JP4417511B2 - 熱交換装置および冷却装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は平らな製品用の熱交換器に関する。詳細には、ストリップ状またはシート状、または平行なワイヤの層から形成されたもの等の様々な平らな製品に適する。さらに詳細には、ローラを通過し連続して熱処理チャンバを横切る圧延金属などの圧延製品の熱処理の分野に関する。例えば自動車のボディ用の鋼帯を製造するときに焼きなましラインまたはメッキラインが連続的に使用される。このとき鋼の温度は600〜900℃まで上昇する。必要とされる品質に応じて製品の温度を500℃以下にするために、これら製品の急速で均一な冷却が必要とされる。
【0002】
【従来の技術】
本願と同一の出願人のフランス特許第2738577号で開示されているような公知の熱交換器が存在する。この特許では冷却ガスの噴射用のダクトを形成する一連のブレードの前を通過する圧延製品を連続的に冷却することを可能にした。この装置はガス圧下にあるプレナムチャンバを配置する手段を具備する。プレナムチャンバはその前面に幾つかのブレードを具備する。これらブレードは圧延製品の表面に向かってガスを噴射するためのダクトを形成する。ブレードは圧延製品の移動方向に沿って互いに重なり合い、圧延製品の幅に亘って延びるガス用の吹出し口を形成する。
【0003】
重なり合った二つのブレードを隔てる各空間の圧延製品の表面に垂直な方向の深さと、圧延製品の長手方向に沿った幅とは近接したブレードのガスの排出を乱すことなくガスを排出するのに十分な深さであって幅である。したがって、ブレード間に設けられた空間は圧延製品の表面を含む平面にあるガスの排出を容易にし、ブレードの吹出し口からのガスの吹き出しを妨害しない。
【0004】
事実、圧延製品に衝突した後の高温のガスを排出する措置を予め講じていない場合、ガスの流量を増加しても、熱伝導率、すなわち冷却速度が増大せず、”飽和”効果が起こってしまう。この現象は、例えばC.Brugneraらによる論文”Revue de Metallurgie”(1992年12月、1098頁、図8)で説明されており、この論文によれば、吹出し口の圧力が水柱(CE)において500mm以上となると、たとえ800mm(CE)に圧力をあげても冷却速度は上昇しない。
【0005】
フランス特許第2738577号において、圧延製品の表面上に高温ガスの層が形成されるのを全面的に防止するために、ブレード間の空間はガスの戻り速度が20m/s以下であるような寸法でなければならず、このためガスが片側から横方向へ流出する場合には二つのブレード間の流路の断面積に対する重なり合った二つのブレード各々から流出する流量の半分を合計した値(すなわち一つのブレードから流出する流量)の比が20以下である必要がある。したがって、処理すべき製品の幅が広く且つブレードが製品の幅方向において一体的であり、さらに必要とされる熱伝導率が高い場合、ブレードの深さを過度に大きくしなければならないがこのようなブレードは設置が困難である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は上述した熱交換器を改良することにあり、特にガスが平らな製品に衝突した後に、熱交換器からガスを容易に排出できるようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は平らな製品用の熱交換器に関する。平らな製品は熱交換器の前を移動する。熱交換器はガス圧下にある少なくとも一つのプレナムチャンバを配置する手段を具備する。プレナムチャンバはその前面に幾つかのブレードを有する。これらブレードは平らな製品の表面に向かってガスを噴射するためのダクトを形成する。ブレードは平らな製品の移動方向に沿って互いに重なり合い、平らな製品の幅方向に延びるガス用の吹出し口を備える。
本発明によれば、平らな製品の幅方向における熱交換器の幅はプレナムチャンバがプレナムチャンバの両側で後方に向かってガスを排出できるような幅であることを特徴とする。
またガス圧をかけられたプレナムチャンバの幅を狭くすることにより、平らな製品の表面に衝突した後のガスをプレナムチャンバの両側でプレナムチャンバの前面のガスダクトを形成するブレードの反対側で排出することができる。
【0008】
したがって、排出されるガスの流れはブレードの吹出し口を介するガスの噴射を妨害せずに、熱交換器の後方に向けられる。これにより、製品の幅方向と移動方向とにおいて処理すべき製品の表面と平行なガス流のようにガスが処理すべき製品の表面上に停滞する危険性が慎重に回避される。
実際的で利点のある構成では、プレナムチャンバの幅は平らな製品の幅方向に延びるガスの吹出し口の幅より小さい。すなわち、各ブレードはガスが熱交換器の後方へ向かって戻るようにプレナムチャンバの両側で平らな製品に向かって幅が広くなる。
【0009】
本発明の特徴によれば、熱交換器はプレナムチャンバの前面の反対側の後面により画成された平面上に噴射後のガスを放出するための開口を有する。
プレナムチャンバの後方で排出することにより従来の装置で起こったような平らな製品の表面に沿ってガスが移動することを防止できる。従来の装置ではプレナムチャンバは連続的であるかまたは並んで配置されて、冷却ガスが後方へ向かって戻るのを妨げる。装置の側面でガスを排出する従来の装置と異なり、本発明では平らな製品の縁部を優先的に冷却してしまうことなくガスを本発明の熱交換器から排出できる。
【0010】
排出の好適な特徴によれば、熱交換器は平らな製品の幅方向に配置された少なくとも二つのプレナムチャンバを具備し、これらプレナムチャンバ間の空間はプレナムチャンバ間のガスの排出が20m/s以下の速度で行われるようになっている。こうすることで、均一な熱交換の妨げとなる乱流が起こる危険性なく、装置の後方へ向かう規則的なガスの排出が確実となる。
【0011】
本発明の利点がある現実的な特徴によれば、製品の幅方向に沿って隣り合った二つのブレードの吹出し口における半分のガス流量(m3 /s)とブレードを具備するプレナムチャンバを隔てる空間の断面の面積(m2 )との比は20以下である。なお、ここでの断面は平らな製品と平行な平面上にあって平らな製品の移動方向に延びる。
【0012】
本発明の別の好適な特徴によれば、プレナムチャンバ内のガスの速度とプレナムチャンバと一体的なブレードの吹出し口におけるガスの速度との比は0.2以下である。プレナムチャンバ内のガス速度とブレードの吹出し口におけるガス速度とは大きく異なるので、プレナムチャンバは事実上、循環のない加圧下でのガスのリザーバを形成し、これによりガスの噴射速度を一定に保つことができる。
【0013】
本発明の別の特徴によれば、ガス加圧手段は一つ以上のプレナムチャンバにガスを供給するのに適する幾つかのファンを具備する。これによれば、各プレナムチャンバの圧力を個々に、または部分的なグループで調整でき、平らな製品の全幅に亘って所望の熱分布に応じて冷却率を調整することができる。
本発明の他の特徴および利点を以下の発明の実施の形態により明らかにする。なお図示した実施例は本発明を制限するものではない。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の平らな製品(圧延製品、巻かれた製品、鋼帯)用に熱交換器により形成される冷却装置を例として以下で説明する。なお、本発明の装置を平らな製品の加熱装置としても使用できることは明らかである。
【0015】
図1を参照すると、圧延製品1のような平らな製品の連続冷却用の設備は幾つかの冷却装置10を具備し、本実施例では四つである。これら冷却装置10はコンベアローラ2の間を移動する圧延製品1の通路周りに分布せしめられる。圧延製品1は制限されることなく冷却装置10の間を鉛直方向に移動する。冷却装置10は圧延製品1の両面を同時に冷却するために概して対になって圧延製品1の両側に配置される。
コンベアローラ2は圧延製品1の状態を安定させることができる。これらコンベアローラ2は圧延製品1の振動を抑制するために圧延製品1に15°以下の僅かな偏角をもたせる。
【0016】
この冷却設備は例えば鋼帯を処理する連続焼きなましラインに使用される。この連続焼きなましラインでは圧延製品は様々な処理チャンバ内の鉛直な通路を移動する。これら鋼帯は厚さが0.15〜2.3mmであり、その幅は2mにも及ぶ。鋼の熱処理中は、鋼帯にひずみができないように鋼帯を非常に急速に且つ均一に冷却することが重要である。
急速に且つ均一に冷却するために、冷却装置10は加圧されたガスを包含するのに適するプレナムチャンバ11を具備する。各プレナムチャンバ11は幾つかのブレード12を具備する。これらブレード12は冷却すべき圧延製品1に向かってガスを噴射するためのダクトを形成する。
【0017】
これらブレード12は圧延製品1が熱交換器10を通る間にこの圧延製品1の表面を冷却するように、図1に示したように圧延製品1の移動方向に沿って互いに重なるように配置される。プレナムチャンバ11の全高に亘って重なるように配置された複数のブレード12からなる高さは好ましくは6m以下である。
図2に示したように、ブレード12は圧延製品1の幅方向に延びる少なくとも一つの吹出し口(開口)13を具備する。この吹出し口13はプレナムチャンバ11から圧延製品1に向かって延びるブレード12により形成されるダクトの端部にある。
【0018】
好ましくは、圧延製品1に対して垂直な平面におけるブレード12の断面はプレナムチャンバ11から圧延製品1に向かうにつれて小さくなっていく。
吹出し口13は円形、矩形または長円形等の孔であるか、または各ブレード12の端部に形成された小さなスロットである。ブレード12は圧延製品1と対面するスロットを形成するただ一つの吹出し口13を有してもよい。
【0019】
二つの重なり合ったブレード12を隔てる各空間(図2の斜線部分)の圧延製品1に対して垂直方向の深さと、圧延製品1の長手方向の幅とは圧延製品1の表面付近に冷却ガスが集積することを防止するのに十分な深さと幅である。このためにはブレード12を隔てる空間の深さは200mm以上であり、好ましくは300mm以上である。
これらブレード12とその吹出し口13との構成は特にフランス特許第2738577号に開示されている。
【0020】
概して、冷却装置10のブレード12の数と吹出し13の数とは吹出し口13により形成される総断面積が全てのブレード12によりカバーされる面積の1%〜5%に、好ましくは2%〜4%になるような数である。
さらに、プレナムチャンバ11のブレード12の寸法はブレード12間の断面S内でガスを排気する速度を完全に全ての点で20m/s以下とする寸法である。
断面Sは図2の平面で得られる空間の断面に対応しており、圧延製品1と垂直であって圧延製品1の移動方向と平行である。
【0021】
圧延製品1と衝突した後のガスの速度は、ブレード12間の空間でのガスの排出を乱す乱流を抑制するために、この空間において臨界値である20m/s以下に維持される。
詳細には、重なり合った二つのブレード12間の流路の断面積は二つのブレード12間の空間の深さPと二つのブレード12間の平均自由高さWとの積に等しい。平均自由高さWはW=(a+b)/2であり、ここでaはプレナムチャンバ11の前面を含む平面上においてブレード12を互いに隔てる距離であり、bは吹出し口13を含む平面上においてブレード12を互いに隔てる距離である。
【0022】
また、深さPはブレード12の全幅において一定でもよいが、冷却装置の後方に向かう戻りガス(圧延製品1と衝突して戻るガス)の流速を速くしたければ、図3(A)および図3(B)に示したように深さPを変化させてもよい。ここではブレード12の中央の深さPがその端部の深さより小さくなるように重なり合ったブレード12間においてプレナムチャンバ11から隔壁12aが延びる。
概して、深さは連続関数P(x)であって、ガスが両側で対称的に戻る図3(A)の場合には、ブレード12の対称軸線からの距離xに応じて変化し、ガスがブレードの片側でのみ戻る図3( B) の場合には、ブレード12の端部からの距離xに応じて変化する。
【0023】
図3( A) の場合、対称軸線からの距離がxである地点における二つのブレード12間の流量はq・x/ lである。ここでqはブレード一つ当たりの流量(m3 /s)であり、lは圧延製品の幅に平行なブレード12の端部におけるブレード12の幅であり、x≦l/2である。同じ距離xにおける戻りガスの流路の断面積はw・P( x) である。したがって、戻り速度を20m/sに制限するということは、0〜l/2のxの値に対して式P(x) ≧q・x/20/l/wが適応されることを意味する。なおここでx、lおよびwの単位はメートルである。
同様に、図3(B)の場合においても、条件は同様に、P(x) ≧q・x/20/l/wであり、xは0〜1である。
図3(A)の場合、ブレード間から出るガスはブレードの両端部から排出される。このことは半分の幅のブレードからの流量q/2を二つのブレード間の流路の断面積Sで割った値が20である時、すなわちq/S=40である時のみ、限界排出速度に到達することを意味している。
したがってフランス特許第2738577号と比較すると、ブレードの両側でガスを排出できれば断面積をS=q/20からS=q/40に減少させることができる。
【0024】
図4に示したように、本発明によれば、冷却装置10は少なくとも一つのプレナムチャンバ11を有し、本実施例では五つである。これらプレナムチャンバ11は圧延製品1の全幅に亘って分布せしめられ、且つ移動している圧延製品1の長手方向に沿って互いに平行に延びる。
【0025】
各プレナムチャンバ11の幅とプレナムチャンバ11を隔てる距離とはブレード12からのガスの吹出しを乱すことなくプレナムチャンバ11の間でガスを排出できるようになっている。図4ではプレナムチャンバ11を隔てる距離D1-2 またはD2-3 は対のプレナムチャンバ11ごとに異なる値である。
本実施例では、プレナムチャンバ11の形状はほぼ平行六面体であり、またプレナムチャンバ11間の距離は互いに対面するように配置された側面を隔てる距離に相当する。
【0026】
噴射後のガスを放出するための放出口14がプレナムチャンバ11の前面の反対側の後面により画成される平面上であってプレナムチャンバ11間に配置される。
ガスは圧延製品とは反対側の熱交換器10の後面で回収される。このことはガスが圧延製品1の表面に沿って循環することを防止し、且つ圧延製品1は中央部より縁部でより冷却されるようになる。
【0027】
好ましくは、隣り合った二つのブレード12を具備するプレナムチャンバ11を隔てる空間の断面積(m2 )に対する隣り合った二つのブレード12の吹出し口における半分のガス流量(m3 /s)の比は20以下である。
【0028】
図3または図4の平面で得られる上記断面は圧延製品1に平行な平面上にあって圧延製品1の移動方向に延びる。
プレナムチャンバ11の前面を含む平面における上記断面の面積は重なり合った二つのブレード12を隔てる距離L(ピッチまたは中央軸の距離)と、隣り合った二つのプレナムチャンバ11を隔てる距離D1-2 またはD2-3 との積である。
したがって、図6の例における条件は(q1 /2+q2 /2)/(L・D1-2 )≦20であり且つ(q2 /2+q3 /2)/(L・D2-3 )≦20である。
この実施例のように、冷却装置が圧延製品1の幅方向において互いに平行に配置された幾つかのプレナムチャンバ11を有する時、プレナムチャンバ11を隔てる空間の断面積は対のプレナムチャンバ11を隔てる空間の断面積の合計に等しい。
【0029】
この場合、本発明を制限していない例では、断面積は各断面積の合計に等しく、図4の左から右で得られるL・(D3-4 +D2-3 +D1-2 +D1-2 +D2-3 +D3-4 )である。例えば、距離Lは300mm以下であり、好ましくは150mm以下である。
ブレードがそれ自身を含む平面に対して対称である(図3(A))場合、関係式(q1 /2+q2 /2)/(D1-2 ・L)≦20または(q1 +q2 )/(D1-2 ・L)≦40はDij≧(qi +qj )/40Lを満たす。これにより、プレナムチャンバ間の空間を決定できる。なおqi はプレナムチャンバiのブレードの流量(m3 /s)であり、qj はプレナムチャンバjのブレードの流量(m3 /s)であり、Dijはプレナムチャンバiとこれに隣接したプレナムチャンバjとの間の自由空間の幅(m)である。
【0030】
さらに、各プレナムチャンバ11のブレード12はプレナムチャンバ11の前面に圧延製品の移動方向に規則的に分布せしめられる。また、第一のプレナムチャンバ11の各ブレード12はガス吹出し口13により画成される平面において第二のプレナムチャンバ11のブレード12に近接している(特に図6参照)。
すなわち、プレナムチャンバ11は冷却ガスの排出を容易にするために互いに離間されているが、ブレード12は圧延製品の横方向の平面においてほぼ発散する形状であり、当該横方向の平面において隣接するブレード12の全ての端部において圧延製品1の全幅に亘って一様な一つのガス吹出し口13を形成する。なお、吹出し口13を一つのスロットで形成してもよいし、冷却装置の全幅に亘って規則的に分布する一連の小さな吹出し口で形成してもよい。
【0031】
圧延製品の幅方向においてガス吹出し口13の幅は、プレナムチャンバ11の幅より大きい。
さらに、プレナムチャンバ11内のガスの速度とプレナムチャンバ11と一体的であるブレード12から吹出されるガスの速度との比は好ましくは0.2以下である。したがって、各プレナムチャンバ11内のガスの速度は10m/sのオーダー(次数、桁)であり、ブレード12から吹出すガスの速度は150m/s以上である。
【0032】
プレナムチャンバ11は実際には循環することのない加圧ガスのリザーバを形成する。このリザーバはブレード12の吹出し口13でのガスの流れが規則的になるようにする。
各プレナムチャンバ11は加圧ガスを供給するための供給口15を具備する。供給口15はファン16(図1)のようなガス加圧手段またはコンプレッサに接続される。ファン16は加圧された高速の冷却ガスを各プレナムチャンバ11に入れる。また、供給口15は本実施例においてプレナムチャンバ11の後面に互い違いに配置される。本実施例において、ガス加圧手段は一つ以上のプレナムチャンバ12にガスを供給するのに適する幾つかのファン16(図1)を具備する。
【0033】
好ましくは、本実施例のように冷却装置が奇数のプレナムチャンバ11を有する場合、ガス加圧手段は中央のプレナムチャンバ11にガスを供給するのに適する一つのファン16と、中央のプレナムチャンバ11の両側に対称的に配置されたプレナムチャンバ11にガスを供給するのに適する少なくとも一つの別のファン16とを具備する。本実施例では、冷却装置は三つのファンを具備する。第一のファンが中央のプレナムチャンバに接続され、第二のファンが中間のプレナムチャンバに接続され、第三のファンが縁部のプレナムチャンバに接続される。
【0034】
これらファンは好ましくは変速モータにより駆動される。したがって、プレナムチャンバ内の圧力を個別に調整することができ、よって確実に横方向において均一に冷却できる。さらに所望の熱分布に応じて圧延製品1の全幅に亘って冷却強度を調整できる。
さらに、処理すべき製品の幅が例えば中央のプレナムチャンバの幅と二つの中間のプレナムチャンバの幅とを合わせた幅以下であるとき、エネルギを節約するために縁部のプレナムチャンバにガスを供給するファンを止めるかまたはアイドリング速度で回転させてもよい。
【0035】
さらに図6に示したように、冷却装置10は気密囲い17と結合される。プレナムチャンバ11の前面の反対側の気密囲い17の後方壁17aに排出口18が提供される。ガス排出口18は好ましくは気密囲い17の後方壁17aの中央であって冷却装置10の中間の高さに配置され、冷却装置10とほぼ同じ幅を有する(図5)。
気密囲い17は冷却中に圧延製品が酸化することを防止するために保護雰囲気中で冷却することが必要な場合に使用される。例えば、還元性はあるが起爆性はないガスを使用できるように水素の含有量が少ない窒素と水素の混合気が使用される。水素の割合は好ましくは5%以下である。このガスは純粋な窒素でもよい。
【0036】
ガス排出口18の出口でガスを回収し、このガスをガス加圧手段で連続的にリサイクルしてもよい。このことは従来と同様に、リサイクルするためにガスを回収する工程と、ガスを冷却する工程と、供給口15を通ってプレナムチャンバ11にガスを再噴射する工程とを必要とする。
【0037】
図5、図6および図7に示したように、冷却装置10は好ましくは冷却装置10を圧延製品1に対して垂直方向に移動するのに適する調整手段19を具備する。したがって、図7に示した冷却実行位置では冷却装置全体を圧延製品に近づけ、この冷却装置全体を図6に示したように圧延製品1から遠ざけることができる。冷却装置を遠ざかった位置にすることにより、特に、例えば、圧延製品がねじれたり、その厚さが冷却装置10のブレード12に損害を与えるほど過度に厚いなどの問題が発生した場合に冷却装置を移動中の製品から遠ざけることができるようになる。またブレード12の吹出し口13と圧延製品1とを隔てる距離を変更し、冷却状態を調整することができる。
【0038】
調整手段19はプレナムチャンバ11が取付けられた冷却装置10のフレーム21と一体的なシャフト20を具備する。例えば本実施例では、冷却装置10はこの冷却装置10の両側に該冷却装置10の上下方向に対になって配置された四つのシャフト20を具備する。
【0039】
従来と同様に、作動手段(図示せず)によりこれらシャフトをシャフトの軸線に対して垂直な方向に予め定められた二つの位置の間で往復動させることができる。これら作動手段は例えばモータ、好ましくはエンコーダを備えたステップモータである。エンコーダは吹出し口13と圧延製品1との距離を正確に認識し、スクリュージャッキ(ネジジャッキ)を作動することができる。
【0040】
図5〜図7に示したように、冷却装置10を気密囲い17内に入れたときには、作動手段を接続するために気密囲い17から突出するシャフト20周りに可撓性を有する気密ベローズ(蛇腹)22を提供すると共に、ガス加圧手段16に接続されたプレナムチャンバ11の供給口15周りに気密ベローズ23を提供する。
【0041】
作動時において、鋼帯1はこの鋼帯1の両側に対になって配置された冷却装置10の間を移動する。鋼帯1に衝突した後のガスをプレナムチャンバ11の間において冷却装置10の後方に向かって回収することによりブレード12からガスが150m/sに近い高速で吹き出されるので、鋼帯を効果的に冷却することができる。
【0042】
例えば、窒素が95%で水素が5%の混合気である45℃のガスを使用した場合には幅1300mmの鋼帯を650℃から400℃に冷却できた。この試験において、冷却装置10は直径9.2mmの孔の開いたブレード12を具備していた。これら孔は吹出し口13を形成し、ブレード12の幅方向に沿って50mm間隔で離間されていた。また、ブレード12間のピッチまたは距離Lは50mmであり、吹出し口13と鋼帯1との距離は50mmに調整されていた。吹出し口13を含む平面における中央プレナムチャンバ11のブレード12の幅は750mmであり、各ブレード12は十五の孔を具備していた。左右のプレナムチャンバ11のブレード12の幅は300mmであり、各ブレードは六つの孔を有していた。
【0043】
ブレード12の深さPは0.35mで均一であり、ブレード12間の流路の断面積Sは7.35×10-32 であった。 中央のプレナムチャンバ11と左右のプレナムチャンバ11との間の流路の幅D1-2 は150mmであった。
冷却すべき鋼帯の単位熱交換面積m2 当たりのガス流量は250m3 /(m2 ・min ・x )である。
【0044】
この状態では、ブレード12間のガスの放出速度は10.63m/sであり、中央のプレナムチャンバ11と左右のプレナムチャンバ11との間のガス速度は14.6m/sである。またこの状態では、平均熱伝達率が623Kcal/(m2 ・h・℃)であり、650℃と450℃との間において厚さ1mmに対する平均冷却速度は120℃/ sである。
したがって、本発明の冷却装置によれば、熱飽和を起こさずに高い効率で単位面積当たりの流量を明らかに従来の装置より大きくできる。また上述したように、戻りガスの流量は噴射ガスの流量と等しいと考えられるが、冷却すべき製品と接触して加熱せしめられたガスは分散していることは明らかである。
【0045】
しかしながら、流量が多いので、加熱量は加熱による増速が無視できる程度に微量である。したがって噴出流量(m3 /s)と等しい戻り流量(m3 /s)を断面積(m2 )で割ることにより速度を計算できる。
【0046】
本発明は上述した実施例に制限されず、本発明の範囲を逸脱することなく修正できることは明らかである。したがって、本実施例では五つであるプレナムチャンバの数は異なってもよいが、好ましくは奇数である。さらに、熱交換器は冷却装置ではなく加熱装置であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の冷却装置を具備する冷却設備の概略図である。
【図2】本発明の熱交換器の二つの重なり合ったブレードの概略側面図である。
【図3】(A)および(B)はそれぞれ図2の線III −III におけるブレードの別の実施例の概略図である。
【図4】本発明の一つの実施例の熱交換器の後面図である。
【図5】気密囲い内に配置された熱交換器の図4と同様な図である。
【図6】図5の線VI−VIにおけるブレードの断面図である。
【図7】図5の線VII −VII におけるブレードの断面図である。
【符号の説明】
1…圧延製品(平らな製品、鋼帯)
10…冷却装置
11…プレナムチャンバ
12…ブレード
13…吹出し口
14…放出開口
15…供給口

Claims (14)

  1. 装置(10)の前を移動する平らな製品(1)用の熱交換装置(10)であって、ガス圧下にある少なくとも一つのプレナムチャンバ(11)を配置する手段を具備し、前記プレナムチャンバ(11)は前面に幾つかのブレード(12)を具備し、該ブレード(12)は前記平らな製品(1)の表面に向かってガスを噴射するためのダクトを形成し、前記ブレード(12)は前記平らな製品(1)の移動方向において互いに重なると共に前記平らな製品(1)の幅方向に延びるガスの吹出し口(13)を形成する熱交換装置において、前記平らな製品(1)の幅方向における前記プレナムチャンバ(11)の幅は該プレナムチャンバ(11)の両側で後方へ向かってガスを排出できるような幅であり、前記プレナムチャンバ(11)の幅は前記平らな製品(1)の幅方向における前記ガスの吹出し口(13)の幅よりも小さいことを特徴とする熱交換装置。
  2. 噴射後のガスを放出するための開口(14)をさらに具備し、該開口(14)は前記プレナムチャンバ(11)の前面の反対側に位置する後面により画成される平面に配置されることを特徴とする請求項に記載の熱交換装置。
  3. 前記平らな製品(1)の幅方向に配置された少なくとも二つの前記プレナムチャンバを具備し、これらプレナムチャンバ(11)間の空間では前記プレナムチャンバ(11)間のガスが20m/s以下の速度で排出されることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱交換装置。
  4. 前記平らな製品(1)の幅方向に沿って隣り合う二つの前記ブレード(12)からの吹出し口における半分のガス流量(m/s)と前記ブレード(12)を具備する前記プレナムチャンバ(11)を隔てる空間の断面の面積(m)との比は20より小さく、前記断面は前記平らな製品(1)と平行な平面上にあって前記平らな製品(1)の移動方向に延びることを特徴とする請求項に記載の熱交換装置。
  5. 圧延製品(1)の幅方向に互いに平行に配置された幾つかの前記プレナムチャンバを具備し、これらプレナムチャンバを隔てる前記空間の断面積は前記対のプレナムチャンバ(11)を隔てる前記空間の断面積の合計に等しいことを特徴とする請求項に記載の熱交換装置。
  6. 前記プレナムチャンバ(11)の前記ブレード(12)は前記プレナムチャンバ(11)の前面に亘って、前記平らな製品(1)の移動方向に規則的に分布せしめられ、第一のプレナムチャンバ(11)の各ブレード(12)は前記ガス吹出し口(13)により画成される平面において第二のプレナムチャンバ(11)のブレード(12)に近接していることを特徴とする請求項3〜5のいずれか一つに記載の熱交換装置。
  7. 前記プレナムチャンバ(11)の前記ブレード(12)は該ブレード(12)間の断面(S)でのガスが全ての点で20m/s以下の速度で排出されるような寸法であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一つに記載の熱交換装置。
  8. P(x) ≧q・x/(20・l・w)であり、ここでP(x) は対称軸線からまたは前記ブレードの端部からの距離がxである時の前記ブレードの深さであり、wは二つの前記ブレード間の自由な高さであり、qは前記ブレード一つ当たりの流量であり、lは前記ブレードの端部における幅であり、x≦l/2の時は両側でガスが戻され、x≦lの時は片側のみでガスが戻されることを特徴とする請求項に記載の熱交換装置。
  9. 前記プレナムチャンバ(11)内のガスの速度と前記プレナムチャンバ(11)と一体的な前記ブレード(12)の前記吹出し口におけるガスの速度との比は0.2以下であることを特徴とする請求項1〜のいずれか一つに記載の熱交換装置。
  10. ガス加圧手段は一つ以上の前記プレナムチャンバ(11)にガスを供給するのに適する幾つかのファン(16)を具備することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載の熱交換装置。
  11. 奇数の前記プレナムチャンバ(11)を具備し、前記ガス加圧手段は中央の前記プレナムチャンバ(11)にガスを供給するのに適する一つのファン(16)と、前記中央のプレナムチャンバ(11)の両側に対称的に配置されたプレナムチャンバ(11)にガスを供給するのに適する少なくとも一つのファン(16)とを具備することを特徴とする請求項10に記載の熱交換装置。
  12. 前記熱交換装置は気密囲い(17)に結合されており、排出口(18)が前記プレナムチャンバ(11)の前面の反対側に位置するガス気密囲い(17)の後壁(17a)に提供されることを特徴とする請求項1〜11のいずれか一つに記載の熱交換装置。
  13. 前記平らな製品(1)に対して垂直な方向に前記冷却装置を移動するのに適する調整手段(19)をさらに具備することを特徴とする請求項1〜12のいずれか一つに記載の熱交換装置。
  14. 圧延鋼製品のような平らな製品の冷却装置であって、請求項1〜13のいずれか一つに記載の熱交換装置から形成されることを特徴とする冷却装置。
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