JPH02284663A - 熱スプレーガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、熱吹月け、詳細には線材または粉末を包囲し
て燃焼熱吹付けするための方法とガンに関する。

従来の技術 フレームスプレーとしても知られる熱吹付ケは加熱溶融
性材料、例えば金属またはセラミックの加熱軟化および
軟化した材料を粒状で被葎すべき表面へ向けて駆動する
こと全包含する。

加熱された粒子は表面へ衝突し、ここで急冷されて、表
面へ付着せしめられる。熱スプレ・−ガンは加熱と粒子
の駆動との両方の目的に使用される。例えば米国特許第
３４５５５１０号明細古（ロトリコ（Ｒｏｔｏｌ　１ｃ
ｏ））に記載されたようなタイプの熱スプレーガンでは
熱は燃焼フレームにより供給されかつ加熱溶融性材、料
は粉末状でガンへ供給される。かかる粉末は普通小さな
粒子、例えば１００メツシユの米国標準篩寸法（１４９
ミクロン）〜約２ミクロンである。粉末を連行し、連撮
するキャリヤガスは燃焼ガスの１つまたは不活性ガス、
例えば窒素であってよく、または単に圧縮空気であって
もよい。

あるいは米国特許第３１４８８１８号明細書（チャーロ
ツプ（ＣｈａｒＩｏｐ）　）に記載されているように、
材料は棒または線材の形で加熱ゾーン内へ供給１−でも
よい。線材式熱スプレーガンでは吹付けるべき材料の棒
または線材は何らかのタイプのフレーム　例えば燃焼フ
レームによって形成される加熱ゾーン内へ供給され、こ
こで材料は溶融され、または少なくとも加熱軟化され、
かつ普通ブラストガスによって噴霧され、次いで微細に
分散された形で被覆すべき表面へ向けて駆動される。

最新のロケット形粉末スプレーガンが米国特許第４４１
６４２１号明細書（ブラウニング（Ｂｒｏｗｎｉｎｇ）
）に記載されている。この形のガンは内部燃焼室を備え
ており、高圧燃焼放出物が環状開口を通って長いノズル
室の絞られたノド部へ導かれる。粉末または線材は環状
開口内部を軸方向にノズル室内へ供給されて加熱され、
かつ燃焼放出物によって駆動される。

短ノズル形吹付は装置は高速燃焼吹付けに関するものが
仏国特許第１０４１０５６号明細書および米国特許第２
３１７１７３号明細書（プレークリ（Ｂｌｅａｋｌｅｙ
））に記載されている。粉末は軸方向に溶融室内の燃焼
ガスの環状流内部へ供給される。空気または酸化性では
ないガスの環状流は同軸的に燃焼ガス流の外側へ、室の
壁に沿って噴出せしめられる。加熱された粉末を含んだ
吹付は流は燃焼室の開放端部から出る。

同様の装置が米国特許第２５４４２５９Ｍ明細ｉｌ（ト
ッキ−＝　（Ｄｕｃｃ　ｉｎｉ　）他）に示されテオリ
、ここでは外側流が酸素と燃焼ガス（ブタン）の混合物
であると開示されている。

金属材料または他の被酸化性の吹付は材料の酸化を阻止
または少なくとも最小にするための不活性吹付けは一般
に不活性ガスプラズマスプレーガンを空気を排除するた
めにシュラウド（囲い）−！、たは室と一緒に使用して
行なわれてきた。米国特許第３４７０３４７号明細筈（
ジャクツ７　（Ｊａｅｋｓｏｎ））にはプラズマフレー
ムをアルゴンまたはヘリウムのような不活性ガスで囲み
、他はオープンエアの中へ吹付けることがり１１示され
ている。米国特許第４１２１０８３号明細真゛（スミス
（Ｓｍｙｔｈ）　）　Ｋはプラズマ吹付レ・−ガンのた
めのフレームシュラウドおよび場合により使用される、
包囲されたプラズマフレームの周囲で環状のカーテン効
果を得るための冷却水または不活性ガスとともに用いる
環状ジェットオリフィス手段が開示されている。しかし
実地においてはこのようなプラズマフレーム包囲と組合
わされたオーシンエア吹付けは大量の不活性ガスを必要
とし、かつ皮膜における酸化を限られた程度だり減少さ
せるにすぎない。

米国特許第４３２８２５７号明細書（ミュールヘルｘ　
−（Ｍｕｅｈｌｂｅｒｇｅｒ）　）　Ｋ教示されている
ように、低圧不活性雰囲気室内でのプラズマ吹付けは緻
密で酸化物を含まない金属皮膜の形成では非常な成功を
もたらすことができる。

しかしこのような装置の市場のユーザーからは広はんな
、実地上の問題および付随するコスト、例えば漏れ、被
覆のためのローディング部材およびアンローディング部
材が報告されている。

室内の全人面へ付着したダストは引火するおそれがあり
、ポンプ装置にとって不都合であり、かつ清掃困難であ
る；手待ち時間は普通作業時間の２倍である。プラズマ
吹付は流は特に４０口の所要吹付は距離においてはター
ビンエンジンで使用される小形の異形部品に対しては広
ずぎ、かつ吹付は流は粉末のサイド噴射（“ター’Ｉ”
　ツ）　、ｊｅ　（ン）偏向（Ｔａｒｇｅｔ　　ｐｏｉ
ｎｔ　ｄｅｖｉａｔｉｏｎ）″）のために曲けられる。

撓現性の問題があり、かつ完全溶融を得るために８＋ｋ
Ｗが使用され、十分な冷却を必要とする。異形形状は被
覆のためにロボットタイプの操作装置を必要とし、これ
は室内における主要な問題である。

発明が解決しようとする問題点 本発明の課題は、不活性雰囲気室を用いずに被酸化性の
熱吹付は材料の低酸化物含量皮膜を吹付けるための改良
された熱スプレーガンと方法を提供すること、きわめて
高い速度での燃焼式粉末熱吹付けのための改良された方
法と装置を提供すること、特に高速での燃焼式線材熱吹
付けのための改良された方法と装置を提供すること、お
よび低酸化物含量の、緻密で強靭な熱吹付け皮膜を経済
的なコストで形成するための方法と装置を提供すること
である。

問題点を解決するための手段 本発明の上記およびその他の課題は、被酸化性材料の低
酸化物含量皮膜を吹付けるのに有用である新規の熱スプ
レーガンによって解決される。該熱スプレーガンは燃焼
生成物および微細形状の加熱溶融性材料の超音速吹付け
流を発生するための燃焼ガン手段と、吹付は流を隣接包
囲する第１の不活性ガスの包囲流を導くためのシースガ
ス用手段と、第１の包囲流を隣接包囲する第２の燃焼ガ
スの包囲流を導くための包囲燃焼ガス用手段と、第２の
包囲流を隣接包囲する第３の不活性ガスの包囲流を導く
ための包囲不活性ガス用手段とを備えている。

本発明によればガンは粉末式熱スプレーガンであり、ノ
ズル面を有するノズル材料とノズル部材から延びた第１
のガスキャップとを備えており、ガスキャップが、燃焼
生成物を超音速で周囲雰囲気中へ駆動するための開放端
部とその反対側の、ノズル面によって区切られた端部と
を有する燃焼室を形成する円筒形の壁内面を持つ。可燃
性ガス用手段が可燃性ガスと酸素の可燃性混合物の環状
流を、この混合物の燃焼生成物を超音速で開放端部から
駆動するのに十分な燃焼室圧力でノズル部材から燃焼室
内へ同軸的に噴射する。シースガス用十段が第１の不活
性ガスの環状流を円筒壁に隣接して、半径方向でみて環
状の可燃性混合物流の外側へ噴射する。

供給手段が加熱溶融性熱吹付は粉末をノズル部材から燃
焼室内へ、半径方向でみて可燃性混合物の内側で供給し
、このようにして粉末を含有する超音速吹付は流が開放
端部から駆動される。

包囲燃焼ガス用手段が開放端部の前方で吹付は流を隣接
包囲するように第２の燃焼ガスの環状流を導く。包囲不
活性ガス用手段が開放端部の前方で第２の環状流を隣接
包囲するように第３の不活性ガスの環状流を導く。

課題はまた被酸化性材料の低酸化物含量皮膜を吹付ける
ための方法によって達成され、燃焼生成物と加熱溶融性
材料の超音速吹付は流を発生するための燃焼ガン手段と
、吹付は流を隣接包囲する第１の不活性ガスの包囲流を
導くためのシースガス用手段と、第１の包囲流を隣接包
囲する第２の燃焼ガスの包囲流を導くための包囲燃焼ガ
ス用手段と、第２の包囲流を隣接包囲する第３の不活性
ガスの包囲流を導くための包囲不活性ガス用手段とを備
えており、かつ基材上で皮膜を形成するために吹付は流
を基材へ向けて渚〈ことより成る。

本発明の方法によれば粉末式熱スプレーガンが使われ、
該ガンはノズル面を有するノズル部材と、ノズル部材か
ら延びた第１のガスキャップとを備え、ガスキャップは
、燃焼生成物を超音速で周囲雰囲気中へ駆動するための
開放端部とこれとは反対側のノズル面によって区切られ
た端部とを有する燃焼室を形成する円筒形の壁内面を持
っている。この方法は、可燃性ガスと酸素の可燃性混合
物の第１の環状流をノズル部材から同軸的に燃焼室内へ
、この混合物の燃焼生成物を超音速で開放端部から駆動
するのに十分な室圧力で噴射し、第１の不活性ガスの環
状流を円筒形の壁に隣接して、半径方向でみて可燃性混
合物の環状流の外側へ噴射し、かつ粉末をノズル部材か
ら燃焼混合物内へ、半径方向でみて可燃性混合物の内側
で供給し、このようにｌ−て加熱溶削性材料を微細形状
で含有する超音速吹付は流が開放端部から駆動されるよ
うになつていることにより成る。第２の・燃焼ノｆスの
環状流は開放端（部の前方で吹付は流を隣接包囲するよ
うに導かり、、第３の不活性ガスの環状流が開放端部の
前方で第２の包囲流を隣接包囲するように導かれ、かつ
吹付は流は基材」二に皮膜を形成するために基材へ向け
て店、かれる。

廿だ本弁明の上記およびその他の課題は、被酸化性材料
の低酸化物含量皮膜を吹付けるために有用である新規の
線材式熱スプレーガンによって達成される。該ガンはノ
ズル面を有するノズル部材と、ノズル部材から延びた第
］のガスキャップとを備え、ガスキャップは、燃焼生成
物を周囲雰囲気内へ駆動するための開放端１部とその反
対側の、ノズル面によって区切られた端部とを有する燃
焼室を形成する円筒形の壁内面を有している。可燃性ガ
ス相手−段が第１の、可燃性ガスと酸素の可燃性混合物
の環状流を、燃焼させてこの混合物の燃焼生成物を開放
端部から駆動するためにノズル部材から同軸的に燃焼室
内へ噴射する。シースガス用ゴ・段は第１１の不活性ガ
スの環状流を円筒形の壁に隣接１−２て半径方向でみて
可燃性混合物の環状流の外側へ噴射する。供給手段は加
熱溶融性の熱吹付は線材を軸力向にノズルに部材から燃
焼室内へ、半径方向でみて可燃性混合物の内側へ、しか
も線材先端が形成されるポイントまで送り、このように
り、て加熱溶融性材料を微細形状で含有する吹付は流が
燃焼生成物および第１の環状流によって開放端部から駆
動される。包囲燃焼ガス用手段が第２の燃焼ガスの環状
流を、開放端部の前方で吹付は流を隣接包囲するように
導く。包囲不活性ガス用手段が第３の不活性ガスの環状
流を、開放端部の前方で第２の環状流を隣接包囲ノるよ
うに導く。

課題はまた、ノズル面を持つノズル部材とこのノズル部
材から延びた第〕、のガスキャップとを備えていて、ガ
スキャップが燃焼生成物を周囲雰囲気中へ駆動するため
の開放端部とその反対側の、ノズル面によって制限され
た端部とを有する燃焼室を形成する円筒形の壁内面を櫓
Ｉ〜ている形式の燃焼ガンを用いて被酸化性材料の低酸
化物含量皮膜を吹付けるための方法によって達成される
。第１のこの方法は、可燃性ガスと酸素の可燃性混合物
の環状流をノズル部材から同軸的に燃焼室内へ噴汚し、
かつ混合物をこの指合物の燃焼生成物を開放端部から駆
動するのに十分な燃焼室圧力で燃焼させ；第１の不活性
ガスの小伏流を円筒形の壁に隣接し７て、半径方向でみ
て％状の可燃性混合物流の外側へ噴射し；可熱溶融性の
熱吹句は線材をノズル部材を通して燃焼室内へ半径方向
でみて可燃性混合物の内側へ供給し、このように１−で
加熱溶融性材料を微細な形状で３有する吹付は流が線材
から駆動さり、るようにすることから成る。更にこの方
法は吹付け流を開放端部の前方で隣接包囲するように第
２の・燃焼ガスの環状流を渦き、第２の務伏流を開放端
部の前方で隣接包囲するように第３の不活性ガスの穣伏
流全導き、かつ基材上に皮膜を形成するために吹付は流
を基材へ向けて導くことを包含する。本発明によれば可
燃性の混合物は吹付は流を超音速で駆動するのに十分な
圧力で噴射される。

実施例 粉末熱吹イ１」けについては本発明をオｊｌ　、’Ｈす
る優れた熱吹付は装置の例が米［ｔ１特許第牛８６５２
５２号明細狽〔１９８６年５月１１日出顧、出願整理番
号第１９３０３０−１）に開示されており、これについ
て以下で詳説する。この装置は第１図に示さり、ており
、第２図にはその水平断面図が示されている。熱スプレ
・−ガン１０はガスキャップ１４．を取付けたガスヘッ
ド１２と、燃料、酸素、不活性ガスをガスヘッドへ供給
するための弁部材１６とハンドル］、７とを備えている
。弁部材１６は燃料ガスのためのホース接続部］８と酸
素のためのホース接続部１−９と不活性ガスのためのホ
ース接続部２０とを倫えている。３つの接続部はそれぞ
り、ホースによって可燃性ガス源２１、酸素源２２、不
活性ガス源２４−から接続されている。円筒形の弁２６
内のオリフィス２５がこれらの接続部からガンへの名ガ
スの流れを？ｌｊ制御する。弁およびイ（１属のＲ（ｊ
桐は例えば米国製許第３５３０８９２号明細書に示され
たタイプのものであり、かつ１対の弁レバー２７および
各ガス流部分のためのシール部材を備えており、シール
部材はシランジャ２８、ばね２９および０−リング３０
を包含している。

円筒形のサイフオンプラグ３］がガスヘッド１２内の対
応する孔内へ嵌込゛まハ、ており、その上の枠数のＯ−
ＩＩング３２が気密のシール性を保持している。サイフ
オンプラグは中央通路３＋を有する中央の管３３を備え
ている。管はサイフオンプラグ後部にねじ結合されたホ
ルダ３７に取付けられ、かつ軸方向に本体１２内に嵌込
まれている。更にサイフオンプラグは内部に環状のみぞ
３５ともう１つの環状のみぞ３Ｇとを複数の連絡通路３
８（２つ図示）と−緒に有している。第２図に示された
ような円筒形の弁２６の開放位ｆηでは酸素はホース４
０によってその接続部１９および弁２６を通って通路４
２内へ入り、ここからみぞ３５内へ流入し、連絡；ｌ＝
、　’Ａｓ　３８内を流れる。同様の構成が設けらノ″
Ｌでおり、これは燃料ガスがその供給源２１からホース
４−６、接続部１８、弁２６、通路４８ｆ、通ってみぞ
３０へ流入し、酸素と混合し、かつ可燃性の混合物とし
て通路３８と整列した通路５０を通過［２て環状のみぞ
５２内へ入るように配慮ｌ−ている。環状のみぞ５２は
混合物をノズル部材５４の俊方部分内の複数の通路５３
内へ供給する。

詳細な第３図をみると、ノズル部材５４−は有利には管
状の内側部材５５および管状の外側部材５６から構成さ
れている。明細書および特許請求の範囲で使用される“
内側′は軸線に近い側を指し、かつ“外側′″は軸線か
ら遠い側’ｆｃ指す。−ｉだ“前方の２および“前方で
′はガ′ンの開放端部へ近づく方面を指し、かつ“後方
の“および“後方で′はその反対側を指す。外側部材５
６は可燃性混合物の環状流を燃焼室内へ噴射するための
外側の環状オリフィス手段を形成している。オリフィス
手段は有利には、内側部材の外壁５８によって形成さり
、た半径方向でみて内側の面を持つ前方の環状の開口を
包含している。通路５３から環状開口へ通じるオリフィ
ス系は角度をずらして配置さり、た複数のオリフィスで
あってよいが、有利には環状オリフィス５９である。

このようにしてみぞ５２から流れてきた可燃性の混合物
はオリフィス（または複数のオリフィス）５９を通過し
て環状流を形成し、この環状流は板状開口５７で着火さ
れる。ノズルナツト６０がノズル５４およびサイフオン
プラグ３１をガスヘッド１２上で保持している。更に０
−リング６］、が２つ、気密シールのために普通ノズル
５４とサイフオンプラグ３１との間に配置されている。

バーナーノズル５４．はガスキャップ］、４内へ延びて
いる。ガスキャップはリテイナリング６４′によって所
定位置に保持され、かつノズルから前方へ延びている。

ノズル部材５４−けまたキャリヤガス中の粉末のために
管通路３４−から前方へ延びた軸方向の孔６２を有して
いる。あるいは粉末はガンの軸線６３の近くで直径の小
さな環状に位置したオリフィス（図示せず）から噴射し
てもよい。第１図、第４図をみると、斜めの通路６４が
管３３の後部から後方へ粉末用接続部６５まで延びてい
る。キャリヤ用のホース６６、従って中央の孔６２は圧
縮ガス源６８からのキャリヤガス、例えば窒素またはア
ルゴン内で連行されて粉末フ１−ダ６７からホース６６
によってｉ・ばれた粉末を受容する。粉末フィーダ６７
はｎ用の、または所望のタイプのものであるが、粉末を
ガン１０内の室８２内へ供給するのに十分に高い圧力で
キャリヤガスを供給し得るものでなければならず、この
ようなフィーダは米国特許出願整理番号第２６０６２５
号明細書（１９８８年１０月２１日出願）に記載されて
いる。

第２図、第３図に戻ると、不活性ガスはその供給源２４
およびホース６９から接続部２０、円筒形の弁２６およ
び通路７０を通過してリテイナリング６４．′内部の空
間７１へ達する。ノズルナシト６０内の横開ロア２が空
間７１をガスキャップ１４内の円筒形の燃焼室８２とつ
ないお でＩす、そのために不活性ガスは空間７１からこれらの
横開ロア２を通り、次いで外側シースとしてノズル５４
の外面と円筒形の壁内面δ５との間の環状のスロット８
＋全通って流れることができる。壁内面８５はスロット
８４が開口した燃焼室δ２を形成する壁の後方延長部で
ある。この流れは燃焼室δ２を通過して内側流と合流し
て第１包囲流として引続き流れ、ガスキャップ１４の開
放端部８８から出る。燃焼室８２はその反対側の後端で
はノズル５４の面６９によって制限されている。

燃焼室δ２は有利にはノズルから前方へ軸線に対して角
度を成して、収束し、きわめて有利には約２〜１０°、
倒えば５°の角度を成して収束している。壁８５によっ
て形成されたスロット８４も軸線に対して角度を成（−
で、きわめて有利には約１２〜１６°、例えば１４．．
５°の角度を成して前方へ収束し２ている。スロット８
４４４更に環状のガス包囲流が発生するのに十分な長さ
、例えば室長１０２に匹敵する長さ、しかｌ−少なくと
も室長１０２の半分よりも大きな長さを持っていなくて
はならない。その上に室はスロットよりは小さな角度、
きわめて有利には８〜］２；例えば１０’小さい角度で
ノズル５＋から前方へ収束しなければならない。この形
状は室に対して収束するガス流を与え、室壁への粉末沈
着を畿小にする。

不活性ガスの流量はスロットδ生の上流で、例えば後方
の狭いオリフィス９２によって、またけ別個の流量調整
装置によって制御してもよい。例えばスロットの長さは
８朋、スロット幅は１゜５ｃＷＬの円上で０．３８朋で
あり、かつガンへのガス圧（供給源２４）は燃焼室８２
内で圧力４．２　ｋｇ／ｃｄ　（６０ｐｓｉ　）の総ガ
ス流Φ２５ｔ／分を形成するためには４．Ｗｋｇ／ｃｒ
ｔｌ（７０ｐｓｉ　）である。また前出の米国特許第３
５３０８９２号明細書に記載されているようにブリード
孔（ｂｌｅｅｄｅｒ　ｈｏｌｅｓ）を整列させる、弁２
６の着火位置にあっては（第２図）、弁２６内のガス孔
９０が着火のためにガスの流通を許す。上記の角度およ
び寸法はこのような戻り火なしの着火を可能にするのに
重要である。（ガス孔９０と同様の、弁２６内の着火用
の酸素と燃料のためのブリード孔は示されていない）。

ノズル部材５４の内側部材５５は内部に円（例えば直径
２，５７１１１）上に配置された複数の平行な内側のオ
リフィス９１（ｆｌｌえは直径０．８９１１１１のオリ
フィス８個）を有し、これらはノズルの孔６２から出る
中央粉末供給の周囲に不活性ガスの環状の内側シース流
を与える。このガスの内側シースは壁８６への粉末材料
の沈着傾面を低下させるのに著しく寄与する。シースガ
スは有利には通路７０から取出され、ダクト９３（第２
図）を介してザイフオンプラグ３１の後方部およびホル
ダ３７の周囲の環状みぞ９４−に至り、少なくとも１つ
のオリフィス９６を介して管３３に隣接する環状空間９
８内へ至る。十分なガスを供給し、かつ不都合にも粉末
を外側へ、燃焼室８２の壁８６へ向けて渦動させるおそ
れのある渦流を最小にするためには少なくとも３つのこ
のようなオリフィス９６が等しい角度ずつずらされて＾
ｃＪｔさり、ていると有第１ｊである。

内側シースガス流は外側シース包囲流の流儀の１％〜１
０％、有利には約２％〜５チ、例えば約５％である。あ
るいけより良い制御のためには内側シースを外側シース
ガスとは別個に調整してもよい。

第２図、第３図に示されたようにノズル部材の内側部材
５５（第３図）を燃焼室６２内で外側部材５６の前方へ
突出させたことにより粉末の沈着の機会が更に最小にさ
れる。室長１０２はノズル面８９から開放端部８δまで
、すなわちノズル上の最前点から開放端部までの最短距
離として規定することができる。有利には内側部材上の
最前点は室長１０２の約１０チ〜４０チ、例えば３０チ
の距離だけ外側部材５６よりも前方に位置ｌ−でいる。

内側部材の優れた形状は第２図、第３図に示されている
。ノズルの内側部材５５の外壁５８（これは環状の開口
５７を形成している）に言及すると、この壁５８は軸線
へ向かって内側へ湾曲するよつに環状の開口から前方へ
延びているべきである。有利にはこの湾曲は一様である
。

図示のように例１えばこの湾曲部は内側部材５８上にほ
ぼ半球形の面８９を形成するようなものである。これに
よって燃焼フｌノ−ムが内側へ弓かれ、流れを室の壁８
６から引離Ｉ−で保持するものと考えられる。

本発明を導入した熱スプレーガンの別の細部の例として
はサイフオンプラグ３１が十分な酸素が流れるのを可能
にするために８つの、それぞれ１．５１龍の酸素用の通
路３８と、直径１，５１關の、ガス混合物用の通路５０
とを備えている。このノズルヘッドにおいて中央の孔６
２は直径３．５　ｍｔｔｔ、かつガスキャップの開放端
部８８はノズルの面からＱ、９５Ｃｒｎ（室長１０２）
の所に位置している。したがって燃焼室８２（これもま
た粉末を連行ｌ〜でいる）は比較的短く、かつ一般に開
放端部８８の直径の約１倍〜２倍であるべきである。

本発明によれば、ガスキャップに取付けられたこのガス
キャップ前方に配置されたガスキャップアセンブリ１０
４が吹付は流およびその第１の包囲流を取巻く付加的な
流れを供給する。

第２図、第３図の例ではこのアセンブリは第２のガスキ
ャップ１０６および締付ケリング１０８を包含する。有
利な構造としては第２のガスキャップは４つの構成部材
から構成されており、普通ろう付け、ねじ、０−リング
等（不明瞭になるので図示せず）によって−緒に保持さ
れ、かつシールされている。しかしより一般的にはキャ
ップおよび締付はリングは任意の実際の構造および第１
のガスキャップ１４および（または）ガンの残りの部分
へのアタッチメントを有していてよい。

第２のガスキャップの構成部材の１．つがアダプタリン
グ１１０であり、これは第１のガスキャップ１４上に滑
り嵌めされており、かつ効果的に第１のガスキャップの
一部分を形成している。あるいはリング１０とガスキャ
ップ１４は一体から形成されていてもよい。本実施例で
はリング１１０は締付はリング１０８によってガスキャ
ップ１４．上に保持されている。締付はリングはアダプ
タリング１１０と共にスリット１１２（第１図、第４図
）を有し、かつ締付けねじ１１４を用いてよい。円筒形
の中間部材１１６が前方からアダプタリング１１０上へ
嵌込まれており、かつこのアダプタリングに対して０−
リング１１８によってシールされている。ワッシャ形状
の前方部材１２０が中間部材に取付けられている。

中間部材およびこの内部のインサート１４Ｇは協働して
第２のガスギーヤツゾ内の中央の前方室１２２を形成し
ている。

室１２２は第１のガスキャップの開放端部８８の直径の
約１倍〜３倍であって、１〜かも前方室１２２の内のり
長さの約１倍〜２倍である内径を持つべきである。前方
室は前方を向いた出口開口１２４．を持つ。

中間部材１１６は十分に幅の薄い環状のアパーチャ１２
８（例えば厚さ０．４１１Ｋ）を形成するために第１フ
ランジ１２６によってアダプタリング１１０から距離を
随かれている。アパーチャは燃焼ガス　例えばプロ・セ
ンを中間部材内の第１通路１３０、互いに連通された第
１と第２の外みぞ１３２．１３４、締付はリング］−０
８に取付けられた第１ガス接続部１３６、ホース１３δ
を介して圧縮された燃焼ガスの源１４０から受容する。

アパーチャ１２８は開放端部８８に隣接した所で半径方
向に室１２２に開口している。

同様にして前方部材１２０は第２の接続フランジ１４２
を用いて中間部材１１６から距離を置いて保持されてい
て接続みぞ１４４を形成している。中間部材内に固定さ
れて前方へ突出した環状のインサート１４６は空間でも
って、出口開口１２＋に隣接した所で第２ｆｆスキヤツ
プの前面１５２内へ開口した終端部１５１を持つ環状の
ア・クーチャを形成する。ア・ぐ−チャ］、５０はみぞ
１４：４−と連通している。同軸的なア・ぐ−チャ１５
０は例えば厚さ０．３　ｍｍである。有利には前方部材
１２０は皿状の面１５４−を持ち、インサート１４６は
この面から僅かに突出している。接続みぞ１４４．は不
活性ガス、倒えは窒素、アルゴンまたはヘリウムを圧縮
ガス源１５６から中間部月内の第２通路１５８、第３の
例みぞ１６０、第２ガス接続部１６２、ホース１６４、
を介して受容する。前方のガスキャップがガン本体とよ
り一体に構成されており、それによりガン内の別の流路
がガンの後部へのガス接続部１３６１．６２に代わるこ
とができるか、または第２のガスキャップへのガスを第
１のガスキャップへの流れから堆出ずことができると有
利であろう。

操作に当たって（は、燃焼されたガスの流れが吹付は流
１１Ｇ中に粉末を連行した超音速流として開放端部から
出るように燃焼室８２への各ガスの供給は十分に高い圧
力で、例えば大気圧よりも少なくとも２気圧高い圧力で
（ケ゛−ジ圧）行なわれ、ここで普通例えばスノぞ−ク
装置を用いて点火さ力、る。燃焼熱は基材上へ皮膜を付
着させるために粉末材料を溶融または少なくとも加熱軟
化させる。ショックダイアモンド１６８（第３図、第３
図）が観測できなければならない。この環状流構成のた
めに、超音速流を達成するのに伸長タイプのノズル出口
は必要ない。

本発明によれば燃料ガスがゾロピレンガス、ｉｆこハメ
チルアセチレンフロパジエンガス（“ＭＰＳ″）である
ときわめて有利である。こハ、らのガスは、比較的高い
速度の吹付け流および優りまた皮膜とが戻り火なしに達
成されるのを可能にする。例えばプロピレンまたはＭＰ
Ｓを圧力約７ｋｇ／ｃｙｌ（１００ｐｓｉ　）　ｒ−ジ
圧（大気圧が基準）およびガンへの流量７１　！−／　
分（１，５０ｓｅｆｈ）で、酸素ｋ　１０１Ｃｇ／ｅｒ
ａ　（１４０ｒ３ｓｉ　）および３０７ｔ／分（６５０
５ｃｆｈ）で、かつ内側の不活性ガスを５．６に９／ｄ
　（８０ｐＳｉ　）および２Ｂ３ｔ／分（６００５ｅｆ
ｈ）で用いた場合、粉末流なしの吹付は流中において少
なくとも８つのショックダイアモンドを容易に見ること
ができる。皮膜〕、７２を吹付ける基材１７０の位置は
、有利には第３図で示されているように４：っ目か５つ
目のダイアモンド全体が出る辺り、ｆｌ［えは吹付は距
離約９ｍの所である。一般にプロピレンまたｉｄ泣ＩＰ
Ｓの流量は約４７〜９４ｔ／分（］、　００〜２０　Ｑ
　５ｃｆｈ）の範囲であるべきである。用いらり、た場
合水素の流”旨は約２８３−８５０４／分（６００−１
８００５ｃｆｈ）であるべきである。

環状アパーチャ１２８のガス流用手段は、超音速吹付は
流］、６６を開放端部８８よりも前方で包囲する第２の
環状の燃焼ガス流として延びた燃焼ガス包囲流１７１ｒ
：形成する。同様に（−て環状アノに一チャ１５０のガ
ス流用手段は内側の超音速流の外側の第２の燃焼ガス流
］、７４−を開放端部の前方で包囲する第２の小状不活
性ガス流として広がる不活性ガス包囲流１７６を形成す
る。燃焼ガス包囲流に関する有利な流量は約３８〜９４
ｔ／分（８０−２００５ｃｆｈ）、例えば６６ｔ／分（
１４０５ｅｆｈ）であり、かつ不活性ガス包囲流につい
ては約９４〜！７２４／分（２００〜１０００５ｅｆｈ
）、例えば３５４ｔ／分（７５０５ｅｆｈ）である。外
側の不活性ガス包囲流は一般に吹付は流をシールドし、
かつ内（１１１１の燃焼ガス包囲流は外側の包囲流を浸
透Ｉ〜だ空気から酸素を取る。

本究明の前方のガスキャップはまた前出の特許第＋４１
６４２１号明細書に記載さＪ７たタイプのような他の超
音速熱スプレーガンへ適用ｌ〜でもよい。

本発明の第１１用の１例として主としてクロム］。

７チ、アルミニウム１２．５％、コバルト２３チ、イツ
トリウム０．４５　％、残量ニッケルから成るコバルト
合金粉末を上記の粉末吹付は装置を用いてガス航空機エ
ンジン部品へ吹付けて厚さ０１〜３間とする。また同様
のニッケルとニッケルコバルト合金を吹付けてもよい。

全く同品質のものではないが、緻密で、酸化のない皮膜
が期待され、低圧室内においての上記部品のプラズマ吹
付けに十分に代わるものである。しかも皮膜は著しくよ
り低いコストで得られ、かつ室への吹付けの問題はない
。

吹付は流は、燃焼生成物、過剰の未燃焼酸素または燃料
ガス　キャリヤガスの流量の総量に相当する流量で内側
のガ”スキャツプから出るストリームガスを含み、かつ
第１の環状流を連行していよう。例えば上記の、有、！
１」なガスについてのパラメータでは３５４　ｔ／分（
７５０ｓｃｆｈ）のストリームガス流量が得られる。−
殻内には第１の包囲流はストリ−ムガス流量の少なくと
も約１０％の燃焼ガス流量を持つべきである。

また第２の包囲流はストリームガス流量の少なくとも約
８０％の不活性ガス流量を持つべきである。更に不活性
ガス流量は燃焼ガス流量の約２５チ〜１３５％であるべ
きである。

線材式ガン吹付けについては第６図に示されており、熱
スプレーが７２１０はガスキャップ２１４を取付けたガ
スヘッド２１２と燃料、酸素、空気のための弁装置２１
６とを備えている。

弁装置は燃料ガスのためのホース接続部２１δを有して
いる。他の２つの、酸素および空気のためのホース接続
部（図示せず）はホース接続部２１８から横方向にずれ
て、すなわち第６図の図平面の上下に位置している。３
つの接続部はそれぞれホースによって燃料源２２０．酸
素源および空気源２２・１から接続されている。円筒形
の弁２２６は各ガスの各接続部からガン内への流れを制
御する。

円筒形のサイフオンプラグ２２８がガスヘッド内の対応
する孔内へ嵌込まれており、その土の複数のＯ−リング
２３０が気密のシール性を保持している。サイフオンプ
ラグは中央通路２３２と、環状のみぞ２３４−と、複数
の連絡通路２３Ｂ（２つ図示）ｆ；ｒ待ったもう１つの
環状のみぞ２３６とを有している。図示のような開放位
置にある円筒弁２２６では、酸素はホース２＋０を介し
て接続部（図示せず）と弁２２６を通過して通路２４２
（一部図示されている）内へ入り、ここからみぞ２３４
−内へ流入し、通路２３８内を流れる。

はぼ同一の構成が設けられており、これは燃料ガスがそ
の供給源２２０およびホース２４６から接続部２１８、
弁２２６、通路２＋８を通ってみぞ２３６へ流入し、酸
素と混合し、かつ可燃性の混合物として通路２３８と整
列した通路２５０を通って環状のみぞ２５２内へ入るよ
うに配慮している。環状のみぞ２５２はノズル部材２５
４の後部表面の対応する環状のみぞと整列しており、ノ
ズル部材はガスキャップ２１−牛と同軸的なノズルの面
２５８上の内配置で開口する、環状のオリフィスまたは
有利に環状に旭距離を置いて位置したバーナー第１）ア
イス２５６を備えている。整列したみぞ２５２から可燃
性混合物はオリフィス２５６を通過して環状流を形成し
、かつノズル２５４．の面２５８で点火される。ノズル
ナツト２６０はノズル２５４およびサイフオンプラグ２
２８をガスヘッド２１２上で保持している。更に２つの
０−　Ｉ＋ングが気密シールのために普通ノズルとサイ
フオンプラグとの間に配置されている。

またノズル部材２５４は吹付は用線材２６３のために通
路２３２の連続部として前方へ延びた軸方向の孔２６２
を有しており、線材はガン２１０の後方から供給される
。バーナーノズル２５４はガスキャップ２１４−内へ突
出し、ガスキャップ２１４はリテイナリング２６４によ
って所定位置に保持されていて、しかもノズルから前方
へ延びている。

不活性ガス、例えば♀素は供給源２２＋、ホース２６５
から接続部（図示せず）、円筒形の弁２２６、通路２６
６（一部図示）を通過してリテイナリング２６４内部の
空間２６８へ至る。

ノズルナツト２６０内の横開口２７０が空間２６８とガ
スキャップ２１４内の円筒形の燃焼室２８２とを接続し
ており、そのためにガスは外側シースとして空間２６６
からこれらの横開口２７０を通り、次いでノズル２５４
の外ｍ）と燃焼室２８２を形成する円筒形の壁内面８６
との間の環状のスロット２８４を通ｐ、環状の外側流と
して室２８２を通り、かつガスキャップ２１４内の開放
端部２８８から出ることができる。

室２８２Ｊｊ開放端部とは反対側の内側の端部ではノズ
ル２５４の面２５８によって制限されている。

線材２６３と中央通路２３２の外壁との間の環状空間３
００はノズルから延びた線材の周囲に不活性ガスの環状
の内側シース流を供給する。

このガースの内側シースは熱ガスの線材に沿った戻り火
を阻止し、かつ吹付は材料の壁土へ沈着する傾面を減少
させるのに著しく寄与する。シースガスは有利には空間
２６８へ供給さｈたガスから取出され、ダクト３０２を
介してサイフオンプラグ２２８の後方部分内の環状のみ
ぞ３０４へ至り、少なくとも１つのオリフィス３０オン
プラグ後部のブシュ３０７がガスの方へ漏れるのを最小
にするために線材を密に包囲している。有利には内側の
シースガス流は外側のシース流量の約１０〜２０チ、例
えば約１５％であるべきである。あるいはより良い制御
のためＫは内シースは外側のシースガスとは別個に調整
してもよい。

後部本体２９４は線材２６３のための駆動機構を包含し
ている。通常の電動機または空気タービン（図示せず）
が歯付き係合機構２９６を備えた、線材に係合する一対
のロー２２９５を駆動する。

本発明を導入した熱スプレーガンの例としてはバーキン
−エルマー−コーポレーション社（Ｔｈｅ　Ｐｅｒｋｉ
ｎ−Ｅｌｍｅｒ　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｒ＋　）−（ウ
ェストヘリ−（Ｗｅｓｔｂｕｒｙ）、Ｕ、　Ｙ、ｌ販売
のメトコａｐイゾ１２Ｅ線材式カン（Ｍｅｔｌｏ　Ｔｙ
ｐｅｌ　２　Ｅ　Ｗｉｒｅ　ｇｕｎ）がＥＣガＸキャッ
プまたはＪガスキャップおよびプロ１？ンノズルととも
に使用される。ガスキャップは下記のガスキャップアセ
ンブリ３１０に適合せしめられている。

線材式ガンは通常通シ操作することができる。

あるいは優れた実施例ではガンは更に超音速で吹付ける
ように修正されている。そのためにはＡ５ザイフオンプ
ラグが増大した酸素の流れを可能にするために酸素用通
路２３８を１．５　ｙｘｘに開けることによって修正さ
れており、かつブリードオリフィス３０６は内側空気流
の増大を可能にするために１．８罰に開けられている。

ノズルは可燃性混合物を燃焼室内へ供給するためにそれ
ぞｈｌ径０．８９Ｈの孔１０個を有し、これらの孔は直
径５６Ｉ＋！！の円上に位置している。このガスヘッド
ではノズル２５４とガスキャップ２１４との間の環状の
空気用スロット２８４の幅は０．５酊であり、中央の孔
２６２の直径は３０１７５龍の線材に対しては３．３１
である。ガスキャップの開放端部２８８とノズルの面と
の間の距離は６．４　ｍｍである。

ガスキャンプ２１４に取付けらノ１７、これから前方に
突出したガスキャップアセンブリ３１０は吹付は流とそ
の第１の包囲流を包囲する付加的なＩＮ、ｉ″ｌ、を供
給する。第６図に示され、第７図には詳しく示された実
施例では、アセンブリは第２のガスキャップを形成する
中間部材３１２と締付はリング３０８とを備えている。

有第１１な構造として第２のガスキャップは４つの構成
部材から構成されており、これらは普通ろう付け、ねじ
、Ｏ−ＩＪング等（不明瞭になるので図示せず）によっ
て−緒に保持され、かつシールされている。しかしより
一般的にはキャップおよび締付はリングは任意の実際の
構造および第１のガスキャップ２１＋および（または）
ガンの残りの部分へのアタッチメン）を有していてよい
。

アセンブリ３１０のもう１つの構成部材はアダプタリン
グ３１１であり、これは第１のガスキャップ２１４上に
滑り嵌めされており、効果的に第１ガスキヤツプの一部
分を形成している。

あるいはリング３１１とキャップ２１４とは一体から製
作されていてもよい。本実施例ではリングは締付はリン
グ３０８によってキャップ２１４上に保持されている。

締付はリングはアダプタリングとともにスリットを有し
、かつ締付けねじ（図示せず）を用いてもよい。円筒形
の中間部材３１６が前方からアダプタリング上へ嵌込ま
れており、かつこのアダプタリングに対（−てＯ−リン
グ３１８でシールされている。ワッシャ状の前方部材３
２０が中間部材に取付けられている。

中間部材およびこの内部のインサート３４６は協働して
内部に中央の前方室３２２を有する第２のガスキャップ
３２１を構成している。室３２２Ｆｉ第１のガスキャッ
プの開放端部２８８の直径の約１倍〜５倍であって、し
かも前方室３２２の内のり長さの約１倍〜２倍である内
径を持２べきである。前方室は前方を向いた出口開口３
２４を持つ。

中間部材３１６は十分に幅の薄い、例えば厚さ０．４１
３１の環状のアノクーチャ３２８を形成するために第１
フランジ３２６によってアダプタリング３１１から距離
を置いている。アパーチャは燃焼ガ′ス、例えばプロパ
ンを中間部材内の第１通路３３０、互いに連通された第
１と第２の外みぞ３３２．３３４、締付はリング３０８
に取付けられた第１ガス接続部３３６、ホース３３８を
介して圧縮された燃焼ガスの源３４０から受容する。ア
パーチャ３２８は開放端部２８８に隣接した所で半径方
向に室３２２に開口している。

同様にして前方部材３２０は第２の接続フランジ３＋２
を用いて中間部材３１６から距離を置いて保持されてい
て接続みぞ３４４を形成している。中間部材内に固定さ
れて前方へ突出した環状のインサート３＋６は空間でも
って、出３５１を持つ環状のアパーチャ３５０を形成す
る。アノクーチャ３５０はみぞ３４４と連通している。

同軸的なアパーチャ３５０は例えば厚さ０．３朋である
。有第１」には前方部材３２０Ｕ皿状の面３５４を持ち
、インサー）３４６Ｈこの面から僅かに突出している。

接続みぞ３４４Ｖｉ不活性ガス、例えば窒素、アルゴン
またはへりラムを圧縮ガス源３５６から中間部材内の第
２通路３５８、第３の外みぞ３６０、第２ガス接続部３
６２、ホース３６４を介して受容する。前方のガスキャ
ップがガン本体とより一体に構成されており、それによ
りガン内の別の流路がガンの後部へのガス接続部３３６
．３６２に代わることができるか、または第２のガスキ
ャップへのガスを第１のガスキャップへの流れから取出
すことができると有利であろう。

環状アパーチャ３２８のガス流用手段は、超音速吹付は
流３６６を開放外部２８８よりも前方で包囲する第２の
環状の燃焼ガス流として延びた燃焼ガス包囲流３７４を
形成する。同様にして環状アパーチャ３５０のガス流用
手段は内側超音速流の外側の第２の燃焼ガス流３７４−
を開放端部の前方で包囲する第２の環状の不活性ガス流
として広がる不活性ガス包囲流３７６を形成する。

線材または棒は熱吹付は用線材で普通の寸法と精度誤差
を有しているべきであり、すなわち例えば寸法ｉｄ　６
．４１４１Ｋから２．３門の間で変動してもよい（２０
ｒ−ジ）。線材または棒は通常り抜き加工によって製作
してもよいが、あるいは粉末を焼結することによるかま
たは加熱ゾーンの熱で分離し、そのために吹付けられる
べき粉末を微細な形状で放出する有機バインダまたは他
の切通なバインダを用いて粉末を結合することにより製
作してもよい。

燃焼せしめられたガスと空気の混合物が粉末を連行した
超音速流として開放端部から出るように、円筒形の燃焼
室への各ガスの供給は十分に高い室内圧力で、例えば大
気圧よりも少なくとも２気圧で行なわれ、かつ普通例え
ばス・ぞ−ク装置を用いて点火される。燃焼熱は線材先
端を溶％ｌさせ、かつガスの圧力と速度は溶融金属を霧
化し、かつこれを高速で駆動して基材」二に皮膜を付着
させる。特に線材なしでショックダイアモンドがガンで
観測できなければならない。

環状流構成のために超音速流を達成するのに伸畏タイプ
のノズル出口は必要ない。

本発明の超音速での吹付けの例によれば、線材へ速度は
、線材先端２９９が開放端部２８８近くに位置するよう
に調整され、開口直径に等しい距離だけガスキャップよ
りも突出する通常の線材式ガンの操作とは異なる。通常
の線材式ガンに比べて、酸素と燃焼ガスの流れはスロッ
ト２８４を通るガスの外側シース流の流量に対する割合
においては相対的に高くなければならない。それという
のも開放端部２８８を通過する燃焼生成物の高速の超音
速流によって霧化の役目が引受けられるからである。こ
の形式の霧化け、線材先端２９９が開口２８８の平面近
く、有利に！−１ｌＸ開ロ直径の約２５チ以内に位置し
ている場合に最も良好に行なわれる。

酸素流を燃焼生成物の流り、の尺度として用いると、酸
素の流量は外側シースガス流の少なくとも約８０チ、有
利には９０〜１００チでなければならない。例えば酸素
流量３４０ｔ／分および外側ガス流３５７ｔ／分では酸
素はガスの９５％であり、通常の線材式ガンは普通Ｍ　
Ｐ　Ｓガスと酸素を８３ノ／分と６２３１／分で用いて
操作され、これは外側のガス（普通の線材式ガンでは一
般に空気）に比べて酸素は１４チに相当する。酸素用の
通路は、燃焼ガスとの混合物で燃焼室内へ少なくとも２
気圧、有利には５気圧で適切な流を可能にするような横
断面積と長さとを持つ。同様にして外側ガスシースは酸
素に対して相対的な適切な流れを許すようなものでなけ
ればならない。通常の線材式ガンの流量は超音速ではな
い吹付けに好適でもある。燃焼ガスは酸素に対して化学
量論的量にほぼ近い。

本発明における２つの有利な燃焼ガスはプロピレンガス
とメチルアセチレンーゾロノぞジエンガス（ＭＰＳ″′
）である。これらのガスはそれぞれ比較的高い速度の吹
付は流および卓越りまた皮膜が戻り火なしに達成される
のを可能にする。例えばガンに対してプロピレンまたは
ｔＶｉ　ＰＳを圧力的７　ｋｇ／ｃｄ　（１００ｐｓｉ
ｇ）　（ゲージ圧、大気圧を基準）で、酸素をｌ　Ｏ，
５ｋＦ！／ｅｔａ　（］−５ｏ　ｒ＋ｓｉｇ）　オよび
空気全５．６　ｈｇ／ｉ　ｃ　ａ　ｏ　ｐｓｉｇ）で用
いた場合、線材の供給なしの吹付は流において少なくと
も８つのショックダイアモンドを容易に見ることができ
る。吹付は距離Ｉ−Ｊ、″硬質゛の線材（鋼、青銅、モ
リブデン等）については約１３ｃｍ、かつ“軟質”の線
材（亜鉛、アルミニウム智）については２０−３０ｃｍ
でなければならない。

一般的には包囲流は粉末吹刊けに関して記載したものと
同様である。燃焼ガス包囲流に関する有利な流量は約３
８へ９４ｔ／分、例えば６６１／分であり、かつ不活性
ガス包囲流については約９４〜＋７２ｔ／分、例えば３
５４ｔ／分である。外側の不活性ガス包囲流は普通吹付
は流をシ・−ルドし、かつ内側の燃焼ガス包囲流は外側
の包囲流を浸透した空気から酸素を受取る。普通第１包
囲流はスｌ−ＩＪ−ムガス流量の少なくとも約１０％で
ある燃焼ガス流ｔＴｈ持つべきである。１だ第２の包囲
流はストリームガス流量の少なくとも約８０チの不活性
ガス流量を持つべきである。更に不活性ガス流量は燃焼
ガス流量の約２５〜］３５チであるべきである。

本発明の利用の１例として、主にクロム１７チ、ニッケ
／ｌ−残量から成るニッケル合金線材を上記の吹付け装
置を用いてガス航空機タービンエンジン部品に吹付けて
厚さ０．１〜３關とする。

同杭のニッケルおよびニッケルーコバルト合金も吹付け
ることができる。全く同品質とはいかないが、但圧室内
で上記部品のプラズマ成句けに十分に代わり得る、十分
に緻密で酸化のない皮膜が期待される。しかもこの皮膜
は著しくより低いコストで得られ、室への吹付けという
問題もない。

吹付は流は、燃焼生成物、過剰の未燃焼酸累または燃焼
ガスおよびキャリヤガスの流量に相当する標準化された
流量で内側のガスキャップから流出するストリームガス
を含み、かつ第１の環状流を連行ｌ−よう。例えば上記
の、有オ１１なガスについてのノンラメータでは３５４
／−／分のストリームガス流量が得られる。

本発明の装置および方法を用いて形成される皮膜ハ％（
Ｃガ゛スタービンエンジンで適用される。

かかる適用には燃焼部分におけるセラミックスのため、
および抗摩耗性シールコーティングのための合金結合皮
膜；シールと接触するプレードプラットフォーム（チッ
プス）；ブレードルーツ；および具用に薄い皮膜が包含
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で使用される熱スプレーガンの側面図、
第２図は第１図の２−２線に沿った断面図、第３図は第
２図の断面図の前端部の拡大図、第４図は第１４図の４
−４線に沿った断面図、第３図は本発明による超音速流
を形成する第１図のガンの略示図、第６図は本発明を導
入した熱スプレーガンの鉛＠断面図、第７図は第６図の
断面図の前端部の拡大図、である。 １０．２１０・・・熱スプレーガン、１２．２１２・ガ
スヘッド、１４．２１４・・・ガスキャップ、１６．２
１６・・・弁部分、１７．２９８・・・ハンドル、１、
１９，２０．２１８・・・ホース接続部、２１・・ガス
源、２２．２２２・・・酸素源、２＋・・・不活性ガス
源、２５・・・オリフィス、２６，２２６・・弁、２７
・・・弁レバ・−２８・・・シランジャ、２９　・ばね
、３０．３２，６１，１１８，２３０．２６１１．３１
８・・・０−リング、３１．２２８・・・サイフオンプ
ラグ、３３・・・管、３４−　、２３２・・・中央通路
、３．５．３６．５２．９４．２３牛、２３６，２５２
．３０４・・・みそ、３、２３８・・・連絡通路、４０
．４６．６９，１３８゜１６４．２４０．２４−６．３
３、３６４・・・ホース、！２．４、５０．５３．６＋
、７０゜２４２．２４８，２５０，２６６・・・通路、
５４゜２５４・・・ノズル部材、５５・・・内側部材、
５６・・・外側部材、５７・・・開口、５８・・・外壁
、５９，９１．９２，９６．２５６，３０６・・オリフ
ィス６０．２６０・・・ノズルナツト、６２．２６２・
・・孔、６３・・・軸線、６４’、２６４・・・リテイ
ナリング、６５・・・接続部、６７・・・粉末フィーダ
、６８゜１５６．３５６・・・圧縮ガス源、７１．２６
８・・・空間、７２．２７０・・・横開口、８２．２８
２・・燃焼室、８４，２８４・・・スロット、８６，２
８６・・・壁、８、２８８・・・開放端部、８９．２５
８・・・面、９０・・・穴、９３．３０２・・・ダクト
、９、３００・・・環状空間、１０２・・・室長、１０
４゜３１０・・・ガスキャップアセンブリ、１０６・・
・ガスキャップ、１０、３０８・・・締利ケリング、 １１０．３１１・・・アダプタリング、１１２・・スリ
ット、１１４・・・締付けねじ、１１６．３１２・・・
中間部材、１２０．３２０・・・前方部材、１，２２．
３２２・・・中央前方室、１２４．３２４・・・出口開
口、１２６．３２６・・・第１フランジ、１２、１５０
．３２８、３５０・・・環状アノイーチャ、１３０．３
３０・・・第１通路、１３２．３３２・・・第１外みぞ
、１３４．３３４・・・第２外みぞ、１３６．３３６・
・・第２ｆス用接続部材、１４０゜３４０・・・供給源
、１４２．３４２・・・第２接続７ランジ、１４４−　
、３４−４・・・接続みぞ、１４６゜３４６・・・イン
サート、１５１．３５１・・・終端部、１５２．３５２
・・・前面、１５４．３５４・・・皿状面、１５８・・
・第２通路、１６０．３６０・・・第３外みぞ、１６２
．３６２・・・第２ｆス用接続部材、１６６・・・吹付
は流、１６８・・・ショックダイアモンド、１７０・・
・基材、１７２・・・皮膜、１７＋。 ３７４・・・燃焼ガス包囲流、１７６．３７６・・・不
活性ガス包囲流、２２０・・燃焼源、２２４・・・空気
源、２６３・・・吹付は線材、２９４・・・後部本体、
２９５・・・ローラ、２９６・・・歯付き係合機構、２
９９・・・線材先端、３０７・・・ブシュ　３２１・・
・第２ガスキヤツプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被酸化性材料の低酸化物含量皮膜を吹付けるために
   使用される熱スプレーガンにおいて、燃焼生成物および
   微細形状の加熱溶融性材料の超音速吹付け流を発生する
   ための燃焼ガン手段が設けられており、吹付け流を隣接
   包囲する第１の不活性ガスの包囲流を導くためのシース
   ガス用手段が設けられており、第１の包囲流を隣接包囲
   する第２の燃焼ガスの包囲流を導くための包囲燃焼ガス
   用手段が設けられており、かつ第２の包囲流を隣接包囲
   する第３の不活性ガスの包囲流を導くための包囲不活性
   ガス用手段が設けられていることを特徴とする、熱スプ
   レーガン。 ２、被酸化性材料の低酸化物含量皮膜を吹付けるために
   使用される粉末式熱スプレーガンにおいて、ノズル面を
   持つノズル部材が設けられており； ノズル部材から延びた、円筒形の壁内面を有する第１の
   ガスキャップが設けられており、この壁内面が、燃焼生
   成物を超音速で周囲雰囲気中へ駆動するための開放端部
   とこれとは反対側の、ノズル面によつて制限された端部
   とを持つ燃焼室を形成しており； 可燃性ガスと酸素の可燃性混合物の環状流を、この混合
   物の燃焼生成物を超音速で開放端部から駆動するのに十
   分な燃焼室圧力でノズル部材から燃焼室内へ同軸的に噴
   射するための可燃性ガス用手段が設けられており； 第１の不活性ガスの環状流を円筒壁に隣接して、半径方
   向でみて環状の可燃性混合物流の外側へ噴射するための
   シースガス用手段が設けられており； 加熱溶融性熱吹付け粉末をノズル部材から燃焼室内へ、
   半径方向でみて可燃性混合物の内側で供給するための供
   給手段が設けられており、これにより加熱溶融性粉末を
   含む超音速吹付け流が開放端部から駆動されるようにな
   っており； 開放端部の前方で第１の環状流を隣接包囲する、第２の
   燃焼ガスの環状流を導くための包囲燃焼ガス用手段が設
   けられており；かつ 開放端部の前方で第２の環状流を隣接包囲する、第３の
   不活性ガスの環状流を導くための包囲不活性ガス用手段
   が設けられていることを特徴とする、粉末式熱スプレー
   ガン。 ３、開放端部よりも大きな内径を持つ、第１のガスキャ
   ップから前方へ延びた第２のガスキャップを更に備えて
   おり、かつ包囲燃焼ガス用手段が、第２の環状流を開放
   端部に隣接した所で第２のガスキャップ内へ導入するた
   めに第１の環状アパーチャ手段を備えており、かつ包囲
   不活性ガス用手段が、第３の環状の不活性ガス流を第１
   の環状アパーチャ手段の前方へ導入するために第２の環
   状アパーチャ手段を備えている、請求項２項記載の熱ス
   プレーガン。 ４、第２のガスキャップが出口開口を持つ前面を有して
   おり、かつ第２の環状流が前面の、出口開口に隣接した
   所から導入されるようになつている、請求項３記載の熱
   スプレーガン。 ５、第２の環状流がほぼ半径方向内側へ向けて導入され
   、かつ第３の環状流がほぼ前方へ向けて導入される、請
   求項４記載の熱スプレーガン。 ６、第１の環状アパーチャ手段が、第１のガスキャップ
   と協働して第２のガスキャップ内へ開口した、燃焼ガス
   を受容する半径方向の環状アパーチャを形成する第２の
   ガスキャップを備えている、請求項５記載の熱スプレー
   ガン。 ７、第２のアパーチャ手段が、出口開口に隣接する前面
   部分に不活性ガスを受容する環状の、同軸的なアパーチ
   ャを有する第２のガスキヤツプを備えており、この同軸
   的なアパーチャが前面で開口した終端部を有している、
   請求項６記載の熱スプレーガン。 ８、第２のガスキャップが内径を有し、更に開放端部と
   出口開口との間の距離によつて決められる内のり長さを
   有しており、内径が内のる長さの約１倍から２倍である
   、請求項４記載の熱スプレーガン。 ９、内径が開放端部の開口直径の約１倍から３倍である
   、請求項８記載の熱スプレーガン。 １０、室長がノズル面と開放端部間の最短距離によつて
   決められており、室長が開口直径の約１倍から２倍であ
   る、請求項９記載の熱スプレーガン。 １１、室長がノズル面と開放端部間の最短距離によつて
   決められており、かつ室長が開放端部の開口直径の約１
   倍から２倍である、請求項２記載の熱スプレーガン。 １２、圧縮ガスの環状内側流をノズル部材から燃焼室内
   へ、同軸的に可燃性混合物と粉末−キヤリヤガスとの間
   で噴射するための内側ガス用手段が更に設けられている
   、請求項２記載の熱スプレーガン。 １３、ノズル部材が管形の外側部材と管形の内側部材と
   を備えており、外側部材が燃焼混合物の環状流を燃焼室
   内へ噴射するための外側オリフィス手段を形成し、管形
   の内側部材が、環状内側流を燃焼室内へ噴射するための
   内側オリフィス手段と粉末−キャリヤガスを燃焼室内へ
   供給するための粉末オリフィス手段とを有しており、か
   つ内側部材が燃焼室内で外側部材の前方へ突出している
   、請求項１２記載の熱スプレーガン。 １４、室長がノズル面と開放端部間の最短距離によつて
   決められ、かつ内側部材が室長の約１０％から４０％の
   距離だけ突出している、請求項１３記載の熱スプレーガ
   ン。 １５、外側環状オリフィス手段が内側部材の外壁によつ
   て形成される半径方向でみて内側の面を持つ、燃焼室へ
   の環状開口を有しており、外壁が環状開口から前方へ、
   軸線へ向かう湾曲して延びている、請求項１４記載の熱
   スプレーガン。 １６、湾曲部が内側部材においてほぼ半球形のノズル面
   を形成するものである、請求項１５記載の熱スプレーガ
   ン。 １７、外側部材がノズル部材と円筒形の壁の後方部分と
   を包含しており、これらの間に燃焼室へ続く、前方へ収
   束したスロットが形成されている、請求項１３記載の熱
   スプレーガン。 １８、燃焼室が収束した環状スロットの対応する角度よ
   りも小さな、軸線に対する角度で前方へ収束している、
   請求項１３記載の熱スプレーガン。 １９、粉末オリフィス手段が軸方向の孔を有するノズル
   部材から成る、請求項１３記載の熱スプレーガン。 ２０、可燃性ガス用手段が、可燃性混合物をノズル面上
   の円形配置から燃焼室内へ噴射するように配置されてお
   り、円形配置が開放端部の直径にほぼ等しい直径を有し
   ている、請求項２記載の熱スプレーガン。 ２１、開放端部が円形配置の直径の約１倍から２倍の最
   短距離だけ軸方向にノズル面から離れている、請求項２
   ０記載の熱スプレーガン。 ２２、被酸化性材料の低酸化物含量皮膜を吹付けるため
   に使用される線材式熱スプレーガンにおいて、 ノズル面を持つノズル部材が設けられており；ノズル部
   材から延びた、円筒形の壁内面を有する第１のガスキャ
   ップが設けられており、この壁内面が、燃焼生成物を周
   囲雰囲気中へ駆動するための開放端部とこれとは反対側
   の、ノズル面によつて制限された端部とを持つ燃焼室を
   形成しており； 可燃性ガスと酸素の可燃性混合物の環状流を、この混合
   物の燃焼生成物を開放端部から駆動するためにノズル面
   から同軸的に燃焼室内へ燃焼用に噴射するための可燃性
   ガス用手段が設けられており； 第１の不活性ガスの環状流を円筒壁に隣接して半径方向
   でみて環状の可燃性混合物流の外側へ噴射するためのシ
   ースガス用手段が設けられており； 加熱溶融性熱吹付け線材を軸方向にノズル部材を通過さ
   せて燃焼室内の、半径方向でみて燃焼混合物の内側へ線
   材先端が形成されるポイントへ供給するための供給手段
   が設けられており、これにより加熱溶融性材料を微細な
   形状で含む吹付け流が燃焼生成物および第１の環状流に
   よつて開放端部から駆動されるようになつており； 開放端部の前方で第１の環状流を隣接包囲する、第２の
   燃焼ガスの環状流を導くための包囲燃焼ガス用手段が設
   けられており；かつ 開放端部の前方で第２の環状流を隣接包囲する、第３の
   不活性ガスの環状流を導くための包囲不活性ガス用手段
   が設けられていることを特徴とする、線材式熱スプレー
   ガン。 ２３、開放端部よりも大きな内径を持つ、第１のガスキ
   ャップから前方へ延びた第２のガスキャップを更に備え
   ており、かつ包囲燃焼ガス用手段が第２の環状流を開放
   端部に隣接した所で第２のガスキャップ内へ導入するた
   めに第１の環状アパーチャ手段を備えており、かつ包囲
   不活性ガス用手段が、第３の環状の不活性ガス流を第１
   の環状アパーチャ手段の前方へ導入するために第２の環
   状アパーチャ手段を備えている、請求項２２項記載の熱
   スプレーガン。 ２４、第２のガスキャップが出口開口を持つ前面を有し
   ており、かつ第２の環状流が前面の出口開口に隣接した
   所から導入されるようになつている、請求項２３記載の
   熱スプレーガン。 ２５、第２の環状流が半径方向でみてほぼ内側へ向けて
   導入され、かつ第３の環状流がほぼ前方へ向けて導入さ
   れる、請求項２４記載の熱スプレーガン。 ２６、第１の環状アパーチャ手段が、第１のガスキャッ
   プと協働して第２のガスキヤツプ内へ開口した、燃焼ガ
   スを受容する半径方向の環状アパーチャを形成する第２
   のガスキャップを備えている、請求項２５記載の熱スプ
   レーガン。 ２７、第２のアパーチャ手段が、出口開口に隣接する前
   面部分に不活性ガスを受容する環状の、同軸的なアパー
   チャを有する第２のガスキャップを備えており、この同
   軸的なアパーチャが前面で開口した末端部を有している
   、請求項２６記載の熱スプレーガン。 ２８、更に圧縮ガスの環状内側流をノズル部材から燃焼
   室内へ、同軸的に線材に隣接して噴射するための内側ガ
   ス用手段が設けられている、請求項２２記載の熱スプレ
   ーガン。 ２９、被酸化性材料の低酸化物含量皮膜を形成するため
   の方法において、燃焼生成物および微細な形状の加熱溶
   融性材料の超音速吹付け流を発生させ、吹付け流を隣接
   包囲するように第１の不活性ガスの包囲流を導き、第１
   の包囲流を隣接包囲するように第２の燃焼ガスの包囲流
   を導き、第２の包囲流を隣接包囲するように第３の不活
   性ガスの包囲流を導き、かつ基材上で皮膜を形成するた
   めに吹付け流を基材へ向けて導くことを特徴とする、方
   法。 ３０、ノズル面を持つノズル部材と、燃焼生成物を超音
   速で周囲雰囲気中へ駆動するための開放端部とこれとは
   反対側の、ノズル面によつて制限された端部とを持つ燃
   焼室を形成する円筒形の壁内面を有する、ノズル部材か
   ら延びた第１のガスキャップとを備えた粉末式熱スプレ
   ーガンを用いて被酸化性材料の低酸化物含量皮膜を形成
   するための方法において、可燃性ガスと酸素の可燃性混
   合物の環状流をノズル部材から同軸的に燃焼室内へ、こ
   の混合物の燃焼生成物を超音速で開放端部から駆動する
   のに十分な室圧力で噴射し； 第１の不活性ガスの環状流を円筒形の壁に隣接して、半
   径方向でみて環状の可燃性混合物流の外側へ噴射し； 可熱溶融性熱吹付け粉末をノズル部材から燃焼室内へ半
   径方向でみて可燃性混合物の内側へ供給し、このように
   して加熱溶融性粉末を含む超音速吹付け流が開放端部か
   ら駆動されるようにし； 第１の環状流を開放端部の前方で隣接包囲するように第
   ２の燃焼ガスの環状流を導き； 第２の環状流を開放端部の前方で隣接包囲するように第
   ３の不活性ガスの環状流を導き；かつ 基材上に皮膜を形成するために吹付け流を基材へ向けて
   導くことを特徴とする、方法。 ３１、熱スプレーガンが第１のガスキャップから前方へ
   延びた、開放端部よりも大きな内径を持つ第２のガスキ
   ャップを備えており、かつ方法が更に第２の環状流を第
   ２のガスキャップ内へ開放端部に隣接する所で導入し、
   かつ第３の不活性ガスの環状流を第２の環状流の導入部
   の前方へ導入することを包含する、請求項３０記載の方
   法。 ３２、第２のガスキャップが出口開口を持つ前面を有し
   ており、かつ方法が更に第２の環状流を前面の出口開口
   の隣接部から導入することを包含する、請求項３１記載
   の方法。 ３３、第２の環状流がほぼ半径方向内側へ向けて導入さ
   れ、かつ第３の環状流がほぼ前方へ向けて導入される、
   請求項３２記載の方法。 ３４、可燃性混合物が、吹付け流を超音速で駆動するの
   に十分な圧力で燃焼室内へ噴射される、請求項３３記載
   の方法。 ３５、粉末−キャリヤガスの供給なしで吹付け流中で少
   なくとも８個の可視のショックダイアモンドを形成する
   のに十分な圧力で可燃性の混合物が燃焼室内へ噴射され
   る、請求項３０記載の方法。 ３６、可燃性混合物が周囲大気圧よりも少なくとも２気
   圧高い圧力で噴射される、請求項３０記載の方法。 ３７、第１の包囲流が吹付け流のストリームガス流量の
   少なくとも約１０％の燃焼ガス流量を持つ、請求項３０
   記載の方法。 ３８、第２の包囲流が吹付け流のストリームガス流量の
   少なくとも約８０％の不活性ガス流量を持つ、請求項３
   ０記載の方法。 ３９、第２の包囲流が第１の包囲流の燃焼ガス流量の約
   ２５％〜１３５％の不活性ガス流量を持つ、請求項３０
   記載の方法。 ４０、ノズル面を持つノズル部材と、燃焼生成物を周囲
   雰囲気中へ駆動するための開放端部とこれとは反対側の
   、ノズル面によつて制限された端部とを持つ燃焼室を形
   成する円筒形の壁内面を有する、ノズル部材から延びた
   第１のガスキャップとを備えた線材式熱スプレーガンを
   用いて被酸化性材料の低酸化物含量皮膜を形成するため
   の方法において、 可燃性ガスと酸素の可燃性混合物の環状流をノズル部材
   から同軸的に燃焼室内へ噴射し、かつ混合物をこの混合
   物の燃焼生成物を開放端部から駆動するのに十分な燃焼
   室圧力で燃焼させ； 第１の不活性ガスの環状流を円筒形の壁に隣接して、半
   径方向でみて環状の可燃性混合物流の外側へ噴射し； 可熱溶融性の熱吹付け線材をノズル部材を通して燃焼室
   内へ半径方向でみて可燃性混合物の内側へ供給し、この
   ようにして加熱溶融性材料を微細な形状で含有する吹付
   け流が線材から駆動されるようにし； 第１の環状流を開放端部の前方で隣接包囲するように第
   ２の燃焼ガスの環状流を導き； 第２の環状流を開放端部の前方で隣接包囲するように第
   ３の不活性ガスの環状流を導き；かつ 基材上に皮膜を形成するために吹付け流を基材へ向けて
   導くことを特徴とする、方法。 ４１、熱スプレーガンが第１のガスキャップから前方へ
   延びた、開放端部よりも大きな内径を持つ第２のガスキ
   ャップを備えており、かつ方法が更に第２の環状流を第
   ２のガスキャップ内へ開放端部に隣接する所で導入し、
   かつ第３の不活性ガスの環状流を第２の環状流の導入部
   の前方へ導入することを包含する、請求項４０記載の方
   法。 ４２、第２のガスキャップが出口開口を持つ前面を有し
   ており、かつ方法が更に第２の環状流を前面の出口開口
   の隣接部から導入することを包含する、請求項４１記載
   の方法。 ４３、第２の環状流がほぼ半径方向内側へ向けて導入さ
   れ、かつ第３の環状流がほぼ前方へ向けて導入される、
   請求項４２記載の方法。 ４４、第２の包囲流が吹付け流のストリームガス流量の
   少なくとも約８０％の不活性ガス流量を持つ、請求項４
   ０記載の方法。 ４５、可燃性混合物が、吹付け流を超音速で駆動するの
   に十分な圧力で燃焼室内へ噴射される、請求項４０記載
   の方法。 ４６、粉末−キャリヤガスの供給なしで、かつ線材の供
   給なしで吹付け流中で少なくとも８個の可視のショック
   ダイアモンドを形成するのに十分な圧力で可燃性の混合
   物が燃焼室内へ噴射される、請求項４５記載の方法。 ４７、可燃性混合物が周囲大気圧よりも少なくとも２気
   圧高い圧力で噴射される、請求項４５記載の方法。 ４８、第１の包囲流が吹付け流のストリームガス流量の
   少なくとも約１０％の燃焼ガス流量を持つ、請求項４５
   記載の方法。 ４９、第２の包囲流が吹付け流のストリームガス流量の
   少なくとも約８０％の不活性ガス流量を持つ、請求項４
   ５記載の方法。 ５０、第２の包囲流が第１の包囲流の燃焼ガス流量の約
   ２５％〜１３５％の不活性ガス流量を持つ、請求項４０
   記載の方法。