JP2007254892A - プラズマ溶射法用粉末ポートブローオフシステム - Google Patents

プラズマ溶射法用粉末ポートブローオフシステム Download PDF

Info

Publication number
JP2007254892A
JP2007254892A JP2007075950A JP2007075950A JP2007254892A JP 2007254892 A JP2007254892 A JP 2007254892A JP 2007075950 A JP2007075950 A JP 2007075950A JP 2007075950 A JP2007075950 A JP 2007075950A JP 2007254892 A JP2007254892 A JP 2007254892A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
powder
blow
port
nozzle
plasma
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2007075950A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas E Lang
イー.ラング トーマス
Christopher W Strock
ダブリュー.ストロック クリストファー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Raytheon Technologies Corp
Original Assignee
United Technologies Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by United Technologies Corp filed Critical United Technologies Corp
Publication of JP2007254892A publication Critical patent/JP2007254892A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • 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
    • B05B7/16Spraying 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
    • B05B7/22Spraying 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
    • B05B7/226Spraying 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 the material being originally a particulate material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/18Stationary reactors having moving elements inside
    • B01J19/20Stationary reactors having moving elements inside in the form of helices, e.g. screw reactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05BSPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B15/00Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
    • B05B15/50Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter
    • B05B15/55Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids
    • B05B15/555Arrangements for cleaning; Arrangements for preventing deposits, drying-out or blockage; Arrangements for detecting improper discharge caused by the presence of foreign matter using cleaning fluids discharged by cleaning nozzles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/134Plasma spraying

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)

Abstract

【課題】より生成工程停止の少ない、より効率的な粉末ポートブローオフシステムが提供される。
【解決手段】プラズマ溶射法の粉末ポートブローオフシステム12は、プラズマプルーム24を放出するプラズマ溶射銃14のノズル21と同径上に整合されたボア20を内部に有する面板18を備える。複数の粉末供給ポート16A,16B,16Cが、プラズマプルーム24に向けて粉末粒子流を噴射するノズルの周りで周方向に配置される。複数の粉末ポートブローオフ12A,12B,12Cが、粉末供給ポート全体16A,16B,16Cにブローオフガスを方向付けるためにノズルの周りで周方向に配置される。粉末ポートブローオフ12A,12B,12Cは、プラズマプルーム24で消費されなかった粉末粒子を運び去る渦を形成するようプラズマプルーム24全体に方向付けられる。
【選択図】図2

Description

本発明は、概して、溶射法(thermal spray process)に関し、より詳細には、プラズマ溶射(plasma spray)の面板(faceplate)用粉末ポートブローオフ(blow−off)に関する。
プラズマ溶射法では、基体にコーティング材料を施すのにプラズマプルーム(plasma plume)を用いる。プラズマプルームは、窒素などのガスを電気アークに通過させて非常に高温のプラズマ流を形成することで形成され、次いで基体に向けて方向付けられる。コーティング材料は、通常、プラズマ源付近で粉末の形態で、プラズマ流中に噴射される。粉末は溶融し、基体に向かって投射され、それによって、基体上に溶射材料の層が形成される。
粉末は、通常、プラズマプルームが放出される開口すなわちノズルの周囲で径方向に面板上に取り付けられた1つまたは複数の粉末ポートによってプラズマ流中に噴射される。その他の実施形態では、粉末ポートは、粉末ポートがプラズマプルームに対して前方または後方に傾斜するような略径方向(semi−radial)に配置される。溶射工程中、ノズルを含む面板上に粉末コーティング材料が必然的に堆積する。特に、多数の粉末ポートを用いるとき、粉末流が対向する粉末ポートを詰まらせることが多い。従って、粉末ポートブローオフを用いてプラズマプルーム中で消費されなかった粉末を周囲空気中に吹き出し(blow)、それによってエアフィルタで集めることができる。粉末ポートブローオフは、通常、粉末ポートの近くに配置され、空気ジェットをプラズマプルームに向けて噴射するノズルを備える。
それにもかかわらず、粉末は依然として面板、粉末ポート、およびブローオフに蓄積する。さらに、これまでの粉末ポートブローオフ設計においては、粉末ポートは面板に向かって内側に方向付けられていた。この結果、粉末コーティング材料は、面板から離れるよう導かれる代わりに、面板上に吹き戻されていた。面板上やその他の部品上に粉末が蓄積するので、粉末ポート、ブローオフノズル、および面板を清浄化可能にするためにコーティング工程を断続的に停止することが必要となるため、生成速度が遅くなる。また、その停止により、さらに頻繁にプラズマ銃と粉末フィーダとを停止させて、再始動させなくてはならず、高価な粉末や、ガスや電力を浪費し、また、プラズマ溶射銃の部品寿命を縮めることになる。これまでのブローオフ設計では、10回の溶射サイクルごとの頻繁な停止が必要なこともある。いくつかの部品では、その部品の全ての部材を完全にコーティングするのに70回という多数の溶射サイクルが要求されることがあり、そのような停止はあまりにも多すぎることになる。従って、より生成工程停止の少ない、より効率的な粉末ポートブローオフシステムが必要とされている。
本発明の目的は、より生成工程停止の少ない、より効率的な粉末ポートブローオフシステムを提供することにある。
本発明は、プラズマ溶射コーティング装置用の粉末ポートブローオフシステムに関する。実施態様の粉末ポートブローオフシステムは、面板と、少なくとも1つの粉末供給(feed)ポートと、溶射銃と、少なくとも1つの粉末ポートブローオフと、を備える。実施態様において、多数の粉末供給ポートと多数の粉末ポートブローオフが存在し、かつ、溶射銃はプラズマ溶射銃である。面板は、通常、プラズマプルームを部品に向けて放出可能なノズルと、粉末粒子流をプラズマプルームに向けて噴射する粉末供給ポートと、装置を清浄に保つ粉末ポートブローオフと、を備える。ブローオフガスを粉末供給ポート全体に方向付けるために、複数の粉末ポートブローオフをプラズマノズルの周りで周方向に配置することが好ましい。粉末ポートブローオフをまた、プラズマプルーム全体に方向付けることにより、プラズマプルームで消費されなかった粉末粒子を運び去る渦を形成する。
図1は、本発明の粉末ポートブローオフシステム12が使用されているプラズマ粉末コーティング装置10を示している。プラズマ粉末コーティング装置10は、標的部品13にコーティング(被膜)を溶射するのに使用され、面板18に取り付けられた粉末供給ポート16A,16B,16Cと、プラズマ銃14と、粉末ポートブローオフシステム12と、を備える。粉末ポートブローオフシステム12は、それぞれブラケット28A〜28Cで面板18に固定されたブローオフ12Aと、ブローオフ12Bと、ブローオフ12Cと、を備える。面板18はまた、プラズマノズル収容ボア20と、補足的な粉末ポートを収容する粉末ポート取付形状部22A,22B,22Cと、を備える。実施態様において、粉末ポート取付形状部22A〜22Cは、ブローオフ12A〜12Cを取り付けるのに使用される取付形状部よりも、若干、ボア20に近い位置に配置される。面板18はまた、冷却ジェット取付形状部26A,26B,26C,26Dを備えており、これらは部品13を冷却し、ゆるい粉末や屑を吹き飛ばすために、空気を部品13に向けて方向付けるノズルを収容することができる。面板18は、通常、プラズマノズル21がノズル収容ボア20と同軸的に整合する(位置合わせされる)よう、取付ピンチクランプ27を利用してプラズマノズル21に搭載される。しかしながら、別の実施態様では、その他の取り付けおよび配置部材を用いてプラズマ銃14を面板18に連結することができる。
プラズマプルーム24が、x軸に沿って、プラズマ銃14のノズル21と、面板18の収容ボア20とを通って送られる。実施態様においては、プラズマ銃14は、当業技術内で既知の任意の適当なプラズマ溶射トーチであってよい。別の実施態様では、プラズマ銃14を、その他の溶射法で使用される任意の適当な粉末コーティング装置と置き換えることができる。プラズマプルーム24は、圧縮ガスボンベや圧縮機などの加圧源から供給される窒素などの任意の適当なガスに由来し、高電圧のアークにより電子が剥ぎ取られたガスからなる物質流を含む。プラズマプルーム24のガスが自由電子を集めて再び安定化する間に、30,000°Fより高い温度に達する。プラズマプルーム24がx軸に沿って移動する間に、粉末ポート16A〜16Cは、プラズマプルーム24がコーティング材料を導入され、部品13に向かって加速されるよう、粉末化されたコーティング材料をx軸に向けて噴射する。そのため、プラズマプルーム24中に吹き込まれた粉末コーティング材料は加熱されまたは溶融し、部品13に向かって噴射されることにより、部品13に張り付いてその上にコーティングを形成する。
図示する実施態様においては、3つの粉末ポート16A〜16Cが用いられているが、任意の数の粉末ポートを用いることができる。粉末化されたコーティング材料は、任意の適当な材料または複数の材料の組み合わせとすることができるとはいえ、実施態様では、粉末化コーティング材料は、コバルト、ニッケル、アルミニウム、銅、あるいはプラスチック材料からなるものであってよく、ホウ素系粉末などその他の特性強化材料を導入することもできる。粉末ポート16A〜16Cはまた、プラズマ溶射コーティング装置10の別の態様で、セラミック粉末、金属合金粉末、あるいは炭化物粉末を溶射するのにも使用できる。任意の適当な粉末粒径(particle size)を用いることができるとはいえ、実施態様では約3〜150μm(約0.000118から約0.00591インチ)の範囲の粒径を有する粉末が使用可能である。各粉末ポート16A〜16Cは粉末フィーダに接続され、この粉末フィーダは、通常、プラズマプルーム24中に粉末コーティング材料を噴射する、圧縮空気または不活性ガスのライン(明瞭化のため図では省略されている)である。粉末コーティング材料は、溶融または可塑化されるようプラズマプルーム24に十分進入するような速度で噴射される。
プラズマ銃14は、コーティング装置10の設定中に特定されるところに均一なコーティングが付与されるように部品13に対して配置される。特定された銃から基体(部品)までの距離は、各コーティング法、並びに粉末供給速度およびプラズマ出力(plasma power)などその他のパラメータに関して選択される。プラズマ銃14と部品13の座標を移動させることによって、コーティングを部品13に均一に付与することができる。通常、プラズマ銃14は、y軸上でx軸に対して垂直に横切り、一方、部品13はz軸に沿って移動する。いくつかのコーティング法においては、多数の部品を多段回転ラック内につるすことにより、多数の部品を同時にコーティングすることができる。部品13は、プラズマ溶射コーティングに適した任意の部品からなるものであってよく、通常は金属部品である。例えば、高圧圧縮機シールなどの航空エンジン部品が、プラズマ溶射コーティングを用いて典型的にコーティングされる。粉末で形成されたコーティングは、部品13の上に外側表面を形成し、このコーティングは望ましい物理的または機械的特性を達成する。例えば、アブレイダブル(abradable)コーティングは、嵌合面でずれるときに、その部品またはその嵌合面を損傷するのではなく、徐々にこすり取られる摩耗可能な層を形成するのに使用される。
粉末ポートブローオフシステム12は、粉末ポート16A,16B,16Cに蓄積する過剰なコーティング粉末を吹き飛ばすのに圧縮空気流を使用することができる。溶射プロセスの工程中、全ての粉末コーティング材料を、プラズマプルーム24で消費できないことや、部品13上のコーティング部分とすることができないことは避けられない。粉末のいく分かは、コーティング装置10のノズル21や、ブローオフ12A〜12Cや、粉末ポート16A〜16Cなどの別の部品上に噴射される可能性があり、それらに蓄積して、結果的にコーティングプロセスを妨げることになる。従って、面板18とその部品を清浄にするためにプロセスを中止する必要があり、その結果、生成時間を遅らせ、さらには材料を浪費することになる。そのため、粉末ポートブローオフ12A〜12Cを、過剰な粉末蓄積物を吹き飛ばして、面板18とその部品に粉末が蓄積する速度を低減するのに利用できる。
ブローオフ12A〜12Cは、粉末ポート16A〜16Cと面板18への粉末の蓄積を防止するか、または強制的に取り除き、それにより、粉末をエアフィルタで収集することができるように、圧縮空気流やその他のガス流を、旋回する(swirl)渦作用で面板18に向けて方向付けるよう面板18の周りに配置される。粉末ポートブローオフ12A〜12Cは、通常、ブローオフガス流が粉末の噴射を妨げてしまう可能性があるので、プラズマプルーム24が部品13から離れるよう方向付けられるときに、コーティング工程中に断続的に作動される。そのようなものとして、ブローオフ12A〜12Cは、プラズマプルーム24が部品13のコーティングに活発に従事している間は普通作動しておらず、代わりに、ブローオフ12A〜12Cは、通常、プラズマプルーム24が部品の間、すなわち通過の間にあるときにのみ作動される。ブローオフ12A〜12Cは、必要に応じてプログラム可能論理制御装置やそのたの制御タイプを備えた装置10内で作動可能である。高温プラズマや加熱された粒子が粉末ポートやその他の銃14の部品や面板18に接触するのを避けるため、ブローオフ12A〜12Cは、プラズマプルーム24に対して接線を描くよう、空気を方向付けるよう、ノズル21の周りに配置されることが好ましい。
図2は、粉末ポートブローオフ12A,12B,12Cと、粉末ポート16A〜16Cと、ポート固定具22A〜22Cとの配置を図示する面板18の正面図である。ブローオフ12A〜12Cは、ブローオフガスをプラズマプルーム24(すなわちx軸)に対して概ね接線を描くように方向付けるよう収容ボア20の周囲に配置される。ブローオフ12A〜12Cのそれぞれのノズルは、ブローオフ空気の塊が、プラズマプルーム24(すなわちx軸)の中心から反れて溶射済み粉末コーティングと交差するよう、それぞれの粉末ポート16A〜16Cの先端を横切るように方向付けることが好ましい。図示する面板18は、3つの粉末ポート16A,16B,16Cとともに、粉末ポート取付形状部22A,22B,22Cに補足的な3つの粉末ポートのためのスペースを有する。この実施態様において、各粉末ポート16A〜16Cは、x軸に向けて方向付けられたノズルをそれぞれ有し、プラズマプルーム24の周囲に径方向において、それぞれから、および、取付具(形状部)22A〜22Cから均等に間隔を置いて配置されている。
例えば、図示する態様では、y軸とz軸で形成された領域(compass)において、粉末ポート16Cはおおよそ270°の位置に、面板18に配置されるか、あるいは別の方法で取り付けられる。粉末ポート16Aと16Bは、それぞれから均等に間隔を置いて配置されており、それぞれおおよそ30°と150°の位置にある。従って、粉末ポート16A〜16Cは、約120°の間隔で離れている。さらに、粉末ポート取付形状部22Aはおおよそ90°の位置に配置されるとともに、粉末ポート取付形状部22Bと22Cはそれぞれから均等に間隔を置いて配置されており、それぞれおおよそ210°と330°の位置にある。このように、粉末ポート取付形状部22A〜22Cはまた、互いに約120°間隔を空けて離れており、かつ、粉末ポート16A〜16Cから約60°離れている。粉末ポートは、プラズマプルーム24、すなわちx軸に向くようそれらの取付形状部において整合されている。
各ブローオフ12A〜12Cは、粉末ポート16A〜16Cのうちの1つから約33°の位置に配置される。33°の離間(オフセット)は、粉末ポートの見通し線(line of sight)とブローオフの見通し線とが交差する間の角度である。(例示目的で、ブローオフ12A〜12Cは、それぞれ約63°、183°、303°位置にある。しかしながら、以下で図3を説明するように、ブローオフ12A〜12Cは、プラズマプルーム24に対してブローオフガスが接線を描くように方向付けるよう配置されるため、領域(compass)の63°、183°、303°の軸に正しく沿うように整合していない。)この配置はまた、各ブローオフ12A〜12Cを、粉末ポート取付形状部22A〜22Cの1つに対してほぼ垂直に配置している。例えば、ブローオフ12Aは、粉末ポート16Aから約33°にあり、かつ粉末ポート取付形状部22Cに取り付けられるであろう粉末ポートの見通し線にほぼ垂直になる。この配置により、各粉末ポート16A〜16Cと各粉末ポート取付形状部22A〜22Cとは、過剰な粉末が運び去られるのに適量のブローオフガスを受けることが確実なものとなる。
各ブローオフ12A〜12Cのブローオフ圧力は、それぞれのコーティングプロセスと溶射ブース(booth)配管構成で変わり、実施態様では、約35psi(約241.3kPa)〜約60psi(約413.7kPa)の範囲であってよい。ブローオフ12A〜12Cは、ブローオフ空気の渦流を形成し、その中にプラズマプルーム24に導入されていないコーティング粉末が吸引されるように、粉末ポート16A〜16Cに対して配向してプラズマプルーム24の周囲に配置される。図3に示すように、ブローオフ12A〜12Cの先端は粉末ポート16A〜16Cの先端に接している。
図3は、図2の領域Aの拡大図であり、粉末ポートブローオフ12Cと粉末ポート16Cの各先端の構成を示している。ブローオフ12Cは、ブローオフ12Cのノズル32Cの先端30Cが収容ボア20の外周の近くになるようにプラズマプルーム24の周りに配置される。(ブローオフ12A,12Bの各先端と各ノズルは、同様にして収容ボア20の周りに配置されるが、図においてそれらに参照符合は付けていない。)点Bに示すように、先端30Cは粉末ポート16Cのノズル34Cに接触しており、ノズル34Cの先端36Cから距離dの位置にある。一実施態様では、距離dは0.009インチ(約0.0229cm)であるが、適切な距離dであればいずれも使用可能である。またこれにより、ブローオフガスがプラズマプルーム24に対して接線を描くよう方向付けられるように、先端30Cは、プラズマノズル20の中心から若干離れる(オフセットする)ことになる。このオフセットは、ブローオフ空気が装置10により作動するとき、先端30Cがプラズマプルーム24によって決して溶融せずまたそうでないとしても損傷を受けないように十分なものとすべきである。
図4は、図2の面板18の4−4における断面図であり、粉末ポートブローオフ12A〜12Cの面内の配置を示している。粉末ポート16Cは面板18の面に対して平面P内に配向されており、粉末ポート16Aと16Bもまた整合されている。平面Pは面板18を含む平面に対して略平行すなわちプラズマプルーム24に対して垂直である。ブローオフ12A〜12Cもまた、ブローオフ空気をx軸に対して垂直に方向付けるよう、平面P内に配置される。そのため、各ブローオフは同一平面で異なる方向に空気を押し進ませるため、ノズル21とx軸の周りで旋回する作用を生じさせる。プラズマプルーム24は、膨張するイオン化ガスの力によって、平面Pに対して垂直なx軸に沿って移動する。プラズマプルーム24は、ブローオフ12A〜12Cの圧縮空気と組み合わさって渦(vortex)Vを形成する。したがって、渦Vは消費されなかった粉末粒子を面板18とノズル21から運び去る。渦Vを適切に形成するために、各ブローオフ12A〜12Cのブローオフ空気のレベルや量をほぼ同じレベルに維持してもよい。そのため、必要に応じて、各ブローオフガスラインにおける圧力を均一にする分布ブロックでブローオフガスを制御することができる。ガスラインにおける圧力は、強力過ぎる渦を形成しないことが好ましい。さもなければ、プラズマプルーム24から渦が粉末材料を吸引してしまう可能性がある。従って、溶射ブース配管構成や他の可変部に依存して、渦Vが過剰な粉末は吹き飛ばすが、粉末ポート16A〜16Cからは粉末を吸引しない程度に十分な力の渦Vを形成するように装置10内の圧力を確認することが好ましい。渦の作用はコーティング装置10の部品から蓄積した粉末を解放し、それにより、面板18を手動で清浄する必要が減るため、生成時間と費用を節約することができる。コーティング装置10の試験により、約35〜70溶射サイクル毎にだけ停止が必要であることが示されたが、これは従来の設計を超える著しい改善である。
本発明を好ましい実施態様を参照して説明してきたが、当業者は、本発明の趣旨ならびに範囲から逸脱することなく、形態および細部において変更可能であることは認めるであろう。
本発明の粉末ポートブローオフシステムが使用されているプラズマ粉末面板を示す図である。 粉末ポートブローオフの配置を示す図1の面板の正面図である。 粉末ポートブローオフの配置を示す図2の領域Aの拡大図である。 粉末ポートブローオフの平面の形状を示す図2の4−4における断面図である。
符号の説明
10…プラズマ粉末コーティング装置
12…粉末ポートブローオフシステム
12A,12B,12C…ブローオフ
13…(コーティングされる)部品
14…プラズマ銃
16A,16B,16C…粉末供給ポート
18…面板
21…プラズマノズル
24…プラズマプルーム

Claims (21)

  1. 面板であって、
    プラズマ溶射銃のプラズマプルーム放出ノズルと同軸的に整合されたプラズマ収容ボアと、
    粉末粒子流をプラズマプルームに向けて噴射する少なくとも1つの粉末供給ポートと、
    を含んでなる面板と、
    プラズマプルームで消費されなかった粉末粒子を運び去る渦をプラズマプルームの周囲に形成するようブローオフ空気を粉末供給ポート全体に方向付けるようにプラズマプルーム放出ノズルに対して配置された少なくとも1つの粉末ポートブローオフノズルと、
    を備えることを特徴とする、プラズマ溶射法のための粉末ポートブローオフシステム。
  2. 前記システムが、3つの粉末ポートブローオフノズルを備えることを特徴とする請求項1記載の粉末ポートブローオフシステム。
  3. 前記粉末ポートブローオフノズルの全てが、ブローオフガスで均一に加圧されていることを特徴とする請求項2記載の粉末ポートブローオフシステム。
  4. 前記3つの粉末ポートブローオフノズルが、前記ノズルの周りで周方向に均等に間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項2記載の粉末ポートブローオフシステム。
  5. 前記少なくとも1つの粉末ポートブローオフノズルが、前記少なくとも1つの粉末供給ポートを含む平面内に配置されることを特徴とする請求項1記載の粉末ポートブローオフシステム。
  6. 前記粉末供給ポートを含む前記平面が、面板に対して略平行であることを特徴とする請求項5記載の粉末ポートブローオフシステム。
  7. 前記面板が複数の粉末供給ポートを備えることを特徴とする請求項1記載の粉末ポートブローオフシステム。
  8. 1つの粉末ポートブローオフノズルが、対応する粉末供給ポートがプラズマプルームに向けて方向付けられている位置の角度から約33°周方向に離れた角度でプラズマプルームに向けて方向付けられていることを特徴とする請求項1記載の粉末ポートブローオフシステム。
  9. 前記粉末ポートブローオフノズルの先端が、粉末供給ポートの先端から約0.09インチ離れた位置で粉末供給ポートに接触していることを特徴とする請求項8記載の粉末ポートブローオフシステム。
  10. 前記少なくとも1つの粉末ポートブローオフノズルが、ブローオフガスがプラズマプルームを取り囲むようプラズマプルームに向けて接線を描くように方向付けられていることを特徴とする請求項1記載の粉末ポートブローオフシステム。
  11. 面板であって、
    粉末コーティング推進体を放出するノズルを収容するボアと、
    粉末粒子流を前記推進体中へ噴射する少なくとも1つの粉末供給ポートと、
    を含んでなる面板と、
    前記推進体に包まれなかった粉末粒子を取り除いて運び去るガス流を前記少なくとも1つの粉末供給ポートに向けて方向付けるように前記少なくとも1つの粉末供給ポートを含む平面内に配置された少なくとも1つの粉末ポートブローオフノズルと、
    を備えることを特徴とする、プラズマ溶射法のための粉末ポートブローオフシステム。
  12. 前記少なくとも1つの粉末供給ポートが、面板を含む平面に対して略平行な平面内に配置されていることを特徴とする請求項11記載の粉末ポートブローオフシステム。
  13. 前記少なくとも1つの粉末ポートブローオフシステムが、前記推進体で包まれなかった粉末粒子を運び去る渦を形成することを特徴とする請求項11記載の粉末ポートブローオフシステム。
  14. 前記システムが、3つの粉末ポートブローオフノズルを備えることを特徴とする請求項11記載の粉末ポートブローオフシステム。
  15. 前記粉末ポートブローオフノズルの全てが、ブローオフガスで均一に加圧されていることを特徴とする請求項14記載の粉末ポートブローオフシステム。
  16. 前記3つの粉末ポートブローオフノズルが、前記ボアの周りで周方向に均等に間隔を置いて配置されていることを特徴とする請求項14記載の粉末ポートブローオフシステム。
  17. 前記面板が複数の粉末供給ポートを備えることを特徴とする請求項11記載の粉末ポートブローオフシステム。
  18. 前記複数の粉末ポートブローオフノズルが、対応する粉末供給ポートノズルが前記推進体に向けて方向付けられている位置の角度から約33°周方向に離れた角度で前記推進体に向けて方向付けられていることを特徴とする請求項11記載の粉末ポートブローオフシステム。
  19. 各粉末ポートブローオフノズルの先端が、1つの粉末供給ポートノズルの先端から約0.09インチ離れた位置で該粉末供給ポートノズルに接触していることを特徴とする請求項18記載の粉末ポートブローオフシステム。
  20. 前記複数の粉末ポートブローオフノズルが、前記推進体に向けて接線を描くように方向付けられていることを特徴とする請求項11記載の粉末ポートブローオフシステム。
  21. 面板に近接するプラズマノズルに向けて方向付けられる複数のブローオフノズルと、
    プラズマノズルに向けて粉末を噴射する複数の粉末溶射ポートと、
    を含んでなる、プラズマ溶射コーティング法の面板から過剰な粉末コーティング粒子を方向転換させるための粉末ポートブローオフシステムであって、
    ブローオフノズルは、粉末溶射ポートからある角度離れた位置にあり、かつ、
    ブローオフノズルは、該ブローオフノズルが過剰な粉末を方向転換させる渦を形成するように粉末溶射ポートを含む平面内にあるプラズマノズルの周囲に均等に配置されることを特徴とする、粉末ポートブローオフシステム。
JP2007075950A 2006-03-23 2007-03-23 プラズマ溶射法用粉末ポートブローオフシステム Pending JP2007254892A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/387,652 US7644872B2 (en) 2006-03-23 2006-03-23 Powder port blow-off for thermal spray processes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007254892A true JP2007254892A (ja) 2007-10-04

Family

ID=37969764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007075950A Pending JP2007254892A (ja) 2006-03-23 2007-03-23 プラズマ溶射法用粉末ポートブローオフシステム

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7644872B2 (ja)
EP (1) EP1837081B1 (ja)
JP (1) JP2007254892A (ja)
KR (1) KR20070096809A (ja)
IL (1) IL181579A0 (ja)
SG (1) SG136043A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012523498A (ja) * 2009-04-10 2012-10-04 サン−ゴバン コーティング ソルスィヨン 溶射によってターゲットを製造するための方法
JP2016518523A (ja) * 2013-04-12 2016-06-23 マシーネンファブリク ラインハウゼン ゲーエムベーハー 構造体を基板上に作成する方法および装置

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE602005009258D1 (ja) * 2005-01-26 2008-10-02 Hoegskolan Trollhattan Uddeval
GB2461747A (en) * 2008-07-12 2010-01-20 Quigley Michael Bernard Coupla A powder injection apparatus with a shroud having a gas port opposing a powder port
EP2528706A4 (en) * 2010-01-26 2017-08-02 Sulzer Metco (US) Inc. Plume shroud for laminar plasma guns
WO2012082902A1 (en) * 2010-12-15 2012-06-21 Sulzer Metco (Us), Inc. Pressure based liquid feed system for suspension plasma spray coatings
US8692150B2 (en) 2011-07-13 2014-04-08 United Technologies Corporation Process for forming a ceramic abrasive air seal with increased strain tolerance
US8777128B2 (en) 2011-08-18 2014-07-15 United Technologies Corporation Device for spray applications including at least one cleaning port
HUE036204T2 (hu) * 2013-07-26 2018-06-28 Oerlikon Metco Ag Wohlen Eljárás plazmabevonatoló berendezés égõfejének tisztítására, valamint plazmabevonatoló berendezés
USD742016S1 (en) * 2014-03-05 2015-10-27 Wagner Spraytech Limited Rounded air horn

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2262964A (en) * 1937-11-01 1941-11-18 Universal Joints And Motor Par Device for spraying metal
US4146654A (en) * 1967-10-11 1979-03-27 Centre National De La Recherche Scientifique Process for making linings for friction operated apparatus
JPS61259777A (ja) 1985-05-13 1986-11-18 Onoda Cement Co Ltd 単ト−チ型プラズマ溶射方法及び装置
US5047612A (en) 1990-02-05 1991-09-10 General Electric Company Apparatus and method for controlling powder deposition in a plasma spray process
US5013883A (en) 1990-05-18 1991-05-07 The Perkin-Elmer Corporation Plasma spray device with external powder feed
JPH07110986B2 (ja) * 1991-08-26 1995-11-29 秩父小野田株式会社 プラズマ溶射方法及び装置
US5408066A (en) * 1993-10-13 1995-04-18 Trapani; Richard D. Powder injection apparatus for a plasma spray gun
US5858470A (en) * 1994-12-09 1999-01-12 Northwestern University Small particle plasma spray apparatus, method and coated article
US5932356A (en) 1996-03-21 1999-08-03 United Technologies Corporation Abrasive/abradable gas path seal system
DE19935468A1 (de) 1999-07-28 2001-02-15 Sulzer Metco Ag Wohlen Plasmaspritzvorrichtung
US6355356B1 (en) 1999-11-23 2002-03-12 General Electric Company Coating system for providing environmental protection to a metal substrate, and related processes
US7557324B2 (en) * 2002-09-18 2009-07-07 Volvo Aero Corporation Backstream-preventing thermal spraying device
DE602005009258D1 (ja) 2005-01-26 2008-10-02 Hoegskolan Trollhattan Uddeval

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012523498A (ja) * 2009-04-10 2012-10-04 サン−ゴバン コーティング ソルスィヨン 溶射によってターゲットを製造するための方法
JP2016518523A (ja) * 2013-04-12 2016-06-23 マシーネンファブリク ラインハウゼン ゲーエムベーハー 構造体を基板上に作成する方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7644872B2 (en) 2010-01-12
EP1837081B1 (en) 2015-04-22
EP1837081A1 (en) 2007-09-26
IL181579A0 (en) 2007-07-04
SG136043A1 (en) 2007-10-29
US20070221751A1 (en) 2007-09-27
KR20070096809A (ko) 2007-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2007254892A (ja) プラズマ溶射法用粉末ポートブローオフシステム
JP5193225B2 (ja) 特に導体路を溶射する方法並びに装置、及び導体路を備えた電気的な構成部材及び調量装置
US6811812B2 (en) Low pressure powder injection method and system for a kinetic spray process
JP5355869B2 (ja) 同時溶射および冷却孔洗浄の方法
JP2006068736A (ja) 動的噴霧ノズルのための取り替え可能なスロート挿入体
JP2006130503A (ja) プラズマ溶射装置
JPH04227879A (ja) 粉末外部供給式プラズマ噴霧装置
JP2007021480A (ja) 成膜装置及び方法
JP2006131997A (ja) ワークピースの修復方法
JP5825766B2 (ja) 調整可能プラズマスプレーガン、調整可能プラズマスプレーガン装置及び調整可能プラズマスプレーガンシステム
EP1652952B1 (en) Methods for repairing workpieces using microplasma spray coating
EP1552728B1 (en) A thermal spraying device
EP2798095A2 (en) Pressure masking systems and methods for using the same
US20070023402A1 (en) Methods for repairing workpieces using microplasma spray coating
JP6610772B2 (ja) 溶射トーチ
EP1652954B9 (en) Method and apparatus for microplasma spray coating a portion of a compressor blade in a gas turbine engine
US20130284203A1 (en) Plasma spray apparatus integrating water cleaning
JP5777863B2 (ja) 対称的多ポート粉末噴射リング
US10060020B2 (en) Device for thermally coating a surface
EP2545998B1 (en) A plasma spray gun and a method for coating a surface of an article
EP2878381B1 (en) Nozzle insert for thermal spray gun apparatus
CN107937904B (zh) 一种激光冷喷涂制备铝涂层的方法与装置
US8887662B2 (en) Pressure masking systems and methods for using the same
EP1652951B1 (en) Method for microplasma spray coating a portion of a turbine vane in a gas turbine engine
CN110791724A (zh) 一种机械加工用电弧喷涂装置