(57)【要約】  本発明は、ノズル装置（１０）に関するものであって、入口と、出口と、入口と出口との間に配置されたフィルタ（２０）と、容器（４０）と、を具備し、ノズル装置が、フィルタを通過し得ない大きな粒子のための第１流通経路と、フィルタを通過し得る小さな粒子のための出口に向けての第２流通経路と、を規定し、容器が、第１流通経路の下流側に設けられている。よって、第１流通経路の下流側において容器にかかる圧力が、破片を容器の内部へと集積させ、ノズルが詰まる傾向が低減される。このため、入口のサイズは、スクリーンと容器との間の流通経路のサイズと比較して、同じであるかあるいはより大きなものとされる。
2015527191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル装置であって、
入口と、
出口と、
前記入口と前記出口との間に配置されたフィルタと、
容器と、
を具備し、
前記ノズル装置が、前記フィルタを通過し得ない大きな粒子のための第１流通経路と、前記フィルタを通過し得る小さな粒子のための前記出口に向けての第２流通経路と、を規定し、
前記容器が、前記第１流通経路の下流側に設けられていることを特徴とするノズル装置。
【請求項２】
請求項１記載のノズル装置において、
前記容器に対してのアクセスを可能とする着脱可能部分を具備していることを特徴とするノズル装置。
【請求項３】
請求項２記載のノズル装置において、
前記容器が、前記着脱可能部分を有していることを特徴とするノズル装置。
【請求項４】
請求項２または３記載のノズル装置において、
前記着脱可能部分が、螺着と、スナップフィット連結と、スプリングと、クリップと、ボルトおよびネジと、の中の１つまたは複数のものを介して、着脱可能とされていることを特徴とするノズル装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記着脱可能部分が、前記フィルタに対して連結されているとともに、前記フィルタから取り外し可能とされていることを特徴とするノズル装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記第１流通経路が、前記容器において終端していることを特徴とするノズル装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記入口の横断サイズが、前記第１流通経路の横断サイズと比較して、少なくとも同じサイズとされている、あるいは、より大きなサイズとされていることを特徴とするノズル装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記入口の横断サイズが、前記フィルタと前記容器との間の流通経路の横断サイズと比較して、少なくとも同じサイズとされている、あるいは、より大きなサイズとされていることを特徴とするノズル装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のノズル装置において、
使用時には、前記出口からの流体が、前記容器の外表面上に案内されることを特徴とするノズル装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記容器の外表面が、一連をなす複数のスロットを有していることを特徴とするノズル装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記フィルタが、少なくとも１つの開口を有したスクリーンを備えていることを特徴とするノズル装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のノズル装置において、
前記スクリーンの前記少なくとも１つの開口が、直線形状とされていることを特徴とするノズル装置。
【請求項１３】
請求項１１または１２記載のノズル装置において、
前記スクリーンが、内部に通路を有したチューブ状のスクリーンとされ、
前記少なくとも１つの開口が、前記チューブ状スクリーンの表面上に位置していることを特徴とするノズル装置。
【請求項１４】
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記スクリーンの前記少なくとも１つの開口のサイズが、前記出口のサイズと比較して、同じであるかあるいはより小さなものとされていることを特徴とするノズル装置。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記ノズル装置のうちの、前記入口と前記フィルタとの間に位置した部分が、前記ノズル装置のうちの、前記フィルタと前記出口との間に位置した部分と比較して、前記ノズル装置の中心寄りに位置していることを特徴とするノズル装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記ノズル装置のうちの、前記入口と前記フィルタとの間に位置した部分と、前記第１流通経路とが、同一直線上に位置していることを特徴とするノズル装置。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載のノズル装置において、
前記出口が、１０〜５０°という角度で傾斜したチャネルであることを特徴とするノズル装置。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載のノズル装置において、
外側ボディが設けられており、
この外側ボディが、前記フィルタと前記出口との間に、第３流通経路を形成することを特徴とするノズル装置。
【請求項１９】
請求項１８記載のノズル装置において、
前記外側ボディが、傾斜付きのエッジを有したチューブとされ、
前記エッジが、前記出口の一部を形成していることを特徴とするノズル装置。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか１項に記載のノズル装置において、
入口スクリーンを具備し、
この入口スクリーンが、所定サイズの粒子を通過させ得ないサイズとされた少なくとも１つの第１開口と、前記所定サイズの粒子を通過させ得るサイズとされた第２開口と、を備えていることを特徴とするノズル装置。
【請求項２１】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載されたノズル装置の使用であって、
オイルベースの流体に関して使用することを特徴とする使用。
【請求項２２】
配管系の完全性を観測するための方法であって、
前記配管系から採取された破片の流量を測定し、
前記破片の前記重量に基づき、前記配管系の完全性を評価する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の方法において、
請求項１〜２２のいずれか１項に記載されたノズル装置を使用することを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２２または２３記載の方法において、
前記破片の重量を、例えば１年に少なくとも１回といったように定期的に測定することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体を吐出するためのノズル装置に関するものであり、また、ノズル装置と配管系とを備えてなるノズルシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ノズル装置あるいはスプリンクラーは、建物や、海上の石油プラットホームやガスプラットホームといったような他の設備において、広く使用されている。開放型のスプリンクラーシステムの動作時には、スケールが、不可避的に存在する。スケールは、エアや水によって金属が酸化されることにより、蓄積される。スプリンクラーノズルにおいては、スケールや他の汚染物質のために、詰まりが発生したり冗長となったりすることは、よくあることである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】本明細書には、先行技術文献は記載されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オイルバーナーやガスバーナーは、同様の問題点を有している。実際、出口からの清浄流体経路を必要とするすべての流体システムは、様々な種類の汚染物質を抑制することができる。
【０００５】
スケールの存在やノズルを潜在的に詰まらせ得る他の粒子の存在に立ち向かうための従来的な手段は、大きなサイズの粒子が詰まるところに上流側スクリーンを設けることである。しかしながら、本発明者らは、このような手段では満足のいくものではないことを認識している。その理由は、スクリーン自体が詰まってしまうからであり、スクリーン自体が、流体システムのうちの、例えばスプリンクラーといったような出口ポイントを通って流れる流体を妨害してしまうからである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明においては、ノズル装置であって、
入口と、
出口と、
入口と出口との間に配置されたフィルタと、
容器と、
を具備し、
ノズル装置が、フィルタを通過し得ない大きな粒子のための第１流通経路と、フィルタを通過し得る小さな粒子のための出口に向けての第２流通経路と、を規定し、
容器が、第１流通経路の下流側に設けられているノズル装置が提供される。
【０００７】
フィルタは、通常は、内部に少なくとも１つの開口を有したスクリーンとされる。よって、第１流通経路は、そのような開口を通過し得ない大きな粒子のために規定され、第２流通経路は、そのような開口を通過し得る小さな粒子のために規定される。
【０００８】
通常は、ノズル装置は、容器に対してのアクセスを可能とする着脱可能部分を具備している。着脱可能部分は、容器自体によって構成することができる、あるいは、容器の一部とすることができる、あるいは、容器に対して着脱可能なものとすることができる。
【０００９】
容器の容積は、通常、少なくとも２ｃｍ３ とされ、付加的には、５ｃｍ３ よりも大きいものとされ、付加的には、１０ｃｍ３ よりも大きいものとされる。通常、容器は、ノズル装置の残部に対して一体的なものとされる。
【００１０】
典型的には、第１流通経路および第２流通経路は、フィルタを起点とする。
【００１１】
本発明者は、破片がライン内の端部ポイントへと集積する傾向があることを見出した。したがって、好ましくは、第１流通経路は、容器において（あるいは代替的には、容器の上方において）終端している。
【００１２】
よって、好ましくは、容器は、第１流通経路に対しての直接的な流体連結以外には、ノズル装置の他の任意の流体経路に対して、直接的な流体連結を有していない（すなわち、第１流通経路を通しての連結のみが存在する）。使用時には、フィルムと容器との間の第１流通経路は、加圧されており、そのため、典型的には、（ノズル装置全体を通しての流れが開始された後においては）第１流通経路内の流れだけが、フィルタを通過し得ない大きな粒子のための流れである。
【００１３】
ノズル装置は、使用時には流体の流れが容器の外表面上へと案内されるようにして、配置することができる。容器は、適切な形状のものとすることができ、例えば、エッジの周縁まわりにおいて径方向に互いに離間した複数のスロットを有することができる、付加的には、容器の中心に向けて１０〜２０ｍｍのところにまで延出される。複数のスロットは、容器に対して接触する直前において、流体の流れ方向に対して平行なものとすることができる。これに代えてあるいはこれに加えて、複数のスロットは、使用時のノズル装置の配向性に基づき、全体的に鉛直方向とすることができる（±２０°の範囲内）。
【００１４】
着脱可能部分は、最も通常は、ノズルに対して容易に再取り付けされ得る部分である。よって、着脱可能部分は、螺着と、スナップフィット連結と、スプリングと、クリップと、ボルトおよびネジと、の中の１つまたは複数のものを介して、着脱可能とすることができる。
【００１５】
着脱可能部分は、容器とすることができる。容器は、上述したようにして（例えば、螺着によって）、例えばフィルタといったようなノズル装置の他の部分に対して、連結することができる。
【００１６】
フィルタと容器との間において規定された通路は、通常は、フィルタの少なくとも１つの開口よりも大きなものとされる。
【００１７】
さらに、容器は、通常は、フィルタの外部と比較して、フィルタの入口側に対してより直接的に流体連通している。
【００１８】
開口は、好ましくは、直線状の形状とされる。第１寸法は、第２寸法よりも大きなものとされる。第３寸法は、開口の深さとして規定される。例えば、第１寸法の長さは、第２寸法の長さと比較して、３倍よりも大きなものとされる、あるいは、８倍よりも大きなものとされる。
【００１９】
より長い寸法は、使用時における流体の流れに対して平行なものとすることができる。しかしながら、出口の位置によっては、より長い寸法は、平行でなくてもよい。例えば、より長い寸法は、垂直なものとすることができる。
【００２０】
スクリーンは、通常は、内部に通路を有したチューブ状のスクリーンとされ、少なくとも１つの開口が、チューブ状スクリーンの表面上に（端部ではなく）位置している。よって、第２流通経路は、チューブ状スクリーンの通路からチューブ状スクリーンの外部へと位置するものとすることができる、あるいは、チューブ状スクリーンの外部からチューブ状スクリーンの通路へと位置するものとすることができる。好ましくは、第２流通経路は、チューブ状スクリーンの通路からチューブ状スクリーンの外部へと位置するものとされる。
【００２１】
通常は、スクリーンには、複数の開口が設けられる。例えば、４〜２０個の開口が設けられる、付加的には、８〜１６個の開口が設けられる。しかしながら、開口の数は、ノズルのサイズに応じて変更することができる。ノズル装置のうちの、入口とスクリーンとの間に位置した部分は、「入口側流通経路」と称され、ノズル装置のうちの、スクリーンと出口との間に位置した部分は、「出口側流通経路」と称される。ノズル装置のうちの、スクリーンと容器との間に位置した部分は、「容器側流通経路」と称される。
【００２２】
入口側流通経路は、出口側流通経路と比較して、ノズルの中央寄りに位置することができる。しかしながら、配置は、必要とされた実際の水パターンに応じたものとされる。
【００２３】
入口側流通経路および第１流通経路は、好ましくは、同一直線上にあるものとされ、より好ましくは、容器側流通経路に対しても同一直線上にあるものとされる。入口側流通経路の横断サイズは、第１流通経路の横断サイズと比較して、および／または、容器側流通経路の横断サイズと比較して、同じサイズとされる（付加的には、より大きなサイズとされる）。この特徴点により、ある種の実施形態においては、容器内において終端する第１流通経路の端部に破片を集積させるような流れ圧力を生成することができる。
【００２４】
出口は、チャネルとすることができる。チャネルは、最大で１７９°という傾斜角度で配置することができ、付加的には、１０〜５０°という傾斜角度で配置することができる。
【００２５】
外側ボディを設けることができる。付加的には、この外側ボディは、フィルタと出口との間に、第３流通経路をなす「出口側流通経路」を形成する。
【００２６】
好ましくは、第１スクリーンの開口のサイズは、出口のサイズと比較して、同じであるかあるいはより小さなものとされる。
【００２７】
よって、開口を通過し得るすべての小さな粒子は、出口を閉塞することがない。なぜなら、出口が、開口と同じサイズであるかあるいはそれよりも大きなサイズであるからである。
【００２８】
ある種の実施形態においては、傾斜付きフランジを設けることができる。好ましくは、傾斜付きフランジは、ノズル装置の周縁まわりにおいて少なくとも３００°にわたって延在する。そして、傾斜付きフランジは、フィルタの長手方向軸線に対しては、５〜９０°という角度を形成する、多くの場合、６０〜８５°という角度を形成する。流体は、使用時には、フランジ上へと案内されることができ、その後、ノズル装置の外部へと吐出される。フランジは、破片ポットに対して取り付けることができ、好ましくは、破片ポットと一緒に一体成型することができる。
【００２９】
フィルタは、以下においては、第１フィルタと称される。
【００３０】
ノズル装置は、さらに、入口フィルタを具備することができる。入口フィルタは、通常、所定サイズの粒子を通過させ得ないサイズとされた少なくとも１つの第１開口を有したスクリーンとされる。通常、複数の第１開口が設けられる。第１開口の形状および寸法は、第１スクリーンに関して上述した様々な特徴点のうちの任意の特徴点を有することができる。好ましい実施形態においては、直線状開口の長さは、第１スクリーンに関して上述した長さと比較して、より短いものとされる。
【００３１】
しかしながら、入口スクリーンは、所定サイズの粒子を通過させ得るサイズとされた第２開口を有することができる（通常は、端面に）。この直観に反した特徴点は、十分な量の粒子が第１開口上に集積された場合には（通常は、側面上に集積される）、入口スクリーンの詰まりを防止する。したがって、通常は、第２開口は、好ましくは、入口側流通経路のサイズと比較して、および、容器側流通経路と比較して、同じサイズとされる（付加的には、より大きなサイズとされる）。
【００３２】
好ましくは、入口スクリーンの第１開口のサイズは、出口のサイズと比較して、同じであるか、あるいは、より小さなものとされる。
【００３３】
外側ボディとスクリーンとの間の距離は、通常、使用時における流体の出口速度に影響を与える。通常、そのような距離は、１〜１２ｍｍという範囲とされ、したがって、スクリーンと外側ボディとの間には、１〜１２ｍｍのチャネルが形成される。好ましくは、低速のノズル装置においては、距離（チャネル幅）は、７〜１２ｍｍとされる。高速のノズル装置においては、距離（チャネル幅）は、２〜５ｍｍ、あるいは、２〜３ｍｍとされる。
【００３４】
ハウジングあるいは外側ボディが容器を囲んでいる実施形態においては、この要因は、通常、使用時における流体の出口速度を支配的に決定する。
【００３５】
他の実施形態においては、出口からの容器の間隔も、また、出口速度を変更するために、変更することができる。特に、容器の外表面上に沿って流体が案内される実施形態において、顕著である。例えば、容器が流体出口からより大きく離間した場合には、ノズル装置は、より低速のノズル装置として機能する傾向がある。それは、例えば、容器の外表面によって案内される前に流体が減圧されるのにより多くの時間を要するからである。
【００３６】
典型的には、外側ボディと容器との間の間隔は、１〜５０ｍｍとすることができる。低速用のノズルとして使用することが意図されたノズル装置においては、距離は、通常、１０ｍｍ〜３０ｍｍという範囲とされる。高速用のノズルとして使用することが意図されたノズル装置においては、距離は、通常、１ｍｍ〜７ｍｍという範囲とされる。
【００３７】
例えば、一実施形態においては、スクリーンは、２４×１ｍｍのスロットを有し、スクリーンと外側ボディとの間に２〜３ｍｍのチャネルスペースを有し、外側ボディと容器との間に２ｍｍのギャップを有している。
【００３８】
上述したノズルは、ノズルと配管系との間において流体連通が行われるようにして、配管系に対して取り付けることができる。ノズルの入口は、ノズルの入口の少なくとも一部が配管系の中心に位置しているようにして、配管系内へと延出される。
【００３９】
本発明の第２見地においては、ノズル装置と配管系とを具備してなるノズルシステムが提供され、ノズル装置が、ノズル装置と配管系とが流体連通するようにして、配管系に対して取り付けられる。ノズル装置は、入口および出口を備え、ノズル装置は、入口の少なくとも一部が配管系の中心に位置しているようにして、配管系内へと延出されている。
【００４０】
配管系の中心は、配管の中心軸線から、直径と比較して１５％の範囲内とされる。例えば、直径の中心ポイントにすなわち５ｃｍのところに中心軸線を有した１０ｃｍ直径の配管の場合には、中心は、３ｃｍという合計直径を有した中心軸線から、直径±１．５ｃｍによって規定される。
【００４１】
よって、本発明者は、ノズル装置を配管系内に配置するという従来手法においては、配管が経時的に詰まっていくという問題点があることを見出した。しかしながら、ノズル装置の入口を配管の中心に配置することにより、使用時に配管の内部エッジ上に集積される破片は、破片が配管の中心にまで延在するものであってそれ自体が配管を詰まらせてしまうようなほど破片がひどく悪いものでない限りにおいては、ノズル装置を詰まらせることがない。したがって、そのようなノズルは、配管の内方エッジ上にいくつかの破片が存在する場合に詰まりが発生してしまう既存のノズルに対して、改良されている。
【００４２】
一般に、ノズル装置の入口が配管の中心に近づくほど、より大きな利点が得られる。したがって、入口は、配管の中心軸線に対して、１０％以内とすることができる、付加的には、５％以内とすることができる。
【００４３】
ノズル装置は、通常、配管に対して直角に取り付けられる。しかしながら、ノズル装置は、６０〜１００°という角度で取り付けることができる、あるいは、例えば２０〜１６０°といったようにより大きな角度範囲で取り付けることができる。
【００４４】
ノズル装置の入口の一部は、中心から外れたものとすることができる。例えば、ノズル入口の第１入口部分は、上述したように配管の中心位置に配置され、第１入口部分とノズル装置の残部との間に位置した第２入口部分は、配管内において中心を外して配置することができる。
【００４５】
ノズル装置の残部は、フィルタを備えることができる。
【００４６】
ノズル装置は、上述したような任意のノズル装置とすることができる、付加的には、ただし限定するものではないけれども、本発明の第１見地によるノズル装置とすることができる。本発明の第１見地によるノズル装置の好ましい特徴点および他の付加的な特徴点は、本発明の第２見地によるノズル装置の好ましい特徴点および付加的な特徴点である。
【００４７】
一実施形態においては、公知のノズルは、延長部材あるいはアダプタ部材を追加することによって、本発明の第２見地によるノズル装置へと、転換される。この場合、延長されたノズル入口が、配管内へと延出され、延長されたノズルの入口の少なくとも一部が、配管の中心に位置している。
【００４８】
よって、本発明は、ノズルを修正するための方法であって、ノズルに対して延長部材を追加し、これにより、延長部材が追加されたノズルの入口を、配管の中心へと延出させるという方法を提供する。このような方法は、上述したようなノズル装置に関しても、また、従来構成のノズルに関しても、適用することができる。
【００４９】
延長部材は、内部にフィルタを備えることができる。延長部材のフィルタは、上述した第１フィルタと同じ構成を有することができる。第１フィルタの付加的な特徴点は、独立的に、延長部材のフィルタの付加的な特徴点である。
【００５０】
ノズル装置に対して延長部材を追加する順序は、変更することができる。例えば、一実施形態においては、延長部材は、まず最初に、配管内の穴内に配置され、延長部材の一端が、配管の中心へと延出され、その後、ノズルが、延長部材の他端に対して追加される。延長部材は、例えば、例えばネジといったような任意の適切な手段によって、内部に取り付けることができる。
【００５１】
装置は、水システムに対して、あるいは、オイルシステム（例えば、オイルバーナー）に対して、あるいは、他の任意の流体に対して、機能することができる。
【００５２】
流体は、ガスを含有しているかどうかにかかわらず、液体を備えることができる。例えば、オイルバーナーの場合には、オイルとエアとの混合物を使用することができる。
【００５３】
本発明は、さらに、配管系の完全性を観測するための方法であって、配管系から採取された破片の流量を測定し、破片の重量に基づき、配管系の完全性を評価する、という方法を提供する。
【００５４】
この方法は、好ましくは、上述したようなノズル装置を使用して行われる。この方法は、一定時間おきに繰り返すことができる。自明なように、破片は、腐食していく配管系の指標であり、配管系の完全性を評価した際には、例えば化学抑制剤の添加や配管自体の交換といったような修復操作を行うことができる。
【００５５】
以下においては、添付図面を参照しつつ、例示の目的のために、本発明の各実施形態について説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明によるノズル装置を、使用時において、示す横断面図である。
【図２】本発明によるノズル装置を示す分解斜視図である。
【図３】図１のノズル装置を破断して示す分解斜視図である。
【図４】図１におけるスクリーン装置を拡大して示す斜視図である。
【図５】図１におけるスクリーン装置を破断して拡大して示す斜視図である。
【図６】図１におけるノズルを拡大して示す斜視図である。
【図７】図１における破片ポットを拡大して示す斜視図である。
【図８】図１における破片ポットを破断して拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明によるノズル装置の第２実施形態を破断して示す分解斜視図である。
【図１０】組み立てられた図９の実施形態を破断して示す斜視図である。
【図１１】本発明におけるフィルタ装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明におけるフィルタ装置の代替可能な一実施形態を示す斜視図である。
【図１３ａ】本発明によるノズル装置のさらなる実施形態を示す斜視図である。
【図１３ｂ】図１３ａのノズル装置を示す側面図である。
【図１３ｃ】図１３ｂのノズル装置を示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。
【図１４ａ】本発明によるノズル装置のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図１４ｂ】図１４ａのノズル装置を示す側面図である。
【図１４ｃ】図１４ｂのノズル装置を示すＡ−Ａ線に沿った矢視断面図である。
【図１５】本発明によるノズルシステムにおけるノズル装置形成部分のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
【図１６】図１５のノズルシステムを示す斜視図であって、ノズル装置と、配管系と、を備えている。
【図１７】図１５のノズルシステムを示す平面図である。
【図１８】図１５におけるノズル装置を示すさらなる図であり、内部部材を示している。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１および図２は、本発明によるノズル装置１０の一実施形態を示している。ノズル装置１０は、スクリーン装置２０（入口分離器２２と、メインスクリーン２３と、を有している）と、外側ボディ３０と、破片ポット４０と、を備えている。この実施形態は、スプリンクラーと一緒に使用するための水の流通に関するものであるけれども、他の目的のための他の流体を使用し得ることは、また、本発明によるノズル装置１０や本発明による他のノズル装置と一緒に使用し得ることは、理解されるであろう。
【００５８】
様々な構成部材２０，３０，４０は、詳細に後述するように、中心軸線に沿って互いに取り付けられる。この場合、図１に示すように、ノズル装置１０は、水配管１４のＴ字形状部材１６に対して取り付けることができる、あるいは、他の流体導出システムの出口に対して取り付けることができる。
【００５９】
使用時には、水配管１４は、粒状の破片１８によって汚染された水を含有している。基本的な機能においては、汚染された水は、ノズル装置１０の中央通路１２を通して流れ、その後、水は、メインスクリーン２３を通して流れ、さらに、出口すなわち出口チャネル３６を通して流れる。出口チャネル３６は、周囲領域に向けて水を吐出する。メインスクリーン２３を通して流れるには大きすぎる粒状破片１８は、破片ポット４０と称される容器へと案内される。よって、破片は、メインスクリーン２３の経路の外部に留まる。これにより、スクリーン２３の詰まり、および、出口チャネル３６の詰まり、が防止される。これにより、ノズル装置１０は、正常に動作する。
【００６０】
破片ポット４０は、取り外すことができ、定期的に交換することができる。これにより、集積した破片を捨てることができ、破片の重量を測定して後述するように腐食速度を計算することができる。
【００６１】
以下においては、ノズル装置１０の様々な構成部材について、詳細に説明する。
【００６２】
スクリーン装置２０は、図４および図５において詳細に示すように、入口分離器２２を備えている。入口分離器２２は、一連をなす複数の直線形状スロット２５を有している。スロット２５により、水および小さな粒子は、スクリーン装置２０を通して流れることができる。しかしながら、スロット２５は、大きな粒子の通過を阻止する。メインスクリーン２３は、同様の一連をなす複数のスロット２７を有している（しかしながら、典型的には、スロット２７は、スロット２５よりも、いくぶん長いものとされる。）。スロット２７は、汚染された水を、（ｉ）破片の多い流れと、（ｉｉ）より純粋な水の流れと、に分離する。入口分離器２２およびメインスクリーン２３は、中心軸線方向において、六角形ナット２４の前後に位置合わせして取り付けられる。通路１２が、入口分離器２２を通して、ナット２４を通して、さらに、メインスクリーン２３を通して、延在している。ナット２４の一部が、入口分離器２２およびメインスクリーン２３から径方向外向きに延出されており、詳細に後述するように、ナット２４の前後にネジ山２８，２９が設けられている。
【００６３】
入口分離器２２は、ノズル装置１０の濾過容量に対して、追加的な容量を提供する。なぜなら、破片を、Ｔ字形状部材１６と入口分離器２２との間に集積させ得るからである。軸線方向通路１２（直線形状スロット２５よりも大きな開口）が、入口分離器２２に設けられている。軸線方向通路１２を通して、水および様々なサイズの粒子が、流れることができる。しかしながら、通路１２は、十分に大きなものであり、入口分離器２２のスロット２５を通して流れ得ない大きな粒子を受領することができる。よって、破片１８がスロット２５上に集積したとしても、水の流れが阻止されることがなく、ノズル装置１０の全体を通しての流れが阻止されることがない。よって、破片が飽和状態となったとしても、入口分離器２２を通しての通路１２内への流れが確保される。入口分離器２２は、鉛直方向に配置されたノズルに関して、特に好適である。
【００６４】
より純粋な水の流れは、メインスクリーン２３のスロット２７を通して流れ、出口チャネル３６を通して流れ、さらに、外側ボディ３０によって周囲領域へと案内される。
【００６５】
図６においては、外側ボディ３０が拡大して図示されている。外側ボディ３０は、傾斜部分３２を有している。この傾斜部分３２の内側部材３１は、チューブ４８上の係合部分と一緒に、所望領域に向けて、水流を案内し得る形状とされている。傾斜部分３２は、反対側のチューブ４８と比較して、径方向外向きに延出されている。しかしながら、チューブ４８は、水流の案内には寄与しない。そうではなく、チューブ４８は、より大きな把持表面を提供するものであり、六角形状を有しており、これにより、メインスクリーン２３に対しての締付を可能とし、組立の容易さをもたらすことができる。外側ボディ３０は、さらに、カバー部３３を有している。このカバー部３３は、内部孔とメインスクリーン２３との間にわたっての流通経路を規定する。外側ボディ３０は、様々なサイズを有したおよび様々な傾斜角度を有した様々に相違するボディによって交換することができる。これにより、ボディを、所望の用途に応じた最適なサイズのものとすることができる。この実施形態においては、外側ボディ３０は、４５°という角度の中空円錐形状の噴霧を提供する。
【００６６】
図７および図８においては、破片ポット４０が、詳細に図示されている。破片ポット４０は、端部プレート４４が付設された容器４２を有している。この破片ポット４０の開放端部のところには、ソケット４６が螺着されている。ソケット４６は、メインスクリーン２３の端部上のネジ山２６を受領することができる。（ソケット４６と比較して）より大きな直径のチューブ部分４８が、軸線方向において、容器４２から延出されている。
【００６７】
最初の使用のためにノズル装置１０を組み立てるに際しては、スクリーン装置２０を、ナットフランジ２４上に設けられたネジ山２８を介して、Ｔ字形状部材５に対して固定する。この時点において、入口分離器２２は、Ｔ字形状部材５内へと、あるいは、入口分離器２２が取り付けられている他の配管部材内へと、延在している。メインスクリーン２３は、ナット２４の反対側から（通常は下流向きに）延在している。その後、外側ボディ３０のカバー部が、メインスクリーン２３に対して配置され、ネジ山２９に対して固定される。最後に、破片ポット４０のソケット４６が、メインスクリーン２３の端部のネジ山２６に対して取り付けられる。その場合、チューブ部分４８のエッジ４９が、外側ボディ３０の内方端部３１からわずかに離間した位置に、位置合わせされる。これにより、エッジ４９と内方端部３１との間には、ギャップ（図１に図示されている）が形成される。このギャップは、水のための出口チャネル３６を提供する。特に、エッジ４９は、外側ボディ３０の入口端部３１の傾斜角度に対応した傾斜角度とされている（これにより、傾斜チャネルが形成される）。双方の傾斜角度は、所望のカバー形状に応じて、あるいは他の因子に応じて、様々なものとすることができる。
【００６８】
大きすぎてスロット２１を通過し得ない破片粒子は、破片ポット４０へと進む。容器４２は、大量の破片を加圧下で収容し得るようなサイズとされている。
【００６９】
よって、本発明の実施形態は、破片の無い環境を提供するものであり、水をノズルを通して通過させる。これにより、必要とされるＫ因子を得ることができ、ノズルが最適性能を発揮することができる。
【００７０】
本発明の実施形態は、ノズルの詰まりを防止するために、多くの既存の手段とは異なり、破片ポットの清掃というメンテナンスを行うことなく、非常に大量のスケールおよび破片を採取し得るという利点を有している。
【００７１】
実際、本発明のある種の実施形態においては、メインスクリーン２３には、１２個のスロットが設けられている。しかしながら、ノズルは、これらスロットのうちの２つだけが破片によって塞がれていない場合であっても、ノズルの最適性能のために必要とされた量および圧力の水を流すことができる。
【００７２】
出口チャネル３６は、任意の角度で設定することができる。この例においては、角度は、４５°とされている。この角度は、冷却操作において、好適なものである。なぜなら、水を最適の角度で放出することができて、保護対象をなす構造に向けて最も遠くへと放出し得るからである。この角度は、破片ポット４０のチューブ４８と適合している。これにより、出口チャネル３６を形成することができる。好ましくは、破片ポット４０は、外側ボディ３２よりも大きくないものとされる。
【００７３】
メインスクリーン２３およびカバー部３３は、出口チャネル３６に向けての水の量および圧力を最適化し得るようなサイズとされている。
【００７４】
第１実施形態は、Ｔ字形状部材に対して取り付けるものとして図示されている。しかしながら、ノズル装置は、任意の流体移送出口に対して容易に取り付けることができる。上向きの鉛直方向出口に対しても、また、下向きの鉛直方向出口に対しても、また、水平方向出口に対しても、使用することができる。
【００７５】
図９は、本発明のノズル装置の第２実施形態１１０を示している。この第２実施形態においては、第１実施形態と同様の部材には、同じ符号の先頭に‘１’が付されている。ノズル装置１１０は、スクリーン装置１２０と、外側ボディ１３０と、破片ポット１４０と、を備えている。
【００７６】
スクリーン装置１２０および破片ポット１４０は、先の実施形態と同様に機能するものである。よって、これ以上の説明を省略する。
【００７７】
しかしながら、この実施形態においては、外側ボディ１３０は、円筒形状のものであって、一端が開放端部とされ、他端が出口チャネル１３６を有している。外側ボディ１３０は、破片ポット（あるいは、破片トラップ）１４０を囲んでおり、支持部材１５０に対して固定されている。支持部材１５０は、スクリーン装置１２０上の周縁まわりに延出されたナット１２４に対して固定されている。
【００７８】
組み立てられたノズル装置１１０が、図１０に示されている。使用時には、水（あるいは、他の流体）が、入口分離器１２２から流入して、ノズル装置を流れる。入口分離器１２２は、小さなスロット１２５によって、破片粒子の流れを妨害する。流れは、スクリーン装置１２０の中央通路１１２を通して流れ、メインスクリーン１２３のスロット１２７を通して流れ、さらに、外側ボディ１３０と破片ポット１４０／メインスクリーン１２３との間の空隙１５２内へと流入する。スロット１２７を通過し得ないほど大きな破片粒子は、破片ポット１４０内に留まる。水流は、出口チャネル１３６から導出される。出口チャネル１３６は、例えばミストを生成する用途といったような所望の用途に応じて、最適なサイズのものとすることができる。この構成により、円錐形状の噴霧プロファイルを得ることができる。
【００７９】
本発明のこの実施形態の利点は、スクリーンが、出口チャネル寄りのところにおいて、ノズル装置に設けられている点である。したがって、汚染物質（例えば、配管系に起因するスケール）が、配管系から採取される。この構成は、配管系の上流側にスクリーンあるいはフィルタが設けられた従来構成とは、対照的である。そのような従来構成においては、スクリーンの下流側において放出されたスケールを濾過することができず、ノズルの閉塞をもたらしてしまう。
【００８０】
いくつかの代替可能なスクリーン装置２２０，３２０が、図１１および図１２に示されている。これらの機能は、上記の実施形態と同様である。図１２においては、先の実施形態とは異なり、スロット３２５，３２７が、流体の流れ方向に対して垂直な方向で設けられている。
【００８１】
いずれの場合においても、本発明の好ましい実施形態におけるスロットの構成は、外側ボディの長さおよびスクリーンを通しての通路が、スクリーンの８０％が塞がれた場合であっても、出口を通して十分な量の流体を流し得るようなものとされている。小さな円形の孔を有したスクリーンではなく、スロットを有したスクリーンの構成は、そのような効果をもたらすことができる。このことは、また、スクリーン上に集積される圧力を最小化し、吐出流体の圧力損失を最小化する。
【００８２】
本発明の実施形態においては、破片を貯蔵し得るだけではなく、放水ライン内における腐食速度を決定することができる。システムの毎回の機能テストの後に、すべての破片ポットを取り外して、集積された破片の重量を計測することができる。テストの頻度を勘案しつつ、破片の重量および容量に基づいて、腐食速度を計算することができる。この特性により、操作者は、システム全体の寿命を評価することができ、再構築や交換が必要となる時期を決定することができる。
【００８３】
本発明のさらなる実施形態が、図１３ａ〜図１３ｃに示されている。これらの図においては、先の実施形態と同様の部材には、同じ符号の先頭に‘４’が付されている。図１３ａの実施形態は、入口分離器４２２と、メインボディ４３０と、破片ポット４４０と、を備えている。特に断らない限り、これら構成部材は、先の実施形態と同様に機能する。
【００８４】
特に、出口チャネル４３６が、スクリーン４２３とハウジング４３０との間に設けられている。ハウジング４３０は、より大きなものとされており、スクリーン４２３を通過した流体を、破片ポット４４０に向けて案内する。
【００８５】
破片ポット４４０は、外周縁上に複数のスロット４４７を有している。各スロット４４７は、破片ポット４４０の中心に向けて、鉛直方向（使用時の向き）に延在している。スロット４４７の長さは、典型的には、５〜２５ｍｍである。よって、スロットどうしは、径方向において互いに離間している。
【００８６】
使用時には、比較的純粋な流体が、出口４３６から破片ポット４４０上へと案内される。破片ポット４４０は、流体を、状況に応じたパターンへと、分散させる。この場合、流体は、破片ポット４４０の外面形状に追従して分散される。流体は、外面に衝突して様々な方向に分散される。これは、パターンが、中空の円錐形状であるか中実の円錐形状であるかを決定する。ハウジング４３０が破片ポット領域全体を囲んでいる構成（図１０の実施形態）以外の構成においては、高速流の場合、通常は、中実の円錐形状となる。
【００８７】
距離‘ｃ’および‘ｄ’は、要求された用途に応じて、変更することができる。例えば、距離ｄは、図示された距離よりも短いものとすることができ、典型的には、１〜２０ｍｍとすることができる。
【００８８】
速度は、出口４３６と破片ポット４４０との間の距離ｄによって低減させることができる。流れを低減させてＫ因子を低減させるには、あるいはその逆を行うためには、スクリーン４２３のスロットは、より少数とすることができる。例えば、同じ面積あたりにおいて、１ｍｍ幅の２４個のスロットに代えて、１ｍｍ幅の１２個のスロットとすることができる。これは、量を低減させる。
【００８９】
本発明のさらなる実施形態が、図１４ａ〜図１４ｃに示されている。これらの図においては、先の実施形態と同様の部材には、同じ符号の先頭に‘５’が付されている。図１４ａの実施形態は、入口分離器５２２と、メインボディ５３０と、破片ポット５４０と、を備えている。特に断らない限り、これら構成部材は、先の実施形態と同様に機能する。
【００９０】
この実施形態においては、ノズル装置は、使用時には上向きとされる。圧力が、破片を、破片ポット５４０内に維持する。破片ポット５４０は、傾斜付きフランジ５４５を有している。傾斜付きフランジ５４５は、ハウジング５４０に対して約８０°とされている。
【００９１】
使用時には、流体は、入口分離器５２２を通して流れ、メインスクリーン５２３を通して流れ、ハウジング５３０とメインスクリーン５２３との間を通して流れ、さらに、出口５３６から装置の外部へと、破片ポット５４０の傾斜付きフランジ５４５によって案内される。
【００９２】
図１３ａ〜図１３ｃおよび図１４ａ〜図１４ｃに示すノズル装置は、多くの場合、中程度から高速の用途に、あるいは、中程度から低速の用途に、より適している。これに対し、先の実施形態は、高速度の用途に、より適している。それでもなお、すべての実施形態は、任意の速度の用途に使用することができる。
【００９３】
図１５は、ノズル装置のさらなる実施形態６１０を示している。このノズル装置６１０は、延長された入口６３１を有している。この実施形態における入口は、図１６および図１７に示すように、配管系６１４の内部へと延長されている。これにより、入口は、配管の中心にまで延長されている。よって、配管系６１４の内部のところにまで破片が集積した場合であっても、配管系６１４の中心を通って流体が流れる限りにおいて、流れが阻止されることがない。このような構成は、ここで開示されたすべてのノズルにおいて使用することができる。この実施形態においては、入口６３１の端部は、１インチ〜８インチという直径を有した配管系６１４の中心軸線から５ｍｍ以内とされている。
【００９４】
入口６３１は、さらに、二次的な部分６２２を有している。この二次的な部分６２２により、流体が、内部を流れることができる。二次的な部分６２２は、直線形状のスロット６２５を有しており、これにより、流体を濾過することができる。
【００９５】
図１８は、図１５のノズル装置を、外側ハウジングを取り外した状態で、示している。これにより、いくつかの内部の構成部材を示している。これら構成部材は、先の実施形態と同様に機能する。
【００９６】
特に、入口６３１は、個別の構成部材として設けられており、組立時には、配管系の中に配置される。その後、ノズル装置の残部が、個別とされた入口部材６３１に対して連結される。
【００９７】
この実施形態は、さらに、円筒形部材を介して容器に対して連結された分散プレート６５８を備えている。
【００９８】
本発明による様々な実施形態は、多目的な使用が可能であり、スプリンクラーのためのＫ因子を得ることができる。
【００９９】
本発明の様々な実施形態は、また、流体と一緒に外部へと吐出させる破片がより少ないという点において、より安全なものである。そのような破片は、人に対して損傷を起こしかねない。例えば、顔面をカットすることが知られており、また、眼に対して深刻な損傷を引き起こす可能性がある。
【０１００】
本発明の精神を逸脱することなく、様々な改良や修正を行うことができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  ノズル装置
１２  中央通路
１８  破片
２０  スクリーン装置
２２  入口分離器
２３  メインスクリーン
２５  スロット
２７  スロット
３０  外側ボディ
３６  出口、出口チャネル
４０  破片ポット、容器
１１０  ノズル装置
１２０  スクリーン装置
１３０  外側ボディ
１４０  破片ポット、容器
２２０  スクリーン装置
３２５  スロット
３２７  スロット
４２２  入口分離器
４３０  メインボディ
４４０  破片ポット、容器
５２２  入口分離器
５３０  メインボディ
５４０  破片ポット、容器
６１０  ノズル装置
６１４  配管系
６３１  入口
【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】
2015527191.tif 000014
【図１３ａ】
2015527191.tif 000015
【図１３ｂ】
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【図１３ｃ】
2015527191.tif 000017
【図１４ａ】
2015527191.tif 000018
【図１４ｂ】
2015527191.tif 000019
【図１４ｃ】
2015527191.tif 000020
【図１５】
2015527191.tif 000021
【図１６】
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【図１７】
2015527191.tif 000023
【図１８】
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【国際調査報告】
2015527191.tif 000025
2015527191.tif 000026