JP7492140B2 - 詰まり防止装置及び詰まり防止方法 - Google Patents
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Description
以下で詳述する本発明は、かかる知見に基づき完成されたものであり、その要旨は、以下の通りである。
(2)前記ファインバブル発生ノズルは、当該ファインバブル発生ノズルに設けられている絞りと前記冷却用スプレーノズルに設けられている絞りとの間の距離Lが1.0m以上10.0m以下の範囲内となるように、前記循環配管に設けられる、(1)に記載の詰まり防止装置。
(3)前記ファインバブル発生ノズルに設けられている絞りは、前記冷却用スプレーノズルに設けられている絞りの最小断面積をDsとし、前記ファインバブル発生ノズルに設けられている絞りの最小断面積をDfとしたときに、断面積比(Ds/Df)が0.9以上3.0以下の範囲内となる、(1)又は(2)に記載の詰まり防止装置。
(4)前記ファインバブル発生ノズルに供給される空気の流量を制御する流量調整機構を更に備え、前記流量調整機構は、前記ファインバブル発生ノズルに供給される冷却水の流量をQlとし、前記ファインバブル発生ノズルに供給される空気の流量をQaとしたときに、流量比(Qa/Ql)が0.002以上0.300以下となるように、空気の流量を調整する、(1)~(3)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(5)前記冷却水の流れ方向に沿って前記ファインバブル発生ノズルの直後に、内径が前記循環配管の内径よりも大きな膨張室を更に備える、(1)~(4)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(6)前記膨張室の最大内径は、前記循環配管の最大内径の1.3倍以上5.0倍以下である、(5)に記載の詰まり防止装置。
(7)前記循環配管を流れる前記冷却水の流速は、0.5m/s以上10.0m/s以下である、(1)~(6)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(8)前記ファインバブル発生ノズルは、当該ファインバブル発生ノズルのノズル軸と、前記冷却用スプレーノズルのノズル軸とのなす角θが0度以上60度以下の範囲内となるように、前記循環配管に設置される、(1)~(7)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(9)前記冷却用スプレーノズルは、空気を主流とするスプレーノズルであり、前記ファインバブル発生ノズルは、当該ファインバブル発生ノズルのノズル軸と、前記冷却用スプレーノズルのノズル軸とのなす角θが5度以上90度以下の範囲内となるように、前記循環配管に設置される、(1)~(7)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(10)前記冷却水のpHは、6以上9以下である、(1)~(9)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(11)前記ファインバブル発生ノズルにより生成されるファインバブルの平均気泡径は、0.1μm以上100μm以下である、(1)~(10)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(12)前記循環配管内におけるファインバブルの個数密度は、0.6×103個/mL以上である、(1)~(11)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(13)前記冷却水は、Caの含有量が5mg/L以下であり、FeOの含有量が0.05mg/L以下であり、Siの含有量が5mg/L以下である、(1)~(12)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(14)前記ファインバブル発生ノズルは、間欠的に駆動される、(1)~(13)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(15)前記冷却水を保持するタンクの内部に、第2のファインバブル発生ノズルが更に設置される、(1)~(14)の何れか1つに記載の詰まり防止装置。
(16)対象物を冷却する冷却工程に設けられる冷却用スプレーノズルの詰まりを防止する防止方法であって、前記冷却用スプレーノズルに設けられる冷却水の循環配管に対して、前記冷却用スプレーノズルから離隔した位置に、-30mV以下のゼータ電位を有するファインバブルを発生させる気液二相流旋回せん断方式のファインバブル発生ノズルを設置し、前記ファインバブル発生ノズルに、0.05MPa以上0.50MPa以下の圧力で冷却水を供給する、詰まり防止方法。
(17)前記冷却水のpHを、6以上9以下とする、(16)に記載の詰まり防止方法。
(18)前記冷却水は、Caの含有量が5mg/L以下であり、FeOの含有量が0.05mg/L以下であり、Siの含有量が5mg/L以下である、(16)又は(17)に記載の詰まり防止方法。
以下では、図1~図4を参照しながら、本発明の実施形態に係る詰まり防止装置について、詳細に説明する。図1~図4は、本実施形態に係る詰まり防止装置にについて説明するための模式図である。
本実施形態に係る詰まり防止装置は、対象物を冷却する冷却工程に設けられる冷却用スプレーノズルの詰まりを防止するものである。ここで、本実施形態に係る詰まり防止装置が設置される冷却工程については、特に限定されるものではなく、溶鋼、鋳片、鋼材等の各種の鉄鋼材料の熱処理に際して、鉄鋼材料を冷却するための冷却工程であってもよいし、その他の工業製品を製造する際に設置される冷却工程であってもよい。すなわち、本実施形態に係る詰まり防止装置は、スプレーノズルを用いた冷却を実施している各種の冷却工程に適用することが可能である。
本実施形態に係る詰まり防止装置100は、図1に示したように、ファインバブル(以下、「FB」と略記することがある。)発生ノズル101と、循環ポンプ103と、を有している。
以下、本実施形態に係る詰まり防止装置100の各構成について、詳細に説明する。
以上説明したような、本実施形態に係る詰まり防止装置100を用いることで、本実施形態に係る詰まり防止方法を実現することができる。かかる詰まり防止方法は、対象物を冷却する冷却工程に設けられる冷却用スプレーノズルの詰まりを防止する防止方法である。
ノズルの周辺温度 :約270℃
噴霧流量 :空気量 5m3/h(N)、水量 10L/min
噴霧圧 :空気圧 0.12MPa、水圧 0.15MPa
噴霧時間(1回あたり):80秒
噴霧回数 :30回/1日
乾燥温度 :約270℃(=ノズル周辺温度)
乾燥時間 :15分
期間 :1日30サイクルを5日間
冷却用スプレーノズルのノズル前圧を0.2MPaに固定した上で、使用前(新品の状態)の冷却用スプレーノズルから噴射される冷却水の流量Q0[単位:L/min]を予め特定しておいた。その後、詰まり防止装置を使用した後に、冷却用スプレーノズルから噴射される冷却水の流量Q1[単位:L/min]を測定して、流量比(Q1/Q0)を算出した。得られた流量比を用い、以下に示す評価基準に基づき、詰まり評価を行った。
A:0.99≦Q1/Q0<1.00
B:0.97≦Q1/Q0<0.99
C:0.90≦Q1/Q0<0.97
D:0.70≦Q1/Q0<0.90
E:Q1/Q0<0.70
3 タンク
5 循環配管
7 空気供給配管
9 空気量調整バルブ
100 詰まり防止装置
101 ファインバブル発生ノズル
103 循環ポンプ
105 流量計
107 流量調整バルブ
109 空気供給配管
111 空気量調整バルブ
113 膨張室
151 制御ユニット
S 対象物
Claims (18)
- 対象物を冷却する冷却工程に設けられる冷却用スプレーノズルの詰まりを防止する防止装置であって、
前記冷却用スプレーノズルに設けられる冷却水の循環配管に対して、前記冷却用スプレーノズルから離隔した位置に設けられており、-30mV以下のゼータ電位を有するファインバブルを発生させる気液二相流旋回せん断方式のファインバブル発生ノズルと、
前記ファインバブル発生ノズルに、0.05MPa以上0.50MPa以下の圧力で冷却水を供給する循環ポンプと、
を備える、詰まり防止装置。 - 前記ファインバブル発生ノズルは、当該ファインバブル発生ノズルに設けられている絞りと前記冷却用スプレーノズルに設けられている絞りとの間の距離Lが1.0m以上10.0m以下の範囲内となるように、前記循環配管に設けられる、請求項1に記載の詰まり防止装置。
- 前記ファインバブル発生ノズルに設けられている絞りは、前記冷却用スプレーノズルに設けられている絞りの最小断面積をDsとし、前記ファインバブル発生ノズルに設けられている絞りの最小断面積をDfとしたときに、断面積比(Ds/Df)が0.9以上3.0以下の範囲内となる、請求項1又は2に記載の詰まり防止装置。
- 前記ファインバブル発生ノズルに供給される空気の流量を制御する流量調整機構を更に備え、
前記流量調整機構は、前記ファインバブル発生ノズルに供給される冷却水の流量をQlとし、前記ファインバブル発生ノズルに供給される空気の流量をQaとしたときに、流量比(Qa/Ql)が0.002以上0.300以下となるように、空気の流量を調整する、請求項1~3の何れか1項に記載の詰まり防止装置。 - 前記冷却水の流れ方向に沿って前記ファインバブル発生ノズルの直後に、内径が前記循環配管の内径よりも大きな膨張室を更に備える、請求項1~4の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 前記膨張室の最大内径は、前記循環配管の最大内径の1.3倍以上5.0倍以下である、請求項5に記載の詰まり防止装置。
- 前記循環配管を流れる前記冷却水の流速は、0.5m/s以上10.0m/s以下である、請求項1~6の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 前記ファインバブル発生ノズルは、当該ファインバブル発生ノズルのノズル軸と、前記冷却用スプレーノズルのノズル軸とのなす角θが0度以上60度以下の範囲内となるように、前記循環配管に設置される、請求項1~7の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 前記冷却用スプレーノズルは、空気を主流とするスプレーノズルであり、
前記ファインバブル発生ノズルは、当該ファインバブル発生ノズルのノズル軸と、前記冷却用スプレーノズルのノズル軸とのなす角θが5度以上90度以下の範囲内となるように、前記循環配管に設置される、請求項1~7の何れか1項に記載の詰まり防止装置。 - 前記冷却水のpHは、6以上9以下である、請求項1~9の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 前記ファインバブル発生ノズルにより生成されるファインバブルの平均気泡径は、0.1μm以上100μm以下である、請求項1~10の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 前記循環配管内におけるファインバブルの個数密度は、0.6×103個/mL以上である、請求項1~11の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 前記冷却水は、Caの含有量が5mg/L以下であり、FeOの含有量が0.05mg/L以下であり、Siの含有量が5mg/L以下である、請求項1~12の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 前記ファインバブル発生ノズルは、間欠的に駆動される、請求項1~13の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 前記冷却水を保持するタンクの内部に、第2のファインバブル発生ノズルが更に設置される、請求項1~14の何れか1項に記載の詰まり防止装置。
- 対象物を冷却する冷却工程に設けられる冷却用スプレーノズルの詰まりを防止する防止方法であって、
前記冷却用スプレーノズルに設けられる冷却水の循環配管に対して、前記冷却用スプレーノズルから離隔した位置に、-30mV以下のゼータ電位を有するファインバブルを発生させる気液二相流旋回せん断方式のファインバブル発生ノズルを設置し、
前記ファインバブル発生ノズルに、0.05MPa以上0.50MPa以下の圧力で冷却水を供給する、詰まり防止方法。 - 前記冷却水のpHを、6以上9以下とする、請求項16に記載の詰まり防止方法。
- 前記冷却水は、Caの含有量が5mg/L以下であり、FeOの含有量が0.05mg/L以下であり、Siの含有量が5mg/L以下である、請求項16又は17に記載の詰まり防止方法。
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