JPH05508580A - 高圧スプレーヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧スプレーヘッド 技術分野 本発明は、スプレーヘッドであって、高圧の液体を該ヘッドの周囲を包囲するよ うな噴霧に変化させるスプレーヘッドに関する。このようなスプレーヘッドは、 例えば消火用の水のスプレーガンのような高圧のスプレーガンの一部分を形成す ることができる。また、本発明は、このようなスプレーヘッドを組み込んだ高圧 スプレーガンに関する。

背景技術 多くの様々な型式のスプレーヘッドが知られているが、その−例として、ジェッ トノズルを端部に有する回転アームを備えた庭園用又は農業用のスプリンクラ− がある。

このアームが水圧で回転することによって、水がスプリンクラ−の周囲の円形領 域に散布される。いずれの時点でも、この領域の一定の位置は、円形に動く水が その上にかからない場合がある。

別の型式のスプリンクラ−は、連続的な水の噴霧を形成するように局面にジェッ トノズルが配設されたヘッドを有する。

本発明の目的は、単に地面や床に水を撒くのではなく、スプレーヘッドの周囲の 空間に十分に充満させるように、前記空間内に実質的に霧化した水又は他の液体 の小滴からなる強烈な噴霧をかけることができるスプレーヘッド及び／又はスプ レーガンを提供することにある。これは、特に消火に関連して重要であるが、本 発明は、このような用途に限定されるものでない。例えば、上述した空間を充満 させる性能が有利であるようなプロセス工業に利用することができる。

発明の開示 本発明の第１の側面によれば、その周囲を包囲するような噴霧に高圧の液体を変 化させるためのスプレーヘッドであって、断面円形のバレル部分を有する中空円 筒形シェルからなり、前記スプレーヘッドが、該ヘッドをその軸線を中心に回転 可能に取り付けるための少なくとも１つの軸受面を有し、かつ、このように取り 付けたときに前記バレル部分の前方を実質的に閉鎖するが、前記バレル部分内に 高圧の液体を受容するために軸線方向に前記バレル部分の背後を開放する手段を 有し、前記バレル部分が、その周囲に配置されかつその壁部を貫通して形成され たジェットオリフィス群を有し、各ジェットオリフィス群が、前記ヘッドの円筒 外周面の又はその直ぐ外側の混合領域において互いに最も接近するような向きに 概ね収束する軸線を有する少なくとも２個のオリフィスからなり、前記各群の少 なくとも１個のオリフィスの軸線が放射方向以外を向いていることを特徴とする 特少なくとも１つの前記群が、前記スプレーヘッドをその軸線を中心として回転 させるような方向に液体の噴流が向くように配向されたオリフィスを有すると、 好都合である。

少なくとも１つの前記群が、それらの中を液体が異なる流速で通過するように構 成された複数のオリフィスからなると、好都合である。

本発明の第２の側面によれば、スプレーガンは、高圧液体供給源に接続するため の中空体からなり、前記中空体が、その下流端において開口され、かつ、前記中 空体内に液密に係合する本発明の前記第１の側面によるスプレーヘッドを担持す る取付手段を有することを特徴とする。

スプレーガンが、その後端において加圧流体の供給源に接続可能でありかつその 前端が開口している円筒形状又は管形状の部分を有すると好都合である。この場 合、スプレーヘッドは、前記円筒部内に同軸に収容されるピストンと、該ピスト ンを通常は略完全に円筒部内に位置するように後方に向けて付勢するばね手段と から構成することができる。

このとき、取付手段は、円筒部と同軸に配置され、かつピストンの前部を貫通し て液密に突出する軸とすることができる。この軸は、円筒部内で回転可能であり 、かつ中空で円筒部の前端を越えて突出し、かつ任意によりその終端にジェット ノズルを設けることができる。この軸が、適当な駆動手段によって回転駆動され るように構成されると、好都合である。

更に前記軸の先端には、ピストンを収容する円筒部と略同−の外径を有するドリ ルを設けることもできる。このドリルは、穿孔することによって建物の壁や他の 部分に孔を開けるためのものである。前記中空軸の先端は、このドリル内に位置 する。

スプレーヘッドのジェットノズルは、加圧された液体が該ノズルから出ることの 結果としてスプレーヘッドに回転モーメントが作用して、ピストンの中心軸を中 心にスプレーヘッドを回転させるように構成されている。

図面の簡単な説明 以下に本発明を、添付図面を参照しつつ実施例を用いて詳細に説明する。

第１図は、本発明の一実施例における消火用スプレーガンの一部分をより簡略化 して示す部分断面図である。

第２図は、本発明の別の実施例におけるスプレーガンの一部分を示す同様の図で ある。

第３図は、本発明の一形態における第２図のスプレーガンに組み込むためのピス トンからなるスプレーヘッドを部分的に示す図である。

第４図は、同図においてＡで示す小部分を除いて、第６図のＴＶ−ＩＶ線におけ る直径方向の断面を第３図と同じ方向に示す部分断面図である。

第５図は、第３図のＶ−ｖ線における断面を拡大して１群のジェットノズルを示 す部分断面図である。

第６図は、ジェットノズルの幾何学的特徴を説明する図である。

第７図は、ジェットノズルの別の対を概ね放射方向に視た外面図である。

第８図は、スプレーガンの典型的な使用を示す説明図である。

第９図乃至第１１図は、穿孔用ドリルを付加することによって変形したスプレー ガンの典型的な使用をそれぞれ示す説明図である。

第１２図は、このようなドリルを有する消火用スプレーガンを簡略化して示す部 分断面図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図は、その後端１１２において想像線１１０で示される消火ホースの出口端 に連結するための、図示されない連結手段を有する概ね円筒形の部分１からなる スプレーガンを部分的に示している。円筒部１に沿って成程度まで、１組の放射 方向リブ１１４によって、取付バー１０４を同軸に固定するボス１１６が設けら れている。

取付バー１０４は、円筒部１の前端部１１８を貫通して前方に突出し、かつその 終端にはエンドストップ１２０が設けられている。

スプレーヘッド５０は、バー１０４に回転可能に取り付けられる軸受面１００を 有する中心孔５３を有する放射方向の壁部５２によって、その前端部が閉鎖され た中空円筒形シェルからなる。スプレーヘッド５０の後端１２２は、ラビリンス シール５６を有しかつ円筒部１の前端部１１８の孔１０８内に回動自在に嵌合す る外形円筒形の軸受面１０２を有する。

第２図のスプレーガンは、バー１０４がそれより長いストッパ要素１２４を有す るバー１０６に置き換えられているという点において、第１図のスプレーガンと 異なる。円筒部ｌの前端部１１８も同様に、スプレーヘッド５０が図面において 実線で示される「バークＪ　（ｐａｒｋｅｄ）位置にあるとき、スプレーヘッド ５０が完全にその内部に位置するように、長くなっている。全水圧が（第２図の 左方から）加わると、スプレーヘッド５ｏがピストンとして機能して部分的に円 筒部１の外に駆動されることによって、そのバレル部分５４が、スプレーヘッド 壁部５２と固定されたエンドストップ１２０との間で軽いリターンスプリング１ ９を圧縮した状態で、円筒部から突出する。水圧を減少させ又は解放すると、壁 部５２がストップ要素１２４に係合するまで、リターンスプリング１９によって スプレーヘッド５０が強制的に円筒部１内に戻される。

第３図及び第４図に関して、スプレーヘッド５０の中空円筒形シェルの前端部５ １には、横断方向の壁部５２にその前軸受１００が組み込まれている。壁部５２ が、第１図及び第２図のバー１０４又は１０６を適合さぜる壁部５２の中心孔５ ３を除いて、前記ビスＩ・ンの前端を閉塞する。、前端部５１の背後では、円筒 形バレル部分５４に続いて、バレル部分５４の外周面が摺動がっ回転可能に嵌合 する円筒部１内において的記ビス［・ンの外部に沿って圧力損失を低減させるべ く、その外側にラビリンス５６を有する軸受面１０２を備える後部５５が設けら れている。

バレル部分５４は、その周囲にバレル壁部を貫通させて配設された複数群のジェ ットオリフィス（本明細書中では、便宜上「ノズル」と称する）を有する。これ らの群は、所望のあらゆる形に配置することができるが、本実施例では、２つの 組、即ち各組のノズル群が直径方向の各平面６０．６１に対して同じ間係を有す る後の組５８と前の組５９に分けて構成されている。後の組５８は、周方向に等 間隔で配置された８つのノズル群６２からなる。、＃の組も同様に８つのノズル 群６３かもなり、同様に周方向に等間隔で配置されているが、ノズル群６２から 周方向に２２・１７２度だけオフセットされている。本実施例では、実際に各群 ６２．６３は１対のノズルからなる。

一方のノズル対６２について、第Ｓ図及び第６図を参照しつつ以下に説明する。

これは、軸線７１を有する第１の円筒形ノズル７０と、軸線７３を有する第２の 円筒形ノズル７２とからなる。軸線７１と７３とは概ね収束しτおり、第５図に あ；いて符号７４で概略図示される、前記ピストンのダ側円筒面５７の位置又は その直ぐ外側に位置する領域において、互いに最も接近するように配向されてい る。この領域７４を混合領域と称する。前記２フのノズルは、外面５７を機械加 工して形成された凹所７５内に連通している。この凹所は、円筒形の一部分の形 状をなし、ノズル７２のダ端を含む平らな端面７６と、ノズル７０の外端を含む 円筒壁７７とを有する。このように、混合領域７４には凹所７５内の空間が含ま れる。

ノズル７０は、第６図において符号８０で示されるように、その入口端がピスト ンのバレル部分５４の孔８２に対して正接するような角度で、ピストンの壁部に 貫設される。従って、軸線７１を含む縦方向の平面８３は、第３図のピストン＃ ＩＹを含みかつ位置８０において孔８２と交差するバレル部分５４の縦方向に延 長する直径方向の平面８４と直交する。別型すれば、第６図の角度Ｑは９０度で ある。平面８３は、第２のノズル７２の軸線を含む別の縦方向の平面８５と交差 する。平面８３と平面８５との角度Ｒは、本実施例では９０度であるが、４０乃 至９０度の包含的範囲内の値をとることができる。

後の組のノズル５８の場合、全ノズルの軸線７１．７３が直径方向の平面６０の 中にある。しかしながら、これは常にそうである必要はない。実際、本実施例で は、容筒１のノズル９０の軸線が、後のノズルの組５８と同様にして配置されて いる関連する第２のノズル７２の軸線に関してねじれの関係になるように、オフ セットされているような第１のノズルの組５９については当たらない。従って、 前の組の各ノズル対６３では、ノズル９Ｑの軸線９１が、混合領域７４を横切り かつ、本実施例では第２のノズル７２の軸線を含む直径方向の平面６１から第７ 図の角度Ｓだけオフセットしている。この角度Ｓは、本実施例では４５度である が、如何なる所望の数値とすることができる。また、第２のノズル７２の軸線は 、これらのノズルが幾分前方を向くようにオフセットさせることができる。この 適切な角度Ｐ（第４図）は、ノズル７２の軸線と孔８２との間において１０乃至 ９０度の包含的範囲内にある。

加圧された水は、ピストン５０の後端を通って導入されると、ノズル７０．７２ ．９０を通って噴射される。

第１のノズル７０．９ｏは、それらから噴出する水の噴流が前記ピストンをその 軸線Ｙを中心として回転させるように配向されている。この回転方向が、第６図 にＸで示されている。この回転が生じると、バレル部分５４内の水は、正接方向 にノズル７０．９ｏ内に送り込まれる向きに渦を巻く傾向があることが分かる。

これに加えて、水の一部は、第１のノズルを通過する水よりも低い流速ではある が、第２のノズル７２を通過して外に出る。各対の第１及び第２のノズルから出 た噴流は、混合領域７４において衝突し、それによって大量の水を霧化させる。

第８図は、消火に関連する典型的な使用の一例を示しており、本発明のスプレー ガンから放射される水が防火シールドとして使用されている。第８図では、火災 が符号３２で示され、かつスプレーガンからの水が同じく符号４７で示されてい る。円筒部１には、消防士を水から保護するために、バッフル３０が取り付けら れている。

第９図乃至第１１図は、以下に第１２図に関連して説明するように、その先端に 穿孔ドリル１５を装着した、変形させたスプレーガンの典型的な使用を示してい る。

第９図は、このスプレーガンを使用し、延長管２に接続されかつ下方に消防車又 は消火栓まで延長する延長部２１を用いて、建物の上側の部屋２０の中の火災を 消す様子を示している。この実施例では、ドリル１５によって形成された孔４６ が、窓２３の上の外壁を貫通してい第１０図は、屋根裏２４の中の火災を消すた めに、部屋の下の天井２５を貫通させて穿孔することによって、第１２図のスプ レーガンを使用する様子を示している。

第１１［は、廊下２９からドア２８を通りかつ狭い通路２７を抜けて中に入るホ テルの部屋２６を平面的に示している。この場合には、　ドリル１５を月いてド ア２８に孔を開け、かつスプレーガンの円筒部１と同じ直径を有する延長管１゛ 　を介してホース４５にスプレーガンを装着する。ピストン型スプレーヘッド３ を部屋２６の中タ２に配貨ず・５ことり、−よって、水をできる限り均一に分布 させるにとができる。

第１２図に関して、スプレーガン円筒部１の後端には、消火ホースの先端に従来 と同様に接続する（図示されない手段によって）ための継手２が設けられており 、それによって加圧された水が円筒部１内に導入される。この円筒部は、運搬用 のハンドル４９を有する。円筒部１の孔は、その先端に向けて円滑であり、その 中には、第３図乃至第７図に関して上述したスプレーヘッド５ｏと概ね同様の、 第２図の場合と同様にピストンとして機能する中空円筒形スプレーヘッド３が収 容されている。必要に応じて、追加のジェットノズル６をスプレーヘッド３の前 端に設けることができる。

スプレーヘッド即ちピストン３は、円筒部１と同軸上にあり、かつ円筒部ｌ内に 同軸に設けられた軸受９．１０に装置されてそれ自体回転可能な同軸上の軸８上 において回転自在になっている。軸８は中空で、その両端が開口している。この 軸上には、その後端に継手１３と、加圧水供給源に接続するための図示されない 手段と、その先端に円筒部１の前端から前方に幾分突出するノズル１８とが設け られている。軸８には、別の軸受（図示せト受１２によって、ピストン３の前端 が支持される。添付図面には概略的にのみ図示されている継手１３は、軸８を回 転させるための図示されない駆動手段に軸８を結合するのに適していれば、あら ゆる適当な種類のものであってよい。

軸８の前端にはへッドビース１４が固定され、かつ該ヘッドピースには、軸８と 同軸をなしかつジェットノズル１８の前方に延長するドリルチップ１６を有する 円筒形の穿孔ドリル１５が装着されている。ヘッドピース１４には、水を随意に ノズル１８に流すことができて、符号４８で示されるようにドリル１５内におい て前方に噴射できるように、止水弁を組み合わせることができる。

軸８には、圧縮ばね１９がヘッドピース１４とスラスト受１２との間に装着され ている。このばねは、ピストン３を、そのジェットノズルが異物によって閉塞さ れないように、ピストン３がスプレーガンの円筒部１内に位置する実線で示され る位置まで付勢する。

木造家屋の部屋のように囲まれた空間内での火災の場合には、ドリルチップ１６ を外側から囲みの壁に押し当てることができる。上述した駆動手段を、継手１３ によって軸８に結合する。このために、適当な出力定格の従来の電気ドリルを使 用することができる。このようにして軸８は、ドリル１５が円筒部１と実質的に 同じ直径の孔を前記壁に穿孔するように、回転させる。このドリルは、作業中は ジェットノズル１８を介して導入される水によって冷却することができ、水は、 壁を貫通する孔が完成するとすぐに内部の火災に使用される。

次にスプレーガンの円筒部１を、その中に位置するように前記孔の中に導入し、 ピストン３を、そのバレル部分４が円筒部１から前方に突出して第２図の場合と 同様にじえっとノズルを露出させる想像線３′で示される位置まで前方に押し出 すように、全水圧を円筒部ｌの後端に作用させる。

前記ジェットノズルが細８を中心にピストン８を回転させるように構成されてい ることによって、水が、破線４７によって包囲されるように概略的に図示される ように、部屋の内部において略全方向に散布される。更に、ように構成されてい る。円筒部ｌは、例えば継手２に適当な延長部を取り付け、かつハンドル４９を 取り外すことによって、必要なだけ部屋の中に案内することができる。

壁に穿設された孔が円筒部１の外径と実質的に同一の直径であるので、前記孔を 介して余分な空気が部屋の中に吸い込まれない。

スプレーガンは当然ながら、壁のような構造物を貫通する孔を穿設する必要が全 く無い場合にも使用できるので、ドリル１５の使用は任意である。この場合、ヘ ッドピース１４は、ドリル無しとすることができる。

本発明によるスプレーヘッドは、水の細かな噴霧を基本的に無方向に、即ち第１ １３ｆｉ及び第５図において符号４７で例示されるようにスプレーヘッドの周囲 の略全方向に分布させることが要求される場合のような多くの用途に使用するこ とができる。本発明の使用は、消火に限定されるものではなく、様々なプロセス に用いることができる。噴霧される液体は、水である必要はない。同様に、冷却 することが要求される温水をスプレーヘッドから放出する場合には、急速に冷却 させてから集めることができる。スプレーヘッドは、蒸気冷却塔又は類似の装置 に補給水を供給して、水の噴霧を蒸気の中に放出させて蒸気から熱を急速に吸収 させるように、容易に変更することができる。

要約書 例えば消火のための高圧水スプレーガンであって、供給用ホースに接続するため の円筒部（１）と、そのバレル部分（５４）の周囲のジェット、ノズル（９０， ７２）対（６２，６３）を通って出る水によって回転可能な円筒部内のスプレー ヘッド（５０）とを有する。各対は、ノズルの軸線が、バレル部分の外面（５７ ）又はその直ぐ外側の混合領域において互いに最も接近するように収束している 。スプレーヘッド（５０）は、通常は円筒部（１）内に収容され、ばね（１９） に対抗する水圧によって露出する作動位置に動かされる。

国際調査曜告 、　、＋１＋−ＰＣＴ／Ｇｏ　９１１０１０８３

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．その周囲を包囲するような噴霧に高圧の液体を変化させるためのスプレーヘ ッドであって、断面円形のバレル部分を有する中空円筒形シェルからなり、前記 スプレーヘッドが、該ヘッドをその軸線を中心に回転可能に取り付けるための少 なくとも１つの軸受面を有し、かつ、このように取り付けたときに前記バレル部 分の前方を実質的に閉鎖するが、前記バレル部分内に高圧の液体を受容するため に軸線方向に前記バレル部分の背後を開放する手段を有し、前記バレル部分が、 その周囲に配置されかつその壁部を貫通して形成されたジェットオリフィス群を 有し、各ジェットオリフィス群が、前記ヘッドの円筒外周面の又はその直ぐ外側 の混合領域において互いに最も接近するような向きに概ね収束する軸線を有する 少なくとも２個のオリフィスからなり、前記名辞の少なくとも１個のオリフィス の軸線が放射方向以外を向いていることを特徴とするスプレーヘッド。
2. ２．少なくとも１つの前記群が、前記スプレーヘッドをその軸線を中心として回 転させるような方向に液体の噴流が向くように配向されたオリフィスを有するこ とを特徴とする請求項１に記載のスプレーヘッド。
3. ３．少なくとも１つの前記群が、それらの中を液体が異なる流速で通過するよう に構成された複数のオリフィスからなることを特徴とする請求項１又は２に記載 のスプレーヘッド。
4. ４．前記ジェットオリフィス群が、前記バレル部分の周囲に周方面に配設される 複数の前記群からなる少なくとも１組の群をもって構成されていることを特徴と する請求項１乃至３のいずれかに記載のスプレーヘッド。
5. ５．前記複数の組が軸線方向に互いに離隔され、かつ或前記組のジェットオリフ ィス群が隣接する別の前記組のジェットオリフィス群から周方向にオフセットし ていることを特徴とする請求項４に記載のスプレーヘッド。
6. ６．少なくとも１つの前記ジェットオリフィス群が、その軸線がねじれの関係に あるオリフィスからなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のス プレーヘッド。
7. ７．少なくとも１つの前記ジェットオリフィス群が、前記混合領域と交差する直 径方向の平面からオフセットされた軸線を有する少なくとも１個のオリフィスを 有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のスプレーヘッド。
8. ８．少なくとも１つの前記ジェットオリフィス群が第１のオリフィスと第２のオ リフィスとからなり、前記第１のオリフィスの軸線が、前記バレル部分の前記孔 に対して前記第１のオリフィスが概ね正接するように、直径方向の第１のアキシ アル平面に対して概ね直交していることを特徴とする請求項１に記載のスプレー ヘッド。
9. ９．前記第２オリフィスの前記軸線が、第２のアキシアル平面内にあり、前記第 １のオリフィスの前記軸線と前記第２のアキジアル平面との角度が、４０乃至９ ０度の包含的範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載のスプレーヘッド。
10. １０．前記第２オリフィスの前記軸線が前方に向けられていることを特徴とする 請求項１に記載のスプレーヘッド。
11. １１．前記第２オリフィスの前記軸線が前記バレル部分の前記孔と１０度乃至９ ０度の包含的範囲内の角度をなすことを特徴とする請求項１に記載のスプレーヘ ッド。
12. １２．前記バレル部分の外面上に凹所を有し、前記凹所が関連する混合領域の少 なくとも一部分を構成するように、前記群の前記オリフィスが前記凹所内に開口 していることを特徴とする請求項１に記載のスプレーヘッド。
13. １３．高圧液体供給源に接続するための中空体からなり、前記中空体が、その下 流端において開口され、かつ前記中空体内に液密に係合する請求項１乃至１２の いずれかに記載のスプレーヘッドを担持する取付手段を有することを特徴とする スプレーガン。
14. １４．前記中空体が概ね円筒形をなし、前記取付手段によって前記スプレーヘッ ドが前記中空体に関して回転するように担持されることを特徴とする請求項１３ に記載のスプレーガン。
15. １５．前記スプレーヘッドが、該スプレーヘッドの前端において又はその近傍に おいて前記取付手段に支持されるための内側の第１軸受手段と、その後端におい て又はその近傍において前記中空体の前記孔内に係合させるための外側の第２軸 受手段とを有することを特徴とする請求項１４に記載のスプレーガン。
16. １６．前記取付手段及び中空体が、その後部に作用する前記液体の圧力によって 前記スプレーヘッドが軸線方向に、前記中空体内に概ね包含される第１の位置か ら、前記中空体から軸線方向に突出する第２の位置に向けて、移動可能であるよ うな長さを有することを特徴とする請求項１４又は１５に記載のスプレーガン。
17. １７．前記スプレーヘッドをその第２の位置から第１の位置に向けて移動させる ためのリターンスプリング手段を備えることを特徴とする請求項１６に記載のス プレーガン。
18. １８．前記取付手段が、前記中空体と同軸をなしかつ概ね円形の断面を有する細 長い支持部材からなることを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれかに記載の スプレーガン。
19. １９．前記取付手段が、前記高圧液体の一部を前記スプレーヘッドを越えて前方 に放射するための中空管からなることを特徴とする請求項１８に記載のスプレー ガン。
20. ２０．前記支持部材の外端に穿孔ドリルが装着されていることを特徴とする請求 項１８又は１９に記載のスプレーガン。