JP4620327B2 - 流体を薄い要素の少なくとも表面に吹きつける装置及び組合された吹きつけユニット - Google Patents
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Description
本発明は帯状材料のような、移動する表面にガスを吹きつけるよう意図された装置の分野に関し、前記の吹きつけは帯体の一方の面又は両方の面に対して行われるものである。
【0002】
このような装置は、特に、ガラス、織物、板状金属又は他の材料の帯のような、材料の帯体の熱処理に用いられる。
【0003】
上記の吹きつけは吹きつけ装置に対して移動可能な帯体の熱交換(加熱、冷却)を可能にする。好ましくは、帯体が動き吹きつけ装置は静止している。
【0004】
この型の多くの装置、特に熱空気を動くガラス帯の2つの面に吹きつける装置が知られている。
【0005】
したがって、米国特許第5,647,882号はガラスシートが走行して通過する処理閉込め装置を記載している。熱空気の吹きつけは、特に加熱手段に組込まれ走行するシートの両面に直接吹きつけるノズルと共働するファンにより、ガラスの両方の面で行われる。この組立体はシートの平面に関して対称となっている。
【0006】
これらのファンは横断流型であり、またシートの上方と下方で閉込め装置の長手方向の壁に締結されている。
【0007】
この配置構造は特に、空気をガラスの全表面に高度に均一に吹きつけることがなくまた特に接線方向のファンであるため空気の出力効率が低いという欠点を有している。
【0008】
米国特許第5,150,534号もまた知られており、同特許はガラス帯の両面に吹きつけるための要素の他の配置構造を開示している。
【0009】
この配置構造は、2つのファンがガラスの表面の上方と下方で同様に“頭部と足部が向き合って”配置されるような、対称の中心を有している。
【0010】
これらのファンは横断流型でありまた閉込め装置の側壁に締結されている。加熱手段に組込まれたこれらのファンは熱空気をガラスプレートの走行方向に直角に空気を放出するノズルの組立体に供給する。
【0011】
この組立体は複雑でありまた4つのファンの同時の作用によってのみガラスの2つの側面上にある程度の均一性の流れの分配が得られるという理由で実施が困難である。
【0012】
さらに、このような組立体は特に各組立体によって発生された異なる温度のため、連続する炉上に直列に配置するのが困難である。
【0013】
さらにまた、文献ドイツ特許第4219003号が知られており、これによれば、処理閉込め装置の上壁に締結されパイプと一組のノズルとに結合されたファンがガラス帯の走行方向に平行に配置れさた少なくとも1つの組立体によって熱空気をガラス帯の面の一方に吹きつけることができるようにする。
【0014】
この配置はまたガラスに欠陥を生じさせる。
【0015】
さらにまた、これらノズルが空気をガラスの面の一方にのみ与えられた場所で放出するという事実は望ましくない応力、変形及びその他の欠陥を生じることになる。
【0016】
したがって、特に上述の欠点を克服する本明細書の冒頭で規定した型の空気吹きつけ装置を設計することが望ましいのは明らかである。
【0017】
本発明はガラス帯体の表面(又は両面)の上を吹き払う空気流の温度を均一にする問題に対する簡単で信頼性のある解決策を提供する。
【0018】
さらに実施が容易である。
【0019】
さらにまた、本発明は異なる温度の限られた大きさの加熱された領域を生成することができ、これは特に連続する炉に適用する場合に有用である。
【0020】
本発明の主題はしたがって、帯型の薄い要素の少なくとも一方の面に流体を吹きつける装置であって、帯体の走行軸線に対応する水平の長手方向の軸線(XX′)を有する閉込め装置の内部に、前記面の方に向けられた供給ノズルのための少なくとも1つのパイプに連結された少なくとも1つの出口を有する、垂直軸線(ZZ′)を備えた少なくとも1つの放射流ファンを具備している。
【0021】
本発明によれば、ノズルは前記帯体の走行方向(XX′)に直角な少なくとも1つの平面上に流体の噴流を生じさせ、また前記ファンの軸線(ZZ′)は一般に閉込め装置の長手方向軸線の近くに配置されている。概して、軸線(ZZ′)は方向(XX′)に対して直角である。軸線(ZZ′)は例えば、閉込め装置の幅方向の中央部から幅の35%未満の、もしくは25%未満の範囲内の距離にある。軸線(ZZ′)は、特に本発明の装置が断面で薄い要素の一側に2つの放射方向の出口(図1の装置に関して)を有する単一のファンだけを具備している時に、閉込め装置の長手方向軸線と交差する。
【0022】
この特徴構造は流れにより大きな均一性をもたらす利点がある。
【0023】
好ましくは本発明の装置はそれぞれがプレートの間に区画形成された少なくとも1組の横断方向の平行なノズルを提供する2つの直径方向に向き合う半径方向のパイプを具備し、前記パイプの断面は一定ではない。
【0024】
有利には、パイプの各々を起点とする前記ノズルは閉込め装置の長手方向軸線(XX′)に沿って交互に配置され、そのピッチ(間隔)は少なくとも1つのノズルとなっている。
【0025】
この混じり合うノズルの配置は流れの良好な分配を保証する。さらに供給パイプの1つが閉塞された(故障)としても、流れはそれにもかかわらず表面上に、流れを他の組のノズルに分配する他のパイプにより均一に到着する。
【0026】
本発明の1つの実施態様によれば、2つの半径方向の出口を有する単一のファンを具備する装置が提供される。
【0027】
本発明の1つの実施態様によれば、それぞれが1つの半径方向の出口を有し請求項1の特徴部分に記載された構造により配置された2つのファンが着想される。
【0028】
本発明の他の特徴によれば、ノズルを提供するパイプ(又は複数のパイプ)の断面は一定ではない。
【0029】
走行する帯体の形状がどのようなものであっても、前記ノズルは薄い帯状要素の表面に直角に向けられた空気噴流を発生する。一般に、これらノズルは接触しておらず、それによりノズルから流出する空気がノズルの間で循環することができるようにする。この場合、ノズルから流出する空気噴流は薄い帯状の要素に衝突し、またこの空気は後方に戻るよう流れることができ、ノズルの間を循環しファンに再度供給される。
【0030】
好ましくはパイプの各々から発する前記ノズルは閉込め装置の幅全体又は幅の一部の上に重なり領域を有している。
【0031】
本発明の装置は薄い要素の全幅にわたって非常に均一な処理を付与する。与えられたノズルが精密となるように、噴出する流体の流れは概してその2つの端部に正確に同一の特性(速度と温度)を有していない。本発明の装置においては、したがってパイプ(51)の1つによって提供されたノズルによって引き起こされる均一性に関する欠陥が他のパイプ(52)によって提供された他のノズルによって引き起こされる同じ欠陥によって直ちに補償されるが、その理由はこれらパイプ(51,52)が軸線(XX′)に沿って交互に配置されているからである。これらノズルが連続していないということはまた流体がさらに容易に循環するため高い均一性を達成するのに寄与する。
【0032】
本発明は平坦な薄い要素にのみ適用されるものではない。これら要素は例えば半円筒形状のようにわん曲されていてもよい。
【0033】
さらにまた、薄い帯体の加熱への適用において、本発明の装置は例えば電気抵抗器又はガスバーナーのような、流体を閉込め装置の中で加熱する手段を具備している。
【0034】
この加熱手段は例えば1つ又は複数の電気抵抗器を備えた輻射型とすることもできる。
【0035】
本発明の範囲から逸脱することなく、吹出し装置は薄い帯体の両面上に配置することができる。
【0036】
さらに、閉込め装置はその長手方向の軸線に沿って配置された複数のファンを具備することもできる。
【0037】
したがって、本発明の装置は各ファンから流出する流体の温度及び/又は流速を別々に制御し調節するよう意図されそれにより薄い帯体に吹きつける領域に特定の温度鉛直分布を有するようにした手段を具備している。
【0038】
本発明はさらに帯状の薄い要素の一方の面に流体を吹きつけるためのユニットに向けられ、このユニットは一方の面上の吹出し装置を具備し、そして他方の面上の輻射又は対流型の加熱手段を具備している。前記他方の面は同様に伝導(伝導手段)によって熱の移動を受け、これは特に薄い要素が連続するローラの作用のもとに移動される状態に適用され、薄い要素とローラとの間の接触はローラから薄い要素への又はこれとは逆の方向の伝導による熱の移動を生じさせることができる。
【0039】
本発明の他の特徴、詳細及び利点は添付図面を参照する例示としてまた限定されることなく与えられる以下の記載を読むことによりさらに明瞭となるであろう。
【0040】
図1は本発明の実施態様の主要な要素を断面で示す。
【0041】
薄い帯体7は、相互に平行でそれ自体が公知の水平軸線YY′を有するローラ上を切断面の平面に直角に移動される。
【0042】
帯体7は本発明の構成要素手段が内部に位置している平行6面体の閉込め装置2を通過する。閉込め装置2はセラミック繊維から作られた絶縁材料からなる5つの壁を具備することができる。
【0043】
本発明のこの実施態様によれば、閉込め装置2の下側境界部は薄いシート7を支持しまた移送するローラ1の組立体によって形成されている。
【0044】
帯体7の上方に相互に平行なプレート41,42によって区画形成されたノズル43が突出しそれによりノズル43から薄い帯体7に向って放出された流体の噴流が“横断”平面、すなわち帯体7の平面と閉込め装置2の長手方向軸線XX′とに直角な平面上に包含されるようにする。
【0045】
1つ又はそれ以上の供給パイプ51,52がフィン41,42を、好ましくは垂直軸線ZZ′を有し中心に、すなわち閉込め装置2の長手方向軸線XX′の近くに位置するファン3の出口(又は複数の出口)に、連結する。
【0046】
図1から3に示された実施態様によれば、各吹きつけユニットは、流体をノズル43を形成するフィン41,42を通って分配する供給パイプ51,52にそれぞれが連結された2つの直径方向に向き合う半径方向の出口を有するファン3を具備している。
【0047】
図2からさらに明らかとなるように、パイプ51,52を起点とするプレートは一方のパイプ51と他方のパイプ52とから交互に流出する流体を放出するノズル43を形成するように配置されている。
【0048】
異なった供給源のノズルの間のピッチ(間隔)は1つ又は複数のノズルとすることができる。
【0049】
さらに、各パイプ51,52を起点とするノズル43は閉込め装置の幅に依存してより大きな又はより小さな重なり領域を有することができ、図1と2ではこの重なり領域は実質的に閉込め装置2の全幅に等しくなっており、この配置構造はより高度の均一性を保証するように選択される。
【0050】
より小さな重なり領域は勿論本発明の範囲から外れることなく設けることができる。
【0051】
好ましくは、必らずではないが、各パイプ51,52の横断面は一定ではなく、精密のため、図2はファンの各出口からフィン41,42の領域まで増加する断面を示している。
【0052】
さらにまた、加熱要素6が供給パイプ51,52の内部に設けられる。これら手段は抵抗器又は他にガスバーナーのような、輻射型とすることができる。
【0053】
加熱要素は閉込め装置の側壁に締結される。
【0054】
閉込め装置2の内部の流体の全体的な動きは図1と3に矢印Bによって示されている。
【0055】
各吹きつけユニットの垂直軸線ZZ′に関しておおよそ対称的なこの動きは、処理される表面上の流体の最適で均一の分配を可能にする。
【0056】
さらに、種々の構成要素、特にファン3と加熱手段6の配置構造は修理及び/又は保守の場合に容易で信頼性ある接近を保証する。
【0057】
閉込め装置が複数のファン3を具備している時、ファンの各々から流出する流体の温度及び/又は流速を別々に調節し制御する手段が同様に構想される。
【0058】
帯体への吹きつけの強さに適合する特定の温度鉛直分布がしたがって得られる。
【0059】
さらにまた、本発明の主題は吹きつけ/加熱ユニットにあり、このユニットは、帯体の両面の各々に上記したような装置を具備するか、又は一方の面に吹きつけ装置を、他方の面に輻射もしくは対流型の加熱手段を具備している。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施態様の簡略化した断面である。
【図2】 本発明の頂面図である。
【図3】 本発明の前記実施態様の簡略化した縦断面図である。
【図4】 交互に配置され1つのノズルの間隔で互い違いの一対のノズルの斜面図である。対のノズルはこの図では重なり領域を具備し、これらノズルは連続しておらず、それにより空気がノズルの間を循環できるようにする。この図は流体をノズルに供給する側からの図である。パイプ(51,52)を介して到着する流体はオリフィス(61,62)の中へと通過しノズル(43)を通って薄い要素の方向に噴射される。
【図5】 それぞれが単一の半径方向の出口を有する2つのファンを具備する本発明の実施態様の簡略化した断面図である。
Claims (19)
- 帯体型の薄い要素の少なくとも一方の面に流体を吹きつける装置であって、帯体の水平な走行方向に平行な長手方向(XX‘)を有する閉込め装置(2)の内部に、垂直な回転中心軸(ZZ′)を備えた少なくとも1つの放射流のファン(3)が具備されていて、前記ファン(3)は前記面の方に向けられた少なくとも一対のノズル(43)を備えており、前記一対のノズル(43)の一方が前記ファン(3)の出口に接続されたパイプ(51)に接続され、他方が前記ファン(3)の出口に接続されたパイプ(52)に接続されている吹きつけ装置において、前記一対のノズル(43)が前記帯体の薄い要素の一方の面に直交する流体の噴流を発生させることと、
前記一対のノズル(43)は、閉込め装置(2)の幅方向に平行であって、前記パイプ(51)及びパイプ(52)は、前記回転中心軸(ZZ‘)を含む前記長手方向(XX’)に平行な平面に対してお互いに向きあっており、そしてそれぞれに接続された前記一対のノズル(43)の一方及び他方に流体を供給していることと、
前記閉込め装置(2)が長手方向に沿って整列された複数の前記ファン(3)を具備していることと、を特徴とする吹きつけ装置。 - パイプ(51,52)の各々から出る前記一対のノズル(43)の一方と他方とが閉込め装置(2)の長手方向に沿って交互に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記一対のノズル(43)の一方と他方とが少なくとも1つのノズルの間隔で交互に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記ファン(3)の垂直な回転中心軸(ZZ′)が閉込め装置(2)の幅方向の中央部から前記幅の35%未満の距離の範囲内に配置されていることを特徴とする請求項1から3のうちの1項に記載の装置。
- 2つの半径方向の出口(51,52)を有する単一のファン(3)を具備していることを特徴とする請求項1から4のうちの1項に記載の装置。
- 前記ファン(3)の回転中心軸(ZZ′)が帯板の走行方向と交差することを特徴とする請求項5に記載の装置。
- それぞれが1つの半径方向の出口を有する2つのファンを具備していることを特徴とする請求項1から4のうちの1項に記載の装置。
- 前記一対のノズル(43)を提供するパイプ(51,52)の断面が一定でないことを特徴とする請求項1から7のうちの1項に記載の装置。
- 前記一対のノズル(43)の一方と他方とが閉込め装置(2)の幅の全部又は一部にわたって重なっていることを特徴とする請求項1から7のうちの1項に記載の装置。
- 前記一対のノズル(43)が薄い帯要素の表面に直角に向けられた空気噴流を発生することを特徴とする請求項1から9のうちの1項に記載の装置。
- さらに、閉込め装置(2)の中の流体を加熱する手段(6)を具備していることを特徴とする請求項1から10のうちの1項に記載の装置。
- 加熱手段(6)が輻射型であり少なくとも1つの電気抵抗器を具備していることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記薄い要素を支持しかつ移送するローラ(1)が熱を前記薄い要素に熱伝導により移動していることを特徴とする請求項1から12のうちの1項に記載の装置。
- 隣り合っているノズル(43)が接触しておらず、前記隣り合っているノズル(43)から出た空気が前記帯体に衝突したあと前記隣り合っているノズル(43)の間を通って前記ファン(3)にもどることを特徴とする請求項1から13のうちの1項に記載の装置。
- さらに、各ファン(3)から出る流体の温度と流速の少なくとも一方を別々に制御し調節し、薄い帯体(7)上の吹きつけ領域に特定の温度分布が得られるようにする手段を具備していることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- 薄い要素の面の上方と下方とに配置されている請求項1から15のうちの1項に記載の装置。
- 薄い要素が連続するローラの作用のもとに移動されることを特徴とする請求項1から16のうちの1項に記載の装置。
- 薄い要素の一方の面に流体を吹きつけ、そして薄い要素の他方の面を加熱するユニットであって、前記薄い要素の一方の面に請求項1から15のうちの1項に記載の吹きつけ装置を具備し、前記薄い要素の他方の面に輻射式又は対流式の加熱手段を具備しているユニット。
- 薄い要素の一方の面に流体を吹きつけ、そして薄い要素の他方の面を加熱するユニットであって、前記薄い要素の一方の面に請求項1から15のうちの1項に記載の吹きつけ装置を具備し、該薄い要素を支持しかつ移送するローラ(1)が熱を該薄い要素の他方の面に熱伝導により移動させるユニット。
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