(57)【要約】【課題】走行する鋼板に霧状の冷却水（ミスト）を吹き付けて冷却するに際して、鋼板を均一に冷却することができる鋼板のミスト冷却装置およびミスト冷却方法を提供する。【解決手段】ミスト冷却装置１０Ａにおいては、ミスト配管１２（空気配管１５）のいずれか一方の端部を閉止板２０で閉止して閉止端としており、これによって、チャンバー１１を経由した空気は空気配管１５のもう一方の開放されている端部（開放端）のみから供給されて、ミスト配管１２内（空気配管１５内）を閉止端に向かって一方向に流れるようになっている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板をミストで冷却するミスト冷却装置であって、冷却水配管とその冷却水配管を内包した空気配管とからなる二重管構造のミスト配管を備えており、冷却水配管はその長手方向に複数個の冷却水吹き出し孔を有し、空気配管は冷却水吹き出し孔と同じ長手方向の位置に空気吹き出し孔を有し、空気配管の長手方向の一方の端部は開放された開放端であり、空気配管の長手方向の他方の端部は閉止された閉止端であり、開放端から供給された空気が空気配管内を閉止端に向かって一方向に流れることを特徴とする鋼板のミスト冷却装置。
【請求項２】
鋼板を挟んで配置されている空気配管同士は、閉止端が逆になっていて、空気配管内を一方向に流れる空気の向きが逆になっていることを特徴とする請求項１に記載の鋼板のミスト冷却装置。
【請求項３】
鋼板の長手方向に並んで配置されている空気配管同士は、閉止端が互い違いになっていて、空気配管内を一方向に流れる空気の向きが互い違いになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼板のミスト冷却装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の鋼板のミスト冷却装置を用いて鋼板をミストで冷却することを特徴とする鋼板のミスト冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板のミスト冷却装置およびミスト冷却方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板（例えば、溶融亜鉛めっき鋼板等）を冷却する技術として、鋼板の走行方向に沿って鋼板の幅方向両端側に配置された一対のチャンバーと、その一対のチャンバーに両端を連接されたパイプとを備えた冷却装置を用いて、走行する鋼板にパイプから冷却媒体を吹き付けることによって鋼板を冷却する冷却方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、その際の冷却媒体として、霧状の冷却水（ミスト）を用いる冷却方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
図１〜図４に、上述したような、走行する鋼板に霧状の冷却水（ミスト）を吹き付けるミスト冷却装置の一例を示す。図１はミスト冷却装置の斜視図、図２は図１のＸ−Ｘ矢視図、図３はミスト配管の横断面図、図４はミスト配管の側面図である。
【０００５】
図１、図２に示すように、このミスト冷却装置１０Ｘは、鋼板１の走行方向に沿って鋼板１の幅方向両端側に配置された一対のチャンバー１１と、その一対のチャンバー１１に両端を連接された所定列（ここでは、鋼板１の両表面に各１０列）のミスト配管１２とを備えており、走行する鋼板１の表面にミスト配管１２からミスト１９を吹き付けるようになっている。
【０００６】
そのミスト配管１２は、図３、図４に示すように、二重管構造になっており、長手方向に複数個の冷却水吹き出し孔１４を持つ冷却水配管１３と、冷却水配管１３を内包し冷却水吹き出し孔と同じ位置に空気吹き出し孔１６を持つ空気配管１５とを備えている。なお、以下では、内包している冷却水配管１３を除いた部分を空気配管１５と呼ぶことにする。
【０００７】
そして、冷却水配管１３は両端が閉止されていて、冷却水配管１３には、冷却水供給管（図示せず）からの冷却水が冷却水配管１３の長手方向中央部から供給され、一方、空気配管１５は両端が開放されていて、空気配管１５には、空気供給管（図示せず）からの空気がチャンバー１１を経由して空気配管１５の両端から供給されるようになっている。
【０００８】
これによって、このミスト冷却装置１０Ｘは、空気と冷却水を同時に吹き出すことによって、空気が冷却水を砕いて霧状化（ミスト化）し、そのミストを鋼板１の表裏面に吹き付けて鋼板１を冷却するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−２６５６６５号公報
【特許文献２】特開平１１−３５１７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、本発明者らは、上記の図１、図２に示した従来のミスト冷却装置１０Ｘを用いて鋼板１を冷却した場合、鋼板１の幅方向中央部が幅方向両端部に比べて過剰に冷却され、鋼板１が均一に冷却されないという問題があることに気が付いた。
【００１１】
このような鋼板の幅方向での温度差が増加すると、その部分でシワが生じ、製品品質に悪影響を及ぼす可能性が大きくなる。
【００１２】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、走行する鋼板に霧状の冷却水（ミスト）を吹き付けて冷却するに際して、鋼板を均一に冷却することができる鋼板のミスト冷却装置およびミスト冷却方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
まず、本発明者らは、上記のように、図１、図２に示した従来のミスト冷却装置１０Ｘを用いて鋼板１を冷却した場合に、鋼板１の幅方向中央部が幅方向両端部に比べて過剰に冷却される原因について調査・検討した。
【００１４】
その結果、従来のミスト冷却装置１０Ｘでは、空気配管１５の両端部から空気が供給されるため、両端部から供給された空気がそれぞれ空気配管１５内を空気配管１５の長手方向中央部に向かって流れるので、ミスト配管１２から吹き出されるミストがミスト配管１２の長手方向中央部に片寄ってしまい、ミスト１９が鋼板１の表面に均一に当たっていないことが原因であることを突き止めた。
【００１５】
そこで、本発明者らは、その問題に対応するためには、空気配管１５の両端部から空気を供給するのに替えて、空気配管１５の一方の端部から空気を供給して、空気が空気配管１５内を一方向に向かって流れるようにすればよいとの着想を得た。
【００１６】
上記の着想に基づいて、本発明は以下の特徴を備えている。
【００１７】
［１］鋼板をミストで冷却するミスト冷却装置であって、冷却水配管とその冷却水配管を内包した空気配管とからなる二重管構造のミスト配管を備えており、冷却水配管はその長手方向に複数個の冷却水吹き出し孔を有し、空気配管は冷却水吹き出し孔と同じ長手方向の位置に空気吹き出し孔を有し、空気配管の長手方向の一方の端部は開放された開放端であり、空気配管の長手方向の他方の端部は閉止された閉止端であり、開放端から供給された空気が空気配管内を閉止端に向かって一方向に流れることを特徴とする鋼板のミスト冷却装置。
【００１８】
［２］鋼板を挟んで配置されている空気配管同士は、閉止端が逆になっていて、空気配管内を一方向に流れる空気の向きが逆になっていることを特徴とする前記［１］に記載の鋼板のミスト冷却装置。
【００１９】
［３］鋼板の長手方向に並んで配置されている空気配管同士は、閉止端が互い違いになっていて、空気配管内を一方向に流れる空気の向きが互い違いになっていることを特徴とする前記［１］または［２］に記載の鋼板のミスト冷却装置。
【００２０】
［４］前記［１］〜［３］のいずれかに記載の鋼板のミスト冷却装置を用いて鋼板をミストで冷却することを特徴とする鋼板のミスト冷却方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明においては、走行する鋼板に霧状の冷却水（ミスト）を吹き付けて鋼板を冷却するに際して、鋼板を均一に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来のミスト冷却装置の斜視図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図３】ミスト配管の横断面図である。
【図４】ミスト配管の側面図である。
【図５】本発明の一実施形態におけるミスト冷却装置の斜視図である。
【図６】図５におけるＡ方向矢視図とＢ方向矢視図である。
【図７】本発明の実施例においてミストの水量密度分布を比較した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図５は本発明の一実施形態におけるミスト冷却装置の斜視図、図６（ａ）は図５のＡ方向矢視図、図６（ｂ）は図５のＢ方向矢視図である。なお、図６（ａ）、（ｂ）においては、ミスト配管のうち空気配管のみを図示し、冷却水配管は省略している。
【００２５】
図５に示すように、本発明の一実施形態におけるミスト冷却装置１０Ａの基本的な構成は、図１、図２に示した従来のミスト冷却装置１０Ｘと同様である。
【００２６】
すなわち、この実施形態におけるミスト冷却装置１０Ａは、鋼板１の走行方向に沿って鋼板１の幅方向両端側に配置された一対のチャンバー１１と、その一対のチャンバー１１に両端を連接された所定列（ここでは、鋼板１の両表面に各１０列）のミスト配管１２とを備えており、走行する鋼板１の表面にミスト配管１２からミスト１９を吹き付けるようになっている。
【００２７】
そのミスト配管１２は、図３、図４に示したように、二重管構造になっており、その長手方向に複数個の冷却水吹き出し孔１４を持つ冷却水配管１３と、冷却水配管１３を内包し冷却水吹き出し孔と同じ長手方向位置に空気吹き出し孔１６を持つ空気配管１５とを備えている。
【００２８】
そして、冷却水配管１３は両端が閉止されていて、冷却水配管１３には、冷却水供給管（図示せず）からの冷却水が冷却水配管１３の長手方向中央部から供給され、一方、空気配管１５には、空気供給管（図示せず）からの空気がチャンバー１１を経由して供給されるようになっている。
【００２９】
その上で、この実施形態におけるミスト冷却装置１０Ａにおいては、図６に示すように、ミスト配管１２（空気配管１５）のいずれか一方の端部を閉止板２０で閉止して閉止端としており、これによって、チャンバー１１を経由した空気は空気配管１５のもう一方の開放されている端部（開放端）のみから供給されて、図５に示すように、ミスト配管１２内（詳しくは空気配管１５内）を閉止端に向かって一方向に流れるようになっている。
【００３０】
なお、ミスト配管１２（空気配管１５）の端部を閉止する際には、冷却水配管１３の端部はもともと閉止されているので、新たに空気配管１５の端部のみを閉止すればよいが、空気配管１５の端部と冷却水配管１３の端部を１枚の閉止板２０でまとめて閉止するようにしてもよい。
【００３１】
これにより、このミスト冷却装置１０Ａにおいては、ミスト１９がミスト配管１２の長手方向で均一に吹き出して、鋼板１を均一に冷却できるようになる。
【００３２】
なお、それぞれのミスト配管１２（空気配管１５）において、どちらの端部を閉止板２０で閉止するかは任意であるが、鋼板１を挟んで配置されているミスト配管１２（空気配管１５）同士は、閉止板２０で閉止する端部を逆にして、空気配管１５内を流れる空気の向きを逆にするのが好ましい。また、鋼板１の走行方向（長手方向）に並んで配置されているミスト配管１２（空気配管１５）同士は、閉止板２０で閉止する端部を互い違いにして、空気配管１５内を流れる空気の向きを互い違いにするのが好ましい。これにより、外乱等で、ミスト１９の吹き出し量がミスト配管１２の長手方向で傾斜した分布をした場合に、その傾斜した分布を相殺できるからである。
【００３３】
ちなみに、この実施形態におけるミスト冷却装置１０Ａは、既設のミスト冷却装置１０Ｘを改造する際に、ミスト配管１２（空気配管１５）の端部に閉止板２０を取り付けるだけで済むので、大掛かりな工事や長時間のライン停止は不要であり、低コストで短時間でのライン再稼動が可能となる。
【００３４】
なお、上記の実施形態では、ミストの吹き出し孔が円形であったが、本発明はこれに限るものでなく、ミストの吹き出し孔がスリット状のものでもよい。
【００３５】
また、上記の実施形態では、鋼板の両表面にミストを吹き付けていたが、本発明は、鋼板の片表面にミストを吹き付ける場合にも適用することができる。
【００３６】
さらに、上記の実施形態では、冷却水供給管からの冷却水が冷却水配管の長手方向中央部から供給される形式のミスト冷却装置であったが、本発明は、冷却水供給管がチャンバー内を貫通していて、冷却水が冷却水配管の端部から供給される形式のミスト冷却装置にも適用することができる。
【実施例１】
【００３７】
本発明の実施例を以下に述べる。
【００３８】
この実施例においては、本発明例として、上記の本発明の一実施形態におけるミスト冷却装置１０Ａを用いて、ミスト配管１２から吹き出すミスト１９のミスト配管１２長手方向の水量密度分布を測定した。
【００３９】
また、比較のために、従来例として、上述した従来のミスト冷却装置１０Ｘを用いて、ミスト配管１２から吹き出すミスト１９のミスト配管１２長手方向の水量密度分布を測定した。
【００４０】
その際、空気配管１５の内径Ｄａｉ＝６５．９ｍｍ、空気配管１５の外径Ｄａｏ＝７６．３ｍｍ、空気吹き出し孔１６の直径ｄａ＝１６．５ｍｍ、冷却水配管１３の外径Ｄｗｏ＝２１．７ｍｍ、冷却水吹き出し孔１４の直径ｄｗ＝２ｍｍ、空気配管１５の中心と冷却水配管１３の中心の間隔Ｓ＝１８．１ｍｍ、空気吹き出し孔１６と冷却水吹き出し孔１４の間隔δ＝４ｍｍ、ミスト配管１２の長さＬ＝２２００ｍｍ、空気吹き出し孔１６と冷却水吹き出し孔１４の配置ピッチＰ＝１００ｍｍとし、供給する空気の圧力を４０００Ｐａとした。
【００４１】
そして、上記のミスト１９の水量密度分布の測定は、１本のミスト配管１２に関して、ミストが当たる垂直面に、一端から他端に向かって水平方向に等間隔で５９個（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５９）の捕集用容器を取り付け、各捕集用容器に溜まった水の重量を量ることで行った。
【００４２】
なお、ミスト１９の水量密度は、目標値が１０Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２であり、目標値±５Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２（すなわち、５〜１５Ｌ／ｍｉｎ／ｍ２）を許容範囲とした。
【００４３】
その結果を図７に示す。図７（ａ）は従来のミスト冷却装置１０Ｘを用いた従来例における水量密度分布であり、図７（ｂ）は本発明の一実施形態のミスト冷却装置１０Ａを用いた本発明例における水量密度分布である。図７（ａ）、（ｂ）の横軸は、捕集用容器の番号（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５９）で測定位置を表している。
【００４４】
図７（ａ）に示すように、従来例では、走行する鋼板が通過する範囲において、水量密度が許容範囲を外れている個所が多数あり、特に、ミスト配管１２の長手方向中央部近傍では、許容範囲の上限を大幅に超えている。
【００４５】
これに対して、図７（ｂ）に示すように、本発明例では、走行する鋼板が通過する範囲において、水量密度が全ての個所で許容範囲に収まっている。
【００４６】
これによって、本発明においては、ミストがミスト配管の長手方向で均一に吹き出して、鋼板を均一に冷却できることが確認された。
【符号の説明】
【００４７】
１  鋼板
１０Ａ  ミスト冷却装置
１０Ｘ  ミスト冷却装置
１１  チャンバー
１２  ミスト配管
１３  冷却水配管
１４  冷却水吹き出し孔
１５  空気配管
１６  空気吹き出し孔
１９  ミスト
２０  閉止板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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