JPH04227879A - 粉末外部供給式プラズマ噴霧装置 - Google Patents
粉末外部供給式プラズマ噴霧装置Info
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- JPH04227879A JPH04227879A JP3140737A JP14073791A JPH04227879A JP H04227879 A JPH04227879 A JP H04227879A JP 3140737 A JP3140737 A JP 3140737A JP 14073791 A JP14073791 A JP 14073791A JP H04227879 A JPH04227879 A JP H04227879A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
- B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
- B05B7/22—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc
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- B05B7/226—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed electrically, magnetically or electromagnetically, e.g. by arc using an arc the material being originally a particulate material
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
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- H05H1/42—Plasma torches using an arc with provisions for introducing materials into the plasma, e.g. powder or liquid
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はプラズマ噴霧装置に関し
、特に粉末外部供給のプラズマ噴霧ガンに関する。
、特に粉末外部供給のプラズマ噴霧ガンに関する。
【０００２】フレーム溶射としても知られる熱噴射には
金属又はセラミックのような熱溶解材料を熱により軟化
し、軟化した材料を粒子の形式で被覆される表面に推進
する工程が含まれる。加熱粒子は表面に衝突し、そこで
冷却され、表面に接合する。従来の熱噴射ガンは粒子を
加熱し、推進する双方の目的に利用される。熱噴射ガン
の一つの形式では、熱溶解材料が粉末の形式でガンに供
給される。このような粉末は代表的には例えば１００メ
ッシュ米国規格ふるいサイズ（１４９ミクロン）と約２
ミクロンの範囲の微細粒子である。
金属又はセラミックのような熱溶解材料を熱により軟化
し、軟化した材料を粒子の形式で被覆される表面に推進
する工程が含まれる。加熱粒子は表面に衝突し、そこで
冷却され、表面に接合する。従来の熱噴射ガンは粒子を
加熱し、推進する双方の目的に利用される。熱噴射ガン
の一つの形式では、熱溶解材料が粉末の形式でガンに供
給される。このような粉末は代表的には例えば１００メ
ッシュ米国規格ふるいサイズ（１４９ミクロン）と約２
ミクロンの範囲の微細粒子である。
【０００３】米国特許明細書第４，６７４，６８３号に
開示されているようなプラズマ噴射ガンは粉末粒子を溶
解する熱を発生するためアーク発生式プラズマ・フレー
ムを利用している。主なプラズマ・ガスは一般に窒素又
はアルゴンであり、主要ガスには通常水素又はヘリウム
が加えられる。粉末を搬送する搬送ガスは一般に主要プ
ラズマ・ガスと同一であるが、一定の条件下では他のガ
スを使用してもよい。プラズマ噴射ガンは基本的に棒状
陰極と粉末及びプラズマ形成ガスのソースに連結された
筒状ノズル陽極とから成っている。高温プラズマ流はノ
ズルから軸方向に流れる。囲い及び冷却の目的のために
プラズマ流の周囲で補助的に環状ガス流を発生するため
の種々の構造が従来から開示されている。代表的な構成
は米国特許明細書第２，９２２，８６７号、４，３８９
，５５９号、４，５５８，２０１号及び４，７７７，３
４２号に記載されている。
開示されているようなプラズマ噴射ガンは粉末粒子を溶
解する熱を発生するためアーク発生式プラズマ・フレー
ムを利用している。主なプラズマ・ガスは一般に窒素又
はアルゴンであり、主要ガスには通常水素又はヘリウム
が加えられる。粉末を搬送する搬送ガスは一般に主要プ
ラズマ・ガスと同一であるが、一定の条件下では他のガ
スを使用してもよい。プラズマ噴射ガンは基本的に棒状
陰極と粉末及びプラズマ形成ガスのソースに連結された
筒状ノズル陽極とから成っている。高温プラズマ流はノ
ズルから軸方向に流れる。囲い及び冷却の目的のために
プラズマ流の周囲で補助的に環状ガス流を発生するため
の種々の構造が従来から開示されている。代表的な構成
は米国特許明細書第２，９２２，８６７号、４，３８９
，５５９号、４，５５８，２０１号及び４，７７７，３
４２号に記載されている。
【０００４】被覆材料を噴射するためのプラズマ・ガン
内への粉末注入は中央に位置する陰極があらかじめ存在
するため、プラズマ流の側から行わなければならない。 少量の粉末がノズル表面に粘着する傾向があり、その結
果、噴射及び被覆を妨害する固着が生ずる。例えば片側
に固着が生ずると、噴霧流がそれたり、固着片が破損し
て沈積し、被覆効果を損ねることがある。
内への粉末注入は中央に位置する陰極があらかじめ存在
するため、プラズマ流の側から行わなければならない。 少量の粉末がノズル表面に粘着する傾向があり、その結
果、噴射及び被覆を妨害する固着が生ずる。例えば片側
に固着が生ずると、噴霧流がそれたり、固着片が破損し
て沈積し、被覆効果を損ねることがある。
【０００５】固着の発生は前述の米国特許明細書第４，
６７４，６８３号に開示されているように横方向の粉末
噴射器によって外部から噴射流に粉末を供給することに
よって大幅に軽減される。しかし、この形式の粉末供給
では場合によっては噴射器の近傍のノズル面に有害な固
着が形成される。噴射器をノズルから遠ざけることも効
果があるが、粉末の加熱効率が低くなる。
６７４，６８３号に開示されているように横方向の粉末
噴射器によって外部から噴射流に粉末を供給することに
よって大幅に軽減される。しかし、この形式の粉末供給
では場合によっては噴射器の近傍のノズル面に有害な固
着が形成される。噴射器をノズルから遠ざけることも効
果があるが、粉末の加熱効率が低くなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
はノズル面に粉末が固着する傾向が少ないプラズマ噴射
装置を提供することである。別の課題は粉末固着がそれ
ほど発生せずに加熱効率が高い前記装置を提供すること
である。
はノズル面に粉末が固着する傾向が少ないプラズマ噴射
装置を提供することである。別の課題は粉末固着がそれ
ほど発生せずに加熱効率が高い前記装置を提供すること
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前述の課題及びその他の
課題は入口端と出口端とを有する軸方向の貫通穴を設け
た円筒証ノズル部材であって、入口端は出口端から噴射
されるアーク・プラズマ流を発生するために陰極部材と
協調する形式のノズル部材を備えたプラズマ噴射装置に
よって解決される。ノズル部材の出口端の面は穴の近傍
に同軸の環状溝を有しており、溝はノズル部材の延長部
によって内側に束縛されている。
課題は入口端と出口端とを有する軸方向の貫通穴を設け
た円筒証ノズル部材であって、入口端は出口端から噴射
されるアーク・プラズマ流を発生するために陰極部材と
協調する形式のノズル部材を備えたプラズマ噴射装置に
よって解決される。ノズル部材の出口端の面は穴の近傍
に同軸の環状溝を有しており、溝はノズル部材の延長部
によって内側に束縛されている。
【０００８】溝の深さは溝の径方向厚さと等しいか、そ
れ以下である。粉末噴射装置は出口端の近傍のノズル部
材の外部からフランジ流に対して径方向に粉末を噴射す
るように配置されている。ガンの動作中に、フランジ流
による周囲大気の同伴によって溝内に引留された環状渦
を駆動し、この渦流は粉末がノズル面に沈積することを
防止するようなノズル面のぬぐい効果を発揮する。
れ以下である。粉末噴射装置は出口端の近傍のノズル部
材の外部からフランジ流に対して径方向に粉末を噴射す
るように配置されている。ガンの動作中に、フランジ流
による周囲大気の同伴によって溝内に引留された環状渦
を駆動し、この渦流は粉末がノズル面に沈積することを
防止するようなノズル面のぬぐい効果を発揮する。
【０００９】好ましい実施例では、溝の一部は穴とほぼ
垂直な内表面によって束縛され、噴射装置は更に渦流を
更に駆動してぬぐい効果を発揮するように内表面に沿っ
てアーチ状に配分されたガス流を噴射する環状ガス流発
生装置を備えている。環状ガス流発生装置は溝を径方向
外側に束縛するノズル部材のリング部を備えており、こ
のリング部はガス流を内表面に擦過するように向けるた
めに径方向内側向きのアーチ状に等間隔を隔てた複数個
のオリフィスを有しており、オリフィスは加圧ガスを均
一に受流する。別の実施例では、配分されたガスが内表
面へと傾斜して衝突するように別のオリフィスが軸方向
部材で傾斜されている。
垂直な内表面によって束縛され、噴射装置は更に渦流を
更に駆動してぬぐい効果を発揮するように内表面に沿っ
てアーチ状に配分されたガス流を噴射する環状ガス流発
生装置を備えている。環状ガス流発生装置は溝を径方向
外側に束縛するノズル部材のリング部を備えており、こ
のリング部はガス流を内表面に擦過するように向けるた
めに径方向内側向きのアーチ状に等間隔を隔てた複数個
のオリフィスを有しており、オリフィスは加圧ガスを均
一に受流する。別の実施例では、配分されたガスが内表
面へと傾斜して衝突するように別のオリフィスが軸方向
部材で傾斜されている。
【００１０】
【実施例】図１を参照すると、本発明を実施するための
プラズマ噴射装置、すなわちガン１０が部分断面図で図
示されている。ガン構造は機械マウント（図示せず）又
は一部が図示されているハンドル部１２を備えることが
できる。ガンの内部には一端（流れ方向では前端）に円
錐状の尖端１６を有するほぼ棒状の陰極部材１４と、種
々の従来の構造と断面を有する陰極部材と同軸の軸方向
穴２０を設けた中空の円筒状陽極ノズル部材１８とが設
けてある。
プラズマ噴射装置、すなわちガン１０が部分断面図で図
示されている。ガン構造は機械マウント（図示せず）又
は一部が図示されているハンドル部１２を備えることが
できる。ガンの内部には一端（流れ方向では前端）に円
錐状の尖端１６を有するほぼ棒状の陰極部材１４と、種
々の従来の構造と断面を有する陰極部材と同軸の軸方向
穴２０を設けた中空の円筒状陽極ノズル部材１８とが設
けてある。
【００１１】ノズル穴２０はそれぞれの外側に先細の端
部と、円筒状の中央部とを有している。プラズマ流がそ
こから流れる端部は以後穴の出口端２２と呼び、他端は
入口端２４と呼ぶ。ノズル１８（代表的には銅製）は、
真鍮のような導電金属製のガンの前部ボデー２３にはめ
あわされ、密封に必要なＯ−リング２５を設け、ノズル
は保持リング２９によって保持されている。
部と、円筒状の中央部とを有している。プラズマ流がそ
こから流れる端部は以後穴の出口端２２と呼び、他端は
入口端２４と呼ぶ。ノズル１８（代表的には銅製）は、
真鍮のような導電金属製のガンの前部ボデー２３にはめ
あわされ、密封に必要なＯ−リング２５を設け、ノズル
は保持リング２９によって保持されている。
【００１２】陰極１４も同様に導電性のガンの後部ボデ
ー２７内に保持されている。２つのボデーが絶縁部材２
６を挟み、このアセンブリが絶縁ねじ（図示せず）によ
って互いに連結されている。絶縁体は陰極１４の中央部
を同軸に囲み、陰極１４を陽極１８から絶縁する機能を
果たし、プラズマ生成ガスがノズル部材の入口端に通過
するための内部空洞としての環状隙間を形成している。 従来型の配分リング（図示せず）を空洞内に配設するこ
とができる。ガスはガス管３４を経て少なくとも一種類
のプラズマ生成ガスの供給源３２から入口３０を通って
空洞室に供給される。ノズル部材内の冷却室３６を含む
従来の水冷機構を設けてある。
ー２７内に保持されている。２つのボデーが絶縁部材２
６を挟み、このアセンブリが絶縁ねじ（図示せず）によ
って互いに連結されている。絶縁体は陰極１４の中央部
を同軸に囲み、陰極１４を陽極１８から絶縁する機能を
果たし、プラズマ生成ガスがノズル部材の入口端に通過
するための内部空洞としての環状隙間を形成している。 従来型の配分リング（図示せず）を空洞内に配設するこ
とができる。ガスはガス管３４を経て少なくとも一種類
のプラズマ生成ガスの供給源３２から入口３０を通って
空洞室に供給される。ノズル部材内の冷却室３６を含む
従来の水冷機構を設けてある。
【００１３】ノズル面３８は出口端２２に穴２０、すな
わち穴軸４２に対してほぼ垂直な内表面４０と、内表面
４０から穴２０の近傍の出口端２２の方向に、例えば軸
線に対して３．７５°の角度をもって前方向に先細に延
びる僅かに先細の切頭錐体面４６を有する延長部４４を
備えている。延長部４４の端面４８は穴の出口端の直径
と比較して比較的薄いリング寸法Ｅを有する必要がある
。例えば寸法Ｅを１．３ｍｍとすると、穴の出口の直径
は７．９ｍｍである。
わち穴軸４２に対してほぼ垂直な内表面４０と、内表面
４０から穴２０の近傍の出口端２２の方向に、例えば軸
線に対して３．７５°の角度をもって前方向に先細に延
びる僅かに先細の切頭錐体面４６を有する延長部４４を
備えている。延長部４４の端面４８は穴の出口端の直径
と比較して比較的薄いリング寸法Ｅを有する必要がある
。例えば寸法Ｅを１．３ｍｍとすると、穴の出口の直径
は７．９ｍｍである。
【００１４】リング部材５０はノズル１８と偏心して取
り付けてある。このリングは実際にはノズル部材と一体
に形成してもよく、又は、別個に製造してノズル−リン
グの境界５２で銀によるはんだ付けをしてもよい。ある
いは本実施例のように、リングとノズルを締め付ける一
対のねじ５４を設けた“グラブ”として二体として形成
してもよい。この場合は、リング部材は必要時以外は取
り外すことができる。リングはノズル延長部４４の端面
４８とほぼ位置合わせされた正面５６を有している。
り付けてある。このリングは実際にはノズル部材と一体
に形成してもよく、又は、別個に製造してノズル−リン
グの境界５２で銀によるはんだ付けをしてもよい。ある
いは本実施例のように、リングとノズルを締め付ける一
対のねじ５４を設けた“グラブ”として二体として形成
してもよい。この場合は、リング部材は必要時以外は取
り外すことができる。リングはノズル延長部４４の端面
４８とほぼ位置合わせされた正面５６を有している。
【００１５】リング部材５０と、内表面４０と、円錐状
表面とがノズル面３８の環状溝５８を形成している。図
２を参照すると、この溝の目的は環状渦６０を内部に引
留する環状空間を付与することである。この渦は少なく
とも一部が、ノズル１８から発する渦状の、高速度のプ
ラズマ流６４による空気の同伴によって発生する周辺の
大気６２の流れによって駆動される。このように、プラ
ズマは空気をノズルの延長部から引き離し、環状の循環
と渦流を誘発する。
表面とがノズル面３８の環状溝５８を形成している。図
２を参照すると、この溝の目的は環状渦６０を内部に引
留する環状空間を付与することである。この渦は少なく
とも一部が、ノズル１８から発する渦状の、高速度のプ
ラズマ流６４による空気の同伴によって発生する周辺の
大気６２の流れによって駆動される。このように、プラ
ズマは空気をノズルの延長部から引き離し、環状の循環
と渦流を誘発する。
【００１６】この作用を促進するため、溝５８は比較的
浅くなければならず、又、溝内の環状のガス流の循環妨
害するような大きい窪みを有していてはならない。一般
に溝の深さは溝の径方向の厚さＴと等しいか、それ以下
であることが必要である。（図１）最小の深さは溝が渦
を支持し、引留するのに充分なものでなければならない
。適宜の深さは径方向の厚さの約半分である。更に、流
れを更に促進するため、溝は前述のように交叉するかど
部を有する表面によって束縛される代わりに丸めてもよ
い。
浅くなければならず、又、溝内の環状のガス流の循環妨
害するような大きい窪みを有していてはならない。一般
に溝の深さは溝の径方向の厚さＴと等しいか、それ以下
であることが必要である。（図１）最小の深さは溝が渦
を支持し、引留するのに充分なものでなければならない
。適宜の深さは径方向の厚さの約半分である。更に、流
れを更に促進するため、溝は前述のように交叉するかど
部を有する表面によって束縛される代わりに丸めてもよ
い。
【００１７】リングの前面には軸４２に対してほぼ垂直
向きの粉末噴射管６８用の前方向に延びる保持器６６が
（ねじ又ははんだ付けで）固定される。この管は粉末供
給管７２を経て粉末供給源７０から送られる搬送ガス中
の粉末を受流して、従来の、又は所望のプラズマ噴霧粉
末を（図２の７４の地点で）出口端から発されるプラズ
マ流６４内へと噴射することができる。このような粉末
供給によって、プラズマ・ガンを用いた噴射を通常の方
法で行うことができる。
向きの粉末噴射管６８用の前方向に延びる保持器６６が
（ねじ又ははんだ付けで）固定される。この管は粉末供
給管７２を経て粉末供給源７０から送られる搬送ガス中
の粉末を受流して、従来の、又は所望のプラズマ噴霧粉
末を（図２の７４の地点で）出口端から発されるプラズ
マ流６４内へと噴射することができる。このような粉末
供給によって、プラズマ・ガンを用いた噴射を通常の方
法で行うことができる。
【００１８】ノズル面５８内の前述の溝によって、ノズ
ル面上の固着が大幅に減少するか、無くなることが判明
した。それによって渦６０が溝内に引留され、それによ
り大気がノズル面上を貫流することにより、粉末がノズ
ル面に沈積することを防止するぬぐい効果が得られる。
ル面上の固着が大幅に減少するか、無くなることが判明
した。それによって渦６０が溝内に引留され、それによ
り大気がノズル面上を貫流することにより、粉末がノズ
ル面に沈積することを防止するぬぐい効果が得られる。
【００１９】しかし、それでもなおノズル上に粉末の薄
膜が沈積する傾向か幾分残る。更にそれをなくするため
、ガスによるぬぐいを行うための環状ガス発生装置が付
加される。このように本発明の好ましい実施例では、リ
ング部材５０は内面の方向に径方向内側に向けた複数個
のアーチ上の等間隔を隔てたオリフィス７６，７８を有
している。これらのオリフィスはリング面内の溝として
好適に切り込まれ、はんだ付けされたワッシャ形リング
８２で囲まれた環状の空洞室８０に外側に連通されてい
る。一対のガス管路８３とガス管継手８４が空気管８７
を経て加圧ガス源８６と連通している。ガスは不活性大
気が必要である場合を除いて一般に空気が適している。 圧縮空気は渦６０を更に駆動し、強化するようにオリフ
ィス７６，７８に均一に流入されることによって、ノズ
ル部材の表面のぬぐい効果を増強する気流が得られる。 渦がない場合でも、空気は有効なぬぐい効果を発揮する
。
膜が沈積する傾向か幾分残る。更にそれをなくするため
、ガスによるぬぐいを行うための環状ガス発生装置が付
加される。このように本発明の好ましい実施例では、リ
ング部材５０は内面の方向に径方向内側に向けた複数個
のアーチ上の等間隔を隔てたオリフィス７６，７８を有
している。これらのオリフィスはリング面内の溝として
好適に切り込まれ、はんだ付けされたワッシャ形リング
８２で囲まれた環状の空洞室８０に外側に連通されてい
る。一対のガス管路８３とガス管継手８４が空気管８７
を経て加圧ガス源８６と連通している。ガスは不活性大
気が必要である場合を除いて一般に空気が適している。 圧縮空気は渦６０を更に駆動し、強化するようにオリフ
ィス７６，７８に均一に流入されることによって、ノズ
ル部材の表面のぬぐい効果を増強する気流が得られる。 渦がない場合でも、空気は有効なぬぐい効果を発揮する
。
【００２０】直径が例えば１．６ｍｍの少なくとも８個
の前記オリフィスが必要であり、好ましくは１６個ある
とよい。効果を更に増強するため、オリフィスを垂直の
オリフィス７６と傾斜したオリフィス７８の組に交互に
区分することが望ましい。垂直オリフィス７６は穴２０
に対してほぼ垂直向きであり、かつ、内表面４０で圧縮
空気を擦過するように配置される。傾斜オリフィス７８
は配分ガスと内表面に圧縮空気が衝突するように軸方向
部材で空洞８０から後方に傾斜を設けてある。垂直線に
対して５°の傾斜角が適切である。空気の圧力と流量は
噴射流とその粉末同伴を妨害しないように幾分低く、し
かし、ぬぐい効果を促進するのに充分な値に設定される
。例えば、１６個の穴の場合圧力は１．４ｋｇ／ｃｍ２
（２０ｐｓｉ）であり、流量は３ｌ／分である。
の前記オリフィスが必要であり、好ましくは１６個ある
とよい。効果を更に増強するため、オリフィスを垂直の
オリフィス７６と傾斜したオリフィス７８の組に交互に
区分することが望ましい。垂直オリフィス７６は穴２０
に対してほぼ垂直向きであり、かつ、内表面４０で圧縮
空気を擦過するように配置される。傾斜オリフィス７８
は配分ガスと内表面に圧縮空気が衝突するように軸方向
部材で空洞８０から後方に傾斜を設けてある。垂直線に
対して５°の傾斜角が適切である。空気の圧力と流量は
噴射流とその粉末同伴を妨害しないように幾分低く、し
かし、ぬぐい効果を促進するのに充分な値に設定される
。例えば、１６個の穴の場合圧力は１．４ｋｇ／ｃｍ２
（２０ｐｓｉ）であり、流量は３ｌ／分である。
【００２１】渦を増強するための環状ガス発生装置は任
意の適宜の構造でよいが、プラズマ噴射流を妨害しない
ものであることが必要である。そのためにノズルの延長
部の切頭錐体に沿って空気を一層直接的に後方に向ける
ような構造を変更するために、前述のようにオリフィス
を内表面に対して径方向に向けることが好ましい。前述
のように空気を直接後方に向けると、粉末の同伴又は噴
射流が妨害されることがある。内表面４０に沿って径方
向に噴射された空気８８（図２）はノズル部の表面４６
に沿って後方に流れるのに充分に分散し、噴射を大幅に
妨害することなく渦を増強する。
意の適宜の構造でよいが、プラズマ噴射流を妨害しない
ものであることが必要である。そのためにノズルの延長
部の切頭錐体に沿って空気を一層直接的に後方に向ける
ような構造を変更するために、前述のようにオリフィス
を内表面に対して径方向に向けることが好ましい。前述
のように空気を直接後方に向けると、粉末の同伴又は噴
射流が妨害されることがある。内表面４０に沿って径方
向に噴射された空気８８（図２）はノズル部の表面４６
に沿って後方に流れるのに充分に分散し、噴射を大幅に
妨害することなく渦を増強する。
【００２２】前述の発明を組み入れた実施例では、ＧＨ
型ノズルと、＃４粉末口を備えたパーキン・エルマー社
から市販されているＭｅｔｃｏ型３ＭＢガンを使用して
、−１１０＋１０ミクロンのサイズのイトリア案内ジル
コニア粉末が噴射された。パラメタを次のとおりであっ
た。アルコン一次ガスは７．０ｋｇ／ｃｍ２ 、３２ｌ
／分、水素二次ガスは５．３ｋｇ／ｃｍ２ 、１１ｌ／
分、アルゴン搬送ガスは７．０ｋｇ／ｃｍ２ 、７．１
ｌ／分、６００アンペア、６０−７０ボルト、噴射速度
は２ｋｇ／時であった。２時間後にはかなりの固着を発
生した標準型の３ＭＢ−ＩＩと比較して、２時間後にも
固着の発生はほとんど見られなかった。
型ノズルと、＃４粉末口を備えたパーキン・エルマー社
から市販されているＭｅｔｃｏ型３ＭＢガンを使用して
、−１１０＋１０ミクロンのサイズのイトリア案内ジル
コニア粉末が噴射された。パラメタを次のとおりであっ
た。アルコン一次ガスは７．０ｋｇ／ｃｍ２ 、３２ｌ
／分、水素二次ガスは５．３ｋｇ／ｃｍ２ 、１１ｌ／
分、アルゴン搬送ガスは７．０ｋｇ／ｃｍ２ 、７．１
ｌ／分、６００アンペア、６０−７０ボルト、噴射速度
は２ｋｇ／時であった。２時間後にはかなりの固着を発
生した標準型の３ＭＢ−ＩＩと比較して、２時間後にも
固着の発生はほとんど見られなかった。
【００２３】本発明を特定の実施例について詳細に説明
してきたが、当業者には本発明の精神と特許請求の範囲
内で多くの変更と修正が可能であることが明白であろう
。従って、本発明は特許請求の範囲及びそれと等価の内
容によってのみ限定されるべきものである。
してきたが、当業者には本発明の精神と特許請求の範囲
内で多くの変更と修正が可能であることが明白であろう
。従って、本発明は特許請求の範囲及びそれと等価の内
容によってのみ限定されるべきものである。
【００２４】
【発明の効果】穴からの空気流とプラズマ流による周囲
大気の同伴によって、溝内に引留された環状渦を駆動し
て、この渦がノズル面のぬぐい効果を発揮して、粉末が
ノズル面に沈積することが防止される。
大気の同伴によって、溝内に引留された環状渦を駆動し
て、この渦がノズル面のぬぐい効果を発揮して、粉末が
ノズル面に沈積することが防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したプラズマ噴射装置の部分断面
側面図である。
側面図である。
【図２】関連する流れを示した図１の装置の部分断面側
面図である。
面図である。
１０ ガン
１２ ハンドル部
１４ 陰極部材
１６ 円錐状尖端
１８ 陽極ノズル部材
２０ ノズル穴
２２ 出口端
２３ ガンボデー
２４ 入口端
２５ Ｏ−リング
２６ 絶縁部材
２７ ガン後部ボデー
２８ 空洞
３０ 入口
３２ ガス供給源
３４ ガス管
３６ 冷却室
３８ ノズル面
４０ 内表面
４２ 穴軸
４４ 延長部
４６ 切頭錐体面
４８ 端面
５０ リング部材
５２ ノズル−リング境界
５４ ネジ
５６ 正面
５８ 環状溝
６０ 渦
６２ 大気流
６４ プラズマ流
６６ 保持器
６８ 粉末噴射管
７０ 粉末供給源
７２ 供給管
７４ 噴射部
７６ オリフィス
７８ オリフィス
８０ 空洞室
８２ ワッシャ形リング
８３ ガス管路
８４ ガス管継手
８６ 加圧ガス源
８８ 空気噴射
Claims (12)
- 【請求項１】 プラズマ噴霧装置において、入口端と
出口端とを有する軸方向の貫通穴を設けた円筒状ノズル
部材であって、入口端は出口端から噴射されるアーク・
プラズマ流を発生するために陰極部材と協調し、ノズル
部材は更に出口端にノズル面を有する形式のノズル部材
と、ノズル部材の外部の出口端の近傍のプラズマ流に対
して径方向に粉末を噴射する粉末噴射装置と、ノズル面
で環状渦を引留し、この渦は粉末がノズル面に沈積する
ことを防止するようにノズル面でぬぐい効果を発揮する
形式の渦流発生装置、とから構成されたことを特徴とす
るプラズマ噴霧装置。 - 【請求項２】 プラズマ噴霧装置において、入口端と
出口端とを有する軸方向の貫通穴を設けた円筒状ノズル
部材であって、入口端は出口端から噴射されるアーク・
プラズマ流を発生するために陰極部材と協調し、ノズル
部材は更に出口端に穴の近傍に同軸の環状溝を設けたノ
ズル面を有し、該溝はノズル部材の延長部によって内側
に束縛されており、該溝は径方向の厚さとほほ等しいか
、それ以下の径方向厚さと深さを有する形式のノズル部
材と、ノズル部材の外部の出口端の近傍のプラズマ流に
対して径方向に粉末を噴射する粉末噴射装置とから構成
され、プラズマ流による周囲大気の同伴によって溝内に
引留された環状渦を駆動し、この渦は粉末がノズル面に
沈積することを防止するようにノズル面でぬぐい効果を
発揮することを特徴とするプラズマ噴霧装置。 - 【請求項３】 深さが径方向厚さの約半分であること
を特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項４】 渦を更に駆動してぬぐい効果を発揮す
るように延長部に沿ってアーチ状に分配されたガス流を
流すための環状ガス流発生装置を更に備えたことを特徴
とする請求項２の装置。 - 【請求項５】 溝の一部が穴とほぼ垂直で延長部と交
叉する内表面によって束縛され、かつ、環状ガス流発生
装置がアーチ状に配分されたガス流を内表面に沿って径
方向内側に噴射するために配設されたことを特徴とする
請求項４の装置。 - 【請求項６】 環状ガス流発生装置が溝を径方向外側
に束縛するノズル部材のリング部から成り、該リング部
は内表面に向かって径方向内側向きのアーチ状に等間隔
を隔てた複数個のオリフィスを有しており、該オリフィ
スは加圧ガスの均一な受流孔であることを特徴とする請
求項５の装置。 - 【請求項７】 穴は垂直オリフィスと傾斜オリフィス
の組に交互に区分され、垂直オリフィスは穴に対してほ
ぼ垂直向きであり、かつ、分配ガスが内表面を擦過する
ように配置され、傾斜オリフィスは配分ガスが傾斜面で
内表面に衝突するように軸方向部材で傾斜を設けたこと
を特徴とする請求項６の装置。 - 【請求項８】 溝は出口端の方向に先細の延長部の切
頭錐体面によって径方向内側に束縛されたことを特徴と
する請求項２の装置。 - 【請求項９】 プラズマ噴霧装置において、入口端と
出口端とを有する軸方向の貫通穴を設けた円筒状ノズル
部材であって、入口端は出口端から噴射されるアーク・
プラズマ流を発生するために陰極部材と協調し、ノズル
部材は更に穴とほぼ垂直な内表面と、内表面から穴の近
傍の出口の方向に延びる延長面とを含むノズル面を有す
るノズル部材と、リング部材と、内表面と、延長面とが
ノズル面で環状溝を形成するようにノズル部材に取りつ
けたリング部材であって、溝は径方向厚さとほぼ等しい
かそれ以下の径方向厚さと深さを有し、リング部材は加
圧ガスを均一に受流するアーチ状に間隔を隔てた複数個
のオリフィスを有し、オリフィスは内表面への傾斜面で
加圧ガスと衝突するように軸方向部材で径方向内側向き
にされた形式のリング部材と、ノズル部材の外部の出口
端の近傍のプラズマ流に対して径方向に粉末を噴射する
粉末噴射装置とから構成され、加圧ガスは粉末がノズル
面に沈積することを防止するようにノズル面でぬぐい効
果を発揮することを特徴とするプラズマ噴霧装置。 - 【請求項１０】 深さが径方向厚さの約半分であるこ
とを特徴とする請求項１の装置。 - 【請求項１１】 複数個の穴の個数が少なくとも８個
であることを特徴とする請求項９の装置。 - 【請求項１２】 溝は出口端の方向に先細の延長部の
切頭錐体面によって径方向内側に束縛されたことを特徴
とする請求項９の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/526,091 | 1990-05-18 | ||
| US07/526,091 US5013883A (en) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | Plasma spray device with external powder feed |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04227879A true JPH04227879A (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=24095881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3140737A Pending JPH04227879A (ja) | 1990-05-18 | 1991-05-17 | 粉末外部供給式プラズマ噴霧装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5013883A (ja) |
| EP (1) | EP0457067B1 (ja) |
| JP (1) | JPH04227879A (ja) |
| CN (1) | CN1058359A (ja) |
| BR (1) | BR9102002A (ja) |
| CA (1) | CA2040184C (ja) |
| DE (1) | DE69112265T2 (ja) |
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-
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- 1991-04-24 DE DE69112265T patent/DE69112265T2/de not_active Expired - Lifetime
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