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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-12-20
(45)【発行日】2023-12-28
(54)【発明の名称】ガスワイピングノズル
(51)【国際特許分類】
C23C 2/20 20060101AFI20231221BHJP
C23C 2/40 20060101ALI20231221BHJP
B05B 1/04 20060101ALI20231221BHJP
B05C 11/06 20060101ALI20231221BHJP
B05C 3/132 20060101ALI20231221BHJP
【ＦＩ】
C23C2/20
C23C2/40
B05B1/04
B05C11/06
B05C3/132
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020130370
(22)【出願日】2020-07-31
(65)【公開番号】P2022026756
(43)【公開日】2022-02-10
【審査請求日】2022-11-21
(73)【特許権者】
【識別番号】504174135
【氏名又は名称】国立大学法人九州工業大学
(73)【特許権者】
【識別番号】591031603
【氏名又は名称】テラダ産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100120086
【弁理士】
【氏名又は名称】▲高▼津 一也
(74)【代理人】
【識別番号】100090697
【弁理士】
【氏名又は名称】中前 富士男
(74)【代理人】
【識別番号】100176142
【弁理士】
【氏名又は名称】清井 洋平
(74)【代理人】
【氏名又は名称】来田 義弘
(72)【発明者】
【氏名】坪井 伸幸
(72)【発明者】
【氏名】有延 宏二
【審査官】▲辻▼ 弘輔
(56)【参考文献】
【文献】特開平１１－２７９７３６（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０６３７５９８１（ＣＮ，Ｕ）
【文献】米国特許第０５６６５１６０（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開平０９－２１７１６２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０４９０２５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭５１－００２０５５（ＪＰ，Ｂ１）
【文献】特開昭６２－１３３０５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２５６８１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１７８１４６（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０１－０６７７８０（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００１－０４９４１７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭４９－０４２７７７（ＪＰ，Ｂ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２３Ｃ ２／００－２／４０
Ｂ０５Ｂ １／０４
Ｂ０５Ｃ １１／０６
Ｂ０５Ｃ ３／１３２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
溶融金属めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対しガスを噴き付け、該鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調整するガスワイピングノズルにおいて、スリット状のガス噴出口を先端部に備えたノズル本体の内部には、外部からガスが導入されるガスヘッダ室と、該ガスヘッダ室のガスが導入され、該導入されたガスが前記ガス噴出口に流れる均圧室とが設けられ、
前記均圧室は、拡幅領域と、該拡幅領域及び前記ガス噴出口に連接する先細り領域と、前記ガスヘッダ室から前記拡幅領域へガスを導入する導入部とを有し、
前記拡幅領域の内表面の縦断面形状が、前記導入部側に向けて膨らんだ角部のない円弧状となって、前記拡幅領域の内表面に連続して前記先細り領域を形成する対向する内表面の間隔が、前記ガス噴出口に向けて徐々に狭くなるテーパ状になっており、
前記ノズル本体は、上下に分離可能な対となる分割ノズル部と、その間に配置されるスペーサとを有し、
前記ノズル本体の幅方向に、対となる２本の前記導入部が間隔を有して複数形成され、対となる２本の前記導入部のうち、一方の前記導入部が前記ガスヘッダ室の上側から、他方の前記導入部が前記ガスヘッダ室の下側から、前記拡幅領域の中央部に向けて斜めに形成され、しかも、前記ノズル本体を縦断面視して、対となる２本の前記導入部が前記スペーサを中心として線対称に形成されていることを特徴とするガスワイピングノズル。
【請求項2】
溶融金属めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対しガスを噴き付け、該鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調整するガスワイピングノズルにおいて、スリット状のガス噴出口を先端部に備えたノズル本体の内部には、外部からガスが導入されるガスヘッダ室と、該ガスヘッダ室のガスが導入され、該導入されたガスが前記ガス噴出口に流れる均圧室とが設けられ、
前記均圧室は、拡幅領域と、該拡幅領域及び前記ガス噴出口に連接する先細り領域と、前記ガスヘッダ室から前記拡幅領域へガスを導入する導入部とを有し、
前記拡幅領域の内表面の縦断面形状が、前記導入部側に向けて膨らんだ角部のない円弧状となって、前記拡幅領域の内表面に連続して前記先細り領域を形成する対向する内表面の間隔が、前記ガス噴出口に向けて徐々に狭くなるテーパ状になっており、
前記拡幅領域の断面円弧状部の曲率半径は１３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、前記拡幅領域の断面円弧状部の曲率中心から前記先細り領域の先端位置までの長さは３０ｍｍ以上６５ｍｍ以下であることを特徴とするガスワイピングノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶融金属めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対しガスを噴き付け（吹き付け）、鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調整するガスワイピングノズルに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、めっき鋼板は、例えば、図６に示すめっき装置８０を使用して、鋼帯８１を連続的に搬送しながら、その表面に亜鉛等の溶融金属（めっき液）８２をめっきして製造している。このめっき装置８０は、溶融金属８２を貯留しためっき槽８３と、めっき槽８３内の溶融金属８２中に配置され、鋼帯８１を溶融金属８２に連続的に浸漬させると共にその進行方向を鉛直方向に変更するシンクロール８４と、シンクロール８４の上方に配置され、鉛直方向に上昇する鋼帯８１を厚み方向両側から挟む一対のサポートロール８５、８６と、めっき槽８３の上方に配置された一対のガスワイピングノズル８７とを有するものである。使用にあっては、溶融金属８２（溶融金属めっき浴）から上方に引き上げられた鋼帯８１に、その厚み方向両側に配置されたガスワイピングノズル８７からそれぞれガスを噴き付け、鋼帯８１の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調整している。
【0003】
めっき装置８０に使用するガスワイピングノズル８７は、鋼帯８１の幅（搬送方向とは直交する方向の幅）よりも幅広であるスリット状のガス噴出口を有するものである。
例えば、特許文献１には、互いに対向して設けられ、ガスが導入されるノズル室を内側に形成する第１、第２のリップ部と、ノズル室から噴射されるガスの噴出口として、第１、第２のリップ部の鋼帯側の端部の内側にそれぞれ形成されるスリットとを備えるガスワイピングノズルが開示されている。
また、特許文献２には、縦断面でみて、先端部の肉厚を上下それぞれ０～１．０ｍｍに、先端部からノズル後方に向け傾斜する上下の外壁面とガス噴射方向とのなす角を４５度以下に、ガス通路部（ガス噴出口に相当）の長さをスリット状開口厚みの１０～４０倍にしたガスワイピングノズルが開示されている。
例えば、特許文献１には、互いに対向して設けられ、ガスが導入されるノズル室を内側に形成する第１、第２のリップ部と、ノズル室から噴射されるガスの噴出口として、第１、第２のリップ部の鋼帯側の端部の内側にそれぞれ形成されるスリットとを備えるガスワイピングノズルが開示されている。
また、特許文献２には、縦断面でみて、先端部の肉厚を上下それぞれ０～１．０ｍｍに、先端部からノズル後方に向け傾斜する上下の外壁面とガス噴射方向とのなす角を４５度以下に、ガス通路部（ガス噴出口に相当）の長さをスリット状開口厚みの１０～４０倍にしたガスワイピングノズルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１８－１７８１４６号公報
【文献】特開２０００－２１９９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、特許文献１、２に開示のガスワイピングノズルはいずれも、ガス噴出口にガスを流すノズル室の基側（上流側）の縦断面形状が、角部を有する形状となっており、ノズル室内で乱流が発生し易く（圧力損失が生じ易く）、ガス噴出口から噴出されるガスの圧力が変動し易かった（揺らぎが発生し易かった）。更に、ガスは、コンプレッサー等によりノズルへ供給されているが、コンプレッサーの特性により、ノズルへ供給されるガスに圧力変動（脈動）が発生し、上記した問題がより顕著になっていた。このため、鋼帯の表面に付着した余分な溶融金属を吹き飛ばす能力に影響を及ぼしていた。
また、鋼帯表面に対するノズル（ガス噴出口）の配置位置が近い場合、鋼帯の表面から除去される溶融金属が飛散し、ガス噴出口に付着し易くなるため、ノズルによる溶融金属の除去を安定にできず、めっきした鋼帯の製品品質の低下を招くおそれがある。このため、鋼帯の表面とノズルのガス噴出口との距離を広げたいが、上記したように、ガスの圧力は変動し易いため、距離を広げづらかった。
また、鋼帯表面に対するノズル（ガス噴出口）の配置位置が近い場合、鋼帯の表面から除去される溶融金属が飛散し、ガス噴出口に付着し易くなるため、ノズルによる溶融金属の除去を安定にできず、めっきした鋼帯の製品品質の低下を招くおそれがある。このため、鋼帯の表面とノズルのガス噴出口との距離を広げたいが、上記したように、ガスの圧力は変動し易いため、距離を広げづらかった。
【0006】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、ガス噴出口から噴き付けられるガスの圧力変動を従来よりも低減でき、鋼帯の表面とノズルのガス噴出口との距離を広げることが可能なガスワイピングノズルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
前記目的に沿う本発明に係るガスワイピングノズルは、溶融金属めっき浴から上方に引き上げられた鋼帯に対しガスを噴き付け、該鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調整するガスワイピングノズルにおいて、
スリット状のガス噴出口を先端部に備えたノズル本体の内部には、外部からガスが導入されるガスヘッダ室と、該ガスヘッダ室のガスが導入され、該導入されたガスが前記ガス噴出口に流れる均圧室とが設けられ、
前記均圧室は、拡幅領域と、該拡幅領域及び前記ガス噴出口に連接する先細り領域と、前記ガスヘッダ室から前記拡幅領域へガスを導入する導入部とを有し、
前記拡幅領域の内表面の縦断面形状が、前記導入部側に向けて膨らんだ角部のない円弧状となって、前記拡幅領域の内表面に連続して前記先細り領域を形成する対向する内表面の間隔が、前記ガス噴出口に向けて徐々に狭くなるテーパ状になっている（均圧室の拡幅領域と先細り領域の縦断面形状が、いわゆる涙型となっている）。
スリット状のガス噴出口を先端部に備えたノズル本体の内部には、外部からガスが導入されるガスヘッダ室と、該ガスヘッダ室のガスが導入され、該導入されたガスが前記ガス噴出口に流れる均圧室とが設けられ、
前記均圧室は、拡幅領域と、該拡幅領域及び前記ガス噴出口に連接する先細り領域と、前記ガスヘッダ室から前記拡幅領域へガスを導入する導入部とを有し、
前記拡幅領域の内表面の縦断面形状が、前記導入部側に向けて膨らんだ角部のない円弧状となって、前記拡幅領域の内表面に連続して前記先細り領域を形成する対向する内表面の間隔が、前記ガス噴出口に向けて徐々に狭くなるテーパ状になっている（均圧室の拡幅領域と先細り領域の縦断面形状が、いわゆる涙型となっている）。
【0008】
本発明に係るガスワイピングノズルにおいて、前記拡幅領域の断面円弧状部の曲率半径は１３ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、前記拡幅領域の断面円弧状部の曲率中心から前記先細り領域の先端位置までの長さは３０ｍｍ以上６５ｍｍ以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【0009】
本発明に係るガスワイピングノズルは、均圧室が、拡幅領域と、この拡幅領域及びガス噴出口に連接する先細り領域と、ガスヘッダ室から拡幅領域へガスを導入する導入部とを有し、拡幅領域の内表面の縦断面形状が、導入部側に向けて膨らんだ円弧状となって、先細り領域を形成する対向する内表面の間隔が、ガス噴出口に向けてテーパ状となっているので、拡幅領域の基側の縦断面形状が角部を有する形状となったノズル（従来のノズル）と比較して、ガス噴出口から噴き付けられるガスの圧力変動を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の一実施の形態に係るガスワイピングノズルの縦断面図である。
【図2】同ガスワイピングノズルの平面図である。
【図3】変形例に係るガスワイピングノズルの縦断面図である。
【図4】比較例に係るガスワイピングノズルの縦断面図である。
【図5】（Ａ）～（Ｃ）はガスワイピングノズルによるガスの噴き付けをシミュレーションして得られたガス挙動の説明図である。
【図6】従来例に係るめっき装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２に示す本発明の一実施の形態に係るガスワイピングノズル（以下、単にノズルとも記載）１０は、溶融金属めっき浴（以下、単にめっき浴とも記載）から上方に引き上げられた鋼帯に対しガスを噴き付け、この鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調整するノズルである（図６参照）。
以下、詳しく説明する。
図１、図２に示す本発明の一実施の形態に係るガスワイピングノズル（以下、単にノズルとも記載）１０は、溶融金属めっき浴（以下、単にめっき浴とも記載）から上方に引き上げられた鋼帯に対しガスを噴き付け、この鋼帯の表面に付着した溶融金属膜の膜厚を調整するノズルである（図６参照）。
以下、詳しく説明する。
【0012】
鋼帯（金属帯）は、めっき浴を構成する溶融金属によりめっき処理が施される対象である。
溶融金属としては、例えば、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｐｂの単体、又は、これらの合金がある。この溶融金属には、これらの金属又は合金に、例えば、ＳｉやＰ等の非金属元素、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ等の典型金属元素、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等の遷移金属元素を含有するものも含まれる。
溶融金属としては、例えば、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｐｂの単体、又は、これらの合金がある。この溶融金属には、これらの金属又は合金に、例えば、ＳｉやＰ等の非金属元素、Ｃａ、Ｍｇ、Ｓｒ等の典型金属元素、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等の遷移金属元素を含有するものも含まれる。
【0013】
ノズル１０は、鋼帯に対する溶融金属の目付量を調節するため、めっき浴から鉛直方向上方に引き上げられた鋼帯の表面（両面）にガス（空気等）を噴射するものである。なお、ノズル１０には、例えば、コンプレッサー（図示しない）によって圧縮されたガスが導入される。
これにより、鋼帯の表面から余剰の溶融金属が掻き取られ、鋼帯の表面に対する溶融金属の目付量が適正量に調整されて、溶融金属膜の膜厚が調節される。
これにより、鋼帯の表面から余剰の溶融金属が掻き取られ、鋼帯の表面に対する溶融金属の目付量が適正量に調整されて、溶融金属膜の膜厚が調節される。
【0014】
ノズル１０は、図１、図２に示すように、スリット状のガス噴出口１１を先端部（鋼帯との対向側端部）に備えたノズル本体１２を有している。
ノズル本体１２は、分離可能な（図１では上下方向に分割可能な）対となる分割ノズル部１３、１４と、この分割ノズル部１３と分割ノズル部１４との間に配置されるシム（スペーサ）１５とを有し、シム１５を挟んで配置された分割ノズル部１３、１４をボルト等の締結手段（図示しない）で固定することにより構成されている。このシム１５は、平面視して分割ノズル部１３、１４と略同一面積（外周輪郭が同一形状）の板材の、ガス噴出口１１側に配置される領域について、幅方向中央部（幅方向両端部を除いた部分、即ち、ガス噴出口１１と、後述する均圧室１７の拡幅領域１８及び先細り領域１９に相当する部分）が除去された構成となっている。なお、分割ノズル部１３、１４は、従来のノズルと同様の材質、例えば、高硬度かつ高強度のクロムモリブデン鋼等で構成され、その外表面には、耐食性を備えるためのめっき処理が施されている。
ノズル本体１２は、分離可能な（図１では上下方向に分割可能な）対となる分割ノズル部１３、１４と、この分割ノズル部１３と分割ノズル部１４との間に配置されるシム（スペーサ）１５とを有し、シム１５を挟んで配置された分割ノズル部１３、１４をボルト等の締結手段（図示しない）で固定することにより構成されている。このシム１５は、平面視して分割ノズル部１３、１４と略同一面積（外周輪郭が同一形状）の板材の、ガス噴出口１１側に配置される領域について、幅方向中央部（幅方向両端部を除いた部分、即ち、ガス噴出口１１と、後述する均圧室１７の拡幅領域１８及び先細り領域１９に相当する部分）が除去された構成となっている。なお、分割ノズル部１３、１４は、従来のノズルと同様の材質、例えば、高硬度かつ高強度のクロムモリブデン鋼等で構成され、その外表面には、耐食性を備えるためのめっき処理が施されている。
【0015】
ガス噴出口１１は、鋼帯の搬送方向（図１では上下方向）に開口したスリット状の隙間を有し、鋼帯の幅（鋼帯の搬送方向とは直交する方向の幅）よりも幅広に開口したものである。即ち、ノズル本体１２は、図２に示すように、鋼帯の幅方向に長尺のものである。
このガス噴出口１１は、上記したように、シム１５を分割ノズル部１３、１４で挟むことにより形成されるものであり、上記したシム１５のガス噴出口１１側の幅方向両端部（ノズル本体１２の側壁部となる部分）と、分割ノズル部１３、１４の先端部とで囲まれた開口部分により形成される。このため、シム１５の厚みが、ガス噴出口１１のスリット状の隙間の間隔Ｇに相当する。なお、スリット状の隙間の間隔Ｇは、ガス噴出口１１の基端から先端まで略同一であって、例えば、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下（好ましくは、上限が０．８ｍｍ）程度であり、ガス噴出口１１の基端から先端までの長さＬ１は、例えば、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度であるが、特に限定されるものではない。
このガス噴出口１１は、上記したように、シム１５を分割ノズル部１３、１４で挟むことにより形成されるものであり、上記したシム１５のガス噴出口１１側の幅方向両端部（ノズル本体１２の側壁部となる部分）と、分割ノズル部１３、１４の先端部とで囲まれた開口部分により形成される。このため、シム１５の厚みが、ガス噴出口１１のスリット状の隙間の間隔Ｇに相当する。なお、スリット状の隙間の間隔Ｇは、ガス噴出口１１の基端から先端まで略同一であって、例えば、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下（好ましくは、上限が０．８ｍｍ）程度であり、ガス噴出口１１の基端から先端までの長さＬ１は、例えば、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下程度であるが、特に限定されるものではない。
【0016】
ノズル本体１２の内部には、コンプレッサー（加圧装置：外部）からガスが導入されるガスヘッダ室１６と、このガスヘッダ室１６のガスが導入され、導入されたガスがガス噴出口１１に流れる均圧室１７とが設けられている。なお、符号１６ａは、コンプレッサーが接続された配管を取り付けるための取り付け部である。
このガスヘッダ室１６は、コンプレッサーからの加圧空気を一旦貯めて、ノズル本体１２の横幅方向でのガスの圧力分布を平均化すための空間であり、図２に示すように、ノズル本体１２の幅方向両端部（ノズル本体１２の側壁部）を除く部分に、ノズル本体１２の幅方向に渡って同一形状となるようにノズル本体１２（分割ノズル部１３、１４とシム１５）に形成されている。なお、ガスヘッダ室１６は、縦断面視した場合の形状が長方形状となっているが、ガスの圧力分布を平均化できれば特に限定されるものではなく、例えば、正方形状等でもよい（従来のノズルと同様の形状でもよい）。
このガスヘッダ室１６は、コンプレッサーからの加圧空気を一旦貯めて、ノズル本体１２の横幅方向でのガスの圧力分布を平均化すための空間であり、図２に示すように、ノズル本体１２の幅方向両端部（ノズル本体１２の側壁部）を除く部分に、ノズル本体１２の幅方向に渡って同一形状となるようにノズル本体１２（分割ノズル部１３、１４とシム１５）に形成されている。なお、ガスヘッダ室１６は、縦断面視した場合の形状が長方形状となっているが、ガスの圧力分布を平均化できれば特に限定されるものではなく、例えば、正方形状等でもよい（従来のノズルと同様の形状でもよい）。
【0017】
均圧室１７は、図２に示すように、均圧室１７の上流側と下流側の間（中間位置）に配置された拡幅領域１８と、この拡幅領域１８及びガス噴出口１１に連接する（均圧室１７の下流側に配置された）先細り領域１９と、ガスヘッダ室１６から拡幅領域１８へガスを導入する（均圧室７の上流側に配置された）導入部（ガス導入路）２０、２１とを有している。
この均圧室１７の拡幅領域１８と先細り領域１９は、ノズル本体１２の幅方向両端部（ノズル本体１２の側壁部）を除く部分に、ノズル本体１２の幅方向に渡って同一形状となるようにノズル本体１２（分割ノズル部１３、１４とシム１５）に形成されている。
また、均圧室１７の導入部２０、２１は、ガスヘッダ室１６と拡幅領域１８を連通する断面円形の貫通孔（例えば、内径（直径）が３～１０ｍｍ程度）であり、ノズル本体１２の幅方向に間隔を有して複数形成されている。
この均圧室１７の拡幅領域１８と先細り領域１９は、ノズル本体１２の幅方向両端部（ノズル本体１２の側壁部）を除く部分に、ノズル本体１２の幅方向に渡って同一形状となるようにノズル本体１２（分割ノズル部１３、１４とシム１５）に形成されている。
また、均圧室１７の導入部２０、２１は、ガスヘッダ室１６と拡幅領域１８を連通する断面円形の貫通孔（例えば、内径（直径）が３～１０ｍｍ程度）であり、ノズル本体１２の幅方向に間隔を有して複数形成されている。
【0018】
この２本の導入部２０、２１のうち、一方の導入部２０は分割ノズル部１３に、他方の導入部２１は分割ノズル部１４に、それぞれ形成され、しかも、一方の導入部２０をガスヘッダ室１６の上側から、他方の導入部２１をガスヘッダ室１６の下側から、拡幅領域１８の中央部に向けて斜めに形成している。図１に示すノズル本体１２の縦断面図では、対となる２本の導入部２０、２１が線対称に形成されている。
これにより、ガスヘッダ室１６に導入されたガスが拡幅領域１８へ流入し合流する前に、ガスヘッダ室１６からのガスの流れを整流して、拡幅領域１８への流入時の圧力変動を更に抑制することができる。
また、上記したように、２本の導入部がある場合、拡幅領域１８との接続位置を離間させて配置することが好ましい。これにより、拡幅領域１８へのガスの流入時及び合流時に、流れの干渉による乱れを抑え、拡幅領域１８から先細り領域１９に至る空間内の圧力変動を抑えることが可能となる。
なお、導入部の内径、本数、拡幅領域に対する傾きの程度（傾斜角度）は、ガスの圧力変動を低減できれば特に限定されるものではなく、ノズル本体を縦断面視した場合において、例えば、導入部の本数を３本以上の複数本にすることもできる。
これにより、ガスヘッダ室１６に導入されたガスが拡幅領域１８へ流入し合流する前に、ガスヘッダ室１６からのガスの流れを整流して、拡幅領域１８への流入時の圧力変動を更に抑制することができる。
また、上記したように、２本の導入部がある場合、拡幅領域１８との接続位置を離間させて配置することが好ましい。これにより、拡幅領域１８へのガスの流入時及び合流時に、流れの干渉による乱れを抑え、拡幅領域１８から先細り領域１９に至る空間内の圧力変動を抑えることが可能となる。
なお、導入部の内径、本数、拡幅領域に対する傾きの程度（傾斜角度）は、ガスの圧力変動を低減できれば特に限定されるものではなく、ノズル本体を縦断面視した場合において、例えば、導入部の本数を３本以上の複数本にすることもできる。
【0019】
均圧室１７の拡幅領域１８と先細り領域１９は、シム１５を中心として対称の形状（同一形状）となった、一方の分割ノズル部１３に形成された均圧部２２と、他方の分割ノズル部１４に形成された均圧部２３と、シム１５の開口部分とを、組合わせることで形成される。具体的には、均圧室１７の拡幅領域１８の内表面２４の縦断面形状は、導入部２０、２１側に向けて膨らんだ角部のない円弧状となっている。
このように、拡幅領域１８の内表面の縦断面形状を円弧状とすることで、角部を有する形状と比較して、拡幅領域１８（均圧室１７）内での乱流の発生を抑制でき、ガス噴出口１１における圧力変動を抑制できるが、特に、ガス噴出口１１のスリット状の隙間の間隔Ｇに応じて、拡幅領域１８の断面円弧状部の曲率半径（Ｒ）を１３ｍｍ以上２０ｍｍ以下（好ましくは、上限が１７ｍｍ）にすることが好ましい（例えば、図１において、拡幅領域１８の上下方向の間隔（拡幅領域１８の最大内幅）が間隔Ｇの３０～５０倍程度）。
このように、拡幅領域１８の内表面の縦断面形状を円弧状とすることで、角部を有する形状と比較して、拡幅領域１８（均圧室１７）内での乱流の発生を抑制でき、ガス噴出口１１における圧力変動を抑制できるが、特に、ガス噴出口１１のスリット状の隙間の間隔Ｇに応じて、拡幅領域１８の断面円弧状部の曲率半径（Ｒ）を１３ｍｍ以上２０ｍｍ以下（好ましくは、上限が１７ｍｍ）にすることが好ましい（例えば、図１において、拡幅領域１８の上下方向の間隔（拡幅領域１８の最大内幅）が間隔Ｇの３０～５０倍程度）。
【0020】
また、均圧室１７の先細り領域１９を形成する、上下方向に間隔を有して対向する内表面２５、２６はそれぞれ、拡幅領域１８の内表面２４になだらかに連続し、この対向する内表面２５、２６の間隔が、拡幅領域１８からガス噴出口１１に向けて徐々に狭くなるテーパ状になっている。なお、内表面２５、２６とガス噴出口１１を形成する対向面２７、２８との連続部分は、なだらかな曲面とすることが好ましい。
ここで、拡幅領域１８の断面円弧状部の曲率中心Ｐから、先細り領域１９の先端位置（ガス噴出口１１の基端位置）までの長さＬ２は、例えば、ノズル本体１２の大きさと、上記した拡幅領域１８の断面円弧状部の曲率半径により、ある程度決定されるが、特に、３０ｍｍ以上６５ｍｍ以下（好ましくは、上限が５４ｍｍ）にすることが好ましい。
ここで、拡幅領域１８の断面円弧状部の曲率中心Ｐから、先細り領域１９の先端位置（ガス噴出口１１の基端位置）までの長さＬ２は、例えば、ノズル本体１２の大きさと、上記した拡幅領域１８の断面円弧状部の曲率半径により、ある程度決定されるが、特に、３０ｍｍ以上６５ｍｍ以下（好ましくは、上限が５４ｍｍ）にすることが好ましい。
【0021】
使用にあっては、例えば、コンプレッサーで圧縮されたガスをノズル１０の内部に導入する。
ノズル１０内に導入されたガスは、ガスヘッダ室１６から均圧室１７に導入され（導入部２０、２１、拡幅領域１８、及び、先細り領域１９を順次流れ）、この導入されたガスがガス噴出口１１に流れ、対向する鋼帯の表面に噴き付けられる。このとき、ノズル１０から噴出した音速に近いジェット流で、鋼帯に付着した余分な溶融金属が吹き飛ばされる。
ノズル１０内に導入されたガスは、ガスヘッダ室１６から均圧室１７に導入され（導入部２０、２１、拡幅領域１８、及び、先細り領域１９を順次流れ）、この導入されたガスがガス噴出口１１に流れ、対向する鋼帯の表面に噴き付けられる。このとき、ノズル１０から噴出した音速に近いジェット流で、鋼帯に付着した余分な溶融金属が吹き飛ばされる。
【実施例】
【0022】
次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、要素試験データと実測データを反映した自主開発したシステム（ｉｎ－ｈｏｕｓｅ ｃｏｄｅ）を使用し、ガスワイピングノズルのガス噴出口から噴き付けられるガスの圧力変動をシミュレーションした結果（解析結果）について説明する。
解析には、図１に示すノズル１０（実施例１）、図３に示すノズル１０ａ（実施例２）、図４に示すノズル１０ｂ（比較例）を、それぞれ使用した。これらのノズル１０、１０ａ、１０ｂの各構成を、以下に簡単に説明する。
ここでは、要素試験データと実測データを反映した自主開発したシステム（ｉｎ－ｈｏｕｓｅ ｃｏｄｅ）を使用し、ガスワイピングノズルのガス噴出口から噴き付けられるガスの圧力変動をシミュレーションした結果（解析結果）について説明する。
解析には、図１に示すノズル１０（実施例１）、図３に示すノズル１０ａ（実施例２）、図４に示すノズル１０ｂ（比較例）を、それぞれ使用した。これらのノズル１０、１０ａ、１０ｂの各構成を、以下に簡単に説明する。
【0023】
（実施例１）
ノズル１０は、均圧室１７が拡幅領域１８と先細り領域１９と導入部２０、２１を有し、均圧室１７の拡幅領域１８の断面円弧状部の曲率半径を、前記した最適範囲（１３ｍｍ以上２０ｍｍ以下）内にしたものである。
（実施例２）
ノズル１０ａは、ノズル１０とは均圧室１７ａの構成のみが異なり、この均圧室１７ａの拡幅領域１８ａの断面円弧状部の曲率半径を、前記した最適範囲外（２０ｍｍ超）にしたものである（実施例１の変形例）。なお、ノズル１０ａについて、ノズル１０の構成部材とは異なる構成部材の符号に「ａ」を付して、詳しい説明を省略する。
（比較例）
ノズル１０ｂは、ノズル１０とは均圧室１７ｂの構成のみが異なり、均圧室１７ｂの内表面の縦断面形状が、瓢箪型となっている（均圧室１７ｂが拡幅領域と先細り領域を有するものではない）。なお、ノズル１０ｂについて、ノズル１０の構成部材とは異なる構成部材の符号に「ｂ」を付して、詳しい説明を省略する。
ノズル１０は、均圧室１７が拡幅領域１８と先細り領域１９と導入部２０、２１を有し、均圧室１７の拡幅領域１８の断面円弧状部の曲率半径を、前記した最適範囲（１３ｍｍ以上２０ｍｍ以下）内にしたものである。
（実施例２）
ノズル１０ａは、ノズル１０とは均圧室１７ａの構成のみが異なり、この均圧室１７ａの拡幅領域１８ａの断面円弧状部の曲率半径を、前記した最適範囲外（２０ｍｍ超）にしたものである（実施例１の変形例）。なお、ノズル１０ａについて、ノズル１０の構成部材とは異なる構成部材の符号に「ａ」を付して、詳しい説明を省略する。
（比較例）
ノズル１０ｂは、ノズル１０とは均圧室１７ｂの構成のみが異なり、均圧室１７ｂの内表面の縦断面形状が、瓢箪型となっている（均圧室１７ｂが拡幅領域と先細り領域を有するものではない）。なお、ノズル１０ｂについて、ノズル１０の構成部材とは異なる構成部材の符号に「ｂ」を付して、詳しい説明を省略する。
【0024】
上記した３種類のノズル１０、１０ａ、１０ｂを使用して、ガスの圧力変動を解析した結果を、図５（Ａ）～（Ｃ）にそれぞれ示す。この図５（Ａ）～（Ｃ）の縦軸は無次元化した圧力を、横軸は時間経過を、それぞれ示している。
以下に、シミュレーションで採用した各種条件を示す。
・コンプレッサー（貯槽）の圧力：０．６ＭＰａ（大気圧の６倍）
・ガスの流量：３３００ｍ３／Ｈｒ
・ガスの出口温度（ガス噴出口でのガス温度）≒２５０℃
・ガスの出口マッハ数（ガス噴出口でのマッハ数）：１
・ガスの出口音速＝ガスの出口での流速（ガス噴出口でのガス流速）≒３１６ｍ／ｓ
・ガスの出口圧力（ガス噴出口でのガス圧力）≒６００ｋＰａ
なお、図５（Ａ）～（Ｃ）においては、前提条件として、ノズルに導入されるガスの流入圧力変動（コンプレッサーの特性によって発生するガスの圧力変動（脈動）：変動幅１０％、変動周期０．３ｍｓｅｃ（０．０００３ｓｅｃ：約３．３ｋＨｚ））が反映されている。
以下に、シミュレーションで採用した各種条件を示す。
・コンプレッサー（貯槽）の圧力：０．６ＭＰａ（大気圧の６倍）
・ガスの流量：３３００ｍ３／Ｈｒ
・ガスの出口温度（ガス噴出口でのガス温度）≒２５０℃
・ガスの出口マッハ数（ガス噴出口でのマッハ数）：１
・ガスの出口音速＝ガスの出口での流速（ガス噴出口でのガス流速）≒３１６ｍ／ｓ
・ガスの出口圧力（ガス噴出口でのガス圧力）≒６００ｋＰａ
なお、図５（Ａ）～（Ｃ）においては、前提条件として、ノズルに導入されるガスの流入圧力変動（コンプレッサーの特性によって発生するガスの圧力変動（脈動）：変動幅１０％、変動周期０．３ｍｓｅｃ（０．０００３ｓｅｃ：約３．３ｋＨｚ））が反映されている。
【0025】
ノズル１０では、図５（Ａ）に示すように、ガス噴出口から噴き付けられるガスの圧力変動はほとんどなく、良好な結果が得られることが分かった。
また、ノズル１０ａでは、図５（Ｂ）に示すように、図５（Ａ）に比較して、ガス噴出口から噴き付けられるガスに圧力変動が発生した。
一方、ノズル１０ｂは、均圧室１７ｂの導入部２０、２１と連通する領域の内表面の縦断面形状が円弧状となってはいるものの（従来のノズルのように角部を有する形状とはなっていないものの）、均圧室１７ｂ（導入部２０、２１を除いた領域）が瓢箪型となっているため、圧力損失が発生し、図５（Ｃ）に示すように、ガス噴出口から噴き付けられるガスに大きな圧力変動が発生した。
このように、ノズル１０ａでは、ガス噴出口から噴き付けられるガスに圧力変動が発生したものの、ノズル１０ｂと比較して小さかった。
なお、ノズル１０ｂで発生したガスの圧力変動には周期性があり、これは上記したコンプレッサーの特性によるものと考えられる。しかし、ノズル１０ａではノズル１０ｂより圧力変動が小さく、更にノズル１０では圧力変動がほとんどないことから、この圧力変動がノズル内の均圧室１７部分でのバッファ効果で吸収され、周期的な圧力変動を抑制できることがわかった。
また、ノズル１０ａでは、図５（Ｂ）に示すように、図５（Ａ）に比較して、ガス噴出口から噴き付けられるガスに圧力変動が発生した。
一方、ノズル１０ｂは、均圧室１７ｂの導入部２０、２１と連通する領域の内表面の縦断面形状が円弧状となってはいるものの（従来のノズルのように角部を有する形状とはなっていないものの）、均圧室１７ｂ（導入部２０、２１を除いた領域）が瓢箪型となっているため、圧力損失が発生し、図５（Ｃ）に示すように、ガス噴出口から噴き付けられるガスに大きな圧力変動が発生した。
このように、ノズル１０ａでは、ガス噴出口から噴き付けられるガスに圧力変動が発生したものの、ノズル１０ｂと比較して小さかった。
なお、ノズル１０ｂで発生したガスの圧力変動には周期性があり、これは上記したコンプレッサーの特性によるものと考えられる。しかし、ノズル１０ａではノズル１０ｂより圧力変動が小さく、更にノズル１０では圧力変動がほとんどないことから、この圧力変動がノズル内の均圧室１７部分でのバッファ効果で吸収され、周期的な圧力変動を抑制できることがわかった。
【0026】
以上のことから、本発明のガスワイピングノズルを使用することで、ガス噴出口から噴き付けられるガスの圧力変動を従来よりも低減できることを確認できた。これにより、ガス噴出口から、その幅方向に渡って一定の圧力で従来よりも長い距離、ガスを噴き付けることができるため、鋼帯の表面とノズルのガス噴出口との距離を従来よりも広げることができる（従来は５ｍｍ程度であったが、例えば７ｍｍ以上（従来の１．５倍程度）に広げることができる）。
従って、鋼帯の表面から除去されて飛散する溶融金属のガス噴出口への付着を、従来よりも抑制できるため、ノズルによる溶融金属の除去を安定にでき、めっきした鋼帯の製品品質の向上が図れる。更に、本発明のガスワイピングノズル（均圧室）の構成は、例えば、上記した比較例の構成（瓢箪型）よりも簡単であるため、加工も容易である。
従って、鋼帯の表面から除去されて飛散する溶融金属のガス噴出口への付着を、従来よりも抑制できるため、ノズルによる溶融金属の除去を安定にでき、めっきした鋼帯の製品品質の向上が図れる。更に、本発明のガスワイピングノズル（均圧室）の構成は、例えば、上記した比較例の構成（瓢箪型）よりも簡単であるため、加工も容易である。
【0027】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のガスワイピングノズルを構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態においては、ガスワイピングノズルのノズル本体を、対となる分割ノズル部とその間に配置される１枚のシムとで構成した場合について説明した。しかし、内部に、拡幅領域と先細り領域と導入部を有する均圧室が設けられた構成であれば、特に限定されるものではなく、例えば、対となる分割ノズル部の間に２枚以上の複数枚のシムを配置した構成でもよく、また、シムを用いることなく、対となる分割ノズル部のみで構成することもできる。
なお、均圧室は、拡幅領域と先細り領域と導入部を有していれば、その形状が、シムを中心として対称の形状（同一形状）でなくてもよい（異なる形状でもよい）。
前記実施の形態においては、ガスワイピングノズルのノズル本体を、対となる分割ノズル部とその間に配置される１枚のシムとで構成した場合について説明した。しかし、内部に、拡幅領域と先細り領域と導入部を有する均圧室が設けられた構成であれば、特に限定されるものではなく、例えば、対となる分割ノズル部の間に２枚以上の複数枚のシムを配置した構成でもよく、また、シムを用いることなく、対となる分割ノズル部のみで構成することもできる。
なお、均圧室は、拡幅領域と先細り領域と導入部を有していれば、その形状が、シムを中心として対称の形状（同一形状）でなくてもよい（異なる形状でもよい）。
【産業上の利用可能性】
【0028】
本発明に係るガスワイピングノズルは、ガス噴出口から噴き付けられるガスの圧力変動を従来よりも低減できる。これにより、例えば、鋼帯の表面とノズルのガス噴出口との距離を従来よりも広げることができ、鋼帯の表面から除去されて飛散する溶融金属のガス噴出口への付着を、従来よりも抑制できるため、製品品質の向上が図れ、また、付着した溶融金属の除去作業等の頻度を低減でき作業性が良好になる。
【符号の説明】
【0029】
１０、１０ａ、１０ｂ：ガスワイピングノズル、１１：ガス噴出口、１２、１２ａ、１２ｂ：ノズル本体、１３、１３ａ、１３ｂ、１４、１４ａ、１４ｂ：分割ノズル部、１５：シム、１６：ガスヘッダ室、１６ａ：取り付け部、１７、１７ａ、１７ｂ：均圧室、１８、１８ａ：拡幅領域、１９、１９ａ：先細り領域、２０、２１：導入部、２２、２３：均圧部、２４～２６：内表面、２７、２８：対向面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】