JP2012201886A - 表面改質処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の表面改質処理装置10は、金属原子、半金属原子または非金属原子と、有機基と、を有する改質化合物を燃料ガスと共にバーナー18にて燃焼させ、その火炎Fを固体物質Sの表面に吹き付けて固体物質Sの表面の改質を行うものである。本発明は、燃料ガスを液化した液化燃料と液状の改質化合物とを混合状態でボンベ11に収容し、そのボンベ11中の一部の混合液体を気化器14に通すことで改質化合物及び液化燃料を気化させてバーナー18に供給するようにしたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
改質化合物と引火性ガスとが不均一な混合状態で噴射されると、燃焼効率が悪化して、固体物質の表面の改質が不均一になるという問題がある。
以上より、本発明によれば、装置を小型化し、かつ、改質剤化合物と燃焼ガスとを均一に混合した状態で燃焼させた火炎を噴射可能な表面改質処理装置を提供することができる。
前記ボンベは、前記改質化合物を含んだ前記液化燃料が噴出される噴出口を下方に向けた状態で配置されていてもよい。
例えば、改質化合物の沸点と燃料ガスの沸点に差がある場合に、ボンベの噴出口を上方に向けた状態で、ボンベ内の内容物を噴出させると、気化しやすい物質が先に噴出されてしまい、改質化合物と燃料ガスとが不均一な混合状態でバーナーに供給され、固体物質の表面改質が不均一となることが懸念される。そこで、上記のような構成とすると、噴出口には、改質化合物を含んだ液化燃料(液状物)が配されるので、改質化合物と燃料ガスの沸点に差がある場合などであっても、改質化合物と燃料ガスとが均一に混合された状態で噴出される。
また、上記のような構成とすると、ボンベ内に多孔質材料を配置しなくても、改質化合物を含んだ液化燃料の気化を促進できるのでボンベを低コスト化することができる。
本発明の実施形態1を図1によって説明する。
本実施形態の表面改質処理装置10は、図1に示すように、液状の改質化合物と、燃料ガスを液化した液化燃料との混合液体を収容するボンベ11と、気化器14と、気化器14から供給されるガスに空気を混合してなる改質ガスの火炎Fを固体物質Sの表面に吹き付けるバーナー18と、を備える。本実施形態の表面改質処理装置10は、図示しない持ち運び可能なケースに収容可能な大きさおよび重さのものである。
これらの改質化合物のうち、ヘキサメチルジシロキサンが好ましい。
本実施形態ではキャピラリチューブ14Aを包囲するようにヒーター15が取り付けられており(加熱装置の一例)、ヒーター15によりキャピラリチューブ14Aが加熱されることで、混合液体の気化が促進される。本実施形態では、キャピラリチューブ14Aを通過した混合液体を気化させる気化パイプ14Bが、改質化合物および液化燃料の気化により生じたガスをバーナー18に移送する移送管としても機能している。
表面改質処理装置10をケースから取り出し、ボンベ11を噴出口11Aを下方に向けた状態で配置し、バーナー18の噴射口20を固体物質Sの表面に向けて配置する。
本実施形態において、液状の改質化合物と燃料ガスを液化した液化燃料とは、混合状態でボンベ11に収容されている。つまり、本実施形態においては、改質化合物および燃料ガスはともに液状なので、所定の混合比で均一に混合された状態でボンベ11から噴出させることができる。ボンベ11から噴出される改質化合物および燃料ガスは、気体状態あるいは液体状態である。液体状態の改質化合物および燃料ガス(混合液体)は気体状態のものとともに、ボンベ11から噴出された後、気化器14に通される。気化器14において混合液体は均一な混合状態のまま気化されて、気体状態で噴出されたものとともにバーナー18に供給される。その結果、本実施形態によれば、改質化合物と燃料ガスとを所定の混合比で均一に混合した状態で燃焼させた火炎Fを固体物質Sに噴射することができるので、固体物質Sの表面を均一に改質することができる。
以上より、本実施形態によれば、装置を小型化し、かつ、改質剤化合物と燃焼ガスとを均一に混合した状態で燃焼させた火炎Fを噴射可能な表面改質処理装置10を提供することができる。
次に、本発明の実施形態2を図2によって説明する。実施形態1と同じ名称の部位には、同一の符号を用い、構造、作用及び効果について重複する説明は省略する。
本実施形態の表面改質処理装置30では、気化器14にヒーター15が取り付けられていない点、および気化器14とバーナー18との間に、液除去装置31が取り付けられているという点で実施形態1と相違する。
しかしながら、本実施形態では、気化器14とバーナー18との間には、気化器14からバーナー18に移送されるガスを通す多孔質材料を備える液除去装置31が配置されているから、改質化合物を含んだ液化燃料が気化器14において完全に気化されず液状のまま残っている場合に、液状物を含むガスを多孔質材料に通すことで、液状物の気化が促進されるとともに液状物が吸着された後のガスがバーナー18に供給されるので、より均一な表面処理を行うことができる。
また、液除去装置31を配置すると、ボンベ11内に液状の液化燃料および改質化合物が液体状のまま噴出しないように配置する多孔質材料を配置しなくても気化を促進できるのでボンベ11を低コスト化することができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態ではボンベの噴出口を下方に向けて配置した例を示したが、ボンベの噴出口を上方に向けて配置したものであってもよい。
(3)上記実施形態では、キャピラリチューブを通過した混合液体が気化する気化パイプが、改質化合物と燃料ガスとを含むガスをバーナーに移送する移送管としても機能している構成のものを示したが、前記ガスをバーナーに移送する移送管を気化パイプと別途設けてもよい。
(4)上記実施形態では、持ち運び可能なケースに収容した表面改質処理装置を示したが、本実施形態は据え置き型の表面改質処理装置にも適用可能である。
11…ボンベ
11A…噴出口
14…気化器
14A…キャピラリチューブ
14B…気化パイプ
15…ヒーター(加熱装置)
18…バーナー
20…噴射口
31…液除去装置
F…火炎
S…固体物質
Claims (6)
- 金属原子、半金属原子または非金属原子と、有機基と、を有する改質化合物を燃料ガスと共にバーナーにて燃焼させ、その火炎を固体物質の表面に吹き付けて前記固体物質の表面の改質を行うものにおいて、
前記燃料ガスを液化した液化燃料と液状の前記改質化合物とを混合状態でボンベに収容し、そのボンベ中の一部の混合液体を気化器に通すことで前記改質化合物及び前記液化燃料を気化させて前記バーナーに供給するようにしたことを特徴とする表面改質処理装置。 - 前記ボンベは、前記改質化合物を含んだ前記液化燃料が噴出される噴出口を下方に向けた状態で配置されていることを特徴とする請求項1に記載の表面改質処理装置。
- 前記気化器は、キャピラリチューブとその先に接続したキャピラリチューブよりも内径が大きな気化パイプとから構成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の表面改質処理装置。
- 前記気化器には、前記キャピラリチューブ内を通過する前記改質化合物を含んだ前記液化燃料を加熱する加熱装置が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の表面改質処理装置。
- 前記バーナーは、前記気化器で気化したガスを噴出させることで周囲の空気を吸引するブンゼン式のバーナーであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の表面改質処理装置。
- 前記気化器と前記バーナーとの間には、前記気化器から前記バーナーに供給されるガスを通す多孔質材料を備えた液除去装置が配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の表面改質処理装置。
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