(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロセメントを形成するため、セメントのスラリーの内部の不溶性材料の粒子寸法を小さくし得るように該セメントのスラリーを処理する方法において、
第一のセメントのスラリー流を第一の旋回流ノズルに供給するステップと、
前記第一の旋回流ノズルを利用して前記第一のセメントのスラリー流を回転させ、第一のセメントの回転スラリー流を形成するステップと、
前記第一のセメントの回転スラリー流をチャンバ内に供給するステップと、
第二のセメントのスラリー流を、前記第一の旋回流ノズルに対して対向した関係に配置された第二の旋回流ノズルに供給するステップと、
前記第一の旋回流ノズルを利用して前記第二のセメントのスラリー流を回転させ、第二のセメントの回転スラリー流を形成するステップと、
前記第二のセメントの回転スラリー流と前記第一のセメントの回転スラリー流とを衝突させて内部の不溶性材料の粒子寸法を小さくすることによりマイクロセメントを形成すべく前記第二のセメントの回転スラリー流を前記チャンバ内に供給するステップとを備える、セメントのスラリーを処理する方法。
【請求項２】
マイクロセメントを形成するため、セメントのスラリーの内部の不溶性材料の粒子寸法を小さくし得るように該セメントのスラリーを処理する方法において、
第一のセメントのスラリー流を第一の旋回流ノズルに供給するステップと、
前記第一の旋回流ノズルを利用して前記第一のセメントのスラリー流を回転させ、第一のセメントの回転スラリー流を形成するステップと、
第二のセメントのスラリー流を、前記第一の旋回流ノズルに対して対向する関係に配置された第二の旋回流ノズルに供給するステップと、
前記第二の旋回流ノズルを利用して、前記第二のセメントのスラリー流を回転させ、第二のセメントの回転スラリー流を形成するステップと、
前記第一の旋回流ノズルとカスケード式に配列された第三の旋回流ノズルに対し第三のセメントのスラリー流を供給するステップと、
前記第三の旋回流ノズルを利用して前記第三のセメントのスラリー流を回転させ、第三のセメントの回転スラリー流を形成するステップと、
前記第三のセメントの回転スラリー流を前記第一の旋回流ノズル内に供給して、組み合わさった第一のセメントの回転スラリー流を形成するステップと、
前記第二の旋回流ノズルとカスケード式に配列された第四の旋回流ノズルに対し第四のセメントのスラリー流を供給するステップと、
前記第四の旋回流ノズルを利用して前記第四のセメントのスラリー流を回転させ、第四のセメントの回転スラリー流を形成するステップと、
前記第四のセメントの回転スラリー流を前記第二の旋回流ノズル内に供給して、組み合わさった第二のセメントの回転スラリー流を形成するステップと、
前記組み合わさった第一のセメントの回転スラリー流と前記組み合わさった第二のセメントの回転スラリー流とをチャンバ内にて衝突させて内部の不溶性材料の粒子寸法を小さくすることによりマイクロセメントを形成するステップと、を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】
【０００２】
【発明の分野】
本発明は、液体及びスラリーの処理、より具体的には（これに限定されるものではないが）、液体中の細菌を死滅させ且つスラリー中の不溶性物質の粒子寸法を小さくする方法及び装置に関する。
【０００３】
【関連技術の説明】
当該出願人の米国特許第４，２６１，５２１号には、ガスを解放し且つ固体を凝集させるべく貫通して流れる液体の分子配列を変更するために採用される一対の旋回流ノズルが開示されている。該旋回流ノズルは、対向する関係に配置され且つ貫通して流れる液体に対し回転を付与する。旋回流ノズルは、回転液体流を高速度にて推進し、互いに対向する旋回流ノズルの出口の間の略中間にて２つの流れを衝突させる。その回転流れ同士が衝突することは、液体の全体に亙って圧縮波を発生させ、この圧縮波は、回転流の高速度と相俟って、液体、液体中に取り込まれたガス及び液体中に溶融した有機物の分子に対し多量の運動エネルギを付与することになる。更に、圧縮波は、液体の分子構造を破壊するのに役立つせん断動作を発生させる。このため、圧縮波、及びそれに伴う運動エネルギが増大することは、個々の液体分子の間、液体分子と取り込んだガスとの間、及び液体分子と溶融した有機物との間の結合を分断することになる。
【０００４】
当該出願人の米国特許第５，３１８，７０２号は、旋回流ノズルの壁を通って伸長する少なくとも一対のスロットを旋回流ノズルの各々に設けることにより当該出願人の米国特許第４，２６１，５２１号を改良しようとするものである。個々のスロットの各々は、旋回流ノズルの周りのチャンバと連通し、該チャンバは、導管を介して旋回流ノズルの出口流と連通している。旋回流ノズルにスロットを追加することは、回転流が推進される前に旋回流ノズルの周りを循環する際に、少量の液体を回転流から除去することにより、取り込んだガスの放出及び有機物の凝集を促進させることになる。旋回流ノズルの周りにて回転する２つの流れから僅かな量の液体を除去するとき、スロットは、液体分子及び互いに反対方向に回転する２つの流れが衝突することで形成された自由電子及び元素イオンの多くを流出させる。スロットは、液体分子、自由電子及びイオンを、回転する２つの流れから除去する結果、回転流中に残る分子の結合を弱めるから、圧縮波が液体をその成分にさらに分離する機能を向上させる。
【０００５】
当該出願人の米国特許第４，２６１，５２１号、及び米国特許第５，３１８，７０２号の双方は、取り込んだガスを放出し且つ有機物を懸濁状態にて凝集させるのに効果的ではあるが、回転流の速度を速くするならば、取り込んだガスを解放し且つ有機物を凝集させる旋回流ノズルの効果が増大することが分かった。更に、回転流の速度が速くなることは、液体中の細菌の死滅を促進することとなる。回転流の速度が増すことは、細菌を急速に拡張させ且つ収縮させる程度まで圧縮波を拡大することになる。この急速な拡張及び収縮は、細菌の細胞構造を破壊し、これにより、細菌を死滅させることになる。
【０００６】
当該出願人の米国特許第５，４３５，９１３号は、回転流の速度を増す旋回流ノズル装置を提供することにより、当該出願人の米国特許第４，２６１，５２１号、及び米国特許第５，３１８，７０２号を改良するものである。旋回流ノズル装置は、第一の旋回流ノズルと該第一の旋回流ノズルとカスケード式に配列された第二の旋回流ノズルとを含む第一の対の旋回流ノズルと、第三の旋回流ノズルと該第三の旋回流ノズルとカスケード式に配列された第四の旋回流ノズルとを含む第二の対の旋回流ノズルとから成っている。４つの旋回流ノズルの各々は、入口を通じて液体を受け取り、液体が貫通して流れるとき、その液体に回転を付与する。第一及び第二の旋回流ノズルの回転液体流は、第二の旋回流ノズル内にて組み合わさり、単一の高速の液体流を形成する。同様に、第三及び第四の旋回流ノズルの回転液体流は、第四の旋回流ノズル内にて組み合わさり、単一の高速度の液体流を形成する。カスケード式に配列された第一及び第二の対の旋回流ノズルは、互いに対向した関係に配置され、このため、その高速度の液体流は、カスケード式に配列された二対の旋回流ノズルを収容するチャンバの略中間点にて衝突する。速い速度にて液体流が衝突することは、液体の全体を通じて振幅の大きい圧縮波を発生させ、この圧縮波は、ガスの分離及び固体の凝集をより効果的にさせ、更に、液体中の細菌をより効果的に死滅させる。カスケード式に配列された対の旋回流ノズルは、液体中の細菌を死滅させるが、液体から細菌を効果的に除去するためには、液体流の速度を更に速くし且つこれに対応して圧縮波の振幅を増大させることが必要となることが分かった。
【０００７】
【発明の概要】
本発明によれば、液体及びスラリーを処理する装置は、液体又はスラリー源に接続された入口と、出口とを各々有する第一及び第二のノズルを備えている。第一の旋回流ノズルは、第一のノズルから受け取った第一の液体又はスラリーを回転させ且つ第一の回転液体又はスラリー流をチャンバ内に供給する。第二の旋回流ノズルは、第二のノズルから受け取った第二の液体又はスラリー流を回転させ、第二の回転液体又はスラリー流をチャンバ内に供給する。第一及び第二の旋回流ノズルは、第一の回転液体又はスラリー流と第二の回転液体又はスラリー流とを衝突させるべく互いに対向した関係に配置されている。
【０００８】
液体及びスラリーを処理する装置は、液体又はスラリー源に接続された入口と出口とを各々有する第三及び第四のノズルを更に備えることができる。第三の旋回流ノズルは、第三のノズルから受け取った第三の液体又はスラリーを回転させ且つ第三の回転液体又はスラリー流を第一の旋回流ノズル内に供給する。第四の旋回流ノズルは、第四のノズルから受け取った第四の液体又はスラリーを回転させ且つ第四の回転液体又はスラリー流を第二の旋回流ノズル内に供給する。
【０００９】
スラリーの内部の不溶性材料の粒子寸法を小さくするためスラリーを処理する方法は、第一のスラリー流を第一の旋回流ノズルに供給することと、第一の回転スラリー流を形成すべく第一の旋回流ノズルを利用して第一のスラリー流を回転させることと、第一の回転スラリー流をチャンバ内に供給することとを含んでいる。この方法は、第二のスラリー流を、第一の旋回流ノズルに対して対向した関係に配置された第二の旋回流ノズルに供給することと、第二の回転スラリー流を形成すべく第一の旋回流ノズルを利用して第二のスラリー流を回転させることと、第二の回転スラリー流が第一の回転スラリー流と衝突するように第二の回転スラリー流をチャンバ内に供給することとを含んでいる。
【００１０】
このため、本発明の一つの目的は、液体中の細菌が死滅するように、貫通して流れる液体に十分な速度を付与する旋回流ノズル装置を提供することである。
【００１１】
本発明の別の目的は、スラリー中の不溶性材料の粒子寸法が小さくなるように、貫通して流れるスラリーに十分な速度を付与する旋回流ノズル装置を提供することである。
【００１２】
本発明の更に別の目的及び有利な点は、以下の説明を参照することにより当業者に明らかになるであろう。
【００１３】
【好ましい実施の形態の詳細な説明】
図１及び図２に図示するように、旋回流ノズル装置１０は、任意の標準的な機械加工又は成形方法を使用して製造された本体部分１１、１２及びノズル１６、１７を備えている。ノズル１６、１７は、圧力嵌めのような任意の周知の手段を使用して、本体部分１１、１２同士を接続する。本体部分１２は、チャンバ１３を画成し、また、入口１４を有しており、この入口１４は、井戸、公共的水源又は液体を保持する大きな桶／ドラムのような任意の適当な液体源に取り付けられる。ポンプ（図示せず）は、圧力下、液体を液体源から入口１４に供給する。ノズル１６、１７は、液体を本体部分１１に供給する。本体部分１１は、チャンバを画成し、また、出口１５を有し、この出口１５は、任意の適当なリザーバあるいは蛇口、シャワー又はホースのような液体供給源に取り付けられる。本発明を開示して理解に役立つように、ここでは細菌を水から除去する場合の旋回流ノズル装置１０の作用について説明するが、本発明の旋回流ノズル装置１０は任意の液体に対してガスを解放し、固体を凝集させ且つ細菌を死滅させることができる。
【００１４】
本体部分１１は、そのチャンバ内に、旋回流ノズル組立体ブロック１８乃至２１を収容している。更に、本体部分１１は、ノズル１６、１７を介してそれぞれ本体部分１２のチャンバ１３と連通する入口２２、２３を有している。旋回流ノズル組立体ブロック１８乃至２１の構造は、その開示内容を参考として引用し、本明細書に含めた当該出願人の米国特許第４，２６１，５２１号、米国特許第４，９５７，６２６号、米国特許第５，３１８，７０２号、及び米国特許第５，４３５，９１３号に記載されたものと同様である。旋回流ノズル組立体ブロック１８乃至２１の各々は、旋回流ノズル２４、２５の一部分を画成するため任意の標準的な機械加工又は成形方法を使用して整形される。
【００１５】
旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９は、その内端縁が突出部２６乃至２９に接触する迄、本体部分１１により画成されたチャンバ内に挿入される。突出部２６乃至２９は、旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９が本体部分１１により画成されたチャンバの中央内に完全に挿入されるのを防止する。旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９は、出口１５と連通するように本体部分１１により画成されたチャンバ３０内に位置する。旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９は、旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９と本体部分１１の内面との間に液体シールをそれぞれ形成するＯリング３１、３２を有している。
【００１６】
旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９を図２に図示した位置まで挿入した後、旋回流ノズル組立体ブロック２０、２１は、これらのノズル組立体ブロックが旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９の後部分にそれぞれ当接する迄、挿入される。旋回流ノズル組立体ブロック２０、２１は、旋回流ノズル組立体ブロック２０、２１と本体部分１１の内面との間に流体シールをそれぞれ形成するＯリング３３、３４を有している。
【００１７】
本体部分１１により画成されたチャンバ内に旋回流ノズル組立体ブロック１８乃至２１が配置され且つ固着されたとき、旋回流ノズル組立体ブロック１８乃至２１は、旋回流ノズル２４、２５を画成する。旋回流ノズル２４、２５は、出口３５、３６から流れ出る水流がそれぞれチャンバ３０の略中間点にて衝突するように対向した関係に配置される。旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９は、それぞれ、旋回流ノズル２４、２５の截頭円錐形の内面３７、３８を画成する。旋回流ノズル組立体ブロック１８、２０間の当接部は、入口２２と連通する旋回状部分４０を画成する。同様に、旋回流ノズル組立体ブロック１９、２１間の当接部は、入口２３と連通する旋回状部分４２を画成する。
【００１８】
このように、作動時、ポンプ（図示せず）は、入口１４を介して水をチャンバ１３内に圧送する。この水は、ポンプの寸法に対応する速度にてチャンバ１３に入る。この水は、チャンバ１３から本体部分１０のノズル１６、１７内に流れる。ノズル１６は、入口４４から出口４５まで内方にテーパーが付けられた截頭円錐形の内面４３を有している。同様に、ノズル１７は、入口４７から出口４８まで内方にテーパーが付けられた截頭円錐形の内面４６を有している。ノズル１６、１７に截頭円錐形に内方にテーパーが付けられている結果、ノズル１６、１７を通って流れる水流の圧力が上昇する。結局、ノズル１６、１７を通って流れる水流の圧力が上昇するから、ノズル１６、１７から流れ出る水流の速度は増す。このため、ノズル１６、１７は、ポンプの寸法を大きくする必要なく、旋回流ノズル２４、２５に入る水流の速度を増す。この好ましい実施の形態において、ノズル１６、１７の目的は、旋回流ノズル２４、２５に入る水流の速度を増すことであるから、旋回流ノズル２４、２５に入る水流の速度を、ノズル１６、１７と比べて更に増すような旋回流ノズルを、ノズル１６、１７に代えて使用可能であることが当業者には認識されよう。
【００１９】
水流はノズル１６、１７からそれぞれ入口２２、２３内に流れ、これらの入口２２、２３は、その水流を旋回流ノズル２４、２５のそれぞれの旋回状部分４０、４２に供給する。旋回状部分４０、４２は、水流に旋回状の回転を付与し、その旋回状に回転する水流をそれぞれ截頭円錐形の内面３７、３８に供給する。截頭円錐形の内面３７、３８は、そのそれぞれの水流中に旋回状の回転状態を保ち、その旋回状に回転した水流を旋回流ノズル２４、２５からのそれぞれの出口３５、３６に供給する。水流は旋回流ノズル２４、２５内で旋回状に回転するが、これらの水流は、実際には、旋回流ノズル２４、２５のそれぞれの出口３５、３６から直線状に流れ出る。
【００２０】
旋回状に回転した水流は、旋回流ノズル２４、２５の出口３５、３６からそれぞれ出て、チャンバ３０の略中間点にて衝突する。流れ出る水流が衝突すると、回転した水流中に圧縮波が形成される。この回転した水流中の圧縮波は、細菌の細胞構造を破壊させる程度まで水中の細菌を急速に拡張させ且つ収縮させ、その結果、細菌は死滅することになる。
【００２１】
図３及び図４に図示するように、旋回流ノズル装置５０は、任意の標準的な機械加工又は成形方法を使用して形成された本体部分５１、５３及びノズル５６乃至５９を有している。ノズル５６乃至５９は、圧力嵌めのような任意の周知の手段を使用して本体部分５１、５３の間に接続される。本体部分５１はチャンバ５４を画成し、また、井戸、公共的水源又は液体を保持する大きい桶／ドラムのような任意の適当な液体源に取り付けられる入口５５を有している。ポンプ（図示せず）は圧力下、液体を液体源から入口５５に供給する。ノズル５６乃至５９はその液体を本体部分５３に供給する。本体部分５３はチャンバを画成し、また、任意の適当なリザーバあるいは蛇口、シャワー又はホースのような液体供給手段に取り付けられる出口６０を有している。旋回流ノズル装置５０は任意の液体に対してガスを分離し、固体を凝集させ、また細菌を死滅させるが、この開示の目的のため、また、本発明の理解に役立つように、水から細菌を除去する場合の旋回流ノズル装置５０の作用について説明する。
【００２２】
本体部分５３は、そのチャンバ内に、旋回流ノズル組立体ブロック６１乃至６６を収容する。更に、本体部分５３は、本体部分５２のそれぞれのノズル５６乃至５９と連通する入口６７乃至７０有している。旋回流ノズル組立体ブロック６１乃至６６の構造は、その開示内容を参考として引用して本明細書に含めた、当該出願人の米国特許第４，２６１，５２１号、米国特許第４，９５７，４２６号、米国特許第５，３１８，７０２号、及び米国特許第５，４３５，９１３号に記載されたものと同様である。旋回流ノズル組立体ブロック６１乃至６６の各々は、旋回流ノズル７１乃至７４の一部分を画成すべく任意の標準的な機械加工又は成形方法を使用して整形される。
【００２３】
旋回流ノズル組立体ブロック６１、６２は、その内端縁が突出部７５乃至７８に接触する迄、本体部分５３により画成されたチャンバ内に挿入される。突出部７５乃至７８は、旋回流ノズル組立体ブロック６１、６２が本体部分５３により画成されたチャンバの中央内に完全に挿入されるのを防止する。旋回流ノズル組立体ブロック６１、６２は、出口６０と連通するように本体部分５３により画成されたチャンバ７９内に位置する。旋回流ノズル組立体ブロック１８、１９は、旋回流ノズル組立体ブロック６１、６２と本体部分５３の内面との間に液体シールをそれぞれ形成するＯリング８０、８１を有している。
【００２４】
旋回流ノズル組立体ブロック６１、６２を図２に図示した位置に挿入した後、旋回流ノズル組立体ブロック６３、６４は、これらのノズル組立体ブロックがそれぞれ旋回流ノズル組立体ブロック６１、６２の後部分に当接する迄、挿入される。最後に、旋回流ノズル組立体ブロック６５、６６は、これらのノズル組立体ブロックが旋回流ノズル組立体ブロック６３、６４の後部分にそれぞれ当接する迄、挿入される。旋回流ノズル組立体ブロック６５、６６は、旋回流ノズル組立体ブロック６５、６６と本体部分５３の内面との間に液体シールをそれぞれ形成するＯリング８２、８３を有している。
【００２５】
本体部分５３により画成されたチャンバ内のその位置において、旋回流ノズル組立体ブロック６１乃至６６は旋回流ノズル７１乃至７４を画成する。旋回流ノズル７１、７２は、その出口８４、８５からそれぞれ出る水流がチャンバ７９の略中間点にて衝突するように対向した関係に配置されている。旋回流ノズル組立体ブロック６１、６２は、旋回流ノズル７１、７２の截頭円錐形の内面８６、８７をそれぞれ画成する。旋回流ノズル組立体ブロック６３が旋回流ノズル組立体ブロック６１と当接する部分は、入口６８及び旋回状部分８９と連通する通路８８を画成する。更に、旋回流ノズル７３からの出口９０は旋回流ノズル７１の旋回状部分８９と連通する。同様に、旋回流ノズル組立体ブロック６２、６４は、入口６９及び旋回状部分９２と連通する通路９１を画成する一方、旋回流ノズル７４からの出口９３は、旋回流ノズル７２の旋回状部分９２と連通する。
【００２６】
旋回流ノズル組立体ブロック６３は截頭円錐形の内面９４を画成する一方、旋回流ノズル組立体ブロック６３、６５の間の当接部は、入口６７及び旋回状部分９６と連通する通路９５を画成する。旋回流ノズル組立体ブロック６４は、截頭円錐形の内面９７を画成し、旋回流ノズル組立体ブロック６４、６６の間の当接部は、入口７０及び旋回状部分９９に連通する通路９８を画成する。
【００２７】
このように、作動時、ポンプ（図示せず）は、入口５５を介して水をチャンバ５４内に圧送する。この水は、ポンプの寸法に対応する速度にてチャンバ５４に入る。この水は、チャンバ５４から本体部分５２のノズル５６乃至５９内に流れる。ノズル５６乃至５９の各々は、それぞれの入口１０４乃至１０７からそれぞれの出口１０８乃至１１１まで内方にテーパーが付けられたそれぞれの截頭円錐形の内面１００乃至１０３を有している。ノズル５６乃至５９が截頭円錐形に内方にテーパーが付けられている結果、ノズル５６乃至５９を通って流れる水流の圧力が上昇する。結局、ノズル５６乃至５９を通って流れる水流圧力が上昇するから、ノズル５６乃至５９から出る水流の速度が増す。このため、ノズル５６乃至５９は、ポンプの寸法を増大させる必要なく、旋回流ノズル７１乃至７４に入る水流の速度を増す。この好ましい実施の形態において、ノズル５６乃至５９の目的は、旋回流ノズル７１乃至７４に入る水流の速度を増すことであるから、旋回流ノズル７１乃至７４に入る水流の速度を、ノズル５６乃至５９と比較して更に増す旋回流ノズルを、ノズル５６乃至５９に代えて使用することが可能であることが当業者には認識されよう。
【００２８】
水流は、ノズル５６乃至５９から入口６７乃至７０を介してそれぞれの通路８８、９１、９５、９８内に流れる。通路８８、９１、９５、９８は、水流を旋回流ノズル７１乃至７４のそれぞれの旋回状部分８９、９２、９６、９９に供給する。旋回状部分８９、９２、９６、９９は、水流に旋回状の回転を付与し、旋回状に回転した水流をそれぞれ截頭円錐形の内面８６、８７、９４、９７内に供給する。截頭円錐形の内面８６、８７、９４、９７は、そのそれぞれの水流中に旋回状の回転状態を保ち、その旋回状に回転した水流を旋回流ノズル７１乃至７４からのそれぞれの出口８４、８５、９０、９３に供給する。水流は旋回流ノズル７１乃至７４内で旋回状に回転するが、これらの水流は、実際には、旋回流ノズル７１乃至７４の出口８４、８５、９０、９３から流れ出る。
【００２９】
旋回流ノズル７３、７４はカスケード式の配列であるため、その出口９０、９３から出る水流はそれぞれ旋回流ノズル７１、７２に入る。旋回状に回転したこれらの水流は、旋回流ノズル７１、７２内の旋回状に回転した水流と組み合わさり、その内部の旋回状に回転した水流の速度を増す。更に、旋回流ノズル７３、７４から出る旋回状に回転した水流は、旋回流ノズル７１、７２内のそれぞれの旋回状に回転した水流と接触し、これら水流はその内部に圧縮波を形成する。
【００３０】
水流ノズル７１、７３からの、旋回状に回転した、組み合わさった水流及び旋回流ノズル７２、７４からの旋回状に回転した組み合わさった水流は、それぞれ旋回流ノズル７１、７２の出口８４、８５から流れ出て、チャンバ７９の略中間点にて衝突する。旋回流ノズル７１、７２から流れ出る水流が衝突すると、追加的な圧縮波が形成され、これらの圧縮波は、早期の圧縮波と組み合わさり、最初の圧縮波よりも大きい振幅の圧縮波を形成する。回転水流中のこの大きい振幅の圧縮波は、細菌の細胞構造が破断する程度まで水中の細菌を急速に拡張させ且つ収縮させ、その結果、細菌は死滅することになる。
【００３１】
スラリー中の不溶性材料の粒子寸法を小さくする方法において、必要な最小限の装置は、スラリー源と直接的に連通する一対の対向した旋回流ノズルであるが、当業者は、好ましい実施の形態の旋回流ノズル装置１０、５０はより優れた結果を提供することが理解されよう。一例としてのスラリーは、適当な水量の水と混合したセメントを含み、そのセメントはそのセメントの粒子寸法を小さくし得るように処理し、これにより、マイクロセメントを形成する。
【００３２】
旋回流ノズル装置１０を使用する方法は、スラリーを入口１４を介してチャンバ１３内に圧送することを含む。スラリーはポンプの寸法に対応する速度にてチャンバ１３に入る。スラリーはチャンバ１３から本体部分１０のノズル１６、１７内に流れる。ノズル１６、１７はスラリー流をそれぞれの旋回流ノズル２４、２５に供給する前に貫通して流れるスラリー流の圧力を上昇させる。ノズル１６、１７の目的は旋回流ノズル２４、２５に入るスラリー流の速度を増すことであるから、ノズル１６、１７と比較して、旋回流ノズル２４、２５に入るスラリー流の速度を更に増す旋回流ノズルを旋回流ノズル１６、１７に代えて使用することが可能であることが当業者は理解されよう。
【００３３】
スラリー流は、ノズル１６、１７からそれぞれ入口２２、２３内に流れ、これらの入口は、そのスラリー流を旋回流ノズル２４、２５のそれぞれの旋回状部分４０、４２に供給する。旋回状部分４０、４２はスラリー流に旋回状の回転を付与し、旋回状に回転するスラリー流をそれぞれ截頭円錐形の内面３７、３８に供給する。截頭円錐形の内面３７、３８は、そのそれぞれのスラリー流中に旋回状の回転状態を保ち、その旋回状に回転したスラリー流を旋回流ノズル２４、２５からのそれぞれの出口３５、３６に供給する。スラリー流は旋回流ノズル２４、２５内で旋回状に回転するが、これらのスラリー流は、実際には旋回流ノズル２４、２５のそれぞれの出口３５、３６から直線状に出る。旋回状に回転したスラリー流は、旋回流ノズル２４、２５の出口３５、３６からそれぞれ出て、チャンバ３０の略中間点にて衝突しスラリー中の不溶性材料の粒子寸法を小さくする。
【００３４】
旋回流ノズル装置５０を使用するこの方法は、スラリーを入口５５を介してチャンバ５４内に圧送することを含む。スラリーはポンプの寸法に対応する速度にてチャンバ５４に入る。スラリーはチャンバ５４から本体部分５２のノズル５６乃至５９内に流れる。ノズル５６乃至５９は、スラリー流をそれぞれの旋回流ノズル７１乃至７４に供給する前に、貫通して流れるスラリー流の圧力を上昇させる。ノズル５６乃至５９の目的は、旋回流ノズル７１乃至７４に入るスラリー流の速度を増すことであるから、ノズル５６乃至５９と比較して、旋回流ノズル７１乃至７４に入るスラリー流の速度を更に増す旋回流ノズルを旋回流ノズル５６乃至５９に代えて使用することが可能であることが当業者は理解されよう。
【００３５】
スラリー流はノズル５６乃至５９から入口６７乃至７０を介してそれぞれの通路８８、９１、９５、９８内に流れる。通路８８、９１、９５、９８は、そのスラリー流を旋回流ノズル７１乃至７４のそれぞれの旋回状部分８９、９２、９６、９９に供給する。旋回状部分８９、９２、９６、９９は、スラリー流に旋回状の回転を付与し、その旋回状に回転したスラリー流を截頭円錐形の内面８６、８７、９４、９７内にそれぞれ供給する。截頭円錐形の内面８６、８７、９４、９７は、そのそれぞれのスラリー流中に旋回状の回転状態を保ち、その旋回状に回転したスラリー流を旋回流ノズル７１乃至７４からのそれぞれの出口８４、８５、９０、９３に供給する。スラリー流は旋回流ノズル７１乃至７４内で旋回状に回転するが、これらのスラリー流は、実際には、それぞれの出口８４、８５、９０、９３から直線状に流れ出る。
【００３６】
旋回流ノズル７３、７４がカスケード式の配列であるため、その出口９０、９３から流れ出る水流はそれぞれ旋回流ノズル７１、７２に入る。旋回状に回転したこれらのスラリー流は、旋回流ノズル７１、７２内の旋回状に回転したスラリー流と組み合わさり、その内部の旋回状に回転したスラリー流の速度を増す。更に、旋回流ノズル７３、７４から流れ出る旋回状に回転したスラリー流は、旋回流ノズル７１、７２内のそれぞれの旋回状に回転したスラリー流と接触し、これらのスラリー流はスラリー中の不溶性材料の粒子寸法を小さくさせる。旋回流ノズル７１、７３からの、組み合わさった、旋回状に回転したスラリー流及び旋回流ノズル７２、７４からの、組み合わさった、旋回状に回転したスラリー流は、旋回流ノズル７１、７２の出口８４、８５からそれぞれ流れ出て、チャンバ７９の略中間点にて衝突し、スラリー中の不溶性材料の粒子寸法を更に小さくする。
【００３７】
上記の好ましい実施の形態に関して本発明を説明したが、この説明は単に一例にしか過ぎず、当業者に明らかであるように、程度の異なる代替例、均等例及び変更例が本発明の範囲に属するものであり、従って、本発明の範囲は、上記の説明により何ら限定されるのではなく、特許請求の範囲に記載によってのみ限定されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  旋回流ノズル装置の第一の実施の形態を示す側面図である。
【図２】  旋回流ノズル装置の第一の実施の形態を示す、図１の線２、２に沿った断面図である。
【図３】  旋回流ノズル装置の第二の実施の形態を示す側面図である。
【図４】  旋回流ノズル装置の第二の実施の形態を示す、図３の線４、４に沿った正面断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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