整流部件及具备该整流部件的喷嘴的制作方法

本发明涉及一种整流部件(或整流器)及具备该整流部件的喷嘴，该整流部件(或整流器)配设在除鳞喷嘴等喷嘴的流路内，且有益于流体流动的整流化。

背景技术：

1、除鳞喷嘴用于在钢铁厂的轧制设备中在轧制钢板之前去除或剥离钢板上的氧化形成的锈皮。除鳞喷嘴通常包括喷嘴主体(或喷嘴体)、多个狭缝、整流部件(整流器)、流路，前述喷嘴主体具有沿轴向延伸的流路(或流动通道或流道)，前述多个狭缝用于使水进入流路，其中狭缝在喷嘴主体的上游沿周壁的轴向延伸，在壁的周向上具有间隔，前述整流部件(整流器)配设于该狭缝的下游侧的流路内，使从前述狭缝流入来混合的水整流化，前述流路在该整流部件的下游方向上延伸至在前述喷嘴主体的末端装配的喷嘴末端的排出口。多个狭缝形成或构成用于防止杂质或外来物进入流路内的过滤器(或过滤器部分)，并且前述整流部件设置有在喷嘴主体的周向上隔开间隔地沿轴向延伸的多个叶片。

2、由于集管中水的强湍流状态，将这种除鳞喷嘴附接(或安装)到集管(或喷嘴集管)会导致从喷口喷射的水的流量分布的不规则变动。由于这种变动，导致喷雾形状的变形、喷雾厚度的增加等，水不能以均匀的流量分布喷射，并且喷射水的碰撞力的衰减增加。因此，为了在抑制喷射水的速度下降的同时剥离污垢(即，以高能量效率剥离污垢)，通过使用用于抑制水流的湍流或扰动的整流部件从排出口排出或喷射水，减少喷射水的扩散并提高喷雾器中液滴的密度。进而，除鳞喷嘴以扇形扁平形状喷射或喷出水流，以便用少量喷嘴覆盖宽度较宽的钢板。以这种方式，由于除鳞喷嘴经由狭缝过滤器以扁平形状的各向异性形状从排出口喷射水流，因此难以对水流进行整流，并且难以随着液滴密度的增加而提高水流的碰撞力。

3、日本专利第5658218号(jp5658218b，专利文献1)中公开一种高压喷嘴，该高压喷嘴具有：配置于通往流出开口部的流路内部的整流部件；形成于该整流部件的下游的逐渐缩窄部；从该逐渐缩窄部开始延伸的长流路；以及从该长流路延伸到流出开口部的逐渐缩窄的流出腔部。作为整流部件，该文献公开了一种在剖视图中具有径向构造的整流部件，该整流部件包括形成在其中心轴部分中的流路和多个径向延伸的流动引导表面。该文献还公开了在整流部件的上游配置过滤器，该过滤器具有在周向相隔着间隔的流入狭缝。

4、日本专利第6127256号(jp6127256b，专利文献2)公开了一种高压喷射喷嘴装置，其利用于喷射硬化材料液体的地基改良装置。高压喷射喷嘴装置具有喷嘴主体，前述喷嘴主体附接到高压水枪的侧表面，该高压水枪在用于水泥浆和水的供给流路的外周部具备空气通道。该喷嘴主体包括中间内径部、前端内径部以及后端内径部，前述中间内径部的内周面的直径朝着喷嘴主体的前端方向以锥形形状减小，前述前端内径部的直径与中间内径部的前端的直径基本相同，前述后端内径部的直径与中间内径部的后端的直径基本相同或者其直径朝着后端方向更大。在喷嘴主体的后端内径部具有将中空形状剖面分割为多个空间的流路分割部。作为流路分割部的构造，该专利文献2公开了流路分割部的剖面的示例包括十字形结构、三角形结构、格子形结构、从中空管体径向延伸出四个连结壁到喷嘴主体内壁部的二重环状的结构、在周向相邻的四个中空管体内接于喷嘴主体的内壁的结构等。

5、日本专利第5741886号(jp5741886b，专利文献3)公开了一种除鳞喷雾喷嘴组件，该除鳞喷雾喷嘴组件具备用来在管状部件的下游端释排出扁平液体喷射形状的喷雾末端、与前述管状部件的液体通路的上游端连通的入口(狭缝)、以及配置于在喷雾末端与入口(狭缝)之间的中间流动通道(流路)的多级翼片部。在喷嘴组件中，前述多级翼片部包括彼此隔着过渡流动通道在轴向上隔着间隔地配设的上游翼片及下游翼片，各翼片具有多个径向翼片元件(在周向上彼此间隔并径向延伸的多个翼片)，这些径向翼片元件限定了在周向上彼此间隔的液体层流通道，且下游翼片的径向翼片元件(叶片)在周向上从上游翼片的径向翼片元件(叶片)位移(或偏移)。专利文献3描述了如下示例：其中每个具有五个径向翼片元件的上游翼片和下游翼片被配置成将这些翼片周向位移36°角。

6、日本专利申请公报第s55-27068号(jps55-27068a，专利文献4)中公开一种喷水喷嘴，其用于水幕等高射程喷雾，该喷嘴包括整流部、节流部及排出部。前述整流部有两个整流格子，该两个整流格子彼此间隔以形成两级整流格子，每个整流格子为蜂巢状、将多重管及十字形(或交叉状)板相组合而成的形状、十字板形状或四边形栅格(格子)的形状。该文献中公开了整流格子的形状优选为蜂巢形状。另外，该文献中也公开了，节流部的入口径d与长度l的比率设为1.0≤l/d≤2.5的范围内，前述节流部在入口径向向外扩开，并且在出口附近通过径向向内弯曲而缩窄，并且与节流部出口连通的喷射部为直管状。

7、专利文献1：jp5658218b

8、专利文献2：jp6127256b

9、专利文献3：jp5741886b

10、专利文献4：jps55-27068a

11、然而，就专利文献1及2的喷嘴而言，整流部件及流路分割部提供的整流作用都还小(或不充分)，并未有效率地抑制在流路内发生的湍流，无法使其整流化，且难以使流体以整流化的状态从排出口排出或喷射。另外，产生的湍流不仅会使得压力损失变大，也会使得从排出口喷射的流体的喷射形状或喷雾形状变得不稳定。进而，冲击力降低，洗净或清净化效率会降低，在除鳞上，并无法以高冲蚀性能(除鳞能力或冲蚀能力)有效率地去除在热轧钢板的制造过程中所产生的锈皮(scale)。

12、此外，就专利文献3及4记载的喷嘴而言，能够利用多级整流部提高水的整流作用。然而，这些整流部件的整流作用也都还小(或不充分)，难以将流路内的流体整流化且将流体高密度地从排出口喷射。而且，即使如专利文献3，配设多级的具有径向叶片的整流部件，也无法提高喷射流体的冲击力。进而，即使如专利文献4，配设两级的蜂巢状、栅格(格子)状等的整流格子，也无法使流体以既定的喷射形状均匀地从排出口喷雾或喷射，且会有产生喷射速度衰减的情形。此外，将这样的整流格子配设两级的情况下，会容易发生流路的堵塞，会无法长期间稳定地喷射流体。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的在于提供一种有益于抑制或减少流体的湍流或扰动而有效地对流体进行整流的整流部件(或整流器)及具备或装备该整流部件的喷嘴。

2、本发明的另一目的在于提供一种有益于减低喷射流体的扩散而提高喷射流体的密度、且使冲击(冲撞)力提高的整流部件(或整流器)及具备该整流部件的喷嘴。

3、本发明的又另一目的在于提供一种有益于即使排出口为狭缝状、卵形或椭圆形状等的各向异性形状的排出口也以扁平形状均匀且高冲击力地喷射的整流部件(或整流器)及具备该整流部件的喷嘴。

4、本发明的另一目的在于提供一种即使利用工业用水等的含有外来物的水也能抑制堵塞的整流部件(或整流器)及具备该整流部件的喷嘴。

5、本发明的又另一目的在于提供一种具有高冲蚀性能且有益于以厚度较薄的扇形的喷射或喷雾形状来提高锈皮的去除或剥离效率的整流部件(或整流器)及具备该整流部件的除鳞喷嘴。

6、本发明的发明人研究一种喷嘴，该喷嘴包括喷嘴主体包括轴向延伸的流体流路和配设于该流体流路的多个整流元件(整流格子等)，其中，各整流元件具有区隔壁(或分隔壁)，通过该区隔壁(或分隔壁)区隔流体流路能够形成多个单位流路，且各整流元件的区隔壁包括：外周区隔壁组或内接区隔壁组(多个外周区隔壁)，内接于前述喷嘴主体的内壁且在周向彼此相邻；内侧(或内部)区隔壁组，相邻于该外周区隔壁的内侧。为了达成前述课题，发明人们针对沿流体流路的轴向配设的多个整流元件(整流格子等)的构造、与从喷嘴排出的喷射流体的特性的关系进行了深入的探讨。

7、发明人们最终发现如下(1)和(2)：(1)从喷嘴主体的轴向观看时，相邻的整流元件的布置中，其中，一方的整流元件的区隔壁(由在纵横方向、或半径方向及周向延伸的分隔壁所隔成的区隔壁)的交点位于另一方的整流元件的区隔壁限定的单位流路内，可利用下游侧的整流元件的区隔壁或分隔壁将上游侧的整流元件的区隔壁所区隔出的单位流路的流体再细分为复数道细流(分割为3道以上，例如4道细流等的结构)，可大幅改善整流部件对于流体的整流作用(功能)，可高密度地喷射流体；(2)利用规则地排列或配置的内侧区隔壁来形成内侧区隔壁组(多个内侧区隔壁)，且以不与前述喷嘴主体的内壁关联地会形成狭窄流路的方式形成外周区隔壁组或内接区隔壁组，该情况下，流体全部都有效地整流化，可减低压力损失或损耗同时能够高密度均匀地喷射流体，而且可有效地防止外来物引起堵塞。

8、进而，本发明的发明人发现：以包含格子图案在内的既定的图案形成外周区隔壁组或内接区隔壁组及内侧区隔壁组，即使喷口(排出口)为卵形或椭圆形状(例如细长椭圆形状)等的各向异性形状，也可使流体的流量分布均匀化而进行喷射，即使喷雾形状为扁平形状，也可用均匀且高的冲击力进行喷射。本发明是根据这些发现而完成的。

9、即，本发明关于一种整流部件(或整流器)，配设于沿喷嘴主体的轴向延伸的流体流路内，且用来将前述流体流路区隔或切分成多个单位流路。前述整流部件具备或包括能够配设或安装成在前述流体流路的轴向上相邻的多个整流元件(区隔壁单元)(以既定间隔(或空间)或不以既定间隔(或空间)彼此接近)，且各前述整流元件(区隔壁单元)具备或包括筒状壳体和区隔壁构造，前述筒状壳体能安装在喷嘴主体内，前述区隔壁构造形成或配设于该壳体内，具有沿轴向延伸的区隔壁(与轴向平行地延伸的分隔壁)。该区隔壁构造(或分隔壁构造或切分壁构造)具备外周区隔壁组(内接区隔壁组或多个外周单位区隔壁)和内侧区隔壁组(多个内侧单位流路)。前述外周区隔壁组在前述壳体的内壁的周向上相邻(或前述外周区隔壁彼此相邻)，用来形成或构成前述流体流路的外周(或内接)区域的外周单位流路组(或内接单位流路组或多个外周单位流路)。前述内侧区隔壁组与该外周区隔壁组相邻，用来形成或构成前述流体流路的内侧区域的内侧单位流路组(多个内侧单位流路)。前述外周区隔壁组及内侧区隔壁组具有下述(1)及/或(2)的结构：

10、(1)从前述喷嘴主体的轴向观看时，在前述轴向上相邻的整流元件(区隔壁单元)中，一方的整流元件的内侧区隔壁组的单位区隔壁的交点位于另一方的整流元件的内侧区隔壁组的单位区隔壁限定的单位流路内(或中)；

11、(2)内侧区隔壁组包含规则地排列或配置的多个单位区隔壁，前述外周区隔壁没有或不形成于前述壳体的内壁关联的狭窄流路。

12、前述外周区隔壁组及内侧区隔壁组可包括例如在纵向(垂直方向)、横向(水平方向)、周向及/或半径方向延伸的区隔壁，且可包括：(a)区隔壁组，包括相互相邻的多个多边形(格子状等)的单位区隔壁；(b)区隔壁组，包含：相互相邻而形成多边形的内侧单位流路组的多个多边形区隔壁(蜂巢状区隔壁组等)、及在半径方向横贯该多个多边形区隔壁或从前述多边形区隔壁的外周壁径向延伸而到达壳体的内壁的多个延伸分隔壁(或放射状壁)；或(c)区隔壁组，包含：同心的多边形或同心圆状的一个或多个环状壁；多个中间放射状壁，从周向不同位置(或周向上不同位置)径向延伸以连接至少径向彼此相邻的环状壁；多个延伸分隔壁(外侧放射状壁)，在与该中间放射状壁在周向上不同的位置从最外周的环状壁径向延伸(或在与该中间放射状壁周向不同的位置从最外周的环状壁径向延伸)而到达壳体的内壁。在前述区隔壁组(c)中，对于具备一个(单个)环状壁的区隔壁构造，将壳体的内壁视作为环状壁，且由前述一个环状壁与壳体的内壁形成相互相邻的两个环状壁。放射状壁并非一定要区隔最内周的环状壁；放射状壁可具有从最内周的环状壁的中心部呈放射状径向延伸而到达最内周的环状壁的最内放射状壁。即，最内放射状壁可通过或未通过最内周的环状壁的中心部而形成。

13、进而，多个整流元件可以是可在喷嘴主体的圆筒状流体流路的轴向相邻地配设。多个整流元件(整流格子)可各自具有格子状(或格子形或格栅状或格栅形)的分隔壁构造，该格子状的分隔壁构造具备：朝作为横向或水平方向的x轴方向延伸，在作为纵向或竖直方向的y轴方向以既定的间距(或间隔)对流体流路进行区隔的多个横(或水平)分隔壁(或横(或水平)区隔壁)；以及朝作为纵向或竖直方向的y轴方向延伸，在作为横向或水平方向的x轴方向以既定的间距(或间隔)对流体流路进行区隔的多个纵(或竖直)分隔壁(或纵(或竖直)区隔壁)。在这样的分隔壁构造(格子构造)中：(a-1)前述横分隔壁及纵分隔壁可相互由相同或不相同的间距且分隔壁数不相同的结构来形成；或(a-2)前述横分隔壁及纵分隔壁可由密度(或间距)在流体流路的中央部侧较大，且分隔壁数相同或不相同的结构来形成。前述区隔壁构造可形成为以x轴或y轴为中心轴而对称的形状(线对称的形状)。

14、进而，在格子状的分隔壁构造中，横分隔壁及纵分隔壁能以如下关系形成或配设：前述横分隔壁及纵分隔壁其中一方的分隔壁数为n且另一方的分隔壁数是n+1(n＝2至8的整数)。横分隔壁及纵分隔壁中，分隔壁数n及/或分隔壁数n+1中偶数的分隔壁数可避开圆筒状流体流路的中心部而形成；分隔壁数为奇数的分隔壁中，中央的分隔壁可横贯壳体的中心部而形成。

15、前述外周区隔壁组(或外分隔壁组或外侧外周区隔壁组)可包括内接区隔壁组，该内接区隔壁组具备内接于前述壳体的内壁且在周向相邻的多个内接区隔壁或单位区隔壁。前述内接区隔壁组可具备从前述内侧区隔壁组的多个单位区隔壁延伸而到达壳体的内壁，且与壳体的内壁相关联而形成单位区隔壁的多个延伸分隔壁。前述外周区隔壁组可具有结构(5-1)及/或(5-2)∶(5-1)前述内接区隔壁的多个横分隔壁及纵分隔壁中，与前述壳体的内壁接近或相面对的至少一方的分隔壁的至少一方的端部并未到达前述壳体的内壁，而是与另一方的分隔壁或区隔壁连接或连结；(5-2)前述多个延伸分隔壁(延伸区隔壁)中，到前述壳体的内壁的长度较小的延伸分隔壁不存在或断开的结构。至少长度最大的延伸分隔壁不存在，而是与壳体的内壁接合。

16、前述内侧区隔壁组(或内区隔壁组)可包含相互相邻而以既定的间距规则地排列或配置的多个单位区隔壁或内侧区隔壁(单位区隔壁组)。例如，前述内侧区隔壁组可包括规则地排列或配置成以横向的x轴或纵向的y轴为中心轴而对称的形状的单位区隔壁，可具有由以既定的间距在纵横方向延伸的分隔壁(或沿纵横方向延伸的分隔壁)形成的格子状(或格子形)的区隔壁构造。

17、更具体而言，多个整流元件可各自具有格子状的区隔壁构造，该格子状的区隔壁构造具备以既定的间距在纵横方向对流体流路进行区隔的多个纵分隔壁及多个横分隔壁；区隔壁构造能以如下关系具有横分隔壁及纵分隔壁：前述横分隔壁及纵分隔壁其中一方的分隔壁的数目为n且另一方的分隔壁的数目是n+1(n＝3至5的整数)；分隔壁数为偶数的分隔壁可避开流体流路的中心部而形成。分隔壁数为奇数的分隔壁中，中央的分隔壁可横贯壳体的中心部而形成。分隔壁数为奇数的分隔壁中，至少中央部的分隔壁(例如不是与壳体的内壁接近或相面对的内侧区域(或中央区域)的分隔壁)可到达(或接合)壳体的内壁(或与内壁接合)。多个纵分隔壁及多个横分隔壁(分隔壁数为偶数的分隔壁及/或奇数的分隔壁)中，至少位于中央区域(或内侧区域)的分隔壁可到达壳体的内壁(或与内壁连结和接合)，位于侧方区域的分隔壁(例如与壳体的内壁接近或相面对的分隔壁)的两端部可并未到达前述壳体的内壁，而是与相交(或接触)的分隔壁或区隔壁连结或连接。

18、如前所述，前述外周区隔壁组可包括内接于前述壳体的内壁且在周向相邻的多个内接区隔壁；前述内侧区隔壁组可具备相互相邻且以既定的间距形成的多个单位区隔壁，且该多个单位区隔壁规则地排列或配置成以横向的x轴或纵向的y轴为中心轴而对称的形状。(7-1)前述多个整流元件可周向位移(或多个整流元件彼此在周向上位移)地配设于流体流路内。例如，(7-2)以横向的x轴或纵向的y轴为基准轴时，整流元件能够配设成，一方的整流元件的基准轴相对于另一方(或另外一方)的整流元件的基准轴在周向做15至180°(例如15至90°)的角度的位移。

19、多个整流元件优选为形成为在使相邻的整流元件彼此在周向上位移的状态下，从喷嘴主体的轴向观看时，区隔壁(或在既定的方向延伸的分隔壁)并不会重合的结构(或可将流体再细分的结构)。多个整流元件可配设成如下结构：从喷嘴主体的轴心方向观看时，前述相邻的整流元件中，一方的整流元件的区隔壁的交点位于另一方(另外一方)的整流元件的区隔壁限定的单位流路的中央部(或中心部)内(或中)。

20、(9-1)前述外周区隔壁组的区隔壁限定的流路口径中最小的流路口径为前述内侧区隔壁组的区隔壁形成的流路口径中最小的流路口径的50％以上。

21、(9-2)整流元件的开口面积比r(有形成区隔壁或分隔壁的流体流路的面积与没有区隔壁或分隔壁的流体流路的面积的比率)是60％至93％的程度。另外，为了提高对于流体的整流作用(效果)，(9-3)在流体流路的x轴方向及y轴方向上相互相邻的分隔壁的间距(或算术平均间距)p与朝轴向延伸的分隔壁的全长(或在轴向上延伸的分隔壁的全长)l满足l/p＝3至15的关系。可在轴向上相邻地配设的整流元件可相互在周向上定位。

22、本发明是也包含前述整流元件。具体地，整流元件能够配设或安装在喷嘴主体的流体流路的轴向上彼此相邻的每个部位，前述整流元件彼此相邻且彼此周向位移，且前述整流元件包括圆筒状壳体、以及配设于该壳体内的前述区隔壁构造。

23、发明是也包括喷嘴，前述喷嘴包括具有流体流路的喷嘴主体和配设在前述喷嘴主体的前述流体流路的前述整流部件(具备多个整流元件的整流部件)在这样的喷嘴中，喷嘴主体可形成除鳞喷嘴的喷嘴主体。该除鳞喷嘴主体可具备：能让流体通过过滤器(filter)而流入或导入喷嘴主体内的流入流路；位于该流入流路的下游且能配设整流部件的整流流路；从该整流流路往下游方向延伸的中间流路；以及能让来自该中间流路的流体从细长或椭圆形状(或卵形)(例如细长椭圆形状)的喷口(排出口)喷射出的喷射流路(或喷射腔)。

24、进而，喷嘴主体包括一个或多个筒体(或管体或管)，且筒体包括其中可配设整流部件且其上安装过滤元件(或滤网)的筒体。该过滤元件在至少周壁，可形成分散形成有多个孔的多孔状流入孔及/或在周向相隔着间隔而朝轴向延伸的多个狭缝状流入孔。另外，最下游的整流元件可具备在纵横方向、周向及/或半径方向延伸的分隔壁，前述最下游的整流元件可以前述分隔壁以相对于细长或椭圆形状的喷口(排出口)的长轴方向以0至90°的角度进行了取向的结构配设或安装于整流流路。

25、在本说明书中，所谓的分隔壁是指将流路区隔或分隔成既定的形状或图案且形成流体可流动的区隔壁的壁，因为分隔壁形成区隔壁，所以可将分隔壁与区隔壁当作同义而使用。可将区隔壁与单位区隔壁当作同义而使用。可将格子状的区隔壁构造简称为“格子构造”，且可将具有格子构造的整流元件简称为“整流格子”。以及，可将外周区隔壁组(或内接区隔壁组)中，从前述内侧区隔壁组的区隔壁延伸而到达壳体的内壁的分隔壁称为延伸分隔壁。

26、在本说明书中，术语“纵分隔壁(或纵区隔壁)”是指朝纵向的y轴方向延伸且在横向的x轴方向以既定的间距(或间隔)对流体流路进行区隔或分隔的分隔壁，且术语“横分隔壁(或横区隔壁)”是指朝横向的x轴方向延伸且在纵向的y轴方向以既定的间距(或间隔)对流体流路进行区隔或分隔的分隔壁。

27、在格子状的区隔壁构造等的对称构造中，从区隔壁构造相重合的位置开始将周向的角度位置转90°时，纵横方向会颠倒，并且将周向的角度位置转180°时，上下方向会颠倒，所以“纵向”与“横向”、“上方”与“下方”、“纵分隔壁(或纵区隔壁)”与“横分隔壁(或横区隔壁)”都可相互替换。

28、发明效果

29、根据本发明，特定的整流部件允许抑制流体的湍流而有效地加以整流化，且均匀地将流体喷射或喷雾。因此，能减低喷射流体(被喷射的流体)的扩散以提高喷射流体的密度并提高冲击力。而且，即使喷口(排出口)为狭缝状、卵形等的各向异性形状的喷出口，整流部件也能从喷嘴以扁平形状均匀且高冲击力地喷射。进而，并不形成狭窄流路而形成外周区隔壁，不仅能提高(或增加)冲击力，而且能减少流量分布的各向异性，并且即使利用工业用水等的含有外来物的水，也能够抑制整流部件堵塞。进而，将前述整流部件用于除鳞喷嘴的情况下，喷嘴能具有高冲蚀性能，以用厚度薄且扇形的喷射(喷雾)形状提高锈皮的去除或剥离效率。