示の別の態様によれば、システムが、燃料源からノズルアセンブリの第１のノズル及び第２のノズルへの流体流をシステムの周囲の環境要因に基づいて制御するように燃料源を調整するよう構成された自動化コントローラを含む。
【０００７】
本開示の別の態様によれば、システムの動作方法が、システムの周囲の環境要因を決定するステップと、２以上の別個の燃料タイプ（separate fuel types）を含む燃料源からの第１のタイプの燃料を第１のノズルと流体的に結合し、燃料源からの第２のタイプの燃料を第２のノズルと流体的に結合するステップとを含む。この動作方法は、第１のタイプの燃料を第１のノズルに第１の圧力で通し、第２のタイプの燃料を第２のノズルに第２の圧力で通すステップと、第１のタイプの燃料及び第２のタイプの燃料を、点火機構上を横切って通過させることにより、第１のタイプの燃料及び第２のタイプの燃料が発火して火炎効果を生じるようにするステップとをさらに含む。
【０００８】
火炎効果システムを構成するサブシステム及びコンポーネントは、燃料の効率的利用、火炎特性の制御及び管理、火炎要素の相対的位置付け、環境条件に基づく火炎機構の制御、関連するデブリ（例えば、すす及び灰）の制御、並びに強化された動作特性を個別に又は協働的に可能にする様々な特徴を含む。以下では、これらの異なる特徴及びその特定の効果について詳細に説明する。
【０００９】
全体を通じて同じ部分を同じ符号で示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読めば、本開示のこれらの及びその他の特徴、態様及び利点がより良く理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示による、ノズルアセンブリと制御システムとを含む火炎効果システムの実施形態の概略ブロック図である。
【図２】本開示による、ドラゴンの模型と一体化された、入れ子状のノズルアセンブリの特徴と制御システムの特徴とを含む火炎効果システムの一部を含む実施形態の斜視図である。
【図３】本開示による、入れ子状のノズルを含むノズルアセンブリの実施形態の斜視図である。
【図４】本開示による、入れ子状の先細−末広ノズルを含むノズルアセンブリの実施形態の断面図である。
【図５】本開示による、図４のノズルアセンブリの正面図である。
【図６】本開示による、入れ子構成の３つのノズルを含むノズルアセンブリの実施形態の断面図である。
【図７】本開示による、図６のノズルアセンブリの正面図である。
【図８】本開示による、２つの先細ノズルを含むノズルアセンブリの実施形態の断面図である。
【図９】本開示による、実質的に直線の壁で囲まれた２つのノズルを含むノズルアセンブリの実施形態の断面図である。
【図１０】本開示による、２つの入れ子状のノズルを含むノズルアセンブリの実施形態の断面図である。
【図１１】本開示による、２つの入れ子状のノズルを含むノズルアセンブリの実施形態の斜視図である。
【図１２】本開示による、ノズルアセンブリの概略ブロック図である。
【図１３】本開示による、ノズルアセンブリを含むシステムの動作方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
開示する実施形態は、見た目に美しく、動作中に明確に視認でき、実質的に燃焼時に汚染を残さず、コスト効率が高く、環境要因（太陽光、天候、汚染、風況）に適応する火炎効果を生じて制御するシステム及び方法に関する。開示する実施形態は、所望の火炎特性の実現を容易にする入れ子状のノズルを含むノズルアセンブリを利用するシステム及び方法を含む。例えば、これらの実施形態は、入れ子状のノズルアセンブリの様々なノズル内を流れる燃料の量、燃料の圧力及び燃料のタイプなどを、特定の火炎特性（例えば、突出距離、ガス容器の配置、可視性、すすの含有量、すすの散乱パターン）を達成するように制御することができる。これらの実施形態は、特定の火炎特性を促すように、火炎効果を生じるノズルアセンブリと共に先細−末広ノズル（例えば、ラバールノズル）を含み、又は使用することができる。本明細書では、説明を単純にするために、先細−末広ノズルを「ラバールノズル」と呼ぶこともある。しかしながら、本開示の実施形態は、内部を流れるガスを加速させるように構成されたあらゆる先細−末広ノズルを含む。
【００１２】
まず図１に、本開示による火炎効果システム１０の実施形態を含む概略ブロック図を示す。システム１０は、とりわけノズルアセンブリ１２を含むことができる。図示の実施形態では、ノズルアセンブリ１２が、内側ノズル１４及び外側ノズル１６を含み、内側ノズル１４の少なくとも一部は、外側ノズル１６の少なくとも一部内で入れ子状になり、外側ノズル１６と概ね同心である。１つの実施形態では、内側及び外側ノズル１４、１６が、軸対称及び／又は平面対称であるが完全には同心でない部分を含むことができる。本開示による実施形態では、ノズルアセンブリ１２が、明確に視認できて環境要因に適応する火炎効果１７（例えば、火柱）をもたらすように構成される。
【００１３】
図示の実施形態のノズルアセンブリ１２は、燃料（例えば、ガス燃料又は実質的にガス状の燃料）を内側ノズル１４及び外側ノズル１６内で加速させ、又はこれらのノズルに通すことによって火炎効果１７をもたらすように構成される。いくつかの実施形態では、調整装置が、ノズルアセンブリ１２内で燃料を加速又は通過させ、実施形態によっては混合できるほど十分に高い流量の燃料がノズル１４、１６に送出されるように（例えば、ノズル１４、１６に達する前に）燃料の圧力（従って流量も）及び／又は温度を調整することができる。例えば、１つの実施形態では、内側ノズル１４及び外側ノズル１６の各々が、先細部分及び末広部分を含むことができる。先細部分及び末広部分は、ノズル１４、１６を通るガスを加速させるように構成することができる。別の実施形態では、ノズル１４、１６が、先細部分のみ又は末広部分のみを含むこともできる。いずれの実施形態においても、ノズル１４、１６の各々は、一種又は複数種の燃料ガスが流れる経路を、火炎効果システム１０の動作圧（例えば、調整装置によって供給される圧力）を最小化しながら、ノズル１４、１６の各々にガスを通してノズル内でガスを混合できるように制限するよう構成される。さらに、内側ノズル１４は、流入ノズルを流れるガスが外側ノズル１６の中心部に流入するように外側ノズル１６内で終端することができる。ガスは、実施形態に応じて、外側ノズル１６内で実質的に分離したままにすることも、或いは外側ノズル１６内で混合することもできる。このような実施形態については、以下で後の図を参照しながら詳細に説明する。なお、いくつかの実施形態では、燃料以外の流体（例えば、ガス）を用いて異なる効果（例えば、霧状効果）をもたらすこともできる。また、いくつかの実施形態は、燃料流体と非燃料流体の両方を使用することもできる。本開示では、特定の例として燃料ガスを使用することが多いが、他の流体を使用することもできると理解されたい。
【００１４】
ガス燃料は、ノズル１４、１６を通過した後に（或いは、実施形態によっては加速前に）発火して火炎効果１７をもたらす。図１に示す実施形態では、ガス燃料がノズル１４、１６を通過し、ノズルアセンブリ１２から高速で排出された後に、ガス燃料の通過時に着火又は点火して火炎効果１７をもたらす種火（ｐｉｌｏｔ  ｌｉｇｈｔ）を含む点火機構１８（例えば、点火装置）を通過する。火炎効果１７は、高温ガス燃料がノズルアセンブリ１２から出る速度に起因して、ノズルアセンブリ１２から離れて運ばれる。さらに、火炎効果１７は、様々な要因に基づく特定の特性を含むこともできる。例えば、以下で詳細に説明するように、火炎効果１７の特性は、ノズルアセンブリ１２のノズル１４、１６内の流路の輪郭、使用する燃料のタイプ、異なるタイプの燃料をノズル１４、１６のどちらに供給するか、及び燃料の圧力などによって定められる。
【００１５】
上述したように、図１に示す実施形態では、システム１０が、ノズルアセンブリ１２を通じて加速されるガス燃料を含む燃料源２０を含む。燃料源２０は、複数の区画又はタンク（例えば、第１のタンク２２、第２のタンク２４及び第３のタンク２６）を含むことができ、各タンクは異なるタイプの燃料を含むことができる。タンクのうちの１つ以上（又は全部）は、可燃性燃料を含むことができ、タンクのうちの１つ以上は、不燃性材料又は他の何らかの流体（例えば、酸化剤、不活性ガス又は希釈剤）を含むことができる。例えば、図示の実施形態では、第１のタンク２２がプロパンを含むことができ、第２のタンク２４が天然ガスを含むことができ、第３のタンク２６が窒素又は他の何らかの不活性ガスを含むことができる。しかしながら、別の実施形態では、タンクのうちの１つ以上が、酸素などの上述していない他の何らかのタイプの燃料又は流体を含むこともできる。
【００１６】
さらに、上述したように、プロセッサ３０及びメモリ３２を含む自動化コントローラ２８が、タンク２２、２４、２６のうちの１つと、内側ノズル１４又は外側ノズル１６のいずれか一方の流体通路との流体結合を開始する出力を提供することができる。図示の実施形態では、タンク２２、２４、２６のうちの１つを内側ノズル１４の流体通路３４と流体連通させ、タンクのうちの別の１つを外側ノズル１６の流体通路３６と流体連通させることができる。例えば、自動化コントローラ２８は、プロパンを供給する第１のタンク２２を外側ノズル１６の流体通路３６と流体連通させ、天然ガスを供給する第２のタンク２４を内側ノズル１４の流体通路３４と流体連通させるように動作することができる。自動化コントローラ２８は、１以上の入力値（例えば、手動入力、センサ測定値、データフィード）を考慮する１以上の制御アルゴリズムに基づいて出力を提供することができる。例えば、図示の実施形態では、自動化コントローラ２８が、通信ネットワークの一例にすぎないインターネットシステム３７、火炎効果１７に近い環境４０内に配置されたセンサ３８、又はこれらの両方から入力を受け取る。さらに、自動化コントローラ２８への入力は、アナログ、デジタル、又はこれらの両方とすることができる。インターネットシステム３７（又は異なる通信ネットワーク）及びセンサ３８、或いは他の何らかの装置又は自動化コントローラ２８への入力は、自動化コントローラ２８に環境４０の環境要因に関する情報を提供する。例えば、この環境要因は、明るさ、汚染、太陽光、天候、時刻、湿度、風況、火炎効果１７から生じるすすレベル、又は他の何らかの環境要因を含むことができる。いくつかの実施形態では、内側ノズル１４及び外側ノズル１６の各々が、独自の対応する燃料源、自動化コントローラ、センサ、インターネットシステム、プログラム及び／又はメモリを含むことができる。さらに、いくつかの実施形態では、２つよりも多くの入れ子状ノズル又は入れ子状ノズルの組を使用することができる。
【００１７】
自動化コントローラ２８は、プロセッサ３０に加えてバーナーコントローラ４１を含むことができる。バーナーコントローラ４１は、プロセッサ３０からトリガ信号を受け取った時点で点火シーケンスを開始するように構成される。バーナーコントローラ４１は、点火機構１８（例えば、点火装置）に点火し、点火機構１９の点火を確認した後に燃料源２０からノズル１４、１６に燃料を放出し、この結果、燃料に点火して火炎効果１７を生じる。その後、プロセッサ３０は、全ての入力情報（例えば、センサ３８、インターネットシステム３７又は他の何らかの入力からのデジタル又はアナログ信号）を分析して、再び点火シーケンスを開始する信号をバーナーコントローラ４１に送信すべきかどうかを判断することができる。
【００１８】
特定の機能を提供するように協働する複数のプロセッサを表すことができる（例えば、自動化コントローラ２８の）プロセッサ３０は、有形の（非一時的）機械可読媒体を表すメモリ３２上のコンピュータ可読命令（例えば、コンピュータプログラム）を実行することができる。コンピュータプログラムは、複数の異なるセンサを表すことができるセンサ３８及び／又はインターネットシステム３７からの測定値を考慮して、最も望ましい火炎効果１７を生じるために燃料源２０のどの１又は複数のタンクをシステム１０の流体通路３４、３６と流体連通させるべきかを決定するロジックを含むことができる。最も望ましい火炎効果１７は、他の要因の中でも特に、火炎効果１７の色、火炎効果１７の明るさ、火炎効果１７の清浄度、火炎効果１７のコスト効率、火炎効果１７の長さ、及び／又は火炎効果１７の安全性に関する火炎効果要因を含むことができる。プロセッサ３０によって実行されるコンピュータプログラムは、上述した火炎効果１７の要因の全部、これよりも多く、又は一部を考慮にすることができる。また、自動化コントローラ２８は、システム１０（例えば、ポンプ、圧縮機、列状の異なる又はバックアップ用のノズル及びノズル配列）の様々な特徴部と協働して火炎の様々な態様を制御することができる。例えば、さらに高い圧力が必要であると自動化コントローラ２８が判断した場合には、圧縮機、又はノズル１４、１６の入口の手前の発火源を作動させることができる。別の例として、コントローラが、（例えば、すすの蓄積によって）ノズル１４、１６が正しく機能しない可能性があると判断した場合には、弁がノズル１４、１６へのアクセスを遮断して、バックアップノズルの組に燃料を向けることができる。さらに別の実施形態では、自動化コントローラ２８が、センサデータに基づいて、異なる火炎特性を提供する異なるノズルの列を動作するように選択することができる（例えば、風の強い条件では特定のノズルが好ましいこともある）。
【００１９】
図示の実施形態を続けると、自動化コントローラ２８は、内側ノズル１４及び外側ノズル１６の各々のための制御弁４２、４４をそれぞれ開放及び／又は閉鎖して、燃料通路３４、３６を通じてそれぞれ内側ノズル１４及び外側ノズル１６に向かう流体流を可能にし、又は遮断するように構成される。自動化コントローラ２８は、上述した方法と同様に、センサ３８及びインターネットシステム３７からの測定値及び／又は情報に基づいて制御弁４２、４４を開放及び／又は閉鎖することができる。いくつかの実施形態では、自動化コントローラ２８が、制御弁４２、４４の一方又は両方を一定の限られた程度まで開放又は閉鎖して、燃料源２０から燃料通路３４、３６のいずれかに送られる燃料の圧力を調整することができる。上述の制御態様とは別に、又はこれと組み合わせて、圧力を調整するために制御弁４２、４４の各々が調整器を含むことも、或いは燃料源２０に調整器を含めることもできる。自動化コントローラ２８には、上述した形で調整器又は制御弁４２、４４を制御するようにプロセッサ３０を介して指示することができる。換言すれば、一般に、自動化コントローラ２８は、燃料通路３４、３６に（最終的には、内側ノズル１４及び外側ノズル１６に）供給される燃料の圧力を、センサ３８及び／又はインターネットシステム３７によって与えられる環境要因に基づいて調整することができる。さらに、内側ノズル１４及び外側ノズル１６にそれぞれ送出される燃料の圧力は、所望の火炎効果に応じて内側ノズル１４及び外側ノズル１６の各々で異なることもできる。例えば、約３０〜４０フィート（９．１〜１２．２メートル）の火炎を達成するには、内側ノズル１４に送出される天然ガスの（例えば、ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）及びキロパスカル（ｋＰａ）で測定した）圧力を、例えば１０〜４０ｐｓｉ（６９〜２７６ｋＰａ）、２０〜３０ｐｓｉ（１３８〜２０７ｋＰａ）、又は２２〜２８ｐｓｉ（１５２〜１９３ｋＰａ）とすることができ、外側ノズル１６に送出されるプロパンの圧力を、例えば１０〜２０ｐｓｉ（７〜１３８ｋＰａ）、５〜１５ｐｓｉ（３４〜１０３ｋＰａ）、又は７〜１１ｐｓｉ（４８〜７６ｋＰａ）とすることができる。なお、いくつかの実施形態では、内側及び外側ノズル１４、１６に上記の又はその他の圧力でパルス状に燃料を送出することにより、パルス状の火炎効果１７を実現することもできる。例えば、自動化コントローラ２８は、（例えば、調整器又は制御弁４２、４４を介して）燃料源２０に、燃料源を遮断する３秒間隔で区切られた５秒間隔の一定圧力で（例えば、調整器又は制御弁４２、４４を介して）外側ノズル１６にプロパンを供給し、内側ノズル１４に天然ガスを供給するように指示することができる。この結果、各々が３秒間隔で区切られた５秒間の繰り返し間隔で火炎効果１７が見えるようになる。自動化コントローラ２８は、この間隔の合間に両ノズル１４、１６に不活性ガスを通して、素早く残留火炎を消すことができる。いくつかの実施形態では、ノズル１４、１６及び周囲の機器又は物体内にすす及び灰を含むデブリが蓄積するのを防ぐために、やはり不活性ガスを用いてこのようなデブリをノズルアセンブリ１２から遠くに放出することができる。換言すれば、不活性ガスは、残留火炎を消すだけでなく、既にノズル１４、１６内に存在するすす及び灰を一般に火炎効果システム１０から遠くに除去するために使用することもできる。
【００２０】
上記の説明に加え、環境４０に配置されたセンサ３８及びインターネットシステム３７、或いは他の装置又は通信システムは、とりわけ環境の明るさ（例えば、太陽光）、火炎効果１７の明るさ、汚染、温度、風況及び天候を含む環境４０の多くの様々な環境要因に関するデータを検出し、及び／又は自動化コントローラ２８に供給するように構成することができる。例えば、センサ３８は、環境４０が比較的明るいことを検出して、この環境４０の明るさに関する情報を自動化コントローラ２８に提供することができる。自動化コントローラ２８は、センサ３８から受け取った情報に基づいてロジックを実行し、燃料源３０の（プロパンを有する）第１のタンク２２を第２の流体通路３６と流体連通させ、燃料源３０の（天然ガスを有する）第２のタンク２４を第１の流体通路３４と流体連通させる出力を提供することができる。自動化コントローラ２８は、プロセッサ３０がセンサ３８、インターネットシステム３７から受け取った情報、或いはプロセッサ３０への他の何らかの入力、並びに所望の火炎効果１７に応じて、第１の燃料タンク２２が外側ノズル１６に流体的に結合され、第２の燃料タンク２４が内側ノズル１４に流体的に結合されて、内側ノズル１４に供給される天然ガスの圧力及び流量と同じ又は異なる圧力及び流量で外側ノズル１６にプロパンが供給されるように、制御弁４２、４４に完全に開くように指示することもできる。外側ノズル１６内ではプロパンを加速させ、内側ノズル１４内では天然ガスを加速させることができる。ガスは、ノズルアセンブリ１２から排出され、点火装置１８の種火を通過して目に見える火炎効果１７をもたらすことができ、この場合の火炎効果１７は、上述したように、プロセッサ３０に元々与えられている環境要因に基づいて、明るさ、コスト効率及び清浄度の最適な組み合わせを達成する。
【００２１】
なお、上述したように、プロセッサ３０は、火炎効果１７の明るさ、コスト効率及び清浄度などの要因に基づく入力を考慮するコンピュータプログラム（例えば、制御論理）を実行することができる。さらに、このコンピュータプログラムは、これらの及びその他の要因の各々に、このような要因の所望の重要度に基づいて重み付けすることもできる。さらに、自動化コントローラ２８は、各燃料通路２４、２６に（従って、いずれかのノズル１４、１６に）供給される燃料のタイプ、及び／又はいずれかの燃料通路２４、２６に（従って、いずれかのノズル１４、１６に）供給される燃料タイプの流量（従って、圧力）を制御することもできる。例えば、１つの実施形態において、明るい日には、コントローラ２８が、火炎効果１７が日中にもはっきりと見える色で燃焼しながらも、依然としてコスト効率が高く汚染を残さないことを確実にするように上記の動作を指示する。或いは、別の実施形態において、暗い日には、コントローラ２８が、火炎効果１７が汚染を残さずにコスト効率が高い状態でありながらも、依然として目に見えることを確実にするように上記の動作を指示する。以下、所望の火炎効果１７を達成することに関して内側及び外側ノズル１４、１６に供給される燃料のタイプ、及びその燃料の流量に関する詳細についてさらに詳述する。
【００２２】
次の図２は、ドラゴンの模型６０（例えば、像又はアニマトロニクスシステム）内に配置されたシステム１０及び付随するノズルアセンブリ１２の実施形態の一部の斜視図である。システム１０は、ドラゴンの模型６０内（例えば、ドラゴン６０の口部６２内）に少なくとも部分的に隠れることにより、システム１０及び付随するノズルアセンブリ１２によってもたらされる火炎効果１７がドラゴンの像６０の口部６２から放出されるようにすることができる。換言すれば、ドラゴンの像６０とシステム１０とを組み合わせることにより、娯楽価値のための火を吹く（例えば、吐き出す）ドラゴン６０という意図的な幻想を与えることができる。
【００２３】
図示の実施形態では、システム１０のコンポーネントが、ドラゴン６０の口部６２内に概ね隠れている。例えば、図１で説明したコンポーネントを参照すると、燃料源２０、コントローラ２８、制御弁４２、４４、インターネットシステム３７、プロセッサ及びメモリ３０、３２、並びにその他のコンポーネントは、ドラゴン６０の口部６２の外側の位置から見えないように完全に隠れることができる。口部６２内のいくつかのコンポーネントは、システム１０を位置付けるようにドラゴン６０の内面に取り付けることができる。例えば、燃料源２０をドラゴン６０のコンポーネントに取り付けて、燃料源２０に直接的及び間接的に結合された（例えば、構造的に結合された）コンポーネントも支持されるようにすることができる。さらに、ノズル１４、１６は、ドラゴン６０の口部６２の頂部から垂下することも、或いはドラゴン６０の口部５２の底部からノズル１４、１６まで上向きに延びるコンポーネントによって下支えすることもできる。さらに、点火装置１８は種火６４を含むことができ、点火装置１８（例えば、噴射案内部）は、ドラゴン６０の口部６２のすぐ内側の底面から上向きに（例えば、方向６６に）延び、（上述したような）バーナーコントローラ４１から指示されると種火６４を放出する。このようにして、ノズル１４、１６から外向きに加速したガス燃料が点火装置１８の種火６４を横切り、火炎効果１７として口部６２から外に向かって概ね方向６８に進み続けることができる。いくつかの実施形態では、火炎効果１７が、ドラゴン６２の口部内の種火６４から方向６８に、約１０〜６０フィート（３〜１８メートル）、２０〜５０フィート（６〜１５メートル）、又は３０〜４０フィート（９〜１２メートル）の長さを有することができる。ドラゴン６０の口部５２からの火炎効果１７の距離は、とりわけ燃料通路３４、３６に供給される燃料の流量（従って、内側ノズル１４及び外側ノズル１６に供給される燃料の流量）によって少なくとも部分的に決まり、流量及び上述したその他の要因は、上述したようにコントローラ２８を介して制御される。
【００２４】
次の図３は、内側ノズル１４及び外側ノズル１６を含むノズルアセンブリ１２の斜視図１２である。内側ノズル１４は、その入口７２に、内側ノズル１４を対応する制御弁４２、又は内側ノズル１４と制御弁４２との間に延びる通路（例えば、通路３４）に結合するためのねじ部７０を含むことができる。外側ノズル１４も、その入口７６に、外側ノズル１６を対応する制御弁４４、又は外側ノズル１６と制御弁４４との間に延びる通路（例えば、通路３６）に結合するためのねじ部７４を含むことができる。
【００２５】
図示の実施形態では、内側ノズル１４が、外側ノズル１６の側部７８内に延び、外側ノズル１６内で（例えば、外側ノズル１６に対して）実質的に同心状の配向になるように湾曲する。換言すれば、図示の実施形態では、内側ノズル１４の少なくとも出口８０が、ノズルアセンブリ１２内の概ね方向６８に延びる長手方向軸８２を中心に外側ノズル１６の出口８１と実質的に同心状である。別の実施形態では、出口８１と出口８０とが実質的に同心状でなく、出口８０、８１の断面形状が、単一面（例えば、方向６８に垂直な平面）と実質的に平行であることができる。換言すれば、いくつかの実施形態では、出口８１と出口８０とを（例えば、少なくとも部分的に）入れ子状にすることができるが、これらは実質的に同心状でなくてもよい。例えば、出口８０、８１は、軸対称及び／又は平面対称であることができる。さらに、図示の実施形態では、内側ノズル１４の出口８０が、外側ノズル１６の出口８１から長手方向軸８２に沿ってオフセット距離８４だけオフセットされる。以下、ノズルアセンブリ１２の実質的同心性及びオフセット距離８４の技術的効果について説明する。
【００２６】
上述したように、ガス燃料又はその他の流体（例えば、不燃性流体又は不活性ガス）は、内側ノズル１４及び外側ノズル１６の両方を通じて加速される。例えば、燃料は、外側ノズル１６の入口７６において外側ノズル１６に入り込む。燃料は、外側ノズル１６を通じて加速し、外側ノズル１６を通る燃料（例えば、流体）の流れを部分的に分断する可能性のある内側ノズル１４の外面８６に接近する。しかしながら、内側ノズル１４の出口８０は、外側ノズル１６の出口８１からオフセット距離８４だけオフセットされている。従って、ノズルアセンブリ１２では、外側ノズル１６内の燃料の流れが、外側ノズル１６の出口８１から出る前に少なくとも部分的に回復及び／又は加速することができる。換言すれば、外側ノズル１６内の燃料の流れは、内側ノズル１４を通り過ぎる際に分断されて大きく乱れる恐れがある。内側ノズル１４の出口８０を通過する外側ノズル１６からの燃料の流れは、内側ノズル１４の出口８０を通り過ぎた後に、（ａ）内側ノズル１４の出口８０から排出される燃料の流れによる、燃料（例えば、外側ノズル１６に供給される燃料）に対する半径方向外向きの圧力、及び（ｂ）外側ノズル１６自体の構造による、燃料（例えば、外側ノズル１６に供給される燃料）に対する半径方向内向きの圧力、によって部分的に回復する（例えば、乱れが小さくなる）ことができる。
【００２７】
さらに、上述したように、流体は、内側ノズル１４の入口７２を通じて内側ノズル１４に入り込み、例えば、外側ノズル１６内の内側ノズル１４の実質的に同心状の部分、又は外側ノズル１６と実質的に流路方向を共有する少なくとも一部になるように湾曲する。燃料は、内側ノズル１４を通じて加速し、内側ノズル１４の出口８０から出て外側ノズル１６の部分に入り込む。従って、外側ノズル１６を通じて加速した燃料は、内側ノズル１４から流出して外側ノズル１６に入り込んだ燃料の周囲に、実質的に環状の層８８を形成することができる。上述したように、環状層８８内の燃料は、内側ノズル１４によって示される障害物によって分断された後に、外側ノズル１６自体からの内向きの圧力と、内側ノズル１４から排出された燃料の円筒形の流れ本体９０を介した外向きの圧力とによって少なくとも部分的に回復することができる。換言すれば、環状層８８は、実質的に円筒形の流れ本体９０を（例えば、体積的に）取り囲み又は内包することができる。円筒形の流れ本体９０及び環状層８８は、外側ノズル１６の先細部及び末広部によって実際には歪み、又は曲線を成すことができる。さらに、いくつかの実施形態では、環状層８８と、内側ノズル１４から排出された後の円筒形の流れ本体９０とが流れる外側ノズル１６の構成に起因して、円筒形の流れ本体９０及び環状層８８が、完全に又は限られた程度に混ざり合うことができる。従って、内側ノズル１４の出口８０の下流の外側ノズル１６内の環状層８８及び円筒形の流れ本体９０は、一般に内側ノズル１４の出口８０の下流の外側ノズル１６の形状に従うことができ、或いはいくつかの実施形態では、内側ノズル１４の出口８０の下流の外側ノズル１６の形状によって混ざり合うことができると理解されたい。従って、（例えば、ノズルアセンブリ１２を通る流体の流れに関する）「環状層」及び／又は「円筒形の流れ本体」の幾何学的形状にはばらつきが生じることもあるが、この「環状層」及び／又は「円筒形の流れ本体」という用語は、外側ノズル１６及び内側ノズル１４からそれぞれ流入する１つの実施形態における流体の流れの一般的な形状を示すものであると認識されたい。以下、ノズル１４、１６を通って流れる流体の構成及び効果に関連する様々な実施形態についてさらに詳細に説明する。
【００２８】
図示の実施形態を続けると、上述したように、環状層８８は、第１のタイプの燃料（又は他の流体）を含むことができ、円筒形の流れ本体９０は、第２の異なるタイプの燃料（又は他の流体）を含むことができる。なお、内側ノズル１４が外側ノズル１６に入り込む地点において内側ノズル１４に到達する前に外側ノズル１６内を流れている流体は、実際に外側ノズル１６全体を通じて流れることができ、従って内側ノズル１４が外側ノズル１６内に交じわるまでは「環状層」にならない。環状層８８を構成する燃料又は流体、及び円筒形の流れ本体９０を構成する燃料又は流体は、上述したような環境要因がセンサ３８によって測定され、プロセッサ３０に伝えられて、例えば燃料源２２及び２４の調整、並びに弁４２及び４４の制御を適宜（例えば、図１及び図２に示すように）行うように自動化コントローラ２８が指示されることに基づいて決まる。例えば、１つの実施形態では、（例えば、外側ノズル１６の）環状層８８が、一般に燃焼時に他の可燃性燃料（例えば、天然ガス）よりも日中によく見えるプロパンを含む。例えば、（例えば、内側ノズル１４からの）円筒形の流れ本体９０は、一般に燃焼時に他の可燃性燃料（例えば、プロパン）よりも日中には見えにくいが汚染が少なく安価な天然ガスを含むことができる。このように、ノズルアセンブリ１２によってもたらされる火炎効果１７は、明るい日には、燃焼時に汚染が少なくて安価な円筒形の流れ本体９０の周囲に、燃焼時にはっきりと見える環状層８８を含むことができる。別の実施形態では、環状層８８及び円筒形の流れ本体９０が、内側ノズル１４の出口８０の下流の外側ノズル１６内で実際に混ざり合うことができる。従って、火炎効果１７は、明るくて燃焼時の汚染も少ないが、必ずしも明るく燃える外層（例えば、シース）と、燃焼時の汚染が少ない内側部分とを含むことができるとは限らず、むしろ実質的に混ざり合って、火炎効果１７全体が明るく色鮮やかでありながら清浄度も維持するようにすることもできる。
【００２９】
別の実施形態では、環状層８８が天然ガスを含んで円筒形の流れ本体９０がプロパンを含むことができ、この結果、燃焼時にはっきり見える円筒形の流れ本体９０と、燃焼時に汚染が少なくて安価な環状層８８とが生じる。或いは、上述したように、これらの２つの流体部分が完全に混ざり合うこともできる。さらに、上述したいずれの実施形態においても、天然ガスは一般にプロパンよりも軽いので、より燃焼時の汚染が少ない天然ガスが、燃焼した又は焦げたプロパンの汚染物質を一定距離だけ「運ぶ」ことにより、プロパンの汚染物質が特定の範囲に集中（例えば、堆積）するのとは対照的に、プロパンの汚染物質を空気と混ざり合った時に一定距離にわたって分散及び／又は放散できるようにすることもできる。上述したように、各ノズル１４、１６に対して選択される燃料のタイプは、センサ３８及び／又はインターネットシステム３７によって測定され伝えられた環境要因に基づいて、自動化コントローラ２８を介して指示することができる。さらに、環状層８８内の燃料及び円筒形の流れ本体９０内の燃料のそれぞれの圧力（従ってそれぞれの流量）も、上述したように自動化コントローラ２８の指示を通じて、プロセッサ３０によって実行されるコンピュータプログラムに基づいて火炎効果１７を最適化できるようにすることができる。
【００３０】
次の図４は、ノズルアセンブリ１２の実施形態を側面断面図である。具体的には、図４に示す実施形態では、ノズル１４、１６がラバールノズルである。図示の実施形態では、内側ノズル１４が、内側ノズル１４の入口部分１０４の長手方向軸１０２とノズルアセンブリ１２の長手方向軸８２との間で測定した角度１００で外側ノズル１６の側部７８内に入り込む。角度１００は、約２０〜７０度、３０〜６０度、４０〜５０度、又は４３〜４７度とすることができる。角度１００は、設計時に複数の要因に基づいて決定することができる。例えば、角度１００は、内側ノズル１４内の良好な流れを可能にするように鈍角にすることができる。換言すれば、鈍角１００の場合には、外側ノズル１６内における内側ノズル１４の曲線１０２が緩やかになり、内側ノズル１４内の流れを改善することができる。しかしながら、鈍角１００を含むことによって内側ノズル１４の入口部分１０４が長くなり、外側ノズル１６内の流れが克服すべき障害が大きくなる可能性がある。或いは、鋭角１００の場合には、入口部分１０４が短くなって、外側ノズル１６内の流れが克服すべき障害は小さくなるが、内側ノズル１４内の流れは、流れの方向が急激に変化することによって乱流が増す可能性がある。さらに、オフセット距離８４が長くなると、内側ノズル１４の入口部分１０４によって示される流れの障害物から環状層８８が回復するための距離が長くなるので、オフセット距離８４も最適な角度１００に影響を与え得る。従って、いくつかの実施形態では、オフセット距離８４を長くして角度１００をさらに鋭角にすることにより、内側ノズル１４内の流れを改善するとともに、外側ノズル１６内の流れ（例えば、環状層８８）が回復するための距離を長くすることができる。
【００３１】
引き続き図４を参照すると、上述したように、内側ノズル１４及び外側ノズル１６は、いずれも１つの部分で先細になって別の部分で末広になる。例えば、内側ノズル１４は、先細部分１０６及び末広部分１０８を含み、外側ノズル１６は、先細部分１１０及び末広部分１１２を含む。内側ノズル１４の先細部分１０６と末広部分１０８との間は、内側ノズル１４のスロート部１１４である。外側ノズル１６の先細部分１１０と末広部分１１２との間は、外側ノズル１６のスロート部１１６である。図示の実施形態では、内側ノズル１４の出口８０が、外側ノズル１６の先細部分１１０の開始部分に隣接して配置される。換言すれば、いくつかの実施形態では、オフセット距離８４が、外側ノズルの先細部分１１０及び末広部分１１２の長さに実質的に対応することができる。これにより、外側ノズル１６の環状層８８が、外側ノズル１６の先細部分及び末広部分１１０、１１２内で少なくとも部分的に回復できるようになる。或いは、いくつかの実施形態では、これによって外側ノズル１６内のガス（例えば、環状層８８及び円筒形の流れ本体９０）が混ざり合うことができる（例えば、内側ノズル１４の出口８０から外側ノズル１６の出口８１までを測定した）距離を長くすることができる。
【００３２】
図５は、ノズルアセンブリ１２の実施形態の正面図である。図示の実施形態では、長手方向軸８２を中心に、内側ノズル１４の出口８０と外側ノズル１６の出口８１とが実質的に同心である。動作中、外側ノズル１６と内側ノズル１４との間には環状層８８が存在し、内側ノズル１４からは円筒形の流れ本体９０が排出されて、その外側ノズル１６内における断面は、内側ノズル１４の出口８０の断面と実質的に等しい。しかしながら、外側ノズル１６内の長手方向軸８２に沿った１つの地点で測定した環状層８８及び円筒形の流れ本体９０の断面は、外側ノズル１６内の長手方向軸８２に沿った別の地点における環状層８８及び円筒形の流れ本体９０の断面とそれぞれ正確に同じでないこともある。これらの断面間の差異は、外側ノズル１６の断面積をそれぞれ増減させる外側ノズル１６の先細部及び末広部によって生じ得る。この断面間の差異は、（図４に示すような）外側ノズル１６の先細部分及び末広部分１１０、１１２の下流における外側ノズル１６内の流れを内側ノズル１４が邪魔することによっても生じ得る。さらに、上述したように、いくつかの実施形態では、内側ノズル１４の入口８０の下流における外側ノズル１６の輪郭に起因して、環状層８８及び円筒形の流れ本体９０が混ざり合うこともできる。
【００３３】
上述したノズルアセンブリ１２の実施形態は、内側ノズル１４及び外側ノズル１６を含んでいるが、実施形態によっては、２つよりも多くのノズルを含むこともできる。例えば、図６の側面断面図及び図７の正面図に、３つのノズルを有するノズルアセンブリ１２の実施形態を示す。図示の実施形態では、内側ノズル１４及び外側ノズル１６が、いずれも第３のノズル１２０内に配置されている。内側ノズル１４は、内側ノズルが外側ノズル１６の側部７８に入り込むのと同様に第３のノズル１２０の側部１２２内に入り込むことができる。外側ノズル１２０は、内側ノズル１４及び外側ノズル１６と同じ燃料源（例えば、燃料源２０）に結合することができる。図示の実施形態では、各ノズル１４、１６、１２０が異なるタイプの燃料を含むことができる。例えば、内側ノズル１４は天然ガスを含むことができ、外側ノズル１６はプロパンを含むことができ、第３のノズル１２０は窒素を含むことができ、この窒素は、天然ガスを参照して上述したように、例えば燃焼したプロパンからの汚染物質を、ノズルアセンブリ１２から出た後にノズルアセンブリ１２から一定距離だけ「運ぶ」役割を果たすことができる。このように、（例えば、第３のノズル１２０の先細部分１２６及び末広部分１２８を通過した後に）第３のノズル１２０の出口１２４から排出される燃料は、円筒形の流れ本体９０と、環状層８８と、環状層８８に半径方向に隣接して環状層８８を取り囲む第２の環状層１３０とを含むことができる。上述したように、円筒形の流れ本体９０、環状層８８及び第２の環状層１３０の各々は、互いに異なるタイプの燃料を含むことができる。例えば、円筒形の流れ本体９０は天然ガスを含むことができ、環状層８８はプロパンを含むことができ、第２の環状層１３０は窒素を含むことができる。別の実施形態では、円筒形の流れ本体９０が窒素を含むことができ、環状層８８が天然ガスを含むことができ、第２の環状層１３０がプロパンを含むことができる。これらの３つのノズルには、いずれも所望の火炎効果１７に応じてあらゆる燃料又は流体を使用することができる。
【００３４】
なお、ノズルの特定の実施形態を、先細−末広ノズルを含むものとして示したが、他の実施形態では、ノズルタイプの変形例を使用することもできる。例えば、単に先細になったものや、或いは実質的に一貫した（平行な）壁を含むものを使用することもできる。図８に、先細ノズルである内側ノズル１４及び外側ノズル１６を有するノズルアセンブリ１２の実施形態を示す。換言すれば、内側ノズル１４は先細部分１０６を含み、外側ノズル１６は先細部分１１０を含む。図示の実施形態では、ノズル１４、１６がいずれも末広部分を含まない。先細部分１０６、１１０は、各それぞれのノズル１４、１６を通じて燃料を加速させることができ、燃料は、外側ノズル１６の出口８１を通ってノズルアセンブリ１２から出る。図９には、実質的に一貫した（平行な）直線的な壁で囲まれたノズルである内側ノズル１４及び外側ノズル１６を有するノズルアセンブリ１２の実施形態を示す。換言すれば、内側ノズル１４の内側部分１４０は実質的に円筒形であり、内側ノズル１４の内側部分１４０の内面１４２は、実質的に長手方向軸９０と平行な方向６８に延びる。また、外側ノズル１６の内側部分１４４も実質的に円筒形であり、外側ノズル１６の内側部分１４４の内面１４６は、実質的に長手方向軸９０と平行な方向６８に延びる。一般に、様々なノズル１４、１６の輪郭、及びノズル１４、１６の出口８０、８１の間の１又は複数のオフセット（例えば、オフセット距離８４）は、それぞれ所望の火炎効果１７に応じて選択することができる。例えば、所望の火炎効果１７のために内側ノズル１４及び外側ノズル１６からのガスがノズルアセンブリ１２内で混ざり合う必要がある場合には、これに応じて内側及び外側ノズル１６の適切な輪郭及び適切なオフセット距離８４を選択することができる。所望の火炎効果１７のために（例えば、ノズルアセンブリ１２を通じて環状層８８及び円筒体流９０を実質的に維持することによって）内側ノズル１４及び外側ノズル１６からのガスを分離したままにしておく必要がある場合には、これに応じて内側及び外側ノズル１６の適切な輪郭及びオフセット距離８４を選択することができる。
【００３５】
また、他の実施形態では、ノズルの流体通路同士を他の何らかの形で結合又は付着させることもできる。１つのこのような実施形態を、特定の幾何学的形状の内側及び外側ノズル１４、１６の断面表現である図１０に示す。図示の実施形態では、燃料源２０（図示せず）に結合された１以上の燃料通路（例えば、通路１４６）の各々が、異なるタイプの燃料又は流体を外側ノズル１６に運ぶことができる。或いは、通路１４６の各々が同じ燃料又は流体を外側ノズル１６に運ぶこともできる。図示の実施形態では、内側通路１４７が内側ノズル１４に結合されて、燃料源２０（図示せず）から内側ノズル１４に燃料又は流体を供給する。その後、ノズルアセンブリ１２は、ノズル１４、１６の各々に燃料を通過させることにより、燃料が外側ノズル１６の出口８１から排出され、点火装置１８の種火６４を通過して火炎効果１７を生じるようにすることができる。図１１は、同様の特徴を有する内側及び外側ノズル１４、１６の斜視断面図である。
【００３６】
他の実施形態が存在することもできる。例えば、１つの実施形態では、ノズルアセンブリ１２が１つのノズルしか含まず、ノズルの後部に燃料通路又は流体通路を結合し、ノズルの側壁に一連のさらに小さな燃料通路が入り込んで側壁で終端することができる。従って、これらのさらに小さな燃料通路を通過する燃料又は流体は、ノズル内を通過するノズルの後部からの燃料又は流体の流れに側壁から直接浸入することができる。
【００３７】
上述したように、これまでに説明したノズル１４、１６、１２０のいずれか１つには、いずれかの可燃性又は不燃性ガスを使用することができ、各ノズル１４、１６、１２０に対して燃料源から選択されるこの可燃性又は不燃性ガスは、センサ３８によって読み取られた、又は環境要因に関するインターネットシステム３７によってプロセッサ３０に提供された測定値に基づいて決定することができる。各ノズル１４、１６、１２０を通じて加速される特定のタイプのガス（例えば、燃料）は、センサ３６及び／又はインターネットシステム３８、４０によって読み取られた、又は提供された測定値に基づく所望の特性を含むことができる。例えば、上述したように、日中に見える可視的な火炎効果１７をもたらすには、ノズル１４、１６、１２０のうちの１つにプロパンを選択することができる。清浄度及び／又はコストに関する問題のためには、ノズル１４、１６、１２０のうちの１つに天然ガスを選択することができる。具体的には、燃焼する天然ガスは一般に暗闇でも見え、一般に日中にも夜間にも見えるプロパンよりもコスト効率が高く汚染を残さないので、夜間には天然ガスを選択することができる。また、上述したように、ノズル１４、１６、１２０のいずれか１つを通じて移動する燃料のうちのいずれか１つの燃料の質量流量（従って、圧力）は、コントローラ２８から１以上のシステムアクチュエータ（例えば、制御弁）への出力に起因する動作を通じて増減することができる。
【００３８】
なお、これまでに図示した実施形態におけるいくつかの要素は、未だ説明していないいくつかの変形例を含むことができる。例えば、図１２に、システム１０及びノズルアセンブリ１２の基本的実例を提供する概略図を示す。図示の実施形態には、矢印１４９によって示すそれぞれのガス流路を含む入れ子状のノズルを有するノズルアセンブリ１２の複数の構成１４８を示している。いくつかの実施形態では、第１の構成１５０によって示すように２つのノズルを実質的に同心状の配向１５０とすることができ、外側ノズルの出口は、内側ノズルの出口よりもガス流路１４９に沿って遠くに延びることができる。他の実施形態では、第２の配向１５２によって大まかに示すように３以上のノズルを実質的に同心状の配向とすることができ、内側から２番目のノズルから最も外側のノズルまでの各それぞれのノズルは、その中で入れ子状になっている１又は複数のノズルの出口よりもガス流路１４９に沿って遠くに延びる出口を有することができる。さらに他の実施形態では、第３の配向１５４によって大まかに示すように、複数のノズルを互いに入れ子状にし、いくつかのノズルが整列した出口を有することができる。さらに他の実施形態では、あるノズル内に入れ子状になったノズルが、入れ子状になる対象のノズルよりもガス流路１４９に沿って遠くに延びる出口を有することができる。本開示によれば、あらゆる配向及び数の入れ子状のノズルをノズルアセンブリ１２に使用することができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、上述したように、各ノズルが、特定のノズルを通過する高温ガスの加速を促すように先細部分及び末広部分を含む。しかしながら、他の実施形態では、ノズルが、先細部分のみ、末広部分のみ、直線的な壁で囲まれた（例えば、実質的に円筒形の）部分のみ、又は説明した部分の他の何らかの組み合わせを含むこともできる。また、図示の実施形態では、入れ子状のノズルの出口間にオフセットが存在するが、ノズル出口を実質的に整列させることもできる。例えば、２つの内側ノズルが整列した出口を有するが、最も内側のノズルの出口を通り過ぎて延びる出口を有する最も外側のノズルに対してはオフセットされたままにしておくこともできる。
【００４０】
さらに、これらのノズルを、挿入体を受け取るように構成し、いずれかのノズルに手動で挿入体を挿入してノズルを定め直すようにすることもできる。例えば、先細部分及び末広部分を含むノズルが、所望の火炎効果１７に基づいて先細部分のみを含む挿入体を受け取ることにより、このノズルを一時的に先細部分のみを有するノズルとして定め直すことができる。挿入体を含むノズルは、所望の火炎効果１７が先細部及び末広部の両方を含むノズルから恩恵を受けることができたと判断されるまで利用することができ、この時点で挿入体を取り外すことができる。なお、ノズルの初期構成は、先細部分のみ、又は先細部分と末広部分の両方を含むことができ、挿入体も、先細部分のみ、又は先細部分と末広部分の両方を含むことができる。さらに、挿入体は、初期ノズルと同じタイプの部分（例えば、先細部分及び／又は末広部分）を含むことができるが、様々な部分の寸法（例えば、断面積、勾配）は挿入体によって異なることができ、いくつかの条件において（例えば、環境要因に基づいて）何らかの方法で火炎効果１７を高めることができる。さらに、上述したように、初期ノズル、挿入体、又はこれらの両方は、直線的な壁で囲まれた（例えば、実質的に円筒形の）部分を含むこともできる。また、様々な異なるノズル及び／又はノズル挿入体をノズル列として設け、燃料流の方向を変え、又はノズル列を操作することによって、使用時と未使用時とで交互に入れ替えることもできる。換言すれば、上述したように各ノズルにとって適切な燃料源及び各燃料源にとって適切な圧力を決定することに加え、自動化コントローラ２８が受け取った環境要因に基づいて適切なノズル及び／又は挿入体を決定できる自動化コントローラ２８による調整を通じて、ノズルアセンブリ１２内に異なるノズル及び／又はノズル挿入体を自動的に配置することもできる。いくつかの実施形態では、上述したコンポーネントのうちの１つ以上を各々が制御する複数のコントローラを使用することができ、各コントローラは、各々が同じ又は異なるセンサ及び／又はインターネットシステムから測定値を受け取った同じ又は異なるプロセッサの指示を受け取ることができる。
【００４１】
引き続き図１２を参照すると、自動化コントローラ２８は、１以上の入力１５６を含み、又はこれらの入力１５６に結合することができる。入力１５６は、センサ３８によって測定された環境要因の測定値と、インターネットシステム３７によって提供された環境要因の値とを含むことができる。環境要因は、環境の明るさ、火炎の明るさ、環境汚染レベル、火炎のすすレベル、天候、風況、時刻及び／又は湿度を含むことができる。さらに、入力１５６は、アナログ及び／又はデジタル入力とすることができる。
【００４２】
自動化コントローラ２８は、１以上のアクチュエータ１５８を含み、又はこれらのアクチュエータ１５８に結合して、アクチュエータ１５８を調整する指示をアクチュエータ１５８に与えることもできる。アクチュエータ１５８は、弁、調整器、ポンプ、点火装置、又はシステム１０の様々な機構を作動させる他の機構を含むことができる。アクチュエータ１５８は、ノズルアセンブリ１２の上流のアクチュエータ１５８と、ノズルアセンブリ１２の下流のアクチュエータ１５８とを含むことができる。例えば、ノズルアセンブリ１２の上流では、アクチュエータ１５８が、燃料源２０の２以上の燃料タンクに物理的に結合された軸受の周囲で燃料源２０を回転させるように構成された回転子を含むことができる。軸受の周囲で燃料源２０を回転させることにより、燃料源２０の２以上の燃料タンクのうちの１つを、ノズルの１つに通じる導管に流体的に結合することができる。他の実施形態では、異なるタイプのアクチュエータ１５８を用いて、適切なノズルに適切な燃料タイプを結合することができる。さらに、ノズルアセンブリ１２の上流では、アクチュエータ１５８が、適切なノズルに燃料タイプを送出する際に燃料タイプの圧力（例えば、供給圧）を調整する調整装置を含むことができる。例えば、アクチュエータ１５８は、特定の圧力でノズルに燃料を圧送するように構成されたポンプを含むことができる。本開示によるノズルアセンブリ１２の上流にあるシステム１０の他の部分を作動させるための他のアクチュエータ１５８を含めることもできる。
【００４３】
ノズルアセンブリ１２の下流では、火炎効果１７によって発生したすすが、システム１０の近くの１カ所に集中するのではなくシステム１０から吹き飛ばされて一定距離にわたって分散するように、アクチュエータ１５８の１つを、火炎効果１７に上向き及び／又は斜めに空気を吹き付けるように構成されたファンとすることができる。いくつかの実施形態では、点火機構１８をアクチュエータ１５８の１つと見なすことができ、自動化コントローラ２８は、点火機構１８をいつ使用すべきかを判断するように点火機構１８を制御することができる。例えば、１つの実施形態では、点火機構１８が、ノズルアセンブリ１２を通過した燃料が通過する火炎である。自動化コントローラ２８は、点火機構１８がいつ火炎を燃やし、いつ火炎を燃やさないかを制御することができる。さらに、上述したように、ノズルアセンブリ１２の下流のアクチュエータ１５８のうちの１つは、ノズルアセンブリ１２内に適切なノズル又はノズル挿入体を配置できるように、軸受の周囲でノズル列又はノズル挿入体を回転させるように構成された回転子を含むことができる。本開示によるノズルアセンブリ１２の下流にあるシステム１０の他の部分を作動させるための他のアクチュエータ１５８を含めることもできる。
【００４４】
次の図１３は、システム１０の動作方法１６０を示すプロセスフロー図である。方法１６０は、ノズルアセンブリ１２の周囲の環境要因を決定するステップ（ブロック１６２）を含む。上述したように、ノズルアセンブリ１２の周囲の環境要因を決定するステップは、センサ３８を介して環境要因を測定するステップと、測定結果を自動化コントローラ２８に提供するステップとを含むことができる。さらに、インターネットシステム３７を用いて、自動化コントローラ２８に環境要因の値を提供することもできる。方法１６０は、自動化コントローラ２８が受け取った環境要因に基づいて、燃料源２０からの１又は複数の適当な燃料タイプを内側ノズル１４及び外側ノズル１６の各々と流体的に結合するステップ（ブロック１６４）も含む。さらに、方法１６０は、ノズルアセンブリ１２のノズル１４、１６を通じて、自動化コントローラ２８が環境要因に基づいて決定して（例えば、制御弁、調整器、ポンプの自動制御を通じて）調整した適切なそれぞれの圧力で燃料を加速又は通過させるステップ（ブロック１６６）を含む。さらに、方法１６０は、点火機構１８（例えば、火炎）上を横切って燃料を通過させて火炎効果１７を生じるステップ（ブロック１６８）を含む。
【００４５】
本明細書では、いくつかの特徴のみを図示し説明したが、当業者には多くの修正及び変更が浮かぶであろう。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の実際の趣旨に含まれる全てのこのような修正及び変更も対象とすることが意図されていると理解されたい。
【符号の説明】
【００４６】
１０  火炎効果システム
１２  ノズルアセンブリ
１４  内側ノズル
１６  外側ノズル
１７  火炎効果
１８  点火機構
２０  燃料源
２２  第１のタンク
２４  第２のタンク
２６  第３のタンク
２８  自動化コントローラ
３０  プロセッサ
３２  メモリ
３４  内側ノズルの流体通路
３６  外側ノズルの流体通路
３７  インターネットシステム
３８  センサ
４０  環境
４１  バーナーコントローラ
４２  内側ノズルのための制御弁
４４  外側ノズルのための制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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