JPH02277728A - 流体で支持した帯状物の搬送設備 - 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、帯状物を固体構造物例えば鉄や煉瓦等の支持
構造物に接触させないで、流体で支持して搬送する設備
に関する。

第１０図は帯状物の通常の搬送設備の例を示す図である
。第１０図（Ａ）で、帯状物例えば金属帯１は支持構造
物例えばサポートロール１２上に載置され、例えば熱処
理炉１３内を水平方向に搬送される０本明細書で水平方
向とは大凡の水平方向で若干の傾斜を有する場合を含む
、この際帯状物１はサポートロール１２と接触して走行
するが、この接触によって帯状物１０表面にスリ疵が発
生する。第１０図（Ｂ）で帯状物例えば金属帯１は支持
構造物であるターニングロール１４と接触して走行方向
を変更して、例えば熱処理炉１３内を走行するが、この
接触によりても、帯状物の表面にスリ疵が発生する。本
発明は帯状物１を例えばサポートロール１２やターニン
グロール１４等と接触させないで、流体で支持して走行
させる帯状物の搬送設備に関する。

〔従来の技術〕

帯状物を流体で支持して搬送する設備としては、流体ク
ツシランユニットを用いた設備が知られている。

特公昭４３−２８９６号には、帯状物の走行方向を変更
する箇所に用いる流体クツションユニットが記載されて
いる。第１１図（Ａ）はその例を示す図で、パッド面３
　（本明細書では、流体が噴出するスリットや孔を設け
た流体圧力箱の面をパッド面という）にはスリット２−
１とスリット２−２が設けられる。スリット２−２から
は低圧の流体がまたスリット２−１からは高圧の流体が
噴出する。

帯状物はパッド面を捲うように走行する。低圧の流体は
パッド面と帯状物との間に流体クツションを形成し、高
圧の流体は流体カーテンを形成して流体クツションを保
持する。尚この公報には第１１図（Ａ）でスリットの巾
りや流路ｌの寸法関係の記載はないが、しかしｔやｌに
間して格別の工夫を行わないで、スリット２−１や２−
２を設けても、流体の噴出効率が低く非経済的であるし
、また本発明者等の知見では流体り７シツンの圧力が変
動して、帯状物を振動させてバタッキを発生させる。

実開昭５５−６３３３８号には、パッド面に流体を噴出
させる孔２−３を多数設けた、帯状物１０走行方向を変
更する箇所に用いる流体クツションユニットが記載され
ている。第１１図ＣＢ）はその例を示す図である。

また特開昭６１−２０３０５５号には、スリット２−４
を有するパッド面とパッド面の両端に設けたクラウンロ
ール２−５等とよりなる流体クツシランユニットが記載
されている。第１１図（Ｃ）はその例を示す図である。

以上述べた如く、従来の流体クツションユニットの報告
例は、何れもパッド面に設けるスリット等の配置やスリ
ットの向きに関するもので、スリットの巾ｔに関する記
載はなく、またスリットの流路ｌもパッド面３の部材の
厚さに相当するものが図示されている。しかし本発明者
等の知見では、スリットの巾ｔやスリットの流路を服定
しないであるいは格別の工夫を加えないで、パッド面に
スリット等を設けても、流体の噴出効率が低く非経済的
で、また流体クツションの圧力が変動して帯状物■にバ
タツキを発生させることとなる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、噴出する流体が帯状物を効率よ（加圧する事
ができ、かつ帯状物に作用するこの加圧力が定常圧で圧
力の変動が小さいために帯状物に振動やバタツキを発生
させる事がなく、流体クツシランユニットがコンパクト
であるために搬送設備全体もコンパクトである、流体で
支持した帯状物の搬送設備を提供するものである。

〔課題を解決するための手段および作用〕本発明の請求
項＋１）を説明する。この発明で用いる流体クツション
ユニットは、パッド面に設けたスリットが、スリットの
巾をとスリットの流路ｌとが、１＜ｊ！／ｔ＜ＩＱのス
リットである事を特徴とする、流体で支持した帯状物の
搬送設備である。第１図はこのスリットの例を示す図で
ある。

図中１は帯状物で、スリット２から矢印５方向に噴出す
る流体によって加圧される。この発明ではスリット２の
巾をとスリットの流路ｌを、１＜２／ｔ＜１０の関係を
満足するように設定する。パッド面の部材３が十分な厚
さＤを有する時は、第１図（Ｂ）に示した如くパッド面
部材３を貫通したスリットとするが、パッド面部材３が
薄い時は第１図（Ａ）に示した如く、１＜１／ｔ＜１０
となるように流路部材４をパッド面部材３に接合してス
リット２を形成する。

後で詳述するが、スリットのＪ／ｔが１以下では、整流
の流体を噴出させる事が困難で、流体の噴出効率が低（
経済的でない。更にＩｌ／ｔが１以下では帯状物とパッ
ド面との間に形成される流体クツションの圧力が常時変
動するため、帯状物１は常時振動してバタッキを発生さ
せる・しかし１／ｔは１〜１０で十分で、１０以上では
スリットを通過する際の抵抗が大きくなって好ましくな
い。

既に述べた如く、従来の報告のスリットの流路ｌは、パ
ッド面部材の厚さに相応する長さとして、全て、図示さ
れているが、このスリットではパッド面部材３が薄いと
１／ｔが１以下となって噴出効率が低くまた帯状物にバ
タッキを発生させる。

また例えばパッド面部材が厚いとＩｔ／ｔは１以上とな
るがパッド面部材が例えば重量物となって、流体クツシ
ランユニットのコンパクト化が難しくなる。この発明で
は第１図（Ａ）の流路部材４を用いてスリットを形成す
るため、パッド面部材が薄い場合にも性能が優れかつコ
ンパクトな流体クツションユニットが得られる。

本発明者等は、スリットのＩｔ／ｔに関する広範囲な実
験を行って、この発明をなすに至った。第２図は実験装
置の例を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図
である。流体は流体導入口９がら流体圧力箱６内に導入
し、巾がｔで流路がｌのスリット２から噴出する。１−
１は帯状物に相当する平板で、４本の支柱７によって間
隙りを調整して設定する。８は平板１−１に加わる流体
圧力を測定する圧力計である。

この装置において、流体の帯状物に作用する噴出効率Ｅ
は下記第（１）式の如くに表される。

Ｅ＝Ｐ／ρｕ２　　　　　　・・・　（１）但しＰ：圧
力計８が示す圧力、ρ；流体の質量、Ｕ；スリット２を
通過する流体の流速 また帯状物が振動してバタツキの原因となる流体クツシ
ョンの圧力変動σＰは下記第（２）式の如く表される。

σＰ＝Σ：　　（Ｐｎ−Ｐ）　’　／ｎ　　　・−・（
２）但し、Ｐｎ：圧力計８のｎ回の測定圧力、′Ｖ″＝
ｎ回の測定圧力の平均値 第３図は、実験結果の一例で、スリットの巾ｔ＝１０ｍ
、間隙ｈ＝ｌ　Ｑｆｌに設定した際の、スリット流路Ｅ
と噴出効率Ｅの関係を示す図である。

第３図の△にみられる如く、ｌｘａ’１ｍ従ってｌ／上
が１以下では噴出効率Ｅは低いが、Ｏやムにみられる如
く、ｌ＝’１（Ｊｖａやｊ！−５Ｑｗｍ部ちｌ／上が１
以上の場合は高い噴出効率Ｅが得られる。

第４図は第３図と同じ条件でｔ＝１０ｍ、ｈ−１０ｆｌ
の際の、ｌとσＰとの関係を示す図である。

レイノルズ数が大きくなると、第４図のΔにみられる如
／、ｌ／ｔが１以下では圧力変動が大きいが、ｌｌ−２
０鶴やｊ！−５Ｑｍ卯ちｌ／上を１以上とすると第４図
のＯやムにみられる如く、圧力変動を小さくする事がで
きる。

次に本発明の請求項（２）を説明する。この発明では開
孔率（板金体の面積に対する開孔部分の面積の比率を本
明細書では開孔率という）が２０〜７０％の整流板を流
体圧力箱内に設け、流体はこの整流板を通過した後でス
リットから噴出せしめる流体クツションユニットを用い
る。

第５図はこの流体クツシランユニットの例を示す図であ
る０図中ｌＯは整流板で、流体圧力箱６の流体導入口９
とパッド面３との間に設けられている。流体導入口９か
ら導入された流体は、整流板１０を通過した後でスリッ
ト２から噴出する。

この発明で整流板とは、例えば直径が１０ｍｍ程度の孔
を多数設けた板である。

例えば流体圧力箱６を小形にすると、流体クソジョンユ
ニットもコンパクトになるが、しかし小形の流体圧力箱
６では流体導入口９から導入される流体の流れの影響を
うけて、流体圧力箱６内の圧力の分布が不安定となり易
（、このためにスリット２から噴出する流体の噴出効率
Ｅが低下しあるいは圧力変動σＰが大きくなる。この発
明では流体は整流板１０を通過した後でスリット２から
噴出するが、整流板１０を通過させる事によって、スリ
ット２から噴出する流体の整流化が促進されて、流体圧
力箱６が小形の場合にも高い噴出効率が得られかつσＰ
も小さくなる。

この発明では開孔率が２０〜７０％の整流板を用いる。

開孔率が２０％以下では流体の通過抵抗が大きくなり過
ぎるし、また開孔率が７０％以上では整流板の整流効果
が小さい。

第６図に本発明者等が用いた実験設備の例を示した。第
６図（Ａ）で、整流板１０はＨ＋＝Ｈｚ−１５０鶴の位
置に設けられている。また整流板１０の詳細は第６図（
Ｂ）に示したが、開孔率は２８％である。

第７図はこの実験装置を用いて、スリットの巾ｔ＝ｌＱ
＋ｎ、間隙ｈ＝ｌＱｍに設定した際に得られた噴出効率
Ｅを示す図である。第７図でΔはｌが２鶴で従ってＩｔ
／ｔが１以下でありかつ整流板を用いない例であるが噴
出効率Ｅはいちじるしく低い、第７図でＯはｌが２ｆｉ
で従ってｌ／ｔは１以下であるが整流板を用いた例であ
る。第７図にみられる如く整流板を用いる事によって噴
出効率は大巾に向上する。

第８図は第７図と同様にｔ＝ｌＱｍでｈ＝１０論の際の
σＰを示す図である。第８図でｌが２鶴従ってＩｔ／ｔ
が１以下の場合、整流板を用いないΔでは圧力変動が大
きいが、整流板を用いた○では圧力変動は大巾に低減し
て大きな効果が得られている。

次に本発明の請求項（３）を説明する。この発明ではス
リットが請求項＋１）で述べたｌ＜ｌ／ｔ＜１０のスリ
ットであると共に、請求項（２）で述べた開孔率が２０
〜７０％の整流板を備えている。流体は請求項（２）で
述べた如く整流板を通過した後で、請求項（１）で述べ
たスリットから噴出する。

例えば第７図で・はｊ！−５９ｍで従って１／ｔが１以
上であり更に整流板を有する例であるが、高い噴出効率
を有している。又例えば第８図でムはＩ２／ｔが１以上
で整流板を有しない例であるがレイノルズ数が大きくな
ると圧力変動σＰも大きくなる。・はＩｔ／ｔが１以上
で更に整流板を有する請求項（３）の例であるが、整流
板を用いる事によってレイノルズ数が高い場合にも圧力
変動σＰは低く保持されている。

第９図は請求項（１）または（２）または（３）で述べ
た流体クツシランユニットを有する、搬送設備の例を示
す図である。

第９図（Ａ）はパッド面３が横方向に平面状で、流体は
スリット２から上向きに噴出し、帯状物１は浮上して支
持されながら、別に設けた駆動装置（図示しない）によ
って矢印１５−１方向に引張られて搬送される。尚図中
１０は整流板の例である０本発明の請求項（４）はこの
例の方式の搬送装置をいう。

第９図（Ｂ）はパッド面３が縦方向の平面状で、流体は
スリット２から横向きに噴出し、帯状物ｌは図中の点線
で示した不規則な走路を走行しないように、実線で示し
た走路を走行するように、噴出する流体によって位置決
め支持されながら、矢印１５−２で示した如く下方に、
あるいは上方に、別に設けた駆動装Ｗ（図示しない）に
よって例えば引張られて搬送される装置の例である。本
発明の請求項（５）はこの例の方式の搬送装置をいう。

第９図（Ｃ）は、パッド面が円筒の一部をなす曲面状で
、流体はスリット２から放射方向に向い噴出し、帯状物
１は噴出する流体層を介してパッド面に沿って支持され
ながら、別に設けた駆動装置（図示しない）によって、
例えば矢印１５−３から矢印１５−４に走行方向を変更
して搬送される装置の例である。本発明の請求項（６）
はこの例の方式の搬送装置をいう。

〔実施例〕

第９図（Ａ）に示す本発明の流体クツションユニットを
用いて帯状鋼板（材質；　５ＵＳ３０４、厚さ；０．１
５ｍ、幅；　１０１００Ｏを通板させた。通板速度は、
５　ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓであった。流体クツションユニ
ットのサイズは、パッド面（帯状鋼板と平行となる面）
が１３００　Ｘ　１３００ｆｌ、奥行き（帯状鋼板と垂
直な方向）は５００ｍで、本発明の多孔板（孔径８鶴φ
、ピッチ３０ｗｍ、開口率２８％）を奥行き２５０鰭の
所に設け、スリット流路ｌは２（ｌｎ、スリット幅ｔは
５鶴とした。その結果、本発明を用いない流体クツショ
ンユニット（サイズ；　１３００Ｘ　１３００　Ｘ　５
００　ｍ、多孔板無し、スリット流路ｌは２ｆｌ、スリ
ット幅ｔは５鶴、通板条件は同じ）と比べた場合、先に
定義した効率Ｅで約４０％の向上がみられ、また圧力変
動σＰは約１１５に抑えられ、板のばたつきも無かった
。

第９図（Ｂ）に示す本発明の流体クツションユニットを
用いて帯状鋼板（材質ｉ　５ＵＳ３０４、厚さ；０．１
５ｎ＋、幅；１０００ｎ＋）を通板させた。通板速度は
、５　ｍ／ｓ〜２０ｍ／ｓであった。流体クツションユ
ニットのサイズは、パッド面（帯状鋼板と平行となる面
）が１３００　Ｘ　１３００ｍ　、奥行き（帯状鋼板と
垂直な方向）は５００ｍｍで、本発明の多孔板（孔径８
鴫φ、ピッチ３０鶴、開口率２８％）を奥行き２５０鶴
の所に設け、スリット流路ｌは２０ｍ、スリット幅ｔは
５鶴とした。その結果、本発明を用いない流体クツシラ
ンユニット（サイズ：　１３００Ｘ　１３００　ｘ　５
００　ｔａ、多孔板無し、スリット流路２は２ｆｉ、ス
リット幅ｔは５寵、通板逢件は同じ）と比べた場合、先
に定義した効率Ｅで約４０％の向上がみられ、また圧力
変動σＰは約１１５に抑えられ、板のばたつきも無かっ
た。

第９図（Ｃ）に示す本発明の流体クツションユニットを
用いて帯状鋼板（材質；５ｔｌＳ３０４、厚さ；０．１
５ｆｉ、幅；　１０１００Ｏを通板させた０通板速度は
、５　ｍ／ｓ〜２０＋ｍ／ｓであった。流体クツション
ユニットのサイズは、半径１２５０ｍ、幅１３００ｍｌ
で、本発明の多孔板（孔径８寵φ、ピッチ３０１ｍ、開
口率２８％）を半径６２５龍の所に設け、スリット流路
ｌは２０鶴、スリット幅ｔは５ｍｍとした。

その結果、本発明を用いない流体クツションユニット（
サイズ；半径１２５０ｍｍ、幅１３００ｍ、多孔板無し
、スリット流路ｌは’ｌｔｓ、スリット幅ｔは５ｍ）と
比べた場合、先に定義した効率Ｅで約４０％の向上がみ
られ、また圧力変動σＰは約１１５に抑えられ、板のば
たつきも無かった。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明の帯状物の搬送設備は流体噴出
効率が高い流体クッシジンユニットを使用するため、噴
出エネルギーの無駄がなく経済的であり、大きな支持力
で帯状物を支持できる。

また本発明の搬送設備は帯状物に作用する力の変動が小
さ（、従って搬送中の帯状物の振動やバタッキが大巾に
改善される。

更に本発明では、流体クツションユニットのコンパクト
化が可能であり、例えば金属帯の熱処理炉の炉内の搬送
装置として使用すると、熱処理炉自体もコンパクトとな
るし、また帯状物の走行路が複雑な処理設備にも使用す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスリットの例を示す図、第２図は実験
装置の例を示す図、 第３図は１／ｔと流体の噴出効率の関係を示す図、 第４図はＪ／ｔと圧力変動の関係を示す図、第５図は本
発明の請求項（２）の例を示す図、第６図は実験装置の
例を示す図、 第７図は整流板が噴出効率に及ぼす影響を示す図、 第８図は整流板が圧力変動に及ぼす影響を示す図、 第９図は本発明の搬送装置の要部の例を示す図、第１Ｏ
図は帯状物の通常の搬送設備の例を示す図、 第１１図は従来の流体クツシランユニットの例を示す図
、 である。 １：帯状物、２ニスリツト、３：パッド面、４：流路部
材、５：矢印（流体噴出方向）、６；流体圧力箱、８：
圧力針、９：流体導入口、ｌＯ：整流板（多孔板）、１
１：噴出孔、１３：熱処理炉。 第 図 第 図 フ 第 図 （矢視τ１−ロ図） 第 図 第 図 →レイノルズ数 第 図 （Ａ） −レイノルズ数 第 図 一−レイノルズ数 第１０図 第 図 第１１図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）帯状物にスリットより流体を噴出して支持しなが
   ら搬送する帯状物の搬送設備において、該スリットのス
   リット巾をとスリット流路ｌを、１＜ｌ／ｔ＜１０とし
   たことを特徴とする、流体で支持した帯状物の搬送設備
   。
2. （２）帯状物にスリットより流体を噴出して支持しなが
   ら搬送する帯状物の搬送設備において、流体圧力箱内に
   開孔率が２０〜７０％の整流板を配し、該整流板を通過
   した流体をスリットから噴出せしめる事を特徴とする、
   流体で支持した帯状物の搬送設備。
3. （３）帯状物にスリットより流体を噴出して支持しなが
   ら搬送する帯状物の搬送設備において、該スリットのス
   リット巾をとスリット流路ｌが１＜ｌ／ｔ＜１０であり
   かつ流体圧力箱内に開孔率が２０〜７０％の整流板を配
   し、該整流板を通過した流体をスリットから噴出せしめ
   る事を特徴とする、流体で支持した帯状物の搬送設備。
4. （４）スリットを設けるパッド面が横方向の平面状で、
   流体はスリットから上向きに噴出し、帯状物は噴出する
   流体によって浮上して支持されながら水平方向に搬送さ
   れることを特徴とする、請求項（１）又は（２）又は（
   ３）に記載の、流体で支持した帯状物の搬送設備。
5. （５）スリットを設けるパッド面が縦方向の平面状で、
   流体はスリットから横向きに噴出し、帯状物は噴出する
   流体によって位置決め支持されながら上方あるいは下方
   に搬送されることを特徴とする、請求項（１）又は（２
   ）又は（３）に記載の、流体で支持した帯状物の搬送設
   備。
6. （６）スリットを設けるパッド面が円筒の一部をなす曲
   面状で、流体はスリットから放射方向に向い噴出し、帯
   状物は噴出する流体層を介してパッド面に沿って支持さ
   れながら走行方向を変更して搬送されることを特徴とす
   る、請求項（１）又は（２）又は（３）に記載の、流体
   で支持した帯状物の搬送設備。