(57)【要約】流体を処理する装置５は、フレーム６を備え、フレーム６は、ポンプ７及びマニホルド８を内部に支持し、且つハウジング９内に配置された任意の適宜なノズル組立体を使用する。マニホルド８は、入口と、偏向器と、エルボ１４と、エルボ１５とを備える。入口はポンプ７の出口１１に結合する。ハウジング９は入口と、出口２３と、止め具とを備える。旋回流ノズル組立体はアクセスポートを含み且つ流体が流れるときの物理的性質を測定する方法を含む。
2004502529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通する通路及び流体の流れを該通路内へ導入する複数のポートを有するノズル本体と、前記ノズル本体に取り付けられた端部キャップと、を含む旋回流ノズル。
【請求項２】
前記通路はテーパー付き通路である請求項１の旋回流ノズル。
【請求項３】
前記テーパー付き通路は入口側部及び出口側部を備える請求項２の旋回流ノズル。
【請求項４】
前記テーパー付き通路の入口側部はテーパー付き通路のテーパー角度にほぼ等しい角度のテーパーを有する請求項３の旋回流ノズル。
【請求項５】
前記複数のポートの各々はテーパー付き通路に正接する請求項２の旋回流ノズル。
【請求項６】
複数のポートの各々はテーパー付き通路のテーパーの角度にほぼ等しい角度にてテーパー付き通路に入る請求項２の旋回流ノズル。
【請求項７】
複数のポートの各々の断面積がテーパー付き通路の入口側部の断面積よりも小さい請求項３の旋回流ノズル。
【請求項８】
複数のポートがノズル本体の周りで半径方向にほぼ等間隔に隔てられる請求項１の旋回流ノズル。
【請求項９】
複数のポートはほぼ台形の形状である請求項１の旋回流ノズル。
【請求項１０】
前記端部キャップはテーパー付き通路のテーパー角度にほぼ等しい角度のテーパーを有する内面を備える請求項２の旋回流ノズル。
【請求項１１】
請求項１に記載の旋回流ノズルにおいて、端部キャップが通路内に伸び且つ通路に入る流体の流れの力ベクトル成分を調節し得るようにされたボスを備える、旋回流ノズル。
【請求項１２】
請求項１に記載の旋回流ノズルにおいて、ノズル本体がほぼ円筒状の形状であり、盛上がった部分を有する肩部を備える、旋回流ノズル。
【請求項１３】
貫通する通路及びポートを有するノズル本体であって、ポートは流体の流れを前記通路内へ導入しこれによりポートは通路に正接するノズル本体と、前記ノズル本体に取り付けられた端部キャップと、を含む旋回流ノズル。
【請求項１４】
請求項１３に記載の旋回流ノズルにおいて、通路がテーパー付き通路である、旋回流ノズル。
【請求項１５】
請求項１４に記載の旋回流ノズルにおいて、テーパー付き通路が入口側部と、出口側部とを備える、旋回流ノズル。
【請求項１６】
請求項１５に記載の旋回流ノズルにおいて、テーパー付き通路の入口側部がテーパー付き通路のテーパー角度にほぼ等しい角度のテーパーを有する、旋回流ノズル。
【請求項１７】
請求項１４に記載の旋回流ノズルにおいて、ポートがテーパー付き通路に正接する、旋回流ノズル。
【請求項１８】
請求項１４に記載の旋回流ノズルにおいて、ポートがテーパー付き通路のテーパーの角度にほぼ等しい角度にてテーパー付き通路に入る、旋回流ノズル。
【請求項１９】
請求項１５に記載の旋回流ノズルにおいて、ポートの断面積がテーパー付き通路の入口側部の断面積よりも小さい、旋回流ノズル。
【請求項２０】
請求項１３に記載の旋回流ノズルにおいて、ポートがほぼ台形の形状である、旋回流ノズル。
【請求項２１】
請求項１４に記載の旋回流ノズルにおいて、端部キャップがテーパー付き通路のテーパー角度にほぼ等しい角度のテーパーを有する内面を備える、旋回流ノズル。
【請求項２２】
請求項１３に記載の旋回流ノズルにおいて、端部キャップが通路内に伸び且つ通路に入る流体の流れの力ベクトル成分を調節し得るようにされたボスを備える、旋回流ノズル。
【請求項２３】
請求項１３に記載の旋回流ノズルにおいて、ノズル本体がほぼ円筒状の形状であり、盛上がった部分を有する肩部を備える、旋回流ノズル。
【請求項２４】
流体処理装置において、
第１の旋回流ノズルであって、貫通する通路と、第１の流体の流れを該通路内に導入し、これにより第１の旋回流ノズルが第１の流体の流れに回転を与え、第１の回転流体の流れを形成する複数のポートとを有する前記第１の旋回流ノズルと、
第１の旋回流ノズルと対向した関係に配置された第２の旋回流ノズルであって、貫通する通路と、第２の流体の流れを該通路内に導入し、これにより第２の旋回流ノズルが第２の流体の流れに回転を与え、第１の回転流体の流れと衝突する第２の回転流体の流れを形成する複数のポートとを有する前記第２の旋回流ノズルとを備える、流体処理装置。
【請求項２５】
流体処理装置において、
第１の旋回流ノズルであって、貫通する通路と、第１の流体の流れを該通路に正接状態に導入し、これにより第１の旋回流ノズルが第１の流体の流れに回転を与え、第１の回転流体の流れを形成するポートとを有する前記第１の旋回流ノズルと、
第１の旋回流ノズルと対向した関係に配置された第２の旋回流ノズルであって、貫通する通路と、第２の流体の流れを該通路に正接状態に導入し、これにより第２の旋回流ノズルが第２の流体の流れに回転を与え、第１の回転流体の流れと衝突した第２の回転流体の流れを形成するポートとを有する前記第２の旋回流ノズルと、を備える流体処理装置。
【請求項２６】
請求項２５に記載の流体処理装置において、第１の旋回流ノズルのポートが第１の流体の流れを通路に対し直角に導入する、流体処理装置。
【請求項２７】
請求項２５に記載の流体処理装置において、第２の旋回流ノズルのポートが第２の流体の流れを通路に対し直角に導入する、流体処理装置。
【請求項２８】
流体処理方法において、
第１の旋回流ノズルを第２の旋回流ノズルに対して対向した関係に配置する工程と、
第１の流体の流れを第１の旋回流ノズルの複数のポートを介して第１の旋回流ノズルの通路内に導入し、これにより第１の旋回流ノズルが第１の流体の流れに回転を与え、第１の回転流体の流れを形成するようにする工程と、
第２の流体の流れを第２の旋回流ノズルの複数のポートを介して第２の旋回流ノズルの通路内に導入し、これにより第２の旋回流ノズルが第２の流体の流れに回転を与え、これにより第１の回転流体の流れと衝突した第２の回転流体の流れを形成するようにする工程とを含む、流体処理方法。
【請求項２９】
流体を処理する方法において、
第１の旋回流ノズルを第２の旋回流ノズルに対し対向した関係に配置する工程と、
第１の流体の流れを第１の旋回流ノズルのポートを介して第１の旋回流ノズルの通路内に正接状態に導入し、これにより第１の旋回流ノズルが第１の流体の流れに回転を与え、第１の回転流体の流れを形成するようにする工程と、
第２の流体の流れを第２の旋回流ノズルのポートを介して第２の旋回流ノズルの通路内に正接状態に導入し、これにより第２の旋回流ノズルが第２の流体の流れに回転を与え、これにより第１の回転流体の流れと衝突した第２の回転流体の流れを形成するようにする工程と、を備える方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の流体を処理スル方法において、第１の流体の流れを第１の旋回流ノズルのポートを介して第１の旋回流ノズルの通路に直角に導入する工程を更に備える方法。
【請求項３１】
請求項２９に記載の方法において、第２の流体の流れを第２の旋回流ノズルのポートを介して第２の旋回流ノズルの通路に直角に導入する工程を更に備える方法。
【請求項３２】
流体を回転させる方法であって、
流体の流れを複数のポートを介して旋回流ノズルの通路内へ導入する工程と、
流体の流れを通路内で回転させる工程と、を備える方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の方法において、流体の流れを通路に正接状態に導入する工程を更に備える方法。
【請求項３４】
請求項３２に記載の方法において、通路がテーパー付きであり、流体の流れが該テーパーに対しほぼ等しい角度にて導入される方法。
【請求項３５】
流体を回転させる方法において、
流体の流れを旋回流ノズルの通路内に正接状態に導入する工程と、
流体の流れを通路内で回転させる工程と、を備える回転方法。
【請求項３６】
請求項３５に記載の方法において、流体の流れを通路に直角に導入する工程を更に備える方法。
【請求項３７】
請求項３５に記載の方法において、通路がテーパー付きであり、流体の流れが該テーパーに対しほぼ等しい角度にて導入される方法。
【請求項３８】
通路を有するノズル本体と、
テーパーが付けられた通路の少なくとも一部分と、
流体の流れを通路内へ導入する複数のポートと、を備える旋回流ノズル。
【請求項３９】
請求項３８に記載の旋回流ノズルにおいて、複数のポートの少なくとも１つがテーパー付き通路に正接する、旋回流ノズル。
【請求項４０】
請求項３８に記載の旋回流ノズルにおいて、複数のポートの少なくとも１つがテーパー付き通路のテーパー角度にほぼ等しい角度にてテーパー付き通路に入る、旋回流ノズル。
【請求項４１】
請求項３８に記載の旋回流ノズルにおいて、ノズル本体がほぼ円筒状の形状であり、盛上がった部分を有する肩部を備える、旋回流ノズル。
【請求項４２】
少なくとも一部分にテーパーが付けられた通路を有するノズル本体と、
流体の流れを通路内に導入すると共に通路に正接するポートと、を備える旋回流ノズル。
【請求項４３】
請求項４２に記載の旋回流ノズルにおいて、ポートがテーパー付き通路のテーパー角度にほぼ等しい角度にてテーパー付き通路に入る、旋回流ノズル。
【請求項４４】
請求項４２に記載の旋回流ノズルにおいて、ノズル本体がほぼ円筒状の形状であり、盛上がった部分を有する肩部を備える、旋回流ノズル。
【請求項４５】
流体処理システムであって、
ポンプ、対向した２つの旋回流ノズル、ポンプから流体を受け入れ且つ流体をノズルへ送るマニホルド、及びフレームを含み、
前記ポンプ、ノズル及びマニホルドはフレームに取り付けられる流体処理システム。
【請求項４６】
請求項４５に記載の流体処理システムにおいて、マニホルドが２つのエルボを備え、該エルボの各々が２つのエルボ接続具を備える流体処理システム。
【請求項４７】
流体処理システムであって、
ポンプ、対向した２つの旋回流ノズル、及びポンプから流体を受け入れ且つ該流体をノズルに送るマニホルドを備え、
前記マニホルドが２つのエルボを備え、該エルボの各々が２つのエルボ接続具を備える流体処理システム。
【請求項４８】
請求項４７の流体処理システムにおいて、ノズル、ポンプ及びマニホルドが取り付けられるフレームを更に備える流体処理システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
１．発明の分野
本発明は、流体を処理する方法及び装置、より具体的には、非限定的に、改良された旋回流ノズル（ｖｏｒｔｅｘ ｎｏｚｚｌｅ）を有する旋回流ノズル組立体に関する。
【０００２】
２．関連技術の説明
米国特許第４，２６１，５２１号には、対向する関係にてハウジング内に配置された１対の旋回流ノズルを備える構造とされた旋回流ノズル組立体が開示されている。ハウジングは、ノズルとそのそれぞれのノズル出口との軸方向整合状態を保ち、更に、流体を旋回流ノズル内に導入する。流体は、円環状キャビティに正接する直線状の円形のポートを通じて旋回流ノズルの各々のテーパー付きの内側の旋回流管に入る。円環状キャビティは、ノズルの軸に対し直角である、テーパー付きの円錐形の旋回流管の大径端に隣接する。
【０００３】
流体は、この円環状部分から出て且つノズル出口に向けて外方にら旋状に前進する一方、より多くの流体は連続的にポートに入る。円環状の形状から円錐形の形状への変化は極めて重要である。円錐体の内端縁が円環体の外側に正接するならば、流体は、極めて急速に出るから、旋回流管の内側を完全に覆うことはできない。これと逆に、円錐体の内端縁が円環体の底部四半体部分から開始するならば、出る流体は入る流体に干渉し、より多くの乱流を発生させる。
【０００４】
流体が旋回流管の各々からら旋状に強制的に押し出されるとき、遠心エネルギは、流体の円形部分をテーパー付きの旋回流管の側部に対し平坦に押し付ける。この動作は、流体が出口に向けてら旋状に拡がるとき、流体を加速し、旋回流管チャンバ内に空隙を形成することになる。流体が旋回流管の壁から出ると、流体は半径方向に加速して、中空の流体円錐体を形成する。１つの旋回流ノズルからの中空の流体円錐体は、液体ライニングした閉じたチャンバを形成するハウジング内で他の旋回流ノズルからの中空の流体円錐体と衝突する。この閉じたチャンバは、旋回流の遠心力により生じた空隙のため、かなりの真空圧を発生させる。このかなりの真空圧の存在下にて２つの中空の流体円錐体が衝突することによるエネルギは、流体に変化を生じさせる。
【０００５】
流体が均一で且つ薄い膜を形成し、これにより最大の流体の表面積が旋回流チャンバの作用にさらされるようにすることが望ましく且つ有益である。更に、この薄い流体膜は、旋回流の反応チャンバの内側の液体壁となる。流体がノズルから出るとき、テーパー付きの旋回流管の壁に沿って下方に均一に分配されないならば、２つのノズル間の衝突パターンは不安定となり、その結果、ノズルの性能は非効率的となる。ノズルの軸に対し直角に入る単一の円形の流体の断面にて開始し、その流体を均一な薄い膜を有する環状部分に発展させようとするとき、本来的に、これらの流体の分配に不規則性が生じる。
【０００６】
旋回流管の長さを増すことは、流体に対し安定的な流れパターンを形成するのにより長時間を許容することにより、均一な膜の形成を助ける。残念ながら、この追加的な長さは、摩擦損失を大幅に増大させる。こうした摩擦損失は、ノズルから出る２つの中空の流体円錐体が衝突するときの衝撃エネルギを減少させ、これによりノズルの効率を制限する。また、追加の長さは、その長さは旋回流管の大径端に加えなければならないため、利用可能な遠心力エネルギを減少させることにもなる。このことは、円環状部分をより大きくし且つ所定の入口速度に対して回転速度を遅くすることになる。
【０００７】
米国特許第５，４３５，９１３号は、単一の入口ポートを解消するため、ノズルの各々に別のインライン形の旋回流管を追加する。このことは、特に、対にて組み合わせた旋回流管が互いに適正な寸法とされ且つ配置されたとき、幾つかの有利な効果をもたらす。しかし、串形の設計のノズル対を適正に寸法決めし且つ配置することは、容易でない課題であることが判明している。旋回流管は互いに増幅するのではなく、干渉する可能性があるから、相対的寸法及び配置を慎重に決定しなければならない。
【０００８】
従って、旋回流ノズルにてより均一な膜の厚さを可能にし且つより多くの設計上の自由度を許容するが、単一の入口又は串形ノズルの設計の何れかに実現されたような、より複雑でない構成となる旋回流ノズル組立体が永年の課題とされている。
【０００９】
【発明の概要】
本発明によれば、流体を処理する方法及び装置は、改良された旋回流ノズルを有する旋回流ノズル組立体を備える。また、改良された装置の全体、装置の配列、エルボの設計及び旋回流装置に対する方法も提供される。また、アクセスポート、及び流体の流れの物理的性質を測定する方法も提供される。旋回流装置に対するフレーム組立体も提供される。
【００１０】
旋回流ノズル組立体は、貫通路と、第１の流体の流れを通路内に導入する１つ又は複数のポートとを有する第１の旋回流ノズルを備える。第１の旋回流ノズルは、第１の流体の流れに回転を与え、これにより第１の回転流体の流れを発生させる。旋回流ノズル組立体は、第１の旋回流ノズルに対向する関係に配置された第２の旋回流ノズルを更に備える。第２の旋回流ノズルは、貫通路と、第２の流体の流れを通路内に導入する１つ又は複数のポートとを備える。第２の旋回流ノズルは、第２の流体の流れに回転を与え、これにより第１の回転流体の流れと衝突した第２の回転流体の流れを形成する。各旋回流ノズルに対する通路の少なくとも一部分には、テーパーが付けられ、１つ又は複数のポートは、通路のテーパーに正接し、通路のテーパー角度とほぼ等しい角度にて通路に入る。
【００１１】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
図１及び図２に示すように、流体を処理する装置５は、ブラケットのような、任意の適宜な取り付け手段を使用してポンプ７及びマニホルド８を支持するフレーム６を備える。装置５は、マニホルド８に固着されたハウジング９と、ハウジング９内に配置された旋回流ノズル組立体１０とを更に備える。
【００１２】
ポンプ７は、出口１１を有しており、また、流体源から装置５を通して流体を圧送することのできる任意の適宜なポンプである。この好ましい実施の形態における流体は、加圧したガス又は流体の流れによって供給できる任意の流動可能な液体又はガス若しくは固体微粒子である。この好ましい実施の形態には、流体を吐出すポンプ７が開示されているが、当該技術分野の当業者には、加圧したガスキャニスタのような多くのその他の適宜で且つ同等の手段が認識されよう。
【００１３】
マニホルド８は、入口１２と、偏向器１３と、エルボ１４、１５とを備える。入口１２は、フランジ及び締結具のような任意の適宜な手段を使用してポンプ７の出口１１に接続し、ポンプ７から流体の流れを受け取る。入口１２は、偏向器１３の入口内に嵌り且つ摩擦、溶接、接着剤等により内部に保持されて、流体を偏向器１３内に供給する。偏向器１３は、流体の流れを受け入れ、入口１２からの流れに対しほぼ垂直に流体の流れ方向を変化させることにより、流体の流れを第１の流体の流れ及び第２の流体の流れに分割する。偏向器は、摩擦、溶接、接着剤等によりエルボ１４、１５に接続し、第１の流体の流れをエルボ１４に、及び第２の流体の流れをエルボ１５に供給する。エルボ１４、１５の各々は、偏向器１３から受け入れたそのそれぞれの流体の流れを反転させて流体の流れをハウジング９に供給する。エルボ１４は、エルボ接続具１６、１７を有しており、これらのエルボ接続具は、フランジ及び締結具のような任意の適宜な手段を使用して互いに接続する。
【００１４】
この好ましい実施の形態において、エルボ接続具１７は、該エルボ接続具１７のハウジング９への接続を許容し得るように第２のフランジを備える。同様に、エルボ１５は、フランジ及び締結具のような、任意の適宜な手段を使用して互いに接続するエルボ接続具１８、１９を有する。この好ましい実施の形態におけるエルボ接続具１９は、エルボ接続具１７のハウジング９への接続を許容する第２のフランジを備える。この好ましい実施の形態には、流体をハウジング９内に供給するマニホルド８が開示されているが、当該技術分野の当業者は、２つのポンプ、及びハウジング９への別個の接続部又は端部分ではなくて、ハウジング９の側部分内に流体を吐出す単一のポンプのような適宜且つ同様の多数の手段が認識されよう。
【００１５】
ハウジング９は、入口２１、２２と、出口２３と、止め具２５、２６とを有する。ハウジング９は、その中心軸に沿った穴２０と、ハウジング９の中間点に対しほぼ中央に配置され且つ穴２０と連通する穴２４とを備える。ハウジング９は、フランジ及び締結具のような任意の適宜な手段を使用してエルボ１４、１５の間にて取り付け、入口２１にて第１の流体の流れ及び入口２２にて第２の流体の流れを受け入れる。出口２３は、周知の配管手段を使用して任意の適宜な流体の貯蔵又は供給装置に接続可能である。
【００１６】
旋回流ノズル組立体１０は、穴２０内に位置し、また、この好ましい実施の形態において、第１の流体の流れに第２の流体の流れが衝突し、これにより流動する流れを形成するよう対向状態にてハウジング９の穴２０内に配置された旋回流ノズル２７、２８を備える。旋回流ノズル２７がハウジング９内に挿入された状態にて、旋回流ノズル２７及びハウジング９はキャビティ４０を画成し、このキャビティ４０は、第１の流体の流れをエルボ１４から受け入れ且つその第１の流体の流れを旋回流ノズル２７に供給する。同様に、旋回流ノズル２８がハウジング９内に挿入された状態にて、旋回流ノズル２８及びハウジング９は、キャビティ４１を画成し、該キャビティは、第２の流体の流れをエルボ１５から受け入れ且つその第２の流体の流れを旋回流ノズル２８に供給する。
【００１７】
図３乃至図６に示すように、旋回流ノズル２７は、ノズル本体２９と、端部キャップ３０とを有する。開示の目的のため、以下に旋回流ノズル２７に関してのみ説明するが、旋回流ノズル２８は、設計、構造及び作用の点にて旋回流ノズル２７と同一であり且つ第２の流体の流れが第１の流体の流れと衝突するのを容易にし得るよう旋回流ノズル２７に対向する関係にてハウジング９の穴２０内に単に配置されている。
【００１８】
この好ましい実施の形態におけるノズル本体２９は、ほぼ円筒状の形状であり、貫通するように軸方向に配置されたテーパー付き通路３１を有する。該テーパー付き通路３１は、入口側部３２を有し且つ出口側部３３にて終わる迄、直径が縮小する。テーパー付き通路３１のテーパーは、０゜以上乃至９０゜以下であるが、より好ましいテーパーは、５゜以上乃至６０゜以下である。
【００１９】
ノズル本体２９は溝３６が形成された盛上がり部分３５を有する肩部３４を備える。肩部３４は、ハウジング９の内面に摩擦可能に係合する寸法とされる一方、盛上がり部分３５は止め具２５に当接し、これにより旋回流ノズル２７をハウジング９の内部に正確に配置することを可能にする。溝３６は内部にシールを受け入れてノズル本体２９を流体的に封止し、これにより旋回流ノズル２７をハウジング９内で封止する。
【００２０】
ノズル本体２９は、旋回流ノズル２７のテーパー付き通路３１内に第１の流体の流れを導入するポート３７乃至３９を更に備える。この好ましい実施の形態において、ポート３７乃至３９は、ほぼ台形の形状であり且つ入口側部３２から開始してノズル本体２９の周りで等間隔にて半径方向に隔てられている。この好ましい実施の形態には、ほぼ台形の形状の３つのポート３７乃至３９が開示されているが、当該技術分野の当業者は、実際には、１つのポートがあればよいこと、また、任意の数のポートが利用可能であることが認識されよう。更に、ポート３７乃至３９は楕円形、三角形、Ｄ字形等のような、流体をテーパー付き通路３１内に供給するのに適した任意の形状とすることができる。
【００２１】
この好ましい実施の形態において、ポート３７乃至３９は、テーパー付き通路３１の内面に正接し且つテーパー付き通路３１のテーパーと等しい角度にてテーパー付き通路３１に入り、このことは、テーパー付き通路３１内への第１の流体の流れの供給を改善し、最終的に、テーパー付き通路３１の周りの第１の流体の流れの分配状態を改善する。この好ましい実施の形態には、テーパー付き通路３１のテーパーと斜めに配置された正接ポート３７乃至３９が開示されているが、当該技術分野の当業者には、ポート３７乃至３９はテーパー付き通路３１のテーパーに対し任意の角度にてテーパー付き通路３１に入ることが可能であることが理解されよう。更に、入口側部３２を画成するノズル本体２９の端部は、テーパー付き通路３１のテーパーと同一角度のテーパーを有しており、ポート３７乃至３９の各々がほぼ台形の形状を画成することを保証する。
【００２２】
端部キャップ３０は、入口側部３２を画成するノズル本体２９の端部に当接し入口側部３２を封止し、これにより流体がポート３７乃至３９のみを通ってテーパー付き通路３１に入るのを許容する。従って、入口側部３２を画成するノズル本体２９の端部に当接する端部キャップ３０の内面はテーパー付き通路３１のテーパーと等しい角度のテーパーを有する。端部キャップ３０は締結ねじ、接着剤等のような任意の適宜な手段を使用して、入口側部３２を画成するノズル本体２９の端部に取り付けられる。しかし、端部キャップ３０はノズル本体２９と一体に形成しても良いことを理解すべきである。この好ましい実施の形態には、テーパー付き通路３１のテーパーと同一角度のテーパーを含むものとして入口側部３２を画成する端部キャップ３０の内面及びノズル本体２９の端部が開示され、ポート３７乃至３９の各々がほぼ台形の形状を画成することを保証するが、当該技術分野の当業者には、端部キャップ３０の内面及び入口側部３２を画成するノズル本体２９の端部は任意の角度とすることが可能であることが認識されよう。
【００２３】
端部キャップ３０は、端部キャップ３０の内面のほぼ中央に一体に形成され又は取り付けられたボス４２を有する。この好ましい実施の形態において、ボス４２は円錐形の形状であり且つテーパー付き通路３１内に伸びてテーパー付き通路３１に入る流体の力ベクトル成分を調節する。ボス４２を貫通する通路４３は端部キャップ３０の外面のほぼ中央にてキャビティ４４と連通する。導管４５（図２参照）はキャビティ４４内に嵌ってテーパー付き通路３１内の真空圧を測定することを許容する。
【００２４】
旋回流ノズル２７に供給された流体の流れは、ポート３７乃至３９を介してテーパー付き通路３１に入る。テーパー付き通路３１はその内部に流体を受け入れ且つ流体に回転を与え、これによりテーパー付き通路３１に沿って下方に流れ且つその出口側部３３にて出る回転流体の流れを形成する。ポート３７乃至３９の各々は、流体の流れの一部分をテーパー付き通路３１に正接する方向及び直角方向の両方向に供給する。多数帯域内でこのように正接方向及び直角に流体が入ることは、流体をテーパー付き通路３１の周りで回転する薄い膜にて均一に分配し、このことは内部の乱流動作に起因する流体の損失を最小にすることになる。従って、旋回流ノズル２７はテーパー付き通路３１の出口側部３３から出る回転する流体の流れのより強力で且つ安定的な衝撃力を提供する。
【００２５】
更に、この好ましい実施の形態において、ポート３７乃至３９の断面積はテーパー付き通路３１の入口側部３２の断面積よりも小さく、このことは回転する流体の流れ内に真空圧を形成する。しかし、当該技術分野の当業者には、ポート３７乃至３９の寸法は特定の用途の必要条件に基づいて変更可能であることが認識されよう。ポート３７乃至３９により形成された真空圧の程度はボス４２を利用して調節して、回転する流体の流れの力ベクトルを変更することもできる。一例として、ボス４２の寸法（すなわち直径又は長さの何れか）を増大させれば流体で充填可能なテーパー付き通路３１内の容積が縮小し、これにより真空圧を増大させ、このため、下方及び外方へのより大きい力ベクトル成分を有する回転流体の流れが得られる。
【００２６】
作動時、マニホルド８は上述したようにして組み立てられ且つポンプ７に接続される。旋回流ノズル２７、２８の各々は、上述したように、対向する関係にてハウジング９内に挿入され、ハウジング９はマニホルド８に接続される。ポンプ７は流体源から流体を圧送し且つその流体をマニホルド８内に吐出し、該マニホルドは流体を第１の流体の流れ及び第２の流体の流れに分割する。マニホルド８は第１の流体の流れをハウジング９のキャビティ４０内に、及び第２の流体の流れをハウジング９のキャビティ４１内に供給する。第１の流体の流れは旋回流ノズル２７のポートを介してキャビティ４０から旋回流ノズル２７に入る。旋回流ノズル２７はその内部に流体を受け入れ且つその流体に回転を与え、これにより旋回流ノズル２７に沿って下方に流れ且つその出口側部から出る第１の回転流体の流れを形成する。
【００２７】
同様に、第２の流体の流れは、キャビティ４１から旋回流ノズル２８のポートを介して旋回流ノズル２８に入る。旋回流ノズル２８はその内部に流体を受け入れ且つ流体に回転を与え、これにより旋回流ノズル２８に沿って下方に流れ且つその出口側部から出る第２の回転流体の流れを形成する。旋回流ノズル２７、２８が対向する関係にあるため、第１の回転流体の流れは第２の回転流体の流れと衝突し、その結果、流体中の分子結合を破壊する、すなわち流体中の固体微粒子の寸法を縮小させることにより流体が処理される。次に、処理済みの流体はハウジング９の出口２３から出て且つ適宜な流体貯蔵又は供給装置に至る。
【００２８】
本発明は上記の実施の形態に関して説明したが、かかる説明は単に例示の目的であり、当該技術分野の当業者に明らかであるように、多数の変更例、等価物及び種々の程度の変更が本発明の範囲に属するものである。従って、本発明の範囲は上記の説明によっていかなる点でも限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
流体を処理する装置を示す斜視図である。
【図２】
流体を処理する装置を示す図１の線２、２に沿った断面図である。
【図３】
流体を処理する装置の旋回流ノズルを示す斜視図である。
【図４】
流体を処理する装置の旋回流ノズルを示す斜視図である。
【図５】
旋回流ノズルのノズル本体の入口側を示す平面図である。
【図６】
旋回流ノズルのノズル本体を示す図５の線６、６に沿った断面図である。
【国際公開パンフレット】
2004502529.tif 000003
2004502529.tif 000004
2004502529.tif 000005
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【国際調査報告】
2004502529.tif 000021
2004502529.tif 000022
2004502529.tif 000023
2004502529.tif 000024