JPH03505298A - 金属板を冷却するための線形水噴霧装置 - 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】 金属盤を冷却するための線形水噴霧装置本発明は、金属板を冷却するために水を 線形に噴霧させる装置に関するものであって、これは圧縮空気を供給する導管と 、水の流出手段を具備している長手方向に延びた氷室とを含み、前期手段は空気 導管内に設けられいる圧縮空気の有効噴出装置段間で開放し、噴霧ヘッドを形成 する。

フランス特許第２５７８４４９号により、幅が大きい金属板の熱処理用噴霧装置 が知られており、これは上部母線に沿って水の流出スリットを具備している円筒 形水平給水管を有している。この管は、圧縮空気を供給しかつ入口において管か ら流出する水を受け、出口において線形噴霧ヘッドを形成しているホッパーによ り二つの長手方向の導管に分けられる中空体の中心垂直平面内に配置されている 。このヘッドは長手方向の圧縮空気供給導管に連絡する二つの対称な開口列の間 に含まれている中央流出スリットを有している。

この装置は冷却水の流れを広範囲に変化せしめ、同時に噴霧ヘッドの幾何学的及 び／又は寸法の修正を必要とせずに全長に渡って均一な分布を維持するためのも のである。しかし、処理される金属板と接触する冷却噴射水の均一性は、給水管 の水平度と、装置の各種構成部品の制度に大きく依存することがわかった。噴霧 ヘッドの−端部から他端部への一定な水の流れに加えて、膜状噴射を形成する基 本的噴射としては、同一方向でかつ板の一方の縁から他方の縁まで板の走行方向 に垂直で、冷却される表面に達しなければならない。今、製造誤差のために、給 水スリットと同じ高さ位置に圧縮空気出口を配置したとすると、これは通常の方 向に対しである基本的噴射をそらすことになり、この結果、噴霧器の前面で通過 する板の横方向区域の冷却が不均一になる。

本発明の目的は、前期装置に類似しているが、前期欠点を除去した装置を提供す ることにある。

本発明による噴霧装置は、冷却水の流出用手段が氷室に沿って分配されている円 筒管から少なくとも部分的に構成されており、前記管は寸法及び／又は形状が管 を通過する水の流れに対してかなりの圧力損失を与えるような特色を有し、管の 入口における水室内で起こり得る局部的な圧力変化を少なくし、噴霧器の全長に 渡って同一な、基本的噴霧噴射の衝撃の方向を限定することを特徴何にして実施 され得るかがわかるであろう。　第１図は本発明により、噴射が下方に向けられ ている噴霧装置の実施例の部分破断斜視面である。

第２図は第１図の装置の横断面図である。

第３図は第２図の矢印■に沿って見た図である。

第３Ａ図は第３図の部分Ａの拡大図である。

第４図は第３図のｒＶ−ｒＶ線に沿った図である。

第５図は噴射が上方に向けられている装置の実施例の横断面図である。

第６図は羽根部分の正面図である。

第７図は第６図の部品の平面図である。

第８図は第６図の■−■線に沿った断面図である。

第９図は第６図のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。

第１θ図は第６図のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。

第１１図は空気導管のｉ視図である。

第１２図は第１１図の空気導管の平面図である。

第１図は線形噴霧装置の実施例を示す。この噴霧器は特に、金属板に対して横方 向にかつ下方に向けられた長い膜状噴射を発生するためのものであって、例えば 熱間圧延工場から出る連続金属板の熱処理用組立体に使用され得るものである。

第２図は第１図の■−■線に沿った前記装置の横断面図であり、第３図は第２図 の矢印■に沿って見た正面図である。これら三つの図に関し、以下、総体的に説 明する。

噴霧装置１は長い平行六面体の箱の形状を呈し、その下部は箱体１の垂直長手方 向中心面内における通路５！こよって分けられている二つの独立空気導管３及び ４を形成するように設計されている。導管は囲い２により長手方向の側面が閉じ られ、その一方の端部６に圧縮空気を供給する。導管の下部は圧縮空気の有向噴 出装置７を有し、該装置は冷却水が到達する通路５の両側で長手方向に延びてい る。

箱体ｌの上部は端部の一方において管９により冷却水を供給される長手方向の室 ８を収容している。水室８はその上部において、二つの空気導管３，４間に設け られている通路５内に少なくとも部分的に収容されている流出手段を具備する入 口１０を、その長手方向中心軸線上に担持している。

流出手段１１は少なくとも一つの圧力損失管１２を含んでおり、その端部の一方 が水室８の入口１０に固定され、他端部が圧力損失管の断面より大きい断面の案 内ダクト１３に入り込み、自由ではあるが冷却水の流れを案内せしめている。周 知の如く、管の圧力損失は寸法及び／又は形状の特性によって定められている。

第１図及び第２図に示されている実施例によれば、圧力損失管１２はほぼ逆Ｕ字 の形状であって、端部１４及び１５間の全圧力損失は主として管１・２の直線部 における摩擦損失に二つの曲管の圧力損失を加えたものに相当しており、これら の全損失は流量の函数として流量に比例して変化する。入口及び出口の損失は避 けられないが所定の流量に対しては一定であるの６で、全圧力損失は管の長さを 変えるか、さもなければ同じままにして調整される。好ましくは、水の吸引が中 断された時水室８及び圧力損失管１２にサイフオン現象を避けるために、読管１ ２の入口及び出口端部１４及び１５がほぼ同一高さ位置にあって、この面が水室 ８の上部壁に設けられている入口ｌＯの高さ位置よりわずかに上方にあるとよい 。

一方の管から他方の管までの全圧力損失におけるばらつきは管の仕上げ誤差に起 因しているが、このばらつきを少なくするために、管の入口及び出口が内部で面 取りされているので、長さが無視できる程度に変更されている場合には、すべて の管の口の同一形状、即ち相当する入口／出口の圧力損失の均一性を保証してい る。

圧力損失管１２の機能は噴霧ヘッドへ送り出される冷却水の流量を調節すること である。実際には、周知の如く、管内の流量は管の入口と出口間の圧力差の平方 根として変化する。こうして、氷室の全長に渡って水の圧力が、局部的流体力学 的及び／又は寸法的なばらつきのために一定でなくなるが、これは入口を担持し ている室の上部壁面が完全に水平ではなく、かつ室に一端部のみから冷却水が供 給されているからである。この供給の不釣合いは大きくなればなる程室の供給圧 力が低くなる。いろいろな研究の中で、膜状噴射噴霧器における噴霧の均一性は 噴霧空気ノズルの前面に達する水の速度の減少と共に向上することがわかった。

最良の結果は流れに対応する低速度により得られている。

圧力損失管の端部１５から噴霧ヘッド１６に向かう水を案内するために、流出手 段１１も、圧力損失管によって得られる流量の範囲内で、後者の壁面により流れ が導かれるのに十分な横断面の案内ダクト１３を有している。

製造理由のためと、優先路例えば円形横断面の管の母線に沿って水が流れないよ うにするために、使用される管は矩形の横断面を有しており、その大きな面は噴 霧器の垂直中心面に平行に配置されている。矩形の隣接する辺間の寸法比は、例 えば１．５のオーダーである。案内ダクト１３は噴霧器の一端部から他端部へ延 びている連続膜を形成する。

図示の実施例によれば、案内ダクト１３は、その下部が空気導管３及び４間に設 けられている通路５内で停止するように曲げられている。案内ダクトの出口端部 １７は連続スリット１９を形成しているプリズム状流出水路１８内に固着されて いる。

噴霧ヘッド１６は特に流出水路１８と圧縮空気の有向噴出装置７から成っている 。上記の如く、この装置は流出水路１８によて形成されている連続スリット１９ の両側に延びている。上述のフランス特許の分析でわかるように、処理される製 品の特質は噴射の均一性によって決まるが、横方向の冷却区域に対する衝撃方向 にも依存するので、冷却水の流量のみならず有向噴出装置に入る圧縮空気の流れ の組合せから生じる噴霧噴射の方向にも厳密な局部点検を行うことが必要となる 。製造誤差のために平均方向又は寸法が噴霧ヘッドの一端部から他端部にかけて 方向の不変性に不利益なはたらきを有しているような、スリット又は出口を通し ての圧縮空気の有向噴出に固有な欠陥を回避するために、羽根２０から成る圧縮 空気案内手段がある。これらの羽根は、空気導管３及び４の各々において流出水 路１８の両側に噴霧ヘッドの一端部へ延びている一連の羽根を形成するため、互 いに連続して固定され得る羽根取付は部品２１Ａ、　　　２１Ｂ（第３Ａ図）を 形成するように互いに後方に取り付けられている。羽根の曲率は、空気導管の一 端部において導入される空気の流れがその流入方向に対して垂直に向かうように なっている。羽根の後縁に接する平面は、好ましくは処理される製品の表面に垂 直でなければならない。

左側羽根２０Ａと右側羽根２０Ｂの中心面Ｐは（２５゜台の）同一角度で噴霧器 の長手方向中心面に対して傾斜すているので、左右の羽根からの空気噴射は冷却 水の流れの面でもある前記中心面内で交差する。低速度の水に対する高速度の空 気の衝撃圧により、水が、連続して駆逐せしめられ且つ通過する金属板上に射出 される水滴になる。

本噴霧器の一実施例によれば、羽根取付は部品２１Ａ。

２１Ｂ（第６図及び第７図）はプリズム状鋳鋼片の形状を呈し、その断面は二つ の曲がった光軸の先細の対向壁部を有している。羽根２１はこれらの壁部間１こ 配置され、壁部に固定されている。羽根の前縁は鋳鋼片の幅力く最も広い部分に 保持されており、その形状は第６図乃至第１０図から明らかである。羽根は、壁 部間で、矩形出口２２の形で開放しかつ厚みが薄い横壁２３により互し）に分け られている、横方向に先細のダクトを形成し、これ【は空気噴射を長手方向に全 く分割しない羽根の後縁番こ対応している。これらの羽根２１は、その各面上に お０て、羽根を流出水路１８に固定せしめ得るボス２４及び２５を備えている。

羽根取付は部品２１が固定された後、空気導管３及び４の底部が密封ノ１ウジン グ２によって閉塞されるが、その端部には、流出スリット１９の向こう番こあっ て流出水路に隣接していない羽根取付は部品の内部側壁とほぼ一直線に延びてい る流出リップ２６．２７カくある。

好適には、流出リップ２６．２７に固定されて０る二つのスクリーン２８．２９ から成る噴霧へ・ソドに熱保護具がある。

上述の羽根により、各出口によって形成されかつ完全に特定な方向への基本的空 気噴射が得られる。し力）し、噴霧器の一端部から他端部までの良好な噴霧の均 一性を得るためには基本的噴射を各々供給する噴霧空気の流量及び圧力が導管の 全長に渡って完全に一定でなけれ（ｆならない。採用した相対的配置において、 羽根の上流側で一定の空気速度を得るために、入口からの距離の函数として減少 する断面を有する導管３及び４の端部に圧縮空気が導入される。この断面の減少 は、例えば第１１図及び第１２図に示されているように、通路５を形成する壁面 に向かい合った側壁３０を少なくとも導管のある長さに渡って先細にし、次いで 残りの長さに渡り、噴霧へ・ソドに向かい合っていて壁面３０に隣接している壁 面３１を先細にすうことにより達成され得る。他の実施例でも、その目的は羽根 の上流側で一定の空気速度を達成することにあるので、例えば導管の数箇所で圧 縮空気を分配して供給するようなことも可能である。

例えば、金属板の縁に相当する端部をわずかに冷却し、中央部の冷却を最大にす るために、噴霧器の長さに渡って特定の流量と圧力を有する噴霧噴射を得ると都 合がよい。異なる特性の摩擦圧力損失管によって噴霧ヘッド用冷却水を確実に供 給することにより所望の形状を提供することは容易なことである。

例えば、金属板の幅の函数として噴霧長さを調整することは、氷室８内に位置す る調整可能な閉止装置３２（第２図）により、氷室の壁面に設けられている入口 １０をある程度閉止せしめ得るようにして達成され得る。

この装置はフランス特許出願第８８０５３５１号に記載されているものと同じで あり、これはベルタン・工・コンパ二の名でフランスにて本出願と同じ日に出願 されたものであって詳細には説明しない。

第５図は、本発明による、特に上方に向けて長い膜状噴射を発生するための噴霧 器の他の実施例を示す。噴射の方向のために、水室３３と空気導管３４及び３５ の位置が前記実施例と逆になっている。

噴霧器は長い平行六面体箱３６の形状を呈し、その下部は水室３３を形成し、上 部は箱体３６の垂直長手方向中心間内で通路３７によって二つの独立空気導管３ ４及び３５を形成するように設計されている。この水室とこれらの導管には一方 の端部から水及び圧縮空気が供給される。

第１図で示されている実施例の如く、導管は入口からの距離の函数として減少す る断面を有している。

導管の上部は圧縮空気の有向噴出装置３８を有し、これは冷却水が到達する通路 ３７の両側で長手方向に延びている。

水室３３は、その上部において、二つの空気導管３４３５間に設けらている通路 ３７内に少なくとも部分的に収容されている流出手段３９をその長手方向中心軸 線内に担持している。

流出手段は、通路３７を閉塞している閉止板４Ｉを液密的に垂直に貫通している 直円筒状圧力損失管４０から成っており、管の軸線３７の垂直中心面内にある。

圧力損失管の寸法特性は噴霧ヘッドへ送り出される水の流量の所望の調節の函数 として与えられている。管の出入口の縁の作用を最小にするために、縁は内面で 面取りされている。

通路３７と水室３３の方に向けられている複数の管４０の反対側の端部は連続ス リット４３と仕切り壁５２を有するプリズム状流出水路４２に連通し、容管４０ は二つの連続仕切り壁の間にある間隙の軸線上で開放している。

噴霧ヘッド４４は流出水路４２と圧縮空気の有向噴出装置３８とから成っている 。この手段は前記実施例において述べたものと同じであって、連続スリット４３ の両側に延びている。噴出装置３８はスリットの全長に渡って連続して配置され ている羽根取付は部品４５．４６から成っていて、スリットの両側で連続細片を 形成するようになっている。羽根の先細壁は、一方の側でスリットを形成してい る流出水路の先細壁により、又、他方の側でスリット４３の縁を越えて延びてい る流出リップ４７により延ばされている。好適には、噴霧ヘッドが熱スクリーン ４８．４９により保護されている。

噴霧ヘッドの動作方式は、上述の如く、圧力損失管４０を経て到達する水が重力 に打ち勝って十分な圧力を有し、流出水路４２内へ噴出せしめる必要があるので 、僅かに異なっている。水の噴射の分別と噴霧を容易にするために、本実施例に おいては、水路４２内に配置されていて水路の一端部から他端部にかけて長手方 向に延びている円筒ロッドの形状を呈する噴射ブレーカ−５０が、水路の軸線上 で該軸線に対し垂直に設けられている。二〇ロッドは、スリット及び水路の長手 方向中心面に垂直に配置されている支持具５１又は仕切り壁５２により所々で保 持されている。

前記は特定な実施例に相当するものであって、ここに述べた各種要素のすべて又 は一部は、本発明の実施例に限定されることなく技術的に等価なものと置き換え 得るものである。

ＦＩＧ、、５ ＦＩＧ、：８ 国際調査報告 国際調査報告 ＦＲ８９００１８４ Ｓ＾　　　２８４０９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．圧縮空気を供給する二つの導管と、水の流出手段を具備している長手方向に 伸びた水室とを含み、該流出手段は空気導管内に設けられている圧縮空気の有向 噴出装置間で開放して噴霧ヘッドを形成している、冷却水噴霧用線形装置におい て、上記流出手段（１１，３９）は少なくとも部分的に水室（８，３３）に沿っ て配設されている円筒管（１２，４０）を含んでおり、該管は、管を通過する水 の流れに対して、如何なる場合にも管（１２，４０）の入口における水室（８， ２３）内の上流側で起こり得る局部的圧力変化より遙かに高い圧力損失を与える 寸法及び／又は形状の特性を有していることを特徴とする装置。 ２．管（１２，４０）によって与えられる圧力損失が不可避的な出入口の損失と 、好適には、曲管の損失及び主としてこれらの管の長さに比例する摩擦損失とを 含んでおり、該長さにより噴霧器の一端部から他端部にかけて一定又は可変の水 分布形状を得ることができるようになっていることを特徴とする、請求の範囲１ に従う線形噴霧装置。 ３．円筒管（１２）はほぼ逆Ｕ字の形状を有し、その一端部（１４）が水室（８ ）内に設けられている開口部の入口（１０）に固定され、空気噴出装置（７）の 間に水を案内するために、他端部（１５）が円筒管（１２）の断面より大きい断 面の案内ダクト（１３）の一端部に入り込んでいるようにしたことを特徴とする 、請求の範囲１に従う噴霧装置。 ４．案内ダクト（１３）は矩形断面を有し、該ダクトの一部が空気導管（３，４ ）間に設けられている長手方向の通路（５）内に収容されるような形状を呈し、 案内ダクト（１３）の他端部（１７）は連続スリット（１９）を形成しているプ リズム状流出水路（１８）に連通するようにしたことを特徴とする、請求の範囲 ３に従う噴霧装置。 ５．案内ダクト（１３）は側方に並んで配置され、噴霧器の一端部から他端部へ かけて延びている連続膜を形成するようにしたことを特徴とする、請求の範囲４ に従う噴霧装置。 ６．管（１２）の両端部（１４）及び（１５）は、同一水平面上にあって、水室 （８）の上部壁に設けられている入口（ｌｏ）の高さ位置より僅かに上方に位置 するようにしたことを特徴とする、請求の範囲３に従う噴霧装置。 ７．直線状円筒管（４０）が空気導管（３４，３５）間に設けられている長手方 向の通路（３７）を閉塞している閉止板（４１）を垂直に貫通しており、該管の 軸線は通路（３７）の垂直中心面内にあるようにしたことを特徴とする、請求の 範囲１に従う噴霧装置。 ８．閉止板に対して通路（３７）及び水室（３３）と反対の方を向いている管部 （４０）が、気体の有向噴出装置（３８）間に配置されている連続流出スリット （４３）を有するプリズム状流出水路（４２）に連通するようにしたことを特徴 とする、請求の範囲７に従う噴霧装置。 ９．流出水路（４２）が仕切り壁（５２）を有し、その間で管（３９）が二つの 連続仕切り壁に位置する間隙の軸線上で開放するようにしたことを特徴とする、 請求の範囲８に従う噴霧装置。 １０．噴射ブレーカー（５０）が流出水路（４２）内において円筒管（４０）の 紬線上に設けられるようにしたことを特徴とする、請求の範囲８に従う噴霧装置 。 １１．圧縮空気の有向噴出装置（７，３８）は空気導管の各々において互いに後 方に配置されている羽根（２０）を含んでいて、噴霧ヘッド（１６，４４）の一 端部から他端部へ伸びている羽根取付け部を形成し、羽根の配置構成と曲率は空 気導管（３，４；３４，３５）の一端部に導入される空気の流れが流入方向に対 して垂直に向かうようになっており、羽根の後縁に接する平面は処理される製品 の表面に垂直になるようにしたことを特徴とする、前記請求の範囲の一つに従う 噴霧装置。 １２．空気導管（３，３４）の一方の羽根の中心面と、他方の導管（４，３５） の羽根の中心面とが、噴霧器の長手方向中心面に対して等角度で傾斜し、二組の 羽根からの空気噴射が該長手方向中心面内で交差するようにしたことを特徴とす る、請求の範囲１１に従う噴霧装置。 １３．羽根はプリズム状片を形成している羽根取付け部品（２１Ａ，１２Ｂ；４ ５，４６）の形状で作られ、その断面は二つの曲がった先細の対向壁部を有し、 その間で、羽根の後縁によって形成されている横壁（２３）により互いに分けら れた矩形開口（２２）の形状で開放している先細ダクトを形成する羽根が保持さ れているようにしたことを特徴とする、請求の範囲１２に従う噴霧装置。 １４．羽根取付け部品（２１Ａ，２ＡＢ；４５，４６）が流出水路（１８，４２ ）の両側に固定されているようにしたことを特徴とする、請求の範囲１３に従う 噴霧装置。 １５．流出リップ（２６，２７）が流出スリット（１９）の縁の向こうにあって 流出水路に隣接していない羽根取付け部品の内部側壁とほぼ一直線に延びていて 、噴霧室を形成するようにしたことを特徴とする、請求の範囲１４に従う噴霧装 置。 １６．空気導管（３，４；３４，３５）の断面が空気を供給する端部から若干減 少して、羽根の上流側で一定の空気速度を得るようにしたことを特徴とする、前 記請求の範囲の一つに従う噴霧装置。 １７．噴射ブレーカー（５０）が流出水路（４２）内に位置していて該水路の一 端部から他端部にかけて長手方向に延びている円筒ロッドから成っている、請求 の範囲１０に従う噴霧装置。