JPH11351719A - 冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却装置からの水滴落下を防止して、冷却能
力の向上と冷却装置の小型化とを図る。 【解決手段】 上方向に移動する帯板に冷却水を噴霧し
て冷却する冷却装置であって、前記帯板の移動路に沿っ
て設けられた帯板に冷却水を噴霧する複数のノズル管
と、前記帯板に沿って落下する水滴粒を破壊して飛散さ
せる上昇気流を供給する上昇気流供給手段と、前記ノズ
ル管のうち最下端のノズル管と上昇気流供給手段との間
に設けられた下部排気ダクトとを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷却装置に係り、
特に、縦形亜鉛めっき設備などで使用されるＦＯＧ冷却
方式の冷却装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、縦形亜鉛めっき設備の側面図、
図６は、図５の設備中で用いる従来のＦＯＧ冷却装置の
側面図である。図５において、縦形亜鉛めっき設備は、
亜鉛ポット５１内のめっき液５２中に配置したシンクロ
ール５３と、該シンクロール５３から垂直上方のパスラ
イン沿いに設けた加熱炉５４と均熱炉５５と冷却装置５
６とデフレクタロール５７とを有する。ここで、符号５
８は、亜鉛めっき処理される帯板である。この冷却装置
５６では、均熱炉５５で約４５０℃にされた帯板５８が
約３００℃まで冷却される。冷却装置５６における冷却
方法として、ガスジェット方式、冷却水を霧（ＦＯＧ）
状に噴出するＦＯＧ冷却方式などが知られているが、冷
却速度が大きく冷却帯の長さを短く構成できるなどの理
由でＦＯＧ冷却方式が用いられる。

【０００３】図６において、従来の冷却装置（縦形Ｆ０
Ｇ冷却装置）５６は、帯板５８が通り抜け可能に、か
つ、下部入口まわりに水受パン６１を設けて構成したケ
ーシング６０と、このケーシング６０の内部に帯板５８
両面と対向させて多段に設けたノズル（ＦＯＧノズル
管）６２と、ケーシング６０の中間高さ位置に接続した
ＦＯＧ排出用の吸引ダクト６３とで構成されている。Ｆ
ＯＧノズル管６２は、図６（ｂ）に示すように、水ノズ
ル管６２ａを内蔵させた空気ノズル管６２ｂで構成さ
れ、水放出量を増減することでＦＯＧ中の冷却水量を調
節し適切なＦＯＧ冷却を行っている。符号６４は、ケー
シング６０の入側に配置され、帯板５８をパスラインに
非接触に保持するためのプレッシャーパッドである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような冷
却装置には、次のような問題点がある。 この形式の冷却装置では、１ノズル当たりの冷却水量
が多くなる程、冷却能力が高まることが知られている。
ところが、ＦＯＧ中の冷却水量が多くなると、ノズル６
２から帯板５８に吹付けたＦＯＧ中の微小な水滴粒がケ
ーシング６０内を下降する過程で次第に大粒になり、排
気ダクト６３側へ移動し難くなる。その結果、水滴の一
部が真っ直ぐにケーシング６０の入口を通って落下し、
下方の均熱炉５５へ影響を及ぼす。 このため、ＦＯＧ中の冷却水量を多くして運転するこ
とが難しく、その際、ＦＯＧ冷却の効果を充分に得られ
ない。 冷却装置の冷却能力の増大を図るには、ＦＯＧノズル
管６２の設置数を増やす必要があるが、この場合、冷却
装置の大型化を招いてしまう。

【０００５】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、装置の大型化をともなうことなく冷却装置からの
水滴落下を防止するとともに、冷却能力の向上を図るこ
とができる冷却装置の提供を目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上方向に移動
する帯板に冷却水を噴霧して冷却する冷却装置であっ
て、前記帯板の移動路に沿って設けられた該帯板に冷却
水を噴霧する複数のノズル管と、前記帯板に沿って落下
する水滴粒を微小粒化して飛散させる上昇気流を供給す
る上昇気流供給手段とを有することにより上記課題を解
決した。また、本発明において、前記ノズル管のうち最
下端のノズル管と前記上昇気流供給手段との間に下部排
気ダクトを設ける手段を採用することもできる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る冷却装置の一
実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本実施
形態にかかる冷却装置の縦断側面図、図２は、図１の下
部を拡大して示す縦断側面図である。

【０００８】図１および図２において、符号１０は冷却
装置（ＦＯＧ冷却装置）、１１は冷却装置１０のケーシ
ング、１２はケーシング１１内の下部に形成された水受
パン、１３はケーシング１１内に帯板５８の両面に対向
させて多段に配置したノズル管（ＦＯＧノズル管）、１
４はケーシング１１の中間高さ位置に接続した中間排気
ダクト、１５はＦＯＧノズル管１３下部付近のケーシン
グ１１に吸気口１５ａを接続した下部排気ダクト、１６
は前記ノズル管１３の下側位置でケーシング１１の入口
側に接続した上昇気流供給手段、１７は帯板５８をパス
ラインに非接触に保持するため上昇気流供給手段１６の
下側に設けられたプレッシャーパッド、２０は帯板５８
沿いに降下する水滴粒群である。

【０００９】冷却装置１０は、前述のように図５に示し
た縦形亜鉛めっき設備において、亜鉛ポット５１内のめ
っき液５２中に配置したシンクロール５３から垂直上方
のパスライン沿いに、均熱炉５５の上側に設けられる。
該冷却装置１０の上側には、前記パスライン上にデフレ
クタロール５７が設けられる。これらシンクロール５３
とデフレクタロール５７とにより亜鉛めっき処理された
帯板５８は、加熱炉５４，均熱炉５５，および冷却装置
１０の内部を移動する。

【００１０】めっき液５２を付着して亜鉛ポット５１か
ら出た約４４０℃温度の帯板５８は、加熱炉５４と均熱
炉５５で一定時間保持されて合金化され、約４５０℃の
温度で均熱炉５５から冷却装置１０に送られる。冷却装
置１０では、この４５０℃の帯板５８が約３００℃まで
冷却され、デフレクタロール５７を経て後工程へ送り出
される。

【００１１】また、図１において、符号Ｆ₁ は上昇気流
供給手段１６の給気ファン、Ｆ₂ はプレッシャーパッド
１７の給気ファン、Ｆ₃ はＦＯＧノズル管１３の給気フ
ァン、Ｆ₄ は中間排気ダクト１４の排気ファン、Ｆ₅ は
下部排気ダクト１５の排気ファンである。

【００１２】ケーシング１１は帯板５８が通り抜け可能
に構成され、その下部入口まわりには水受パン１２が接
続される。このケーシング１１の内部には、帯板５８両
面と対向させて多段にＦＯＧノズル管１３が設けられる
とともに、ケーシング１１の中間高さ位置には、ＦＯＧ
排出用の中間排気ダクト１４が接続される。ＦＯＧノズ
ル管１３は、図６（ｂ）に示した従来のＦＯＧノズル管
６２と同様に、水ノズル管６２ａを内蔵した空気ノズル
管６２ｂで構成され、水放出量を増減することにより、
ＦＯＧ中の冷却水量を調節し、適切なＦＯＧ冷却を行
う。

【００１３】中間排気ダクト１４と下部排気ダクト１５
とは、ケーシング１１内に給気ファンＦ₁ ，Ｆ₃ により
供給される上昇気流ｆ₁ およびＦＯＧ流を、排気ファン
Ｆ₄，Ｆ₅ で２分して排出する。

【００１４】上昇気流供給手段１６は、その先端に開口
率が５０％の複数の開口を有するパンチングメタル１６
Ａが設けられて、該パンチングメタル１６Ａの板幅方向
における空気流速分布を均一化するとともに、給気ファ
ンＦ₁ により、３０ｍ／ｓ〜４０ｍ／ｓ程度の上昇気流
を帯板５８面に沿ってケーシング１１内に供給する。プ
レッシャーパッド１７は、図１に示すように、給気ファ
ンＦ₂ により供給される空気を、上下から対向方向に傾
斜して帯板５８の両面に向けて噴出し、帯板５８をパス
ラインに非接触に支持する。プレッシャーパッド１７か
ら噴出す空気流は上下方向に別れて排出される。

【００１５】上昇気流供給手段１６から噴出する空気
と、プレッシャーパッド１７から上へ排出する空気と
は、合流して上昇気流ｆ₁ を形成し、ケーシング１１内
で３０ｍ／ｓ以上の速さとなる。

【００１６】このような冷却装置１０においては、ＦＯ
Ｇノズル管１３から噴出するＦＯＧが、移動する帯板５
８面に拡がり、ＦＯＧ中の冷却水の微小水滴粒が、帯板
５８面と連続的に接することにより帯板５８が冷却され
る。帯板５８に衝突して飛散したケーシング１１内のＦ
ＯＧは、ケーシング１１の中間高さ付近では中間排気ダ
クト１４へ吸引排気され、ケーシング１１の下部付近で
は吸気口１５ａから下部排気ダクト１５内へ吸引排気さ
れる。この間にＦＯＧ中の一部の微小水滴粒は大粒化し
ながら降下して、水受パン１２に落下するか、または、
図２に示すように、帯板５８沿いに水滴粒群２０として
降下する。

【００１７】上昇気流供給手段１６によりケーシング１
１の下部入口から供給された３０ｍ／ｓ以上の速さの上
昇気流ｆ₁ は、帯板５８沿いに上昇して、前記降下する
水滴粒群２０に衝突し、この水滴粒群２０の水滴を下側
から破壊して微小粒化するとともに、帯板５８から離れ
る方向へ広く飛散させる。この帯板５８から離れて飛散
した微小水滴粒は、水受パン１２に落下するか、また
は、気体とともに下部排気ダクト１５内に吸引排気され
る。ここで、水受パン１２に溜まった水は、排水管１８
を経て排出される。この結果、ケーシング１１下部から
の冷却水の落下を効果的に解消することができる。

【００１８】（実施例）図１ないし図２に示す本発明の
冷却装置における実施例について図３ないし図４に基づ
いて説明する。図３は、ＦＯＧ中の水滴粒径と上向き空
気流速との関係を示すグラフ、図４は、冷却熱流束と１
ノズル当たり冷却水量との関係を示すグラフである。上
述の実施形態における前記冷却装置１０において、その
ケーシング１１内部における冷却水滴粒径（ｍｍ）と、
上昇気流ｆ₁ の上向き空気流速（ｍ／ｓ）との関係につ
いて、シュミレーションをおこなった。その結果を図３
に示す。

【００１９】図３において、実線ｄは上昇気流速の変動
に応じて生じる水滴粒径の大きさを示している。また、
図３の斜線部の範囲が水滴落下の予測される領域であ
る。図３の結果から、上昇気流速を大きくすることで、
大粒の水滴を破壊して微小粒化し、より大量の水滴を浮
上させて、水滴落下を防止できることがわかる。したが
って、上昇気流ｆ₁ の流速を３０ｍ／Ｓ以上とすれば、
充分安定した水滴落下防止効果が得られることが明らか
である。

【００２０】また、前記ＦＯＧノズル管１３における１
ノズル当たりの冷却水量（Ｌ／ｍｉｎ〉を変えて、対応
する冷却熱流束を求めた。ここで、ＦＯＧノズル管１３
は１本とし、加熱した鋼板の片面に熱伝対を取り付け
て、鋼板の他の面をＦＯＧにより冷却して該鋼板の温度
変化を測定し、この鋼板の冷却速度に鋼板の熱容量を乗
じて冷却熱流速を算出した。この結果を図４に示す。

【００２１】図４において、◇印が計測値、曲線ｅが、
計測値の１ノズル当たりの冷却水量の変動で生じる冷却
熱流束変化の傾向線である。図４に示す結果によれば、
この実施例における冷却装置１０では、１ノズル当たり
の冷却水量０．１〜０．３（Ｌ／分）の範囲のＦＯＧ冷
却で、水滴落下なしに、高い冷却速度が得られている。
ちなみに、従来のＦＯＧ冷却装置では、水滴落下のため
に、図４における冷却水量０．１以下の矢印ｅ₁ の範囲
でしか、冷却水量の増加ができなかったが、本発明の溝
成では、矢印ｅ₂ で示す約３倍の範囲に冷却水量を増加
させても水滴落下のない冷却を行うことが可能になる。
この結果、Ｆ０Ｇ冷却能力が大幅に向上し、生産能力を
向上させることができる。さらに、同一規模の冷却装置
における冷却能力の向上にともなって、同一能力の冷却
装置におけるＦＯＧ冷却装置をコンパクトに構成するこ
とが可能になる。

【００２２】

【発明の効果】本発明の冷却装置によれば、上昇気流供
給手段により冷却装置下部から上昇気流を供給するた
め、帯板沿いの水滴を微小粒化して帯板から飛散させる
ことにより、冷却装置からの水滴落下を防止することが
できる。その結果、ノズルの数を増やす等の装置の大型
化を招くことなく、冷却能力の向上を図ることができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る冷却装置の一実施形態を示す側
断面図である。

【図２】 図１の下部の拡大説明図である。

【図３】 ＦＯＧ中の水滴粒径と上向き空気流速との関
係を示すグラフである。

【図４】 冷却熱流束と１ノズル当たり冷却水量との関
係を示すグラフである。

【図５】 縦形亜鉛めっき設備を示す側面図である。

【図６】 図５の設備中で用いる従来の冷却装置を示す
側断面図（ａ），ＦＯＧノズル管を示す断面図（ｂ）で
ある。

【符号の説明】

１０…冷却装置（ＦＯＧ冷却装置） １１…ケーシング １２…水受パン １３…ノズル管（ＦＯＧノズル管） １４…中間排気ダクト １５…下部排気ダクト １６…上昇気流供給手段 １７…プレッシャーパッド ２０…水滴粒群 ５８…帯板 ｆ₁ …上昇気流

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上方向に移動する帯板に冷却水を噴霧し
   て冷却する冷却装置であって、 前記帯板の移動路に沿って設けられた該帯板に冷却水を
   噴霧する複数のノズル管と、 前記帯板に沿って落下する水滴粒を微小粒化して飛散さ
   せる上昇気流を供給する上昇気流供給手段とを有するこ
   とを特徴とする冷却装置。
2. 【請求項２】 前記ノズル管のうち最下端のノズル管と
   前記上昇気流供給手段との間に下部排気ダクトを設けた
   ことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。