(57)【要約】【課題】リンガーロール及びドライヤーを用いることなく、鋼板上の液体を除去可能な液体除去装置を提供する。【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】2017170714.tif 000011【選択図】図２
2017170714.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【数１】
2017170714.tif 000010
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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１２】
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。
【請求項１３】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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及びこれを用いた液体除去方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱間圧延後の鋼板の表面には、スケールと呼ばれる酸化膜が形成されている。スケールは鋼板の疵等の要因となるため、必要に応じて、塩酸や硫酸等による酸洗処理を鋼板に対して行う。従来の連続式酸洗ラインでは、コイル状の鋼板をアンコイラーにより巻き戻してレベラーにより形状矯正し、先行する鋼板の後端と後行の鋼板の先端とを溶接して連続した鋼板とした後、酸洗槽を通板させることで鋼板表面のスケールを溶解除去する。酸洗槽にてスケールが除去された鋼板は、表面に付着している酸や水が水洗槽で除去され、ドライヤーで乾燥された後、再びコイル状に巻き取られる。【０００３】
ここで、従来、鋼板に付着している酸や水等を除去するため、水洗槽に設置され、通板される鋼板の液体を除去する一対のリンガーロールと、リンガーロール通過後に鋼板表面に残存する液体を熱風で吹き飛ばし、乾燥を促進させるドライヤーとを利用していた。リンガーロールは、表面が柔らかいゴム層で形成されており、リンガーロールを鋼板に押し付けることで鋼板表面に付着した液を絞り、除去する。【０００４】
この際、リンガーロールと鋼板の両端部との間に隙間が生じると、当該隙間に液体が滞留し、リンガーロール通過後の鋼板の両端部表面に液体が帯状に残留する。また、リンガーロールを長期に使用すると、鋼板の両端部に対応する部分が摩耗して鋼板に接触しない空間が生じ、液体が鋼板表面に残留する範囲が広がる。このようにリンガーロール通過後の鋼板表面に液体が残存すると、ドライヤーによって十分吹き飛ばすことができない。【０００５】
そこで、リンガーロールとドライヤーとの間に、液切り装置を設置し、リンガーロール通過後に残存した液体を除去する技術が提案されている。例えば特許文献１には、鋼帯の上下面に付着する液体を押圧しながら除去する一対の液切りロールと、該液切りロールと鋼帯の端部との間に形成される隙間に向けて、気体を鋼帯中央部から鋼帯端部に指向して所定の流速で噴射するノズルとを備える、液体の除去方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−６５７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記特許文献１に記載の液体の除去方法を用いても、リンガーロール及びドライヤーの両者を備える必要があり、設備を維持するためのコストが大きくなるという問題があった。【０００８】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、リンガーロール及びドライヤーを用いることなく、鋼板上の液体を除去することが可能な、新規かつ改良された液体除去装置及びこれを用いた液体除去方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、搬送され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する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、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、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、スリットノズルの噴射口から移動方向下流側に配置される面であるノズル背面と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、移動方向におけるノズル背面の長さをＬ［ｍｍ］と定義し、ギャップをｈ［ｍｍ］と定義し、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、液体除去装置が提供される。
【数１】
2017170714.tif 000003
【００１０】
液体除去装置は、ギャップ測定装置の測定結果に基づいてギャップを調整するギャップ調整機構をさらに備えてもよい。ギャップ調整機構は、ギャップを２０ｍｍ以下に調整する。【００１１】
ギャップ調整機構は、スリットノズルの位置を変更することにより、ギャップを調整してもよい。【００１２】
あるいは、板状部材を搬送するテーブルロールにより板状部材が移動方向に移動されるとき、ギャップ調整機構は、板状部材が載置されるテーブルロールの位置を変更することにより、ギャップを調整してもよい。【００１３】
ギャップ測定装置は、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ギャップをそれぞれ測定し、ギャップ調整機構は、測定位置でのギャップをそれぞれ２０ｍｍ以下に調整してもよい。【００１４】
ギャップ測定装置は例えばレーザ距離計によりギャップを測定してもよい。【００１５】
スリットノズルは固定されており、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、スリットノズルに対して相対的に移動するようにしてもよい。【００１６】
搬送装置は、板状部材が載置されるテーブルロールであってもよい。【００１７】
あるいは、搬送装置は、コイル状に巻回された板状部材を巻き戻すペイオフリールと、液体が除去された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ってもよい。【００１８】
また、板状部材は静止しており、スリットノズルはノズル移動機構により板状部材に対して相対的に移動するようにしてもよい。【００１９】
液体除去装置のスリットノズルは、噴射口と、外部から送り込まれたガスを噴射口へ導くガス流路とを備えるノズル本体部と、ノズル本体部の噴射口から板状部材の移動方向下流側に向けて延設されるノズル背面を有する背面部材と、から構成してもよい。このとき、ノズル背面は、板状部材の表面に対向する背面部材の対向面である。【００２０】
また、本発明の別の観点によれば、上記液体除去装置を用いて、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、スリットノズルの噴射口と板状部材とのギャップをギャップ測定装置により測定する測定ステップと、測定されたギャップに基づいて、スリットノズルまたは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、当該ギャップを２０ｍｍ以下に調整するギャップ調整ステップと、スリットノズルと板状部材とを相対的に移動させながら、スリットノズルから板状部材の表面に対してガスを噴射し、板状部材の表面に付着した液体を除去する液体除去ステップと、を含む、液体除去方法が提供される。【００２１】
板状部材の板厚が変化する度に、測定ステップ及びギャップ調整ステップを実行することによりギャップが再調整されてもよい。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように本発明によれば、リンガーロール及びドライヤーを用いることなく、鋼板上の液体を除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】一般的なスリットノズル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】本発明の一実施形態に係るスリットノズル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３】同実施形態に係る液体除去装置の一構成例を示す側面図である。
【図４】図３に示した液体除去装置の背面図である。
【図５】同実施形態に係るスリットノズルの詳細な構成を示す説明図である。
【図６】背面長さＬを２０ｍｍ、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和を９０°としたときの流速ｕ＋（ｘ）と流速ｕ−（ｘ）との一関係例を示す説明図である。
【図７】背面長さＬを１５ｍｍ、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和を５０°としたときの流速ｕ＋（ｘ）と流速ｕ−（ｘ）との一関係例を示す説明図である。
【図８】噴射角度θを４５°として背面傾斜角度β及び背面長さＬを変化させたときの、ギャップｈとノズル圧Ｐｎとの関係を示す説明図である。
【図９】図８のプロット線に関して、ノズル背面の流れの状態を説明するための説明図である。
【図１０】同実施形態に係る液体除去装置のノズル構成の一変形例を示す説明図である。
【図１１】前面傾斜角度αを３０°としたときの、背面長さと鋼板表面に残存する液体の膜厚との一関係を示すグラフである。
【図１２】ギャップと鋼板表面に残存する液体の膜厚との一関係を示すグラフである。
【図１３】鋼板表面上の液体の膜厚と鋼板品質に関する不良判定率との関係を示す説明図である。
【図１４】前面傾斜角度αを３５°としたときの、背面長さと鋼板表面に残存する液体の膜厚との一関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２５】
＜１．概要＞
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。
【００２６】
本実施形態に係る液体除去装置では、スリットノズルにより板状部材である鋼板の表面に空気を噴射し、鋼板表面上の液体を除去する。一般的なスリットノズルを用いた液体除去装置としては、図１に示すように、当該液体除去装置に対して相対的に移動する鋼板の移動方向下流側から鋼板表面に対してスリットノズル３の噴射口３ａから空気を噴射するエアブロー装置が用いられている。図１に示すように、スリットノズル３から噴射される高速のガス噴流ｆ１は、鋼板Ｓの表面に衝突して、移動方向上流側へ向かう流れｆ２によって鋼板Ｓ上の液体５ａを押し返すことで、鋼板Ｓ上の液体５ａを除去する。
【００２７】
一方で、ガス噴流ｆ１が鋼板Ｓの表面に衝突した際に、移動方向下流側へ向かう反転流ｆ３も発生する。この反転流ｆ３と、エアブロー装置が外気を吸い込む際に生じさせる、スリットノズル３の背面に沿って鋼板Ｓの表面に流れる外気吸い込み流ｆ４とが干渉し、ガス噴流ｆ１が一時的に乱れる。その結果、ガス噴流ｆ１が鋼板Ｓの表面に衝突するときの衝突圧が低下し、移動方向上流側へ向かう流れｆ２の圧力も低下するため、鋼板Ｓ上の液体５ａを十分に除去できず、スリットノズル３よりも移動方向下流側においても鋼板Ｓ上に液体５ｂが残存してしまう。
【００２８】
そこで、本願発明者は、外気吸い込み流ｆ４と鋼板Ｓの表面衝突後の反転流ｆ３との干渉によるガス噴流ｆ１の衝突圧低下を抑制できる液体除去装置の構成を検討した。その結果、図２に示すように、鋼板Ｓの移動方向下流側の面であるノズル背面１０４を、図１に示したスリットノズル３よりも移動方向下流側へ鋼板Ｓの表面に沿って延設することにより、コアンダ効果による外気吸い込み流ｆ４の影響を抑制し、ガス噴流ｆ１の乱れを抑制できるという知見を得た。以下、本実施形態に係る液体除去装置について詳細に説明していく。
【００２９】
＜２．液体除去装置の構成＞
（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。
【００３０】
本実施形態に係る液体除去装置１は、例えば板状部材の一例である鋼板Ｓの表面に付着した液体を除去する装置である。液体除去装置１は固定されており、鋼板Ｓが搬送装置によって搬送されることにより、鋼板Ｓは液体除去装置１に対して相対的に移動する。以下では、液体除去装置１に対して相対的に移動する鋼板Ｓの移動方向を搬送方向ともいう。液体除去装置１は、図３に示すように、搬送装置によって搬送されている鋼板Ｓを挟んで対称となるように上下にそれぞれ配置されている。上下の液体除去装置１は同一構成としてもよい。鋼板Ｓを搬送する搬送装置は、例えば載置された鋼板Ｓを回転により移動させるテーブルロールであってもよい。あるいは、搬送装置は、鋼板Ｓの搬送方向に液体除去装置１を挟んで両端に設けられた両端ロールからなる巻取巻戻装置であってもよい。巻取巻戻装置は、両端ロールとして、コイル状に巻回された鋼板Ｓを巻き戻すペイオフリールと、液体除去装置１により表面の液体が除去された鋼板Ｓをコイル状に巻き取るテンションリールとを備えている。
【００３１】
本実施形態に係る液体除去装置１は、図３に示すように、スリットノズル１０と、ギャップ測定装置３０と、ギャップ調整機構４０とを備える。
【００３２】
スリットノズル１０は、エア供給管２０を介して外部から送り込まれたガス（例えば、空気）を、ノズル先端の噴射口１１２から鋼板Ｓの表面に対して噴射する。スリットノズル１０は、スリット状に開口する噴射口１１２のスリット長さ方向が鋼板Ｓの幅方向に対応するように配置される。これにより、鋼板Ｓの幅全体にわたって鋼板Ｓ上の液体を除去することができる。噴射口１１２は、鋼板Ｓの搬送方向下流側から上流側へ向かって（すなわち、Ｘ軸負方向側から正方向側に向かって）ガスを噴射するように鋼板Ｓの表面に向けられる。また、スリットノズル１０は、図４に示すように、スリット状に開口する噴射口１１２のスリット長さ方向（Ｙ方向）の両側において、スリットノズル１０を鋼板Ｓに対して近接／離隔させるギャップ調整機構４０により支持されている。ギャップ調整機構４０によってスリットノズル１０を上下に移動させることで、噴射口１１２と鋼板Ｓの表面とのギャップが調整可能となっている。
【００３３】
本実施形態に係るスリットノズル１０は、図２に示したように、外気吸い込み流ｆ４の影響を抑制し、ガス噴流ｆ１の乱れを抑制するため、スリットノズル１０の内部のガス圧であるノズル圧と、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。スリットノズル１０の詳細構成及びノズル圧との関係については、後述する。
【００３４】
ギャップ測定装置３０は、スリットノズル１０の先端にある噴射口１１２と鋼板Ｓの表面との距離（以下、「ギャップ」ともいう。）を測定する。ギャップ測定装置３０は、図３及び図４に示すように、スリットノズル１０の噴射口１１２のスリット長さ方向（Ｙ方向）両側にそれぞれ設けられている。ギャップ測定装置３０をかかる位置に設けることで、スリット長さ方向におけるスリットノズル１０の噴射口１１２の鋼板Ｓの表面に対する傾きを検出することが可能となり、スリット長さ方向においてギャップが一定となるように調整することができる。ギャップ測定装置３０は、例えばスリット長さ方向においてスリットノズル１０を上下に移動させるギャップ調整機構４０と略同一位置に設けられていてもよい。
【００３５】
ギャップ測定装置３０は、レーザ距離計等の距離センサ３１を備えている。ギャップ測定装置３０は、例えば、距離センサ３１を鋼板Ｓの表面と対向させ、鋼板Ｓに対して出射したレーザ光とそのレーザ光の鋼板Ｓの表面での反射光との位相差に基づき、ギャップを測定する。距離センサ３１は、例えば図４に示すように、ギャップ測定装置３０にそれぞれ１つ設けてもよく、スリット長さ方向にそれぞれ複数配設してもよい。距離センサ３１は、噴射口１１２の両端１１２ｅ付近に配置される。本実施形態において噴射口１１２の両端１１２ｅ付近とは、スリット長さ方向におけるスリットノズル１０の噴射口１１２の長さをスリット長ｗとしたとき、噴射口１１２の両端部１１２ｅから±１／４ｗの範囲をいう。また、距離センサ３１は、鋼板Ｓと対向される必要があるため、例えば、液体除去装置１０が設置されるラインにて通板可能な鋼板Ｓの最小板幅及び最大板幅に応じてその設置位置が決定される。このように距離センサ３１は、噴射口１１２の両端１１２ｅ付近であって、かつ、鋼板Ｓと対向するように設置される。例えば、距離センサ３１は、鋼板Ｓの端部から板幅の１／６程度内側の位置に設置されてもよい。ギャップ測定装置３０は、距離センサ３１の検出結果に基づき得られたギャップを、ギャップ測定値として、ギャップ調整機構４０へ出力する。
【００３６】
ギャップ調整機構４０は、ギャップ測定装置３０の測定結果に基づいてギャップが所定の大きさとなるように調整する。本実施形態に係るギャップ調整機構４０は、スリットノズル１０を上下（Ｚ方向）に移動させる駆動部４１と、駆動部４１の駆動を制御する制御部（図示せず。）とを備える。
【００３７】
駆動部４１は、図３及び図４に示すように、スリットノズル１０の噴射口１１２のスリット長さ方向（Ｙ方向）両側にそれぞれ設けられており、支持部材５１、５３、５５を介してスリットノズル１０を支持している。このように駆動部４１を設置することで、噴射口１１２のスリット長さ方向における噴射口１１２と鋼板Ｓとの距離を均一にすることができる。駆動部４１は、例えばシリンダにより構成され、支持部材５５が固定されたピストンを移動させることで、スリットノズル１０の高さ位置を調整することができる。なお、本発明はかかる例に限定されず、駆動部４１は、例えば鋼板Ｓが載置されたテーブルロールの高さ位置を変更するアクチュエータであってもよい。このようにスリットノズル１０の噴射口１１２に対してテーブルロールを近接／離隔させることによってもギャップを調整することができる。
【００３８】
制御部は、ギャップ測定装置３０の測定結果に基づいて、噴射口１１２が鋼板Ｓに接触しない範囲でなるべく鋼板Ｓに近づけるように各駆動部４１を駆動させ、スリットノズル１０の高さ位置を調整する。ギャップ測定装置３０によるギャップ測定値は、距離センサから鋼板Ｓの表面までの距離であるため、制御部は、ギャップ測定値から距離センサとスリットノズル１０の噴射口１１２との距離を差し引いた値を現在のギャップとして、スリットノズル１０の高さ位置が所定の範囲内となるように調整する。制御部によるギャップ調整により、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、ギャップ調整機構４０により、ギャップを２０ｍｍ以下とするのがよい。
【００３９】
（２−２．スリットノズルの構成とノズル圧との関係）
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。
【００４０】
図５は、本実施形態に係るスリットノズル１０の詳細な構成を示す説明図である。図５に示すように、スリットノズル１０は、噴射口１１２から鋼板Ｓの搬送方向上流側へ向かうノズル前面１０２と、噴射口１１２から鋼板Ｓの搬送方向下流側へ向かうノズル背面１０４とを備える。ノズル前面１０２は、搬送方向上流側への傾斜が抑制され、ノズル背面１０４は、搬送方向下流側へ鋼板Ｓの表面に沿って延設されている。
【００４１】
ここで、鋼板Ｓの表面に垂直な方向を基準方向Ｃ１として、基準方向Ｃ１とスリットノズル１０の噴射口１１２からのガスの噴射方向Ｃ３とのなす角を噴射角度θ［°］、基準方向Ｃ１とノズル前面１０２とのなす角を前面傾斜角度α［°］、ガスの噴射方向Ｃ３とノズル背面１０４とのなす角を背面傾斜角度β［°］とする。また、鋼板Ｓの搬送方向Ｃ２におけるノズル背面１０４の長さを背面長さＬ［ｍｍ］とする。そして、噴射口１１２と鋼板Ｓの表面との距離をギャップｈ［ｍｍ］、スリットノズル１０のスリットの開口幅をスリット幅ｄ［ｍｍ］、スリットノズル１０の内部のガス圧をノズル圧Ｐｎ［ＫＰａ］としたとき、液体除去装置１は、下記式（１）〜（３）の関係を満たすように構成される。
【００４２】
【数２】
2017170714.tif 000004
【００４３】
なお、噴射角度θ及び背面傾斜角度βは、大きさを表すものであり、０以上の値で表されるものとする。前面傾斜角度αについては、基準方向Ｃ１を０°として、鋼板Ｓの搬送方向上流側への傾きを正の値、下流側への傾きを負の値で表すとする。また、例えば図３に示すように、ノズル背面１０４が鋼板Ｓと平行でない場合の背面長さＬは、実際の背面長さをＬ’［ｍｍ］としたとき、Ｌ’ｃｏｓ（９０°−θ−β）により算出することができる。このように、背面長さＬは、ノズル背面１０４を水平投影面に投影したときの水平投影面上におけるノズル背面１０４の搬送方向（Ｘ方向）の長さに相当する。
【００４４】
（ａ．ノズル圧Ｐｎとの関係）
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
【００４５】
ｕ＋のＸ方向分布は、経験的に知見がある高速噴流の１０％の大きさを初速ｕ＋（０）としたとき、Ｘ方向に進むにつれて圧力損失により流速は初速ｕ＋（０）から減少していく。定量的には、Ｘ方向における位置に対する圧力損失は、下記式（１−１）で与えられる。
【００４６】
【数３】
2017170714.tif 000005
【００４７】
上記式（１−１）により表される圧力損失の変動を下記式（１−２）に代入すると、速度の減少量Δｕ＋（ｘ）が求められる。
【００４８】
【数４】
2017170714.tif 000006
【００４９】
そして、下記式（１−３）より、求めた速度の減少量Δｕ＋（ｘ）を前の位置での速度ｕ＋（ｘ）から引くことで、ｘ＋ｄｘ位置における速度ｕ＋（ｘ＋ｄｘ）が求められる。
【００５０】
【数５】
2017170714.tif 000007
【００５１】
一方、鋼板に衝突したガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（ｘ）は、スリットノズル１０から噴射されるガスの噴流の流速ｕを用いて下記式（１−４）で求められる。
【００５２】
【数６】
2017170714.tif 000008
【００５３】
ここで、図５に示すように、基準位置（ｘ＝０）から搬送方向上流側へノズル背面１０４の背面長さＬだけ離れた位置での、コアンダ効果によって噴射口１１２側へ引き込まれる流速ｕ＋（Ｌ）と、鋼板Ｓに衝突したガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（Ｌ）との大きさを考える。
【００５４】
まず、流速ｕ＋（Ｌ）が流速ｕ−（Ｌ）以下であるとき（ｕ＋（Ｌ）≦ｕ−（Ｌ））は、すなわち、ガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（Ｌ）がコアンダ効果によって引き込まれる流速ｕ＋（Ｌ）以上となるときである。このため、ガス噴流ｆ１は、コアンダ効果で引き込まれる流速ｕ＋（Ｌ）から影響を受けることはなく、振動しない。したがって、ガス噴流ｆ１は乱れることなく鋼板Ｓに衝突し、図２に示すように、液体除去装置１による液切り能力が発揮される。
【００５５】
一方、流速ｕ＋（Ｌ）が流速ｕ−（Ｌ）より大きいとき（ｕ＋（Ｌ）＞ｕ−（Ｌ））は、すなわち、コアンダ効果によって引き込まれる流速ｕ＋（Ｌ）がガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（Ｌ）より大きくなるときである。このとき、ガス噴流ｆ１はコアンダ効果で引き込まれる流速ｕ＋（Ｌ）から影響を受ける。その結果、ガス噴流ｆ１が水平方向に振動し、ガス噴流ｆ１の鋼板Ｓへの衝突圧が低下するので、図１に示すような液体除去装置１の液切り能力低下につながる。
【００５６】
以上より、ガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（Ｌ）がコアンダ効果で引き込まれる流速ｕ＋（Ｌ）以上となるようにすることで、液体除去装置１による液切り能力を発揮させることができる。すなわち、ｘ＝Ｌの位置でのガス噴流吐出位置での流速ｕ＋と流速ｕ−のバランスを考慮することで、液体除去装置１による液切り能力が発揮された状態することができる。
【００５７】
例えば、図６に、背面長さＬを２０ｍｍ、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和を９０°としたときのコアンダ効果にて噴射口１１２側へ引き込まれる流速ｕ＋（ｘ）と、鋼板Ｓに衝突したガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（ｘ）との一関係例を示す。図６に示すように、基準位置（ｘ＝０）から搬送方向上流側に１０ｍｍより大きく離れると、ガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（ｘ）がコアンダ効果にて噴射口１１２側へ引き込まれる流速ｕ＋（ｘ）よりも大きくなる。したがって、背面長さＬが２０ｍｍの場合、ガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（ｘ）がコアンダ効果にて噴射口１１２側へ引き込まれる流速ｕ＋（ｘ）よりも大きいため、ノズル背面１０４の流れは整流化される。
【００５８】
一方、例えば、図７に、背面長さＬを１５ｍｍ、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和を５０°としたときのコアンダ効果にて噴射口１１２側へ引き込まれる流速ｕ＋（ｘ）と、鋼板Ｓに衝突したガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（ｘ）との一関係例を示す。図７に示すように、基準位置（ｘ＝０）から搬送方向上流側に１５ｍｍ離れても、ガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（ｘ）はコアンダ効果にて噴射口１１２側へ引き込まれる流速ｕ＋（ｘ）よりも小さい。このため、背面長さＬが１５ｍｍの場合、ガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（ｘ）がコアンダ効果にて噴射口１１２側へ引き込まれる流速ｕ＋（ｘ）よりも小さいため、ノズル背面１０４の流れは乱流化し、ガス噴流ｆ１が乱れることになる。
【００５９】
そこで、本願発明者は、ガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（Ｌ）がコアンダ効果によって引き込まれる流速ｕ＋（Ｌ）以上となる液体除去装置１の構成及び設定を検討した結果、上記式（１）の関係式を想到した。すなわち、スリットノズル１０のノズル圧Ｐｎ［ＫＰａ］が、ギャップｈ［ｍｍ］、背面長さＬ［ｍｍ］、背面傾斜角度β［°］、スリット幅ｄ［ｍｍ］及び噴射角度θ［°］で表される関係式Ｆ（ｈ，Ｌ，β，θ，ｄ）の値以上となるようにスリットノズル１０を構成し配置することで、外気吸い込み流ｆ４の影響を抑制し、ガス噴流ｆ１の乱れを抑制することができる。
【００６０】
関係式Ｆ（ｈ，Ｌ，β，θ，ｄ）は、例えばタフト法によりスリットノズル１０のノズル背面１０４における流れを可視化し、ノズル背面１０４の流れが整流化するノズル圧Ｐｎを特定することで求めることができる。上記式（１）は、スリット幅ｄを０．４ｍｍとして、ギャップｈを１ｍｍ〜２５ｍｍ、背面長さＬを１０〜５０ｍｍ、背面傾斜角度βを５〜４５°、噴射角度θを０〜７５°の範囲で設定し、ノズル圧Ｐｎを５〜１０００ＫＰａまで徐々に変化させたときのノズル背面１０４の流れが整流化するノズル圧Ｐｎの閾値を、タフト法を用いて測定し、設定したものである。
【００６１】
具体的には、直径０．０２５ｍｍ、長さ３ｍｍのポリエチレン製の糸を５ｍｍピッチでノズル背面１０４に鋼板Ｓの搬送方向に沿って配置して、ノズル圧Ｐｎに応じて変化するノズル背面１０４の流れによって糸が動くようにすることで、ノズル背面１０４の流れを可視化した。ノズル背面１０４に設けたすべての糸が鋼板Ｓの搬送方向を向いたとき、ノズル背面１０４の流れが整流化したと判定し、このときのノズル圧Ｐｎを閾値とした。そして、ギャップｈ、背面長さＬ、背面傾斜角度β及び噴射角度θを変化させて設定して得られたノズル圧Ｐｎの各閾値について、ギャップｈ、背面長さＬ、背面傾斜角度β及び噴射角度θに対して多変数重回帰分析を行うことで、上記式（１）が得られる。
【００６２】
このようにして得られた式（１）の関係式Ｆ（ｈ，Ｌ，β，θ，ｄ）の値がスリットノズル１０のノズル圧Ｐｎ以下の場合には、ガス噴流の搬送方向成分流速ｕ−（Ｌ）がコアンダ効果によって引き込まれる流速ｕ＋（Ｌ）以上となる。このとき、ガス噴流ｆ１は乱れることなく鋼板Ｓに衝突し、液体除去装置１は液切り能力を発揮する。したがって、上記式（１）を満たすように液体除去装置１を構成し設定することで、鋼板Ｓ上の液体を除去することが可能となる。
【００６３】
また、ギャップｈ、背面長さＬ、背面傾斜角度β及び噴射角度θについては、以下のように設定される。
【００６４】
（ｂ．噴射角度θ、背面傾斜角度β）
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。
【００６５】
ノズル背面１０４は、鋼板Ｓの表面と平行となるように配置されるのが望ましい。すなわち、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和は、９０°とするのがよい。これにより、ガス噴流ｆ１が鋼板Ｓの表面に衝突した後、鋼板Ｓの搬送方向下流側に向かう反転流ｆ３が、ノズル背面１０４と鋼板Ｓの表面との間をスムーズに流れるようにすることができる。
【００６６】
また、ガスの噴射角度θは、４５°であるのが望ましい。これにより、スリットノズル１０の噴射口１１２から噴射されたガスは、鋼板Ｓの表面に対しての搬送方向下流側から４５°の角度で衝突し、鋼板Ｓの表面上の液体５ａを搬送方向上流側へ向かって効果的に押し返し、除去することができる。噴射角度θと背面傾斜角度βとの和が９０°であるのが望ましいことを考慮すると、噴射角度θ及び背面傾斜角度βは、それぞれ４５°とするのがよい。
【００６７】
（ｃ．背面長さＬ）
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。
【００６８】
なお、ノズル背面１０４の背面長さＬの上限は、特に制限されないが、設備上、他の部材との接触がなければよい。例えば、背面長さＬは、１００ｍｍ程度までとしてもよい。
【００６９】
（ｄ．ギャップｈ）
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。
【００７０】
なお、前面傾斜角度αは、特に限定されないが、３０°以下に設定してもよい。前面傾斜角度αが３０°より大きくなると、ノズル前面１０２が搬送方向上流側へ傾斜しすぎて、ガス噴流ｆ１が鋼板Ｓの表面に衝突した後、搬送方向上流側へ向かう流れｆ２がそのまま上流側に向かわず、ノズル前面１０２に沿って再びスリットノズル１０の噴射口１１２に向かう流れとなりやすい。このような流れが形成されると、流れｆ２による鋼板Ｓの表面上の液体５ａの除去性能が低下する。したがって、液体除去性能の低下を抑制するため、前面傾斜角度αは３０°以下に設定してもよい。望ましくは、前面傾斜角度αは０°以下であるのがよい。これにより、搬送方向上流側へ向かう流れｆ２がノズル前面１０２に沿って再びスリットノズル１０の噴射口１１２に向かう流れとなることをより確実に防止することができる。
【００７１】
以上より、上記式（１）〜（３）を満たすように、スリットノズル１０が構成され、配置される。これにより、外気吸い込み流ｆ４と反転流ｆ３との衝突によってガス噴流ｆ１が乱れるのを低減することができ、ガス噴流ｆ１が鋼板Ｓの表面に衝突するときの衝突圧が低下せず、搬送方向上流側へ向かう流れｆ２の圧力も維持できる。したがって、鋼板Ｓ上の液体５ａを十分に除去することが可能となる。本実施形態に係る液体除去装置１によれば、リンガーロールやドライヤーを用いることなく鋼板上の液体を十分に除去できるため、設備を維持するためのコストも低減することができる。
【００７２】
ここで、図８に、噴射角度θを４５°として、背面傾斜角度β及び背面長さＬを変化させたときのギャップｈと上記式（１）により算出されたノズル圧Ｐｎとの関係を示す。図８に示すノズル圧Ｐｎは、上述のタフト法によりノズル背面１０４の流れが整流化したと判定されたときの閾値を示しており、式（１）の両辺が同一値を示したとき（Ｐｎ＝Ｆ（ｈ，Ｌ，β，θ，ｄ））の値である。すなわち、図８に示すケースａ〜ｆのプロット線は、ノズル背面１０４の流れが整流となる領域と乱流となる領域との境界を示している。図９に示すように、プロット線上またはプロット線より上側であれば、ノズル圧Ｐｎが関係式Ｆ（ｈ，Ｌ，β，θ，ｄ）の値以上となり、上記式（１）の関係を満たすため、ノズル背面１０４の流れは整流化された状態となる。一方、プロット線より下側であれば、ノズル圧Ｐｎは関係式Ｆ（ｈ，Ｌ，β，θ，ｄ）の値より小さくなるため、上記式（１）の関係を満たさない。その結果、ノズル背面１０４の流れは乱流となり、ガス噴流ｆ１が乱れる状態となる。
【００７３】
図８において、背面傾斜角度βと噴射角度θとの和は、ケースａ〜ｃでは９０°、ケースｄ〜ｆでは６０°であり、いずれも上記式（２）を満たしている。背面長さＬについては、ケースａ、ｂ、ｄ、ｅは２５ｍｍまたは２０ｍｍであり上記式（３）を満たしているが、ケースｃ、ｆは１５ｍｍであり上記式（３）を満たしていない。図８に示すように、上記式（３）を満たしていないケースｃ、ｆのプロット線は、上記式（３）を満たしているケースａ、ｂ、ｄ、ｅのプロット線と比較して傾きが大きく、ギャップｈが３ｍｍと接近した場合においてもノズル圧Ｐｎが２００ＫＰａ以上必要となる。２００ＫＰａ以上のノズル圧Ｐｎが必要となると、工場の配管設置状況によっては当該圧力が確保できず液体除去装置１を設置できない、あるいは、液体除去装置１を設置できたとしても必要なエア流量が莫大となりコスト増となる等が想定される。このため、背面長さＬは２０ｍｍ以上に設定するのがよい。
【００７４】
一方、ケースａ、ｂ、ｄ、ｅのプロット線は、同程度の傾きを有しており、ギャップｈが大きくなってもスリットノズル１０のノズル圧Ｐｎを２００ＫＰａより小さく設定しても、上記式（１）を満たすことが可能である。なお、背面長さＬが同一である場合には、背面傾斜角度βと噴射角度θとの和が大きいほど必要となるノズル圧Ｐｎを小さくすることができる
【００７５】
以上のように、スリットノズル１０を、上記式（１）〜（３）を満たす構成及び配置とすることで、ノズル背面１０４の流れを整流化し、ガス噴流ｆ１の流れに影響を与えないようにすることができる。その結果、エア圧力の汎用性を確保することができ、エア流量も経済的である液体除去装置を実現することが可能となる。
【００７６】
（２−３．変形例）
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。
【００７７】
このようなスリットノズル１０においても、上記式（１）〜（３）を満たすようにして、ノズル背面として機能する背面部材２２０の底面２２２については搬送方向下流側へ鋼板Ｓの表面に沿って延設されるようにする。これにより、図５に示したスリットノズル１０と同様、外気吸い込み流ｆ４と反転流ｆ３との衝突によってガス噴流ｆ１が乱れるのを低減することができ、ガス噴流ｆ１が鋼板Ｓの表面に衝突するときの衝突圧が低下せず、搬送方向上流側へ向かう流れｆ２の圧力も維持できるため、鋼板Ｓ上の液体５ａを十分に除去することが可能となる。
【００７８】
図１０に示すような構成は、既存のスリットノズルであるノズル本体部２１０に対して背面部材２２０を設けることで実現可能であり、既存設備に対して変更が少なくてすむ。このような構成の液体除去装置によっても、鋼板Ｓの表面の液体を除去する効果を十分に得ることができる。
【００７９】
＜３．液体除去方法＞
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。
【００８０】
なお、ギャップ測定装置３０によるギャップの測定とギャップ調整機構４０によるギャップ調整は、処理対象の鋼板Ｓが異なる毎に実施してもよい。あるいは、鋼板Ｓの通板中に板厚が変更する場合には、板エッジの耳波も変わり、許容されるギャップの大きさも変わる。したがって、鋼板Ｓの通板中にリアルタイムでギャップ測定装置３０によりギャップを測定し、取得されたギャップ測定値に基づいてギャップ調整機構４０によりギャップを２０ｍｍ以下に調整するようにしてもよい。
【実施例】
【００８１】
本発明の液体除去装置に用いるスリットノズルに関し、鋼板表面上の液体を除去する液切り効果を検証した。本検証では、連続鋼板処理ラインの洗浄設備後に本発明に係る液体除去装置を設置し、液体除去装置によって鋼板表面上の液体を除去した後の、鋼板表面に残存する液体の膜厚を測定した。リンガーロール及びドライヤーは不使用とした。このとき、鋼板のライン速度は１００ｍｐｍ、ギャップは３ｍｍ、噴射角度θは４５°、スリット幅ｄは０．４ｍｍとした。【００８２】
そして、前面傾斜角度αを３０°として、それぞれ背面傾斜角度βを１０°、１５°、４５°（すなわち、θ＋β＝５５°、６０°、９０°）とさせた場合、また、ノズル圧Ｐｎを９０ＫＰａ、１５０ＫＰａとした場合の、ノズル背面の背面長さＬと鋼板表面に残存する液体の膜厚との関係を調べた。この結果を図１１及び表１に示す。本検証では、ケースＡ〜Ｆの６つの背面傾斜角度βとノズル圧Ｐｎとの組合せについて、背面長さＬを変化させたときの液切り効果を評価した。下記表１においてケースＡ〜Ｆの枝番「−１」、「−２」、「−３」は、それぞれ背面長さＬが１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍの場合であることを示している。【００８３】
本検証では、液体除去装置によって鋼板表面上の液体を除去した後に残存する液体の膜厚により、液切り効果を評価した。操業において、液切りの評価は目視にて行われる。通常図１３に示すように、鋼板表面上の液体の膜厚が０．５μｍ以上となると目視にて液残りが確認されることから、鋼板表面の品質不良と判定される。これより、鋼板表面上の液体の膜厚が０．５μｍより小さければ液切り効果があると評価した。表１では、鋼板表面上の液体の膜厚が０．５μｍより小さい場合を「液切り効果あり（○）」、鋼板表面上の液体の膜厚が０．５μｍ以上の場合を「液切り効果なし（×）」としている。【００８４】
【表１】
2017170714.tif 000009
【００８５】
図１１及び表１に示す検証結果をみると、ケースＡ（ケースＡ−１、Ａ−２、Ａ−３）及びケースＢ（ケースＢ−１、Ｂ−２、Ｂ−３）については、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和が５５°であり、上記式（２）の関係を満たしていない。このため、ノズル圧Ｐｎまたはノズル背面の背面長さＬを変化させても、鋼板表面上の液体の膜厚は０．５μｍ以上となり、十分な液切り効果を得られなかった。【００８６】
一方、ケースＣ〜Ｆについては、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和は６０°以上であり、上記式（２）を満たすようにスリットノズルが構成されている。これらについては、ノズル背面の背面長さＬが２０ｍｍ未満であるケースＣ−１、Ｄ−１、Ｅ−１、Ｆ−１の場合には、鋼板表面上の液体の膜厚は０．５μｍ以上となり、十分な液切り効果を得られなかった。一方、上記式（３）を満たすようにノズル背面の背面長さＬを２０ｍｍ以上としたケースＣ−２、Ｃ−３、Ｄ−２、Ｄ−３、Ｅ−２、Ｅ−３、Ｆ−２、Ｆ−３の場合に、鋼板表面上の液体の膜厚が０．５μｍより小さくなり、十分な液切り効果が確認された。特に、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和が９０°となるケースＥ−２、Ｅ−３、Ｆ−２、Ｆ−３では、噴射角度θと背面傾斜角度βとの和が６０°となるケースＣ−２、Ｃ−３、Ｄ−２、Ｄ−３と比較して、鋼板表面上の液体の膜厚がより小さくなり、水切り効果が高いことがわかる。【００８７】
また、ケースＡ〜Ｆを通して、噴射角度θ、前面傾斜角度α、背面傾斜角度β、スリット幅ｄ、及びノズル背面の背面長さＬが同一条件である場合には、ノズル圧Ｐｎを高く設定するほど、水切り効果が高くなることがわかる。【００８８】
水切り効果が確認された場合については、図２に示したように、スリットノズルのノズル背面においてガス流れが整流化された状態となっているものと考えられる。一方、水切り効果が確認されなかった場合については、図１に示したように、スリットノズルのノズル背面においてガス流れが乱流化され、ガス噴流へ影響を及ぼした状態となっているものと考えられる。【００８９】
また、ノズル圧Ｐｎを９０ＫＰａとして、背面傾斜角度βを１０°（θ＋β＝５５°）、スリットノズルの背面長さＬを１５ｍｍとした場合（表１のケースＡ−１（比較例１））、背面傾斜角度βを１５°（θ＋β＝６０°）、スリットノズルの背面長さＬを２０ｍｍとした場合（表１のケースＣ−２（実施例１））、背面傾斜角度βを４５°（θ＋β＝９０°）、スリットノズルの背面長さＬを２５ｍｍとした場合（表１のケースＥ−３（実施例６））の、ギャップｈと鋼板表面に残存する液体の膜厚との関係を調べた。この結果を図１２に示す。【００９０】
図１２に示すように、表１のケースＡ−１（比較例１）の場合には、ギャップｈを３〜２０ｍｍの間で変化させても上記式（１）〜（３）を満たさない。このため、ノズル背面が乱流化し、鋼板表面上の液体の膜厚が０．５μｍ以上となった。一方、表１のケースＣ−２（実施例１）及びケースＥ−３（実施例６）の場合には、ギャップｈを３〜２０ｍｍの間で変化させても上記式（１）〜（３）を常に満たしており、鋼板表面上の液体の膜厚を０．５μｍより小さくすることができた。【００９１】
以上より、本発明の液体除去装置のスリットノズル構成とすることで、鋼板表面の品質不良を生じさせることがなく、十分な液切り効果が得られることが示された。【００９２】
なお、前面傾斜角度αに関して、図１１の検証と同様の条件で、ケースＡ〜Ｆの前面傾斜角度αのみを３５°に変更して検証を行った。図１４のケースＧ〜Ｉは、それぞれ図１１のケースＡ〜Ｆに対応する。図１４に示すように、図１１の結果より、噴射角度θ、背面傾斜角度β、ノズル背面の背面長さＬ、スリット幅ｄ及びギャップｈとノズル圧Ｐｎとが上記式（１）〜（３）の関係を満たした場合であっても、鋼板表面上の液体の膜厚は０．５μｍ以上となり、十分な液切り効果を得られなかった。したがって、前面傾斜角度αは３０°以下に設定するのが望ましい。【００９３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。【００９４】
例えば、上記本実施形態では、スリットノズル１０を備える液体除去装置１が固定され、鋼板Ｓが搬送装置によって搬送されてスリットノズル１０に対して相対移動している場合について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、板状部材が静止しており、スリットノズルを備える液体除去装置がノズル移動機構により板状部材に対して平行に相対移動される場合にも、本発明の液体除去装置は適用可能である。
【符号の説明】
【００９５】
１                液体除去装置
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
【図１】
2017170714.tif 000012
【図２】
2017170714.tif 000013
【図３】
2017170714.tif 000014
【図４】
2017170714.tif 000015
【図５】
2017170714.tif 000016
【図６】
2017170714.tif 000017
【図７】
2017170714.tif 000018
【図８】
2017170714.tif 000019
【図９】
2017170714.tif 000020
【図１０】
2017170714.tif 000021
【図１１】
2017170714.tif 000022
【図１２】
2017170714.tif 000023
【図１３】
2017170714.tif 000024
【図１４】
2017170714.tif 000025
【手続補正書】
【提出日】平成29年7月19日(2017.7.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記板状部材の前記移動方向は水平方向であり、
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。
【数１】
2017170714.tif 000026
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【請求項１１】
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１２】
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。
【請求項１３】
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。
【国際調査報告】
2017170714.tif 000027
2017170714.tif 000028
2017170714.tif 000029
2017170714.tif 000030