つぎに、本発明の実施形態を、添付する� ��面に基づいて詳細に述べる。尚、この説明� ��際し、全図にわたり、特に言及がない限り� ��共通する部分には共通する参照符号が付さ� ��ている。また、図中、本実施形態の要素は� ��ずしもスケール通りに示されていない。ま� ��、各図面を見やすくするために一部の符号� ��省略されうる。

 本実施形態の1つの集合型ミストノズルは 、複数のオリフィスを有するオリフィス板と 、制御板と、所望により流路板と、所望によ り蓋板とを重ね合わせて構成することにより 、容易かつ安価な方法で様々な噴射条件に対 応することができる。また、本実施形態の1� �の集合型ミストノズルは、狭いスペースに� �設置することが可能である。さらに加えて� �この集合型ミストノズル、又はこの集合型� �ストノズルを管壁の一部に備えた管状体は� �消火設備としても適している。以下の複数� �実施形態は、かかる内容のより具体的な説� �である。

<第1の実施形態>
 図1は、本実施形態の集合型ミストノズル100 の分解斜視図であり、オリフィス板1、制御� �2、流路板3、及び蓋板4の四種類の板状体を� �している。図2は、図1の各板を重ね合わせて 構成した部分縦断面図であり、図3Aは、図2の 一部である単体のミストノズルを取り出して F方向(右方向)から見た平面図である。また、 図3Bは、本実施形態における集合型ミストノ� ��ル100の制御板2を示す平面図であり、図3Cは� ��図3Bの一部拡大図である。

 本実施形態において、オリフィス板1は、 液体を噴射するための90個のオリフィス1aを� �している。また、制御板2は、オリフィス1a� �通じる渦室を構成する凹部2aと、その凹部(� �室)2a対して前述の液体が形成する渦の略回� �方向に向けて流入する流路を構成するため� �溝2bと、この溝(流路)2bへの第2導入口2cとを� �オリフィス1aに連通するように配設されてい る。この制御板2は、本実施形態では一体物� �して形成されている。また、流路板3は、前� ��の第2導入口2cに連通するように配設されて� ��体の供給路となる開口部3aを有している。� �板4は、開口部3aに液体を導入するための第1� ��入口4aを有している。尚、本実施形態のオ� �フィス板1、制御板2、流路板3、及び蓋板4の� ��質は、SUS304である。

 図3B,図3Cに示すように、制御板2に形成さ� ��る複数の渦室(凹部)2a,・・・,2a、流路(溝部) 2b,・・・,2b、第2導入口2c,・・・,2cのうち、1� ��の第2導入口2cは、隣り合う最大で3つの流路 2b,2b,2bによって共有されている。また、本実� ��形態では、1つの渦室2aの中心と、その渦室2 aに隣り合う2つの渦室2a,2aの中心とを結ぶ線� �正三角形を形成するように配置されている� �また、本実施形態では、渦室2a,・・・,2a、� �び第2導入口2c,・・・,2cの内径は2mmである。� ��、図3Cでは、便宜上、1つの渦室2aの中心と� �その渦室2aに隣り合う2つの渦室2a,2aの中心と を結ぶ線が正三角形を形成されている様子を 示すため、補助線Aが描かれている。

 また、図3Dは、オリフィス板1と制御板2が重 ね合わされた状態でオリフィス板1側から観� �したときの、本実施形態の集合型ミストノ� �ル100の一部の拡大図である。本図面には、� �オリフィス1aの内径(図中のP ₁ )及び各オリフィス間の間隔(図中のP ₂ )が示されている。本実施形態の各オリフィ� �1aの内径(P ₁ )は、0.5mmである。また、各オリフィス間の間 隔(P ₂ )は、9mmである。さらに、各オリフィス1aから 噴射されるミストの噴射角度は、70°である� �従って、本実施形態の集合体ミストノズル10 0から噴射されるミストは、オリフィス板1の� ��面から6.5mm離れた位置において重なること� �なる。換言すれば、オリフィス板1は、各々� ��オリフィス1aから噴射されるミストの噴射� �度が、オリフィス板1の表面から6.5mm離れた� �置で互いに交差するように形成されている� �尚、ミストノズルから噴射されるミストの� �射角度とは、代表的には、図9に示す、ミス� ��ノズル70から噴射される消火剤の飛行範囲� �広がり角度θを意味する。尚、ミストノズル 70は、噴射角度の説明のための公知のミスト� ��ズルである。

 上述のようにオリフィス1aの位置とその噴� �角度が設定されることにより、集合体ミス� �ノズル100から噴射されたミストが重なり合� �て流れることになるため、噴射されたミス� �の直進性又は指向性が大いに高まる。その� �果、例えば、集合体ミストノズル100が消火� �備として用いられた場合に、遠くに離れた� �火対象、つまり火炎に対してもミストを到� �させることができる。これは、消火設備が� �炎の熱等の影響を免れるとともに、消火に� �わる人間の安全性を大きく高めることにな� �。なお、噴射されたミストが、オリフィス� �1の表面から100mmを超えて離れた位置で重な� �合うと、ミストの直進性又は指向性が失わ� �る危険性が高まるため、好ましくない。他� �、噴射されたミストが、オリフィス板1の表� ��から2mm未満離れた位置で重なり合うと、噴� ��された液体が微粒化される前、つまりミス� ��状になる前の液膜の状態同士が重なり合う� ��とになるため、微粒化の進行の少なくとも� ��部が妨げられることになる。加えて、オリ� ��ィス板1の表面から2mm未満離れた位置で重な り合うと、ミストの十分な噴射速度が得られ ないという問題も生じる危険性が高まる。他 方、ミストの直進性又は指向性を大きく高め るためには、上述の範囲において噴射された ミストが重なり合うがことが出来るように、 ミストの噴射角度が設定されることが望まし い。具体的には、各々のオリフィス間の間隔 (P ₂ )が、5mm以上30mm以下であり、かつ、その噴射� ��度が、20°以上100°以下であれば、上述の範� ��におけるミストの十分な重なりが得られる� ��

 ところで、上述の制御板2内に形成された ミストノズルの構成部材の単体(以下、単に� �「ミストノズル単体」という)(2a,2b,2c)は、図 3Aに示すように渦室となる凹部2aに対して三� �向から3つの流路となる溝2bを臨ませて構成� �れているので、渦室(凹部2a)内に均一な角速� ��が得られて安定することによりオリフィス1 aからの噴射が均質になる。また、本実施形� �では、流路板3を2枚重ねることによって開口 部3aの流路断面積が2倍になっている。

 上述の構造を有する四種類の板状体1,2,3,4 は、全てエッチング又はレーザー加工により 製作できるので、製造が簡単で安価に提供で きる。特に、製造の際のイニシャルコストの 低減に大きく寄与する。また、ミストノズル 単体(2a,2b,2c)の形状又は/及び寸法も細かく変� ��できるため、噴射されるミストの状態が異� ��るものを容易かつ安価に提供することがで� ��る。

 ここで、図2に示すように、集合型ミスト ノズル100を一枚の平らな板状体として構成し た場合の液体の流れについて以下に説明する 。図1に示す蓋板4の第1導入口4aから入った液� ��は、流路板3の開口部3aを経由して制御板2の 第2導入口2cを通過した後、溝2bによって角速� ��を与えられて凹部2a内で旋回流となる。そ� �後、オリフィス板1のオリフィス1aから液滴� �微粒子となって噴射される。従って、これ� �狭いスペースに設置すると、平板の板状体� �スペースのみで90個のミストノズルを配設で きる。

 図2、及び図3A乃至図3Cに示すミストノズ� �単体(2a,2b,2c)に着目すると、3つの第2導入口2c ,2c,2cから同様に液体が進入し、各溝2b,2b,2bに� ��りそれぞれ角速度が与えられて凹部2aに送� �込まれる結果、その液体が凹部2a内で旋回流 となる。従って、90個のミストノズル単体(2a, 2b,2c)の場合も同様に、凹部2a,・・・,2a内の液 体が旋回流となるため、90個のオリフィス1a� �らそれぞれ液滴の微粒子となって噴射され� �ことになる。

 本実施形態では、図1に示すように、ミスト ノズル群が上下の領域に二分されているため 、液体の流れも上下に二分されている。従っ て、蓋板4の上下の各第1導入口4aから分かれ� �流路板3等に液体が流入するため、集合型ミ� ��トノズル100の上下の各領域において均等な� ��射圧力を得ることができる。
<第2の実施形態>

 図4A乃至図4Cに示す装置は、本実施形態の 集合型ミストノズルを備えたミスト噴射装置 200である。ここで、図4Aは、その集合型ミス� ��ノズルを備えたミスト噴射装置200の全体概� ��図である。図4Bは、図4Aの一部(B領域)拡大図 である。また、図4Cは、図4AのC-C断面図であ� �。本実施形態では、液体の第2導入口5c、流� �となる溝部5b、渦室となる凹部5a、及びオリ� ��ィス5dが、一枚の板状体5から公知のエッチ� ��グ技術によって形成されている。尚、本実� ��形態の板状体5の材質は、SUS304である。ここ で、板状体5は、第1の実施形態のように、オ� ��フィス5dが形成された板状体と、第2導入口5 c、溝部5b、及び凹部5aが形成されたもう1つの 板状体とが接着又は接合されたものであって もよい。

 図4A乃至図4Cに示すように、本実施形態では 、一列に並んだミストノズル(5a,5b,5c,5d)が形� �された板状体5は、オリフィス5dがパイプの� �側になるように折り曲げられて接合される� �とにより、断面が略矩形の管状体に形成さ� �る。蓋板7は、第2導入口5cの一部を残してそ� ��ぞれの単体のミストノズル(5a,5b,5c,5d)を塞ぐ ように板状体5と接合されている。この構造� �より、第1の実施形態と同様、パイプ内部6の 液体は、第2導入口5cから溝部5bを経由して渦� ��となる凹部5aに送り込まれて旋回した後、� �ストとしてオリフィス5dから噴射される。尚 、液体の清浄度が低い場合、オリフィス5dが� ��物によって塞がれるおそれがあるため、適� ��、金網状のストレーナ10がパイプ内部に配� �される。
<第3の実施形態>

 図5A乃至図5Dに示す装置は、本実施形態の 集合型ミストノズルを備えたミスト噴射装置 300である。ここで、図5Aは、その集合型ミス� ��ノズルを備えたミスト噴射装置300の全体概� ��図である。図5Bは、図5Aの一部(X領域)拡大図 である。また、図5Cは、図5AのY-Y断面図であ� �。また、図5Dは、図5Cの一部(Z領域)拡大図で� ��る。

 図5A乃至図5Dに示すように、本実施形態で は、オリフィス1aが形成されたオリフィス板8 と、液体の第2導入口2c、流路となる溝部2b、� ��び渦室となる凹部2aが形成された制御板9と� ��蓋板7によって単体のミストノズルが形成さ れている。オリフィス板8、制御板9、及び蓋� ��7は、第1の実施形態のように重ね合わされ� �接着又は接合されたものである。尚、オリ� �ィス1a、第2導入口2c、溝部2b、及び凹部2aは� �第1の実施形態と同様に、公知のエッチング� ��術又はレーザー加工によって形成されてい� ��。また、本実施形態の各板の材質は、第1の 実施形態と同じである。

 本実施形態では、図5Cに示すように、ミ� �トノズル(2a,2b,2c)が4列に並んだ板状体が、オ リフィス1aがパイプの外側になるように折り� ��げられて接合されることにより、断面が略� ��六角形の管状体に形成されている。尚、図5 Cに示すとおり、各列のミストノズル群は、� �面が略正六角形をなす管状体の4つの面に配� ��されている。また、蓋板7は、第2導入口2cの 一部を残してそれぞれの単体のミストノズル (2a,2b,2c)を塞ぐように制御板9と接合されてい� ��。この構造により、第1の実施形態と同様、 パイプ内部11の液体は、第2開口部2cから溝部2 bを経由して渦室となる凹部2aに送り込まれて 旋回した後、ミストとしてオリフィス1aから� ��射される。尚、液体の清浄度が低い場合、� ��リフィス5dが異物によって塞がれるおそれ� �あるため、適宜、金網状のストレーナ10がパ イプ内部に配設される。

 第2及び第3の実施形態のように、オリフ� �スをパイプの外側になるように板状体を折� �曲げて接合することによって管状体に成形� �れば、その全外周面の好みの方向(360度内に� ��いて)に自在に噴射できる集合型ミストノズ ルを備えたミスト噴射装置が得られる。また 、上述の実施形態とは別に、板状体を湾曲さ せて構成すれば、その半円状外周面の好みの 角度の方向(180度内において)に自在に噴射で� ��る集合型ミストノズルを備えたミスト噴射� ��置も得られる。このとき、前述のミスト噴� ��装置は、公知の種々の方法によってパイプ� ��、又は半円状に製造されうる。

 ところで、上記の第3の実施形態のミスト ノズルの代わりに、図5Eに示すような、蓋板7 が取り除かれた構成も採用されうる。管状体 (パイプ)が形成されると、そのパイプ内部(例 えば、第3の実施形態における11)が液体の流� �となるため、図5Eのようなミストノズル(2a,2b ,2c)の構成であれば、蓋板7が特に必要とされ� ��い。換言すれば、制御板9は蓋板7の機能を� �ねるように形成される。

 他方、機械的な強度を高めるなどの理由で� ��御板上に蓋板の接合を要する場合は、図6に 示すように、蓋板7の第1導入口7a(第1の実施形 態の4aに相当)と制御板9の第2導入口2cの形状� �び配置をそれぞれ連通するように配設され� �。換言すれば、第1の実施形態の集合型ミス� ��ノズル100から流路板3が取り除かれた集積型 ミストノズルであっても、前述の内容に沿っ て配置すれば、本発明の効果の少なくとも一 部を発揮させることができる。
<第4の実施形態>

 図7は、本実施形態の集合型ミストノズル を備えた消火設備400の全体概観図である。本 実施形態の消火設備400は、第1の実施形態の� �合型ミストノズル100の蓋板4における第1導入 口4aに配管が接続され、さらに、加圧ポンプ3 1と消火剤としての液体(例えば、水)の供給源 30が接続されている。この構成により、火災� ��発生したときに加圧ポンプ31によって消火� �が集合型ミストノズル100に送り込まれ、そ� �後、図7に示すように、消火剤は火炎40に対� �てミストとして噴射される。

 本実施形態の消火設備400を用いてミスト� ��噴射を行ったところ、ミストノズル単体に� ��るミストの噴射、あるいはミスト化されて� ��ない液体の噴射の場合と比較して、消火剤( 水)の到達距離が約2倍又はそれ以上長くなる� ��とが分かった。より具体的には、本実施形� ��の消火設備400を用いた場合、液体の圧力が0 .9MPaとしたときに、その到達距離は15mに達し� ��。また、噴霧量は12L/min.であったため、消� �される液体量がミストではない液体の噴射� �比べて非常に少量であることも確認された� �

 また、本実施形態の消火設備400による消� ��を行った際、オリフィス板1から約10m離れた 位置でそのミストの分散状況を確認したとこ ろ、噴射されたミストが直径約300mmの円状領� ��内に納まっていることが分かった。すなわ� ��、この噴射されたミストは、互いに重なり� ��うことにより、高い直進性又は指向性を備� ��ていることが分かった。特に、本実施形態� ��は、そのミストの散逸が通常のミストに比� ��て大きく低減されているため、消火に対す� ��ミストの無駄遣いが殆どされないという効� ��が確認された。従って、本実施形態の消火� ��備400は、そのような適切なミストの密度を� ��持した状態で遠方まで送り込むことができ� ��ため、安全でかつ有用な消火設備であるこ� ��が分かる。また、そのようなミストは消火� ��象の表面を十分に覆って消火することがで� ��るため、非常に効率的である。また、本実� ��形態の消火設備400によって形成されたミス� ��は、ミストではない液体の噴射と比べて対� ��物への衝撃力を格段に低減させることがで� ��るため、消火後の対象物の破損を防ぐこと� ��できる。

 このように、本実施形態の消火設備400を� ��いれば、火炎から十分に離れた位置からミ� ��トを噴射しても十分に消火活動に貢献しう� ��ことが確認された。尚、本実施形態では、� ��を消火剤として用いたが、これに限定され� ��い。人体への影響が大きくなると共に環境� ��の負荷は増えるが、消火能力を増大させる� ��の代替消火剤も適用しうる。例えば、アル� ��リ性強化液や中性強化液等の公知の消火薬� ��、界面活性剤、及びエタノール等のアルコ� ��ル類の群から選ばれた少なくとも一種類を� ��加剤として含む水は、本実施形態及び上述� ��各変形例に適用しうる。但し、安全性と取� ��いの容易性の観点から、水を用いることが� ��も好ましい。

 なお、上述の実施形態では集合型ミスト� ��ズル100を用いて消火する場合の構成及び効� ��を説明したが、これに限定されない。例え� ��、その他の実施形態の集合型ミストノズル� ��はミスト噴射装置を用いた場合であっても� ��噴射されたミストが、オリフィス板の表面� ��ら2mm以上100mm以下の範囲で重なり合う場合� �、ミストの到達距離が従来とそれと比較し� �大きく伸びる。また、上述の集合型ミスト� �ズル100以外の実施形態の集合型ミストノズ� �又はミスト噴射装置は、適切な密度のミス� �を噴射させることもできる。

 ところで、上述の各実施形態では、ミス� ��ノズル単体(2a,2b,2c)の形状として3個の溝2b,2b ,2bを用いて3方向から渦室に流入させる構成� �採用されているが、これに限定されない。� �えば、1個の溝2bを用いて1方向から、あるい� ��、2個の溝2b,2bを用いて2方向から液体を流入 としても良い。但し、均一な角速度を得ると いう観点、及び複雑過ぎる構造を避ける観点 から、3方向から渦室に流入させる構成が最� �好ましい。

 また、上述の各実施形態では、流路板3を 二枚重ねて開口部3aの流路断面積を二倍にし� ��ものを示したが、流路板3は一枚でも三枚で もそれ以上でも良い。

 また、第2及び第3の実施形態のように、� �路板3は所望により省略することができる。� ��た、オリフィス板1のオリフィス1aの数は90� �に限らず、適宜設定可能である。

 本実施例の集合型ミストノズルは、平ら� ��板状体をベースとするが、以上のように板� ��体を折り曲げて管状体に構成することもで� ��、また板状体を湾曲させて半円状に構成す� ��ことも可能である。従って、設置対象スペ� ��スの形状(特に狭いスペース)に自在に対応� �て、所望の方向又は微粒化条件で自在にミ� �トを噴射することができる。また、特に管� �体のものは、送液管としても併用できるた� �、狭いスペースで使用する場合に特に効果� �である。また、上述の第3の実施形態では、� ��面が略正六角形の管状体の4つの面に配設さ れていたが、これに限定されない。少なくと もその一面に前述の複数のミストノズルが配 設されることによって、本発明の少なくとも 一部の効果が発揮される。