JP2016057085A

JP2016057085A - 速度計

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Publication number: JP2016057085A
Application number: JP2014181555A
Authority: JP
Inventors: 信貴中川; Nobutaka Nakagawa; 洋介川上; Yosuke Kawakami; 政郎坂田; Masao Sakata
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp; Nippon Steel and Sumikin Texeng Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Texeng Co Ltd
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2016-04-21
Anticipated expiration: 2034-09-05
Also published as: JP6404043B2

Abstract

【課題】被測定物の移動速度が遅い場合でも正確な移動速度の測定を行うことができるようにする。【解決手段】速度検出器１０２を収容する保護ケース１０１の下方において、保護ケース１０１と間隔を有するようにパージノズル１０３を配置する。パージエア供給管１０５により供給される高圧空気を、パージノズル１０３の基部からパージノズル１０３の内部に導入し、パージノズル１０３の先端に向かうパージエアの流れを作る。【選択図】図２

Description

本発明は、速度計に関し、特に、被測定物の移動速度を測定するために用いて好適なものである。

従来から、レーザ光を被測定物の表面に照射してその反射光を受光し、受光した反射光の周波数が被測定物の移動速度に応じて変化するドップラー効果を利用して被測定物の移動速度を測定することが行われている。
このようなレーザドップラー方式の速度検出器に係る技術として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、ドップラー効果を用いて速度を検出する速度検出器をハウジングの内部に収納し、ハウジングの端部に設けた中空のパージノズルの内部を介して速度検出器から被測定物の表面にレーザ光を照射する。さらに、特許文献１に記載の技術では、パージノズルを先細りのノズルとするとともに、この先細りのパージノズルの外側にサイドパージノズルを設け、パージノズルから噴出されるパージエアの領域の外側に、サイドパージノズルからサイドパージエアを噴出する。

特開２００６−３２６６４７号公報

本出願人らは、連続鋳造設備におけるスラブ等の鋳片の切断長を測定するために、特許文献１に記載の技術を適用した速度計を用いた。その結果、連続鋳造機における連続鋳造材のように移動速度が遅い被測定材の移動速度を、かかる速度計で測定すると、測定された速度がばらつき、安定した値を示さず、正確な測定を行うことができないことが分かった。

そこで、本発明は、被測定物の移動速度が遅い場合でも正確な移動速度の測定を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明の速度計は、以下の（１）〜（６）の少なくとも何れか１つの構成を有する。
（１）保護ケースと、前記保護ケースの内部に固定され、移動している被測定物の表面にレーザ光を照射して反射光を受光し、当該受光した反射光に基づいてドップラー効果を利用して前記被測定物の移動速度を測定する速度検出器と、中空のノズルであって、当該中空の部分に前記レーザ光と当該レーザ光の反射光の光路が位置するように前記保護ケースよりも前記被測定物の側に前記保護ケースと間隔を有して配置され、当該ノズルの先端から前記被測定物の表面にガスを噴射するパージノズルと、を備えることを特徴とする速度計。
（２）前記パージノズルの先端側の外周面に対して設けられたノズルであって、前記パージノズルの先端から前記被測定物の表面に噴出されるガスの噴射領域の周囲の少なくとも一部の領域にガスを噴射するサイドパージノズルを更に備え、前記パージノズルは、内径が先細りとなる先端部を有する先細りのノズルであり、前記パージノズルの側面に形成されている供給口であって、前記パージノズルの内部へのガスを供給するための供給口は、前記パージノズルの前記先端部よりも基端側の側面に形成されていることを特徴とする（１）に記載の速度計。
（３）前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間から前記パージノズルの内部に向かう空気の流れを抑制する構成を設けないようにして、前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間から、前記パージノズルの内部に、前記パージノズルの周囲のガスが引き込まれるようにしたことを特徴とする（１）または（２）に記載の速度計。
（４）前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間から前記パージノズルの内部に異物が入り込むことを、前記保護ケースと前記パージノズルとが分離された状態で抑制する手段を更に有することを特徴とする（１）または（２）に記載の速度計。
（５）前記保護ケースの下面に取り付けられた中空の遮蔽材を更に備え、前記遮蔽材の内周面が、前記パージノズルの基端側の外周面と間隔を有して相互に対向するように、前記遮蔽材の上端部が前記保護ケースの下面に取り付けられており、前記パージノズルの側面に形成されている供給口から前記パージノズルの内部に供給されたガスによって、前記パージノズルの内部から、前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間に向かうガスの流れを形成するようにしたことを特徴とする（４）に記載の速度計。
（６）前記保護ケースと前記速度検出器は、振動を抑制する部材を介して架台に取り付けられていることを特徴とする（１）〜（５）の何れかに記載の速度計。

本発明によれば、内部に速度検出器を固定した保護ケースとパージノズルとが間隔を有し、速度検出器がパージノズルの振動の影響を受けない構造としたので、被測定物の移動速度が遅い場合でも正確な移動速度の測定を行うことができる。

連続鋳造機の構成の一例を示す断面図である。速度計の概略構成の第１の例を示す図である。パージエアによる面圧分布の一例を示す図である。サイドパージエアが噴出される領域の一例を示す図である。パージエアによる面圧分布の一例を示す図である。パージエアとサイドパージエアによる面圧分布の一例を示す図である。速度計の概略構成の第２の例を示す図である。

本発明の実施形態を説明する前に、本発明の実施形態に至るまでに本発明者が得た知見について説明する。
前述したように、特許文献１に記載の技術を適用した速度計を用いて、連続鋳造機における連続鋳造材の移動速度を測定した結果、当該速度計で測定される速度がばらつき、正確な測定を行うことができなかった。

この原因として、まず、レーザドップラー方式の速度検出器で得られるドップラー周波数は、被測定物の移動速度に比例することが挙げられる。連続鋳造機における連続鋳造材の移動速度は、０．１ｍｐｍ〜３ｍｐｍ程度であり、低速である。このような低速の移動速度をレーザドップラー方式の速度検出器で測定すると、信号成分に含まれるノイズ成分の割合が大きくなる。このことは、レーザドップラー方式の速度検出器がこのような低速の測定に不向きであり、これまで、連続鋳造材の移動速度の測定にレーザドップラー方式の速度検出器が用いられてこなかったことと符合する。

また、特許文献１に記載の技術では、速度検出器が収容されるハウジングとパージノズルとが結合されている。したがって、パージエアを噴出する際のパージノズルの振動が速度検出器に伝わる。このような速度検出器の振動により、速度検出器で測定される速度もばらつくことになる。
以上のような本発明者らが今回見出した知見に基づいて、以下に説明する本発明の実施形態に想到した。以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態では、連続鋳造設備における連続鋳造材の移動速度を測定し、測定した移動速度から、スラブ等の鋳片の切断長を定める場合を例に挙げて説明する。
図１は、連続鋳造機の構成の一例を示す断面図である。
図１において、精錬後の溶鋼１０は取鍋１１に入れられて搬送され、回転式のテーブル１２に置かれる。取鍋１１内の溶鋼１０はタンディッシュ１３を経由して、浸漬ノズル１９によって鋳型１４へ連続的に注がれる。鋳型１４に注がれた溶鋼１０は、スプレーノズル１６により冷却されて凝固し、サポートロール１５に支持されながら鋳型１４の下方へゆっくりと連続的に引き抜かれる。凝固した溶鋼１０は、切断機１７で所定の長さに切断されてスラブ、ビレット、又はブルームと呼ばれる鋼片１８となる。以下の説明では、凝固した溶鋼を必要に応じて「連続鋳造材」と称する。

速度計１００は、連続鋳造材の移動速度を測定するためのものであり、切断機１７の直前の位置において、連続鋳造材の上方に配置される。速度計１００で測定された連続鋳造材の移動速度と経過時間とに基づいて、切断機１７を通過した連続鋳造材の長さが、所定の長さになったと判断されると、切断機１７で連続鋳造材が切断される。尚、図１では、連続鋳造材の上方に速度計１００を配置する場合を例に挙げて示した。しかしながら、連続鋳造材の下方に速度計１００を配置することも、連続鋳造材の上方と下方の双方に速度計１００を配置することもできる。また、切断機１７の直後の位置に速度計１００を配置することもできる。

図２は、本実施形態の速度計１００の概略構成の一例を示す図である。図２では、速度計１００の縦断面の概略を示す。
図２において、速度計１００は、保護ケース１０１と、速度検出器１０２と、パージノズル１０３と、サイドパージノズル１０４と、パージエア供給管１０５、１０６と、を有する。

保護ケース１０１は、速度検出器１０２を収容して保護するためのものである。保護ケース１０１には、例えば、不図示の水冷パイプが備わっており、この水冷パイプに冷却水を流すことによって、速度検出器１０２を冷却することができるようになっている。
前述したように速度検出器１０２は、保護ケース１０１の内部に収容されている。具体的に速度検出器１０２は、保護ケース１０１の内部において直接又は部材を介して保護ケース１０１に取り付けられ、固定されている。したがって、保護ケース１０１が振動すると、速度検出器１０２も振動することになる。

速度検出器１０２は、レーザドップラー方式の速度検出器である。レーザドップラー方式の速度検出器では、移動する連続鋳造材Ｃの進行方向に対し、前方側と後方側とから、それぞれ所定の入射角度で２本のレーザ光を連続鋳造材Ｃの表面に照射し、その反射光を同一の受光器で受光する。そして、一方のレーザ光がドップラー効果により周波数が高い側にシフトし、他方のレーザ光がドップラー効果により周波数が低い側にシフトすることを利用して、これらのシフト量に基づき、連続鋳造材Ｃの移動速度を求める。
尚、レーザドップラー方式の速度検出器については、公知の技術で実現できるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
また、保護ケース１００の下面の領域のうち、少なくとも、速度検出器１０２により照射されるレーザ光と速度検出器１０２により受光されるレーザ光の反射光の光路となる領域は、開口している。

パージノズル１０３は、保護ケース１０１の下方において鉛直方向に延設される中空のノズルである。パージノズル１０３は、その先端が、連続鋳造材Ｃの表面と間隔を有して対向し、且つ、その基端面が、保護ケース１０１と間隔を有して対向するように配置される。すなわち、本実施形態のパージノズル１０３は、保護ケース１０１の下方において保護ケース１０１と間隔を有して分離された状態で配置される。

また、パージノズル１０３は、内径が一定である基端部１０３ａと、内径が先細りとなる（先端の位置に近いほど内径が小さくなる）中間部１０３ｂと、内径が一定である先端部１０３ｃとを有する。基端部１０３ａと中間部１０３ｂとは相互に連結されており、連結部分における内径は同じである。また、中間部１０３ｂと先端部１０３ｃとは相互に連結されており、連結部分における内径は同じである。したがって、基端部１０３ａの内径よりも先端部１０３ｃの内径の方が小さい。このように、パージノズル１０３の中間部１０３ｂは、テーパ部１０３ｄを有し、先細りの形状となっている。

また、速度検出器１０２により照射されるレーザ光と速度検出器１０２により受光されるレーザ光の反射光の光路が、パージノズル１０３の内壁に接触しないように、保護ケース１０１、速度検出器１０２、及びパージノズル１０３の位置関係が定められる。速度検出器１０２から照射される２本のレーザ光が交差する点（２本のレーザ光の狙い位置）を通る鉛直方向が、パージノズル１０３の軸方向と略一致するようにするのが好ましい。

パージノズル１０３の基端部の側面には供給口が形成されており、この供給口にパージエア供給管１０５が取り付けられている。パージエア供給管１０５は、ガスボンベ等の不図示の高圧空気供給装置からの高圧空気をパージノズル１０３の中空部分（内部）に導入するためのものであり、パージノズル１０３の中空部分（内部）に供給される高圧空気の流れが下方になるように構成されている。本実施形態では、パージノズル１０３の中空部分（内部）に供給される高圧空気の流れが下方になるように、パージエア供給管１０５の供給口が斜め下方を向くようにしている。このようにして、パージエア供給管１０５を傾斜させることにより、高圧空気の流れの向きを下方にすることができる。この高圧空気は、パージノズル１０３の先端から連続鋳造材Ｃの表面に向けて噴出される。この高圧空気により、連続鋳造材Ｃからの熱せられた空気をレーザ光の光路から排除させることができる。これにより、レーザ光の光路にある媒質の屈折率の変動を抑制することができる。このように、本実施形態の速度計１００では、表面温度が高温の被測定物の移動速度を測定することができる。例えば、表面温度６００℃以上の被測定物の移動速度を測定するために本実施形態の速度計１００を用いるのが好ましい。

また、本実施形態では、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉを遮蔽しない（パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉからパージノズル１０３の内部に向かう空気の流れを抑制する構成を設けない）ようにしている。これにより、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉから、パージノズル１０３の内部に、パージノズル１０３の周囲の空気が引き込まれる。すなわち、パージエア供給管１０５からパージノズル１０３の中空部分（内部）に供給される高圧空気の下向きの流れに引きずられて、パージノズル１０３の中空部分（内部）に、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉから下向きの空気の流れが生じるようにしている。これにより、パージエア供給管１０５から導入するパージエアの供給量を少なくしても、所望の流量のパージエアを得ることができる。
また、パージエアの噴射速度は、パージノズル１０３先端から連続鋳造材Ｃまで距離が極力近い方がパージ効果は高くなるので、パージノズル１０３の先端から連続鋳造材Ｃまで距離に応じて設定することができるが、実施例からパージノズル１０３の先端から１００ｍｍの位置での場合３０ｍ／ｓ程度とすることが好ましい。

前述したように本実施形態では、パージノズル１０３は、保護ケース１０１の下方において保護ケース１０１と間隔を有して物理的に分離した状態で配置される。
したがって、パージノズル１０３から以上のようにして連続鋳造材Ｃの表面にパージエアを噴出する際にパージノズル１０３に発生する振動が、保護ケース１０１（速度検出器１０２）に伝わることを防止することができる。したがって、本実施形態の速度計１００では、移動速度が低速の被測定物を測定対象とすることができる。例えば、移動速度が０．１ｍｐｍ以上、３．０ｍｐｍ以下の被測定物の移動速度を測定するために本実施形態の速度計１００を用いるのが好ましい。

また、本実施形態では、パージノズル１０３と保護ケース１０１とを支える基礎架台（構造物）１０７、１０８は、個別に設けられているので、パージノズル１０３の振動が速度計１００に伝わることを確実に抑制することができる。ただし、パージノズル１０３と保護ケース１０１とを支える基礎架台（構造物）１０７、１０８を、必ずしも個別に設ける必要はない。例えば、また、パージノズル１０３と保護ケース１０１とを支える基礎架台（構造物）を共通にし、防振ゴム１０９〜１１１等の部材を使用して、パージノズル１０３の振動が速度計１００に伝わることを抑制するようにしてもよい。

また、本実施形態では、先細りのパージノズル１０３を使用し、レーザ光の照射面周辺のごく狭い領域、例えば速度検出器１０２から照射される２つのレーザ光が交差する点（２つのレーザ光の狙い位置）を中心とした半径１０ｍｍ〜１５ｍｍ程度の円内の狭い領域にパージエアを集中させる。例えば、先細りのパージノズル１０３の先端径を２７ｍｍとして２７ｍｍ径の領域にパージエアを集中させる。この結果、連続鋳造材Ｃからの熱せられた空気を排除するための面圧を確保するのに要するパージエアの流量を大幅に減少させることができるとともに、騒音レベルを低下させることができる。

尚、連続鋳造材Ｃの２本のレーザ光を、連続鋳造材Ｃの進行方向に対し前方側と後方側から照射し、パージノズル１０３の先端から所定の距離（例えば、パージノズル１０３の先端から連続鋳造材Ｃの表面までの距離の想定値が１ｍである場合には１ｍ）で当該２本のレーザ光を交差させる。したがって、パージノズル１０３の基端側から先端側までの全体において内径を短くすることはできない。

ところで、先端が小口径の先細りのパージノズル１０３を使用すると、図３に示すように、連続鋳造材Ｃの表面の領域のうち、パージノズル１０３の軸と交差する付近の領域については所定の面圧を確保することができるが、パージノズル１０３の基端部の外周面の真下の領域付近での面圧は急激に低下する傾向になる。したがって、測定環境（冷却水やスケールの飛散量や飛散速度、連続鋳造材の測定面への水のり、蒸気量等）によっては、連続鋳造材Ｃの表面の領域のうち、パージノズル１０３の軸と交差する付近の領域（レーザ光の光路上）に、速度検出器１０２による測定を阻害する気体等が進入する虞がある。この場合、パージノズル１０３だけでは安定した計測を行うことができなくなる虞がある。そこで、パージノズル１０３では所望の面圧を確保することができない外周側の領域における面圧を確保することにより、このような気体等の進入を抑制するために、本実施形態では、パージノズル１０３の先端部の外側にサイドパージノズル１０４を設ける。尚、以下の説明では、「連続鋳造材Ｃの表面の領域のうち、パージノズル１０３の軸と交差する付近の領域」を必要に応じて「中央領域」と称する。

サイドパージノズル１０４は、中央領域の外側の位置（例えば、連続鋳造材Ｃの表面の領域のうち、パージノズル１０３の軸と交差する点を中心とする半径３０ｍｍ〜５０ｍｍの円内の領域）におけるパージエアによる面圧を確保し、連続鋳造材Ｃからの熱せられた空気をレーザ光の光路から確実に排除するためのものである。サイドパージノズル１０４の上部には供給口が形成されており、この供給口にパージエア供給管１０６が取り付けられている。パージエア供給管１０６は、ガスボンベ等の不図示の高圧空気供給装置からの高圧空気をサイドパージノズル１０４の中空部分（内部）に導入するためのものであり、サイドパージノズル１０４の中空部分（内部）に供給される高圧空気の流れが下方になるように構成されている。この高圧空気は、パージノズル１０４の先端から連続鋳造材Ｃの表面に向けて噴出される。尚、以下の説明では、サイドパージノズル１０４により噴出されるパージエアを必要に応じてサイドパージエアと称する。

図４は、サイドパージノズル１０４によりサイドパージエアが噴出される領域の一例を示す図である。図４（ａ）に示すように、少なくとも、中央領域４０１を挟んで、連続鋳造材Ｃの進行方向の前後２箇所の領域４０２ａ、４０２ｂにサイドパージエアが供給されるようにサイドパージノズル１０４を構成することができる。また、図４（ｂ）に示すように、中央領域４０１の周囲の円周状の領域４０３にサイドパージエアが供給されるようにサイドパージノズル１０４を構成することができる。本実施形態では、サイドパージノズル１０４の前後両側に多数の細孔を直線状に形成して図４（ａ）に示す領域４０２ａ、４０２ｂにサイドパージエアが供給されるようにしている。

図５は、パージエアとサイドパージエアによる面圧分布の一例を示す図である。図５に示すように、サイドパージエアによる面圧は、先細りのパージノズル１０３により形成される中心（連続鋳造材Ｃの表面の領域のうち、パージノズル１０３の軸と交差する点）の面圧の８０％以上のレベルにあることが好ましい。また、パージエアの噴出量を抑制しつつ高いサイドパージエアの面圧を得るためには、サイドパージノズル１０３からの噴出角度を、連続鋳造材Ｃの表面（板面）の法線に対して４５°以下とすることが好ましい。本実施形態では、この噴出角度を３０°にしている。この噴出角度が４５°を超えると、連続鋳造材Ｃの表面でサイドパージエアの面圧を確保するために必要なサイドパージエアの噴出量が増加し、騒音低減効果が低下する。図５に示すように、面圧のピークを、進行方向に二重に形成すれば、連続鋳造材Ｃからの熱せられた空気を確実に排除することができる。

図６（ａ）、図６（ｂ）は、保護ケース１０１とパージノズル１０３との間に隙間を設けることによる効果の一例を示す図である。
ここでは、保護ケース１０１とパージノズル１０３との間に隙間を設けることによる効果を検証するため、サイドパージノズル１０４を設けず、パージノズル１０３だけを設けて速度計を構成した。
図６（ａ）は、本実施形態のようにして保護ケース１０１とパージノズル１０３との間に７０ｍｍの間隔を設け、これらが分離するように構成した速度計を用いた場合の連続鋳造材Ｃの移動速度の測定結果を示す図である。図６（ｂ）は、特許文献１のように保護ケースとパージノズルとが結合するように構成した速度計を用いた場合の連続鋳造材Ｃの移動速度の測定結果を示す図である。保護ケースとパージノズルとの間に間隔を設けた速度計は、保護ケースとパージノズルとの間に間隔を設け、この間隔を設けた分だけパージノズルの全長を短くした点のみが、保護ケースとパージノズルとを結合した速度計と相違する。

連続鋳造材Ｃを移動速度とパージエアの供給条件は、何れの速度計においても同じである。具体的に説明すると、連続鋳造材Ｃの移動速度を約１ｍｐｍとした。また、連続鋳造材Ｃの表面におけるパージエアの流量を約１Ｎｍ³／ｍｉｎとし、連続鋳造材Ｃの表面におけるパージエアの速度を約１５ｍ／ｓとした。尚、何れの速度計においてもサンプリング周期を２ｍｓとした。

図６（ａ）と図６（ｂ）に示すように、保護ケース１０１とパージノズル１０３との間に隙間を設け、これらを分離することにより、連続鋳造材Ｃの移動速度の測定結果が高精度に且つ安定して得られることが分かる。
一方、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す結果を積分して長さに換算した結果から、保護ケースとパージノズルとを結合させると、連続鋳造材Ｃの長さの誤差として、１分間に１ｍｍ〜３ｍｍの誤差が生じることが分かった。連続鋳造材Ｃの移動速度を１ｍｐｍであるので、０．１％〜０．３％が、パージノズルの振動が保護ケース（速度検出器）に伝わって速度検出器が振動することによる誤差となる。このように、被測定物の移動速度が低い場合には、被測定物の移動速度が速い場合には顕在化しなかった速度の誤差が顕在化する。

以上のように本実施形態では、速度検出器１０２を収容する保護ケース１０１の下方において、保護ケース１０１と間隔を有するようにパージノズル１０３を配置する。パージエア供給管１０５により供給される高圧空気を、パージノズル１０３の基端部からパージノズル１０３の内部に導入し、パージノズル１０３の先端に向かうパージエアの流れを作る。このようにすることによって、パージノズル１０３がパージエアを噴出する際にパージノズル１０３に発生する振動とサイドパージノズル１０４がサイドパージエアを噴出する際にサイドパージノズル１０４に発生する振動とが、保護ケース１０１（速度検出器１０２）に伝わることを確実に防止することができる。したがって、連続鋳造材Ｃのように移動速度が遅い被測定物の移動速度を測定する場合でも、速度検出器１０２における速度の検出精度が低下することを抑制することができる。また、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間から、パージノズル１０３の内部に、パージノズル１０３の先端に向かう流れの空気が形成される。この空気もパージエアの一部としてパージノズル１０３から噴出される。したがって、パージエア供給管１０５からの高圧空気の供給量を少なくしても、所望の流量のパージエアを得ることができる。

本実施形態では、パージノズル１０３及びサイドパージノズル１０４からエア（空気）を噴出する場合を例に挙げて説明した。しかしながら、パージノズル１０３及びサイドパージノズル１０４から供給するガスは、エア（空気）に限定されない。例えば、窒素ガス等の不活性ガスを用いてもよい。
また、テーパ部１０３ａを設けることによりパージノズル１０３を先細のノズルとし、且つ、サイドパージノズル１０４を用いれば、連続鋳造材Ｃからの熱せられた空気をレーザ光の光路から確実に排除することができるので好ましいが、必ずしもこのようにしなくてもよい。
また、本実施形態のようにサイドパージノズル１０４を用いれば、測定環境が悪い状況でも、速度検出器１０２による測定を阻害する気体等が中央領域に進入することを確実に抑制することができるので好ましい。しかしながら、測定環境が良い状況である場合等、パージノズル１０３だけで、速度検出器１０２による測定を阻害する気体等が中央領域に進入することを抑制できる場合には、必ずしもサイドパージノズル１０４を用いる必要はない。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。第１の実施形態で説明した速度計１００では、被測定物の移動速度が低速（０．１ｍｐｍ〜３ｍｐｍ程度）であっても、高精度の測定が可能である。しかしながら、速度計１００の適用対象は、このような移動速度に限定されない（３ｍｐｍを超える移動速度であっても適用対象になる）。そこで、本実施形態では、熱延ラインにおける鋼板の移動速度を測定する場合を例に挙げて説明する。

ただし、熱延ラインにおける鋼板の移動速度を測定する際には、クーラント液や蒸気等の異物が速度計の周囲に発生する。第１の実施形態のように、保護ケース１０１とパージノズル１０３とが間隔を有すると、保護ケース１０１とパージノズル１０３の間の隙間から、保護ケース１０１やパージノズル１０３の内部に、速度検出器１０２による測定を阻害する液体や気体（クーラント液や蒸気等）が入り込む虞がある。そこで、本実施形態では、保護ケース１０１とパージノズル１０３とが分離された状態を確保しつつ、保護ケース１０１やパージノズル１０３の内部に、速度検出器１０２による測定を阻害する液体や気体（クーラント液や蒸気等）が入り込むことを抑制するようにする。このように本実施形態の速度計は、第１の実施形態の速度計１００に対し、保護ケース１０１やパージノズル１０３の内部に、クーラント液や蒸気等が入り込むのを抑制するための構成を付加したものである。したがって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図６に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

図７は、本実施形態の速度計７００の概略構成の一例を示す図である。図７は、図２に対応する図である。
図７において、速度計７００は、保護ケース１０１と、速度検出器１０２と、パージノズル１０３と、サイドパージノズル１０４と、パージエア供給管７０２ａ、７０２ｂ、１０６と、遮蔽筒７０１と、を有する。

中空の遮蔽筒７０１は、その内周面が、パージノズル１０３の基端側の外周面の領域と間隔を有して相互に対向するように、その上端部が、保護ケース１０１の下面に接続されている。その際、遮蔽筒７０１の軸とパージノズル１０３の軸とが略一致するようにするのが好ましい。また、第１の実施形態で説明したように、速度検出器１０２から照射される２本のレーザ光が交差する点（２本のレーザ光の狙い位置）を通る鉛直方向が、パージノズル１０３の軸方向と略一致するようにするのが好ましい。

パージノズル１０３の基端部の側面には供給口が形成されており、この供給口にパージエア供給管７０２が取り付けられている。パージエア供給管７０２ａ、７０２ｂは、ガスボンベ等の不図示の高圧空気供給装置からの高圧空気をパージノズル１０３の中空部分（内部）に導入するためのものであり、パージノズル１０３の中空部分（内部）に供給される高圧空気の流れが上方と下方のそれぞれの方向で生じるように構成されている。本実施形態では、パージノズル１０３の中空部分（内部）に供給される高圧空気の流れが上方と下方のそれぞれの方向で生じるように、パージエア供給管７０２ａの供給口がパージノズル１０３の斜め下方を向くようにすると共に、パージエア供給管７０２ｂの供給口が斜め上方を向くようにしている。このように、パージエア供給管７０２ａ、７０２ｂを傾斜させることにより、上方と下方のそれぞれに向かう高圧空気の流れを形成することができる。このような高圧空気のうち、下方に向かう高圧空気は、パージノズル１０３の先端から鋼板Ｓの表面に向けて噴出される。一方、上方に向かう高圧空気は、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉに供給される。上方に向かう高圧空気の流れは、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉから、パージノズル１０３の内部に空気が吸い込まれないようになっていればよい。

このようにすると、第１の実施形態のように、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉから下向きの空気の流れが形成されない。したがって、パージノズル１０３から噴出されるパージエアの流量を第１の実施形態と同じにするためには、パージエア供給管７０２ａから供給する高圧空気の供給量を増やせばよい。
また、本実施形態では、連続鋳造材Ｃの表面にパージエアを噴出する際にパージノズル１０３に発生する振動が、保護ケース１０１（速度検出器１０２）に伝わることを抑制できればよいので、パージノズル１０３と保護ケース１０１は、接触していなければ（物理的に分離していれば）よい。
また、本実施形態では、熱延ラインにおける鋼板の移動速度を測定するので、速度計７００の周囲にクーラント液が大量に存在する。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、パージノズル１０３の先端部の外側にサイドパージノズル１０４を設けているので、このようなクーラント液がパージノズル１０３の軸と交差する付近の領域（レーザ光の光路上）に進入することを抑制することができる。

また、第１の実施形態と同様に、本実施形態でも、パージノズル１０３と保護ケース１０１とを支える基礎架台（構造物）７０３、７０４は、個別に設けられており、且つ、それぞれの基礎架台７０３、７０４は、その他の構造物（設備）から物理的に分離している。また、パージノズル７０３は、防振ゴム７０５を介して基礎架台７０３に取り付けられ、保護ケース１０１は、防振ゴム７０６、７０７を介して基礎架台７０４に取り付けられる。

以上のように本実施形態では、遮蔽筒７０１の内周面とパージノズル１０３の基端側の外周面とが間隔を有して対向するように、遮蔽筒７０１の上端部を保護ケース１０１の下面に取り付ける。また、下方から、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉの方向への空気の流れを形成する。このようにすることによって、保護ケース１０１とパージノズル１０３との間の隙間を確保しつつ、保護ケース１０１やパージノズル１０３の内部に、クーラント液や蒸気等が入り込むことを抑制することができる。

尚、遮蔽筒７０１を設けることと、パージノズル１０３と保護ケース１０１との隙間の領域Ｉの方向への空気の流れを形成することとの何れか一方のみを行ってもよい。
また、本実施形態では、１つのパージエア供給管７０２ａ、７０２ｂによって、パージノズル１０３の中空部分（内部）に供給される高圧空気の流れが上方と下方のそれぞれの方向で生じるようにした。しかしながら、２つのパージエア供給管をパージノズルの基端部の側面に取り付け、これら２つのパージエア供給管のうち、一方のパージエア供給管からの高圧空気によって上方に向かう流れを形成し、他方のパージエア供給管からの高圧空気によって下方に向かう流れを形成してもよい。
また、本実施形態においても、第１の実施形態で説明した変形例を採用することができる。

尚、以上説明した本発明の実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１００、７００；速度計、１０１；保護ケース、１０２；速度検出器、１０３；パージノズル、１０４；サイドパージノズル、１０５、１０６、７０２ａ、７０２ｂ；パージエア供給管、１０７、１０８、７０３、７０４；基礎架台、１０９、１１０、１１１、７０５、７０６、７０７；防振ゴム、７０１；遮蔽筒

Claims

保護ケースと、
前記保護ケースの内部に固定され、移動している被測定物の表面にレーザ光を照射して反射光を受光し、当該受光した反射光に基づいてドップラー効果を利用して前記被測定物の移動速度を測定する速度検出器と、
中空のノズルであって、当該中空の部分に前記レーザ光と当該レーザ光の反射光の光路が位置するように前記保護ケースよりも前記被測定物の側に前記保護ケースと間隔を有して配置され、当該ノズルの先端から前記被測定物の表面にガスを噴射するパージノズルと、を備えることを特徴とする速度計。
前記パージノズルの先端側の外周面に対して設けられたノズルであって、前記パージノズルの先端から前記被測定物の表面に噴出されるガスの噴射領域の周囲の少なくとも一部の領域にガスを噴射するサイドパージノズルを更に備え、
前記パージノズルは、内径が先細りとなる先端部を有する先細りのノズルであり、
前記パージノズルの側面に形成されている供給口であって、前記パージノズルの内部へのガスを供給するための供給口は、前記パージノズルの前記先端部よりも基端側の側面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の速度計。
前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間から前記パージノズルの内部に向かう空気の流れを抑制する構成を設けないようにして、前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間から、前記パージノズルの内部に、前記パージノズルの周囲のガスが引き込まれるようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載の速度計。
前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間から前記パージノズルの内部に異物が入り込むことを、前記保護ケースと前記パージノズルとが分離された状態で抑制する手段を更に有することを特徴とする請求項１または２に記載の速度計。
前記保護ケースの下面に取り付けられた中空の遮蔽材を更に備え、
前記遮蔽材の内周面が、前記パージノズルの基端側の外周面と間隔を有して相互に対向するように、前記遮蔽材の上端部が前記保護ケースの下面に取り付けられており、
前記パージノズルの側面に形成されている供給口から前記パージノズルの内部に供給されたガスによって、前記パージノズルの内部から、前記保護ケースと前記パージノズルとの隙間に向かうガスの流れを形成するようにしたことを特徴とする請求項４に記載の速度計。
前記保護ケースと前記速度検出器は、振動を抑制する部材を介して架台に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の速度計。