(57)【要約】ノズルの排出オリフィスの自動調整（Ｂ）の範囲を制限する調整可能な手段（ＳＴ）を含み、排出ウィンドウの第１の部分に対して一定の圧力を選択し、第２の部分に対して比較的一定のフローを選択するオプションを提供する、選択自動消火ノズルおよびその使用方法。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択自動消火ノズルであって、
排出オリフィスにおいて終端する消火流体導管を規定するノズル本体を備え、
前記排出オリフィスは、得られる範囲にわたって自動的に相対的な調整を行う要素によって少なくとも部分的に規定され、
オリフィスを規定する要素間で自動相対調整の範囲を、前記得られる範囲内でさらに制限するように調整可能な、前記ノズル本体に接続されたストップを備えた選択自動消火ノズル。
【請求項２】
フローウィンドウは、前記調整可能な排出オリフィスによって規定され、前記ストップは、前記ノズル本体に調整可能に設けられ、前記ノズルが、前記フローウィンドウの第１の部分に対して可変流量かつほぼ一定の圧力で流し、前記フローウィンドウの第２の部分に対して可変圧力かつ比較的一定の流量で流すように前記フローウィンドウを分割する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ストップは、浮遊バッフルの前方移動を制限する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
選択自動消火ノズルであって、
排出オリフィスにおいて終端する消火流体導管を規定するノズル本体を備え、
前記排出オリフィスは、得られる範囲内で自動的に調整可能であり、
前記得られる範囲内で前記オリフィスの自動的な調整の範囲を制限するための調整可能な手段を備えた選択自動消火ノズル。
【請求項５】
前記ノズルは、自己排気泡噴霧ノズルである請求項１または４に記載の装置。
【請求項６】
前記ノズルは、自己計量自己排気泡噴霧ノズルである請求項１または４に記載の装置。
【請求項７】
自動消火ノズルを操作する方法であって、
標準供給圧力で動作する前記ノズルの最大可能な流量未満の流量を標的とすること、
ほぼ前記標的流量までの流体流量について、前記ノズルを通って流れる消火流体に対して、選択された消火流体排出圧力をほぼ維持すること、
前記標的流量に到達すると、（ほぼ）流体流量を維持しながら、流体排出圧力を前記選択された排出圧力を超えて上昇させることを含む方法。
【請求項８】
前記オリフィスの調整範囲内で自動的に調整可能な排出オリフィスの調整を制限することによって圧力を上昇させることを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ノズルへの泡濃縮物の排気を含む請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記排出オリフィスが調整されると、前記ノズルに対して泡濃縮物を調整可能に計量することを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
選択自動消火ノズルであって、
排出オリフィスにおいて終端する消火流体導管を規定するノズル本体を備え、
前記排出オリフィスは、得られる範囲にわたって自動的に相対的な調整を行う要素によって少なくとも部分的に規定され、
オリフィスを規定する要素間で自動相対調整の範囲を、前記得られる範囲内で制限するように調整可能な、前記ノズル本体に接続されたストップを備え、
フローウィンドウは、前記調整可能な排出オリフィスによって規定され、前記ストップは、前記ノズル本体に調整可能に設けられ、前記ノズルが、前記フローウィンドウの第１の比較的低い流量部分に対して可変流量かつほぼ一定の圧力で流し、前記フローウィンドウの第２の比較的高い流量部分に対して可変圧力かつ比較的一定の流量で流すように前記フローウィンドウを分割する選択自動消火ノズル。
【請求項１２】
選択自動消火ノズルであって、
排出オリフィスにおいて終端する消火流体導管を規定するノズル本体を備え、
前記排出オリフィスは、得られる範囲にわたって自動的に相対的な調整を行う要素によって少なくとも部分的に規定され、
オリフィスを規定する要素間で自動相対調整の範囲を、前記得られる範囲内で制限するように調整可能な、前記ノズル本体に接続されたストップを備え、
前記ストップは、浮遊バッフルの前方移動を制限する選択自動消火ノズル。
【請求項１３】
自動消火ノズルを操作する方法であって、
標的流量までの流体流量について、前記ノズルを通って流れる消火流体に対して、選択された消火流体排出圧力をほぼ維持すること、
標的流量に到達すると、（ほぼ）流体流量を維持しながら、流体排出圧力を前記選択された排出圧力を超えて上昇させること、および
自動的に調整可能な排出オリフィスの調整を前記オリフィスの得られる調整範囲内で制限することによって圧力を上昇させることを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、１９９８年４月６日付けで提出された米国仮出願第６０／０８０，８４６号の一部継続出願である１９９８年９月２５日付けで提出されたＰＣＴ／ＵＳ９８／２００６１の国内段階出願である米国出願番号第０９／２８４，５６１号の一部継続出願である。本明細書では、これらの出願の内容全体を参考のために援用する。
発明の分野
本発明は、消火および消防ノズルに関し、特に、可燃性液火を含む大規模な工業グレード火災を消火もしくは防止するためのノズルおよび／または蒸気抑制のためのノズルに関し、その使用方法だけでなく、圧力制御、排気および化学排出機能における改善を含む。
発明の背景
本発明に関連する先行特許としては、（１）自己排気泡噴霧ノズルに関する米国特許第４，６４０，４６１号（Ｗｉｌｌｉａｍｓ）、（２）周囲チャネリング添加流体ノズルに関する米国特許第５，７７９，１５９号（Ｗｉｌｌｉａｍｓ）、ならびに（３）化学および流体またはデゥエル（ｄｕｅｌ）流体噴出ノズルに関する米国特許第５，２７５，２４３号、第５，１６７，２８５号および第５，３１２，０４１号（Ｗｉｌｌｉａｍｓ）が挙げられる。自動ノズルの従来技術で関連するものとして、（４）ＭｃＭｉｌｉａｎ／Ｔａｓｋ　Ｆｏｒｃｅ　Ｔｉｐｓの米国特許第５，３１２，０４８号、第３，６８４，１９２号および第３，８６３，８４４号、ならびにＴｈｏｍｐｓｏｎ／Ｅｌｋｈａｒｔ　Ｂｒａｓｓの米国特許第Ｒｅ２９，７１７号および第３，８９３，６２４号が挙げられる。Ｐｅｃｋの米国特許第５，６７８，７６６号およびＢａｋｅｒのＰＣＴ公開公報ＷＯ９７／３８７５７にも留意されたい。
【０００２】
ノズルからの一定の排出圧力を維持すると、ノズルの流量によってヘッド圧力の変化がそのまま吸収できると共に、その排出の範囲および「影響力（ａｕｔｈｏｒｉｔｙ）が一定になる傾向がある。蒸気抑制などの特定の応用では、固定された消火ノズルは、ほぼ一定のまたは標的の圧力で自己制御して排出する場合、特に有用である。排出圧力は、排出ストリームの「影響力」と呼ばれるもの、およびストリームの範囲をある程度まで支配する傾向がある。排出圧力を一定にすると、固定範囲におけるストリームの送達が不変に近くなる。
【０００３】
自己制御ノズルが有用であり得る１つの具体的な応用としては、毒性化学物質の漏出を受ける場所の周囲に常設されたノズルを含む固定された保護システムが挙げられる。漏出の際には、恐らくは遠隔制御下にある、常設された一定圧力のノズルの構成は、起動され、水／霧の予め設計されたカーテンを提供し、毒性蒸気をすべて含んで抑制する。このような状況においては、ノズルに対して通常行われているように比較的一定の流量についてその排出が構成および規制されるのに対して、（ある程度）一定の範囲および影響力でノズルが流体を排出することが最適であり得る。変化するヘッド圧力の条件下で動作しながら、ほぼ一定の範囲および影響力で形成された水／霧は、固定された場所から予め選択された領域にさらに高い信頼性をもって幕を張る。
【０００４】
大抵の場合、ノズルは、ノズルにおける１００ｐｓｉなどの通常のヘッド圧力を想定して、１分当たりの予め設定されたガロンの流量を送達するように構成されている。緊急時に実際にノズルが利用できるヘッド圧力は変化し得るため、このような設計では、流量は、範囲内よりも一定して維持される。あるいは、排出圧力を標的付けおよび制御するようにノズルを構成すると、範囲をより一定に維持しながら、送達された圧力の変化と共に流量は変化する。
【０００５】
本発明は、標的付けられた流量まで、予め選択された排出圧力および範囲で消火流体を効果的に排出し、その後、排出圧力および範囲を増加させながら、比較的一定の流量を維持するように設計された改善された圧力制御ノズルを開示している。予め選択された排出圧力は、例えば、約１００ｐｓｉであり得るが、予め選択された圧力は変化し、より最適には、約１２０ｐｓｉとなるように選択され得る。同様に、標的付けられた流量が選択される。この標的付けられた流量の選択は、概算でよい。本発明の設計によると、流量をより高い供給圧力で維持しながら、範囲を低い供給圧力で維持する利点を組み合わせ、それによって、泡濃縮物の自己排気機能および乾燥粉などの流体化学物質を必要に応じて放出する能力をより簡単に収容する一方、最小範囲の要件を満足する。
【０００６】
本発明は、周辺および中央チャネリングの両方に対する向上した排気技術を含み、この向上した排気は、自動ノズルにおいて、または乾燥粉などの化学物質を放出する際に特に有用であり得る。
【０００７】
通常の消火ノズルは、特定の排出圧力（通常、約１００ｐｓｉと想定される）では、１分当たり５００ガロンから２０００ガロンなどの、フロー範囲にわたって動作するように調整されて設計され得る。自動ノズルでは、フローを変化させながら圧力を選択および自己制御するために、ノズルの設計は、ノズル排出に近接して自己調整バッフルを導入する。一般に、直接または間接的に感知されるこのようなバッフルにおける流体圧力が選択された圧力未満に設定されると考えられるとき、バッフルは、ノズル本体と組み合わせられて構築され、排出オリフィスの有効サイズまで「しぼられる」。直接または間接的に感知される圧力が、バッフルにおいて蓄積され、予め選択された圧力に到達またはそれを超えると、バッフルのしぼりは停止し、必要に応じて、ノズル排出オリフィスの有効サイズを拡大するようにシフトするように構成されている。一般に、拡大は、排出圧力が選択された値に低減されるまで続く。排出口のサイズの調整によって、流量は変化するが、排出は、一定の「影響力」および範囲を有する傾向がある。
【０００８】
本発明は、ハイブリッドの圧力制御およびフロー制御システムを成し遂げる。自動ノズルのフローおよび実施形態の設計は、それ自体、本明細書において参考のために援用している上記の出願において詳細に説明されている。本発明は、自己調整ノズルにおけるさらなる改善を含む。ノズルの基礎を説明するために、消火ノズルは、排出オリフィスにおいて終端する消火流体用の導管を規定している。
消火流体は、通常、水であり、本明細書において水として扱われ論じら得るが、言うまでもなく、ノズル技術は、様々な消火流体に適用可能である。導管および排出オリフィス構造は、通常、組み合わせて設計され、流体源から得られる消火流体圧力を実用程度まで回復する。圧力の回復は範囲に影響を与える。
【０００９】
消火流体に対する通常予想できる圧力およびフローにおける供給範囲（圧力水の工業的な標準源は、７５ｐｓｉと１５０ｐｓｉとの間で変化することが予想され得る）では、ノズル本体導管および排出オリフィスは、効果的または実用的なフローウィンドウを規定するように設計され得る。例えば、「２．５インチ」のノズルは、１５０ＧＰＭと６００ＧＰＭとの間で効果的に流れるように調整可能であるのに対して、「１６インチ」のノズルは、４，０００ＧＰＭと１６，０００ＧＰＭとの間で効果的に流れるように調整可能であり、これらはともに、供給圧力または量が変化すると影響される。
【００１０】
自動または手動の調整可能な排出オリフィスは、ノズル本体のフロー効率の範囲内で調整されるように設計される。ノズルを通した流体の流量は、ソースの供給および圧力における変化を考慮すると、ノズルの効果的なフローウィンドウ内で変化し得る。効果的なフローウィンドウの最小限度には、最小の有効な「間隙」サイズ、または通常円形の排出オリフィスの最小有効幅を含む。特定の「間隙」サイズ未満であると、排出される水の壁の厚さは減少し、水の壁が崩れる傾向があり、ノズル放出性能は悪化する。他方、「間隙」は、固定された導管のボア構造自体が放出を支配するように大きくできる。このように、ノズルのボアを通って効果的に流れ得る水のフローには実用上制限がある。
【００１１】
言うまでもなく、調整可能な排出オリフィスは、従来、導管内の調整可能なバッフルに関して設計され得るが、外壁部を含む、排出オリフィスを少なくとも部分的に規定するノズル構造の要素は、理論的には、調整可能であり得る。前方および後方へのバッフルの調整が間隙サイズを支配する、導管内に設けられた調整可能なバッフルに関して、便宜上従来の設計を参照する。このような調整が有効な範囲がある。その範囲は、ノズルの有効または実用的な流量ウィンドウに関連する。
【００１２】
所定の導管および排出オリフィスは、ノズルに対して「ｋ」係数を規定する原因となる。流量および排出圧力は、式ｒ＝ｋ（ｐ）１／２によって関連づけられる。ここで、ｒは、流量であり、ｐは、排出圧力であり、ｋは「ｋ」係数である。一定のｋについては、フローは、圧力の平方根と共に変化することが理解され得る。固定された導管および排出オリフィスでは、排出圧力ｐは、流体源からの供給圧力の増加と共に上昇し、流量は、少なくとも圧力と比較して、比較的一定したままにある「傾向がある」。なぜなら、流量は、圧力の平方根と共に増加するだけであるからである。
【００１３】
「自動」ノズルは、自動的に調整可能な排出オリフィスを有する。自動的に調整可能な排出オリフィスは、通常、１００ｐｓｉなどの選択された排出圧力を維持するように設計される。このような自動ノズルには、通常、排出流体圧力を感知するための手段、および感知された排出圧力がほぼ予め選択された排出圧力になるまで排出オリフィス（「間隙」と呼ばれることもある）を調整するように構成された付勢手段がある。（明細書全体において用語「ほぼ（ｚｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」が用いられているが、これは、自動ノズルの設計が「ほぼ」正確な程度に過ぎないためである。）感知および調整の結果、排出オリフィスもしくは間隙は、狭くまたは広くされ、感知された排出圧力は、ほぼ選択された排出圧力となる。排出オリフィスまたは間隙が狭くなると、ノズルを通した流量は低減される。間隙が広がると、ノズルを通した流体の流量が増加する。しかし、上記のように、ノズルの排出オリフィスが固定されたままであると、排出圧力は供給圧力と共に変化するが、ノズルの「ｋ」は、固定されたままになり、流量は、固定されたままになる「傾向がある」。（流量は、圧力の平方根と共に変化するだけである）。
【００１４】
泡濃縮物が一定のパーセント（例えば、３％または６％）で流体ストリームに計量される場合、流体ストリームの比較的一定の流量が有利である。なぜなら、泡濃縮物上に計量デバイスを設置することが可能であるからである。さらに、高い排出圧力を有する比較的一定の流量は、状況によっては望ましいこともある。例えば、高い圧力は、濃縮物がより良好な泡を形成する助けをする。消火流体内の乾燥粉などの化学物質を排出するノズルでは、流体の流量を制限して、粉の不要な湿りを避けることが望まれ得る。さらに、選択された排出圧力を生成するように制限なしに調整されるノズルは、水の供給が制限されている場合、水を無駄にし得る。
【００１５】
このように、ノズルからの比較的一定の流量は、いくつかの状況において有利であり得るが、供給圧力が弱いか、またはノズルが、火から固定された距離に設置される場合には、比較的一定の圧力が有利であり得る。（一定の圧力は、流量が変化しても、ノズルの範囲を維持する傾向がある）。一回の火災が続いている間、一定の圧力および一定の流量の相対的な重要性は変化し得る。
【００１６】
本発明のハイブリッド選択自動ノズルは、２つの領域の最良のものを提供する。調整可能なストップ（または任意の他のこのような調整可能な手段）は、自動ノズルにおけるように、（ノズルの効果的なフローウィンドウにおける）所定の点までの流量に対して自動調整可能な排出オリフィスが提供されるように設定され得る。供給圧力が低くなると、範囲は維持され得る。しかし、ノズル内の標的の流体流量が到達されると、ストップ等によって、排出オリフィスは調整を停止する。排出圧力は、供給圧力と共に増加するが、流体流量は、ほぼ一定のままにある傾向があり（繰り返すが、圧力の平方根に対してのみ比例して増加する）。このように、予め選択された割合における計量泡濃縮物は、固定された流量において、より信頼性がある。
発明の要旨
本発明は、排出オリフィスにおいて終端する導管を有するノズル本体を含む選択自動消火ノズルを有する。排出オリフィスは、範囲内で自動的に調整可能である。ノズル本体は、オリフィスの自動調整範囲を制限するように調整可能なストップ等を有する。このストップは、オリフィスの自動調整の範囲を制限するための、簡単または複雑な任意の調整可能な手段であり得る。好ましくは、ストップまたは調整可能な手段は、ノズル本体上に設けられ、ノズルが標的流量までの流量に対して可変流量／一定の圧力で流れ、標的流量が必要とされる限り可変圧力／一定の流量で流れるように、有効なノズルフローウィンドウを分割する。
【００１７】
本発明は、標的流量まで、フロー用のノズルを通して流れる流体に対して選択された消火流体排出圧力を維持すること、および標的流量が到達される限りにおいて、選択された排出圧力を超えて排出圧力を増加させることを（ほぼ）含む方法を有する。選択自動消火ノズルはまた、好ましくは、自己排気泡噴霧ノズルであり、さらに好ましくは、自己計量自己排気泡噴霧ノズルである。
【００１８】
本発明は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を以下の図面と共に考慮すると、さらによく理解できる。
【００１９】
図面は主に例示を目的としている。言うまでもなく、本発明の特定の局面を示すように構造は簡略化され、詳細は省略されている。明確にするため、一律の縮尺には従っていない。
好ましい実施形態の詳細な説明
一般に、選択された圧力で消火流体を排出するために「調整可能な」バッフルを有するノズルは、流体圧力に応答して外側への調整可能なバッフルの自然の移動に対抗する付勢手段を用いる。この外側への移動は、排出オリフィスの有効サイズを開く傾向がある。最も簡単に言うと、付勢手段は、前方バッフル面に対する所望のまたは選択された流体圧力の力と等しい後方への力で付勢する。従って、バッフルの前方への移動は、選択された圧力におけるバッフルの後方への付勢圧力に対して均衡をとる。前方のバッフル面とは、排出口を通って排出口から移動する消火流体に対してバッフルが提示する面のことである。
【００２０】
理論的には、付勢力は、ほぼ半インチしかない端部間のバッフルの調整範囲にわたって、選択された圧力において実質的に一定の付勢力を提示するばねによって提供され得る。選択された圧力は、１００ｐｓｉであり得る。あるいは、調整可能なバッフルヘッドは、バッフルヘッド内のチャンバを規定し、主要な消火流体が作用する前方面および後方面を提示するように設計され得る。言うまでもなく、バッフルヘッド内に規定されるチャンバは、消火流体の一部がチャンバに入ることを可能にする手段を有する。このような設計では、効果的な後方圧力表面の面積は、通常、バッフルの効果的な前方圧力表面の面積を超える。しかし、バッフル内の流体圧力は、前方に面するバッフル面に与えられる圧力よりも少なくともわずかに小さくなると予想される。このことは、少なくとも本明細書における好ましい実施形態において、バッフル内の流体に提示される後方圧力表面の面積が、バッフルに提示される前方圧力表面の面積を超えるという事実と矛盾する傾向がある。このように、バッフル内の流体は、より大きな表面積に対して作用し、値が低いときでも、場合によっては、ノズルを通して流体のフローに対して後方にバッフルを駆動することができる。バッフル外およびバッフル内における、異なるソース圧力での圧力差を予想し、異なるヘッド圧力および流量で流体圧力に提示される有効面積の差を予想することによって、標的づけられた流体圧力における「均衡がとれたバッフル」が設計される。言うまでもなく、バッフルヘッドの前方および後方面に与えられる主要な消火流体圧力によって提供される付勢力を増加させるために、ばね機構が常に加えられ得る。バッフルが固定ピストンにわたって摺動することによって生じるように、バッフル調整によって、規定されたバッフルチャンバの容量がもし変化するならばまたは変化すると、流体をチャンバ内から出すためにリリーフ弁が設けられる。
【００２１】
さらに完全に議論および例示するために、本明細書に参考のために援用した特許出願を参照する。これらの出願は、特に、精度および均衡の速度を高め、必要以上の探索またはヒステリシスを減らすための少なくとも１つのリリーフ弁の使用を開示している。リリーフ弁は、流体圧力が標的圧力から変化するときに、好ましくはバッフルチャンバ内から、バッフルの一方または他方からの流体圧力を排出する。このような排出では、通常、バッフルは、例示する場合のように、バッフルの配置端部の一方に向かって外側に移動する。外側へのまたは外側端部方向への移動により、バッフルへの流体圧力が減少する。このような流体圧力の減少により、リリーフ弁は再び閉じられ、バッフルの後部側での流体圧力の蓄積が可能になる。バッフルの後部側での流体圧力の蓄積は、設計内で用いられる連続して「排気する（ｂｌｅｅｄｉｎｇ）」リリーフ弁およびすべてのばねなどの他の付勢要素を考慮して、バッフルの前方面上の流体圧力がバッフルの後方面の流体圧力と均衡がとれた均衡位置に向かってバッフルを調整するのを助ける。
【００２２】
例示されるリリーフ弁は、ノズル内の前方バッフル面領域に提示される主要な消火流体圧力をやや直接的に感知するか、またはバッフル内のチャンバにおいて生成されるより補助的な流体圧力をやや間接的に感知する。このような設計、または当業者が考えつく他の設計の差は、設計上の選択および工学上の簡略化の問題に過ぎない。
【００２３】
リリーフ弁に対して選択される１つの機能としては、均衡がとれた圧力位置が、バッフルの外側への移動またはバッフルの内側への移動であり得る同じ方向から連続してアプローチされる状況を成し遂げるのを助けることが挙げられる。このような設計により、均衡を成し遂げる際に少ない探索かつより高い速度で、均衡点の周囲でのより高度な精度での処理が容易になり得る。
【００２４】
本発明はまた、参照および援用した出願におけるように、圧力制御ノズルにおいて特に役に立ちかつ有用である改善された自己排気機能、および自動ノズルを用いてまたは用いないで、乾燥粉などの流体化学物質を放出する際に有用な向上した排気および圧力制御設計を教示する。
【００２５】
動作中、自己調整自動機能は、バッフル面の前方側または後方側の両方に提示される主要な消火流体圧力に応答して、少なくとも有意な部分において、調整する調整可能なバッフルに依存する。このように、バッフルは、均衡がとれた圧力位置を求める二方向ピストンとして少なくとも部分的に動作する。ノズル流体は、流体圧力を与えて、バッフルの両側に対して作用する。逆方向に作用する圧力は、少なくとも前方圧力の機能である。好ましくは、バッフルの反対の圧力面は、バッフルの前方圧力面よりも大きい。バッフルの前方圧力面は、実際には、変化し、ノズルを通した圧力および流量、ならびにバッフル設計およびノズルサイズの関数であり得ることが認識される。前方圧力面に標的前方圧力を乗算したものが、後方圧力面に反対圧力を乗算したものと等しくなる均衡がとれた位置を有するバッフルを設計することは可能であるが、このような均衡技術は、実際には実行するのが困難である。従って、好ましい実施形態では、少なくとも１つのリリーフ弁を用いる。好ましい実施形態では、さらに、反対方向に圧力を緩和するためのリリーフ弁を用いる。好ましい実施形態では、反対圧力面の面積は、前方圧力面の面積よりも大きい。従って、好ましい実施形態では、リリーフ弁が閉じられると、一般に、反対圧力面の面積に反対圧力を乗算したものは、前方バッフル面の面積に前方圧力を乗算したものよりも大きい。これにより、前方圧力の有意な値に対しては、ノズルは付勢されて閉じることになる。バッフルが閉じると、バッフルヘッドにおける前方圧力は、ノズルにおける最大送達可能な圧力に向かう傾向がある。前方標的圧力付近の点では、１つまたはそれ以上のリリーフ弁は、開き始め、バッフルの反対側における圧力を緩和させ、バッフルヘッドの均衡がとれて開口し、外側に調整される。好ましくは、リリーフ弁は、リリーフ弁が部分的に開口された位置を選択し、そのような位置に必要以上の探索なしに配置され得るような調整可能な程度に構築され、標的圧力における前方面に標的圧力を乗算したものは、リリーフ弁システムの開口度を考慮して、反対圧力表面の面積に反対圧力を乗算したものと等しい。
【００２６】
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂは、本発明の選択自動消火ノズルの実施形態を例示する。本明細書における図１Ａから図１Ｃ、図２Ａ、図２Ｂおよび図３Ａの実施形態は、上記で参照および援用した出願の図３Ａ、図３Ｄ、図４Ｃ、図４Ｄ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃおよび図６の実施形態と類似している。本明細書の図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃは、ピストン２６に位置するパイロット弁４２を例示している。浮遊バッフルヘッドＢは、パイロット弁４２によって制御され、右に向かって外側に移動して間隙２２０を広げる。図１Ａは、１０００ＧＰＭのフローに適した間隙２２０を例示するのに対して、図１Ｂは、２０００ＧＰＭのフローに適した間隙２２０を例示し、図１Ｃは、４０００ＧＰＭのフローに適した間隙２２０を例示する。水Ｗは、図１のノズル本体を通って左から右に流れる。泡濃縮物ＦＣまたは化学物質Ｃは、泡／化学物質管２８を通って流れる。先行出願の図３から図６に対して、図１Ａ、図１Ｂおよび図１Ｃにおいて新しいのは、フローストップＳＴである。フローストップは、図１Ｃに例示される、「４０００ＧＰＭ」の間隙２２０サイズに対して設定されているのが図示される。図示される好ましい実施形態では、フローストップＳＴは、首尾よくピストン２６の一部の固定されている。浮遊バッフルヘッドＢの内面がフローストップＳＤに到達するかまたは接触すると、浮遊バッフルヘッドＢは、さらに外側または右側に調整するのを停止する。水の供給および圧力が増加すると、間隙は図１０Ｃに示される状態に維持される。排出圧力は上昇するのに対して、流量は、約４０００ＧＰＭのままである。パイロット弁４２は、１００ｐｓｉなどの予め選択された圧力に設定されると想定される。前のノズルにおけるように、ソースからの水の供給および圧力によって、予め選択された圧力よりも大きな圧力がバッフルヘッドにおいて生成されると、パイロット弁４２は、バッフルチャンバから流体を漏出し、浮遊バッフルヘッドＢは、外部にまたは下流側に移動し、浮遊バッフルヘッドＢとノズル本体との間に形成された間隙を広げる。３つの図面すべてにおいて、噴霧ノズルにおいて通常行われているように、パターン制御スリーブＳが示されている。明確にするため、スリーブは、常に、「噴霧」パターン位置で示される。
【００２７】
図２Ａおよび図２Ｂは、図１Ａから図１Ｃと同様の実施形態を例示している。図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａおよび図３Ｂは、ピン３０８によって浮遊バッフルヘッドＢに取り付けられたフラッドプレート３００を示す。フラッドプレートは、図２Ａおよび図３Ｂにおけるように、泡を適用するために調整され得る。この場合、プラグ３０２は、フラッドプレート３００に取り付けられる。あるいは、ノズルは、図２Ｂおよび図３Ａにおけるように、塩化水素の適用に対して調整され得る。この場合、化学物質延長管３０４は、フラッドプレート３００に固定される。調整可能な化学物質フローチョーク３０６には、通常、化学物質延長管３０４が設けられている。このように、図２Ｂおよび図３Ａのノズルの実施形態は、水だけでなく乾燥化学物質を放出するように形成されている。図２Ａのノズルの実施形態は、水だけでなく泡濃縮物を放出するように形成されている。図２Ａおよび図２Ｂにおいて、図３Ａおよび図３Ｂにおいて例示されるフローストップＳＴは、ノズルを完全に閉じた位置を成し遂げているのが示される。他のフローストップＳＴは、バッフルヘッドＢが図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図３Ａおよび図３Ｂに例示される位置に移動するように、好ましい実施形態の設計によって設置され得る。
【００２８】
図３に例示される好ましい実施形態では、ストップＳＴのセットが設けられている。各ストップは、異なる間隙サイズを支配するために異なるシャンク長を有する。しかし、１つのストップは、ねじによって調整可能なように設けられてもよい。他の同等の手段は、前方または下流移動において浮遊バッフルヘッド等に制限を与えるために用いられ得る。
【００２９】
図２Ａおよび図３Ｂに示されるノズルは、上記で参照かつ援用した特許出願においてさらに完全に開示されるように、自己計量自己排気ノズルと共に用いられるように調整可能である。
【００３０】
動作中、調整可能なノズルは、１００ｐｓｉなどの予め選択された排出圧力を標的とするように設定されると想定される。図３および図３Ｂの好ましい実施形態におけるように、オペレータは、所定流量をほぼ標的とするストップを選択する。オペレータは、ストップを固定されたピストンに設けられる位置に固定する。次に、浮遊バッフルヘッドは、ピストンを通ってバッフルチャンバに延在するフローストップの端部と当接することによって停止されるまで、固定圧力を維持する。その後、供給圧力が上昇し、供給フローが適度になると、ノズルにおける排出圧力は上昇する。間隙は一定に維持され、流量はほぼ一定に維持される。
【００３１】
本発明の現時点で好ましい実施形態を示し記載したが、本発明はこれに限定されず、以下の請求の範囲内で様々に具現化され実施され得ることを明確に理解されたい。
【００３２】
本発明の上記の開示および説明は、その例示および説明であり、サイズ、形状および材料、ならびに例示したシステムの詳細における様々な変化が、本発明の趣旨を逸脱せずになされ得る。本発明は、単数の要素の記載が１つまたはそれ以上を含み、２つの要素の記載が２つまたはそれ以上を含む等、従来より想定される表現に依存した用語を用いて請求されている。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】
フローストップを備えた選択自動消火ノズルの実施形態を例示する切欠き図。
【図１Ｂ】
フローストップを備えた選択自動消火ノズルの実施形態を例示する切欠き図。
【図１Ｃ】
フローストップを備えた選択自動消火ノズルの実施形態を例示する切欠き図。
【図２Ａ】
泡排気技術のみに適切なフラッドプレートを有する選択自動消火ノズルの実施形態を例示する図。
【図２Ｂ】
化学的な応用の１つの実施形態に適切な選択自動消火ノズルの実施形態を例示する図。
【図３Ａ】
異なる流量を標的付けるためのノズル用に構築されたストップのセットを例示する図。
【図３Ｂ】
異なる流量を標的付けるためのノズル用に構築されたストップのセットを例示する図。
【国際公開パンフレット】
2004509716.tif 000003
2004509716.tif 000004
2004509716.tif 000005
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2004509716.tif 000020
2004509716.tif 000021
2004509716.tif 000022
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【手続補正書】
【提出日】平成14年9月30日(2002.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択自動消火ノズルであって、
調整可能な排出オリフィスにおいて終端する消火流体導管を規定する前記ノズル本体を備え、
前記調整可能な排出オリフィスは、得られる範囲にわたって自動的に相対的な調整を行う要素によって少なくとも部分的に規定され、
オリフィスを規定する要素間で自動相対調整の範囲を、前記得られる範囲内でさらに制限するように調整可能な、前記ノズル本体に接続されたストップを備えた選択自動消火ノズル。
【請求項２】
フローウィンドウは、前記調整可能な排出オリフィスの調整の有効範囲によって規定され、前記ストップは、前記ノズル本体に調整可能に設けられ、前記ノズルが、前記フローウィンドウの第１の部分に対して可変流量かつほぼ一定の圧力で流し、前記フローウィンドウの第２の部分に対して可変圧力かつ比較的一定の流量で流すように前記フローウィンドウを分割する請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ストップは、浮遊バッフルの前方移動を制限する請求項１に記載の装置。
【請求項４】
選択自動消火ノズルであって、
調整可能な排出オリフィスにおいて終端する消火流体導管を規定する前記ノズル本体を備え、
前記調整可能な排出オリフィスは、得られる範囲内で自動的に調整可能であり、
前記得られる範囲内で前記オリフィスの自動的な調整の範囲をさらに制限するための調整可能な手段を備えた選択自動消火ノズル。
【請求項５】
前記ノズルは、自己排気泡噴霧ノズルである請求項１または４に記載の装置。
【請求項６】
前記ノズルは、自己計量自己排気泡噴霧ノズルである請求項１または４に記載の装置。
【請求項７】
変化する供給圧力を受ける自動消火ノズルを操作する方法であって、
標準供給圧力で動作する前記ノズルの最大可能な流量未満の流量を標的とすること、
ほぼ前記標的流量までの流体流量について、前記ノズルを通って流れる消火流体に対して、選択された消火流体排出圧力をほぼ維持すること、
前記標的流量に到達すると、（ほぼ）流体流量を維持しながら、流体排出圧力を前記選択された排出圧力を超えて上昇させることを含む方法。
【請求項８】
前記オリフィスの調整の有効範囲内で自動的に調整可能な排出オリフィスの調整を制限することによって圧力を上昇させることを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記ノズルへの泡濃縮物の排気を含む請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
前記排出オリフィスが調整されると、前記ノズルに対して泡濃縮物を調整可能に計量することを含む請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
選択自動消火ノズルであって、
調整可能な排出オリフィスにおいて終端する消火流体導管を規定する前記ノズル本体を備え、
前記調整可能な排出オリフィスは、得られる範囲にわたって自動的に相対的な調整を行う要素によって少なくとも部分的に規定され、
オリフィスを規定する要素間で自動相対調整の範囲を、前記得られる範囲内でさらに制限するように調整可能な、前記ノズル本体に接続されたストップを備え、
フローウィンドウは、前記調整可能な排出オリフィスの調整の有効範囲によって規定され、前記ストップは、前記ノズル本体に調整可能に設けられ、前記ノズルが、前記フローウィンドウの第１の比較的低い流量部分に対して可変流量かつほぼ一定の圧力で流し、前記フローウィンドウの第２の比較的高い流量部分に対して可変圧力かつ比較的一定の流量で流すように前記フローウィンドウを分割する選択自動消火ノズル。
【請求項１２】
選択自動消火ノズルであって、
調整可能な排出オリフィスにおいて終端する消火流体導管を規定する前記ノズル本体を備え、
前記調整可能な排出オリフィスは、得られる範囲にわたって自動的に相対的な調整を行う要素によって少なくとも部分的に規定され、
オリフィスを規定する要素間で自動相対調整の範囲を、前記得られる範囲内でさらに制限するように調整可能な、前記ノズル本体に接続されたストップを備え、
前記ストップは、浮遊バッフルの前方移動を制限する選択自動消火ノズル。
【請求項１３】
変化する供給圧力を受ける自動消火ノズルを操作する方法であって、
標的流量までの流体流量について、前記ノズルを通って流れる消火流体に対して、選択された消火流体排出圧力をほぼ維持すること、
標的流量に到達すると、（ほぼ）流体流量を維持しながら、流体排出圧力を前記選択された排出圧力を超えて上昇させること、および
自動的に調整可能な排出オリフィスの調整を前記オリフィスの得られる調整範囲内で制限することによって圧力を上昇させることを含む方法。
【国際調査報告】
2004509716.tif 000024