JP2651308B2 - 液体噴射ノズル - Google Patents

液体噴射ノズル

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JP2651308B2
JP2651308B2 JP4019628A JP1962892A JP2651308B2 JP 2651308 B2 JP2651308 B2 JP 2651308B2 JP 4019628 A JP4019628 A JP 4019628A JP 1962892 A JP1962892 A JP 1962892A JP 2651308 B2 JP2651308 B2 JP 2651308B2
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博良 麻川
洋二 藤本
淳 畠中
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KYORITSU GOKIN SEISAKUSHO KK
JFE Steel Corp
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KYORITSU GOKIN SEISAKUSHO KK
Kawasaki Steel Corp
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B45/00Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203Cooling
    • B21B45/0209Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/02Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means designed to produce a jet, spray, or other discharge of particular shape or nature, e.g. in single drops, or having an outlet of particular shape

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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、圧延鋼材の冷却や連続
鋳造における二次冷却、物品の洗浄、薬剤散布、消泡等
に使用される、所謂、フラットスプレーノズルの一種で
あって、詳しくは、ノズル本体内に当該ノズル本体の先
端側に向けて液体通路が設けられ、前記液体通路の出口
側近くの内面が砲弾形に形成されているとともに、前記
ノズル本体の先端部に、前記液体通路の中心軸線を含む
仮想平面に沿って溝を設けて、前記液体通路の出口側端
部に、前記中心軸線から一側方に偏らせた状態で、前記
仮想平面に沿って横長の液体噴射用オリフィスが形成さ
れている液体噴射ノズルに関する。
【0002】
【従来の技術】冒記液体噴射ノズルは、例えば、液体通
路の中心軸線に沿う方向での被噴射物との間隔が変動し
ても、被噴射物に対するスプレー幅の一端位置が変動し
ないよう、液体通路の中心軸線から一側方に偏らせた状
態で、液体通路の中心軸線を含む仮想平面に沿って横長
の液体噴射用オリフィスを形成し、液体噴射方向を液体
通路の中心軸線方向とその方向よりも左右いずれか一側
方に振った方向とに亘る扇形範囲に規制したものであ
る。このような液体噴射ノズルとして、従来、図5乃至
図7に示すように、ノズル本体01内に当該ノズル本体
01の先端側に向けて液体通路02を設け、液体通路0
2の出口側近くの内面を砲弾形に形成するとともに、ノ
ズル本体01の先端部に、液体通路02の中心軸線Xを
含む仮想平面Aに沿って、当該ノズル本体01の前面0
3側から一側面04側に亘る断面V字状の溝05を設け
て、液体通路02の出口側端部に、仮想平面Aに沿って
長い楕円状の液体噴射用オリフィス06を、中心軸線X
から一側方に偏らせた状態で形成したものがある。図8
は、噴射圧力を1.0kgf/cm2、ノズル前面03から被噴射
面G迄の距離Lを125mmに設定して、上記従来の液体噴
射ノズル07で水を噴射した場合のスプレーパターンの
実験例を示し、図8(イ)は、被噴射面Gをスプレー幅
B方向に等間隔で分割して、各分割幅部分に一分間に噴
射された流量(流量密度)のスプレー幅B方向での分布
を示し、図8(ロ)は、スプレー幅中央位置での分割幅
部分を、更にスプレー厚さD方向に等間隔で分割して、
各分割厚さ部分に一分間に噴射された流量(流量密度)
のスプレー厚さD方向での分布を示す。図8(イ)に示
すように、スプレー幅B方向での流量密度分布がスプレ
ー幅B方向の略中央位置にピークが存在する凸形に分布
しており、図8(ロ)に示すように、スプレー厚さDが
比較的薄い特徴を有している。
【発明が解決しようとする課題】上記従来の液体噴射ノ
ズルによれば、例えば、水を圧延鋼材に噴射して冷却す
るときのように、スプレー幅Bの全幅に亘って極力均等
な流量密度分布で流体を噴射させることが要求される場
合、スプレー幅B方向での流量密度分布がスプレー幅B
方向の略中央位置にピークが存在する凸形に分布してい
る為に、その要求に充分応じにくい欠点があるととも
に、スプレー厚さDが比較的薄い為に、多数のノズルを
そのスプレー範囲が互いにラップする状態で配設しなけ
れば、広範囲に亘って効率よく噴射できない欠点があ
る。これらの欠点を解決する為、例えば実公昭61-43555
号公報に記載されていると同様に、液体通路02の入口
側に絞りO8(図7中に、仮想線で示す)を設けて液体
通路02を流れる液体流速を高速化し、オリフィス06
手前で乱流を生じさせてスプレー厚さDを厚くすること
が考えられるが、図5に示すように、オリフィス06が
中心軸線Xに沿う方向視で楕円状に広がる状態で、しか
も、中心軸線Xから一側方に偏らせた状態で形成されて
いる為、絞り08を通過してオリフィス06が形成され
ていない側の液体通路02内周面に沿って高速で流れる
流体が、中心軸線Xから径方向に離れている円弧状のオ
リフィス周縁09に沿って流出してしまって、その圧力
がオリフィス06長手方向に沿って伝わり難く、オリフ
ィス06長手方向に沿っての圧力分布が不均一になっ
て、スプレー幅B方向での流量密度分布が一層不均一化
するおそれがある。本発明は上記実情に鑑みてなされた
ものであって、液体噴射用オリフィスの形状を工夫する
ことにより、スプレー厚さを厚くしながらも、スプレー
幅方向での流量密度分布を従来よりも均一化できるよう
にすることを目的とする。
【0003】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為の
本発明の特徴構成は、冒記液体噴射ノズルにおいて、前
記液体通路の入口側に絞りが設けられ、前記オリフィス
の前記仮想平面に直交する方向の開口幅が、前記仮想平
面に沿って一連に同幅又は略同幅に形成されている点に
あり、かかる構成から次の作用効果を奏する。
【0004】
【作用】液体通路の入口側に絞りを設けた構成により、
液体通路を流れる流体が高速流となってオリフィス手前
で乱流を生じさせ、オリフィス通過後の液体にスプレー
厚み方向への拡散傾向を与えてスプレー厚さを厚くする
ことができるのであるが、オリフィスの仮想平面に直交
する方向の開口幅が、仮想平面に沿って一連に同幅又は
略同幅に形成されている構成により、オリフィスが仮想
平面に沿って細幅に形成されることになるので、絞りを
通過してオリフィスが形成されていない側の液体通路内
周面に沿って高速で流れる流体の圧力が、オリフィス長
手方向に沿って伝わり易くなり、オリフィス長手方向に
沿っての圧力分布が均一化されると考えられる。
【0005】
【発明の効果】従って、スプレー厚さを厚くしながら
も、スプレー幅方向での流量密度分布を従来よりも均一
化できる。
【0006】
【実施例】図1乃至図3は、本発明による液体噴射ノズ
ル7を示し、黄銅やステンレス鋼等で製作されたノズル
本体1内に、当該ノズル本体1の先端側に向けて、内径
20mm程度の円形の液体通路2が設けられ、ノズル本体1
の先端面1aに、液体通路2の中心軸線Xを含む仮想平
面Aに沿って溝3を設けて、液体通路2の出口側端部
に、中心軸線Xから一側方に偏らせた状態で、仮想平面
Aに沿って横長(15mm程度)の液体噴射用オリフィス4
が形成されている。前記液体通路2の出口側近くの内面
が砲弾形に形成されて、液体通路2の入口側に黄銅やス
テンレス鋼等で製作された内径17mm程度のリング部材5
を圧入して、絞り6が設けられている。前記オリフィス
4は、底面角部が面取りされた断面形状がコの字状の溝
3を、仮想平面Aに沿ってノズル本体1の先端面1a側
から一側面1b側に横断する状態で円弧状に切削して形
成され、オリフィス4の仮想平面Aに直交する方向の開
口幅Cが、仮想平面Aに沿って一連に同幅(6mm程度)
に形成されている。図4は、噴射圧力を1.0kgf/cm2、ノ
ズル本体の先端面1aから被噴射面G迄の距離Lを 125
mmに設定して、上記液体噴射ノズル7で水を噴射した場
合のスプレーパターンの実験例を示し、図4(イ)は、
被噴射面Gをスプレー幅B方向に等間隔で分割して、各
分割幅部分に一分間に噴射された流量(流量密度)のス
プレー幅B方向での分布を示し、図4(ロ)は、スプレ
ー幅中央位置での分割幅部分を、更にスプレー厚さD方
向に等間隔で分割して、各分割厚さ部分に一分間に噴射
された流量(流量密度)のスプレー厚さD方向での分布
を示す。図4(イ)に示すように、スプレー幅B方向で
の流量密度分布が従来に比べて均一化され、図4(ロ)
に示すように、スプレー厚さDが従来に比べて厚くなっ
ている。 〔その他の実施例〕ノズル先端部設けられる溝の断面形
状は、実施例に示したようなコの字状に限定されず、仮
想平面に直交する方向でのオリフィスの開口幅が、仮想
平面に沿って一連に同幅又は略同幅に形成されているな
らば、例えば台形状に形成されていても良い。
【0007】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】液体噴射ノズルの正面図
【図2】液体噴射ノズルの側面図
【図3】液体噴射ノズルの縦断面図
【図4】(イ)は、スプレー幅方向での流量密度分布を
示すグラフ (ロ)は、スプレー厚さ方向での流量密度分布を示すグ
ラフ
【図5】従来の液体噴射ノズルの正面図
【図6】従来の液体噴射ノズルの側面図
【図7】従来の液体噴射ノズルの縦断面図
【図8】(イ)は、従来のスプレー幅方向での流量密度
分布を示すグラフ (ロ)は、従来のスプレー厚さ方向での流量密度分布を
示すグラフ
【符号の説明】
1 ノズル本体 2 液体通路 3 溝 4 オリフィス 6 絞り A 仮想平面 C 開口幅 X 中心軸線

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ノズル本体(1)内に当該ノズル本体
    (1)の先端側に向けて液体通路(2)が設けられ、前
    記液体通路(2)の出口側近くの内面が砲弾形に形成さ
    れているとともに、前記ノズル本体(1)の先端部に、
    前記液体通路(2)の中心軸線(X)を含む仮想平面
    (A)に沿って溝(3)を設けて、前記液体通路(2)
    の出口側端部に、前記中心軸線(X)から一側方に偏ら
    せた状態で、前記仮想平面(A)に沿って横長の液体噴
    射用オリフィス(4)が形成されている液体噴射ノズル
    において、前記液体通路(2)の入口側に絞り(6)が
    設けられ、前記オリフィス(4)の前記仮想平面(A)
    に直交する方向の開口幅(C)が、前記仮想平面(A)
    に沿って一連に同幅又は略同幅に形成されていることを
    特徴とする液体噴射ノズル。
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JP4711325B2 (ja) * 2004-06-30 2011-06-29 旭サナック株式会社 基板洗浄用ノズル
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