JPH0827560A - 水中溶射方法および水中溶射ガン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 水中にて、溶射ガン１から噴射される溶射ジ
ェット流Ｔの周囲に気体または／および水のシールド流
Ｓを形成しながら溶射を行う。 【効果】 溶射ジェット流Ｔに周囲の水が巻き込まれる
ことがなく、良好に溶射を行うことができる。また、従
来のように遮蔽体で溶射面を覆う必要がないので、溶射
面が平らでない場合にも適用できるとともに、溶射面を
目視でき、作業性が非常に良くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溶融状態またはそれに
近い状態の被覆物質（溶射材料）の粒子を物体（母材）
の表面に吹き付けることにより、前記被覆物質の層で前
記物体を被覆する溶射方法およびこのような溶射方法に
用いる溶射ガンに係り、特に水中にて溶射を行うに好適
な水中溶射方法および水中溶射ガンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼管杭、鋼矢板、鋼管矢板、モル
タル、コンクリート等の水中構造物に対する防食方法と
しては、樹脂のパテや塗料等を、水中において潜水夫が
手やハケで構造物に塗る方法が行われていた。しかし、
このような方法では、パテや塗料に水を巻き込んだり、
パテや塗料層と水中構造物との間に水が入って十分な防
食効果を得られず、特に海洋鋼構造物の防食方法として
は大きな問題があった。また、従来より、溶射による防
食方法は、陸上では行われていたが、水中では溶射ジェ
ット流に周囲の水が巻き込まれてしまうので、溶射を行
うこと自体が不可能であった。

【０００３】そこで、本発明者は、先に特開平４−１６
５０６０号において、図１に示すような溶射ガン１によ
る水中溶射方法を提案した。前記溶射ガン１の先端部１
ａには、筒状の遮蔽体５が取り付けられており、この遮
蔽体５には排出口５ａが設けられている。

【０００４】この水中溶射方法では、水中において溶射
ガン１を手に持った潜水夫が水中構造物である母材７に
遮蔽体５の先端を押圧した状態で、溶射を行い、母材７
を溶射材料で被覆する（図において、Ｔは溶射ガン１か
ら噴射されている溶射ジェット流を示している）。この
ようにして溶射を行うと、遮蔽体５内の水は溶射ジェッ
ト流Ｔを構成していたアトマイズエア等の気体とともに
排出口５ａから排出される。この結果、母材７に対する
溶射がドライ状態で行われるので、従来の防食方法のよ
うに被覆材料に水を巻き込んだり、被覆材料層と母材７
との間に水が入ってしまうことがなく、優れた防食効果
を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の水中溶射方法および水中溶射ガン１においては、溶
射面が平らな場合にしか適用できないとともに、溶射面
が遮蔽体５によって覆われてしまって目視できないた
め、作業性が非常に悪いという問題があった。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、本発明の一つの目的は、溶射面が平らでない
場合にも適用できる水中溶射方法および水中溶射ガンを
提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、溶射面を目視するこ
とができ、作業性が良い水中溶射方法および水中溶射ガ
ンを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の水中溶射方法
は、水中において、溶射ガンから噴射される溶射ジェッ
ト流の周囲に気体または／および水のシールド流を形成
しながら溶射を行うものである。

【０００９】また、本発明の水中溶射ガンは、水中にて
溶射を行う水中溶射ガンにおいて、溶射ジェット流の周
囲に気体または／および水のシールド流を噴出するシー
ルド流噴出口を設けたものである。

【００１０】

【作用】本発明においては、溶射ガンから噴射される溶
射ジェット流の周囲に空気等の気体または／および水の
シールド流を形成しながら溶射を行うので、溶射ジェッ
ト流に周囲の水が巻き込まれることがなく、良好に溶射
を行うことができる。

【００１１】そして、従来のように溶射面を遮蔽体で覆
う必要がないので、溶射面が平らでない場合にも適用で
きるとともに、溶射面を目視できるため、作業性が良く
なる。

【００１２】また、アトマイズエア噴出口の近傍にシー
ルド流噴出口を設け、このシールド流噴出口を圧縮空気
供給源（コンプレッサ、ボンベ等）に接続し、シールド
流噴出口から空気流からなるシールド流を噴出するよう
にすれば、溶射ガンの先端部に大きな付加装置を設ける
必要がないので、溶射面を目視し易く、作業性が一層良
くなる。また、この場合、シールド流が溶射ジェット流
に近接して形成され、シールド流Ｓがシールドする領域
が小さいから、シールド流形成のために必要な空気供給
量は少量でよい。したがって、アトマイズエアの圧縮空
気供給源を、特にその能力を増大することもなく、その
ままシールド流の供給源として兼用することも可能にな
る。

【００１３】また、溶射ジェット流が通過する通路に開
口するとともに大気に接続される空気供給口を設ける
と、溶射ジェット流の吸引作用により、大気から前記空
気供給口を介して前記通路に空気が引き込まれ、さらに
前記通路外へ連れ出される（これはインジェクタや噴流
ポンプにおいて、噴出する一方の流体により他方の流体
が吸引されるのと同じ原理による）ので、溶射ジェット
流の周囲に大気から引き込まれた空気のシールド流を形
成することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて
説明する。図２は本発明の第一実施例を示す。１は溶射
ガンであり、後述するシールドアダプタ１１以外の部分
は、防水構造とされている点を除いて従来公知のものと
同様の構成を有している。

【００１５】ここで、一般に溶射装置は、溶射材料を溶
融状態またはそれに近い状態にまで加熱する方式によっ
て、ガス式、アーク式、プラズマ式等に分類できるとと
もに、溶射材料の溶融前の形態によって線材式、棒式、
粉末式等に分類できるが、本発明においてはいずれの方
式の溶射装置を用いてもよい。そして例えば、アーク・
線材式の溶射装置の場合、溶射ガン１の他に、電源、線
材（ワイヤ）を溶射ガン１に供給する線送り装置、アー
クによって溶かされた線材を吹き散らして粒子化するた
めのアトマイズエアを供給するコンプレッサ等の圧縮空
気供給源、および制御装置等（図示せず）の機器により
溶射装置が構成されるが、これらの溶射ガン１以外の機
器は陸上に置かれる。

【００１６】前記溶射ガン１の本体部分と前記溶射装置
の陸上部分とは、溶射材料１２を陸上から溶射ガン１へ
送給するためのチューブ１３、圧縮空気またはガス等を
陸上から溶射ガン１へ送給するためのホース１４、およ
び電源ケーブル１５を介して接続される。

【００１７】前記溶射ガン１の先端部にはシールドアダ
プタ１１が取り付けられている。このシールドアダプタ
１１は、全体に先端側ほど径が拡大する筒状をなしてお
り、その周壁は内壁１７と外壁１８との二重壁構造にな
っている。前記内壁１７と外壁１８の後端間は閉じられ
る一方、内壁１７と外壁１８の先端間は開放されて環状
のシールド流噴出口１９を形成している。前記内壁１７
と外壁１８との間に形成される空間は、外壁１８に設け
られた空気供給口１６およびエアホース（図示せず）を
介して陸上に設置されているコンプレッサ等の圧縮空気
供給源（図示せず）に接続される。

【００１８】本実施例においては、前記圧縮空気供給源
から前記エアホースおよび空気供給口１６を介してシー
ルドアダプタ１１の内壁１７と外壁１８との空間に圧縮
空気を供給しながら水中にて溶射を行う。すると、シー
ルド流噴出口１９から噴出する圧縮空気が、溶射ガン１
から噴射される溶射ジェット流Ｔの周囲に空気のシール
ド流（矢印Ｓで示される）を形成し、溶射ジェット流Ｔ
の周囲の空間をシールドし、溶射ジェット流Ｔに周囲の
水が巻き込まれないようにする。したがって、良好に溶
射を行うことができる。

【００１９】また、母材７の溶射面を図１のような遮蔽
体５で覆うことがないので、溶射面が平らでない場合に
も適用できる。また、溶射面を目視できるため、作業性
が非常に良くなる。

【００２０】なお、本実施例では、シールド流Ｓを空気
流により構成しているが、シールドアダプタ１１の内壁
１７と外壁１８との間に水または水と空気との混合した
ものを供給することにより、シールド流Ｓを水流または
水と空気との混合流によって構成してもよい。また、空
気の代わりに他の種の気体を用いてシールド流Ｓを構成
してもよい。

【００２１】図３および４は本発明の第二実施例を示
す。本実施例においても、溶射ガン１の先端部にはシー
ルドアダプタ１１が取り付けられているが、このシール
ドアダプタ１１は、内筒２０と外筒２１とを有する２重
円筒状をなしており、内筒２０と外筒２１の後端間は閉
じられる一方、内筒２０と外筒２１の先端間には環状板
４０が設けられている。前記環状板４０には多数の小さ
な穴からなるシールド流噴出口１９が設けられている。
前記内筒２０と外筒２１との間に形成される空間は、外
筒２１に設けられた空気供給口１６およびエアホース
（図示せず）を介して陸上に設置されているコンプレッ
サ等の圧縮空気供給源（図示せず）に接続される。

【００２２】本実施例においても、前記圧縮空気供給源
から空気供給口１６および前記エアホースを介してシー
ルドアダプタ１１の内筒２０と外筒２１との空間に圧縮
空気を供給しながら水中にて溶射を行う。すると、シー
ルド流噴出口１９から噴出する圧縮空気が、溶射ガン１
から噴射される溶射ジェット流Ｔの周囲に空気のシール
ド流Ｓを形成し、溶射ジェット流Ｔの周囲の空間をシー
ルドし、溶射ジェット流Ｔに周囲の水が巻き込まれない
ようにする。したがって、前記実施例と同様の効果を得
ることができる。

【００２３】なお、本実施例においても、シールドアダ
プタ１１の内筒２０と外筒２１との空間に水または水と
空気との混合したものを供給することにより、シールド
流Ｓを水流または水と空気との混合流により構成しても
よい。

【００２４】図５および６は本発明の第三実施例を示
す。本実施例においても溶射ガン１の先端部にはシール
ドアダプタ１１が取り付けられているが、このシールド
アダプタ１１は、先端側に先端側小径部２２、中間部に
大径部２３、後端側に後端側小径部２４を有する段付き
円筒状をなしており、後端側小径部２４を溶射ガン１の
先端部に取り付けられている。ここにおいて、前記シー
ルドアダプタ１１は、全体に、溶射ガン１から噴射され
る溶射ジェット流Ｔが通過する通路を構成しており、か
つ先端側小径部２２の先端開口はシールド流噴出口１９
を形成している。したがって、溶射ガン１から噴射され
た溶射ジェット流Ｔはシールドアダプタ１１内を通過し
てシールド流噴出口１９から外部へ出るようになってい
る。前記大径部２３には空気供給口２５が開口されてお
り、この空気供給口２５にはエアホース２６の一端部が
接続されている。図６に示されるように、このエアホー
ス２６の他端部は水面上に浮かぶフロート２７に支持さ
れた状態で水面上に突出されており、これにより大径部
２３はエアホース２６を介して大気に接続されている。

【００２５】本実施例においては、溶射ガン１から溶射
ジェット流Ｔが噴射されると、この溶射ジェット流Ｔに
よる吸引作用により、大気からエアホース２６および空
気供給口２５を介してシールドアダプタ１１内に空気が
引き込まれ、さらにシールド流噴出口１９からシールド
アダプタ１１外へ連れ出される（これはインジェクタや
噴流ポンプにおいて、噴出する一方の流体により他方の
流体が吸引されのと同じ原理による）ので、溶射ジェッ
ト流Ｔの周囲に空気のシールド流Ｓが形成される。

【００２６】したがって、本実施例においても前記各実
施例と同様の効果を得ることができる。また、本実施例
では、アトマイズエアを供給するのみでよく、シールド
流Ｓを形成するためにアトマイズエアとは別個に圧縮空
気や、水または水と空気の混合したものを供給するため
の設備を必要としないという利点がある（勿論、アトマ
イズエアを必要としない溶射ガン１を用いる場合は、ア
トマイズエアを供給する圧縮空気供給源も必要ない）。

【００２７】ただし、本実施例において、空気供給口２
５を大気ではなく陸上に設置されているブロワーまたは
コンプレッサ等の空気供給源（図示せず）にエアホース
２６を介して接続し、シールドアダプタ１１内に、より
積極的に空気を供給するようにしてもよい。

【００２８】ところで、前記第一実施例（図２および
３）においては、シールド流Ｓが溶射ジェット流Ｔの周
囲の広い領域をシールドするようになっており、シール
ド流Ｓと溶射ジェット流Ｔの間に比較的に大きな空間が
形成されるので、このシールド流Ｓ形成のためにシール
ドアダプタ１１に大量の空気または／および水を供給す
る必要があり、空気または／および水を供給する設備と
して非常に大きな能力を有するものが必要になるという
問題がある（なお、前記シールド流Ｓと溶射ジェット流
Ｔの間の比較的に大きな空間は、母材７に当たってはね
返って来た空気等により充満されることになる）。ま
た、前記第一実施例、第二実施例、および第三実施例
（図２〜６）においては、シールドアダプタ１１のよう
な比較的に大きな付加装置を溶射ガン１の先端部に取り
付ける必要があり、これが作業性を悪くするという問題
がある。

【００２９】以下に説明する実施例は、これらの問題を
も解消するものである。

【００３０】図７〜９は本発明の第四実施例を示し、こ
の実施例において溶射ガン１はアーク・線材式の溶射装
置のそれとされている。この溶射ガン１のガンボデー２
８の先端部には、該先端部に螺合されたノズル固定キャ
ップ２９を介してノズル３０が固定されている。前記ノ
ズル３０の先端面の中心部には小さな穴からなるアトマ
イズエア噴出口３１が設けられ、該アトマイズエア噴出
口３１の周囲かつ近傍には小さな穴からなる複数のシー
ルド流噴出口１９がアトマイズエア噴出口３１に対し同
心円状に配設されている。

【００３１】前記ガンボデー２８内には、２組ずつのワ
イヤガイド３２，３３およびワイヤ駆動ローラ３４が設
けられるとともに、前記ワイヤ駆動ローラ３４を駆動す
るモータおよび歯車等の動力伝達機構（ともに図示せ
ず）が設けられている。また、前記ワイヤガイド３３の
先端部には、スリーブ状のコンタクトチップ３５が設け
られている。また、前記ガンボデー２８は、陸上に置か
れた２組の巻き線リール等の線送り装置（図示せず）に
ワイヤチューブ１３を介して接続されており、前記線送
り装置から２本の線材（ワイヤ）状の溶射材料１２がワ
イヤチューブ１３を介してガンボデー２８内に送られて
来て、さらにワイヤガイド３２、ワイヤ駆動ローラ３
４、ワイヤガイド３３およびコンタクトチップ３５を経
てノズル３０のアトマイズエア噴出口３１からガンボデ
ー２８外に突出し、図９のようにノズル３０より若干前
方のアークポイントＡにおいて互いに交わるようになっ
ている。

【００３２】前記ガンボデー２８にはエアホース１５の
一端部が取り付けられており、該一端部は空気通路３７
を介してガンボデー２８内部およびノズル３０に接続さ
れている。前記エアホース１５の他端部は、陸上に置か
れたコンプレッサ等のアトマイズエア用圧縮空気供給源
に接続されている。また、前記溶射材料１２は、陸上に
置かれた電源にコンタクトチップ３５、ワイヤガイド３
３および電源ケーブル１４を介して接続されている。ガ
ンボデー２８には溶射開始・停止を操作するための引き
金３６が設けられている。

【００３３】次に、本実施例の作動を説明する。従来の
陸上のアーク・線材式溶射ガンと同様に、アークポイン
トＡにおいて２本の溶射材料１２間にアークが発生し、
これらの溶射材料１２を溶融させる。一方、前記アトマ
イズエア用圧縮空気供給源からエアホース１５および空
気通路３７を介してノズル３０に送られてきた圧縮空気
の一部はアトマイズエア噴出口３１からアトマイズエア
としてノズル３０外に噴出し、溶融状態の溶射材料１２
を吹き散らして粒子化し、溶射ジェット流Ｔを形成す
る。また、ノズル３０に送られてきた圧縮空気の他の一
部はシールド流噴出口１９から噴出し、溶射ジェットの
周囲にシールド流Ｓを形成する。

【００３４】したがって、溶射ジェット流Ｔに周囲の水
が巻き込まれることがなく、良好に溶射を行うことがで
きる（図９の３８は形成された溶射皮膜を示してい
る）。そして、母材７の溶射面を図１のような遮蔽体５
で覆うことがないので、溶射面が平らでない場合にも適
用できる。また、溶射面を目視できるため、作業性が良
くなる。

【００３５】また、本実施例では、アトマイズエア噴出
口３１の周囲かつ近傍にシールド流噴出口１９が設けら
れているので、シールド流Ｓが溶射ジェット流Ｔに近接
して形成され、シールド流Ｓがシールドする領域が小さ
いから、シールド流Ｓ形成のために必要な空気供給量は
少量でよい。したがって、アトマイズエア用空気供給源
を、特にその能力を増大することもなく、そのままシー
ルド流Ｓの供給源として兼用することが可能であり、シ
ールド流Ｓの供給源として別個の設備を必要とすること
がない。

【００３６】また、本実施例では、溶射ガン１の先端部
に前記各実施例のシールドアダプタ１１のような比較的
に大きな付加装置を設ける必要がないので、溶射面を目
視し易く、作業性が一層良くなる。

【００３７】なお、水中溶射ガン１は、内部に水が浸入
しないようにする必要があるが、アーク・線材式の溶射
ガンの場合、基本原理上密閉できない場所がある。それ
は溶射材料であるワイヤ１２の入口と出口である。した
がって、従来の陸上用の溶射ガンを単純に密閉構造とす
ることにより水中用とすることはできない。しかしなが
ら、本実施例では空気通路３７に送られてきた圧縮空気
の一部はガンボデー２８内に供給される。そして、この
ように圧縮空気が溶射ガン１内部に供給される構造とす
れば、溶射ガン１内部を水圧より高くできるので、溶射
ガン１内部への水の浸入を防止することができる。

【００３８】図９は本発明の第六実施例におけるシール
ド流噴出口１９を示しており、アトマイズエア噴出口３
１の周囲かつ近傍に小穴からなるシールド流噴出口１９
が多重に設けられている。他の構成は前記第五実施例
（図７〜９）と同様である。

【００３９】図１０は本発明の第七実施例におけるシー
ルド流噴出口１９を示しており、アトマイズエア噴出口
３１の周囲かつ近傍にスリット状のシールド流噴出口１
９がアトマイズエア噴出口３１に対し同心円状に設けら
れている。他の構成は前記第五実施例（図７〜９）と同
様である。

【００４０】図１１は本発明の第七実施例におけるシー
ルド流噴出口１９を示しており、、アトマイズエア噴出
口３１の周囲かつ近傍にスリット状のシールド流噴出口
１９が多重に設けられている。他の構成は前記第五実施
例（図７〜９）と同様である。

【００４１】前記第六、七、および八実施例（図９〜１
１）においても、前記第五実施例（図７〜９）と同様の
作用効果を得ることができる。

【００４２】なお、本発明は防食以外の目的にも適用で
きるものである。

【００４３】また、本発明における溶射材料としては、
陸上における溶射材料と同様に、アルミニウム、亜鉛、
鉛、錫、銅、ステンレス鋼等の金属、セラミック、プラ
スチック等の種々の材料を使用できる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように本発明による水中溶射方法
および水中溶射ガンは、溶射面が平らでない場合にも適
用できるとともに、溶射面を目視することができ、作業
性が良い等の優れた効果を得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の水中溶射方法および水中溶射ガンを示す
断面図である。

【図２】本発明の水中溶射方法および水中溶射ガンの第
一実施例を示す断面図である。

【図３】本発明の水中溶射方法および水中溶射ガンの第
二実施例を示す断面図である。

【図４】前記第二実施例におけるシールドアダプタを拡
大して示す正面図である。

【図５】本発明の水中溶射方法および水中溶射ガンの第
三実施例を示す断面図である。

【図６】前記第三実施例において水中溶射ガンのシール
ドアダプタを大気に接続した状態を示す断面図である。

【図７】本発明の水中溶射方法および水中溶射ガンの第
四実施例を示す断面図である。

【図８】前記第五実施例を示す正面図である。

【図９】前記第五実施例のノズル付近を図７の断面と垂
直な面で断面して示す拡大断面図である。

【図１０】本発明の水中溶射方法および水中溶射ガンの
第六実施例における溶射ガンのノズルを示す正面図であ
る。

【図１１】本発明の水中溶射方法および水中溶射ガンの
第七実施例における溶射ガンのノズルを示す正面図であ
る。

【図１２】本発明の水中溶射方法および水中溶射ガンの
第八実施例における溶射ガンのノズルを示す正面図であ
る。

【符号の説明】

１ 溶射ガン １９ シールド流噴出口 ２５ 空気供給口 ３１ アトマイズエア噴出口 Ｔ 溶射ジェット流 Ｓ シールド流

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水中おいて、溶射ガンから噴射される溶
   射ジェット流の周囲に気体または／および水のシールド
   流を形成しながら溶射を行うことを特徴とする水中溶射
   方法。
2. 【請求項２】 水中にて溶射を行う水中溶射ガンにおい
   て、溶射ジェット流の周囲に気体または／および水のシ
   ールド流を噴出するシールド流噴出口を設けたことを特
   徴とする水中溶射ガン。
3. 【請求項３】 溶融状態またはそれに近い状態の溶射材
   料を吹き散らして粒子化するアトマイズエアを噴出する
   アトマイズエア噴出口を有しており、このアトマイズエ
   ア噴出口の近傍に前記シールド流噴出口が設けられてい
   て、該シールド流噴出口を圧縮空気供給源に接続される
   請求項２記載の水中溶射ガン。
4. 【請求項４】 溶射ジェット流が通過する通路に開口す
   るとともに大気に接続される空気供給口を有する請求項
   ２記載の水中溶射ガン。