JP2009531167A - コールドガス・スプレーガン - Google Patents
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Abstract
Description
2:断熱層
3:加熱ヒーター
4:入口ガス導管
5:ガス出口
6:混合チャンバー
7:収斂通路
8:ラバルノズル
9:ノズルスロート部
10:拡散通路
11:粒子供給管
12:収斂通路
13:断熱層
14:混合チャンバー
15:収斂通路
16:断熱層
Claims (22)
- 加熱対象のガス流が貫流する筒状圧力容器(1)及び該圧力容器(1)の内部に配置された加熱ヒーター(3)を有する高圧ガス加熱器と、
内部を通過する前記ガス流に外部から粒子供給管(11)を介して粒子を供給可能な混合チャンバー(6,14)と、
下流へ向かって収斂する収斂通路(7,12,15)、次いでノズルスロート部(9)を介して拡散通路(10)へと続くラバルノズル(8)とを備え、
前記高圧ガス加熱器と、前記混合チャンバー(6,14)と、前記ラバルノズル(8)とが前記ガス流の上流側から順に連設され、
前記高圧ガス加熱器と混合チャンバー(6,14)の内部における前記ガス流との接触面の少なくとも一部が断熱されていることを特徴とするコールドガス・スプレーガン。 - 前記高圧ガス加熱器の圧力容器又は前記混合チャンバー(6,14)又はこれら両者が硬質又は可撓性のセラミック断熱材料で内張りされていることを特徴とする請求項1に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記高圧ガス加熱器の圧力容器又は前記混合チャンバー又はこれら両者の内殻と外殻の間にガス封入断熱間隙が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記高圧ガス加熱器と混合チャンバー(6,14)とラバルノズル(8)が互いに同心状に一直線上に整列して連設されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記高圧ガス加熱器から前記混合チャンバーへ流入する間に前記ガス流が下流側へ向かって最大60°の角度で方向転換されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記混合チャンバー(14)が前記ラバルノズル(8)の収斂通路(15)の少なくとも一部を兼ねていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記ラバルノズルの収斂通路(15)が50〜250mmの長さ範囲に亘って円錐面状又は放物面状又は逆放物面状の内面形状を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記収斂通路(12,15)が内面を断熱されているか、或いはその全体が断熱材又はセラミックスで構成されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記圧力容器、前記混合チャンバー、前記収斂通路、及び前記拡散通路の少なくとも一つが全体的又は部分的にチタニウム、アルミニウム、又はそれらの合金で構成された外殻を備えていることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記混合チャンバー(6,14)内における前記粒子供給管(11)の出口と前記ノズルスロート部(9)との間の区間長が40〜400mm又は100〜250mmの範囲内にあることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記混合チャンバーと前記収斂通路の内部におけるガス流のための流路断面積が前記粒子供給管の出口位置から前記ノズルスロート部に至る区間の70%以上に亘って前記ノズルスロート部の流路断面積の5〜50倍又は8〜30倍又は10〜25倍であることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記ノズルスロート部の開口径が2〜4mmであり、前記拡散通路が前記ノズルスロート部の開口径の30〜90倍に相当する長さを有し、前記ノズルスロート部の開口面積に対する前記拡散通路の出口端の開口面積の比が3〜15の範囲内であり、前記拡散通路が円錐面状又は放物面状又は逆放物面状の内面形状を有することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記粒子供給管が前記高圧ガス加熱器の下流側末端部又は前記混合チャンバーに側方から外殻を貫通して引き込まれた管(11)からなり、該管の出口に一つ又は複数の出口孔が設けられていることを特徴とする請求項1〜12のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記ノズルスロート部の開口面積に対する前記加熱ヒーター(3)の放射強度の比が1.5〜7.5kW/mm2又は2〜4kW/mm2の範囲内であることを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 前記加熱ヒーター(3)の加熱容量が10〜40MW/m3又は20〜30MW/m3の範囲内であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガンを備えたコールドガス吹き付け装置であって、最高230℃に予熱された加熱対象のガス流を供給可能な別のガス加熱器がプラスチックス製又はフッ素樹脂製のホースを介して前記コールドガス・スプレーガンに連結されていることを特徴とするコールドガス吹き付け装置。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガンを備えたコールドガス吹き付け装置であって、最高700℃に予熱された加熱対象のガス流を供給可能な別のガス加熱器が高温ガス用金属ホースを介して前記コールドガス・スプレーガンに連結されていることを特徴とするコールドガス吹き付け装置。
- 前記ノズルスロート部の開口面積に対する前記高圧ガス加熱器と前記別のガス加熱器の合計の放射強度の比が4〜16kW/mm2又は5〜9kW/mm2の範囲内であることを特徴とする請求項16又は17に記載のコールドガス吹き付け装置。
- 請求項1〜15のいずれか1項に記載のコールドガス・スプレーガン又は請求項16〜18のいずれか1項に記載のコールドガス吹き付け装置を使用したコールドガス吹き付け方法であって、前記スプレーガンに加熱対象のガス流を15〜100bar又は20〜60bar又は25〜45barの圧力範囲内及び30〜600m3/hの流量範囲内で供給することを特徴とするコールドガス吹き付け方法。
- 前記高圧ガス加熱器を出たガス流を前記混合チャンバー(6,14)に600℃以上又は800℃以上又は1000℃以上の温度で供給することを特徴とする請求項19に記載のコールドガス吹き付け方法。
- 前記混合チャンバー(6,14)に供給される量の80重量%以上の粒子を前記ノズルスロート部(9)内におけるガス流の温度に対して絶対温度で少なくとも70%の温度に到達させることを特徴とする請求項19又は20に記載の方法。
- 前記粒子として粒子全体の80重量%以上が粒度5〜150μm又は10〜75μm又は15〜50μmの粒子からなる混合粒子を使用することを特徴とする請求項19〜21のいずれか1項に記載の方法。
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