JPH03505301A - 流体中に分散された粒子に剪断作用を受けさせるための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 流体中に分散された粒子に高剪断 作用を受けさせるための装置 〔発明の背景〕 この発明は、粒状物質が分散された流体（例えば、分散液、スラリー、エマルジ ョン）を製造する、言いかえると、処理するためのシステムに、特に流体中に分 散された粒子（特に、結晶の凝集体とか不混和液）の粒度（粒子サイズ）を、粒 子に剪断作用を加えることによって小さくするための装置に関するものである。

例えばインク、ペイント、液状食品の調整などのような、流体中に分散された粒 子の粒度を小さくすることが望ましい分野では、回転する「高剪断」攪拌羽根を 備えた混合タンクを含む種々の装置が用いられてきた。しかし、攪拌機は大量の 電力を消費し、また、粒子を非常に小さな粒度にするにはあまり効率がよくない 。米国特許第３．４３６．０３０号に示されているタイプのホモジナイザはミル クの均質化のために酪農産業で用いられてきたが、装置を通過する流体に対する 剪断作用の精密な制御と調整はオリフィスの設計のために限度があった。同じこ とが、米国特許第４．１８６．７７２号におけるエダクタ・ミキサについても言 える。この点において、これら２つの特許に記載されているオリフィスの形状寸 法は、流体に剪断作用を与えるために流体が押し出されて通るオリフィスの長さ と輻とを独立して調整することを可能にするものではないことがわかる。

〔発明の概要〕

この発明の幾つかの目的には、流体中に分散された粒子に剪断作用を及ぼして、 粒子の粒度を所要の粒度まて小さくし、また、その粒子を流体中に分散させるよ うにされた改良された装置を提供すること、粒子に働く剪断作用の程度をより効 果的に制御し、それによって、剪断作用によって得られる粒子の粒度をより精密 に制御できるように、容易に調整可能な上記のような装置を提供すること、比較 的部品が少なく、また、清浄作業や修理のために簡単に分解組立が可能な上記の 如き装置を提供すること、流体浸食作用を受けるいくつかの部品の交換が簡単か つ安価にできる上記の如き装置を提供すること、比較的簡単かつ耐久力のある構 造を有し、信頼性のある構造を有し、信頼性のある動作をし、かつ、使用のため の特別な訓練とか技術を必要としない上記の如き装置を提供すること、摩耗がひ どくなった時に容易に交換できるノズル素子を育する警戒の装置を提供すること がある。

一般的に言うと、この発明の装置は、流体中に分散された粒子を剪断作用にあわ せて、粒子の粒度を小さくするために用いられる。この装置は、加圧されて流体 が流れる通路が貫通して延びている本体、全体として上記通路の一端に隣接し、 これと全体として同軸に設けられたリングを含む第１のノズル部材とを有し、こ のリングが上流面と下流面及びこの上流面と下流面との間に貫通して延びる中央 開口とを有している。このリングは、このリングの上流面から下流面にまで延び 、上記通路の上記一端と全体として同軸な第１のノズル表面を形成する内周面を 持っている。この装置はまた、通路と同軸的に延びてリングの中央開口中に達す る第２のノズル部材を備えている。この第２のノズル部材は、上記通路の一端と 全体として同軸な第２のノズル表面を形成する外表面を持っている。この第２の ノズル表面は上記第１のノズル面よりも半径方向内側に間隔をあけて配置され、 かつ、上記第１のノズル表面によって包囲されていて、これらのノズル表面間に 環状のオリフィスが形成される。このオリフィスを通路からの加圧された流体（ 加圧流体）が通過するようにされており、流体中の粒子は、オリフィスを強制的 に通過させられる時に、剪断作用を受けてその粒度が減じられる。オリフィスは 、その長さを構成する軸方向の寸法と、その幅を構成する半径方向の寸法とを持 つ。第１と第２のノズル表面は全体として互いに平行で、かつ、全体として通路 の上記一端の軸と平行である。上記通路の一端の軸に沿う方向に上記第２のノズ ル部材を動かして、上記第１と第２のノズル表面の軸方向の相対位置を変化させ ることにより、オリフィスの幅を変えることなくその長さを調節して、粒子に働 く剪断作用の程度を変化させる手段が設けられている。ノズル部材の一方は本体 とは別個に形成され、通路内に取外し可能に取付けられており、それによって、 そのノズル部材を通路から取外して、所要のオリフィス幅を形成するように構成 されたノズル表面を有する別のノズル部材を代わりに取付けることにより、オリ フィスの単位長当たりの粒子に対する剪断作用の強さを変えるべく、オリフィス の幅を調整することができる。

この発明の第２の特徴は、加圧流体が流れる通路を育する本体と、この本体とは 別に形成された交換可能なリングを含む第１のノズル部材と、上記リングを上記 通路の一方の端部に全体として隣接しかつ上記一端と全体として同軸関係をなす 位置に取外し可能に取付ける第１の取付は手段とを備え、上記リングが上流面と 下流面及びこのリングをその上流面から下流面へ貫通する中央開口とを有するよ うな装置にある。上記リングはさらに、その上流面から下流面まで延びる第１の ノズル表面を形成する耐摩耗性を存する内周面を持っている。この装置は、また 、本体とは別に形成された第２の交換可能なノズル部材と、この第２のノズル部 材を、上記リングに対し全体として同軸的にリング中の中央開口へ伸延する位置 に着脱可能に取付ける第２の取付は手段を備えている。第２のノズル部材はリン グとほぼ同軸な第２のノズル表面を形成する耐摩耗性の外表面を育している。第 ２のノズル表面は上記第１のノズル表面から半径方向内側に間層をおいて配置さ れ、かつ、この第１のノズル表面によって包囲されていて、これらの間に環状オ リフィスを形成する。このオリフィスを通路からの加圧流体が通過するようにさ れており、流体中の粒子がオリフィスを通過させられる時に剪断作用を受けて、 粒子の粒度が小さくなる。このオリフィスはその長さを構成する軸方向の寸法と 、幅を構成する半径方向寸法とを持っている。

第２の取付は手段は、上記通路の上記一端に対して全体として同軸的に延びる細 長い支持部材と、上記第２のノズル部材を上記支持部材上のこの支持部材に対す る所定の軸方向位置に釈放可能に保持する保持手段とを含んでいる。第１のノズ ル部材は本体から容易に取外すことができ、また、第２のノズル部材は支持部材 から容易に取外すことができ、上記ノズル表面の摩耗が大きくなった場合に、こ れらのノズル部材を交換することができる。

この他の目的及び特徴は、以下の説明により明らかとなろう。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は、この発明の装置の縦断面図、第２図は、第１図の一部分の左端面図、 第３図は、装置のノズルの詳細を示す第１図の一部分の拡大図、 第４図は、第３図と同様の図で、ノズルのオリフィスの幅と長さの調整法を示す 図、 第５図は、別のオリフィスの構想を示す図、第６図は、粒子が分散された加圧流 体を剪断ノズルに搬送するための装置の側面図、 第７図は、第６図の平面図、 第８図は、第６図の端面図である。

対応する参照番号は図面中の図を通じて対応する部分を示す。

〔推奨実施例の説明図〕

図面を参照すると、全体を１で示すこの発明の打所装置は、入口端７を形成する 一端から出口端９を形成する他端へ加圧された流体が流れる湾曲した通路５が貫 通して設けられている本体、即ち、ハウジング３を持つものとして示されている 。通路５はその全長にわたって全体として均一な円形断面を持つものであること が好ましい。本体の入口端７は、全体を１！で示す流体供給装置に接続されるよ うになっている。本体の排出端は、剪断作用を受けた流体が供給され排出される 、全体として１３で示す受入部材に接続されるようになっている。このシステム の本体３は、例えばステンレス鋼のような適当な金属から鋳造して作ることが好 ましい。本体３は全体として９０°エルボの形をなすように図示されているが、 本体３はこの発明の範囲から逸脱することなく、他の形をとってもよい。

交換可能なリング２１の形をした第１のノズル部材が、全体として通路５の一端 （図で、排出端９）に隣接しかつこれと全体として同軸に本体３内に配置されて いる。

リング２１はそれぞれ２３と２５で示す上流面と下流面及びこのリング２１を貫 通してその上流面から下流面まで延びる中央開口２７とを持つ。中央開口２７は リングの内周面により規定されており、この内周面は、リングの上流面から下流 面へ、通路の排出端と全体として同軸で、この通路の排出端９の中心長手軸Ａ１ に全体として平行に延びる第１のノズル表面３１を形成する。第１図〜第３図に 示す実施例においては、このノズル表面３１は円筒状で、リングの上流面２３か らリングの下流面２５まで実質的に均一な直径を持っている。リングの上流面２ ３は形状が円錐形で下流に向かって先細りになっている。リングの下流面２５は 全体として平坦で、全体として軸ＡＩに対し直角に延びる平面内にある。

リング２１を、本体３を貫通している通路５の排出端９取付は部材３５を含む手 段が設けられている。この取付は部材３５は通路の排出端と同軸で、受入部材１ ３と通路５の排出端９における本体の端部との間に保持された半径方向に延びる フランジ３７を備えている。第１図〜第３図に示したように、取付は部材３５に は、リング２１の外部環状肩部４１と係合してリングを本体中の通路５の排出端 に対し半径方向及び軸方向に適正に配置するための内部環状肩部３９が形°成さ れている。環状の取付は部材３５は上流面４５を有し、この上流面４５は全体と して形状が円錐形で下流方向に先細りになっているように示されており、その結 果、この面４５とリング２１の上流面２３は通路の排出端に向けて収斂する連続 した切れ目のない表面を形成する。

環状取付は部材の下流面４７は全体としてリングの下流面２５と同一平面にある 。

本体３の一体成形部分として形成された管状延長部５１が本体のエルボの湾曲部 から後方（第１図では左方）に突出している。延長部５１は通路５の排出部９と して同軸に貫通する孔５３を持っている。円形断面の中実な棒のロッド５５の形 の細長い支持部材が孔５３中に摺動可能に取付けられており、その下流端が通路 ５と同軸で通路の排出端９に位置する点まで通路中に延びている。ロッド５５に 沿って間隔を置いて配置された一対の０リング５７．５９が孔５３の壁面と封止 係合して、漏洩を防止している。ロッドの左端は後方（第１図で左方）に、延長 部をこえて突出しており、また、二〇ロッドの左端には、後述する理由で６１で 示したねじ山が設けられている。

ロッド５５は、その半径平面内にある外部環状肩部６７から下流方向に、直径が 小さい円筒状端部６５を持っている。耐摩耗性材料で作られた交換可能なスリー ブ７１からなる第２のノズル部材が、リング２１内の中央開口２７の内部でロッ ドの直径が小さくなった端部６５上に着脱可能に取付けられている。スリーブ７ １は、通路５の排出端９と全体として同軸な第２のノズル表面７３を形成する外 表面を持っている。この第２のノズル表面７３は、リング２１の内表面３１から 半径方向の内側に間隔をおいて配置され、かつ、内表面３１によって包囲されて おり、これら２つの表面間に環状のオリフィス７５か形成される。通路５からの 加圧流体が、このオリフィス７５を通過するようにされており、流体中の粒子は このオリフィスを通過させられる時に剪断作用を受ける。この剪断作用が凝集体 を破砕して流体中の粒子の粒径を小さくする。オリフィス７５はその長さを構成 する軸方向寸法りとその幅を構成する半径方向の寸法Ｗを持っている。この発明 によれば、ノズル表面３１と７３は全体として互いに平行で、かつ、全体として 通路５の排出端９の軸ＡＩと平行である。

スリーブ７１は、スリーブの軸方向の長さに実質的に等しい距離だけロッド５５ の下流端から上流方向に隔てられて配置されているロッドの外部肩部６７と、ロ ッドの下流端上に着脱可能に取付けられた切頭円錐形の保持部材８１との間のロ ッド５５の下流端部上の所定位置に釈放可能に保持されている。保持部材は、ロ ッドを越えて半径方向外方に突出する上流面８３から下流方向に向かって外径が 次第に小さくなる外表面を存し、従って、スリーブ７１は肩部６７と保持部材８ １の上流面８３との間で保持される。

保持部材の上流面８３はスリーブの外径以下の外径を有している。保持部材８１ はロッドに設けられた軸方向の孔８７中にねじ込まれた機械ねじによって所定位 置に固定される。

この発明の第２の（内側）ノズル部材７１は、円筒形スリーブ以外の形状でもよ いし、また、図に示したような保持部材８１以外のもので定位置に保持されるよ うにしてもよい。

ノズル表面を構成するリング２１とスリーブ７１はオリフイス７５を高速高圧で 流れる流体中の粒子による摩耗に対して耐久性のある特別な材料（例えば、「ス テライト（Ｓｔｅｌｌｉｔｅ）Ｊという商品名で販売されている硬質の金属、そ の他の硬化金属、セラミックあるいはその他の耐摩耗性プラスチックや合成品） で作ることが好ましい。

あるいは、これらの表面を硬化させて（例えば、浸炭あるいは窒化して）良好な 耐摩耗性を与えるようにしてもよい。

この発明によれば、全体として９１で示されている手段が設けられていて、孔５ ３中を軸方向にロッド５５を動かして、スリーブ７１とリング２１の軸方向相対 位置を変化させ、これによって、オリフィス７５の輻Ｗを変化させることなくオ リフィスの長さしを調整し、これにより、オリフィスを通過する流体中の粒子に 働く剪断作用の程度を変化させることができる。この点に関し、ノズルオリフィ ス７５の長さＬが太き（なれば、粒子に働く剪断作用も大きくなる。例えば、ロ ッド５５を調整して第３図に示すようにオリフィスの長さを比較的短くすると、 このオリフィスを通過する粒子に働く剪断作用の程度は、第４図に示すようなよ り長いオリフィスを形成するように調整した場合よりも小さくなる。

手段９１は、管状延長部５１上に回転可能に取付けられたキャップ９３の形をし 、ロッドのねじ山が設けられた端部６１を受入れる中心孔９５を有するねじ部材 を含んでいる。

キャップの孔９５はロッドの外部ねじ山と係合し得る内部ねじ山が設けられてお り、ねじキャップを回転させることにより、孔５３中をロッド５５が軸方向に動 く構成とされている。止めねじあるいはビン１０１が、ロッドの軸方向に延びる 溝１０３内に半径方向に突入しており、ねじキャップ９３の回転に伴ってロッド が回転することを防止する手段を構成している。止めねじ１０１は溝１０３の両 端に係合して、孔９５内のロッドの軸方向の移動を制限する。

第２図に最もよく示されているように、キャップ９３の表面には等間隔で目盛１ ０５が設けられており、キャップを適当な位置まで回転させることにより、オリ フィス７５の所要の長さしを得ることができる。例えば、ロッド５５の端部６１ に１インチ（約２．５４ｃｍ）当たり２０本のねじ山を設け、キャップの囲りに 等間隔に２５個の目盛を設け、キャップを１目盛回転させることにより、ロッド （従ってスリーブ７１）を０．００２インチ（０，００５０８ｃｍ）前進または 後退させて、同じ量だけオリフィスの長さしを変えるようにすることができる。

ロッド５５のねじ山に切込まれた軸方向の溝１０７は、オリフィス７５の最大の 長さＬに対応ず角度位置を示す基準線として働く。管状延長部５１の後（ｆ）端 とねじキャップ９３の前（右）端には、それぞれ１１１　と１１３で示す半径方 向のフランジが形成されており、これらのフランジは適当な締具１１５によって 面と面が合わされて締付けられている。キャップ９３を回転させて所要のオリフ ィスの長さしが得られると、この締具１１５が締付けられて、キャップと本体の 相対的な回転を防止することにより、次に調整を行うまでオリフィスの長さしが 変化しないようにされる。

受入部材１３は本体３から直ぐ下流の遷移部１２１　と、この遷移部の下流側の 排出管１２３とを含んでいる。遷移部１２１はそれを貫通する通路１２５を有し 、この通路１２５は軸ＡＩと全体として同軸で、下流に向かって先細りとされて いる。遷移部を貫通する通路の入口端は、オリフィスを通る流れが滑らかでかつ 邪魔されないようにするために、オリフィス７５の外径よりもいくらか大きくさ れている。排出管１２３は、遷移部１２１を通る通路１２５と全体として同軸で 直径が一定な通路１３１を持っている。遷移部の上流端には本体３の下流端が嵌 入する円筒構造１３３が形成されている。この円筒構造１３３は、その上流端に 、適当な締具１３９によって本体上の半径方向に延びるフランジ１３７と封止係 合関係で保持された半径方向に延びる周辺フランジ１３５を育し、締具１３９は 本体３から受入部材１３を外せるように取外せる。寸法は、締具１３９が所定位 置に締付けられた時に、リング取付は部材３５の半径方向フランジ３７が本体の 下流面と受入部材の内側面１４１との間でしっかりと締付けられるような寸法と されている。

上述の如く、オリフィス７５の長さしは、ねじキャップ９３を回転させてロッド ５５（従ってスリーブ７１）を本体中の通路の排出端９の軸方向に動かすことに より、調整することかできる。この調整は、オリフィスの輻Ｗの変化とは無関係 である。換言すれば、オリフィスの長さしはオリフィス７５の幅Ｗを変えること なく調整できるということである。しかし、この発明によれば、オリフィスの幅 Ｗも、オリフィスの長さしを変えることなく調整できる。この調整は、リング２ １を取外して選択された輻Ｗのオリフィス７５が形成されるような所要の内径を 有する別のリングを代わりに用いて行うことができ、これによって、オリフィス を通る粒子の剪断作用の程度を変える。

この点について、はばＷが小さくなるに伴うて、オリフィスの単位長当たりの剪 断作用は大きくなる。オリフィス輻Ｗは、また、スリーブ７１を取外して、選択 された幅のオリフィスが形成されるような所要の外径を有する別のスリーブある いはノズル部材を代わりに用いることによって変えることができる。

このように、この発明の装置では、オリフィス７５の長さし及び輻Ｗは、流体中 の凝集体を破砕して、オリフィスを流れる粒子の粒度を小さくするための所要の 剪断作用を得るために、互いに独立して調整することができる。このように独立 して調整が出来ることにより、システムの応用柔軟性がより大きくなって、可断 技術の適用の範囲を広くすることが可能となる。例えば、ある種の粘性の高い分 散液や大きな粒子の分散液などに対しては、あまり大きな圧力を加えなくてもオ リフィス７５を流れることができるようにするために、オリフィスの輻Ｗは比較 的大きくする必要があろう。しかし、必要な剪断作用は、オリフィスの長さしを 調整することによっても与えることができる。

第５図は別のオリフィスの形７５′を示し、リング２１’にはステップが設けら れて、リングの上流面２３′から下流面２５′に向けて順次直径が小さくなる一 連の全体として円筒状のノズル部分表面３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃが形成される 。各ノズル部分表面３１Ａ、３１Ｂ及び３１Ｃは、全体として、通路５の排出端 ９と同軸で、かつ、全体として、通路の軸Ａ１と平行である。部分表面３１Ａ、 　３１Ｂ及び３１Ｃを分ける肩部１５１　と１５３は、通路の軸ＡＩに対して約 ３５〜４５度の角度で下流方向に細くなっていることが好ましい。この形は、流 体中の粒子の粒度がオリフィス７５′の連続する部分で小さくなるにつれて、粒 子が順次大きな剪断作用を受けるようにすることが望まれるような場合に好まし い設計である。また、別のオリフィス構造も適当するであろう。

第６図〜第８図に示すように、推奨される流体搬送システム１１は、相対向する 側部１６３と相対向する端部１６５を有する基台１６１　、減速機１７１によっ て結合されたモータ１６９により駆動される高圧ポンプ１６７を含んでいる。

ポンプ１６７は吸入口１７３と排出口１７５を有している。このシステムはさら に、入口端がポンプの排出口１７５に接続され、出口端が剪断装置の本体または ハウジング３を貫通している通路５０入口端７に接続されている、全体を１７７ で示した可調整導管を備えている。詳しく述べると、可調整導管１７７は、ポン プ１６７の排出口１７５に結合されている動かない比較的短い第１の部分１８１ 　と、基台に関して横方向に延びる軸を中心として、全体として垂直な面内で回 動できるように、第１の部分１８１にユニバーサルジヨイント１８５により接続 された第２の比較的長い部分１８３、基台に関して横方向に延びる軸を中心とし て、全体として垂直な面内で第２の部分に対して回動し得るように第２の部分１ ８３にユニバーサルジヨイント１８９によって接続されている第３の比較的長い 部分１８７、及び第３の部分１８７と本体３を貫通している通路５の入口端７と を相互接続する第４の比較的短い部分１９１とを備えている。第３と第４の部分 １８７と１９１の間のユニバーサルジヨイント１９３により、本体３及び排出管 １２３を含む受入部材１３は、第３の部分１８７に対して、基台１６５に関し横 方向に延びる軸を中心として、全体として垂直な平面内で回動ができる。このよ うに、可調整導管１７７の各部分を関節で継ぐことにより、基台に対する排出管 １２３の高さ及び端部開方向の位置を必要に応じて変えることができる。他の構 成の可調整１７７も用いることができる。その中には、本体３を基台１６５に関 して横方向に調整できるようにする構成が含まれる。

上述したように、ポンプ１６７は高圧ポンプ（例えばピストンポンプ）で、約５ ００〜５０００　ｐｓｉ　（約３５．１５〜３５１．５　Ｋｇ／ｃｍ’　）の範 囲の圧力と、約３〜］ＯＯｇａｌ／分（約１１．３６〜３７８．５４！／分）あ るいはそれ以上の流量で流体を剪断装置の本体３に供給できることが好ましい。

産業用としては、一般に、高流量が適しており、産業用でないもの、例えば、研 究室用としてはより流量の小さいものがより適している。可調整導管１７７は高 圧チューブ、例えばカーボンあるいはステンレス鋼のチューブ等で作られる。

上記の説明かられかるように、この発明の剪断システムは、そのノズルオリフィ ス７５を通過する凝集体及び個々の粒子に働く剪断作用の程度すなわち強さを変 えるために、容易に調整できる。この調整は、オリフィスの長さしの（キャップ ９３を所要の角位置まで回転させることによる）調整及び／またはオリフィスの 輻Ｗの（適当な内径のリング２１を用いることによる）調整により行われる。さ らに、ノズル表面（スリーブ７１とリング２１）は、あまりにも摩耗がひどくな った場合には、簡単に取換えることができる。また、このシステムは、短時間で 分解でき、能率的に掃除ができる。

この発明の交換可能なノズル部材（例えば、リング２１とスリーブ７１）に関す る特徴は、主たる目的が流体中の粒子に剪断作用を受けさせるということ以外の 目的を持つ装置に使用できる。例えば、この特徴を米国特許第４、１８６．７７ ２号のエダクタ−ミキサ・システムに組込むこともできる。

上述の説明から、この発明の目的が達成され、他の効果も得られることが理解で きよう。

この発明の範囲を逸脱することなく多くの変更を上述した構造に施すことが可能 であり、従って、上記の説明中に含まれ、あるいは、添付の図面に示されている 全ての事項は一例として解されるべきであり、限定的に解釈されてはならない。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）加圧された流体が流れる通路を有する本体と、上記通路の一端に全体とし て隣接し、かつ、上記通路の上記一端と全体として同軸なリングを含む第１のノ ズル部材であって、上記リングは上流面と下流面及びこの上流面から下流面に向 かって貫通して延びる中央開口とを有し、また、上記リングはその上流面から下 流面に向かって上記通路の上記一端と全体として同軸に延びる第１のノズル表面 を形成する内周面を有するような上記第１のノズル部材と、 上記通路の上記一端に対し全体として同軸的に上記リングの中央開口中へ延びて おり、上記リングに対し全体として同軸な第２のノズル表面を形成する第２のノ ズル部材であって、上記第２のノズル表面は上記第１のノズル表面から半径方向 内側に間隔を置いて配置されかつ上記第１のノズル表面によって包囲されて、上 記通路からの加圧流体が通過するようにされた環状オリフィスが上記第１と第２ のノズル表面間に形成され、上記流体中の粒子が上記オリフィスを通過させられ る時に上記粒子が剪断作用を受けてその粒径が小さくされ、上記オリフィスはそ の長さを構成する軸方向寸法とその幅を構成する半径方向寸法を有し、上記第１ と第２のノズル表面が全体として、相互にかつ上記通路の上記一端の軸に平行で あるような、上記第２のノズル部材と、この第２のノズル部材を上記通路の上記 一端の軸方向に動かして、上記第１と第２のノズル表面の軸方向の相対位置を変 えることにより、上記オリフィスの幅を変えることなくその長さを調整して上記 粒子に働く剪断作用の程度を変える手段と、 を備え、 上記ノズル部材の一方は上記本体とは別に形成されていて上記通路中に着脱可能 に取付けられており、これによって、上記一方のノズル部材を上記通路から取除 いて、所要のオリフィス幅を形成するように構成されたノズル表面を有する別の ノズル部材を代わりに取付けることによって、上記オリフィスの幅を調整して、 上記粒子に働くオリフィスの単位長当たりの剪断作用の強さを変えるように構成 された、 流体中に分散された粒子に剪断作用を受けさせてその粒径を小さくするための装 置。 （２）上記第１のノズル表面がリングの上流面から下流面まで実質的に均一な直 径を持つものである、請求項（１）に記載の装置。 （３）上記第２のノズル表面がオリフィスの全長にわたって実質的に均一な直径 を持つものである、請求項（１）に記載の装置。 （４）上記オリフィスが上記第２のノズル部材の軸方向の調整の範囲全体を通し て、その全長にわたって実質的に一定な断面を持つものである、請求項（１）に 記載の装置。 （５）上記第１のノズル表面には、上記リングの上流面から下流面に向かって直 径が順次小さくなる全体として円筒形の一連のノズル部分表面が形成されるよう にステップが形成されており、各ノズル部分表面が上記通路の上記一端と全体と して同軸でかつ上記通路の上記一端の中心長手軸と全体として平行である、請求 項（１）に記載の装置。 （６）上記第２のノズル部材が、上記通路の上記一端と全体として同軸的に上記 通路中に伸延する全体として円形断面の細長い支持部材上に取外し可能に取付け られた耐摩耗性材料の交換可能なスリーブを含むものであり、さらに、上記スリ ーブを上記支持部材上の所定の軸方向位置に保持するための保持手段が設けられ ている、請求項（１）に記載の装置。 （７）上記支持部材が、上記通路の上記一端と全体として同軸な上記本体中の孔 中を軸方向に摺動可能であり、上記第２のノズル部材を上記通路の軸方向に動か すための上記手段が上記支持部材を上記本体中の上記孔中で軸方向に摺動せさる 手段からなるものである、請求項（６）に記載の装置。 （８）上記孔中の上記支持部材の軸方向の摺動を行わせる上記手段が、上記本体 上に回動可能に取付けられ、かつ、上記支持部材に適合するねじ山が設けられた ねじ部材を含み、上記本体上の上記ねじ部材の回転によって、上記支持部材の上 記孔中での軸方向の移動が行われるようにされている、請求項（７）に記載の装 置。 （９）さらに、上記ねじ部材が回転させられる時に上記支持部材が上記孔中で回 転しないようにするための手段を含む、請求項（８）に記載の装置。 （１０）上記支持部材が、その下流端から上流端側に上記スリーブの軸方向の長 さに実質的に対応する距離だけ隔てて設けられた外側環状肩部を有し、上記保持 手段が、上記支持部材の下流端に取外し可能に取付けられた、上記支持部材より も半径方向外方に突出する上流面を有する保持部材を含み、上記スリーブが上記 肩部と上記保持部材の上記上流面との間で保持されている、請求項（６）に記載 の装置。 （１１）上記保持部材が外径が下流方向に次第に小さくなる外表面を有するもの である、請求項（１０）に記載の装置。 （１２）上記肩部が上記支持部材のほぼ半径方向の平面内に配置されており、上 記支持部材が上記肩部から下流方向に直径が小さくされた円筒状端部を有する、 請求項（１０）に記載の装置。 （１３）上記保持手段が外径が下流方向に次第に小さくなる外表面を有するもの である、請求項（６）に記載の装置。 （１４）上記リングの上流面の外径が下流方向に次第に小さくなっている、請求 項（１）に記載の装置。 （１５）上記リングが耐摩耗性材料で形成されており、さらに上記リングを上記 通路の上記一端の所定位置に取外し可能に取付けるための手段が設けられている 、請求項（１）に記載の装置。 （１６）さらに、上記本体の下流に設けられ、上記本体を貫通する上記通路の上 記一端と全体として同軸な通路を有する受入部材と、この受入部材を上記本体に 取外し可能に固定する手段とを含み、上記リングを取外し可能に取付ける上記手 段が、上記通路の上記一端と同軸で上記受入部材と上記通路の上記一端における 上記本体の端部との間に保持された半径方向フランジを有する取付け部材を含み 、上記取付け部材は上記リングを上記本体中の上記通路の上記一端に対して半径 方向及び軸方向に位置決めするために、上記リングに設けられた環状外側肩部が 係合する内側環状肩部を備えている、請求項（１５）に記載の装置。 （１７）上記環状取付け部材が、上記リングの上流面に組合わされて、径が下流 方向に次第に小さくなる連続表面を形成する、請求項（１６）に記載の装置。 （１８）さらに、吸入部と排出部を有し、基台上に取付けられるようにされたポ ンプと、上記ポンプの排出部に接続されるようにされた入口端と、出口端とを有 する導管と、この導管の出口端と上記本体を貫通する上記通路とを接続するよう にされたユニバーサルジョイントとを含み、上記導管は上記基台に対する上記出 口端及び上記本体の高さを変えるために調整可能であり、また、上記ユニバーサ ルジョイントは上記本体の向きの調整を可能とするものである、請求項（１）に 記載の装置。 （１９）上記基台が相対向する側部と相対向する端部とを有し、上記導管が、上 記基台に対し横方向に延びる軸を中心としてほぼ垂直な平面内での相対的な枢軸 運動を可能とするジョイントにより端部同士が接続された少なくとも３つの導管 部分を含み、これにより、上記本体の位置が上記基台に対して垂直方向及び端部 間方向に調整し得るように構成されている、請求項（１８）に記載の装置。 （２０）上記ポンプが、流体を約５００〜５，０００ｐｓｉの範囲内の圧力と約 １〜１００ｇａｌ／分の範囲内の流速で上記本体に供給するようにされている高 圧ポンプである、請求項（１８）に記載の装置。 （２１）加圧された流体が流れる通路を有する本体と、この本体とは別に形成さ れた交換可能なリングであって、上流面と下流面及びこの上流面から下流面に貫 通する中心開口を有し、さらに、上記上流面から下流面まで延びる第１のノズル 表面を形成する耐摩耗性の内周面を有する上記リングを含む第１のノズル部材と 、上記通路の一端に全体として隣接しかつこれと同軸な位置に上記リングを取外 し可能に取付ける第１の取付け手段と、 上記本体とは別に形成された第２の交換可能なノズル部材と、 上記リング中の上記中央開口内に伸延し上記リングに対して全体として同軸的に 延びる位置に上記第２のノズル部材を取外し可能に取付ける第２の取付け手段と 、を含み、 上記第２のノズル部材は上記リングと全体として同軸な第２のノズル表面を形成 する耐摩耗性の外表面を有し、上記第２のノズル表面は上記第１のノズル表面か ら半径方向内方に間隔をおいて配置されかつ上記第１のノズル表面によって包囲 されていて、上記第１と第２のノズル表面間に環状のオリフィスが形成され、こ のオリフィスを上記通路からの加圧された流体が通過するようにされていて、流 体中の粒子が上記オリフィスを通過させられる時、上記粒子が剪断作用を受けて その粒度が小さくされるように構成されており、上記オリフィスはその長さを排 成する軸方向寸法と幅を構成する半径方向寸法とを有し、 上記第２の取付け手段は、上記通路の上記一端に対し全体として同軸的に延びる 細長い支持部材と、上記第２のノズル部材を上記支持部材上でこの支持部材に対 して所定の軸方向位置に釈放可能に保持する保持手段とを含み、 上記ノズル部材が過度に磨耗した時に、これらのノズル部材を取換えることがで きるように、上記第１のノズル部材が上記本体から容易に取外すことができ、ま た、上記第２のノズル部材が上記支持部材から容易に取外せるようになっている 、 流体中に分散された粒子に剪断作用を受けさせてその粒度を小さくするための装 置。 （２２）上記第１のノズル表面がリングの上流面から下流面まで実質的に均一な 直径を持つものである、請求項（２１）に記載の装置。 （２３）上記第２のノズル表面がオリフィスの全長にわたって実質的に均一な直 径を持つものである、請求項（２１）に記載の装置。 （２４）上記オリフィスがその全長にわたって実質的に一定な断面を持つもので ある、請求項（２１）に記載の装置。 （２５）上記第１の取付け手段が、上記通路の上記一端と全体として同軸で、上 記通路の上記一端において上記本体に当接保持された半径方向のフランジを有す る環状取付け部材であって、上記リングを上記本体中の通路の上記一端に対して 半径方向及び軸方向に位置決めするために、上記リングの環状外側肩部と係合す る内部環状肩部を備えた環状取付け部材を含むものである、請求項（２１）に記 載の装置。 （２６）上記第２のノズル部材が上記支持部材上に取付けられる耐摩耗性材料か らなる交換可能なスリーブを有するものである、請求項（２１）に記載の装置。 （２７）上記支持部材がその下流端から上流方向に、上記スリーブの軸方向の長 さに実質的に相当する距離だけ隔てられた外側肩部を有し、上記保持手段が、上 記支持部材より半径方向外方に延びる上流面を有し上記支持部材の下流端上に取 外し可能に取付けられた保持部材を含み、上記スリーブが上記肩部と上記保持部 材の上記上流面との間で保持されている、請求項（２６）に記載の装置。 （２８）上記保持部材が下流方向に向かって外径が次第に小さくなる外表面を有 する、請求項（２７）に記載の装置。 （２９）上記肩部が上記支持部材のほぼ半径方向の面内に配置されており、上記 支持部材が上記肩部から下流に直径が小さい円筒形端部を有し、上記スリーブが 上記肩部の上流の上記支持部材の外径以下の外径を持つ、請求項（２７）に記載 の装置。 （３０）上記保持手段が下流に向かって外径が次第に小さくなる外表面を持って いる、請求項（２６）に記載の装置。 （３１）上記第１と第２のノズル表面が全体として相互にかつ上記通路の上記一 端の軸に平行である、請求項（２１）に記載の装置。 （３２）さらに、上記第２のノズル部材を上記通路の上記一端の軸方向に動かし て、上記第１と第２のノズル表面の相対的な軸方向の位置を変え、これによって 、上記粒子に与えられる剪断作用の程度を変えるように上記オリフィスの長さを その幅を変えることなく調整するための手段を有する、請求項（３１）に記載の 装置。 （３３）上記支持部材が上記リングの軸に沿って動けるように、上記本体中の孔 中に摺動可能に取付けられており、上記第２のノズル部材を上記通路の軸方向に 動かす手段が上記支持部材を上記孔中で軸方向に摺動させる手段を含む、請求項 （３２）に記載の装置。 （３４）上記支持部材を上記孔中で軸方向に摺動させる手段が、上記本体に回転 可能に取付けられており上記支持部材に適合するねじ山が設けられているねじ部 材を含み、上記本体上で上記ねじ部材を回転させることにより、上記支持部材が 上記孔中で軸方向に動くようにされている、請求項（３３）に記載の装置。 （３５）さらに、上記ねじ部材が回転した時に上記支持部材が上記孔中で回転し ないようにするための手段を備えた、請求項（３４）に記載の装置。 （３６）加圧された流体が流れるようにされた通路を有する本体と、 この本体と別に形成された交換可能なリングを含む第１のノズル部材と、 全体として上記通路の一端に隣接しかつこの一端と同軸な位置に上記リングを取 外し可能に取付ける第１の取付け手段であって、上記リングは上流面と下流面及 びこの上流面から下流面に上記リングを貫通している中央開口とを有し、上記リ ングはさらにその上流面から下流面まで延びる第１のノズル表面を形成する耐摩 耗性の内周面を有するものと、 上記本体とは別に形成された第２の交換可能なノズル部材と、 この第２のノズル部材を、上記リング中の上記中央開口内に上記リングに対して 全体として同軸的に延びる位置に取外し可能に取付けるための第２の取付け手段 と、を含み、 上記第２のノズル部材は、上記リングと全体として同軸な第２のノズル表面を形 成する耐摩耗性の外表面を有し、上記第２のノズル表面は上記第１のノズル表面 から半径方向内方に隔てられておりかつ上記第１のノズル表面によって包囲され ており、これによって、上記通路からの加圧流体が通るようにされた環状オリフ ィスが上記第１と第２のノズル表面の間に形成され、上記第２の取付け手段は、 上記通路の上記一端に対し全体として同軸的に延びる細長い支持部材と、上記支 持部材上のこの支持部材に対する所定の軸方向位置に上記第２のノズル部材を釈 放可能に保持するための保持手段とを含み、 上記ノズル表面が過度に磨耗した時に、上記ノズル部材を取換えるために、上記 第１のノズル部材は上記本体から容易に取外すことができ、上記第２のノズル部 材は上記支持部材から容易に取外すことができるようにされた、取外し可能なノ ズルを備えた装置。 （３７）上記第１のノズル表面が上記リングの上流面から下流面まで実質的に均 一な直径を有するものである、請求項（３６）に記載の装置。 （３８）上記第２のノズル表面が上記オリフィスの全長にわたって実質的に均一 な直径を有するものである、請求項（３６）に記載の装置。 （３９）上記オリフィスがその全長にわたって実質的に一定な断面を有する、請 求項（３６）に記載の装置。 （４０）上記リングを取外し可能に取付ける手段が、上記通路の上記一端とほぼ 同軸で上記通路の上記一端において上記本体に当接保持された半径方向フランジ を有する環状取付け部材であって、上記本体中の上記通路の上記一端に対して上 記リングを半径方向及び軸方向に位置付けるために、上記リングの環状外側肩部 と係合する内側環状肩部を有する環状取付け部材を含むものである、請求項（３ ６）に記載の装置。 （４１）上記第２のノズル部材が上記支持部材上に取付けられた耐摩耗性材料の 交換可能なスリーブを含むものである、請求項（３６）に記載の装置。 （４２）上記支持部材が、その下流端から上流に上記スリーブの軸方向の長さに 実質的に相当する距離だけ隔たった位置に外側肩部を有し、上記保持手段が、上 記支持手段よりも半径方向外方に突出した上流面を有し上記支持部材の下流端に 取外し可能に取付けられている保持部材を含み、上記スリーブが上記肩部と上記 保持部材の上流面との間で保持されている、請求項（４１）に記載の装置。 （４３）上記保持部材が外径が下流方向に次第に小さくなる外表面を持つ、請求 項（４２）に記載の装置。 （４４）上記肩部が上記支持部材の全体として半径方向に延びる平面内に配置さ れており、上記支持部材が上記肩部から下流方向の位置に直径が小さくなった円 筒状端部を持つ、請求項（４２）に記載の装置。 （４５）上記保持手段が外径が下流方向に次第に小さくなる外表面を持つ、請求 項（４４）に記載の装置。 （４６）上記第１と第２のノズル表面が相互にかつ上記通路の上記一端の軸に全 体として平行であり、上記オリフィスがその長さを構成する軸方向寸法と幅を構 成する半径方向寸法を有する、請求項（３６）に記載の装置。 （４７）さらに、上記通路の上記一端の軸方向に上記第２のノズル部材を動かし て、上記第１と第２のノズル表面の相対的な軸方向位置を変え、それによって上 記オリフィスの幅を変えることなく長さを調整するようにした手段を含む、請求 項（４６）に記載の装置。 （４８）上記支持部材がほぼ上記通路の上記一端の軸に沿って軸方向に摺動する ように上記本体中の孔内に取付けられており、上記第２のノズル部材を上記通路 の軸方向に動かす上記手段が上記支持部材を上記孔中で軸方向に摺動させる手段 を含むものである、請求項（４７）に記載の装置。 （４９）上記支持部材を上記孔中で軸方向に摺動させる上記手段が、上記本体上 に回転可能に取付けられ上記支持部材と適合するねじ山を有するねじ部材を含み 、上記本体上の上記ねじ部材を回転させることにより、上記孔中で上記支持部材 が軸方向に動くようにされている、請求項（４８）に記載の装置。 （５０）さらに、上記ねじ部材が回転させられる時に上記支持部材が上記孔中で 回転しないようにする手段を含む、請求項（４９）に記載の装置。