JP2001052893A - プラズマ噴霧装置 - Google Patents

プラズマ噴霧装置

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JP2001052893A
JP2001052893A JP2000036596A JP2000036596A JP2001052893A JP 2001052893 A JP2001052893 A JP 2001052893A JP 2000036596 A JP2000036596 A JP 2000036596A JP 2000036596 A JP2000036596 A JP 2000036596A JP 2001052893 A JP2001052893 A JP 2001052893A
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torch head
plasma torch
plasma
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outlet nozzle
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Markus Mueller
ミュラー マークス
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Oerlikon Metco AG
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Sulzer Metco AG
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    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • H05H1/32Plasma torches using an arc
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    • HELECTRICITY
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    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
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    • B05B7/22Spraying 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
    • B05B7/222Spraying 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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0010】以下、本発明の実施例を添付図面を参照し
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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【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。
【符号の説明】
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)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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。
  5. 【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。
JP2000036596A 1999-07-28 2000-02-15 プラズマ噴霧装置 Pending JP2001052893A (ja)

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