JPH0625840Y2 - 冷却用ノズル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は冷却用ノズルに係り、特に熱処理工程等におい
て、加熱された金属やセラミックス等の材料を冷却する
ために、冷却流体を流出させるための冷却用ノズルに関
する。

［従来の技術］ 一般に、加熱された材料に冷却流体を吐出する冷却装置
に備えられる冷却用ノズルとしては、スリットラミナ
型、バイプラミナ型、圧力噴射型等がある。

第４図および第５図に示すように、このうち例えばスリ
ットラミナ型の冷却用ノズルは、管状あるいは中空直方
体状の容器として形成されたヘッダ１と、ヘッダ１内か
らその下方に延出されたノズル部２とから成る。ノズル
部２は、所定の隙間Ｓを有して、機幅方向Ａ且つ鉛直方
向に沿う偏平な流路をスリット状に形成しており、その
上端入口は、ヘッダ１の天端から所定の距離Ｌだけ離間
されて保持されている。即ち、圧送されてきた冷却流体
Ｑを、ヘッダ１内で一時貯留することで、機幅方向Ａに
均圧化させた後、ノズル部２により鉛直方向に導いて、
下方に位置された加熱金属板等の被冷却物Ｂ上に落下さ
せることになる。

このほかパイプラミナ型は、第６図に示すように、起立
されたパイプ３を機幅方向に並設させて、ノズル部２を
構成したものである。

［考案が解決しようとする課題］ ところで、上記従来の冷却用ノズルにおいては、限られ
た容量を有するヘッダ１内では冷却流体Ｑの充分な均圧
がなされ得ず、乱流状の速度を有してノズル部２まで到
達する傾向がある。このため、流出量が機幅方向で不均
一となり、被冷却物Ｂにおける冷却率が異なってしまう
という問題があった。

このことは、過度な不均一冷却が生じないようにする必
要性から、流出量の増減幅が、例えば最大流量に対し８
０〜１００％と制限が生じることにもつながる。特にス
リットラミナ型においては、流出量が少ないと、第５図
中に示したように、表面張力により流体幅が落下途中で
縮小し、端部で流出量大、中央部で小になるという不均
一も生じる。また、パイプラミナ型においてはこのよう
な流体幅の縮小はないが、被冷却物Ｂ上でのパイプ直下
位置とパイプ間位置との流れの違いにより、冷却効率の
差が生じることになる。

このほか、流出停止時において、冷却流体Ｑの供給を中
断しても、実際に流体の落下が停止されるまでの時間が
長くかかるという問題があった。即ち、ヘッダ１の全容
量のうち、天端までの距離Ｌの分が残存して流出となる
ことが避けられなかった。

そこで本考案は、上記事情に鑑み、冷却流体の機幅方向
における不均一な流出を防止し、しかも流出停止を迅速
に行い得るスリットラミナ型の冷却用ノズルを提供すべ
く創案されたものである。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、圧送された冷却流体を貯留するヘッダと、こ
のヘッダ内の冷却流体を下方に流出させるための流路を
横幅方向に沿ってスリット状に形成するノズル部とを有
した冷却用ノズルを改良したものであり、隣設された上
記ヘッダおよびノズル部の上部間に掛け渡された均圧室
と、上記機幅方向に並設されて均圧室と上記ヘッダとを
連通させる均圧孔と、上記ノズル部を機幅方向に分割す
るノズル仕切板と、上記流路に沿って形成されて均圧室
と分割された各ノズル部とを連通させるノズル孔と、上
記均圧室の下方部分をノズル孔毎に均圧孔側から仕切る
均圧室仕切板とを備えたものである。

［作用］ 上記構成によって、均圧孔は、ヘッダ内の冷却流体を機
幅方向に均圧させて、均圧室内に導く。均圧室仕切板
は、その冷却流体を均圧室内で越流させて更に均圧し、
各ノズル孔に流入させる。ノズル孔は、分割されたノズ
ル部へと下方に導き、流出させる。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を添付図面に従って説明する。

第１図および第２図は、本考案に係る冷却用ノズルの一
実施例を示したものであり、従来と同様に、供給口１１
を有して、圧送されてきた冷却流体Ｑを貯留するヘッダ
１２と、機幅方向Ａに沿うスリット状を呈し、その冷却
流体Ｑを下方に流出させるための流路を形成するノズル
部１３とを有している。そしてこのノズル部１３には、
機幅方向Ａに分割するノズル仕切板１４が設けられ、本
実施例にあっては、等間隔に成されて、等しい幅の流路
が形成されるようになっている。さらに、本考案の特長
となる均圧室１５が、相隣りあうように設けられたヘッ
ダ１２とノズル部１３との上部間に掛け渡されるように
載置され、それぞれと適宜連通されて形成されている。

均圧室１５は、ヘッダ１２よりも小さい容積を有してい
ると共に、ヘッダ１２の上板１６を一部兼ねて底側を区
画する底板１７には、これを貫通する均圧孔１８が形成
されている。均圧孔１８は、機幅方向Ａに沿って等間隔
に並設されており、その横断面積は、ヘッダ１２内の横
断面積よりも充分小さく成されている。

一方、ノズル部１３と隔てられるノズル側底板１９に
は、ノズル孔２０が設けられている。このノズル孔２０
は、分割されたノズル部１３のそれぞれと、均圧室１５
とを鉛直方向で連通させている。言い変えると、均圧室
１５内の冷却流体Ｑを、ノズル部１３の下向きの流路と
同一の方向に導くようになっている。本実施例にあって
は、ノズル孔２０は、下方にゆくに従って順次拡径され
る漏斗状に区画されている。

そして均圧室１５の中央付近には、均圧室１５よりも低
い高さを有して、機幅方向Ａに沿って底板１７上に起立
された均圧室仕切板２１が設けられている。即ちこの仕
切板２１は、均圧室１５の略下半分の空間を、ノズル孔
２０側と均圧孔１８側との仕切っていることになる。さ
らに仕切板２１には、機幅方向Ａに直交して櫛状に成さ
れた小区画部２２が添設されており、各ノズル孔２０の
上方に小室２３を区画するようになっている。本実施例
にあっては、この小区画部２２は、ノズル仕切板１４の
上方への延出部分として形成されている。また、機幅方
向Ａに沿う仕切板２１の上端には、ノズル孔２０と同軸
状にＶ形溝２４が形成されている。

このほか、均圧室１５には清掃用孔２５と、オーバーフ
ロー管２６とが、またノズル部１３の出口にはノズル遮
断弁２７が設けられている。清掃用孔２５は、均圧室１
５の上板２８に形成され、着脱自在の覆板２９によって
閉鎖・開放されるようになっている。オーバーフロー管
２６は、上板２８に適宜屈曲されて接続され、その途中
に設けられるオーバーフロー弁３０の開閉に従って、均
圧室１５内の冷却流体Ｑあるいは空気を機外へ排出する
ようになっている。ノズル遮断弁２７は、ノズル部１３
の出口を覆う板部材として形成され、ヘッダ１２の底板
３１外壁に固設された駆動シリンダ３２によって開閉駆
動されるためのリンク機構３３を備えている。

次に本実施例の作用を説明する。

ヘッダ１２へと圧送された冷却流体Ｑは、第１図中破線
矢印にて示すように、一次貯留されて減速された後、均
圧孔１８を経由して均圧室１５に入る。このとき、その
流路が適宜絞られることで圧力損失が生じると共に、機
幅方向Ａの均等な流量となるように整流される。さらに
冷却流体Ｑは、ノズル孔２０へと向かう途中で仕切板２
１によってさえぎられ、動圧成分をさらに減ぜられて分
割されたノズル部１３に入る。そしてその下方に位置さ
れる被冷却物へと流出される。従って、冷却流体Ｑは、
均圧孔１８によって一次的に均圧された後、均圧室仕切
板２１を越流することで二次的に均圧されることにな
る。

このように、ヘッダ１２からノズル部１３へと導かれる
過程で充分均圧されるようにしたので、機幅方向Ａの流
量を均一にできると共に、ノズル仕切板１４によって落
下途中の表面張力の影響を抑える。また、小さい容量の
均圧室１５と、さらにその容量を供給中断時に制限する
仕切板２１とを経由させるようにしたので、流出停止時
の水切りが迅速になされる。そして、均圧室１５とノズ
ル部１３とは鉛直方向に連通されているので、流路方向
に円滑にノズル部へと流れ、均圧効果、水切れ向上が期
待できる。

さらに、ノズル遮断弁２７とオーバーフロー管２６とを
設けたので、ノズル部１３の出口における開閉制御、空
気抜き、また開閉時に生ずる流量変化の抑制を可能にす
る。

また本考案における他の利点として、ノズル仕切板１４
同士の間隔と、ノズル孔２０の面積とを適宜組み合わせ
ることにより、機幅方向Ａでの所望の流量分布か得られ
ることがあげられる。このことは、冷却流体Ｑが小室２
３に流入したときに、既に互いに流路干渉することのな
い均圧状態になされていることにより、実現できるもの
である。例えば第３図に示すように、ノズル部１３の幅
（被冷却物の幅）に対して均一にする（図中直線Ｃ）
他、中央部に流量を増加させる（図中曲線Ｄ）こともで
きる。加えて、均圧室仕切板２１にＶ形溝２４を形成し
たので、流量制御範囲は、例えば１００％〜１０％にで
きるように拡張される。このＶ形溝２４は、半円形で
も、また仕切板２１の中間高さに設けた円形でも同様の
働きをする。

さらに、ヘッダ１２とノズル部１３とが互いに独立して
区画形成されているので、ノズル部１３の清掃を容易に
行うことができる。例えば、ノズル部１３の外側板３４
を着脱自在に形成しておけば、ヘッダ１２内に冷却流体
があっても清掃ができ、ノズルの耐久性向上等に寄与す
る。

なお、ノズル孔２０は、空気溜りが発生しないように、
鉛直方向に対して１０〜１５度の傾斜を有する漏斗状に
区画されているものであるが、この形状は丸孔に限るも
のではなく、スリット孔でも、また複数孔で形成しても
構わない。

［考案の効果］ 以上要するに本考案によれば、次のような優れた効果を
発揮する。

(1)ヘッダとノズル部との上部間を掛け渡して設けられ
た均圧室と、機幅方向に並設された均圧孔と、ノズル部
を機幅方向に分割するノズル仕切板と、均圧室とノズル
部とを連通させるノズル孔と、均圧室をノズル孔毎に均
圧孔側から仕切る均圧室仕切板とを備えたので、機幅方
向に均圧化された冷却流体を流出させることができ、所
望の流量分布を得ることができる。

(2)均圧室の下方部分を仕切るようにしたので、冷却流
体の流出停止を、均圧室の容量に応じた速さで迅速に行
い得る。

(3)ノズル孔を下方に形成された流路に沿って設けたの
で、円滑な水切り、均等流出が促進される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る冷却ノズルの一実施例を示した側
面図、第２図は第１図中のII−II線矢視断面図、第３図
は冷却流体の流量分布パターンを示した図、第４図は従
来の冷却ノズルを示した側面図、第５図はその正面図、
第６図は他の従来例を示した正面図である。 図中、１２はヘッダ、１３はノズル部、１４はノズル仕
切板、１５は均圧室、１８は均圧孔、２０はノズル孔、
２１は均圧室仕切板である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧送された冷却流体を貯留するヘッダと、
   該ヘッダ内の冷却流体を下方に流出させるための流路を
   機幅方向に沿ってスリット状に形成するノズル部とを有
   した冷却用ノズルにおいて、隣設された上記ヘッダおよ
   びノズル部の上部間に掛け渡された均圧室と、上記機幅
   方向に並設されて該均圧室と上記ヘッダとを連通させる
   均圧孔と、上記ノズル部を上記機幅方向に分割するノズ
   ル仕切板と、上記流路に沿って形成されて上記均圧室と
   分割された各ノズル部とを連通させるノズル孔と、上記
   均圧室の下方部分を上記ノズル孔毎に上記均圧孔側から
   仕切る均圧室仕切板とを備えたことを特徴とする冷却用
   ノズル。