(57)【要約】  本発明は全般に流体の流れを制御するための装置に関する。この装置は、装着環状部品の周りにおいて等距離地点に装着された複数のモータ組立体を有する。長尺環状外側ケーシングは、モータ組立体を取り囲み、モータ組立体から外側に離間され、モータ組立体とともに環状空気通路を画成する。外側ケーシングは、中心長手方向軸、周囲空気を受容するための開放された前方端部、および、空気強制混合流体を放出するための開放された後方端部を有する。この装置は、外側ケーシングが装着される支持構造と、流体流組立体を有する。ターンテーブルは回転のために支持構造に連結され、作動組立体は、外側ケーシングを上昇または下降させるために使用され、作動組立体は支持構造と外側ケーシングの外側表面との間に連結される。【選択図】図１
2020507708.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着環状部品の周りにおいて等距離地点に装着された複数のモータ組立体と、
前記モータ組立体を包囲し、前記モータ組立体から外側に離間され、かつ、前記モータ組立体とともに環状空気通路を画成する、長尺環状外側ケーシングであって、中心長手方向軸、周囲空気を受容するための実質的に開放された前方端部、および、空気強制混合流体を放出するための実質的に開放された後方端部を有する、長尺環状外側ケーシングと、
前記長尺環状外側ケーシングがその上に装着された支持構造と、
前記支持構造の近傍に取り付けられた流体流入口と、および、前記中心長手方向軸の近傍に、かつ、前記長尺環状外側ケーシングの前記開放された後方端部内に、配置された流体流出口を、有する流体流組立体と、
前記支持構造が円弧状に回転することが可能となるよう、前記支持構造に連結されたターンテーブルと、
前記環状外側ケーシングを上昇および下降させるための作動組立体であって、前記支持構造と前記長尺環状外側ケーシングの外側表面との間に連結された作動組立体と
を備える流体流制御装置。
【請求項２】
以下の用途、すなわち、
ａ）消火、
ｂ）粉塵抑制、
ｃ）正圧換気、
ｄ）化学物質およびエアロゾルの噴霧、
ｅ）クラウドコントロールのための地域拒否兵器、
ｆ）工業洗浄、
ｇ）周辺温度の冷却、
ｈ）人工降雪、
ｉ）航空機の除氷、または
ｊ）軽量航空機または他の車両に対する推力源
のうちの任意の１つまたは複数の用途に対して使用されることが可能である、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項３】
前記複数のモータ組立体は、
ａ）電流、
ｂ）作動液圧力、
ｃ）空気圧力、または
ｄ）高圧流体
のうちの任意の１つにより動力供給される、請求項１または請求項２に記載の流体流制御装置。
【請求項４】
前記電流は直流または交流の電流である、請求項３に記載の流体流制御装置。
【請求項５】
前記長尺環状外側ケーシングは、前記流体流制御装置からの空気の流れを前記流体流制御装置を通して集中させるよう設計された円柱管形状ケーシングであるか、または、前記外側ケーシングは、前記流体流制御装置からの空気の流れを前記流体流制御装置を通して集中させるためのチャンバとして使用される空気力学的環状ケーシングである、請求項１〜請求項４のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項６】
前記外側ケーシングの前記開放された前方端部は、前記複数のモータ組立体のうちの各モータ組立体の流入フランジを包囲するよう配置された後方収容フランジを有する、請求項５に記載の流体流制御装置。
【請求項７】
前記外側ケーシングの前記開放された後方端部は、前記複数のモータ組立体のうちの各モータ組立体の空気送達ハウジングの流出口を包囲するよう配置された前方収容フランジを有する、請求項５または請求項６に記載の流体流制御装置。
【請求項８】
前記支持構造は、前記長尺環状外側ケーシングの装着組立体を受容するための凹陥部を画成する１対の離間した直立部分と、支持基部と、を含み、前記長尺環状外側ケーシングは、各直立部分と前記外側ケーシングの前記装着組立体との間に差し挟まれた回転部材により、前記直立部分に対して枢動可能に接続されている、請求項５〜請求項７のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項９】
前記回転部材は、前記装着組立体の対向側面において各直立部分に連結されたベアリング組立体と、前記ベアリング組立体および前記装着組立体の両方を貫通する回転軸と、を含む、請求項８に記載の流体流制御装置。
【請求項１０】
前記ベアリング組立体は、枢動運動するよう前記長尺環状外側ケーシングの前記装着組立体を前記回転軸に対して支持するためのジャーナルベアリングを前記支持構造の各直立部分において含む、請求項９に記載の流体流制御装置。
【請求項１１】
前記回転部材は、枢動運動するよう、各直立部分に設けられたアパーチャを、および、前記装着組立体に設けられた対応するアパーチャを、貫通する、前記長尺環状外側ケーシングの前記装着組立体を支持するためのジャーナル軸を含む、請求項８に記載の流体流制御装置。
【請求項１２】
前記モータ組立体装着環状部品は前記外側ケーシング内に嵌合するよう適応され、前記環状部品は、前記複数のモータ組立体を支持するために中心ハブから前記環状部品まで径方向に延長する複数の周方向に離間した支柱を有する、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項１３】
前記支柱は、前記複数のモータ組立体が前記環状部品の周りで、等距離で離間され、かつ支持されるよう、前記環状部品の周りで均等に離間されている、請求項１２に記載の流体流制御装置。
【請求項１４】
前記支持構造に連結された前記ターンテーブルは、表面上に装着されるかまたは装着可能である、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項１５】
前記ターンテーブルは、前記流体流制御装置が円弧状に回転することが可能となるよう、前記支持構造に連結され、前記ターンテーブルは、
前記表面に対して装着されるかまたは装着可能である第１プレートと、
前記支持構造の前記支持基部に対して装着されるかまたは装着可能である第２プレートと、
前記流体流制御装置が円弧状に回転することが可能となるよう、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に装着された回転手段と、
前記ターンテーブルが時計方向および反時計方向の両方に駆動されることが可能となるよう前記回転手段に装着されたターンテーブル駆動組立体と、
前記ターンテーブルの回転運動を制限するためのリミットスイッチ組立体と
を含む、請求項１４に記載の流体流制御装置。
【請求項１６】
前記ターンテーブル駆動組立体は、電流、作動液圧力、高圧流体、または空気圧力のうちの任意の１つにより動力供給される、請求項１４または請求項１５に記載の流体流制御装置。
【請求項１７】
前記電流は直流または交流の電流である、請求項１６に記載の流体流制御装置。
【請求項１８】
前記作動組立体は、前記支持構造に対する前記外側ケーシングの角度位置を調整するために前記作動組立体が前記外側ケーシングを垂直方向に上方および下方に移動させることが可能となるよう、前記支持構造の前記支持基部と、前記長尺環状外側ケーシングの前記外側表面上の装着アーム部と、の間に接続されたアクチュエータをさらに含む、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項１９】
前記アクチュエータは延長バネ棒を有する線形アクチュエータであり、前記バネ棒が伸長または収縮したときに、前記支持構造に対する前記流体流制御装置の前記外側ケーシングの前記垂直角度位置が調整されるよう、前記アクチュエータの第１端部は前記支持基部に対して枢動可能に接続され、前記延長バネ棒の端部は前記外側ケーシング上の前記装着アーム部に取り付けられている、請求項１８に記載の流体流制御装置。
【請求項２０】
前記作動組立体は前記流体流制御装置の前記外側ケーシングの垂直運動を制限するための少なくとも１つのリミットスイッチをさらに含む、請求項１８または請求項１９に記載の流体流制御装置。
【請求項２１】
前記アクチュエータは、電流、作動液圧力、高圧流体、または空気圧力のうちの任意の１つにより動力供給される、請求項１８〜請求項２０のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項２２】
前記電流は、直流または交流の電流であり得る、請求項２１に記載の流体流制御装置。
【請求項２３】
各モータ組立体は、長手方向中心軸を中心とする直列に流体連通する状態で、ファン組立体および空気送達組立体を含む、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項２４】
前記ファン組立体は、複数の周方向に離間したファンブレードを有するファンロータを共通軸上で駆動するファンモータと、前記ファンモータおよび前記ファンブレードを取り囲む外側ファンハウジングと、を含む、請求項２３に記載の流体流制御装置。
【請求項２５】
前記空気送達組立体は、
モータ組立体の長手方向中心軸の周りに形成された環状外側ハウジングであって、ファン組立体を受容するための実質的に開放された第１端部と、ファンブレードにより圧縮された周囲空気の部分を放出するための実質的に開放された第２端部と、を有する環状外側ハウジングと、
前記環状外側ハウジングの前記長手方向中心軸に沿って延長する中央本体と、
前記環状外側ハウジングと前記中央本体との間で径方向に延長する複数の周方向に離間した支柱と
を含み、
前記環状外側ハウジング、前記中央本体、および前記支柱は、前記流体流制御装置に対して強制混合空気供給を提供するために前記モータ組立体のうちの各々のファンブレードにより圧縮された空気を集中させるよう、成形される、
請求項２３または請求項２４に記載の流体流制御装置。
【請求項２６】
前記環状外側ハウジングは、
第１端部および第２端部を有する第１円筒体と、
入力端部および出力端部を有する円筒形空気誘導ハウジングと
を含み、
前記第１円筒体の前記第１端部は前記ファン組立体の端部に対して当接するよう適応され、前記第２端部は前記空気誘導ハウジングの前記入力端部内に受容されるよう適応される、
請求項２５に記載の流体流制御装置。
【請求項２７】
前記中央本体は、
第１端部および第２端部を有する第１円筒形状本体部分であって、前記モータ組立体の前記長手方向中心軸に沿って前記空気誘導ハウジングの前記入力端部と前記出力端部との間で延長する、第１円筒形状本体部分と、
前記第１本体部分の前記第１端部から頂点まで一定距離延長する第１円錐形状端部と、
丸みを帯びた半球状端部が形成されるよう前記第１本体部分の前記第２端部から一定距離延長する第２出力端部と
を含む、請求項２５または請求項２６に記載の流体流制御装置。
【請求項２８】
前記第１円錐形状端部は、前記第１円錐形状端部の前記頂点が前記ファン組立体の近傍に配置されるよう、前記第１円筒体内に延長する、請求項２５〜請求項２７のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項２９】
前記丸みを帯びた半球状端部は、前記環状外側ハウジングの前記開放された第２端部の外部に配置された地点まで延長する、請求項２５〜請求項２８のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項３０】
前記複数の周方向に離間した支柱は、後縁部から離間した前縁部を有し、前記前縁部および前記後縁部は各モータ組立体の前記長手方向中心軸に対して一定の角度をなすよう形成される、請求項２５〜請求項２９のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項３１】
前記前縁部および前記後縁部が各モータ組立体の前記長手方向中心軸に対して形成される前記角度は２０度〜９０度の範囲である、請求項３０に記載の流体流制御装置。
【請求項３２】
前記前縁部および前記後縁部が各モータ組立体の前記長手方向中心軸に対して形成される前記角度はおよそ６０度である、請求項３１に記載の流体流制御装置。
【請求項３３】
前記流体流組立体は、前記流体流出口に取り付けられた少なくとも１つのノズルをさらに含む、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項３４】
前記流体流組立体は、前記流体流出口に取り付けられた複数のノズルをさらに含む、請求項１に記載の流体流制御装置。
【請求項３５】
前記ノズルは、前記流体流出口から流体の噴霧を供給するよう、配置され、前記開放された後方端部において空気流と混合されたとき、集中された高推進力空気および流体の混合により達成される、流体の噴霧ミストの集中されたストリームを、または、流体の大型液滴の分散、または任意の他の分散混合得物の分散を、生成する、請求項３３または請求項３４に記載の流体流制御装置。
【請求項３６】
前記流体流組立体は、流体供給マニホールドをさらに含み、前記マニホールドは、流体を保持するよう構成された少なくとも１つの流体容器と、前記少なくとも１つの流体容器に対して機械的に連結され、かつ、前記流体を第１圧力で前記少なくとも１つの容器から前記流体流入口へと少なくとも部分的にポンプ圧送するよう構成された、第１ポンプと、を含む、請求項３３〜請求項３５のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項３７】
前記流体流制御装置により分散される空気強制混合流体は、継続的に変形する、液体または気体の物質のいずれかの任意の物質（例えば、水、水性の防火発泡製品、化学物質性の消火用製品、二酸化炭素、ハロン、または重炭酸ナトリウムのうちの任意の１つ）である、請求項１〜請求項３６のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項３８】
前記流体流制御装置は、前記流体流制御装置を遠隔操作するための制御器をさらに備える、請求項１〜請求項３７のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項３９】
前記制御器は有線または無線の制御器である、請求項３８に記載の流体流制御装置。
【請求項４０】
前記制御器は、前記ターンテーブル駆動組立体、前記作動組立体、前記モータ組立体、および前記流体流組立体を遠隔操作するよう設計されている、請求項３８または請求項３９に記載の流体流制御装置。
【請求項４１】
前記制御器は、
中央処理装置、メモリ、少なくとも１つのシリアルポート、および少なくとも１つのデジタルプログラム可能入出力、および少なくとも１つのアナログプログラム可能入出力を有する、マイクロコントローラと、
前記マイクロコントローラに遠隔接続されたマスター制御パネルであって、少なくとも１つのユーザインターフェース、および、前記流体流制御装置を操作または制御するために使用される少なくとも１つの定義されたパラメータを提示するためのディスプレイを有する、マスター制御器と
をさらに含む、請求項３８〜請求項４０のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項４２】
前記制御器は、
ｉ）各モータ組立体または全モータ組立体のモータスピードと、
ｉｉ）前記作動組立体を制御することによる前記支持構造に対する前記環状外側ケーシングの角度位置と、
ｉｉｉ）前記ターンテーブル駆動組立体を制御することよる前記流体流制御装置の回転位置と、
ｉｖ）前記流体流組立体の前記第１ポンプを制御することによる流体の流速と
のうちの各１つを制御するための別個の制御装置をさらに含む、請求項３８〜請求項４１のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項４３】
前記制御器は、
ｉ）各モータ組立体または全モータ組立体のモータスピードと、
ｉｉ）前記作動組立体を制御することによる前記支持構造に対する前記環状外側ケーシングの角度位置と、
ｉｉｉ）前記ターンテーブル駆動組立体を制御することよる前記流体流制御装置の回転位置と、
ｉｖ）前記流体流組立体の前記第１ポンプを制御することによる流体の流速と
のうちの各１つを制御するよう前記マイクロコントローラを使用してプログラムされた単一の制御装置をさらに含む、請求項３８〜請求項４１のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項４４】
前記モータ組立体のうちの各モータ組立体は、前記モータ温度を監視するために前記ファンモータの近傍に装着された温度センサをさらに含む、請求項１〜請求項４３のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項４５】
前記温度センサは、前記モータ組立体の加熱状態の稼働を防止するために前記制御器に接続された遮断システムをさらに含む、請求項４４に記載の流体流制御装置。
【請求項４６】
前記ターンテーブル駆動組立体、前記作動組立体、前記モータ組立体、および前記流体流組立体が作動液圧力により動力供給されている場合、前記流体流装置は作動液槽に対して流体連通する液圧ポンプをさらに含む、請求項１〜請求項４５のうちのいずれか１項に記載の流体流制御装置。
【請求項４７】
前記液圧ポンプは、電動モータまたは原動機のうちの任意の１つにより動力供給される、請求項４６に記載の流体流制御装置。
【請求項４８】
消火、粉塵抑制、正圧換気、化学物質ならびにエアロゾルの噴霧、クラウドコントロールのための地域拒否兵器、工業洗浄、大気温度の冷却、または人工降雪のための用途に使用される場合、前記流体流制御装置は、車両に取り付けられた可動ブーム上のプラットフォーム上に装着される、請求項２に記載の流体流制御装置。
【請求項４９】
流体流制御装置を制御する方法であって、
ａ）請求項１〜請求項４８のうちのいずれか１項に記載の特徴のうちの任意の１つを備える流体流制御装置を提供するステップと、
ｂ）前記流体流制御装置のための動力源を提供するステップであって、前記動力源は、電流、作動液圧力、高圧流体、または空気圧力のうちの任意の１つまたは複数から選択される、ステップと、
ｃ）前記ターンテーブル駆動組立体、前記作動組立体、前記モータ組立体、および前記流体流組立体を遠隔操作するよう設計された制御器を提供するステップと、
ｄ）前記モータに動力供給するステップと、
ｅ）前記複数のモータのうちの各モータのスピードを徐々に増加させるよう前記制御器上のスピード制御スイッチを操作するステップと、
ｆ）前記開放された前方端部空気入力領域から前記開放された後方端部空気放出領域までの空気流が生成されるよう各モータの前記スピードを安定化させるステップと、
ｇ）前記流体流制御装置が時計方向または反時計方向に回転されるよう前記ターンテーブル駆動組立体を調整するステップと、
ｈ）前記流体流制御装置の垂直姿勢を調整するために前記環状外側ケーシングが上昇および下方されるよう前記作動組立体を調整するステップと、
ｉ）少なくとも１つの流体容器に機械的に連結され、かつ、第１圧力で前記少なくとも１つの容器から前記流体流入口へと少なくとも部分的に流体をポンプ圧送するよう構成された第１ポンプに、動力供給し、それにより、前記流体が、前記流体流制御装置の中心線の近傍に、かつ、前記開放された後方端部空気放出領域内に、配置された流体流出口に提供され、その結果、前記流体流装置から出力が生成され、それにより、前記モータ組立体の前記推進力から生成された空気流と、前記流体流出口からの流体と、が混合および集中されるステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全般に流体の流れを制御するための装置に関する。さらに詳細には、本発明は、消火において有用な高速度空気強制流体を生成する流体流制御装置を使用する消火機器に関する。
【０００２】
本発明は、特定の流れパターンが達成されるよう、流体の制御された拡散をもたらすための装置にも関する。係る流れパターンは、粉塵抑制、正圧換気、化学物質ならびにエアロゾルの噴霧、クラウドコントロール、工業洗浄、大気温度の冷却、人工降雪、航空機の除氷などの幅広い範囲の用途、軽量航空機もしくは他の車両のための推力源として、および他の用途として、関心が持たれている。
【０００３】
本発明は上記の用途のうちの任意の要素および他の用途に対して好適であるが、本明細書では、消火に対する適用に関して説明されるであろう。しかし、本発明がそのように限定されないこと、および、他のエリアに適用するにあたり変更されることが必要となり得る本発明の諸態様が当業者に明らかとなるであろうことが理解されるであろう。
【背景技術】
【０００４】
本明細書における先行技術に関する参照が、係る先行技術が当該技術分野における普及している全般的知識を構築することの承認として受け取られるべきではないことが注目されるべきである。
【０００５】
流体は、流動性を有し、かつ、その形状を変化させる傾向を有する力により作用されたときに一定速度でその形状を変化させる能力を有する物質、すなわち液体または気体として定義され得る。例えば、流体は、水、空気、酸素、およびガスなどの物質を含む。
【０００６】
流体力学は、運動状態にある流体および対応する現象に関する研究である。運動状態にある固体の物体が速度を有するのと同様に、運動状態にある流体は速度を有する。固体物の速度と同様に、流体の速度は、単位時間あたりの位置の変化率である。流体力学では、体積流量は、単位時間あたりに通過する流体の体積であり、これは通常は記号Ｑで表される。ＳＩ単位はｍ３／ｓ（立方メートル毎秒）である。流体速度は、流体の圧力、流体の粘度、および流体がその中で移動する容器の断面積により影響され得る。これらの要因は、流体流の性質に応じて流体速度に影響を及ぼす。
【０００７】
流体力学および流体の流れが消火において特に重要である。消火活動に関連する主要な危険要因は可燃性物質により生成される有害環境である。有害環境に起因して生成される４つの主要なリスクは、煙、酸素欠乏、高温、有毒雰囲気である。一般に、発火および燃焼の継続にあたっては、次の３つの要因、すなわち、可燃性物質、酸素、および引火点が組み合わさることが必要である。すべての消火方法は、火から、燃焼に関するその基本要件のうちの１つまたは複数の要件を奪うことに基づくものである。
【０００８】
非常に多くの火災現場では、たとえ耐火服を着用し特殊装備を使用したとしても、消防士は膨大な熱のために火災の中心に到達することが不可能である。このことは、火災の性質または環境により延焼が大規模面積にわたる場合には特に成り立つ。その例としては坑道火災、トンネル火災、空港火災、または有毒および引火性の燃料により発生した火災が挙げられる。通常、火災の中心が知られたとしても、熱、煙、化学物質のために、または建造物もしくは構造物の崩壊の危険のために、火の中心に到達することが不可能である。
【０００９】
石油火災または化学火災では、火災が強すぎるため、消火に使用される水または化学物質が、火災の中核に到達する以前に、蒸発または分解してしまう場合もある。火災抑制剤がどのように用いられたとしても、消火のためにはほとんど無益である。さらに、大部分の消火方法は、火を消すことのみを目指して設計されたものであり、火災の前進を停止させることを目指していない。単に水または化学物質を火にかけるだけでは火災の前進を停止させることはできない。高速で延焼する森林火災では、火に水をかけたとしても、多くの場合、高速で延焼する火災を停止させることに関しては効果的でない。
【００１０】
長年にわたり多数の異なる方法および機器が、全種類の火災を効果的に消火するために、考え出されてきた。例えばスノーケル車、はしご車、ポンプ車、およびタンク車などの消火に使用するための多様な車両が知られている。消火目的のために水を推進する従来の方法は、ノズルを通して高圧下で水をポンプ圧送することからなる。これらの従来の方法の例としては、車両上に搭載された、またはプラットフォームもしくははしごから延長する、モニタの使用が挙げられる。消火モニタは、ノズルに装着された流出口および流体の供給源に接続された流入口から流体（例えば水など）の流れを制御するために使用される。通常、いくつかの管区域が、湾曲した流体通路を形成するために、一緒に接続され、流出口の位置を変えることが可能となるよう管区域の関節接続が可能となるよう、装着される。これらは手動制御されてもよく、または、モータにより駆動されてもよい。係るモータは、制御器に対して結線されたものであってもよく、またはワイヤレス伝送のために接続されたものであってもよい。これらのモニタは、電動、液圧式、または空圧式のアクチュエータシステムを用いて移動可能である。
【００１１】
この方法により達成される推進距離は、消火活動の場合には制限される。風の抵抗により水流がただちに液滴に分解され、分解された液滴が風によりさらに大きい抵抗を受けることとなる。水の推進にあたり比較的長い距離が達成された場合、それは非常な高速および高圧で水をポンプ圧送することによる。その場合でさえも、達成される距離はさほど大きくなく、水が使用される速度は、特に水の供給が制限される状況または環境では、疑問の余地がある。
【００１２】
いくつかの消火装置が、ミスト生成装置付き送風機を組み込むことにより推進距離の向上を図るため、開発されてきた。この例では、散水ノズルを有する強力な送風機を提供する大規模正圧換気機械は、煙および有害ガスを異なる開口部を通して強制排出させるために構造物に大容量の空気を送達するよう設計されてきた。しかしこれらの消火装置は、空気の移動を制御できず、したがってミスト生成を制御できないため、依然として問題であることが明らかとなった。
【００１３】
特定の環境における消火も、火から、燃焼に関するその基本要件のうちの１つまたは複数の要件を奪う、現時点で周知の装置および方法に対して、大きな問題がある。例えば、工業火災および爆発により、企業および政府に毎年数十億ドルのコストが発生しており、いうまでなく生命が失われ、これに関しては金銭では語ることができない。化学プラント爆発は壊滅的であり、引火性物質により生じた火災を消すために必要とされる改善された方法および装置が必要とされている。
【００１４】
これらの火を消すための従来の方法は、火を抑止および抑制するための性質および能力により、制限される。このことは、強烈な熱および煙が火の抑制を妨げるトンネル内火災にも当てはまる。生命を保護し、財産および環境の破壊を防止するために迅速かつ安全な火の鎮圧および鎮火が可能である消火装置が必要とされる。
【００１５】
上述の欠点のうちのいくつかを少なくとも改善することを支援する流体の流れを制御するための装置が考案されると、明らかに有利である。特に、消防士の危険を減少させるとともにノズルを通過する水の圧力および量を増加させる係る装置を提供することは有益となるであろう。
【発明の概要】
【００１６】
第１の態様によれば、本発明は、装着環状部品の周りにおいて等距離地点に装着された複数のモータ組立体と、モータ組立体を包囲し、モータ組立体から外側に離間され、かつ、モータ組立体とともに環状空気通路を画成する、長尺環状外側ケーシングであって、中心長手方向軸、周囲空気を受容するための実質的に開放された前方端部、および、空気強制混合流体を放出するための実質的に開放された後方端部を有する、長尺環状外側ケーシングと、長尺環状外側ケーシングがその上に装着された支持構造と、支持構造の近傍に取り付けられた流体流入口と、および、中心長手方向軸の近傍に、かつ、長尺環状外側ケーシングの開放された後方端部内に、配置された流体流出口を、有する流体流組立体と、支持構造が円弧状に回転することが可能となるよう、支持構造に連結されたターンテーブルと、環状外側ケーシングを上昇および下降させるための作動組立体であって、支持構造と長尺環状外側ケーシングの外側表面との間に連結された作動組立体と、を備える流体流制御装置を提供する。
【００１７】
好適には、流体流制御装置は、以下の用途、すなわち、ａ）消火、ｂ）粉塵抑制、ｃ）正圧換気、ｄ）化学物質およびエアロゾルの噴霧、ｅ）クラウドコントロールのための地域拒否兵器、ｆ）工業洗浄、ｇ）周辺温度の冷却、ｈ）人工降雪、ｉ）航空機の除氷、または、ｊ）軽量航空機または他の車両に対する推力源、のうちの任意の１つまたは複数のために使用され得る。
【００１８】
好適には、複数のモータ組立体は、ａ）電流、ｂ）作動液圧力、ｃ）空気圧力、または、ｄ）高圧流体、のうちの任意の１つにより動力供給され得る。なお電流は、直流または交流の電流であり得る。
【００１９】
好適には、長尺環状外側ケーシングは、流体流制御装置からの空気の流れを流体流制御装置を通して集中させるよう設計された円柱管形状ケーシングであってもよく、または、外側ケーシングは、流体流制御装置からの空気の流れを流体流制御装置を通して集中させるためのチャンバとして使用される空気力学的環状ケーシングであってもよい。外側ケーシングの開放された前方端部は、複数のモータ組立体のうちの各モータ組立体の流入フランジを包囲するよう配置された後方収容フランジを有し得る。外側ケーシングの開放された後方端部は、複数のモータ組立体ののうち各モータ組立体の空気送達ハウジングの流出口を包囲するよう配置された前方収容フランジを有し得る。
【００２０】
好適には、支持構造は、長尺環状外側ケーシングの装着組立体を受容するための凹陥部を画成する１対の離間した直立部分と、支持基部と、を含み得る。なお長尺環状外側ケーシングは、各直立部分と外側ケーシングの装着組立体との間に差し挟まれた回転部材により、直立部分に対して枢動可能に接続されている。好適には、回転部材は、装着組立体の対向側面において各直立部分に連結されたベアリング組立体と、ベアリング組立体および装着組立体の両方を貫通する回転軸と、を含み得る。ベアリング組立体は、枢動運動するよう長尺環状外側ケーシングの装着組立体を支持するためのジャーナルベアリングを支持構造の各直立部分において含み得る。代替的に、回転部材は、枢動運動するよう、各直立部分に設けられたアパーチャを、および、装着組立体に設けられた対応するアパーチャを、貫通する、長尺環状外側ケーシングの装着組立体を支持するためのジャーナル軸を含み得る。
【００２１】
好適には、モータ組立体装着環状部品は外側ケーシング内に嵌合するよう適応され得、環状部品は、複数のモータ組立体を支持するために中心ハブから環状部品まで径方向に延長する複数の周方向に離間した支柱を有する。支柱は、複数のモータ組立体が環状部品の周りで、等距離で離間され、かつ支持されるよう、環状部品の周りで均等に離間され得る。
【００２２】
好適には、支持構造に連結されたターンテーブルは、表面上に装着されるかまたは装着可能であり得る。流体流制御装置が円弧状に回転することが可能となるようターンテーブルは支持構造に連結され得、ターンテーブルは、表面に対して装着されるかまたは装着可能である第１プレートと、支持構造の支持基部に対して装着されるかまたは装着可能である第２プレートと、流体流制御装置が円弧状に回転することが可能となるよう、第１プレートと第２プレートとの間に装着された回転手段と、ターンテーブルが時計方向および反時計方向の両方に駆動されることが可能となるよう回転手段に装着されたターンテーブル駆動組立体と、ターンテーブルの回転運動を制限するためのリミットスイッチ組立体と、を含む。
【００２３】
好適には、ターンテーブル駆動組立体は、電流、作動液圧力、高圧流体、または空気圧力のうちの任意の１つにより動力供給され得る。なお電流は、直流または交流の電流であり得る。
【００２４】
作動組立体は、作動組立体が外側ケーシングを垂直方向に上方および下方に移動させることが可能となるよう、支持構造に対する外側ケーシングの角度位置を調整するために、支持構造の支持基部と、長尺環状外側ケーシングの外側表面上の装着アーム部と、の間に接続されたアクチュエータをさらに含み得る。
【００２５】
好適には、アクチュエータは延長バネ棒を有する線形アクチュエータであり得、バネ棒が伸長または収縮することにより、支持構造に対する流体流制御装置の外側ケーシングの垂直角度位置が調整されるよう、アクチュエータの第１端部は支持基部に対して枢動可能に接続され、延長バネ棒の端部は外側ケーシング上の装着アーム部に取り付けられる。作動組立体は流体流制御装置の外側ケーシングの垂直運動を制限するための少なくとも１つのリミットスイッチをさらに含み得る。
【００２６】
好適には、アクチュエータは、電流、作動液圧力、高圧流体、または空気圧力のうちの任意の１つにより動力供給され得る。なお電流は、直流または交流の電流であり得る。
【００２７】
好適には、モータ組立体は、長手方向中心軸を中心とする直列に流体連通する状態で、ファン組立体および空気送達組立体を含み得る。
【００２８】
好適には、ファン組立体は、複数の周方向に離間したファンブレードを有するファンロータを共通軸上で駆動するファンモータと、ファンモータおよびファンブレードを取り囲む外側ファンハウジングと、を含み得る。
【００２９】
好適には、空気送達組立体は、モータ組立体の長手方向中心軸の周りに形成された環状外側ハウジングであって、ファン組立体を受容するための実質的に開放された第１端部と、ファンブレードにより圧縮された周囲空気の部分を放出するための実質的に開放された第２端部と、を有する環状外側ハウジングと、環状外側ハウジングの長手方向中心軸に沿って延長する中央本体と、環状外側ハウジングと中央本体との間で径方向に延長する複数の周方向に離間した支柱と、を含み得る。なお、環状外側ハウジング、中央本体、および支柱は、流体流制御装置に対して強制混合空気供給を提供するためにモータ組立体のうちの各モータ組立体により圧縮された空気を集中させるよう、成形される。
【００３０】
好適には、環状外側ハウジングは、第１端部および第２端部を有する第１円筒体と、入力端部および出力端部を有する円筒形空気誘導ハウジングと、を含み得る。なお、第１円筒体の第１端部はファン組立体の端部に対して当接するよう適応され、第２端部は空気誘導ハウジングの入力端部内に受容されるよう適応される。
【００３１】
好適には、中央本体は、第１端部および第２端部を有する第１円筒形状本体部分であって、モータ組立体の長手方向中心軸に沿って空気誘導ハウジングの入力端部と出力端部との間で延長する、第１円筒形状本体部分と、第１本体部分の第１端部から頂点まで一定距離延長する第１円錐形状端部と、丸みを帯びた半球状端部が形成されるよう第１本体部分の第２端部から一定距離延長する第２出力端部と、を含み得る。
【００３２】
好適には、第１円錐形状端部の頂点がファン組立体の近傍に配置されるよう第１円錐形状端部は第１円筒体内に延長し得る。丸みを帯びた半球状端部は、環状外側ハウジングの開放された第２端部の外部に配置された地点まで延長し得る。
【００３３】
好適には、複数の周方向に離間した支柱は、後縁部から離間した前縁部を有し得、前縁部および後縁部は各モータ組立体の長手方向中心軸に対して一定の角度をなすよう形成される。前縁部および後縁部が各モータ組立体の長手方向中心軸に対して形成され得る角度は２０度〜９０度の範囲である。代替的に、前縁部および後縁部が各モータ組立体の長手方向中心軸に対して形成される角度はおよそ６０度であり得る。
【００３４】
好適には、流体流組立体は、流体流出口に取り付けられた少なくとも１つのノズルをさらに含み得る。代替的に、流体流組立体は、流体流出口に取り付けられた複数のノズルをさらに含み得る。
【００３５】
好適には、ノズルは、流体流出口から流体の噴霧を供給するよう、配置され得、開放された後方端部において空気流と混合されたとき、集中された高推進力空気および流体の混合により達成される、流体の噴霧ミストの集中されたストリームを、または、流体の大型液滴の分散、または任意の他の分散混合得物の分散を、生成し得る。
【００３６】
好適には、流体流組立体は、流体供給マニホールドをさらに含み得、このマニホールドは、流体を保持するよう構成された少なくとも１つの流体容器と、少なくとも１つの流体容器に対して機械的に連結され、かつ、流体を第１圧力で少なくとも１つの容器から流体流入口へと少なくとも部分的にポンプ圧送するよう構成された、第１ポンプと、を含む。
【００３７】
好適には、流体流制御装置により分散される空気強制混合流体は、継続的に変形する、液体または気体の物質のいずれかの任意の物質（例えば、水、水性の防火発泡製品、化学物質性の消火用製品、二酸化炭素、ハロン、または重炭酸ナトリウムのうちの任意の１つ）であり得る。
【００３８】
好適には、流体流制御装置は、流体流制御装置を遠隔操作するための制御器をさらに含み得る。制御器は有線または無線の制御器であり得る。制御器は、ターンテーブル駆動組立体、作動組立体、モータ組立体、および流体流組立体を遠隔操作するよう設計され得る。
【００３９】
好適には、制御器は、中央処理装置、メモリ、少なくとも１つのシリアルポート、および少なくとも１つのデジタルプログラム可能入出力、および少なくとも１つのアナログプログラム可能入出力を有する、マイクロコントローラと、マイクロコントローラに遠隔接続されたマスター制御パネルであって、少なくとも１つのユーザインターフェース、および、流体流制御装置を操作または制御するために使用される少なくとも１つの定義されたパラメータを提示するためのディスプレイを有する、マスター制御器と、をさらに含み得る。
【００４０】
好適には、制御器は、ｉ）各モータ組立体または全モータ組立体のモータスピードと、ｉｉ）作動組立体を制御することによる支持構造に対する環状外側ケーシングの角度位置と、ｉｉｉ）ターンテーブル駆動組立体を制御することよる流体流制御装置の回転位置と、ｉｖ）流体流組立体の第１ポンプを制御することによる流体の流速と、のうちの各１つを制御するための別個の制御装置をさらに含み得る。
【００４１】
代替的に、制御器は、ｉ）各モータ組立体または全モータ組立体のモータスピードと、ｉｉ）作動組立体を制御することによる支持構造に対する環状外側ケーシングの角度位置と、ｉｉｉ）ターンテーブル駆動組立体を制御することよる流体流制御装置の回転位置と、ｉｖ）流体流組立体の第１ポンプを制御することによる流体の流速と、のうちの各１つを制御するようマイクロコントローラを使用してプログラムされた単一の制御装置をさらに含み得る。
【００４２】
好適には、モータ組立体のうちの各モータ組立体は、モータ温度を監視するためにファンモータの近傍に装着された温度センサをさらに含み得る。温度センサは、モータ組立体の加熱状態の稼働を防止するために制御器に接続された遮断システムをさらに含み得る。
【００４３】
好適には、ターンテーブル駆動組立体、作動組立体、モータ組立体、および流体流組立体が作動液圧力により動力供給されている場合、流体流装置は作動液槽に対して流体連通する液圧ポンプをさらに含み得る。液圧ポンプは、電動モータまたは原動機のうちの任意の１つにより動力供給され得る。
【００４４】
好適には、消火、粉塵抑制、正圧換気、化学物質ならびにエアロゾルの噴霧、クラウドコントロールのための地域拒否兵器、工業洗浄、大気温度の冷却、または人工降雪のための用途に使用される場合、流体流制御装置は、車両に取り付けられた可動ブーム上のプラットフォーム上に装着され得る。
【００４５】
さらなる態様によれば、本発明は、流体流制御装置を制御するための方法であって、ａ）第１の態様の特徴のうちの任意の１つを備える流体流制御装置を提供するステップと、ｂ）流体流制御装置のための動力源を提供するステップであって、この動力源は、電流、作動液圧力、高圧流体、または空気圧力のうちの任意の１つまたは複数から選択される、ステップと、ｃ）ターンテーブル駆動組立体、作動組立体、モータ組立体、および流体流組立体を遠隔操作するよう設計された制御器を提供するステップと、ｄ）モータに動力供給するステップと、ｅ）複数のモータのうちの各モータのスピードを徐々に増加させるよう制御器上のスピード制御スイッチを操作するステップと、ｆ）開放された前方端部空気入力領域から開放された後方端部空気放出領域までの空気流が生成されるよう各モータのスピードを安定化させるステップと、ｇ）流体流制御装置が時計方向または反時計方向に回転されるようターンテーブル駆動組立体を調整するステップと、ｈ）流体流制御装置の垂直姿勢を調整するために環状外側ケーシングが上昇および下方されるよう作動組立体を調整するステップと、ｉ）少なくとも１つの流体容器に機械的に連結され、かつ、第１圧力で少なくとも１つの容器から流体流入口へと少なくとも部分的に流体をポンプ圧送するよう構成された第１ポンプに、動力供給し、それにより、流体が、流体流制御装置の中心線の近傍に、かつ、開放された後方端部空気放出領域内に、配置された流体流出口に提供され、その結果、流体流装置から出力が生成され、それにより、モータ組立体の推進力から生成された空気流と、流体流出口からの流体と、が混合および集中されるステップと、を含む、方法を提供する。
【００４６】
さらなる態様によれば、本発明は、ハウジングの周りにおいて等距離地点に装着された複数のモータであって、このハウジングは、複数のモータを実質的にカバーする外側カウルであって、空気入力領域および空気出力領域を有する外側カウルを、および、外側カウリング内に配置され、外側カウリングの中心線を通過する軸の周りで延長するモータ装着フレームを、含む複数のモータと、ハウジングおよび複数のモータを支持する基部組立体と、基部組立体の近傍に取り付けられた流体流入口を有する流体導管と、外側カウルの中心の近傍に、かつ空気出力領域内に、配置された流体流出口と、流体流制御装置が垂直軸の周りに円弧状に回転することが可能となるよう基部組立体に連結されたターンテーブルと、流体流制御装置が垂直軸上で上方または下方に傾斜されることが可能となるよう基部組立体に連結された作動組立体と、を備える流体流制御装置を提供する。
【００４７】
好適には、基部組立体は、ターンテーブルに対する角度位置を調整するために作動組立体がハウジングを垂直方向に上方および下方に移動させることが可能となるよう、ハウジングとターンテーブルとの間で取り付けられた枢動装着組立体をさらに含み得る。
【００４８】
好適には、枢動装着組立体は、ターンテーブルに固定された第１基部部分と、第１基部部分に対して枢動可能に装着された第２基部部分と、を有し得る。第２基部部分は、枢動軸と、第１基部部分および第２基部部分の両方の端部に向かって取り付けられたベアリング組立体と、を通して、第１基部部分に対して枢動可能に装着され得る。
【００４９】
好適には、作動組立体は、ターンテーブルに対する流体流制御装置の垂直角度位置を調整するために、第１基部部分と第２基部部分との間に装着され得る。作動組立体は延長バネ棒を有するアクチュエータを含み得、アクチュエータの第１端部は第１基部部分に固定され、バネ棒が伸長または収縮されたときに、ターンテーブルに対する流体流制御装置の垂直角度位置が調整されるよう、延長バネ棒の一方の端部は第２基部部分に取り付けられる。
【００５０】
好適には、アクチュエータは線形アクチュエータであり得る。好適には、作動組立体は、流体流制御装置の垂直運動を制限するための少なくとも１つのリミットスイッチをさらに含み得る。好適には、アクチュエータは、電流、作動液圧力、高圧流体、または空気圧力のうちの任意の１つにより動力供給され得る。なお電流は、直流または交流の電流であり得る。
【００５１】
好適には、作動組立体は、作動組立体を遠隔操作するための制御器をさらに含み得る。制御器は有線または無線の制御器であり得る。代替的に、ターンテーブルおよび作動部材制御器は、ターンテーブルおよび作動組立体の両方を制御するために単一の遠隔制御内に収容され得る。
【００５２】
好適には、モータ制御器は、中央処理装置、メモリ、少なくとも１つのシリアルポート、およびデジタルならびにアナログの両方のデジタルプログラム可能入出力を有する、マイクロコントローラと、マイクロコントローラに遠隔接続されたマスター制御パネルと、をさらに含む。マスター制御器は、少なくとも１つのユーザインターフェースと、流体流制御装置を操作または制御するために使用される少なくとも１つの定義されたパラメータを提示するよう構成されたディスプレイと、をさらに含み得る。
【００５３】
好適には、これらのモータのうちの各モータは、モータの温度を監視するためにモータの近傍に装着された温度センサをさらに含み得る。温度センサは、モータの加熱状態の稼働を防止するために制御器に接続された遮断システムをさらに含み得る。
【００５４】
好適には、消火、粉塵抑制、正圧換気、化学物質ならびにエアロゾルの噴霧、クラウドコントロールのための地域拒否兵器、工業洗浄、大気温度の冷却、または人工降雪のための用途に使用される場合、流体流制御装置は、車両に取り付けられた可動ブーム上のプラットフォーム上に装着され得る。
【００５５】
本発明は、本発明の好適な実施形態に関する、以下に提示される詳細から、および添付の図面から、さらに十分に理解されるであろう。しかしこれらの詳細および図面は、本発明を限定するものとして解釈されるべきではなく、単に説明および理解を目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施形態に係る流体流制御装置の空気入力端部の斜視図である。
【図２】図１の流体流制御装置の出力端部斜視図である。
【図３】図１の流体流制御装置の垂直移動を示す図である。
【図４】図１の流体流制御装置の垂直移動を示す図である。
【図５】１つのモータ組立体がモータ組立体の主要構成要素を示す分解図で示されている、図１の流体流制御装置の詳細側面図である。
【図６】図１の流体流制御装置の移動構成要素の分解斜視図である。
【図７】図１の外側ハウジングおよびモータ組立体の出力端部斜視図である。
【図８】図１の流体流制御装置の基部およびターンテーブルの斜視図である。
【図９】図１の流体流制御装置のモータ組立体のうちの１つのモータ組立体の斜視分解である。
【図１０】図１の流体流制御装置の装着環状部品に組み込まれる以前の組み立てられた状態にある図９のモータ組立体を示す図である。
【図１１】図９のモータ組立体の空気指向性ハウジングの分解図である。
【図１２】図１１の空気指向性ハウジングの組み立て図である。
【図１３】図１２の空気指向性ハウジングの平面図である。
【図１４】図１３の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る流体流制御装置の空気入力端部斜視図である。
【図１６】モータ組立体の主要構成要素を示す分解図で描画されたモータ組立体を示す、図１５の流体流制御装置の詳細側面図である。
【図１７】図１５の流体流制御装置の出力端部斜視図である。
【図１８】図１５の流体流制御装置の基部およびターンテーブルの斜視図である。
【図１９】図１５の流体流制御装置の環状部品および外側カウルに装着されたモータ組立体の分解図である。
【図２０】図１５の流体流制御装置の外側カウルの斜視図である。
【図２１】図１５の流体流制御装置の環状部品に装着されたモータ組立体の端面図である。
【図２２】図１５の流体流制御装置の環状部品に装着されたモータ組立体の他の端面図である。
【図２３】図２１のモータ組立体および環状部品の分解図である。
【図２４】下方の構造体の明瞭化のためにモータ組立体がから取り外された状態にある環状部品の斜視図である。
【図２５】環状部品基部から取り外された図２４の環状部品を示す図である。
【図２６】明瞭化のために他のすべての構造体が取り外された状態のモータ組立体および流体導管の斜視図である。
【図２７】図１５の流体流制御装置の単一のモータ組立体およびモータ装着ブラケットの斜視図である。
【図２８】流体流制御装置のファンモータ組立体の斜視図である。
【図２９】図２８のモータ組立体の主要構成要素の分解図である。
【図３０】図２８のファンモータ組立体のダクテッドファンハウジングの斜視図である。
【図３１】図２７のモータ組立体の指向性空気ハウジングの斜視図である。
【図３２】図１の流体流制御装置の環状部品に装着されたモータ組立体の端面図である。
【図３３】本発明の一態様に係る流体流制御装置の例示的使用を示す図である。
【図３４】本発明の流体流制御装置に対する制御システムを概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
単なる事例として与えられた以下の記載は、好適な実施形態（単数または複数）の発明主題に関するより正確な理解を提供するために、説明されたものである。
【００５８】
本発明について、消火のための流体流制御装置に関して、説明および図示する。しかし、本発明が多数の用途を有し、消火のための流体流制御装置にのみ限定されるものではないことが理解されるべきである。
【００５９】
１つの形態では、本発明は、増加された圧力を有する可変集中流を有する出力を提供する消火のための空気強制流体の流れを制御するための流体流制御装置２００を提供する。装置２００は、モータ装着環状部品７０の周囲で等距離点に装着され、かつ、長尺環状外側ケーシング２４０内に収容された、３つのモータ組立体５０を有する。環状外側ケーシング２４０は、モータ組立体５０を包囲し、かつモータ組立体５０から外向きに離間されるよう設計されており、そのためモータ組立体５０に対して環状空気通路を画成する。外側ケーシング２４０は、中心長手方向軸「Ａ」、周囲空気を受容するための実質的に開放された前方端部２４２、および、空気強制流体を放出するための実質的に開放された後方端部２４３を有する。モータ組立体５０および環状外側ケーシング２４０は、支持構造２２０に対して回転および垂直運動するよう装着される。流体流組立体８０は流体流入口８４および流体流出口８２を有する。流体流入口８４は支持構造２２０の近傍に取り付けられ、流体流出口８２は、長尺環状外側ケーシング２４０の開放後方端部２４３内で中心長手方向軸「Ａ」の近傍に配置される。ターンテーブル２１０は、支持構造２２０、モータ組立体５０、および環状外側ハウジング２４０が円弧状に回転可能となるよう、支持構造２２０に連結される。作動組立体２３０は、垂直運動を提供するために、環状外側ケーシング２４０およびモータ組立体５０を上昇および下降させるために使用される。作動組立体２３０は、支持構造２４０と長尺環状外側ケーシング２４０の外側表面２１４との間に連結される。
【００６０】
モータ組立体５０は、流体流制御装置２００の推進方向が最適化されるよう戦略的に装着環状部品７０に装着されている。外側ケーシング２４０は、開放前方端部２４２に設けられた空気入力領域、および、開放後方端部２４３にも受けられた空気出力領域の両方を有する。空気入力領域は後方収容フランジにより画成され、空気出力領域は前方カウルにより画成される。モータ装着フレーム７０は、外側ハウジング２４０内に配置され、外側ハウジング２４０の中心線を通る長手方向中心軸「Ａ」の周りで延長する。
【００６１】
図１および図２では、周囲空気入力端部２４２（図１）側からの流体流制御装置２００、および空気強制流体出力端部２４３（図２）側からの流体流制御装置２００の両方が示されている。流体流制御装置２００は、モータ組立体５０がモータ装着環状部品７０の周りで等しく離間された状態で装着された３つのモータ組立体５０を有する。図示されているように、各モータ組立体５０の中心を通る中心線は、各中心線間が１２０度の角度となるよう環状部品７０の周りに等しく離間されている。環状部品７０の周りにおけるこの角度変位は１２０度であるが、他の組み合わせも利用され得、各組み合わせが、利用されるモータ組立体５０の個数に、および、流体流制御装置２００が適用される特定的な用途に、大きく依存することは理解されるであろう。
【００６２】
各モータ組立体５０は、各モータ組立体５０上に設けられたファン流入フランジ５２を通して周囲空気を引き入れるファンロータまたはインペラ５１を有する。各ファン流入フランジ５２は、流体流制御装置２００の周囲空気流入口領域２４２の近傍に配置され、後方収容フランジを縁取る。モータ組立体５０はモータ装着環状部品７０内に装着され、環状外側ハウジング２４０はモータ装着環状部品７０の周りに装着される。装着環状部品７０は環状外側ハウジング２４０の内部表面２４７に当接し、開放空気流入端部２４２に向かって装着される。外側ハウジング２４０は、流体流制御装置２００から発して流体流制御装置２００を通る空気の流れを集中させるよう設計された円柱管形状のハウジングである。代替的に、外側ハウジング２４０またはナセル２４０は、流体流制御装置２００から発し流体流制御装置２００を通過する空気の流れを集中させるためのチャンバとして使用される空気力学的形状を有する環状ハウジングである。
【００６３】
外側ハウジング２４０は、支持構造体２２０の直立支持体２２２に対して外側ハウジング２４０およびモータ組立体５０を枢動可能に装着するために下方外側表面２４１から延長する装着組立体２４４を有する。直立支持体２２２は支持基部２２１上で離間し、外側ハウジング２４０の装着組立体２４４を受容するための凹陥部を直立支持体２２２間に画成する。回転軸２２６（図６）は、外側ハウジングおよびモータ組立体５０が上下に枢動されることが可能となるよう、各直立部分２２２に設けられたアパーチャ２２８に装着されたベアリング組立体を通して、および装着組立体２４４に設けられたアパーチャ２４６を通して、挿入される。軸２２６は固定装置２２３により定位置に固定される。代替的に、回転軸２２６は、枢動運動するよう長尺環状外側ケーシング２４０の装着組立体２４４を支持するために、各直立部分２２２に設けられたアパーチャ２２８を、および、装着組立体２４４に設けられた対応するアパーチャ２４６を、通るジャーナル軸２２６であり得る。
【００６４】
外側ハウジング２４０およびモータ組立体５０に対して枢動運動を提供するために、作動組立体２３０が外側ハウジング２４０と支持構造２２０との間に接続される。作動組立体２３０は、延長バネ棒および装着ブラケット２３２、２３３を有する線形アクチュエータ２３１を含む。装着ブラケット２３２は支持構造体２２０の支持基部２２１上に設けられたブラケット２２４に対して枢動可能に装着される。装着ブラケット２３３は延長バネ棒の端部に装着され、外側ハウジング２４０の外側表面２４１上に設けられたブラケット２４５に対して枢動可能に装着される。アクチュエータ２３１の動作および延長バネ棒の伸長または収縮により、流体流制御装置２００の垂直角度位置が、動作のために要求される位置に適合するよう、上方または下方に調節されることとなる。
【００６５】
液圧アクチュエータ２３１が図示および記載されているが、他種類のアクチュエータ２３１も利用可能であることが理解されるべきである。例えば、流体流制御装置２００の垂直角度位置を上方または下方に調整し、それにより、動作のために要求される位置に適合するよう、延長バネ棒を伸長または収縮させるために、電動アクチュエータまたは空気アクチュエータおよび関連する構成要素も使用され得る。
【００６６】
図３および図４では、外側ハウジング２４０が支持構造体２２０の軸２２６の周りに回転する様子が示されている。外側ハウジング２４０の中心を通る中心軸「Ａ」により、アクチュエータ２３１の動作、および延長バネ棒の伸長または収縮により、流体流制御装置２００の垂直角度位置が、動作に要求される位置に適合するよう、上方または下方に調整されるときの、外側ハウジング２４０の傾斜動作が示されている。図３では、上方に位置された外側ケーシングが示されており、中心軸「Ａ」は支持構造２２０の左側面に対しておよそ４０度の角度をなす。図４では、下方に位置された外側ケーシングが示されており、中心軸「Ａ」は支持構造２２０の右側面に対しておよそ４０度の角度をなす。流体流制御装置２００は外側ハウジング２４０およびモータ組立体５０を円弧状に４０〜８０度の範囲で移動させる能力を有する。
【００６７】
最終的に円弧の周りに流体流制御装置２００を回転させるためにターンテーブル２１０は、支持表面に対して装着されるかまたは装着可能である固定基部部分２１１と、支持構造体２２０の支持基部２２１に対して固定された回転可能部分と、からなる。ターンテーブル２１０は、流体流制御装置２００が流体流制御装置２００の垂直軸の周りに時計方向および反時計方向に動くことを可能にする。
【００６８】
図２では、流体流制御装置２００の強制空気および流体流出端部２４３が示されている。この端部から、モータ組立体５０の一方の端部に取り付けられた空気送達ハウジング２６０が示されている。各モータ組立体５０は、長手方向中心軸を中心とする直列に流体連通する状態で、ファン組立体９７および空気送達組立体２５０を有する。ファンモータ端部外側ハウジング２５５はファン組立体９７に取り付けられ、各モータ組立体５０からのファン強制空気を誘導および集中させるために空気送達ハウジング２６０に対して直列に接続する。図２で示されているように、流体送達マニホールド８０は、流体流入管８１によりＴ字接合部８３および流体流出口８２に接合された流体流入口８４を含む。
【００６９】
図５では、流体流制御装置２００に関するより詳細な図面が図示され、ここでは、モータ組立体５０のうちの１つのモータ組立体５０が分解図で示されている。なお明瞭化のために、支持構造体２２０、作動組立体２３０、およびターンテーブル２１０は除外されている。
【００７０】
各モータ組立体５０は、ファン流入フランジ５２、ファン組立体９７、および空気送達組立体２５０を有する。ファン流入フランジ５２は空気ストリームをファン組立体９７に誘導するよう設計されている。ファン流入口または吸気口５２は、自由ストリーム空気または周囲空気がファン組立体９７に引き込まれるようホーン形状である。流入口または吸気口５２はファン組立体９７の上流に位置し、流入口５２は流れに対して作用しないが、流入口性能はモータの正味推進力に強力な影響を有する。ファン組立体９７は共通シャフトを有し、その共通シャフトにより、ファンモータ５４は、周方向に離間した複数のファンブレードを有するファンロータ５１を駆動する。
【００７１】
ファン組立体９７は、ロータコーン５６、ファンロータまたはインペラ５１、ファンモータ５４、ダクテッドファンハウジング５９、および尾部またはａｆｔコーン５５を含む。ロータコーン５６およびファン流入フランジ５２は、ファン５１に進入する際に空気流を層状または滑らかな状態に保つ。これによりダクテッドファンユニットの効率が向上する。ファンロータ５１またはインペラの回転は、ファン組立体９７を通して空気を駆動する。ダクテッドファンハウジング５９は空気流を含み、空気流を空気指向性組立体２５０に向かって誘導する。このハウジングの輪郭または形状は、ダクテッドファン組立体９７の効率に対して重要である。ダクテッドファンハウジング５９は、固定ブレード９１を通過する際に空気流を直線化するステータまたは固定ファンブレード９１もダクテッドファンハウジング５９内に含む。ファン組立体９７がシュラウド内に収容されているときにファンブレード５１が回転すると空気が径方向および軸方向に移動される。空気がこのように回転することにより乱流が発生し得、その結果、ダクテッド空気ファン組立体９７の効率が低下することとなるであろう。ステータまたは固定ファンブレード９１は、ブレード・ハウジング間の隙間が最少化されるようファンロータブレード５１を中心に置くために、および、出力推進力が最大化されるようための内径を提供するために、設計される。固定子または固定ファンブレード９１は乱流の低減化も支援する。
【００７２】
ファンモータ５４は、ファンロータ５１を回転させるトルクを提供する。液圧ファンモータ５４が図示されているが、しかしファンモータ５４が液圧により動力供給されるもののみに限定されるものではないことが理解されるであろう。他の機動力または種類のファンモータ５４は例えば、電動モータ、または、空気圧力により駆動される空気ファンモータを含む。代替的に、ファンモータ５４は高圧流体により駆動され得る。例えば、軸流ファンを駆動するシャフトの前端部に設けられた水力駆動径方向流入タービンが挙げられる。ファンモータ５４は交流または直流のいずれかにより駆動され得る。ａｆｔコーン５５は、ファンモータ５４を通過する空気により生じる乱流を低減または最少化する。
【００７３】
各モータ組立体５０は、ファン組立体９７のいずれかの側に取り付けられ、かつ、装着ボルト５８によりモータ装着環状部品７０に保持される、ブラケット５３により、装着されるかまたは装着可能である。３つのモータ組立体５０の全部はモータ装着環状部品７０の周りに同様の様式で保持される。モータ装着環状部品７０は装着組立体２４４を通して支持構造体２２０に装着される。
【００７４】
空気送達組立体２５０は、ファン組立体９７により生成された空気を、開放端部または空気流出口２４３を通して流出させ、空気出力領域へと誘導する。空気送達組立体２５０は、ファン組立体９７の後方端部に装着されるかまたはファン組立体９７の後方端部に当接する、一方の端部２５１と、各モータ組立体５０上の空気流出端部を形成し、かつ、外側ハウジング２４０の出力端部またはカウル２４３内かまたは出力端部またはカウル２４３の近傍に配置される、対向する端部２５２と、を有する。空気送達組立体２５０はファンモータ端部ハウジング２５５および空気送達ハウジング２６０からなる。ファンモータ端部ハウジング２５５の一方の端部２５１はファン組立体９７に対して当接し、対向端部２５８は空気送達ハウジング２６０の端部２６６内で受容される。ファンモータ端部ハウジング２５５は、実質的に均一な断面形状を有する長手方向に延長する環状ハウジングである。ハウジング２５５は、ファン組立体９７からの空気流を密閉し、空気送達ハウジング２６０に向かって誘導する。
【００７５】
各モータ組立体５０の空気送達ハウジング２６０は、各モータ組立体５０の長手方向中心軸の周りに形成された環状外側ハウジング２６０である。環状外側ハウジング２６０は、ファンモータ端部ハウジング２５５を受容するための実質的に開放された第１端部２６６と、ファンブレード５１により圧縮された周囲空気の部分を放出するための実質的に開放された第２端部２５２と、を有する。中央本体２６２、２６３、２６４は、環状外側ハウジング２６０の長手方向中心軸に沿って延長し、環状外側ハウジング２６０と中央本体２６２、２６３、２６４との間で径方向に延長する複数の周方向に離間した支柱２６１により支持される。
【００７６】
図５にも示されているように、外側ハウジング２４０の前端部または空気流出端部２４３には、流体が、モータ組立体５０からの空気推進により影響されることが可能となるよう、流体流組立体８０が配置される。流体流組立体８０は、流体流入口８４、配管８１、Ｔ字接合部品８３、および流体流出口８２からなる。流体流出口８２およびＴ字接合部品８３は外側ハウジング２４０の中心を通る中心線軸に対して実質的に位置合わせされている。流出口８２に対して反対側にあるＴ字接合部８３の端部はモータ装着環状部品７０の中央支持体７６に固定される。流入口８４は支持構造体２２０に装着されたブラケット（図示せず）に固定されるかまたは流体槽に接続されたホースに単に取り付けられる。流体流組立体８０は、流体流制御装置２００が定位置へと誘導される際に後退して流体ホース（図示せず）を放出するよう設計された流体流入口８４に固定された汎用枢動アタッチメントを含み得る。
【００７７】
図６では、流体流制御装置２００の主要構成要素の分解図が示されている。外側ハウジング２４０内に収容されたモータ組立体５０と、支持構造体２２０と、ターンテーブル２１０と、モータ組立体５０および外側ハウジング２４０を垂直方向に上または下に移動させるための作動組立体２３０と、が示されている。上述のように外側ハウジング２４０は、支持構造体２２０の直立部分２２２に設けられたアパーチャ２２８を通って延長する枢動軸２２６と、装着組立体２４４の基部または底部から延長する外側ハウジング２４０と、の組み合わせにより、支持構造体２２０に対して枢動可能に装着されている。支持基部２２１は２つの直立突起形状の装着アーム部２２２を有し、装着アーム部２２２は軸２２６またはベアリングを受容するためのアパーチャ２２８を収容する。軸２２６は、ジャーナルベアリングとして、またはベアリング内で回転する単純な軸またはジャーナルとして、作用する。軸２２６は、ベアリング内で回転する。なおここで、軸２２６およびベアリングは潤滑剤の層により離間される。この実施形態では、ベアリング（図示せず）は、支持構造体直立部分２２２のアパーチャ２２８内に装着されるであろう。軸２２６は保持装置２２７により直立部分２２２内に保持される。保持装置２２７は軸２２６の端部内において螺入されるかまたは別様に固定される。
【００７８】
作動組立体２３０の一方の端部を装着するための取り付けアーム部２２４も支持基部２２１の一方の側面に取り付けられている。取り付けアーム部２２４は、任意の周知の装置または方法により（例えば、ネジにより、または支持基部２２１にボルトを通すことにより）、支持基部２２１に固定される。アクチュエータ２３１の枢動マウント２３２を装着突起２２５上に保持するための固定装置を受容するためのアパーチャを有する装着突起２２５が取り付けアーム部２２４の一方の端部から延長する。外側ハウジング２４０上に設けられた装着アーム部２４５に取り付けられる枢動マウント２３３が、アクチュエータ２３１の他方の端部にあり、延長バネ棒に取り付けられる。装着アーム部２４５は、外側ハウジング２４０の外側表面２４１の一方の側面から延長し、アクチュエータ２３１の枢動マウント２３３を装着突起２４５に対して保持するための固定装置を受容するためのアパーチャを有する装着突起２４６を有する。
【００７９】
図７では、モータ組立体５０が内部に装着され、かつ、支持構造２２０、ターンテーブル２１０、および作動組立体２３０が明瞭化のために取り外された状態で、外側ハウジング２４０が示されている。特に、枢動軸２２６を受容するためのアパーチャ２４６を有する装着組立体２４４が示されている。装着アーム部２４５が、外側ハウジング２４０の外側表面２４１の一方の側面から延長していること、および、装着突起２４６を有していることも、より詳細に示されている。外側ハウジング２４０は、外側ハウジング２４０の周縁部に沿って延長する外側表面２４１と、同様に内部表面２４７と、を有する。外側ハウジング２４０は、航空機エンジンナセルの設計と同様の方法で設計されている。外側ハウジング２４０の設計は、外部形状および流入口内側の幾何学的形状の両方に対して注意が払われることを要求する。基本的に外側ハウジング２４０は、モータ組立体５０を包囲する空気力学的構造体である。カウル後方収容フランジ２４２の外側曲率は内側輪郭形状と同様に重要である。外側カウル後方収容フランジ２４２は、ファンロータまたはインペラ５１の前方に配置され、モータ組立体５０を包囲し、かつ、モータ組立体５０に対して実質的に同一の広がりを持つ、外側ハウジング本体２４１に固定される。各ファン流入フランジ５２は、各ファン流入フランジ５２が、外側カウル後方収容フランジ２４２および外側ハウジング２４０に対して位置合わせされた状態で、または外側カウル後方収容フランジ２４２および外側ハウジング２４０の外側に、着座する外側カウル後方収容フランジ２４２を越えて延長する。ファン流入フランジ５２および３つのモータ組立体５０は、３つのファン流入フランジ５２の周りに描かれた略三角形の形状が形成されるよう、環状部品７０に配置される。外側カウル後方収容フランジ２４２に対してファン流入フランジ５２をどのように配置するかは、キャビテーションを発生させ得る不均等な空気圧を回避するにあたり重要である。外側ハウジング２４０は、軸方向に延長する環状ダクトを画成し、この環状ダクトは、空気送達組立体２５０のコアモータ放出面または端部２５２の上流側にある空気放出面または前方カウル２４３において終端する。
【００８０】
図８では、ターンテーブル２１０と、ターンテーブル２１０が回転可能に装着された支持構造体２２０と、が示されている。ターンテーブル２１０は、表面（図示せず）に対して装着されるかまたは装着可能である固定基部部分２１１を有する。固定基部部分２１１は、ターンテーブル２１０を表面に対して装着するための固着装置を受容するための、基部２１１の周囲の周りに配置された複数の装着アパーチャ２１６を有する。表面は、延長ブームまたはハシゴを有する車両であってもよく、または単に固定されたプラットフォームであってもよい。プラットフォーム型は、おもに流体流制御装置２００が利用される用途に依存する。ターンテーブル２１０は、支持構造２２０の支持基部２２１である回転区域も有する。円弧の周りに回転するために、固定基部部分２１１および回転基部部分または支持基部２２１は、回転底部部分または支持基部２２１が固定基部部分２１１の周りに時計方向および反時計方向に回転することを可能にするベアリング組立体２１２などの回転手段により離間される。
【００８１】
ターンテーブル２１０は、ターンテーブル２１０が時計方向および反時計方向の両方に駆動されることを可能にするための回転手段２１２に装着された駆動組立体２１３、２１４、２１５も有する。これらの駆動組立体は、回転手段２１２に取り付けられたスプロケットまたはピニオン２１５をギア２１３の周りに駆動するギア２１３液圧モータ２１４である。スプロケットまたはピニオン２１５は、ターンテーブル２１０上の固定基部部分２１１の周りの円形経路において固定的に保持されたギア２１３に対して係合する。スプロケットまたはピニオン２１５が回転すると、回転手段２１２が回転し、その結果、回転基部部分または支持基部２２１が回転することとなる。ターンテーブル２１０を回転させる動力が液圧流体であるものとして上述されてはいるが、他の動力手段は除外されない。例えば、ターンテーブル２１０を回転させる動力は、減速ギアボックスを通してスプロケットまたは駆動ベルトを駆動する電動モータにより提供されてもよい。代替的に、モータは高圧流体または空気圧力により駆動されてもよい。
【００８２】
ターンテーブル２１０は、流体流制御装置２００の回転運動を抑制するためのリミットスイッチ（図示せず）も有する。通常、電気式リミットスイッチは固定基部部分２１１上に配置され、回転基部部分または支持基部２２１および流体流制御装置２００の全回転を事前決定された角度回転に制限するよう設定され得る。例えば、流体流制御装置２００は、ターンテーブル２１０の過剰な回転を防止するために、時計方向および反時計方向の両方の動きをおよそ１８０度の円弧に制限し得る。代替的に、ターンテーブル２１０の回転を制限するためにターンテーブル２１０に対して固定された機械式リミットスイッチも利用され得る。
【００８３】
図９〜図１４では、それぞれの構成要素部品に分解されたモータ組立体５０が示されている。図９ではファン組立体９７および空気送達組立体２５０の分解図が示され、図１０では組み立てられたモータ組立体５０が示されている。ファン組立体９７およびファン流入フランジ５２は、以下の図２８〜図３０に関連連して説明するものと同一であり、ここでは繰り返さない。同様に、モータ装着環状部品７０に対する各モータ組立体５０の装着も以下の記載と同一であり、図３２に示されている。例えば、いずれかの端部における装着ブラケット５３は、ファンハウジング５９に対して装着ブラケット６５に対して装着されるかまたは装着可能であり、締結具６６により定位置に保持される。ブラケット５３の両端部は、モータ装着ブラケット５３をファンハウジング５９に固定するために締結具６６を受容するための螺刻アパーチャを有する。３つのモータ組立体５０の全部はモータ装着環状部品７０の周りに同様の様式で保持される。
【００８４】
空気送達組立体２５０は、ファン組立体９７により生成された空気を、開放端部または空気流出口２４３を通して流出させ、空気出力領域へと誘導する。空気送達組立体２５０は、ファン組立体９７の後方端部に装着されるかまたはファン組立体９７の後方端部に当接する一方の端部２５１と、各モータ組立体５０上の空気流出端部を形成する対向する端部２５２と、を有する。空気送達組立体２５０はファンモータ端部ハウジング２５５および空気送達ハウジング２６０からなる。ファンモータ端部ハウジング２５５の一方の端部２５１はファン組立体９７に対して当接し、対向端部２５８は空気送達ハウジング２６０の端部２６６内に受容される。ファンモータ端部ハウジング２５５は、実質的に均一な断面形状を有する長手方向に延長する環状ハウジングである。ハウジング２５５は、ファン組立体９７からの空気流を密閉し、空気送達ハウジング２６０に向かって誘導する。
【００８５】
各モータ組立体５０の空気送達ハウジング２６０は、各モータ組立体５０の長手方向中心軸の周りに形成された環状外側ハウジング２６０である。環状外側ハウジング２６０は、ファンモータ端部ハウジング２５５を受容するための実質的に開放された第１端部２６６と、ファンブレード５１により圧縮された周囲空気の部分を放出するための実質的に開放された第２端部２５２と、を有する。中央本体２６２、２６３、２６４は、環状外側ハウジング２６０の長手方向中心軸に沿って延長し、環状外側ハウジング２６０と中央本体２６２、２６３、２６４との間で径方向に延長する複数の周方向に離間した支柱２６１により支持される。環状外側ハウジング２６０、中央本体２６２、２６３、２６４、および支柱２６１は、流体流制御装置２００のための強制空気供給を提供するためにモータ組立体５０のうちの各モータ組立体５０のファンブレード５１により圧縮された空気を集中させるための形状を有する。
【００８６】
環状外側ハウジング２６０から径方向に延長する周方向に離間した支柱２６１は、中央本体部分２６２、２６３、２６４を、モータ組立体５０のうちの各モータ組立体５０の中心軸に沿って延長する姿勢において装着する。中央本体は、各モータ組立体５０から発した各モータ組立体５０を通る空気の流れを集中させるよう設計された３つの構成要素から形成される。第１円筒形状本体部分２６４は、環状外側ハウジング２６０の実質的な長さにわたり、環状外側ハウジング２６０の第１端部２５２と第２端部２６６との間で、モータ組立体５０の長手方向中心軸に沿って延長する。
【００８７】
円錐形状部分２６３は、第１本体部分２６４の第１端部から長手方向に離間する方向に延長し、その長さに沿って頂点までテーパする。組み立てられたとき、円錐形状部分２６４の頂点はファン組立体９７のファンモータ端部の近傍に配置される。この実施形態では、この頂端は丸められた形状を有するが、他の形状の頂点は除外されない。第１本体部分２６４の対向端部上には、丸みを帯びた半球状本体２６２が装着され、第１本体部分２６４から離間する方向に延長する。丸められた端部２６２は、外部に配置された点まで、環状外側ハウジング２６０の開放第２端部２５２から一定距離まで延長する。本体２６２は、開放第２端部２５２から一定距離まで外向きに延長し、各モータ組立体５０の長手方向に延長する中心軸に沿って継続する。
【００８８】
中央本体の構成要素が、円筒形状、円錐形状、および半球状の両方として説明されたが、他の形状も上記で中央本体構成要素２６２、２６３、２６４に対して利用され得る。
【００８９】
環状外側ハウジング２６０から中央本体部分２６２、２６３、２６４を装着する支柱２６１は、前縁部と、離間した後縁部と、を有する。支柱２６１の前縁部は、ファン組立体９７からの強制空気または圧縮空気により最初に接触される縁部である。同様に、支柱２６１の後縁部は、環状外側ハウジング２６０の流出端部２５２に向かって配置された縁部である。支柱２６１の前縁部および後縁部の両方は、各モータ組立体５０の中心を通過する長手方向中心軸に対して角度をなす状態で形成される。好適には、前縁部および後縁部の角度は１０度〜９０度の範囲である。より詳細には、支柱２６１の前縁部および後縁部は、各モータ組立体５０の中心を通過する長手方向中心軸に対して３０〜６０度の角度をなす状態で形成される。
【００９０】
支柱２６１が３つの支柱２６１を示す状態で図示されているが、４つ以上または２つ以下の支柱２６１が、外側環状部品２６０から中央本体２６２、２６３、２６４を支持するものであるかぎり、使用され得る。
【００９１】
他の形態では、図１５〜図３０では、ハウジング１６の周りにおける等距離地点に装着された複数のモータ組立体５０を備える流体流制御装置１０が示されている。モータ組立体５０は、流体流制御装置１０の推進方向が最適化されるよう戦略的にハウジング１６内に装着されている。ハウジング１６は、複数のモータ組立体５０を実質的にカバーする外側カウリング４０を有する。外側カウリング４０は空気入力領域および空気出力領域の両方を有する。空気入力領域は後方収容フランジ４１により画成され、空気出力領域は前方カウル４２により画成される。モータ装着フレーム７０は、外側カウリング４０内に配置され、外側カウリング４０の中心線を通過する軸３５の周りで延長する。
【００９２】
基部組立体２０は、ハウジング１６および複数のモータ組立体５０を支持する。流体流組立体８０は、基部組立体２０の近傍に取り付けられた流体流入口８４と、外側カウリング４０の中心線３５の近傍に、かつ、空気出力領域内に、配置された流体流出口８２と、を有する。ターンテーブル１８は、流体流制御装置１０が垂直軸周りに円弧状に回転することが可能となるよう、基部組立体２０に連結される。作動組立体１９は、ターンテーブル１８に対する流体流制御装置１０の角度位置を調整するために、基部組立体２０に連結される。
【００９３】
図１５および図１７では、全モータ組立体５０がモータ装着環状部品７０の周りで等しく離間されるよう装着された３つのモータ組立体５０を示す、流体流制御装置１０の、空気入力端部または後方および空気出力端部または前方の両方の斜視図が図示されている。図示されているように、各モータ組立体５０の中心を通る中心線は、各中心線間が１２０度の角度となるよう環状部品７０の周りに等しく離間されている。環状部品７０の周りにおけるこの角度変位は１２０度であるが、他の組み合わせも利用され得、各組み合わせが、利用されるモータ組立体５０の個数に、および、流体流制御装置１０が適用される特定的な用途に、大きく依存することは理解されるであろう。
【００９４】
本願は、例示されているように、消火に適用された場合に特に有用である。各モータ組立体５０は、各モータ組立体５０上に設けられたファン流入フランジ５２を通して空気を引き入れるファンロータまたはインペラ５１を有する。各ファン流入フランジ５２は、流体流制御装置１０の空気流入領域の近傍に配置され、後方収容フランジ４１を縁取る。モータ組立体５０はモータ装着環状部品７０内に装着され、外側カウル４０はモータ装着環状部品７０の周りに装着される。外側カウル４０は、流体流制御装置１０から発して流体流制御装置１０を通る空気の流れを集中させるよう設計された円柱管形状のカウリングである。代替的に、外側カウルまたはナセル４０は、流体流制御装置１０から発し流体流制御装置１０を通過する空気の流れを集中させるためのチャンバとして使用される空気力学的形状を有する環状カウリングである。外側カウル４０は、基部２０にボルト留めされた外側カウルコネクタ基部４３に装着された２つのファンカウル支持体４４を有する。ファンカウル支持体４４は、モータ組立体５０および外側カウリング４０を基部２０およびターンテーブル１８に装着するためにカウルコネクタ基部４３を通して接続された内部に環状部品装着ブラケット７１および装着ボルト４５を受容するためのアパーチャ４７を有する。
【００９５】
基部組立体２０は、基部が枢動されること、または上方もしくは下方に傾斜されることを可能にする、いくつかの構成要素からなる。基部組立体２０は、ハウジングとターンテーブル２３との間に取り付けられた枢動装着組立体を有する。作動組立体１９は、ターンテーブル１８に対する角度位置を調整するために、ハウジング１６を上下に動かす。枢動装着組立体は、ターンテーブル１８に固定された第１基部部分２４、２５、２６と、第１基部部分２４、２５、２６に対して枢動可能に装着された第２基部部分２６、２７、２８と、を有する。第１基部部分は、ターンテーブル１８の上部に固定された装着プレート２４を有する。２つの垂直直立ブラケット２５が装着プレート２４の両方の端部に装着されている。各ブラケット２５は、ベアリング組立体２６と、第２基部部分を第１基部部分に対して枢動可能に装着するために使用される枢動軸３８と、を含む。ベアリング組立体２６は、自動調心ベアリング組立体であり、１対のベアリング組立体２６のうちの半体を、１対のベアリングのうちの他方の半体が第２基部部分２７、２８に装着される状態で、形成する。
【００９６】
第２基部部分２６、２７、２８は、基部支持プレート２８の両端部に配置された２つの垂直傾斜ブラケット２７を有するモータ組立体基部支持体２８を有する。モータ組立体基部支持体２８および２つの垂直傾斜ブラケット２７は、垂直傾斜ブラケット２７内に配置されたベアリング組立体２６の周りに枢動される。枢動軸３８は基部組立体２０の両端部上に設けられた各ベアリング組立体２６内に配置される。自動調心ベアリング組立体２６は、自動調心ボールベアリング、球面ローラベアリング、または球面ローラ推進力ベアリングからなり得る。自動調心ボールベアリングは、内側リングおよびボール組立体が球形状の軌道を有する外側リング内に含まれた状態で構築される。この構成は、ベアリングが、軸もしくはハウジングの撓みまたは不適切な装着に起因する軽微な角度のずれを許容することを可能にする。球面ローラベアリングは、低摩擦での回転を可能にし、かつ、角度のずれを許容する、転がり軸受である。通常、これらのベアリングは、外側リングに対してずれている場合がある内側リングのボアにおいて回転軸を支持する。位置のずれは、外側リングおよび球面ローラの球面内部形状のために、可能である。球面ローラスラストベアリングは、低摩擦での回転を可能にし、かつ、角度のずれを許容する、スラスト型の転がり軸受である。ベアリングは、径方向負荷と、１方向における軸方向負荷と、を受け取るよう設計される。
【００９７】
第２基部部分をベアリング組立体２６および枢動軸３８の周りに動かすにあたり、作動組立体１９は、ターンテーブル１８に対する流体流制御装置１０の垂直角度位置を調整するために、第１基部部分と第２基部部分との間に装着される。作動組立体１９は、延長バネ棒３６を有する線形アクチュエータ２９を有する。延長バネ棒３６は傾斜架台３０を介して垂直傾斜ブラケット２７の上部に固定され、アクチュエータ２９の対向端部は固定端部ブラケット３１を介して基部支持体２８に固定される。アクチュエータ２９の動作および延長バネ棒３６の伸長または収縮により、流体流制御装置１０の垂直角度位置が、動作のために要求される位置に適合するよう、上方または下方に調節されることとなる。電動アクチュエータ２９が図示および記載されているが、他種類のアクチュエータ２９も利用可能であることが理解されるべきである。例えば、流体流制御装置１０の垂直角度位置を上方または下方に調整し、それにより、動作のために要求される位置に適合するよう、延長バネ棒３６を伸長または収縮させるために、液圧アクチュエータまたは空気アクチュエータおよび関連する構成要素も使用され得る。
【００９８】
最終的に円弧の周りに流体流制御装置１０を回転させるためにターンテーブル１８は支持表面に対して装着されるかまたは装着可能であり得る固定基部部分２１と、回転可能基部部分２３と、からなる。ベアリング２２などの回転手段が固定基部部分２１と回転可能基部部分２３との間に配置され、それにより、流体流制御装置１０は垂直軸周りに時計方向または反時計方向に動くことが可能となる。
【００９９】
図１６では、流体流制御装置１０に関するより詳細な図面が図示され、ここでは、モータ組立体５０のうちの１つのモータ組立体５０が分解図で示されている。なお明瞭化のために、基部組立体２０、およびターンテーブル１８は除外されている。
【０１００】
各モータ組立体５０は、ファン流入フランジ５２、ファン組立体９７、およびファン空気指向性カウル６０からなる。ファン流入フランジ５２は空気ストリームをファン組立体９７に誘導するよう設計されている。ファン流入口または吸気口５２は、自由ストリーム空気がファン組立体９７に引き込まれるようホーン形状である。流入口または吸気口５２はファン組立体９７の上流に位置し、流入口５２は流れに対して作用しないが、流入口性能はモータの正味推進力に強力な影響を有する。
【０１０１】
ファン組立体９７は、ロータコーン５６、ファンロータまたはインペラ５１、ファンモータ５４、ダクテッドファンハウジング５９、および尾部またはａｆｔコーン５５を含む。ロータコーン５６およびファン流入フランジ５２は、ファン５１に進入する際に空気流を層状または滑らかな状態に保つ。これによりダクテッドファンユニットの効率が向上する。ファンロータ５１またはインペラの回転は、ファン組立体９７を通して空気を駆動する。ダクテッドファンハウジング５９は空気流を含み、空気流を誘導する。このハウジングの輪郭または形状は、ダクテッドファン組立体９７の効率に対して重要である。ダクテッドファンハウジング５９は、固定ブレード９１を通過する際に空気流を直線化するステータまたは固定ファンブレード９１もダクテッドファンハウジング５９内に含む。ファン組立体９７がシュラウド内に収容されているときにファンブレード５１が回転すると空気が径方向および軸方向に移動される。空気がこのように回転することにより乱流が発生し得、その結果、ダクテッド空気ファン組立体の効率が低下することとなるであろう。ステータまたは固定ファンブレード９１は、ブレード・ハウジング間の隙間が最少化されるようファンロータブレード５１を中心に置くために、および、出力推進力が最大化されるようための内径を提供するために、設計される。ステータまたは固定ファンブレード９１は乱流の低減化も支援する。
【０１０２】
ファンモータ５４は、ファンロータ５１を回転させるトルクを提供する。電気ファンモータ５４が図示されているが、しかしファンモータ５４が電気ファンモータのみに限定されるものではないことが理解されるであろう。他の動力の形態およびファンモータ５４の種類は、例えば、作動液圧力により駆動される液圧モータ、または、空気圧力により駆動される空気ファンモータを含む。代替的に、ファンモータ５４は高圧流体により駆動され得る。例えば、軸流ファンを駆動するシャフトの前端部に設けられた水力駆動径方向流入タービンが挙げられる。ファンモータ５４は交流または直流のいずれかにより駆動され得る。ａｆｔコーン５５は、ファンモータ５４を通過する空気により生じる乱流を低減または最少化する。
【０１０３】
ファン空気指向性カウル６０は、ファン組立体９７により生成された空気を、前方カウルまたは空気流出口４２を通して流出させ、空気出力領域へと誘導する。ファン空気指向性カウル６０は、ファン組立体９７の後方端部に装着されるかまたはファン組立体９７の後方端部に当接する一方の端部６１と、空気流出口を形成し、かつ、前方カウル４２内におよび前方カウル４２の近傍に配置される対向端部６２と、を有する。ハウジング６３は、端部６２の前方に配置され、端部６２に対して当接する。ハウジング６３はコネクタアーム６４を介して端部６１に取り付けられる。コネクタアーム６４は、ハウジング６３が、端部６１から向かって、および端部６１から離間する方向に、移動可能または長手方向に延長することが可能となるよう適応される。これにより、各モータ組立体５０を通過するかまたは各モータ組立体５０から放出される特定の空気が効率的に制御され、前方カウル４２により画成された空気出力領域から流れる空気ストリームをユーザがさらに微調整することが可能となる。したがってハウジング６３は、コネクタアーム６４上に配置されたアクチュエータ（図示せず）により、流体流制御装置１０の要件または用途に関して決定された位置まで、自動的に伸長または収縮されることが可能である。代替的に、特定の用途に対する必要性が生じた場合には、ハウジング６３はコネクタアーム６４およびファン空気指向性カウル６０から完全に取り外されることが可能である。その一例としては、適度な距離における流体飽和を向上させる目的などが挙げられる。
【０１０４】
各モータ組立体５０は、ファン組立体９７のいずれかの側に取り付けられ、かつ、装着ボルト５８によりモータ装着環状部品７０に保持される、ブラケット５３により、装着されるかまたは装着可能である。３つのモータ組立体５０の全部はモータ装着環状部品７０の周りに同様の様式で保持される。モータ装着環状部品７０は、外側カウル４０に設けられたアパーチャ４７を通り、かつ、ボルト４５によりモータ基部コネクタプレート４３に固定された、装着ブラケット７１により、外側カウル支持体４４を通して装着される。次にモータ基部コネクタプレート４３はボルト４６によりモータ組立体基部支持体２８に固定されるであろう。
【０１０５】
図１６にも示されているように、ハウジング１６の前端部または空気流出端部には、流体が、モータ組立体５０からの空気推進により影響されることが可能となるよう、流体流組立体８０が配置される。流体流組立体８０は、流体流入口８４、配管８１、Ｔ字接合部品８３、および流体流出口８２からなる。流体流出口８２およびＴ字接合部品８３はハウジング１６の中心を通る中心線軸３５に対して実質的に位置合わせされている。流出口８２に対して反対側にあるＴ字接合部の端部はモータ装着環状部品７０の中央支持体７６に固定される。流入口８４は基部組立体２０に装着されたブラケット（図示せず）に固定される。流体流組立体８０は、流体流制御装置１０が定位置へと誘導される際に後退して流体ホース（図示せず）を放出するよう設計された流体流入口８４に固定された汎用枢動アタッチメントを含み得る。
【０１０６】
図１８には、基部組立体２０、ターンテーブル１８、および作動組立体１９が示されている。ターンテーブル１８は、表面（図示せず）に対して装着されるかまたは装着可能である固定基部部分２１を有する。表面は、延長ブームまたはハシゴを有する車両であってもよく、または単に固定されたプラットフォームであってもよい。プラットフォーム型は、おもに流体流制御装置１０が利用される用途に依存する。ターンテーブル１８は装着プレート２４に装着された回転基部部分２３も有する。円弧の周りに回転するために、固定基部部分２１および回転基部部分２３は、回転底部部分２３が固定基部部分２１の周りに時計方向および反時計方向に回転することを可能にするベアリング組立体２２などの回転手段により離間される。
【０１０７】
ターンテーブル１８は、ターンテーブルが時計方向および反時計方向の両方に駆動されることを可能にするための回転手段２２に装着された駆動組立体（図示せず）も有する。通常、ターンテーブル１８を回転させる動力は、減速ギアボックスを通してスプロケットまたは駆動ベルトを駆動する電動モータにより提供される。スプロケットまたは駆動ベルトは、ターンテーブル１８上の回転基部部分２３の周りの円形経路において固定的に保持されたチェーンまたは軌道に対して係合する。スプロケットまたは駆動ベルトが回転すると、回転基部部分２３が回転させられる。代替的に、電動モータが単にベアリング組立体２２に取り付けられたギアを駆動し、それによりターンテーブル１８が回転し得る。
【０１０８】
駆動モータは上述のように交流または直流により駆動されてもよく、または代替的にモータは作動液圧力、高圧流体、または空気圧力により駆動されてもよい。ターンテーブル１８は、流体流制御装置１０の回転運動を抑制するためのリミットスイッチ（図示せず）も有する。通常、電気式リミットスイッチは固定基部部分２１上に配置され、回転基部部分２３および流体流制御装置１０の全回転を事前決定された角度回転に制限するよう設定され得る。例えば、流体流制御装置１０は、ターンテーブル１８の過剰な回転を防止するために、時計方向および反時計方向の両方の動きをおよそ１８０度の円弧に制限し得る。代替的に、ターンテーブル１８の回転を制限するためにターンテーブル１８に対して固定された機械式リミットスイッチも利用され得る。
【０１０９】
上述の基部組立体２０は、２つの構成要素、すなわち枢動装着組立体およびターンテーブル１８からなる。枢動装着組立体は、ターンテーブル１８に固定された第１基部部分２４、２５、２６と、第１基部部分２４、２５、２６に対して枢動可能に装着された第２基部部分２６、２７、２８と、を有する。図１８には、第１基部部分の詳細図が示されており、ここでは、装着プレート２４はターンテーブル１８の回転基部部分２３の上部に固定されている。第２基部部分２６、２７、２８は、枢動軸３８およびベアリング組立体２６により、第１基部部分に対して枢動可能に装着されている。それにより、第２基部部分および流体流制御装置１０は、垂直平面において上方および下方に動くことが可能である。基部支持プレート２８には、いくつかの装着アパーチャ３３、３４が示されており、これらの装着アパーチャ３３、３４は、モータ環状部品７０および外側カウリング４０を基部支持プレート２８に装着するために利用される。４つのアパーチャ３３は、ファンカウルコネクタ基部４３を基部支持プレート２８に固定するボルト４６を受容するよう適応される。４つのアパーチャ３４は、モータ環状部品７０およびモータ組立体５０を基部支持プレート２８に固定するボルト４５を受容するよう適応される。対をなすアパーチャ３４は、モータ環状部品７０の基部支持プレート２８に設けられたスロットにより接合され、流体流制御装置１０を中心に配置して固定するために、ボルト４５を受容する。アパーチャ３４間のスロットは、各ファンモータ５４に対して動力を接続するために利用され得る。例えば、電流により動力が供給される装置の場合には、各ファンモータ５４のそれぞれに対して電力を供給するために、配線がスロットを経由して環状部品７０へと通され得る。
【０１１０】
図１８には、作動組立体もより詳細に示されている。上述のように第２基部部分をベアリング組立体２６および枢動軸３８の周りに動かすにあたり、作動組立体１９は、ターンテーブル１８に対する流体流制御装置１０の垂直角度位置を調整するために、第１基部部分と第２基部部分との間に装着される。線形アクチュエータ２９は、固定端部ブラケット３１およびアクチュエータ基部プレート３２を介して基部支持体２８に固定される。基部プレート３２は装着ネジ３９により基部支持プレート２８に固定され、次に固定端部ブラケット３１は基部プレート３２に固定される。これにより、アクチュエータ２９の一方の端部が固定され、対向端部または延長バネ棒端部３６は傾斜架台３０を介して垂直傾斜ブラケット２７の上部に装着される。アクチュエータ２９の動作および延長バネ棒３６の伸長または収縮により、流体流制御装置１０の垂直角度位置が、動作のために要求される位置に適合するよう、上方または下方に調節されることとなる。作動組立体１９は、ターンテーブル１８に対する角度位置を調整するために、ハウジング１６を上下に動かす。作動組立体１９は、アクチュエータ２９の伸長を制限するための、電気式または機械式のいずれかのリミットスイッチも含む。
【０１１１】
図１９〜図２５には、モータ環状部品７０、モータ組立体５０、および外側カウリング４０がより詳細に示されている。図１９および図２０では、外側カウリング４０は、カウリング４０の周縁部の周りに延長する外側表面４８と、同様に、内部表面４９と、を有する。外側カウリング４０は、航空機エンジンナセルの設計と同様の方法で設計されている。外側カウリング４０の設計は、外部形状および流入口内側の幾何学的形状の両方に対して注意が払われることを要求する。基本的に外側カウル４０は、モータ組立体５０を包囲する空気力学的構造体である。カウル後方収容フランジ４１の外側曲率は内側輪郭形状と同様に重要である。外側カウル後方収容フランジ４１はファンロータまたはインペラ５１の前方に配置され、外側カウル後方収容フランジ４１は、モータ組立体５０を包囲し、かつ、モータ組立体５０に対して実質的に同一の広がりを持つ、外側カウル本体４８に固定される。各ファン流入フランジ５２は、各ファン流入フランジ５２が、外側カウル後方収容フランジ４１および外側カウリング４０に対して位置合わせされた状態で、または外側カウル後方収容フランジ４１および外側カウリング４０の外側にある状態で、着座するよう、外側カウル後方収容フランジ４１を越えて延長する。ファン流入フランジ５２および３つのモータ組立体５０は、３つのファン流入フランジ５２の周りに描かれた略三角形の形状が形成されるよう、環状部品７０に配置される。外側カウル後方収容フランジ４１に対してファン流入フランジ５２をどのように配置するかは、キャビテーションを発生させ得る不均等な空気圧を回避するにあたり重要である。外側カウル４０は、軸方向に延長する環状ダクトを画成し、この環状ダクトは、ファン空気指向性カウル６０のコアモータ放出面または端部６２の上流側にある空気放出面または前方カウル４２において終端する。
【０１１２】
外側カウル４０は、モータ環状部品装着ブラケット７１および関連する装着ボルト４５を受容するために、２つのスロット状のアパーチャ４７を有する。アパーチャ４７は内側表面４９から外側表面４８まで外側カウル４０を貫通する。ファンカウル支持体４４は、外側カウル４０の底部表面から延長し、外側カウル４０の底部に設けられたアパーチャ４７に対して位置合わせされている。環状部品装着ブラケット７１および装着ボルト４５は、アパーチャ４７を貫通する。環状部品７０がファンカウルコネクタ基部４３に対して装着されるかまたは装着可能であり得る。
【０１１３】
図２１および図２２には、モータ組立体５０を有する環状部品７０の背面図および正面図が示されている。環状部品７０は中央コア支持体７６を有し、中央コア支持体７６から３つの環状部品モータ装着アーム部７２が、中心から環状部品内側表面７４まで外向きに延長する。モータ補強アーム７９が環状部品モータ装着アーム部７２から延長し、モータ補強アーム７９に対してモータ組立体５０が固定される。モータ補強アーム７９は、一方の端部において環状部品モータ装着アーム部７２に固定され、他方の端部において環状部品７０の内側表面７４に固定される。各モータ組立体５０は、環状部品内側表面７４と、環状部品モータ装着アーム部７２、中央コア支持体７６、およびモータ補強アーム７９のうちの少なくとも１つと、上に、または、これらにより、支持される。環状部品７０の中心を通りその周りを通過する任意の空気に対して流線型化された進入を提供するために、モータ環状部品７０の後方端部において、コーン７３が中央コア支持体７６の端部の上方に配置される。
【０１１４】
図２２には、モータ組立体５０が環状部品７０の周りにおいて等距離に装着された状態にある、環状部品７０の前部または空気流出端部が示されている。モータ組立体５０は、各モータ組立体５０の外側の周りに一定距離延長する装着アーム部５３によりモータ補強アーム７９に装着される。ボルト５８は、モータ組立体５０および装着アーム部５３をモータ補強アーム７９に固定する。この端部からは、流体流組立体８０も、環状部品７０の中央に配置され、一方の端部において中央コア支持体７６に装着される。流体流入口８４は基部組立体２０のおよそ近傍に配置され、流体流入管８１は環状部品７０の中心に向って上向きに延長する。Ｔ字接合部品８３は、Ｔ字接合部品８３の一方の端部が流体流出口８２に向かって延長し、かつ、他方の端部が中央コア支持体７６に装着される状態で、流体流入管８１の端部に対して装着される。
【０１１５】
流体流出口８２からの放出時における流体流の方向および特性を制御するために、ノズル（単数または複数。図示せず）が流体流出端部８２上に装着され得る。通常、ノズルは単に、断面積が変動し、かつ、流体（液体または気体）の流れを誘導または変更させるために使用される管またはチューブである。ノズルは、多くの場合、ノズルからの流出時におけるストリームの流れの速度、スピード、質量、形状、および／または圧力を制御するために使用される。本発明は、流体流出口８２の端部におけるノズルの有無に関わらず、使用が可能である。ノズルは流体流制御装置１０、２００が利用される用途に応じて使用される。例えば、消火用途に使用される場合、ノズルは、鎮火のために消火流体を分散させるために使用されるであろう。ノズルは、モータ組立体からの推進力と組み合わされると、高速度流体ストリームを提供する。この高速度流体ストリームは、高温および強烈な火炎のために鎮火のために消火隊が充分に接近することが不可能である場合には、消火において極めて有用である。ノズル（単数または複数）は、ノズルから放出される流体ストリームを変化させるために遠隔制御されてもよい。ノズルは、流体の要求される出力に適合するよう、異なる用途に対して相互交換可能であってもよい。例えば、発泡ノズルが消火用途において使用され得る。
【０１１６】
図２３には、モータ環状部品７０および３つのモータ組立体５０の分解斜視図が示されている。モータ組立体５０が環状部品７０から取り外された状態で、ボルト５８がそこを貫通してモータ組立体５０および装着アーム部５３をモータ補強アーム７９に固定する装着アパーチャ７５が示されている。これは、環状部品７０が示される図２４および図２５においてさらに図示されている。
【０１１７】
図２５においても示されているように、環状部品装着ブラケット７１は環状部品７０の底部から取り外されている。環状部品装着ブラケット７１は、ボルト４５を受容するためにブラケット７１を上部から底部まで貫通するアパーチャ７７を有する。装着ボルト４５は、環状部品７０がファンカウルコネクタ基部４３に対して装着されるかまたは装着可能となるよう、アパーチャ７７と、環状部品７０にも受けられた対応するアパーチャ７８と、を通り抜ける。
【０１１８】
図２６〜図３１には、構成要素部品に分解された状態のモータ組立体５０が示されている。図２６には、モータ装着環状部品７０から取り外された３つのモータ組立体５０が示されている。流体流組立体８０と、流体流入口８４、流入管８１、Ｔ字接合部品８３、および流体流出口８２を含む、流体流組立体８０の構成要素部品と、も図２６において示されている。上述のように、Ｔ字接合部品８３は、Ｔ字接合部品８３の一方の端部が流体流出口８２に向かって延長し、かつ、他方の端部が中央コア支持体７６に装着される状態で、流体流入管８１の端部に対して装着される。
【０１１９】
各モータ組立体５０は、ファン流入フランジ５２、ファン組立体９７、およびファン空気指向性カウル６０を含む。ファン流入フランジ５２は空気ストリームをファン組立体９７に誘導するよう設計されている。図２７には、ファン組立体９７のいずれかの側に取り付けられ、かつ、アパーチャ６９にボルト５８を装着することによりモータ装着環状部品７０に保持される、ブラケット５３が示されている。いずれかの端部における装着ブラケット５３は、ファンハウジング５９に対して、装着ブラケット６５に対して、装着されるかまたは装着可能であり、締結具６６により定位置に保持される。ブラケット５３の両端部は、モータ装着ブラケット５３をファンハウジング５９に固定するために締結具６６を受容するための螺刻アパーチャを有する。３つのモータ組立体５０の全部はモータ装着環状部品７０の周りに同様の様式で保持される。
【０１２０】
図２８および図２９には、それぞれ、流体流制御装置１０、２００において利用されるファン組立体９７の斜視側面図および分解斜視図が示されている。ファン組立体９７は、ロータコーン５６、ファンロータまたはインペラ５１、ファンモータ５４、ダクテッドファンハウジング５９、尾部またはａｆｔコーン５５、装着ブラケット６５、および締結具６６を含む。ロータコーン５６およびファン流入フランジ５２は、ファン５１に進入する際に空気流を層状または滑らかな状態に保つ。ファンモータ５４に動力供給するための動力導入口５７も図２８および図２９に示されている。液圧式または他の形態の駆動源が使用される場合、導入口は対応するホースまたは送気管導入口５７となるであろう。ファンロータ５１またはインペラの回転は、ファン組立体９７を通して空気を駆動する。ファンモータ５４は、ファンロータ５１を回転させるトルクを提供する。ファンモータ駆動軸６７はファンモータ５４の前端部から延長する。駆動軸６７はファンハウジング５９を通り抜け、インペラまたはファン５１に取り付けられたインペラ駆動連結部６８内に配置される。ロータコーン５６は、ファン５１をファンモータ駆動軸６７に固定するために、インペラ駆動連結部６８の前端部に固定される。
【０１２１】
電気ファンモータ５４が図示されているが、しかしファンモータ５４が電気ファンモータのみに限定されるものではないことが理解されるであろう。モータ５４に動力供給する他の形態は、例えば、作動液圧力、水圧、または、空気圧力によるものを含む。ファンモータ５４は交流または直流のいずれかにより駆動され得る。ａｆｔコーン５５は、ファンモータ５４を通過する空気により生じる乱流を低減または排除する。
【０１２２】
図３０には、空気流を含み、モータ組立体５０を通して空気流を誘導する、ダクテッドファンハウジング５９が示されている。このハウジングの輪郭または形状は、ダクテッドファン組立体９７の効率に対して重要である。ダクテッドファンハウジング５９は、通過する際に空気流を直線化するステータまたは固定ファンブレード９１もダクテッドファンハウジング５９内に含む。ファン組立体９７がシュラウド内に収容されているときにファンブレード５１が回転すると空気が径方向および軸方向に移動される。空気がこのように回転することにより乱流が発生し得、その結果、ダクテッド空気ファン組立体の効率が低下することとなるであろう。ステータまたは固定ファンブレード９１は乱流の低減化も支援する。ファンステータブレード９１は、一方の端部においては、ダクテッドファンハウジング内側表面９０に対して保持され、他方の端部においては、中央支持体９２に対して保持される。中央支持体９２は、一方の側からはファンモータ駆動軸６７を、および反対側からはインペラ駆動連結部６８を、受容するためのアパーチャ９３もハウジング５９の中心に有する。
【０１２３】
図３１には、ファン組立体９７から生成された空気を前方カウルまたは空気流出口４２を通して流体流制御装置１０の空気出力領域へと外部に誘導するファン空気指向性カウル６０が示されている。ファン空気指向性カウル６０は、ファン組立体９７の後方端部に装着されるかまたはファン組立体９７の後方端部に当接する一方の端部６１と、空気流出口を形成し、かつ、前方カウル４２内におよび前方カウル４２の近傍に配置される対向端部６２と、を有する。ハウジング６３は、端部６２の前方に配置され、端部６２に対して当接する。ハウジング６３はコネクタアーム６４を介してファン組立体９７の後方端部に当接する端部６１に取り付けられる。端部１０５は、ハウジング６３と空気流ファンカバー１０３との間に間隙が存在するよう、空気流ファンカバー１０３から一定距離だけ離間する。上述のように、コネクタアーム６４は、ハウジング６３が、端部６１に向かって、および端部６１から離間する方向に、移動可能または長手方向に延長することが可能となるよう適応される。
【０１２４】
コネクタアーム６４はアーム１０２によりハウジング６３に装着される。アーム１０２は、空気流ファンカバー１０３に向かって延長し、かつ、空気流ファンカバー１０３に取り付けられた、長手方向延長部材１０１を有する。ファン空気指向性カウル６０が形成されるよう、ハウジング６３と、空気流ファンカバー１０３から一定距離に配置された端部１０５と、を接合および固定するために、スリーブ１０６は長手方向延長部材１０１を受容するための空気流ファンカバー１０３に装着される。アクチュエータ（図示せず）は、ハウジング６３が、端部６１に向かって、および端部６１から離間する方向に自動的に伸長するよう遠隔操作されることを可能にする。アクチュエータは、コネクタアーム６４上に、または空気流ファンカバー１０３上に、配置され得る。ハウジング６３が、空気流ファンカバー１０３に向かって、および空気流ファンカバー１０３から離間する方向に、延長することが可能となるよう、アクチュエータは好適にはスリーブ１０６と延長部材１０１との間に装着される。したがって、これにより、ハウジング６３の端部１０５とファン空気指向性カウル６０の空気流ファンカバー１０３との間の距離が自動的に変化することとなる。ハウジング６３の距離および位置における変化は、モータ組立体５０からの空気ストリームを、および、どのように空気ストリームが流体流制御装置１０に対して相互作用するかを、を制御する上で重要な要因であり、流体流制御装置１０からの流体の分散を制御する。これは、消火のために遠方において安定的なエアシャフト（ａｉｒ  ｓｈａｆｔ）を有する水および抑制剤の特定の送達を制御するにあたり特に重要である。
【０１２５】
同様に、特定の用途に対する必要性が発生した場合には、ハウジング６３はコネクタアーム６４およびファン空気指向性カウル６０から完全に取り外し可能である。その一例としては、適度な距離における流体飽和を向上させる目的などが挙げられる。また、ブレードが分離した場合にブレード断片を捕捉するために、ケブラー複合材料バリア（図示せず）が空気流ファンカバー１０３の周りに巻き付けられてもよい。
【０１２６】
空気流ファンカバー１０３の内側表面１０４は空気流ファンカバー１０３を通り抜けるアパーチャ１００を有する。アパーチャ１００は、電源ケーブル、ホース、または導管がファン空気指向性カウル６０を通り抜けてファンモータ５４に達することを可能にするために利用される。
【０１２７】
図３１の組立体において本質的に図示されているように、気圧差を生じさせ、それにより、一定距離にわたり空気の緻密な円柱を集中させるために、高圧空気はそれぞれ、ハウジング６３の外側と、中央と、を通過するであろう。
【０１２８】
図３３には、流体流制御装置１０、２００の例示的使用法が示されている。流体流制御装置１０、２００は、図示のように、建造物１４における鎮火のために消火活動において使用される。流体流制御装置１０、２００は、一方の端部において多関節アーム１２に対して取り付けられたプラットフォーム１５上に装着される。通常、多関節アーム１２は車両またはタンク車１３に取り付けられる。流体流制御装置１０、２００は建造物１４内の火に向かって集中された流体ストリーム１１を高速度で散布する。前述のように、流体流制御装置１０、２００は、空気強制流体ストリーム１１が、鎮火するにあたっての正確な姿勢を取るように、プラットフォーム１５の周りで円弧の周りに垂直方向に回転するよう、かつ、上下方向に垂直に動くよう、遠隔操作が可能である。
【０１２９】
車両１３は、タンク車１３として記載されているが、多数の異なる車両１３の形態を取り得る。車両１３は、それにより、もしくはその中で、人が移動するか、または物が搬送もしくは輸送されるための、任意の手段として解釈される。例えば、これは、任意の陸上、空中、または水中の車両を含み得、車両は有人または無人であり得る。例えば、無人の場合、流体流制御装置１０、２００は遠隔制御される車両上に装着され得、操作員が、安全な場所から遠隔的に装置を制御することが可能である。閉回路テレビジョン（ＣＣＴＶ）では、ビデオ・カメラを使用して信号の特定の場所に、限定された台数のモニタに対して、転送される。遠隔制御される車両は、クローラ軌道または類似した装置を両側に有するシャシーと、クローラ軌道または類似した装置を独立的に前進させるためにシャシー内に搭載されたモータと、を有する。
【０１３０】
図３４には、流体流制御装置１０、２００の制御可能な属性の全部を制御するよう設計された流体流れ制御システム１１０の概略ブロック図が示されている。当該システムの中核は、単に単一の集積回路上の小型コンピュータであるマイクロコントローラ１２０である。マイクロコントローラ１２０は、命令により指定された算術、論理、制御、および／または入出力（Ｉ／Ｏ）演算を実行することによりコンピュータプログラムの命令を実行するマイクロコントローラ１２０内の電子回路を提供する中央処理装置（ＣＰＵ）１２１を含む。マイクロコントローラ１２０はメモリおよびプログラム可能な入力／出力周辺装置も含む。代替的に、マイクロプロセッサ１２０は、マイクロコントローラと正確に同一の機能を実行するが単一の集積回路ではない、コンピュータ１２０により置き換えられ得る。コンピュータ１２０は、コンピュータ１２０を形成するよう接合されたいくつかの個別の回路からなる。
【０１３１】
マイクロコントローラ１２０の入出力周辺装置のうちの１つの周辺装置は温度検出回路１２２である。温度検出回路１２２は、各ファンモータ５４の近傍に配置された温度センサ１２３に接続された入出力からなる。温度検出回路１２２は、最大作動温度が超過された場合にファンモータ５４を遮断するよう設計された遮断回路を含む。他の入出力は、ケーブル１１９によりマイクロコントローラ１２０に接続された主要コントロールパネル１１１に対する入出力である。代替的に、ケーブル１１９は、マイクロコントローラ１２０および主要コントロールパネル１１１に組み込まれたワイヤレス通信技術の使用により置き換えられ得る。ワイヤレス通信は、電気導体により接続されていない２つ以上の地点間における情報または動力の転送である。最も一般的な種類のワイヤレス通信は無線通信であるが、必ずしも無線通信に限定されない。
【０１３２】
主要コントロールパネル１１１は、ファンモータ５４の動作を制御するいくつかの構成要素からなる。これらの構成要素は、流体流制御装置１０、２００に対する主要動力を制御するマスターｏｎスイッチ１１３およびマスターｏｆｆスイッチ１１４を含む。各ファンモータ５４に対して１つのスイッチを含むファンモータｏｎ／ｏｆｆスイッチ１１８は、各ファンモータ５４を個別的に制御可能である。モータスピード制御スイッチ１１２は、各モータのスピードを個別的に制御するための、または３つのファンモータ５４の全部を一緒に制御するための、ロータリースイッチである。モータ制御スイッチ１１２はモータ制御器１２６を制御する。このモータ制御器１２６は、電気式ファンモータ５４に対して、電源１２５からファンモータ５４のうちの各ファンモータに供給される電圧および／または電流を制御する。モード選択スイッチ１１５は、各モータ５４の制御を含む様々な機能を選択または選択解除するために使用され得る。ＰＧＳ１１６は、主要制御器１１１から始動シーケンスを起動するために使用される。これは、すべての電子回路が互いに通話または通信する状態にあること、および流体流れ制御システム１１０が各ファンモータ５４を稼働させる準備が整った状態にあることを基本的に確認する。
【０１３３】
主要コントロールパネル１１１はＬＥＤフラットパネルディスプレイ１１７も有し、このＬＥＤフラットパネルディスプレイ１１７は、発光ダイオードの配列をビデオディスプレイのためのピクセルとして使用する。これは、各ファンモータ５４のスピード、起動インジケータ、全ファンモータ５４のうちの各ファンモータ５４の温度などの制御項目またはパラメータの視覚的表示を提供するが、制御項目またはパラメータは、必ずしもこれらに限定されない。
【０１３４】
図３４に図示されているように、流体流れ制御システム１１０は別個の方向制御ユニット１４０も含む。代替的に指向性制御ユニット１４０は主要コントロールパネル１１１上に含まれてもよい。指向性制御ユニット１４０は、ターンテーブルモータ１４１、２１４を、傾斜テーブルモータ１４２を、およびハウジング６３が端部６１に向かってまたは端部６１から離間する方向に自動的に延長されるよう遠隔操作されることを可能にするアクチュエータまたは空気方向カウルアクチュエータを、操作するための制御を含む。流れ制御装置２００に対して、方向制御ユニット１４０は、外側ハウジング２４０およびモータ組立体５０が上昇および下降されるよう作動組立体２３０も制御する。ターンテーブルモータ１４１、２１４は、ターンテーブル１８、２１０内に形成され、円弧周りに時計方向および反時計方向の両方にターンテーブル１８、２１０を駆動させるように制御するよう動作する。傾斜テーブルモータ１４２は線形アクチュエータ２９内に配置され、伸長および収縮させ、それにより、ターンテーブル１８に対する流体流制御装置１０の垂直傾斜を制御するために操作される。空気指向性カウルアクチュエータは、モータ組立体５０からの空気ストリームを制御するために、ハウジング６３が空気流ファンカバー１０３に向かって、および空気流ファンカバー１０３から離間する方向に、伸長することが可能となるよう、スリーブ１０６と延長部材１０１との間に装着される。
【０１３５】
方向制御ユニット１４０は、電源１４５およびリミットスイッチ１４３も搭載する。リミットスイッチ１４３は、水平方向および垂直方向の両方における流れ制御装置１０、２００の、および、長手方向における流れ制御装置１０上のハウジング６３の、移動を制限する。ターンテーブルモータ１４１、２１４、傾斜テーブルモータ１４２、空気指向性カウルアクチュエータ、および作動組立体２３０に対する実際の制御装置は、基部上で枢動するスティックからなる入力装置として使用される簡単なジョイスティックであってもよく、その角度または方向を、制御装置が制御している装置に対して報告する。代替的に、任意の他の入力装置（例えばロータリースイッチもしくはモーメンタリースイッチ、または任意の他の方向パッド）も使用され得る。代替的に、流体流制御装置１０に動力を供給するために作動液圧力を使用する場合、追加的な構成要素が、液圧オイル圧力、温度、およびオイルレベルを監視するにあたり必要となり得る。同様に、油圧システムは、液圧ポンプ、液圧流体槽、および関連するバルブおよびパイプも含み得る。
【０１３６】
流体流れ制御システム１１０は、流体流制御装置１０、２００を遠隔操作するための主要コントロールパネル１１１、マイクロコントローラ１２０、および方向制御ユニット１４０を搭載する単一の制御器からなり得る。制御器は、有線または無線の制御器であり得、ターンテーブル駆動組立体１４１、２１４、作動組立体２３０、傾斜テーブルモータ１４２、モータ組立体５０、および流体流組立体８０を遠隔操作するよう設計される。
【０１３７】
流体流れ制御システム１１０は、ｉ）各モータ組立体５０または全モータ組立体５０のモータスピードと、ｉｉ）作動組立体２３０または傾斜テーブルモータ１４２を制御することによる支持構造に対する環状外側ケーシング４０、２４０の角度位置と、ｉｉｉ）ターンテーブル駆動組立体１４１、２１４を制御することよる流体流制御装置１０、２００の回転位置と、ｉｖ）流体流組立体８０の第１ポンプを制御することによる流体の流速と、のうちのそれぞれ１つを制御するよう設計される。
【０１３８】
使用時、流体流制御装置１０、２００には、ターンテーブル１８、２１０、モータ組立体５０のファンモータ５４、作動組立体２３０または傾斜テーブルモータ１４２、空気指向性カウルアクチュエータ、および作動組立体１９に動力を供給するための動力源が提供される。または電源は、マイクロコンピュータ１２０、主要コントロールパネル１１１、および方向制御器１４０を含む流体流れ制御システム１１０に電力を提供するためにも使用される。マスター電源スイッチ１１３が投入されると、上述の構成要素またはシステムの全部に対して電源が利用可能となる。次に各ファンモータ５４は、スイッチｏｎ／ｏｆｆスイッチ１１８をｏｎ位置に切り替えることにより、電力が投入される。スイッチ１１８がｏｎ位置に設定された後、モータ５４のスピードはスピード制御スイッチ１１２により制御され得る。各モータ５４のスピードは次第に増加し、安定化するかまたは事前決定されたスピードに設定されると、高速度の空気流が、流体流制御装置１０、２００上で、入力空気領域から出力空気領域まで生成されるであろう。流体流制御装置１０に関しては、空気カウル指向性アクチュエータは、この時点で、モータ組立体５０からの所望の空気ストリームを作るために調整され得る。
【０１３９】
流体流制御装置１０、２００が動作するにあたり正確な方向に位置決めされるためには、要求される方向における地点に流体流制御装置１０、２００を移動させるために、ターンテーブルモータ１４１、２１４と、作動組立体２３０のアクチュエータ２３１または傾斜テーブルモータ１４２と、の両方に電力が供給される。流体流制御装置１０、２００の正確な方向における位置決めは、第１に、流体流制御装置１０、２００が、流体流制御装置１０２００の垂直軸を中心に円弧の周りに時計方向または反時計方向に動くよう、ターンテーブル１８、２１０を調整するために、方向制御器１４０を使用すること、および、第２に、流体流制御装置１０の上方向または下方向の垂直位置を調整するために作動組立体１９を、または流体流制御装置２００に対して作動組立体２３０のアクチュエータ２３１を、調整することにより、達成される。正しい位置または方向に向けられた後、流体容器に機械的に連結され、かつ、流体を容器から流体流入口８４に第１圧力で少なくとも部分的にポンプ圧送するよう構成された、第１ポンプに通電することにより、流体流組立体８０に、流体が供給される。それにより流体は、中心線３５の近傍に、かつ、流体流制御装置１０、２００の空気出力領域内に、配置された流体流出口８２に提供され、その結果、流体流制御装置１０、２００から出力が生成される。流体流制御装置１０、２００からの出力により、ファンモータ５４の推力から生成された強制空気流と、流体流出口８２からの流体と、が混合される。
【０１４０】
流体流制御装置１０、２００により供給される流体は高速度で分散される。係る分散は消火において特に有用である。ファンモータ５４およびモータ組立体５０により生成された推力により、流体流出口８２から放出される流体は強制的に微細な液滴に、またはミストとして、長い距離にわたって分散される。流体流制御装置１０、２００によりカバーが可能な潜在的な表面積は非常に大きく、現時点での消防士の能力を顕著に改善する消火能力を提供する。流体流制御装置１０、２００から散布される流体の性質も、鎮火にあたり要求される流体の量を顕著に減少させる一因である。流体流制御装置１０、２００は、空気流および抑制剤を調節する能力を提供する。例えば、生じ得る異なる状況に対する水および泡が調節され得る。
【０１４１】
前述のように、本発明が適用可能な用途の個数は多数である。われわれは、これまで消火の分野に対する代表的な適用のみを主に提供してきたが、代表的な用法に関する以下の要約も提供する。なおこの要約のみが、本発明に関する限定された用法であることは、決してない。本発明の流体流制御装置１０、２００は以下にあげる項目において利用可能である。すなわち、
１．粉塵抑制：流体流制御装置１０は、粉塵を抑制または軽減するために、および悪臭の軽減化するためにも、使用され得る。粉塵抑制は、重工業、特に開放環境に存在する重工業（例えば、容易に空気を汚染する鉱山、道路、滑走路または建設現場）において、重要である。
２．正圧換気：本発明は、巨大構造物（例えばトンネル、鉱山、ホール、倉庫、高層ビル、ショッピングモール、など）に関連する消火において使用するためのポータブル型正圧換気送風機を提供し得る。
３．化学物質およびエアロゾルの噴霧：本発明が有するポータブル性のために、本発明は、化学物質およびエアロゾルの散布（例えば蚊のスプレー）に用いられる。
４．クラウドコントロールのための地域拒否兵器：本発明が車両上または車両内に搭載可能であるため、流体流制御装置１０はクラウドコントロールの分野で利用可能である。流体（例えば水、またはいくつかの場合では、トウガラシ・スプレー）と組み合わされた空気の噴流は、群衆または無秩序な暴動を分散させるために容易に利用され得る。
５．工業洗浄：高速度の空気および流体の組み合わせは、安全、環境的に持続可能、および責任のある方法で、維持設備および施設を洗浄するよう設計され得る。
６．周辺温度の冷却：上述のように、流体流制御装置は、微細ミストを分散させるための流体流出口に接続されたいくつかのノズルも含み得る。これは、参加者を冷却するためにコンサートなどのイベントにおいて屋外に対して特に有用である。
７．人工降雪：本発明は、降雪（水および圧搾空気を低温の流体制御装置内に強制的に通過させることによる雪の生成）の分野でも利用され得る。
８：軽量航空機または他の車両に対する推力源：いくつかの異なる車両は本発明により動力を供給され得る。例えば軽量航空機は、流体流制御装置を航空機の翼または胴体に取り付けることにより、動力を供給され得る。同様に、他の車両（ジェットボート、ホバークラフト、および自動車など）は、それぞれの車両に能力が付与されるように流体流制御装置を追加することが可能となるよう、改造され得る。
【０１４２】
流体流制御装置１０、２００は、多くの場合、鉄鋼、アルミニウム、および複合材料（例えばアラミドケブラー）から製造される。例えばモータ環状部品７０、基部組立体２０、支持構造体２２０、およびターンテーブル１８、２１０は、鉄鋼または他の好適な材料（例えば航空機アルミニウム等級合金など）から製造される。モータ組立体５０も、多くの場合は鉄鋼から製造されるが、ファン空気指向性カウル６０または空気送達組立体２５０は例外であり、これらはアルミニウムから、またはガラス繊維からさえも、製造され得る。同様に、外側カウルまたはハウジング４０、２４０は、アルミニウムまたはガラス繊維から製造され得る。
【０１４３】
ファンモータ５４、ターンテーブルモータ１４１、２１４、および傾斜テーブルモータ１４２またはアクチュエータ２３１は、交流もしくは直流の電流または作動液により動力供給されるものとして説明されたが、システムが高圧流体または空気圧力により動力供給され得ることも理解される。そのため、代替的な動力供給に対して要求される任意の構成要素またはシステムも、本発明の範囲に含まれる。例えば、液圧動力供給システムは、好適には、貯蔵槽と、ポンプと、バルブおよび液圧流体伝達ラインの組み合わせと、を要求するであろう。同様に、空圧動力供給システムは、例えば、圧縮器、受けタンク、レギュレータ、バルブ、フィルタ、および好適な伝達ラインなどの構成品も含むであろう。
【０１４４】
流体流れ制御システム１１０は、流体流制御装置１０、２００の制御可能な属性のうちの全属性を制御するよう設計される。上述のように、マイクロコントローラ１２０、主要コントロールパネル１１１、および方向制御器１４０を含む、制御システム１１０の構成要素のうちの全構成要素は、個別のケース内にすべて収容される。代替的に、これらの構成要素のうちの全構成要素は、単一の制御器内に収容されてもよい。係る制御器は、有線または無線で、流体流制御装置１０、２００に接続され得る。
【０１４５】
利点
本発明が、全般に、流体の流れを制御するための装置に関するものであることは明らかであろう。さらに詳細には、本発明は、消火において有用な高速流体を生成する流体流装置を使用する消火機器に関する。
【０１４６】
本発明は、いくつかの異なる用途に利用され得る高速流体ストリームを提供する。かなりの長距離にわたり、かつ、幅広い形成分散円弧にわたり、流体の分散を制御する能力は、消火に対して特に適したシステムを提供する。流体流制御装置は、移動可能プラットフォーム（例えばタンク車の後部にすでに使用されているプラットフォームなど）に対して容易に搭載可能であり、いくつかの異なる消火用途に向って誘導され得る。例えば、本発明は、大きい熱伝達表面をもたらし、したがって、燃焼物に対して、より高い冷却能力をもたらす。
【０１４７】
先行技術とは対照的に、本発明は、燃焼対象を包み込む流体（例えば水または泡など）を直接的に炎に対して、従来の消火方法では達成が不可能であった距離から、適用することが可能である。この特徴は、消防士が燃焼中の炎に対して近接することがもはや不必要となるため、消防士の安全をさらに向上させる。
【０１４８】
高スピードファンと組み合わされることにより流体が高速度で分散されるということは、消火にあたり必要とされる流体の量が減少することを意味する。例えば、本発明に係る流体流制御装置を使用して消火するために使用される水の量は、通常の消火方法よりも少ない。高速度下における分散により、水の微細ミストが長距離にわたり作られる。この微細ミストは、消火において、または粉塵抑制においても、有益であることが証明されている。微細ミストは、クラウドコントロールに対して、および単に人に対する冷却効果においても、有用であることが証明されている。流体流制御装置を使用して空気および水の両方の混合物を制御する能力は、いくつかの異なる種類の分散パターン、いくつかの異なる種類およびサイズの分散される液滴、いくつかの異なる量の分散される流体、およびいくつかの異なる分散範囲、いくつかの異なる流体の移動距離を、ユーザが提供することを可能にする。
【０１４９】
外側ハウジングまたはカウルおよび空気送達組立体の設計、特に、中央本体および支持支柱の位置および形状は、圧縮空気流を、集中させ、各モータ組立体のファン組立体から、流体流制御装置の開放された後方端部または流出口を通して、外部へと誘導する。後方端部または流出口において、集中された空気は、空気強制流体が生成されるよう、流体流出力と相互作用する。中央本体は魚雷状の形状を有する。ただし、この魚雷状の形状は、本発明では、水中における通常の魚雷の形状とは逆向きで利用される。この場合、空気流を集中させるために、圧縮空気は、空気が、空気送達組立体の外側ハウジングに向かって、および、各モータ組立体の出力ストリームに配置される半球状本体に向かって、誘導されるよう、頂点および円錐形状の本体の周りに誘導される。各構成要素の形状、位置、およびサイズは、圧縮空気の増強された推力を提供する。次のこの圧縮空気は、出力流へと集中される。この出力流は、流体流組立体からの流体と混合されたとき、本発明の流体流制御装置から空気強制流体が提供される。
【０１５０】
外側ハウジングおよび装着環状部品の内およびその周りにおけるモータ組立体の位置は高推進力空気出力を発生させることも支援する。高推進力空気出力は、流体流組立体からの流体流と相互作用し、その結果、消火または他の用途使用のための、流体の高速かつ集中された分散が生成される。
【０１５１】
都市部エリアにおける火災は、本発明を用いると、より効率的に制御下に置かれることが可能である。モータ組立体とノズルを組み合わせることにより微細ミストが生成され、この微細ミストが、炎に対して直接的に堆積され、燃焼物を封じ込める。ミストは、煙の抑制、および、燃焼する炎によりもたらされる煤粒子の抑制にも有用である。
【０１５２】
本発明の分散される流体により達成される距離は、消火要員がいかなる差し迫った危険にも晒される必要がなく、流体流制御装置が安全な距離において制御可能であることを意味する。
【０１５３】
本発明は、鉱山およびトンネル火災の分野において高レベルの有効性を証明した。流体流制御装置は、無人車両上に搭載可能であり、無人車両は、遠隔制御により鉱山トンネル内へと遠隔駆動され得る。ここでも再び消火要員は、この方法を用いることにより、いかなる差し迫った危険にも晒される必要がなく、安全な距離を保つことが可能である。
【０１５４】
本発明は、特に空港における消火の分野および同様の適用分野に対して、タンク車に搭載されることが可能である。洗練されたノズル技術も、従来の消化器噴流よりも効率的な消火を可能にする１つの要因である。微粒子化により、消火発泡剤は表面積が大きくなり、重量は減少する。したがって燃焼物は、全方位的に均等に封じ込められ、同時に火源も完全に抑制される。
【０１５５】
変化例
前述の説明が単に説明的な事例として与えられたものに過ぎないこと、および、当業者に明らかとなるであろう他のすべての変更および変形が、本明細書で説明される本発明の広範な範囲および趣旨に含まれると考えられることが理解されるであろう。
【０１５６】
請求される発明主題を実施するにあたっての、発明者らに知られている最良の形態が存在する場合には係る最良の形態を含む、請求される発明主題の様々な実質的かつ特定的に実践的および有用な例示的な実施形態について、説明文および／または図示により本明細書で説明した。本明細書で記載の１つまたは複数の実施形態の変化例（例えば変更例および／または強化例）は本願を読むことにより当業者に明らかとなるであろう。発明者らは、当業者が係る変化例を適宜用いることを期待し、発明者らは、請求される発明主題が、本明細書で特に説明した以外の方法で実施されることを意図する。したがって、法令の許す範囲内で、請求される発明主題は、請求される発明主題のすべての均等物、および請求される発明主題に対するすべての改善を含む。さらに、上述の要素、活動、および本発明に関するすべての可能な変化例のすべての組み合わせは、明記なきかぎり、明らかにかつ特定的に否認なきかぎり、または別様に文脈に明確な矛盾がないかぎり、請求される発明主題に含まれる。
【０１５７】
本明細書で提供されるあらゆるすべての例、または例示的な言語（例えば、「など」）の使用は、単に１つまたは複数の実施形態をより良好に明らかにすることを意図するものであり、特記なきかぎり、任意の請求される発明主題の範囲に制限を加えない。本明細書における任意の言語は、いかなる請求されない発明主題も請求される発明主題を実施する上で必要不可欠であるものとして、解釈されるべきではない。
【０１５８】
したがって、本願の任意の部分（例えば、タイトル、分野、背景、概要、説明、要約、図面、その他）の内容に関わらず、例えば、明確な定義、表明、または議論などを介してこれに反するとの明記なきかぎり、または、出願当初または別様の、本願の任意の請求項、および／または、本願に優先権を主張する任意の出願の任意の請求項に対して、文脈に明確な矛盾がない限り、
（ａ）任意の特定的に説明または図示された特徴、機能、活動、または要素を、任意の特定的な順序の活動、または要素の任意の特定的な相互関係を、含むことは要求されず、
（ｂ）いずれの特徴、機能、活動、または要素は、「必要不可欠」ではなく、
（ｃ）任意の要素は、統合、分離、および／または複製されることが可能であり、
（ｄ）任意の活動は反復されることが可能であり、任意の活動は複数の実体により実行されることが可能であり、および／または任意の活動は複数の権限において実行されることが可能であり、
（ｅ）任意の活動または要素は、特定的に除外されることが可能であり、活動の順序は変更されることが可能であり、および／または、要素の相互関係は変更されることが可能である。
【０１５９】
様々な実施形態を説明する文脈における（特に以下の特許請求の文脈における）用語「ａ」、「ａｎ」、「ｓａｉｄ」、および「ｔｈｅ」ならびに同様の指示語の使用は、本明細書において別段の指示がないかぎり、または文脈に明らかに矛盾するものでない限り、単数および複数の両方を網羅すると解釈されるべきである。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」および「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含む）」は、別段の記述がないかぎり、オープンエンド用語（すなわち「〜を含むが、これらに限定されない」を意味する）として解釈されるべきである。
【０１６０】
本明細書では、第１ならびに第２、左ならびに右、上部ならびに底部、その他の形容詞は、必ずしも実際の係る関係または順序をまったく要求または示唆することなく、単に、１つの要素または動作を他の要素または動作から区別するためにのみ使用され得る。文脈が許すかぎり、１つの整数、構成要素、またはステップ（など）を参照することは、その整数、構成要素、またはステップのうちのただ１つに限定されるものと解釈されるべきではなく、むしろその整数、構成要素、またはステップ、その他の１つまたは複数であり得る。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【国際調査報告】
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