(57)【要約】この発明は、流体供給パイプ（１）を備え極低温流体の１つ又はそれ以上のジェット（６）を放出する為の装置に関係し、流体供給パイプはその下流に配置された１つ又はそれ以上の流体放出ノズル（５）に供給し、流体供給パイプの流体流れ断面が第１直径（ｄ）を有する。この発明に従うと、極低温流体の１つ又はそれ以上のジェットを放出する為の装置はまた、流体供給パイプと流体放出ノズルとの間に配置されパイプ（１）とノズル（５）の両方に流体的に連結されている、少なくとも１つのプレナムチェンバー（４）を備える。個々のプレナムチェンバーの流体流れ断面は、流体供給パイプ（１）の流体流れ断面の第１直径（ｄ）より大きな第２直径（Ｄ）を有する。この発明はまた、極低温流体の１つ又はそれ以上のジェットを使用する対応している処理ユニットに関係している。この発明はさらに、この発明の装置を使用した、作業操作を行う為の方法に関係している。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給パイプ（１）を備え極低温流体の１つ又はそれ以上のジェット（６）を放出する為の装置であって、流体供給パイプ（１）はそのパイプの下流に配置されている１つ又はそれ以上の流体放出ノズル（５）に供給し、流体供給パイプ（１）は第１直径（ｄ）を伴っている流体流れの断面を有していて、
流体供給パイプ（１）と流体放出ノズル（５）との間に配置され流体供給パイプ（１）と流体放出ノズル（５）とに流体的に連結されている少なくとも１つのプレナムチェンバー（４）を備えていて、個々のプレナムチェンバーは、流体供給パイプ（１）の流体流れの断面の第１直径（ｄ）より大きな第２直径（Ｄ）を有している流体流れの断面を有している、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
プレナムチェンバー（４）が、２ｍｍと６ｍｍとの間、好ましくは３ｍｍと５ｍｍとの間、の直径（Ｄ）を有している流体の流れの断面を有する、ことを特徴とする請求項１に従っている装置。
【請求項３】
プレナムチェンバー（４）が、２０ｍｍと１００ｍｍとの間、好ましくは５０ｍｍと７０ｍｍとの間、の長さ（Ｌ）を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に従っている装置。
【請求項４】
プレナムチェンバー（４）が、極低温に適した材料、好ましくはステンレス鋼、好ましくは３１６又は３１６Ｌ型のステンレス鋼、により形成されている、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に従っている装置。
【請求項５】
連結具（２）により流体供給パイプ（１）の端に直接的に連結されている単一のプレナムチェンバー（４）を備えている、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に従っている装置。
【請求項６】
連結具（２）により流体供給パイプ（１）の端に連結されているノズル保持具（３）をさらに備えていて、ノズル保持具（３）はノズル保持具（３）と流体放出ノズル（５）との間に配置されている少なくとも１つのプレナムチェンバー（４）を支持している、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に従っている装置。
【請求項７】
流体放出ノズル（５）上に円運動を与えるよう流体供給パイプ（１）の中心軸線（ＸＸ）の周りにノズル保持具（３）を回転させる為の手段が設けられているノズル保持具（３）をさらに備えている、ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に従っている装置。
【請求項８】
極低温でかつ高圧の下で流体の１つ又はそれ以上のジェットを放出する１つ又はそれ以上のノズル（５）を供給する流体供給パイプ（１）に流体的に連結されている極低温で高圧の下での流体の源を備えている、１つ又はそれ以上の極低温流体ジェットにより処理する為の設備であって、
請求項１乃至７に従っている装置をさらに含む、ことを特徴としている設備。
【請求項９】
１つ又はそれ以上の圧力が負荷されている極低温流体ジェット（６）により材料の表面処理，研磨，クリーニング又はスケール除去を行う為に、請求項１乃至７の何れか１項に従っている装置により又は請求項８に従っている設備により放出された１つ又はそれ以上の極低温流体ジェット（６）を使用する作業方法。
【請求項１０】
流体放出ノズル（５）により放出された極低温流体ジェット（６）が、−１４０℃以下の温度及び少なくとも３００ｂａｒの圧力を有している、ことを特徴とする請求項９に従っている作業方法。
【請求項１１】
使用される極低温流体が液体窒素である、ことを特徴とする請求項９又は１０に従っている作業方法。
【請求項１２】
処理される部位が熱交換器である、ことを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に従っている作業方法。
【請求項１３】
処理される部位が、２０ｃｍ以上又は２０ｃｍに等しい少なくとも１つの特徴的な寸法を有している、ことを特徴とする請求項９乃至１２の何れか１項に従っている作業方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、極低温流体のジェットを放出する為の装置に関係しているとともに、高圧の下で上記のジェット、特に液体窒素のジェット、を使用する設備及び作業方法、特に、被覆されている又は被覆されていない、金属，コンクリート，木材，ポリマー，セラミック及びプラスチックの如き材料又は如何なる他の材料、の表面処理，研磨（scouring），クリーニング（cleaning）又はスケール除去（descaling）の為の設備及び方法、に関係している。
【背景技術】
【０００２】
現在、被覆されている又は被覆されていない、材料の表面処理、特に研磨（scouring），スケール除去（descaling）又は同様なもの、は、超高圧（ＵＨＰ）での水の噴射により，サンダー（sanding machine）により，スケールハンマー（scaling hammer）により，ブシュハンマー（bush hammer）により，又は化学的方法（chemical method）により、実質的に行われている。
【０００３】
しかしながら、例えば厳しい環境拘束により、そこに如何なる水もあってはならない時、例えば原子力環境（nuclear environment）又は化学製品（chemical product）においては、いわゆる「乾いた（dry）」作業方法のみが使用されることが出来る。
【０００４】
しかしながら、幾つかの場合には、これらの「乾いた（dry）」方法を行うことが困難であり、非常に労力がかかり、又は使用が困難であり、又は例えばその後に再処理されなければならないショット（shot）又は砂の追加の故に、さらなる汚染を生じさせる。
【０００５】
これらの技術に対する１つの代わりは、米国特許出願公開ＵＳ−Ａ−７，３１０，９５５号公報及び米国特許出願公開ＵＳ−Ａ−７，３１６，３６３号公報により提案されている如き非常に高圧の下での極低温ジェットの使用を基にしている。この場合には、回転運動により駆動されている又は駆動されていない１つ又はそれ以上のノズルにより、３００乃至４０００ｂａｒの圧力で、かつ例えば−１００℃と−２００℃との間、典型的には−１４０℃と−１６０℃との間、で、放出されている液体窒素の１つ又はそれ以上のジェットが使用されている。
【０００６】
通常は、３５００ｂａｒの圧力で、そして略３００μｍのノズル直径で、極低温流体のジェット、特に液体窒素のジェット、が、典型的には略１５ｃｍ乃至略１８ｃｍの最大の凝集長さ（coherence length）を有している。凝集長さ（coherence length）は、ジェットがノズルを介し放出された後に見ることが出来る程度に十分集合されて残っている極低温流体のジェットの長さを意味している。
【０００７】
しかしながら、極低温流体のジェットの有効長さもまた、それを越えたらジェットが、処理される材料の表面処理，研磨（scouring），クリーニング（cleaning）又はスケール除去（descaling）におけるその有効性を維持するようもはや十分に集中されない、放出ノズルからの最大距離に対応しているので、非常に重要な特徴である。有効長さは、結果として、目に見えるジェットの長さであるジェットの凝集長さ（coherence length）よりも小さいか又は等しい。
【０００８】
言い換えると、ジェットの有効長さがより大きくなると、作業方法がノズルと処理される物体との間の等しい距離でより有効になり、そして、方法が、例えばコンクリートのスケール除去（descaling）方法の場合には、単位時間当たりにスケール除去される（descaled）コンクリートの量に対応している、効率をより良く得る。
【０００９】
従って、効率的に、そして要求されている作業法を実行することが出来る、極低温流体のジェットの為には、処理される材料の表面が、ジェットを放出しているノズルの出口に関して、ジェットの有効長さ以下又はジェットの有効長さに等しい、そして従ってジェットの凝集長さ（coherence length）以下である、距離に配置されている必要がある。この有効ジェット長さは、幾つかの場合には、即ち問題の作業方法によっては、小さく、即ち、略３００μｍの直径のノズルにより略３５００ｂａｒの圧力で放出される極低温流体のジェットの為には、数センチメートル、そして典型的には５ｍｍと１５ｍｍとの間である。材料の表面に関するジェット放出ノズルの位置における許容差は、従ってはっきりしない。
【００１０】
これは、材料がその表面上に平坦さ又は表面状況又は粗さ、即ち、例えばコンクリートの場合には、空洞及び突起の連続、による欠陥、を有している時には、方法が手動で又は自動的に使用されるにしろ、ジェット放出ノズルと処理される材料の表面との間に厳密に固定された距離を維持することが技術的に困難であるからである。
【００１１】
従って、もしも不均一さ又は空洞の深さが過剰に大きな程度を有していると、これ等の欠格又は空洞が位置している処理される材料の領域はノズル出口からのより大きな距離に位置し、そこではジェットがその有効性の全て又は幾分かを失い、これ等の領域における効果が少ない作業方法になる。この作業方法は従って信頼性が低く、汚染の最低限の残留も受け入れられることが出来ない、原子力環境（nuclear environment）における汚染された部位のクリーニング（cleaning）の如き、幾つかの適用の為には厳しい。
【００１２】
さらには、不十分なジェットの有効長さは、溝（conduit）又は軌道（track）の如き特徴が創出されている部位上で実行される作業の方法を非常に困難に又は不可能にさえする。提起された問題は従って、処理される、溝（conduit）又は軌道（track）の底がジェットの有効長さを越えて位置しているので、そしてこれがその範囲の外であるので、この領域における作業方法を低い効率に、又は無効にさえ、してしまう。
【００１３】
さらには、極低温流体の従来のジェットは凝集長さ（coherence length）を有し、そして従って一般的には２０ｃｍ以下の有効長さが、熱交換器が４０ｃｍよりも大きな直径を有している、例えば、発電所，炭化水素脱硫施設，空気又は水処理施設の設備において使用されている熱交換器の処理の為に問題を提起する。この場合には、処理される部位、即ち熱交換器、は、その幾つかが熱交換器の周囲から２０ｃｍ以上に位置されていてクリーン（clean）にされる必要があるが従来の極低温流体ジェットでは不可能であった部位から成る。
【００１４】
指摘された問題は、結果として、改良された、即ち、ジェットの制限された凝集長さ（coherence length）のみならずジェットの制限された有効長さにも関係している欠点がもはや存在しない又は大きく減少されている、従って作業方法により信頼性がありより効率的なジェットの使用を行わせる、極低温流体ジェットによる作業の方法を提案している。
【００１５】
言い換えると、この発明の目的は、被覆されている又は被覆されていない、金属，コンクリート，木材，ポリマー，セラミック，そしてプラスチック材料、又は如何なる他の材料、特に、表面が不均一又は粗い又は特徴が形成されている部位、即ち接近が困難である部位からなる部位、を有している材料、の如き材料を、研磨（scouring），クリーニング（cleaning）又はスケール除去（descaling）する表面処理をより効率的により良い効率で、行う為の方法を提案することである。
【発明の概要】
【００１６】
この発明の解決は、従って、流体供給パイプを備え極低温流体の１つ又はそれ以上のジェットを放出する為の装置であって、流体供給パイプはそのパイプの下流に配置されている１つ又はそれ以上の流体放出ノズルに供給し、流体供給パイプは第１直径の流体の流れの断面を有していて、
流体供給パイプと流体放出ノズルとの間に配置され流体供給パイプと流体放出ノズルとに流体的に連結されている少なくとも１つのプレナムチェンバー（plenum chamber）をさらに備えていて、個々のプレナムチェンバーは、流体供給パイプの流体の流れの断面の第１直径より大きな第２直径を有している流体の流れの断面を有している、ことを特徴としている。
【００１７】
これは、この発明の発明者等が、このようなプレナムチェンバーが、極低温流体供給パイプのものよりも大きな寸法を伴っているこのプレナムチェンバー内の流体の流れの断面の使用のお蔭により、極低温流体層の流れを行わせる、即ち、それをより層状に又は乱流が少ない均一な状態にする、を示したことによる。
【００１８】
この発明の装置は従って、典型的には少なくとも１９ｃｍ、好ましくは２０ｃｍ以上又は２０ｃｍに等しい、より増大した凝集長さ（coherence length）を伴う、そしてこれはまた、このようなプレナムチェンバーが設けられておらず、他のことでは全ての他の条件が同じである、従来技術に従っている装置と比較して、幾つかの場合でさえ同じ値を達成する増大された有効長さを伴っている、１つ又はそれ以上の極低温流体ジェットを放出することを可能にしている。
【００１９】
この発明は従って、作業方法の為に放出され使用される極低温流体のジェットの凝集長さ（coherence length）を増大させるのみならず、前記ジェットの有効長さをもまた増大させることが出来る装置を提案することにより、以前に記載されていた問題を解決する。
【００２０】
さらに、問題の実施形態に従えば、この発明は以下の特徴の１つ又はそれ以上を備えることが出来：
プレナムチェンバーが、２ｍｍと６ｍｍとの間、好ましくは３ｍｍと５ｍｍとの間、の直径を有している流体の流れの断面を有すること；
プレナムチェンバーが、２０ｍｍと１００ｍｍとの間、好ましくは５０ｍｍと７０ｍｍとの間、の長さを有する、こと；
プレナムチェンバーが、極低温に適した材料、好ましくはステンレス鋼、好ましくは３１６又は３１６Ｌ型のステンレス鋼、により形成されていること；
極低温流体の１つ又はそれ以上のジェットを放出する為の装置が、連結具により流体供給パイプの端に直接的に連結されている単一のプレナムチェンバーを備えていること；
極低温流体の１つ又はそれ以上のジェットを放出する為の装置が、連結具により流体供給パイプの端に連結されているノズル保持具をさらに備えていて、ノズル保持具はノズル保持具と流体放出ノズルとの間に配置されている少なくとも１つのプレナムチェンバーを支持していること；
極低温流体の１つ又はそれ以上のジェットを放出する為の装置が、流体放出ノズル上に円運動を与えるよう流体供給パイプの中心軸線の周りにノズル保持具を回転させる為の手段が設けられているノズル保持具をさらに備えていること、
である。
【００２１】
さらに、この発明は、極低温でかつ高圧で流体の１つ又はそれ以上のジェットを放出する為の１つ又はそれ以上のノズルを供給する流体供給パイプに流体的に連結されている極低温で高圧の下での流体の源を備えている、１つ又はそれ以上の極低温流体のジェットにより処理する為の設備であって、この発明に従っている装置をまた含む、ことを特徴としている設備に関係している。
【００２２】
もう１つの概念に従えば、この発明は、１つ又はそれ以上の圧力が負荷されている極低温流体のジェットにより材料の表面処理，研磨，クリーニング又はスケール除去を行う為に、この発明に従っている装置により放出された１つ又はそれ以上の極低温流体のジェットを使用する作業方法に関係している。
【００２３】
流体放出ノズルにより放出された極低温流体のジェットが、−１４０℃以下の温度及び少なくとも３００ｂａｒの圧力を好ましくは有している。
【００２４】
好ましくは、使用される極低温流体が液体窒素である。
【００２５】
この発明の１つの実施形態に従えば、処理される部位が熱交換器である。
【００２６】
処理される部位が、２０ｃｍ以上又は２０ｃｍに等しい少なくとも１つの特徴的な寸法を有していることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
この発明は、添付の図を参照しながら与えられた以下の詳細な説明によりこれからより良く理解されるだろう。
【図１】図１は、この発明の装置の使用無しで極低温流体のジェットを放出する為の従来の装置を概略的に示している。
【図２】図２は、この発明の一実施形態に従っている、極低温流体のジェットを放出する為の装置を概略的に示している。
【図３】図３は、この発明のもう一つの実施形態に従っている、極低温流体の１つ又はそれ以上のジェットを放出する為の装置を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は、流体（矢印７）を供給する為のパイプ１を備えている極低温流体のジェット６を放出する為の装置を概略的に示しており、その流体流れの断面は直径ｄを有し、パイプ６の下流に配置され流体を放出する為のノズル５に供給する。言い換えると、直径ｄはパイプ１の内直径である。
【００２９】
流体７は、圧縮機，タンク，熱交換器，供給ライン，１つ又はそれ以上のガスボンベ又はこれらと同様なものの如き流体の源（示されていない）から高圧で発する極低温流体であり、流体パイプ１の上流端に供給する。パイプ１は従って流体７の源に流体的に連結されている。
【００３０】
通常、このパイプはチューブであり、その断面は円形状であることが好ましい。このチューブは適切な材料の如何なる型からも創出されることが出来、好ましくはその機械的な性質の為にステンレス鋼である。パイプ１を構成している壁の厚さは、高圧である極低温流体の流れからの結果としての機械的なストレスに耐えるよう規定されていて、典型的にはその厚さは略パイプの内直径、即ち直径ｄの流体の流れの断面、である。図１において見ることが出来るように、流体放出ノズル５がパイプ１に流体的に連結されていて、その結果としてそれは極低温流体のジェット６を放出し、その伝搬中心軸線はパイプ１の中心軸線ＸＸと一直線上に配置されていて、そしてその凝集長さ（coherence length）はＬＣ１で指摘されている。ノズル５は、ＵＨＰ２水ジェット型の連結具によりパイプ１に連結されている。
【００３１】
しかしながら、凝集長さ（coherence length）ＬＣ１、典型的には１５ｃｍと１８ｃｍとの間、は多くの適用、特にその表面が不均一さ又は粗さを有している、即ちその表面には特徴が形成されている、特にこれらの特徴が凝集長さ（coherence length）ＬＣ１よりも大きな処理された部位の寸法に沿って形成されている時、の為に不十分であることが分かっている。さらに、これはまた、接近することが困難である部位、特に熱交換器の周囲から２０ｃｍ以上に位置されている部位、からなる熱交換器のクリーニング（cleaning）における適用には問題がある。
【００３２】
これを無くす為に、第１の発明に従えば、従来技術に従っている極低温流体のジェット６を放出する為の装置において、いわゆるプレナムチェンバー４が組み込まれていて、ジェット６の凝集長さ（coherence length）ＬＣ１をＬＣ１よりも大きな凝集長さ（coherence length）ＬＣ２に増大することが出来る。
【００３３】
この発明の一実施形態を概略的に示す図２中に見ることが出来るように、プレナムチェンバー４は流体供給パイプ１と流体放出ノズル５との間に配置されている。パイプ１はプレナムチェンバー４に流体的に連結されていて、このチェンバーは流体放出ノズル５に流体的に連結されている。
【００３４】
プレナムチェンバーは、そこを通って流体７が流れ、流体供給パイプ１のものよりも大きな寸法を伴った流体流れの断面の使用のお蔭により、前記流体の流れを層状にすることが出来る、即ちそれをより層状にする又は乱流の少ない均等な状態にすることが出来る、装置を意味する。より詳細には、プレナムチェンバー４を通過する流体の流れ７は、ノズル５から出る時の極低温流体のジェット６の動的な特徴に変化を生じさせ、それをより乱流を少なくする、即ち、そのレイノルズ数（Reynolds number）を減少させる。その結果は、この発明の装置によらず得られた極低温流体のジェットの凝集長さ（coherence length）の値ＬＣ１よりも大きな値ＬＣ２への極低温流体のジェット６の凝集長さ（coherence length）における増加である。
【００３５】
好ましくは、プレナムチェンバー４は、直径Ｄと長さＬの流体流れの断面を有している円形状の断面を伴っている導管が形成されている自転の部位である。言い換えると、直径Ｄはプレナムチェンバー４の内直径である。プレナムチェンバー４は、高圧の下での極低温流体の通路に適している材料、好ましくはステンレス鋼、より好ましくは３１６型のステンレス鋼、から形成されている。
【００３６】
全ての場合において、そしてこの発明に従えば、プレナムチェンバー４の流体流れの断面は、流体供給パイプ１の流体流れの断面の直径ｄよりも大きな直径Ｄを有する。
【００３７】
例として、もしプレナムチェンバー４が、２．１ｍｍの内直径を伴っている流体供給パイプ１、例えば６．３５ｍｍの外直径を伴っているいわゆる１／４′′（インチ）チューブ、に連結されているならば、そのチェンバーの内直径Ｄは２．１ｍｍよりも大きい。
【００３８】
プレナムチェンバー４は、２ｍｍと６ｍｍとの間の、好ましくは３ｍｍと５ｍｍとの間の、直径Ｄ及び２０ｍｍと１００ｍｍとの間、好ましくは５０ｍｍと７０ｍｍとの間、の長さＬを伴っている流体流れの断面を有する。これらの寸法は、求めている適用及び要求されている流体ジェット６の凝集長さ（coherence length）に従って適用される。
【００３９】
この発明の特定の実施形態に従えば、図２中に図示されている如く、単一のプレナムチェンバー４が、連結具２により流体供給パイプ１の端に直接的に連結されていて、流体放出ノズル５の上流に直接的に位置されている。含まれている極低温流体の圧力の観点においては、プレナムチェンバー４とパイプ１の端との間の連結は、好ましくはねじ連結により設けられている。プレナムチェンバー４とノズル５との間の連結は、プレナムチェンバー４の下流部位に創出されていてその上にノズル５が螺合されている捩子立て（tapping）により得られている。プレナムチェンバー４の中心軸線は、流体供給パイプ１の中心軸線ＸＸと一直線状である。この場合においては、この発明の装置は単一の固定された極低温流体のジェット６を放出することが出来、図２中においてＬＣ２で指摘されているその凝集長さ（coherence length）は、従来技術に従っている装置により放出された流体のジェットの凝集長さ（coherence length）ＬＣ１よりも大きい。
【００４０】
図３中に図示されているもう１つの実施形態に従えば、１つ又はそれ以上の極低温流体のジェット６の為の装置は、１つ又はそれ以上の極低温流体のジェット６を放出する１つ又はそれ以上のノズル５を備える。ノズル５は、偏心して、即ち流体供給パイプ１の中心軸線ＸＸに関して中心を外れて、位置されている。この場合には、ノズル保持具３が、連結具２により流体供給パイプ１の端に連結されている。このノズル保持具３は次に、ノズル保持具３と流体放出ノズル５との間に配置されている１つ又はそれ以上のプレナムチェンバー４を支持している。当然のことながら、複数の極低温流体ジェット６が放出された時、プレナムチェンバー４は個々の極低温流体放出ノズル５の上流に配置されている。この発明の装置は従って、１つ又はそれ以上の極低温流体のジェット６を放出することが出来、その凝集長さ（coherence length）ＬＣ２は従来技術に従っている装置により放出された流体のジェットの凝集長さ（coherence length）ＬＣ１よりも大きい。
【００４１】
特定の実施形態に従うと、１つ又はそれ以上の極低温流体ジェット６を放出する為の装置はノズル保持具３を備えていて、ノズル保持具３には、流体放出ノズル５上に円運動を与えるとともに（図３中に矢印８により概略的に示されている）回転ジェットを得るように、パイプ１の中心軸線ＸＸの周りに前記保持具を回転させる為の手段が設けられている。通常、ノズル保持具３は、モータに連結されている第１の回転伝達軸又はスピンドル（spindle）、内部に組み合わされた歯車を伴っている伝達機構を備えている箱（box），ハウジング，又は伝達室、そして、プレナムチェンバー４及びノズル５が設けられている移動可能な保持具３にその一部が連結されている第２の伝達軸又はスピンドル（spindle）、ここでは回転、を用いて、電動又は流体圧モータにより、伝達ベルトを伴い又は伴わず、移動される歯車の組み合わせにより回転されることが出来る。
【００４２】
さらには、この発明の解決はまた、その凝集長さ（coherence length）が材料の表面処理，研磨（scouring），クリーニング（cleaning）又はスケール除去（descaling）を実行する為に増大されている、固定されているか又は回転する、１つ又はそれ以上の極低温流体ジェット６を放出することが出来るこの発明に従っている装置を使用する作業方法に関係している。この発明の方法は、その表面が不均一又は粗さを有する、又は少なくとも２０ｃｍの少なくとも１つの特徴的な寸法を有している、即ち幅，高さ，又は長さに特徴が創出されている、材料又は部位上に表面処理操作又はそれと同様なことを行う為に特に有利である。詳細には、この発明の解決は、大きな寸法、即ち少なくとも４０ｃｍ、を伴っている熱交換器をクリーニング（cleaning）する為に大きな利益があり、少なくとも４０ｃｍでは構成部位が熱交換器の周囲から２０ｃｍ以上に位置している。好ましくは、この作業方法中において使用されている極低温流体のジェットは、少なくとも２０ｃｍの凝集長さ（coherence length）ＬＣ２を有する。
【００４３】
この発明の状況においては、この発明の装置により放出される流体は、極低温で高圧の流体、特に１５００ｂａｒ以上の圧力及び−１４０℃以下の温度の液化窒素、である。
【００４４】
［実施例］
極低温流体のジェットの凝集長さ（coherence length）及び有効長さを増大させ、それによりこの限定された凝集長さ（coherence length）及び有効長さに関係している問題を最小にする又は避けることさえ出来る、この発明に従っている装置の効果を明らかにする為に、極低温流体のジェットを放出する為の従来の装置、即ちプレナムチェンバーが存在していないことを特徴としている、により得られたジェットの凝集長さ（coherence length）（従来技術に従ったテスト）と、ノズルと流体供給パイプとの間に配置された１つまたはそれ以上のプレナムチェンバーを備えていて極低温流体のジェットを放出する為の装置により得られたジェットの凝集長さ（coherence length）（この発明に従っているテスト）と、を比較する為にこれらのテストが行われた。これらのテストは、容易に評価することが出来る、これらのジェットの凝集長さ（coherence length）、この長さは目に見えるジェットの長さに対応している、の測定から本質的に成る。当然ながら、流体ジェットの凝集長さ（coherence length）における増大もまた、前記ジェットの有効長さにおける増大という結果になる。
【００４５】
これらのテストは、３５００ｂａｒの圧力，６リッター／分の流量，そして−１５５℃の温度の液体窒素のジェットで実行された。
【００４６】
極低温流体を供給する為のシステムは、６．３５ｍｍの外直径及び２．１ｍｍの内直径を伴っているＵＨＰ３１６Ｌステンレス鋼から形成されているチューブである。
【００４７】
極低温流体ジェットを放出する為の装置は、図２中に図示されている如く、単一のプレナムチェンバー及び単一の放出ノズルを備えていて、ジェットを回転させる為のシステムを使用しない。
【００４８】
［例１：極低温流体放出ノズル直径３０５μｍ］
この第１の一連のテストにおいては、プレナムチェンバーの下流に配置されていて極低温流体のジェットを放出する為の装置は、高圧水ジェット技術から出され、３０５μｍの流体通過直径、即ち出口オリフィスの直径、を伴っている射出サファイア（ejection sapphire）が設けられているノズルである。
【００４９】
表１は、６０ｍｍの長さＬ及び４．２ｍｍの直径Ｄを伴っているプレナムチェンバーで行われたテスト（テストＮｏ．１）の間に得られたジェットの凝集長さ（coherence length）を、このようなプレナムチェンバー無しで行われたテスト（テストＮｏ．２）の間に得られたジェットの凝集長さ（coherence length）との比較において、示している。
【００５０】
見ることが出来るように、流体供給パイプと流体放出ノズルとの間のこの発明に従っているプレナムチェンバーの配置は、この発明の装置無しで得られていたものよりも大きく放出された極低温流体のジェットの凝集長さ（coherence length）を効率的に導く。
【００５１】
表２は、４．２ｍｍの直径Ｄ及び種々の長さＬを伴っているプレナムチェンバーの使用の間に得られたジェットの凝集長さ（coherence length）を示しており、そして表３は、種々の直径Ｄと６０ｍｍの長さＬとを伴ったプレナムチェンバーの使用の間に得られたジェットの凝集長さ（coherence length）を示している。指標として、表４は、種々の直径Ｄと６０ｍｍの長さＬとを伴っているプレナムチェンバーの使用の間に得られた極低温流体のレイノズル数（Reynolds number）を示している。
【００５２】
見ることが出来るように、この発明に従っている、流体供給パイプと流体放出ノズルとの間のプレナムチェンバーの配置は、テストされたプレナムチェンバーの種々のジオメトリー（geometries）の為に、即ちプレナムチェンバーによって、従来技術に従っている装置により放出された流体のジェットの凝集長さ（coherence length）よりも大きく放出される極低温流体のジェットの凝集長さ（coherence length）を効率的に導く。従って、この発明はまた、極低温流体のジェットの有効長さを増大させることが出来る。
【００５３】
これらのテストの間に得られた極低温流体のジェットの凝集長さ（coherence length）のお蔭で、処理される部位が略２０ｃｍ及びそれ以上である少なくとも１つの特徴的な寸法、即ち長さ，幅，又は高さ、を備えている時、即ち処理される部位が処理される部位の周囲から２０ｃｍ以上に位置している部位を備えている時、に、この発明を適用することが時に好ましいことに注目しなければならない。
【００５４】
さらには、表４は、極低温流体のジェットの凝集長さ（coherence length）における増大が、前記ジェットのレイノズル数（Reynolds number）における減少及びその結果としての前記ジェットの層状化（laminarisation）により達成されていて、さらに前に述べていた問題を解決することにおけるこの発明の利点を証明している。
【００５５】
さらに、表２及び表３中に提示されている結果は、プレナムチェンバーの直径Ｄが増大した時に、又は、プレナムチェンバーの長さＬが増大した時に、凝集長さ（coherence length）における増大が上限値（ceiling value）に到達する傾向にあることを示している。従って、プレナムチェンバーの寸法Ｌ及びＤを無限に増大させる必要はなく、従って室の寸法は適度に維持される。この発明の解決の最適な機能の為には、プレナムチェンバーの直径及び長さは従って、流体流れの断面Ｄが２ｍｍと６ｍｍとの間の直径を有するとともに前記断面の長さＬが２０ｍｍと１００ｍｍとの間であるように調節される。
【００５６】
この発明の状況においては、以下の表において与えられた凝集長さ（coherence length）の測定の結果のお蔭で、少なくとも２０ｃｍの凝集長さ（coherence length）ＬＣ２を有している１つ又はそれ以上の極低温流体のジェットを放出する為には、プレナムチェンバーの流体流れの断面の直径Ｄは好ましくは３ｍｍと５ｍｍとの間であり、そしてプレナムチェンバーの流体流れの断面の長さＬは好ましくは５０ｍｍと７０ｍｍとの間である。さらには、これ等の寸法は１つ又はそれ以上の極低温流体のジェットを放出する為の装置が手頃な寸法（reasonable size）を維持することを可能にし、その結果として、放出された極低温流体のジェットを使用する工業上の作業設備中で容易に使用されることが出来る。
【表１】
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【表２】
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【表３】
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【表４】
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【００５７】
［例２：極低温流体放出ノズル直径４３２μｍ］
第２の一連のテストは、以前と同じ条件で行われたが、この時には、４３２μｍの流体通過直径を伴っている射出サファイア（ejection sapphire）が設けられているノズルであり、第１からは異なった特徴を伴っている放出ノズルにより、以前得られた結果は有効に残されていることを確認することが目的である。
【００５８】
表５は、４．２ｍｍの直径Ｄと種々の長さＬとを伴っているプレナムチェンバーの使用の間に得られたジェットの凝集長さ（coherence length）を示している。表６は、種々の直径Ｄと６０ｍｍの長さＬとを伴っているプレナムチェンバーの使用の間に得られたジェットの凝集長さ（coherence length）を示している。
【００５９】
従って、３０５μｍの射出直径を伴ったノズルでの如く、４３２μｍの射出直径を伴ったノズルの為にも、少なくとも２０ｃｍの凝集長さ（coherence length）ＬＣ２を有している１つ又はそれ以上の極低温流体のジェットを放出する為には、プレナムチェンバーの流体流れの断面の直径Ｄは好ましくは３ｍｍと５ｍｍとの間であり、そしてプレナムチェンバーの流体流れの断面の長さＬは好ましくは５０ｍｍと７０ｍｍとの間である、ことが分かる。
【００６０】
４３２μｍの射出直径を伴ったノズルではジェットの凝集長さ（coherence length）が３０５μｍの射出直径を伴ったノズルでよりも大きく、そしてこれは同じプレナムチェンバーを伴っている、ことに注目しなければならない。これは、より大きな射出直径では、一定圧力での流量が大きくなり、ジェットのより大きな凝集長さ（coherence length）を導く、からである。
【表５】
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【表６】
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【００６１】
［例３：極低温流体のジェットによるコンクリートのスケール除去（descaling）の為の方法］
極低温流体のジェットによる作業の為の方法の効果及び効率を向上させることにおけるこの発明の貢献を示す為に、この発明に従っている装置により放出された極低温流体のジェットを使用してコンクリートのスケール除去（descaling）についてテストが行われた。得られた効果は、従来技術に従っている、即ちプレナムチェンバーを伴っておらず全ての他のテスト条件は同じである、装置により放出された極低温流体のジェットで得られた効果と比較された。
【００６２】
スケール除去（descaling）方法は、略３５００ｂａｒの圧力，略−１５３℃の温度，そして略７リッター／ｍｉｎの流量の液体窒素で行われた。
【００６３】
液体窒素は３３０μｍの射出直径を伴っている単一のノズルにより放出され、単一のノズルはノズル保持具により略１４００回転／ｍｉｎの速度で回転され、ノズル保持具には液体放出ノズルに円運動を与えるよう流体供給パイプの中心軸線の周りにノズル保持具を回転させる為の手段が設けられている。ノズル保持具は、略１３０ｃｍ／ｍｉｎの速度で移動する。この回転工具の詳細な記載は、文献ＷＯ−Ａ−２０１１０１００３０中に与えられている。
【００６４】
スケール除去（descaling）される物体は緻密で均等な粒度のコンクリートであり、その典型的な適用は庭園の為の小さな縁石（kerbstone）の形成である。このコンクリートの構造は、比較測定を行う手助けをする。
【００６５】
液体窒素を放出するノズルは、処理されるコンクリートの表面に関して略１０ｍｍの距離に位置している。
【００６６】
表７は、従来技術に従っている、即ちプレナムチェンバーを伴っていない、コンクリートのスケール除去（descaling）の間に得られた結果（テストＮｏ．３）と、この発明に従っている、即ち６０ｍｍの長さＬ及び４．２ｍｍの直径Ｄを有しているプレナムチェンバーを伴っている、装置での結果（テストＮｏ．４）と、の比較を示している。
【００６７】
スケール除去（descaling）されたコンクリートの深さはプレナムチェンバーの使用により大きく増大されていて、この方法の大きな効果を表している。
【００６８】
従って、実行された方法の状況においては、この発明は、プレナムチェンバーを伴っていない５ｍｍと１５ｍｍとの間、典型的には１３ｍｍ以下、の有効長さとの比較において、１５ｍｍと２０ｍｍとの間、典型的には少なくとも１７ｍｍ、までジェットの有効長さを増大させることを可能にしている。この発明はまた、単位時間当たりにスケール除去（descaling）されるコンクリートの量を増大させることを可能にする。略明確なことは、この発明の使用はコンクリートのスケール除去（descaling）性能の略２６０％の増加を導く。
【００６９】
これらのスケール除去（descaling）テストは、従って、極低温流体のジェットの凝集長さ（coherence length）における増大が、ノズルと物体との間の一定距離でのジェットの効果がより大きくなったことによるジェットの有効長さにおける増大により達成されている。
【表７】
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【００７０】
行われた全てのテストは、従って、ジェットを放出する為の装置をより複雑にすることなく、凝集長さ（coherence length）を大きく増大させ、従ってこの発明の装置により放出された極低温流体のジェットの有効長さを、全ての他の操作条件が等しい従来技術に従っている従来の装置との比較において、増大させることを可能にし、そして従ってこのジェットを使用した作業方法の効果を増大させることを可能にしている。
【００７１】
この発明の主要な適用は、被覆されている又は被覆されていない、金属，コンクリート，木材，ポリマー，セラミック，そしてプラスチック材料、又は如何なる他の材料の如き材料を、表面処理，研磨（scouring），クリーニング（cleaning）又はスケール除去（descaling）する為の方法である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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