JPH0543865Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、熱間圧延された鋼板等の表面に発生
するスケールの除去装置や、鋼板圧延装置におけ
る圧延ローラの冷却に用いられる圧力水噴射ノズ
ルの改良技術に関する。

（従来の技術） 従来、熱間圧延により製造された鋼板等の表面
に発生するスケール（酸化皮膜）を除去するスケ
ール除去装置としては、第１３図に示すようなも
のが知られている。

このスケール除去装置Ｂは、圧延された鋼板等
ｍが流れるラインの上下に、それぞれラインの流
れ方法と直交する方向に多数の噴射ノズルｎを配
設し、この各噴射ノズルｎからスプレー噴射され
る高圧水（100〜200Kg／cm）の勢いによつて鋼板
等ｍの表面に発生したスケールを除去するように
したものである。そしてこの場合の圧力水は主弁
１００及び主配管１０１を経由して噴射ノズルｎ
に至るが、作業終了時点で主弁１００（スプール
弁）を閉鎖して給水を停止すると、噴射ノズルｎ
の噴射口から主配管１０１内に空気が入り込み、
その後主弁１００を開放して給水を開始すると、
主配管１０１内の空気が急激に圧縮された後に急
激に膨張するというウオーターハンマー現象が起
こり、各部が破裂、破損するという事故が発生す
る。

そこで、この事故を防止する方法として、従来
では、第１３図に示すように主弁１００をバイパ
スする補助配管１０２を設け、この補助配管の流
路中に介装した減圧装置１０３によつて低圧水
（30Kg／cm）を主配管１０１に常時給水し、この
低圧水を各噴射ノズルｎから垂れ流し状態となす
ことで空気の流入を防止するという方法が採られ
ていた。

しかしながら、この従来の方法では垂れ流し時
の水が無駄になるばかりでなく、圧力水の噴射を
必要としない作業の際も水は垂れ流し状態のまま
であることから製品に悪影響を及ぼし、製品の品
質低下を招くといつた不都合があつた。

そこで、かかる不都合を解決するものとして本
件出願人の出願に係る圧力水噴射ノズル弁（実願
昭58−23615号）がある。

この圧力水噴射ノズル弁は、噴射ノズル内に、
該流路を開閉するピストン弁を設けると共に、該
ピストン弁を常時閉鎖する方向に付勢するバネ材
を設け、かつ該ピストン弁には圧力水の水圧を受
けてピストン弁を前記バネ材の押圧力に抗して開
放する方向に作動させる受圧面を形成したもので
あり、従つてこの圧力水噴射ノズル弁を用いるこ
とによつて、圧力水供給時はピストン弁を供給水
圧で自動的に開放させ、かつ圧力水の供給停止時
はピストン弁をバネ材によつて自動的に閉鎖させ
ることができるので、水を常時垂れ流すことなく
空気の流入を防止できるものである。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の圧力水噴射ノズル弁でも
以下に述べるような問題点があつた。

即ち、圧力水噴射ノズル弁より噴射される水の
圧力は150Kg／cm前後の高圧であることから、噴
射口より噴射された高圧水が鋼板に衝突して跳ね
返り、この跳ね返り水によつてノズルヘツド面が
浸食され、このためノズルヘツド面に形成された
噴射パターン欠点用条溝や噴射口の形状が短期間
で変形し、噴射パターンが崩れてしまうという問
題がある。また、同様の現象は、ライン上を流れ
る鋼板と次の鋼板との切れ間において、対向する
圧力水噴射ノズル弁の圧力水噴射を互いに受ける
ことによつても生じる。このためノズルヘツド部
分はステンレス鋼等の硬質素材が用いられている
が、それでも短期間で噴射パターンが崩れるた
め、圧力水噴射ノズル弁は消耗品して頻繁に交換
されているが、圧力水噴射ノズル弁は内部に弁機
構を備える等構造が複雑で部品点数も多いので、
コストも高く、従つてランニングコストが高くつ
くという問題点があつた。

また、従来の圧力水噴射ノズル弁では、弁口か
ら噴射口に到るまでの流通路が短いと、圧力水が
弁口で絞られて流通路内に流入する際に生じる乱
流の影響を受けて噴射口より噴射する圧力水の噴
射パターンが崩れるという問題点があつた。もつ
とも、流通路の長さを該流通路の内径の10倍以上
に長くすれば乱流の影響はなくなるが、その反面
製品のコンパクト化が大きく犠牲になると共に、
その前長が長くなることによつて主配管の位置関
係までも修正する必要が生じる等の不都合があ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案では、上述の問題点を解決することを目
的としてなされたものであり、この目的達成のた
めに本考案では、流入口から噴射口に至る流路中
に内底部側が大気と連通するシリンダ穴を形成
し、かつ該シリンダ穴が開口する下流側には前記
噴射口と連通する弁口を備えたバルブシートを形
成したノズル本体と、下流側にポペツト部を形成
し、かつ上流側には前記シリンダ穴内に摺動自在
に嵌入させたピストン部を形成したピストン弁
と、該ピストン弁の弁部をバルブシートに圧接す
る方向に常時押圧付勢することで流路を閉鎖させ
るバネ材と、を備え、かつ前記ピストン部とポペ
ツト部との間には流路内に供給される圧力水の水
圧を受けてピストン弁を前記バネ材の押圧力に抗
して流路を開放する方向に作動させる受圧面を形
成させた圧力水噴射ノズルであつて、 前記噴射口を構成するノズルヘツド部分をノズ
ル本体部分とは別体に形成すると共に、該ノズル
ヘツド部分をノズル本体部分に対して着脱可能な
状態に取り付ける取り付け手段を備え、 前記弁口と噴射口との間の流通路内に、噴射口
側の流通路を所要長さ残した状態で整流板を設け
た構成とした。

（作用） 従つて、本考案の圧力水噴射ノズルでは、噴射
口を構成するノズルヘツド部分をノズル本体部分
とは別体に形成すると共に、該ノズルヘツド部分
をノズル本体部分に対して着脱可能な状態に取り
付ける取り付け手段を備えたことで、ノズルヘツ
ド面が浸食されて圧力水の噴射パターンが崩れた
場合でも、ノズルヘツド部分の交換のみで噴射パ
ターンの再生が行なえるようになり、ランニング
コストの大幅な低減化が可能となると共に、頻繁
に交換することで噴射パターンを常に最良の状態
に維持できるようになり、製品の品質向上にも貢
献できることになる。

また、弁口と噴射口との間の流通路内に、噴射
口側の流通路を所要長さ残した状態で整流板を設
けたことで、該整流板の長さ分程度流通路を長く
する程度で乱流の影響による噴射パターンの崩れ
が防止できるようになる。

また、本考案の圧力水噴射ノズルでも、圧力水
供給時はピストン弁を供給水圧で自動的に開放さ
せ、かつ圧力水の供給停止時はピストン弁をバネ
材によつて自動的に閉鎖させることができるの
で、水を常時垂れ流すことなく空気の流入が防止
できる。

（実施例） 以下、本考案の実施例を図面により詳述する。

まず、実施例の構成を説明する。

この実施例の圧力水噴射ノズルＡは、第１図〜
第１１図に示すように、ホルダー１、ノズル本体
２、ピストン弁３、バネ材４、ボデイナツト５、
ノズルヘツド６、取り付け手段７を主な構成とし
て備えている。

前記ホルダー１は、ノズル本体２を主配管Ｐに
対して着脱可能な状態に取り付けるためのもので
あり、第１図、第３図、第８図に示すように、略
円筒状に形成され、その上流側に形成された小径
部１０を主配管Ｐに開設された連通穴ｐ内に嵌入
した状態で溶接されると共に、下流側外周面には
ボデイーナツト５を螺合するための雄ねじ１１が
形成され、かつ下流側内周面にはノズル本体２の
連結位置決め用係合穴１２が形成され、また下流
側開口端面にはガスケツトＧを装着するための環
状段部１３が形成されている。

前記ノズル本体２は、第１図及び第９図に示す
ように給水管部２０と弁本体部２１とで略円筒状
に形成されている。

給水管部２０は外形が矩形状の筒状に形成さ
れ、第８図に示すホルダー１の下流側内周面に形
成された連結位置決め用係合穴１２に対して回転
不能な状態に挿入される（第３図参照）。

また、給水管部２０の上流側開口部を圧力水を
流入口８となすと共に、該流入口８の内周面には
ストレーナＳを螺合するための雌ネジ８０が形成
され、また、下流側には略円錐状開口部２０ａを
形成させて、流入口８から開口部２０ａに至る流
入路２０ｂを形成させている。

弁本体部２１は、流円筒状に形成され、その上
流側に形成された隔壁２１ａの中央部分には下流
側に向けて開口する有底状穴２２が形成されてお
り、この有底状穴２２の底部側小径穴２２ａには
第１０図に示すピストン弁３の開放側ストツパを
兼ねるバネ受け５０が装着され、かつ有底状穴２
２の開口部側大径穴２２ｂには第１０図に示すシ
リンダ部２３がＯリングＯによつて水密状態に嵌
入されており、このシリンダ部２３の内部にはシ
リンダ穴２４が貫通状態に設けられている。

このシリンダ部２３は第１０図に示すようにピ
ストンガイド部２５と一体に形成され、両者間に
は中空部２６が形成されると共に、ピストンガイ
ド部２５はその下流側開口部２５ａの外周縁部に
突設されたフランジ部２５ｂを第１図に示すよう
にガスケツトＧを介して弁本体部２１の下流側開
口端面に係合させた状態で装着されている。ま
た、このピストンガイド部２５の下流側端面には
弁口２７ａの上流側にバルブシート２７ｂを備え
たバルブヘツド部分２７が溶接により一体的に設
けられている。

尚、第５図、第９図、第１０図に示すように、
ピストンガイド部２５の外周面には位置決め用の
角形突出部２８が形成されると共に、ピストンガ
イド部２５が装着される弁本体部２１の下流側開
口部内周面には位置決め用の角形溝２９が形成さ
れている。

また、第６図及び第１０図に示すように、ピス
トンガイド部２５の中央部にはガイド穴２５ｃが
開設されると共に、該ガイド穴２５ｃの外周部に
は一定間隔のもとに複数個（実施例では６個）の
連通穴２５ｄが開設され、この連通穴２５ｄによ
つて前記中空部２６と弁口２７ａとが連通されて
いる。

また、第４図及び第９図に示すように、前記弁
本体部２１の隔壁２１ａの外周部には一定間隔の
もとに複数個（実施例では８個）の連通穴２１ｂ
が開設され、この連通穴２１ｂによつて、第１図
に示すように、給水管部２０の下流側円錐状開口
部２０ａと弁本体部２１の中空部１６とが連通さ
れると共に、前記隔壁２１ａの中央部には給水管
部２０の円錐状開口部２０ａ方向へ向けて圧力水
分配用の円錐状突起２１ｃを突設している。

また、第４図及び第９図に示すように、前記隔
壁２１ａには、シリンダ穴２４の内低部側を大気
と連通させるための空気穴２２ｃが開設されると
共に、該空気穴２２ｃにはフイルター装置２２ｄ
が着脱可能な状態に螺合されている。

前記ピストン弁３は、第１図及び第１０図に示
すように、下流側端面に円錐状弁部３０ａを形成
したポペツト部３０の上流側に、ピストン部３１
を備え、該ピストン部３１の上流側端面にはバネ
受け穴３１ａが開設されている。そしてこのピス
トン弁３はそのピストン部３１がシリンダ穴２４
内に摺動自在に挿入され、該ピストン部３１とシ
リンダ穴２４との間がＯリングＯによつて水密状
態に保持されると共に、ポペツト部３０がピスト
ンガイド部２５のガイド穴２５ｃに摺動自在に挿
入された状態に設けられている。

また、前記ポペツト部３０とピストン部３１と
の間には、両者の直径差によつて形成された下流
側に面する受圧面３２が設けられている。

前記バネ材４は、第１図及び第１０図に示すよ
うに、前記ピストン弁３の弁部３０ａをバルブシ
ート２７ｂに圧接する方向に常時押圧付勢するた
めの部材であり、この実施例ではコイルスプリン
グが用いられ、このコイルスプリングより成るバ
ネ材４は前記シリンダ穴２４内におけるバネ受け
５０とピストン部３１のバネ受け穴３１ａとの間
に少し圧縮した状態で装着されている。

前記ボデイナツト５は、第１図に示すように、
上述のノズル本体２をホルダー１に対して着脱可
能な状態に取り付けるための取り付け手段であ
り、下流側開口部内周面に突設された環状係合部
４０を、弁本体部２１の外周面に突設された環状
係合部２１ｄに係合させた状態で、上流側開口部
内周面に形成された雌ねじ４１をホルダー１の下
流側外周面に形成された雄ねじ１１に螺合して締
め付けることによつて、ホルダー１の下流側開口
端面と弁本体２１の環状係合部２１ｄの上流側端
面との間がガスケツトＧによつて水密状に接続さ
れている。

前記ノズルヘツド６は、前記バルブヘツド部分
２７の下流側端面に対して着脱可能な状態に挿着
されるもので、第２図、第７図、第１１図に示す
ように、略円筒状に形成され、その上流側開口部
外周面にはフランジ６０が設けられると共に、下
流側開口部に設けられた噴射口金６１によつて楕
円状の噴射口６２が形成され、かつ該噴射口６２
の開口端面には、楕円状噴射口６２の長手方向に
沿つて噴射パターン形成用の条溝６３を溝設する
ことで、噴射口６２から噴射される圧力水を、条
溝６３の溝設方向に扇状に拡散させるようにして
いる。

また、第７図に示すように、ノズルヘツド６の
上流側開口端面には連結位置決め用の条溝６４が
構成され、かつ上流側開口部には連結位置決め用
の環状段部６５が凹設されると共に、ノズルヘツ
ド６が装着されるバルブヘツド部分２７の下流側
端面には、前記条溝６４内に嵌入される突条２７
ｃと、環状段部６５内に嵌入される環状突起２７
ｄとが形成されており、また条溝６４と突条２７
ｃとの間にはガスケツトＧを介装させている。

また、下端噴射口６２と連通する流通路６６の
略中間部分には整流板６７を係止するための段部
６８が形成され、該段部６８より上部の流通路を
該流通路の内径の約２倍の長さとし、段部６８よ
り下部の流通路を該流通路の内径の約３倍の長さ
となしている。そして、前記段部６８より上部の
流通路内には整流板６７が装着されている。

この整流板６７は、圧力水が弁口２７ａで絞ら
れて流通路６６内に流入する際に生じる乱流を短
い距離でしずめるためのものであり、この実施例
では第７図に示すように放射状に３枚の羽根板６
７ａを備えた構造のものが用いられている。

前記取り付け手段７は、第１図及び第１１図に
示すように、前記ノズルヘツド６をバルブヘツド
部分２７に対して着脱可能な状態に取り付けるた
めの手段であつて、この実施例ではユニオンナツ
ト７０が用いられている。

このユニオンナツト７０は、第１図に示すよう
に、下流側開口部内周面に突設された環状係合部
７０ａをノズルヘツド６のフランジ６０に係合さ
せた状態で、上流側開口部周面に形成された雌ね
じ７０ｂを弁本体部２１の下流側開口部外周面に
形成された雄ねじ２１ｅに対して螺合して締め付
けることによつて、弁本体部２１の下流側開口端
面とピストンガイド部２５のフランジ部２５ｂと
の間がガスケツトＧによつて水密状に接続される
と共に、バルブヘツド部分２７とノズルヘツド６
との間がガスケツトＧによつて水密状に接続され
る。

尚、第２図に示すように、ノズルヘツド６の開
口端面に溝設される噴射パターン形成用の状溝６
３の溝設方向が、上記側開口端面に溝設された連
結位置決め用の条溝６４の溝設方向とは約15度ず
らせた状態に形成されているこれは各圧力水噴射
ノズルＡ，Ａから扇状に噴射された圧力水同士が
互いに干渉しないように噴射方向をずらせるため
である。

次に、本実施例の作用を圧力水供給時と、圧力
水供給停止時とに分けて説明する。

(イ) 圧力水供給時 まず、主配管Ｐに圧力水が供給されると、この
圧力水はストレーナＳを通過して給水管部２０の
流入口８内に供給されると共に、流入路２０ｂか
ら円錐状開口部２０ａを通り、次いで弁本体部２
１の各連通穴２１ｂを経由して中空部２６内に流
れ込み、この中空部２６内に流れ込んだ圧力水の
水圧が、ピストン弁３に形成された下流側に面す
る受圧面３２に作用してピストン弁３をバネ材４
の押圧力に抗して上流側へ押し上げるので、弁部
３０ａがバルブシート２７ｂから離反して弁口２
７ａが自動的に開放し、このため中空部２６内の
圧力水は連通穴２５ｄ、弁口２７ａ及び流通路６
４を通つてノズルヘツド６の噴射口６２から外部
へ向けて扇状に拡散噴射され、この噴射力によつ
て、第１２図に示すように、鋼板Ｈ等の表面に発
生したスケールの除去が行なわれる。

尚、この場合において、弁口２７ａで絞られた
圧力水は、流通路６６内に備えられた整流板６７
によつて直ちに整流されると共に、段部６８より
下部の流通路６６内を通過する過程で更に流れが
安定した状態で噴射口６２より噴射され、従つ
て、所望の噴射パターンが得られるようになる。

(ロ) 圧力水供給停止時 次に、主配管Ｐに対する圧力水の供給を停止す
ると、中空部２６内の圧力水の水圧が急激に低下
し、それまで受圧面３２に作用していた上流側へ
の押圧力がなくなるので、ピストン弁３はバネ材
４の反発力で下流側へ押し下げられ、その弁部３
０ａをバルブシート２７ｂに圧接して弁口２７ａ
が自動的に閉鎖されることになる。

以上説明してきたように、実施例の圧力水噴射
ノズルＡでは、噴射口６２を構成するノズルヘツ
ド６部分をノズル本体２部分とは別体に形成する
と共に、該ノズルヘツド６部分をノズル本体２部
分に対して着脱可能な状態に取り付ける取り付け
手段７を備えたことで、ノズルヘツド６面が浸食
されて圧力水の噴射パターンが崩れた場合でも、
ノズルヘツド６部分の交換のみで噴射パターンの
再生が行なえるようになり、ランニングコストの
大幅な低減化が可能となると共に、頻繁に交換す
ることで噴射パターンを常に最良の状態に維持で
きるようになり、製品の品質向上にも貢献できる
ことになる。

また、弁口２７ａと噴射口６２との間の流通路
６６内に、噴射口６２側の流通路６６を所要長さ
残した状態で整流板６７を設けたことで、該整流
板６７の長さ分程度流通路６６を長くする程度で
乱流の影響による噴射パターンの崩れが防止でき
るようになる。

また、本考案の圧力水噴射ノズルＡでも、圧力
水供給時はピストン弁３を供給水圧で自動的に開
放させ、かつ圧力水の供給停止時はピストン弁３
をバネ材４によつて自動的に閉鎖させることがで
きるので、水を常時垂れ流すことなく空気の流入
が防止できる。

以上、本考案の実施例を図面により詳述してき
たが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計変更等があつても本考案に含まれる。

例えば、ノズルヘツド部分をノズル本体部分に
対して着脱可能な状態に取り付ける手段としてユ
ニオンナツトを用いた場合を示したが、これに限
られず、ねじやボルト等を用いてもよい。

また、実施例では、整流板として放射状に３枚
の羽根板を備えた構造のものを示したが、羽根板
の枚数や具体的形状等は任意である。

（考案の効果） 以上説明してきたように、本考案の圧力水噴射
ノズルにあつては、噴射口を構成するノズルヘツ
ド部分をノズル本体部分とは別体に形成すると共
に、該ノズルヘツド部分をノズル本体部分に対し
て着脱可能な状態に取り付ける取り付け手段を備
えたことで、ノズルヘツド面が浸食されて圧力水
の噴射パターンが崩れた場合でも、ノズルヘツド
部分の交換のみで噴射パターンの再生が行なえる
ようになり、ランニングコストの大幅な低減化が
可能となると共に、頻繁に交換することで噴射パ
ターンを常に最良の状態に維持できるようにな
り、製品の品質向上にも貢献できることになる。

また、弁口と噴射口との間の流通路内に、噴射
口側の流通路を所要長さ残した状態で整流板を設
けたことで、該整流板の長さ分程度流通路を長く
する程度で乱流の影響による噴射パターンの崩れ
が防止できるようになる。

また、本考案の圧力水噴射ノズルでも、圧力水
供給時はピストン弁を供給水圧で自動的に開放さ
せ、かつ圧力水の供給停止時はピストン弁をバネ
材によつて自動的に閉鎖させることができるの
で、水を常時垂れ流すことなく空気の流入が防止
できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例の圧力水噴射ノズルを示
す断面説明図、第２図は同底面図、第３図は第１
図−線による断面図、第４図は第１図−
線による断面図、第５図は第１図−線による
断面図、第６図は第１図−線による断面図、
第７図は要部の分解斜視図、第８図はホルダーの
拡大断面図、第９図はノズル本体の拡大断面図、
第１０図はピストン弁部分の拡大断面図、第１１
図はノズルヘツド部分の拡大断面図、第１２図は
使用状態の説明図、第１３図は従来のスケール除
去装置を示す説明図である。 ２……ノズル本体、３……ピストン弁、４……
バネ材、７……取り付け手段、８……流入口、２
４……シリンダ穴、２７……ノズルヘツド部分、
２７ａ……弁口、２７ｂ……バルブシート、３０
……ポペツト部、３０ａ……弁部、３１……ピス
トン部、３２……受圧面、６２……噴射口、６６
……流通路、６７……整流板。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 流入口から噴射口に至る流路中に内底部側が大
   気と連通するシリンダ穴を形成し、かつ該シリン
   ダ穴が開口する下流側には前記噴射口と連通する
   弁口を備えたバルブシートを形成したノズル本体
   と、下流側にポペツト部を形成し、かつ上流側に
   は前記シリンダ穴内に摺動自在に嵌入させたピス
   トン部を形成したピストン弁と、該ピストン弁の
   弁部をバルブシートに圧接する方向に常時押圧付
   勢することで流路を閉鎖させるバネ材と、を備
   え、かつ前記ピストン部とポペツト部との間には
   流路内に供給される圧力水の水圧を受けてピスト
   ン弁を前記バネ材の押圧力に抗して流路を開放す
   る方向に作動させる受圧面を形成させた圧力水噴
   射ノズルであつて、 前記噴射口を構成するノズルヘツド部分をノズ
   ル本体部分とは別体に形成すると共に、該ノズル
   ヘツド部分をノズル本体部分に対して着脱可能な
   状態に取り付ける取り付け手段を備え、 前記弁口と噴射口との間の流通路内に、噴射口
   側の流通路を所要長さ残した状態で整流板を設け
   たことを特徴とする圧力水噴射ノズル。