JPH0217643Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、鋼板圧延装置において、圧延ローラ
を冷却させるのに用いる圧力水噴射ノズル弁に関
する。

鋼板の熱間圧延作業に伴なう圧延ローラの冷却
装置としては、第１図に示すようなものが従来よ
り知られている。この冷却装置Ｂは、圧延ローラ
Ｒに向けて多数の噴射ノズルＮを該圧延ローラＲ
の全長に亘つて配設し、この噴射ノズルＮから高
圧水（一般に150Kg／cm²）を噴射して、圧延ロー
ラＲを冷却させるようにしている。この場合圧力
水は主配管３０を経て噴射ノズルＮに至るのであ
るが、作業終了に伴ない主弁３１（スプール弁）
を閉鎖して給水を停止すると、噴射ノズルＮの噴
射口から空気が主配管３０内に入り込み、次に主
弁３１を開放して給水を行なうと、主配管３０内
に空気が溜つていることから、空気が急激に圧縮
された後に急激に膨張するというウオーターハン
マー現象が起り、その激しい衝撃によつて各部が
破裂、破損するという事故が発生する。

そこで、この事故を防止する方策として、従来
では、第１図に示すように補助配管３２によつて
低圧水（30Kg／cm²）を常時給水して、この低圧水
を噴射ノズルＮから垂れ流して空気の流入を防止
させるようにしていた。しかしながら、この従来
の方法では、水を常時垂れ流すため水の無駄使い
が生じるという大きな問題があつた。

又、圧延対象となる鋼板Ｍが圧延ロールＲの長
さより短い場合、例えば第１図で示すようにＨ幅
の鋼板Ｍでは、圧延ロールＲが熱せられる部分は
この鋼板Ｍの幅に対応して部分的にしか熱せられ
ないのであるが、従来ではこの部分加熱の場合で
も全ての噴射ノズルＮから圧力水を噴射するよう
にしており、これによつても水の無駄が生じてい
た。

本考案は、かかる従来の問題点を解消せんとな
されたもので、その目的とするところは、噴射ノ
ズル自体に弁機能を持たせて、主弁の閉鎖に伴な
い自動的に噴射ノズル内の弁を閉鎖させ、この噴
射ノズルからの空気の流れを防止して、ウオータ
ーハンマー現象の発生を防止させ、また、その開
閉動作を主弁の開閉に伴なう水圧を利用して行な
わせることで、別段の動力を用いることなく自動
的に開閉できるようにさせ、更に、噴射ノズル内
の弁を開放させようとする水圧が作用しても、そ
の水圧に抗して弁を閉鎖状態に保持させることが
できるようにした圧力水噴射ノズル弁を提供する
ことにある。

即ち、この目的を達成するために、本考案の圧
力水噴射ノズル弁は、ノズル軸方向の後端に流入
口を、前端に噴射口を有するノズル弁において、
ノズル内軸方向に先端開放型のシリンダ室と、シ
リンダ室内に後部のピストン部を摺動自在に嵌合
させると共に該ピストン部の前面中央にピストン
部の外径より小径に形成した噴射口開閉用の弁部
を接続しピストン部の前面に受圧面を形成したピ
スト弁と、シリンダ室内に摺動自在に嵌合されピ
ストン弁のピストン部の後面と圧縮状態にしたバ
ネを介して対向したピストン体と、を各々設け、
ピストン弁のピストン部の受圧面と弁部の接続部
の周囲に第１集合流路を設けると共に、前記噴射
口の入口周囲に第２集合流路を設け、前記シリン
ダ室内壁に、シリンダ室の後端面とピストン体の
後端面間に加圧流体を給排可能にした連通孔を設
けると共にピストン体の前端面とピストン弁のピ
ストン部の後端面間に空気を吸排する空気抜き孔
を設け、前記シリンダ室の周囲に、前記流入口と
第１集合流路に連通する複数の流通孔を形成する
と共にピストン弁の弁部の周囲に、前記第１集合
流路と第２集合流路に連通する複数の流通孔を形
成した構成とした。

即ち、本考案の圧力水噴射ノズルは、熱間圧延
設備に付設するデスケーリングノズル、鋼板冷却
用ノズル、圧延ロール冷却用ノズル等に用いるも
のである。つまり、噴射口の入口を開閉する弁体
が多少摩滅しても圧力水が所定圧に達すると迅速
確実に弁体が開動作し所定圧未満では迅速確実に
閉止動作させるため、前記第１集合流路とこれに
前端面を露出して受圧面とするピストン部を有す
るピストン弁を設けたものである。又、コンパク
トな構造で且つ噴射口から多量の高圧力水を噴射
することができると共に噴射反力に対してもこの
反力が作用するノズル軸方向に後端流入口を位置
させ、この流入口に接続するヘツダーなどで受け
させて特殊な支持機構を不要とするもので、ノズ
ル軸心上にシリンダ室−ピストン体−ピストン弁
を配設すると共にノズル内圧力水流路をノズル軸
方向に沿つて流入口−シリンダ室周囲の複数の流
通孔−第１集合流路−ピストン弁の弁体周囲の複
数の流通孔−第２集合流路−噴射口の順に形成し
たものである。

以下、本考案の実施例を図面に示して説明す
る。第２図は本考案の一実施例である圧力水噴射
ノズル弁Ａを示す断面図である。

本実施例では、第２図に示す如く、ノズル弁Ａ
の噴射口２１を下向きにして使用する例のため、
ノズル軸方向の後端側を上側、前端側を下側とし
た位置関係で説明している。

第２図において、１は弁本体で、給水管部１
ａ、上側胴部１ｂ、下側胴部１ｃ、ノズル管部１
ｄと、を上部より順に一体に連設した構造となつ
ている。上記給水管部１ａは、上面に流入口２を
開口させるとともに、底面に略円錐状の開口部３
を形成させて、流入口２から開口部３に至る流入
路ａを形成させている。

上側胴部１ｂは、上面に円錐突起４を突設させ
るとともに、上面から底面に貫通して流路ｂとな
る複数個（実施例では８個）の流通孔５，５…を
等配間隔で形成させ、かつ底面中央部に有底孔６
を形成し、該有底孔６の奥部をシリンダ室７とし
て、該シリンダ室７にピストン体８を摺動自在に
嵌合させるとともに、このシリンダ７の奥部に連
通孔９を形成して、該連通孔９を介して加圧流路
１０をシリンダ室７に連通させている。

尚、実施例では、前記加圧流路１０からシリン
ダ室７内に圧縮空気を供給して、前記ピストン体
８の上面に形成した受圧面８ａに圧力を加えて、
該ピストン体８を下方に押し下げるようにしてい
る。なお、１１は空気配管の接続金具である。

次に、下側胴部１ｃは、上面に第１集合流路ｃ
となる凹孔１２を形成させるとともに、該凹孔１
２から底面にかけてネジ孔１３を形成させてい
る。又、ノズル管部１ｄは、前記上側胴部１ｂの
有底孔６に嵌着させるシリンダ部１４と、下側胴
部１ｃのネジ孔１３に螺合させるノズル部１５
と、を脚１６を介して連設し、かつ前記シリンダ
部１４の中央にシリンダ孔１７を形成し、又、ノ
ズル部１５の上面中央部に弁受け孔１８を形成す
るとともに、該弁受け孔１８の奥部に第２集合流
路１９を形成し、かつ前記弁受け孔１８の周囲に
前記第２集合流路１９に貫通する数個（実施例で
は６個）の流通孔２０を形成し、かつ底面の中央
に形成した噴射口２１から前記第２集合流路１９
に貫通する噴出孔２２を形成して、前記流通孔２
０から第２集合流路１９を介して噴出孔２２に連
通する噴出流路ｄを形成している。

そして、前記流入管部１ａの下端部と上側胴部
１ｂの上端部を嵌合させ、かつ上側胴部１ｂの下
端部と下側胴部１ｃ上端部を嵌合させ、かつ下側
胴部１ｃのネジ孔１３にノズル管部１ｄのノズル
部１５を螺合させるととともに、シリンダ部１４
を有底孔６に嵌着させることにより、各流路ａ，
ｂ，ｃ，ｄを一連に連通させて、弁本体１に流入
口２から噴射口２１に至る流路Ｅを形成させるよ
うにしている。尚、３６は溶接部、又、１７ａは
シリンダ孔１７を大気に連通させる空気抜き孔で
ある。

次に、２３はピストン弁で、前記シリンダ孔１
７内に摺動自在に嵌合させるピストン部２４と、
前記弁受け孔１８内に摺動自在に嵌合させる弁部
２５と、を一体に形成し、かつ該弁部２５の先端
に円錐状の弁体２６を形成して、該弁体２６を噴
射口２１に臨ませた状態で、該弁体２６をシート
面２７に圧接或いは離反させることにより、流路
Ｅを開閉させるようにしている。又、前記ピスト
ン部２４の外径を弁部２５の外径よりも大径に形
成させて、その段部面を前記流水路Ｅ内の圧力水
による水圧を受ける受圧面２８としている。

また、２９はバネで、ピストン体８とピストン
部２４との間に圧縮状態で介装され、その弾発力
によりピストン弁２３を下向きに付勢して、弁部
２５の弁体２６をシート面２７に圧接させるよう
にしている。

次に、第３図は前記圧力水噴射ノズル弁Ａを用
いた圧延ローラ冷却装置Ｃの説明図である。

図において、３３はコンプレツサに接続した空
気主管で、この空気主管３３から多数の空気枝管
３４を分岐して、該空気枝管３４をそれぞれ圧力
水噴射ノズル弁Ａに接続している。又、３５は前
記空気枝管３４にそれぞれ設けたコツクである。
尚、この第３図に示した圧延ローラ冷却装置Ｃに
おいて、第１図で示した従来の圧延ローラ冷却装
置Ｂの構成と同一部分については図面の符合を同
一にした。

従つて、上述のように構成された圧力水噴射ノ
ズル弁Ａを第３図に示す圧延ローラ冷却装置Ｃに
取付けた場合、まず、主弁３１を閉鎖した状態で
は、ノズル弁Ａの内部に水圧が加わらないため、
第２図に示すようにピストン弁２３を付勢するバ
ネ２９の弾発力によつて、弁部２６がシート面２
７に圧接し、流路Ｅは密封閉鎖された状態とな
る。次に圧延作業に際し、主弁３１を開放する
と、圧力水が主配管３０からノズル弁Ａ内に流入
し、この圧力水による水圧が受圧面２８に作用し
てピストン弁２３をバネ２９に抗して押し上げ、
弁体２６をシート面２７から離反させて流路Ｅを
開放し、下端の噴射口２１から圧力水を噴出し
て、圧延ローラＲを冷却させることになる。

そして、作業終了に伴ない主弁３１を閉鎖する
と、ノズル弁Ａ内の圧力が低下し、バネ２９の弾
発力によつて前記した第２図の状態にピストン弁
２３が押し下げられ、弁体２６をシート面２７に
圧接して流路Ｅを密封閉鎖し、噴射口２１からの
空気の流入を阻止して、主配管３０内に空気が溜
ることによるウオーターハンマー現象を防止させ
ることができるものである。尚、弁部２６とシー
ト面２７との密封が害されて空気の流入が生じる
という不測の事故に対応するため、補助配管３２
から低圧水を常時給水して、漏洩部から水を垂れ
流すことができるようにしており、この場合には
バネ２９の弾発力を低圧水による圧力よりも大き
くさせて、低圧水の圧力ではピストン弁２３が作
動しないようにする。

又、第３図で示すように、鋼板Ｍの幅が圧延ロ
ーラＲの長さより短く、該圧延ローラＲが幅Ｈの
範囲で部分的に熱せられる場合においては、冷却
を必要としない部分のノズル弁に接続した空気枝
管３４のコツク３５を開放して、圧縮空気をシリ
ンダ室７内に供給し、この圧縮空気による空気圧
でピストン体８をバネ２９に抗して押し下げ、こ
のピストン体８の下面をピストン部２４の上面に
圧接させて、水圧によるピストン弁２３の上昇を
規制すれば、流路Ｅを閉鎖されて圧力水の噴射は
停止されることになり、これにより、ノズル弁Ａ
を多数並設して使用する場合においても、圧延ロ
ーラＲに対する冷却範囲を自在に調節することが
できるものである。

以上、本考案の一実施例について説明したが、
本考案の具体的な構成は前記実施例に限定される
ものではない。

例えば、材質的に、本実施例では弁本体１をス
テンテレスとし、ピストン弁２３を超硬合金とし
ているが、これに限らず耐触性、強度、加工性、
価格等を勘案して任意に選定できる。

また、流路の具体的形状についても実施例に限
定されるものではないが、ただ実施例のような流
通孔５，２０を設けた流路構造にすると、乱流状
態で流入した圧力水を層流状態にして流れを円滑
にできるし、また、水あかの付着防止にも役立つ
という利点が生じ、この点から本実施例の流路Ｅ
は好適な実施例といえる。

又、実施例では加圧流路の流体に圧縮空気を用
いているが、これに限らず油圧装置による作動油
を用いてもよい。

尚、本考案の圧力水噴射ノズル弁は、主として
圧延ローラの冷却用として使用するのであるが、
この他に、鋼板のスケール除去用としても使用で
きる。

以上説明したように、本考案によれば、噴射ノ
ズル自体に弁機能を持せた構造にしたので、給水
を停止した場合に噴射ノズルから空気が流入する
という不都合を防止して、ウオーターハンマー現
象による破裂や破損を防止できる。

また、圧力水の水圧を利用して弁を開閉させる
ので、弁の開閉に別段の装置を用いる必要がな
く、しかもその構造を簡単にさせることができ
る。

又、加圧流路を設けているので、ノズル弁を多
数並設して使用する場合において、その噴射範囲
を任意に調節でき、水の無駄使いを防止できるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の圧延ローラ冷却装置を示す説明
図、第２図は本考案の一実施例である圧力水噴射
ノズル弁の断面図、第３図は該圧力水噴射ノズル
弁を用いた圧延ローラ冷却装置の説明図である。 Ａ：圧力水噴射ノズル弁、Ｃ：圧延ローラ冷却
装置、Ｅ：流水路、１：弁本体、２：流入口、
７：シリンダ室、８：ピストン体、８ａ：受圧
面、１０：加圧流路、１７：シリンダ孔、２１：
噴射口、２３：ピストン弁、２４：ピストン部、
２５：弁部、２６：弁体、２７：シート面、２
８：受圧面、２９：バネ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ノズル軸方向の後端に流入口２を、前端に噴射
   口２１を有するノズル弁において、 ノズル内軸方向に先端開放型のシリンダ室７
   と、シリンダ室７内に後部のピストン部２４を摺
   動自在に嵌合させると共に該ピストン部２４の前
   面中央にピストン部２４の外径より小径に形成し
   た噴射口開閉用の弁部２５を接続しピストン部２
   ４の前面に受圧面２８を形成したピストン弁２３
   と、シリンダ室７内に摺動自在に嵌合されピスト
   ン弁２３のピストン部２４の後面と圧縮状態にし
   たバネ２９を介して対向したピストン体８と、を
   各々設け、ピストン弁２３のピストン部２４の受
   圧面２８と弁部２５の接続部の周囲に第１集合流
   路ｃを設けると共に、前記噴射口２１の入口周囲
   に第２集合流路１９を設け、前記シリンダ室７内
   壁に、シリンダ室７の後端面とピストン体８の後
   端面間に加圧流体を給排可能にした連通孔９を設
   けると共にピストン体８の前端面とピストン弁２
   ３のピストン部２４の後端面間に空気を吸排する
   空気抜き孔１７ａを設け、前記シリンダ室７の周
   囲に、前記流入口２と第１集合流路ｃに連通する
   複数の流通孔５を形成すると共にピストン弁２３
   の弁部２５の周囲に、前記第１集合流路ｃと第２
   集合流路１９に連通する複数の流通孔２０を形成
   したことを特徴とする圧力水噴射ノズル弁。