JP2017075353A - Spray coating device - Google Patents

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JP2017075353A JP2015202736A JP2015202736A JP2017075353A JP 2017075353 A JP2017075353 A JP 2017075353A JP 2015202736 A JP2015202736 A JP 2015202736A JP 2015202736 A JP2015202736 A JP 2015202736A JP 2017075353 A JP2017075353 A JP 2017075353A
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秀則 木下
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spray coating device that suppresses the inside of a spray coating booth from reaching a high temperature even when the spray coating booth is compact.SOLUTION: A spray coating device 1 comprises a spray coating gun 10, a spray coating booth 40, a compressor 35, and a dust collecting machine 36. The spray coating gun 10 blows a spray coating flame 15 from a nozzle port 21 opposed to a work 50 to the work 50. The spray coating booth 40 is cylindrical and has the work 50 set inside, and the spray coating gun 10 is inserted. The flow velocity of a gas and the diameter of the spray coating booth 40 are so set that an air current flowing from an intake part 42 to an outlet part 43 in the spray coating booth 40 can pass through the spray coating flame 15. Consequently, the air current reaches even an exhaust side, and the heat quantity absorbed from the gas in the spray coating booth 40 and a wall surface of the spray coating booth 40 becomes large. The heat quantity becomes large, so the inside of the spray coating booth 40 is cooled. Therefore, even when the spray coating booth 40 is compact, the inside of the spray coating booth 40 is suppressed from reaching a high temperature.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ワークに溶射膜を成膜する溶射装置に関する。   The present invention relates to a thermal spraying apparatus that forms a thermal spray film on a workpiece.

従来、溶射は、熱交換器やガスセンサといった自動車部品に耐腐食性または耐高温性の金属、セラミック等の溶射膜を形成するために、用いられることが知られている。特許文献1に開示されるように、ワークに溶射膜を成膜する溶射装置は、溶射ブース内に設置される溶射ガン、溶射ブース外に設置されるコンプレッサ及び集塵機によって構成されている。   Conventionally, it is known that thermal spraying is used to form a sprayed film of corrosion resistant or high temperature resistant metal, ceramic, or the like on automobile parts such as heat exchangers and gas sensors. As disclosed in Patent Document 1, a thermal spraying apparatus that forms a thermal spray film on a work is constituted by a thermal spray gun installed in a thermal spray booth, a compressor installed outside the thermal spray booth, and a dust collector.

特開2006−257459JP 2006257474A

溶射は数千度〜一万度の溶射フレームを吹き付けるため、溶射ブース内は高温になりやすい。このため、特許文献1のような構成において、溶射ブースは、輻射距離を大きくするため、広い空間をもつように大型になり、溶射ブースが高温にならないようにしていると考えられる。また、コンプレッサが大量の空気を送風し、溶射ブース内の高温気体を希釈して、溶射ブース内を低温化させる。さらに、集塵機が溶射ブース内に飛散した粉塵を回収しつつ、大量の高温気体を排気して、溶射ブース内を低温化させる。大量の空気が送風され、排気されるので、大量のエネルギを消費する。   Since spraying sprays a spray frame of several thousand degrees to 10,000 degrees, the temperature in the spraying booth tends to be high. For this reason, in a structure like patent document 1, in order to enlarge radiation distance, it is thought that the thermal spray booth becomes large-sized so that it may have a wide space, and it prevents the thermal spray booth from becoming high temperature. Further, the compressor blows a large amount of air, dilutes the hot gas in the spraying booth, and lowers the temperature of the spraying booth. Further, the dust collector collects dust scattered in the spraying booth and exhausts a large amount of high-temperature gas to lower the temperature in the spraying booth. Since a large amount of air is blown and exhausted, a large amount of energy is consumed.

エネルギ消費を抑制するために、溶射ブースを小型にして、送風及び排気する空気を減らすことが考えられる。しかし、溶射ブースを小型にすると、輻射距離が小さくなるため、溶射ブース内が高温になりやすくなる。溶射ブース内が高温になるとき、用いられる機器の耐熱温度を超え、溶射装置が壊れる虞がある。   In order to suppress energy consumption, it is conceivable to reduce the air to be blown and exhausted by reducing the size of the thermal spray booth. However, if the thermal spray booth is made smaller, the radiation distance becomes shorter, and therefore the temperature in the thermal spray booth tends to become high. When the temperature in the thermal spray booth becomes high, the heat resistance temperature of the equipment to be used may be exceeded and the thermal spraying device may be broken.

本発明は、上述の問題に鑑みて創作されたものであり、その目的は、小型の溶射ブースにおいても、溶射ブース内が高温となることを抑制することができる溶射装置を提供することにある。   The present invention was created in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a thermal spraying apparatus that can suppress the inside of a thermal spraying booth from becoming high temperature even in a small thermal spraying booth. .

本発明は、溶射膜(53)を成膜する溶射装置(1)である。
溶射装置は、溶射ガン(10)、溶射ブース(40)、コンプレッサ(35)及び集塵機(36)を備える。
溶射ガンは、ワーク(50)に対向するノズル口(21)から粉体材料(11)を溶融させた溶射フレーム(15)を噴射する。また、溶射ガンは、溶射フレームをワークに吹き付けて、溶射膜を成膜する。
The present invention is a thermal spray apparatus (1) for forming a thermal spray film (53).
The thermal spraying device includes a thermal spray gun (10), a thermal spray booth (40), a compressor (35), and a dust collector (36).
A thermal spray gun injects the thermal spray flame | frame (15) which fuse | melted powder material (11) from the nozzle opening (21) facing a workpiece | work (50). The spray gun sprays a spray frame on the work to form a sprayed film.

溶射ブースは、筒状で、ワークが内部に設置され、溶射ガンが挿入される挿入穴(41)を有する。
コンプレッサは、溶射ブース内の入口部(42)へ気体を送風する。
集塵機は、溶射ブース内の出口部(43)から気体を吸引し、排気中の粉塵(23)を排気する。
溶射ブース内を入口部から出口部に向かって流れる気流が溶射フレームを横切って通過可能なように、気体の流速及び溶射ブースの径が設定されている。
The thermal spray booth is cylindrical and has an insertion hole (41) in which a workpiece is installed and a thermal spray gun is inserted.
The compressor blows gas to the inlet (42) in the spraying booth.
The dust collector sucks the gas from the outlet (43) in the spraying booth and exhausts the dust (23) in the exhaust.
The gas flow velocity and the diameter of the spray booth are set so that the airflow flowing from the inlet to the outlet through the spray booth can pass across the spray frame.

本発明の溶射装置は、入口部から出口部に向かう気流が溶射フレームを通過可能である。これにより、気流が溶射フレームを横切って通過可能であるため、熱源となる溶射ガンの排気側まで気流が到達する。   In the thermal spraying apparatus according to the present invention, the airflow from the inlet portion toward the outlet portion can pass through the thermal spray frame. Thereby, since the airflow can pass across the thermal spraying frame, the airflow reaches the exhaust side of the thermal spray gun as a heat source.

排気側まで気流が到達することで、溶射ブース内の空気及び溶射ブースの壁面から吸熱する熱量は大きくなる。吸熱量が大きくなるため、溶射ブース内は冷却されやすい。したがって、小型の溶射ブースにおいても溶射ブース内が高温になることが抑制される。   When the airflow reaches the exhaust side, the amount of heat absorbed from the air in the spray booth and the wall surface of the spray booth increases. Since the amount of heat absorption increases, the inside of the thermal spray booth is easily cooled. Therefore, even in a small thermal spraying booth, it is possible to suppress the inside of the thermal spraying booth from becoming high temperature.

本発明の第1実施形態による溶射装置の構成図。The block diagram of the thermal spraying apparatus by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による溶射ガンの断面図。Sectional drawing of the thermal spray gun by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態による溶射ブースの斜視図。The perspective view of the thermal spray booth by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態による溶射装置の構成図。The block diagram of the thermal spraying apparatus by 2nd Embodiment of this invention. その他の実施形態の溶射装置の構成図。The block diagram of the thermal spraying apparatus of other embodiment. その他の実施形態の溶射装置の構成図。The block diagram of the thermal spraying apparatus of other embodiment.

以下、本発明による溶射装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態及び製造方法の説明において、第1実施形態と実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。また、「本実施形態」とは、第1実施形態及び第2実施形態を包括していう。本実施形態では、溶射ガンとして、プラズマ溶射ガンを用いる。
(第1実施形態)
Hereinafter, a thermal spraying apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the description of the plurality of embodiments and the manufacturing method, the same reference numerals are given to the substantially same configurations as those in the first embodiment. The “present embodiment” includes the first embodiment and the second embodiment. In this embodiment, a plasma spray gun is used as the spray gun.
(First embodiment)

第1実施形態による溶射装置1を、図1〜図3を参照して、説明する。
図1を参照して、溶射装置1の構成を説明する。
図1に示すように、溶射装置1は、プラズマ溶射ガン10、ワーク50、溶射ブース40、排気ダクト44、フィーダ31、電源装置32、作動ガス供給装置33、冷却装置34、コンプレッサ35及び集塵機36を備える。
The thermal spraying apparatus 1 by 1st Embodiment is demonstrated with reference to FIGS. 1-3.
With reference to FIG. 1, the structure of the thermal spraying apparatus 1 is demonstrated.
As shown in FIG. 1, the thermal spray apparatus 1 includes a plasma spray gun 10, a work 50, a spray booth 40, an exhaust duct 44, a feeder 31, a power supply device 32, a working gas supply device 33, a cooling device 34, a compressor 35, and a dust collector 36. Is provided.

図2に示すように、プラズマ溶射ガン10は、ハウジング14、電極24、ノズル13、材料ポート12を有する。   As shown in FIG. 2, the plasma spray gun 10 includes a housing 14, an electrode 24, a nozzle 13, and a material port 12.

ハウジング14は、電極24及びノズル13を収容する。
電極24は、陽極16と陰極17とで構成されている。電極24は、例えば、タングステンが用いられる。
陽極16は、正極性電極であり、ハウジング14に隣接する。陰極17は、負極性電極であり、ハウジング14の径方向に対して、陽極16よりも内側に設置される。電極24に電力が供給されるとき、電極24は、陽極16と陰極17との間で電子が飛び出して、アーク放電を発生させる。
The housing 14 accommodates the electrode 24 and the nozzle 13.
The electrode 24 includes an anode 16 and a cathode 17. For example, tungsten is used for the electrode 24.
The anode 16 is a positive electrode and is adjacent to the housing 14. The cathode 17 is a negative electrode and is disposed on the inner side of the anode 16 with respect to the radial direction of the housing 14. When electric power is supplied to the electrode 24, the electrode 24 causes an electron to jump out between the anode 16 and the cathode 17, and generates an arc discharge.

ノズル13は、陽極16と陰極17との間で形成され、先端側における先端部20にノズル口21と基端側における基部18に作動ガス受入口22とを含む。ノズル口21の径方向の中心をノズル口中心Oとする。作動ガスが作動ガス受入口22からノズル口21へ流れるように、ノズル13が形成されている。   The nozzle 13 is formed between the anode 16 and the cathode 17, and includes a nozzle port 21 at the distal end portion 20 on the distal end side and a working gas inlet 22 at the base portion 18 on the proximal end side. The center of the nozzle port 21 in the radial direction is the nozzle port center O. The nozzle 13 is formed so that the working gas flows from the working gas receiving port 22 to the nozzle port 21.

材料ポート12は、ハウジング14の外部における先端面19に隣接し、装着される。供給方式は、材料ポート12を経由して、ノズル口21から噴射される溶射フレーム15に粉体材料11が供給される外部供給方式である。材料ポート12をハウジング14内に装着して、内部供給方式としてもよい。   The material port 12 is mounted adjacent to the distal end surface 19 outside the housing 14. The supply method is an external supply method in which the powder material 11 is supplied to the thermal spray frame 15 injected from the nozzle port 21 via the material port 12. The material port 12 may be mounted in the housing 14 and an internal supply method may be used.

プラズマ溶射ガン10は、アーク放電によりプラズマを発生させ、プラズマにより粉体材料11を溶融させた溶射フレーム15を形成する。粉体材料11は、棒状の材料を用いてローカイド溶射としてもよい。   The plasma spray gun 10 generates plasma by arc discharge and forms a spray frame 15 in which the powder material 11 is melted by plasma. As the powder material 11, a rod-shaped material may be used to perform low-temperature spraying.

また、プラズマ溶射ガン10は、ワーク50に対向するノズル口21から溶射フレーム15を噴射し、重力方向下方と同方向に向かって、溶射フレーム15をワーク50に吹き付けて、溶射膜53を成膜可能とする。   Further, the plasma spray gun 10 injects the spray frame 15 from the nozzle opening 21 facing the work 50, and sprays the spray frame 15 on the work 50 in the same direction as the lower direction of gravity, thereby forming a spray film 53. Make it possible.

溶射フレーム15は、ノズル口21から噴出されるプラズマに、材料ポート12を介して粉体材料11を供給し、プラズマで溶融及び加速された溶射材料の流れである。
ワーク50は、ステージ51上で、成膜面52を溶射ブース40内の溶射ガン10に対向する位置に配置されている。
The thermal spray frame 15 is a flow of the thermal spray material which is supplied with the powder material 11 to the plasma ejected from the nozzle port 21 via the material port 12 and is melted and accelerated by the plasma.
The workpiece 50 is disposed on the stage 51 at a position where the film formation surface 52 faces the spray gun 10 in the spray booth 40.

図1に示すように、溶射ブース40は、重力方向下方に対して、溶射ブース60の軸方向が水平に設置される。
図3に示すように、溶射ブース40は、筒状で、傾斜部45、入口部42及び出口部43を有する。また、溶射ブース40は、側面に溶射ガン10が挿入される挿入穴41を有し、内側面48に接合される板状のステージ51を支持している。
As shown in FIG. 1, the thermal spray booth 40 is installed such that the axial direction of the thermal spray booth 60 is horizontal with respect to the lower side in the gravity direction.
As shown in FIG. 3, the thermal spray booth 40 is cylindrical and has an inclined portion 45, an inlet portion 42, and an outlet portion 43. The thermal spray booth 40 has an insertion hole 41 into which the thermal spray gun 10 is inserted on the side surface, and supports a plate-like stage 51 joined to the inner side surface 48.

傾斜部45は、溶射ガン10に対向する内側面48が斜面で、入口部42から出口部43に向かって、重力方向下方に傾斜するように形成されている。傾斜部45により、また入口部42から出口部43に沿って径及び径内の面積が拡大する。傾斜部45は、内側面48の一部が斜面または階段状であってもよい。   The inclined portion 45 is formed so that the inner side surface 48 facing the thermal spray gun 10 is an inclined surface and is inclined downward from the inlet portion 42 toward the outlet portion 43 in the direction of gravity. Due to the inclined portion 45, the diameter and the area within the diameter increase from the inlet portion 42 to the outlet portion 43. The inclined portion 45 may have a part of the inner side surface 48 that is inclined or stepped.

入口部42及び出口部43は、溶射ブース40の軸方向と平行の軸を含み、対向している。
入口部42の径を入口径D1とし、出口部43の径を出口径D2とする。出口径D2が、入口径D1より大きい、すなわち、D1<D2 の関係となるように形成されている。また、入口部42の径内の面積をS1とし、出口部43の径内の面積をS2とする。出口径D2が、入口径D1より大きいので、出口部面積S2は、入口部面積S1よりも大きくなるように形成されている。
The inlet portion 42 and the outlet portion 43 include an axis parallel to the axial direction of the thermal spray booth 40 and face each other.
Let the diameter of the inlet part 42 be the inlet diameter D1, and let the diameter of the outlet part 43 be the outlet diameter D2. The outlet diameter D2 is formed to be larger than the inlet diameter D1, that is, D1 <D2. Further, the area within the diameter of the inlet portion 42 is S1, and the area within the diameter of the outlet portion 43 is S2. Since the outlet diameter D2 is larger than the inlet diameter D1, the outlet portion area S2 is formed to be larger than the inlet portion area S1.

さらに、溶射ブース40外で重力方向下方に位置し、溶射ブース40の軸方向と平行する仮想線Iから入口部42までの高さをH1とし、仮想線Iから出口部43までの高さをH2とする。高さH1が、高さH2より大きい、すなわち、H1>H2 の関係となるように形成されている。   Further, the height from the imaginary line I to the inlet portion 42 that is located below the thermal spray booth 40 and is parallel to the axial direction of the thermal spray booth 40 is H1, and the height from the imaginary line I to the outlet portion 43 is the height. Let H2. The height H1 is formed to be greater than the height H2, that is, a relationship of H1> H2.

傾斜部45と出口部43の垂線Pとのなす角度をθとし、角度θは、0<θ<90 の関係となるように形成される。角度θは任意に設定される。溶射ブース40内の空気の流速V及び溶射ブースの径によって最適に調整される。   The angle formed by the inclined portion 45 and the perpendicular P of the outlet portion 43 is θ, and the angle θ is formed so that 0 <θ <90. The angle θ is arbitrarily set. It is optimally adjusted by the flow velocity V of the air in the spraying booth 40 and the diameter of the spraying booth.

排気ダクト44は、筒状で溶射ブース40の出口部43とL字に連結されている。また、排気ダクト44は、出口部43に対向する内壁49、重力方向下方に開口する排気部46及び出口部43から排気部46に沿うように湾曲する湾曲部47を含む。   The exhaust duct 44 has a cylindrical shape and is connected to the outlet 43 of the thermal spray booth 40 in an L shape. The exhaust duct 44 includes an inner wall 49 that faces the outlet portion 43, an exhaust portion 46 that opens downward in the direction of gravity, and a curved portion 47 that curves from the outlet portion 43 along the exhaust portion 46.

入口部42からノズル口中心Oまでの距離L1とし、内壁49からノズル口中心Oまでの距離をL2とする。距離L2は、距離L1よりも小さい、すなわち、L1<L2 となるように、溶射ブース40及び排気ダクト44が形成されている。   The distance L1 from the inlet 42 to the nozzle port center O is L1, and the distance from the inner wall 49 to the nozzle port center O is L2. The thermal spray booth 40 and the exhaust duct 44 are formed so that the distance L2 is smaller than the distance L1, that is, L1 <L2.

フィーダ31は、溶射ブース40外に設置され、材料ポート12に接続され、粉体材料11を材料ポート12に供給する。また、フィーダ31は、図示しないディスク盤に入る粉体材料11をすり切りして払い出して、粉体材料11を供給する。   The feeder 31 is installed outside the spraying booth 40, connected to the material port 12, and supplies the powder material 11 to the material port 12. Further, the feeder 31 cuts and delivers the powder material 11 entering a disk board (not shown) and supplies the powder material 11.

電源装置32は、高電力ケーブルで電極24に接続され、作動ガスをプラズマに可能な電力を電極24へ供給する。
作動ガス供給装置33は、溶射ガン10の作動ガス受入口22に接続され、作動ガスを供給する。作動ガスは、例えば、アルゴン、ヘリウム、水素、窒素である。
冷却装置34は、溶射ガン10に冷却水を供給する。供給された冷却水は循環し、循環される冷却水により、溶射ガン10は冷却される。
The power supply device 32 is connected to the electrode 24 with a high-power cable, and supplies the electrode 24 with power capable of converting the working gas into plasma.
The working gas supply device 33 is connected to the working gas inlet 22 of the thermal spray gun 10 and supplies the working gas. The working gas is, for example, argon, helium, hydrogen, or nitrogen.
The cooling device 34 supplies cooling water to the thermal spray gun 10. The supplied cooling water circulates, and the spray gun 10 is cooled by the circulating cooling water.

コンプレッサ35は、配管で溶射ブース40の入口部42に接続され、気体として空気を用いる。コンプレッサ35は、入口部42から出口部43へ空気を送風する。
集塵機36は、配管で排気部46に接続され、排気部46から溶射ブース40内の空気を吸引し、成膜に寄与しなかった粉体材料11である粉塵23を回収する。粉塵23は、プラズマで溶融されなかった、または、プラズマで溶融された粉体材料11が冷却されて再凝固した粉体材料11である。
The compressor 35 is connected to the inlet 42 of the thermal spray booth 40 by piping and uses air as a gas. The compressor 35 blows air from the inlet 42 to the outlet 43.
The dust collector 36 is connected to an exhaust unit 46 by piping, sucks air in the thermal spray booth 40 from the exhaust unit 46, and collects the dust 23 that is the powder material 11 that has not contributed to the film formation. The dust 23 is the powder material 11 that has not been melted by plasma or has been solidified by cooling the powder material 11 melted by plasma.

コンプレッサ35と集塵機36とにより、入口部42から出口部43へ向かって流れる空気の流れである気流が形成される。
気流は、溶射フレーム15を横切って通過可能なように、溶射ブース40内の空気の流速及び溶射ブースの径が設定されている。また気流は、入口部42から出口部43までの溶射ブース40内の空気を希釈する。
The compressor 35 and the dust collector 36 form an air flow that is a flow of air that flows from the inlet portion 42 toward the outlet portion 43.
The air velocity in the spraying booth 40 and the diameter of the spraying booth are set so that the airflow can pass across the spraying frame 15. The air flow also dilutes the air in the thermal spray booth 40 from the inlet portion 42 to the outlet portion 43.

気流は、乱流であり、レイノルズ数Reが2300を超える、すなわち、Re>2300 の状態である。レイノルズ数Reは、例えば、以下の式(1)で表される。入口部42の流速V、入口部42の径をD、空気の動粘度νとする。
Re=(V×D)/ν ・・・(1)
The airflow is turbulent and the Reynolds number Re exceeds 2300, that is, Re> 2300. The Reynolds number Re is represented by the following formula (1), for example. The flow velocity V of the inlet portion 42, the diameter of the inlet portion 42 are D, and the air dynamic viscosity ν.
Re = (V × D) / ν (1)

流速V及び径Dは、溶射ブース40内の気体、温度もしくは圧力といった使用環境または溶射条件によって、乱流となるように、コンプレッサ35、集塵機36、溶射ブース40及び排気ダクト44で調整される。   The flow velocity V and the diameter D are adjusted by the compressor 35, the dust collector 36, the spraying booth 40, and the exhaust duct 44 so as to be turbulent depending on the use environment such as gas, temperature or pressure in the spraying booth 40 or spraying conditions.

気流が乱流であることで、溶射フレーム15を横切って通過可能である。乱流は、慣性力が大きい流れであるため、入口部42から出口部43へ向かう方向のまま突き進もうとする。したがって、流速が大きい溶射フレーム15によって、気流は速度が変更されず、通過することが可能である。   Since the airflow is turbulent, it can pass across the thermal spray frame 15. Since the turbulent flow is a flow having a large inertia force, the turbulent flow tries to push in the direction from the inlet portion 42 toward the outlet portion 43. Accordingly, the airflow can pass through the spray frame 15 having a high flow velocity without changing the speed.

溶射装置1の作動について説明する。
溶射ガン10の作動ガス受入口22に、作動ガス供給装置33から作動ガスが供給される。また、電源装置32が電極24に電力を供給し、電極24からノズル口21近傍に向かって電子が飛び出しアーク放電が発生する。
The operation of the thermal spraying apparatus 1 will be described.
The working gas is supplied from the working gas supply device 33 to the working gas inlet 22 of the spray gun 10. Further, the power supply device 32 supplies power to the electrode 24, and electrons are ejected from the electrode 24 toward the vicinity of the nozzle port 21 to generate arc discharge.

アーク放電により、作動ガスがイオン化し、プラズマになり、プラズマがノズル口21から噴出される。同時に、フィーダ31から供給された粉体材料11が材料ポート12を経由して供給される。噴射されるプラズマが供給された粉体材料11を溶融し、溶射フレーム15が形成される。   By the arc discharge, the working gas is ionized to become plasma, and the plasma is ejected from the nozzle port 21. At the same time, the powder material 11 supplied from the feeder 31 is supplied via the material port 12. The powder material 11 to which the plasma to be injected is supplied is melted to form a thermal spray frame 15.

溶射フレーム15がワーク50に吹き付けられ、溶射膜53が成膜される。溶射膜53が成膜されるとき、気流が溶射フレーム15を通過する。通過する気流が、出口部43を介して排気部46に粉塵23を運ぶ。運ばれた粉塵23を集塵機36が回収する。また、気流が入口部42から出口部43に向かって溶射ブース40内を通過し、溶射ブース40内の高温となる空気を希釈して、溶射ブース内を低温化させる。
(効果)
The thermal spray frame 15 is sprayed on the workpiece 50, and a thermal spray film 53 is formed. When the sprayed film 53 is formed, the airflow passes through the sprayed frame 15. The passing air stream carries the dust 23 to the exhaust part 46 via the outlet part 43. The dust collector 36 collects the carried dust 23. Further, the air flow passes through the thermal spray booth 40 from the inlet portion 42 toward the outlet portion 43 to dilute the high-temperature air in the thermal spray booth 40, thereby lowering the temperature of the thermal spray booth.
(effect)

本実施形態では、気流が溶射フレーム15を横切って通過可能であるため、熱源となる溶射ガン10の排気側まで気流が到達する。また、溶射ブース40内の距離L1が距離L2より小さいことで、気流が溶射ガン10の排気側まで到達しやすい。   In the present embodiment, since the airflow can pass across the thermal spraying frame 15, the airflow reaches the exhaust side of the thermal spray gun 10 serving as a heat source. Further, since the distance L1 in the spraying booth 40 is smaller than the distance L2, the airflow easily reaches the exhaust side of the spraying gun 10.

排気側まで気流が到達することで、溶射ブース40内の空気及び溶射ブースの壁面から吸熱する熱量は大きくなる。吸熱量が大きくなるため、溶射ブース40内は冷却されやすい。これにより、溶射ブース40内が高温になることを抑制することができる。したがって、溶射ブース40を小型にした場合においても、溶射装置の機器の耐熱温度を超え、溶射装置が壊れることを防止することができる。   When the airflow reaches the exhaust side, the amount of heat absorbed from the air in the spray booth 40 and the wall surface of the spray booth increases. Since the amount of heat absorption increases, the inside of the spraying booth 40 is easily cooled. Thereby, it can suppress that the inside of the thermal spray booth 40 becomes high temperature. Therefore, even when the thermal spray booth 40 is downsized, it is possible to prevent the thermal spraying apparatus from being broken by exceeding the heat resistance temperature of the thermal spraying apparatus.

プラズマを用いる溶射は、他の溶射の中でも溶射フレームが高温であるため、輻射により溶射ブース40内が高温になりやすい。したがって、プラズマを用いる溶射において、溶射ブース内の高温を抑制する効果が特に発揮される。   In the thermal spraying using plasma, since the thermal spray frame is hot among other thermal sprays, the inside of the thermal spray booth 40 is likely to become hot due to radiation. Therefore, in the thermal spraying using plasma, the effect of suppressing the high temperature in the thermal spray booth is particularly exhibited.

溶射ブース40が傾斜部45を有することで、内側面48に粉塵23が堆積するよりも前に、重力により内側面48に落下する粉塵23が排気部46に流動しやすくなる。これにより、落下する粉塵23が排気部46に流動することで、内側面48に粉塵23の堆積することが防止される。また、排気ダクト44の排気部46が重力方向下方に開口されているので、粉塵23が重力により、集塵機36に流れやすくなり、集塵機36の回収効率が向上する。   Since the thermal spray booth 40 has the inclined portion 45, the dust 23 falling on the inner side surface 48 due to gravity tends to flow to the exhaust portion 46 before the dust 23 accumulates on the inner side surface 48. As a result, the falling dust 23 flows to the exhaust part 46, thereby preventing the dust 23 from accumulating on the inner surface 48. Moreover, since the exhaust part 46 of the exhaust duct 44 is opened downward in the direction of gravity, the dust 23 can easily flow to the dust collector 36 due to gravity, and the collection efficiency of the dust collector 36 is improved.

溶射ブース40の入口部42から出口部43に沿って溶射ブース40の径及び面積が拡大されているので、溶射ブース内で渦が発生しやすくなる。発生する渦が溶射ブース内で堆積する粉塵23を巻き上げ、粉塵23が排気部46に到達しやすくなる。これにより、集塵機36の回収効率が向上する。   Since the diameter and area of the thermal spray booth 40 are expanded from the inlet portion 42 to the outlet portion 43 of the thermal spray booth 40, vortices are likely to be generated in the thermal spray booth. The generated vortex winds up the dust 23 accumulated in the spraying booth, and the dust 23 easily reaches the exhaust part 46. Thereby, the collection | recovery efficiency of the dust collector 36 improves.

(第2実施形態)
図4を参照して、第2実施形態による溶射装置2の構成を説明する。第2実施形態は、排気ダクト44を有しない点を除き、第1実施形態と同様である。集塵機36が出口部43に接続され、溶射ブースの形状が異なる。それ以外は共通である。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 4, the structure of the thermal spraying apparatus 2 by 2nd Embodiment is demonstrated. The second embodiment is the same as the first embodiment except that the exhaust duct 44 is not provided. A dust collector 36 is connected to the outlet 43, and the shape of the spraying booth is different. The rest is common.

図4に示すように、溶射ブース60は、重力方向下方に対して、溶射ブース60の軸方向が水平に設置され、円筒状である。また、溶射ブース60は軸方向の長さが一様となるように形成されている。   As shown in FIG. 4, the thermal spray booth 60 is cylindrical with the axial direction of the thermal spray booth 60 being set horizontally with respect to the lower side in the direction of gravity. The thermal spray booth 60 is formed so that the axial length is uniform.

入口部42からノズル口中心Oまでの距離をL1とし、出口部43からノズル口中心Oまでの距離をL3とする。さらに、溶射ブース40は、距離L1が距離L3よりも小さい、すなわち、L1<L3 となるように形成されている。
(効果)
The distance from the inlet portion 42 to the nozzle port center O is L1, and the distance from the outlet portion 43 to the nozzle port center O is L3. Further, the thermal spray booth 40 is formed such that the distance L1 is smaller than the distance L3, that is, L1 <L3.
(effect)

第2実施形態においても、気流が溶射フレーム15を通過可能であるため、熱源となる溶射ガン10の排気側まで気流が到達する。また、溶射ブース40内の距離L1が距離L3より小さいことで、気流が溶射ガン10の排気側まで到達しやすく、本実施形態と同様の効果を奏する。   Also in the second embodiment, since the airflow can pass through the thermal spray frame 15, the airflow reaches the exhaust side of the thermal spray gun 10 serving as a heat source. In addition, since the distance L1 in the thermal spray booth 40 is smaller than the distance L3, the airflow can easily reach the exhaust side of the thermal spray gun 10, and the same effect as in the present embodiment can be achieved.

(その他実施形態)
(ア)溶射ガン10は、溶射フレーム15を高速フレーム溶射(所謂、HVOF溶射)、ガスフレーム溶射、アーク溶射、爆発溶射により形成されてもよい。本実施形態と同様の効果を奏する。
(Other embodiments)
(A) The thermal spray gun 10 may be formed by subjecting the thermal spray frame 15 to high speed flame spraying (so-called HVOF thermal spraying), gas flame thermal spraying, arc thermal spraying, or explosive thermal spraying. The same effect as this embodiment is produced.

(イ)溶射ブース40及び排気ダクト44の形状は、円筒状に限らない。多角形状の筒にしてもよい。また、溶射ブース40が小型に限らず、大型の溶射ブースに対して、気流が溶射フレーム15を横切って通過可能となるように、気体の流速V及び径Dを設定してもよい。溶射ブース40の形状や大きさを問わず、本実施形態と同様の溶射ブースが高温となることを抑制する効果を奏する。
(ウ)コンプレッサ35が送風する気体は、空気に限らず、乾燥空気または窒素を用いてもよい。本実施形態と同様の効果を奏する。
(A) The shapes of the thermal spray booth 40 and the exhaust duct 44 are not limited to a cylindrical shape. A polygonal cylinder may be used. In addition, the thermal spray booth 40 is not limited to a small size, and the gas flow velocity V and the diameter D may be set so that an air flow can pass across the thermal spray frame 15 with respect to a large thermal spray booth. Regardless of the shape and size of the thermal spray booth 40, the thermal spray booth similar to that of the present embodiment has an effect of suppressing a high temperature.
(C) The gas blown by the compressor 35 is not limited to air, and dry air or nitrogen may be used. The same effect as this embodiment is produced.

(エ)図5に示すように、溶射ブース61は、溶射ブース61の軸方向が重力方向下方と同一方向としてもよい。また、プラズマ溶射ガン10が水平に設置され、溶射膜53が成膜されてもよい。本実施形態と同様の効果を奏する。
(オ)図6に示すように、溶射ブース62は、傾斜部45が溶射ブース62内部で形成されてもよい。本実施形態と同様の効果を奏する。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
(D) As shown in FIG. 5, the thermal spray booth 61 may have the axial direction of the thermal spray booth 61 in the same direction as the lower part of the gravity direction. Further, the plasma spray gun 10 may be installed horizontally and the sprayed film 53 may be formed. The same effect as this embodiment is produced.
(E) As shown in FIG. 6, the thermal spray booth 62 may have the inclined portion 45 formed inside the thermal spray booth 62. The same effect as this embodiment is produced.
As mentioned above, this invention is not limited to such embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

10 ・・・溶射ガン(プラズマ溶射ガン)、
11 ・・・粉体材料、
15 ・・・溶射フレーム、
21 ・・・ノズル口、
35 ・・・コンプレッサ、
36 ・・・集塵機、
40 ・・・溶射ブース、
41 ・・・挿入穴、
42 ・・・入口部、
43 ・・・出口部、
50 ・・・ワーク、
53 ・・・溶射膜。
10 ... Spray gun (plasma spray gun),
11 ... Powder material,
15 ... sprayed frame,
21 ... Nozzle opening,
35 ・ ・ ・ Compressor,
36 ・ ・ ・ Dust collector,
40 ... spraying booth,
41 ... insertion hole,
42 ・ ・ ・ Inlet part,
43 ... Exit part,
50 ・ ・ ・ Work,
53 ... Sprayed film.

Claims (7)

ワーク(50)に対向するノズル口(21)から粉体材料(11)を溶融させた溶射フレーム(15)を噴射し、前記溶射フレームを前記ワークに吹き付けて、溶射膜(53)を成膜する溶射ガン(10)と、
筒状で、前記ワークが内部に設置され、前記溶射ガンが挿入される挿入穴(41)を有する溶射ブース(40)と
前記溶射ブース内の入口部(42)へ気体を送風するコンプレッサ(35)と、
前記溶射ブース内の出口部(43)から前記気体を吸引し、排気中の粉塵(23)を回収する集塵機(36)と、
を備え、
前記溶射ブース内を前記入口部から前記出口部に向かって流れる気流が前記溶射フレームを横切って通過可能なように、前記気体の流速及び前記溶射ブースの径が設定されている溶射装置。
A thermal spray frame (15) in which the powder material (11) is melted is sprayed from a nozzle port (21) facing the work (50), and the thermal spray frame is sprayed onto the work to form a thermal spray film (53). A spray gun (10)
Compressor (35) which is cylindrical and has a workpiece installed therein, and has an insertion hole (41) into which the spray gun is inserted, and a gas blower to the inlet (42) in the spray booth )When,
A dust collector (36) for sucking the gas from an outlet (43) in the spraying booth and collecting dust (23) in the exhaust;
With
The thermal spraying apparatus in which the flow velocity of the gas and the diameter of the thermal spray booth are set so that the airflow flowing from the inlet to the outlet through the thermal spray booth can pass across the thermal spray frame.
前記溶射ブースは、水平に設置され、
重力方向と平行する前記出口部とL字に連結し、前記集塵機に接続される排気部(46)と前記出口部に対向する内壁(49)とを有する排気ダクト(44)をさらに備え、
前記排気部は、重力方向下方に向けて開口する請求項1に記載の溶射装置。
The thermal spray booth is installed horizontally,
An exhaust duct (44) connected to the outlet portion parallel to the direction of gravity and L-shaped and having an exhaust portion (46) connected to the dust collector and an inner wall (49) facing the outlet portion;
The thermal spraying device according to claim 1, wherein the exhaust portion is opened downward in a gravitational direction.
前記溶射ブース及び前記排気ダクトは、前記入口部から前記ノズル口の径方向の中心であるノズル口中心(O)までの距離(L1)が、前記内壁から前記ノズル口中心までの距離(L2)よりも小さくなるように形成されている請求項2に記載の溶射装置。   In the thermal spray booth and the exhaust duct, the distance (L1) from the inlet portion to the nozzle port center (O), which is the center in the radial direction of the nozzle port, is the distance (L2) from the inner wall to the nozzle port center. The thermal spraying device according to claim 2, wherein the thermal spraying device is formed so as to be smaller. 前記溶射ブースは、前記出口部の面積(S2)が前記入口部の面積(S1)よりも大きくなるように形成されている請求項3に記載の溶射装置。   The thermal spraying device according to claim 3, wherein the thermal spray booth is formed such that an area (S2) of the outlet portion is larger than an area (S1) of the inlet portion. 前記溶射ブースは、前記溶射ガンに対向し、前記入口部から前記出口部に向かって、重力方向下方に傾斜する傾斜部(45)を有する請求項4に記載の溶射装置。   The thermal spraying device according to claim 4, wherein the thermal spray booth has an inclined portion (45) facing the thermal spray gun and inclined downward in the direction of gravity from the inlet portion toward the outlet portion. 前記溶射ブースは、前記入口部から前記ノズル口中心(O)までの距離が、前記出口部から前記ノズル口中心までの距離(L3)よりも小さくなるように形成されている請求項1に記載の溶射装置。   The said thermal spray booth is formed so that the distance from the said inlet part to the said nozzle mouth center (O) may become smaller than the distance (L3) from the said outlet part to the said nozzle mouth center. Spraying equipment. 前記溶射ガンは、アーク放電によりプラズマを発生させ、前記プラズマにより前記粉体材料を溶融させた前記溶射フレームを噴射する請求項1〜6に記載の溶射装置。   The thermal spraying device according to claim 1, wherein the thermal spray gun generates plasma by arc discharge and sprays the thermal spray frame in which the powder material is melted by the plasma.
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