JPS6027373B2 - 飛行する粒子または粒子群の採取方法 - Google Patents

飛行する粒子または粒子群の採取方法

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JPS6027373B2
JPS6027373B2 JP16389779A JP16389779A JPS6027373B2 JP S6027373 B2 JPS6027373 B2 JP S6027373B2 JP 16389779 A JP16389779 A JP 16389779A JP 16389779 A JP16389779 A JP 16389779A JP S6027373 B2 JPS6027373 B2 JP S6027373B2
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篤明 八田
光男 菅原
磨 児玉
宏幸 酒井
久司 大坪
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Kurosaki Refractories Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は飛行する粒子または粒子群を採取する方法に関
する。
飛行する粒子または粒子群(以下粒子群と略す)の採取
目的は飛行中の粒子挙動、例えば粒子群と雰囲気との反
応による粒子群の変化、または高温気流中の粒子群の溶
融状態、または飛行中粒子群の濃度分布等の調査を主目
的とする。
一般に粒子群を任意の装置により飛行させ任意の物体へ
衝突、または付着せしめることを基本的原理として活用
するものに粉体塗装、サンドブラスト法、溶射法、球形
粒子の政造法等が知られている。
以上の方法では付着形成された粒子群皮膜の特性、もし
くは衝突時の衝撃力、飛行中の粒子群の状態変化等の特
性が重要な因子となる。このような特性は飛行させる粒
子群の材質、粒度等の材料特性によるところが大である
が、材料特性以外には、飛行中の粒子群の均一性、もし
くは粒子群の状態変化、飛行のさせ方などの施工特性が
重要である。従来、材料特性の研究は多種の評価方法に
より多数行なわれているが、施工方法の研究においては
、評価法は主に定性的なものであり、定量的な検討が立
ち遅れていた。しかし、一般に粒子群の吹きつけを行な
う場合、粒子群の付着範囲、吐出状態、濃度分布等の制
御を行なう必要がある。なぜならば、その付着範囲の不
均一性、もしくは粒子群の偏折が生じた場合は、吹きつ
けパターンに悪影響を及ぼし、吹きつけた粒子群皮膜品
質の低下をきたす。従来、吹きつけ法において粒子群を
飛行させる方法、装置、または粒子群の投入方法などの
検討を行なう場合、主として形成された皮膜物性からそ
の装置、方法等の適否がなされてきた。
しかし粒子群の一体化、または付着せずり飛散する粒子
の存在等の理由から皮膜特性のみの検討は十分な検討と
はいいがたく、直接飛行中の粒子群の採取を行ない、装
置の改善に反映させる必要性が生じてきた。また、高温
気流中を粒子群が飛行することにより、粒子群を溶融さ
せ、その粘着力により付着させる方法は、溶射法等が知
られているが、溶融付着した粒子群は耐食性、耐摩耗性
、耐腐食性及びその他の有用な化学的物理的特性を有す
る皮膜を形成する。
このような溶射法において、粒子群の偏析は漆射パター
ンに影響を与え、溶射皮膜の品質に悪影響を及ぼす。ま
たフレ−ム外へ飛散する粒子群は、溶融が不十分の為、
付着性が悪く、溶射皮膜に悪影響を及ぼす。そして付着
せずに飛散した粒子群は溶射皮膜からはその状態を把握
することができない為、飛散粒子群を捕集してその溶融
性、粒度分布等の調査を行なうが、時間経過の為、粒子
群が変化しており、飛行時、もしくは衝突時の溶融状態
が不明である。したがってこのような場合、飛行中の粒
子群をそのままの形態にて採取し、その時の粒子溶融状
態を検討する必要がある。またフレーム中での粒子群の
溶融状態と皮膜との関連、材質、粒度と溶融性との関連
及び、その他の施工条件と溶融皮膜との関連性を把握す
ることにより、港射バーナーの設計、及び粉末の供給方
法、燃焼炎の制御法などの最適設計を行なうことが可能
となる為、高温気流中の飛行粒子群の高温状態での形態
を残したままでの観察が必要とされてきた。本発明は、
以上のような目的に沿った飛行中の粒子群を採取する方
法に関するものである。飛行する粒子または粒子群の採
取法で従来は主として吸引管を使用し、吸引管側に負圧
をかけることにより粒子または粒子群を吸引採取する方
法が用いられている。この方法は任意の位置し、おける
採取、及び長時間連続採取が可能であるが、採取条件が
限定される。この方法は機器と飛行粒子または粒子群及
び雰囲気と直接接触する為、飛行粒子または粒子群が高
速の場合、衝突による機器の摩耗、もしくは破壊が生じ
る。また高温雰囲気下での採取で、測定機器の耐熱性が
問題となる場合は、採取不可能であり、その採取条件は
、限定される。また粒子群の粒度分布が広い場合は、主
として徴粉を多く偏折して吸引する場合もある。なお、
高温雰囲気下での採取にあたっては吸引法において測定
機器の耐熱性を向上させる方法があるが、飛行する粒子
または粒子群が溶融する場合は、吸引管への付着が生じ
採取が困難となる。また採取した場合でも、粒子同志の
付着変形が生じる恐れがあり、採取時の粒子形態を残し
得ない欠点がある。本発明は、飛行する粒子または粒子
群の採取方法として、高速に加速された液体ビームもし
くはビームの集合体を用いて、その衝撃力及び圧力によ
り粒子を捕捉し、所定の容器内に採取する方法で、液体
に不燃性液体を用いることにより、高温雰囲気下での採
取が可能となり、かつ粒子が液体ビームに捕捉された瞬
間に液体により急冷される為、高温時での形態を残した
状態での採取が可能であり、かつ徴粉から粗粉まで広い
粒度範囲にわたった粒子群の採取も可能であることを特
徴とする採取方法を提供せんとするものである。
以下、本発明に係る採取方法を添付図に示す一実施例を
参照して詳細に説明する。
第1図は、プロパン一酸素燃焼炎を用いた溶射装置にお
いて発生した高温気流中を飛行している粒子または粒子
群を、採取時の状態を示す図である。
図中、1は耐火物噴射機構2及び同噴射機構廻りに同じ
的に設けられている火炎発生機構3よりなる溶射バーナ
、4は耐火物噴射機構2に定量的に耐火物を供給する耐
火物貯蔵タンク、5,6は火炎発生機構3にそれぞれL
PGガス及び酸素を供給するガス供給管及び酸素供聯合
管、7は溶射バーナ1を作動することによって得られる
高温気流、8は同高温気流内の飛行中粒子、9は高温気
流7内に水ビーム10を貫通させる水ビーム用噴出ノズ
ル1 1は同噴出ノズルの水供孫合管12を介して所定
圧力にて水を圧送する水圧送用ポンプ、13は高温気流
7を貫通し、かつ飛行中粒子8を捕捉した水ビーム10
を受ける水ビーム客器べある。ついで、上記装置による
採取方法について述べる。
まず粒子集団(AI2Q:87%の耐火物粉末で5〜2
10ムのものを使用)は溶射バーナ1の粒子吐出口より
吐出され、粒子吐出口周辺に設けられた火炎口からは混
合されたプロパン一酸素燃焼炎が噴出する。プロパン一
酸素燃焼炎の温度は場所によって異なるが、最高で26
00〜2700つ0程度となつておりまた粒子飛行速度
は平均70M/secに達していた。このような高温気
流7中を飛行している粒子集団は融点が2000qo以
下の材質の場合、ほとんど溶融もしくは半溶融状態を呈
している。この高温雰囲気下での飛行粒子8の採取方法
として、従釆吸引法等の手段は、測定機器の耐熱性から
すれば機器の溶融、もしくは軟化、機器への粒子集団の
付着で粒子採取は不可能である事は明らかである。この
飛行粒子集団から任意の粒子または粒子群を採取する為
に高圧水を使用した。第1図にてポンプ11により8肌
/塊に加圧された水流を噴出ノズル9より4側0ビーム
10として任意の位置にて吐出し、飛行粒子8の流れと
直角にあたるように設置することにより、飛行中の粒子
群が水ビーム10の衝撃力、及び圧力により捕捉され、
水ビーム10は所定容器13へ採取される。水ビーム1
0に捕捉された粒子8は、水ビームと接触し急冷され、
次の瞬間には所定容器13内へ導れ、大量の水に浮遊す
る状態となり、ほとんど急冷されている為、溶射装置に
より発生した高温気流中7での粒子群の高温状態の形態
を残した状態で採取される。溶射装置に供孫舎する前の
粉末のSEM写真を第2図に示す。また水ビームにより
採取された高温状態の形態を持つ粒子群のSEM写真を
第3図に示す。本発明では高速液体ビームまたはビーム
集合体を用いている為、高温雰囲気下でも容易に操作で
き、かつ長時間連続運転が可能である。
液体ビームまたはビーム集合体のビーム速度は、飛行粒
子群速度に合わせて調節することが必要である。調整が
不適当な場合、液体ビームは贋霧化し易くなり、液体ビ
ームの衝撃力及び圧力が弱まり、飛行粒子群の捕捉率が
低下する。また気流が存在する場合気流に押し流される
場合もある。液体ビームは、常にビームを形成し飛散が
ない状態にて用いれば飛行粒子群の捕捉性は良好となる
。また本発明に係る採取方法は、同様な溶射装置におけ
る飛行粒子群の濃度分布測定を行なうこともでき、その
実施例を第4図を参照して説明する。
第4図では、溶射により発生した高温気流中を飛行して
いる粒子群を横方向から4柵◇水ピームもしくは、水ビ
ーム集合体(65側幅)を用いて飛行粒子群を採取し、
飛行粒子群の濃度分布測定例を示したものである。なお
採取は、溶射バーナにより発生した高温気流を水平方向
に横断して行なった。図中、一番外側の斜線をつけた線
は、LPG+02燃焼炎の外縁を示し、次の内側の線は
材料の大まかな外縁を示す。採取時の熔射条件としては
、LPG=1州で/hr,Q=7州で/hr、材料は0
.105〜0.010の/mの粒度分布を有し、N20
3含有量総%の高ァルミナ材料を用い45k9/日にて
溶射した。図中、斜めに示されている門柱は、水流遠3
0m/secの4肋◇水ビームを用いて3の砂間、粒子
群を採取した。
乾燥後の粒子群重量を示し、重量の多少に応じて斜め方
向の円柱の長さを加減している。円柱のそばに記されて
いる数字は採取された粒子群の乾燥重量を示す。なお、
円柱の石上部の位置が、高温気流中の採取位置に相当す
る。
また図中、LPG+02燃焼炎の外縁よりはずれた位置
にある上下の細長い直方体は、水流遠30の/secの
65脚幅の水ビーム集合体にて3硯砂・間採取した粒子
の乾燥重量を示し、重量の多少に応じて450斜め方向
の高さを加減し、採取された粒子群の乾燥重量を直方体
のそばに記す。なお、上下に細長い長方形は、高温気流
を横方向から65肋幅の水ビーム集合体を用いて採取し
た時の位置関係を示している。以上の通り、本発明は、
従来の飛行する粒子または粒子群の採取法では採取が困
難であった高温高速の条件下でも任意の場所で完全な採
取ができ、従釆の吸引法などと比較しても、その使用条
件は広く設定可能であり、かつ高温に加熱された粒子が
そのまま捕捉できる点において、はるかにその発明効果
は大きいもので、極めて実用的価値の高い方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図はプロパン一酸素燃焼炎溶射装置での採取時の状
態を示す図。 第2図は熔射装置に供給する前の粉末のSEM写真。第
3図は採取された高温状態の形態を持つ粒子群のSEM
写真。第4図は溶射装置における粒子群の濃度分布図で
ある。第1図第2図 第3図 図 寸 船

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 飛行する粒子集団に高速に加速された液体のビーム
    またはビームの集合体を貫通させ、その衝撃力及び圧力
    により任意の粒子または粒子群を補捉し所定の容器内に
    採取する飛行する粒子または粒子群の採取方法。 2 高温気流中に高速に加速された液体ビームまたはビ
    ームの集合体を貫通させ、同気流中を飛行する高温状態
    にある粒子または粒子群を同ビームの衝撃力及び圧力に
    より捕捉し、所定の容器内に採取する飛行する粒子また
    は粒子群の採取方法。 3 液体ビームまたはビームの集合体は水または不燃性
    液体よりなり、高温状態にある飛行中の粒子または粒子
    群の高温状態の形態を残した状態で捕捉することを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載の飛行する粒子または
    粒子群の採取方法。
JP16389779A 1979-12-17 1979-12-17 飛行する粒子または粒子群の採取方法 Expired JPS6027373B2 (ja)

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