JP2001052893A - プラズマ噴霧装置 - Google Patents
プラズマ噴霧装置Info
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- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 25
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/24—Generating plasma
- H05H1/26—Plasma torches
- H05H1/32—Plasma torches using an arc
- H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
- H05H1/3457—Nozzle protection devices
-
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- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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- 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
- B05B7/222—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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 改良された品質を示す被覆を付着することが
できるプラズマトーチヘッドをもつプラズマ噴霧装置を
提供する。 【解決手段】 プラズマ噴霧装置が陽極ベース本体部材
２と、陰極ベース本体部材４と、前記両ベース本体部材
間に挿入された絶縁部材３を備えたプラズマトーチヘッ
ド１を含む。陽極ベース本体部材には陽極ベース本体部
材中に設けられた円錐形凹部１３内に開口するガス供給
チャンネル１２を備える。前記ガス供給チャンネル１２
を経て、ガスが被覆粉末供給チューブ９と出口ノズル６
間に配置された空洞部１５内に供給される。それによっ
て、出口ノズルの領域における被覆粉末粒子の蓄積が避
けられ、プラズマ噴霧装置で付着される被覆の品質が改
善される。
できるプラズマトーチヘッドをもつプラズマ噴霧装置を
提供する。 【解決手段】 プラズマ噴霧装置が陽極ベース本体部材
２と、陰極ベース本体部材４と、前記両ベース本体部材
間に挿入された絶縁部材３を備えたプラズマトーチヘッ
ド１を含む。陽極ベース本体部材には陽極ベース本体部
材中に設けられた円錐形凹部１３内に開口するガス供給
チャンネル１２を備える。前記ガス供給チャンネル１２
を経て、ガスが被覆粉末供給チューブ９と出口ノズル６
間に配置された空洞部１５内に供給される。それによっ
て、出口ノズルの領域における被覆粉末粒子の蓄積が避
けられ、プラズマ噴霧装置で付着される被覆の品質が改
善される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はプラズマトーチヘッ
ドと、前記プラズマトーチヘッド中に設けられかつ陽極
として働く中心の長手方向軸線をもつ出口ノズルと、前
記プラズマトーチヘッド中に設けられかつ前記出口ノズ
ルの前記中心の長手方向軸線に実質上直角をなして延び
る被覆粉末供給チャンネルを含むプラズマ噴霧装置に関
するものである。
ドと、前記プラズマトーチヘッド中に設けられかつ陽極
として働く中心の長手方向軸線をもつ出口ノズルと、前
記プラズマトーチヘッド中に設けられかつ前記出口ノズ
ルの前記中心の長手方向軸線に実質上直角をなして延び
る被覆粉末供給チャンネルを含むプラズマ噴霧装置に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に本発明の場合“プラズマ噴霧装
置”と言う語句は、被覆材料を粉末の形でプラズマジェ
ットに供給する、いわゆるプラズマトロン(plasmatron)
を備えた被覆装置であると理解すべきである。この被覆
粉末はプラズマジェット中で溶融して、均質な層として
基体に付着される。
置”と言う語句は、被覆材料を粉末の形でプラズマジェ
ットに供給する、いわゆるプラズマトロン(plasmatron)
を備えた被覆装置であると理解すべきである。この被覆
粉末はプラズマジェット中で溶融して、均質な層として
基体に付着される。
【０００３】現在使用される殆どすべてのプラズマ噴霧
装置では、被覆粉末は横から、即ち径方向にプラズマジ
ェットに供給される。かかるプラズマ噴霧装置を用いて
被覆された基体の調査によって、付着された被覆層中に
混在物の形をなす不均質な部分が時々生じることが分か
った。かかる混在物発生の理由は多分、殆どの場合被覆
粉末粒子がプラズマトーチヘッドの陽極として働く出口
ノズルに粘着し、それによってかかる粉末の凝集体が時
々プラズマジェットによって持ち運ばれるという事実に
ある。プラズマジェットによって持ち運ばれる粉末凝集
体は通常、強く酸化されかつ汚染されており、その結果
それらは付着された被覆の品質を損なうことになる。
装置では、被覆粉末は横から、即ち径方向にプラズマジ
ェットに供給される。かかるプラズマ噴霧装置を用いて
被覆された基体の調査によって、付着された被覆層中に
混在物の形をなす不均質な部分が時々生じることが分か
った。かかる混在物発生の理由は多分、殆どの場合被覆
粉末粒子がプラズマトーチヘッドの陽極として働く出口
ノズルに粘着し、それによってかかる粉末の凝集体が時
々プラズマジェットによって持ち運ばれるという事実に
ある。プラズマジェットによって持ち運ばれる粉末凝集
体は通常、強く酸化されかつ汚染されており、その結果
それらは付着された被覆の品質を損なうことになる。
【０００４】特に空気動力学的状態はかかる粉末粒子凝
集体の発生の原因になると想定される。
集体の発生の原因になると想定される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、改良
された品質をもつ被覆を付着することができるプラズマ
トーチヘッドをもつプラズマ噴霧装置を提供することに
ある。特に、本発明の目的は、被覆粉末粒子のかかる凝
集体が、付着された被覆中に発生することが避けられる
プラズマトーチヘッドをもつプラズマ噴霧装置を提供す
ることにある。
された品質をもつ被覆を付着することができるプラズマ
トーチヘッドをもつプラズマ噴霧装置を提供することに
ある。特に、本発明の目的は、被覆粉末粒子のかかる凝
集体が、付着された被覆中に発生することが避けられる
プラズマトーチヘッドをもつプラズマ噴霧装置を提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】これらの及び他の目的を
達成するために本発明は、プラズマトーチヘッドと、中
心の長手方向軸線をもち、前記プラズマトーチヘッド中
に設けられかつ陽極として働く出口ノズルと、前記出口
ノズルの中心の長手方向軸線に実質上直角をなして延び
る前記プラズマトーチヘッド中に設けられた被覆粉末供
給チャンネル手段を含むプラズマ噴霧装置が提供され
る。
達成するために本発明は、プラズマトーチヘッドと、中
心の長手方向軸線をもち、前記プラズマトーチヘッド中
に設けられかつ陽極として働く出口ノズルと、前記出口
ノズルの中心の長手方向軸線に実質上直角をなして延び
る前記プラズマトーチヘッド中に設けられた被覆粉末供
給チャンネル手段を含むプラズマ噴霧装置が提供され
る。
【０００７】前記プラズマトーチヘッドは、前記出口ノ
ズルにガス状媒体を供給するための少なくとも１つのガ
ス出口開口を備えて、前記出口ノズルの領域における被
覆粉末粒子の蓄積が実質上避けられるようになす。
ズルにガス状媒体を供給するための少なくとも１つのガ
ス出口開口を備えて、前記出口ノズルの領域における被
覆粉末粒子の蓄積が実質上避けられるようになす。
【０００８】好適実施例では、前記プラズマトーチヘッ
ドが、前記ガス出口開口と前記被覆粉末供給チャンネル
の間に配置される空洞部を画成する支持部材を含み、ガ
ス媒体が前記空洞部内に供給される。
ドが、前記ガス出口開口と前記被覆粉末供給チャンネル
の間に配置される空洞部を画成する支持部材を含み、ガ
ス媒体が前記空洞部内に供給される。
【０００９】そのために、前述の問題点が解消され、被
覆粉末チャンネルと出口ノズルの間の領域に被覆粉末粒
子が蓄積することを避けることができる。
覆粉末チャンネルと出口ノズルの間の領域に被覆粉末粒
子が蓄積することを避けることができる。
【００１０】以下、本発明の実施例を添付図面を参照し
て詳述する。
て詳述する。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は慣例のプラズマトーチヘッ
ド１の側面図である。この図から分かるように、プラズ
マトーチヘッド１は陽極ベースの本体部材２と陰極ベー
スの本体部材４並びに、陽極ベース本体部材２と陰極ベ
ース本体部材４の間に挿入されかつ陰極ベース本体部材
４から陽極ベース本体部材２を電気絶縁する絶縁本体部
材３とを含む。
ド１の側面図である。この図から分かるように、プラズ
マトーチヘッド１は陽極ベースの本体部材２と陰極ベー
スの本体部材４並びに、陽極ベース本体部材２と陰極ベ
ース本体部材４の間に挿入されかつ陰極ベース本体部材
４から陽極ベース本体部材２を電気絶縁する絶縁本体部
材３とを含む。
【００１２】陽極ベース本体部材２は陽極ノズル６を備
え、陰極ベース本体部材４は陰極部材７を備える。プラ
ズマトーチヘッド１は長手方向軸線Ｌ１をもち、図１か
ら明らかなように、上記の陽極ノズル６と上記の陰極部
材７はプラズマトーチヘッド１の中心の長手方向軸線Ｌ
１に直角に延びる軸線Ｌ２に沿って配置される。従っ
て、プラズマトーチヘッド１によって造られるプラズマ
ジェット１０は軸線Ｌ−２の方向にプラズマトーチヘッ
ド１から横に逃れ出る。
え、陰極ベース本体部材４は陰極部材７を備える。プラ
ズマトーチヘッド１は長手方向軸線Ｌ１をもち、図１か
ら明らかなように、上記の陽極ノズル６と上記の陰極部
材７はプラズマトーチヘッド１の中心の長手方向軸線Ｌ
１に直角に延びる軸線Ｌ２に沿って配置される。従っ
て、プラズマトーチヘッド１によって造られるプラズマ
ジェット１０は軸線Ｌ−２の方向にプラズマトーチヘッ
ド１から横に逃れ出る。
【００１３】陽極ベース部材２と陰極ベース部材４は良
好な導電率をもつ材料、例えば黄銅から造られる。その
ために、陽極ノズル６は陽極ベース部材２に電気接続さ
れ、そして陰極部材７は陰極ベース部材４に電気接続さ
れる。被覆粉末の供給は、プラズマトーチヘッド１の外
側に備えたチューブ部材９によって行われる。このチュ
ーブ部材９は上記長手方向軸線Ｌ１に直角に延びるの
で、被覆材料はプラズマジェット１０に実質上径方向に
供給される。プラズマトーチヘッド１は極めてコンパク
トな設計を有する。従って、かかるプラズマトーチヘッ
ド１を合体している該プラズマ噴霧装置はチューブやパ
イプの内壁を被覆するのに特に適している。
好な導電率をもつ材料、例えば黄銅から造られる。その
ために、陽極ノズル６は陽極ベース部材２に電気接続さ
れ、そして陰極部材７は陰極ベース部材４に電気接続さ
れる。被覆粉末の供給は、プラズマトーチヘッド１の外
側に備えたチューブ部材９によって行われる。このチュ
ーブ部材９は上記長手方向軸線Ｌ１に直角に延びるの
で、被覆材料はプラズマジェット１０に実質上径方向に
供給される。プラズマトーチヘッド１は極めてコンパク
トな設計を有する。従って、かかるプラズマトーチヘッ
ド１を合体している該プラズマ噴霧装置はチューブやパ
イプの内壁を被覆するのに特に適している。
【００１４】プラズマトーチヘッド１は更に、冷却媒体
やその作業に必要な他の媒体を供給するために幾つかの
チャンネルを備える。しかし、これらのチャンネルは本
発明には直接関連しない。
やその作業に必要な他の媒体を供給するために幾つかの
チャンネルを備える。しかし、これらのチャンネルは本
発明には直接関連しない。
【００１５】図２は本発明のプラズマトーチヘッド１の
側面図であり、一方、図３は図２のプラズマトーチヘッ
ド１の上面図であり、図４は図２のプラズマトーチヘッ
ド１の正面図である。以下に、プラズマトーチヘッド１
の設計につき更に説明する。その場合、同じ部品と構成
要素は図１に示すものと同じ参照数字で指示している。
側面図であり、一方、図３は図２のプラズマトーチヘッ
ド１の上面図であり、図４は図２のプラズマトーチヘッ
ド１の正面図である。以下に、プラズマトーチヘッド１
の設計につき更に説明する。その場合、同じ部品と構成
要素は図１に示すものと同じ参照数字で指示している。
【００１６】本発明のプラズマトーチヘッド１はガス供
給チャンネル１２（図２）を備え、このガス供給チャン
ネルは陽極ベース部材２の内部に配置される。更に、陽
極ベース本体部材２は実質上円錐形状をもつ凹部１３を
備える。ガス供給チャンネル１２は前記凹部１３内に開
口する出口開口１２ａをもつ。被覆材料を供給するため
のチューブ部材９は凹部１３と被覆粉末供給チューブ部
材９間に延在する空洞部１５をもつ支持部材１４に固定
される。この空洞部１５は図２に示される如く、チャン
ネル１２を経て供給されるガス１６を満たされることが
できる。ガス１６はプラズマジェット１０の方に向いた
側で、空洞部１５から逃れ出る。そのために、陽極ノズ
ル６の出口縁と粉末供給チューブ部材９の口部の間の空
気動力学的臨界領域に被覆粉末が蓄積することが避けら
れる。
給チャンネル１２（図２）を備え、このガス供給チャン
ネルは陽極ベース部材２の内部に配置される。更に、陽
極ベース本体部材２は実質上円錐形状をもつ凹部１３を
備える。ガス供給チャンネル１２は前記凹部１３内に開
口する出口開口１２ａをもつ。被覆材料を供給するため
のチューブ部材９は凹部１３と被覆粉末供給チューブ部
材９間に延在する空洞部１５をもつ支持部材１４に固定
される。この空洞部１５は図２に示される如く、チャン
ネル１２を経て供給されるガス１６を満たされることが
できる。ガス１６はプラズマジェット１０の方に向いた
側で、空洞部１５から逃れ出る。そのために、陽極ノズ
ル６の出口縁と粉末供給チューブ部材９の口部の間の空
気動力学的臨界領域に被覆粉末が蓄積することが避けら
れる。
【００１７】図５は陽極ベース本体部材２の上面図を示
し、図６は陽極ベース本体部材２の縦断面図を示す。こ
れらの２つの図から特に、陽極ノズル６の設計と凹部１
３の形状を知ることができる。
し、図６は陽極ベース本体部材２の縦断面図を示す。こ
れらの２つの図から特に、陽極ノズル６の設計と凹部１
３の形状を知ることができる。
【００１８】所望の効果に従ってそして被覆粉末の種類
に依存して、反応性ガス又は不活性ガスを供給すること
ができる。殆どの場合、ガスはチャンネル１２を通して
毎分１０乃至２０リットルの割合で供給すれば十分であ
る。
に依存して、反応性ガス又は不活性ガスを供給すること
ができる。殆どの場合、ガスはチャンネル１２を通して
毎分１０乃至２０リットルの割合で供給すれば十分であ
る。
【図１】慣例のプラズマトーチヘッドの側面図である。
【図２】本発明のプラズマトーチヘッドの側面図であ
る。
る。
【図３】図２のプラズマトーチヘッドの上面図である。
【図４】図２のプラズマトーチヘッドの正面図である。
【図５】図２のプラズマトーチヘッドの陽極ベース本体
部材の上面図である。
部材の上面図である。
【図６】図２のプラズマトーチヘッドの陽極ベース本体
部材の縦断面図である。
部材の縦断面図である。
１ プラズマトーチヘッド ２ 陽極ベース本体部材 ３ 絶縁本体部材 ４ 陰極ベース本体部材 ６ 陽極ノズル ７ 陰極部材 ９ チューブ部材 １０ プラズマジェット １２ ガス供給チャンネル １３ 凹部 １４ 支持部材 １５ 空洞部 １６ ガス
Claims (5)
- 【請求項１】 プラズマトーチヘッド手段と、中心の長
手方向軸線をもちかつ前記プラズマトーチヘッド手段中
に設けられかつ陽極として働く出口ノズル手段と、前記
プラズマトーチヘッド手段中に設けられかつ前記出口ノ
ズル手段の前記中心の長手方向軸線に実質上直角をなし
て延びる被覆粉末供給チャンネル手段を含むプラズマ噴
霧装置において、前記プラズマトーチヘッド手段が、前
記出口ノズル手段にガス状媒体を供給するための少なく
とも１つのガス出口開口手段を備えて、前記出口ノズル
手段の領域における被覆粉末粒子の蓄積が実質上避けら
れるようになしたことを特徴とするプラズマ噴霧装置。 - 【請求項２】 前記プラズマトーチヘッド手段が更に、
前記少なくとも１つのガス出口開口手段と前記被覆粉末
供給チャンネル手段の間に配置される空洞部手段を画成
する支持部材手段を含むことを特徴とする請求項１に記
載のプラズマ噴霧装置。 - 【請求項３】 前記プラズマトーチヘッド手段が前記出
口ノズル手段を含む陽極ベース本体手段と、陰極手段を
含む陰極ベース本体手段と、前記陽極ベース本体手段と
前記陰極ベース本体手段の間に挿入された絶縁本体手段
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプラズマ噴
霧装置。 - 【請求項４】 前記陽極ベース本体手段が実質上円錐形
状をもつ凹部手段を備え、前記少なくとも１つのガス出
口開口手段が前記凹部手段内に開口することを特徴とす
る請求項１に記載のプラズマ噴霧装置。 - 【請求項５】 前記プラズマトーチヘッド手段が円錐形
状の先端領域で前記凹部手段内に開口するガス供給チャ
ンネル手段を含むことを特徴とする請求項４に記載のプ
ラズマ噴霧装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19935468A DE19935468A1 (de) | 1999-07-28 | 1999-07-28 | Plasmaspritzvorrichtung |
| DE19935468:5 | 1999-07-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001052893A true JP2001052893A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=7916368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000036596A Pending JP2001052893A (ja) | 1999-07-28 | 2000-02-15 | プラズマ噴霧装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1075167A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001052893A (ja) |
| KR (1) | KR20010020643A (ja) |
| CA (1) | CA2303981A1 (ja) |
| DE (1) | DE19935468A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657152B2 (en) | 2001-09-03 | 2003-12-02 | Shimazu Kogyo Yugengaisha | Torch head for plasma spraying |
| RU2765851C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2022-02-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Казанский (Приволжский) федеральный университет" (ФГАОУ ВО КФУ) | Устройство напыления металла для восстановления износа детали |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19935468A1 (de) * | 1999-07-28 | 2001-02-15 | Sulzer Metco Ag Wohlen | Plasmaspritzvorrichtung |
| EP1844175B1 (en) * | 2005-01-26 | 2008-08-20 | Volvo Aero Corporation | A thermal spraying method and device |
| US7644872B2 (en) | 2006-03-23 | 2010-01-12 | United Technologies Corporation | Powder port blow-off for thermal spray processes |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3430383A1 (de) * | 1984-08-17 | 1986-02-27 | Plasmainvent AG, Zug | Plasmaspritzbrenner fuer innenbeschichtungen |
| JPH01218772A (ja) * | 1988-02-27 | 1989-08-31 | Nippon Steel Weld Prod & Eng Co Ltd | プラズマ粉体肉盛トーチ |
| US5013883A (en) * | 1990-05-18 | 1991-05-07 | The Perkin-Elmer Corporation | Plasma spray device with external powder feed |
| DE4022112C2 (de) * | 1990-07-11 | 1996-03-14 | Mannesmann Ag | Plasmabrenner für übertragenen Lichtbogen |
| DE4030541C2 (de) * | 1990-09-27 | 1997-10-02 | Dilthey Ulrich Prof Dr Ing | Brenner zur Beschichtung von Grundwerkstoffen mit pulverförmigen Zusatzwerkstoffen |
| US5208448A (en) * | 1992-04-03 | 1993-05-04 | Esab Welding Products, Inc. | Plasma torch nozzle with improved cooling gas flow |
| DE4409002A1 (de) * | 1994-03-16 | 1994-09-01 | Arnim Wirth | Verfahren zum Auftragen pulver- u. drahtförmiger Werkstoffe mit nicht auf das Werkstück übertragenem Plasmalichtbogen |
| JPH10152766A (ja) * | 1996-11-26 | 1998-06-09 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | プラズマ溶射トーチ |
| DE19935468A1 (de) * | 1999-07-28 | 2001-02-15 | Sulzer Metco Ag Wohlen | Plasmaspritzvorrichtung |
-
1999
- 1999-07-28 DE DE19935468A patent/DE19935468A1/de not_active Ceased
-
2000
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