JPH0225490Y2 - - 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、圧延材料の表
面に発生する酸化スケールを除去させるのに用い
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酸化スケールの除
去装置としては、第１図に示すようなものが従来
より知られている。この除去装置Ｍは、圧延材料
ｍの上下にそれぞれ多数の噴射ノズル１′を配設
し、この噴射ノズル１′から高圧水（一般に150
Kg／cm²）をスプレー噴射して、その勢いによつて
スケールを除去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１′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
１′の噴射口から空気が主配管内に入り込み、次
に主弁３１を開放して給水を行なうと、主配管３
０内に空気が溜つていることからウオーターハン
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（30
Kg／cm²）を常時給水して、この低圧水を噴射ノズ
ル１′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に水の無駄使いが生じ
るという大きな問題があるばかりか、噴射を必要
としない作業においても常時垂れ流しておく必要
があるため、製品に悪影響を及ぼして品質を低下
させてしまうなどの不都合があつた。

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入を防止して、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、かつ構造簡単な圧力
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
り小径に形成し先端に噴射口開閉用の弁部を設け
たポペツト部を接続しピストン部の前面に受圧面
を形成したピストン弁と、シリンダ室内にピスト
ン弁のピストン部の後面を押圧する圧縮状態にし
たバネを設け、前記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、前記シリンダ室の底部に大気と連通した
空気孔を設け、前記シリンダ室周囲に、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ポペツト部周囲に、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部
が多少摩滅しても圧力水が所定圧に達すると迅速
確実に弁部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−ピストン弁を配設すると
共にノズル内圧力水流路を流入口−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
ポペツト部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を示す断面図であり、また第３図は第２
図の−断面図、第４図は同−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１９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。

図において、１は弁本体で、給水管部１ａ、上
側胴部１ｂ、下側胴部１ｃ、ノズル管部１ｄと、
を上部より順に溶接によつて一体に連設した構造
となつている。

上記給水管部１ａは、上端部に流入口２を開口
させるとともに、下端部に円錐状開口部３を形成
させて、流入口２から円錐状開口部３に至る流入
路ａを形成させている。

上側胴部１ｂは、上端部に凹孔４を形成させ、
かつ同凹孔４の底面中央部に円錐突起５を突設さ
せるとともに、同凹孔４の底面周囲に数個（実施
例では８個）の流通孔６，６……を形成させ、下
端部にも凹孔７を形成させて、同凹孔７の底面周
囲に上記流通孔６，６……を貫通させるととも
に、同凹孔７の底面に上記流通孔６，６……を切
欠く状態で小凹孔８を形成し、そして上記凹孔４
から流通孔６，６……を介して小凹孔８に至る流
路ｂを形成させている。又、上記小凹孔８の底面
中央部にシリンダ室９となる有底孔を形成し、こ
のシリンダ室９の底部から大気に連通して空気孔
１０を形成させている。

次に、下側胴部１ｃは、上端部に上記小凹孔８
と対向する凹孔１１を形成させ、該凹孔１１と前
記小凹孔８とで第１集合流路ｆを形成させてい
る。また、同凹孔１１の底面に同一半径上で等配
した数個（実施例では６個）の流通孔１２，１２
……を形成させ、また、下端部にも凹孔１３を形
成させて、同凹孔１３の底面周囲に上記流通孔１
２，１２……を貫通させるとともに、同凹孔１３
の底面に上記流通孔１２，１２……を切欠く状態
で円錐型の第２集合流路１４を形成し、そして上
記第１集合流路ｆから流通孔１２，１２……を介
して第２集合流路１４に至る流路ｃを形成させて
いる。また、上記凹孔１１の中央部には流通孔１
２，１２……を切欠く状態で弁受け孔１５を貫通
させている。

又、ノズル管部１ｄは、中央部に貫通孔１６を
形成し、かつ上端にシートリング１７を嵌合させ
るとともに、下端に噴出口金１８を嵌合させて、
シートリング１７の内孔から貫通孔１６を介して
噴出口金１８の噴射口１９に至る噴出流路ｄを形
成させている。尚、上記噴出口金１８の内孔をダ
円形に形成させ、かつノズル管部１ｄの下端面に
溝条２０を形成させることで、噴射口１９から噴
射する圧力水を扇状に拡散させるようにしてい
る。そして、上記流入管部１ａの下端部を上側胴
部１ｂの凹孔４内に中途まで嵌合させ、かつ下側
胴部１ｃの上端部を上側胴部１ｂの凹孔７内に嵌
合させ、かつノズル管部１ｄの上端部を下側胴部
１ｃの凹孔１３内に嵌合させることにより、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１９に至る流路Ｅを形成さ
せるようにしている。

次に、２１はピストン弁で、上記シリンダ室９
内に摺動自在に嵌合させるピストン部２２と、上
記弁受け孔１５内に摺動自在に嵌合させるポペツ
ト部２３と、を一体に形成し、かつ同ポペツト部
２３の先端に円錐状の弁部２４を形成して、同弁
部２４を噴出流路ｄに臨ませた状態で、同弁部２
４をシートリング１７のシート１７ａ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。尚、上記ピストン部２２の外径を
ポペツト部２３の外径よりも大径に形成させて、
その段部面を受圧面２５とさせている。

また、２６はバネで、ピストン部２２の上端面
に形成したバネ受け孔２７とシリンダ室９の底面
に形成したバネ受け座２８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２１を下向
きに付勢して、弁部２４をシート１７ａに圧接さ
せるようにしている。

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１図に示すと同様のスケール除去装
置に、噴射ノズルの代りに取付けた場合、まず、
主弁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２１を付勢するバネ２６の弾発力によつて、
弁部２４がシート１７ａ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、主弁を開放すると、圧力
水が主配管からノズル弁Ａ内に流入し、この圧力
水によつてピストン弁２１をバネ２６に抗して押
し上げ、弁部２４をシート１７ａから離反させて
流路Ｅを開放し、下端の噴射口１９から圧力水を
噴出して、圧延材料の表面に発生したスケールを
除去させることになる。

そして、作業終了に伴ない主弁を閉鎖すると、
ノズル弁Ａ内の圧力が低下し、バネ２６の弾発力
によつて上記した第２図の状態にピストン弁２１
が押し下げられ、弁部２４をシート１７ａに圧接
して流路Ｅを密封閉鎖し、噴射口１９からの空気
の流入を阻止して、主配管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２４とシート１７ａ
との密封が害されて空気の流入が生じるという不
測の事故に対処するため、第１図に示す場合と同
様に補助配管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もよ
く、この場合にはバネ２６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
ストン弁が作動しないようにする。

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上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
テンレスとし、ピストン弁２１およびシートリン
グ１７を超硬合金としているが、これに限らず耐
蝕性、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６，１２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。

尚、本考案の圧力水噴射ノズル弁は、主として
スケール除去装置の噴射ノズルとして使用するの
であるが、この他に、圧延ローラの冷却用噴射ノ
ズル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という効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のスケール除去装置を示す説明
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図は第２図の−断面
図、第４図は同−断面図である。 Ａ：圧力水噴射ノズル弁、Ｅ：流路、ｆ：第１
集合流路、１：弁本体、２：流入口、６：流通
孔、９：シリンダ室、１０：空気孔、１２：流通
孔、１４：第２集合流路、１７ａ：シート、１
９：噴射口、２１：ピストン弁、２２：ピストン
部、２３：ポペツト部、２４：弁部、２５：受圧
面、２６：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１９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９
   と、シリンダ室９内に後部のピストン部２２を摺
   動自在に嵌合させピストン部２２の前面中央にピ
   ストン部２２の外径より小径に形成し先端に噴射
   口開閉用の弁部２４を設けたポペツト部２３を接
   続しピストン部２２の前面に受圧面２５を形成し
   たピストン弁２１と、シリンダ室９内にピストン
   弁２１のピストン部２２の後面を押圧する圧縮状
   態にしたバネ２６を設け、前記ピストン弁２１の
   ピストン部２２の受圧面２５と弁部２４の接続部
   の周囲に第１集合流路ｆを設けると共に、前記噴
   射口１９の入口周囲に第２集合流路１４を設け、
   前記シリンダ室９の底部に大気と連通した空気孔
   １０を設け、前記シリンダ室９周囲に、前記流入
   口２と第１集合流路ｆに連通する複数の流通孔６
   を形成すると共にピストン弁２１のポペツト部２
   ３周囲に、前記第１集合流路ｆと第２集合流路１
   ４に連通する複数の流通孔１２を形成したことを
   特徴とする圧力水噴射ノズル弁。