(57)【要約】  本発明の実施形態は微粉化プロセスで用いるスパイク軸対称ノズルに関し、スパイク軸対称ノズルはノズルプラグを具えることにより、粒状物質の粒径を減少させる際に用いられる粉砕流体を加速する流体圧縮オリフィスを形成する。
2008526478.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内面および外面を有する第１の壁と、第１の端および第２の端とを具え、それにより中空内部を画成し、前記第１の壁が前記第２の端にカウルリップ構造を有する第１の円筒部材と、
（ｂ）前記第１の円筒部材の第２の端の流体加速領域であって、
ｉ．ノズルプラグであって、このノズルプラグを前記第１の円筒部材に固定する手段と、当該ノズルプラグを前記第１の円筒部材に固定する前記手段に接続され、上流端および下流端を有する第３の円筒部と、基端および末端を有し、前記基端が前記第３の円筒形状の下流端に接続された傾斜部とを具えるノズルプラグと、
ｉｉ．このノズルプラグの傾斜部と前記カウルリップとにより画成される流体圧縮オリフィスと
を具える流体加速領域と
を具えることを特徴とするスパイク軸対称ノズル。
【請求項２】
前記傾斜部の長さは、その最も幅広となる部分で測定した傾斜部の直径の２．５倍であることを特徴とする請求項１に記載のスパイク軸対称ノズル。
【請求項３】
前記流体圧縮オリフィスの幅は、前記流体圧縮オリフィスの間隙より約１０倍長いことを特徴とする請求項１に記載のスパイク軸対称ノズル。
【請求項４】
前記スパイク軸対称ノズルが耐磨耗被覆材で被覆されていることを特徴とする請求項１に記載のスパイク軸対称ノズル。
【請求項５】
前記耐磨耗被覆材は、酸化アルミニウム，酸化クロム，ジルコニアおよびこれらの混合物からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のスパイク軸対称ノズル。
【請求項６】
前記耐磨耗被覆材は、少なくとも１つの高性能熱可塑性樹脂からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１に記載のスパイク軸対称ノズル。
【請求項７】
前記ノズルプラグを前記第１の円筒部材に固定する手段は、外面を持つ壁と、床と、少なくとも１つの開口とを有する第２の円筒部を具え、前記第３の円筒部の上流端が前記第２の円筒部材の床に接続され、前記第２の円筒部の外面が前記第１の壁の内面に接していることを特徴とする請求項１に記載のスパイク軸対称ノズル。
【請求項８】
前記流体圧縮オリフィスが環状オリフィスであることを特徴とする請求項１に記載のスパイク軸対称ノズル。
【請求項９】
（ｉ）ノズルプラグを第１の円筒部材に固定する手段と、前記ノズルプラグを前記第１の円筒部材に固定する前記手段に接続され、上流端および下流端を有する第３の円筒部と、基端および末端を有し、前記基端が前記第３の円筒部の下流端に接続された傾斜部と、
（ｉｉ）前記ノズルプラグの前記傾斜部とカウルリップとにより画定される流体圧縮オリフィスと
を具えることを特徴とするノズルプラグ。
【請求項１０】
前記ノズルプラグを前記第１の円筒部材に固定する手段は、外面を持つ壁と、床と、少なくとも１つの開口とを有する第２の円筒部を具え、前記第３の円筒部の上流端が前記第２の円筒部材の床に接続され、前記第２の円筒部の外面が前記第１の壁の内面に接していることを特徴とする請求項９に記載のノズルプラグ。
【請求項１１】
請求項１に記載のスパイク軸対称ノズルを少なくとも１つ具えることを特徴とする流体エネルギーミル。
【請求項１２】
１〜５０個のスパイク軸対称ノズルを具えることを特徴とする請求項１１に記載の流体エネルギーミル。
【請求項１３】
スパイク軸対称ノズルの数の範囲が、１〜５個，１〜１０個，１〜１５個，１〜２０個，１〜２５個，１〜３０個，１〜３５個，１〜４０個，１〜４５個，１〜５０個，１〜３個，４〜６個，７〜９個，１０〜１２個，１３〜１５個，１６〜１８個，１９〜２１個，２２〜２４個，２５〜２７個，２８〜３０個，３１〜３３個，３４〜３６個，３７〜３９個，４０〜４２個，４３〜４５個，４６〜４８個および４９〜５０個からなるグループから選択されることを特徴とする請求項１１に記載の流体エネルギーミル。
【請求項１４】
（１）粉砕流体を請求項１に記載のスパイク軸対称ノズルに供給するステップと、
（２）粒状物質を含む粒状物質供給流を、前記粉砕流体が出る前記スパイク軸対称ノズルの先端に運ぶステップと、
（３）前記粒状物質を前記粉砕流体と前記粒状物質供給流との交点で分散させるステップと
を具えることを特徴とする粒状物質の寸法を減少させる方法。
【請求項１５】
前記粒状物質は、顔料，農薬，カーボンブラック，セラミックス，無機物および金属，薬剤，化粧品，貴金属，燃料，樹脂，トナーおよび二酸化チタンのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記粉砕流体は、空気，窒素，水蒸気およびこれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記粉砕流体が流れであり、この流れが約２２０Ｃ〜約３４０Ｃの範囲の温度に加熱され、当該流れが約２．５８４ＭＰａ〜約３．４４６ＭＰａの圧力であることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記温度が約２６０Ｃ〜約３０５Ｃの範囲であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記流れが約２．６８７ＭＰａ〜約３．０３２ＭＰａの圧力であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は流体エネルギーミルで用いるスパイク軸対称ノズルに関する。特に実施形態はノズルプラグを具えることにより、粒状物質の粒径を減少させる際に用いられる粉砕流体を加速する流体圧縮オリフィスを形成するスパイク軸対称ノズルに関する。
【０００２】
（関連出願の相互参照）
本出願はその全体を本明細書に引用して援用する、２００４年１２月２９日に出願された米国仮特許出願第６０／６４０，１３９号明細書の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００３】
流体エネルギーミルはとりわけ、顔料，農薬，カーボンブラック，セラミックス，無機物および金属，薬剤，化粧品，貴金属，燃料，樹脂，トナーおよび二酸化チタンなどの様々な物質の粒径を減少させるために用いられている。一般に流体エネルギーミルは移動部品を含まないため、微粉化は通例粒子同士の衝突の結果として生じる。流体エネルギーミルは通例、粒子衝突が発生する粉砕室として作用する中空内部を具える。粉砕室内では、粉砕室の周辺の周りに環状構成で配置された流体ノズルまたはマイクロナイザ（Ｍｉｃｒｏｎｉｚｅｒ）（登録商標）を介する圧縮気体の導入により渦が形成される。圧縮気体（例えば空気，水蒸気，窒素等）は粉砕室内に導入された時、気体が粉砕室内を進行する際に高速渦を形成する。気体は気体出口を介して粉砕室から解放されるまで、粉砕室内で低半径で循環する。被粉砕粒子は粉砕室内に投入されて高速渦に飲み込まれることにより、高速粒子同士衝突および粉砕室壁の内部との衝突を生じる。通例粒子が重くなるほど、渦内の滞留時間が長くなり、反対により軽い粒子（すなわちそれらの十分に縮小した粒子）が出口に到達するまで気体の渦と一緒に移動する。通例流体エネルギーミルは微細（＜１０ミクロン）および超微細（＜５ミクロン）粒子を生成可能である。
【０００４】
有用な当該技術の典型的なノズルには、ドラバル（ＤｅＬａｖａｌ）ノズル（収縮−拡大ノズル）があり、これを介して粉砕気体（別名圧縮気体）が粉砕室内に注入される。このようなノズル内では粒子と高速粉砕気体との間の境界、剪断域とも称する、に粉砕が生じる。しかしノズルを出る際の気体のパターンは粉砕に利用不可能な気体流体流の大きなコアを生じるため、粒子が流体流を貫通してコア内に入ることができないため、これらのタイプのノズルは不都合である。その結果粒状物質を所望の粒径に粉砕するために、より大量のエネルギーが必要であるとともにより大量の圧縮気体が必要とされる。
【０００５】
当該技術に通例見られる流体エネルギーミルに関するもう１つの欠点は、ミルは内部で用いられる特定のノズルのためエネルギーおよび粉砕気体を始めとする大量のリソースを消費することである。
【０００６】
このようにこの産業にはエネルギーおよび圧縮気体消費を削減するとともに粒状物質の粉砕に利用可能な流体境界の表面積を増加させるメカニズムが必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
簡単に言えば本発明の実施形態は一般に、スパイク軸対称ノズルで用いられる場合に流体加速領域を形成するノズルプラグに関する。通例スパイク軸対称ノズルは流体エネルギーミルの動作に用いられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ノズルプラグの実施形態は、ノズルプラグを第１の円筒部材（例えば好適には第２の円筒部）に固定する手段と、ノズルプラグを第１の円筒部材に固定する手段に接続された第３の円筒部と、第３の円筒部に接続された傾斜部とを具え、これらの構成要素は好適に一体構造を形成する。第１の円筒部材へのノズルプラグの挿入が、ノズルプラグの傾斜部と第１の円筒部材の第１の壁であるカウルリップとにより画成される流体圧縮オリフィスを具える流体加速領域を形成する。
【０００９】
本発明の他の態様は、第１の円筒部材へのノズルの挿入により、流体エネルギーミルに用いられるスパイク軸対称ノズルの形成を検討している。
【００１０】
本発明の他の態様は、粒状物質供給流をスパイク軸対称ノズルの先端に運ぶ一方で、粉砕流体をスパイク軸対称ノズルにも供給し、粒状物質が２つの流体流の交点において破壊するまたは細分化することにより、粒状物質の寸法を減少させる方法を検討している。
【００１１】
本発明の実施形態の他のプロセス、方法、特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明を検討すると当業者には明らかであろうまたは明らかになろう。このようなさらなるプロセス、方法、特徴および利点は、すべてこの説明に含まれ本発明の範囲内にあり、さらに添付の特許請求の範囲により保護されることを意図するものである。
【００１２】
本発明の実施形態の多くの態様は、以下の図面を参照してより完全に理解することができる。図面に記載した構成要素は必ずしも縮尺が一定ではない。また図面において参照符号はいくつかの図を通して対応する部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施形態は、粉砕流体の速度を上昇させて微粉化を可能にする流体加速領域を形成するノズルプラグを具えるスパイク軸対称ノズルに関する。スパイク軸対称ノズル実施形態は、他のタイプのノズル（例えばドラバルノズル）で求められるよりも大きい流体速度（または流体加速度）を提供する。このように本発明の実施形態は流体流のコアが小さい高速流体流（例えば超音速）を生じ、それにより粒状物質を剪断域に置く。好適にはスパイク軸対称ノズルは高い流体速度と、より高速度を有するより広い流体表面積と、流体エネルギーミルのエネルギー消費の低減とを提供可能である。
【００１４】
本発明の実施形態を多様な粒状物質の微粉化（粉砕としても既知）に用い得る。適当なタイプの粒状物質の非限定例には、顔料，農薬，カーボンブラック，セラミックス，無機物および金属，薬剤，化粧品，貴金属，燃料，樹脂，トナーおよび二酸化チタンがある。多様な粒状物質の組み合わせを粉砕することも行い得る。通例粒状物質は、圧縮空気または他の気体もしくは気体の組み合わせであり得る流体供給流に取り込まれる。
【００１５】
流体エネルギーミルの動作は、本発明の実施形態の流体加速領域を通過する粉砕流体（１０１）の使用を含む。粉砕流体（１０１）は、単一の流体または複合流体流を形成する流体の組み合わせを含み得る。流体の組み合わせおよびその中の各流体の割合を、特定の粉砕用途に必要なパラメータを満たすように変化させ得る。
【００１６】
粉砕流体の非限定例には空気，窒素，水蒸気およびこれらの組み合わせがあり、水蒸気が好適である。複合流体流は水蒸気と第２の気体または他の気体の組み合わせを含み得る。
【００１７】
通例粉砕流体（１０１）は用いられる粉砕流体（１０１）に応じて特定の温度および圧力で運ばれ、このようなパラメータは当業者に既知である。例えば水蒸気はスパイク軸対称ノズル内に運ばれる前に、約２２０℃〜約３４０℃の範囲、好適には約２６０℃〜約３０５℃の範囲の温度に加熱されることが多い。好適には水蒸気は約２．５８４ＭＰａ（３７５ｐｓｉ）〜約３．４４６ＭＰａ（５００ｐｓｉ）、より好適には約２．６８７ＭＰａ（３９０ｐｓｉ）〜約３．０３２ＭＰａ（４４０ｐｓｉ）の範囲の圧力で供給される。コンピュータモデルは、上記のパラメータで動作するスパイク軸対称ノズルの実施形態が、約マッハ６．８までの速度（スパイク軸対称ノズルからの吐出点で測定した場合）を有する粉砕流体を生じるということを示している。
【００１８】
本発明の実施形態は、
（ａ）内面（１２）および外面（１３）を有する第１の壁（１１）と、第１の端（１４）および第２の端（１５）とを具え、それにより中空内部（１６）を画成し、第１の壁（１１）が第２の端（１５）にカウルリップ（１７）構造を有する第１の円筒部材（１０）と、
（ｂ）第１の円筒部材（１０）の第２の端（１５）の流体加速領域（２０）であって、
（ｉ）ノズルプラグであって、このノズルプラグを第１の円筒部材に固定する手段と、当該ノズルプラグを第１の円筒部材に固定する手段に接続され、上流端（４１）および下流端（４２）を有する第３の円筒部（４０）と、第３の円筒部（４０）の下流端（４２）に接続され、基端（５３）および末端（５４）を有する傾斜部（５０）とを具えるノズルプラグ（３０）（第１の円筒部材の第２の端内に挿入されている）と、
（ｉｉ）このノズルプラグ（３０）の傾斜部（５０）とカウルリップ（１７）とにより画成される流体圧縮オリフィス（８０）と
を具える、流体加速領域と
を具えるスパイク軸対称ノズル（１）を検討する。
【００１９】
本発明の構成要素（例えば第１の円筒部材、ノズルプラグ等）は、流体エネルギーミルの通常動作中に発生して遭遇する温度、力および圧力に耐え得る任意の材料で構成され得る。通例第１の円筒部材（１０）は例えば中実棒材または厚肉管（例えば当業者に既知であるスケジュール４０、８０または１６０パイプ）などの材料で加工または構成され得る。ノズルプラグ（３０）は通例任意の金属材料で構成またはセラミックス材料で鋳造される。好適にはノズルプラグ（３０）は例えばステンレス鋼などの耐錆性材料で構成されている。
【００２０】
第１の円筒部材（１０）は粉砕流体（１０１）がノズルプラグ（３０）を通過するように、粉砕流体を流体エネルギーミルのマニホールド（１０２）または粉砕室内に導入する管路として作用する。第１の円筒部材（１０）は、流体エネルギーミルとともに用いるのに適した当該技術で既知の任意の寸法であり得る。通例第１の円筒部材（１０）の直径が増すにつれて、粉砕流体ジェット（粉砕に利用可能な面積）の表面積も増大するため、より良好な剪断域（より大きい粉砕表面積）を生じる。
【００２１】
第１の円筒部材（１０）は内面（１２）および外面（１３）の両方を有する第１の壁（１１）と、第１の端（１４）および第２の端（１５）とを具え、それにより、粉砕流体（１０１）が進行する中空内部（１６）を画成する。第１の端（１４）は第２の端（１５）の上流であり、粉砕流体（１０１）流が概して第１の端（１４）から離れて第２の端（１５）へ向かう。
【００２２】
第１の円筒部材（１０）の第２の端（１５）は、スパイク軸対称ノズル（１）の流体加速領域（２０）を具え、そこでは粉砕流体（１０１）が流体圧縮オリフィスに供され、それによって、粉砕流体（１０１）を、それがスパイク軸対称ノズル（１）から出る際に高速に加速する。流体圧縮オリフィス（８０）は、ノズルプラグ（３０）を第１の円筒部材（１０）の第２の端（１５）へ挿入することにより第１の円筒部材（１０）の第１の壁（１１）のカウルリップ（１７）と協同して形成される。
【００２３】
ノズルプラグ（３０）はノズルプラグを第１の円筒部材に固定する手段（例えば以下に説明する第２の円筒部（３１））と、第３の円筒部（４０）と、切頭スパイク（５２）で終端する傾斜部（５０）とを具える。ノズルプラグを第１の円筒部材に固定する様々な手段の例には、限定されないが、本明細書にさらに説明するような第２の円筒部（３１）、もしくはフィン、棒、またはアーム（第３の円筒部に溶接または他の方法で接続または内部に形成された）があり、このようなフィン、アームまたは棒は第３の円筒部（４０）から第１の壁（１１）の内面（１２）まで延びている。ノズルプラグを第１の円筒部材内に固定するのに用いられる方法は、ノズルプラグが適正に中心に留まって振動せず、流体エネルギーミルの通常動作中に流体圧縮オリフィスが粉砕流体流に関してその面積にわたって固定するように、必要な安定性および支持を提供しなければならない。
【００２４】
ノズルプラグを第１の円筒部材に固定する手段の好適な例は、壁（３２）を有する第２の円筒部（３１）（その実施形態が図１Ａおよび１Ｂに示されている）の使用であり、壁の外面（３３）は第１の円筒部材（１０）の内面（１２）に隣接または接触していることにより、２つの構成要素を入れ子構成で互いに装着または固定することができる。２つの表面は例えば、限定されないが、溶接（例えばコード溶接または完全溶け込み溶接）を始めとする当業者に既知の技術を用いて隣接位置に固定し得る。流体エネルギーミルの動作に付随する温度および圧力と共に用いられる十分な接続強度を達成する溶接の方法は、当業者に既知である。第２の円筒部（３１）は、各々貫通する少なくとも１つの開口（３５）を有する床（３４）と封入壁（３６）とを具える。床（３４）は第３の円筒部（４０）の上流端（４１）用の取り付け点として作用する。第３の円筒部（４０）は封入壁（３６）を通過し、必要な構造一体性と安定性とをノズルプラグ（３０）の全体に提供するのに役立つ。開口（３５）は粉砕流体（１０１）の均一な分布、および床（３４）および封入壁（３６）を通って流体圧縮オリフィス（８０）に向けた流れを可能にする。開口（３５）は粉砕流体の粘度に応じて変動する数および寸法であり、粉砕流体の粘度が減少するにつれて圧力降下を維持するための開口の数は増すが、用いられる開口は以下に記載する範囲を逸脱して粉砕流体圧力の降下を生じてはならない。
【００２５】
粉砕流体導入点から流体圧縮オリフィスまでの第１の円筒部材の長さに沿った圧力の降下はないことが好適である。しかし圧力降下はノズルプラグを第１の円筒部材に固定する手段の結果として生じ得るが、圧力降下は５％以下であることが好ましい。
【００２６】
第３の円筒部（４０）はその上流端（４１）で第２の円筒部（３１）と、その下流端（４２）で傾斜部（５０）とに接続されており、一体構造が形成されている。第２の円筒部（３１）、第３の円筒部（４０）および傾斜部（５０）は本来一体構造として形成され得るか、または代替的には互いに溶接されて単一片を形成する個々の片であり得る。必要な安定および構造一体性レベルがノズルプラグ（３０）全体に与えられる限り、第３の円筒部（４０）はいかなる特定の直径または長さにも限定されない。
【００２７】
ノズルプラグ（３０）の傾斜部（５０）は形状が双曲線であり、基端（５３）と末端（５４）とを具え、傾斜部は切頭スパイク（５２）で終端するまで下流方向に直径が減少する。
【００２８】
通例、傾斜部（５０）の曲線は最初の入口が中心ノズル軸から約４５度（粉砕流体が流体圧縮オリフィスを出る角度）の接線上にあり、その後様々な長さに先細になっているが、接線角度は例えば３５度になるように変化し得る。
【００２９】
切頭スパイクに関しては、流体流に乱流を生じることにより、流れに上昇を生成するとともにノズルフローの外側に向かって指向する。傾斜部の長さは、その最も幅広となる部分で測定した傾斜部の直径の２．５倍であることが好適である。
【００３０】
流体圧縮オリフィス（８０）、好適には環状オリフィスは、スパイク軸対称ノズルに進入する一定の体積の粉砕流体が制限流体圧縮オリフィス（８０）を介して出なければならない際に、粉砕流体（１０１）を加速する働きをする。通例流体圧縮オリフィス（８０）の環状面積は、同様なドラバルノズルのスロート断面の面積の約６０％までである。流体圧縮オリフィス（８０）は傾斜部（５０）の基端（５３）と、第１の壁（１１）の第２の端（１５）に形成されたカウルリップ（１７）とにより形成されている。流体圧縮オリフィス（８０）はドラバルジェットの同等比を有する大きさに形成されなければならない。流体圧縮オリフィスの幅はその間隙より約１０倍長いことが好適である。
【００３１】
例えば典型的なドラバルノズル（２インチのスロート径を有する）は、約１平方インチの流体圧縮オリフィス面積を有する。しかしドラバルノズルと同等粉砕（速度／生産）を有する本発明の実施形態は通常、ドラバルノズルで得られる測定面積の約６０％である流体圧縮オリフィス総面積を有するとともに、約４０％少ない圧縮流体を流す。流体圧縮オリフィスの面積は、粉砕流体の所望の流量および微粉化される製品のタイプに応じて変動し得る。
【００３２】
本発明の実施形態は、粘着性粒状物質が粉砕されている場合、スパイク軸対称ノズル先端（１０３）における目詰まりまたは凝集を防止するために、酸化アルミニウム、または酸化クロム、またはジルコニアもしくはこれらの混合物、もしくは１つまたは複数の高性能熱可塑性材料などの耐摩耗被覆材でさらに被覆され得る。任意の適当な高性能熱可塑性材料を用いることができる。そのような熱可塑性材料の例には、限定はしないがポリエーテルエーテルケトンおよびポリベンゾイミダゾールがある。有用であり得る他の市販の材料には、デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅ）の本願特許出願人により販売されている、ケブラー（Ｋｅｖｌａｒ）（登録商標）ブランド・パラアラミッド繊維またはノーメックス（Ｎｏｍｅｘ）（登録商標）ブランド繊維またはシートもあり得る。
【００３３】
通例スパイク軸対称ノズル（１）は、粉砕流体（１０１）のタイプにより大きく変わる速度で、通常動作中に用いられる圧力で、および特定の粒径に達するために必要とされる粉砕エネルギー量で、第１の円筒部材（１０）の第１の端（１４）内への粉砕流体（１０１）の導入により動作される。粉砕流体（１０１）は、ノズルプラグを第１の円筒部材に固定する手段に遭遇するまでノズル主軸に沿って進行する。例えば好適な第２の円筒部（３１）が用いられる場合、流体は床（３４）および封入壁（３６）内の少なくとも１つの開口（３５）を流れるとともに、流体圧縮オリフィス（８０）に達するまでスパイク軸対称ノズルの残部内を前進する。粉砕流体（１０１）は流体圧縮オリフィス（８０）を通過する際、激しく加速されて、その速度を実質的に初期導入速度から超音速まで上昇する。高速圧縮流体は粒径の低減に必要な粒子同士の衝突をもたらす。
【００３４】
粉砕流体（１０１）がスパイク軸対称ノズル（１）内を移動する際、その速度は圧縮流体がスパイク軸対称ノズル（１）を出る際に最大速度に達するまで上昇する。粉砕流体（１０１）は切頭スパイク（５２）の結果として流体圧縮領域を出る際に膨張される。粉砕流体（１０１）は半径方向におよびノズル主軸に向かって内側方向に膨張する。乱流は粒子同士の衝突の発生を助ける。
【００３５】
一実施形態において流体エネルギーミルは少なくとも１つのスパイク軸対称ノズルを有する。他の実施形態において流体エネルギーミルは、流体エネルギーミルの周囲に円形配向で配置された５０ものスパイク軸対称ノズルを有することができる。一実施形態においてスパイク軸対称ノズルをその２つの隣接するスパイク軸対称ノズルから等距離に配置し得る。他の実施形態においてスパイク軸対称ノズルをその２つの隣接するスパイク軸対称ノズルから等距離に配置しなくてもよい。他の実施形態においていくつかのスパイク軸対称ノズルをそれらの隣接するものから等距離に配置し得るとともに、他のスパイク軸対称ノズルをそれらの隣接するものから等距離に配置しなくてもよい。他の実施形態においてスパイク軸対称ノズルの数の範囲は、１〜５個，１〜１０個，１〜１５個，１〜２０個，１〜２５個，１〜３０個，１〜３５個，１〜４０個，１〜４５個，１〜５０個，１〜３個，４〜６個，７〜９個，１０〜１２個，１３〜１５個，１６〜１８個，１９〜２１個，２２〜２４個，２５〜２７個，２８〜３０個，３１〜３３個，３４〜３６個，３７〜３９個，４０〜４２個，４３〜４５個，４６〜４８個および４９〜５０個からなるグループから選択される。
【００３６】
本発明の実施形態は、
（１）粉砕流体（１０１）をスパイク軸対称ノズル（１）に供給するステップと、
（２）粒状物質を含む粒状物質供給流（１００）を、粉砕流体（１０１）が出るスパイク軸対称ノズル（１０３）の先端に運ぶステップと、
（３）粒状物質を粉砕流体と粒状物質供給流との交点で分散させるステップとを具えることを特徴とする、粒状物質の寸法を減少させる方法をさらに検討する。
【００３７】
通例粒状物質は、流体圧縮オリフィス（８０）の吐出領域（すなわちスパイク軸対称ノズル（１０３）の先端（別名ノズルの出口面））にある最高速度点で取り込まれる。粒径の低減は一般に、粒状物質供給流とスパイク軸対称ノズル（１）を出る高速流体との間の界面または境界にある剪断域で発生する。
【００３８】
図４により示されるように、標準ノズル技術を用いるとノズルを出る際に圧縮流体の急速な膨張を生じ、減圧された流体は流体が超微粉砕機まで実質的にパイプ全体を満たすように円錐構成を取る。円錐構成は一般に微粒子供給流（１００）で搬送される粒子により貫通不能であり、そのため粉砕能力を制限するにすぎない。さらにまた円錐構成により微粒子供給流（１００）粉砕流体（１０１）流との間の限定境界長さが微粉化に利用可能になるに過ぎない。
【００３９】
それとは対照的に本発明の実施形態のスパイク軸対称技術は、流体がスパイク軸対称ノズル（１）を出る際に、微粉化に利用可能な剪断域が連続してあるように流体流を提供する。本発明の実施形態の利用に関連して見られる可能な流体流の一例が図３に示されている。
【００４０】
加えて剪断域表面積の大きさの増加は、当該技術の標準的なノズルで見られる同じ結果を達成するためにより少量の粉砕流体（１０１）を使用すればよいことになる。このように本発明の実施形態により流体エネルギーミルは、現在当該技術を支えるノズルと同じ量の微粒子または超微粒子の作製により少ないエネルギーが消費されるように、より効率的に行うことが可能になる。本発明の実施形態の全体効果は粉砕効率の向上である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】スパイク軸対称ノズルの実施形態の断面側面図を示す。
【図１Ｂ】ノズルプラグの実施形態の立面側面図を示す。
【図２】流体エネルギーミルのマニホールド内に挿入されたスパイク軸対称ノズルの実施形態の一部分の断面側面図を示す。
【図３】スパイク軸対称ノズルの実施形態およびそれに関連する可能な流体流プロファイルの一例の断面側面図を示す。
【図４】当該技術で見られる標準ノズルおよびそれに関連する流体流プロファイルの断面側面図を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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