(57)【要約】  ノズルアセンブリは、一時間と外側ハウジングとを含み、他の流体を小さな液滴に分散させるために、向流を生成するように構成されている。
2021526963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次管の第１流路に沿って入口端から出口端に向かって第１流体の流れを搬送し、前記一次管の出口端は、出口オリフィスが形成された端壁に接続され、前記出口オリフィスは、中心軸と、中心軸と実質的に平行である第１流路に沿った第１流体の流れの第１流動方向とを形成し、
第１流路に沿って第１流体の流れを搬送しながら、中心軸と平行でない上流の流動方向に第２流路に沿って第２流体の流れを搬送し、
第２流体の流れの流動方向を、第２流体の流れが第１流体の流れと混合して混合流体の流れを生成するように、第１流体の流れの第１流動方向と反対方向の上流の流動方向から下流の流動方向に変更し、
前記混合流体の流れを出口オリフィスから分配する、流体の流れを混合する方法。
【請求項２】
前記上流の流動方向は、前記中心軸に実質的に垂直である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記上流の流動方向は、前記第１流体の第１流動方向に実質的に垂直である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記混合流体の流れが第１流路内で生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記変更は、前記第２流体の流れを内部ガイド構造の支柱に向けることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記支柱が、出口オリフィスに対して流体的に開口する管腔を形成し、混合流体の流れの分配では、混合流体の流れを、管腔を通って出口オリフィスまで進ませる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第２流路は、前記端壁に接続されたマニホールドによって形成され、前記第２流体の流れを搬送するステップでは、前記第２流体の流れを前記マニホールドの入口側に導くことを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記マニホールドの入口側が、前記第２流路の入口端を形成する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記マニホールドは、一次管の出口端に流体的に開口する第２流路及び第３流路を形成し、
前記第２流路に沿って第２流体の流れを搬送するステップの間、さらに第３流路に沿って流体を搬送する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記第２流路は、前記一次管の出口端に流体的に開口する分配端を形成する第１注入管によって形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１注入管は、先行セグメント及び後続セグメントを形成し、後続セグメントは、分配端で終了し、さらに、初期流動方向は、先行セグメントに沿って形成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記後続セグメントが中心軸と実質的に平行であり、前記変更は、後続セグメントに沿って第２流体を進行させることを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２流路に沿って第２流体を搬送するステップ中に、第２流体とは異なる流体を、第２注入管に沿って搬送し、一次管の出口端に流体的に開口する分配端を形成する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記混合流体は、噴霧された液体流れである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
中心軸を形成する出口オリフィスが形成された端壁と、
端壁に接続され、出口端を有する一次管によって形成され、出口オリフィスに流体的に開口し、中心軸と実質的に平行である、第１流体のための第１流路と、
前記一次管の出口端に開口し、中心軸と平行でない上流の流動方向を形成する、第２流体の流れのための第２流路と、
を備え、
上流の流動方向から第２流体のために変更された流動方向を確立し、方向を変更された流動方向は、第１流体と第２流体を混合するための第１流路の一次流れとは反対方向である、ノズルアセンブリ。
【請求項１６】
前記上流の流動方向は、前記中心軸に実質的に垂直である、請求項１５に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１７】
前記端壁から一次管の出口端の方向に延びる支柱をさらに備え、前記支柱には、出口オリフィスに対して流体的に開口する管腔が形成されている、請求項１５に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１８】
前記端壁に接続され、前記第２流路を形成するマニホールドをさらに備える、請求項１５に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１９】
前記マニホールドは、一次管の出口端に流体的に開口する複数の流路を形成され、前記複数の流路は前記第２流路を含む、請求項１７に記載のノズルアセンブリ。
【請求項２０】
前記第２流路は、第１注入管によって形成され、前記第１注入管は、一次管の出口端に対して流体的に開口する分配端を形成されている、請求項１５に記載のノズルアセンブリ。
【請求項２１】
前記一次管の出口端に流体的に開口する流路が形成される複数の注入管をさらに備え、前記複数の注入管は前記第１注入管を含む、請求項２０に記載のノズルアセンブリ。
【請求項２２】
請求項１から１４の方法のいずれか１項の方法を実行するように構成されたノズルアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
噴霧ノズル等のノズルは、液体流を噴霧するために使用されることがある。噴霧された液体流(例えば、エアロゾルスプレーのようなエアロゾル化された液体流と呼ばれることがある)は、空気のような気体中に分散された液滴を含む。例えば、液体流は、液滴を生成するために、気流に液流を向けることにより噴霧してもよい。幾つかの例では、液体燃料は、ガスタービン燃焼器、ボイラ等で使用するために噴霧してもよい。他の例では、塗料又は他のコーティング等の液体は、塗装用途等のスプレーコーティングの用途のために噴霧してもよい。液体農薬や除草剤等は、例えば噴霧のために微粒化されてもよい。
【０００２】
さらなる例として、燃焼エンジンでは、燃焼前の液体燃料が迅速に微粒化される必要がある。一般に、液体スプレーの噴霧は、その流体特性、密度、粘度、及び表面張力と同様に、送達設定によって生成される慣性力に支配される。ガスタービンエンジン等に使用される、(例えば、空気がノズルから出るときに液体流に沿って吹き付けられる)従来の空気補助噴霧ノズル構造は、石油燃料の迅速な微粒化に適している。しかしながら、空気補助噴霧ノズル構造は、主にバイオオイル成分の(ディーゼルや他の石油燃料の粘度と比較して)有意に高い粘度のため、バイオマス系ニート油等の幾つかの代替燃料源を十分に噴霧できない。例えば、大豆油は密度と表面張力の点でディーゼルに似ているが、大豆油の粘度はディーゼルの２５倍である。直鎖植物油は、高粘度及び低着火性のため、圧縮エンジンの運転と耐久性の問題を引き起こすことが示されている。従来の空気補助噴霧ノズル構造では、増加した粘度の動的効果が、ノズルから出るときの噴流のレイノルズ数を著しく減少させ、液体噴流の分裂を抑制し、微粒化のレベルを不十分なものする。
【０００３】
代替の噴霧ノズルの構成は、米国特許第8,201,351号(ガナン・カルボ)に記載され、流れぼかし噴霧と呼ばれている。ノズルの出口領域の内外で噴霧空気流を分岐させることにより、流れにぼかしを発生させる。高粘度燃料を用いた流れぼかし噴霧が可能であると考えられる。しかしながら、流れぼかし領域の開始は、ノズル構成要素の特定の幾何学的関係に依存してもよく、噴霧された液体の特性を選択的に変更する能力を与えない場合がある。
【０００４】
前述のように、例えば、バイオオイル等の高粘度液体や他の流体混合用途（例えば、液体−気体混合システムや気体−気体混合システム等）で噴霧することができるノズルが必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８２０１３５１号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本開示の幾つかの態様は、混合流を生成するためのノズルアセンブリ及び対応する方法、例えば、液体流の噴霧を対象としている。
【０００７】
本開示のノズルアセンブリ及び方法は、多数の異なる液体を噴霧するのに非常に適しており、（例えば、気体−気体混合物及び液体−液体混合物の）多数の噴霧用途と同様に他の多くの流体混合シナリオに有効である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１Ａ】本開示の原理によるノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａのノズルアセンブリで、混合流体の流れを生成しているときの使用を示す。
【図１Ｃ】図１Ａのノズルアセンブリの部分拡大図である。
【図２Ａ】一次管構成要素及びノズルアセンブリの内部ガイド構造の一方又は両方で有用な形状又は構造の図１ＡのＡ−Ａ視概略端面図である。
【図２Ｂ】一次管構成要素及びノズルアセンブリの内部ガイド構造の一方又は両方で有用な形状又は構造の図１ＡのＡ−Ａ視概略端面図である。
【図２Ｃ】一次管構成要素及びノズルアセンブリの内部ガイド構造の一方又は両方で有用な形状又は構造の図１ＡのＢ−Ｂ視概略端面図である。
【図２Ｄ】一次管構成要素及びノズルアセンブリの内部ガイド構造の一方又は両方で有用な形状又は構造の図１ＡのＢ−Ｂ視概略端面図である。
【図２Ｅ】一次管構成要素及びノズルアセンブリの内部ガイド構造の一方又は両方で有用な形状又は構造の図１ＡのＢ−Ｂ視概略端面図である。
【図２Ｆ】一次管構成要素及びノズルアセンブリの内部ガイド構造の一方又は両方で有用な形状又は構造の図１ＡのＢ−Ｂ視概略端面図である。
【図２Ｇ】一次管構成要素及びノズルアセンブリの内部ガイド構造の一方又は両方で有用な形状又は構造の図１ＡのＢ−Ｂ視概略端面図である。
【図３】本開示の原理に従った別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図４Ａ】ノズルアセンブリのエンドキャップ構成要素で有用な形状又は構造の図３のＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線概略端面図である。
【図４Ｂ】ノズルアセンブリのエンドキャップ構成要素で有用な形状又は構造の図３のＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線概略端面図である。
【図４Ｃ】ノズルアセンブリのエンドキャップ構成要素で有用な形状又は構造の図３のＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線概略端面図である。
【図４Ｄ】ノズルアセンブリのエンドキャップ構成要素で有用な形状又は構造の図３のＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線概略端面図である。
【図４Ｅ】ノズルアセンブリのエンドキャップ構成要素で有用な形状又は構造の図３のＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線概略端面図である。
【図４Ｆ】ノズルアセンブリのエンドキャップ構成要素で有用な形状又は構造の図３のＡ−Ａ線又はＢ−Ｂ線概略端面図である。
【図５】本開示の原理に従った別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図６Ａ】ノズルアセンブリのエンドキャップ構成要素で有用な形状又は構造のＡ−Ａ線概略端面図である。
【図６Ｂ】ノズルアセンブリのエンドキャップ構成要素で有用な形状又は構造のＡ−Ａ線概略端面図である。
【図７Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図７Ｂ】図７ＡのノズルアセンブリのＡ−Ａ線概略端面図である。
【図７Ｃ】図７Ａのノズルアセンブリで、混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【図８Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのノズルアセンブリのＡ−Ａ線概略端面図である。
【図８Ｃ】図８Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成しているときの使用を示す。
【図９Ａ】本開示の原理に従った別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図９Ｂ】図９ＡのノズルアセンブリのＡ−Ａ線概略端面図である。
【図９Ｃ】図９Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【図１０Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１０Ｂ】図１０ＡのノズルアセンブリのＡ−Ａ線端面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【図１１】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１２Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ａのノズルアセンブリの部分拡大図である。
【図１２Ｃ】図１２Ａのノズルアセンブリの部分拡大図である。
【図１３Ａ】図１２ＡのノズルアセンブリのＡ−Ａ線概略部分端面図である。
【図１３Ｂ】図１２Ａのノズルアセンブリで有用な代替構造の概略端面図である。
【図１３Ｃ】図１２Ａのノズルアセンブリで有用な代替構造の概略端面図である。
【図１４】図１２Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【図１５Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１５Ｂ】図１５Ａのノズルアセンブリの部分拡大図である。
【図１５Ｃ】図１５Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【図１６】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１７Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１７Ｂ】図１７Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【図１８Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【図１９Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図１９Ｂ】図１９Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【図２０Ａ】本開示の原理による別のノズルアセンブリの概略部分断面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ａのノズルアセンブリで混合流体の流れを生成するときの使用を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の態様は、ノズル又はノズルアセンブリ、及び関連する使用方法に関し、混合流れを形成するために、第１流体の流れを、その流動方向とは逆方向の第２流体の流れに向かわせることにより混合する。幾つかの非限定的な実施形態では、本開示のノズルアセンブリ及び関連する使用方法は、気体内に分散された液滴を含む噴霧された気液二相流を生成することに関する。幾つかの態様では、本開示のノズル、ノズルアセンブリ、及び関連する使用方法は、Hoxie等によるPCT公開番号WO2017/040314（「WO'314」）に記載されるものと類似しており、参照により本明細書に組み込まれる。概略、WO'314は、内管状本体の出口端が外管状本体に組み付けられて保持される内管状本体を含むノズルアセンブリ（又は「向流ノズル」）について説明する。第１流体の流れは内側の管状体を流動し、第２流体の流れは内側と外側の管状体の間の空間を流動する。ガイド構造は、第２流体の流れの少なくとも一部を出口端に向け、混合流体の流れを生成し、それが外側の管状体の出口オリフィスを通って分配される。本開示の構造及び関連する方法は、ある態様では、WO'314の開示とは異なる可能性がある。しかしながら、特に明記しない限り、WO'314に記載されているように管状体又は構成要素を互いに組み立てるための技術は、同様に本開示の構造にも適用することができる。
【００１０】
本開示の原理によるノズルアセンブリ（又は「向流ノズル」）１００の一実施形態の一部を図１Ａに示す。ノズルアセンブリ１００は、内管すなわち一次管１０２と、外側ハウジングすなわち外管１０４とを含む。内管１０２には、出口端１０６が形成されている。外側ハウジング１０４には、チャンバ１０８及び出口オリフィス１１０が形成されている。内管１０２は、出口端１０６がチャンバ１０８にあり、出口オリフィス１１０と軸方向に整列して半径方向に対称となるように、外側ハウジング１０４に取り付けられている。本開示のノズルアセンブリの様々な特徴は、外側ハウジング１０４によって定義にされる中心軸（又は長軸）Ｃ（例えば、本明細書で使用される場合、「軸方向」及び「半径方向」等の方向用語は、中心軸Ｃに対して相対的である）を参照して、単独で、又は内管１０２及びアウターハウジング１０４の任意の同軸配置によって説明することができる。使用中、概略、図１Ｂに示すように、第１流体の流れＦ１（液体又は気体）は内管１０２を搬送され、第２流体の流れＦ２（液体又は気体）はチャンバ１０８に搬送される。チャンバ１０８内（例えば、内管１０２と外側ハウジング１０４の間）の第２流体の流れＦ２は、少なくとも部分的に（図１Ａで特定される）出口端１０６に向かい、内管１０２の隣、内管１０２内、又は内管１０２に向かう混合流体の流れＦ３を生成（例えば、幾つかの非限定的な実施形態では、気体流（ＦＩ又はＦ２のいずれか）が液体流（ＦＩ又はＦ２の他方）を微粒化）した後、出口オリフィス１１０へと向かって吐出される。以下に説明するように、外側ハウジング１０４に設けた（概略、符号を付された）内部ガイド構造１１２は、少なくとも第２流体の流れＦ２の一部が、第１流体の流れＦ１の一次方向とは、最初は反対方向に、任意選択で完全に反対方向に、出口端１０６（又は内部）に向かって方向付けられるように、出口端１０６に対して相対的に構成されて配置される。幾つかの実施形態では、ノズルアセンブリ１００は、内部ガイド構造１１２に対する出口端１０６の軸方向配置を選択的に変更して、出口オリフィス１１０で脈動する混合流体の流れ（例えば、パルス噴霧流）を生成できるように構成されている。脈動する混合流体の流れの脈動数はユーザによって適宜、選択される。
【００１１】
図１Ａに示されるように、内管１０２は、液体（例えば、バイオオイル燃料）又は気体（例えば、空気）のいずれかである所望の流体を調和させるのに適切な様々な形態を取ることができる。内管１０２の断面形状又は構造は、以下で詳述するように、様々な形態を取ることができる。内管１０２には、第１流体（図示せず）を（概略、符号を付された）第１流路１２０を介して入口端１２２から出口端１０６に向かわせることができるように、出口端１０６に開口する第１流路１２０が形成されている。第１流路１２０は、外面１２６の反対側に位置する内管１０２の内面１２４によって境界が定められている。内管１０２は、ほぼ直線で示されているが、他の形状も想定され、例えば、外側ハウジング１０４を超えて外側にある内管１０２の一部は、１又は複数の曲線を組み込んだり、可撓性のあるものとしたりすること等が可能である。幾つかの実施形態では、内管１０２は、入口端１２２から出口端１０６へと連続している。
【００１２】
外側ハウジング１０４は、１又は複数の部品から形成することができ、概略、管状側壁１４０及び端壁１４２を含む、又は設けられている。チャンバ１０８は、管状側壁１４０の内面１４４によって囲まれ（例えば、チャンバ１０８は、円筒形とすることができ）、（概略、符号を付された）１又は複数の流体入口ポート１４６に対して流体的に開口する。外側ハウジング１０４は、内管１０２をスライド可能又は固定して受け入れるように構成され、当業者によって理解されるように、内管１０２の固定取付けを促進する１又は複数の特徴を含むことができる。
【００１３】
端壁１４２には、出口オリフィス１１０が形成されている。出口オリフィス１１０は、端壁１４２の外面１４６に開口し、様々な形状及びサイズとすることができる（例えば、出口オリフィス１１０は、図示されるように外面１４６の方向に直径を拡張することができる。）。幾つかの実施形態では、出口オリフィス１１０は、中心軸Ｃと軸方向すなわち長手方向に整列している。
【００１４】
出口オリフィス１１０に加えて、端壁１４２は、（概略、符号を付された）内部ガイド構造１１２を含むか、形成されるか、あるいは拡張される。内部ガイド構造１１２は、ガイド面１６０及びガイドポスト１６２を含む。ガイド面１６０は、外面１４６の反対側にあり、管状側壁１４０の内面１４４から半径方向内側に突出すなわち延びている。幾つかの実施形態では、ガイド面１６０は、高度に平坦な平面（例えば、真に平坦な面の１０％以内）とすることができ、中心軸Ｃに対して略垂直（例えば、真に垂直な関係の１０％以内）の面を形成する。ガイド面１６０は、非常に平坦な面であっても、そうでない他の構造、例えば、湾曲した構成であってもよい。
【００１５】
さらに図１Ｃを参照すると、ガイドポスト１６２は、ガイド面１６０から端壁１４２の外面１４６とは反対方向に突出し、支柱端１６４で終端している。ガイドポスト１６２は、出口オリフィス１１０と軸方向に位置合わせされ、管腔を形成している。ガイドポスト１６２の断面形状又は構造は、以下で詳述するように、様々な形態を取ることができる。ガイドポスト１６２の外面１６８は、流体の流れをガイド面１６０から所望の方向に向けるのに役立ち、ガイドポスト１６２は、ガイド面１６０から支柱端１６４まで延びる先細りの外径を有していてもよい。この傾きは、外面１６８の軸長に沿って同じにすることができる。他の実施形態では、異なる傾きとすることができ、外面１６８の一部は、軸方向に真っ直ぐ（すなわち、中心軸Ｃに平行）とすることもできる。幾つかの実施形態では、外面１６８は略平坦とすることができる。また以下に説明するように、らせん状（例えば、らせん）、階段状（例えば、傾斜路）等の、１又は複数の流れに影響を与える特徴を組み込むことができる。ガイド面１６０が湾曲している任意の実施形態では、ガイドポスト１６２の外面１６８は、ガイド面１６０の湾曲形状に連続する表面の延長として形成することができる。ガイドポスト１６２は、管状側壁１４０であり、チャンバ１０８内に突出している。
【００１６】
図１Ａに戻って、上記のように、内管１０２及びガイドポスト１６２は、様々な断面形状又は構造とすることができる。内管１０２の断面形状又は構造は、図１Ａの断面すなわちＡ−Ａ線断面を参照する。ガイドポスト１６２の断面形状又は構造は、図１の断面すなわちＢ−Ｂ線断面を参照する。Ａ−Ａ線及びＢ−Ｂ線断面は、中心軸Ｃに垂直である。図２Ａから図２Ｇは、本開示の断面形状又は構造の幾つかを示しており、内管１０２及びガイドポスト１６２の一方又は両方に有用である。すなわち、内管の断面形状又は構造（すなわち、平面Ａ−Ａ内で）は、同様に、図２Ａから図２Ｇの任意の形状又は構造とすることができる。ガイドポスト１６２（すなわち、平面Ｂ−Ｂ内）の断面形状又は構造は、図２Ａから図２Ｇの任意の形状又は構造とすることができる。幾つかの実施形態では、内管１０２の断面形状又は構造は、ガイドポスト１６２の断面形状又は構造と同一である。他の実施形態では、内管１０２の断面形状又は構造は、ガイドポスト１６２の断面形状又は構造とすることができる（例えば、内管１０２の断面形状又は構造は、図２Ａに類似させることができるが、ガイドポスト１６２の断面形状又は構造は、図２Ｂから図２Ｆのいずれかに類似させることができ、逆もまた同様である。）。
【００１７】
上記の説明を念頭に置いて、内管１０２及びガイドポスト１６２の一方又は両方の断面形状又は構造として有用な断面形状又は構造１８０の一実施形態を図２Ａに示す。断面形状又は構造１８０は、中央通路１８４を形成する連続外壁１８２を含む。連続外壁１８２によって形成される形状は、実質的に円形（すなわち、真円形状の５％以内）であり、中央通路１８４は、連続外壁１８２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか、又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造１８０が内管１０２（図１Ａ）に利用される場合、中央通路１８４は、流路１２０（図１Ａ）に対応する。断面形状又は構造１８０がガイドポスト１６２（図１Ａ）に利用される場合、中央通路１８４は管腔１６６（図１Ａ）に対応する。
【００１８】
内管１０２（図１Ａ）及びガイドポスト１６２（図１Ａ）の一方又は両方の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造１９０を図２Ｂに示す。断面形状又は構造１９０は、中央通路１９４を形成する連続外壁１９２を含む。連続外壁１９２は、図示の八角形等の多角形を形成するために組み合わされる複数の線形セグメント１９６を含むか又は備えることができる。隣接する線形セグメントによって形成される他の多角形（例えば、三角形、正方形、六角形等、単純な多角形、凸多角形等、等角多角形、等辺多角形等）も可能である。中央通路１９４は、連続外壁１９２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか、又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造１９０が内管１０２に利用される場合、中央通路１９４は、流路１２０（図１Ａ）に対応する。断面形状又は構造１９０がガイドポスト１６２に利用される場合、中央通路１９４は管腔１６６（図１Ａ）に対応する。
【００１９】
上記のように、連続外壁によって定義される多角形は、多種多様な形態を取ることができる。例えば、内管（図１Ａ）及びガイドポスト１６２（図１Ａ）の一方又は両方の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造２００を図２Ｃに示す。断面形状又は構造２００は、中央通路２０４を形成する連続外壁２０２を含む。連続外壁２０２は、図示された長方形等の非等辺多角形を形成するために組み合わされる複数の線形セグメント２０６を含むか、又は備えることができる。中央通路２０４は、連続外壁２０２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか、又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造２００が内管１０２に利用される場合、中央通路２０４は、流路１２０（図１Ａ）に対応する。断面形状又は構造２００がガイドポスト１６２に利用される場合、中央通路２０４は管腔１６６（図１Ａ）に対応する。
【００２０】
内管１０２（図１Ａ）及びガイドポスト１６２（図１Ａ）の一方又は両方の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造２１０を図２Ｄに示す。断面形状又は構造２１０は、中央通路２１０を形成する連続外壁２１２を含む。連続外壁２１２は、図示された星等の非凸状多角形を形成するために組み合わされる複数の線形セグメント２１６を含むか、又は備えることができる。中央通路２１０は、連続外壁２１２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか、又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造２１０が内管１０２に利用される場合、中央通路２１０は、流路１２０（図１Ａ）に対応する。断面形状又は構造２１０がガイドポスト１６２に利用される場合、中央通路２１０は管腔１６６（図１Ａ）に対応する。形状又は構造２１０に関連する星形は、複数の突出部又は突出部領域２１８を効果的に生成する。例えば、内管１０２と共に使用される場合、突出部２１８は、例えば、内管１０２の断面形状が突出部２１８のうちの５つを提供する場合（但し、５つより多い又は少ない他の数の突出部も可能である。）、より迅速又は容易に破壊されるジェットフロー形状又はパターンを生成するのに役立つ。
【００２１】
突出部２１８は、幾つかの異なるフォーマットの断面形状又は構造によって生成することができる。例えば、内管１０２（図１Ａ）及びガイドポスト１６２（図１Ａ）の一方又は両方の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造２２０を図２Ｅに示す。断面形状又は構造２２０は、中央通路２２４を形成する連続外壁２２２を含む。連続外壁２２２は、図示するように、閉じた曲線形状を形成するために組み合わせた複数の線形部２２６及び複数の湾曲部２２８を備える。中央通路２２４は、連続外壁２２２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか、又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造２２０が内管１０２に利用される場合、中央通路２２４は、流路１２０（図１Ａ）に対応する。断面形状又は構造２２０がガイドポスト１６２に利用される場合、中央通路２２４は管腔１６６（図１Ａ）に対応する。形状又は構造２２０に関連する閉じた曲線形状は、複数の突出部又は突出部領域２３０を効果的に生成する。断面形状又は構造２２０は、４つ突出部２３０を有するものを示すが、より大きい又は小さい他の数も許容される。
【００２２】
内管１０２（図１Ａ）及びガイドポスト１６２（図１Ａ）の一方又は両方の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造２４０を図２Ｆに示す。断面形状又は構造２４０は、連続外壁２４２及び分流体２４４を含む。連続外壁２４２は、中央通路２４６を形成し、上記の形態又はフォーマットのいずれかを取ることができる。例えば、外壁２４２は、図示されるように略円形に形成することができる。また連続外壁２４２は、多角形、曲線形状等に形成することもできる。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造２４０が内管１０２に利用される場合、中央通路２４６は、流路１２０に対応する（図１Ａ）。断面形状又は構造２４０がガイドポスト１６２に利用される場合、中央通路２４６は管腔１６６（図１Ａ）に対応する。
【００２３】
分流体２４４は、中央通路２４６内に配置され、中央通路２４６を流動する流体に所望の形状又はパターンを生成するように構成されている。幾つかの実施形態では、分流体２４４を円筒形（例えば、中実シリンダ、チューブ等）とし、中央通路２４６の中心線に配置しもよい。分流体２４４は、様々な方法で外壁２４２に関連付けることができる。例えば、分流体２４４は、外壁２４２を越えて長手方向に延びる細長いワイヤ又は同様の構造とすることができる。外壁２４２の外側の分流体２４４の領域は、図示の位置で外壁２４２に対して分流体２４４を維持するように機能する結合装置（図示せず）によって保持される。また分流体２４４は、外壁２４２により直接接続したり、取り付けたりすることができる。但し、分流体２４４は、中央通路２４６内の部分的な障害物として機能し、中央通路２４６を通る流体の流れの形状又はパターンに影響を与える。
【００２４】
分流体２４４は、図２Ｆに関係する又は関係しない幾つかの異なる形態を取ることができる。例えば、内管（図１Ａ）及びガイドポスト１６２（図１Ａ）の一方又は両方の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造２５０を図２Ｇに示す。断面形状又は構造２５０は、連続外壁２５２及び分流体２５４を含む。連続外壁２５２は、中央通路２５６を形成し、上記の任意の形態又はフォーマットを取ることができる。例えば、外壁２５２は、図示されるように略円形に形成することもできる。また連続外壁２５２は、多角形、曲線形状等に形成することもできる。断面形状又は構造２５０が内管１０２に利用されるさらなる明確化の点として、中央通路２５６は流路１２０（図１Ａ）に対応する。断面形状又は構造２５０がガイドポスト１６２に利用される場合、中央通路２５６は管腔１６６（図１Ａ）に対応する。
【００２５】
分流体２５４は、中央通路２５６内に配置され、中央通路２５６を流動する流体に所望の形状又はパターンを生成するか、又は破壊するように構成される。幾つかの実施形態では、分流体２５４は、クロスメンバ２５８、２６０等の１又は複数のクロスメンバを含む。クロスメンバ２５８、２６０は、中央通路２５６を横切って延在し、連続外壁２５２に取り付ける（任意に一体的に形成する）ことができる。幾つかの実施形態では、クロスメンバ２５８、２６０は、連続外壁２５６の周囲形状に対して対称に配置され、中央通路２５２の中心線と交差する。また、交差部材２５８、２６０のうちの１又は複数は、連続外壁２５２の周囲形状に対して非対称に配置することができる。分流体２５４は、中央通路２５６内の部分的な障害物として機能し、中央通路を通る流体の流れの形状又はパターンに影響を与える。
【００２６】
図２Ａから図２Ｇに関係する断面形状又は構造は、１又は複数の態様で対称であり、他の実施形態では、内管（図１Ａ）及びガイドポスト１６２（図１Ａ）の一方又は両方の断面形状又は構造は対称である。
【００２７】
本開示の原理によるノズルアセンブリ２８０の別の実施形態の一部を図３に示す。ノズルアセンブリ２８０は、ノズルアセンブリ１００（図１Ａ）に類似させることができ、内管すなわち一次管１０２と、外側ハウジングすなわち外管１０４とを含む。さらに、ノズルアセンブリ２８０は、以下に明らかにされた理由のために、内管１０２に取り付けられたエンドキャップ２８２を含む。一般的に言えば、ノズルアセンブリ２８０を備えた内管１０２は、略円形の断面形状（例えば、図２Ａの断面形状又は構造１８０）とすることができる。同様に、外側ハウジング１０４を備えたガイドポスト１６２は、略円形の断面形状（例えば、図２Ａの断面形状又は構造１８０）にすることができる。内管１０２は、ガイドポスト１６２を含めて外側ハウジング１０４に相対的に配置され、ノズルアセンブリ２８０が、図１Ｂについて上記の説明にいくらか類似した方法で、２つの流体の流れの間に向流混合パターンを生成するように構成されている。エンドキャップ２８２は、出口オリフィス１１０への流体の流れを形成又はパターン化するのに役立つ。
【００２８】
より具体的には、エンドキャップ２８２は、結合領域２８４、流動界面領域２８６及び流路２８８を含むすなわち画定する。結合領域２８４は、内管１０２に（例えば、圧入、接着剤、流動界面領域２８６を出口端１０６の下流に配置する方法で溶接、機械的締結具等で）取り付けられるように構成されている。最終組立時、流動界面領域２８６は、出口端１０６から延在し、流出端２９０で終了する。幾つかの実施形態では、流路２８８の直径は、内管１０２の流路１２０の直径に一致している。第１流体の流れＦ１は、流路１２０に沿って進行し、流動界面領域２８６（すなわち、流路２８８）を通って進行した後、流出端部２９０から出口オリフィス１１０の方向に吐出される。第１流体の流れＦ１及び第２流体の流れＦ２の混合は、流動界面領域２８６の内側又は外側で行うことができる。流動界面領域２８６（例えば、内管１０２及びエンドキャップ２８２）は、ガイドポスト１６２が完全に流出端２９０の外側すなわち下流となるように、ガイドポスト１６２に配置することができる。流動界面領域２８６は、所望の流体の流れのパターン又は挙動を付与するために選択された断面形状又は構造とすることができる。
【００２９】
流動界面領域２８６の断面形状又は構造は、図３のＡ−Ａ線断面又は視点を参照する。Ａ−Ａ線断面は、中心軸Ｃに垂直である。図４Ａから図４Ｆは、本開示の断面形状又は構造の幾つかを示しており、流動界面領域２８６にとって有用である。すなわち、流動界面領域２８６（すなわち、平面内）の断面形状又は構造は、図４Ａから図４Ｆの任意の形状又は構造とすることができる。
【００３０】
上記の説明を念頭に置いて、流動界面領域２８６の断面形状又は構造として有用な、一実施形態の断面形状又は構造３００を図４Ａに示す。断面形状又は構造３００は、中央通路３０４を形成する連続外壁３０２を含む。連続外壁３０２によって形成される形状は、略円形（すなわち、真円の５％以内）であり、中央通路３０４は略円形である。連続外壁３０２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造３００が流動界面領域２８６（図３）に利用される場合、中央通路３０４は、流路２８８に対応する。
【００３１】
流動界面領域２８６（図３）の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造３１０を図４Ｂに示す。断面形状又は構造３１０は、中央通路３１４を形成する連続外壁３１２を含む。連続外壁３１２は、図示の八角形等の多角形を形成するために組み合わされる複数の線形セグメント３１６を含む又は備えることができる。隣接する線形セグメントによって形成される他の多角形（例えば、三角形、正方形、六角形等、単純な多角形、凸多角形等、等角多角形、等辺多角形等）も許容される。中央通路３１４は、連続外壁３１２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造３１０が流動界面領域２８６に利用され、中央通路３１４は流路２８８（図３）に対応する。
【００３２】
流動界面領域２８６（図３）の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造３２０を図４Ｃに示す。断面形状又は構造３２０は、中央通路３２４を形成する連続外壁３２２を含む。連続外壁３２２は、図示された星等の非凸多角形を形成するために組み合わされる複数の線形セグメント３２６を含む又は備えることができる。中央通路３２４は、連続外壁３２２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造３２０が流動界面領域２８６に利用される場合、中央通路３２４は、流路２８８（図３）に対応する。形状又は構造３２０に関連する星形は、複数の突出部又は突出部領域３２８を効果的に生成する。突出部３２８は、例えば、流動界面領域２８６の形状は、突出部３２８のうちの５つを提供する場合（ただし、５つより多い又は少ない他の数の突出部も許容される）、より迅速又は容易に破壊されるジェットフロー形状又はパターンを生成するのに役立たせることができる。
【００３３】
突出部３２８は、幾つかの異なるフォーマットの断面形状又は構造によって生成することができる。例えば、流動界面領域２８６（図３）の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造３３０を図４Ｄに示す。断面形状又は構造３３０は、中央通路３３４を形成する連続外壁３３２を含む。連続外壁３３２は、図示されるような閉じた曲線を形成するために組み合わせた複数の線形部３３６及び複数の湾曲部３３８を含むか又は備えることができる。中央通路３３４は、連続外壁３３２を横切る（又は横断する）方向に完全に開口するか又は遮られていない。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造３３０が流動界面領域２８６に利用される場合、中央通路３３４は、流路２８８（図３）に対応する。形状又は構造３３０に関連付けられた閉じた曲線形状は４つの突出部３４０を有するものとして図示されているが、いかなる他の数であっても、多くても少なくとも許容可能である。
【００３４】
流動界面領域２８６（図３）の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造３５０を図４Ｅに示す。断面形状又は構造３５０は、連続外壁３５２及び分流体３５４を含む。連続外壁３５２は、中央通路３５６を形成し、上記の任意の形態又はフォーマットを取ることができる。例えば、外壁３５２は、図示されるように略円形に形成することができる。また連続外壁３５２は、多角形、曲線形状等に形成することもできる。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造３５０が流動界面領域２８６に利用される場合、中央通路３５６は、流路２８８（図３）に対応する。
【００３５】
分流体３５４は、中央通路３５６内に配置され、中央通路３５６を流動する流体に所望の形状又はパターンを生成又は破壊するように構成されている。幾つかの実施形態では、分流体３５４は、支柱３６０によって外壁３５２に対して保持される一次迂回部材３５８を含む。一次迂回部材３５８は、円筒形（例えば、中実の円筒、管等）であり、中央通路３５６の中心線に配置してもよい。支柱３６０は、比較的小さくてもよい（したがって、流体の流動パターン又は混乱に最小限の影響しか及ぼさない可能性がある。）。分流体３５４、特に一次迂回部材３５８は、中央通路３５６内の部分的な閉塞物として機能し、中央通路３５６を通る流体の流動形状、パターン又は混乱に影響を与える。
【００３６】
分流体３５４は、図４Ｅに関係していてもいなくても、幾つかの異なる形態を取ることができる。例えば、流動界面領域２８６（図３）の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態の断面形状又は構造３７０を図４Ｆに示す。断面形状又は構造３７０は、連続外壁３７２及び分流体３７４を含む。連続外壁３７２は、中央通路３７６を形成し、上記の任意の形態又はフォーマットを取ることができる。例えば、外壁３７２は、図示されるように略円形に形成することができる。また連続外壁３７２は、多角形、曲線形状等に形成することもできる。さらなる明確化の点として、断面形状又は構造３７０が流動界面領域２８６に利用される場合、中央通路３７６は流路２８８（図３）に対応する。
【００３７】
分流体３７４は、中央通路３７６内に配置され、中央通路３７６を流動する流体に所望の形状又はパターンを生成又は破壊するように構成される。幾つかの実施形態では、分流体３７４は、クロスメンバ３７８、３８０等の１又は複数のクロスメンバを含む。クロスメンバ３７８、３８０は、中央通路３７６を横切るように延在させて連続外壁３７２に取り付けることができる（一体的に形成してもよい。）。幾つかの実施形態では、クロスメンバ３７８、３８０は、連続外壁３７６の周囲形状に対して対称に配置され、中央通路３７２の中心線と交差する。クロスメンバ３７８、３８０のうちの１又は複数は、連続外壁３７２の周囲形状に対して非対称に配置することもできる。分流体３７４は、中央通路３７６内の部分的な障害物として機能し、中央通路を通る流体の流れの形状又はパターンに影響を与える。
【００３８】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ３９０の一部を図５に示す。ノズルアセンブリ３９０は、ノズルアセンブリ２８０（図３）に類似させることができ、内管すなわち一次管１０２と、外側ハウジングすなわち外管１０４とを含む。さらに、ノズルアセンブリ３９０は、以下に明らかにされた理由のために、内管１０２に取り付けたエンドキャップ３９２を含む。一般に、ノズルアセンブリ３９０を備えた内管１０２は、略円形の断面形状（例えば、図２Ａの断面形状又は構造１８０）とすることができる。同様に、外側ハウジング１０４を備えたガイドポスト１６２は、略円形の断面形状（例えば、図２Ａの断面形状又は構造１８０）とすることができる。内管１０２は、外側ハウジング１０４に対して相対的に配置され、ノズルアセンブリ３９０は、図１Ｂについて上記の説明にいくらか類似した方法で、２つの流体の流れの間に向流混合パターンを生成するように、ガイドポスト１６２に対して相対的に配置される。エンドキャップ３９２は、出口オリフィス１１０への流体の流れを成形又はパターン化するのに役立つ。
【００３９】
より具体的には、エンドキャップ３９２は、結合領域３９４、流動界面領域３９６、及び流路３９８を含むか又は形成する。結合領域３９４は、流動界面領域３９６を出口端１０６の下流に配置する方法で、（例えば、圧入、接着剤、溶接、械的締結具等で）内管１０２に取り付けられるように構成されている。最終組立時、流動界面領域３９６は、出口端１０６を超えて延在し、流出端４００で終端する。幾つかの実施形態では、流路２８８の直径は、流出端４００の方向に先細りすなわち収束し、流出端４００の直径は、内管の流路１２０の直径よりも小さい。第１流体の流れＦ１は、流路１２０に沿って進み、次に、第１流体の流れＦ１が収束するように引き起こされる流動界面領域３９６を通って（すなわち、流路３９８を通って）進む（ノズルと同様に、第１の流動流体Ｆ１の速度は、流れ界面領域３９６を通って増加する。）。さらに、流動界面領域３９６は、第１流体の流れＦ１の形状を変化させる。第１流体の流れＦ１は、流出端４００から出口オリフィス１１０の方向に分配される。第１流体の流れＦ１及び第２流体の流れＦ２は、流動界面領域３９６内又は流動界面領域３９６の外側で混合される（例えば、内管１０２及びエンドキャップ３９２は、ガイドポスト１６２が完全に流出端４００の外側又は下流に位置するように、ガイドポスト１６２に対して配置することができる。）。流動界面領域３９６は、所望の流体の流動パターン又は挙動を付与するために選択された断面形状又は構造とすることができる。
【００４０】
流動界面領域３９６の断面形状又は構造は、図５のＡ−Ａ線断面を参照する。Ａ−Ａ線断面は、中心軸Ｃに垂直である。図６Ａ及び図６Ｂは、本開示の幾つかの断面形状又は構造を示し、流動界面領域３９６に有用である。すなわち、流動界面領域３９６（すなわち、平面内）の断面形状又は構造は、図６Ａ及び図６Ｂによって示される形状又は構造のいずれであってもよい。
【００４１】
上記の説明を念頭に置いて、流動界面領域３９６の断面形状又は構造として有用な断面形状又は構造４１０の一実施形態を図６Ａに示す。断面形状又は構造４１０は、中央通路４１４を形成する連続外壁４１２を含む。連続外壁４１２によって形成される形状は、リングに類似したものとすることができ、断面形状又は構造４１０が流動界面領域３９６（図５）に利用される場合、中央通路４１４は流路３９８に対応する。図６Ａに示すように、中央通路４１４は、（例えば、概略、図５に示すように）下流方向に向かって直径を先細りとすることができる。幾つかの実施形態では、複数の開口部すなわち細孔４１６を外壁４１２に形成してもよい。開口部４１６は、エンドキャップ３９２（図５）と共に使用される材料に元々存在するか、又は少なくとも流動界面領域３９６に機械的に形成することができる。開口部４１６のサイズ又は直径は、中央通路４１４のサイズ又は直径よりも有意に小さくすることができる。開口４１６を設ければ、外壁４１２を通過する流体の流れを可能にし、流体の流れをさらに形成すなわち乱すのに役立つ。
【００４２】
流動界面領域３９６（図５）の断面形状又は構造として有用な、別の実施形態な断面形状又は構造４２０を図６Ｂに示す。断面形状又は構造４２０は、複数の開口部すなわち細孔４２４を形成する（又は形成するように機械加工された）端壁４２２を含む。図６Ｂでは、断面形状又は構造４２０が流動界面領域３９６のために、又はその一部として利用される場合、端壁４２２は流出端４００（図５）を横切って延びる。この構造では、開口４２４は、エンドキャップ３９２（図５）に出入りする流体の流れを可能にするように機能し、そのように送達された流体の流れを乱す又は形成するように作用する。
【００４３】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ４４０の一部を図７Ａに示す。ノズルアセンブリ４４０は、内管すなわち一次管４４２と、外側ハウジング４４４とを含む。一次管４４２は、上記の任意の形態とすることができ、出口端４４８に延在して開口する流路４４６を形成する。ハウジング４４４は、マニホールドプレート４５０、端壁４５２、及び（概略、符号を付与された）内部ガイド構造４５４を含む。端壁４５２には、その外面４５８に開口する出口オリフィス４５６が形成されている。一次管４４２は、出口端４４８が出口オリフィス４５６と軸方向に整列するように、外側ハウジング４４４に取り付けられている。参考までに、本開示のノズルアセンブリの様々な特徴は、一次管４４２単独で、又は一次管４４２及び出口オリフィス４５６の任意の同軸配置によって規定される中心軸（又は長軸）Ｃについて説明することができる（例えば、本明細書で使用されるように、「軸方向」及び「半径方向」等の方向用語は、中心軸Ｃに対して相対的なものである。）。
【００４４】
マニホールドプレート４５０は、様々な形態を取ることができ、一般には、複数の流路４６０が形成されている。最終組立時、各流路４６０は、以下に詳述されるように、内部ガイド構造４５４を介して一次管４４２の流路４４６へと流体的に開口する。幾つかの実施形態では、１、複数又は全ての流路４６０は、中心軸Ｃに対して略放射状（すなわち、真に放射状の配置の１０°以内）に配置される。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、１、複数又は全ての流路４６０は、中心軸Ｃに対して略垂直（すなわち、真に垂直な配置の１０°以内）である。さらに図７Ｂに示すように、各流路４６０は、対応するポート４６２でマニホールドプレート４５０の外部に開口する。図７Ｂは、ポート４６２のうちの６つ（つまり、流路４６０のうちの６つ）を示すが、６より多い又は少ない他の任意の数であってもよい。幾つかの実施形態では、マニホールドプレート４５０は、図７Ａに示されるように、出口端４４８で一次管４４２に直接組み付けられるように構成される。他の実施形態では、マニホールドプレート４５０は、出口端４４８から離間させることができる。
【００４５】
内部ガイド構造４５４は、本開示に記載された形態のいずれかをとすることができ、概略、ガイド面４７０及びガイドポスト４７２を含む。ガイド面４７０は、外面４５８の反対側に形成され、半径方向に突出すなわち延びている。幾つかの実施形態では、ガイド面４７０は、高度に平坦な平面（例えば、真に平坦な面の１０％以内）とすることができ、中心軸Ｃに対して略垂直な面（例えば、真に垂直な関係の１０％以内）を形成する。ガイド面４７０は、高度に平坦な平面であってもなくてもよく、他の構造、例えば湾曲した構成とすることができる。ガイドポスト４７２は、ガイド面４７０から端壁４５２の外面４５８の反対方向に突出し、支柱端４７４で終端する。ガイドポスト４７２は、出口オリフィス４５６と軸方向に整列し、管腔４７６を形成する。ガイドポスト４７２の断面形状又は構造は、本開示に記載されている形態のいずれかを取ることができる。一般に、ガイドポスト４７２は、流体の流れをガイド面４７０から所望の方向とするのに役立ち、ガイドポスト４７２は、ガイド面４７０から支柱端部４７４まで延びる先細りの外径を有するようにしてもよい。
【００４６】
内部ガイド構造４５４は、端壁４５２と一体的に形成することができる。他の実施形態では、内部ガイド構造４５４の１又は複数の構成要素を別々に形成した後、端壁４５２に取り付けることができる。最終組立時、マニホールドプレート４５０は、流体が各流路４６０からガイドポスト４７２の方向に流れるように、内部ガイド構造４５４に配置される。さらに、ガイドポスト４７２は、一次管４４２内に延ばすことができる。例えば、幾つかの実施形態では、支柱端４７４は、図示するように出口端４４８の上流に位置する。他の実施形態では、支柱端４７４は、一次管４４２の外側とすることができる（例えば、支柱端４７４は、出口端４４８から下流方向に離間している。）。
【００４７】
使用中、概略、図７Ｃに示すように、第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管４４２の流路４４６から出口端４４８の方向に搬送される。第２流体の流動「流体２」は、対応するポート４６２を介して流路４６０を中心軸Ｃの方向に搬送される。このように、幾つかの実施形態では、第１流動流体１は主に中心軸Ｃに対して長手方向であるが、第２流動流体２は主に中心軸Ｃに対して半径方向である。各流路４６０から進行する第２流動流体２は、内部ガイド構造４５４を介して、一次管４４２の（図７Ａに示す）出口端４４８に向かって少なくとも一部が向かう。一次管４４２の隣、その内部、又はその内部に向かって混合流体の流れＦ３が生成される。次に、混合流体の流れＦ３は、出口オリフィス４５６を通って方向付けられるか、又は分配される。ガイドポスト４７２は出口端４４８に構成及び配置され、第２流動流体２の少なくとも一部が、最初のうちは反対の、適宜、完全に反対となる方向で出口端４４８（又は内部）に向かって方向付けられる。
【００４８】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ５００の一部を図８Ａに示す。ノズルアセンブリ５００は、内管すなわち一次管５０２と、外側ハウジング５０４とを含む。一次管５０２は、上記の任意の形態とすることができ、出口端５０８に延びる流路５０６を形成する。外側ハウジング５０４は、端壁５１０、複数の注入管５１２、及び（概略、符号を付される）内部ガイド構造５１４を含む。端壁５１０には、その外面５１８に開口する出口オリフィス５１６が形成されている。一次管５０２は、その中心軸Ｃが出口オリフィス５１６と軸方向に整列するように、外側ハウジング５０４に取り付けられる。本開示のノズルアセンブリの様々な特徴は、一次管５０２によって規定される中心軸（又は長軸）Ｃについて（例えば、本明細書で使用される場合、「軸方向」及び「半径方向」等の方向用語は、中心軸Ｃに対して相対的である）、単独で、又は一次管５０２及び出口オリフィス５１６を任意に同軸配置して説明することができる。
【００４９】
端壁５１０は様々な形態を取ることができ、幾つかの実施形態では、一次管５０２への取付け又は一次管５０２との接続のために構成される。例えば、幾つかの実施形態では、一次管５０２の出口端５０８を受け入れるように構成された外面５１８とは反対の内面５２０が形成されている。他の取付け構成も同様に許容可能である。最終組立時、一次管５０２の流路５０６は内面５２０に閉鎖される。
【００５０】
注入管５１２は、幾つかの実施形態では同一であってもよく、様々な方法で端壁５１０に取り付けることができる（例えば、端壁に穴を形成し、各注入管５１２を挿入する等、端壁５１０を注入管５１２の周りに成形することができる。）。他の実施形態では、注入管５１２は、端壁５１０によって一体的に形成される。各注入管５１２は、先行セグメント５２２及び後続セグメント５２４を含むか又は形成される。先行セグメント５２２は、入口ポート５２６から延びる。幾つかの実施形態では、１、複数又は全ての注入管５１２の先行セグメント５２２は、中心軸Ｃに対して略放射状に配置されている（すなわち、真に放射状の配置の１０°以内）。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、先行セグメント５２２の１、複数又は全ての中心線は、中心軸Ｃに対して略垂直である（すなわち、真に垂直な配置の１０°以内）。後続セグメント５２４は、対応する先行セグメント５２２から、以下に詳述するように、内部ガイド構造５１４を介して一次管５０２の流路５０６に流体的に開口する分配端５２８へと延びている。幾つかの実施形態では、１、複数又は全ての注入管の後続セグメント５２４は、中心軸Ｃに対して略縦方向に配置される（すなわち、真に縦方向の配置の１０°以内）。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、後続セグメント５２４の１、複数又は全ては、中心軸Ｃと略平行である（すなわち、真に平行な配置の１０°以内）。
【００５１】
図８Ｂに示すように、幾つかの実施形態では、注入管５１２は、中心軸Ｃに対して互いに等間隔に配置することができる。これに代えて、非対称配置を使用することもできる。図８Ｂは、注入管５１２のうちの３本を示すが、３本よりも多いか又は少ない他の任意の数であってもよい。
【００５２】
図８Ａに示すように、内部ガイド構造５１４は、本開示に記載される任意の形態とすることができ、概略、ガイド面５３０及びガイドポスト５３２を含む。ガイド面５３０は、外面５１８の反対側に形成され、ガイドポスト５３２から半径方向外向きに突出すなわち延びている。幾つかの実施形態では、ガイド面５３０は、高度に平坦な平面とすることができ（例えば、真に平坦な表面の１０％以内）、略垂直な平面を形成する（例えば、真に垂直な関係の１０％以内）。ガイド面５３０は、高度に平坦な平面ではない他の構造、例えば湾曲した構成とすることができる。ガイドポスト５３２は、ガイド面５３０から端壁５１０の外面５１８と反対方向に突出し、支柱端５３４で終端する。ガイドポスト５３２は、出口オリフィス５１６と軸方向に位置合わせされ、出口オリフィス５１６及び支柱端５３４に開口する管腔５３６を形成する。ガイドポスト５３２の断面形状又は構造は、本開示に記載されている形態のいずれかをとることができる。一般に、ガイドポスト５３２は、流体の流れをガイド面５３０から所望の方向に向かわせるのに役立ち、ガイドポスト５３２は、ガイド面５３０から支柱端５３４まで延長する先細りの外径を有していてもよい。
【００５３】
内部ガイド構造５１４は、端壁５１０と一体的に形成することができる。他の実施形態では、内部ガイド構造５１４の１又は複数の構成要素を別々に形成した後、端壁５１０に取り付けることができる。最終組立時、注入管５１２は内部ガイド構造５１４に配置される。後続セグメント５２４は、ガイド面５３０から突出し、各注入管５１２の分配端５２８からの流体の流れは、ほぼ支柱端５３４の方向に進む。さらに、ガイドポスト５３２は、一次管５０２内に延ばすことができる。例えば、幾つかの実施形態では、支柱端５３４は、図示のように、出口端５０８の上流に配置される。
【００５４】
使用中、概略、図８Ｃに示すように、第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管５０２の流路５０６を通って（図８Ａに符号を付されている）出口端５０８方向に搬送される。第２流体の流動「流体２」は、対応するポート５２６を介して各注入管５１２を通って搬送される。異なる流体を２以上の注入管５１２に供給することができる。第１流動流体は、主に中心軸Ｃに対して長手方向である。第２流動流体２は、対応する先行セグメント５２２に沿って中心軸Ｃに対して最初は主に半径方向であり、次に、対応する後続セグメント５２４に沿って主に長手方向である。このように、対応する分配端５２８から分配される第２流動流体２は、主に第１流動流体１の方向と反対である。第１流体の流れと第２流体の反対方向の流れとの間に乱流が生成され、十分に混合することが可能となる。第１流体の流れと第２流体の流れとの間の界面にガイドポスト５３２が位置することにより、流体１、流体２はさらに混合される。混合流体の流れＦ３が生成され、次いで、出口オリフィス５１６を通して方向付けられ、すなわち吐出される。
【００５５】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ５４０の一部を図９Ａに示す。ノズルアセンブリ５４０は、ノズルアセンブリ５００（図８Ａ）に実質的に類似しており、内管すなわち一次管５４２、外側ハウジングすなわち外管５４４、及び注入キャップ５４６を含む。一次管５４２は、上記いずれの態様を取ることもでき、外部端５５０に延びる流路５４８を形成する。外側ハウジング５４４は、端壁５５２、（概略を符号で示す）内部ガイド構造５５４、及任意の管状側壁５５６を含む。端壁５５２には、その出口端５５０に開口する出口オリフィス５５８が形成されている。内部ガイド構造５５４は、本開示に記載される形態のいずれかとすることができ、端壁５５２から突出し、支柱端５６４で終端するガイドポスト５６２を含む。一次管５４２は、その中心軸Ｃが出口オリフィス５５８と軸方向に整列するように、外部ハウジング５４４に取り付けられる。流路５６６が一次管５４２と外部ハウジング５４４との間に形成される。注入キャップ５４６が一次管５４２とガイドとの間に配置される。以下で詳述するように、噴射キャップ５４６は、流路５６６から流路５４６への流動流体のジェット流特性を生成又は増強するように構成されることにより、上記の説明と同様の方法で流動する、２つの流体間の向流混合パターンが生成又は増強される。
【００５６】
特に、注入キャップ５４６はリング状本体とすることができる。注入キャップ５４６には、複数のノズル又はノズル開口５６８が形成されている。注入キャップ５４６は、一次管５４２とガイドポスト５６２との間を密封状態で（例えば、圧入、接着、溶接、機械的固定等により）取り付けるためのサイズ及び形状とされている。例えば、注射キャップ５４６は、一次管５４２の出口端５５０とガイドポスト５６２の支柱端５６４、又はその間に取り付けるためのサイズ及び形状とすることができる。ノズル５６８は、注射キャップ５４６の厚みを貫通する。図９Ｂに示すように、幾つかの実施形態では、ノズル５６８は、中心軸Ｃに対して互いに等距離に配置することができる。また、非対称配置とすることもできる。図９Ｂは、ノズル５６８のうちの６つを示すが、６つより多い又は少ない任意の数であってもよい。
【００５７】
使用中、概略、図９Ｃに示すように、第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管５４２の流路５４８を通って出口端５５０（図９Ａに符号が付けされている）の方向に搬送される。第２流体の流動「流体２」は、一次管５４２と外側ハウジング５４４との間の流路５６６を通って搬送される。内部ガイド構造５５４は、第２流動流体２を注入キャップ５４６に向かわせる。第２流動流体２はノズル５６８を流動する。ノズル５６８のサイズ又は直径は、個別に及び集合的に、流路５６６のサイズよりも小さいので、第２流動流体２は、ノズル５６８を流出し、ジェット流のように高速で、一次管の流路５４８に流入する。さらに、一次管５４２内の境界面領域において、第１流動流体１の流動方向は、主に、第２流動流体２の流動方向と反対である。第１流動流体１と第２流動流体２の対向する流れ方向の間に乱流を発生させ、混合を促進可能な第２流動流体２の噴流を発生させることができる。第１流体の流れと第２流体の流れとの間の界面にガイドポスト５６２があるため、流体１、流体２はさらに混合される。混合流体の流れＦ３が生成され、次いで、出口オリフィス５５８を通って方向付けられ、すなわち吐出される。
【００５８】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ５８０の一部を図１０Ａに示す。ノズルアセンブリ５８０は、内管すなわち一次管５８２と、外側ハウジング５８４とを含む。一次管５８２は、本開示に記載される任意の形態とすることができ、出口端５８８まで延びる流路５８６を形成する。外側ハウジング５８４は、端壁５９０、注入管５９２、及び（概略、符号で付される）内部ガイド構造５９４を含む。端壁５９０には、その外面５９８に開口する出口オリフィス５９６が形成されている。一次管５８２は、その中心軸Ｃが出口オリフィス５９６と軸方向に整列するように、外側ハウジング５８４に取り付けられている。本開示のノズルアセンブリの様々な特徴は、一次管５８２によって規定される中心軸（又は長軸）Ｃについて（例えば、本明細書で使用される場合、「軸方向」及び「半径方向」等の方向用語は、中心軸Ｃに対して相対的である）、単独で、又は一次管５８２及び出口オリフィス５９６を任意に同軸配置して説明することができる。
【００５９】
注入管５９２は、様々な方法で端壁５９０に取り付けることができる（例えば、端壁５９０は、注入管５９２の周りに成形することができ、穴は端壁５９０に形成することができ、その中に注入管５９２を挿入することができる等）。他の実施形態では、注入管５９２は、端壁５９０によって一体的に形成される。注入管５９２は、先行セグメント６００及び後続セグメント６０２を含むか又は形成される。先行セグメント６００は、入口ポート６０４から端壁５９０の厚さ内部に延びる。幾つかの実施形態では、先行セグメント６００は、中心軸Ｃに対して略放射状に配置される（すなわち、真に放射状の配置の１０°以内）。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、先行セグメントの中心線６００は、中心軸Ｃに対して略垂直（すなわち、真に垂直な配置の１０°以内）とすることができる。後部セグメント６０２は、先行セグメント６００から一次管５８２の流路５８６に対して流体的に開口する分配端６０６まで延びる。幾つかの実施形態では、後続セグメント６０２は、中心軸Ｃに対して略縦方向に（すなわち、真に縦方向の配置から１０°以内に）配置されている。別の言い方をすれば、幾つかの実施形態では、後続セグメント６０２の中心線は、中心軸Ｃと略平行（すなわち、真に平行な配置の１０°以内）とすることができる。関連する実施形態では、後続セグメント６０２は中心軸Ｃと同軸とすることができる（例えば、後続セグメント６０２の中心線は、中心軸Ｃと同軸である。）。一次管５８２に対する注入管５９２の任意の配置を、さらに図１０Ｂに示す。
【００６０】
図１０Ａに示すように、内部ガイド構造５９４は、端壁５９０から一次管５８２の流路５８６内に突出する。内部ガイド構造５９４は、流路５８６及び出口オリフィス５９６に開口する通路６０８を形成する。特に、通路６０８は、例えば、収束領域６１０及びスロート領域６１２に沿う流路５８６に対してサイズ又は直径は小さい。流路６０８のサイズ又は直径は、収束領域６１０に沿って出口オリフィス５９６の方向に先細りすなわち減少する。通路６０８のサイズ又は直径は、スロート領域６１２に沿って比較的均一であり、次いで出口オリフィス５９６に向かって拡張する。幾つかの実施形態では、注入管５９２は、分配端６０６が、収束領域６１０からスロート領域６１２への通路６０８の移行部分と半径方向に整列するように配置されている。
【００６１】
使用中、概略、図１０Ｃに示すように、第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管５８２の流路５８６を通って出口端５８８（図１０Ａに符号が付されている）の方向に搬送される。第２流体の流動「流体２」は、注入管５９２を通って入口ポート６０４を介して通路６０８に搬送される。第１流動流体１は、主に中心軸Ｃに対して長手方向に流動する。第２流動流体２は、最初は主に先行セグメント６００に沿って中心軸Ｃに対して半径方向に流動した後、主に後続セグメント６０２に沿って長手方向に流動する。このように、対応する分配端６０６から分配される第２流動流体２の方向は、主に第１流動流体１の方向と対向する。第１流体及び第２流動流体１及び２の対向する流動方向の間に、混合を促進する乱流を生成することができる。第１流体の流れと第２流体の流れとの間の界面での収束領域６１０に沿った通路６０８の縮小又は先細りのサイズ又は直径により、流体１及び流体２はさらに混合される。混合流体の流れＦ３が生成され、次いで、出口オリフィス５９６を通って方向付けられるか、吐出される。幾つかの実施形態では、吐出又は噴霧される混合流体の流れＦ３は、中空円錐状とすることができる。
【００６２】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ６２０の一部を図１１に示す。ノズルアセンブリ６２０は、上記ノズルアセンブリ５８０（図１０Ａ）に非常に類似しており、内管すなわち一次管５８２と、外側ハウジング５８４（上述のように、端壁５９０、注入管５９２及び内部ガイド構造５９４を含む）とを含む。さらに、ノズルアセンブリ６２０は、くびれ体６２２を含む。くびれ体６２２は、一次管５８２の流路５８６内に配置され、先端６２４で終端する。幾つかの実施形態では、くびれ本体６２２は、中実のシリンダロッドに類似させることができ、一次管５８２に対して同軸に配置される（例えば、収縮体６２２の長軸は、中心軸Ｃと同軸である）。最終組立時に、収縮体６２２は、先端６２４が注入管５９２の分配端６０６から離間するように配置され、例えば、収束領域６１０のすぐ隣接又はわずかに「上流」に配置させることができる。幾つかの実施形態では、先端６２４は、図示のようにほぼ半球形とすることができるが、他の任意の形状も想定される。
【００６３】
上記構造により、収縮体６２２は、ノズルアセンブリ６２０の使用中に停滞流の可能性を低減することを補助できる。上記説明に応じて、第１流体の流動流体１は、一次管５２８の流路５８６を介して出口端５８８（図１０Ａに符号が付されている）の方向に搬送される。収縮体６２２は、流路５８６の開口領域又は利用可能領域を減少させる。第１流体の流動流体１が先端６２４を超えて進むに従って流路５８６の開放領域又は利用可能領域が増加し（収縮体６２２は、もはや存在しないため）、第１流体の流動流体１の静圧が増大する。第２流体の流動流体２は、上記のように、第１流体の流動流体１の方向と反対方向すなわち逆方向に、注入管５９２を通って通路６０８に搬送される。混合流体の流れＦ３が生成され、次いで、上記のように出口オリフィス５９６を通って方向付けられ、すなわち吐出される。第２流体の流動流体２との界面での第１流体の流動流体１の圧力の増加により、停滞流が発生する可能性を最小限に抑えることができる。
【００６４】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ６３０の一部を図１２Ａに示す。ノズルアセンブリ６３０は、内管すなわち一次管６３２と、外側ハウジングすなわち外管６３４とを含む。一次管６３２は、本開示に記載の任意の形態とすることができ、出口端６３８に延びる流路６３６が形成されている。外側ハウジング６３４は、端壁６４０、（概略、符号を付与される）内部ガイド構造６４２、及び任意の管状側壁６４４を含む。端壁６４０には、その外面６４８に開口する出口オリフィス６４６が形成されている。一次管６３２は、その中心軸Ｃが出口オリフィス６４６と軸方向に整列するように、外側ハウジング６３４に対して取り付けられている。さらに、流路６５０は、側壁６４４と一次管６３２の間に形成されている。
【００６５】
図１２Ｂに示すように、内部ガイド構造６４２は、ガイド面６５２、ガイドポスト６５４、及び複数の迂回開口６５６を含むか又は形成されている。ガイド面６５２は、外面６４８の反対側に形成され、ガイドポスト６５４から半径方向外向きに突出又は延びている。幾つかの実施形態では、ガイド面６５２は、高度に平坦な平面（例えば、真に平坦な表面の１０％以内）とすることができ、中心軸Ｃに対して略垂直な（例えば、真に垂直な関係の１０％以内の）平面を形成する。ガイド面６５２は、高度に平坦な平面でなくてもよく、他の構造、例えば湾曲した構成とすることができる。ガイドポスト６５４は、本開示に記載の任意の形態とすることができ、ガイド面６５２から外面６４８の反対方向に突出し、支柱端部６５８で終端する。ガイドポスト６５４は、出口オリフィス６４６と軸方向に位置合わせされ、出口オリフィス６４６及び支柱端部６５８に対して開口する管腔６６０が形成されている。ガイドポスト６５４の断面形状又は構造は、本開示に記載されている形態のいずれかを取ることができる。幾つかの実施形態では、ガイドポスト６５４は、一次管６３２内に延びる。例えば、幾つかの実施形態では、支柱端部６５８は、図示のように出口端６３８の上流に配置される。他の実施形態では、支柱端６５８は、一次管６３２の外側とすることができる（例えば、支柱端６５８は、出口端６３８から下流方向に離間している）。
【００６６】
各迂回開口６５６は、外側ハウジング６３４の厚さ方向に延在し、ガイド面６５２で開口する。さらに、各迂回開口６５６は、出口オリフィス６４６に対して流体的に開口する。図１２Ｃに示すように、ガイド面６５２の方向に流路６５０に沿って流れる流体（矢印６６２で表される）は、一次管６３２の流路６３６に到達する前に、ノズルアセンブリ６３０から一部が排出される。特に、（矢印６６４で示す）第１部分は、迂回開口６５６を通って出口オリフィス６４６へと流動する。（矢印６６６で示す）第２部分は、他の実施形態に対応するガイド面６５２及びガイドポスト６５４を介して流路６３６に方向付けられる。
【００６７】
図１２Ａに示すように、出口オリフィス６４６は、様々な形状及びサイズとすることができ、内部ガイド構造６４２は、ガイドポスト管腔６６０及び迂回開口６５６を形成する際に様々な形状及びサイズを取ることができる。図１３Ａには、Ａ−Ａから見た内部ガイド構造６４２及び出口オリフィス６４６の特徴を別の方法で概略的に示す一例が示されている。図示されるように、出口オリフィス６４６は円形とすることができ、内部ガイド構造６４２には、断面が円形になるように管腔６６０が形成されている。迂回開口６５６は、管腔６６０の周りに等間隔に配置することができる。代替の実施形態の出口オリフィス６４６’及び内部ガイド構造６４２’を図１３Ｂに示す。出口オリフィス６４６’及び管腔６６０’は、対応する細長い形状（例えば、長方形に類似）とすることができる。迂回開口６５６’は、管腔６６０’の長辺に隣接して配置され、（図１３Ａの迂回開口６５６の形状と比較して）細長くすることができる。さらに別の代替実施形態の出口オリフィス６４６”及び内部ガイド構造６４２”を図１３Ｃに示す。出口オリフィス６４６”及び管腔６６０”は、上記のように対応する細長い形状とすることができ、迂回開口６５６”は円形とすることができる。
【００６８】
使用中、概略、図１４に示すように、第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管６３２の流路６３６を通って（図１２Ａに示す）出口端６３８の方向に搬送される。第２流体の流動「流体２」は、流路６５０を通って搬送される。第２流動流体２の第１部分は、迂回開口６５６を介して出口オリフィス６４６に迂回し、第２流動流体２の第２部分は、迂回開口６５６を介して迂回して、一次管６３２の流路６３６に（概略、第１流動流体１の方向とは逆方向に）方向付けられ、一次管６３２の隣、内部又は内部に向かって混合流体の流れＦ３を生成する。混合流体の流れＦ３は、出口オリフィス６４６を通って方向付けられ、すなわち吐出され、第２流動流体２の迂回部分と部分的に合流し、すなわち混合されてもよい。
【００６９】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ６７０の一部を図１５Ａに示す。ノズルアセンブリ６７０は、内管すなわち一次管６７２と、外側ハウジングすなわち外管６７４とを含む。幾つかの点で、ノズルアセンブリ６７０は、本開示の他の実施形態に類似する一方、ノズルアセンブリ６７０では通常、２つの流体の流れの混合が一次管６７２の外側で発生する。
【００７０】
一次管６７２は通常、本開示に記載の形態のいずれかとすることができ、出口端６７８に延びる流路６７６を形成する内面６７５を含む。これに関して、流路６７６の形状又はサイズは、その長さに沿って変化させることができる。特に一次管６７２は、中間領域６８０及び出口領域６８２を形成するものと見なすことができる。中間領域６８０に沿った流路６７６のサイズ又は直径は、ほぼ均一とすることができる。流路６７６のサイズ又は直径は、出口領域６８２に沿って出口端６７８まで拡大する。すなわち、出口端６７８における流路６７６のサイズ又は直径は、中間領域６８０に沿ったサイズ又は直径よりも大きい。
【００７１】
外側ハウジング６７４は、端壁６８４、（概略、符号で示す）内部ガイド構造６８６、及び任意の管状側壁６８８を含む。端壁６８４には、その外面６９２に開口する出口オリフィス６９０が形成されている。一次管６７２は、その中心軸Ｃが出口オリフィス６９０と軸方向に整列するように、外側ハウジング６７４に取り付けられている。さらに、流路６９４は、側壁６８８と一次管６７２との間に形成されている。
【００７２】
図１５Ｂに示すように、内部ガイド構造６８６は、ガイド面６９６及びガイドポスト６９８を含むか又は形成されている。ガイド面６９６は、外面６９２の反対側に形成され、ガイドポスト６９８から半径方向外向きに突出すなわち延びている。幾つかの実施形態では、ガイド面６９６は、高度に平坦な平面（例えば、真に平坦な表面の１０％以内）とすることができ、中心軸Ｃに対してほぼ垂直な（例えば、真に垂直な関係の１０％以内の）平面を形成する。ガイド面６９６は、非常に平坦な平面であってもなくてもよく、他の構造、例えば湾曲した構成としてもよい。
【００７３】
ガイドポスト６９８は通常、本開示に記載の任意の形態とすることができ、ガイド面６９６から外面６９２とは反対方向に突出し、支柱端７００で終端する。ガイドポスト６９８は、軸方向に整列している。出口オリフィス６９０には、支柱端７００に開口する管腔７０２が形成されている。一般に、ガイドポスト６９８の断面形状又は構造は、本開示に記載されている形態のいずれかを取ることができる。幾つかの実施形態では、ガイドポスト６９８は、入口面７０４及び出口面７０６を有するか又はそれが形成されているものと見なすことができる。入口面７０４は、ガイド面６９６から支柱端７００まで延在し、通路６９４から一次管６７２への流体の流れを方向付ける働きをする。出口面７０４は、支柱端部７００から出口オリフィス６９０まで延在し、管腔７０２を形成する。これらの定義を念頭に置いて、幾つかの実施形態では、（すなわち、入口面７０４によって形成される）ガイド端６９８の外部サイズ又は直径は、ガイド面６９６から支柱端７００に向かって先細り又は収束する。幾つかの実施形態では、入口面７０４の先細り角度（例えば、中心軸Ｃに対する入口面７０４の角度）は、出口領域６８２に沿った（一次管６７２の内面６７５によって形成される）流路６７６の傾斜角度に対応させることができる。逆に、管腔７０２（すなわち、出口面７０４によって形成される）のサイズ又は直径は、支柱端７００から出口オリフィス６９０まで拡張又は拡大する。幾つかの実施形態では、後端７００での管腔７０２のサイズ又は直径は、中間領域６８０に沿った流路６７６のサイズ又は直径よりも大きい。
【００７４】
幾つかの実施形態では、支柱端７００は、図示のように、出口端６７８の上流に配置されている。一次管６７２及びガイドポスト６９８の形状は、一次管６７２の内面６７５とガイドポスト６９８の出口面７０４との間に半径方向のギャップ７０６が形成されるようなものである。
【００７５】
使用中、概略、図１５Ｃに示すように、第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）が、一次管６７２の流路６７６を通って、出口端６７８（図１５Ｂで符号を付けされている）の方向に搬送される。第１流動流体１の形状は、出口領域６８２で膨張し、速度が減少する。第２流体の流動「流体２」は、流路６９４を搬送され、ガイド面６９６及びガイドポスト６９８に沿って流動方向が変化する。したがって、第２流動流体２は、半径方向ギャップ７０６に向かった後、出口領域６８２で、（ほぼ反対方向に流れる）流路６７６内の第１流動流体１と合流する。第１及び第２流動流体１及び２は、流路６７６の拡張空間に沿って混合される。管腔７０２の拡張空間は、一次管６７２の隣、内部、又は内部に向かって混合流体の流れＦ３を生成する。混合流体流Ｆ３は、出口オリフィス６９０を介して方向付けられるか、又は分配される。
【００７６】
本開示の原理によるノズルアセンブリ７２０の別の実施形態の一部を図１６に示す。ノズルアセンブリ７２０は、上記ノズルアセンブリ６７０（図１５Ａ）とほぼ類似させることができ、内管すなわち一次管７２２と、外側ハウジングすなわち外管７２４とを含む。一次管７２２は、中間領域７２８に沿って比較的均一なサイズ又は直径を有し、出口領域７３０に沿って様々なサイズ又は直径を有する流路７２６を形成する。例えば、出口領域７３０に沿った一次管７２２の内面７３２は、中間領域７２８から直径が減少又は収束し、次に直径が出口端７３４まで拡張又は拡大する、滑らかな輪郭、翼、又は涙形状とすることができる。
【００７７】
外側ハウジング７２４は、端壁７３６、内部ガイド構造７３８、及び任意の側壁７４０を含む。流路７４２は、側壁７４０と一次管７２２との間に形成される。端壁７３６には、一次管７２２の中心軸Ｃと軸方向に整列するオリフィス７４４を形成されている。内部ガイド構造７３８は、ガイド面７４６及びガイドポスト７４８を含む。ガイドポスト７４８は、管腔７５０を形成し、一次管７３２の出口端７３４の上流に位置する支柱端部７５２で終端する。ガイドポスト７４８の入口面７５４は、出口領域７３０で一次管の内面７３２の形状に概ね対応するようにサイズが設定及び成形され、半径方向に隙間を形成する。ガイドポスト７４８の出口面７５８には、出口オリフィス７４４に向かって下流方向に増大するサイズ又は直径を有するように管腔７５０が形成されている。ガイドポスト７４８の入口及び出口面７５４、５５８は、図示する滑らかな輪郭とすることができる。
【００７８】
使用中、ノズルアセンブリ７２０は、ノズルアセンブリ６７０（図１５Ａ）のより効率的なバージョンとして機能させることができる。第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管７２２の流路７２６を通って出口端７３４の方向に搬送される。第１流体の流動流体１の形状は収縮し、出口領域７３０で膨張し、速度を低下させる。第２流体の流動「流体２」は、流路７４２を搬送され、ガイド面７４６及びガイドポスト７４８に沿って流動方向が変化する。したがって、第２流体の流動流体２は、半径方向ギャップ７５６に向かった後、出口領域７３０で、（ほぼ反対方向に流れる）流路７２６内の第１流体の流動流体１と合流する。第１及び第２流体の流動流体１及び２は、流路７２６の拡張空間に沿って混合される。管腔７５０の拡張空間は、一次管７２２の隣、内部、又は内部に向かって混合流体の流れＦ３を生成する。混合流体の流れＦ３は、出口オリフィス７４４を介して方向付けられるか、又は分配される。
【００７９】
本開示の原理によるノズルアセンブリ７６０の別の実施形態の一部を図１７Ａに示す。ノズルアセンブリ７６０は、内管すなわち一次管７６２と、外側ハウジングすなわち外管７６４とを含む。一般に、ノズルアセンブリ７６０は、一次管７６２のノズル領域の外側の位置で２つの流体間の混合を容易にするように構成されている。
【００８０】
一次管７６２には、中間領域７６８に沿った流路７６６、ノズル領域７７０、及び混合領域７７２が形成されている。流路７６６のサイズ又は直径は、中間領域７６８に沿って実質的に均一とすることができる。流路７６６の直径は、中間領域７６８からノズル領域７７０に沿って下流方向に減少すなわち収束し、ノズル領域７７０は、ノズル端７７４で終端する。流路７６６のサイズ又は直径は、（ノズル端７７４でのサイズ又は直径に対して）混合領域７７２で拡大する。幾つかの実施形態では、湾曲した向流面７７６は、以下に説明するように、最小限の停滞で望ましい流体の流れを促進するために、ノズル端７７４に直接隣接する混合領域７７２に沿って拡張する（すなわち、流路７６６のサイズ又は直径が拡大する）。混合領域７７２は、一次管７６２の構成要素であると説明したが、他の実施形態では、混合領域７７２は、一次管７６２とは別の構成要素によって形成又は設けられ、一次管７６２は、ノズル端７７４で終端すると見なすことができる。
【００８１】
外側ハウジング７６４は、端壁７８０、（概略、符号を付された）内部ガイド構造７８２、及び任意の側壁７８４を含む。流路７８６は、側壁７８４と一次管７６２との間に形成されている。端壁７８０には、一次管７６２の中心軸Ｃと軸方向に整列する出口オリフィス７８８が形成されている。幾つかの実施形態では、出口オリフィス７８８は、混合領域７７２の出口端７７８であるか、又はそれを含むことができる。内部ガイド構造７８２は、ガイド面７９０と、流路７８６に対してそれぞれ流体的に開口する複数の注入管７９２とを含む。各注入管７９０には、ガイド面７９０と組み合わせて、流路７８６に沿った流体の流れが、分配端７９４へと方向を（例えば、逆方向に）変化させるように、流路７８６から分配端７９４まで延長（例えば、９０°屈曲）する屈曲部が形成されている。各注入管７９２の分配端７９４は、ノズル端７７４の下流に（すなわち、中心軸Ｃに対して長手方向に離れて間隔を置いて）配置されている。さらに、幾つかの実施形態では、中心軸Ｃに対する各注入管７９２の分配端７９４の半径方向の位置は、中心軸Ｃに対するノズル端部７７４の半径方向の位置とほぼ同じか、僅かに大きい。
【００８２】
使用中、概略、図１７Ｂに示すように、第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管７６２の流路７６６を通ってノズル端７７４の方向に搬送される。第１流体の流動流体１は、ノズル領域７７０を通過する速度を増大させ、ノズル端部７７４を介して混合領域７７２の拡張領域に分配される。第２流体の流動「流体２」は、流路７８６を通って、各注入管７９２に搬送された後、対応する分配端７９４を介して混合領域７７２内に搬送される。第２流体の流動流体２の方向は、当初、第１流体の流動流体１とは反対方向である。第１及び第２流体の流動流体１及び２の反対の流動方向の間に、混合を促進する乱流を発生させることができる。混合流体の流れＦ３が生成され、出口オリフィス７８８（又は出口端７７８（図１７Ａ））を通って方向付けられ、分配又は排出される。任意の曲面７７６（図１７Ａ）により、出口オリフィス７８８の方向への向流を増大させることができる。幾つかの実施形態では、第１流体の流動流体１は液体であり、第２流体の流動流体２は気体である。
【００８３】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ８００の一部を図１８Ａに示す。ノズルアセンブリ８００は、ノズルアセンブリ７６０（図１７Ａ）に類似しており、（概略、符号を付される）外側ハウジング８０２に加えて、上記のような内管すなわち一次管７６２を含む。外側ハウジング８０２は、複数の流路８０６を形成又は所有するマニホールドプレート８０４を含む。マニホールドプレート８０４によって形成又は所有される流路８０６は、上記の注入管７９２（図１７Ａ）に類似している。特に、各流路８０６は、分配端８０８で終端し、入口端８１０からの流体が、流路７６６内の流体の流動方向とほぼ反対方向で、対応する分配端８０８を出るように構成及び配置されている。
【００８４】
使用中、概略、図１８Ｂに示すように、第１流体の流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管７６２の流路７６６を通ってノズル端７７４の方向に搬送される。第１流体の流動流体１は、ノズル領域７７０を通過する速度を増大させ、ノズル端７７４を介して混合領域７７２の拡張領域に分配される。第２流体の流動「流体２」は、流路８０６を通って、対応する分配端８０８を介して混合領域７７２に搬送される。対応する分配端８０８から分配される第２流体の流動流体２の方向は、主に第１流体の流動流体１とは反対方向である。第１及び第２流体の流動流体１及び２の反対の流動方向の間に、混合を促進する乱流を生成することができる。混合流体の流れＦ３が生成され、出口端７７８を通って方向付けられ、分配され、又は排出される。幾つかの実施形態では、第１流体の流動流体１は液体であり、第２流体の流動流体２は気体である。
【００８５】
本開示の原理による別の実施形態のノズルアセンブリ８２０の一部を図１９Ａに示す。ノズルアセンブリ８２０は、内管すなわち一次管８２２と、外側ハウジングすなわち外管８２４とを含む。一次管８２２は、上記形態のいずれかとすることができ、幾つかの実施形態では、横断面が円形である。一次管８２２には、出口端８２８まで延在し、出口端８２８で開口する流路８２６が形成されている。
【００８６】
外側ハウジング８２４は、側壁８３０及び内部ガイド構造８３２を含む。流路８３４は、側壁８３０と一次管８２２との間に形成されている。外側ハウジング８２４には、一次管８２２の中心軸Ｃに対して軸方向に整列される出口オリフィス８３６が形成されている。例えば、側壁８３０は、出口オリフィス８３６で終端する管状体とすることができる。これに代えて、外側ハウジング８２４は、出口オリフィス８３６を形成した端壁を含むことができる。内部ガイド構造８３２は、出口オリフィス８３６の上流に支持され、上流ガイド面８３８を含むか、又は形成されている。上流ガイド面８３８は、様々な形態をとることができ、通常、一次管８２２の出口端８２８から分配される流体の流動方向を変更するように構成されている。例えば、上流ガイド面８３８は、中心線８４２の周りを回転する凹面８４０を含むことができる。内部ガイド構造８３２は、中心線８４２が一次管８２２の中心軸Ｃと同軸となり、上流ガイド面８３８が、出口端８２８から下流方向にわずかに離間するように、一次管８２２に配置することができる。この構造により、出口端８２８を出る流体の流れは、上流のガイド面８３８に衝突し、矢印８４４で示すように、流路８３４に向かうことを含めて、流動方向が変化（例えば、約１８０°回転）する。内部ガイド構造８３２の下流面８４６は、図示されるように（下流方向に）先細り形状とすることができる。
【００８７】
使用中、概略、図１９Ｂに示すように、第１流動「流体１」（液体又は気体）は、一次管８２２の流路８２６を通って出口端８２８の方向に搬送される。第２流体の流動「流体２」は、流路を通って搬送される。第１流体の流動流体１は、出口端８２８を出た後、上流ガイド面８３８によって、第１及び第２流体の流動流体１及び２の混合物が流れる流路８３４に方向付けられる。第２流体の流動流体２との境界面領域における第１流体の流動流体１の方向は、当初、第２流体の流動流体２とは反対方向である。第１及び第２流体の流動流体１及び２の反対の流動方向の間に、混合を促進する乱流を生成することができる。混合流体の流れＦ３が生成され、出口オリフィス８３６を通って方向付けら、分配され、又は排出される。幾つかの実施形態では、二相流を促進するノズルアセンブリ８２０を備え、第１流体の流動流体１は気体であり、第２流体の流動流体２は液体である。
【００８８】
本開示の原理によるノズルアセンブリ８５０の別の実施形態の一部を図２０Ａに示す。ノズルアセンブリ８５０は、内管すなわち一次管８５２、中間ハウジングすなわち中間管８５４、及び外部フレーム８５６を含む。一般に、一次管８５２は、本開示に記載される任意の形態とすることができ、幾つかの実施形態では横断面が円形である。一次管８５２には、出口端８６０まで延在して開口する流路８５８が形成されている。
【００８９】
中間ハウジング８５４は、本開示の他の実施形態に関連する外部ハウジングに類似させることができ、上記の外部ハウジングの構成のいずれかとすることができる。一般に、中間ハウジング８５４は、端壁８６２、（概略、符号を付与された）内部ガイド構造８６４、及び任意の管状側壁８６６を含む。端壁８６２には、出口オリフィス８６８が形成されている。一次管８５２は、その中心軸Ｃが出口オリフィス８６８と軸方向に整列するように、中間ハウジング８５４に取り付けられている。さらに、流路８７０が、側壁８６６と一次管８５２との間に形成されている。
【００９０】
内部ガイド構造８６４は、ガイド面８７２及びガイドポスト８７４を含むか又は形成されている。ガイド面８７２は、ガイドポスト８７４から半径方向外向きに突出又は延びている。幾つかの実施形態では、ガイド面８７２は、高度に平坦な平面（例えば、真に平坦な表面の１０％以内）とすることができ、中心軸Ｃに対して略垂直（例えば、真に垂直な関係の１０％以内）な平面を形成する。ガイド面８７２は、非常に平坦な平面としても、しなくてもよく、他の構成、例えば湾曲した構成とすることができる。ガイドポスト８７４は、本開示に記載された形態のいずれかとすることができ、任意に一次管８５２の出口端８６０の上流のガイド面８７２から突出する。ガイドポスト８７４には、オリフィス８６８と軸方向に整列する管腔８７６が形成されている。ガイドポスト８７４の断面形状又は構造は、本開示に記載されている形態のいずれかを取ることができる。
【００９１】
外部フレーム８５６は、ハブ部８７８及びエンドパネル８８０を含む。ハブ部８７８は、中間ハウジング８５４を受け入れるようなサイズ及び形状である（例えば、ハブ部８７８の内径は、側壁８６６の外径よりも大きい）。エンドパネル８８０は、ハブ部８７８から半径方向に延在し、分配開口８８２が形成されている。最終組立時、流路８８４は、ハブ部８７８と中間ハウジング８５４の側壁８６６との間、及びエンドパネル８８０と端壁８６２との間に形成されている。図示されるように、流路８８４は、出口オリフィス８６８及び分配開口８８２に対して流体的に開口している。
【００９２】
使用中、概略、図２０Ｂに示すように、第１流体の「流体１Ａ」（液体又は気体）の第１流れは、一次管８５２の流路８５８を通って出口端８６０の方向に搬送される。第１流体の「流体１Ｂ」の第２流れは、流路８７０を通ってガイド面８７２の方向に搬送される。上記の説明に応じて、第１流体の流体１Ｂの第２流れは、次いでガイドポスト８７４によって流動通路８５８に向かい、第１及び第２流体の流体１Ａ及び１Ｂが混合され、出口オリフィス８６８を通って導かれる第１流体の「流体１Ｔ」の乱流を生成する。第２流体の「流体２」の流れは、流路８８４を通って搬送され、混合流体の流れＦ３をもたらす第１流体の流体１Ｔの乱流に影響する。混合流体の流れＦ３は、分配開口８８２を通して方向付けられるか又は分配される。幾つかの実施形態では、第１流体の流体１Ａ、１Ｂは液体であり、第２流体の流体２は気体である。
【００９３】
本開示のノズルアセンブリ及び対応する流体の流れの混合方法（例えば、流体の流れを噴霧する）は、以前の設計から大きく改善されている。２つの流体の流れを逆流させることにより、ノズルのフローカラム内に非常に不安定な速度プロファイルを生成し、急速に混合させる。脈動する混合流体の流れも任意に利用することができ、幾つかの実施形態では、ユーザによって選択又は微調整することができる。本開示のノズルアセンブリ及び方法は、多数の異なる液体を噴霧することを含むが、これらに限定されない、複数の異なる混合シナリオ（例えば、気体−気体システム、液体−液体システム、及び液体−気体システム）において有用である。事実上全ての噴霧用途、例えば、バイオオイル等の高粘度の液体の噴霧に適している。さらなる非限定的な例として、本開示のノズルアセンブリ及び方法は、燃焼機関に組み込むことができる。ノズルアセンブリは、バイオオイルの燃焼を改善し、バイオオイルを燃焼機関のドロップイン燃料として使用することができる。この任意の適用は、バイオ燃料精製の全体的なエネルギーとコストを削減するため、非常に重要となる可能性がある。また、エンジンの耐久性と燃費を向上させることができる。本開示のノズルアセンブリ及び方法で有用な液体の他の非限定的な例には、従来の燃料、塗料、殺虫剤、除草剤等が含まれる。
【００９４】
本開示は、好ましい実施形態を参照して説明したが、当業者であれば、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細を変更できることが分かる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月16日(2021.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次管の第１流路に沿って入口端から出口端に向かって第１流体の流れを搬送し、前記一次管の出口端は、出口オリフィスが形成された端壁に接続され、前記出口オリフィスは、中心軸と、中心軸と実質的に平行である第１流路に沿った第１流体の流れの第１流動方向とを形成し、
第１流路に沿って第１流体の流れを搬送しながら、中心軸と平行でない上流の流動方向に第２流路に沿って第２流体の流れを搬送し、
第２流体の流れの流動方向を、第２流体の流れが第１流体の流れと混合して混合流体の流れを生成するように、第１流体の流れの第１流動方向と反対方向の上流の流動方向から下流の流動方向に変更し、
前記混合流体の流れを出口オリフィスから分配する、流体の流れを混合する方法。
【請求項２】
前記上流の流動方向は、前記第１流体の第１流動方向に実質的に垂直である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記混合流体の流れが第１流路内で生成される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第２流路は、前記端壁に接続されたマニホールドによって形成され、前記第２流体の流れを搬送するステップは、前記第２流体の流れを前記マニホールドの入口側に導くことを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記マニホールドは、一次管の出口端に流体的に開口する第２流路及び第３流路を形成し、
前記第２流路に沿って第２流体の流れを搬送するステップの間、さらに第３流路に沿って流体を搬送する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第２流路は、前記一次管の出口端に流体的に開口する分配端を形成する第１注入管によって形成され、前記第１注入管は、先行セグメント及び後続セグメントを形成し、後続セグメントは、分配端で終了し、さらに、初期流動方向は、先行セグメントに沿って形成される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記後続セグメントが中心軸と実質的に平行であり、前記変更するステップは、後続セグメントに沿って第２流体を進行させることを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第２流路に沿って第２流体を搬送するステップ中に、第２流体とは異なる流体を、第２注入管に沿って搬送し、一次管の出口端に流体的に開口する分配端を形成する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
中心軸を形成する出口オリフィスが形成された端壁と、
端壁に接続され、出口端を有する一次管によって形成され、出口オリフィスに流体的に開口し、中心軸と実質的に平行である、第１流体のための第１流路と、
前記一次管の出口端に開口し、中心軸と平行でない上流の流動方向を形成する、第２流体の流れのための第２流路と、
を備え、
上流の流動方向から第２流体のために変更された流動方向を確立し、方向を変更された流動方向は、第１流体と第２流体を混合するための第１流路の一次流れとは反対方向である、ノズルアセンブリ。
【請求項１０】
前記端壁に接続され、前記第２流路を形成するマニホールドをさらに備える、請求項９に記載のノズルアセンブリ。
【請求項１１】
前記マニホールドは、一次管の出口端に流体的に開口する複数の流路を形成され、前記複数の流路は前記第２流路を含み、
前記第２流路は、第１注入管によって形成され、前記第１注入管は、一次管の出口端に対して流体的に開口する分配端を形成されている、請求項１０に記載のノズルアセンブリ。
【国際調査報告】
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