JPH0761494B2 - スケール除去用ノズル装置 - Google Patents

スケール除去用ノズル装置

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JPH0761494B2
JPH0761494B2 JP3321599A JP32159991A JPH0761494B2 JP H0761494 B2 JPH0761494 B2 JP H0761494B2 JP 3321599 A JP3321599 A JP 3321599A JP 32159991 A JP32159991 A JP 32159991A JP H0761494 B2 JPH0761494 B2 JP H0761494B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、圧延鋼材の表面に高圧
(例えば150kg/cm2)の流体(水等)を噴射させ
て、その圧延鋼材の表面のスケールを除去する場合等に
用いるスケール除去用ノズル装置に関し、詳しくは、弁
箱内で流体の噴射方向にスライド移動自在なピストン弁
体を設け、前記弁箱と前記ピストン弁体との間に弁開閉
部を設け、前記ピストン弁体のスライド用支持ガイド部
を前記弁箱内の前記弁開閉部の下流側に設け、前記ピス
トン弁体を流体圧に抗する方向に付勢して、一定の流体
圧内で前記弁開閉部の閉塞状態を維持し、かつ、前記一
定の流体圧よりも大きな流体圧が作用したときに、前記
弁開閉部の開放を許容する付勢機構を設けてあるスケー
ル除去用ノズル装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、上記のスケール除去用ノズル装置
では、弁箱内において、流体の噴射方向にスライド自在
なピストン弁体を、高圧流体の流入口とノズル噴射口と
の間に、内嵌して設け、ピストン弁体の上流側に、弁箱
とピストン弁体との間に弁開閉部を設けてあり、ピスト
ン弁体のスライド用支持ガイド部を弁箱内の弁開閉部の
下流側に設けたもので、ピストン弁体を流体圧に抗する
方向に、一定の流体圧内で弁開閉部の閉塞状態を維持す
るように、かつ、一定の流体圧よりも大きな流体圧が作
用したときに弁開閉部の開放を許容するように、スプリ
ングで付勢してあるのが用いられていた(例えば、実開
昭58−26947号公報)。このノズル装置において
は、ピストン弁体内に記弁開閉部側を閉塞した直管状の
流路を形成し、前記弁箱内の前記弁開閉部下流側のシリ
ンダ室に一端を望ませると共に、前記シリンダ室と前記
流路を連通する複数の貫通孔を、前記ピストン弁体の半
径方向に貫通させて設け、ノズル先端部とピストン弁体
内部の流体流路の間に流路断面積の急激な変化部がある
ものであった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記構成
によれば、ピストン弁体の上流側に弁開閉部を設けてあ
るので、弁閉止時にノズル口から空気が逆流入すること
は防げるので、次に流体を噴射しようとするときのウォ
ーターハンマー現象は避けることはできるものの、シリ
ンダ室からピストン弁体内への入口流路が前記ピストン
弁体の半径方向に貫通されただけの貫通孔であるので、
ピストン弁体内への流体の入口部での流体の流れが乱れ
るのは避けられない。さらに、ノズル先端部内流路とピ
ストン弁体内流路との間に流路断面積の急激な変化部が
あるので、ここでも流体の流れに乱れが生ずる原因があ
り、このため、流れの乱れたままの流体がノズルから噴
射されるので、鋼材の表面に衝突する流体の衝突圧が減
少したり不均等になったりして、スケールを効果的に除
去できなくなるという問題があった。こうした問題を解
消するために、ピストン弁体とノズル先端部との間に整
流部を設けることも考えられるが、整流するためには長
い流路を必要とし、ノズル装置の全長が長くなってしま
うという問題が残る。本発明は上記従来の問題点を解消
し、ウォーターハンマー現象を避けながら、ノズル装置
をコンパクトにした状態で、水を圧延鋼材に安定した状
態で噴射することができるノズル装置を提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にかかるスケール除去用ノズルは、ピスト
ン弁体内に整流路を形成し、その整流路内に整流器を設
けて整流作用部としてあるとともに、弁箱内の弁開閉部
下流側の第1シリンダ室に一端を望ませると共に、前記
第1シリンダ室と前記整流路を連通する貫通孔を、前記
整流路内の下流側に他端を向けて傾斜させて前記ピスト
ン弁体に設け、前記ピストン弁体のノズル側の端部に、
その内面が前記ノズル側に向けて先窄まりのテーパ面を
形成する縮流管部を設けてあることを特徴とし、その作
用効果は次の通りである。
【0005】
【作用】つまり、弁開閉部の下流側に支持ガイド部を配
置してあるので、弁開閉部から主管への空気が漏れ込む
のを防止できる構造でありながら、そのピストン弁体内
に整流路を形成し、その整流路内に整流器を設けて整流
作用部としてあるから、ピストン弁体内に流れ込んだ流
体は、この整流路内で充分に整流され、さらに、前記ピ
ストン弁体を、弁箱内の前記弁開閉部下流側の第1シリ
ンダ室に一端を望ませると共に、前記ピストン弁体に前
記第1シリンダ室と前記整流路を連通する貫通孔を、前
記整流路内の下流側に他端を向けて傾斜させて設けてあ
るので、この整流路入口での流体の流れの乱れが抑制さ
れるので、その整流路出口での流体の流れの乱れはなく
なる。さらに、前記ピストン弁体のノズル側の端部に、
その内面が前記ノズル側に向けて先窄まりのテーパ面を
形成する縮流管部を設けてあるので、流体の流れの極端
な断面積減少がなく、その結果として、ノズルの入口で
の流れの乱れの発生も防止できるので、流体を整流状態
で、従って、安定した状態でノズルの噴射口から噴射し
て圧延鋼材の表面に衝突させることができる。しかも、
上記のように構成したことで、整流作用部を設けた整流
路をピストン弁体内に設けたので、整流路の形成のため
にノズル装置の全長が長くなるようなことはない。
【0006】
【発明の効果】従って、主管への空気が漏れ込むのを防
止できる構造として、ウォーターハンマー現象を防止し
た上で、整流路出口での流体の流れの乱れを無くし、且
つ、ノズルの入口での流れの乱れの発生も防止できるの
で、流体を安定した状態でノズルの噴射口から噴射して
圧延鋼材の表面に衝突させることができるようになり、
その結果、噴射水流の衝突圧の減少やばらつきを防止で
きる。しかも、ノズル装置の全長が長くなるようなこと
がないから、ノズル装置をコンパクトにした状態で、ス
ケールを効果的に除去することができるノズル装置を提
供することができた。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2に示すように、圧延鋼板Aに高圧の水(流体
の一例)を噴射してその表面のスケールを除去する水噴
射装置1を設けてある。この水噴射装置1は、主導管2
に多数のノズル装置3を設けると共に、各ノズル装置3
に水を圧送するための配管4を設けて構成してある。
【0008】図1に示すように、前記ノズル装置3は、
弁箱5内で水の噴射方向にスライド移動自在な棒状のピ
ストン弁体6を設けて成り、弁箱5内には、ピストン弁
体6のスライド用支持ガイド部8と、ピストン弁体6を
水圧に抗する方向に付勢するスプリング9(付勢機構の
一例)とを設け、弁箱5とピストン弁体6との間には、
弁開閉部7を設けてある。
【0009】前記弁箱5は、溶接により主導管2に固定
した円筒状のアダプタ10に、シリンダ11、ノズルア
ダプタ12等を設けて構成してある。前記シリンダ11
とノズルアダプタ12とは、一端部どうしを螺合連結し
て、シリンダ11を主導管2側に位置させた状態でアダ
プタ10に内嵌し、第1キャップ13でアダプタ10に
固定してある。詳しくは、シリンダ11とノズルアダプ
タ12との連結部側の端部をそれぞれ大径に形成して、
そこに第1、第2の段部14,15を設け、アダプタ1
0を縮径して形成した段部16に前記第1段部14を接
当させるとともに、アダプタ10の先端部に内嵌螺合し
た第1キャップ13の端面を第2段部15に接当させて
挟持固定してある。さらに、ノズルアダプタ12がアダ
プタ10に対して回転しないように、ノズルアダプタ1
2の嵌合部にはキー17を取り付けてある。なお、シリ
ンダ11とノズルアダプタ12とは、共にステンレス製
である。(シリンダはSUS420J2製で焼き入れ焼
き戻しをしたもの。ノズルアダプタはSUS304製で
ある。)
【0010】前記シリンダ11とノズルアダプタ12と
には、両者間にわたって軸芯方向にシリンダ室18を貫
通形成してある。シリンダ11側の端部は主導管2内に
突出させてあり、主導管2内の高圧の水を、この端部の
開口部からシリンダ室18内に導くようにしてある。1
9はフィルターである。
【0011】ノズルアダプタ12の先端部には、ノズル
20(オリフィス部は超硬合金製である。)を内嵌して
ある。このノズル20は、長手方向中間部にフランジ2
1を備えており、ノズルアダプタ12の先端部に外嵌螺
合した第2キャップ22とノズルアダプタ12の先端部
とによって前記フランジ21を挟持して、ノズルアダプ
タ12に固定してある。
【0012】前記ピストン弁体6は、シリンダ11から
ノズルアダプタ12にわたってスライド移動自在に内嵌
してある。前記シリンダ室18のうち、ピストン弁体6
の、主導管の端部に対応する部位は、ピストン弁体6よ
りもやや大径に形成して、この大径部(以下、第1シリ
ンダ室23と称する)とピストン弁体6の外周部との間
に空間Sを形成するようにしてある。主導管2からの水
は、フィルター19を通過させて、この空間S内に入り
込ませる。
【0013】前記シリンダ室18のうち、第1シリンダ
室23以外の部分(以下、第2シリンダ室24と称す
る)は、ピストン弁体6よりもわずかに大径に形成し
て、ピストン弁体6のスライド用支持ガイド部8にして
ある。第1シリンダ室23の下方部近傍において、ピス
トン弁体6にOリング35を外嵌させてあり、水が第2
シリンダ室24に流れ込まないようにしてある。第2シ
リンダ室24のうちで、長手方向の中間部は、ピストン
弁体6のフランジ36を支持する。この中間部分は、そ
の長さを、フランジ36に沿ってフランジ36の肉厚よ
りもかなり長く形成してある。そして、ピストン弁体6
との間に形成される空間部にスプリング9を収納し、こ
のスプリング9の一端をフランジ36にノズル20側か
ら接当させるとともに、他端を前記中間部分の端部の段
部に接当させ、もって、ピストン弁体6を主導管2側
に、すなわち、水圧に抗する方向に付勢してある。図中
34は、前記空間部の空気抜き孔である。
【0014】ピストン弁体6の内部には、軸芯に沿って
そのほぼ全長にわたって整流路25を形成してある。こ
の整流路25は、ピストン弁体6の先端部で開口してお
り、ノズル20にほぼ直線状に連通している。なお、ピ
ストン弁体6には、縮流管部26を設けてある。また、
整流路25には、整流器27を設けて、整流作用部37
を形成し、整流路25内の水の流れを整流するようにし
てある。第1シリンダ室23内に入り込んだ水は、ピス
トン弁体6の上端部に設けた貫通孔28を通って整流路
25に流れ込み、整流作用部37を経て整流され、縮流
管部26からノズル20に達し、乱れのない状態でこの
ノズル20から噴射される。
【0015】前記弁開閉部7は、支持ガイド部8よりも
上流側に設けてあり、第1シリンダ室23のシリンダ壁
に弁座40を設けるとともに、この弁座40に接当させ
るための弁部41をピストン弁体6に設けて構成してあ
る。
【0016】前記弁座40は、次のように形成してあ
る。つまり、第1シリンダ室23のシリンダ壁の一部
を、フィルター19側ほど小径となるようなテーパー内
面部29に形成し、テーパー内面部29の小径側の端部
に、前記弁部41を接当させるための段部を設けて弁座
40を形成してある。
【0017】前記弁部41は、ピストン弁体6の本体部
6Aに外嵌させたリング状のコバルト合金製バルブから
なり、弁座40に対する接当面となる外面部は、フィル
ター19側ほど小径となるようなテーパー面に形成して
ある。図中、31は袋ナットである。
【0018】前記スプリング9は所定のバネ定数に設定
してあり、一定の水圧内では、その付勢力により前記弁
部41を前記弁座40に接当させて弁開閉部7の閉塞状
態を維持し、かつ、一定の水圧よりも大きな水圧が作用
したときに、その水圧により圧縮させられて前記弁部4
1を前記弁座40から離間し、弁開閉部7の開放を許容
するように機能する。
【0019】図1,2に示すように、上記の構成におい
て、配管4に設けた主弁32を開放して各ノズル装置3
に高圧の水を給水すると、主導管2からの高圧の水は、
スプリング9の付勢力に抗してピストン弁体6をノズル
20側に押しやって弁開閉部7を開放状態にし、第1シ
リンダ室23内に流れ込む。そして、貫通孔28を介し
てピストン弁体6内の整流路25に入り、整流器27を
経てノズル20から圧延鋼板Aの表面に向けて噴射され
る。
【0020】主弁32を閉鎖して給水を停止すると、ス
プリング9の付勢力によりピストン弁体6が主導管2側
に押しやられ、テーパー外面部30がテーパー内面部2
9に接当して弁開閉部7が閉塞状態になる。その結果、
空気がノズル20から主導管2内に入り込みにくくな
り、次ぎに主弁32を開放したときに、ウォーターハン
マー現象が生じるのを防止できる。
【0021】なお、弁開閉部7の密封性が害されて、主
導管2内に空気が入り込むという不測の事態に対応する
ため、補助配管33から低圧の水を常時給水して、漏洩
部から水を垂れながすことができるようにしてある。こ
の場合、水の圧力は、スプリング9の付勢力よりも小さ
くして、この圧力では弁開閉部7を開放状態にしないよ
うにしてある。
【0022】〔別実施例〕流体としては、水以外のもの
であってもよい。前記付勢機構9は、スプリング以外の
ものであってもよい。
【0023】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】ノズル装置の縦断面図
【図2】水噴射装置の全体図
【符号の説明】
5 弁箱 6 ピストン弁体 7 弁開閉部 8 支持ガイド部 9 付勢機構20 ノズル 23 第1シリンダ室 25 整流路26 縮流管部 27 整流器 28 貫通孔 37 整流作用部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲杉 信昭 岡山県倉敷市水島川崎通り1丁目(無番 地) (72)発明者 越智 潔 岡山県倉敷市水島川崎通り1丁目(無番 地) (72)発明者 松本 嘉輝 愛知県瀬戸市坊金町236―1 東海合金工 業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭58−26947(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁箱(5)内で流体の噴射方向にスライ
    ド移動自在なピストン弁体(6)を設け、前記弁箱
    (5)と前記ピストン弁体(6)との間に弁開閉部
    (7)を設け、前記ピストン弁体(6)のスライド用支
    持ガイド部(8)を前記弁箱(5)内の前記弁開閉部
    (7)の下流側に設け、前記ピストン弁体(6)を流体
    圧に抗する方向に付勢して、一定の流体圧内で前記弁開
    閉部(7)の閉塞状態を維持し、かつ、前記一定の流体
    圧よりも大きな流体圧が作用したときに、前記弁開閉部
    (7)の開放を許容する付勢機構(9)を設けてあるス
    ケール除去用ノズル装置であって、 前記ピストン弁体(6)内に整流路(25)を形成し、
    その整流路(25)内に整流器(27)を設けて整流作
    用部(37)としてあるとともに、前記弁箱(5)内の
    前記弁開閉部(7)下流側の第1シリンダ室(23)に
    一端を望ませると共に、前記第1シリンダ室(23)と
    前記整流路(25)を連通する貫通孔(28)を、前記
    整流路(25)内の下流側に他端を向けて傾斜させて前
    記ピストン弁体(6)に設け、前記ピストン弁体(6)
    のノズル(20)側の端部に、その内面が前記ノズル
    (20)側に向けて先窄まりのテーパ面を形成する縮流
    管部(26)を設けてあるスケール除去用ノズル装置。
JP3321599A 1991-12-05 1991-12-05 スケール除去用ノズル装置 Expired - Fee Related JPH0761494B2 (ja)

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