JPWO2017170714A1 - 液体除去装置及び液体除去方法 - Google Patents
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- B21B45/0275—Cleaning devices
- B21B45/0278—Cleaning devices removing liquids
Abstract
【解決手段】相対的に移動する板状部材の表面に付着した液体を除去する液体除去装置であって、板状部材の表面に対してガスを噴射するスリットノズルと、スリットノズルの噴射口と板状部材とのギャップを測定するギャップ測定装置とを備え、スリットノズルは、当該スリットノズルに対して相対的に移動している板状部材の移動方向下流側からから上流側へ向かってガスを噴射するように設置されており、噴射角度θ、背面傾斜角度β、ノズル背面の背面長さL、ギャップh、スリット幅d、スリットノズルのノズル圧Pnが以下の関係式を満たすように構成される。
【数1】
【選択図】図2
Description
まず、図1及び図2に基づいて、本発明の一実施形態に係る液体除去装置の概略構成について説明する。図1は、一般的なスリットノズル3を用いた液体除去装置による液切り状況を示す説明図である。図2は、本発明の一実施形態に係るスリットノズル10を用いた液体除去装置による液切り状況を示す説明図である。
(2−1.全体構成)
まず、図3及び図4に基づいて、本実施形態に係る液体除去装置1の全体構成を説明する。図3は、本実施形態に係る液体除去装置1の一構成例を示す側面図である。図4は、図3に示した液体除去装置1の背面図である。本実施形態では、液体除去装置1は固定して使用される場合について説明する。すなわち、スリットノズル10は固定であり、搬送装置によって搬送される鋼板Sがスリットノズル10に対して相対移動しているものとする。
本実施形態に係るスリットノズル10は、上述したように、外気吸い込み流f4の影響を抑制してガス噴流f1の乱れを抑制するため、スリットノズル10のノズル圧と、スリットノズル10の噴射角度、背面傾斜角度、背面長さ、スリット幅及びギャップとが所定の関係を満たすように構成されている。
まず、上記式(1)は、図1及び図2にて示した、外気吸い込み流f4の影響を抑制してガス噴流f1の乱れを抑制するための条件を表している。ここで、図5に示したスリットノズル10に対して、以下のように物理量を定義する。xは鋼板Sの搬送方向における位置を表す。鋼板Sの搬送方向(X方向)におけるノズル背面104の最下流側の位置を基準位置(x=0)とする。
u+(x):コアンダ効果にて噴射口側へ引き込まれる流速
u−(x):鋼板に衝突したガス噴流の搬送方向(X方向)成分流速
y(x):鋼板とノズル背面との距離
λ :管摩擦係数
噴射角度θと背面傾斜角度βとは、上記式(2)で表されるように、これらの和は60°以上となるように設定される。噴射角度θと背面傾斜角度βとの和は、基準方向C1に対するノズル背面104の傾斜状態を表している。噴射角度θと背面傾斜角度βとの和が90°のとき、ノズル背面104と鋼板Sの表面とは平行となる。噴射角度θと背面傾斜角度βとの和が60°より小さいと、外気吸い込み流f4と鋼板Sの表面衝突後の反転流f3との干渉が生じ、ガス噴流f1の衝突圧が低下して、鋼板Sの表面上の液体5aを除去することができなくなる。このため、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和は60°以上に設定される。なお、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和の上限は、ノズル背面104が鋼板Sの表面に接触しない範囲での最大値となる。
ノズル背面104の背面長さLは、式(3)に示すように、20mm以上に設定される。背面長さLが20mmより小さいと、外気吸い込み流f4と反転流f3とが、ガス噴流f1近辺で衝突してしまい、ガス噴流f1を乱してしまう。そこで、背面長さLを20mm以上とすることにより、外気吸い込み流f4と反転流f3との衝突が、ガス噴流f1近辺で発生しないようにし、外気吸い込み流f4によるガス噴流f1の乱れを抑制する。また、背面長さLを20mm以上とすることで、外気吸い込み流f4が衝突するまでに反転流f3の圧力も低下するため、外気吸い込み流f4と反転流f3とが衝突したときの空気の乱れも小さくなる。背面長さLを大きくすることで、外気吸い込み流f4がノズル背面104と鋼板Sの表面との間の区間にも入り込み難くなる。したがって、背面長さLは、20mm以上に設定するのがよい。
噴射口112と鋼板Sの表面との距離であるギャップhは、上述したように、噴射口112が鋼板Sに接触しない範囲でなるべく鋼板Sに近づけるように設定されるのが望ましい。これにより、スリットノズル10から噴射されたガスが当該スリットノズル10のノズル背面と鋼板Sとの間に流れ込み、図2に示すように外気吸い込み流f4がガス噴流f1に影響を及ぼすのを抑制できるようにすることができる。かかる作用を奏するため、ギャップhは例えば20mm以下とするのが望ましい。
図5に示した液体除去装置1のスリットノズル10は、ノズル自体の外形が上記式(1)〜(3)を満たすように形成されている場合を示したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば図10に示すように、液体除去装置1のスリットノズル10を、一般的に使用されている軸対称の外形を有するスリットノズル(以下、「ノズル本体部」と称する。)210と、背面部材220とから構成してもよい。ノズル本体部210は、ガスを噴射するスリットである噴射口216を有する。ノズル本体部前面212とノズル本体部背面214とは、ガスの噴射方向C3に対して対称である。背面部材220は、例えば鋼板等の板材である。背面部材220は、ノズル本体部背面214に接続されており、ノズル本体部210の噴射口216から鋼板Sの搬送方向下流側に向かって延びるノズル背面を構成する。すなわち、鋼板Sの表面に対向する背面部材220の対向面がノズル背面となる。
鋼板Sの表面に付着した液体の除去は、上述の液体除去装置1のスリットノズル10を鋼板Sの表面に対向させ、スリットノズル10から鋼板Sの表面に対してガスを噴射して行われる。この際、まず、スリットノズル10の噴射口112と鋼板Sとのギャップをギャップ測定装置30により測定する。そして、測定されたギャップに基づいて、スリットノズル10または鋼板Sのうち少なくともいずれか一方の位置をギャップ調整機構40の駆動部により駆動して変更することにより、ギャップを20mm以下に調整する。その後、スリットノズル10と鋼板Sとを相対的に移動させながらスリットノズル10から鋼板Sの表面に対してガスを噴射することで、鋼板Sの表面に付着した液体を除去することができる。
10 スリットノズル
20 エア供給管
30 ギャップ測定装置
40 ギャップ調整機構
41 駆動部
51、53、55 支持部材
102 ノズル前面
104 ノズル背面
110 ガス流路
112、216 噴射口
210 ノズル本体部
212 ノズル本体部前面
214 ノズル本体部背面
220 背面部材
S 鋼板
Claims (13)
- 板状部材の表面に付着した液体を除去する液体除去装置であって、
前記板状部材の表面に対して噴射口からガスを噴射するスリットノズルと、
前記スリットノズルの噴射口と前記板状部材とのギャップを測定するギャップ測定装置と、
を備え、
前記スリットノズルは、当該スリットノズルに対して相対的に移動する前記板状部材の移動方向下流側から上流側へ向かってガスを噴射するように設置されており、
前記スリットノズルの内部のガス圧をノズル圧Pn[KPa]と定義し、
前記板状部材の表面に対して垂直な方向と前記ガスの噴射方向とのなす角度を、噴射角度θ[°]と定義し、
前記スリットノズルの前記噴射口から前記移動方向下流側に配置される面であるノズル背面と前記ガスの噴射方向とのなす角度を、背面傾斜角度β[°]と定義し、
前記移動方向における前記ノズル背面の長さをL[mm]と定義し、
前記ギャップをh[mm]と定義し、
前記スリットノズルのスリット幅をd[mm]と定義したとき、
以下の関係式を満たす、液体除去装置。
- 前記ギャップ測定装置の測定結果に基づいて前記ギャップを調整するギャップ調整機構をさらに備え、
前記ギャップ調整機構は、前記ギャップを20mm以下に調整する、請求項1に記載の液体除去装置。 - 前記ギャップ調整機構は、前記スリットノズルの位置を変更することにより、前記ギャップを調整する、請求項2に記載の液体除去装置。
- 前記板状部材は、前記板状部材を搬送するテーブルロールにより前記移動方向に移動され、
前記ギャップ調整機構は、前記板状部材が載置される前記テーブルロールの位置を変更することにより、前記ギャップを調整する、請求項2または3に記載の液体除去装置。 - 前記ギャップ測定装置は、前記スリットノズルの噴射口の長手方向両端付近の測定位置で前記ギャップをそれぞれ測定し、
前記ギャップ調整機構は、前記測定位置での前記ギャップをそれぞれ20mm以下に調整する、請求項2〜4のいずれか1項に記載の液体除去装置。 - 前記ギャップ測定装置はレーザ距離計である、請求項5に記載の液体除去装置。
- 前記スリットノズルは固定されており、
前記板状部材は搬送装置により前記移動方向に移動されることにより、前記スリットノズルに対して相対的に移動する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の液体除去装置。 - 前記搬送装置は、前記板状部材が載置されるテーブルロールである、請求項7に記載の液体除去装置。
- 前記搬送装置は、コイル状に巻回された前記板状部材を巻き戻すペイオフリールと、前記液体が除去された前記板状部材をコイル状に巻き取るテンションリールとを含む巻取巻戻装置である、請求項7に記載の液体除去装置。
- 前記板状部材は静止しており、
前記スリットノズルはノズル移動機構により前記板状部材に対して相対的に移動する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の液体除去装置。 - 前記スリットノズルは、
前記噴射口と、外部から送り込まれた前記ガスを前記噴射口へ導くガス流路とを備えるノズル本体部と、
前記ノズル本体部の前記噴射口から前記板状部材の移動方向下流側に向けて延設された前記ノズル背面を有する背面部材と、
から構成され、
前記ノズル背面は、前記板状部材の表面に対向する前記背面部材の対向面である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の液体除去装置。 - 請求項1〜11のいずれか1項に記載の前記液体除去装置を用いて、前記板状部材の表面に付着した液体を除去する液体除去方法であって、
前記スリットノズルの噴射口と前記板状部材とのギャップを前記ギャップ測定装置により測定する測定ステップと、
測定された前記ギャップに基づいて、前記スリットノズルまたは前記板状部材のうち少なくともいずれか一方の位置を変更することにより、前記ギャップを20mm以下に調整するギャップ調整ステップと、
前記スリットノズルと前記板状部材とを相対的に移動させながら前記スリットノズルから前記板状部材の表面に対してガスを噴射し、前記板状部材の表面に付着した前記液体を除去する液体除去ステップと、
を含む、液体除去方法。 - 前記板状部材の板厚が変化する度に、前記測定ステップ及び前記ギャップ調整ステップを実行することにより前記ギャップが再調整される、請求項12に記載の液体除去方法。
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