JP2002539924A - 流体ジェット形成方法および装置 - Google Patents

流体ジェット形成方法および装置

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JP2002539924A JP2000606357A JP2000606357A JP2002539924A JP 2002539924 A JP2002539924 A JP 2002539924A JP 2000606357 A JP2000606357 A JP 2000606357A JP 2000606357 A JP2000606357 A JP 2000606357A JP 2002539924 A JP2002539924 A JP 2002539924A
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モハメド エイ ハシシ
スティーヴン ジェイ クレイゲン
フェライス エム シューリ
保生 馬場
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フロー インターナショナル コーポレイション
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 選択表面に向けられる高圧流体ジェットの干渉性を制御する方法および装置。一実施形態では、干渉性は、流体ジェットを形成する流体の乱流レベルを操作することにより制御される。乱流レベルは、流体が通るノズルオリフィスの上流側および下流側で操作される。例えば、一実施形態では、流体は1次流体であり、該1次流体に2次流体が同伴される。1次流体および2次流体の両方を含む流体ジェットは、選択表面に向けられて、切断、粉砕、粗面化、ピーニングまたは他の処理を行う。2次流体の特性は、流体ジェットの干渉性を増大または減少させるべく選択される。他の実施形態では、逆円錐状チャンネル、上流側オリフィス、突出部のような乱流発生器および他の装置をノズルオリフィスの上流側に配置して、得られる流体ジェットの干渉性を制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、高圧流体ジェットを発生する方法および装置に関し、より詳しくは
、制御されたレベルの干渉性を有する流体ジェットを発生する方法および装置に
関する。
【0002】 (背景技術) 水または他の流体のジェットを100,000psiまでまたはこれを超える
圧力に加圧および合焦させかつ該ジェットを基板に当てることにより、基板の洗
浄、切断または他の処理を行うのに、慣用の流体ジェットが使用されている。流
体ジェットは、特定用途に基いて種々の断面形状およびサイズを有している。例
えばジェットは、基板を切断するには比較的小さい円形断面形状とし、また基板
の表面の洗浄または他の処理を行うには大きいおよび/または非円形の断面形状
にすることができる。
【0003】 慣用の流体ジェットの1つの欠点は、ガラス繊維、布および脆性プラスチック
等の或る材料に裂けまたは変形を生じさせることである。他の欠点は、慣用の流
体ジェットの有効性が、特に、基板と流体ジェットが噴射されるノズルとの間の
距離に敏感なことである。従って、表面形状が変化している基板を均一に処理す
ることは困難である。また、種々の異なる基板を処理するのに同じ流体ジェット
装置を使用することは困難である。更に別の欠点は、特に非円形流体ジェット用
の幾つかの慣用ジェットノズルは、製造が困難および/または高価なことである
【0004】 (発明の開示) 従って、当業界では、比較的簡単に製造できかつノズルと基板との間の隔離距
離について過度に敏感になることなく種々の基板を切断しまたは他の処理を行う
ことができる改善された流体ジェット装置が要望されている。本発明は、これら
の要望を満たしかつ他の関連長所を提供する。
【0005】 簡単にいえば、本発明は、高圧流体ジェットの干渉性を制御する方法および装
置を提供する。本発明の一実施形態では、流体ジェットは、2つの流体すなわち
、1次流体および2次流体で構成される。1次流体は、ノズルオリフィスを通っ
て下流側導管内に流入する。少なくとも1つのノズルおよび導管には2次流体源
に連結される孔を設け、これにより、2次流体が1次流体に同伴(entrained)
されて両流体が出口開口を通って導管から出るように構成されている。
【0006】 本発明の一態様では、1次流体および/または2次流体は、所望の効果を発揮
するように制御される。例えば、2次流体の圧力を1次流体の圧力よりもやや低
くして流体ジェットの干渉性を増大させるか、2次流体の圧力を高くして流体ジ
ェットの干渉性を低減させる。本発明の他の態様では、2次流体の流れを反転さ
せ、2次流体が、導管の出口開口から吸引されかつ出口から排出されるように構
成されている。
【0007】 本発明の一実施形態による方法では、導管を出る流体ジェットは繊維質材料に
指向されて、該材料を切断する。本発明の他の実施形態では導管は回転でき、ま
た、本発明の方法は、導管を回転させて、流体ジェットを、例えば自動車のエン
ジンブロックのボアのような円筒状開口の壁に指向させることができる。
【0008】 更に別の実施形態では、ノズルを通る流体の乱流、従ってこの結果生じる流体
ジェットの干渉性を操作するのに他の装置を使用することができる。例えば、付
加ノズルオリフィス、突出部または円錐状流路をオリフィスの上流側に配置して
、ノズルオリフィスに流入する流れの乱流を増大させることができる。
【0009】 (発明を実施するための最良の形態) 一般に、慣用の高圧流体ジェット方法および装置は、高圧流体をノズルオリフ
ィスを通して射出させ、選択された材料の貫通切断または処理が可能な高度に合
焦された流体ジェットすなわち干渉性流体ジェットを形成することに向けられて
きた。これとは異なり、本発明の一態様は、ノズルオリフィスの上流側および/
または下流側の乱流レベルを操作することにより、流体ジェットの干渉性を制御
することからなる。乱流レベルは、例えばノズルオリフィスの上流側の第2オリ
フィスまたはノズルオリフィスの上流側の流れ内に延入する突出部を備えた乱流
発生器すなわち乱流発生手段により操作できる。或いは、乱流発生手段には、ノ
ズルオリフィスの下流側に1つ以上の孔を設け、該孔を通して流体をポンピング
すなわち排出させることができる。第2流体の圧力は、得られる流体ジェットの
干渉性を増大または減少させるように選択できる。従って、以下の説明は、流体
ジェットの干渉性を減少できる乱流発生手段並びに流体ジェットの干渉性を増大
する手段を備えた種々の干渉性制御装置および方法について行う。
【0010】 図1Aおよび図1Bには、本発明の一実施形態による流体ジェット装置10が
示されている。装置10は、1次流体をノズル30に供給するサプライ導管40
を有している。装置10は更に乱流発生器75を有し、該乱流発生器75は、本
発明の一態様では、1次流体に2次流体を同伴させる2次流孔22を有している
。1次流体および2次流体は、一緒に、軸線方向に細長いデリバリ導管50内に
流入しかつ流体ジェット90の形態をなしてデリバリ導管50から出て、下にあ
る基板80に衝突する。
【0011】 より詳しくは、装置10は、サプライ導管40に連結される1次流体供給源4
1(図1Aに概略的に示す)を有している。1次流体供給源41は、空気等の気
相流体、水等の液相流体、食塩水または他の適当な流体を供給できる。1次流体
供給源41には、1次流体を100,00psiまでの圧力またはこれを超える
圧力まで加圧する増圧器または他の高圧装置を備えたポンプ等の加圧手段を有し
ている。例えば、Flow International Corporation社(Kent、ワシントン州)ま
たはIngersoll-Rand社(Baxter Springs、カンザス州)から、50,000ps
iまでの圧力を発生できる直接駆動ポンプおよび100,000psiまでの圧
力およびこれを超える圧力を発生できる増圧器を備えたポンプが市販されている
。より詳細に後述するように、選択される特定圧力およびポンプは、基板80の
特性および基板80に作用する流体ジェット90の意図した効果に基いて定めら
れる。
【0012】 サプライ導管40は、ノズル30の上流側に位置している。一実施形態では、
ノズル30は、ノズル支持体20によりサプライ導管40に対して支持される。
リテーナ21がサプライ導管40に螺着され、ノズル支持体20(ノズル30が
装着されている)を押圧して、サプライ導管40に係合させている。ノズル支持
体20は、ノズル30を収容しかつ1次流体をノズル30に導くための通路27
を有している。ノズル30とノズル支持体20との間の界面は、環状ノズルシー
ル35(図1B)によりシールされる。
【0013】 ノズル30は、該ノズルを通って入口開口31から出口開口32まで延びてい
るノズルオリフィス33(図1B)を有している。一実施形態では、ノズルオリ
フィス33は入口開口31から出口開口32まで延びているほぼ軸対称の断面形
状を有し、他の実施形態では、ノズルオリフィス33の1つ以上の部分は、対応
する非軸対称断面形状をもつ流体ジェットを発生させるためのほぼ楕円形または
他の断面形状を有する。ノズル30は、高圧1次流体により発生される高圧およ
び応力に耐え得るサファイヤ、ダイヤモンドまたは他の硬質材料で製造される。
【0014】 一実施形態では、同伴領域59(図1A)はノズル30の下流側に配置されて
いる。この実施形態の好ましい態様では、同伴領域59は、ノズルオリフィス3
3の流域面積(flow area)より大きい流域面積を有し、2次流孔22を通る2
次流体を同伴することができる。図1Aに示す実施形態では、4つの円形2次流
孔22(図1Aには、これらのうちの3つが示されている)が、ノズル30に対
してほぼ同じ軸線方向位置で互いに間隔を隔てて配置されている。他の実施形態
では、出口オリフィス32の下流側に延びている流路に沿う任意の位置に、円形
または他の断面形状をもつ4つ以上または4つ以下の2次流孔22を配置できる
。2次流孔22は、同伴領域59を通る流れ方向に対してほぼ垂直(図1A)に
配向されるか、図3に関連してより詳細に後述するように流れ方向に対して鋭角
または鈍角に配向される。
【0015】 一実施形態では、2次流孔22の半径方向外方の領域は、2次流孔22に対し
て2次流体をより均一に分散させるため、マニホルド52により包囲することが
できる。マニホルド52には、2次流体供給源51(図1に概略的に示されてい
る)に連結されるマニホルド入口56をを設けることができる。一実施形態では
、2次流体供給源51は、空気、窒素、二酸化炭素等のガスまたは他の適当なガ
スをマニホルド52に供給できる。他の実施形態では、2次流体供給源51は、
液体をマニホルド52に供給できる。より詳細に後述するように、いずれの実施
形態でも、2次流体は、流体ジェット90の干渉性に所望の効果を与えるものが
選択される。
【0016】 同伴領域59の下流側に配置されるデリバリ導管50は、1次流体および2次
流体を受け入れて流体ジェット90を形成する。従って、デリバリ導管50は、
2次流孔22の下流側に配置された上流側開口54を有している。デリバリ導管
50はまた流体ジェット90が出る下流側開口55と、該下流側開口55と上流
側開口54との間で延びているチャンネル53を有している。デリバリ導管50
は、接着剤を含む任意の幾つかの慣用手段によりリテーナ21に連結され、かつ
デリバリ導管50を通る流体ジェット90の摩耗力に耐え得る材料(例えばステ
ンレス鋼)で形成される。
【0017】 一実施形態では、デリバリ導管50の流れチャンネル53を通る流域面積はノ
ズル30を通るノズルオリフィス33の最小直径より大きく、1次流体が2次流
体を同伴するのに充分な流域面積を得ることができる。例えば、ノズルオリフィ
ス33は0.003〜0.05インチの最小直径を有し、デリバリ導管50は0
.01〜0.10インチの最小直径を有する。デリバリ導管50の全長(上流側
開口54と下流側開口55との間の長さ)は、該デリバリ導管50の下流側開口
の平均直径の10〜200倍にして、2次流体と1次流体との充分な混合が得ら
れるように構成する。本願で使用されるとき、下流側開口55の平均直径とは直
線寸法(lineal dimension)をいい、この寸法を二乗したものにπ(約3.14
15)を掛け、これを4で割ったものは、下流側開口55の流域面積に等しい。
【0018】 装置10の幾何学的形状および1次流体および2次流体の特性は、基板に施す
べき所望の効果に基いて選択される。例えば、装置10が繊維質材料を切断する
のに使用される場合には、1次流体は約25,000〜100,000psi(
好ましくは約55,000psi)の圧力の水で形成し、2次流体は、好ましく
は大気圧と約10psiとの間の圧力の空気で形成できる。ノズルオリフィスの
最小直径が約0.005〜0.020インチ(好ましくは約0.007インチ)
である場合には、デリバリ導管50の最小直径は約0.01〜0.10インチ(
好ましくは約0.020インチ)とし、かつデリバリ導管50の長さは約1.0
〜5.0インチ(好ましくは約2.0インチ)とすることができる。
【0019】 或いは、装置10がアルミニウム基板をピーニングするのに使用される場合に
は、1次流体は約10,000〜100,000psi(好ましくは約45,0
00psi)の圧力の水で形成し、2次流体は、約0.05〜0.5ガロン/分
(gpm)(好ましくは約0.1gpm)の流量で供給される大気圧と約100
psiとの間の圧力(好ましくは約60psi)の水で形成できる。ノズルオリ
フィス33の最小直径は約0.005〜0.020インチ(好ましくは約0.0
10インチ)とし、デリバリ導管50は約0.015〜0.2インチ(好ましく
は約0.03インチ)の直径、および約0.375〜30インチ(好ましくは約
4インチ)の長さにすることができる。基板80と導管50の下流側開口55と
の間のノズル高60は、約1.0〜10.0インチ(好ましくは約3.0インチ
)にすることができる。
【0020】 1次流体に対する2次流体のマスフローおよび圧力は、流体ジェット90の干
渉性に影響を与えるべく制御することができる。例えば、1次流体が10,00
0〜100,000psiの圧力の水で、2次流体が大気圧の空気または約3〜
20psiの空気である場合には、2次流体の流量は1次流体の流量の約1〜2
0%にすることができる。これらの流量では、2次流体は流体ジェット90の干
渉性を低減させ、流体ジェット90を、高度に合焦した流体ジェットから、離散
流体粒滴を含む、より分散した(すなわち干渉性の低い)流体ジェットへと変化
させる。
【0021】 上記方法および後述の方法のいずれにおいても、装置10を基板80に対して
移動させることにより(またはこの逆により)、基板80の表面上の選択された
経路に沿って流体ジェット90を前進させることができる。流体ジェット90を
形成する粒滴の速度、サイズ、形状および間隔は、基板80上に所望の効果(す
なわち、切断、粉砕、ピーニングまたは粗面化)を生じさせるべく制御される。
【0022】 分散した流体ジェット90の1つの長所は、布、フェルトおよびガラス繊維等
の或る繊維質材料並びに幾つかのプラスチックのような或る脆性材料を貫通して
より有効に切断できることである。例えば、分散した流体ジェットは、慣用ジェ
ットによる切断では一般的に見られる凹凸縁部を残すことなく、繊維質材料を貫
通切断することができる。
【0023】 他の長所は、流体ジェット自体が分散する場合でも、デリバリ導管50の下流
側開口55の下流側の大きい距離に亘って分散流体ジェット90の特性を維持で
きることである。例えば、ひとたび、流体ジェット90が導管50内の制御され
た環境内で2次流体を同伴したならば、導管50を出た後に流体ジェット90が
付加的大気を同伴する傾向が小さく、従って安定性が高くなる。従って、流体ジ
ェット90は、大きい範囲のノズル高60に亘って有効である。この効果は、特
に、同じ装置10を使用して、下流側開口55から異なるノズル高60に配置さ
れた幾つかの基板80を処理する場合に特に有効である。
【0024】 装置10の他の長所は、干渉性ジェットを慣用的に形成する既存ノズル30の
幾何学的形状を変えることなく、既存ノズル30を装置10に取り付けて、分散
流体ジェット90を形成できることである。従って、使用者は、同じノズルを使
用して干渉性ジェットおよび分散ジェットを発生させることができる。
【0025】 図1Aに示す装置10は、種々の方法に従って使用し、対応する種々の結果を
得ることができる。例えば、前述のように、2次流体を流体ジェット90内に導
入して流体ジェット90を分散させ、ジェットが繊維質材料を貫通切断する有効
性を高めることができる。他の実施形態では、2次流体を低圧(一実施形態では
、約2〜3psiの範囲内の圧力)で導入して、流体ジェット90の干渉性を増
大させることができる。この実施形態の一態様では、一般に、2次流体の粘度の
方が1次流体の粘度よりも低くて、1次流体と導管50の壁との間に環状バッフ
ァを形成できる。バッファは、1次流体と導管壁との間の摩擦を低減でき、従っ
て1次流体が分散する傾向が低減される。
【0026】 他の実施形態では、2次流体として液体窒素のような低温流体を使用するか、
2次流体が1次流体の凍結点以下の温度に冷却され、これにより、1次流体と2
次流体とが混合されたときに、1次流体の一部が凍結して凍結粒子を形成する。
凍結粒子は、基板80の表面のピーニング、粗面化または他の処理に使用できる
【0027】 他の実施形態では、2次流体および/または1次流体の流れにパルスを発生さ
せ、間欠高エネルギバーストをもつジェットを形成できる。流体には、流体のマ
スフローまたは圧力を調整することによりパルスを発生させることができる。こ
の実施形態の他の態様では、流体がパルス化される速度は、(デリバリ導管50
の長さに基いて)調和が得られるように選択され、流体ジェット90を各パルス
のエネルギに応答させて、該エネルギを増大させる。
【0028】 他の実施形態では、2次流体供給源51を逆に作動(すなわち、ポンプとして
ではなく、真空源として作動)させ、デリバリ導管50の下流側開口55および
孔22を通して真空を上方に吸引する。下流側開口55からデリバリ導管50を
通して真空を吸引することの効果は、2次流孔22を通る流れを同伴することの
効果と同様であることが判明しており、流体ジェット90の干渉性を低減または
増大させることができる。例えば、一実施形態では、流体ジェット90の干渉性
を増大させるのに、約20〜26in.Hg(大気圧より低い圧力)の真空圧力
が観察されている。これらの圧力で、真空は、同伴領域59内の空気の量を減少
させること、従って同伴領域59内の1次流体と空気との間の摩擦を低下させる
ことができる。大気圧と、大気圧より低い20in.Hgとの間の他の真空圧力
では、流体ジェット90の干渉性が低減される。
【0029】 更に別の実施形態では、2次流体は、基板80に所定の効果を与えるものが選
択される。例えば、一実施形態では、2次流体として液体を使用し、得られる流
体ジェット90を、基板80のピーニングさもなくば変形に使用することができ
る。或いは、2次流体としてガスを使用し、得られる流体ジェット90を、ピー
ニング、切断、表面テクスチャリング(surface texturing)、または基板80
からの材料の除去を含む他の作業に使用することもできる。
【0030】 図2は、本発明の他の実施形態によるノズル支持体120を備えた流体ジェッ
ト装置110を示す側断面図である。図2に示すように、ノズル支持体120は
下方に傾斜した上面125を有し、該面125は、サプライ導管140の下方に
傾斜した下面126と係合する。ノズル支持体120は、リテーナ121により
、サプライ導管140に当接する状態で所定位置に保持される。リテーナ121
は、該リテーナ121の内面と、ノズル支持体120の外面との間にマニホルド
152を形成する。2次流孔122が、2次流体を、マニホルド152からノズ
ル30の下流側の同伴領域159に導く。マニホルド152は、マニホルド入口
156を介して2次流体供給源51(図1A)に連結される。
【0031】 また、図2に示すように、装置110は、デリバリ導管50の下流側開口55
の周囲のハウジング170を有している。ハウジング170はデリバリ導管50
と基板80との間に配置され、流体ジェット90と基板80との衝突により生じ
る飛散物を防止する。この実施形態の一形態では、ハウジング170の壁は透明
で、使用者が、流体ジェット90と該流体ジェット90に直ぐ隣接する基板80
とを観察できるように構成される。
【0032】 本発明の他の態様では、ハウジング170は、流体ジェット90と基板80と
の衝突により生じる飛散物を排出すべく連結される第1ポート171を有してい
る。別の構成(例えば、孔122に真空が加えられる場合)として、図1Aおよ
び図1Bを参照して前述したのと同様にして、空気または他のガスを第1ポート
171を介して供給し、デリバリ導管50に真空を加えることができる。他の実
施形態では、流体を第1ポート171から供給して、第2ポート172から除去
することができる。例えば、流体ジェット90と基板80との接触点に不活性環
境を維持したい場合には、窒素等の不活性ガスを、第1ポート171を介してハ
ウジング170内にポンピングし、第2ポート172から排出することができる
【0033】 図3は、本発明の他の実施形態による2つのマニホルド252(上流側マニホ
ルド252aおよび下流側マニホルド252bとして示されている)を備えた装
置210を示す部分側断面図である。図3に示すように、上流側マニホルド25
2aは、2次流体を上流側同伴領域259aに導入する上流側流孔222aを有
し、下流側マニホルド252bは、2次流体を下流側同伴領域259bに導入す
る下流側流孔222bを有している。一実施形態では、上流側孔222aおよび
下流側孔222bは同じ直径にすることができる。他の実施形態では、上流側孔
222aの直径と下流側孔222bの直径とを異ならせて、上流側同伴領域25
9a内で同伴される2次流体の量と、下流側同伴領域259b内で同伴される流
れの量とを異ならせることができる。他の実施形態では、上流側孔222aおよ
び/または下流側孔222bは、1次流体の流れ方向に対して90°より大きい
(または小さい)角度に配置できる。例えば図3に示すように、上流側孔222
aを、1次流体の流れ方向に対して90°より小さい角度に配向できる。
【0034】 上流側同伴領域259aは、上流側デリバリ導管250aを介して下流側同伴
領域259bに連結される。下流側デリバリ導管250bは、下流側同伴領域2
59bから基板80に向かって延びている。下流側デリバリ導管250bの内径
は上流側デリバリ導管250aの内径より大きく、下流側同伴領域259b内で
同伴された付加流れを収容することができる。上流側マニホルド252aおよび
下流側マニホルド252bは、それぞれ、マニホルド入口256a、256bを
介して同じ(または異なる)2次流体供給源51(図1A)に連結され、2次流
体を帯域領域259に供給することができる。
【0035】 図3に示す実施形態では、装置210は2つのマニホルド252を有している
。他の実施形態では、装置210に、3つ以上のマニホルドおよび/または単一
のマニホルドを設けて、ノズル30と基板80との間で軸線方向に間隔を隔てた
流孔に2次流体を供給するように構成できる。また、図3に示す実施形態では、
各マニホルド252が4つ(図3ではこれらのうちの3つが示されている)の流
孔222を備えているが、他の実施形態ではこれより多い(または少ない)流孔
222を設けることができる。
【0036】 図3に示す装置210の長所は、ノズル30の下流側の2箇所(またはこれよ
り多数)の軸線方向位置で2次流体を供給することにより、流体ジェット90の
特性を容易に制御できることである。また、選択された組成および選択された干
渉性レベルをもつ流体ジェット90を形成するため、上流側マニホルド252a
および下流側マニホルド252bを異なる2次流体供給源に連結できる。或いは
、各マニホルド252には、同じ流体を、異なる圧力および/またはマスフロー
流量で供給できる。いずれの場合でも、図3に示した装置210の他の長所は、
異なる特性をもつ流体を各マニホルド252に供給することにより、流体ジェッ
ト90の特性を容易に制御できることである。
【0037】 図4Aは、サプライ導管340から摺動により取り外すことができるノズル支
持体320を備えた装置310を示す一部を破断した正面図である。従って、サ
プライ導管340は、ノズル支持体320が挿入されるアクセス開口323を有
している。サプライ導管340はまた、アクセス開口323とノズル支持体32
0との間の界面を密封するシール324を有している。一実施形態では、デリバ
リ導管350がノズル支持体320とは別体に製造されて、該ノズル支持体32
0に取り付けられる。更に別の実施形態では、ノズル支持体320とデリバリ導
管350とが一体に形成される。いずれの場合でも、ノズル支持体320には、
2次流体をデリバリ導管350に供給する2次流孔322を設けることができる
【0038】 図4Bは、図4Aに示した装置310を示す一部を破断した側面図である。図
4Bに示すように、ノズル支持体320は、矢印Aで示す方向に沿って開口32
3内に移動でき、これによりノズル支持体320がサプライ導管340に座合さ
れかつ該サプライ導管340に対してシールされる。また図4Bに示すように、
アクセス開口323は、2次流体を周囲環境から2次流孔322内に吸引できる
ように開口している。一実施形態では、周囲環境(従って2次流体)は空気のよ
うなガスで構成でき、他の実施形態では、周囲環境および2次流体は、水のよう
な液体で構成できる。いずれの場合でも、ノズル支持体320およびデリバリ導
管350は、これらを矢印Bで示すようにサプライ導管340から横方向に移動
させることにより、一体として取り外すことができる。従って、使用者は、1組
の選択された特性をもつノズル支持体320とデリバリ導管350との組合せを
、他の組の選択された特性をもつ他の組合せに置換できる。選択された特性とし
て、例えば、ノズル30(図4A)のサイズ、2次流孔322の数およびサイズ
、およびデリバリ導管350のサイズがある。
【0039】 図5は、本発明の他の実施形態による回転可能なデリバリ導管450を備えた
装置410を示す部分側断面図である。この実施形態の一態様では、装置410
は、例えば自動車のエンジンブロックのシリンダ480の壁481を処理するの
に使用できる。装置410はまた、航空機のバーナカンの内面のような他の軸対
称(または非軸対称)のキャビティ面の処理に使用できる。
【0040】 一実施形態では、装置410は、慣用の回転シール(図示せず)を介して1次
流体供給源41(図1A)に対し回転可能に連結されたサプライ導管440を有
し、該サプライ導管440は矢印Cで示すようにその主軸線の回りで回転できる
。サプライ導管440は2つのノズル支持体420を有し(図5にはそのうちの
1つが示されている)、各ノズル支持体420は、サプライ導管440に流体連
通しているノズル30を有している。各ノズル支持体420は、対応デリバリ導
管450と一体に形成するか、該デリバリ導管450に取り付けることができ、
更に、リテーナ421を用いてサプライ導管440に対して所定位置に固定でき
る。この実施形態の好ましい態様では、各デリバリ導管450は、流体ジェット
90がシリンダ壁に向くように、サプライ導管440の回転軸線から外方に向か
って傾斜している。
【0041】 図5に示す実施形態では、デリバリ導管450は、シリンダ壁481に対して
約45°の角度で傾斜している。他の実施形態では、デリバリ導管450とシリ
ンダ壁481とのなす角度は、シリンダ壁に対してほぼ接する角度から90°の
角度まで任意の値に定めることができる。図示の都合上、図5には2つのデリバ
リ導管450が示されているが、他の実施形態では、装置410には、より多い
(または少ない)デリバリ導管を設け、これらを図5に示したデリバリ導管と同
じ軸線方向位置または異なる軸線方向位置に配置することができる。
【0042】 装置410はまた、サプライ導管440の回りに配置されたマニホルド452
を有している。マニホルド452は、該静止マニホルド452と回転サプライ導
管440との間の流体気密嵌合を形成するシール457(上方シール457aお
よび下方シール457bとして示されている)を有している。2次流体は、マニ
ホルド入口456を通ってマニホルド452内に流入しかつマニホルド通路45
8および2次流孔422を通って流れ、ノズル30を通って流れる1次流体に同
伴される。1次流体および2次流体は、図1Aおよび図1Bに関連して前述した
ように、流体ジェット90として一緒に流れる。
【0043】 図5に示す装置410の実施形態の1つの長所は、エンジンシのリンダボア等
の軸対称の幾何学的形状をもつ表面の処理に特に適していることである。また、
この装置410は、広範囲の直径をもつ種々のシリンダの壁を処理するのに使用
できる。なぜならば、図1Aおよび図1Bに関連して前述したように、流体ジェ
ット90の特性は、デリバリ導管450から大きい距離に亘ってほぼ一定に維持
されるからである。また、使用者は、表面処理が完了した後に1次流体の流れを
遮断して、2次流体(空気または他のガスで形成できる)のみをシリンダ壁48
1に指向させ、高強度コーティング等の他の材料の塗布前にシリンダ壁を乾燥さ
せることができる。他の実施形態では、装置410を使用して、高強度コーティ
ング自体をシリンダ壁481に供給することができる。従って、同じ装置410
を使用して、シリンダボアまたは他の基板表面の処理に関連する広範囲の機能に
供することができる。
【0044】 図6は、本発明の他の実施形態による、ノズル530の上流側に配置された乱
流発生器575を備えた装置510を示す部分側断面図である。ノズル530は
、図1Aおよび図1Bに関連して前述したのとほぼ同様な態様で、リテーナ52
1を用いてサプライ導管540に連結されたノズル支持体520により支持され
る。より詳細に後述するように、乱流発生器575は、ノズル530を出る流体
ジェット90の干渉性を制御すべく、上記2次流体の代わりに、または上記2次
流体に加えて使用できる。
【0045】 図6に示す実施形態では、乱流発生器575は、ノズル530の上流側に配置
される円錐状導管576を有している。円錐状導管576は、該導管576を通
る流域面積が下流側に向かって増大するように配向されている。従って、円錐状
導管576を通る流れは該導管576の内壁から離れる傾向を有し、伴流、渦流
および他の乱流構造を形成する。ノズル530を出ると、流体ジェット90の形
態をなす乱流は、下流側方向に収束する円錐状導管により発生される干渉性ジェ
ット流とは異なり、離散粒滴を形成する大きい傾向を有する。この装置510に
より形成される、小さい干渉性を有する流体ジェット90は、図1Aおよび図1
Bに関連して前述したように、繊維質材料および/または脆性材料等の或る材料
を処理するのに使用される。
【0046】 一実施形態では、導管の上流側開口は0.005〜0.013インチの直径を
有し、円錐状導管576は約0.75インチの長さを有する。他の実施形態では
、円錐状導管576は、上流側開口に対して他の長さにし、および/または、選
択されたレベルの干渉性を形成すべく流域面積が下流側方向に増大する限り、任
意の形状をもつ導管に置換できる。更に別の実施形態では、図7〜図9に関連し
て後述するように、ノズル530の上流側の流れを乱して、得られる流体ジェッ
ト90の干渉性を低減させる他の手段を使用することもできる。
【0047】 図7は、上流側ノズルオリフィス633aを備えた上流側ノズル630aを有
する乱流発生器675を備えた装置610を示す部分側断面図である。装置61
0はまた、下流側ノズルオリフィス633bを備えた下流側ノズル630bを有
し、該下流側ノズル630bは、連結導管676を介して上流側ノズル630a
に連結されている。各ノズルは、シール635により所定位置でシールされてい
る。図7に示すように、連結導管676は、上流側ノズル630aを支持するた
めの上流側ノズル支持部分620aを有している。下流側ノズル630bは、別
体の下流側ノズル支持部分620bにより支持されている。別の実施形態では、
図8Aに関連してより詳細に後述するように、下流側ノズル支持体620bは、
連結導管676と一体に形成できる。
【0048】 一実施形態では、上流側ノズル630aおよび下流側ノズル630bを通るオ
リフィス633は、ほぼ円形の断面形状を有する。他の実施形態では、ノズルオ
リフィス633のうちのいずれか一方または両方は、円形以外の形状にすること
ができる。例えば一実施形態では、下流側ノズル630bには、円錐形とクサビ
形ノッチとの交差により形成される流域面積をもつオリフィス633bを設ける
ことができる。
【0049】 好ましい実施形態では、上流側ノズルオリフィス633aは、少なくとも下流
側ノズルオリフィス633bの最小流域面積と同じ大きさの最小流域面積を有す
る。上流側および下流側の両ノズルオリフィスが円形である、この実施形態の他
の好ましい態様では、上流側ノズルオリフィス633aは、下流側ノズルオリフ
ィス633bの最小直径の少なくとも2倍の最小直径を有する。従って、ノズル
630を通る流れの圧力損失は約6%以下である。上流側ノズル630aを通る
最小流域面積が下流側ノズル630bを通る最小流域面積に対して増大すると、
上流側ノズル630aを通る圧力損失は減少する。同時に、上流側ノズル630
aにより発生される流れの乱れが減少する。従って、好ましい実施形態では、上
流側ノズル630aおよび下流側ノズル630bは、流体ジェット90の干渉性
を、好ましくない大きい(従って、効率の低い)圧力損失を発生させることなく
、選択された用途(例えば、繊維質材料、脆性材料または他の材料の切断)に適
したレベルまで低下させるのに充分な乱流レベルを発生するように選択される。
【0050】 図7に示す実施形態の他の好ましい態様では、上流側ノズル630aと下流側
ノズル630bとの間の距離は、上流側ノズル630aを通る流体の流れから生
じる乱流構造が、流れが下流側ノズル630bに到達する時点までに完全に消失
しないように選択される。従って、両ノズル630間の距離は、ノズルを通る流
体の圧力、ノズルオリフィス633のサイズ、および得られる流体ジェット90
の干渉性の所望レベルを含む幾つかの変数の関数として定められる。
【0051】 図7に示す実施形態では、上流側ノズル支持部分620aは連結導管676と
一体であり、下流側ノズル支持体620bは別体部品として形成されている。従
って、上流側ノズル支持部分620aおよび連結導管676は、サプライ導管6
40からユニットとして取り外すことができ、下流側ノズル支持体620bはサ
プライ導管640とは別々に取り外される。図8Aに示す別の実施形態では、下
流側ノズル支持体620bは連結導管676と一体化されており、該連結導管6
76は上流側ノズル支持部分620aと一体化されて、着脱可能なカートリッジ
677を形成している。この実施形態の他の態様では、上流側ノズル630aお
よび下流側ノズル630bもカートリッジ677と一体化できる。この構成の長
所は、使用者がカートリッジ677をユニットとして容易に取り外しおよび/ま
たは置換できることである。また、使用者は、選択された用途に適した特性をも
つ流体ジェット90(図7)を形成するカートリッジ677を選択できる。
【0052】 他の実施形態では、下流側ノズル630bに流入する流れの乱流を増大させ、
従って下流側ノズルを出る流体ジェット90の干渉性を低減させるのに、図6〜
図8Aに示したもの以外の手段を使用できる。例えば、図8Bに示す他の一実施
形態では、乱流発生器675は1つ以上の突出部678を有している。該突出部
678は、カートリッジ677の内面から突出しており、隣接する流体の流れ内
に渦および他の乱流構造を発生させる。図8Cに示す他の実施形態では、突出部
678が、同様に渦および他の乱流構造を発生させる凹部678aに置換されて
いる。図8Dに示す更に別の実施形態では、乱流発生器675は、カートリッジ
677を通る流路を横切って延びているワイヤ679を有している。図8B〜図
8Dに関連して説明した上記いずれの実施形態においても、乱流発生器675は
、出てくる流体ジェット90に所望レベルの干渉性を発生させる、所望レベルの
乱流を隣接流れ内に発生できるサイズおよび形状を有している。
【0053】 図9は、本発明の更に別の実施形態による、カートリッジ777を保持ナット
721に向けて押圧するばね774を備えた装置710を示す側断面図である。
従ってカートリッジ777が取り付けられたサプライ導管740は、カートリッ
ジ777がサプライ導管740の内部で摺動しない状態で、任意の方向に配置で
きる。この実施形態の他の長所は、種々の軸線方向長さをもつカートリッジ77
7を、サプライ導管740を改造する必要なくしてサプライ導管740内に配置
できることである。
【0054】 図10は、下流側ノズル830bの上流側に配置された乱流発生器875と、
下流側ノズル830bの下流側に配置された2次流孔822との両方を備えた装
置810を示す部分側断面図である。乱流発生器875は、図10に示すような
上流側ノズル830aを有し、他の実施形態では、乱流発生器875は、図8B
〜図8Dに示したいずれかの装置または下流側ノズル830bに流入する流れ内
に所望レベルの乱流を発生させる他の装置を有する。2次流孔822は、2次流
体供給源41(図1A)のからの2次流体を同伴し、これにより、図1Aおよび
図1Bに関連して前述したように、一体化した2次流体および1次流体の流れが
デリバリ導管850を通る。
【0055】 図10に示した装置の長所は、上流側乱流発生器875が下流側2次流孔82
2と協働し、使用者が、装置を通って流れる流体の乱流についての、従って、得
られる流体ジェット90の干渉性についての広範囲の制御が行えることである。
例えば、使用者は、下流側ノズル830bの上流側および下流側の両方の流れを
操作することにより、流体ジェット90の所望レベルの干渉性を容易に得ること
ができる。
【0056】 以上、本発明の特定実施形態を例示の目的で説明したが、本発明の精神および
範囲から逸脱することなく種々の変更をなし得ることは理解されよう。例えば、
図6〜図10に示した任意の乱流発生器は、図5に示した回転装置410と組み
合わせて使用できる。かくして、本発明は、本願明細書で説明した実施形態に限
定されるものではなく、特許請求の範囲の記載により定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1A】 本発明の一実施形態による装置の一部を破断した概略部分側断面図である。
【図1B】 図1Aに示した装置の一部を示す拡大側断面図である。
【図2】 本発明の他の実施形態によるデリバリ導管ハウジングを備えた装置を示す部分
側断面図である。
【図3】 本発明の更に別の実施形態による、互いに間隔を隔てた2つの軸線方向位置で
導入される2次流を有する装置を示す部分側断面図である。
【図4A】 本発明の更に別の実施形態による着脱可能なノズル/導管組立体を備えた装置
を示す一部を破断した正面図である。
【図4B】 図4Aに示した装置を示す一部を破断した側断面図である。
【図5】 本発明の更に別の実施形態による、円筒状ボアを処理する複数の回転ノズルを
備えた装置を示す一部を破断した側断面図である。
【図6】 本発明の更に別の実施形態による拡散円錐状導管を備えた装置を示す一部を破
断した側断面図である。
【図7】 本発明の更に別の実施形態による、上流側ノズルと、該上流側ノズルから軸線
方向下流側に配置された下流側ノズルとを備えた装置を示す一部を破断した側断
面図である。
【図8A】 本発明の更に別の実施形態によるノズルカートリッジを示す側断面図である。
【図8B】 図8Aに示したノズルカートリッジの第1実施形態によるノズルカートリッジ
を示す側断面図である。
【図8C】 図8Aに示したノズルカートリッジの第2実施形態によるノズルカートリッジ
を示す側断面図である。
【図8D】 図8Aに示したノズルカートリッジの第3実施形態によるノズルカートリッジ
を示す側断面図である。
【図9】 本発明の更に別の実施形態による、ノズル支持体に対して押圧される円錐状導管
を備えた装置を示す側断面図である。
【図10】 本発明の更に別の実施形態による上流側および下流側ノズル、および2次流を
同伴させる下流側の孔を備えた装置を示す側断面図である。 できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 クレイゲン スティーヴン ジェイ アメリカ合衆国 ワシントン州 98001 オーバーン サウス スリーハンドレッス プレイス 5526 (72)発明者 シューリ フェライス エム アメリカ合衆国 ワシントン州 98029 イッサクァー トゥーハンドレッドアンド トゥェンティシクスス アヴェニュー サ ウスイースト 2712 (72)発明者 馬場 保生 愛知県名古屋市守山区西新10−21−501 Fターム(参考) 3B154 AB19 BA47 BB35 BB54 BC07 BC31 BE01 BE04 CA50 4F033 AA04 BA04 CA02 DA01 EA01 JA08 NA01 QA09 QB02Y QB03X QB04 QB12Y QB13Y QB15X QC02 QC09 QD02 QD16 QE14 QE21 QF07Y

Claims (122)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 選択表面を処理する高圧流体ジェットを発生する装置におい
    て、 第1流体の源に連結されるように構成されたノズルを有し、該ノズルは、これ
    を貫通しかつ第1流体の源に流体連通するノズルオリフィスを備え、 該ノズルオリフィスに流体連通する第1導管開口を備えたデリバリ導管を有し
    、該デリバリ導管は更に、第1導管開口から間隔を隔てている、流体ジェットを
    指向させるための第2導管開口を備え、デリバリ導管は第1導管開口と第2導管
    開口との間で延びている導管チャンネルを備え、第1導管開口と第2導管開口と
    の間の導管チャンネルの長さは、第2導管開口の平均直径の少なくとも約10倍
    であり、前記ノズルおよびデリバリ導管のうちの少なくとも一方は、第2導管開
    口の上流側に少なくとも1つの孔を備え、この孔は第2流体源に連結されるよう
    に構成されていることを特徴とする装置。
  2. 【請求項2】 前記孔は第1孔であり、前記ノズルおよびデリバリ導管のう
    ちの少なくとも一方は更に、第1孔から間隔を隔てた第2孔を備えており、第1
    および第2孔は、第1導管開口と第2導管開口との間で延びる軸線に沿う異なる
    位置に配置されていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 前記第2導管開口に近接した管チャンネルの流域面積は、第
    1導管開口に近接したチャンネルの流域面積より大きいことを特徴とする請求項
    2記載の装置。
  4. 【請求項4】 前記孔は第1孔であり、前記ノズルおよびデリバリ導管のう
    ちの少なくとも一方は、第1孔とほぼ同じ軸線方向位置にありかつ第1孔から横
    方向に間隔を隔てている第2孔を有することを特徴とする請求項1記載の装置。
  5. 【請求項5】 前記第1流体の源に連結されるサプライ導管を更に有し、該
    サプライ導管は、ノズルおよびデリバリ導管の少なくとも一部を着脱可能に受け
    入れるためのアクセス開口を備えていることを特徴とする請求項1記載の装置。
  6. 【請求項6】 前記導管の直径に対する導管の長さの比は、約10〜200
    の範囲内にあることを特徴とする請求項1記載の装置。
  7. 【請求項7】 選択表面を処理する高圧流体ジェットを発生する装置におい
    て、 少なくとも約10,000psiの圧力を有する第1流体の源と、 第2流体の源と、 第1流体の源に連結されるサプライ導管と、 該サプライ導管に連結されかつ流体連通しているノズル通路を備えたノズル支
    持本体と、 ノズル通路内に配置されたノズルとを有し、該ノズルは第1流体の源に流体連
    通しているノズルオリフィスを備え、 前記ノズル支持本体に近接して配置されかつノズルオリフィスに流体連通して
    いる第1導管開口を備えているデリバリ導管を更に有し、該デリバリ導管は更に
    、流体ジェットを指向させる第1導管開口から間隔を隔てている第2導管開口を
    備え、該デリバリ導管は第1導管開口と第2導管開口との間に延びている導管チ
    ャンネルを備え、第1導管開口と第2導管開口との間の導管チャンネルの長さは
    、第2導管開口の平均直径の少なくとも約10倍であり、ノズルおよびデリバリ
    導管のうちの少なくとも一方は第2流体の源に連結される少なくとも1つの孔を
    備え、該孔はノズルオリフィスと導管の第2開口との間にあることを特徴とする
    装置。
  8. 【請求項8】 前記孔は第1孔であり、前記ノズルおよびデリバリ導管のう
    ちの少なくとも一方は、第1孔から間隔を隔てた第2孔を備えており、第1およ
    び第2孔は、ノズルオリフィスから第2導管開口まで延びる軸線に沿う異なる位
    置に配置されていることを特徴とする請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 前記サプライ導管はアクセス孔を有し、デリバリ導管はサプ
    ライ導管のアクセス孔内に解放可能に受け入れられることを特徴とする請求項7
    記載の装置。
  10. 【請求項10】 前記デリバリ導管は、サプライ導管に着脱可能に連結でき
    るように構成された複数の互換可能なデリバリ導管のうちの1つであり、各デリ
    バリ導管は、第1導管開口と、第1導管開口の下流側の第2導管開口と、第1導
    管開口と第2導管開口との間に延びている導管チャンネルとを備えていることを
    特徴とする請求項9記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記第1流体は液体を含むことを特徴とする請求項7記載
    の装置。
  12. 【請求項12】 前記第1流体は水を含むことを特徴とする請求項11記載
    の装置。
  13. 【請求項13】 前記第2流体はガスを含むことを特徴とする請求項7記載
    の装置。
  14. 【請求項14】 前記第2流体は、空気、酸素、窒素および二酸化炭素から
    選択されることを特徴とする請求項13記載の装置。
  15. 【請求項15】 前記第2流体は液体を含むことを特徴とする請求項7記載
    の装置。
  16. 【請求項16】 流体ジェットが選択表面に衝突したときに流体ジェットに
    より発生される飛散物を収容するための、前記第2導管開口の回りに配置されか
    つ第2導管開口から選択表面に向かって延びているハウジングを更に有すること
    を特徴とする請求項7記載の装置。
  17. 【請求項17】 選択表面を処理する高圧流体ジェットを発生する装置にお
    いて、 流体の源に連結されるように構成されたノズルを有し、該ノズルは、流体の源
    に流体連通している第1開口と、該第1開口の下流側の第2開口とを備えたノズ
    ルオリフィスを有し、 該ノズルオリフィスの第2開口に流体連通する第1導管開口を備えた導管を有
    し、該導管は更に、第1導管開口から間隔を隔てている、流体ジェットを指向さ
    せるための第2導管開口を備え、導管は第1導管開口と第2導管開口との間で延
    びているチャンネルを備え、導管およびノズルはこれらの間に延びている流路を
    形成し、該流路は、ノズルオリフィスの第2開口と導管の第2開口との間に少な
    くとも1つの孔を備え、該孔は、導管および孔を通して真空を吸引するため、真
    空源に連結されていることを特徴とする装置。
  18. 【請求項18】 前記第2導管開口の回りに配置されかつ第2導管開口から
    選択表面に向かって延びているハウジングを更に有し、該ハウジングは、第2流
    体の源に連結されたハウジング孔を備え、第2流体は、真空源により、第2流体
    の源から導管を通してハウジング内に吸引されることを特徴とする請求項17記
    載の装置。
  19. 【請求項19】 選択表面を処理する高圧流体ジェットを発生する装置にお
    いて、 第1流体の源に連結されるように構成されたサプライ導管と、 該サプライ導管に対して回転可能に連結されておりかつサプライ導管に対して
    回転できるノズルとを有し、該ノズルはサプライ導管に流体連通しているノズル
    オリフィスを備えており、 ノズルオリフィスに流体連通している第1導管開口を備えたデリバリ導管を更
    に有し、該デリバリ導管は更に、第1導管開口から間隔を隔てている、流体ジェ
    ットを選択表面に指向させるための第2導管開口を備え、導管は第1導管開口と
    第2導管開口との間で延びているチャンネルを備え、デリバリ導管およびノズル
    のうちの少なくとも一方は、第2流体の源に連結されるように構成された少なく
    とも1つの孔を備え、該孔はノズルオリフィスと導管の第2開口との間にあるこ
    とを特徴とする装置。
  20. 【請求項20】 前記ノズルは第1ノズルであり、ノズルオリフィスは第1
    ノズルオリフィスであり、デリバリ導管は第1デリバリ導管であり、孔は第1孔
    であり、 第1ノズルを支持するノズル支持本体と、 該ノズル支持本体内に収容されかつ第1ノズルから間隔を隔てて配置された第
    2ノズルとを有し、該第2ノズルが第2ノズルオリフィスを備え、 第2ノズルオリフィスに流体連通している第1導管開口を備えた第2デリバリ
    導管を更に有し、該第2デリバリ導管は更に、第2デリバリ導管の第1導管開口
    から間隔を隔てている第2導管開口を備え、第2デリバリ導管は、該第2デリバ
    リ導管の第1導管開口と第2デリバリ導管の第2導管開口との間で延びているチ
    ャンネルを備え、第2デリバリ導管およびノズルのうちの少なくとも一方は、第
    2流体の源に連結されるように構成された第2孔を備え、該第2孔は第2ノズル
    オリフィスの第2開口と第2導管の第2開口との間にあることを特徴とする請求
    項19記載の装置。
  21. 【請求項21】 前記サプライ導管に隣接して配置されたマニホルドを更に
    有し、該マニホルドは、第1ノズルに流体連通している第1マニホルド孔および
    第2ノズルに流体連通している第2マニホルド孔を備えていることを特徴とする
    請求項20記載の装置。
  22. 【請求項22】 第1流体と、該第1流体の源とを更に有し、第1流体は液
    体であることを特徴とする請求項19記載の装置。
  23. 【請求項23】 第2流体と、該第2流体の源とを更に有し、第2流体はガ
    スであることを特徴とする請求項19記載の装置。
  24. 【請求項24】 第2流体と、該第2流体の源とを更に有し、第2流体は液
    体であることを特徴とする請求項19記載の装置。
  25. 【請求項25】 選択表面の処理に使用される高圧流体ジェットの干渉性を
    制御する装置において、 流体の高圧流を供給する開口を備えた導管と、 該導管の開口に近接して配置されたノズル本体とを有し、該ノズル本体はこれ
    を貫通して延びているオリフィスを備え、 該オリフィスに対して上流側の位置および下流側の位置のうちの少なくとも一
    方の位置に配置された乱流発生器を更に有し、該乱流発生器は、オリフィスの選
    択された距離内に配置され、乱流発生器に隣接して通る高圧流体の流れ内に乱流
    を発生させかつオリフィスを出る高圧流の干渉性を制御することを特徴とする装
    置。
  26. 【請求項26】 前記乱流発生器はオリフィスの上流側に配置されているこ
    とを特徴とする請求項25記載の装置。
  27. 【請求項27】 前記乱流発生器はオリフィスの下流側に配置されているこ
    とを特徴とする請求項25記載の装置。
  28. 【請求項28】 前記乱流発生器は、導管の壁から流体の高圧流内に延入す
    る突出部を備えていることを特徴とする請求項25記載の装置。
  29. 【請求項29】 前記乱流発生器は導管の壁内の凹部を含むことを特徴とす
    る請求項25記載の装置。
  30. 【請求項30】 前記流体は第1流体であり、乱流発生器は第1流体に隣接
    する孔を備え、該孔は第2流体の源に連結され、前記孔は第1流体に第2流体を
    同伴させるため、第1流体の流れに流体連通することを特徴とする請求項25記
    載の装置。
  31. 【請求項31】 前記孔は、第2流体を、第1流体の流れ方向に対して少な
    くとも約90°の角度に指向させるように配置されていることを特徴とする請求
    項30記載の装置。
  32. 【請求項32】 前記孔は、第2流体を、第1流体の流れ方向に対して約9
    0°以下の角度に指向させるように配置されていることを特徴とする請求項30
    記載の装置。
  33. 【請求項33】 前記ノズル本体は第1ノズル本体であり、オリフィスは第
    1オリフィスであり、前記乱流発生器は第1ノズル本体の上流側の第2ノズル本
    体を有し、該第2ノズル本体は、該第2ノズル本体を貫通しかつ第1オリフィス
    とほぼ軸線方向に整合している第2オリフィスを備えていることを特徴とする請
    求項25記載の装置。
  34. 【請求項34】 前記乱流発生器はノズル本体の上流側の導管の一部を備え
    、該導管の一部は第1流域面積と、該第1流域面積の位置より下流側に位置しか
    つ第1流域面積より大きい第2流域面積とを備えていることを特徴とする請求項
    25記載の装置。
  35. 【請求項35】 高圧液体ジェットの干渉性を制御する装置において、 第1流域面積をもつ第1ノズルオリフィスを備えた第1ノズル本体と、 該第1ノズル本体の下流側の第2ノズル本体とを有し、該第2ノズル本体は第
    2流域面積をもつ第2ノズルオリフィスを備え、第2流域面積に対する第1流域
    面積の比は少なくとも約1で、第2ノズルを出る選択された干渉性レベルの液体
    ジェットを発生させ、 高圧液体を第1ノズル本体から第2ノズル本体に指向させるための、第1ノズ
    ル本体と第2ノズル本体との間の通路を備えた流れ導管を更に有することを特徴
    とする装置。
  36. 【請求項36】 前記第2流域面積に対する第1流域面積の比は、約5〜2
    0の範囲内にあることを特徴とする請求項35記載の装置。
  37. 【請求項37】 前記第2流域面積に対する第1流域面積の比は、約10で
    あることを特徴とする請求項35記載の装置。
  38. 【請求項38】 前記第2ノズルオリフィスはほぼ円形の断面形状を有する
    ことを特徴とする請求項35記載の装置。
  39. 【請求項39】 前記流れ導管は、第1ノズル本体を向いた第1導管流域面
    積および第2ノズル本体を向いた第2導管流域面積を有し、第1導管流域面積の
    方が第2導管流域面積より小さいことを特徴とする請求項35記載の装置。
  40. 【請求項40】 前記第1ノズル本体を第2ノズル本体に向けて押圧するば
    ね部材を更に有することを特徴とする請求項35記載の装置。
  41. 【請求項41】 前記第1ノズル本体にはサプライ導管を介して高圧液体が
    供給され、前記流れ導管は第1および第2ノズル本体に連結され、第1ノズル本
    体、第2ノズル本体および流れ導管は、サプライ導管からユニットとして取り外
    すことができることを特徴とする請求項35記載の装置。
  42. 【請求項42】 前記液体ジェットを選択表面に指向させるための、前記第
    2ノズルオリフィスの下流側に配置されたデリバリ導管を更に有することを特徴
    とする請求項35記載の装置。
  43. 【請求項43】 前記液体は第1流体であり、前記デリバリ導管は第2流体
    の源に連結される少なくとも1つの同伴孔を備え、該同伴孔は、第1流体に第2
    流体を同伴させるため第1流体に連通することを特徴とする請求項42記載の装
    置。
  44. 【請求項44】 高圧液体ジェットの干渉性を制御する装置において、 液体の流れを受け入れるための入口孔と、該入口孔の下流側に位置する出口孔
    と、入口孔と出口孔との間に延びている流れチャンネルとを備えた高圧流れ導管
    を有し、前記流れチャンネルの流域面積は、入口孔に向かう部分よりも出口孔に
    向かう部分の方が大きく、 出口孔に近接して配置されかつ高圧液体を高圧流体ジェットの形態をなして出
    口から離れる方向に指向させるノズルオリフィスを備えたノズル本体を更に有す
    ることを特徴とする装置。
  45. 【請求項45】 前記流れ導管の壁が、円錐体の少なくとも一部を形成する
    ことを特徴とする請求項44記載の装置。
  46. 【請求項46】 前記ノズルオリフィスは、0.005〜0.020インチ
    の範囲内の直径を有することを特徴とする請求項44記載の装置。
  47. 【請求項47】 開端部をもつチャンネルを備えたサプライ導管を有する高
    圧流体ジェット装置用の着脱可能なノズル組立体において、 第1端部および該第1端部の下流側の第2端部を備えた流れ導管を有し、該流
    れ導管は更に、第1端部に向かう第1開口と、第2端部に向かう第2開口と、こ
    れらの第1開口と第2開口との間の流れチャンネルとを備え、 流れ導管の第1および第2開口のうちの一方に近接して配置された少なくとも
    1つのノズル本体を更に有し、該ノズル本体は、流体の流れを受け入れる上流側
    開口および流体の流れを排出する下流側開口を含むオリフィスを備え、ノズル本
    体および流れ導管は、ノズル本体のオリフィスがサプライ導管のチャンネルに流
    体連通する設置位置(installed position)と、ノズル本体のオリフィスがサプ
    ライ導管のチャンネルに流体連通しなくなる非設置位置(uninstalled position
    )との間でサプライ導管に対してユニットとして移動できることを特徴とする着
    脱可能なノズル組立体。
  48. 【請求項48】 前記ノズル本体は第1ノズル本体であり、前記オリフィス
    は第1オリフィスであり、第2オリフィスを備えかつ流れ導管の第1開口および
    第2開口のうちの他方に近接して配置された第2ノズル本体を更に有することを
    特徴とする請求項47記載の着脱可能なノズル組立体。
  49. 【請求項49】 前記第2ノズル本体は第1ノズル本体の上流側に位置し、
    第2オリフィスは、少なくとも第1オリフィスの流域面積と同じ流域面積を有す
    ることを特徴とする請求項48記載の着脱可能なノズル組立体。
  50. 【請求項50】 前記ノズル本体は流れ着脱可能の第2端部に向けて配置さ
    れ、流れチャンネルは第1端部に向かう部分の第1流域面積および第2端部に向
    かう部分の第2流域面積を有し、流れチャンネルの第1流域面積は流れチャンネ
    ルの第2流域面積より小さく、流れチャンネルが第1端部と第2端部との間で拡
    散していることを特徴とする請求項48記載の着脱可能なノズル組立体。
  51. 【請求項51】 前記サプライ導管はその開端部に向かうねじ部を有し、サ
    プライ導管の前記ねじ部と係合しかつノズル本体を押圧してサプライ導管と係合
    させるねじ部材を更に有することを特徴とする請求項48記載の着脱可能なノズ
    ル組立体。
  52. 【請求項52】 選択表面を処理する高圧流体ジェットを発生する装置にお
    いて、 貫通して延びるノズルオリフィスを備えたノズルを有し、該ノズルは、少なく
    とも約100,000psiの静圧をもつ第1流体の源からノズルオリフィスを
    通って流れる第1流体により発生される圧力に耐えるように構成されており、 ノズルオリフィスに流体連通する第1導管開口を備えたデリバリ導管を更に有
    し、該デリバリ導管は更に、流体ジェットを指向させるための、第1導管開口か
    ら間隔を隔てている第2導管開口を備え、デリバリ導管は第1導管開口と第2導
    管開口との間に延びている導管チャンネルを備え、デリバリ導管は導管チャンネ
    ルを通る第1流体により発生される圧力に耐えるように構成されており、ノズル
    およびデリバリ導管のうちの少なくとも一方は第2導管開口の上流側に少なくと
    も1つの孔を備え、該孔は第2流体の源に連結できるように構成されていること
    を特徴とする装置。
  53. 【請求項53】 前記孔は第1孔であり、ノズルおよびデリバリ導管のうち
    の少なくとも一方は更に、第1孔から間隔を隔てて配置された第2孔を備え、第
    1および第2孔は第1導管開口と第2導管開口との間で延びる軸線に沿う異なる
    位置に配置されていることを特徴とする請求項52記載の装置。
  54. 【請求項54】 前記孔は第1孔であり、ノズルおよびデリバリ導管のうち
    の少なくとも一方は、第1孔とほぼ同じ軸線方向位置で、第1孔から横方向に間
    隔を隔てて配置された第2孔を備えていることを特徴とする請求項52記載の装
    置。
  55. 【請求項55】 前記導管の直径に対する導管の長さの比は、約10〜20
    0の範囲内にあることを特徴とする請求項52記載の装置。
  56. 【請求項56】 前記第2導管開口の回りに配置されかつ第2導管開口から
    選択表面に向かって延びているハウジングを更に有することを特徴とする請求項
    52記載の装置。
  57. 【請求項57】 前記ハウジングは、該ハウジングを選択された流体の源に
    連結するためのポートを有していることを特徴とする請求項56記載の装置。
  58. 【請求項58】 選択表面の処理に使用される高圧流体ジェットの干渉性を
    制御する装置において、 流体の高圧流れを供給する開口を備えた導管と、 導管の開口に近接して配置されたノズル本体とを有し、該ノズル本体はこれを
    貫通して延びているオリフィスを備え、 該オリフィスに対して上流側位置および下流側位置のうちの少なくとも一方に
    配置された乱流発生手段を更に有し、該乱流発生手段はオリフィスの選択された
    距離内に配置されていて、乱流発生手段に隣接して流れる流体の高圧流れ内に乱
    流を発生させかつオリフィスを出る高圧流れの干渉性を制御することを特徴とす
    る装置。
  59. 【請求項59】 前記乱流発生手段はオリフィスの上流側に配置されている
    ことを特徴とする請求項58記載の装置。
  60. 【請求項60】 前記乱流発生手段はオリフィスの下流側に配置されている
    ことを特徴とする請求項58記載の装置。
  61. 【請求項61】 前記乱流発生手段は、導管の壁から流体の高圧流れ内に延
    入する突出部を備えていることを特徴とする請求項58記載の装置。
  62. 【請求項62】 前記乱流発生手段は導管の壁内の凹部を含むことを特徴と
    する請求項58記載の装置。
  63. 【請求項63】 前記流体は第1流体であり、乱流発生手段は第1流体の流
    れに隣接する孔を含み、該孔は第2流体の源に連結され、前記孔は、第1流体に
    第2流体を同伴させるため第1流体の流れに流体連通することを特徴とする請求
    項58記載の装置。
  64. 【請求項64】 前記孔は、第2流体を、第1流体の移動方向に対して少な
    くとも約90°の角度で指向させるように配置されていることを特徴とする請求
    項63記載の装置。
  65. 【請求項65】 前記孔は、第2流体を、第1流体の移動方向に対して約9
    0°以下の角度で指向させるように配置されていることを特徴とする請求項63
    記載の装置。
  66. 【請求項66】 前記ノズル本体は第1ノズル本体であり、オリフィスは第
    1オリフィスであり、前記乱流発生手段は第1ノズル本体の上流側の第2ノズル
    本体を有し、第2ノズル本体は、該ノズル本体を貫通しかつ第1オリフィスとほ
    ぼ軸線方向に整合している第2オリフィスを備えていることを特徴とする請求項
    58記載の装置。
  67. 【請求項67】 前記乱流発生手段はノズル本体の上流側の導管の一部を有
    し、該導管の一部は、第1流域面積と、該第1流域面積の下流側に位置しかつ第
    1流域面積より大きい第2流域面積とを有することを特徴とする請求項58記載
    の装置。
  68. 【請求項68】 選択表面を高圧流体ジェットにより処理する方法において
    、 第1流体をノズルオリフィスに指向させて高圧流体ジェットを形成する段階と
    、 第2流体をノズルオリフィスの下流側の高圧流体ジェット内に制御可能に同伴
    させる段階と、 第2流体を同伴した高圧流体ジェットを、出口開口の平均直径の少なくとも1
    0倍に等しい長さをもつ導管を通して、選択表面に指向させる段階とを有するこ
    とを特徴とする方法。
  69. 【請求項69】 前記高圧流体ジェットを指向させる段階は、選択表面に流
    体ジェットを衝突させて前記表面をピーニングすることを含むことを特徴とする
    請求項68記載の方法。
  70. 【請求項70】 前記高圧流体ジェットを指向させる段階は、選択表面に流
    体ジェットを衝突させて前記表面をピーニングすることを含むことを特徴とする
    請求項68記載の方法。
  71. 【請求項71】 前記高圧流体ジェットを指向させる段階は、選択表面から
    材料を除去して前記表面をテクスチャリングすることを含むことを特徴とする請
    求項68記載の方法。
  72. 【請求項72】 前記第2流体は第1流体より低い温度の液体窒素であり、
    第2流体を制御可能に同伴させる段階は、第1流体の一部を冷却および冷凍して
    固体粒子を形成することを含むことを特徴とする請求項68記載の方法。
  73. 【請求項73】 前記第2流体として液体窒素を選択する段階を更に有する
    ことを特徴とする請求項68記載の方法。
  74. 【請求項74】 前記第2流体を制御可能に同伴させる段階は、流体ジェッ
    トに向かう第2流体の流れを周期的に遮断して流体ジェットにパルスを発生させ
    ることを含むことを特徴とする請求項68記載の方法。
  75. 【請求項75】 前記導管の長さ、第2流体の圧力および流量のうちの少な
    くとも1つを選択して、高圧流体ジェットが導管を通るときに高圧流体ジェット
    を共振させる段階を更に有することを特徴とする請求項68記載の方法。
  76. 【請求項76】 前記第2流体はガスであり、空気、酸素、窒素および二酸
    化炭素から第2流体を選択する段階を更に有することを特徴とする請求項68記
    載の方法。
  77. 【請求項77】 前記第1流体は液体であり、第1流体として水を選択する
    段階を更に有することを特徴とする請求項68記載の方法。
  78. 【請求項78】 前記高圧流体ジェットを指向させる段階は、選択表面に対
    してノズルオリフィスを直線移動させることを含むことを特徴とする請求項68
    記載の方法。
  79. 【請求項79】 前記高圧流体ジェットを指向させる段階は、選択表面に対
    してノズルオリフィスを回転させることを含むことを特徴とする請求項68記載
    の方法。
  80. 【請求項80】 前記選択表面としてボアの壁を選択する段階を更に有する
    ことを特徴とする請求項68記載の方法。
  81. 【請求項81】 前記ボアは第1直径を有する第1ボアであり、ノズルオリ
    フィスの幾何学的形状を変更することなく、第1直径とは異なる第2直径を有す
    る第2ボアの表面に高圧流体ジェットを指向させる段階を更に有することを特徴
    とする請求項80記載の方法。
  82. 【請求項82】 前記第2流体を同伴させる段階は、高圧流体ジェットの周
    囲の互いに間隔を隔てた複数の位置で第2流体を同伴させることを含むことを特
    徴とする請求項68記載の方法。
  83. 【請求項83】 前記第2流体を同伴させる段階は、ノズルオリフィスと選
    択表面との間に延びる軸線に沿う互いに間隔を隔てた複数の位置で第2流体を同
    伴させることを含むことを特徴とする請求項68記載の方法。
  84. 【請求項84】 前記第1流体は液体を含みかつ第2流体はガスを含み、前
    記ノズルオリフィスを通る第1流体の流れを停止させ、第2流体のみを選択表面
    に指向させることを特徴とする請求項68記載の方法。
  85. 【請求項85】 前記選択表面に第2流体を指向させることが第2表面を乾
    燥させることを含むように、ノズルオリフィスを通る第1流体の流れを停止させ
    る段階を更に有することを特徴とする請求項68記載の方法。
  86. 【請求項86】 前記第2流体を制御可能に同伴させる段階は、第2流体の
    流量および圧力のうちの少なくとも1つを選択して、第2流体と高圧流体ジェッ
    トとを混合しかつ高圧流体ジェットの干渉性を増大させることを含むことを特徴
    とする請求項68記載の方法。
  87. 【請求項87】 前記第2流体を制御可能に同伴させる段階は、ノズルオリ
    フィスと選択表面との間の第1軸線方向位置で高圧流体ジェットに近接して真空
    を供給して、第1軸線方向位置から間隔を隔てた第2軸線方向位置で、高圧流体
    ジェットに隣接する第2流体を吸引することを含むことを特徴とする請求項68
    記載の方法。
  88. 【請求項88】 選択表面を高圧流体ジェットにより処理する方法において
    、 第1流体をノズルオリフィスに指向させて高圧流体ジェットを形成する段階と
    、 ノズルオリフィスと選択表面との間の高圧流体ジェットの第1軸線方向位置に
    近接して真空を供給して、第1軸線方向位置から間隔を隔てた第2軸線方向位置
    で、第2流体を流体ジェットに向けて吸引することにより、第2流体をノズルオ
    リフィスの下流側の高圧流体ジェット内に制御可能に同伴させる段階と、 第2流体を同伴した高圧流体ジェットを、選択表面に指向させる段階とを有す
    ることを特徴とする方法。
  89. 【請求項89】 前記第2流体を同伴させる段階は、ノズルオリフィスを通
    過後に高圧流体ジェットが通る導管を通して真空を吸引することを含むことを特
    徴とする請求項88記載の方法。
  90. 【請求項90】 前記第2流体を同伴させる段階はガスを同伴させることを
    含むことを特徴とする請求項88記載の方法。
  91. 【請求項91】 前記第2流体を同伴させる段階は空気を同伴させることを
    含むことを特徴とする請求項90記載の方法。
  92. 【請求項92】 選択表面に指向される高圧流体ジェットの干渉性を増大さ
    せる方法において、 第1流体をノズルオリフィスに指向させて高圧流体ジェットを形成する段階と
    、 ノズルオリフィスの下流側の流体ジェット内に第2流体を制御可能に同伴させ
    て、第1流体がノズルオリフィスと選択表面との間の軸線から拡散する傾向を低
    減させる段階と、 第2流体を同伴した高圧流体ジェットを、選択表面に指向させる段階とを有す
    ることを特徴とする方法。
  93. 【請求項93】 前記第2流体の圧力が約2〜3psiの間にあるように選
    択する段階を更に有することを特徴とする請求項92記載の方法。
  94. 【請求項94】 前記第2流体を同伴させる段階は、ノズルオリフィスを通
    過後に流体ジェットが通る導管を通して真空を吸引することを含むことを特徴と
    する請求項92記載の方法。
  95. 【請求項95】 高圧流体ジェットの干渉性を制御する方法において、 高圧流体の流れをノズルオリフィスに指向させる段階と、 ノズルオリフィスに対する上流側位置および下流側位置のうちの少なくとも一
    方での流れの乱流レベルを操作して、ノズルオリフィスを出る流れの少なくとも
    一部を複数の離散粒滴に分離させる段階と、 離散粒滴のジェットを選択表面に指向させて選択表面を処理する段階とを有す
    ることを特徴とする方法。
  96. 【請求項96】 前記ジェットを、出口開口の平均直径の少なくとも10倍
    に等しい長さを有する導管に指向させる段階を更に有することを特徴とする請求
    項95記載の方法。
  97. 【請求項97】 前記流れの乱流レベルを操作する量を変えることにより、
    流れの干渉性を調節する段階を更に有することを特徴とする請求項95記載の方
    法。
  98. 【請求項98】 前記流体は第1流体であり、前記流れの干渉性を調節する
    段階は第1流体に第2流体を同伴させかつ第2流体の圧力を調節することを含む
    ことを特徴とする請求項97記載の方法。
  99. 【請求項99】 前記流体は第1流体であり、前記流れの干渉性を調節する
    段階は第1流体に第2流体を同伴させかつ第2流体のマスフローを調節すること
    を含むことを特徴とする請求項97記載の方法。
  100. 【請求項100】 前記ノズルオリフィスは第1ノズルオリフィスであり、
    前記乱流レベルを操作する段階は、流体の流れを、第1ノズルオリフィスの上流
    側の第2ノズルオリフィスに通すことを含むことを特徴とする請求項95記載の
    方法。
  101. 【請求項101】 前記乱流レベルを操作する段階は、オリフィスの上流側
    に乱流発生器を配置することを含むことを特徴とする請求項95記載の方法。
  102. 【請求項102】 前記乱流レベルを操作する段階は、オリフィスの下流側
    に乱流発生器を配置することを含むことを特徴とする請求項95記載の方法。
  103. 【請求項103】 前記乱流レベルを操作する段階は、流れ内に突出するよ
    うに突出部を配置することを含むことを特徴とする請求項95記載の方法。
  104. 【請求項104】 前記乱流レベルを操作する段階は、流れに隣接する壁内
    に凹部を配置することを含むことを特徴とする請求項95記載の方法。
  105. 【請求項105】 前記流体は第1流体であり、前記乱流レベルを操作する
    段階は第1流体に第2流体を同伴させることを含むことを特徴とする請求項95
    記載の方法。
  106. 【請求項106】 前記第2流体を同伴させる段階は、第1流体の移動方向
    と第2流体の移動方向とのなす角度が少なくとも約90°となるように、第1流
    体に向けて第2流体を指向させることを含むことを特徴とする請求項105記載
    の方法。
  107. 【請求項107】 前記第2流体を同伴させる段階は、第1流体の移動方向
    と第2流体の移動方向とのなす角度が約90°以下となるように、第1流体に向
    けて第2流体を指向させることを含むことを特徴とする請求項105記載の方法
  108. 【請求項108】 高圧流体ジェットの干渉性を制御する方法において、 高圧流体の流れを、第1流域面積をもつ第1ノズルオリフィスに指向させる段
    階と、 第1ノズルオリフィスを出る流れを、第1流域面積より小さい第2流域面積を
    もつ第2ノズルオリフィスに指向させ、第2ノズルオリフィスを出る流れの少な
    くとも一部を複数の離散粒滴に分離させる段階とを有することを特徴とする方法
  109. 【請求項109】 前記第2流域面積に対する第1流域面積の比が約5〜2
    0の範囲内にあるように選択する段階を更に有することを特徴とする請求項10
    8記載の方法。
  110. 【請求項110】 前記第2流域面積に対する第1流域面積の比が約10と
    なるように選択する段階を更に有することを特徴とする請求項108記載の方法
  111. 【請求項111】 前記第1ノズルを出る流れを指向させる段階は、導管を
    通る流れを、第1導管流域面積をもつ第1導管領域から、該第1導管流域面積よ
    り大きい第2導管流域面積をもつ第2導管領域に向けて通すことを含むことを特
    徴とする請求項108記載の方法。
  112. 【請求項112】 前記第2オリフィスを出る流れを、第2オリフィスの下
    流側に配置されたデリバリ導管に指向させる段階を更に有することを特徴とする
    請求項108記載の方法。
  113. 【請求項113】 前記流体は第1流体であり、デリバリ導管内の第1流体
    に第2流体を同伴させる段階を更に有することを特徴とする請求項112記載の
    方法。
  114. 【請求項114】 高圧流体ジェットの干渉性を制御する方法において、 流体を、下流側方向に向かって増大する流域面積をもつチャンネルに指向させ
    て流体の乱流レベルを増大させる段階と、 前記チャンネルからの流体を、直接ノズルオリフィス内に導きかつ該ノズルオ
    リフィスに通して、ノズルオリフィスを出る流れを複数の離散粒滴に分離させる
    段階とを有することを特徴とする方法。
  115. 【請求項115】 前記チャンネルが、少なくとも円錐体の一部を形成する
    内部輪郭を有するように選択する段階を更に有することを特徴とする請求項11
    4記載の方法。
  116. 【請求項116】 繊維質材料を切断する方法において、 高圧流体の流れを形成する段階と、 高圧流体をノズルオリフィスに通して高圧流体ジェットを形成する段階と、 ノズルオリフィスに対する上流側位置および下流側位置のうちの一方での高圧
    流体ジェットの乱流レベルを増大させて、高圧流体の少なくとも一部を離散粒滴
    に分離する段階と、 高圧流体ジェットを繊維質材料の表面に指向させて繊維質材料を切断する段階
    とを有することを特徴とする方法。
  117. 【請求項117】 前記ノズルオリフィスは第1ノズルオリフィスであり、
    前記乱流レベルを増大させる段階は、流体の流れを、第1ノズルオリフィスの上
    流側の第2ノズルオリフィスに通すことを含むことを特徴とする請求項116記
    載の方法。
  118. 【請求項118】 前記乱流レベルを増大させる段階は、ノズルオリフィス
    の上流側に乱流発生器を配置することを含むことを特徴とする請求項116記載
    の方法。
  119. 【請求項119】 前記乱流レベルを増大させる段階は、ノズルオリフィス
    の下流側に乱流発生器を配置することを含むことを特徴とする請求項116記載
    の方法。
  120. 【請求項120】 前記乱流レベルを増大させる段階は、流れ内に突出部を
    配置することを含むことを特徴とする請求項116記載の方法。
  121. 【請求項121】 前記乱流レベルを増大させる段階は、流れに隣接する壁
    内に凹部を配置することを含むことを特徴とする請求項116記載の方法。
  122. 【請求項122】 前記流体は第1流体であり、前記乱流レベルを増大させ
    る段階は第1流体に第2流体を同伴させることを含むことを特徴とする請求項1
    16記載の方法。
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