KR100259242B1 - 스트립 부상용 압력패드 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압력패드에 관한 것으로 프리넘챔버가 가압유체공급수단에 연결되어 있으며, 이 프리넘챔버의 상벽에는 한쌍의 평행한 슬릿노줄이 형성되어 있다. 프리넘챔버의 상벽에는 분출구멍과 두 개의 폐쇄수단이 마련되어 있다.
상기 분출구멍은 상벽의 양측 위에 형성된 노줄 사이에 연장된 가상선 위에 배열되어 있고, 이 가상선의 중앙부분은 통로의 인접모서리에 대해 뾰족하게 되어있다. 각각의 폐쇄수단은 가상선중 하나의 양측에 배열된 하나 이상의 폐쇄벽을 포함한다. 이 가상선은 V, 아치 및 브래킷 형상이다.
Description
제1도는 스트립을 통해 위에서 본 압력 패드의 도면.
제2도는 제1도의 선(Ⅱ-Ⅱ)에서 본 압력 패드의 단면도.
제3도는 구멍과 한쌍의 폐쇄벽을 도시한 도면.
제4도는 제3도의 선(Ⅳ-Ⅳ)에서 본 폐쇄벽의 단면도.
제5도는 제3도의 선(Ⅳ-Ⅳ)에서 본 또 다른 종류의 폐쇄벽의 단면도.
제6도는 본 발명에 따른 경사진 평행선으로 중간에 표시된 효과적인 정압영역과 화살표로 나타낸 기체 유동방향을 도시한 개략도.
제7도는 선행기술의 압력 패드에 따른 경사진 평행선으로 중앙에 표시된 효과적인 정압영역과 화살표로 표시된 유체유동의 방향을 도시한 개략도.
제8도는 본발명의 압력 패드와 종래의 압력패드의 부상력을 나타내는 그래프.
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래의 기술]
본 발명은 부상형 열처리로에 관한 것이고, 특히, 스트립이 상기 노를 통과함에 따라 알류미늄, 동 또는 금속과 같은 재료의 연속 스트립을 유동층상에 부상하게 하는 부상형 압력 패드(pressure pad)에 관한 것으로, 상기 압력 패드는 상기 스트립의 위 및 아래에 배치되어 있다.
압력 패드는 열처리노를 통해 쉽게 변형할수 있는 재료의 금속 스트립을 부상하는데 널리 이용되며, 이러한 스트립은 일반적으로 상기 열처리노를 통해 금속 스트립을 지지하여 반송하는 강철 등과 접촉하는 경우 손상을 입을수 있다.
일반적으로, 도 7에 나타난바와 같이, 각각의 압력 패드(40)는 플리넘 챔버(plenum chamber)(41)를 포함한다. 이 플리넘 챔버(41)는 스트립의 가장자리에서 또 다른 가장자리로 뻗고, 또한 스트립(S)의 이동에 수직한 분사노줄(42, 42')의 평행한 열(row) 또는 라인(line)을 포함한다. 이들 열은 증기 또는 기체와 같은 유체의 분사를 플리넘 챔버(41)로부터 송풍시키므로서스트립(S)을 부상시키도록 되어 있다. 분사노줄(42, 42')의 각각의 열은 스트립(S)의 폭과 동일한 공간에 걸쳐 있는 연속 슬릿 또는 슬롯을 구성한다. 이들 분사 노줄(42, 42')은 기체를 스트립에 송풍하여 정압을 만들도록 되어 있다.
본 발명에 비해 종래의 압력 패드(40)에 있어서는, 다량의 유체가 스트립(S)의 가장자리쪽으로 이동한 다음 이 스트립(S)의 아래영역으로부터 쉽게 탈출하였다. 유체를 적절히 포함하지 않기 때문에 스트립(S)의 아래의 유효 정압이 작아지게 되였다. 따라서, 스트립을 지속적으로 부상하기가 어려웠고, 고온유체의 경우에는, 유체 밀도가 작기 때문에 플러터링(fluttering) 또는 스크랫칭(scratching)의 발생으로 인해, 스트립을 부상하는 데에는 다량의 유체를 확보해야만 했다.
[발명이 해결하고자 하는 기술적 과제]
따라서, 본 발명의 목적은 고효율로 금속 스트립을 안정하게 부상하도록 구성된 압력 패드를 제공하는 것이다.
본발명의 상기 및 기타목적은 스트립부상용 압력 패드는 플리넘 챔버로 구성되고, 플리넘 챔버는 가압유체 공급수단이 접속되고, 상기 챔버의 상면에 한쌍의 슬릿 노즐을 스트립의 반송방향으로 소정간격을 두고서 평행하게 설치되고, 연속 반송된 스트립의 하방에 배치되어 있으며, 상기 플리넘챔버는 그 상면에 복수의 분출구멍과 한쌍 이상의 폐쇄수단(obsturction means)이 설치되고, 상기 분출구멍은 스트립의 폭방향으로 소정 간격을 두고서 대칭으로 배치된 하나 이상의 가상선을 따라 배치되어 있으며, 이 가상선은 상기 챔버상면의 스트립의 반송방향의 양단면에 설치된 상기 슬릿노줄 사이에 상정되고, 중앙부가 상기 챔버의 양측단부 중 가까운 방향으로 향해서 돌출해 있고, 상기 각각의 이들 폐쇄수단은 상기 분출구멍의 양측에 배열된 2개의 폐쇄벽(obstruction wall)으로 구성된 것을 특징으로하는 스트립용 압력패드를 제공하므로써 성취된다.
분배기가 상판에 미끄러지게 고정되어 있다. 더구나, 상기 가상선은 V모양, 아치모양 또는 브래킷모양으로 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 하면, 각각의 압력 패드는 통로 또는 스트립의 측면쪽 및 유체 노즐의 슬릿사이를 향하는 구멍의 2개 이상의 V자모양, 아치모양 또는 브래킷 모양의 열을 가진다.
본 실시예에서는 구멍의 V모양의 6개열이 있는데, 한쪽에는 3개의 열이 있고 다른 한쪽에도 3개의 열이 있다. 구멍의 각각의 열의 양측에는 스트립의 이동에 수직하게 이동되고, 구멍의 크기를 조절하기 위해 슬릿에 평행한 2개의 폐쇄벽이 설치되어 이 구멍을 통해 가스 유량을 변경한다. 이들 폐쇄벽은 일반적으로 L모양이고 플리넘 챔버에 수직으로 직립해 있다.
그러나, 폐쇄벽은 V자모양을 할수 있고 압력 패드의 중앙부분쪽으로 경사질수 있어서 유체가 압력 패드의 중앙부로 향하게 되어, L모양의 폐쇄벽보다 더 큰 정압을 만들 수 있다. 또한, 이들 폐쇄벽은 슬릿 및 구멍으로부터 송풍되어진 가스를 잡아 유효 정압을 만들 수 있다. 스트립의 아래로부터 도피하는 유체를 방지하는 폐쇄벽과 슬릿 및 구멍을 통해 플리넘 챔버로부터 분사되는 유체에 의해 발생한 압력에 의해, 스트립의 아래의 정압영역이 커지게 된다. 즉, 압력 증가로 인해, 다량의 유체가 스트립의 이동에 대해 평행하게 도피하지만, 소량의 유체가 스트립의 가장자리로부터 탈출하게 되는데, 이는 스트림의 아래의 큰 정압이 얻어질수 있다는 것을 의미한다.
[실시예]
도 1 및 도 2는 본 발명을 구현하는 참조번호 1로 표시한 압력 패드를 나타낸다. 이 압력 패드는 스트립(S)의 통로(P)를 따라 나란히 배열되어 있고 송풍기(30)와 같은 가압유체 공급수단에 연결되어 있다.
압력 패드(1)는 통로(P)상에서 이동하는 스트립(S)의 하면에 유체를 뿜어내는 수단과, 다수의 폐쇄수단(4)을 가지는 플리넘 챔버(2)를 포함한다.
플리넘 챔버(2)는 저벽(21), 측벽(22, 22'), 상벽(24) 및 단벽(26, 26')으로 구성되어 있다. 각각의 측벽(22, 22')은 저벽(21)으로부터 수평으로 위쪽으로 뻗어 아래쪽으로 경사진 부분(23, 23)'을 형성하기 위해 상부에서 안쪽으로 만곡되어 있다. 상벽(24)은 대향되게 경사진 부분(23, 23')사이에 배치되어 있으며 이 경사진 부분으로부터 이격되어 측벽(22, 22')의 경사부분(23, 23')와 함께 분사노줄(3, 3')의 한 쌍의 평행 슬릿 또는 라인을 형성하도록 되어 있다. 또한, 상벽(24)은 노즐(3, 3')양측에서 아래로 경사진 안내판(25, 25')을 구비하여 노즐(3, 3')을 테이퍼하도록 되어 있다.
단벽(26, 26')은 본체(2)의 양단을 각각 포위 한다.
상벽(24)에는 다수의 분출구멍(10)이 배열되어 있다. 이들 구멍(10)은 도 1에 나타난바와 같이, 스트립(S)의 이동통로(P)의 중앙선에 평행한 상벽(24)의 중앙선에 의해 두 개의 그룹으로 분할된 V모양의 평행 가상선(L)상에 규칙적인 간격으로 배열되어 있다. 각각의 그룹의 V모양의 가상선(L)은 중앙부가 통로(P)의 인접 가장자리 바깥쪽으로 돌출하도록 배열되어 있다.
도 3 및 도 4에 상세히 나타난바와 같이, 각각의 폐쇄수단(4)은 한쌍의 세장된 부재, 즉 내측 및 외측 폐쇄벽(4a, 4b)으로 구성되어 있다. 내측 폐쇄벽(4a)은 V모양의 본체부(5a)와, 전체길이를 따라 이 본체부(5a)의 외측 가장자리로부터 위쪽으로 뻗은 V모양의 수직부(6a)를 가지고 있다. 수직부(6a)는 경사진 부분(61, 61')을 형성하기 위해 전방 및 후방 모퉁이가 절단되어 있다. 외측 폐쇄벽(4b)은, 수직부(6b)가 본체부(5b)의 내부 가장자리에 설치된 것을 제외하고 내측 폐쇄벽과 유사한 구성을 한다. 더구나, 각각의 본체부(5a, 5b)에는 적절한 간격으로 상벽(24)에 미끄러질수 있게 부착하는 다수의 세장된 개구부(7a, 7b)가 설치되어 있다. 각각의 쌍의 내측 및 외측 폐쇄벽(4a, 4b)은 서로 대향하고 있고, V모양의 선의 양측에 위치하여 분출구멍(10)이 수직부(6a, 6b)사이에 존재한다. 폐쇄벽(4a, 4b)은 볼트(9a, 9b)에 의해 상벽(24)에 고정된 후, 상기 구멍(10)의 크기를 조정함으로써 분출구멍(10)을 통해 유량을 변경할수 있도록 되어 있다.
사용시, 송풍기(30)로부터 공급된 가압유체가 압력 패드(1)의 플리넘 챔버(2)에 공급되어, 노즐(3, 3) 및 분출구멍(10)을 통해 스트립(S)의 아래에 송풍된다. 이 경우에, 하나의 노즐(3)로부터 경사지게 된 유체는 다른 노즐(3')로부터 송풍된 유체와 수렵하여 스트립(S)의 가장자리 쪽으로 유동하게 된다. 그러나, 분출구멍(10)으로부터 송풍된 유체는 유체 커튼(curtain)을 형성하고 폐쇄수단(4)과 협동하여 수렵된 유체가 스트립(S)의 가장자리 쪽으로 흐르는 것을 방지한다. 게다가, 내측 및 외측 폐쇄벽(4a, 4b)의 수직부분(6a, 6b)은 V모양을 하여 인접단벽(26, 26')에 대해 돌출한 중앙부(굴곡부)(8a, 8b)와 각각 배열되어서 스트립(S)의 가장자리 쪽으로 유체가 흐르는 것을 효과적으로 방지하고, 또한 가장자리로부터 탈출하는 것을 효과적으로 방지 한다. 따라서, 가압유체는 폐쇄벽(4a, 4b)과 함께 노즐(3, 3')에 의해 형성된 영역내에 규제된다. 따라서, 도 6에 나타난바와 깥이, 정압영역(A)은 스트립(S)을 압력 패드(1)위에 안정하게 지지하기 충분한 정도로 증가한다.
상기 실시예에서, 수직부분(6a, 6b)이 본체부(5a, 5b)와 각각 수직하게 배치되어 있지만, 통로(P)의 중앙쪽으로 안쪽으로 경사질수도 있다. 이렇게 하면, L자 모양의 폐쇄판을 사용하는 것보다 큰 유효 정압을 얻을수 있다. 또한, 구멍은 압력패드(1)의 중앙부쪽으로 경사져서 유체가 압력 패드(1)의 중앙부분쪽으로 뿜어내어져 스트립(S)의 하면의 정압이 일반분출구멍(10)에 의한 정압보다 크게될수 있다.
더구나, 상기 실시예에서, 내측 및 외측 폐쇄벽(4a, 4b)과 같은 한쌍의 폐쇄벽이 있다. 그러나, 내측 및 외측 폐쇄벽(4a, 4b)은 반드시 쌍으로 될 필요는 없다. 즉, 압력패드(1)의 양측에 내측 폐쇄벽(4a)만을 이용할수 있거나 외측폐쇄벽(4b)만을 이용할수 있고, 또한 내외측 폐쇄벽(4a, 4b)을 혼합하여 사용할수 있다.
더구나, 통로(P)의 양측위에 다수의 폐쇄수단(4)을 배열할 필요가 없다. 각각 측에 하나의 분배기(4)만을 설치함으로써 유사한 효과를 얻을수 있다.
또한, 내측 및 외측 폐쇄벽(4a,4b)은 V모양구조를 할수 있지만 아치모양 또는 브래킷모양을 할수 있다.
도 8에서 그래프는 본 발명의 압력패드와 종래의 압력패드사이의 부상력의 차이를 나타낸다. 다음 표는 200mmH2O의 기체압력에 있어서의 부상력의 차이를 나타낸다.
부상력 송풍량
(kg) (m3/min)
본 발명의 압력패드 33 142
종래의 압력패드 18.5 107
상기 표에 나타난바와 같이, 공기 기체압력이 200mmH22O 일 때, 본 발명의 압력 패드에서는 부상력이 33kg을 얻을 수있는 반면, 종래의 압력패드에서는 18.5kg을 얻을수 있다. 즉, 본 발명의 압력패드는 종래의 압력패드보다 1.78배 큰 부상력을 얻을수 있다. 다음에, 동일한 기체 압력하에서, 본 발명의 압력패드의 송풍량은 142(㎥/min)인 반면, 종래의 압력패드는 107(㎥/min)이다. 즉, 송풍량비가 1.33(=142/107)이 된다. 기체압력에서 본 발명의 압력패드와 종래의 압력패드의 참의 부상력은 부상력 (1.78)을 송풍량비(1.33)로 나누므로써 얻어진다. 이 결과가 1.34가 된다. 이러한 수치는 기체압력하에서 본 발명의 압력패드가 종래의 압력 패드보다 34%더 많이 얻을수 있다는 것을 의미한다.
도 8에 의하면, 종래의 압력패드를 이용하여 18.5kg의 스트립 부상력을 얻기 위해선, 200mmH2O의 가스압력이 필요한 반면, 본 발명의 압력패드를 사용하면, 110mmH2O가 18.5kg의 동일한 송풍력을 얻는데 필요하다. 또한, 본 발명의 압력패드의 경우에는 110mmH2O의 이 가스압력에서의 송풍량은 106㎥/min이다.
더구나, 본 발명의 압력패드에 의해 110mmH2O의 기체압력에서 106㎥/min의 송풍량을 얻는데 필요한 동력은 종래의 압력 패드에서 200mmH2O의 기체압력에서 107㎥/min을 얻는데 필요한 동력의 55%이다.
따라서, 본 발명의 압력 패드를 이용하면, 종래의 압력 패드를 이용하여 동일한 송풍량을 얻는데 필요한 동력의 45%을 절감하게 된다.
W=(P·Q),(T·η )
단,
W : 동력 P : 압력 Q : 송풍량 T : 시간간격 η : 효율
C=(P1·Q1)/(P2·Q2 )
=(110·106)/(200·107)
=0.55
단,
C : 동력비 P1,P2 : 압력 Q1,Q2 : 송풍량
[발명의 효과]
이상에서 설명한 바와 같이, 스트립의 하면에 송풍된 가압유체가 폐쇄수단에 의해 스트립의 가장자리쪽으로 흐르는 것을 방지하여 정압영역이 전체적으로 확장됨으로써 스트립의 부상력을 증가시킨다. 또한, 구멍으로부터 송풍된 유체가 커튼(curtain)을 형성하여 정압영역을 안정하게 유지한다. 따라서, 고온의 유체가 압력패드에 공급될지라도 스트립을 지지하는 충분한 부상력을 얻을수 있다. 즉, 무거운 재료에 대하여 고온의 가스를 송풍하여 부상시키는 경우 일자라도 충분한 부상력이 얻어진다.
또한, 정압영역의 확대에 의해, 스트립의 안정된 반송상태, 즉, 사행(蛇行)이나 요동없는 반송상태를 얻을수 있고 스트립의 스크래칭과 같은 손상이 없게 된다.
Claims (5)
- 스트립부상용 압력 패드는 플리넘 챔버로 구성되고, 이 플리넘 챔버는, 가압유체 공급수단이 접속되고, 상기 챔버의 상면에 한쌍의 슬릿 노즐을 스트립의 반송방향으로 소정간격을 두고서 평행하게 설치되고, 연속 반송된 스트립의 하방에 배치되어 있으며,상기 플리넘챔버는 그 상면에 복수의 분출구멍과 한쌍 이상의 폐쇄수단이 설치되고,상기 분출구멍은, 스트립의 폭방향으로 소정간격을 두고서 대칭으로 배치된 한쌍 이상의 가상선에 따라 배치되어 있으며,이 가상선은, 상기 플리넘 챔버상면의 스트립의 반송방향의 양단면에 설치된 상기 슬릿노즐사이에 상정되고,중앙부가 상기 플리넘 챔버의 양측단부중 가까운 쪽을 향하여 돌출해 있고, 상기 각각의 이들 폐쇄수단은 상기 분출구멍의 양측에 배열된 2개의 폐쇄벽으로 구성된 것을 특징으로 하는 스트립 부상용 압력 패드.
- 제1항에 있어서, 상기 폐쇄벽의 한쪽 이상을 스트립의 폭방향으로 이동할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 스트립용 압력 패드.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가상선은 V 자 모양인 것을 특징으로 하는 스트립 부상용 압력 패드.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가상선은 아치모양인 것을 특징으로 하는 스트립 부상용 압력 패드,
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가상선은 브래킷 모양인 것을 특징으로 하는 스트립 부상용 압력 패드.
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