JPH01111464A - スケール除去用ノズル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、圧延鋼板の表面に高圧の流体（水等）を帯状
に噴射させてその圧延鋼板の一表面のスケールを除去す
る場合等に用いられるスケール除去用ノズルで、詳しく
は、整流器を内装した整流通路と、その整流通路の下流
側に連なる絞り通路と、その絞り通路の下流側に連なる
とともに、先端面に形成した直径方向の姿勢の溝の底部
にその噴射口を開口させる噴射通路とを、それらの軸芯
が同一直線上に位置する状態に形成してあるスケール除
去用ノズルに関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種のスケール除去用ノズルとしては、前記絞
り通路のうち上流側の通路部分をそれの全長にわたって
径が等しい形状に、かつ、下流側の通路部分を下流側は
ど次第に径が小さくなる形状に夫々、形成したものが知
られている（例えば特公昭４３−２３１９７号公報）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前記従来のノズルによるときは、整流通路と絞
り通路の上流側通路部分との径が同じであるが、整流通
路の方が整流器を内装している分だけ上流側通路部分よ
りも実質的な流路断面積が小さく、整流通路と絞り通路
との境で流路断面積が急変するため、整流通路で一旦流
体が整流されるものの、整流通路から絞り通路に移入し
た途端、渦流が生じて乱れる。その結果、整流通路を形
成してあっても、流体が再度乱流の状態となって噴射通
路に移入し易く、帯状の噴射流も乱流状態となり易く、
そのため、噴射流の厚さが大きくなって、噴射流の衝突
力　。

が小さくなり、スケール除去の能率が悪く、しかも、十
分にスケール除去を行えなかった。

また、スケール除去用ノズルではないが、実公昭３９−
１７６５７号公報で開示されているように、整流通路と
絞り通路とを、下流側など次第に径が小さくなる一連の
通路をもって形成したノズルが存在し、その技術をスケ
ール除去用ノズルに適用することが考えられる。この場
合、絞り通路の径が上流側端から次第に小さくなって、
絞り通路の流路断面積が上流の整流通路に近い位置にお
いてその整流通路の下流側端の流路断面積と同じになる
ため、整流通路から絞り通路への移入時の渦流発生を抑
制できるものの、整流通路も下流側はど次第に径が小さ
くなる形状があるため、次のような問題が生じる。

つまり、整流器として、整流通路の周壁に接当する外周
縁がその整流通路の周壁と同様に整流通路の軸芯に対し
て傾斜した姿勢に形成されたものを用いる必要があり、
そのように整流器の外周縁を精度良く傾斜姿勢に形成す
ることは、例えば整流器の外周縁を整流通路の軸芯と平
行に位置するように形成する場合に比較して、加工が非
常にむずかしく、整流器のコストアップを招来する。し
かも、整流器として、前述実公昭３９−１７６５７号公
報において開示されているように、整流通路の軸芯に沿
った姿勢の整流板によってその整流通路を中央の通路部
分とその外周の通路部分とに分割するものを用いた場合
は、中央の通路部分はその全長にわたって流路断面積が
同じものである一方、その周囲に位置する通路部分は流
路断面積が下流側はど次第に小さくなるものであるため
、中央の通路部分と周囲の通路部分とで整流作用や流体
の流動の仕方が変わる。その結果、整流通路での整流性
能が低く、この場合であっても、噴射流が乱流になるこ
とを十分に抑制することができないのである。

しかし、だからといって、整流板を傾斜させるなどして
、各通路部分での整流作用等を同一にすることは、整流
器の構造が非常に複雑化して、より一層のコストアップ
を招来する。

本発明の目的は、噴射流の乱流抑制性能に勝れ、しかも
、安価なスケール除去用ノズルを提供する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるスケール除去用ノズルの特徴構成は、前記
整流通路を、それの全長またはほぼ全長にわたって等し
い径の形状に構成し、前記絞り通路を、それの上流側端
から下流側端またはその近くの箇所にまで次第に径が小
さくなる形状に形成してある点にあり、その作用・効果
は次の通りである。

〔作　用〕

整流通路をそれの全長またはほぼ全長にわたって等しい
径の形状に構成してあるため、その整流通路に内装する
整流器として、整流通路の周壁に接当する外周縁を整流
通路の軸芯と平行に位置させるもので、しかも、整流板
を整流通路の軸芯に沿った姿勢に配設した単純形状のも
のを用いることができながらも、その整流器によって分
割された各通路部分の全てを、それらの全長またはほぼ
全長にわたって流路断面積が等しいものにできる。その
結果、整流器を容易に、かつ、安価に作製できながらも
、整流通路での整流性能を勝れたものにできる。

しかも、前記整流通路に連なる絞り通路を、それの上流
側端から下流側にかけて次第に径が小さくなる形状に形
成してあるため、絞り通路の流路断面積が整流通路に近
い位置においてその整流器を内装した整流通路の流路断
面積となり、その結果、整流通路から絞り通路への移入
に伴う渦流発生を抑制して、整流通路での整流状態を維
持して噴射通路に移入させることができる。

〔発明の効果〕

その結果、本発明は、噴射流を可及的、整流状態に維持
して、噴射圧の上昇および均等化による能率の良い確実
なスケール除去を行うことができ、しかも、低コストの
スケール除去用ノズルを提供できるようになった。

特に、後述実施例でも示すように、整流器として、整流
通路の軸芯に沿った姿勢の複数の整流板を放射状に配置
連結し、それらの中心部の軸芯方向端面に円錐形の突起
を連設して成るものを用いる場合は、後述の試験結果か
らも明らかなように、より一層、整流効果が高くなる。

〔実施例〕

次に本発明の実施例を示す。

圧延鋼板の表面に高圧の水を帯状に噴射させてその圧延
鋼板の表面のスケールを除去するためのノズルであって
、これは、第１図に示すように、筒状の通路形成部材（
１）と、この通路形成部材（１）の一端部に螺合装着し
たフィルタ（２）と、前記通路形成部材（１）の他端部
に螺合装着した噴射通路形成部材（３）とから成る。

前記通路形成部材（１）は、整流通路（Ａ）とその整流
通路（Ａ）の下流側に連なる絞り通路（Ｂ）とを、それ
らの軸芯が同一直線上に位置する状態に形成するもので
あって、前記整流通路（Ａ）のうち、上流側端から下流
側端近く位置までは、等しい径の形状（つまり、円柱状
）に構成され、前記整流通路（Ａ）の下流側端近く位置
から前記絞り通路（Ｂ）の下流側端近く位置までは、下
流側はど次第に径が直線的に小さくなる形状（つまり、
円錐台状）に構成され、前記絞り通路（Ｂ）の前記下流
側端近く位置よりも下流側の部分は、その全長にわたっ
て径が等しい形状に形成されている。因みに、絞り通路
（Ｂ）の軸芯に対する絞り通路（Ｂ）の周面の傾斜角（
θ）の実数値例を挙げると、絞り通路（Ｂ）の上流側端
径が１３１１、下流側端径が７．６酊、長さが５４１１
の場合で３度４５分である。かつ、前記整流通路（Ａ）
には整流器（４）が内装されている。

前記整流器（４）は、第２図にも示すように、前記整流
通路（Ａ）の軸芯に沿った姿勢で、かつ、整流通路（八
）と等しい長さの複数の整流板（４Ａ）を放射状に配置
連結し、それらの中心部の軸芯方向両端面の夫々に円錐
形の突起（４Ｂ）を一体に連設して構成されている。も
ちろん、前記整流板（４Ａ）のうち、上流側端から前記
下流側端近く位置までの整流通路部分に内装される部分
の外周縁は、その整流通路部分の周面に全長において接
当するように整流通路（Ａ）の軸芯と平行な姿勢に形成
されており、前記下流側端近く位置よりも下流側の整流
通路部分に内装される部分の外周縁は、その整流通路部
分の周壁に全長において接当するように下流側はど整流
通路（Ａ）の軸芯に近づく傾斜姿勢に形成されている。

因みに、整流器（４）の整流板（４Ａ）の長さの実数値
例を挙げると、前記絞り通路（Ｂ）が前述した実数値で
形成されている場合において１６ｍｍである。

前記フィルタ（２）は、第３図にも示すように、キャッ
プ状のもので、ドーム状の先端部から中間位置にまでわ
たる複数の縦スリソ）　（２Ａ）を周方向に分散形成し
ている。

前記噴射通路形成部材（３）は、前記通路形成部材（１
）への装着状態において、前記絞り通路（Ｂ）の下流側
にその軸芯を絞り通路（Ｂ）の軸芯と同一直線上に位置
させる状態に連なる噴射通路（Ｃ）を形成するものであ
って、前記噴射通路（Ｃ）の噴射口（Ｃ８）は、前記噴
射通路形成部材（３）の先端面に形成した直径方向に沿
った溝（３ａ）の底部に開口している。そして、前記噴
射通路形成部材（３）は、第４図にも示すように、前記
通路形成部材（１）への螺合装着部を備えるととも、前
記？１ｔ（３ａ）の両端部分を形成するノズルケース（
３Ａ）内に、前記噴射口（Ｃ０）と溝（３ａ）の中央部
を形成するノズルチップ（３Ｂ）と、噴射通路（Ｃ）の
ノズルチップ（３Ｂ）に至るまでの部分を形成するブツ
シュ（３Ｃ）とを固着して構成されている。なお、ノズ
ルチップ（３Ｂ）は、タングステンカーバイド合金等、
耐摩耗性に勝れた超硬合金製であり、そのノズルチップ とには、ノズルチップ（３Ｂ）の先端側への抜けを防止
する段部（３ｂ）が形成されている。つまり、ノズルチ
ップ（３Ｂ）は、ノズルケース（３Ａ）に基端側から挿
入（圧入）されて固着されている。また、前記噴射通路
（Ｃ）のうちブツシュ（３Ｃ）内の通路部分は、下流側
はど次第に径が直線的に小さくなる形状に形成されてい
る。

そして、スケール除去用ノズルは、主導管（５）に枝管
状に取付けたアダプタ（６）内に、フィルタ（２）を前
記主導管（５）内に位置させる状態に挿入されて取付け
られており、その取付は手段は、前記アダプタ（６）の
端面にパツキン（７）を介して接当する軸芯方向泣面規
制用のフランジ（３Ａｌ）とアダプタ（６）の内周面に
形成の溝（６ａ）に係合する軸芯周り姿勢規制用の突起
（３Ａ２）とを前記ノズルケース（３Ａ）に一体に連設
し、前記アダプタ（６）に螺合して前記フランジ（３Ａ
υをアダプタ（６）の端面側に押圧する固定用の袋ナン
ド（８）を設けて構成されている。

〔別実施例〕 次に本発明の別実施例を示す。

［１］上記実施例では、主導管（５）にアダプタ（６）
を介して取付けるようにしたが、主導管（５）に直接に
取付けても良い。

［２］上記実施例では、フィルタ（２）として、縦スリ
ット（２Ａ）を形成したものを示したが、フィルタ（２
）としては、第５図に示すように、周方向に沿った姿勢
の横スリット（２Ｂ）を形成したものであっても、また
、多数の孔を形成したものであっても良い。要するに、
本発明では、フィルタ（２）の形状、構造は適宜変更可
能である。

［３］上記実施例では、フィルタ（２）を備えたノズル
を示したが、第６図に示すように、フィルタ（２）をも
たないノズルも本発明の対象である。

［４コ上記実施例の整流器（４）において、第７図に示
すように、整流板（４Ａ）の軸芯方向両端部分（４ａ）
を先鋭にする。

［５］上記実施例では、整流器（４）として、８枚の整
流板（４Ａ）をもつものを示したが、整流板（４Ａ）の
数は、４枚、６枚等、適宜変更可能である。

［６］上記実施例では、整流器（４）として、突起（４
Ｂ）を備えたものを示したが、整流器（４）としては、
突起（４Ｂ）を上流側にのみ突出させているものや、第
７図に示すように、突起（４Ｂ）を下流側にのみ突出さ
せているもの、突起（４Ｂ）をもたないものであっても
良い。

特に、突起（４Ｂ）を下流側にのみ突出させている整流
器（４）は、フィルタ（２）を持たないノズルに好適で
ある。

［７］上記実施例では、整流器（４）として、整流板（
４Ａ）を放射状に配置連結したものを示したが、整流器
（４）としては、軸芯方向視において整流板（４Ａ）を
格子状に配置連結したものであっても良い。要するに、
整流器（４）の形状、構造は適宜変更可能である。

［８］上記実施例では、整流通路（Ａ）のうち、上流側
端から下流側端近く位置にまでわたる通路部分を等径と
したが、整流通路（八）としては、その全長にわたって
径が等しいものであっても良い。

［９コ上記実施例では、絞り通路（Ｂ）として、上流側
端から下流側端近く位置までにわたる通路部分において
下流側はど径が小さくなる形状のものを示したが、絞り
通路（Ｂ）としては、それの全長にわたって下流側はど
径が小さ（なる形状のものであっても良い。

［１０］前記絞り通路（Ｂ）の径が小さくなる度合、つ
まり、絞り通路（Ｂ）の周面の軸芯に対する傾斜角（θ
）は、上記実施例で示した実数値例よりも大きくても、
また、小さくても良く、好ましくは、２〜５度が良い。

［１１］前記整流通路（Ａ）および整流器（４）の長さ
は適宜変更可能である。

次に実験例を示す。

各実験は、第８図に示すように、内径が４１．２關、長
さが２．５ｍの層流用配管（９）にヘッダ（１０）を乱
流発生レジューサ−（１１）を介して接続するとともに
、ブルドン管式圧力計（１２）を取付け、前記ヘッダ（
１０）を主導管（５）としてノズルをアダプタ（６）を
介して取付けて、実験装置を作製し、噴射圧力が１２０
ｋｇｆ／ｃｒＡ、噴射流量が１０６．６ｊ２７ｍｉｎ、
噴射距離が３０（ｈｍの基本条件でノズルからの噴射流
を鉛板（１３）に衝突させ、第８図に示すように、その
噴射流の衝突で鉛板（１３）上に形成される溝（１４）
の深さから、噴射流の巾方向中央の７ｍｍ幅の部分での
噴射流厚さ方向での衝撃力（Ｆ）の分布状態を測定する
テストである。

なお、衝突力（Ｆ）は、■龍φ当りであり、かつ、同一
条件下での６回のテスト結果の平均値である。

実験例１ 上述実験例構造のＡノズルとそのＡノズルからフィルタ
（２）を取外した構造のＢノズルと、そのＢノズルから
整流器（４）を取外した構造のＣノズルとを用いて前記
のテストを行った。Ａノズルを用いた場合の結果を第９
図（イ）に、Ｂノズルを用いた場合の結果を第９図（Ｅ
ｌ）に、Ｃノズルを用いた場合の結果を第９図（ハ）に
夫々示す。

上記の結果から、整流器（４）を設けることにより、噴
射流の厚さが小となって衝突力（Ｆ）が増大することが
判明したが、フィルタ（２）も設けることにより、−層
衝突力（Ｆ）が増大することが判明した。これは、フィ
ルタ（２）の縦スリット（２Ａ）により、流体が予め整
流されて整流通路（八）に移入することが原因している
と思われる。

実験例２ 前記のＡノズルと、このＡノズルの整流器（４）に代え
て上述した別実施例の［４］で示した、つまり、整流板
（４八）の軸芯方向両端部分（４ａ）を先鋭した整流器
（４）を備えた構造のＤノズルと、突起（４Ｂ）をもた
ない整流器（４）を備えた構造のＥノズルを用いて、整
流ａ（４）の構造の差違による衝突力（Ｆ）の変化を調
べた。Ａノズルを用いた場合の結果を第１０図（イ）に
、Ｄノズルを用いた場合の結果を第１０図（ロ）に、Ｅ
ノズルを用いた場合の結果を第１Ｏ図（ハ）に夫々示す
。

上記の結果から、突起（４ａ）付の整流器（４）を用い
て実施する方が望ましいと判った。

実験例３ Ａノズルの整流器（４）における整流板（４Ａ）の長さ
（１）を夫々１０ｍｍ、１２龍、１４龍、１６１ｍ（Ａ
ノズル）、１８龍、２０關、２２ｎとしてテストを行っ
た。各結果を第１１図（イ）〜（ト）および第１２図に
示す。その結果、整流器（４）としては、整流板（４Ａ
）の長さが１６１１のものが衝突圧（Ｆ）の面で最上で
あり、また、１０ｕ＋〜２２ｍｍ程度の長さのものが望
ましいと判明した。

実験例４ Ａノズルにおける整流器（４）の整流板（４八）の数を
夫々、４枚、６枚、８枚（Ａノズル）としてテストを行
った。各結果を第１３図（イ）〜（ハ）に示す。その結
果、整流器（４）の整流板（４Ａ）の枚数は６枚〜８枚
であることが望まし□　いことが判ったが、他の条件が
変われば、整流板（４Ａ）の枚数が４枚の場合や９枚以
上であっても使用可能である。なお、溝（１４）の幅、
つまり、衝突時における噴射流の厚さも同時に調べたが
、４枚の場合が１２　、５　＋ｕ、６枚の場合が１１　
、５　ｍ、８枚の場合が１１ｍｍであり、これから噴射
流の厚さが小はど衝突圧（Ｆ）が大きくなることが判っ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の実施例を示し、第１図は
縦断面図、第２図は整流器の斜視図、第３図は平面図、
第４図は底面図であり、第５図ないし第７図は本発明の
別実施例を示し、第５図はフィルタの縦断面図、第６図
は縦断面図、第７図は整流器の側面図である。第８図は
実験装置の概略構成図であり、第９図（イ）〜（ハ）、
第１０図（イ）〜（ハ）、第１１図（イ）〜（ト）、第
１３図（イ）〜（ハ）は各実験における衝突圧分布を示
すグラフ、第１２図は衝突力（Ｆ）を示すグラフである
。 （４）・・・・・・整流器、（Ａ）・・・・・・整流通
路、（Ｂ）・・・・・・絞り通路、（３ａ）・・・・・
・溝、（Ｃ７）・・・・・・噴射口、（Ｃ）・・・・・
・噴射通路、（４Ａ）゛・・・・・・整流板、（４Ｂ）
・・・・・・突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、整流器（４）を内装した整流通路（Ａ）と、その整
   流通路（Ａ）の下流側に連なる絞り通路（Ｂ）と、その
   絞り通路（Ｂ）の下流側に連なるとともに、先端面に形
   成した直径方向の姿勢の溝（３ａ）の底部にその噴射口
   （Ｃ＿１）を開口させる噴射通路（Ｃ）とを、それらの
   軸芯が同一直線上に位置する状態に形成してあるスケー
   ル除去用ノズルであって、前記整流通路（Ａ）を、それ
   の全長またはほぼ全長にわたって等しい径の形状に構成
   し、前記絞り通路（Ｂ）を、それの上流側端から下流側
   端またはその近くの箇所にまで次第に径が小さくなる形
   状に形成してあるスケール除去用ノズル。 ２、前記整流器（４）が、整流通路（Ａ）の軸芯に沿っ
   た姿勢の複数の整流板（４Ａ）を放射状に配置連結し、
   それらの中心部の軸芯方向端面に円錐形の突起（４Ｂ）
   を連設して構成されたものである特許請求の範囲第１項
   に記載のスケール除去用ノズル。 ３、前記絞り通路（Ｂ）の周面の軸芯に対する傾斜角（
   θ）が３度４５分である特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載のスケール除去用ノズル。