DE102017130744B4 - Apparatus and method for thermal spraying - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum thermischen Spritzen von Fluiden, mit einem Brenner (30, 30a), in dem eine Brennkammer (32) vorgesehen ist, an der ein Expansionsrohr (34) zum Austritt eines Spritzstrahls mündet, mit einer Zufuhr von Brennstoffgemisch in die Brennkammer (32), und mit zumindest einem Injektor (40, 40a) zur Zuführung eines zu spritzenden Fluids in die Brennkammer (32) über eine Düse (50, 50a), die auswechselbar am Injektor (40, 40a) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (40, 40a) lösbar am Brenner (30, 30a) gehalten ist, und dass die Düse (50, 50a) an einem äußeren Ende eines auswechselbar gehaltenen Rohrs (55, 64, 66, 68) mittels eines Gewindes (58) verstellbar gehalten ist.

Figure DE102017130744B4_0000
Device for the thermal spraying of fluids, with a burner (30, 30a) in which a combustion chamber (32) is provided, at which an expansion tube (34) opens out for a spray jet, with a supply of fuel mixture into the combustion chamber (32) , and with at least one injector (40, 40a) for supplying a fluid to be injected into the combustion chamber (32) via a nozzle (50, 50a) which is exchangeably held on the injector (40, 40a), characterized in that the injector (40, 40a) is detachably held on the burner (30, 30a), and that the nozzle (50, 50a) is adjustably held at an outer end of an exchangeable pipe (55, 64, 66, 68) by means of a thread (58). is.
Figure DE102017130744B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum thermischen Spritzen, insbesondere zum Hochgeschwindigkeits-Suspensionsflammspritzen (HVSFS). HVSFS ist ein neuartiges Verfahren, um nanostrukturierte Beschichtungen mit Hilfe von thermischem Spritzen durch Überschallspritzen zu erzeugen. Dabei können sehr dünne, dichte und gut haftende Schichten erzeugt werden, welche insbesondere keramisch sind, wie etwa Schichten, die aus Aluminiumoxid, Titanoxid oder Zirkonoxid bestehen (vgl. A. Killinger, M. Kuhn, R. Gadow, „High-Velocity Suspension Flame Spraying (HVSFS), a new approach for spraying nanoparticles with hypersonic speed“, Surface and Coatings Technology, Vol. 201, Issue 5, 25 October 2006, Pages 1922-1929).The invention relates to a device and a method for thermal spraying, in particular for high-velocity suspension flame spraying (HVSFS). HVSFS is a novel process to create nanostructured coatings using thermal spraying by supersonic spraying. Very thin, dense and well-adhering layers can be produced, which are in particular ceramic, such as layers consisting of aluminum oxide, titanium oxide or zirconium oxide (cf. A. Killinger, M. Kuhn, R. Gadow, "High-Velocity Suspension Flame Spraying (HVSFS), a new approach for spraying nanoparticles with hypersonic speed", Surface and Coatings Technology, Vol. 201, Issue 5, 25 October 2006, Pages 1922-1929).

Aus der DE 10 2005 038 453 A1 sind eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Hochgeschwindigkeits-Suspensionsflammspritzen bekannt. Danach können eine oder mehrere Suspensionen über eine oder mehrere Düsen in eine Brennkammer zugeführt und dort mittels eines Brennstoffgemischs über ein Expansionsrohr beschleunigt werden. Die Düse ist hierbei in ein Gewinde eines Gasmischblocks eingeschraubt.From the DE 10 2005 038 453 A1 a device according to the preamble of claim 1 and a method for high-velocity suspension flame spraying are known. Thereafter, one or more suspensions can be fed into a combustion chamber via one or more nozzles and accelerated there by means of a fuel mixture via an expansion tube. The nozzle is screwed into a thread of a gas mixing block.

Aus der DE 10 2016 125 587 A1 ist ein Düsenaufbau für das thermische Spritzen mittels einer Suspension bekannt, in der Partikel oder eine Präkursor-Lösung enthalten sind. Der Düseneinsatz weist mit einem in Richtung Brennerkammer angeordneten rohrförmigen Element und einer an der Brennerkammer gegenüberliegend angeordneten Stirnseite eine flanschförmige Aufweitung auf, die im eingebauten Zustand an einem im Halter ausgebildeten Sitz anliegt. Hierbei ist am Düseneinsatz ein Rohr vorgesehen, das in eine innen hohle Umkleidung in Richtung der Brennkammer mündet.From the DE 10 2016 125 587 A1 a nozzle structure for thermal spraying by means of a suspension containing particles or a precursor solution is known. With a tubular element arranged in the direction of the combustion chamber and an end face arranged opposite to the combustion chamber, the nozzle insert has a flange-shaped widening which, in the installed state, bears against a seat formed in the holder. Here, a tube is provided on the nozzle insert, which opens into an internally hollow casing in the direction of the combustion chamber.

HVSFS erfordert eine Verarbeitung von Pulvern mit sehr kleiner Partikelgröße im nanoskaligen Bereich. Beim HVSFS wird im Stand der Technik keine aktive Zerstäubung eingesetzt. Der Zerfall des Flüssigkeitsstrahls erfolgt dabei unkontrolliert durch Turbulenzen in der Brennkammer.HVSFS requires processing of powders with very small particle sizes in the nanoscale range. The HVSFS does not use active atomization in the prior art. The disintegration of the liquid jet occurs in an uncontrolled manner due to turbulence in the combustion chamber.

Aus M. Rukosuyev, S.A. Baqar, M.B.G. Jun, „Development and Evaluation of Flame-Assisted Dual Velocity Nonoparticle Coating System, Journal of Micro- and Nano-Manufacturing December 2017, Vol. 5, p. 044501-1 - 044501-5 ist ein Verfahren zum Flammspritzen bekannt, bei dem eine externe Zerstäubung mittels Ultraschall erfolgt.From M. Rukosuyev, S.A. Baqar, M.B.G. Jun, "Development and Evaluation of Flame-Assisted Dual Velocity Nonoparticle Coating System, Journal of Micro- and Nano-Manufacturing December 2017, Vol. 5, p. 044501-1 - 044501-5 a method for flame spraying is known in which external atomization takes place by means of ultrasound.

Eine externe Zerstäubung kann allerdings bereits zu einer Entmischung vor der Zuführung in den Brenner führen. Auch durch ein solches Verfahren können die Probleme, welche im Stand der Technik bestehen, nicht behoben werden, nämlich insbesondere ein unkontrollierter Tropfenzerfall, schlecht kontrollierbare Prozesse und Spritzergebnisse, sowie unerwünschte Ablagerungen im Düsenkopf mit der Folge von Verstopfungen, unerwünschte Ablagerungen im Bereich der Brennkammerwände, die sich im Verlauf des Beschichtungsprozesses ablösen können und in die Beschichtung eingebaut werden können, was die Schichtqualität beeinträchtigt.However, external atomization can already lead to demixing before it is fed into the burner. Even with such a method, the problems that exist in the prior art cannot be eliminated, namely in particular uncontrolled droplet breakup, processes and spraying results that are difficult to control, as well as unwanted deposits in the nozzle head with the result of blockages, unwanted deposits in the area of the combustion chamber walls, which can become detached in the course of the coating process and can be built into the coating, which impairs the layer quality.

Insbesondere besteht das Problem, dass die Düse häufig verstopft, was zur Unterbrechung des Prozesses führt. Der Brenner muss dann in aufwändiger Weise zerlegt und gereinigt werden.In particular, there is the problem that the nozzle often becomes clogged, which leads to the interruption of the process. The burner must then be dismantled and cleaned in a complex manner.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum thermischen Spritzen zu schaffen, das insbesondere zum HVSFS geeignet ist und womit die im Stand der Technik bestehenden Probleme zumindest teilweise vermieden werden. Insbesondere soll eine leichte Zerlegbarkeit und Auswechselbarkeit der Verschleißteile ermöglicht sein und eine effiziente Zuführung der zum thermischen Spritzen notwendigen Medien in die Brennkammer gewährleistet sein.Against this background, the invention is based on the object of creating an improved device and an improved method for thermal spraying, which is particularly suitable for HVSFS and with which the problems existing in the prior art are at least partially avoided. In particular, the wearing parts should be easy to disassemble and replace, and the media required for thermal spraying should be efficiently fed into the combustion chamber.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum thermischen Spritzen von Fluiden gemäß Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a device for the thermal spraying of fluids according to claim 1 .

Die Aufgabe der Erfindung wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object of the invention is completely achieved in this way.

Da die Düse erfindungsgemäß leicht ausgewechselt werden kann, kann diese im Falle einer Verstopfung schnell gewechselt werden, so dass ein Beschichtungsprozess nur für kurze Zeit unterbrochen werden muss. Ferner können verschiedene Düsen verwendet werden, die an unterschiedliche zu spritzende Materialien angepasst sind, so dass z.B. die Injektionsöffnung, aus der das zu spritzende Material in die Brennkammer des Brenners austritt, in geeigneter Weise angepasst werden kann. Da die Düse am äußeren Ende eines Rohrs gehalten ist und gemeinsam mit diesem auswechselbar ist, ist eine einfache und schnelle Montage und Demontage gewährleistet. Auch kann der Injektor vom Brenner gelöst werden, wodurch ein sicherer und schneller Zugang zur Düse gewährleistet ist.Since the nozzle can be easily replaced according to the invention, it can be changed quickly in the event of a blockage, so that a coating process only has to be interrupted for a short time. Furthermore, different nozzles adapted to different materials to be sprayed can be used, so that, for example, the injection opening from which the material to be sprayed exits into the combustion chamber of the burner can be suitably adjusted. Since the nozzle is held at the outer end of a tube and can be replaced together with it, quick and easy assembly and disassembly is guaranteed. The injector can also be detached from the torch, which ensures safe and quick access to the nozzle.

Da beim HVSFS je nach Art des zu spritzenden Materials das zu spritzende Material sowohl in einer Form einer Lösung als auch in Form einer Suspension vorliegen kann, werden im Rahmen dieser Anmeldung beide Ausführungsformen unter dem Oberbegriff „zu spritzendes Fluid“ zusammengefasst.Since the HVSFS, depending on the type of material to be sprayed, the material to be sprayed can be present both in the form of a solution and in the form of a suspension, both embodiments are under the in the context of this application Generic term "fluid to be sprayed" summarized.

Erfindungsgemäß kann der axiale Abstand der Injektionsöffnung der Düse zur Brennkammerwand mittels eines Gewindes verstellt werden.According to the invention, the axial distance between the injection opening of the nozzle and the combustion chamber wall can be adjusted by means of a thread.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Injektor eine separate Zuführung für ein zu spritzendes Fluid und für ein Zerstäubergas bis zur Düse auf.According to a further embodiment of the invention, the injector has a separate supply for a fluid to be injected and for an atomizing gas up to the nozzle.

Auf diese Weise kann eine möglichst kontrollierte Zerstäubung des zu spritzenden Fluids gewährleistet werden.In this way, an atomization of the fluid to be sprayed that is as controlled as possible can be ensured.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Düse eine Düsenkammer auf, die über eine Injektionsöffnung in den Brennraum mündet.According to a further embodiment of the invention, the nozzle has a nozzle chamber which opens into the combustion chamber via an injection opening.

In der Düsenkammer findet die eigentliche Zerstäubung des zu spritzenden Fluids statt. Von der Düsenkammer gelangt dann das zerstäubte Fluid über die Injektionsöffnung in den Brennraum.The actual atomization of the fluid to be sprayed takes place in the nozzle chamber. The atomized fluid then passes from the nozzle chamber via the injection opening into the combustion chamber.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Injektor mindestens zwei zueinander koaxiale Rohre zur Zuführung von Zerstäubergas und zu spritzendem Fluid zur Düse auf.According to a further embodiment of the invention, the injector has at least two mutually coaxial tubes for supplying atomizing gas and fluid to be sprayed to the nozzle.

Auf diese Weise ergibt sich eine sehr kontrollierte Zuführung von Zerstäubergas und zu spritzendem Fluid zur Düse.This results in a very controlled supply of atomizing gas and fluid to be sprayed to the nozzle.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist ein innenliegendes Rohr eine Außenoberfläche mit einer Struktur auf, die eine Zerstäubung des Fluids unterstützt. Vorzugsweise gelangt hierbei das zu spritzende Fluid durch das innenliegende Rohr in die Düsenkammer. Durch das in diesem Falle außen umströmende Zerstäubergas werden auf diese Weise kontrolliert Turbulenzen erzeugt, so dass sich eine gleichmäßige Zerstäubung ergibt. Dabei kann das zu spritzende Fluid durch das innenliegende Rohr strömen und in dem umgebenden Hohlraum das Zerstäubergas strömen. Gleichfalls ist eine umgekehrte Anordnung mit außen strömendem zu spritzendem Fluid und mit innen strömendem Zerstäubergas denkbar.According to a further embodiment of the invention, an inner tube has an outer surface with a structure that supports atomization of the fluid. The fluid to be sprayed preferably reaches the nozzle chamber through the internal pipe. In this case, the atomizer gas flowing around the outside generates controlled turbulence in this way, resulting in uniform atomization. The fluid to be sprayed can flow through the inner tube and the atomizing gas can flow in the surrounding cavity. Likewise, an inverted arrangement with the fluid to be sprayed flowing on the outside and with the atomizing gas flowing on the inside is conceivable.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Außenoberfläche des innenliegenden Rohrs Stabilisierungselemente auf, die vorzugsweise spiralartig angeordnet sind.According to a further embodiment of the invention, the outer surface of the inner tube has stabilizing elements which are preferably arranged in a spiral manner.

Auf diese Weise wird das außen umströmende Medium mit einem Drall versehen, so dass eine besonders gleichmäßige und kontrollierte Zerstäubung stattfinden kann.In this way, the medium flowing around is provided with a twist, so that a particularly uniform and controlled atomization can take place.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das innenliegende Rohr an seinem äußeren Ende selbst mit einer vorzugsweise konischen Düsenöffnung versehen.In a further embodiment of the invention, the inner tube is itself provided with a preferably conical nozzle opening at its outer end.

Auch hierdurch eine verbesserte Vermischung bzw. verbesserte Zerstäubung eines hierdurch geführten Mediums gewährleistet.This also ensures improved mixing or improved atomization of a medium guided through it.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Injektor Kanäle für eine separate Zufuhr eines ersten Fluids, eines zweiten Fluids und eines Zerstäubergases auf.According to a further embodiment of the invention, the injector has channels for a separate supply of a first fluid, a second fluid and an atomizing gas.

Auf diese Weise können ein erstes zu spritzendes Fluid und ein zweites zu spritzendes Fluid erst in der Düse gemischt werden. Dies ist insbesondere für solche Fluide von Vorteil, die sich nur schwer mischen lassen oder die miteinander reagieren oder sich in sonstiger Weise nachteilig beeinflussen.In this way, a first fluid to be sprayed and a second fluid to be sprayed can only be mixed in the nozzle. This is particularly advantageous for fluids that are difficult to mix or that react with one another or otherwise adversely affect one another.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Injektor lösbar am Brenner gehalten, insbesondere mittels eines Gewindes oder eines Schnellverschlusses.According to a further embodiment of the invention, the injector is detachably held on the burner, in particular by means of a thread or a quick-release fastener.

Auf diese Weise kann der Injektor, der ausschließlich der Zuführung, der Zerstäubung und der Injektion des zu spritzenden Fluids in die Brennkammer dient, leicht gelöst und aus dem Brenner nach hinten herausgezogen werden. So kann der Injektor leicht getauscht werden oder die Düse ausgewechselt werden.In this way, the injector, which is used exclusively for feeding, atomizing and injecting the fluid to be injected into the combustion chamber, can be easily detached and pulled out of the burner to the rear. In this way, the injector can easily be exchanged or the nozzle replaced.

Die Düse besteht vorzugsweise aus Messing oder Edelstahl. Die Rohre und die zugehörigen Teile, durch die Zerstäubergas und das zu spritzende Fluid bzw. die zu spritzenden Fluide geführt werden, bestehen vorzugsweise aus Edelstahl. Der Gasmischblock besteht vorzugsweise aus Kupfer.The nozzle is preferably made of brass or stainless steel. The tubes and associated parts through which the atomizing gas and the fluid or fluids to be sprayed are conducted are preferably made of stainless steel. The gas mixing block is preferably made of copper.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht zumindest ein Kanal zur Zuführung von Fluid aus Kunststoff, insbesondere PTFE, oder aus Keramik oder ist mit Kunststoff oder Keramik zumindest an seiner Innenoberfläche beschichtet.According to a further embodiment of the invention, at least one channel for supplying fluid consists of plastic, in particular PTFE, or of ceramic or is coated with plastic or ceramic at least on its inner surface.

Auf diese Weise können Fluide, die gegenüber metallischen Leitungen empfindlich sind, die damit reagieren oder in anderer Weise nachteilig beeinträchtigt werden, ohne Probleme bis zur Düse geführt werden, in der die Zerstäubung und Injektion in die Brennkammer erfolgt.In this way, fluids sensitive to, reacting with, or otherwise adversely affected by metallic conduits can be safely carried to the nozzle where atomization and injection into the combustor occurs.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der innenliegende Kanal zur Zuführung von zu spritzendem Fluid rotierend antreibbar.According to a further embodiment of the invention, the internal channel for supplying fluid to be sprayed can be driven in rotation.

Auf diese Weise kann eine noch bessere und gleichmäßigere Zerstäubung des zu spritzenden Fluids gewährleistet werden.In this way, an even better and more uniform atomization of the fluid to be sprayed can be guaranteed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen der Düse und der Brennkammer ein Hitzeschild vorgesehen.According to a further embodiment of the invention, a heat shield is provided between the nozzle and the combustion chamber.

Dies hat den Vorteil, dass die Erwärmung der Düse reduziert wird, was einer Entstehung von Ablagerungen in der Düse entgegenwirkt.This has the advantage that the heating of the nozzle is reduced, which counteracts the formation of deposits in the nozzle.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Brenner einen mittels eines Kühlmediums, insbesondere Wasser oder Druckluft, gekühlten Gasmischblock auf.According to a further embodiment of the invention, the burner has a gas mixing block which is cooled by means of a cooling medium, in particular water or compressed air.

Auf diese Weise kann vorgemischter Brennstoff in die Brennkammer zugeführt werden und gleichzeitig die thermische Belastung des Brenners reduziert werden.In this way, pre-mixed fuel can be fed into the combustor and at the same time the thermal load on the burner can be reduced.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Hitzeschild eine ringförmige Abschirmung aus Keramik im Bereich des brennkammerseitigen Endes der Düse auf, welche über eine wärmeleitfähige ringförmige Struktur, vorzugsweise in Form eines eingepressten Kupferrings, mit dem gekühlten Gasmischblock des Brenners verbunden ist.According to a further embodiment of the invention, the heat shield has an annular ceramic shield in the area of the combustion chamber end of the nozzle, which is connected to the cooled gas mixing block of the burner via a thermally conductive annular structure, preferably in the form of a pressed-in copper ring.

Auf diese Weise ergibt sich eine einfache Montage des Hitzeschildes bei gleichzeitig sehr hoher Wirksamkeit.This results in a simple assembly of the heat shield with very high effectiveness at the same time.

Obwohl in der Regel nur ein Injektor vorgesehen ist, über den die das thermisch zu spritzende Material in die Brennkammer injiziert wird, können grundsätzlich für Sonderzwecke auch mehrere Injektoren vorgesehen sein, z.B. können zwei oder mehr Injektoren in zugeordneten Bohrungen eines gemeinsamen Außenrohrs auswechselbar aufgenommen sein.Although usually only one injector is provided, via which the material to be thermally sprayed is injected into the combustion chamber, several injectors can also be provided for special purposes, e.g. two or more injectors can be interchangeably accommodated in assigned bores of a common outer tube.

Die Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zum thermischen Spritzen, insbesondere mittels Hochgeschwindigkeits-Suspensionsflammspritzen (HVSFS), gelöst, bei dem ein zu spritzendes Fluid und ein Zerstäubergas separat in eine Düse eines Injektors zugeführt, dort vermischt und in eine Brennkammer ausgestoßen werden, in der das zu spritzende Material mittels eines brennenden Brennstoffgemisches durch ein Expansionsrohr beschleunigt wird, um ein Objekt zu beschichten.The invention is also achieved by a method for thermal spraying, in particular by means of high-velocity suspension flame spraying (HVSFS), in which a fluid to be sprayed and an atomizing gas are fed separately into a nozzle of an injector, mixed there and ejected into a combustion chamber in which the material to be sprayed is accelerated through an expansion tube by means of a burning fuel mixture in order to coat an object.

Mit einem derartigen Verfahren lässt sich eine kontrollierte Zuführung und Zerstäubung eines zu spritzenden Fluids und damit ein kontrollierter Prozess beim thermischen Spritzen gewährleisten.With such a method, a controlled supply and atomization of a fluid to be sprayed and thus a controlled process during thermal spraying can be guaranteed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere zu vermischende Fluide separat in die Düse zugeführt und dort mittels Zerstäubergas zerstäubt.According to a further embodiment of the method according to the invention, several fluids to be mixed are fed separately into the nozzle and atomized there by means of atomizing gas.

Auf diese Weise können verschiedene Fluide, die miteinander schlecht mischbar sind, oder die miteinander reagieren oder sich in sonstiger Weise nachteilig beeinflussen, gemeinsam verarbeitet und thermisch gespritzt werden.In this way, different fluids that are poorly miscible with one another, or that react with one another or otherwise adversely affect one another, can be processed together and thermally sprayed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird mindestens ein Fluid, insbesondere ein gegenüber metallischen Oberflächen empfindliches oder instabiles Fluid, über einen Kunststoffkanal oder Keramikkanal oder einen mit Kunststoff oder Keramik beschichteten Kanal in die Düse zugeführt.According to a further embodiment of the invention, at least one fluid, in particular a fluid that is sensitive or unstable to metallic surfaces, is fed into the nozzle via a plastic channel or ceramic channel or a channel coated with plastic or ceramic.

Auf diese Weise können Fluide, die gegenüber metallischen Kanälen empfindlich oder instabil oder reaktiv sind, verarbeitet werden.In this way, fluids that are sensitive or unstable or reactive to metallic channels can be processed.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens werden zwei oder mehrere Fluide, die miteinander instabil oder reaktionsfähig sind, in separaten Kanälen in die Düse zugeführt und mittels Zerstäubergas zerstäubt.According to a further embodiment of the method, two or more fluids that are unstable or reactive with one another are fed into the nozzle in separate channels and atomized by means of atomizing gas.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Zerstäubung des mindestens einen Fluides durch Drall erzeugende Strukturen an der Außenoberfläche eines Kanals, über den das zu spritzende Fluid zugeführt wird, und/oder durch einen rotierenden Antrieb des Kanals unterstützt.According to a further embodiment of the method, the atomization of the at least one fluid is supported by swirl-generating structures on the outer surface of a channel through which the fluid to be sprayed is supplied and/or by a rotating drive of the channel.

Auf diese Weise wird eine besonders gute und homogene Zerstäubung des zu spritzenden Fluids selbst bei sehr schwer zerstäubbaren Fluiden gewährleistet.In this way, a particularly good and homogeneous atomization of the fluid to be sprayed is ensured, even with fluids that are very difficult to atomize.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features of the invention mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:

  • 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum thermischen Spritzen in schematischer Darstellung;
  • 2 eine Längsansicht des Brenners gemäß 1;
  • 3 einen vergrößerten Schnitt durch den Brenner gemäß 2 längs der Linie III-III;
  • 4 eine vergrößerte Darstellung des Details IV gemäß 3;
  • 5 eine vergrößerte Darstellung des Details V gemäß 3;
  • 6 eine Längsansicht des Injektors gemäß 3;
  • 7 einen Längsschnitt durch den Injektor gemäß 6;
  • 8 eine vergrößerte Darstellung des Details VIII im Bereich der Spitze des Injektors;
  • 9 eine alternative Ausführung der Düse mit drei zueinander axialen Kanälen für die Zuführung von Zerstäubergas und zwei zu spritzenden Fluiden;
  • 10 einen Teilschnitt des vorderen Bereiches der Düse und der umgebenden Gasmischkammer mit der zusätzlichen Anordnung eines Hitzeschildes;
  • 11 eine perspektivische Außenansicht der Düse in vergrößerter Darstellung;
  • 12 eine angeschnittene perspektivische Darstellung der Düse mit zusätzlicher Andeutung des innenliegenden Rohrs mit Drall erzeugenden Strukturen am äußeren Ende und mit einer Düsenöffnung am innenliegenden Rohr;
  • 13 ein Foto des Rohrs gemäß 12;
  • 14 ein Foto eines Rohrs mit einer abgewandelten, äußeren Drall erzeugenden Struktur;
  • 15 eine schematische Darstellung der Düse im Bereich ihres brennkammerseitigen Endes mit einer ersten Konfiguration, in welcher das zu zerstäubende Fluid innen geführt wird und das Zerstäubergas im äußeren Kanal;
  • 16 eine Darstellung gemäß 15 mit umgekehrter Führung von Fluid und Zerstäubergas;
  • 17 eine abgewandelte Ausführung des Brenners gemäß 3 und
  • 18 eine vergrößerte Darstellung des Details XVIII gemäß 17.
Further features and advantages of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
  • 1 a device according to the invention for thermal spraying in a schematic representation;
  • 2 a longitudinal view of the burner according to FIG 1 ;
  • 3 according to an enlarged section through the burner 2 along line III-III;
  • 4 an enlarged view of detail IV according to 3 ;
  • 5 an enlarged view of the detail V according to 3 ;
  • 6 a longitudinal view of the injector according to FIG 3 ;
  • 7 according to a longitudinal section through the injector 6 ;
  • 8th an enlarged view of detail VIII in the area of the tip of the injector;
  • 9 an alternative embodiment of the nozzle with three mutually axial channels for the supply of atomizing gas and two fluids to be sprayed;
  • 10 a partial section of the front portion of the nozzle and the surrounding gas mixing chamber with the addition of a heat shield;
  • 11 a perspective external view of the nozzle in an enlarged view;
  • 12 a cut perspective view of the nozzle with additional indication of the inner tube with swirl-generating structures at the outer end and with a nozzle opening on the inner tube;
  • 13 a photo of the pipe according to 12 ;
  • 14 a photo of a tube with a modified, external twist-generating structure;
  • 15 a schematic representation of the nozzle in the region of its end on the combustion chamber side with a first configuration in which the fluid to be atomized is guided inside and the atomizing gas in the outer channel;
  • 16 a representation according to 15 with reverse flow of fluid and nebulizer gas;
  • 17 according to a modified version of the burner 3 and
  • 18 according to an enlarged view of detail XVIII 17 .

In 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 weist einen Brenner 30 auf, der über ein Umschaltventil 26 mit einer zu spritzenden Suspension oder einer zu spritzenden Lösung (insgesamt als zu spritzendes Fluid bezeichnet) versorgt wird. Der Brenner 30 weist ferner eine Brenngasleitung 16 zur Zuführung von Brenngas (im vorliegenden Fall Ethen) und von einem Oxidationsmittel 18 (im vorliegenden Fall Sauerstoff) auf. Der Brenner 30 ist ferner mit einer Wasserkühlung versehen und weist hierzu einen Kühlwasserzulauf 12 und einen Kühlwasserablauf 14 auf. Die zu spritzende Suspension befindet sich in einem Behälter 20. In einem Behälter 22 befindet sich ein Spülmedium. Mittels der Förderpumpe 24 wird die zu spritzende Suspension über das Ventil 26 zum Brenner 30 zugeführt. Der Brenner 30 und die Zuführung von Suspension (zu spritzendem Fluid) werden über eine zentrale Steuerung 28, vorzugsweise eine SPS-Steuerung, gesteuert. Üblicherweise ist hierbei der Brenner 30 an einem Roboterarm (nicht dargestellt) aufgenommen, der mittels der zentralen Steuerung 28 gesteuert ist.In 1 a schematic representation of a device according to the invention is denoted overall by the number 10 . The device 10 has a burner 30 which is supplied with a suspension to be sprayed or a solution to be sprayed (collectively referred to as fluid to be sprayed) via a switching valve 26 . The burner 30 also has a fuel gas line 16 for supplying fuel gas (ethene in the present case) and an oxidizing agent 18 (oxygen in the present case). The burner 30 is also provided with water cooling and has a cooling water inlet 12 and a cooling water outlet 14 for this purpose. The suspension to be sprayed is in a container 20. In a container 22 is a flushing medium. The suspension to be sprayed is fed to the burner 30 via the valve 26 by means of the feed pump 24 . The burner 30 and the supply of suspension (fluid to be sprayed) are controlled via a central controller 28, preferably a PLC controller. In this case, the burner 30 is usually accommodated on a robot arm (not shown), which is controlled by the central controller 28 .

2 zeigt den Brenner 30 in einer Längsansicht. 2 shows the burner 30 in a longitudinal view.

Aus dem vergrößerten Längsschnitt gemäß 3 sind weitere Details des Brenners 30 erkennbar.From the enlarged longitudinal section according to 3 further details of the burner 30 can be seen.

Der Brenner 30 weist eine Brennkammer 32 auf, an die sich ein Expansionsrohr 34 anschließt. In die Brennkammer 32 wird über einen Gasmischblock 38 vorgemischtes Brennstoffgemisch zugeführt. Die Zuführung des zu spritzenden Fluids erfolgt über einen Injektor 40, der an der Rückseite des Gehäuses 36 des Brenners 30 lösbar befestigt ist. Der Injektor 40 reicht mit einer Düse an seinem vorderen Ende bis an die Brennkammer 32 heran.The burner 30 has a combustion chamber 32 to which an expansion tube 34 is connected. Premixed fuel mixture is fed into the combustion chamber 32 via a gas mixing block 38 . The fluid to be injected is supplied via an injector 40 which is detachably attached to the rear of the housing 36 of the burner 30 . The injector 40 reaches up to the combustion chamber 32 with a nozzle at its front end.

Am rückwärtigen, der Brennkammer 32 abgewandten Ende des Gehäuses 36 sind in 3 ferner noch die Anschlüsse 44 und 46 für das Brenngas und den Sauerstoff erkennbar. Der Injektor 40 weist an seinem rückwärtigen Ende ferner Anschlüsse 12, 14 für die Kühlwasserzufuhr und den Kühlwasserablauf auf. Zu spritzendes Fluid wird über eine Ende 56 in den zentralen Kanal des Injektors 40 zugeführt, wie über den Pfeil 43 angedeutet. Ferner ist noch ein Anschluss 42 für die Zufuhr von Zerstäubergas in 3 erkennbar.At the rear, the combustion chamber 32 facing away from the end of the housing 36 are in 3 the connections 44 and 46 for the fuel gas and the oxygen can also be seen. At its rear end, the injector 40 also has connections 12, 14 for the cooling water supply and the cooling water outlet. Fluid to be injected is fed into the central channel of the injector 40 via an end 56 as indicated by the arrow 43 . There is also a connection 42 for the supply of atomizing gas in 3 recognizable.

Bei dem hier dargestellten HVSFS wird das zu spritzende Fluid, wie nachfolgend noch im Detail erläutert, über den Injektor 40 zugeführt, in der Düse mit Zerstäubergas vermischt und kontrolliert in die Brennkammer 32 eingespritzt. Das in die Brennkammer 32 über den Gasmischblock 38 vorgemischte Brennstoffgemisch entzündet sich, schmilzt das in die Brennkammer injizierte, zerstäubte Fluid auf und führt zum Austritt eines erhitzten Strahls durch das Expansionsrohr 34 mit Überschallgeschwindigkeit.In the HVSFS shown here, the fluid to be injected is supplied via the injector 40, as explained in detail below, mixed with atomizing gas in the nozzle and injected into the combustion chamber 32 in a controlled manner. The fuel mixture premixed into the combustor 32 via the gas mixing block 38 ignites, melting the atomized fluid injected into the combustor and resulting in the exit of a heated jet through the expansion tube 34 at supersonic speeds.

Aus dem Detail gemäß 4 ist das brennkammerseitige Ende des Injektors 40 mit der Düse 50 erkennbar. Aus der Düse 50 tritt das zerstäubte zu spritzende Fluid über die Injektionsöffnung 52 in die Brennkammer 32 aus. Mit 48 sind die Auslässe für das Brennstoffgemisch, das in dem Gasmischblock 38 vorgemischt wird, bezeichnet. Die Auslässe für das Brenngasgemisch 48 sind ringförmig verteilt um die Injektionsöffnung 52 herum angeordnet.According to the detail 4 the combustion chamber end of the injector 40 with the nozzle 50 can be seen. The atomized fluid to be injected exits the nozzle 50 via the injection opening 52 into the combustion chamber 32 . With 48 are the outlets for the fuel mixture in the gas mixture block 38 is premixed. The outlets for the combustible gas mixture 48 are distributed in a ring around the injection opening 52 .

5 zeigt eine vergrößerte Darstellung im Bereich des rückwärtigen Endes des Gehäuses 36. Am rückwärtigen Ende des Gehäuses 36 ist ein Schnellverschluss 54 vorgesehen, mit Hilfe dessen der Injektor 40 mittels zweier nach außen hervorstehender Federbolzen mit einem Handgriff festgelegt oder gelöst werden kann. Ist der Injektor 40 gelöst, so kann dieser vollständig aus dem Brenner 40 nach hinten herausgezogen werden. 5 shows an enlarged view in the area of the rear end of the housing 36. At the rear end of the housing 36, a quick-release fastener 54 is provided, with the aid of which the injector 40 can be fixed or released by means of two outwardly protruding spring bolts with one hand. If the injector 40 is released, it can be pulled completely out of the burner 40 to the rear.

6 und 7 zeigen eine vergrößerte Darstellung des Injektors 40 in Längsansicht und im Längsschnitt. 6 and 7 show an enlarged representation of the injector 40 in longitudinal view and in longitudinal section.

8 zeigt den näheren Aufbau des Injektors 40 im Bereich der Düse. Der Injektor 40 weist an seinem äußeren Ende die Düse 50 auf. Die Düse 50 ist über ein Gewinde 58 mit einem Außenrohr 55 des Injektors 40 verschraubt. Das zu spritzende Fluid wird über ein zentrales Rohr 64 bis in eine Düsenkammer 62 der Düse 50 zugeführt. Über ein zum zentralen Rohr 64 koaxiales Rohr 66 wird Zerstäubergas zugeführt. Im Bereich der Mündung des zentralen Rohrs 64 erfolgt eine kontrollierte Zerstäubung des zu spritzenden Fluids. Die Düse 50 ist über einen O-Ring 60, der in einer zugeordneten Ringnut aufgenommen ist, gegenüber dem koaxialen Rohr 66 abgedichtet. Durch Verdrehen der Düse 50 kann diese in Axialrichtung zur Brennkammer 32 hin verstellt werden. 8th shows the detailed structure of the injector 40 in the area of the nozzle. The injector 40 has the nozzle 50 at its outer end. The nozzle 50 is screwed to an outer tube 55 of the injector 40 via a thread 58 . The fluid to be sprayed is fed via a central tube 64 into a nozzle chamber 62 of the nozzle 50 . Atomizing gas is supplied via a tube 66 coaxial with the central tube 64 . In the region of the mouth of the central tube 64, the fluid to be sprayed is atomized in a controlled manner. The nozzle 50 is sealed off from the coaxial tube 66 by an O-ring 60 received in an associated annular groove. By rotating the nozzle 50, it can be adjusted in the axial direction towards the combustion chamber 32.

Gegenüber der Brennkammer 32 ist die vorzugsweise aus Messing bestehende Düse 50 durch einen Hitzeschild 70 abgeschirmt, wie in 10 schematisch dargestellt. Vor der brennkammerseitigen Stirnfläche der Düse 50 ist eine Wärmeabschirmung in Form eines Keramikrings 72, etwa aus Aluminiumoxid bestehend, angeordnet. Zur Festlegung dient ein in das äußere Ende des Gasmischblockes 38 eingepresster Kupferring 74. Während der Keramikring 72 zur Wärmeabschirmung dient, führt der Kupferring 74 zu einer Wärmeableitung in den wassergekühlten Gasmischblock 38. Alternativ könnte der Kupferring 74 auch einstückig mit einem aus Kupfer bestehenden Gasmischblock 38 ausgebildet sein.The nozzle 50, which is preferably made of brass, is shielded from the combustion chamber 32 by a heat shield 70, as shown in FIG 10 shown schematically. A heat shield in the form of a ceramic ring 72, for example made of aluminum oxide, is arranged in front of the end face of the nozzle 50 on the combustion chamber side. A copper ring 74 pressed into the outer end of the gas mixing block 38 is used for fixing. While the ceramic ring 72 is used for heat shielding, the copper ring 74 leads to heat dissipation into the water-cooled gas mixing block 38. Alternatively, the copper ring 74 could also be made in one piece with a gas mixing block 38 made of copper be trained.

9 zeigt eine Abwandlung der Düse, die insgesamt mit 50a bezeichnet ist. Hierbei ist zusätzlich ein weiterer Kanal zur Zuführung eines zweiten zu spritzenden Fluids koaxial angeordnet. In die Düse 50a münden somit ein innenliegendes Rohr 64, in dem ein innerer Kanal 65 vorgesehen ist, ein dazu koaxiales mittleres Rohr 66 mit einem ringförmigen mittleren Kanal 67, sowie ein äußeres Rohr 68, wodurch ein äußerer ringförmiger Kanal 69 definiert ist. Der innenliegende Kanal 65 kann zur Zufuhr des ersten Fluids genutzt werden, der mittlere Kanal 67 zur Zufuhr des zweiten Fluids und der äußere Kanal 69 zur Zuführung von Zerstäubergas. Grundsätzlich ist jedoch auch eine andere Anordnung denkbar, wie nachfolgend noch anhand der 15 und 16 näher beschrieben wird. 9 Figure 12 shows a modification of the nozzle, generally indicated at 50a. In this case, a further channel for supplying a second fluid to be sprayed is additionally arranged coaxially. An inner tube 64, in which an inner channel 65 is provided, a central tube 66 coaxial thereto with an annular central channel 67, and an outer tube 68, whereby an outer annular channel 69 is defined, thus open into the nozzle 50a. The inner channel 65 can be used to supply the first fluid, the middle channel 67 to supply the second fluid and the outer channel 69 to supply atomizing gas. In principle, however, another arrangement is also conceivable, as described below with reference to FIG 15 and 16 is described in more detail.

Es versteht sich, dass darüber hinaus auch weitere, vorzugsweise koaxiale Rohre für die Zuführung von weiteren zu spritzenden Fluiden vorgesehen sein können.It goes without saying that further, preferably coaxial, pipes can also be provided for the supply of further fluids to be sprayed.

11 zeigt eine vergrößerte perspektivische Außenansicht der Düse 50. Am äußeren, brennkammerseitigen Ende der Düse 50 befinden sich zwei zueinander parallele Abflachungen 76, so dass die Düse 50 leicht mittels eines Schraubenschlüssels verstellt oder ausgebaut werden kann. In 11 sind ferner noch die Injektionsöffnung 52 am brennkammerseitigen Ende und das Gewinde 58 erkennbar. 11 shows an enlarged perspective external view of the nozzle 50. At the outer end of the nozzle 50, on the combustion chamber side, there are two parallel flattened areas 76, so that the nozzle 50 can be easily adjusted or removed using a wrench. In 11 the injection opening 52 at the end on the combustion chamber side and the thread 58 can also be seen.

Aus der Darstellung gemäß 12 ist die Zufuhr des zu spritzenden Fluids über den zentralen Kanal 64 bis in die Düsenkammer 62 erkennbar. Das zu spritzende Fluid wird über das zentrale Rohr 64 über eine eigene konisch zulaufende Düsenöffnung 79 bis in die Düsenkammer 62 geführt. Auf dem düsenseitigen Ende des zentralen Rohrs 64 ist eine Struktur 78 mittels SLM (Selective Laser Melting) oder 3D-Metalldruck-Verfahren aufgebracht. Durch die Struktur 78 wird das umströmende Medium mit einem Drallimpuls versehen, so dass sich eine verbesserte Zerstäubung und ein besser kontrollierter Prozess ergeben.According to the illustration 12 the supply of the fluid to be sprayed via the central channel 64 into the nozzle chamber 62 can be seen. The fluid to be sprayed is guided via the central tube 64 via a separate, conically tapering nozzle opening 79 into the nozzle chamber 62 . A structure 78 is applied to the nozzle-side end of the central tube 64 by means of SLM (Selective Laser Melting) or 3D metal printing processes. The structure 78 provides the medium flowing around with a twisting impulse, resulting in improved atomization and a better controlled process.

13 zeigt ein Foto einer solchen Struktur 78 am vorderen Ende des zentralen Rohrs 64. 13 shows a photo of such a structure 78 at the front end of the central tube 64.

Eine leicht abgewandelte Ausführung einer solchen Struktur ist in 14 dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 78a bezeichnet. Hier ist auch das düsenseitige Ende des Rohrs 64 mit seiner Austrittsöffnung erkennbar.A slightly modified version of such a structure is in 14 shown and generally designated by the numeral 78a. The end of the tube 64 on the nozzle side with its outlet opening can also be seen here.

In den 15 und 16 ist schematisch dargestellt, dass in der Düse 50 das Zerstäubergas entweder durch den außenliegenden Kanal 67 geführt sein kann, wie durch den gestrichelten Pfeil 80 angedeutet ist, und das zu spritzende Fluid durch den innenliegenden Kanal 65 geführt wird, wie durch den Pfeil 81 angedeutet.In the 15 and 16 shows schematically that in the nozzle 50 the atomizing gas can either be routed through the outer channel 67, as indicated by the dashed arrow 80, and the fluid to be sprayed is routed through the inner channel 65, as indicated by the arrow 81.

Alternativ kann die Anordnung auch umgekehrt getroffen sein, indem das Zerstäubergas durch den inneren Kanal 65 geführt wird, wie durch den gestrichelten Pfeil 83 angedeutet ist und das zu spritzende Fluid durch den äußeren Kanal 67 geführt wird, wie durch den ausgezogenen Pfeil 82 angedeutet ist. In jedem Fall erfolgt im Bereich des Austrittsendes des inneren Kanals 65 in der Düsenkammer 62 eine Zerstäubung des Fluids, das anschließend über die Injektionsöffnung 52 in die Brennkammer 32 austritt.Alternatively, the arrangement can also be reversed, in that the atomizing gas is guided through the inner channel 65, as indicated by the dashed arrow 83, and the fluid to be sprayed is guided through the outer channel 67, as indicated by the solid arrow 82 tet is In any case, in the region of the exit end of the inner channel 65 in the nozzle chamber 62 , the fluid is atomized and then exits via the injection opening 52 into the combustion chamber 32 .

Sofern Materialien thermisch gespritzt werden sollen, die gegenüber Metallen empfindlich sind, damit reagieren oder in sonstiger Weise nachteilig beeinträchtigt werden, so können die betreffenden Leitungen auch aus Kunststoff (insbesondere PTFE) oder Keramik bestehen oder zumindest an ihrer Innenoberfläche mit Kunststoff oder Keramik beschichtet sein.If materials are to be thermally sprayed that are sensitive to metals, react with them or are adversely affected in any other way, the lines in question can also be made of plastic (especially PTFE) or ceramic or at least be coated with plastic or ceramic on their inner surface.

Auf diese Weise wird es möglich, nunmehr auch Stoffe, die aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Metallen bisher nicht thermisch gespritzt werden konnten, nunmehr zu verarbeiten.In this way, it is now also possible to process materials that previously could not be thermally sprayed due to their sensitivity to metals.

Des Weiteren können Fluide, die instabil sind, in kontrollierter Weise zerstäubt werden, da eine separate Zufuhr des Fluides und des Zerstäubergases bis zur Düse erfolgt.Furthermore, fluids that are unstable can be atomized in a controlled manner since the fluid and atomizing gas are supplied separately to the nozzle.

Eine noch weitere Verbesserung bei der Zerstäubung kann dadurch erzielt werden, dass das innenliegende Rohr 64 rotierend angetrieben wird. In diesem Fall wird das zu spritzende Fluid durch das innenliegende Rohr 64 geleitet.A still further improvement in atomization can be achieved by rotating the inner tube 64 . In this case, the fluid to be sprayed is passed through the inner tube 64 .

Die 17 und 18 zeigen beispielhaft eine derartige Ausführung. Hierbei ist der Brenner 30a mit einem entsprechend geänderten Injektor 40a versehen. Gemäß dem in 18 dargestellten Detail ist ein Drehantrieb 80 im Bereich des äußeren Endes des innenliegenden Rohrs 64 vorgesehen, der über einen Motor 82 und ein Getriebe 84 das innenliegende Rohr 64 drehbar antreibt.the 17 and 18 show an example of such a design. Here, the burner 30a is provided with a correspondingly modified injector 40a. According to the 18 In the detail shown, a rotary drive 80 is provided in the region of the outer end of the inner tube 64 , which drives the inner tube 64 to rotate via a motor 82 and a gear 84 .

Claims (18)

Vorrichtung zum thermischen Spritzen von Fluiden, mit einem Brenner (30, 30a), in dem eine Brennkammer (32) vorgesehen ist, an der ein Expansionsrohr (34) zum Austritt eines Spritzstrahls mündet, mit einer Zufuhr von Brennstoffgemisch in die Brennkammer (32), und mit zumindest einem Injektor (40, 40a) zur Zuführung eines zu spritzenden Fluids in die Brennkammer (32) über eine Düse (50, 50a), die auswechselbar am Injektor (40, 40a) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (40, 40a) lösbar am Brenner (30, 30a) gehalten ist, und dass die Düse (50, 50a) an einem äußeren Ende eines auswechselbar gehaltenen Rohrs (55, 64, 66, 68) mittels eines Gewindes (58) verstellbar gehalten ist.Device for the thermal spraying of fluids, with a burner (30, 30a) in which a combustion chamber (32) is provided, at which an expansion tube (34) opens out for a spray jet, with a supply of fuel mixture into the combustion chamber (32) , and with at least one injector (40, 40a) for supplying a fluid to be injected into the combustion chamber (32) via a nozzle (50, 50a) which is exchangeably held on the injector (40, 40a), characterized in that the injector (40, 40a) is detachably held on the burner (30, 30a), and that the nozzle (50, 50a) is adjustably held at an outer end of an exchangeable pipe (55, 64, 66, 68) by means of a thread (58). is. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (40, 40a) eine separate Zuführung für ein zu spritzendes Fluid und für ein Zerstäubergas bis zur Düse (50, 50a) aufweist.device after claim 1 , characterized in that the injector (40, 40a) has a separate supply for a fluid to be injected and for an atomizing gas up to the nozzle (50, 50a). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (50, 50a) eine Düsenkammer (62) aufweist, die über eine Injektionsöffnung (52) in den Brennraum (32) mündet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nozzle (50, 50a) has a nozzle chamber (62) which opens into the combustion chamber (32) via an injection opening (52). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (40, 40a) mindestens zwei zueinander koaxiale Rohre (64, 66, 68) zur Zuführung von Zerstäubergas und zu spritzendem Fluid zur Düse (50, 50a) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the injector (40, 40a) has at least two mutually coaxial tubes (64, 66, 68) for supplying atomizing gas and fluid to be sprayed to the nozzle (50, 50a). Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein innenliegendes Rohr (64) eine Außenoberfläche mit einer Struktur (78, 78a) aufweist, die eine Zerstäubung des zu spritzenden Fluids unterstützt.device after claim 3 or 4 , characterized in that an inner tube (64) has an outer surface with a structure (78, 78a) that supports atomization of the fluid to be sprayed. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenoberfläche des innenliegenden Rohrs (64) eine Struktur (78, 78a) mit Stabilisierungselementen aufweist, die vorzugsweise spiralartig angeordnet sind.device after claim 5 , characterized in that the outer surface of the inner tube (64) has a structure (78, 78a) with stabilizing elements, which are preferably arranged in a spiral manner. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (40, 40a) Kanäle (65, 67, 69) für eine separate Zufuhr eines ersten Fluids, mindestens eines zweiten Fluids und eines Zerstäubergases aufweist.Device according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the injector (40, 40a) has channels (65, 67, 69) for a separate supply of a first fluid, at least one second fluid and an atomizing gas. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Injektor (40, 40a) mittels eines Gewindes oder eines Schnellverschlusses (44) lösbar am Brenner (30, 30a) gehalten ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the injector (40, 40a) is detachably held on the burner (30, 30a) by means of a thread or a quick-release fastener (44). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kanal (65, 67, 69) zur Zuführung von Fluid aus Kunststoff, insbesondere PTFE, oder Keramik besteht oder mit Kunststoff oder Keramik zumindest an seiner Innenoberfläche beschichtet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one channel (65, 67, 69) for supplying fluid consists of plastic, in particular PTFE, or ceramic or is coated with plastic or ceramic at least on its inner surface. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das innenliegende Rohr (64) zur Zuführung von zu spritzendem Fluid rotierend antreibbar ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the inner pipe (64) for supplying fluid to be sprayed can be driven in rotation. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Düse (50, 50a) und der Brennkammer (32) ein Hitzeschild (70) vorgesehen ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that a heat shield (70) is provided between the nozzle (50, 50a) and the combustion chamber (32). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Brenner (30, 30a) einen mittels eines Kühlmediums gekühlten Gasmischblock (38) aufweist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the Burner (30, 30a) has a gas mixing block (38) cooled by a cooling medium. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Hitzeschild (70) eine ringförmige Abschirmung (72) aus Keramik im Bereich des brennkammerseitigen Endes der Düse (50, 50a) aufweist, welche über eine wärmeleitfähige, ringförmige Struktur (74), vorzugsweise in Form eines eingepressten Kupferrings, mit dem gekühlten Gasmischblock (38) des Brenners (30, 30a) verbunden ist.device after claim 12 , characterized in that the heat shield (70) has an annular shield (72) made of ceramic in the region of the end of the nozzle (50, 50a) on the combustion chamber side, which has a thermally conductive, annular structure (74), preferably in the form of a pressed-in copper ring, connected to the cooled gas mixing block (38) of the burner (30, 30a). Verfahren zum thermischen Spritzen mit einer Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein zu spritzendes Fluid und ein Zerstäubergas separat in eine Düse (50, 50a) eines Injektors (40, 40a) zugeführt, dort vermischt werden und in eine Brennkammer (32) ausgestoßen werden, in der sie mittels eines brennenden Brennstoffgemisches durch ein Expansionsrohr (34) beschleunigt werden, um ein Objekt zu beschichten.Method for thermal spraying with an apparatus (10) according to one of the preceding claims, in which a fluid to be sprayed and an atomizing gas are fed separately into a nozzle (50, 50a) of an injector (40, 40a), mixed there and into a combustion chamber (32) in which they are accelerated by a burning fuel mixture through an expansion tube (34) to coat an object. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem mehrere zu vermischende Fluide separat in die Düse (50, 50a) zugeführt und dort mittels Zerstäubergas zerstäubt werden.procedure after Claim 14 , in which several fluids to be mixed are fed separately into the nozzle (50, 50a) and atomized there by means of atomizing gas. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem mindestens ein Fluid über einen Kanal (65, 67, 69) aus Kunststoff oder Keramik oder einen mit Kunststoff oder Keramik beschichteten Kanal (65, 67, 69) in die Düse (50, 50a) zugeführt wird.procedure after Claim 14 or 15 , in which at least one fluid is fed into the nozzle (50, 50a) via a channel (65, 67, 69) made of plastic or ceramic or a channel (65, 67, 69) coated with plastic or ceramic. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem mehrere Fluide, die miteinander instabil oder reaktionsfähig sind, in separaten Kanälen (65, 67, 69) in die Düse (50, 50a) zugeführt und mittels Zerstäubergas zerstäubt werden.Procedure according to one of Claims 14 until 16 , in which several fluids that are unstable or reactive with one another are fed into the nozzle (50, 50a) in separate channels (65, 67, 69) and atomized by means of atomizing gas. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, bei dem die Zerstäubung des mindestens einen Fluids durch Drall erzeugende Strukturen (78, 79) an der Außenoberfläche eines Rohrs (64, 66), über den das Fluid zugeführt wird, und/oder durch einen rotierenden Antrieb des Kanals (64) unterstützt wird.Procedure according to one of Claims 14 until 17 , in which the atomization of the at least one fluid is supported by swirl-generating structures (78, 79) on the outer surface of a tube (64, 66) through which the fluid is supplied, and/or by a rotating drive of the channel (64). .
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