(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧研磨流体噴流を生成するためのノズルシステムであって、
前記ノズルシステムは、
ノズル主要本体と、
媒体送達システムから研磨媒体を受容するための媒体入口と、
流体送達システムから流体を受容するための流体入口と、
前記流体入口から流体を受容するためのノズルオリフィスであって、前記ノズルオリフィスは、前記流体入口を通って流れる流体を使用して流体噴流を生成するように構成される、ノズルオリフィスと、
出口であって、前記流体噴流が前記ノズルシステムから前記出口を通って出る、出口と、
前記流体入口と前記出口との間に延在する流体流動導管であって、前記流体流動導管は、上流区間および下流区間を有し、前記ノズルオリフィスは、前記上流区間中の流体が前記ノズルオリフィスを通過して前記下流区間中で流体噴流を生成するように、前記上流区間と前記下流区間との間に置かれ、前記上流区間は、流動方向転換器を備え、前記流動方向転換器は、第１の方向に進行する流体流動を受容し、かつ、前記ノズルオリフィスに向かって第２の方向に前記流体流動を出力するような構成かつ大きさとされ、前記第１の方向は、前記第２の方向とは実質的に異なり、前記下流区間は、送達導管を備え、前記ノズルオリフィスによって生成された前記流体噴流が前記送達導管を通過し、前記送達導管は前記出口を備え、前記流体噴流が前記ノズルシステムから前記出口を通って出る、流体流動導管と、
媒体流動導管であって、前記媒体流動導管は、前記媒体流動導管を通過する研磨媒体が前記ノズルオリフィスによって生成された前記流体噴流と混合されるように、前記媒体入口と前記流体流動導管の前記下流区間との間に延在する、媒体流動導管と、
前記ノズルオリフィスと前記出口との間に位置付けられるオリフィス取付台であって、前記オリフィス取付台は、前記流体噴流が通過するチャネルと、前記ノズルオリフィスを係合する主要本体と、前記主要本体に連結されるガイド管とを備える、オリフィス取付台と、
ネジ山の付いた部材と
を備え、
前記オリフィス取付台は、前記ネジ山の付いた部材を介して前記ノズル主要本体を係合し、前記オリフィス取付台は、前記ノズル主要本体から前記ネジ山の付いた部材をネジから外し、前記ノズル主要本体の受容空洞の外へと軸方向に前記オリフィス取付台を取り外して前記ノズルオリフィスの交換を可能にすることにより取り外し可能である、ノズルシステム。
【請求項２】
前記ガイド管は、前記チャネルの少なくとも一部分を画定し、硬化材料を備える、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項３】
前記ガイド管は、軸長にわたってほぼ一定の内径を含む、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項４】
混合チャンバをさらに備え、
前記ガイド管の下流端は、前記混合チャンバの中へと突出する、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項５】
前記ガイド管は、前記流体噴流の移動方向に対して、前記媒体流動導管の下流端の少なくとも一部分の下流に延在する、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項６】
前記ガイド管の上流端および下流端は、前記オリフィス取付台のそれぞれの面と略同一平面にある、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項７】
前記ガイド管は、前記オリフィス取付台の前記主要本体の硬度の約３ＲＣよりも大きい硬度を有する材料から成る、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項８】
前記流動方向転換器は、角度を成す肘部である、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項９】
前記流動方向転換器は、前記第１の方向と前記第２の方向との間の角度を画定し、前記角度は、約１０度から約１７０度の範囲内にある、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項１０】
前記流動方向転換器は、前記第１の方向と前記第２の方向との間の角度を画定し、前記角度は、約９０度である、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項１１】
前記ノズルオリフィスと前記送達導管の前記出口との間の距離は、約１５．２４ｃｍ未満である、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項１２】
前記ノズルオリフィスと前記送達導管の前記出口との間の前記距離は、約５．０８ｃｍ未満である、請求項１１に記載のノズルシステム。
【請求項１３】
前記ノズルオリフィスは、中心線を画定し、前記ノズルオリフィスの前記中心線と前記ノズルシステムの端の外縁との間の距離は、約１．２７ｃｍ以下である、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項１４】
前記媒体送達システムは、金属を切断するための研磨流体噴流を形成するように前記流体噴流と混合することが可能である十分な量の研磨媒体を出力するように構成される、請求項１に記載のノズルシステム。
【請求項１５】
高圧研磨流体噴流送達システム用の薄型ノズルシステムであって、
前記ノズルシステムは、
ノズル主要本体と、
前記ノズルシステムから研磨流体噴流を出力するためのノズル出口と、
前記ノズル出口の上流に位置付けられるノズルオリフィスであって、前記ノズルオリフィスは、流体噴流を生成するように構成される、ノズルオリフィスと、
前記ノズルオリフィスの上流に位置付けられる上流区間と、前記ノズルオリフィスの下流に位置付けられる下流区間とを有する流体流動導管であって、前記上流区間は、第１の方向に進行する流体流動を受容し、かつ、前記ノズルオリフィスに向かって第２の方向に移動する前記流体流動を出力するための角度を成す肘部を備え、前記第１の方向は、前記第２の方向とは異なる、流体流動導管と、
前記流体流動導管の前記下流区間に連結される媒体流動導管であって、前記媒体流動導管は、前記ノズル出口の外へ送達される前記研磨流体噴流を形成するように、前記ノズルオリフィスによって生成された流体噴流と混合する研磨媒体を送達するように構成される、媒体流動導管と、
前記ノズルオリフィスと前記ノズル出口との間に位置付けられるオリフィス取付台であって、前記オリフィス取付台は、前記流体噴流が通過するチャネルと、前記ノズルオリフィスを係合する主要本体と、前記主要本体に連結されるガイド管とを備える、オリフィス取付台と、
ネジ山の付いた部材と
を備え、
前記オリフィス取付台は、前記ネジ山の付いた部材を介して前記ノズル主要本体を係合し、前記オリフィス取付台は、前記ノズル主要本体から前記ネジ山の付いた部材をネジから外し、前記ノズル主要本体の受容空洞の外へと軸方向に前記オリフィス取付台を取り外して前記ノズルオリフィスの交換を可能にすることにより取り外し可能である、ノズルシステム。
【請求項１６】
前記ガイド管は、軸長にわたってほぼ一定の内径を含む、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項１７】
混合チャンバをさらに備え、
前記ガイド管の下流端は、前記混合チャンバの中へと突出する、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項１８】
前記ガイド管は、前記流体噴流の移動方向に対して、前記媒体流動導管の下流端の少なくとも一部分の下流に延在する、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項１９】
前記ガイド管の上流端および下流端は、前記オリフィス取付台のそれぞれの面と略同一平面にある、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２０】
前記ガイド管は、前記オリフィス取付台の前記主要本体の硬度の約３ＲＣよりも大きい硬度を有する材料から成る、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２１】
前記角度を成す肘部は、前記第１の方向と前記第２の方向との間の約１０度から約１７０度の範囲内の角度を画定する、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２２】
前記下流区間は、前記ノズルオリフィスの下流に位置付けられる送達導管を備え、前記送達導管は、前記流体噴流が通過するチャネルと、前記チャネルから前記媒体まで延在する２次ポートとを備える、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２３】
混合管をさらに備え、
前記混合管は、前記ノズル出口を画定し、前記混合管を通って延在するチャネルを備え、前記チャネルの平均直径に対する前記混合管の軸長の比は、約１００以下である、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２４】
前記ガイド管は、前記流体噴流の移動方向に対して、前記媒体流動導管の下流端の少なくとも一部分の下流に延在する、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２５】
前記ガイド管は、硬化材料を備える、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２６】
前記ガイド管の前記硬化材料は、炭化タングステンである、請求項２５に記載のノズルシステム。
【請求項２７】
前記オリフィス取付台は、２次ポートをさらに含み、
２次流体と流体噴流とが前記オリフィス取付台の前記チャネルの中で結合されるように、前記２次流体が前記２次ポートを通って流れる、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２８】
前記流体流動導管の前記下流区間の少なくとも一部分を画定する混合チャンバであって、前記媒体が、前記媒体流体導管を通り前記混合チャンバの中に流れ込み、前記流体噴流と結合する、混合チャンバと、
前記混合チャンバに接続された２次ポートであって、流体が前記２次ポートを通して放出される、２次ポートと
をさらに備える、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項２９】
前記ノズル出口および前記ノズルオリフィスは、約５．０８ｃｍ以下の距離だけ分離される、請求項１５に記載のノズルシステム。
【請求項３０】
高圧研磨媒体の流体噴流を生成するように構成されるノズルシステムであって、
前記ノズルシステムは、
ノズル主要本体と、
第１の区間と、第２の区間と、前記第１の区間および前記第２の区間の間の流動方向転換器とを備える流体流動導管であって、前記流動方向転換器は、前記第１の区間を通って第１の方向に進行する流体流動を受容し、かつ、前記第１の方向に対して角度を成す第２の方向に前記流体流動を方向付けるように構成される、流体流動導管と、
前記流動方向転換器の下流にあるノズルオリフィスであって、前記ノズルオリフィスは、流体噴流を生成するように構成される、ノズルオリフィスと、
媒体流動導管であって、高圧研磨媒体の流体噴流を形成するように、研磨剤が前記媒体流動導管を通って前記ノズルオリフィスによって生成される流体噴流の中へ送達される、媒体流動導管と、
出口であって、前記高圧研磨媒体の流体噴流が前記出口を通って前記ノズルシステムから出る、出口と、
前記ノズルオリフィスと前記出口との間に位置付けられるオリフィス取付台であって、前記オリフィス取付台は、前記流体噴流が通過するチャネルと、前記ノズルオリフィスを係合する主要本体と、前記主要本体に連結されるガイド管とを備える、オリフィス取付台と、
ネジ山の付いた部材と
を備え、
前記オリフィス取付台は、前記ネジ山の付いた部材を介して前記ノズル主要本体を係合し、前記オリフィス取付台は、前記ノズル主要本体から前記ネジ山の付いた部材をネジから外し、前記ノズル主要本体の受容空洞の外へと軸方向に前記オリフィス取付台を取り外して前記ノズルオリフィスの交換を可能にすることにより取り外し可能である、ノズルシステム。
【請求項３１】
前記ガイド管は、前記チャネルの少なくとも一部分を画定し、硬化材料を備える、請求項３０に記載のノズルシステム。
【請求項３２】
前記ガイド管は、軸長にわたってほぼ一定の内径を含む、請求項３０に記載のノズルシステム。
【請求項３３】
混合チャンバをさらに備え、
前記ガイド管の下流端は、前記混合チャンバの中へと突出する、請求項３０に記載のノズルシステム。
【請求項３４】
前記ガイド管は、前記流体噴流の移動方向に対して、前記媒体流動導管の下流端の少なくとも一部分の下流に延在する、請求項３０に記載のノズルシステム。
【請求項３５】
前記ガイド管の上流端および下流端は、前記オリフィス取付台のそれぞれの面と略同一平面にある、請求項３０に記載のノズルシステム。
【請求項３６】
前記ガイド管は、前記オリフィス取付台の前記主要本体の硬度の約３ＲＣよりも大きい硬度を有する材料から成る、請求項３０に記載のノズルシステム。
【請求項３７】
前記第１の方向と前記第２の方向との間で画定される角度をさらに備え、前記角度は、約１７０度未満である、請求項３０に記載のノズルシステム。
【請求項３８】
前記出口および前記ノズルオリフィスは、約５．０８ｃｍ以下の距離だけ分離される、請求項３０に記載のノズルシステム。
【請求項３９】
前記距離は、約３．８１ｃｍ以下である、請求項３８に記載のノズルシステム。
【請求項４０】
前記ノズルオリフィスの下流に位置付けられる混合管をさらに備え、
前記混合管は、前記ノズルシステムの前記出口を画定し、チャネルを備え、前記チャネルの平均直径に対する前記混合管の軸長の比は、約１００未満である、請求項３０に記載のノズルシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、流体噴流を生成するためのプロセスおよび装置に関し、具体的には、横方向へ向かう高圧流体噴流を生成するためのプロセスおよび装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の流体噴流システムは、流体を加圧し、次いで、工作物に対して加圧流体を送達することによって、工作物を清掃、切断、または他の方法で処理するために使用されてきた。流体噴流システムはしばしば、標的工作物の周囲で有意な動作クリアランスを必要とする、直ノズルシステムを有し、その結果として、遠隔場所で、または制限空間内で工作物を処理するために不適となる場合がある。
【０００３】
例えば、ノズルシステムはしばしば、細長く、大きな軸長を有し、多くの種類の工作物を処理するために不適となる。従来のノズルシステムは、長い直線供給管、切断ヘッド、および供給管と一直線、かつ供給管の下流にある、長い直線混合管を有し得る。宝石開口部が、切断ヘッド内で供給管と混合管との間に位置付けられ得る。処理中、流体は、直線状に配設された供給管、開口部、および混合管を通って延在する、極めて長い線形経路に沿って流れる。
【０００４】
流体噴流は、航空機部品等の、種々の種類の工作物を処理するために使用し得る。残念ながら、航空機部品の多数の場所は、最小量のクリアランスしか提供しない場合がある。従来の流体噴流ノズルシステムの大きな全体軸長により、これらの領域を適切に処理することが困難または不可能な場合がある。例えば、航空機の縦通材は、相互から約１．５インチのフランジを有する場合がある。従来のノズルは、１．５インチよりも大きい軸長を有し、結果として、そのような狭い空間での使用に不適である。他の種類の工作物は、同様に、従来の流体噴流システムで適切にアクセスすることができない特徴を有する場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、上記で説明される欠点のうちの１つ以上を克服し、および／または、さらなる非関連または関連利点を提供することを対象とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書で開示されるいくつかの実施形態は、比較的小さい空間に嵌入するような大きさとされるノズルシステムを有する、流体噴流送達システムの開発を含む。例えば、狭い空間を通して、標的領域、工作物の遠隔内部領域にさえもアクセスするように、流体噴流送達システムの薄型ノズルシステムをナビゲートすることができる。薄型ノズルシステムは、限定することなく、開口、穴、チャネル、間隙、チャンバ、空洞、および同等物、ならびに標的部位へのアクセスを提供してもよい他の特徴を含む、種々の特徴内に適合することができる。１回の処理順序の間、ノズルシステムは、様々なサイズおよび形状を伴う任意の数の特徴を通過することができる。
【０００７】
本明細書で開示されるノズルシステムは、所望のスタンドオフ距離等の１つ以上の処理基準に基づく配向で流体噴流を出力することができる。異なるノズルシステムが、異なる配向で流体噴流を出力することができる。２つのノズルシステムが同じまたは同様の外側寸法を有し得るものの、２つのノズルシステムは、異なる配向で流体噴流を送達することができる。
【０００８】
いくつかの実施形態でのノズルシステムは、供給流体流動の進行方向に対して横方向に流体噴流を出力することができる。流体噴流が横方向に外向きに方向付けられるため、ノズルシステムを比較的小さい空間に挿入し、その内側で操作することができる。ノズルシステム内の流体流動は、ノズルシステムの選択された寸法を低減するために、１回以上方向転換され得る。いくつかの実施形態では、ノズルオリフィスの上流の流体流動は、例えば、角度を成す導管を使用して、１回方向転換される。
【０００９】
いくつかの実施形態では、ノズルオリフィスの上流の供給流体流動の１次移動方向は、ノズルオリフィスの下流の流体流動の２次移動方向に対して一直線にならない。いくつかの実施形態では、例えば、ノズルオリフィスから出る流体噴流の流速のベクトルの合計は、ノズルオリフィスの上流にある供給流体導管の中の流体流動の流速のベクトルの合計と一直線にならない。
【００１０】
いくつかの実施形態では、ノズルシステムは、ノズルシステムにおける流路に沿った種々の場所に位置付けられる、１つ以上の２次流動ポートを含み得る。流体（例えば、水、食塩水、空気、ガス、および同等物）、媒体、エッチャント、およびノズルシステムを介した送達に好適な他の物質は、限定することなく、流体噴流の一貫性、流体噴流の分散、流体噴流の構成物質の割合（重量または容量のいずれかによる）、流動乱流、流体噴流の拡散、または他の流動特性、ならびに流体噴流の性能に関係する他の流動パラメータを含む、１つ以上の所望の流動基準を改変するよう、２次流動ポートを通して送達することができる。２次流動ポートは、２次流動ポートが供給される導管を通過する流体の流動方向に対して、垂直または斜めに配向させることができる。
【００１１】
いくつかの実施形態では、高圧研磨流体噴流を生成するための流体噴流送達システムは、研磨媒体を出力するように構成される媒体送達システムと、流体を出力するように構成される流体送達システムと、ノズルシステムとを備える。ノズルシステムは、媒体送達システムと流体連通している媒体入口と、流体送達システムと流体連通している流体入口と、流体入口と流体連通し、流体入口を通って流れる流体を使用して流体噴流を生成するように構成される、ノズルオリフィスとを含む。送達導管は、それを通って流体噴流がノズルシステムから出る、出口を備える。ノズルシステムはさらに、流体流動導管と、媒体流動導管とを備える。流体流動導管は、流体入口と送達導管の出口との間に延在する。流体流動導管は、上流区間および下流区間を有する。ノズルオリフィスは、上流区間中の流体がノズルオリフィスを通過して下流区間中で流体噴流を生成するように、上流および下流区間の間に置かれる。上流区間は、第１の方向に進行する流体流動を受容し、ノズルオリフィスに向かって第２の方向に流体流動を出力する、流動方向転換器を備える。第１の方向は、第２の方向とは実質的に異なる。媒体流動導管は、媒体導管を通過する研磨媒体が、流体流動導管の下流区間に沿って通る、ノズルオリフィスによって生成された流体噴流と混合されるように、媒体入口と流体流動導管の下流区間との間に延在する。
【００１２】
いくつかの他の実施形態では、高圧研磨流体噴流を生じさせるための流体噴流送達システムは、高圧研磨流体噴流を生成するためのノズルシステムを備える。ノズルシステムは、流体供給導管と、ノズルオリフィスと、媒体供給導管と、出口とを備える。流体供給導管は、第１の区間と、第２の区間と、第１および第２の区間の間の流動方向転換器とを含む。流動方向転換器は、第１の区間を通って第１の方向に進行する流体流動を受容するように、かつ第１の方向に対して角度を成す第２の方向に流体流動を方向付けるように構成される。ノズルオリフィスは、流体供給導管の第２の区間の下流にあり、流体噴流を生成するように構成される。研磨剤は、高圧研磨媒体の流体噴流を形成するよう、媒体供給導管を通ってノズルオリフィスによって生成される流体噴流の中へ送達される。高圧研磨媒体の流体噴流は、出口を介してノズルシステムから出る。
【００１３】
いくつかの実施形態では、ノズルシステムで高圧研磨水噴流を生じさせるための方法が提供される。方法は、ノズルシステムの供給流体導管の上流区間に流体流動を通過させるステップを含む。流体流動は、角度を成す区間の外へ送達される流体流動が、角度を成す区間の上流での流体流動とは異なる方向に進行するように、供給流体導管の角度を成す区間に通過させられる。流体流動はまた、ノズルオリフィスにも通過させられる。ノズルオリフィスは、供給流体導管の角度を成す区間の下流に位置付けられる。研磨媒体の流れは、高圧研磨水噴流を形成するよう、ノズルオリフィスから出る流体流動に向かって送達される。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
高圧研磨流体噴流を生成するためのノズルシステムであって、
媒体送達システムから研磨媒体を受容するための媒体入口と、
流体送達システムから流体を受容するための流体入口と、
該流体入口から流体を受容するためのノズルオリフィスであって、該流体入口を通って流れる流体を使用して流体噴流を生成するように構成される、ノズルオリフィスと、
出口であって、該流体噴流が該ノズルシステムから該出口を通って出る、出口と、
流体流動導管であって、
流体流動導管は、該流体入口と該出口との間に延在し、上流区間および下流区間を有し、該ノズルオリフィスは、該上流区間中の流体が該ノズルオリフィスを通過して該下流区間中で流体噴流を生成するように、該上流区間と該下流区間との間に置かれ、
該上流区間は、流動方向転換器を備え、該流動方向転換器は、第１の方向に進行する流体流動を受容し、該ノズルオリフィスに向かって第２の方向に該流体流動を出力するような構成かつ大きさとされ、該第１の方向は、該第２の方向とは実質的に異なり、
該下流区間は、送達導管を備え、該ノズルオリフィスによって生成された該流体噴流が該送達導管を通過し、該送達導管は該出口を備え、該流体噴流が該ノズルシステムから該出口を通って出る、
流体流動導管と、
媒体流動導管であって、該媒体流動導管が該媒体入口と該流体流動導管の該下流区間との間に延在することにより、該媒体導管を通過する研磨媒体が該ノズルオリフィスによって生成された該流体噴流と混合される、媒体流動導管と
を備える、ノズルシステム。
（項目２）
前記流動方向転換器は、角度を成す肘部である、項目１に記載のノズルシステム。
（項目３）
前記流動方向転換器は、前記第１の方向と前記第２の方向との間で角度を画定し、該角度は、約１０度から約１７０度の範囲である、項目１に記載のノズルシステム。
（項目４）
前記流動方向転換器は、前記第１の方向と前記第２の方向との間で角度を画定し、該角度は、約９０度である、項目１に記載のノズルシステム。
（項目５）
前記ノズルオリフィスと前記送達導管の前記出口との間の距離は、約６インチ未満である、項目１に記載のノズルシステム。
（項目６）
前記ノズルオリフィスと前記送達導管の前記出口との間の前記距離は、約２インチ未満である、項目５に記載のノズルシステム。
（項目７）
前記ノズルオリフィスは、中心線を画定し、該ノズルオリフィスの該中心線と前記ノズルシステムの端の外縁との間の距離は、約０．５インチ以下である、項目１に記載のノズルシステム。
（項目８）
前記媒体送達システムは、金属を切断するための研磨流体噴流を形成するよう、前記流体噴流と混合することが可能である、十分な量の研磨媒体を出力するように構成される、項目１に記載のノズルシステム。
（項目９）
高圧研磨流体噴流送達システム用の薄型ノズルシステムであって、
該ノズルシステムから研磨流体噴流を出力するためのノズル出口と、
該ノズル出口の上流に位置付けられ、流体噴流を生成するように構成される、ノズルオリフィスと、
該ノズルオリフィスの上流に位置付けられる上流区間と、該ノズルオリフィスの下流に位置付けられる下流区間とを有する、流体流動導管であって、該上流区間は、第１の方向に進行する流体流動を受容し、該ノズルオリフィスに向かって第２の方向に該流体流動を出力するための角度を成す肘部を備え、該第１の方向は、該第２の方向とは異なる、流体流動導管と、
該流体流動導管の該下流区間に連結される媒体流動導管であって、該ノズル出口の外へ送達される該研磨流体噴流を形成するように、該ノズルオリフィスによって生成された流体噴流と混合する研磨媒体を送達するように構成される、媒体流動導管と
を備える、ノズルシステム。
（項目１０）
前記角度を成す肘部は、前記第１の方向と前記第２の方向との間で約１０度から約１７０度の範囲の角度を画定する、項目９に記載のノズルシステム。
（項目１１）
前記下流区間は、前記ノズルオリフィスの下流に位置付けられる送達導管であって、前記流体噴流が通過するチャネルと、該チャネルから前記媒体まで延在する２次ポートとを備える、送達導管を含む、項目９に記載のノズルシステム。
（項目１２）
混合管をさらに備え、
該混合管は、前記ノズル出口を画定し、該混合管を通って延在するチャネルを備え、該チャネルの平均直径に対する該混合管の軸長の比は、約１００以下である、
項目９に記載のノズルシステム。
（項目１３）
前記ノズルオリフィスと前記出口との間に位置付けられるオリフィス取付台をさらに備え、
該オリフィス取付台は、該オリフィス取付台を通って延在するチャネルを有し、該チャネルは、前記流体流動導管の前記下流区間の少なくとも一部分を画定し、該チャネルを画定する該ノズルオリフィスの少なくとも一部分は、硬化材料を備える、
項目９に記載のノズルシステム。
（項目１４）
前記硬化材料は、炭化タングステンである、項目１３に記載のノズルシステム。
（項目１５）
前記ノズルオリフィスと前記出口との間に位置付けられるオリフィス取付台をさらに備え、
該オリフィス取付台は、前記流体噴流が通過するチャネルと、該ノズルオリフィスを係合する主要本体と、該主要本体に連結されるガイド管とを備え、ガイド管は、該チャネルの少なくとも一部分を画定し、硬化材料を備える、
項目９に記載のノズルシステム。
（項目１６）
前記ノズルオリフィスを保持するように構成されるオリフィス取付台をさらに備え、
該オリフィス取付台は、前記流体噴流の移動方向に対して、前記媒体流動導管の下流端の少なくとも一部分の下流に延在する、ガイド管を備える、
項目９に記載のノズルシステム。
（項目１７）
前記ガイド管は、硬化材料を備える、項目１６に記載のノズルシステム。
（項目１８）
前記ノズルオリフィスと前記ノズル出口との間のオリフィス取付台をさらに備え、
該オリフィス取付台は、
チャネルであって、前記流体噴流が該チャネルを通って流れる、チャネルと、
２次ポートであって、２次流体と前記流体噴流とが該チャネルの中で結合されるように、前記２次流体が該２次ポートを通って流れる、２次ポートと
を有する、項目９に記載のノズルシステム。
（項目１９）
混合チャンバであって、前記流体流動導管の前記下流区間の少なくとも一部分を画定し、前記媒体が、前記媒体流体導管を通り該混合チャンバの中に流れ込み、前記流体噴流と結合する、混合チャンバと、
２次ポートであって、該混合チャンバに接続され、流体が該２次ポートを通して放出される、２次ポートと
をさらに備える、項目９に記載のノズルシステム。
（項目２０）
前記ノズル出口および前記ノズルオリフィスは、約２インチ以下の距離によって分離される、項目９に記載のノズルシステム。
（項目２１）
高圧研磨媒体の流体噴流を生成するように構成される、ノズルシステムであって、
第１の区間と、第２の区間と、該第１の区間および該第２の区間の間の流動方向転換器とを備える、流体供給導管であって、該流動方向転換器は、第１の方向に進行する流体流動を受容するように、かつ該第１の方向に対して角度を成す第２の方向に該流体流動を方向付けるように構成される、流体供給導管と、
該流体方向転換器の下流にあり、流体噴流を生成するように構成される、ノズルオリフィスと、
媒体供給導管であって、高圧研磨媒体の流体噴流を形成するよう、研磨剤が該媒体供給導管を通って該ノズルオリフィスによって生成される流体噴流の中へ送達される、媒体供給導管と、
出口であって、該高圧研磨媒体の流体噴流が該出口を通って該ノズルシステムから出る、出口と
を備える、ノズルシステム。
（項目２２）
前記第１の方向と前記第２の方向との間で画定される角度をさらに備え、該角度は、約１７０度未満である、項目２１に記載のノズルシステム。
（項目２３）
前記出口および前記ノズルオリフィスは、約２インチ以下の距離によって分離される、項目２１に記載のノズルシステム。
（項目２４）
前記距離は、約１．５インチ以下である、項目２１に記載のノズルシステム。
（項目２５）
前記ノズルオリフィスの下流に位置付けられる混合管をさらに備え、
該混合管は、前記ノズルシステムの前記出口を画定し、かつチャネルを備え、該チャネルの平均直径に対する該混合管の軸長の比は、約１００未満である、
項目２１に記載のノズルシステム。
（項目２６）
受容スロットを有する、前記ノズルシステムの主要本体と、
該受容スロットの内外に移動されるように構成される、取り外し可能なオリフィスアセンブリと
をさらに備え、
該オリフィスアセンブリは、前記ノズルオリフィスと、該ノズルシステムの該主要本体内で該ノズルオリフィスを保持するような大きさとされるオリフィス取付台と、該ノズルシステムの該主要本体とシールを形成するように構成される密閉部材とを備える、
項目２１に記載のノズルシステム。
（項目２７）
前記ノズルオリフィスの上流に位置付けられる面シールをさらに備え、
該面シールは、入口開口から該ノズルオリフィスに隣接する出口開口まで内向きにテーパーとなる通路を有する、項目２６に記載のノズルシステム。
（項目２８）
前記面シールは、前記主要本体の受容穴内に嵌まるような大きさとされ、該受容穴は、前記スロットから前記流動方向転換器に向かって延在する、項目２７に記載のノズルシステム。
（項目２９）
流体噴流送達システムのノズルシステム用の取り外し可能なオリフィスアセンブリであって、
ノズルシステムの主要本体とシールを形成するように構成される密閉部材であって、流体流動用のチャネルを有する、密閉部材と、
該密閉部材の該チャネルを通って流れる流体を使用して流体噴流を生成することが可能な開口部を有する、ノズルオリフィスと、
受容区間およびチャネルを有する、オリフィス取付台であって、該受容区間は、該開口部から出る流体噴流が該オリフィス取付台の該チャネルによって受容されるように、該ノズルオリフィスを保持するような大きさとされている、オリフィス取付台と
を備え、
該オリフィス取付台は、該ノズルオリフィスが該受容区間の中に位置付けられたままで、ノズルシステムの該主要本体のスロットの内外に移動可能である、
取り外し可能なオリフィスアセンブリ。
（項目３０）
前記ノズルオリフィスは、前記オリフィスアセンブリが前記ノズルシステムに設置されると、前記オリフィス取付台と前記密閉部材との間に挟まれる、項目２９に記載の取り外し可能なオリフィスアセンブリ。
（項目３１）
前記オリフィス取付台の上流面および前記密閉部材の上流面は、前記オリフィスアセンブリが前記ノズルシステムに設置されると、該ノズルシステムの前記主要本体の前記スロットの表面に隣接する、項目２９に記載の取り外し可能なオリフィスアセンブリ。
（項目３２）
前記受容区間は、前記密閉部材および前記ノズルオリフィスの両方を包囲するように十分長い、項目２９に記載の取り外し可能なオリフィスアセンブリ。
（項目３３）
前記オリフィスアセンブリが前記ノズルシステムに設置されると、前記オリフィス取付台の上流面は、前記ノズルシステムの前記主要本体の前記スロットの上流面と嵌合し、前記ノズルオリフィスの上流面は、前記密閉部材の下流面と嵌合する、項目２９に記載の取り外し可能なオリフィスアセンブリ。
（項目３４）
前記密閉部材は、前記オリフィスアセンブリが設置されると、前記ノズルシステムの前記主要本体の雌ネジ山と嵌合するように構成される、雄ネジ山を有する、項目２９に記載の取り外し可能なオリフィスアセンブリ。
（項目３５）
ノズルシステムで高圧研磨水噴流を生じさせるための方法であって、
ノズルシステムの流体流動導管の上流区間の中を流体流動を通過させるステップと、
該流体流動導管の角度を成す区間の中を該流体流動を通過させるステップであって、該角度を成す区間の外へ送達される該流体流動が、該角度を成す区間の上流での該流体流動とは異なる方向に進行するように、通過させるステップと、
ノズルオリフィスの中を該流体流動を通過させるステップであって、該ノズルオリフィスは、該供給流体導管の該角度を成す区間の下流に位置付けられる、ステップと、
高圧研磨水噴流を形成するよう、該ノズルオリフィスから出る該流体流動に向かって研磨媒体の流れを送達するステップと
を含む、方法。
（項目３６）
前記高圧研磨水噴流の拡散を低減するように、前記ノズルオリフィスを保持するオリフィス取付台の２次ポートを通して、前記ノズルオリフィスから出る前記流体流動の中へ、十分な量の２次流体を送達するステップをさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記２次ポートを通して前記２次流体を送達するステップは、該２次ポートを通して空気を放出するステップを含む、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
前記２次ポートを通して前記２次流体を送達するステップは、該２次流体を加圧し、該２次ポートを通して該加圧２次流体を注入するステップを含む、項目３５に記載の方法。
（項目３９）
前記角度を成す区間は、角度を成す肘部である、項目３５に記載の方法。
【００１４】
図面では、同一の参照番号が同様の要素または行為を識別する。図面中の要素のサイズおよび相対位置は、必ずしも一定の縮尺で描かれるわけではない。例えば、種々の要素の形状および角度は、一定の縮尺で描かれない場合があり、これらの要素のうちのいくつかは、図面の読みやすさを向上させるように、任意に拡大され、位置付けられる場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、一例証実施形態による、工作物を処理する流体噴流送達システムの立面図である。
【図２】図２は、薄型ノズルシステムの側面図であり、ノズルシステムのいくつかの内部構成要素は、点線で示されている。
【図３Ａ】図３Ａは、一実施形態による、流体噴流送達システム用の薄型ノズルシステムの部分断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの薄型ノズルシステムの断面図である。
【図４】図４は、一実施形態による、オリフィス取付台の側面図である。
【図５】図５は、図４の線５−５に沿って得られた、図４のオリフィス取付台の断面図である。
【図６】図６は、一実施形態による、オリフィス取付台の断面図である。
【図７】図７は、一実施形態による、オリフィス取付台の断面図である。
【図８】図８は、一実施形態による、工作物を処理する横方向へ向かう流体噴流を生成する、ノズルシステムの断面図である。
【図９】図９は、別の実施形態による、工作物を処理する横方向へ向かう流体噴流を生成する、ノズルシステムの断面図である。
【図１０】図１０は、一実施形態による、混合チャンバ用の２次ポートを伴うノズルシステムの断面図である。
【図１１】図１１−１３は、いくつかの実施形態による、ノズルシステムの断面図である。
【図１２】図１１−１３は、いくつかの実施形態による、ノズルシステムの断面図である。
【図１３】図１１−１３は、いくつかの実施形態による、ノズルシステムの断面図である。
【図１４】図１４は、一実施形態による、取り外し可能なオリフィスアセンブリを有するノズルシステムの断面図である。
【図１５】図１５は、図１４のノズルシステムの底面図である。
【図１６】図１６は、ノズル主要本体の断面図、およびノズル主要本体から除去されたオリフィスアセンブリの分解図である。
【図１７】図１７は、一実施形態による、取り外し可能なオリフィスアセンブリを有するノズルシステムの断面図である。
【図１８】図１８は、一実施形態による、モジュラーノズルシステムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の説明は、工作物を清掃、研磨、切断、切削、または他の方法で処理するために好適な流体噴流を生成し、送達するためのプロセスおよびシステムに関する。流体噴流は、異なる形状、サイズ、およびアクセス経路を有する、広範囲の特徴を便利に処理するために使用し得る。例えば、流体噴流送達システムは、深いまたは狭い開口部、チャネル、または穴、ならびに、容易にアクセス可能な場所（例えば、工作物の外面）に加えて、他のアクセスしにくい場所を通した送達のためのノズルシステムを有し得る。最小限のクリアランスを伴う工作物を処理するという状況で特定の有用性があるため、薄型ノズルシステムを伴う流体噴流送達システムが、この状況において開示される。例えば、工作物の遠隔内部領域にアクセスし、次いで処理するために、比較的小さい空間の中へ、かつそれを通って薄型ノズルシステムをナビゲートすることができる。
【００１７】
文脈上他の意味を必要とする場合を除いて、以下の明細書および請求項の全体を通して、「備える」という言葉、および「〜を備える」等の変化形は、非限定的で包括的な意味で、つまり、「〜を含むがそれらに限定されない」として解釈されるものである。
【００１８】
本明細書および添付の請求項で使用されるように、「１つの」および「その」といった単数形は、文脈上他に明確に指示しない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「１つのポート」を含むノズルシステムへの言及は、単一のポート、または２つ以上のポートを含む。また、「または」という用語は、概して、文脈上他に明確に指示しない限り、「および／または」を含む意味で採用されることも留意されたい。
【００１９】
図１は、やや狭いチャネル１２４を画定する対向側壁１２０、１２２を伴う略Ｕ字形部材として図示された、工作物１０２を処理するための流体噴流送達システム１００を示す。概して、流体噴流送達システム１００は、広範囲の材料を処理することが可能な流体噴流１３４を生成するように構成される、薄型ノズルシステム１３０を含む。流体噴流１３４は、ノズルオリフィスのノズルシステム上流における流体流動の移動方向、および／またはノズルシステムの運動方向に対して、選択された角度で配向させることができる。
【００２０】
図示した流体噴流１３４は、ノズルシステム１３０の縦軸１３６に対して一直線でない方向に向けられ、それにより、従来のノズルの動作クリアランスと比較して、ノズルシステム１３０の動作クリアランスを低減する。ノズルシステム１３０は、工作物１０２を処理するために必要なクリアランスを低減するように、また、いくつかの実施形態では、ノズルシステム１３０の後方部分と処理されている表面１５２との間の距離を低減するように、比較的小さい寸法ＤＣを有し得る。寸法ＤＣは、直線状に配設した従来のノズルの縦方向長さよりも小さくなり得る。本明細書で使用されるように、および以下で論議されるように、「流体噴流」という用語は、流体のみ（または流体の混合物）を備える噴流、または流体および媒体の両方を備える媒体流体噴流を指し得る。流体のみを備える流体噴流は、基材を効果的に清掃するか、またはテクスチャリングするためによく適している。媒体流体噴流は、以下でさらに詳述されるように、種々の種類の流体に混入される媒体（例えば、研磨粒子）を含み得る。研磨剤の形で媒体を備える、媒体流体噴流は、概して、研磨流体噴流と呼ばれる場合がある。
【００２１】
流体噴流送達システム１００は、流体噴流１３４を生じさせるために使用される流体を加圧するように構成される、圧力流体源１３８と、媒体を提供するように構成される、媒体源１４０とを含み得る。図１の図示した実施形態を含む、いくつかの実施形態では、圧力流体源１３８からの加圧流体は、流体送達システム１４４を通ってノズルシステム１３０に流入する。媒体源１４０からの媒体は、媒体送達システム１４６を通ってノズルシステム１３０に流入する。ノズルシステム１３０は、媒体および流体を結合し、次いで、研磨流体噴流の形で外向きに方向付けられた流体噴流１３４（略水平配向で図示される）を生成する。
【００２２】
図示したノズルシステム１３０は、側壁１２０、１２２の間に位置付けられ、垂直に延在するが、ノズルシステムは、他の配向となり得る。媒体送達システム１４６、流体送達システム１４４、およびノズルシステム１３０は、種々の配向で流体噴流を生成するように協働することができ、また、無制限に、体積流量、流速、流体噴流１３４の均一性のレベル、流体噴流１３４の組成（例えば、加圧流体に対する媒体の比）、およびそれらの組み合わせを含む、流体噴流の広範囲の流動パラメータを達成することもできる。
【００２３】
種々の種類の工作物を、流体噴流送達システム１００で処理することができる。図１の図示した工作物１０２は、１対の離間した側壁１２０、１２２と、側壁１２０、１２２の間に延在する基部１２３とを有する。ノズルシステム１３０は、比較的小さい幅ＤＷを有するチャネル１２４の中に位置付けられる。そのようなチャネル１２４は、幅ＤＷよりも大きい高さを伴う従来のノズルシステムを受容するためには不適である。ノズルシステム１３０は、流体噴流１３４が処理される表面１５２に対して送達されている間に、側壁１２０、１２２から離間したままであり得る。ノズルシステム１３０が比較的小さい寸法ＤＣを有し得るため、望ましいスタンドオフ距離を維持しながらも、側壁１２０、１２２の一方または両方に接触し、損傷するかまたは損なう可能性を伴わずに、チャネル１２４を通してノズルシステム１３０を便利にナビゲートすることができる。
【００２４】
工作物１０２は、全体的または部分的に、１つ以上の金属（例えば、鋼鉄、チタン、アルミニウム、および同等物）、複合材料（例えば、繊維強化複合材料、セラミック・金属複合材料、および同等物）、ポリマー、プラスチック、またはセラミック、ならびに流体噴流で処理することができる他の材料で形成することができる。以下で論議される流体噴流送達システム１００のサブシステム、サブアセンブリ、構成要素、および特徴は、処理される工作物および特徴の構成に基づいて修正または改変することができる。
【００２５】
ノズルシステム１３０の配向は、標的領域に到達するためのアクセス経路に基づいて選択することができる。したがって、ノズルシステム１３０は、略垂直（図１に図示される）、略水平（例えば、図８、９、および１８を参照）、またはその間の任意の配向を含む、種々の所望の配向となり得ることが理解される。したがって、ノズルシステム１３０は、処理ルーチン中に、広範囲の異なる位置にあり得る。
【００２６】
図１のノズルシステム１３０は、超高圧、中圧、低圧、またはそれらの組み合わせ用となり得る。超高圧ノズルシステムは、約４０，０００ｐｓｉ（２７６ＭＰａ）以上の圧力で動作し得る。超高圧ノズルは、硬質材料（例えば、鋼鉄またはアルミニウム等の金属）を切断または切削するために特によく適している。図示した工作物１０２は、超高流体噴流で急速に切断される、硬質材料を備えることができる。中圧ノズルは、約１５，０００ｐｓｉ（１０３ＭＰａ）から約４０，０００ｐｓｉ（２７６ＭＰａ）の範囲の圧力で動作し得る。４０，０００ｐｓｉ（２７６ＭＰａ）を下回る圧力で動作する中圧ノズルは、プラスチック材料等の軟質材料を処理するために特によく適している。低圧ノズルは、約１５，０００ｐｓｉ（１０３ＭＰａ）より低い圧力で動作し得る。ノズルシステム１３０はまた、他の作動圧力で流体とともに使用することもできる。
【００２７】
引き続き図１を参照すると、媒体源１４０は、最終的に流体噴流１３４に混入される研磨剤の形で媒体を含み得る。多くの異なる種類の研磨剤が使用され得るが、いくつかの実施形態は、約１２０メッシュまたはそれより細かい粒子を使用する。例えば、いくつかの実施形態では、粒子（例えば、ガーネット）は、約８０メッシュまたはそれより細かい。研磨剤の粒径は、研磨率、切断率、所望の表面テクスチャ、および同等物に基づいて選択することができる。研磨剤は、流体噴流１３４が研磨するか、テクスチャリングをするか、切断するか、エッチングするか、つや出しをするか、清掃するか、または別の手順を行うかどうかに応じて、乾式または湿式（例えば、スラリー形態の湿式研磨剤）となり得る。媒体源１４０はまた、他の種類の媒体も有し得る。例えば、媒体源１４０中の媒体は、清掃、つや出し、切断、エッチング、および同等物を行うために使用される流体（例えば、液体、ガス、またはそれらの混合物）となり得る。例えば、媒体は、エッチング流体または酸（例えば、塩酸、硝酸、フッ化水素酸、硫酸、フルオロ硫酸、および工作物から物質を除去することが可能な他の流体）となり得る。
【００２８】
図示した媒体送達システム１４６は、媒体源１４０からノズルシステム１３０まで延在し、一実施形態では、媒体源１４０とオプションの空気アイソレータ１６２との間に延在する中間導管１６０を含む。図１〜図３Ａに示されるように、媒体供給ライン１７０は、それぞれ、空気アイソレータ１６２およびノズルシステム１３０の媒体入口２００（図３Ａ）に連結される、上流端１７２および下流端１７４を有する。媒体源１４０からの媒体は、中間導管１６０、空気アイソレータ１６２、および供給ライン１７０を通って媒体入口２００の中へ通ることができる。
【００２９】
ノズルシステム１３０の中への媒体の流量は、製造プロセスに基づいて増加または減少させることができる。いくつかの実施形態では、媒体は、研磨剤であり、研磨剤の流量は、約７ｌｂ／分（３．２ｋｇ／分）、５ｌｂ／分（２．３ｋｇ／分）、１ｌｂ／分（０．５ｋｇ／分）、または０．５ｌｂ／分（０．２３ｋｇ／分）以下、またはそのような流量を包含する範囲である。いくつかの実施形態では、研磨剤の流量は、標的材料に近接する他の非標的材料への影響を最小限に抑えて標的材料を正確に処理するために特によく適している、研磨流体噴流１３４を生じさせるように、約１ｌｂ／分以下である。
【００３０】
作動システムは、所望または必要に応じてノズルシステム１３０を並進および／または回転させることができる。図１の図示した実施形態を含む、いくつかの実施形態では、作動システム１９９は、工作物１０２に対してノズルアセンブリ１３０を選択的に移動させるために提供される。作動システム１９９は、１対の駆動機構によって駆動されるＸ−Ｙ−Ｚ位置決めテーブルの形となり得る。位置決めテーブルは、任意の数の自由度を有し得る。モータ（例えば、ステッピングモータ）は、テーブルを駆動してノズルシステム１３０の動きを制御することができる。必要または所望に応じてノズルシステム１３０を選択的に移動させ、作動させるために、線形スライド、レールシステム、モータ、および同等物を採用する、他の種類の位置決めシステムを使用し得る。その全体で参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第６，０００，３０８号は、ノズルシステム１３０を制御するために使用し得る、システム、構成要素、および機構を開示する。
【００３１】
図２は、流体流動導管２１７および媒体流動導管２１９を含む、ノズルシステム１３０を示す。本明細書で使用されるように、「導管」という用語は、広義語であり、管、ホース、穴、チャネル、または流体あるいは媒体等の物質を運ぶために好適な他の構造を含むが、それらに限定されない。ノズル主要本体２６０自体は、流体流動導管２１７の少なくとも一部分を画定することができる。例えば、角度を成す流動方向転換器２２１の上流に位置付けられる流体流動導管２１７の区間を形成するように、ノズル主要本体２６０から材料が除去され得る。図２の図示した流体流動導管２１７は、Ｌ字形上流区間３１２と、下流区間３１４とを含む。流体流動導管２１７の上流区間３１２は、肘部の形で流動方向転換器２２１を含み得る。図２および３Ａは、流体入口２７０と混合アセンブリ２４０との間に延在する、流体流動導管２１７を示す。
【００３２】
図２および３Ａの流動方向転換器２２１は、屈曲プロセスを介して形成される、流体流動導管２１７の非直線区間（例えば、角度を成す区間）である。いくつかの実施形態では、流動方向転換器２２１は、角度を成す肘部、または他の種類の固定あるいは可変継手である。したがって、流動方向転換器２２１ならびに上流および下流区間３１２、３１４は、単一部品または多重部品構造を有し得る。
【００３３】
図２の流動方向転換器２２１は、第１の方向（矢印２２７によって示される）に上流区間３１２を通過する流体を受容し、ノズルオリフィス３１８に向かって第２の方向（矢印２２９によって示される）に流体を出力することができる。下流区間３１４は、出口２７４とノズルオリフィス３１８との間に延在する。ノズルオリフィス３１８は、上流区間３１２からの流体が、ノズルオリフィス３１８を通過して、下流区間３１４の中へ通る流体噴流を生成するように、上流および下流区間３１２、３１４の間に位置付けられる。
【００３４】
ノズルオリフィス３１８と出口２７４との間の距離ＤＯＥは、工作物を処理するためのクリアランスの量に基づいて選択することができる。距離ＤＯＥは、約２インチ以下となり得る。いくつかの実施形態では、距離ＤＯＥは、約１．５インチ以下となり得る。いくつかの実施形態では、距離ＤＯＥは、約１インチから約３インチの範囲である。いくつかの実施形態では、距離ＤＯＥは、約０．７５インチから約２インチの範囲である。他の寸法も可能である。
【００３５】
図２のノズルオリフィス３１８は、ノズルシステム１３０の最外縁または表面３２７付近に中心線３２３を有する。中心線３２３と縁３２７との間の長さＬ１は、処理融通性を増大させるように最小限化することができる。そのようなものとして、中心線３２３から工作物１２０までの長さＬ２は、あまり多くのクリアランスがない場所にアクセスするために、比較的小さくなり得る。増大した処理融通性のために、長さＬ１は、約０．５インチ（１２．７ｍｍ）未満である。いくつかの実施形態では、長さＬ１は、比較的小さい特徴を処理するように、約０．１５インチ（３．８１ｍｍ）未満である。いくつかの実施形態では、長さＬ１は、ノズルシステム１３０が工作物１０２の隅部３３１を便利に処理することができるように、約０．１インチ（２．５４ｍｍ）である。いくつかの実施形態では、長さＬ１は、さら多くのクリアランスを伴う工作物を処理するように、約０．１インチ（２．５４ｍｍ）よりも大きい。他の長さＬ１も可能である。種々の種類の流体構成要素が、流体流動導管２１７の複数部分を形成することができる。図３Ａは、混合アセンブリ２４０および送達導管２５０を含む、流体流動導管２１７の下流区間３１４を示す。図３Ａの混合アセンブリ２４０は、流体供給アセンブリ２２０および媒体供給アセンブリ２３０の両方と連通している。送達導管２５０は、混合アセンブリ２４０の下流に位置付けられ、図示した流体噴流１３４を生成するように構成される。
【００３６】
一般に、流体は、流体供給アセンブリ２２０を通って混合アセンブリ２４０に流入する。媒体は、選択された量の媒体４８４が、混合アセンブリ２４０を通過する流体流動４８５に連行されるように、媒体供給アセンブリ２３０を通って混合アセンブリ２４０の中へ通ることができる。次いで、流体および連行される媒体は、送達導管２５０を通って流れ、それにより、流体噴流１３４を形成する。流体供給アセンブリ２２０、媒体供給アセンブリ２３０、および混合アセンブリ２４０は、ノズルアセンブリ１３０の主要本体または筐体２６０の中に配置される。
【００３７】
図３Ａの流体供給アセンブリ２２０は、流体送達システム１４４の流体供給ライン２７２に連結される流体入口２７０を含む。本明細書で使用されるように、「入口」という用語は、入口としての機能を果たす特徴を無制限に含む、広義語である。例示的な入口は、コネクタ（ネジ山付きまたはネジ山なしのいずれか）、穴（例えば、内部にネジ山の付いた穴）、通路、および流動性を有する物質を受容するために好適な他の種類の構成要素を含み得るが、それらに限定されない。図示した流体入口２７０は、チャネル２８０と、ノズル主要本体２６０に一時的または永久的に連結される取付け部分２９０と、流体供給ライン２７２に一時的または永久的に連結される連結部分３００とを有する、コネクタである。
【００３８】
図３Ａおよび３Ｂを参照すると、流体流動導管２１７の上流区間３１２は、流動方向転換器２２１から上流に延在する第１の区間３１７と、流動方向転換器２２１から下流に延在する第２の区間３１９とを含む。概して、第１の区間３１７の大部分は、主に第１の方向（矢印３３４によって示される）に延在する。下流の第２の区間３１９は、主に、第１の方向とは異なる（矢印３３６によって示される）に延在する。図示した流動方向転換器２２１は、第１の区間３１７から第２の区間３１９に流体を誘導し、したがって、直線状に配設した従来のノズルシステムを操作するために必要とされる作動クリアランスと比較して、ノズルシステム１３０を操作するために必要とされる作動クリアランスを低減することができる。
【００３９】
図３Ｂの図示した実施形態を含む、いくつかの実施形態では、流動方向転換器２２１は、第１および第２の区間３１７、３１９との間で角度αを画定する。図示した角度αは、９０度である。流動方向転換器はまた、図８および９と関連に関連して論議されるように、他の角度αを画定することもできる。加えて、ノズルシステム１３０は、２つ以上の流動方向転換器２２１を有し得る。
【００４０】
図３Ｂで最もよく見られるように、混合アセンブリ２４０は、流体噴流を生じさせるためのノズルオリフィス３１８と、混合チャンバ３８０と、ノズルオリフィス３１８と混合チャンバ３８０との間に位置付けられるオリフィス取付台３９０とを含む。本明細書で使用されるような「ノズルオリフィス」という用語は、概して、工作物を処理するために好適な流体噴流を生じさせる開口または開口部を有する、構成要素または特徴を指すが、それに限定されない。流体噴流１３４の所望の流動特性を達成するために、種々の種類の宝石、流体噴流発生デバイス、または切断流発生デバイスを使用し得る。いくつかの実施形態では、ノズルオリフィス３１８のオリフィスは、約０．００１インチ（０．０２５ｍｍ）から約０．０２インチ（０．５ｍｍ）の範囲の直径を有する。必要または所望であれば、他の直径を有するオリフィスを伴うノズルオリフィスも使用し得る。
【００４１】
密閉部材４００は、流体密シールを形成して、混合アセンブリ２４０へと漏出するあらゆる流体を低減する、制限する、または実質的に排除することができる。図示した密閉部材４００は、ノズルオリフィス３１８を包囲する略環状圧縮性部材であり、それにより、ノズルオリフィス３１８とノズル主要本体２６０との間の界面を密閉する。加えて、密閉部材４００は、所望の位置でノズルオリフィス３１８を保持するのに役立つことができる。密閉部材４００を形成するために、ポリマー、ゴム、金属、およびそれらの組み合わせを使用し得る。
【００４２】
ノズルシステム１３０は、種々の種類のオリフィス取付台を採用することができる。図４および５は、取付台の主要本体４１０と、取付台の主要本体４１０から外向きに突出するガイド管４５８とを含む、オリフィス取付台３９０を示す。ガイド管４５８は、取付台の主要本体４１０に一時的または永久的に連結することができる。ガイド管４５８を取付台の主要本体４１０に連結するために、例えば、プレス嵌め、締まり嵌め、または収縮嵌めを使用し得る。
【００４３】
図３Ａおよび４は、ノズル主要本体２６０の相補的特徴４２６に係合するための係合特徴４２４を含む、取付台の主要本体４１０を示す。図示した係合特徴４２４は、雌ネジ山４２６と嵌合する雄ネジ山の形である。係合特徴４２４、４２６は、超高圧流体流動が混合アセンブリ２４０を通過する時でさえも、ノズル主要本体２６０に対して取付台の主要本体４１０の軸方向移動を制限するか、または実質的に防止するように協働する。
【００４４】
ノズルオリフィス３１８を除去し、交換するために、オリフィス取付台３９０は、ノズル主要本体２６０の受容空洞４３０の外へ軸方向にそれを移動させるように都合よくねじることができる。ノズルオリフィス３１８が除去された後、別のノズルオリフィスを設置することができる。したがって、ノズルオリフィス３１８は、ノズルシステム１３０の作動寿命中に任意の回数で交換することができる。
【００４５】
引き続き図４および５を参照すると、取付台の主要本体４１０は、ノズル主要本体２６０を係合するための拡大部分４４０と、所望の位置でノズルオリフィス３１８を保持するための着座部分４４４と、拡大部分４４０と着座部分４４４との間に延在するテーパー部分４４８とを含む。拡大部分４４０は、着座部分４４４の外周よりも大きい外周を有する。テーパー部分４４８は、拡大部分４４０と着座部分４４４との間で徐々に減少する外周を有する。図３Ａに示されるように、拡大部分４４０は、ノズル主要本体２６０の内面に対して耐えることができる。着座部分４４４は、ノズル主要本体２６０にノズルオリフィス３１８を押し付けて、ノズルオリフィス３１８の不要な移動を制限するか、または実質的に排除することができる。
【００４６】
図５を参照すると、取付台の主要本体４１０およびガイド管４５８は、チャネル４７０を画定するように協働する。チャネル４７０は、着座部分４４４の着座面４７４と管４５８の下流端４６２との間に延在する。取付台の主要本体４１０は、管４５８を受容するための階段状領域４７２を有し得る。
【００４７】
管４５８は、混合アセンブリ２４０を通して流体流動を誘導するのに役立つことができる。例えば、図３Ａおよび３Ｂに示されるように、管４５８は、混合チャンバ３８０を通る流体４８５の流れの中へ突出し、それを方向付けることができる。管４５８の下流端４６２は、媒体流動４８４および流体流動４８５の所望の相互作用に応じて、流体流動４８５に導入されている媒体流動４８４の上流、内側、または下流に位置付けることができる。
【００４８】
管４５８は、異なる種類の流動に接触するために好適な異なる材料で形成することができる。向上した摩耗特性のために、管４５８は、全体的または部分的に、ノズルオリフィス３１８から出る流体噴流に繰り返し暴露することができる、硬化材料で作製することができる。硬化材料は、管４５８への損傷を許容レベル以下に保つために、取付台の主要本体４１０を形成する材料（例えば、鋼鉄）よりも硬くなり得る。管４５８は、例えば、オリフィス取付台を形成するために使用される従来の材料よりも少ししか腐食せず、その結果として、長期使用後でさえも、その元の形状を保持することができる。より軟質の取付台の主要本体４１０は、ノズル主要本体２６０への損傷を制限することができる。
【００４９】
硬化材料は、限定するものではなく、炭化タングステン、炭化チタン、および流体噴流への暴露に耐えることができる他の耐研磨性または高摩耗材料を含み得る。材料の硬度を判定するために、種々の種類の試験方法（例えば、ロックウェル硬度試験またはブリネル硬度試験）を使用し得る。いくつかの非限定的な例示的実施形態では、管４５８は、全体的または部分的に、取付台の主要本体４１０および／またはノズル主要本体２６０の約３ＲＣ（ロックウェルＣスケール）、５ＲＣ、１０ＲＣ、または２０ＲＣよりも大きい硬度を有する、材料から成る。管４５８は、全体的または部分的に、約６２ＲＣ、６４ＲＣ、６６ＲＣ、６７ＲＣ、および６９ＲＣ、またはそのような硬度値を包含する範囲よりも大きい硬度を有する、材料で作製することができる。いくつかの実施形態では、オリフィス取付台３９０は、全体的または部分的に、耐久性材料（例えば、強靱性等の望ましい疲労性質を伴う１つ以上の金属）で形成することができ、管４５８は、全体的または部分的に、高摩耗材料で形成することができる。いくつかの実施形態では、例えば、オリフィス取付台３９０は、鋼鉄で形成され、管４５８は、炭化タングステンで形成される。
【００５０】
図６は、完全に埋設された管４９０を伴うオリフィス取付台４９２を示す。管４９０の上流端４９４および下流端４９６は、オリフィス取付台４９２のそれぞれの面５００、５０２と近接するか、または同一平面である。図７は、別個の管がないオリフィス取付台５１０を示す。被覆５１６を、オリフィス取付台５１０の貫通穴の内面に適用することができる。被覆５１６は、硬化材料、または他の好適な高摩耗材料を備えることができる。
【００５１】
再度図３Ｂを参照すると、送達導管２５０は、出口２７４と、入口５３０と、出口２７４と入口５３０との間に延在するチャネル５２０とを含む。媒体４８４は、チャネル５２０の中へ進み、かつチャネル５２０を通って進む、研磨流体噴流３３７を形成するように、混合チャンバ３８０中で流体噴流と結合され得る。研磨流体噴流３３７は、チャネル５２０に沿って進み、流体噴流１３４として出口２７４から最終的に送達される。
【００５２】
送達導管２５０は、混合管、集束管、または所望の流動（例えば、円形噴流、扇形噴流等の形の一貫した流動）を生じさせるように構成される他の種類の導管となり得る。送達導管２５０は、約２インチ（５．１ｃｍ）以下である軸長ＬＤＣを有し得る。いくつかの実施形態では、長さＬＤＣは、約０．５インチ（１．３ｃｍ）から約２インチ（５．１ｃｍ）の範囲である。いくつかの実施形態では、長さＬＤＣは、約１インチ（２．５ｃｍ）以下となり得る。チャネル５２０の平均直径は、約０．０５インチ（１．３ｍｍ）以下となり得る。いくつかの実施形態では、チャネル５２０の平均直径は、約０．００２インチ（０．０５ｍｍ）から約０．０５インチ（１．３ｍｍ）の範囲である。長さＬＤＣ、チャネル５２０の直径、または他の設計パラメータは、それを通過する流体混合物の所望の混合作用を達成するように選択することができる。いくつかの実施形態では、チャネル５２０の平均直径に対する長さＬＤＣの比は、約２５、２０、または１５以下、またはそのような比を包含する範囲である。いくつかの実施形態では、チャネル５２０の平均直径に対する長さＬＤＣの比は、約１５から約２５の範囲である。
【００５３】
出口２７４とノズルオリフィス３１８との間の比較的小さい距離は、ノズルシステム１３０のサイズを低減するのに役立つことができる。いくつかの実施形態では、出口２７４からノズルオリフィス３１８までの距離は、約０．５インチ（１．３ｃｍ）から約３インチ（７．６ｃｍ）の範囲である。そのような実施形態は、もしあれば、研磨剤との増強した混合と、高圧供給流体Ｆを可能にする。いくつかの実施形態では、出口２７４からノズルオリフィス３１８までの距離は、約０．２５インチ（０．６４ｃｍ）から約２インチ（５．１ｃｍ）の範囲である。そのような実施形態では、ノズルシステム１３０の寸法ＤＣ（図１参照）は、約４インチ、５インチ、または６インチ未満であり、それにより、ノズルシステム１３０が比較的小さい空間を通過させられることを可能にすることができる。
【００５４】
再度図３Ａを参照すると、媒体供給ライン１７０は、媒体供給アセンブリ２３０の媒体入口２００と流体連通している。媒体入口２００は、それを通る媒体流動用のチャネル５４０を画定する。媒体入口２００の取付け部分５４６は、ノズル主要本体２６０に一時的または永久的に連結される。媒体入口２００の連結部分５５０は、媒体供給ライン１７０に一時的または永久的に連結される。媒体通路５６０を画定する媒体送達導管５５８は、媒体入口２００と混合アセンブリ２４０との間に延在する。図示した媒体送達導管５５８は、流体流動導管２１７と略並行であるが、このことは必要とはされない。いくつかの実施形態では、媒体送達導管５５８は、流体流動導管２１７とは異なる平面上に位置付けることができる。
【００５５】
媒体供給アセンブリ２３０はさらに、ノズルオリフィス３１８から流れる流体に対して、送達導管２５０の上流かつオリフィス取付台３９０の下流に位置付けられる、媒体出口５７０を含む。媒体出口５７０からの媒体４８４は、オリフィス取付台３９０からの流体流動と結合して、送達導管２５０に入る研磨流体を形成し得る。
【００５６】
図８および９は、図１のノズルシステム１３０と略同様となり得る、水平面配向のノズルシステムを示す。図８のノズルシステム５８０は、工作物５８６の斜面を処理している。ノズルシステム５８０の送達導管５９０は、ノズルシステム５８０の縦軸５９２に対して鋭角β（約４５度として図示される）で流体噴流５８８を送達する。他の角度も可能である。例えば、図９は、ノズルシステム６３２の縦軸６３０に対して鈍角β（約１００度として図示される）で流体噴流６２２を送達する送達導管６２０を含む、ノズルシステム６３２を示す。角度βは、行われるプロセスに関係する処理基準に基づいて選択することができる。他の角度（例えば、第２の非直線区間６１４に対して直角の角度）も可能である。
【００５７】
図８のノズルシステム５８０はさらに、（側面から見た時に）ややＶ字形である流動方向転換器５９６を有する、流体送達導管５９８を含む。図示した流動方向転換器５９６は、第１の非直線区間６１２と、第１の角度を成す区間６１２に接続される第２の非直線区間６１４とを含む。図示した非直線区間６１２、６１４は、角度を成す区間であり、角度を成す区間６１２、６１４のそれぞれが鈍角を画定するため、流体は、流動方向転換器５９６の内面に顕著な損傷を引き起こすことなく、流動方向転換器５９６を通って流れることができる。
【００５８】
たとえ流体噴流５８８が、図８の斜面５８２等の角度を成す表面を処理するように比較的小さい鋭角βであっても、ノズルシステム５８０は、比較的高い流量で流体噴流５８８を生成することができる。ノズルシステム５８０は、比較的少量のクリアランスを伴う場所にアクセスして、角度を成す表面を処理することができる。流動方向転換器５９６の非直線区間の数および構成は、所望の流量、ノズルシステム５８０のサイズ、および流体噴流５８８の配向と位置、ならびに処理の速度および質に影響を及ぼし得る他のパラメータ等の、動作パラメータに基づいて選択することができる。
【００５９】
図１０は、混合デバイス６５４の中へ流体Ａ（矢印６５８によって示される）を送達するための２次ポート６５０を含む、ノズルシステム６４８を示す。空気等の流体Ａの流れは、流体噴流６７０の１つ以上の流体基準を調整するために使用し得る。図示した２次ポート６５０は、混合チャンバ６８４に沿って位置付けられる出口６８１と、ノズル主要本体６９２の最外面６９０に沿って位置付けられる入口６８３との間に延在する。２次ポート６５０を通過する空気は、媒体がオリフィス取付台６９９の下流区間に衝突することを防止するのに役立つことができ、したがって、オリフィス取付台６９９の摩耗を低減し得る。エアクッションが混合チャンバ６８４内で形成され得る。例えば、空気流が、出口６８１と送達導管７００との間に延在するエアクッションを形成して、混合チャンバ５８４、特に、媒体入口７０２の表面の反対側の表面への損傷（例えば、摩耗または腐食）を低減または制限することができる。空気流Ａは、混合チャンバ６８４中の媒体、流体Ｆ、または他の物質を、送達導管７００の中へ、かつ混合チャンバ６８４を通して方向付けることができる。たとえ媒体（または他の物質）が混合チャンバ６８４の表面に衝打しても、空気流Ａが、媒体の衝突速度を低減して、混合チャンバ６８４の表面への損傷を低減または制限する、エアクションとしての機能を果たすことができる。したがって、媒体、流体Ｆ、および空気Ａは、ノズルシステム６４８への損傷を許容レベルまたはそれ以下に保ちながら、混合チャンバ６８４中で一緒に融合することができる。
【００６０】
図１１〜図１３は、相互と略同様であり得る混合デバイスを図示し、したがって、混合デバイスのうちの１つの以下の説明は、他に指示がない限り、他方に等しく該当する。図１１は、ノズル主要本体７１６と、媒体供給導管７２６から媒体を受容するための多岐管入口７２２を有する多岐管７１８との間に挟まれる、オリフィス取付台７１４を含む混合デバイス７１０を示す。密閉面７５９は、オリフィス取付台７１４とノズル主要本体７１６との間で流体密シールを形成する。送達導管７３０は、連結器７３４を介してノズル主要本体７１６に連結される。
【００６１】
オリフィス取付台７１４は、ノズル主要本体７１６に接触するためのテーパー密閉部分７６０（ほぼ裁頭円錐形の表面として図示される）と、ガイド管７４４と、概ね着座部分７６０とガイド管７４４との間にある拡大本体７４６とを含む。多岐管７１８がオリフィス取付台７１４を軸方向に保持するため、図１１のオリフィス取付台７１４の軸長は、図３Ａおよび３Ｂのオリフィス取付台３９０の軸長よりも小さくなり得る。図１１のオリフィス取付台７１４は、雄ネジ山または他の連結特徴を収容する必要がないため、より小さい軸長を有し得る。
【００６２】
オリフィス取付台７１４の図示した着座部分７６０およびノズル主要本体７１６の相補面７５９は両方とも、オリフィス取付台７１４の自己中心化を促進するように略裁頭円錐形である。加えて、オリフィス取付台７１４が表面７５９に押し付けられると、シール７６０を形成され得る。オリフィス取付台７１４の着座部分７６０および表面７５９を形成するために、種々の種類の材料を使用し得る。所望のシール７６０を形成するために、着座部分７６０および表面７５９の少なくとも一部分を形成するように１つ以上の金属を使用し得る。
【００６３】
多岐管７１８がオリフィス取付台７１４をノズル主要本体７１６に押し付けるため、多岐管７１８は、有意な圧縮力を受け得る。オリフィス取付台７１４または多岐管７１８、または両方は、例えば、亀裂形成（例えば、微小亀裂形成）、座屈、塑性変形、および他の故障モードを介した、感知できる損傷を伴わずに、有意な圧縮力を受けることができる。全体的または部分的に、オリフィス取付台７１４および／または多岐管７１８を形成するための好適な材料は、限定することなく、金属（例えば、鋼鉄、アルミニウム、および同等物）、セラミック、および、破壊靱性、摩耗特性、降伏強度、および同等物に基づいて選択される他の材料を含む。例えば、オリフィス取付台７１４は、鋼鉄でできており、多岐管７１８は、セラミックから成る。
【００６４】
連結器７３４は、ノズル主要本体７１６の中で送達導管７３０をしっかりと連結することができる。連結器７３４は、ノズル主要本体７１６の相補係合特徴（例えば、雌ネジ山）と嵌合する、係合特徴（例えば、雄ネジ山）を有し得る。連結器７３４は、多岐管７１８に押し付け、順に多岐管７１８がオリフィス取付台７１４に押し付けるまで、ノズル主要本体７１６を通して軸方向に都合よく移動され得る。
【００６５】
連結器７３４に対する送達導管７３０の不要な移動を制限するか、または実質的に排除するために、締まり嵌め、プレス嵌め、収縮嵌め、または他の種類の嵌合を使用し得る。他の連結手段も使用し得る。例えば、１つ以上の接着剤、溶接、締結器（例えば、位置決めネジ）、または１式以上の相補ネジ山を使用し得る。いくつかの実施形態での接着剤は、送達導管７３０の外面と連結器７３４の内面との間に塗布することができる。
【００６６】
噴流の一貫性、ならびに他の流動基準を調整するために、オリフィス取付台の放出を使用し得る。例えば、放出は、混合チャンバ領域中の圧力よりも高い圧力を、オリフィス流路７４４の上流端において生成することができ、したがって、オリフィス流路７４４を通って来る媒体は、上流に進行しない。図１２は、オリフィス取付台８２０およびノズル主要本体８２６を通って延在する２次ポート８１８を示す。２次ポート８１８は、内側２次ポート８２２および外側２次ポート８３２を含む。内側２次ポート８２２は、オリフィス取付台８２０とノズル主要本体８２６との間の間隙と、チャネル８４５との間に延在する。外側２次ポート８３２は、間隙とノズル主要本体８２６の外面８３２との間に延在する。
【００６７】
図１２の図示した実施形態を含む、いくつかの実施形態では、２次供給ライン８４０は、外側２次ポート８３２および２次流体源８４４と連通している。２次流体源８４４は、いくつかの実施形態では、流体噴流の分散、流体噴流の一貫性、および流体噴流の性能に影響を及ぼす他の流動基準、ならびに流体噴流の構成物質の割合等の、１つ以上の流動基準を調整するために、２次ポート８１８を介してオリフィス取付台８２０の中へ選択された流量で送達される物質（例えば、流体、媒体、および同等物）を加圧する。２次流体源８４４は、ポンプ（例えば、低圧ポンプ）または他の種類の加圧デバイスを含み得る。
【００６８】
代替として、外側２次ポート８３２を周辺環境に暴露させることができる。２次ポート８１８を通して周辺環境から引き込まれる空気は、オリフィス取付台８２０のチャネル８４５を通過する流体噴流と混合することができる。
【００６９】
図１３は、媒体流動に係合するように位置付けられる下流端８６６を有する、オリフィス取付台８５６を示す。オリフィス取付台８５６は、１次流体流動（矢印８６２によって示される）の方向に対して多岐管媒体入口８６０の少なくとも一部分の下流に延在する、ガイド管８５８を含む。管８５８の図示した下流端８６６は、１次流体流動の方向に対して、多岐管媒体入口８６０の下流に位置付けられる。多岐管媒体入口８６０を通過する研磨媒体は、管８５８に衝打し、その周囲に流れ、次いで、管８５８から流出する１次流体と混合し得る。
【００７０】
図１４は、ノズルシステム９００のサイズをさらに縮小するよう、混合チャンバがないノズルシステム９００を図示する。ノズルシステム９００は、１つ以上の取り外し可能な構成要素を有する混合デバイス９０２を含む。混合デバイス９０２の構成要素は、（例えば、構成要素またはノズルシステム自体のいずれかに）保守を行う、構成要素を交換する、および／または点検を行うために、除去することができる。
【００７１】
図１４の混合デバイス９０２は、ノズル主要本体９１２の受容スロット９１０の中の取り外し可能なオリフィスアセンブリ９０６（図１５参照）と、細長い送達導管９１６とを含む。必要または所望であれば、図１６に示されるように、分解するためにオリフィスアセンブリ９０６全体をノズルシステム９００から便利に除去することができる。
【００７２】
図１４および１６を参照すると、オリフィスアセンブリ９０６は、面シール９７０、ノズルオリフィス９７２と、受容区間９７８を有するオリフィス取付台９７４とを含む。受容区間９７８は、面シール９７０およびノズルオリフィス９７２の両方を包囲し、保持する。図１４は、面シール９７０とオリフィス取付台９７４の後壁９８０との間のノズルオリフィス９７２を示す。受容区間９７８の円筒側壁９８４は、ノズルオリフィス９７２および面シール９７０の両方を密接に受容し、それらの適正な整列を維持することができる。
【００７３】
図１６に関して、オリフィス取付台９７４の正面９９０および面シール９７０の前面９９２は、面シール９７０とノズル主要本体９１２との間の感知できる干渉を伴わずに、オリフィスアセンブリ９０６を受容スロット９１０の内外に摺動させることができるように、略同一平面上となり得る。図示した実施形態では、正面９９０およびオリフィス取付台９７４の後面９９６は、受容スロット９１０の対応する前面９９９および裏面１０００に対して、平滑に摺動することができる。
【００７４】
図１６の面シール９７０は、主要本体１００２と、主要本体１００２の周囲で円周方向に延在する溝１００６（図１４）の中に配置される密閉部材１００４とを含む。主要本体１００２は、中心穴１０１０を画定し、オリフィス取付台９７４の受容区間９７８内で密接して嵌合するような大きさとされる外面１０１２（図１６）を含む。
【００７５】
図１６の密閉部材１００４は、Ｏリング、環状圧縮性部材、または面シール９７０とオリフィス取付台９７４との間で流体密界面を形成することが可能な他の種類の構成要素となり得る。図示した溝１００６および密閉部材１００４は、密閉部材１００４の軸長に沿って略中間に位置付けられる。溝１００６および密閉部材１００４はまた、他の場所にもあり得、他の種類の密閉配設を使用し得る。
【００７６】
ノズル主要本体における所望の位置で混合デバイスを保持するために、種々の種類の保持手段が採用され得る。図１４および１５は、オリフィスアセンブリ９０６の一部分を包囲する保持部材１０３０を示す。保持部材１０３０は、スロット９１０の内面１０３４に固定して連結され、オリフィスアセンブリ９０６を緊密に保持して、チャネル１０１０、１０４０、９５０の適正な整列を維持することができる。加えて、または代替として、必要または所望であれば、ノズルシステム９００の１つ以上の構成要素を保持するために、１つ以上の保持クリップ、クランプ、ピン、締結器、またはブラケットを使用し得る。
【００７７】
送達導管９１６を保持するための外部取付けアセンブリ９２０が、ノズル主要本体９１２に連結される。外部取付けアセンブリ９２０は、ノズル主要本体９１２の一部に押し付け、それを覆うことができる、保護板９２１を含む。保護板９２１は、たとえ保護板９２１が工作物に衝打しても、ノズル主要本体９１２を保護するために好適な硬化材料から成る、略平坦なシートとなり得る。図１４の送達導管９１６は、１次流体流動および２次媒体流動を結合するように構成される。送達導管９１６は、チャネル９５０に沿って位置付けられる２次ポート９４４を含む。媒体流動導管９４０は、硬化材料で形成される内面を含む。図示した媒体流動導管９４０は、磨損に耐えることが可能であり、ノズル主要本体９１２の中に位置付けられる、管状部材である。２次ポート９４４を通過する媒体流動およびオリフィスアセンブリ９０６からの１次流体流動は、チャネル９５０の混合区間１０６０において結合され得る。
【００７８】
図１６に示されるように、送達導管９１６の縦方向長さＬＤＣは、オリフィスアセンブリ９０６の短い長さのため、比較的大きくなり得る。送達導管２５０が混合チャンバを画定するため、送達導管９１６の縦方向長さＬＤＣは、所望量の混合を達成するように増大され得る。オリフィスアセンブリ９０６の長さＬＯＡは、雄ネジ山がないため、比較的小さくなり得る。いくつかの実施形態では、オリフィスアセンブリ９０６の長さＬＯＡは、約０．１インチ（２．５ｍｍ）から約０．５インチ（１２．７ｍｍ）の範囲である。いくつかの実施形態では、オリフィスアセンブリ９０６の長さＬＯＡは、約０．２インチ（５．１ｍｍ）である。いくつかの実施形態では、送達導管９１６の縦方向長さＬＤＣは、約０．５インチ（１２．７ｍｍ）から約３インチ（７６．２ｍｍ）の範囲である。そのような送達導管９１６は、広範囲の媒体を受容し、高度に集中的で一貫した研磨水噴流を生じさせるためによく適している。いくつかの実施形態では、縦方向長さＬＤＣは、約１インチ（２５．４ｍｍ）から約３インチ（７６．２ｍｍ）の範囲である。送達導管９１６が損傷した場合、損傷した送達導管９１６を解放して除去するように、取付けアセンブリ９２０を操作することができる。
【００７９】
図１７は、図１６のノズルアセンブリ９００と略同様であってもよい、ノズルアセンブリ１１００を示す。一般に、ノズルアセンブリ１１００は、面シール１１０８と送達導管１１１０との間に挟入される、オリフィスアセンブリ１１０４を含む。オリフィスアセンブリ１１０４は、ノズルアセンブリ１１００のサイズをさらに低減するように、薄い円盤状のオリフィス取付台１１１２を含む。ノズルオリフィス１１１１は、オリフィス取付台１１１２の中心に配置された陥凹１１１３の中に位置付けられる。ノズルアセンブリ１１００はさらに、面シール１１０８が流体供給導管１１２０の下流端１１１８に位置付けられる、ノズル主要本体１１１４を含む。面シール１１０８および流体供給導管１１２０の下流端１１１８は、角度を成す流動方向転換器１１２２を形成するように協働する。
【００８０】
面シール１１０８は、主要本体１１１４の受容穴１１２４内に嵌まるような大きさとされ、流体流動を加速するために、変動軸方向断面積を有する流路１１２８を含む。図１７の図示した実施形態では、面シール１１０８の通路１１２８は、入口開口１１３０から出口開口１１３２まで内向きにテーパーとなる。面シール１１０８は、全体的または部分的に、金属、ポリマー、ゴム、および、取り付いているオリフィス１１１２に接触するために好適であり、それを通って１次流体が流れる、他の材料で作製することができる。
【００８１】
図１８は、モジュラー流体供給アセンブリ１２０２およびモジュラー媒体供給アセンブリ１２０４を伴うノズルシステム１２００を図示する。流体供給アセンブリ１２０２は、ノズルシステム１２００の主要本体１２１４に取り外し可能に連結することができる、流体流動導管１２３０を含む。同様に、モジュラー媒体供給アセンブリ１２０４は、主要本体１２１４に取り外し可能に連結することができる、媒体流動導管１２３４を含み得る。代替実施形態では、流体流動導管１２３０および媒体流動導管１２３４は、ノズルシステム１２００の主要本体１２１４に永久的に連結することができる。
【００８２】
上述のように、本明細書で論議される流体送達システムおよびノズルシステムは、多数の用途で使用し得る。加えて、本明細書で参照される、および／または、出願データシートに記載される、上記の米国特許、米国特許出願公報、米国特許出願、外国特許、外国特許出願、および非特許公報の全て、米国特許第６，０００，３０８号および第５，５１２，３１８号は、それらの全体が参照することにより本願に組み込まれる。
【００８３】
先述の内容から、例証の目的で、本発明の具体的実施形態を本明細書で説明したが、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、種々の修正が行われ得ることが理解されるであろう。したがって、本発明は、添付の請求項以外によって限定されない。
【図１】
0005562460.tif 000002
【図２】
0005562460.tif 000003
【図３Ａ】
0005562460.tif 000004
【図３Ｂ】
0005562460.tif 000005
【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】
0005562460.tif 000020