(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体内に、少なくとも２つの細孔によって構成された上流側ノズル孔と、下流側ノズル孔と、前記上流側ノズル孔と前記下流側ノズル孔との間に形成された円筒状の中間滞留室と、を有し、
前記中間滞留室の上流側内壁面略中央部に突起部が形成され、該突起部の突端が前記下流側ノズル孔の入口中心近傍に位置するように構成され、
該上流側ノズル孔の総流路断面積は前記下流側ノズル孔の流路断面積より大きく形成され、
前記上流側ノズル孔の出口は前記下流側ノズル孔の入口と対向しないように配置され、
前記上流側ノズル孔を構成する少なくとも２つの細孔は、前記下流側ノズル孔の軸線に対して前記中間滞留室の円周方向の一方向に向く方向成分を有するように傾斜して形成されていることを特徴とするノズル。
【請求項２】
前記上流側ノズル孔を構成する各細孔が、前記下流側ノズル孔の軸線回りに線対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載のノズル。
【請求項３】
少なくとも１対のノズルと、該ノズルの出口が内周壁面に開口するとともに流体を排出するための排出口を底部に有する円筒状の拡散室を有し、
前記ノズルは、ノズル本体内に、少なくとも２つの細孔によって構成された上流側ノズル孔と、下流側ノズル孔と、前記上流側ノズル孔と前記下流側ノズル孔との間に形成された中間滞留室と、を有し、該上流側ノズル孔の総流路断面積を前記下流側ノズル孔の流路断面積より大きく形成し、前記上流側ノズル孔の出口を前記下流側ノズル孔の入口と対向しないように配置し、
少なくとも１対の前記ノズルは、それら各々からの噴射方向が偏心対向するように配置されていることを特徴とするノズルアセンブリー。
【請求項４】
前記ノズルは、上流側ノズル孔が形成された第１部材と、下流側ノズル孔が形成された第２部材との重合により構成され、少なくとも前記第１部材又は前記第２部材の何れかは、その重合面に前記中間滞留室を構成する凹部を有し、前記拡散室を構成する壁部には、前記ノズルを収容するための底部開口付き凹所を有し、該凹所の内周面と前記第１部材の外周面とが螺子結合されていることを特徴とする請求項３記載のノズルアセンブリー。
【請求項５】
請求項４又は５に記載のノズルアッセンブリーを用いた拡散方法であって、１〜５０ＭＰａに昇圧させた拡散すべき被処理流体を前記拡散質の内周壁に開口する前記ノズルから放射状に噴射し、前記拡散室内において前記被処理流体を瞬時減圧することにより拡散させることを特徴とする拡散方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気体又は液体でなる流体に混入させた粒子や微生物等（以下、「粒子等」と言う。）を拡散、均一混合、乳化、分散、或いは凝集体の解砕等（本明細書において、単に「拡散」と言う。）させるのに用いられる、ノズル、ノズルアセンブリー、及び拡散方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、気体又は液体でなる流体中に、様々な物質や微生物等を混入し、これらを前記流体中で拡散させるのに、５０ＭＰａを超える超高圧（数百ＭＰａ〜５００ＭＰａ）でノズルから噴射させ、これを圧力壁に衝突させたり、流体中に噴射して該流体と衝突させたり、或いは、ノズルからの超高圧噴射どうしを流路内で正面衝突させる等、超高圧流体による衝撃作用を利用して拡散を行う技術が広く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、流体の衝突作用を利用して拡散を行うには、流体を数百ＭＰａの超高圧にすることが必要となり、そのような超高圧に耐えるために、ノズル自体の強度や圧力壁の強度は極めて高いものが要求されるとともに、構造上の制約を大きく受ける。
【０００４】
そこで、本発明は、圧力が１〜５０ＭＰａの流体を噴射させて、所要の拡散能力を発揮させるとともに、構造上及び設計上の自由度を高め得るノズル、ノズルアセンブリー、及び拡散方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、ノズル本体内に、少なくとも２つの細孔によって構成された上流側ノズル孔と、下流側ノズル孔と、前記上流側ノズル孔と前記下流側ノズル孔との間に形成された円筒状の中間滞留室と、を有し、前記中間滞留室の上流側内壁面略中央部に突起部が形成され、該突起部の突端が前記下流側ノズル孔の入口中心近傍に位置するように構成され、該上流側ノズル孔の総流路断面積は前記下流側ノズル孔の流路断面積より大きく形成され、前記上流側ノズル孔の出口は前記下流側ノズル孔の入口と対向しないように配置され、前記上流側ノズル孔を構成する少なくとも２つの細孔は、前記下流側ノズル孔の軸線に対して前記中間滞留室の円周方向の一方向に向く方向成分を有するように傾斜して形成されていることを特徴とするノズルにより達成される。
【０００６】
前記上流側ノズル孔を構成する各細孔は、前記下流側ノズル孔の軸線回りに線対称に配置されていることが好ましい。
【０００７】
また、本発明の上記目的は、少なくとも１対のノズルと、該ノズルの出口が内周壁面に開口するとともに流体を排出するための排出口を底部に有する円筒状の拡散室を有し、前記ノズルは、ノズル本体内に、少なくとも２つの細孔によって構成された上流側ノズル孔と、下流側ノズル孔と、前記上流側ノズル孔と前記下流側ノズル孔との間に形成された中間滞留室と、を有し、該上流側ノズル孔の総流路断面積を前記下流側ノズル孔の流路断面積より大きく形成し、前記上流側ノズル孔の出口を前記下流側ノズル孔の入口と対向しないように配置し、少なくとも１対の前記ノズルは、それら各々からの噴射方向が偏心対向するように配置されていることを特徴とするノズルアセンブリーによって達成される。
【０００８】
前記ノズルアッセンブリーにおいて、前記ノズルは、上流側ノズル孔が形成された第１部材と、下流側ノズル孔が形成された第２部材との重合により構成され、少なくとも前記第１部材又は前記第２部材の何れかは、その重合面に前記中間滞留室を構成する凹部を有し、前記拡散室を構成する壁部には、前記ノズルを収容するための底部開口付き凹所を有し、該凹所の内周面と前記第１部材の外周面とが螺子結合されていることが好ましい。
【０００９】
さらに、本発明の上記目的は、前記ノズルアッセンブリーを用いた拡散方法であって、１〜５０ＭＰａに昇圧させた拡散すべき被処理流体を前記拡散質の内周壁に開口する前記ノズルから放射状に噴射させることによって前記拡散室内において前記被処理流体を瞬時減圧することによって拡散させることを特徴とする拡散方法によって達成される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態について以下に図面を参照して説明する。なお、全図を通じ、同様の構成部分には同符号を付し、流体の流れ方向を矢印で示した。
【００１６】
図１は、本発明に係るノズルの第１実施形態を示す平面図、図２は底面図、図３は図１のＡ−Ａ線断面図、図４は図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１７】
ノズル１は、ノズル本体２内に、上流側ノズル孔３と下流側ノズル孔４との間に円筒状の中間滞留室５を備えている。中間滞留室５は、円筒状が好ましいが、角筒状等とすることもできる。
【００１８】
上流側ノズル孔３は、図示の例では２本の細孔（３，３）により形成されている。上流側ノズル孔３を構成する２本の細孔は、その出口は、下流側ノズル孔４の入口と対向しないように配置されるとともに、下流側ノズル孔４の軸線に対して線対称に形成されている。また、前記２本の細孔は平行に形成されて、互いに同軸上で対向しないように配置形成されている。さらに、上流側ノズル孔３の総流路断面積は、下流側ノズル孔４の流路断面積より大きく形成してある。
【００１９】
中間滞留室５の上流側内壁面には、突起部６が形成されている。突起部６は、図示の例では、略円錐形状とされているが、円錐形状に限らず、円錐台形状、半球形状等とすることができる。
【００２０】
上記構成を有するノズル１においては、上流側ノズル３に入った加圧流体は、上流側ノズル孔３の孔内を通過する際に流速を増すが、上流側ノズル孔３から噴射された流体は、上流側ノズル孔３の出口と下流側ノズル孔４の入口とを対向しないように配置してあるから中間滞留室５の内壁に衝突するとともに、上流側ノズル孔３の総流路断面積が下流側ノズル孔４の流路断面積より大きく形成してあるから下流側ノズル孔４により絞られることにより、中間滞留室５内において流速を減速させ、極めて短時間ではあるが一時的に滞留する。
【００２１】
このように上流側ノズル孔から噴射された流体が中間滞留室５内において一時的に滞留することで、下流側ノズル孔４に入る流体は、下流側ノズル孔４の入口付近で渦流となる。この下流側ノズル孔４の入口付近で発生する渦流は、中間滞留室５内に広がる。
【００２２】
このように渦流となって下流側ノズル孔４に入った流体は、下流側ノズル孔４の出口から噴射される際に側面視扇形に広がって放射状に噴射されることにより、圧力が瞬間的に急激に減少する。なお、中間滞留室５内における流体の前記渦流が、下流側ノズル孔４から噴射される流体を前記放射状にすることと密接に関係していることは重要である。
【００２３】
こうして下流側ノズル孔４より噴射される流体が、側面視扇状で放射状に広がり、瞬時に減圧されることで瞬時に拡散が生じる。本発明に係るノズルは、このような瞬時減圧による拡散作用を利用することにより、５０ＭＰａ以下の圧力であっても、所要の拡散能力を得ることができる。
【００２４】
また、それに伴って、耐圧性能を高めるために高価で加工困難な硬質材料の使用を少なくできるほか、耐圧構造上の制限が少なくなる。
【００２５】
上記のように下流側ノズル孔４の入口において生じる渦流は、下流側ノズル孔４の入口をテーパー状としておくことで、より生じやすくなり、その結果、下流側ノズル孔４から噴射される流体が広がりやすくなり、前記瞬時減圧効果を高め得る。また、下流側ノズル孔４の出口をテーパー状としておくことによっても、噴射される流体が広がりやすくなる。図示のように下流側ノズル孔４の出入口をテーパー状とし、下流側ノズル孔４にある円筒状の直線部分（のど部）は短い方が流体を放射状に噴射するのには適するが、のど部の損耗により製品寿命が短縮されるため、実際には、前記テーパー状の部分の大きさは、製品寿命、製品能力等を勘案して決定される。
【００２６】
さらに、中間滞留室５の上流側内壁面略中央部に突起部６を形成しておくと、中間滞留室５内において突起部６回りに生じる流体を整流し、突起部５の回りに渦流を効率よく生じさせる。突起部５の突端は、下流側ノズル孔４の入口中心に近づけるほど整流作用を増すから好ましいが、下流側ノズル孔４に入り込むと流路を絞ることになって好ましくない。
【００２７】
また、中間滞留室５は、対象とする流体の種類、圧力（流速）によっては、予備分散室としての働きもある。即ち、微粒子の凝集体等が含まれているような流体の場合には、中間滞留室５内で生じる衝突と乱流により凝集体が解砕される。この凝集体が下流側ノズル孔の閉塞（目詰まり）を誘発する危険性がある場合には、これを回避し得る利点もある。
【００２８】
上流側ノズル孔３を構成する各細孔を同軸上で対向しないように配置することにより、中間滞留室５内での渦流の形成に寄与する。すなわち、各細孔の軸線がずれて配置されることで、渦流が生じやすくなる。この渦流が下流側ノズル孔４からの放射状の噴射に寄与することは前記した通りである。逆に上流側ノズル孔３を構成する各細孔を同軸上で対向させると前記渦流の発生を阻害するので好ましくない。
【００２９】
また、上流側ノズル孔３を構成する各細孔は、下流側ノズル孔４の軸線回りに線対称に配置することで、中間滞留室５内に生じる前記渦流を均等に形成するよう作用する。このような均等化作用は、下流側ノズル４からの前記放射状の噴射を効率よく行うことに寄与する。
【００３０】
上記第１実施形態における上流側ノズル３を構成する２本の細孔は、下流側ノズル孔４の軸線に平行であるが、下流側ノズル孔４の軸線に対して傾斜又は９０°の角度をなすように形成することもできる。
【００３１】
上流側ノズル孔３を構成する２本の細孔を、下流側ノズル孔４の軸線に対して傾斜させた例を図５〜図１０に示し（以下、第２実施形態と言う。）、下流側ノズル孔４の軸線に対して９０°の角度をなすように形成した例を図１１、図１２に示す（以下、第３実施形態と言う。）。
【００３２】
図５は第２実施形態のノズルを示す平面図、図６は第２実施形態のノズルを示す底面図、図７は図５のＣ−Ｃ線断面図、図８は図５のＤ−Ｄ線断面図、図９は図５のＥ−Ｅ線断面図、図１０は図７のＦ−Ｆ線断面図である。
【００３３】
第２実施形態のノズル１は、上流側ノズル孔３を形成する一対の細孔が下流側ノズル孔４の軸線に対して傾斜している点が上記第１実施形態と異なり、その他の構成は上記第１実施形態と同様である。
【００３４】
図８，９に示すように、上流側ノズル孔３を構成する一対の細孔を、一方から断面で見ると互いに反対方向に傾斜させることにより、上流側ノズル孔３から中間滞留室５内への噴射軸線（噴射の中心線）は、中間滞留室５の円周方向の一方向に向く方向成分と下流側に向く方向成分とを有することとなる。
【００３５】
中間滞留室５の円周方向一方向に沿う方向成分（即ち、下流側ノズル孔４の中心軸線回りの方向）は、細孔から噴射される流体に対し、中間滞留室５内で強制的に渦流を生じさせる。そして、この矯正渦流によって、下流側ノズル４から最終的に噴射される流体は、側面視扇状に広がって噴射され、瞬時に減圧される。この瞬時減圧によって、瞬間的に微粒化が起こり、拡散が効果的になされる。
【００３６】
次に、図１１は、第３実施形態のノズルを示す平面図、図１２は、図１１の縦断面図である。第３実施形態のノズル１は、上流側ノズル孔３を形成する一対の細孔が下流側ノズル孔４の軸線に対して９０°の角度をなしている点が上記第１実施形態と異なり、その他の構成は上記第１実施形態と大凡同様である。ただ、図１２に示すように上流側ノズル孔３を構成する２本の細孔を下流側ノズル孔４の軸線に対して９０°にするために、前記細孔を中間滞留室５の円周側面に開口させている。
【００３７】
第３実施形態のノズル１では、上流側ノズル孔３を構成する細孔からの噴射は、中間滞留室５の円周方向一方向に向く成分が殆どであり、前記渦流を強制的に発生させる効果が大きい。
【００３８】
なお、上記第１〜第３実施形態の例では、上流側ノズル孔と下流側ノズル孔とを２段階に分けた例を示したが、３段階以上のノズル孔を形成することもでき、その場合は、各ノズル孔の間に中間滞留室が形成されることになる。
【００３９】
上記第１〜第３実施形態で説明したノズルは、２以上を組み合わせてノズルアセンブリーを構成することができる。２つのノズルを組み合わせたノズルアセンブリーについて、次に図１３、１４を参照して説明する。図１３はノズルアセンブリーの縦断面図、図１４は図１３のＨ−Ｈ線に沿う横断面図である。
【００４０】
ノズルアセンブリー２０は、１対のノズル１，１の出口と流体を排出するための排出口２１とを有する拡散室２２を有し、一対のノズル１，１は、それら各々からの噴射方向が偏芯対向するように配設されている。流体の流入口２３は、流路２４を介してノズル１の入口（上流側ノズル孔３）に連通している。拡散室２２は円筒状とされており、ノズル１の出口が拡散室２２の内周壁面に開口している。
【００４１】
ノズル１，１の各々は、上流側ノズル孔３が形成された第１部材２ａと、下流側ノズル孔４が形成された第２部材２ｂとの重合により構成され、第１部材２ａは、その重合面に中間滞留室５を構成する凹部５ａを有し、拡散室２２を構成する壁部２２ａには、ノズル１，１を収容するための底部開口２２ｃ付き凹所２２ｂを有し、凹所２２ｂの内周面と第１部材２ａの外周面に形成された螺子により、ノズル１，１を壁部２２ａに固定している。
【００４２】
斯かる構成のアセンブリーでは、拡散室２２内に噴射された流体が、図１４の矢印Ｘで示すような回転運動を生じ、高速で飛散する流体の進路を変えて拡散室２２内壁面の損傷を抑制することが出きる。
【００４３】
また、ノズル１，１を第１部材２ａと第２部材の２部材で構成し、第１部材と拡散室壁部２２ａとの螺合により固定することとしたので、組立・分解が容易であり、製造が容易であり、メンテナンス性が良く、また部品交換も容易である。
【００４４】
さらに本発明に係るノズルは、拡散対象によって、大きく分けて２通りの形態があり、拡散対象に応じて上流側ノズル孔３を構成する細孔と下流側ノズル孔４との孔径比率を変更する。
【００４５】
前記拡散対象の一つは、ノズル孔に比べて十分小さい粒子を拡散する場合（以下、第１の場合と言う。）であり、他の一つは、拡散対象が粒子の凝集体を含むような、下流側ノズル孔が目詰まりを起こす危険性のある粒子を拡散する場合（以下、第２の場合と言う。）である。
【００４６】
上記第１の場合では、ノズル孔の目詰まりを考慮する必要は無いので、上流側ノズル孔３を構成する各細孔の孔径を、下流側ノズル孔４の孔径より小さくすることができる。但し、この場合でも、前記各細孔の総流路断面積は、下流側ノズル孔４の流路断面積より大きくしておくことが必要である。
【００４７】
このような第１の場合としては、例えば、半導体製造プロセスに用いられる研磨材（スラリー）の拡散に本発明ノズルを適用する場合や、液体中での気体のエマルジョン化に本発明ノズルを適用する場合がある。これらの適用例では、拡散（分散或いは乳化）されるべき粒子がノズル孔の孔径に比べて十分小さく、目詰まりする畏れがない。このような第１の場合については、後述する実施例１，２において具体的に説明する。
【００４８】
また、第２の場合としては、汚泥減量化システムがあり、これについては、後述する実施例３において具体的に説明する。
【００４９】
【実施例１】
半導体製造プロセスにおける研磨による平坦化プロセスにおいてスラリーが使用されるが、スラリーを本発明ノズルから上記のように噴射させることで、スラリーの沈殿を防止することができる。
【００５０】
本発明ノズルを用いた半導体製造プロセス用スラリー沈殿防止システムを図１５に示す。図１５において、４１はスラリータンク、４２は本発明ノズルを用いたアセンブリー、４３はポンプである。実施条件は、下記表１の通りである。
【００５１】
【表１】
0003682585.tif 000002
【００５２】
ここで、ポンプ圧力、ポンプ流量、ノズルのオリフィス径の関係は、以下の式で表すことができる。
【００５３】
【数１】
0003682585.tif 000003
【００５４】
Ｄ：ノズルのオリフィス径（ｍｍφ）
Ｑ：ポンプ流量（リットル／分）
ａ：ノズル係数
ｎ：ノズル個数
ｐ：圧力（ＭＰａ）
一般に高圧においてノズル係数は、ノズル形状により決定され、高圧になるほど流体の種類、粘度の影響を受けなくなる傾向にある。本実験例では、上記第１実施形態のノズルと同じものを用い、ノズル係数は０．６である。
【００５５】
下流側ノズル孔のオリフィス径は、上記数１の計算式より、ａ＝０．６，
ｎ＝２となり、約２．４２７mmとなる。一般的な工作精度の問題、及び、ノズル摩耗による動力への負担を考慮し、ノズル径は２．４ｍｍ±０．１mmとしている。圧力を５ＭＰａに保った場合、オリフィス内流速は９０．０８m/secとなる。
【００５６】
ＣＭＰスラリー（機械化学式平坦化スラリー）では、微粒子の中心粒径は０．１６μｍであり、スクラッチの原因となる極小数の粗大粒子の粒径は約１〜５μｍ程度である。したがって、下流側ノズル孔の閉塞（目詰まり）を考慮する必要がないので、上流側ノズル孔の総面積＞下流側ノズル孔の総面積とすれば良く、上流側ノズル孔を構成する細孔を２本とすると、各細孔の孔径は、約１．９ｍｍとし、上流側ノズル孔内の流速は約７３．５２m/secとなる。
【００５７】
【実施例２】
次に、本発明ノズルを用いて気体エマルション化を行う実施例について説明する。溶存酸素、溶存オゾンの高濃度化、及び溶存酸素低濃度化のための不活性ガス購入等、液中への気体エマルション化技術には用途が多数ある。
【００５８】
本実施例２における気体エマルションシステムのシステム図を図１６に概略的に示す。図１６において、５０は対象液体を収容したタンク、５１はポンプ、５２は気体混入部、５３は本発明ノズルを用いたアセンブリーである。
【００５９】
図１６に示すシステムにおいて、ポンプ圧力を０．３ＭＰａ、ポンプ流量を１００リットル／分とした。下流側ノズル孔のオリフィス径は、ノズル係数０．６の上記第１実施形態と同様のノズルを２個使用して、前記数式１より、ａ＝０．６、ｎ＝２となり、約６．９３６mmとなる。一般的な工作精度の問題、及びノズル摩耗による動力への負担を考慮し、ノズル径は６．９mm±０．１mmとした。ポンプ圧力を０．３ＭＰａに保った場合、下流側ノズル孔内の流速は２２．０６m/secとなる。
【００６０】
本実施例２の場合（気体エマルション化の場合）も、下流側ノズルの閉塞（目詰まり）を考慮する必要はないから、上流側ノズル孔の総流路断面積＞下流側ノズル孔の流路断面積とすればよく、上流側ノズル孔を構成する細孔の数を４本とすると、各細孔のオリフィス径を約３．８mmとすれば、上流側ノズル孔の流速は１８．３８m/secとなる。ただし、この条件の場合は、圧力、流速が低いため、ノズル前後の条件、流体の種類、粘度に影響を受けるため、あくまでも数値は目安であるが、本発明ノズルを用いた気体エマルションシステムでは、前記中間滞留室での前記予備分散作用との相乗効果によって効率良いエマルション化が可能となる。
【００６１】
【実施例３】
次に本発明ノズルを用いた汚泥減量化システムの実施例について以下に説明する。このシステムは、余剰汚泥を減量化するために、汚泥中に存在する微生物の細胞を破壊、又は傷つけることにより、可溶化を促すシステムである。このシステムのシステム図を図１７に概略的に示す。
【００６２】
図１７において、６１は調整槽、６２は爆気槽、６３は沈殿槽である。汚染減量化装置６０では、沈殿槽６３に沈殿した余剰汚泥をポンプ６４によって２０ＭＰａに加圧し、本発明ノズルを備えるアセンブリー６５に圧送している。アセンブリー６５内では、上記した流体の拡散により、汚泥細胞を破壊又は細胞壁に傷をつけ、溶化を促すようになっている。
【００６３】
汚泥の場合はノズル孔が閉塞する畏れがあるため、上流側ノズル孔３（図１３，１４参照）は、それを構成する各細孔の孔径が、下流側ノズル孔４の孔径よりも大きいことが必要で、好ましくは、約１．５倍である。但し、上流側ノズル孔３の孔径が、下流側ノズル孔４に対して大きすぎると（例えば、２〜３倍）、上流側ノズル孔３による流体の増速が不十分となり、前記した予備分散能力が減少するとともに、下流側ノズル孔からの放射状の噴射が弱まるからである。
【００６４】
上記構成を有するノズル１は、中間滞留室５において流体中に含まれた粒子等を拡散させてから、即ち予備分散させてから下流側ノズル孔４に送る構成となっている。そのため、流体中に含まれる粒子の凝集体を拡散（予備分散）により解砕し、下流側ノズル孔４での目詰まりを効果的に減少させ、或いは、無くすという付加的効果を奏する。
【００６５】
実施条件を２通り設定し、各条件を下記表２、表３に示す。
【００６６】
【表２】
0003682585.tif 000004
【００６７】
ノズル係数０．６、ノズル２個とし、上記数式数１より、ａ＝０．６、ｎ＝２を代入すると、下流側ノズル孔のオリフィス径は約１．７１６mmとなる。一般的な工作精度の問題、及び、ノズル摩耗による動力への負担を考慮し、、ノズル径は、１．７mm±０．１mmとする。圧力を２０ＭＰａに保った場合、オリフィス内の流速は、１８０．１５m/secとなる。
【００６８】
上流側ノズル孔は、中間滞留室内において予備分散を行って下流側ノズル孔の閉塞を防ぐため、上流側ノズル孔を構成する各細孔のオリフィス径は、下流側ノズル孔のオリフィス径の約１．５倍を確保する。したがって、上流側ノズル孔のオリフィス径は、約２．６mmとなる。下流側ノズル孔１個に対し、上流側ノズル孔を構成する細孔を２個とすると、上流側ノズル孔を構成する各細孔内の流速は、３９．２６m/secとなる。
【００６９】
【表３】
0003682585.tif 000005
【００７０】
表３は、ノズルを１個セットした実施条件である。下流側ノズル孔のオリフィス径は、上記数１式より、ａ＝０．６、ｎ＝１として、約２．４２７mmとなる。一般的な工作精度の問題、及び、ノズル摩耗による動力への負担を考慮し、ノズル径は、２．４mm±０．１mmとする。ポンプ圧力を２０ＭＰａに保った場合、オリフィス内の流速は、１８４．３０m/secとなる。
【００７１】
上流側ノズル孔は、中間滞留室内において予備分散を行って下流側ノズル孔の閉塞を防ぐため、上流側ノズル孔を構成する各細孔のオリフィス径は、下流側ノズル孔のオリフィス径の約１．５倍を確保する。
【００７２】
したがって、上流側ノズル孔を構成する各細孔のオリフィス径は、約３．７mmとなる。下流側ノズル孔１個に対し、上流側ノズル孔を構成する細孔を２個とすると、各細孔内の流速は、約３８．７７m/secとなる。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ノズルから流体を放射状に噴射し、瞬時減圧により拡散させることにより、優れた拡散効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るノズルの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のノズルの底面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿う横断面図である。
【図５】本発明に係るノズルの第２実施形態を示す平面図である。
【図６】図５のノズルの底面図である。
【図７】図５のＣ−Ｃ線に沿う縦断面図である。
【図８】図５のＤ−Ｄ線に沿う縦断面図である。
【図９】図５のＥ−Ｅ線に沿う縦断面図である。
【図１０】図７のＦ−Ｆ線に沿う横断面図である。
【図１１】本発明に係るノズルの第３実施形態を示す平面図である。
【図１２】図１１のＧ−Ｇ線に沿う縦断面図である。
【図１３】本発明に係るアセンブリーの好ましい実施形態を示す縦断面図である。
【図１４】図１３のアセンブリーのＨ−Ｈ線に沿う横断面図である。
【図１５】図１３のアセンブリーを用いたＣＭＰスラリーの再凝集防止システムを示すシステム図である。
【図１６】図１３のアセンブリーを用いた気体エマルション化システムを示すシステム図である。
【図１７】図１１のアセンブリーを用いた汚泥減量化装置のシステム図である。
【符号の説明】
１  ノズル
２  ノズル本体
２ａ  第１部材
２ｂ  第２部材
３  上流側ノズル孔
４  下流側ノズル孔
５  中間滞留室
５ａ  空所
６  突起部
２０  ノズルアセンブリー
２１  排出口
２２  拡散室
２２ａ  壁部
２２ｂ  凹所
２２ｃ  開口
【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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