方向及び／又は軸角度が可変な流体のジェットを噴射する方法及び装置
本発明は、少なくとも１つのジェットの方向及び／又は軸角度が可変であり得る少なくとも１つの流体のジェットを噴射する装置であって、少なくとも１つの主たる流体ジェットを噴射する手段と、少なくとも１つの第２流体ジェットを噴射する手段と、少なくとも１つの主たる流体ジェットを少なくとも１つの第２流体ジェットと相互作用させ、この相互作用の結果として得られる、方向及び／又は軸角度が可変な流体ジェットを製造する手段とを具備した方法と共に、関連した方法及びこれらの使用にも関する。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【０００１】
本発明は、流体ジェット、例えば、空気、酸素、窒素、気体燃料の又は気体を同伴した液体若しくは固体燃料のジェットの方向及び／又は軸角度（l'ouverture）を変更することを可能にする噴射装置であって、前記流体ジェットは、第１流体ジェットと少なくとも１つの第２流体ジェットとの相互作用の結果として得られる噴射装置に関する。本発明は、特には、このような噴射ランス（lance）に関する。
【０００２】
また、本発明は、例えば、表面に接して、特には、装填物の上方で流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための前記噴射装置の使用に関する。また、ユーザーが少なくとも１つの流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更する噴射方法に関する。
【０００３】
発明の背景
制御ガス流を用いた霧状ジェットの方向の変更を、（１）霧状にされるべき材料を、一定の断面を有する部分と末広形の下流部分とを持つ霧化流路に通し、（２）この材料を、霧化ガスの環状ジェットを用いて霧化させ、（３）霧化ガスのジェットと制御ガスの流れとを接触させて、霧化ガスジェットを貫く圧力差を生じさせ、（４）この圧力差を使用して、霧状ジェットの方向を変更することによって行うことは、欧州特許第０５４５３５７号から知られた慣習である。
【０００４】
しかしながら、この方法は、霧状ジェットに限定されており、ジェットの方向の極僅かな変更のみを可能にする。
【０００５】
発明の目的
本発明の目的は、噴射器の作用を中断させる必要なしに、流体ジェットの方向及び／又は軸角度の大きく変更させることを可能にすることにある。本発明の更なる目的は、最適化された堅牢な装置を用いて、この変更を可能にすることにある。
【０００６】
発明の概略
本発明は、第１流体ジェット（主たるジェットとも呼ばれる）を、第１ジェットを配送する流路（一定の断面又は不定な断面を有したパイプなど）の内部の、前記第１ジェットが前記流路から出る前、任意には、第１ジェットが前記流路から出る場所の近く（以下、「主たる出口開口部」と呼ぶ）で起こる、少なくとも１つの他の流体ジェット（第２又はアクチュエータジェットと呼ばれる）との相互作用によって制御することを提案する。
【０００７】
それ故に、本発明は、第１ジェットと少なくとも１つの第２ジェットとの相互作用の結果として得られた流体ジェットを噴射する装置であって、前記合成ジェットの方向及び／又は軸角度を変更することを可能にする装置に関する。
【０００８】
この噴射装置は、第１ジェットを主たる出口開口部へと導く流路を具備している。また、それは、第２ジェットを噴射する少なくとも１つの第２パイプも具備しており、この第２パイプは、主たる開口部の上流に位置した第２開口部を介して、第１ジェットの流路内へと通じている。第１ジェットを運ぶ流路と第２パイプとのこの配置は、第１ジェットとこの第２パイプから出て行く第２ジェット（以下、対応する第２ジェットと呼ばれる）との相互作用の位置を規定する。
【０００９】
この装置は、少なくとも１つの第２パイプを具備しており、これは、前記流路に対して、対応する第２ジェットと第１ジェットとの相互作用の位置にて、対応する第２ジェットの軸と、第１ジェットの軸に対して垂直な平面との間の角度θが、０°以上９０°未満、好ましくは０°乃至８０°、より好ましくは０°乃至４５°であるように位置決めされている。
【００１０】
また、本発明に従うと、主たる出口開口部の上流に位置した第２開口部は、前記主たる開口部から、この主たる開口部の断面積ｓの平方根の１０倍以下である距離Ｌだけ離れている。距離Ｌは、好ましくはこの平方根の５倍以下であり、より好ましくはこの平方根の３倍以下である。
【００１１】
少なくとも１つの第２ジェットは、第１ジェットと相互作用し、合成ジェットをつくり出す。
【００１２】
"Proceedings of FEDSM'02 Joint US ASME-European Fluid Engineering Division Summer Meeting of July 14-18, 2002"及びV. Faivre及びTh. Poinsotによる論文"Experimental and numerical investigations of jet active control for combustion applications"（Journal of Turbulence、Volume 5、No.1、2004年、3月、p.25）から、主たるジェットの周りの４つの第２ジェットの特定の配置を使用して、第２ジェットと第１ジェットとの相互作用のおかげで火炎を安定化させることは、知られた慣習である。より広角な散布が報告されている。
【００１３】
本発明に従うと、装置は、少なくとも１つの第２ジェットの力積（impulsion）を制御する手段を備えている。
【００１４】
それ故に、本発明は、少なくとも１つの第２ジェットの力積を前記手段を用いて変更することにより、合成ジェットの方向及び／又は軸角度を変更することを可能にする。
【００１５】
好ましくは、少なくとも１つの第２ジェットの力積を制御する手段は、第２ジェットの力積と第１ジェットの力積との比を制御することを可能にする手段である。
【００１６】
それ故に、本発明は、特には、高温火室などの好ましくない環境において機能不全を起こし得る原因である機械的手段を使用することなく、ジェットの方向及び／又は軸角度の大きな変更をもたらすことを可能にする。
【００１７】
この制御手段は、特には、少なくとも１つの第２ジェットの能動的又は動的制御を可能にする。即ち、これは、主たるジェットの噴射を中断させることなく、力積を変更することを可能にする。それ故に、本発明に従う装置は、合成ジェットの方向及び／又は軸角度の動的変更を可能にする。
【００１８】
好ましくは、合成ジェットに対する所望の効果を得るべく第１ジェットと相互作用する第２ジェットの数は、この装置の製造の複雑さ及び費用を抑えるだけでなく、第２ジェットが独立した方法で制御される場合に、流体を供給し、その流速を調節するシステムの複雑さ及び費用をも抑えるために、最小限にされるであろう。例えば、単一方向効果は、単一の第２ジェットを用いて得られ得る。
【００１９】
本記載の中で使用される用語の中には、それらの意義をより十分に定めるために、より正確に定義されるに値するものがある。
【００２０】
・ジェットの方向は、流体の流路の断面に直角な単位ベクトルと定義されており、流れの方向、即ち、上流から下流に向いている。
【００２１】
・「太さｅ」は、第１ジェットの流れの方向（図１における矢印の方向）における第２パイプの寸法を意味している。それ故、この図１の特定の場合では、この例におけるこの第２パイプ２１は円筒形なので、ｅは、第２開口部３１の位置での第２パイプ２１の径を表している。
【００２２】
・ジェットの「軸角度」は、図１における１０などの円筒形流路から出て行くジェットについての、流路を出るジェットの表面の位置での流路の長手方向の軸と母線との間の角度を意味している。第２ジェットとの相互作用がない場合、この母線は、この軸に対して約１５°傾き、この傾きは、本発明に従うと、７０°以上に達することが可能である（図６Ａ参照）。拡大解釈すれば、「軸角度」は、円形の断面を有していない場合の流路内の流体の方向と、母線との間の角度を意味するであろう。
【００２３】
発明の詳細な説明
本発明に従う装置の実施形態の様々な特徴及びその使用は、以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。非制限的であり、より詳細なものとして挙げられた例示的実施形態を概略的に示した図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ジェットの相互作用によって流れを制御する本発明に従う装置の図。
【図２】火室に搭載された本発明に従う装置の調節。
【図３Ａ】合成ジェットの方向を制御する装置であって、それぞれ互いに９０°に位置し、第１ジェットの方向に垂直に入射する４つの第２ジェットを含んだ装置の断面図。
【図３Ｂ】合成ジェットの方向を制御する装置であって、それぞれ互いに９０°に位置し、第１ジェットの方向に垂直に入射する４つの第２ジェットを含んだ装置の長手方向の断面図。
【図３Ｃ】平行な第１及び第２ジェットを有したノズルを、本発明に従う装置へと変形するためのパステル（pastille）の使用。
【図３Ｄ】平行な第１及び第２ジェットを有したノズルを、本発明に従う装置へと変形するためのパステルの使用。
【図３Ｅ】平行な第１及び第２ジェットを有したノズルを、本発明に従う装置へと変形するためのパステルの使用。
【図４Ａ】合成ジェットの軸角度を制御することを可能にする装置の長手方向の断面図。
【図４Ｂ】合成ジェットの軸角度を制御することを可能にする装置の断面図。
【図５】２つ（合成）のジェットの方向を変更するための、装置の部材の使用。
【図６Ａ】ジェットの装置の制御の様々な実施形態。
【図６Ｂ】ジェットの装置の制御の様々な実施形態。
【図７】合成ジェットの偏向に対する、第１及び第２流量の効果を示したグラフ。
【図８】合成ジェットの軸角度に対する、ジェットの力積の比の効果を示したグラフ。
【図９】耐火性ポートによる、装置の端部の保護。
【図１０】スリーブによる、装置の端部の保護。
【００２５】
以下の本文において、同じ参照番号が、一方では、第１ジェットと内部にそれが流れる流路とを示すのに使用されており、他方では、第２ジェット又はアクチュエータと内部にこの第２ジェットが流れる対応する第２パイプとを示すのに使用されている。
【００２６】
図１は、本発明に従う、ジェットを制御する方法の図を示している。
【００２７】
制御されるべき第１ジェットは、流路１０を介して運ばれ、第２パイプ２１から生ずる第２ジェットと相互作用を起こし、第２ジェットがない場合の主たる出口開口部１１から生ずるジェットとは異なる方向及び／又は軸角度を持った合成ジェットをつくり出す。
【００２８】
この装置は、第１ジェットを主たる出口開口部１１へと運ぶことを可能にする流路１０を具備している。
【００２９】
第２ジェットを噴射する少なくとも１つの第２パイプ２１は、第２開口部３１を介して、流路１０へと通じている。この第２パイプは、流路１０に対し、対応する第２ジェットと第１ジェットとの相互作用の位置で、第２ジェット２１の軸と第１ジェット１０の軸に垂直な平面との間の角θが０°以上９０°未満となるように位置決めされている。（図１では、θ＝０°）。第２開口部３１は、主たる開口部１１から、１０Ｈ√ｓ（ｓ＝主たる開口部１１の断面積）以下の距離Ｌだけ離れている。
【００３０】
距離Ｌは、それぞれ同じ力積を以って、複数の第２ジェットが第１ジェットにぶつかる効果に影響を与えることを可能にする。例えば、方向の効果を最大限にするために、ユーザーはこの距離を最小にすることを試みるであろう。
【００３１】
一般に、Ｌは、２０ｃｍ以下であり、より好ましくは１０以下である。
【００３２】
この装置は、第２ジェットの力積を制御する手段を具備している。この手段は、有利には、質量流量制御用、圧力損失制御用、流路断面制御用のデバイスだけでなく、温度制御用、流体の化学組成の制御用又は圧力制御用のデバイスの中からも選択され得る。
【００３３】
この手段は、好ましくは、第２ジェットの力積と第１ジェットの力積との比を制御することを可能にする。
【００３４】
この制御手段は、合成ジェットの方向及び／又は軸角度を動的に変更するために、１つ以上の第２ジェットを作動及び停止（当該第２ジェットを流すか流さないか）することを可能にする。
【００３５】
この制御手段は、好ましくは、１つ以上の第２ジェットの力積を動的に増減させる（ゼロにはしない）ことか、又は、第２ジェットの力積と第１ジェットの力積との比を動的に増減させることも可能にする。
【００３６】
この装置は、内部に、流路１０の少なくとも一部が位置した耐火性材料のブロックなどの材料５のブロックを具備し得るものであり、この主たる出口開口部１１は、このブロックの面又は表面のうちの１つ、前面６上に位置している。
【００３７】
図１では、第２ジェットは、ブロック５を通った第２パイプ２１によって運ばれ、この第２ジェットは、好ましくは、第１ジェットに対して実質的に垂直に出て行く。
【００３８】
第１ジェットと第２ジェットとの相互作用は、第１ジェットの流路１０が現れるこのブロックの前面６から距離Ｌの位置で起き、この距離Ｌは上述のように多様であり得る。
【００３９】
合成流体ジェットの方向を変更することを可能にする、図３Ａ及び３Ｂに図示された或る実施形態に従うと、この装置は、少なくとも１つの第２パイプ３２１、３２２、３２３及び３２４を具備しており、これは、第１ジェットの流路３１０に対し、対応する第２開口部３３１、３３２、３３３及び３３４（即ち、当該の第２パイプをこの流路に通じさせる第２開口部）の位置で、第１ジェットの軸と対応する第２ジェットの軸とが交差（secant）又は準交差（quasi-secant）するように位置決めされている。
【００４０】
流路と第２パイプとの間のこのような配置は、（対応する第２開口部の下流にある）合成流体ジェットの軸と、この第２開口部の上流における第１ジェットの軸との間の角度を、少なくとも１つの対応する第２ジェットの力積を変更することによって変更することを可能にする。
【００４１】
もし、アクチュエータジェットがなく、主たる出口開口部３１１から生ずるジェットが、図３Ａの平面に対して垂直に流れる場合、第２パイプ３２３を介するジェットの噴射は、合成ジェットを、図３Ａにおける右方、即ち、３２３から生ずるジェットの流れ方向と同じ方向へと偏向させることを可能にする。第２パイプ３２４を介する第２ジェットの噴射が同時に行われる場合、３２３及び３２４から生ずるジェットの相対的な力積に応じて、３２３及び３２４から生ずるジェットの方向（図３Ａにおける右向き及び下向き）の間で連続的に変化し得る（図３Ａの平面に投影された）方向に偏向された合成ジェットを得ることができるであろう。
【００４２】
好ましくは、この装置は、少なくとも２つの第２パイプを具備しており、これらは、流路３１０に対し、一方では、２つの対応する第２開口部が流路３１０の同一断面に位置するように、他方では、これら２つの第２開口部の位置で、対応する第２ジェットの軸が第１ジェットの軸に対して交差又は準交差するように位置決めされている。この場合、これら２つの第２開口部は、有利には、第１ジェットの軸の両側に位置していても良く（開口部３３１及び３３３については右側及び左側、開口部３３２及び３３４については下側及び上側）、２つの第２開口部と第１ジェットの軸とは、好ましくは、同一平面内（開口部３３１及び３３３については水平面、開口部３３２及び３３４については垂直面）に位置している。
【００４３】
他の有用な配置に従うと、２つの第２開口部の位置で、第１ジェットの軸と対応する第２開口部のうちの一方とによって規定された平面は、第１ジェットの軸と対応する第２開口部のうちの他方とによって規定された平面に対して垂直である。例えば、流路３１０の軸と第２開口部３３１とによって規定された水平面は、この軸と第２開口部３３２によって規定された垂直面に対して垂直である。
【００４４】
これら２つの形態の実施を併用することも可能である。この場合、図３Ａ及び図３Ｂに図示されたように、この装置は、少なくとも４つの第２パイプ３２１、３２２、３２３及び３２４を具備しており、これらは、流路３１０に対し、
（１）４つの対応する第２開口部３３１、３３２、３３３、３３４が、流路３１０の同一断面上に位置し、
（２）これら対応する第２開口部のうちの２つ３３１及び３３３が、第１ジェットの軸と共に第１平面を規定し且つこの軸の両側に位置し、他の２つの開口部３３２及び３３４が、第１ジェットの軸と共に第２平面を規定し、第１平面が、好ましくは、第２平面に対して垂直である
ように位置決めされている。
【００４５】
この配置は、第１及び第２平面上（例えば、水平面上及び垂直面上）での合成流体ジェットの軸と第１ジェットの軸との間の角を、必要に応じて、各平面に位置した一方及び他方の２つの第２開口部（例えば、水平面上での左方及び右方、並びに垂直面上での上向き及び下向き）へと、並びに、上で説明したように、任意の中間の方向へと変更することを可能にする。
【００４６】
４つの対応する第２開口部３３１乃至３３４の位置で、４つの対応する第２ジェットの軸は、好ましくは、第１ジェット３１０の軸に対して垂直な同一平面にある。
【００４７】
また、本発明は、第１ジェットと１つ以上の第２ジェットとの相互作用を生じさせ、合成ジェットのその軸の周りの回転を生成、維持する又は強めることも可能にする。このような相互作用は、合成ジェットの軸角度を変更するのを可能にする。
【００４８】
図４Ａ及び４Ｂに図示したように、この装置は、少なくとも１つの第２パイプ４２１乃至４２４を備えており、これは、第１ジェットの流路４１０に対し、対応する第２開口部４３１乃至４３４の位置で、対応する第２ジェット４２１乃至４２４の軸が、第１ジェットの軸と同一平面にも実質的に同一平面にもなく、この少なくとも１つの第２パイプ４２１乃至４２４が、好ましくは、第１ジェットの流路４１０内へと接するように出て行くように位置決めされている。このようにして、第１ジェットと第２ジェットとの相互作用は、第１ジェットに回転力を与える。
【００４９】
この装置は、有利には、２つの第２パイプ４２１及び４２２を具備しており、これらは、流路４１０に対し、２つの対応する第２開口部４３１及び４３２の位置で、２つの対応する第２ジェット４２１及び４２２の軸が第１ジェット４１０の軸と同一平面上になく、この２つの第２ジェットが、第１ジェットの軸の周りで、同一回転方向を向くように位置決めされている。それ故に、この２つの第２ジェットは、第１ジェットに与えられる回転力に寄与する。
【００５０】
この２つの第２開口部は、有利には、流路４１０の同一断面上、即ち第１ジェットの軸に対して垂直な同一平面に位置している。それらは、第１ジェットの軸の両側に位置していても良い（開口部４２１及び４２３又は４２２及び４２４）。また、それらは、第１ジェットの軸と２つの第２開口部のうちの一方４２１とによって規定される平面が、第１ジェットの軸と２つの第２開口部のうちの他方４２２とによって規定される平面に垂直であるように位置していても良い。
【００５１】
或る実施形態に従うと、この装置は、少なくとも４つの第２パイプ４２１乃至４２４を具備している。これらは、第１ジェットの流路４１０に対し、対応する第２開口部４３１乃至４３４の位置で、対応する第２ジェットの軸が、第１ジェットの軸と実質的には同一平面上にないように位置決めされている。これら対応する第２開口部のうちの２つ４３１及び４３３は、第１平面上で、第１ジェット４１０の軸と実質的には同一平面上にあり、第１ジェットの軸の両側に位置している。他方の２つの対応する第２開口部４３２及び４３４は、第２平面上で、第１ジェット４１０の軸と同一平面上にあり、更に、第１軸の両側に位置している。４つの対応する第２ジェットは、第１ジェットの軸の周りで、同一回転方向を向いている。この第１及び第２平面は、特には、互いに対して垂直であり得る。また、この４つの対応する第２開口部が流路４１０の同一断面上にあることも好ましい。
【００５２】
第１ジェットに回転力を与え、それにより合成ジェットの軸角度を変更するために、ユーザーは、好ましくは、第１ジェットと対応する第２ジェットとが相互作用を起こす第２開口部の位置で、一方では、第２ジェットの軸が、第１ジェットの軸に対してこの位置で垂直な平面に属し、他方では、第２ジェットの軸とこの平面における第２開口部（又は、より正確には、第２開口部の位置での第１ジェットの流路の想像上の表面）に対する接線との間の角度が、０乃至９０℃、好ましくは０乃至４５℃であることを確実にするであろう。
【００５３】
図４ａ及びｂは、合成ジェットの軸角度を制御するために第２ジェットを用いる例示的実施形態を示している。（図４ａにおいて、流路４１０内を左から右へと流れる）第１ジェットは、第２パイプ４２１、４２２、４２３及び４２４（図４ｂにおいて、図４ａの平面ＡＡでの断面として示されている）から生じた第２ジェットと合流する。これら第２ジェットは、流路４１０に対して接線方向で、第１ジェットにぶつかり、それにより、これら様々なジェットの力積に応じて、合成ジェットの「開き」を大小させることを可能にする。この開きの効果は、本質的には、第２ジェットと第２ジェットとが、互いに交差しない軸を有しているが、これらジェットが、互いとの物理的相互作用を有しているという事実に拠るものである。これは、合成ジェットをその軸の周りに回転させる。
【００５４】
単一の装置において、上述した適用方法の何れか１つに従う合成ジェットの方向を変更することを可能にする実施形態を、合成ジェットの回転を生成する、維持する又は強めることを可能にして、それによりその軸角度を変更することを可能にする上述した実施形態の何れか１つと組み合わせることも可能である。
【００５５】
それ故、方向及び回転の双方の効果を得るために、ユーザーは、上述の段落の教示を組み合わせるであろう。方向及び回転の効果の動的変更を得るために、ユーザーは、例えば、第２ジェットの複数の噴射システムを提供しても良い。それ故、第２ジェットの力積を調節する手段を備えた別個の第２パイプを提供することにより、連続的又は断続的な方法において、単に調節手段（バルブ）を作動させることにより、合成ジェットの形状及び方向を変更することが可能である。
【００５６】
第２ジェットを、第１ジェットに対し、できるだけ効率的に作用させるために、アクチュエータジェットは、主たるジェットの方向に対して、実質的に垂直に噴射されねばならない。
【００５７】
最適な作用に関し、本発明に従う装置は、少なくとも１つの第２パイプを具備していても良く、これは、第１ジェットの流路１０に対し、対応する第２開口部３１の位置で、このパイプが、ｌ≧０．５ｘｅ、好ましくは、０．５ｘｅ≦ｌ≦５．０ｘｅを満たす或る太さｅ及び或る高さｌを有するように位置決めされている（図１参照）。０．５ｘｅ以上という最小の高さは、対応する第２ジェットと第１ジェットとの間で最適な相互作用を達成することを可能にする。
【００５８】
例えば、第２ジェットであって、この第２ジェットと第１ジェットとの相互作用の位置で、第２ジェットの軸と、第１ジェットの軸に垂直な平面との間の角度θが０°であるような第２ジェットを実際に得るためには、第２開口部の前で、第２パイプが、長さｌに亘って、第１ジェットの軸に対して実質的に垂直な方向を有していることが好ましく、この長さｌは、好ましくは、前記管の太さｅ（主たる流体の流れ方向における寸法）の０．５乃至５倍であろう（ｅは、この管が円筒形である場合の管の径である）。当然だが、この長さｌは５ｅを超えることもできるが、これは、第１ジェットに対する第２ジェットの大きなぶつかりに対して、追加の効果を何ら有さない。
【００５９】
第１ジェットの流路は、全体として又は少なくとも或る一部に関して、第１ジェットの噴射用の第１パイプからなっていても良い。この第１パイプは、第１開口部３０９へと通じている（図３ｃ参照）。この第１開口部は、この流路の主たる出口開口部に一致しても良い。
【００６０】
図３ｃ、ｄ及びｅに図示したように、第１パイプ３０８が、主たる出口開口部３１１の前で終端している場合、第１開口部３０９は、主たる開口部３１１の上流に位置決めされている。この場合、少なくとも１つの第２開口部３３４は、第１パイプ３０８の第１開口部３０９とこの流路の主たる開口部３１１との間に位置していても良い。
【００６１】
図３ｃは、図３と類似しているが、ノズル３４５内に２つの平行な流路（第１パイプ３０８及び第２パイプ３２４）が存在している変形の実施形態を示している。この２つの流路３０８及び３２４は、ノズルの前面へと通じている。この前面に、パステル３２４が取り付けられており、これは、第２パイプ３２４の第２ジェットを、第１パイプ３０８から出てくる第１ジェットへと向かせ、より詳細には、第１ジェットに対して垂直に又は実施的に垂直に向かせ、例えば図３ｃにおいて矢印３４４で示された方向にある合成ジェットを得ることを可能にする。（合成ジェットのこの方向３３４は、第１及び第２ジェットの力積の比に依存するであろう）。それ故に、制御手段を用いて第２ジェットの力積を変更することにより、合成ジェットを用いて表面全体を掃射することを可能にする可変な合成ジェット方向を得ることができる。図３ｄは、パステル３４２が（この図では示されていない手段により）取り付けられるノズル３４５の組み立て分解図であり、このパステル３４２は、この例では中空で横向きの円筒状部材３５０の形態にあり、ノズル３４５の端部に取り付けられる。このパステルにおける開口部は、第１パイプ３０８が現れるところに位置決めされる。
【００６２】
図３ｅは、このパステル３４２の底部（内側）を示しており、この内面３４９は、キャビティ３４７を具備しており、この内側で、第２パイプ３２４から生ずる第２ジェットは、分配され、その後、主たる出口開口部３４６の上方にあるスリット３４８によって、第１パイプ３０８から生ずる第１ジェットに実質的に垂直に衝突する。それ故に、この開口部３４６から出て行く合成ジェット３４４（図３ｃ）は、（図３ｃ、ｄ及びｅに関しては）下向きに偏向されるであろう。
【００６３】
なお、第１ジェットとの各々の相互作用の位置の前で、１つ以上の第２ジェットへと所望の指向性を与えるためのパステルの使用の可能性は、第２ジェットに向き付けをして、合成ジェットの方向を変化させることに限定されず、上で説明した、合成ジェットの軸角度を変更することを可能にする第２ジェットにも適用される。
【００６４】
本発明に従う装置の最適な作用に関して、第１ジェットの流路は、少なくとも１つの第２開口部の位置に、少なくとも１つの対応する第２パイプの延長部において、遮るもののない又は少なくも実質的に遮るもののない流体流路を有しており、少なくとも１つの対応する第２ジェットと第１ジェットとの効率的な相互作用を可能にしている。典型的には、第１ジェットの流路の断面は、少なくとも１つの第２開口部の位置で、遮るもののない又は少なくも実質的に遮るもののない流体流路を規定するであろう。
【００６５】
また、本発明は、流体ジェット、例えば、酸素及び／又はアルゴン及び／又は二酸化炭素及び／又は水素を含んだ流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための、先の装置の使用にも関する。他の可能性は、燃焼領域内へと噴射される燃料及び／又は支燃剤を含んだ流体ジェットの方向及び軸角度を変更するための、先の装置の使用である。
【００６６】
このようにしてユーザーが方向及び／又は軸角度を変更した合成ジェットは、超臨界流体ジェットであり得る。
【００６７】
このジェットは、典型的には、気体ジェットであるが、この気体ジェットは、霧状液体及び／又は粉末固体などの固体粒子を含んでいても良い。
【００６８】
また、本発明は、噴射方法であって、本発明に従う装置が、第１ジェットと少なくとも１つの第２ジェットとの相互作用の結果として得られた流体を噴射するのに使用され、ユーザーが、少なくとも１つの第２ジェットの力積を変更するか、又は少なくとも１つの第２ジェットの力積と第１ジェットの力積との比を変更することによって、合成ジェットの方向及び／又は軸角度を動的に変更する方法にも関する。
【００６９】
それ故に、本発明は、１つ以上の第２ジェット（アクチュエータジェットとも呼ばれる）を用いて流体噴射システムの性能を動的又は能動的に制御し、第１ジェットに衝撃を与えて第１ジェットの流れを変更し、第１ジェット及び／又は第２ジェットの特徴（特には、方向及び運動量）に従って方向及び／又は軸角度が変更され得る合成ジェットを製造する方法に関する。この方法は、閉ループ又は開プールにおいて、燃焼システム、又は、より一般的には、流体ジェットの噴射（液体、気体又は固体の散布）を使用する産業的方法の性能を調節するのに使用され得る。
【００７０】
図２は、火室２１２に搭載された噴射ランスなどの装置２１０の性能を、本発明に従って調節する方法を示している。
【００７１】
センサ２１４、２１６及び２１７は、それぞれ、燃焼製品、燃焼若しくは火室の作用条件又はこの装置若しくはこのランスの作用を特徴付ける量を測定する。これら測定値は、ライン２１８、２１９及び２２０によって、コントローラ２１５へと伝えられる。後者は、これら特徴的な量について与えられる指示に応じて、これら特徴的な量をそれらの設定値に維持するための第２ジェットの作用パラメータを決定し、ライン２２１によって、これらパラメータを、この装置／ランスを制御する部材へと伝える。
【００７２】
本発明に従う装置は、有利には、第２ジェットの力積を制御する手段、好ましくは、第１ジェットと第２ジェットとのパルスの比を制御する手段を具備している。
【００７３】
この比は、第１ジェットの流路の断面と第２パイプの断面との比の関数であり、第２パイプにおける流量の合成ジェットの流量に対する比の関数であり、第１ジェット及び第２ジェットの流体の密度の比の関数である。（以下の段落では、これら比のうちの１つの比の変化を考える際、他の２つは一定であると見なされる）。
【００７４】
対応する第２開口部の位置での第１ジェットの断面と第２パイプの断面の比の値が増加するほど、（それぞれ一定の流量にある）対応する第２ジェットの第１ジェットに対する衝撃は大きくなる。ユーザーは、好ましくは、５乃至５０、より好ましくは１５乃至３０の断面積の比を選択するであろう。
【００７５】
全ての第２ジェットの流量の合成ジェットの総流量に対する比は、流量のこの比が大きいほど、合成ジェットの偏向及び／又は軸角度は大きいであろうという理解の下、典型的には、０（第２ジェットがない）乃至０．５、好ましくは０乃至０．３、より好ましくは０乃至０．１５であろう。
【００７６】
第２ジェットを形成する各流体の密度の、第１ジェットの流体の密度に対する比は、第２ジェットによる衝撃を制御することを可能にする。一定の流量のときには、この比の値が小さいほど、第１ジェットに対する第２ジェットの効果は大きいであろう。実際的な理由で、ユーザーは、しばしば、第２ジェット及び第１ジェットにおいて、同じ流体を使用するであろう（比は１に等しい）。（一定の質量流量で）第２ジェットの効果を高めるために、ユーザーは、第１ジェット中の流体の密度よりも低い密度の流体を使用するであろう。第２ジェット中の流体の性質は、目的の用途に応じて選択されるであろう。例えば、空気ジェットの偏向を制御するのに、空気と（それよりも密度が低い）ヘリウムとの混合物を使用すること、又は、燃料がプロパンである火炎中の燃焼製品の同伴量を高めるために、燃料及び／又は支燃剤の主たるジェットを水蒸気の第２ジェットを用いて制御することが可能である。一般には、最大の密度の流体の最低の密度のものに対する比は、１乃至２０、好ましくは１乃至１０、より好ましくは１乃至５で変動し得る。
【００７７】
第１ジェットの流路及び／又は第２パイプの断面の幾何は、様々な形状を有していても良く、特には、円形、正方形、矩形、三角形、楕円形、マルチローブなどの形状を有し得る。
【００７８】
これら噴射断面の幾何は、合成ジェットの不安定性の発現に影響を与える。例えば、三角形の噴射器から出てくるジェットは、円形の噴射器から生じるジェットよりも不安定であり、この不安定さは、合成ジェットの周囲媒体との混合を促進するであろう。同様に、楕円形の噴射器は、噴射器の近くの領域において、円形又は正方形の噴射器とは違ったジェットの等方性発現を促進するであろう。
【００７９】
第２ジェットを製造するのに使用される流体の物理化学的特性に関し、それらは、合成フローの或る特性を制御するために選択され得る。例えば、主たる燃料（例えば天然ガス）のジェット、支燃剤（例えば空気）のジェットの混合物の反応性を、酸素（又は他の支燃剤）及び／又は水素（又は他の燃料）を使用することによって変更することが可能である。
【００８０】
或る実施形態に従うと、この装置は、ジェットの方向及び／又は軸角度が可変なランス（例えば、酸素などの支燃剤を燃料領域内へと噴射するためのもの）である。当然だが、このようなランスは、液体及び／又は気体及び／又は固体の燃料を、燃焼領域内へと噴射するのに使用されても良く、例えば、微粉炭ランスである（石炭などの固体粉末を同伴する空気などのガス）。
【００８１】
それ故に、本発明は、このようなランスが、軸角度及び／又は方向が可変な燃料及び／又は支燃剤のジェットを燃料領域内へと噴射するのに使用される加熱方法にも関する。
【００８２】
もし、主たるジェットと第２ジェットとの相互作用の直前で、ランスの端部が、収束／発散システムを具備したノズル（文献では、ラバルノズルとも呼ばれている）を備えていれば、末広部分の出口で、第１流体のジェットと合成ジェットとを（それ自体が文献において知られている方法で）得ることができ、それにより、例えば、超音速である酸素のジェットが、可変な方向（任意に、その超音速を概して失ってしまうことによる可変な軸角度，これにより、或るプロセスにおいて、亜音速と超音速とを交互に生成することを可能にする）を有することができるであろう。また、ラバルノズルは、主たる出口開口部の前で、合成ジェット上に設置されても良い。
【００８３】
この方法の変形に従うと、少なくとも２つの第２ジェットは、少なくともセカント平面における合成ジェットの方向の変更を得て、装填物の表面などの表面の一部を掃射するために使用される。
【００８４】
軸が第１ジェットの軸と、セカントでも準セカントでもない第２ジェットを使用して、装填物の上方にある合成ジェットの軸角度が、単独又は掃射と組み合わせて変更され得る。
【００８５】
好ましくは、第１ジェット及び／又は少なくとも１つの第２ジェットの運動量を制御する手段が提供される。
【００８６】
なお、上記では、装置及び方法が、１つ以上の第２ジェットと相互作用させられる単一の第１ジェットを用いる用途の形態を参照することで上に例示されているが、本発明は、軸角度及び／又は方向が可変である多数のジェットを噴射する装置もカバーしていることと、特には、軸角度及び／又は方向が可変なこの複数のジェットは、複数の第１ジェットから、各第１ジェットが１つ以上の第２ジェットと相互作用することによって製造されることとは明らかである。
【００８７】
図５は、本発明が、２つの主たる合成ジェットを変更するのを如何にして可能にするかと、それらが如何にして相互作用するかとを図示している。或る考えられる用途は、火室において、燃料のジェットと、支燃剤のジェットとを変更して、火炎の特徴を変更することにある。図５ａは、燃料の主たるジェット６１を示しており、この上に、支燃剤の主たるジェット６２があり、これらのうちの何れも、第２ジェットとの相互作用によって制御されていない状況にある。図５ｂは、これらと同様のジェットを示しているが、これらは互いに逆向きに制御又は偏向されている状況にある（収束ジェット）。ジェット６０は、第２ジェット６２によって下向きに偏向されており、ジェット６１は、上向きに（６１へと）向けられた第２ジェット６３によって上向きに偏向されている。
【００８８】
図５ｃは、ジェットが同一方向（図における上向き）に制御又は偏向されている状況にある、これらと同様の主たるジェットを示している。第２ジェット６３及び６５は、主たるジェット６１及び６０に対して上向きに作用を及ぼし、双方とも上に向いた合成ジェットをつくり出している。これら３つの例は、方向と形態（長さ、扁平率など）とが大きく異なる火炎を得ることを可能にする。火炎６４は、噴射器の水平な中央平面が非常に幅広いであろうし、一方、火炎６７は上向きに大きく偏向されるであろう。
【００８９】
本発明に従うと、第２ジェットと第１ジェットとの相互作用の位置で、第２ジェットの軸は、第１ジェットの軸に垂直な平面と、９０°未満、好ましくは０°に等しい角度を成す。しかしながら、図３Ｃ及びＤに図示したように、スペース上の理由により、これらジェットを供給する流路は、最も多くの場合、実質的に平行である。２つのフローの相互作用の領域にて第２フローの向きを変えるために、平行な流路を有する噴射機の端部に、末端部を取り付けることが考えられる。これは、以降、噴射パステルと呼ばれ、その機能は、初めは第１ジェットと平行であった第２ジェットの方向を変更して、第１ジェットにぶつかり、その軸が、好ましくは、第１ジェットの軸と垂直な平面に位置する第２ジェットにすることである。
【００９０】
しかしながら、超高温プロセス用（Ｔ＞１０００℃のプロセス用）の装置の使用は、過熱及び噴射パステルへのダメージをもたらし得る。
【００９１】
この種の問題を回避するために、ユーザーは、高温の密閉空間において、放熱に供される装置の前面を引き込ませる噴射パステルの設計を試みるであろう。このために、ユーザーは、比ｌ／ｅを限定しようと試みるであろう。
【００９２】
また、図９及び１０に図示された２つの解決策のうちの１つを使用することも可能である。第１の解決策（図９）は、装置５００を耐火性部品５０１内に設置し、その耐火性部品５０１の幾何と開口部／耐火性ポートの相対位置とが、その第１を高すぎる放熱から保護することにある。耐火性ポートにおける開口部のこの位置、即ち引込みは、それを放熱から保護するのに十分でなければならないが、噴射されるジェットの方向的な幅を制限してはならない。このために、耐火性ポートの幾何を、後者の一部を、図９の断続線に沿い、角度αで取り除くことによって変更することが考えられる。
【００９３】
好ましくは、比Ｒ／ｄは０．３乃至３に及ぶであろうし、角度αは範囲［０°、６０°］にあるであろう。
【００９４】
第２の解決策は、図１０に図示したように、スリーブ式の耐火性部品をこの装置のノズル（主たる出口開口部が位置する場所）へと直接取り付けることにある。この解決策は、複雑な幾何を有した耐火性ポートを使用せずに済ますことを可能にする。このスリーブの寸法は、それが噴射器の方向的な幅を制限しないようなものである。これは、特には、スリーブの太さｆが僅かである（主たるジェットの径より小さい）か、又はこのスリーブを製造するのに使用される材料が非常に低い熱伝導率を有していることを意味している。ユーザーは、例えば、アルミナを選択するであろう。
【００９５】
図６Ａ及びＢは、第２ジェット（アクチュエータ）の流量の第１ジェット（主たるジェット）の流量に対する比の関数としての、合成ジェットの軸角度を示している。
【００９６】
図６Ａでは、曲線Ｃ１及びＣ２は、それぞれ、アクチュエータ／主たるジェットの流量比の関数としての、合成ジェットの軸角度を示している。Ｃ＆は、アクチュエータが、主たるジェットに対して垂直であり、主たる出口開口部から距離ｈの位置に現れている配置ＣＯＮＦ１に関し、Ｃ２は、第２開口部と主たる出口開口部との間が、ｈではなく、距離２Ｈｈであること以外、ＣＯＮＦ１と同じ配置に対応している。これら２つの曲線は、アクチュエータと主たるジェットとのぶつかりが主たる出口開口に近いほど、合成ジェットの軸角度が大きいことを示している。
【００９７】
また、図６ｂは、アクチュエータと主たるジェットとの流量の比の関数としての、合成ジェットの軸角度の変化を図示している。曲線Ｃ３は、主たる出口開口部から距離２Ｈｈの位置（ＣＯＮＦ２と同様）で、アクチュエータが、主たるジェットに、９０°（即ち、主たるジェットの軸に対して垂直な平面上：θ＝０°）でぶつかる配置に対応しており、曲線Ｃ４は、アクチュエータの入射角度が主たるジェットの軸に対して４５°である（即ち、アクチュエータの軸と主たるジェットの軸に垂直な平面との間の角度θ＝９０°−α＝４５°）こと以外、ＣＯＮＦ３と同じ配置ＣＯＮＦ４に対応している。なお、アクチュエータが主たるジェットに対して垂直であり（ＣＯＮＦ３：θ＝０°）、他の全てのものが等しいときには、アクチュエータジェットの入射角αがより小さい（この例では４５°）とき（ＣＯＮＦ４：θ＝４５°）よりも、より大きなジェット軸角度が得られる。
【００９８】
図７は、パーセントで表されたアクチュエータジェットの流量と主たるジェットの流量との比の関数としての、（度で表された）偏向角を示している。図７は、他の全てのものが等しいときに、主たるジェットの流量が、それぞれ、２００ｌ／分、１５０ｌ／分、１００ｌ／分及び５０ｌ／分であるものについての、４つの曲線を示している。なお、これら４つの曲線は、殆ど区別がつかず、これは、主たるジェットの偏向が流量の関数でないことを明らかに示している。
【００９９】
図８は、ジェットの力積の比の関数としての、合成ジェットの軸角度の曲線を示している。
【０１００】
この曲線は、ジェットの軸角度の制御について得られた全ての実験データを示している。測定された軸角度は、アクチュエータジェット及び主たるジェットの特定の力積の比である物理パラメータＪの関数として載せてある。この比は、密度の比（アクチュエータ流体対主たる流体）と、アクチュエータジェットの速度の平方の主たるジェットの速度の平方に対する比との積として記載されている。主たる流体は、全ての実験について同一であり、アクチュエータについては、様々な流体が使用された。これら流体は、主に、それらの密度の点で異なる（最も高い密度から最も低い密度へ：ＣＯ2、空気、空気−ヘリウム混合物）。（流量及び使用される流体に関わらず）全ての実験点が或る直線上にあることがわかる。これは、ジェットの軸角度を制御する物理的パラメータが、実際に、上で定義された特定の力積の比であることを示している。また、本発明は、軸角度及び／又は方向が可変であり、例えば、酸素及び／又は窒素及び／又はアルゴン及び／又は二酸化炭素及び／又は水素を含み得る合成流体ジェットを噴射するための本発明の装置／ランスの使用にも関する。この合成ジェットは、特には、気体ジェットか、又は、気体に同伴される霧状液体及び／又は固体粒子を含んだ気体ジェットであり得る。
【０１０１】
この装置は、特には、例えば炉内での燃焼を与えるべく、燃料及び／又は支燃剤を含んだ流体ジェットを噴射するのに使用され得る。
【０１０２】
本発明は、特には、超臨界又は超音速流体ジェットを噴射するのに有用である。
【０１０３】
また、本発明は、極低温液体のジェット（例えば液体窒素）が噴射される食品用又は工業用の極低温装置にも適用されても良く、各ジェットは、本発明及び１つ以上のアクチュエータジェットの使用のおかげで、或る表面を掃射すること（例えば、（方向−形状が）変更され得る単一のジェットノズルのおかげで、凍結されるべき製品の表面全体に「スプレーする」ことなど）が可能である。
【０１０４】
本発明の方法及び技術は、例えば、窒素を噴射して、或る反応器又はプロセスを不活性にするのに使用されても良い。特には、噴射器が可変な方向及び回転（ジェットの軸角度）の効果を組み合わせることは、例えば、上記方向効果のおかげで、ジェット中の不活性ガスの同伴を増加させることによってか、敏感な場所への窒素の配送を促進させることによって、反応器の雰囲気をより迅速に均一にすることを可能にする。
【０１０５】
また、本発明は、加圧ガスボンベを充填するのに適用されても良い。軽量タンクにおける、加圧貯蔵物、例えば水素用の複合材料の使用は、ホットスポットのおそれのために、充填速度を制限する。
【０１０６】
ボンベ内部のフローは、ボンベの入り口で膨張し、次いで、下流の領域（ボンベの底部）にて、ガスが減速し、圧縮され（それにより熱くなり）、２つの再循環領域の両側で、ホットガスが、中央ジェット中へと運ばれる前に、壁に沿って運ばれて、ボンベの軸に沿う１つのジェットへとまとめられる。ボンベの充填中における可変な軸角度を持つ噴射器の使用は、後者の状況に戻すことを可能にする。特には、非常に著しい回転効果を有したジェットの噴射は、ボンベの内部にフローをつくり出し、そこで、ボンベの入口での膨張によって冷却された冷却ガスが、ボンベの壁を伝って移動し、ボンベの底に達したときに圧縮されることと、後者の軸に沿った後者の中心へと戻ることとを可能にする。充填中にこれら２つの状況を交互につくり出すことは、底部の温度を制限することと、高充填速度に関するものを含んだリスクフリーの温度範囲内のままでいることとを可能にする。
【０１０７】
本発明の他の用途は、ガス急冷である。本発明に従う噴射器の方向的能力は、複雑な形状と高い熱抵抗とを有した複数の場所における温度を均一にすることを可能にする。
【発明の概要】
【０００１】
本発明は、流体ジェット、例えば、空気、酸素、窒素、気体燃料の又は気体を同伴した液体若しくは固体燃料のジェットの方向及び／又は軸角度（l'ouverture）を変更することを可能にする噴射装置であって、前記流体ジェットは、第１流体ジェットと少なくとも１つの第２流体ジェットとの相互作用の結果として得られる噴射装置に関する。本発明は、特には、このような噴射ランス（lance）に関する。
【０００２】
また、本発明は、例えば、表面に接して、特には、装填物の上方で流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための前記噴射装置の使用に関する。また、ユーザーが少なくとも１つの流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更する噴射方法に関する。
【０００３】
発明の背景
制御ガス流を用いた霧状ジェットの方向の変更を、（１）霧状にされるべき材料を、一定の断面を有する部分と末広形の下流部分とを持つ霧化流路に通し、（２）この材料を、霧化ガスの環状ジェットを用いて霧化させ、（３）霧化ガスのジェットと制御ガスの流れとを接触させて、霧化ガスジェットを貫く圧力差を生じさせ、（４）この圧力差を使用して、霧状ジェットの方向を変更することによって行うことは、欧州特許第０５４５３５７号から知られた慣習である。
【０００４】
しかしながら、この方法は、霧状ジェットに限定されており、ジェットの方向の極僅かな変更のみを可能にする。
【０００５】
発明の目的
本発明の目的は、噴射器の作用を中断させる必要なしに、流体ジェットの方向及び／又は軸角度の大きく変更させることを可能にすることにある。本発明の更なる目的は、最適化された堅牢な装置を用いて、この変更を可能にすることにある。
【０００６】
発明の概略
本発明は、第１流体ジェット（主たるジェットとも呼ばれる）を、第１ジェットを配送する流路（一定の断面又は不定な断面を有したパイプなど）の内部の、前記第１ジェットが前記流路から出る前、任意には、第１ジェットが前記流路から出る場所の近く（以下、「主たる出口開口部」と呼ぶ）で起こる、少なくとも１つの他の流体ジェット（第２又はアクチュエータジェットと呼ばれる）との相互作用によって制御することを提案する。
【０００７】
それ故に、本発明は、第１ジェットと少なくとも１つの第２ジェットとの相互作用の結果として得られた流体ジェットを噴射する装置であって、前記合成ジェットの方向及び／又は軸角度を変更することを可能にする装置に関する。
【０００８】
この噴射装置は、第１ジェットを主たる出口開口部へと導く流路を具備している。また、それは、第２ジェットを噴射する少なくとも１つの第２パイプも具備しており、この第２パイプは、主たる開口部の上流に位置した第２開口部を介して、第１ジェットの流路内へと通じている。第１ジェットを運ぶ流路と第２パイプとのこの配置は、第１ジェットとこの第２パイプから出て行く第２ジェット（以下、対応する第２ジェットと呼ばれる）との相互作用の位置を規定する。
【０００９】
この装置は、少なくとも１つの第２パイプを具備しており、これは、前記流路に対して、対応する第２ジェットと第１ジェットとの相互作用の位置にて、対応する第２ジェットの軸と、第１ジェットの軸に対して垂直な平面との間の角度θが、０°以上９０°未満、好ましくは０°乃至８０°、より好ましくは０°乃至４５°であるように位置決めされている。
【００１０】
また、本発明に従うと、主たる出口開口部の上流に位置した第２開口部は、前記主たる開口部から、この主たる開口部の断面積ｓの平方根の１０倍以下である距離Ｌだけ離れている。距離Ｌは、好ましくはこの平方根の５倍以下であり、より好ましくはこの平方根の３倍以下である。
【００１１】
少なくとも１つの第２ジェットは、第１ジェットと相互作用し、合成ジェットをつくり出す。
【００１２】
"Proceedings of FEDSM'02 Joint US ASME-European Fluid Engineering Division Summer Meeting of July 14-18, 2002"及びV. Faivre及びTh. Poinsotによる論文"Experimental and numerical investigations of jet active control for combustion applications"（Journal of Turbulence、Volume 5、No.1、2004年、3月、p.25）から、主たるジェットの周りの４つの第２ジェットの特定の配置を使用して、第２ジェットと第１ジェットとの相互作用のおかげで火炎を安定化させることは、知られた慣習である。より広角な散布が報告されている。
【００１３】
本発明に従うと、装置は、少なくとも１つの第２ジェットの力積（impulsion）を制御する手段を備えている。
【００１４】
それ故に、本発明は、少なくとも１つの第２ジェットの力積を前記手段を用いて変更することにより、合成ジェットの方向及び／又は軸角度を変更することを可能にする。
【００１５】
好ましくは、少なくとも１つの第２ジェットの力積を制御する手段は、第２ジェットの力積と第１ジェットの力積との比を制御することを可能にする手段である。
【００１６】
それ故に、本発明は、特には、高温火室などの好ましくない環境において機能不全を起こし得る原因である機械的手段を使用することなく、ジェットの方向及び／又は軸角度の大きな変更をもたらすことを可能にする。
【００１７】
この制御手段は、特には、少なくとも１つの第２ジェットの能動的又は動的制御を可能にする。即ち、これは、主たるジェットの噴射を中断させることなく、力積を変更することを可能にする。それ故に、本発明に従う装置は、合成ジェットの方向及び／又は軸角度の動的変更を可能にする。
【００１８】
好ましくは、合成ジェットに対する所望の効果を得るべく第１ジェットと相互作用する第２ジェットの数は、この装置の製造の複雑さ及び費用を抑えるだけでなく、第２ジェットが独立した方法で制御される場合に、流体を供給し、その流速を調節するシステムの複雑さ及び費用をも抑えるために、最小限にされるであろう。例えば、単一方向効果は、単一の第２ジェットを用いて得られ得る。
【００１９】
本記載の中で使用される用語の中には、それらの意義をより十分に定めるために、より正確に定義されるに値するものがある。
【００２０】
・ジェットの方向は、流体の流路の断面に直角な単位ベクトルと定義されており、流れの方向、即ち、上流から下流に向いている。
【００２１】
・「太さｅ」は、第１ジェットの流れの方向（図１における矢印の方向）における第２パイプの寸法を意味している。それ故、この図１の特定の場合では、この例におけるこの第２パイプ２１は円筒形なので、ｅは、第２開口部３１の位置での第２パイプ２１の径を表している。
【００２２】
・ジェットの「軸角度」は、図１における１０などの円筒形流路から出て行くジェットについての、流路を出るジェットの表面の位置での流路の長手方向の軸と母線との間の角度を意味している。第２ジェットとの相互作用がない場合、この母線は、この軸に対して約１５°傾き、この傾きは、本発明に従うと、７０°以上に達することが可能である（図６Ａ参照）。拡大解釈すれば、「軸角度」は、円形の断面を有していない場合の流路内の流体の方向と、母線との間の角度を意味するであろう。
【００２３】
発明の詳細な説明
本発明に従う装置の実施形態の様々な特徴及びその使用は、以下の詳細な説明からより明らかになるであろう。非制限的であり、より詳細なものとして挙げられた例示的実施形態を概略的に示した図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】ジェットの相互作用によって流れを制御する本発明に従う装置の図。
【図２】火室に搭載された本発明に従う装置の調節。
【図３Ａ】合成ジェットの方向を制御する装置であって、それぞれ互いに９０°に位置し、第１ジェットの方向に垂直に入射する４つの第２ジェットを含んだ装置の断面図。
【図３Ｂ】合成ジェットの方向を制御する装置であって、それぞれ互いに９０°に位置し、第１ジェットの方向に垂直に入射する４つの第２ジェットを含んだ装置の長手方向の断面図。
【図３Ｃ】平行な第１及び第２ジェットを有したノズルを、本発明に従う装置へと変形するためのパステル（pastille）の使用。
【図３Ｄ】平行な第１及び第２ジェットを有したノズルを、本発明に従う装置へと変形するためのパステルの使用。
【図３Ｅ】平行な第１及び第２ジェットを有したノズルを、本発明に従う装置へと変形するためのパステルの使用。
【図４Ａ】合成ジェットの軸角度を制御することを可能にする装置の長手方向の断面図。
【図４Ｂ】合成ジェットの軸角度を制御することを可能にする装置の断面図。
【図５】２つ（合成）のジェットの方向を変更するための、装置の部材の使用。
【図６Ａ】ジェットの装置の制御の様々な実施形態。
【図６Ｂ】ジェットの装置の制御の様々な実施形態。
【図７】合成ジェットの偏向に対する、第１及び第２流量の効果を示したグラフ。
【図８】合成ジェットの軸角度に対する、ジェットの力積の比の効果を示したグラフ。
【図９】耐火性ポートによる、装置の端部の保護。
【図１０】スリーブによる、装置の端部の保護。
【００２５】
以下の本文において、同じ参照番号が、一方では、第１ジェットと内部にそれが流れる流路とを示すのに使用されており、他方では、第２ジェット又はアクチュエータと内部にこの第２ジェットが流れる対応する第２パイプとを示すのに使用されている。
【００２６】
図１は、本発明に従う、ジェットを制御する方法の図を示している。
【００２７】
制御されるべき第１ジェットは、流路１０を介して運ばれ、第２パイプ２１から生ずる第２ジェットと相互作用を起こし、第２ジェットがない場合の主たる出口開口部１１から生ずるジェットとは異なる方向及び／又は軸角度を持った合成ジェットをつくり出す。
【００２８】
この装置は、第１ジェットを主たる出口開口部１１へと運ぶことを可能にする流路１０を具備している。
【００２９】
第２ジェットを噴射する少なくとも１つの第２パイプ２１は、第２開口部３１を介して、流路１０へと通じている。この第２パイプは、流路１０に対し、対応する第２ジェットと第１ジェットとの相互作用の位置で、第２ジェット２１の軸と第１ジェット１０の軸に垂直な平面との間の角θが０°以上９０°未満となるように位置決めされている。（図１では、θ＝０°）。第２開口部３１は、主たる開口部１１から、１０Ｈ√ｓ（ｓ＝主たる開口部１１の断面積）以下の距離Ｌだけ離れている。
【００３０】
距離Ｌは、それぞれ同じ力積を以って、複数の第２ジェットが第１ジェットにぶつかる効果に影響を与えることを可能にする。例えば、方向の効果を最大限にするために、ユーザーはこの距離を最小にすることを試みるであろう。
【００３１】
一般に、Ｌは、２０ｃｍ以下であり、より好ましくは１０以下である。
【００３２】
この装置は、第２ジェットの力積を制御する手段を具備している。この手段は、有利には、質量流量制御用、圧力損失制御用、流路断面制御用のデバイスだけでなく、温度制御用、流体の化学組成の制御用又は圧力制御用のデバイスの中からも選択され得る。
【００３３】
この手段は、好ましくは、第２ジェットの力積と第１ジェットの力積との比を制御することを可能にする。
【００３４】
この制御手段は、合成ジェットの方向及び／又は軸角度を動的に変更するために、１つ以上の第２ジェットを作動及び停止（当該第２ジェットを流すか流さないか）することを可能にする。
【００３５】
この制御手段は、好ましくは、１つ以上の第２ジェットの力積を動的に増減させる（ゼロにはしない）ことか、又は、第２ジェットの力積と第１ジェットの力積との比を動的に増減させることも可能にする。
【００３６】
この装置は、内部に、流路１０の少なくとも一部が位置した耐火性材料のブロックなどの材料５のブロックを具備し得るものであり、この主たる出口開口部１１は、このブロックの面又は表面のうちの１つ、前面６上に位置している。
【００３７】
図１では、第２ジェットは、ブロック５を通った第２パイプ２１によって運ばれ、この第２ジェットは、好ましくは、第１ジェットに対して実質的に垂直に出て行く。
【００３８】
第１ジェットと第２ジェットとの相互作用は、第１ジェットの流路１０が現れるこのブロックの前面６から距離Ｌの位置で起き、この距離Ｌは上述のように多様であり得る。
【００３９】
合成流体ジェットの方向を変更することを可能にする、図３Ａ及び３Ｂに図示された或る実施形態に従うと、この装置は、少なくとも１つの第２パイプ３２１、３２２、３２３及び３２４を具備しており、これは、第１ジェットの流路３１０に対し、対応する第２開口部３３１、３３２、３３３及び３３４（即ち、当該の第２パイプをこの流路に通じさせる第２開口部）の位置で、第１ジェットの軸と対応する第２ジェットの軸とが交差（secant）又は準交差（quasi-secant）するように位置決めされている。
【００４０】
流路と第２パイプとの間のこのような配置は、（対応する第２開口部の下流にある）合成流体ジェットの軸と、この第２開口部の上流における第１ジェットの軸との間の角度を、少なくとも１つの対応する第２ジェットの力積を変更することによって変更することを可能にする。
【００４１】
もし、アクチュエータジェットがなく、主たる出口開口部３１１から生ずるジェットが、図３Ａの平面に対して垂直に流れる場合、第２パイプ３２３を介するジェットの噴射は、合成ジェットを、図３Ａにおける右方、即ち、３２３から生ずるジェットの流れ方向と同じ方向へと偏向させることを可能にする。第２パイプ３２４を介する第２ジェットの噴射が同時に行われる場合、３２３及び３２４から生ずるジェットの相対的な力積に応じて、３２３及び３２４から生ずるジェットの方向（図３Ａにおける右向き及び下向き）の間で連続的に変化し得る（図３Ａの平面に投影された）方向に偏向された合成ジェットを得ることができるであろう。
【００４２】
好ましくは、この装置は、少なくとも２つの第２パイプを具備しており、これらは、流路３１０に対し、一方では、２つの対応する第２開口部が流路３１０の同一断面に位置するように、他方では、これら２つの第２開口部の位置で、対応する第２ジェットの軸が第１ジェットの軸に対して交差又は準交差するように位置決めされている。この場合、これら２つの第２開口部は、有利には、第１ジェットの軸の両側に位置していても良く（開口部３３１及び３３３については右側及び左側、開口部３３２及び３３４については下側及び上側）、２つの第２開口部と第１ジェットの軸とは、好ましくは、同一平面内（開口部３３１及び３３３については水平面、開口部３３２及び３３４については垂直面）に位置している。
【００４３】
他の有用な配置に従うと、２つの第２開口部の位置で、第１ジェットの軸と対応する第２開口部のうちの一方とによって規定された平面は、第１ジェットの軸と対応する第２開口部のうちの他方とによって規定された平面に対して垂直である。例えば、流路３１０の軸と第２開口部３３１とによって規定された水平面は、この軸と第２開口部３３２によって規定された垂直面に対して垂直である。
【００４４】
これら２つの形態の実施を併用することも可能である。この場合、図３Ａ及び図３Ｂに図示されたように、この装置は、少なくとも４つの第２パイプ３２１、３２２、３２３及び３２４を具備しており、これらは、流路３１０に対し、
（１）４つの対応する第２開口部３３１、３３２、３３３、３３４が、流路３１０の同一断面上に位置し、
（２）これら対応する第２開口部のうちの２つ３３１及び３３３が、第１ジェットの軸と共に第１平面を規定し且つこの軸の両側に位置し、他の２つの開口部３３２及び３３４が、第１ジェットの軸と共に第２平面を規定し、第１平面が、好ましくは、第２平面に対して垂直である
ように位置決めされている。
【００４５】
この配置は、第１及び第２平面上（例えば、水平面上及び垂直面上）での合成流体ジェットの軸と第１ジェットの軸との間の角を、必要に応じて、各平面に位置した一方及び他方の２つの第２開口部（例えば、水平面上での左方及び右方、並びに垂直面上での上向き及び下向き）へと、並びに、上で説明したように、任意の中間の方向へと変更することを可能にする。
【００４６】
４つの対応する第２開口部３３１乃至３３４の位置で、４つの対応する第２ジェットの軸は、好ましくは、第１ジェット３１０の軸に対して垂直な同一平面にある。
【００４７】
また、本発明は、第１ジェットと１つ以上の第２ジェットとの相互作用を生じさせ、合成ジェットのその軸の周りの回転を生成、維持する又は強めることも可能にする。このような相互作用は、合成ジェットの軸角度を変更するのを可能にする。
【００４８】
図４Ａ及び４Ｂに図示したように、この装置は、少なくとも１つの第２パイプ４２１乃至４２４を備えており、これは、第１ジェットの流路４１０に対し、対応する第２開口部４３１乃至４３４の位置で、対応する第２ジェット４２１乃至４２４の軸が、第１ジェットの軸と同一平面にも実質的に同一平面にもなく、この少なくとも１つの第２パイプ４２１乃至４２４が、好ましくは、第１ジェットの流路４１０内へと接するように出て行くように位置決めされている。このようにして、第１ジェットと第２ジェットとの相互作用は、第１ジェットに回転力を与える。
【００４９】
この装置は、有利には、２つの第２パイプ４２１及び４２２を具備しており、これらは、流路４１０に対し、２つの対応する第２開口部４３１及び４３２の位置で、２つの対応する第２ジェット４２１及び４２２の軸が第１ジェット４１０の軸と同一平面上になく、この２つの第２ジェットが、第１ジェットの軸の周りで、同一回転方向を向くように位置決めされている。それ故に、この２つの第２ジェットは、第１ジェットに与えられる回転力に寄与する。
【００５０】
この２つの第２開口部は、有利には、流路４１０の同一断面上、即ち第１ジェットの軸に対して垂直な同一平面に位置している。それらは、第１ジェットの軸の両側に位置していても良い（開口部４２１及び４２３又は４２２及び４２４）。また、それらは、第１ジェットの軸と２つの第２開口部のうちの一方４２１とによって規定される平面が、第１ジェットの軸と２つの第２開口部のうちの他方４２２とによって規定される平面に垂直であるように位置していても良い。
【００５１】
或る実施形態に従うと、この装置は、少なくとも４つの第２パイプ４２１乃至４２４を具備している。これらは、第１ジェットの流路４１０に対し、対応する第２開口部４３１乃至４３４の位置で、対応する第２ジェットの軸が、第１ジェットの軸と実質的には同一平面上にないように位置決めされている。これら対応する第２開口部のうちの２つ４３１及び４３３は、第１平面上で、第１ジェット４１０の軸と実質的には同一平面上にあり、第１ジェットの軸の両側に位置している。他方の２つの対応する第２開口部４３２及び４３４は、第２平面上で、第１ジェット４１０の軸と同一平面上にあり、更に、第１軸の両側に位置している。４つの対応する第２ジェットは、第１ジェットの軸の周りで、同一回転方向を向いている。この第１及び第２平面は、特には、互いに対して垂直であり得る。また、この４つの対応する第２開口部が流路４１０の同一断面上にあることも好ましい。
【００５２】
第１ジェットに回転力を与え、それにより合成ジェットの軸角度を変更するために、ユーザーは、好ましくは、第１ジェットと対応する第２ジェットとが相互作用を起こす第２開口部の位置で、一方では、第２ジェットの軸が、第１ジェットの軸に対してこの位置で垂直な平面に属し、他方では、第２ジェットの軸とこの平面における第２開口部（又は、より正確には、第２開口部の位置での第１ジェットの流路の想像上の表面）に対する接線との間の角度が、０乃至９０℃、好ましくは０乃至４５℃であることを確実にするであろう。
【００５３】
図４ａ及びｂは、合成ジェットの軸角度を制御するために第２ジェットを用いる例示的実施形態を示している。（図４ａにおいて、流路４１０内を左から右へと流れる）第１ジェットは、第２パイプ４２１、４２２、４２３及び４２４（図４ｂにおいて、図４ａの平面ＡＡでの断面として示されている）から生じた第２ジェットと合流する。これら第２ジェットは、流路４１０に対して接線方向で、第１ジェットにぶつかり、それにより、これら様々なジェットの力積に応じて、合成ジェットの「開き」を大小させることを可能にする。この開きの効果は、本質的には、第２ジェットと第２ジェットとが、互いに交差しない軸を有しているが、これらジェットが、互いとの物理的相互作用を有しているという事実に拠るものである。これは、合成ジェットをその軸の周りに回転させる。
【００５４】
単一の装置において、上述した適用方法の何れか１つに従う合成ジェットの方向を変更することを可能にする実施形態を、合成ジェットの回転を生成する、維持する又は強めることを可能にして、それによりその軸角度を変更することを可能にする上述した実施形態の何れか１つと組み合わせることも可能である。
【００５５】
それ故、方向及び回転の双方の効果を得るために、ユーザーは、上述の段落の教示を組み合わせるであろう。方向及び回転の効果の動的変更を得るために、ユーザーは、例えば、第２ジェットの複数の噴射システムを提供しても良い。それ故、第２ジェットの力積を調節する手段を備えた別個の第２パイプを提供することにより、連続的又は断続的な方法において、単に調節手段（バルブ）を作動させることにより、合成ジェットの形状及び方向を変更することが可能である。
【００５６】
第２ジェットを、第１ジェットに対し、できるだけ効率的に作用させるために、アクチュエータジェットは、主たるジェットの方向に対して、実質的に垂直に噴射されねばならない。
【００５７】
最適な作用に関し、本発明に従う装置は、少なくとも１つの第２パイプを具備していても良く、これは、第１ジェットの流路１０に対し、対応する第２開口部３１の位置で、このパイプが、ｌ≧０．５ｘｅ、好ましくは、０．５ｘｅ≦ｌ≦５．０ｘｅを満たす或る太さｅ及び或る高さｌを有するように位置決めされている（図１参照）。０．５ｘｅ以上という最小の高さは、対応する第２ジェットと第１ジェットとの間で最適な相互作用を達成することを可能にする。
【００５８】
例えば、第２ジェットであって、この第２ジェットと第１ジェットとの相互作用の位置で、第２ジェットの軸と、第１ジェットの軸に垂直な平面との間の角度θが０°であるような第２ジェットを実際に得るためには、第２開口部の前で、第２パイプが、長さｌに亘って、第１ジェットの軸に対して実質的に垂直な方向を有していることが好ましく、この長さｌは、好ましくは、前記管の太さｅ（主たる流体の流れ方向における寸法）の０．５乃至５倍であろう（ｅは、この管が円筒形である場合の管の径である）。当然だが、この長さｌは５ｅを超えることもできるが、これは、第１ジェットに対する第２ジェットの大きなぶつかりに対して、追加の効果を何ら有さない。
【００５９】
第１ジェットの流路は、全体として又は少なくとも或る一部に関して、第１ジェットの噴射用の第１パイプからなっていても良い。この第１パイプは、第１開口部３０９へと通じている（図３ｃ参照）。この第１開口部は、この流路の主たる出口開口部に一致しても良い。
【００６０】
図３ｃ、ｄ及びｅに図示したように、第１パイプ３０８が、主たる出口開口部３１１の前で終端している場合、第１開口部３０９は、主たる開口部３１１の上流に位置決めされている。この場合、少なくとも１つの第２開口部３３４は、第１パイプ３０８の第１開口部３０９とこの流路の主たる開口部３１１との間に位置していても良い。
【００６１】
図３ｃは、図３と類似しているが、ノズル３４５内に２つの平行な流路（第１パイプ３０８及び第２パイプ３２４）が存在している変形の実施形態を示している。この２つの流路３０８及び３２４は、ノズルの前面へと通じている。この前面に、パステル３２４が取り付けられており、これは、第２パイプ３２４の第２ジェットを、第１パイプ３０８から出てくる第１ジェットへと向かせ、より詳細には、第１ジェットに対して垂直に又は実施的に垂直に向かせ、例えば図３ｃにおいて矢印３４４で示された方向にある合成ジェットを得ることを可能にする。（合成ジェットのこの方向３３４は、第１及び第２ジェットの力積の比に依存するであろう）。それ故に、制御手段を用いて第２ジェットの力積を変更することにより、合成ジェットを用いて表面全体を掃射することを可能にする可変な合成ジェット方向を得ることができる。図３ｄは、パステル３４２が（この図では示されていない手段により）取り付けられるノズル３４５の組み立て分解図であり、このパステル３４２は、この例では中空で横向きの円筒状部材３５０の形態にあり、ノズル３４５の端部に取り付けられる。このパステルにおける開口部は、第１パイプ３０８が現れるところに位置決めされる。
【００６２】
図３ｅは、このパステル３４２の底部（内側）を示しており、この内面３４９は、キャビティ３４７を具備しており、この内側で、第２パイプ３２４から生ずる第２ジェットは、分配され、その後、主たる出口開口部３４６の上方にあるスリット３４８によって、第１パイプ３０８から生ずる第１ジェットに実質的に垂直に衝突する。それ故に、この開口部３４６から出て行く合成ジェット３４４（図３ｃ）は、（図３ｃ、ｄ及びｅに関しては）下向きに偏向されるであろう。
【００６３】
なお、第１ジェットとの各々の相互作用の位置の前で、１つ以上の第２ジェットへと所望の指向性を与えるためのパステルの使用の可能性は、第２ジェットに向き付けをして、合成ジェットの方向を変化させることに限定されず、上で説明した、合成ジェットの軸角度を変更することを可能にする第２ジェットにも適用される。
【００６４】
本発明に従う装置の最適な作用に関して、第１ジェットの流路は、少なくとも１つの第２開口部の位置に、少なくとも１つの対応する第２パイプの延長部において、遮るもののない又は少なくも実質的に遮るもののない流体流路を有しており、少なくとも１つの対応する第２ジェットと第１ジェットとの効率的な相互作用を可能にしている。典型的には、第１ジェットの流路の断面は、少なくとも１つの第２開口部の位置で、遮るもののない又は少なくも実質的に遮るもののない流体流路を規定するであろう。
【００６５】
また、本発明は、流体ジェット、例えば、酸素及び／又はアルゴン及び／又は二酸化炭素及び／又は水素を含んだ流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための、先の装置の使用にも関する。他の可能性は、燃焼領域内へと噴射される燃料及び／又は支燃剤を含んだ流体ジェットの方向及び軸角度を変更するための、先の装置の使用である。
【００６６】
このようにしてユーザーが方向及び／又は軸角度を変更した合成ジェットは、超臨界流体ジェットであり得る。
【００６７】
このジェットは、典型的には、気体ジェットであるが、この気体ジェットは、霧状液体及び／又は粉末固体などの固体粒子を含んでいても良い。
【００６８】
また、本発明は、噴射方法であって、本発明に従う装置が、第１ジェットと少なくとも１つの第２ジェットとの相互作用の結果として得られた流体を噴射するのに使用され、ユーザーが、少なくとも１つの第２ジェットの力積を変更するか、又は少なくとも１つの第２ジェットの力積と第１ジェットの力積との比を変更することによって、合成ジェットの方向及び／又は軸角度を動的に変更する方法にも関する。
【００６９】
それ故に、本発明は、１つ以上の第２ジェット（アクチュエータジェットとも呼ばれる）を用いて流体噴射システムの性能を動的又は能動的に制御し、第１ジェットに衝撃を与えて第１ジェットの流れを変更し、第１ジェット及び／又は第２ジェットの特徴（特には、方向及び運動量）に従って方向及び／又は軸角度が変更され得る合成ジェットを製造する方法に関する。この方法は、閉ループ又は開プールにおいて、燃焼システム、又は、より一般的には、流体ジェットの噴射（液体、気体又は固体の散布）を使用する産業的方法の性能を調節するのに使用され得る。
【００７０】
図２は、火室２１２に搭載された噴射ランスなどの装置２１０の性能を、本発明に従って調節する方法を示している。
【００７１】
センサ２１４、２１６及び２１７は、それぞれ、燃焼製品、燃焼若しくは火室の作用条件又はこの装置若しくはこのランスの作用を特徴付ける量を測定する。これら測定値は、ライン２１８、２１９及び２２０によって、コントローラ２１５へと伝えられる。後者は、これら特徴的な量について与えられる指示に応じて、これら特徴的な量をそれらの設定値に維持するための第２ジェットの作用パラメータを決定し、ライン２２１によって、これらパラメータを、この装置／ランスを制御する部材へと伝える。
【００７２】
本発明に従う装置は、有利には、第２ジェットの力積を制御する手段、好ましくは、第１ジェットと第２ジェットとのパルスの比を制御する手段を具備している。
【００７３】
この比は、第１ジェットの流路の断面と第２パイプの断面との比の関数であり、第２パイプにおける流量の合成ジェットの流量に対する比の関数であり、第１ジェット及び第２ジェットの流体の密度の比の関数である。（以下の段落では、これら比のうちの１つの比の変化を考える際、他の２つは一定であると見なされる）。
【００７４】
対応する第２開口部の位置での第１ジェットの断面と第２パイプの断面の比の値が増加するほど、（それぞれ一定の流量にある）対応する第２ジェットの第１ジェットに対する衝撃は大きくなる。ユーザーは、好ましくは、５乃至５０、より好ましくは１５乃至３０の断面積の比を選択するであろう。
【００７５】
全ての第２ジェットの流量の合成ジェットの総流量に対する比は、流量のこの比が大きいほど、合成ジェットの偏向及び／又は軸角度は大きいであろうという理解の下、典型的には、０（第２ジェットがない）乃至０．５、好ましくは０乃至０．３、より好ましくは０乃至０．１５であろう。
【００７６】
第２ジェットを形成する各流体の密度の、第１ジェットの流体の密度に対する比は、第２ジェットによる衝撃を制御することを可能にする。一定の流量のときには、この比の値が小さいほど、第１ジェットに対する第２ジェットの効果は大きいであろう。実際的な理由で、ユーザーは、しばしば、第２ジェット及び第１ジェットにおいて、同じ流体を使用するであろう（比は１に等しい）。（一定の質量流量で）第２ジェットの効果を高めるために、ユーザーは、第１ジェット中の流体の密度よりも低い密度の流体を使用するであろう。第２ジェット中の流体の性質は、目的の用途に応じて選択されるであろう。例えば、空気ジェットの偏向を制御するのに、空気と（それよりも密度が低い）ヘリウムとの混合物を使用すること、又は、燃料がプロパンである火炎中の燃焼製品の同伴量を高めるために、燃料及び／又は支燃剤の主たるジェットを水蒸気の第２ジェットを用いて制御することが可能である。一般には、最大の密度の流体の最低の密度のものに対する比は、１乃至２０、好ましくは１乃至１０、より好ましくは１乃至５で変動し得る。
【００７７】
第１ジェットの流路及び／又は第２パイプの断面の幾何は、様々な形状を有していても良く、特には、円形、正方形、矩形、三角形、楕円形、マルチローブなどの形状を有し得る。
【００７８】
これら噴射断面の幾何は、合成ジェットの不安定性の発現に影響を与える。例えば、三角形の噴射器から出てくるジェットは、円形の噴射器から生じるジェットよりも不安定であり、この不安定さは、合成ジェットの周囲媒体との混合を促進するであろう。同様に、楕円形の噴射器は、噴射器の近くの領域において、円形又は正方形の噴射器とは違ったジェットの等方性発現を促進するであろう。
【００７９】
第２ジェットを製造するのに使用される流体の物理化学的特性に関し、それらは、合成フローの或る特性を制御するために選択され得る。例えば、主たる燃料（例えば天然ガス）のジェット、支燃剤（例えば空気）のジェットの混合物の反応性を、酸素（又は他の支燃剤）及び／又は水素（又は他の燃料）を使用することによって変更することが可能である。
【００８０】
或る実施形態に従うと、この装置は、ジェットの方向及び／又は軸角度が可変なランス（例えば、酸素などの支燃剤を燃料領域内へと噴射するためのもの）である。当然だが、このようなランスは、液体及び／又は気体及び／又は固体の燃料を、燃焼領域内へと噴射するのに使用されても良く、例えば、微粉炭ランスである（石炭などの固体粉末を同伴する空気などのガス）。
【００８１】
それ故に、本発明は、このようなランスが、軸角度及び／又は方向が可変な燃料及び／又は支燃剤のジェットを燃料領域内へと噴射するのに使用される加熱方法にも関する。
【００８２】
もし、主たるジェットと第２ジェットとの相互作用の直前で、ランスの端部が、収束／発散システムを具備したノズル（文献では、ラバルノズルとも呼ばれている）を備えていれば、末広部分の出口で、第１流体のジェットと合成ジェットとを（それ自体が文献において知られている方法で）得ることができ、それにより、例えば、超音速である酸素のジェットが、可変な方向（任意に、その超音速を概して失ってしまうことによる可変な軸角度，これにより、或るプロセスにおいて、亜音速と超音速とを交互に生成することを可能にする）を有することができるであろう。また、ラバルノズルは、主たる出口開口部の前で、合成ジェット上に設置されても良い。
【００８３】
この方法の変形に従うと、少なくとも２つの第２ジェットは、少なくともセカント平面における合成ジェットの方向の変更を得て、装填物の表面などの表面の一部を掃射するために使用される。
【００８４】
軸が第１ジェットの軸と、セカントでも準セカントでもない第２ジェットを使用して、装填物の上方にある合成ジェットの軸角度が、単独又は掃射と組み合わせて変更され得る。
【００８５】
好ましくは、第１ジェット及び／又は少なくとも１つの第２ジェットの運動量を制御する手段が提供される。
【００８６】
なお、上記では、装置及び方法が、１つ以上の第２ジェットと相互作用させられる単一の第１ジェットを用いる用途の形態を参照することで上に例示されているが、本発明は、軸角度及び／又は方向が可変である多数のジェットを噴射する装置もカバーしていることと、特には、軸角度及び／又は方向が可変なこの複数のジェットは、複数の第１ジェットから、各第１ジェットが１つ以上の第２ジェットと相互作用することによって製造されることとは明らかである。
【００８７】
図５は、本発明が、２つの主たる合成ジェットを変更するのを如何にして可能にするかと、それらが如何にして相互作用するかとを図示している。或る考えられる用途は、火室において、燃料のジェットと、支燃剤のジェットとを変更して、火炎の特徴を変更することにある。図５ａは、燃料の主たるジェット６１を示しており、この上に、支燃剤の主たるジェット６２があり、これらのうちの何れも、第２ジェットとの相互作用によって制御されていない状況にある。図５ｂは、これらと同様のジェットを示しているが、これらは互いに逆向きに制御又は偏向されている状況にある（収束ジェット）。ジェット６０は、第２ジェット６２によって下向きに偏向されており、ジェット６１は、上向きに（６１へと）向けられた第２ジェット６３によって上向きに偏向されている。
【００８８】
図５ｃは、ジェットが同一方向（図における上向き）に制御又は偏向されている状況にある、これらと同様の主たるジェットを示している。第２ジェット６３及び６５は、主たるジェット６１及び６０に対して上向きに作用を及ぼし、双方とも上に向いた合成ジェットをつくり出している。これら３つの例は、方向と形態（長さ、扁平率など）とが大きく異なる火炎を得ることを可能にする。火炎６４は、噴射器の水平な中央平面が非常に幅広いであろうし、一方、火炎６７は上向きに大きく偏向されるであろう。
【００８９】
本発明に従うと、第２ジェットと第１ジェットとの相互作用の位置で、第２ジェットの軸は、第１ジェットの軸に垂直な平面と、９０°未満、好ましくは０°に等しい角度を成す。しかしながら、図３Ｃ及びＤに図示したように、スペース上の理由により、これらジェットを供給する流路は、最も多くの場合、実質的に平行である。２つのフローの相互作用の領域にて第２フローの向きを変えるために、平行な流路を有する噴射機の端部に、末端部を取り付けることが考えられる。これは、以降、噴射パステルと呼ばれ、その機能は、初めは第１ジェットと平行であった第２ジェットの方向を変更して、第１ジェットにぶつかり、その軸が、好ましくは、第１ジェットの軸と垂直な平面に位置する第２ジェットにすることである。
【００９０】
しかしながら、超高温プロセス用（Ｔ＞１０００℃のプロセス用）の装置の使用は、過熱及び噴射パステルへのダメージをもたらし得る。
【００９１】
この種の問題を回避するために、ユーザーは、高温の密閉空間において、放熱に供される装置の前面を引き込ませる噴射パステルの設計を試みるであろう。このために、ユーザーは、比ｌ／ｅを限定しようと試みるであろう。
【００９２】
また、図９及び１０に図示された２つの解決策のうちの１つを使用することも可能である。第１の解決策（図９）は、装置５００を耐火性部品５０１内に設置し、その耐火性部品５０１の幾何と開口部／耐火性ポートの相対位置とが、その第１を高すぎる放熱から保護することにある。耐火性ポートにおける開口部のこの位置、即ち引込みは、それを放熱から保護するのに十分でなければならないが、噴射されるジェットの方向的な幅を制限してはならない。このために、耐火性ポートの幾何を、後者の一部を、図９の断続線に沿い、角度αで取り除くことによって変更することが考えられる。
【００９３】
好ましくは、比Ｒ／ｄは０．３乃至３に及ぶであろうし、角度αは範囲［０°、６０°］にあるであろう。
【００９４】
第２の解決策は、図１０に図示したように、スリーブ式の耐火性部品をこの装置のノズル（主たる出口開口部が位置する場所）へと直接取り付けることにある。この解決策は、複雑な幾何を有した耐火性ポートを使用せずに済ますことを可能にする。このスリーブの寸法は、それが噴射器の方向的な幅を制限しないようなものである。これは、特には、スリーブの太さｆが僅かである（主たるジェットの径より小さい）か、又はこのスリーブを製造するのに使用される材料が非常に低い熱伝導率を有していることを意味している。ユーザーは、例えば、アルミナを選択するであろう。
【００９５】
図６Ａ及びＢは、第２ジェット（アクチュエータ）の流量の第１ジェット（主たるジェット）の流量に対する比の関数としての、合成ジェットの軸角度を示している。
【００９６】
図６Ａでは、曲線Ｃ１及びＣ２は、それぞれ、アクチュエータ／主たるジェットの流量比の関数としての、合成ジェットの軸角度を示している。Ｃ＆は、アクチュエータが、主たるジェットに対して垂直であり、主たる出口開口部から距離ｈの位置に現れている配置ＣＯＮＦ１に関し、Ｃ２は、第２開口部と主たる出口開口部との間が、ｈではなく、距離２Ｈｈであること以外、ＣＯＮＦ１と同じ配置に対応している。これら２つの曲線は、アクチュエータと主たるジェットとのぶつかりが主たる出口開口に近いほど、合成ジェットの軸角度が大きいことを示している。
【００９７】
また、図６ｂは、アクチュエータと主たるジェットとの流量の比の関数としての、合成ジェットの軸角度の変化を図示している。曲線Ｃ３は、主たる出口開口部から距離２Ｈｈの位置（ＣＯＮＦ２と同様）で、アクチュエータが、主たるジェットに、９０°（即ち、主たるジェットの軸に対して垂直な平面上：θ＝０°）でぶつかる配置に対応しており、曲線Ｃ４は、アクチュエータの入射角度が主たるジェットの軸に対して４５°である（即ち、アクチュエータの軸と主たるジェットの軸に垂直な平面との間の角度θ＝９０°−α＝４５°）こと以外、ＣＯＮＦ３と同じ配置ＣＯＮＦ４に対応している。なお、アクチュエータが主たるジェットに対して垂直であり（ＣＯＮＦ３：θ＝０°）、他の全てのものが等しいときには、アクチュエータジェットの入射角αがより小さい（この例では４５°）とき（ＣＯＮＦ４：θ＝４５°）よりも、より大きなジェット軸角度が得られる。
【００９８】
図７は、パーセントで表されたアクチュエータジェットの流量と主たるジェットの流量との比の関数としての、（度で表された）偏向角を示している。図７は、他の全てのものが等しいときに、主たるジェットの流量が、それぞれ、２００ｌ／分、１５０ｌ／分、１００ｌ／分及び５０ｌ／分であるものについての、４つの曲線を示している。なお、これら４つの曲線は、殆ど区別がつかず、これは、主たるジェットの偏向が流量の関数でないことを明らかに示している。
【００９９】
図８は、ジェットの力積の比の関数としての、合成ジェットの軸角度の曲線を示している。
【０１００】
この曲線は、ジェットの軸角度の制御について得られた全ての実験データを示している。測定された軸角度は、アクチュエータジェット及び主たるジェットの特定の力積の比である物理パラメータＪの関数として載せてある。この比は、密度の比（アクチュエータ流体対主たる流体）と、アクチュエータジェットの速度の平方の主たるジェットの速度の平方に対する比との積として記載されている。主たる流体は、全ての実験について同一であり、アクチュエータについては、様々な流体が使用された。これら流体は、主に、それらの密度の点で異なる（最も高い密度から最も低い密度へ：ＣＯ2、空気、空気−ヘリウム混合物）。（流量及び使用される流体に関わらず）全ての実験点が或る直線上にあることがわかる。これは、ジェットの軸角度を制御する物理的パラメータが、実際に、上で定義された特定の力積の比であることを示している。また、本発明は、軸角度及び／又は方向が可変であり、例えば、酸素及び／又は窒素及び／又はアルゴン及び／又は二酸化炭素及び／又は水素を含み得る合成流体ジェットを噴射するための本発明の装置／ランスの使用にも関する。この合成ジェットは、特には、気体ジェットか、又は、気体に同伴される霧状液体及び／又は固体粒子を含んだ気体ジェットであり得る。
【０１０１】
この装置は、特には、例えば炉内での燃焼を与えるべく、燃料及び／又は支燃剤を含んだ流体ジェットを噴射するのに使用され得る。
【０１０２】
本発明は、特には、超臨界又は超音速流体ジェットを噴射するのに有用である。
【０１０３】
また、本発明は、極低温液体のジェット（例えば液体窒素）が噴射される食品用又は工業用の極低温装置にも適用されても良く、各ジェットは、本発明及び１つ以上のアクチュエータジェットの使用のおかげで、或る表面を掃射すること（例えば、（方向−形状が）変更され得る単一のジェットノズルのおかげで、凍結されるべき製品の表面全体に「スプレーする」ことなど）が可能である。
【０１０４】
本発明の方法及び技術は、例えば、窒素を噴射して、或る反応器又はプロセスを不活性にするのに使用されても良い。特には、噴射器が可変な方向及び回転（ジェットの軸角度）の効果を組み合わせることは、例えば、上記方向効果のおかげで、ジェット中の不活性ガスの同伴を増加させることによってか、敏感な場所への窒素の配送を促進させることによって、反応器の雰囲気をより迅速に均一にすることを可能にする。
【０１０５】
また、本発明は、加圧ガスボンベを充填するのに適用されても良い。軽量タンクにおける、加圧貯蔵物、例えば水素用の複合材料の使用は、ホットスポットのおそれのために、充填速度を制限する。
【０１０６】
ボンベ内部のフローは、ボンベの入り口で膨張し、次いで、下流の領域（ボンベの底部）にて、ガスが減速し、圧縮され（それにより熱くなり）、２つの再循環領域の両側で、ホットガスが、中央ジェット中へと運ばれる前に、壁に沿って運ばれて、ボンベの軸に沿う１つのジェットへとまとめられる。ボンベの充填中における可変な軸角度を持つ噴射器の使用は、後者の状況に戻すことを可能にする。特には、非常に著しい回転効果を有したジェットの噴射は、ボンベの内部にフローをつくり出し、そこで、ボンベの入口での膨張によって冷却された冷却ガスが、ボンベの壁を伝って移動し、ボンベの底に達したときに圧縮されることと、後者の軸に沿った後者の中心へと戻ることとを可能にする。充填中にこれら２つの状況を交互につくり出すことは、底部の温度を制限することと、高充填速度に関するものを含んだリスクフリーの温度範囲内のままでいることとを可能にする。
【０１０７】
本発明の他の用途は、ガス急冷である。本発明に従う噴射器の方向的能力は、複雑な形状と高い熱抵抗とを有した複数の場所における温度を均一にすることを可能にする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１流体ジェットと少なくとも１つの第２流体ジェットとの相互作用の結果として得られた流体ジェットを噴射する装置であって、
・前記第１ジェットを主たる出口開口部（１１、３１１、４１１）へと導く流路（１０、３１０、４１０）と、
・対応する第２ジェットを噴射する少なくとも１つの第２パイプ（２１、３２１乃至３２４、４２１乃至４２４）であって、前記主たる開口部の上流に位置した対応する第２開口部（３１、３３１乃至３３４、４３１乃至４３４）を介して、前記流路内へと通じている第２パイプと
を具備しており、
・前記少なくとも１つの第２パイプは、前記流路に対して、前記対応する第２ジェットと前記第１ジェットとの相互作用の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸と前記第１ジェットの軸に対して垂直な平面との間の角度θが、０°以下及び９０°未満、好ましくは０°乃至８０°、より好ましくは０°乃至４５°であるように位置決めされており、
・前記少なくとも１つの対応する第２開口部は、前記主たる開口部から、前記主たる開口部の断面積ｓの平方根の１０倍以下である距離Ｌ、好ましくはＬ≦５×√ｓ、より好ましくはＬ≦３×√ｓだけ離れており、
・前記装置は、前記合成流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更することを、少なくとも１つの対応する第２ジェットの力積を変更することによって可能にするべく、各対応する第２ジェットの力積を調節する手段を具備していることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、前記調節手段は、各対応する第２ジェットの力積と前記第１ジェットの力積との比を制御する装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置であって、少なくとも１つの第２パイプ（３２１乃至３２４）を具備しており、前記少なくとも１つの第２パイプは、前記流路（３１０）に対し、前記第１ジェットの軸と前記対応する第２ジェットの軸とが前記対応する第２開口部（３３１乃至３３４）の位置にて交差又は準交差するように位置決めされており、それにより、前記合成流体ジェットの軸と前記対応する第２開口部の上流における前記第１ジェットの軸との間の角度を変更することが可能な装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置であって、少なくとも２つの第２パイプ（３２１乃至３２４）を具備しており、前記少なくとも２つの第２パイプは、流路（３１０）に対し、２つの前記対応する第２開口部（３３１乃至３３４）が前記第１ジェットの軸に垂直な同一平面内に位置するように、及び、これら２つの対応する第２開口部の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸が第１ジェットの軸に対して交差又は準交差するように位置決めされている装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置であって、前記２つの対応する第２開口部（３３１及び３３３；３３２及び３３４）は、前記第１ジェットの軸に対して垂直な同一平面上であって、前記第１ジェットの軸の両側に位置している装置。
【請求項６】
請求項４記載の装置であって、前記２つの対応する第２開口部の位置にて、前記第１ジェットの軸と前記第２つの対応する第２開口部のうちの一方（３３１）とによって規定される平面は、前記第１ジェットの軸と前記２つの対応する第２開口部のうちの他方（３３２）とによって規定される平面に対して垂直である装置。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか１項記載の装置であって、少なくとも４つの第２パイプ（３２１乃至３２４）を具備しており、前記少なくとも４つの第２パイプは、前記流路（３１０）に対し、４つの前記対応する第２開口部（３３１乃至３３４）が、前記流路（３１０）の同一断面上に位置するように、及び、これら４つの第２開口部（３３１乃至３３４）の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸が、前記第１ジェットの軸と交差又は準交差するように位置決めされており、前記対応する第２開口部のうちの２つ（３３１及び３３３）は、第１平面をこの第１平面に沿った前記第１ジェットの軸と共に規定し且つこの軸の両側に位置し、他の２つの前記開口部（３３２及び３３４）は、前記第１ジェットの軸と共に第２平面を規定し且つこの軸の両側に位置した装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項記載の装置であって、少なくとも１つの第２パイプ（４２１乃至４２４）は、前記流路（４１０）に対し、前記対応する第２開口部（４３１乃至４３４）の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸が前記第１ジェットの軸と実質的には同一平面にないように位置決めされており、それにより、前記合成ジェットのその軸の周りの回転を生成、維持又は高めることが可能である装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置であって、少なくとも２つの第２パイプ（４２１乃至４２４）を具備しており、前記少なくとも２つの第２パイプは、前記流路（４１０）に対し、前記対応する第２ジェットの軸が前記第１ジェットの軸と同一平面上にないように、及び、前記対応する第２ジェットが前記第１ジェットの軸の周りの同一回転方向を向くように位置決めされている装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置であって、前記２つの第２パイプ（４２１乃至４２４）に対応する前記２つの第２開口部（４３１乃至４３４）は、前記流路（４１０）の同一断面上に位置している装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の装置であって、前記２つの対応する第２開口部（４３１及び４３３）は、前記第１ジェットの軸の両側に位置している装置。
【請求項１２】
請求項９又は１０記載の装置であって、前記２つの対応する第２開口部の位置にて、前記第１ジェットの軸と前記２つの第２開口部のうちの一方（４３１）とによって規定される平面は、前記第１ジェットの軸と前記２つの第２開口部のうちの他方（４３２）とによって規定される平面に垂直である装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２の何れか１項記載の装置であって、少なくとも４つの第２パイプ（４２１乃至４２４）を具備しており、前記少なくとも４つの第２パイプは、前記流路に対し、４つの前記対応する第２開口部（４３１乃至４３４）が前記流路（４１０）の同一断面にあるように、及び、これら４つの対応する第２開口部の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸が第１ジェットの軸と実質的には同一平面上にないように位置決めされ、これら対応する第２開口部のうちの２つ（４３１及び４３３）は、前記第１ジェットの軸と共に第１平面を規定し且つこの軸の両側に位置し、他方の前記２つの対応する第２開口部（４３２及び４３４）は、前記第１ジェットの軸と共に第２平面を規定し且つこの軸の両側に位置し、４つの前記対応する第２ジェットは、前記第１ジェットの軸の周りで同一回転方向に向けられる装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１項記載の装置であって、少なくとも１つの第２パイプ（２１）は、前記流路に対し、前記対応する第２開口部（３１）の位置にて、前記第２パイプが太さｅ及び高さｌを有し、前記高さｌが、前記太さｅの０．５倍以上、好ましくは０．５×ｅ乃至５×ｅであるように位置決めされている装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項記載の装置であって、前記流路のうち少なくとも一部は、前記第１ジェットの噴射用であり且つ第１開口部（３０９）に通じている第１パイプ（３０８）からなる装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の装置であって、前記第１開口部（３０９）は、前記主たる開口部（３１１）の上流に位置決めされている装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の装置であって、前記第１開口部（３１１）に隣接し且つ前記主たる開口部（３１１）と前記第１開口部（３０９）との間に位置した少なくとも１つの第２開口部（３３４）を具備した装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか１項記載の装置であって、前記主たる流体ジェットと前記第２流体ジェットとの力積の比を制御する手段を具備した装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の何れか１項記載の装置であって、内部に前記流路（１０）の少なくとも一部が位置した材料（５）のブロックを具備しており、主たる開口部（１１）は、前記ブロックの面又は表面のうちの１つ（６）の上に位置している装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れか１項記載の装置であって、前記第１及び／又は第２ジェットの力積を制御する手段を具備した装置。
【請求項２１】
請求項１乃至２０の何れか１項記載の装置であって、前記第１及び／又は第２ジェットの流体流量を制御する手段を更に具備したことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１乃至２１の何れか１項記載の装置であって、第２開口部の位置での前記流路の断面と前記第２開口部の断面との比は、５乃至５０、好ましくは１５乃至３０であることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２の何れか１項記載の装置であって、前記流路（１０、３１０、４１０）上の少なくとも１つの第２開口部（３１、３３１乃至３３４、４３１乃至４３４）の上流又は下流に位置した、収束／発散システムを備えたラバルノズルを具備した装置。
【請求項２４】
流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための請求項１乃至２３の何れか１項記載の装置の使用。
【請求項２５】
請求項２４記載の使用であって、燃料及び／又は支燃剤を含んだ流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための使用。
【請求項２６】
請求項２４又は２５記載の使用であって、超臨界流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための使用。
【請求項２７】
請求項２４乃至２６の何れか１項記載の使用であって、食品の極低温処理中、ガスボンベの充填中又は気体急冷中に、燃焼を供給する流体ジェットの方向及び／軸角度を変更するための使用。
【請求項２８】
請求項２４乃至２６の何れか１項記載の使用であって、液体及び／又は固体粒子を含んだ流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための使用。
【請求項１】
第１流体ジェットと少なくとも１つの第２流体ジェットとの相互作用の結果として得られた流体ジェットを噴射する装置であって、
・前記第１ジェットを主たる出口開口部（１１、３１１、４１１）へと導く流路（１０、３１０、４１０）と、
・対応する第２ジェットを噴射する少なくとも１つの第２パイプ（２１、３２１乃至３２４、４２１乃至４２４）であって、前記主たる開口部の上流に位置した対応する第２開口部（３１、３３１乃至３３４、４３１乃至４３４）を介して、前記流路内へと通じている第２パイプと
を具備しており、
・前記少なくとも１つの第２パイプは、前記流路に対して、前記対応する第２ジェットと前記第１ジェットとの相互作用の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸と前記第１ジェットの軸に対して垂直な平面との間の角度θが、０°以下及び９０°未満、好ましくは０°乃至８０°、より好ましくは０°乃至４５°であるように位置決めされており、
・前記少なくとも１つの対応する第２開口部は、前記主たる開口部から、前記主たる開口部の断面積ｓの平方根の１０倍以下である距離Ｌ、好ましくはＬ≦５×√ｓ、より好ましくはＬ≦３×√ｓだけ離れており、
・前記装置は、前記合成流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更することを、少なくとも１つの対応する第２ジェットの力積を変更することによって可能にするべく、各対応する第２ジェットの力積を調節する手段を具備していることを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、前記調節手段は、各対応する第２ジェットの力積と前記第１ジェットの力積との比を制御する装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置であって、少なくとも１つの第２パイプ（３２１乃至３２４）を具備しており、前記少なくとも１つの第２パイプは、前記流路（３１０）に対し、前記第１ジェットの軸と前記対応する第２ジェットの軸とが前記対応する第２開口部（３３１乃至３３４）の位置にて交差又は準交差するように位置決めされており、それにより、前記合成流体ジェットの軸と前記対応する第２開口部の上流における前記第１ジェットの軸との間の角度を変更することが可能な装置。
【請求項４】
請求項３記載の装置であって、少なくとも２つの第２パイプ（３２１乃至３２４）を具備しており、前記少なくとも２つの第２パイプは、流路（３１０）に対し、２つの前記対応する第２開口部（３３１乃至３３４）が前記第１ジェットの軸に垂直な同一平面内に位置するように、及び、これら２つの対応する第２開口部の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸が第１ジェットの軸に対して交差又は準交差するように位置決めされている装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置であって、前記２つの対応する第２開口部（３３１及び３３３；３３２及び３３４）は、前記第１ジェットの軸に対して垂直な同一平面上であって、前記第１ジェットの軸の両側に位置している装置。
【請求項６】
請求項４記載の装置であって、前記２つの対応する第２開口部の位置にて、前記第１ジェットの軸と前記第２つの対応する第２開口部のうちの一方（３３１）とによって規定される平面は、前記第１ジェットの軸と前記２つの対応する第２開口部のうちの他方（３３２）とによって規定される平面に対して垂直である装置。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか１項記載の装置であって、少なくとも４つの第２パイプ（３２１乃至３２４）を具備しており、前記少なくとも４つの第２パイプは、前記流路（３１０）に対し、４つの前記対応する第２開口部（３３１乃至３３４）が、前記流路（３１０）の同一断面上に位置するように、及び、これら４つの第２開口部（３３１乃至３３４）の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸が、前記第１ジェットの軸と交差又は準交差するように位置決めされており、前記対応する第２開口部のうちの２つ（３３１及び３３３）は、第１平面をこの第１平面に沿った前記第１ジェットの軸と共に規定し且つこの軸の両側に位置し、他の２つの前記開口部（３３２及び３３４）は、前記第１ジェットの軸と共に第２平面を規定し且つこの軸の両側に位置した装置。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項記載の装置であって、少なくとも１つの第２パイプ（４２１乃至４２４）は、前記流路（４１０）に対し、前記対応する第２開口部（４３１乃至４３４）の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸が前記第１ジェットの軸と実質的には同一平面にないように位置決めされており、それにより、前記合成ジェットのその軸の周りの回転を生成、維持又は高めることが可能である装置。
【請求項９】
請求項８記載の装置であって、少なくとも２つの第２パイプ（４２１乃至４２４）を具備しており、前記少なくとも２つの第２パイプは、前記流路（４１０）に対し、前記対応する第２ジェットの軸が前記第１ジェットの軸と同一平面上にないように、及び、前記対応する第２ジェットが前記第１ジェットの軸の周りの同一回転方向を向くように位置決めされている装置。
【請求項１０】
請求項９記載の装置であって、前記２つの第２パイプ（４２１乃至４２４）に対応する前記２つの第２開口部（４３１乃至４３４）は、前記流路（４１０）の同一断面上に位置している装置。
【請求項１１】
請求項９又は１０記載の装置であって、前記２つの対応する第２開口部（４３１及び４３３）は、前記第１ジェットの軸の両側に位置している装置。
【請求項１２】
請求項９又は１０記載の装置であって、前記２つの対応する第２開口部の位置にて、前記第１ジェットの軸と前記２つの第２開口部のうちの一方（４３１）とによって規定される平面は、前記第１ジェットの軸と前記２つの第２開口部のうちの他方（４３２）とによって規定される平面に垂直である装置。
【請求項１３】
請求項９乃至１２の何れか１項記載の装置であって、少なくとも４つの第２パイプ（４２１乃至４２４）を具備しており、前記少なくとも４つの第２パイプは、前記流路に対し、４つの前記対応する第２開口部（４３１乃至４３４）が前記流路（４１０）の同一断面にあるように、及び、これら４つの対応する第２開口部の位置にて、前記対応する第２ジェットの軸が第１ジェットの軸と実質的には同一平面上にないように位置決めされ、これら対応する第２開口部のうちの２つ（４３１及び４３３）は、前記第１ジェットの軸と共に第１平面を規定し且つこの軸の両側に位置し、他方の前記２つの対応する第２開口部（４３２及び４３４）は、前記第１ジェットの軸と共に第２平面を規定し且つこの軸の両側に位置し、４つの前記対応する第２ジェットは、前記第１ジェットの軸の周りで同一回転方向に向けられる装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３の何れか１項記載の装置であって、少なくとも１つの第２パイプ（２１）は、前記流路に対し、前記対応する第２開口部（３１）の位置にて、前記第２パイプが太さｅ及び高さｌを有し、前記高さｌが、前記太さｅの０．５倍以上、好ましくは０．５×ｅ乃至５×ｅであるように位置決めされている装置。
【請求項１５】
請求項１乃至１４の何れか１項記載の装置であって、前記流路のうち少なくとも一部は、前記第１ジェットの噴射用であり且つ第１開口部（３０９）に通じている第１パイプ（３０８）からなる装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の装置であって、前記第１開口部（３０９）は、前記主たる開口部（３１１）の上流に位置決めされている装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の装置であって、前記第１開口部（３１１）に隣接し且つ前記主たる開口部（３１１）と前記第１開口部（３０９）との間に位置した少なくとも１つの第２開口部（３３４）を具備した装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか１項記載の装置であって、前記主たる流体ジェットと前記第２流体ジェットとの力積の比を制御する手段を具備した装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１８の何れか１項記載の装置であって、内部に前記流路（１０）の少なくとも一部が位置した材料（５）のブロックを具備しており、主たる開口部（１１）は、前記ブロックの面又は表面のうちの１つ（６）の上に位置している装置。
【請求項２０】
請求項１乃至１９の何れか１項記載の装置であって、前記第１及び／又は第２ジェットの力積を制御する手段を具備した装置。
【請求項２１】
請求項１乃至２０の何れか１項記載の装置であって、前記第１及び／又は第２ジェットの流体流量を制御する手段を更に具備したことを特徴とする装置。
【請求項２２】
請求項１乃至２１の何れか１項記載の装置であって、第２開口部の位置での前記流路の断面と前記第２開口部の断面との比は、５乃至５０、好ましくは１５乃至３０であることを特徴とする装置。
【請求項２３】
請求項１乃至２２の何れか１項記載の装置であって、前記流路（１０、３１０、４１０）上の少なくとも１つの第２開口部（３１、３３１乃至３３４、４３１乃至４３４）の上流又は下流に位置した、収束／発散システムを備えたラバルノズルを具備した装置。
【請求項２４】
流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための請求項１乃至２３の何れか１項記載の装置の使用。
【請求項２５】
請求項２４記載の使用であって、燃料及び／又は支燃剤を含んだ流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための使用。
【請求項２６】
請求項２４又は２５記載の使用であって、超臨界流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための使用。
【請求項２７】
請求項２４乃至２６の何れか１項記載の使用であって、食品の極低温処理中、ガスボンベの充填中又は気体急冷中に、燃焼を供給する流体ジェットの方向及び／軸角度を変更するための使用。
【請求項２８】
請求項２４乃至２６の何れか１項記載の使用であって、液体及び／又は固体粒子を含んだ流体ジェットの方向及び／又は軸角度を変更するための使用。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公表番号】特表２００９−５４３０１１（Ｐ２００９−５４３０１１Ａ）
【公表日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５１７３６１（Ｐ２００９−５１７３６１）
【出願日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００７／０５１５９７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００３９０７
【国際公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（５９１０３６５７２）レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード (438)
【出願人】（５００１７４６６１）サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・レシェルシュ・サイエンティフィーク−セ・エン・エール・エス− (54)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２００７／０５１５９７
【国際公開番号】ＷＯ２００８／００３９０７
【国際公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願人】（５９１０３６５７２）レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード (438)
【出願人】（５００１７４６６１）サントル・ナショナル・ドゥ・ラ・レシェルシュ・サイエンティフィーク−セ・エン・エール・エス− (54)
【Ｆターム（参考）】
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