JP2955064B2 - Plasma spraying equipment and spraying equipment for repairing linings in industrial kilns - Google Patents

Plasma spraying equipment and spraying equipment for repairing linings in industrial kilns

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JP2955064B2
JP2955064B2 JP3141253A JP14125391A JP2955064B2 JP 2955064 B2 JP2955064 B2 JP 2955064B2 JP 3141253 A JP3141253 A JP 3141253A JP 14125391 A JP14125391 A JP 14125391A JP 2955064 B2 JP2955064 B2 JP 2955064B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、プラズマ溶射装置に関
し、特に直流電力を多相交流電力に変換する電源装置を
備え、大型のプラズマジェットを発生することのできる
プラズマ溶射装置及び工業窯炉内張り補修用溶射機に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma spraying apparatus, and more particularly to a plasma spraying apparatus having a power supply device for converting DC power into multi-phase AC power and capable of generating a large-sized plasma jet, and an industrial furnace furnace lining. It relates to a repair spraying machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のプラズマ溶射装置は、単一極の
+,−直流でプラズマを発生させて溶射を行っていたの
で、大量大型な溶射ができず、また強力な溶射を可能と
するためにプラズマの温度と速度を上げるのに腐心して
いたが、これがなかなか困難であり一部の小型の溶射作
業にしか利用されていないものであった。またプラズマ
の中心に溶射材料が入りにくくプラズマの中心から外れ
ると充分溶けないまま被溶射体にたたきつけられて不良
溶射を生ずることとなった。また最近ガスを燃焼させて
爆発的なジェット炎を発生させ、これにより溶射ができ
るようにしたものがあるが、2700℃以上の温度を得
ることは困難でおのずから限界があった。
2. Description of the Related Art In a conventional plasma spraying apparatus, plasma is generated by generating plasma with a single pole of + or-direct current, so that large-scale large-scale spraying cannot be performed and powerful spraying can be performed. However, it was difficult to raise the temperature and speed of the plasma, but this was very difficult and was used only for some small spraying operations. Further, when the thermal spray material hardly enters the center of the plasma and deviates from the center of the plasma, the material does not melt sufficiently and is hit against the object to be sprayed, resulting in poor thermal spraying. In recent years, there has been an apparatus in which gas is burned to generate an explosive jet flame, thereby making it possible to perform thermal spraying. However, it has been difficult to obtain a temperature of 2700 ° C. or more, and there is naturally a limit.

【0003】さらに最近、大気汚染や酸性雨等により金
属製品の腐食現象が急増し、このため鉄骨その他の防錆
を行うため大型の大面積の溶射の出現が望まれていた。
マルチアークは従来のアーク溶射装置を越えて公害的産
業廃棄物の処理再生に卓効をあらわしているが、この原
理をプラズマ溶射に応用するようにすれば、安定、大型
でしかも従来の狭い領域の局所的な溶射を越えた多様な
溶射を可能にすることができる。
[0003] More recently, corrosion phenomena of metal products have rapidly increased due to air pollution, acid rain, and the like. For this reason, the appearance of large-sized large-area thermal spraying for preventing rusting of steel frames and the like has been desired.
Multi-arc technology has proven to be effective in treating and regenerating polluting industrial waste beyond conventional arc spraying equipment, but if this principle is applied to plasma spraying, it can be stable, large, and narrow in conventional narrow areas. And various types of thermal spraying beyond the local thermal spraying.

【0004】以下、従来のプラズマ溶射装置の具体例と
して工業窯炉内張り補修用の溶射機について簡単に説明
する。従来の工業窯炉は耐火レンガ421の内面に耐火
物をしきつめるための溶射として、図11(a) に示すよ
うに、溶射ガン423,あるいはプロパンガスバーナ
ー,重油バーナー等によりSiO2 ,Al2 3 ,Ca
O等の混合物424を該耐火レンガ421の内面に溶射
し、ライニング膜422を形成していた。そしてこの炉
を図11(b) に示すように、実際に金属425の溶解等
に使用したあとは、次回の使用のために再び耐火レンガ
421の内面に耐火物の溶射を行ってライニング膜42
2を形成し、補修を行っていた。
A thermal spraying machine for repairing the lining of an industrial kiln will be briefly described below as a specific example of a conventional plasma spraying apparatus. As thermal spraying for the conventional industrial kilns laying the refractories on the inner surface of the refractory brick 421, FIG. 11 as shown in (a), SiO 2 spray gun 423 or propane gas burner, by heavy oil burner or the like, Al 2 O 3 , Ca
A mixture 424 such as O was sprayed on the inner surface of the refractory brick 421 to form a lining film 422. Then, as shown in FIG. 11 (b), after the furnace was actually used for melting the metal 425, the inner surface of the refractory brick 421 was again sprayed with a refractory material for the next use, so that the lining film 42 was used.
No. 2 was formed and repaired.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した溶
射装置の電源としては、通常単相交流が使用される。こ
の単相交流を得るため3相交流を単相交流に変換する装
置としては、スコット配線や3相低周波方式,インバー
ター方式等が知られているが、これらの場合大電流にな
ればなるほど3相不平衡が生じるという問題があり、ま
た電力効率が悪いという問題があった。
However, a single-phase alternating current is usually used as a power source for the above-mentioned thermal spraying apparatus. As a device for converting a three-phase alternating current into a single-phase alternating current in order to obtain this single-phase alternating current, a Scott wiring, a three-phase low frequency system, an inverter system, and the like are known. There is a problem that phase imbalance occurs, and there is a problem that power efficiency is poor.

【0006】すなわち、上述のスコット配線等は、回路
構成が複雑で電源装置としては装置全体が大型になり、
また3相の中の1相に2倍の過大電流が流れる等、安定
した電流を取り出し難く、特に電源装置としての信頼性
に問題があった。
That is, the above-mentioned Scott wiring or the like has a complicated circuit configuration, and as a power supply device, the entire device becomes large.
In addition, it is difficult to take out a stable current, for example, an excessively large current flows twice in one of the three phases, and there is a problem particularly in reliability of the power supply device.

【0007】さらに最近採用されているインバーター方
式は、交流を整流した後、周波数を照明関係では1万以
上、溶接や溶射関係では数百サイクル〜1200サイク
ルに上げ、これをトランスに入力し、その出力を再び整
流する方式であり、これはトランスを小型軽量にできる
が、甚だ高価であり効率も悪くまた故障も多いものであ
った。そこで小型軽量で効率のよい電源装置が要求され
ていた。
[0007] Further, an inverter system which has been recently adopted, after rectifying an alternating current, raises the frequency to 10,000 or more for lighting and several hundred to 1200 cycles for welding and spraying, and inputs this to a transformer. This is a method of rectifying the output again, which can reduce the size and weight of the transformer, but is extremely expensive, inefficient, and has many failures. Therefore, a compact, lightweight and efficient power supply device has been demanded.

【0008】また、従来の工業窯炉内張り補修用溶射機
は上述のような構成となっており、最近は溶射ガンによ
る補修効率を高めるためライニング材を易溶性にするこ
とが行われているが、これによって耐火性が劣化するた
めに高温での金属の溶融を行う実際の使用には支障があ
り、また溶融金属を不純にする等の問題があった。例え
ば、最近は形状記憶合金,超伝導材料等の高級材質の金
属が開発されているが、これらの高級材質、例えばT
i,Nb等の金属を溶融するにはCaOが好ましいが、
このCaOをライニングに使おうとしても、今までの方
法ではこれを焼きしめすることはできなかった。即ち、
CaOをライニングしてもCaOは昇華してしまう、即
ち湿気を吸ってぼろぼろになってしまうものであり、こ
のように、耐昇華性に劣るためライニングが困難である
という問題があった。
Further, the conventional thermal spraying machine for repairing the lining of an industrial kiln has the structure as described above. Recently, the lining material has been made easily soluble in order to enhance the repairing efficiency by a thermal spray gun. However, this deteriorates the fire resistance, which hinders the actual use of melting the metal at a high temperature, and also causes problems such as making the molten metal impure. For example, recently, high-grade metals such as shape memory alloys and superconducting materials have been developed.
CaO is preferable for melting metals such as i and Nb,
Even if this CaO is used for lining, it cannot be baked by the conventional method. That is,
Even if CaO is lined, CaO is sublimated, that is, it becomes ragged by absorbing moisture. Thus, there is a problem that lining is difficult due to poor sublimation resistance.

【0009】この発明は上記のような点に鑑みてなされ
たもので、従来の狭い領域の溶射を越えた大面積にわた
る安定な溶射や多様な溶射が可能であり、しかも全く新
規な小型,軽量で効率のよい、直流電力を多相交流電力
に変換する電源装置を備え、バッテリー等の直流電源を
用いて溶射を効率よく行うことができるプラズマ溶射装
置を得ることを目的としている。
The present invention has been made in view of the above points, and enables stable thermal spraying over a large area beyond conventional narrow area thermal spraying and various thermal spraying, and is a completely new compact and lightweight. It is an object of the present invention to provide a plasma spraying apparatus that includes a power supply device that efficiently converts DC power into polyphase AC power and that can perform spraying efficiently using a DC power supply such as a battery.

【0010】またこの発明は、溶射作業を非常に容易,
確実に行うことができ、さらに全く新規な小型,軽量で
効率のよい、直流電力を多相交流電力に変換する電源装
置を備え、バッテリー等の直流電源を用いて耐火物の溶
射を効率よく行うことができる工業窯炉内張り補修用溶
射機を得ることを目的とする。
Further, the present invention makes the spraying operation very easy,
Equipped with a power supply device that converts DC power into multi-phase AC power, which is completely new, compact, lightweight and efficient, and performs efficient spraying of refractories using a DC power source such as a battery. An object of the present invention is to obtain a thermal spraying machine for repairing an industrial kiln lining.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明に係るプラズマ溶
射装置は、直流電源の正及び負電圧に接続された正側及
び負側接点を有し、正側及び負側接点の開閉、あるいは
正側,負側接点間での切換が可能なスイッチ回路と,該
スイッチ回路に接続されリアクタンス成分を有するリア
クタンス回路とからなり,直流を交流に変換する複数の
変換部と、上記直流電源の正及び負電圧の中間電位に接
続されたニュートラル端子と、上記スイッチ回路の開閉
あるいは切換動作を所定の時間差でもって順次切り換え
制御する制御回路とを有し、上記変換部の出力端子とニ
ュートラル端子との間に多相交流を出力する電源装置を
具備するとともに、該ニュートラル端子に接続されたニ
ュートラル電極を有し、かつ該ニュートラル電極の周囲
に相互間でマルチアークを発生する、上記多相交流の相
数に対応する多数の電極を同一円周上に均等に配置して
なるマルチアーク電極群を1段または複数段有し、上記
複数の電極の各々を対応する相の変換部の出力端子に接
続したプラズマ溶射部とを具備したものである。
SUMMARY OF THE INVENTION A plasma spraying apparatus according to the present invention has positive and negative contacts connected to positive and negative voltages of a DC power supply, and opens and closes the positive and negative contacts. A switch circuit that can switch between the positive and negative contacts; a reactance circuit that is connected to the switch circuit and has a reactance component; A neutral terminal connected to an intermediate potential of a negative voltage, and a control circuit for sequentially controlling opening and closing or switching operation of the switch circuit with a predetermined time difference between the neutral terminal and the output terminal of the conversion unit. A power supply device for outputting a multi-phase alternating current, a neutral electrode connected to the neutral terminal, and a multi-terminal around the neutral electrode. A multi-arc electrode group in which a large number of electrodes corresponding to the number of phases of the multi-phase alternating current that generate arcs are uniformly arranged on the same circumference in one or more stages, and each of the plurality of electrodes And a plasma spraying part connected to the output terminal of the corresponding phase converter.

【0012】この発明に係るプラズマ溶射装置は、上記
電源装置において、複数の変換部として第1〜第3の変
換部を設けるとともに、上記制御回路を、スイッチ回路
の一回の切換によって得られる出力波形の一周期の1/
3の位相差でもって各スイッチ回路を切換制御するよう
構成し、上記プラズマ溶射部において、3電極または6
電極からなるマルチアーク電極群を上下方向に複数段配
置し、各段のアーク電極の配置を上下の電極間でもアー
クを発生するようその上側あるいは下側の電極群のアー
ク電極の配置に対して少しずつずらしたものである。
[0012] In the plasma spraying apparatus according to the present invention, in the power supply device, first to third converters are provided as a plurality of converters, and the control circuit is configured to output the output obtained by one switching of the switch circuit. 1 / per cycle of waveform
Each switch circuit is controlled to be switched by a phase difference of 3. In the plasma spraying section, three electrodes or 6
A multi-arc electrode group consisting of electrodes is arranged in a plurality of stages in the vertical direction, and the arrangement of the arc electrodes in each stage is adjusted with respect to the arrangement of the arc electrodes in the upper or lower electrode group so as to generate an arc even between the upper and lower electrodes. It is shifted little by little.

【0013】この発明に係るプラズマ溶射装置は、上記
電源装置において、リアクタンス回路を、リアクタンス
制御信号に基づいてそのリアクタンス成分が変化するよ
う構成するとともに、制御回路を、タイミング制御信号
に基づいて上記スイッチ回路での正側及び負側接点の開
閉動作、及び正側,負側接点間での切換動作のタイミン
グが変化するよう構成し、上記リアクタンス制御信号及
びタイミング制御信号の一方あるいはその両方により、
電源装置の出力波形の形状及び交流出力の周波数の一
方、あるいはこれらの両方を経時的に可変としたもので
ある。
[0013] In the plasma spraying apparatus according to the present invention, in the power supply device, the reactance circuit is configured to change its reactance component based on a reactance control signal, and the control circuit is configured to switch the switch based on a timing control signal. The switching operation of the positive and negative contacts in the circuit and the timing of the switching operation between the positive and negative contacts are configured to be changed, and one or both of the reactance control signal and the timing control signal are used.
One or both of the shape of the output waveform of the power supply device and the frequency of the AC output are made variable with time.

【0014】この発明にかかる工業窯炉内張り補修用溶
射機は、直流電源の正及び負電圧に接続された正側及び
負側接点を有し、正側及び負側接点の開閉,あるいは正
側,負側接点間での切換が可能なスイッチ回路と、リア
クタンス成分を有し該スイッチ回路に接続されたリアク
タンス回路とからなり、直流を交流に変換する複数の変
換部と、上記直流電源の正及び負電圧の中間電位に接続
されたニュートラル端子と、上記スイッチ回路の開閉あ
るいは切換動作を所定の時間差でもって順次切り換え制
御する制御回路とを有し、ニュートラル端子と各変換部
の出力端子との間に多相交流を出力する電源装置を具備
するとともに、上記電源装置の各相電圧を複数の電極の
各々に印加して各電極間に複数のアークを発生させると
ともに、非移行性プラズマアークを電極先端部より噴出
させる多相多電極マルチアーク発生装置と、内張りライ
ニングする材料を、上記非移行性プラズマアーク中に供
給する手段とを備え、内張りライニングする材料を非移
行性プラズマアークにより加熱融解して耐火物に照射し
溶射を行うようにしたものである。
The spraying machine for repairing the lining of an industrial kiln according to the present invention has positive and negative contacts connected to the positive and negative voltages of a DC power supply, and opens and closes the positive and negative contacts or the positive side. , A switch circuit capable of switching between the negative side contacts, a reactance circuit having a reactance component and connected to the switch circuit, and a plurality of conversion units for converting DC to AC; A neutral terminal connected to the intermediate potential of the negative voltage, and a control circuit for sequentially controlling the opening and closing or switching operation of the switch circuit with a predetermined time difference, wherein the neutral terminal is connected to the output terminal of each converter. A power supply device for outputting a multi-phase alternating current between the electrodes, and applying each phase voltage of the power supply device to each of a plurality of electrodes to generate a plurality of arcs between the electrodes; A multi-phase, multi-electrode multi-arc generator for ejecting a plasma arc from the electrode tip, and a means for supplying a material for lining to the non-transitional plasma arc, wherein the material for lining is produced by the non-transitional plasma arc The material is heated and melted and irradiated to a refractory to perform thermal spraying.

【0015】[0015]

【作用】この発明においては、直流電源の正又は負電圧
を断続的に、あるいは正,負電圧を切り換えて出力可能
なスイッチ回路及び該スイッチ回路に接続されたリアク
タンス回路からなる変換部と、上記スイッチ回路の制御
回路とを備え、多相交流を出力する電源装置を用いたか
ら、バッテリー等の直流電源を用いることができ、3相
不平衡やフリッカ現象を回避することができる。しか
も、電源装置においてトランスが不要となるため、装置
全体の小型,軽量化を図ることができる。
According to the present invention, there is provided a conversion circuit comprising a switch circuit capable of outputting a positive or negative voltage of a DC power supply intermittently or by switching between a positive and negative voltage, and a reactance circuit connected to the switch circuit. Since a power supply device including a switch circuit control circuit and outputting a multi-phase alternating current is used, a DC power source such as a battery can be used, and three-phase imbalance and a flicker phenomenon can be avoided. In addition, since a transformer is not required in the power supply device, the entire device can be reduced in size and weight.

【0016】また、電源装置においてスイッチ回路での
開閉あるいは切り換えタイミングや、リアクタンス回路
のリアクタンス成分を変更することにより、溶射材料の
材質に合わせて波形や周波数の異なる種々の多相交流出
力を得ることができる。
In the power supply device, by changing the opening / closing or switching timing of the switch circuit and the reactance component of the reactance circuit, it is possible to obtain various polyphase AC outputs having different waveforms and frequencies in accordance with the material of the spray material. Can be.

【0017】また、プラズマ溶射にマルチアークの多電
極、例えば3電極又は6電極を用いた構成としたので、
大型のプラズマジェットを得ることができる。
Also, since a multi-arc multi-electrode, for example, three or six electrodes is used for plasma spraying,
A large plasma jet can be obtained.

【0018】さらに、プラズマ溶射にマルチアークを利
用し、3電極または6電極からなるマルチアーク電極群
を複数段配置し、各段のアーク電極の配置を上下の電極
間でもアークを発生するようその上側あるいは下側の電
極群のアーク電極の配置に対して少しずつずらすように
したので、強力な回転磁界によるプラズマの回転噴流が
発生することとなり、強力なプラズマ溶射を行うことが
できる。
Further, a multi-arc is used for plasma spraying, a multi-arc electrode group consisting of three or six electrodes is arranged in a plurality of stages, and the arrangement of the arc electrodes in each stage is changed so that an arc is generated between the upper and lower electrodes. Since the arrangement of the arc electrodes of the upper or lower electrode group is slightly shifted, a rotating jet of plasma is generated by a strong rotating magnetic field, and strong plasma spraying can be performed.

【0019】またこの発明おいては、工業窯炉内張り補
修用溶射機において、上記構成の電源装置を用い、該電
源装置の各相電圧を複数の電極の各々に印加して各電極
間に複数のアークを発生させて非移行性プラズマアーク
を電極先端部より噴出させ、内張りライニングする材料
を、上記非移行性プラズマアーク中に供給して内張りラ
イニングする材料を非移行性プラズマアークにより加熱
融解して耐火物に照射し溶射を行うようにしたので、バ
ッテリー等の直流電源を用いることができ、3相不平衡
やフリッカ現象の回避や装置全体の小型,軽量化を図る
ことができるとともに、溶射作業を非常に容易,確実に
行うことができる。
According to the present invention, in the thermal spraying machine for repairing the lining of an industrial kiln, the power supply device having the above-described configuration is used, and each phase voltage of the power supply device is applied to each of the plurality of electrodes, so that a plurality of electrodes are provided between the electrodes. A non-transferring plasma arc is ejected from the electrode tip by generating an arc, and the lining material is supplied into the non-transferring plasma arc, and the lining material is heated and melted by the non-transferring plasma arc. Since the thermal spraying is performed by irradiating the refractory material, a DC power source such as a battery can be used, and it is possible to avoid three-phase imbalance and a flicker phenomenon, to reduce the size and weight of the entire apparatus, and to perform thermal spraying. Work can be performed very easily and reliably.

【0020】[0020]

【実施例】図1はこの発明の一実施例によるプラズマ溶
射装置の構成を示すブロック図である。図において、1
は直流電源、2a〜2cはそれぞれ直流電流を交流電流
に変換する第1〜第3の変換部で、それぞれスイッチ回
路21a〜21cと飽和リアクトル(リアクタンス回
路)22a〜22cとから構成されている。24a〜2
4c及び25a〜25cは上記各スイッチ回路21a〜
21cの正側及び負側接点で、それぞれ直流電源の正電
圧,負電圧に接続されている。6a〜6cは各変換部2
a〜2cの出力端子、7は上記直流電源1の正及び負電
圧の中間電位に接続されたニュートラル端子である。ま
た31はスイッチ回路の一回の切換によって得られる出
力波形の一周期T0 の1/3倍の位相差(1/3T0
でもって各スイッチ回路を切換制御する制御回路であ
る。また100は直流電源1,変換部2a〜2c及びス
イッチ制御回路31よりなり、上記ニュートラル端子7
と各出力端子6a〜6cとの間に3相交流を出力する電
源装置であり、300は該3相交流出力を受けてプラズ
マ溶射を行うプラズマ溶射部である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a plasma spraying apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, 1
Is a DC power supply, and 2a to 2c are first to third converters for converting a DC current into an AC current, respectively, and are composed of switch circuits 21a to 21c and saturation reactors (reactance circuits) 22a to 22c, respectively. 24a-2
4c and 25a to 25c are the switch circuits 21a to 21c, respectively.
The positive and negative contacts of 21c are connected to the positive and negative voltages of the DC power supply, respectively. 6a to 6c are conversion units 2
Output terminals a to 2c and 7 are neutral terminals connected to an intermediate potential between the positive and negative voltages of the DC power supply 1. Reference numeral 31 denotes a phase difference (1 / T 0 ) which is 1 / times one cycle T 0 of an output waveform obtained by one switching of the switch circuit.
This is a control circuit for switching control of each switch circuit. Reference numeral 100 denotes a DC power supply 1, converters 2a to 2c, and a switch control circuit 31.
And a power supply device for outputting a three-phase alternating current between the output terminals 6a to 6c, and a plasma spraying unit 300 for receiving the three-phase alternating current output and performing plasma spraying.

【0021】図2は上記プラズマ溶射部300の具体的
な構造を示し、図2(a) ,図2(b)はそれぞれ溶射部3
00のノズル部分300aの縦断面図及び横断面図であ
る。図において、301はノズル部分300aの中心に
配置されたニュートラル電極、302aはアルゴンガ
ス,窒素ガス,炭素ガス等を混合した作動ガス(第1ガ
ス)、314はニュートラル電極301を内蔵する先端
部が円錐形に近い円筒形状をしており、上記電極301
との間に空間Aを形成する第1筒体で、上記動作ガス3
02aが該筒体内部から該空間Aを通してその開口部3
14aに向けて供給されるようになっている。315は
この第1筒体315を内蔵する円錐形に近い円筒形状を
しており、上記筒体314との間に空間Bを形成する第
2筒体で、第2ガス302bが該筒体内部からこの空間
Bを通してその開口部315aに供給されるようになっ
ており、またこの空間Bには第1のマルチアーク電極群
304が配置されている。また316はこの第2筒体3
15を内蔵する円錐形に近い円筒形状をした第3筒体
で、これと上記筒体315との間の空間Cを通して内部
からその開口部316aに、例えば金属製の棒,ワイヤ
ー,セラミックの棒、あるいはこれらの合成体、または
粉状体等の第1溶射材317a並びに第3ガス302c
が供給されるようになっており、また上記空間Cには第
2のマルチアーク電極群305が配置されている。さら
に309は上記第3の筒体316を内蔵する円筒形状を
した第4筒体で、これは上記筒体316との間の空間D
を通して内部からその開口部309aに、例えばNi等
の第2溶射材317b並びに第4ガス302dが供給さ
れるようになっており、この空間Dには第3のマルチア
ーク電極群306が配置されている。なお上記第4ガス
302dは空気でも可である。320は上記ノズル部分
300aから被溶射体370に向けて噴出するプラズマ
ジェットであり、380は上記被溶射体370の表面に
形成された溶射皮膜である。
FIG. 2 shows a specific structure of the plasma spraying section 300, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) show the spraying section 3 respectively.
7A and 7B are a vertical sectional view and a horizontal sectional view of a nozzle portion 300a of No. 00, respectively. In the drawing, reference numeral 301 denotes a neutral electrode disposed at the center of the nozzle portion 300a, 302a denotes a working gas (first gas) obtained by mixing argon gas, nitrogen gas, carbon gas and the like, and 314 denotes a tip portion containing the neutral electrode 301. The electrode 301 has a cylindrical shape close to a conical shape.
And a first cylindrical body forming a space A between the working gas 3
02a passes through the space A from the inside of the cylindrical body to the opening 3
14a. Reference numeral 315 denotes a second cylindrical body which has a substantially conical cylindrical shape containing the first cylindrical body 315 and forms a space B between the cylindrical body 314 and the second gas 302b. The space is supplied to the opening 315a through the space B, and the first multi-arc electrode group 304 is arranged in the space B. 316 is the second cylinder 3
A third cylindrical body having a cylindrical shape close to a conical shape and containing therein a cylindrical rod 315. The third cylindrical body has a space C between the cylindrical body 315 and the cylindrical body 315. Or the first thermal spray material 317a and the third gas 302c such as a composite or a powder thereof.
Is supplied, and a second multi-arc electrode group 305 is arranged in the space C. Further, reference numeral 309 denotes a fourth cylindrical body having a cylindrical shape in which the third cylindrical body 316 is built, and this is a space D between the cylindrical body 316 and the fourth cylindrical body.
The second spraying material 317b such as Ni and the fourth gas 302d are supplied from the inside to the opening 309a through the inside, and the third multi-arc electrode group 306 is arranged in this space D. I have. Note that the fourth gas 302d may be air. Reference numeral 320 denotes a plasma jet ejected from the nozzle portion 300a toward the spray target 370, and 380 denotes a thermal spray coating formed on the surface of the spray target 370.

【0022】図3は上記プラズマ溶射装置のノズル部分
でのアーク電極の配置を示し、図において、4−1〜4
−6,5−1〜5−6,6−1〜6−6はそれぞれ上記
第1,第2,第3マルチアーク電極群304,305,
306を構成する第1〜第6のアーク電極で、これら各
群の6つのアーク電極は、その先端が同一円周上に位置
するよう配置されており、相互間でマルチアークを発生
するようになっている。ここで、各電極群の第1,第4
のアーク電極は上記電源装置100の3相交流出力のう
ちa相,つまり変換部2aの出力端子6aに、第2,第
5のアーク電極はb相,つまり変換部2bの出力端子6
bに、第3,第6のアーク電極はc相に,つまり変換部
2cの出力端子6cに接続接続されており、また上記ニ
ュートラル電極301は電源装置100のニュートラル
端子7に接続されている。そして各電極群304,30
5,306における6つのアーク電極は、上,下の電極
群の間では印加電圧が1相分ずれた電極同士が対向する
よう全体に位置をずらして配置し、上下の電極群同士間
でもアークがでて、しかも回転磁界が得られるようにし
てある。
FIG. 3 shows the arrangement of the arc electrodes in the nozzle portion of the plasma spraying apparatus.
-6,5-1 to 5-6,6-1 to 6-6 respectively correspond to the first, second and third multi-arc electrode groups 304 and 305,
In the first to sixth arc electrodes constituting the 306, the six arc electrodes of each group are arranged such that their tips are located on the same circumference, so that a multi-arc is generated between them. Has become. Here, the first and fourth electrodes of each electrode group
Are the a-phase of the three-phase AC output of the power supply device 100, that is, the output terminal 6a of the converter 2a, and the second and fifth arc electrodes are the b-phase, that is, the output terminal 6 of the converter 2b.
b, the third and sixth arc electrodes are connected to the c-phase, that is, the output terminal 6c of the converter 2c, and the neutral electrode 301 is connected to the neutral terminal 7 of the power supply device 100. And each electrode group 304, 30
The six arc electrodes 5 and 306 are arranged such that the electrodes whose applied voltages are shifted by one phase between the upper and lower electrode groups are opposed to each other so as to face each other. And a rotating magnetic field can be obtained.

【0023】次に動作について説明する。上記制御回路
31により上記各スイッチ回路21a〜21cを切換制
御すると、各変換部2a〜2cの出力端子6a〜6cと
ニュートラル端子7との間には所定周期の垂下特性を持
つ鋸歯状の電流が各々に誘導されて、図5(a) に示すよ
うな多相交流が出力され、上記ニュートラル電極301
と各電極群304〜306の第1のアーク電極4−1,
5−1,6−1〜第6アーク電極4−6,5−6,6−
6との間、及び各アーク電極相互間に、マルチアークが
発生し、マルチアーク溶射が行われることとなる。この
際、以下に述べる効果が得られる。
Next, the operation will be described. When the switching circuits 21a to 21c are switched and controlled by the control circuit 31, a saw-tooth current having a drooping characteristic of a predetermined period is generated between the output terminals 6a to 6c and the neutral terminal 7 of each of the converters 2a to 2c. Each of them is guided to output a multi-phase alternating current as shown in FIG.
And the first arc electrodes 4-1 and 4-1 of the electrode groups 304 to 306.
5-1, 6-1 to sixth arc electrode 4-6, 5-6, 6-
6, and between the arc electrodes, a multi-arc is generated, and multi-arc spraying is performed. In this case, the following effects can be obtained.

【0024】 従来の3相/単相変換電源装置では、
得られる単相出力は正弦波であるが、本発明による電源
出力値には急峻に高電圧に立上り、これから垂下状に零
となる鋸歯状波が得られるため、アーク溶射時にアーク
が出やすくかつ安定したアークが得られる。すなわち、
本電源装置は本質的に垂下特性を持った電源となってお
り、溶射には極めて好都合である。
In a conventional three-phase / single-phase conversion power supply,
Although the obtained single-phase output is a sine wave, the power supply output value according to the present invention sharply rises to a high voltage, from which a sawtooth wave which becomes zero in a drooping manner is obtained. A stable arc is obtained. That is,
This power supply device is essentially a power supply having drooping characteristics, and is very convenient for thermal spraying.

【0025】 また制御回路を調整することにより、
出力電流の周波数を、商用周波数(50,60サイク
ル)の規制を受けることなく、例えば300,400,
600サイクルというように自由に設定でき、最も効率
のよいアークを使用できる。また周波数の設定は、スイ
ッチ回路の動作タイミングを制御回路のつまみ調整で連
続的に変更できるよう構成すれば、任意の周波数の出力
を得ることができる。またこのように周波数を高くでき
るので、装置の小型,軽量化を大きく進めることができ
る。また構造が簡単で小型軽量となるので、製造コスト
も大幅に低減できる。またアークも高周波の方がアーク
の効率がよく、溶射装置の小型,軽量化につながる。
By adjusting the control circuit,
The frequency of the output current can be set to, for example, 300, 400,
It can be set freely, such as 600 cycles, and the most efficient arc can be used. If the frequency is set so that the operation timing of the switch circuit can be continuously changed by adjusting the knob of the control circuit, an output of an arbitrary frequency can be obtained. Further, since the frequency can be increased in this way, the size and weight of the device can be greatly reduced. Also, since the structure is simple and small and light, the manufacturing cost can be greatly reduced. The higher the frequency of the arc, the higher the efficiency of the arc, which leads to a reduction in the size and weight of the thermal spraying apparatus.

【0026】 また、従来の装置では無負荷電圧が6
0V〜100V必要であったが、本発明では十分低くす
ることができ、安全であるとともに取扱いも簡単で技術
の熟練を必要とせず、かつ自動化も容易である。
In the conventional device, the no-load voltage is 6
Although 0 V to 100 V was required, the present invention can sufficiently reduce the voltage, and is safe, easy to handle, does not require technical skills, and is easy to automate.

【0027】 リアクタンス回路のインダクタンスL
の値を変えることにより、図5(b)に示すように垂下特
性の形を波形X〜Zのように変えることができ、ロボッ
ト等,コンピュータ操作により、アーク対象に応じて最
良の溶射条件を設定できる。例えばリアクタンス回路の
インダクタンス値Lの調整により鋸歯状波形を鋭くで
き、つまり初期の電圧が高く、その後急峻に電圧が降下
する垂下特性を出力電流に持たせることができることか
ら、通常の3相交流電源を用いた3相マルチアークより
アーク特性をよいものにできる効果もある。
The inductance L of the reactance circuit
5B, the shape of the drooping characteristic can be changed as shown by waveforms X to Z as shown in FIG. 5 (b). Can be set. For example, by adjusting the inductance value L of the reactance circuit, the sawtooth waveform can be sharpened, that is, the output current can have a drooping characteristic in which the initial voltage is high and the voltage drops sharply thereafter. There is also an effect that the arc characteristics can be made better than the three-phase multi-arc using.

【0028】 また、小型軽量でかつアークが安定し
ているので、これを用いたプラズマ溶射装置全体を小
型,軽量化できる。
Further, since the arc is small and lightweight and the arc is stable, the entire plasma spraying apparatus using the same can be reduced in size and weight.

【0029】またこのようなプラズマ溶射装置では、マ
ルチアーク電極群の6つのアーク電極間のマルチアーク
により、大きな断面積すなわち太いプラズマ流が得ら
れ、しかもこのような電極群を第1,第2,第3と三段
に設けて、上下の段間でもアークが発生するようにして
いるので、非常に強力なかつ広範囲なマルチアークとな
り、プラズマの領域(太さも含む)が大きく、溶融不良
がなく、良質の溶射を行うことができる。またプラズマ
流320は非常に太くかつ長いものとなるため、大型高
速の溶射が可能となり、またこのようにアークが強力で
あるので、難溶性のタングステンやアルミナ等の溶射を
も行うことができる。さらに、上記の混合の耐熱,耐磨
耗性の溶射ができ、合金溶射も可能となる。さらに、本
発明は多電極であり真中に大きく円形の開口321が開
いているので、ここに金属系,セラミック系,金属粉に
セラミックの入ったもの、複合の棒322等を挿入して
溶射を行うことができるという利点がある。
Further, in such a plasma spraying apparatus, a large cross-sectional area, that is, a large plasma flow can be obtained by the multi-arc between the six arc electrodes of the multi-arc electrode group. , The third and third stages are provided so that an arc is generated even between the upper and lower stages, so that a very powerful and wide-area multi-arc is formed, the plasma area (including the thickness) is large, and there is no defective melting. , High quality thermal spraying can be performed. Further, since the plasma flow 320 is very thick and long, large-sized and high-speed thermal spraying can be performed. In addition, since the arc is strong, it is possible to spray hardly soluble tungsten or alumina. Further, the above mixture can be subjected to thermal and abrasion resistant thermal spraying, and alloy thermal spraying becomes possible. Further, since the present invention is a multi-electrode and has a large circular opening 321 in the center, a metal rod, a ceramic rod, a ceramic powder in a metal powder, a composite rod 322 and the like are inserted therein to perform thermal spraying. There is the advantage that it can be done.

【0030】また、各筒体間の空間から不活性ガスや空
気等のガスを噴射するようにしているので、強力なプラ
ズマ流により溶射を行うことができる。さらに各電極群
にその下側のものほどより高い直流電圧を印加するよう
にすれば、プラズマ流を一層強力にすることもできる。
Further, since a gas such as an inert gas or air is injected from the space between the respective cylinders, thermal spraying can be performed by a strong plasma flow. Further, if a higher DC voltage is applied to the lower side of each electrode group, the plasma flow can be further enhanced.

【0031】さらに、上記挿入棒322の真中を中空に
し、ここから不活性ガス,空気あるいはアセチレン等の
燃焼ガス323を強力噴射することにより爆発的ジェッ
ト炎を併用した溶射を行うこともできる。
Further, the center of the insertion rod 322 is made hollow, and a combustion gas 323 such as an inert gas, air, or acetylene is intensively jetted from the hollow, so that thermal spraying using an explosive jet flame can be performed.

【0032】さらに、本発明はアークプラズマの量が大
きいので、誘導コイル等によって磁界を発生させ、発生
した電子やイオンを加速させ回転させる等によりエネル
ギーを増加させることもできる。
Further, in the present invention, since the amount of arc plasma is large, the energy can be increased by generating a magnetic field by an induction coil or the like and accelerating and rotating the generated electrons and ions.

【0033】さらに本発明のマルチアークプラズマは減
圧容器内での減圧プラズマ溶射に安定で良好な成果を生
むものであり、また本発明は水中での溶射にも卓効があ
るものである。
Further, the multi-arc plasma of the present invention is stable and produces good results in reduced-pressure plasma spraying in a reduced-pressure vessel, and the present invention is also effective for thermal spraying in water.

【0034】さらに、上記アーク電極として金属製ワイ
ヤを用い、これをその消耗に応じて送り出し、その先端
が常に上記開口321近傍に位置するようにすれば、大
量溶射,肉盛の形成,またはワイヤの異種金属による合
金溶射,あるいは複合溶射を行うことも可能である。
Further, if a metal wire is used as the above-mentioned arc electrode and sent out in accordance with its consumption, and its tip is always located near the above-mentioned opening 321, mass spraying, formation of overlay, or wire It is also possible to perform alloy spraying or composite spraying of different metals.

【0035】図4は上記実施例におけるニュートラル電
極のより具体的な構成例をいくつか示したものである。
図4(a) は難溶性金属からなるニュートラル電極332
を中心とし、これを囲むように6つのアーク電極331
aを配置したもの、図4(b)は難溶性金属からなるニュ
ートラル電極332を中心とし、これを囲むように3つ
のアーク電極331bを配置したものである。また図4
(c) において、330は複数のワイヤーの束であり、各
ワイヤーに異種金属のものを用いることもできる。なお
この場合このワイヤーの束は丈夫なものでなければなら
ない。また図4(d) は金属のパイプ333の中央部に撚
り線334を入れたもの、図4(e) は金属のパイプ33
3の中央部に難溶性のタングステン,アルミナの粉33
5を入れたもの、図4(f) は金属のパイプ333の中央
部にセラミックの粉336を入れたもの、図4(g) は2
つの異種金属からなる2重構造のパイプ337の中心か
ら不活性ガス338を噴出するようにしたものであり、
いずれの場合においても金属製のパイプを溶かした後、
その中の撚り線,粉等をも溶かすことができるものであ
る。
FIG. 4 shows some more specific examples of the configuration of the neutral electrode in the above embodiment.
FIG. 4A shows a neutral electrode 332 made of a hardly soluble metal.
And the six arc electrodes 331 surrounding the
FIG. 4 (b) shows a case where a neutral electrode 332 made of a hardly soluble metal is centered and three arc electrodes 331b are arranged so as to surround the neutral electrode. FIG. 4
In (c), 330 is a bundle of a plurality of wires, and each wire may be made of a different kind of metal. In this case, the bundle of wires must be strong. FIG. 4 (d) shows a metal pipe 333 in which a stranded wire 334 is inserted in the center, and FIG. 4 (e) shows a metal pipe 33.
In the center of 3, powder of tungsten or alumina 33 which is hardly soluble
FIG. 4 (f) shows the case where ceramic powder 336 is placed in the center of a metal pipe 333, and FIG.
An inert gas 338 is ejected from the center of a pipe 337 having a double structure made of two different metals.
In any case, after melting the metal pipe,
It can dissolve stranded wire, powder, etc. in it.

【0036】上記各ニュートラル電極の構成では以下の
ような効果がある。
The configuration of each neutral electrode has the following effects.

【0037】タングステンあるいは炭素棒、金属とセラ
ミック、その他非常に難溶性の物質を溶射するときに
は、3つのアーク電極331b(図4(b) )または6つ
のアーク電極331a(図4(a) )の中央に上記難溶性
金属332を配置し、これにニュートラルを接続する。
すると全てのアーク電極331a又は331bとこのニ
ュートラルの難溶性金属332との間でアークが発生
し、外周のアーク電極331a又は331b間のアーク
とあいまって非常に強力なアークが発生し、どのような
ものでも溶射を行うことができる。例えば大面積の炉内
壁面の保護や、大鉄橋の腐食防止に本溶射を利用するこ
ともできる。
When spraying a tungsten or carbon rod, a metal and ceramic, or a very hardly soluble material, three arc electrodes 331b (FIG. 4 (b)) or six arc electrodes 331a (FIG. 4 (a)) are used. The hardly soluble metal 332 is arranged at the center, and a neutral is connected to the metal.
Then, an arc is generated between all the arc electrodes 331a or 331b and the neutral refractory metal 332, and a very strong arc is generated in combination with the arc between the outer peripheral arc electrodes 331a or 331b. Anything can be sprayed. For example, this thermal spraying can be used to protect a large-area furnace inner wall surface and to prevent corrosion of a large iron bridge.

【0038】また、この難溶性溶接棒332の中央を中
空にし、この中空から不活性ガス,空気,セラミック,
燃焼ガス(水素,アセチレン等)等339を適当な圧力
で噴出させるようにすれば、今まで不可能であった難溶
性のもの、または大粒の粉状(例えば自然産の破鉄粒)
の溶射を簡便に且つ効率よくプラズマ溶射で行うことが
できる。
The center of the hardly-fusible welding rod 332 is made hollow, and an inert gas, air, ceramic,
By injecting 339 such as combustion gas (hydrogen, acetylene, etc.) at an appropriate pressure, it is difficult to dissolve, or large powders (for example, naturally occurring iron-broken particles), which have been impossible so far.
Can be simply and efficiently performed by plasma spraying.

【0039】ここで燃焼ガスの爆発力をさらに効果的に
溶射に利用するためには、燃焼ガスの噴射を電極内部側
よりむしろ電極先端側で行う方がよく、例えば、燃焼ガ
スについては第3及び第4筒体間の空間Dから供給する
のが好ましい。
Here, in order to more effectively utilize the explosive power of the combustion gas for thermal spraying, it is better to inject the combustion gas at the tip end of the electrode rather than at the inside of the electrode. And the space D between the fourth cylindrical body.

【0040】またこの中央のニュートラルの電極332
を溶融性にし、ワイヤー状の金属の束とする(図4(c)
)、あるいは金属のパイプ333の中に合金にしたい
金属製撚り線334を挿入(図4(d) )しても溶射を行
うことができる。またこの金属性撚り線334に代え
て、セラミックの粉336(図4(f) ),タングステ
ン,アルミナの粉335等(図4(e) )も使用可能であ
る。またパイプの中から不活性ガス338を噴出させる
(図4(g) )こともできる。
The center neutral electrode 332
Is melted to form a wire-shaped metal bundle (FIG. 4 (c)
) Or by inserting a metal stranded wire 334 to be alloyed into a metal pipe 333 (FIG. 4D). Instead of the metallic stranded wire 334, ceramic powder 336 (FIG. 4 (f)), tungsten and alumina powder 335 (FIG. 4 (e)) can be used. Further, an inert gas 338 can be ejected from the pipe (FIG. 4 (g)).

【0041】なお、電源装置の出力波形は上記実施例に
示したものに限られるものではなく、他の波形のもので
もよい。たとえば、上記リアクタンス回路を、リアクタ
ンス制御信号に基づいてそのリアクタンス成分が変化す
るよう構成するとともに、上記制御回路を、タイミング
制御信号に基づいて上記スイッチ回路での正側及び負側
接点の開閉動作、及び正側,負側接点間での切換動作の
タイミングが変化するよう構成すれば、上記リアクタン
ス制御信号及びタイミング制御信号の一方あるいはその
両方により、交流出力の波形及びその周波数の一方ある
いはこれらの両方を経時的に変化させることができ、例
えば180サイクルから60サイクルまで経時的に変え
ることができる。
The output waveform of the power supply device is not limited to the one shown in the above embodiment, but may be another waveform. For example, the reactance circuit is configured so that its reactance component changes based on a reactance control signal, and the control circuit performs opening and closing operations of positive and negative contacts in the switch circuit based on a timing control signal. If the timing of the switching operation between the positive and negative contacts is changed, one or both of the reactance control signal and the timing control signal can be used to change the waveform of the AC output and / or its frequency. Can be changed over time, for example, from 180 cycles to 60 cycles.

【0042】また図6(a) ,(b) は上記第1の実施例に
おいて、スイッチ回路での切換動作を正側あるいは負側
接点の開閉動作に変更した例、図6(c) はさらに各電極
群におけるアーク電極の数及び配置についても変更した
例を示している。但しここでは、第1のマルチアーク電
極群304についてのみ示し、その他の第2,第3のマ
ルチアーク電極群305,306については上記第1の
電極群と同様であるため省略している。
FIGS. 6A and 6B show an example in which the switching operation of the switch circuit in the first embodiment is changed to an opening and closing operation of a positive or negative contact, and FIG. An example is shown in which the number and arrangement of arc electrodes in each electrode group are also changed. However, here, only the first multi-arc electrode group 304 is shown, and the other second and third multi-arc electrode groups 305 and 306 are omitted because they are the same as the first electrode group.

【0043】図6(a) の変形例では、上記第1実施例に
おいて、各スイッチ回路21a〜21cの動作を正側接
点24a〜24cの開閉動作のみとしている。この場合
図7aに示すような波形の多相出力が得られ、1つの電
極群では、ニュートラル電極71とアーク電極間,及び
隣接するアーク電極間に合計12個のアークが発生し、
実際にはこのような電極群が3段あるため、その3倍の
36個のアークに、上下の電極群間で発生するアークを
加えた複数のアークによってマルチアーク溶射を行うこ
とができる。
In the modification of FIG. 6A, in the first embodiment, the operation of each of the switch circuits 21a to 21c is only the opening and closing operation of the positive contacts 24a to 24c. In this case, a multi-phase output having a waveform as shown in FIG. 7A is obtained, and in one electrode group, a total of 12 arcs are generated between the neutral electrode 71 and the arc electrode and between the adjacent arc electrodes.
Actually, since there are three stages of such electrode groups, multi-arc spraying can be performed by a plurality of arcs, which is three times as many as 36 arcs and an arc generated between the upper and lower electrode groups.

【0044】また図6(b) は、各スイッチ回路21a〜
21cの動作を負側接点25a〜25cの開閉動作のみ
としたもので、この場合は、図7bに示す波形の溶射電
流により、上述の図6(a) の場合と同様なマルチアーク
溶射を行うことができる。
FIG. 6B shows the switching circuits 21a to 21a.
The operation of 21c is only the opening / closing operation of the negative contacts 25a to 25c. In this case, the same multi-arc spraying as in FIG. 6A is performed by the spraying current having the waveform shown in FIG. 7B. be able to.

【0045】さらに図6(c) に示す変形例では、各電極
群を、9つのアーク電極4−1〜4−9を順次同一の円
周上に等間隔で配置して構成し、アーク電極4−1,4
−4,4−7を第1の変換部2aの出力端子6aに、ア
ーク電極4−2,4−5,4−8を第2の変換部2bの
出力端子6bに、アーク電極4−3,4−6,4−9を
第3の変換部2cの出力端子6cに接続している。なお
ここではニュートラル電極を用いない。この場合1つの
電極群では、隣接するアーク電極間に合計9個のアーク
が発生し、実際にはこのような電極群が3段あるため、
その3倍の27個のアークに、上下の電極群間で発生す
るアークを加えた複数のアークによってマルチアーク溶
射を行うことができる。
Further, in a modification shown in FIG. 6C, each electrode group is constituted by arranging nine arc electrodes 4-1 to 4-9 in sequence on the same circumference at equal intervals. 4-1 and 4
-4, 4-7 to the output terminal 6a of the first converter 2a, the arc electrodes 4-2, 4-5, 4-8 to the output terminal 6b of the second converter 2b, and the arc electrode 4-3. , 4-6, and 4-9 are connected to the output terminal 6c of the third converter 2c. Here, a neutral electrode is not used. In this case, in one electrode group, a total of nine arcs are generated between adjacent arc electrodes, and since there are actually three such electrode groups,
Multi-arc spraying can be performed by using a plurality of arcs, which are three times as many as 27 arcs and arcs generated between the upper and lower electrode groups.

【0046】なお、上記実施例あるいはその変形例で
は、プラズマ溶射部300において6つあるいは9つの
アーク電極からなる電極群の3段構成とした例を説明し
たが、これは一段でもよく、図8(a) はこのような構成
のさらなる変形例によるプラズマ溶射装置を示す平面図
であり、図において、341は1つの電極群を構成する
6つのアーク電極、342はその中央のニュートラル電
極、343は上記両電極341,342を取り囲むその
外側のリング状の空間で、この部分から作動ガスまたは
燃焼ガスが噴射される。344はさらにその外側のリン
グ状の空間でここから空気等が噴射される。
In the above-described embodiment or its modification, the plasma spraying section 300 has been described as an example in which the electrode group is composed of six or nine arc electrodes in a three-stage configuration. (a) is a plan view showing a plasma spraying apparatus according to a further modified example of such a configuration, in which 341 is six arc electrodes constituting one electrode group, 342 is a neutral electrode at the center thereof, and 343 is a neutral electrode. A working gas or a combustion gas is injected from this portion in the outer ring-shaped space surrounding the electrodes 341 and 342. Reference numeral 344 further denotes an outer ring-shaped space from which air or the like is jetted.

【0047】また図8(b) は上記実施例のその他の変形
例を示し、ここで341,342は図8(a) と同じもの
を示し、345はニュートラル電極342を囲む空間で
ここから第1の不活性ガスが噴射される。346はさら
にその外側の6つのアーク電極341を取り囲む空間で
ここから第2の不活性ガスが噴射される。
FIG. 8B shows another modification of the above embodiment. Here, reference numerals 341 and 342 denote the same parts as in FIG. 8A, and reference numeral 345 denotes a space surrounding the neutral electrode 342. One inert gas is injected. Reference numeral 346 denotes a space surrounding the outer six arc electrodes 341 from which the second inert gas is injected.

【0048】この図8の変形例では6つの電極からなる
電極群は1段であるが、図8のように所定の隙間から種
々のガスを噴射させることが可能であり、燃焼性ガスを
噴射するとプラズマ炎とガスジェット流の両方の長所を
引き出すことができる。
In the modification shown in FIG. 8, the electrode group consisting of six electrodes is one stage, but various gases can be injected from a predetermined gap as shown in FIG. Then, the advantages of both plasma flame and gas jet flow can be drawn out.

【0049】さらに図9(a) ,(b) は本発明の第2の実
施例によるプラズマ溶射装置を示し、図1及び図2と同
一符号は同一のものを示している。そしてここでは、図
1の構成において変換部として、2つの出力端子,つま
り正電圧出力端子6a〜6c及び負電圧出力端子6a′
〜6c′を有する変換部20a〜20cを設け、該各変
換部を、それぞれの出力端子から別々に上記図7(a) に
示す正側の鋸歯状波と図7(b) に示す負側の鋸歯状波と
が得られるよう構成している。
FIGS. 9A and 9B show a plasma spraying apparatus according to a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 denote the same parts. Here, two output terminals, that is, positive voltage output terminals 6a to 6c and a negative voltage output terminal 6a 'are used as the conversion unit in the configuration of FIG.
6c 'are provided separately from the respective output terminals of the converters 20a to 20c. The sawtooth wave on the positive side shown in FIG. 7A and the negative side shown in FIG. Is obtained.

【0050】すなわち、第1の変換部20aについて説
明すると、21aは第1の実施例と同一構成のスイッチ
回路、24a,25aは該スイッチ回路21aの正側及
び負側接点、23a,23a′は互いに逆方向となるよ
う上記スイッチ回路に接続されたダイオード、22a,
22a′は各ダイオードに接続された飽和リアクトル
で、これらが上記変換部20aを構成している。なお、
第2,第3の変換部20b,20cについても上記第1
の変換部20aと同一構成となっており、これらは正側
接点24b,24c,及び負側接点25b,25cを有
するスイッチ22b,22c、ダイオード23b,23
b′,23c,23c′及び飽和リアクトル22b,2
2b′,22c,22c′から構成されている。
More specifically, the first converter 20a will be described. 21a is a switch circuit having the same configuration as that of the first embodiment, 24a and 25a are positive and negative contacts of the switch circuit 21a, and 23a and 23a 'are switches. Diodes 22a, 22a,
Reference numeral 22a 'denotes a saturation reactor connected to each diode, and these constitute the conversion unit 20a. In addition,
The second and third converters 20b and 20c are also used in the first converter.
, Which have switches 22b and 22c having positive contacts 24b and 24c and negative contacts 25b and 25c, and diodes 23b and 23, respectively.
b ', 23c, 23c' and the saturated reactors 22b, 2
2b ', 22c and 22c'.

【0051】またここでは正側出力端子6a〜6cにア
ーク電極4−1,4−3,4−5を、負側出力6a′〜
6c′にアーク電極4−4,4−6,4−2を接続して
いる(図9(b) 参照)。但しこの図では第1のマルチア
ーク電極群304を構成するアーク電極4−1〜4−6
のみ示し、第2,第3のマルチアーク電極群について
は、これと同様の構成であるため省略している。この場
合、上記第1の実施例に比べ、1つの電極群における隣
接するアーク電極間の最大電圧差が大きくなり、発生す
るアークがより強力なものとなる。
In this case, the arc electrodes 4-1, 4-3, 4-5 are connected to the positive output terminals 6a-6c, and the negative outputs 6a'-
The arc electrodes 4-4, 4-6, and 4-2 are connected to 6c '(see FIG. 9B). However, in this figure, the arc electrodes 4-1 to 4-6 constituting the first multi-arc electrode group 304 are shown.
Only the second and third multi-arc electrode groups are omitted because they have the same configuration. In this case, the maximum voltage difference between adjacent arc electrodes in one electrode group is larger than in the first embodiment, and the generated arc is stronger.

【0052】また上記各実施例では、電源装置の直流電
源が1つの場合を示しているが、例えば3相交流を出力
するものでは各相に対応して直流電源を3つ設けてもよ
い。
In each of the above embodiments, the case where the power supply unit has one DC power supply is shown. However, for example, three DC power supplies may be provided corresponding to each phase when outputting three-phase AC.

【0053】また上記説明ではリアクタンス回路として
飽和リアクトルを示したが、これは飽和リアクトルとコ
ンデンサを組み合わせたLC回路でもよく、この場合垂
下特性をよりシャープなものとできる。
In the above description, a saturated reactor is shown as a reactance circuit. However, an LC circuit combining a saturated reactor and a capacitor may be used. In this case, a drooping characteristic can be sharpened.

【0054】なお、マルチアークを用いたプラズマ溶射
は、上記第1,第2の実施例で示したプラズマ溶射装置
だけでなく、例えば、工業窯炉内張り補修用溶射機にも
適応することができる。以下本発明の第3の実施例とし
て工業窯炉内張り補修用溶射機について図10を用いて
説明する。
The plasma spraying using the multi-arc can be applied not only to the plasma spraying apparatus shown in the first and second embodiments, but also to a spraying machine for repairing a lining of an industrial kiln. . Hereinafter, as a third embodiment of the present invention, a thermal spraying machine for repairing the lining of an industrial kiln will be described with reference to FIG.

【0055】図10は工業窯炉内張り補修用溶射機の全
体構成を示し、図において、400は上記溶射機で、電
源装置100と、多電極プラズマアーク発生装置408
aを有する溶射部408とから構成されている。上記多
相多電極プラズマアーク発生装置408aは6本の黒鉛
電極401,402,403,401A,402A,4
03Aを有しており、これらの6本の上記電極は逆円錐
形状を形成するよう、かつ、電極先端部409で収束す
るよう、上方から見て等角度(60°間隔)で放射状に
並んでいる。各電極は電極送り機構(図示省略)によっ
て進退自在となっており、電極の消耗に対して調整され
る。ここで該電源装置100は上記第1実施例のものと
同一構成となっている。そしてここでは該電源装置10
0の出力端子6a〜6cには、各相出力の位相を制御し
てアークの強さ加減を調整する位相調整装置406a〜
406cが接続されており、上記黒鉛電極401,40
1Aは位相調整装置406aを介して出力端子6aに、
黒鉛電極402,402Aは上記位相調整装置406b
を介して出力端子6bに、上記黒鉛電極403,403
Aは上記位相調整装置406cを介して出力端子6cに
接続されている。
FIG. 10 shows the overall configuration of a thermal spraying machine for repairing the lining of an industrial kiln. In the figure, reference numeral 400 denotes the thermal spraying machine, which is a power supply device 100 and a multi-electrode plasma arc generator 408.
and a thermal spray portion 408 having a. The multi-phase multi-electrode plasma arc generator 408a includes six graphite electrodes 401, 402, 403, 401A, 402A, 4
03A, and these six electrodes are arranged radially at equal angles (60 ° intervals) when viewed from above so as to form an inverted conical shape and converge at the electrode tip 409. I have. Each electrode can be advanced and retracted by an electrode feed mechanism (not shown), and is adjusted for electrode consumption. Here, the power supply device 100 has the same configuration as that of the first embodiment. And here, the power supply 10
0 output terminals 6a to 6c are provided with phase adjusters 406a to 406a for controlling the phase of each phase output to adjust the intensity of the arc.
406c is connected to the graphite electrodes 401 and 40.
1A is connected to the output terminal 6a via the phase adjustment device 406a.
The graphite electrodes 402 and 402A are connected to the phase adjuster 406b.
Are connected to the output terminals 6b through the graphite electrodes 403, 403.
A is connected to the output terminal 6c via the phase adjustment device 406c.

【0056】また、410は6本の黒鉛電極401,4
02,403,401A,402A,403A間で複数
のアークが得られると同時に、電極先端部409で下方
に向けて噴出するように得られる、非移行性プラズマア
ーク、412は該プラズマアーク中の、SiO2 ,Al
2 3 ,CaOの混合物である被溶射材、413は該マ
ルチアーク中に被溶射材412を供給する装入口であ
り、装入口413に装入された被溶射材412は、基底
にある定量供給装置414によって装入とい415から
送入管416を通過してアーク先端部409の中心に上
方から供給される。421はライニングをしようとする
工業窯炉を構成する耐火レンガ、422はこの耐火レン
ガ421に内張ランニングされたSiO2 ,Al
2 3 ,CaOの混合物からなるランニング膜である。
Reference numeral 410 denotes six graphite electrodes 401, 4
At the same time, a plurality of arcs can be obtained between 02, 403, 401A, 402A, and 403A, and at the same time, a non-transitional plasma arc 412 is obtained so as to be ejected downward at the electrode tip 409. SiO 2 , Al
The material to be sprayed 413, which is a mixture of 2 O 3 and CaO, is a charging port for supplying the material to be sprayed 412 during the multi-arc, and the material to be sprayed 412 charged into the charging port 413 is a fixed amount at the base. The supply device 414 supplies the gas from the charging pad 415 through the inlet pipe 416 to the center of the arc tip 409 from above. Reference numeral 421 denotes a refractory brick constituting an industrial kiln to be lined, and 422 denotes SiO 2 , Al run lining the refractory brick 421.
This is a running film made of a mixture of 2 O 3 and CaO.

【0057】ここで、本多相多電極プラズマアーク発生
装置により発生されるマルチアークは、以下の特色を有
するものである。
The multi-arc generated by the present multi-phase multi-electrode plasma arc generator has the following features.

【0058】 大気中,液体中,真空中を問わずマイ
ナス電子イオンを帯びた超高温のアークが発生する。
An ultra-high-temperature arc carrying negative electron ions is generated regardless of whether it is in air, liquid, or vacuum.

【0059】 スイッチONと同時に4000℃以上
の熱源を得られるため、高融点物質でも溶融,溶解でき
る。
Since a heat source of 4000 ° C. or higher can be obtained at the same time when the switch is turned on, even a substance having a high melting point can be melted and dissolved.

【0060】 電極の先端に回転磁界が発生するた
め、被照射物に対する電気的撹拌作用が期待できる。
Since a rotating magnetic field is generated at the tip of the electrode, an electric stirring effect on the irradiation target can be expected.

【0061】 3の倍数で相数,電極数を増やすこと
が可能で電極径を太くするとともに、負荷電流を増大し
て大容量の物質でも短時間で処理できる。
The number of phases and the number of electrodes can be increased by a multiple of 3, so that the electrode diameter can be increased and the load current can be increased to process a large-capacity substance in a short time.

【0062】 3相、6相等の多相交流を用いてお
り、各相の合計電流は常に0となり、アース線が不要の
為、アークは相手電極等の対極を必要としない非移行性
のものとなり、従って金属以外の物質でも、これを相手
電極とする必要がないため、電導性を有しない耐火物を
直接加熱,焼結,溶融させることができる。例えば、本
マルチアークは、廃棄乾電池等の一般の産業廃棄物や放
射能含有物の燃焼処理に利用したり、一方ではビル等の
解体時、絶縁性のコンクリートや石材を切断する作業に
利用したりでき、多様な利用法がある。
A three-phase, six-phase, etc., polyphase alternating current is used, the total current of each phase is always 0, and no earth wire is required, so the arc is a non-transitional one that does not require a counter electrode such as a counter electrode. Therefore, it is not necessary to use a material other than metal as a counter electrode, so that a refractory having no conductivity can be directly heated, sintered, and melted. For example, this multi-arc is used for the combustion treatment of general industrial waste such as waste dry batteries and radioactive materials, and is used for cutting insulating concrete and stone materials when dismantling buildings and the like. And there are a variety of uses.

【0063】 複数の電極の中心部にニュートラル電
極を設けることにより、さらに強力なプラズマアークが
発生する。
By providing a neutral electrode at the center of the plurality of electrodes, a stronger plasma arc is generated.

【0064】 上記ニュートラル電極を設けるかわり
に、この中心部から溶剤またはガス等を放出することが
できる。
Instead of providing the above-described neutral electrode, a solvent, a gas, or the like can be released from the central portion.

【0065】次に動作について説明する。電源装置10
0から3相交流を、電極401,401A、電極40
2,402A、電極403,403Aにそれぞれ供給す
る。この際、上記電源装置100の各相出力はそのまま
上記各電極に印加した方がよいが、アークの強さを調整
したいとき等は上記各位相調整装置により該各相出力の
位相制御を若干行う。上記各電極に3相交流が印加され
ると、該6つの電極相互間に複数のアーク、即ちマルチ
アークが発生するとともに、これらの電極先端部409
より非移行性プラズマアーク410が噴射される。この
プラズマアークの発生する多数電極の収束する中心部に
被溶射材を供給するため、装入口413から被溶射材4
12を供給すると、該被溶射材412は基底にある定量
供給装置414によって装入とい415から送入管41
6を通過してアーク先端部409の中心に上方から供給
され、非移行性プラズマアーク410の最高温熱流によ
り超高温で加熱溶融され、かつ耐火レンガ421の内面
にむけて噴射される。その結果、耐火レンガ421の内
面にライニング膜422が形成される。そしてこのマル
チアークによる溶射機によればCaO等をわずか数分間
でもって溶融固着させることができるだけでなく、極め
て耐熱性,断熱性がよく、しかも急熱,急冷に強い性能
を持った内張りライニングができるものである。
Next, the operation will be described. Power supply 10
The 0 to 3 phase alternating current is supplied to the electrodes 401 and 401A and the electrode 40.
2,402A and the electrodes 403, 403A. At this time, it is better to apply the respective phase outputs of the power supply device 100 to the respective electrodes as they are, but when it is desired to adjust the strength of the arc or the like, the respective phase adjusters slightly control the phase of the respective phase outputs. . When a three-phase alternating current is applied to each of the electrodes, a plurality of arcs, ie, multi-arcs, are generated between the six electrodes, and the tip portions 409 of these electrodes are generated.
A more non-transitory plasma arc 410 is injected. In order to supply the material to be sprayed to the converging central portion of the multiple electrodes where the plasma arc is generated, the material to be sprayed 4
12 is supplied, the material to be sprayed 412 is supplied from the charging vessel 415 to the feed pipe 41 by the quantitative supply device 414 at the base.
6, is supplied from above to the center of the arc tip portion 409, is heated and melted at an extremely high temperature by the highest heat flow of the non-transferable plasma arc 410, and is injected toward the inner surface of the refractory brick 421. As a result, a lining film 422 is formed on the inner surface of the refractory brick 421. According to the spraying machine using the multi-arc, not only can CaO and the like be melted and fixed in only a few minutes, but also the lining lining has extremely good heat resistance and heat insulation properties, and has strong performance against rapid heat and rapid cooling. You can do it.

【0066】このように本実施例では、第1実施例の電
源装置と同一構成の電源装置を用いたので、上述の第1
実施例の〜の効果が得られるとともに、耐火物の内
張りライニングするために溶射を行う際、多相多電極マ
ルチアーク発生手段を用いて溶射を行うようにしたの
で、溶射作業を非常に容易,確実に行うことができる。
As described above, in this embodiment, since the power supply device having the same configuration as the power supply device of the first embodiment is used, the above-described first power supply device is used.
In addition to obtaining the effects of (1) to (4) of the embodiment, when performing thermal spraying for lining a refractory, thermal spraying is performed by using a multi-phase, multi-electrode, multi-arc generating means. It can be done reliably.

【0067】なお、耐火レンガ421の内面全面にライ
ニング膜422を形成するには、マルチアーク電極を移
動させながら溶射を行えばよく、あるいは炉によっては
マルチアーク電極を固定し、炉を回動移動させるように
してもよく、いずれも数分ないし数十分間程度で溶射作
業を完了することができるものである。
In order to form the lining film 422 on the entire inner surface of the refractory brick 421, thermal spraying may be performed while moving the multi-arc electrode. Alternatively, in some furnaces, the multi-arc electrode is fixed and the furnace is rotated. In any case, the spraying operation can be completed in about several minutes to several tens of minutes.

【0068】また上記説明では、3相交流を用いてプラ
ズマ溶射を行う装置を示したが、回転磁界が不要でアー
ク炎のみを用いて溶射を行う場合は、直流や単相交流を
用いてもよい。例えば単相交流電源としては、3相交流
の供給を各相ごとに点弧制御する位相制御回路と、3相
の1次コイルと単相の2次側とを単相鉄芯に巻回してな
り、1次コイルが上記位相制御回路を介して3相交流電
源に接続された変圧器とを有し、単相交流を出力する電
源装置(特願平2−150585号)等を用いることができ
る。
In the above description, an apparatus for performing plasma spraying using three-phase alternating current has been described. However, in the case where spraying is performed using only an arc flame without a rotating magnetic field, direct current or single-phase alternating current may be used. Good. For example, as a single-phase AC power supply, a phase control circuit that controls the supply of three-phase alternating current for each phase and a three-phase primary coil and a single-phase secondary side are wound around a single-phase iron core. A primary coil having a transformer connected to a three-phase AC power supply via the phase control circuit, and a power supply device for outputting a single-phase AC (Japanese Patent Application No. 2-150585) or the like can be used; .

【0069】[0069]

【発明の効果】以上のように本発明に係るプラズマ溶射
装置によれば、直流電源の正又は負電圧を断続的に、あ
るいは正,負電圧を切り換えて出力可能なスイッチ回路
及び該スイッチ回路に接続されたリアクタンス回路から
なる変換部と、上記スイッチ回路の制御回路とを備え、
多相交流を出力する電源装置を用いたので、バッテリー
等の直流電源を用いることができ、3相不平衡やフリッ
カ現象を回避することができる。しかも、電源装置にお
いてトランスが不要となるため、装置全体の小型,軽量
化を図ることができる効果がある。
As described above, according to the plasma spraying apparatus of the present invention, a switch circuit capable of outputting a positive or negative voltage of a DC power supply intermittently or by switching between a positive and negative voltage and a switch circuit capable of outputting the same. A converter comprising a connected reactance circuit, and a control circuit for the switch circuit,
Since the power supply device that outputs the multi-phase AC is used, a DC power supply such as a battery can be used, and three-phase imbalance and a flicker phenomenon can be avoided. In addition, since a transformer is not required in the power supply device, there is an effect that the entire device can be reduced in size and weight.

【0070】また、電源装置においてスイッチ回路での
開閉あるいは切り換えのタイミングの変更、リアクタン
ス回路のリアクタンス成分の変更により、材質に合わせ
て波形や周波数の異なる種々の多相交流出力を得ること
ができる効果がある。
Further, by changing the timing of opening / closing or switching in the switch circuit and changing the reactance component of the reactance circuit in the power supply device, it is possible to obtain various polyphase AC outputs having different waveforms and frequencies according to the materials. There is.

【0071】また、プラズマ溶射にマルチアークの多電
極、例えば3つ又は6つのアーク電極を用いた構成とし
たので、大型のプラズマジェットを得ることができる効
果がある。
Further, since a multi-arc multi-electrode, for example, three or six arc electrodes is used for plasma spraying, there is an effect that a large-sized plasma jet can be obtained.

【0072】さらに、プラズマ溶射にマルチアークを利
用し、3つまたは6つのアーク電極からなるマルチアー
ク電極群を複数段配置し、各段のアーク電極の配置を上
下の電極群間でもアークが発生するようその上側あるい
は下側の電極群のアーク電極の配置に対して少しずつず
らすようにしたので、強力な回転磁界によるプラズマの
回転噴流が発生することとなり、強力なプラズマ溶射を
行うことができる効果がある。
Further, a multi-arc is used for plasma spraying, a multi-arc electrode group consisting of three or six arc electrodes is arranged in a plurality of stages, and the arrangement of the arc electrodes in each stage is changed so that an arc is generated between the upper and lower electrode groups. The arc electrodes in the upper or lower electrode group are shifted little by little so that a rotating jet of plasma is generated by a strong rotating magnetic field, and a strong plasma spray can be performed. effective.

【0073】またこの発明にかかる工業窯炉内張り補修
用溶射機によれば、上記構成の電源装置を用い、該電源
装置の各相電圧を複数の電極の各々に印加して各電極間
に複数のアークを発生させて非移行性プラズマアークを
電極先端部より噴出させ、内張りライニングする材料
を、上記非移行性プラズマアーク中に供給して内張りラ
イニングする材料を非移行性プラズマアークにより加熱
融解して耐火物に照射し溶射を行うようにしたので、バ
ッテリー等の直流電源を用いることができ、3相不平衡
やフリッカ現象の回避や装置全体の小型,軽量化を図る
ことができるとともに、溶射作業を非常に容易,確実に
行うことができる効果がある。
Further, according to the thermal spraying machine for repairing the lining of an industrial kiln according to the present invention, the power supply device having the above-described configuration is used, and each phase voltage of the power supply device is applied to each of the plurality of electrodes so that a plurality of electrodes are provided between the electrodes. A non-transferring plasma arc is ejected from the electrode tip by generating an arc, and the lining material is supplied into the non-transferring plasma arc, and the lining material is heated and melted by the non-transferring plasma arc. Since the thermal spraying is performed by irradiating the refractory material, a DC power source such as a battery can be used, and it is possible to avoid three-phase imbalance and a flicker phenomenon, to reduce the size and weight of the entire apparatus, and to perform thermal spraying. The effect is that the work can be performed very easily and reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例によるプラズマ溶射装置の
全体構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a plasma spraying apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図2】上記プラズマ溶射装置のプラズマ溶射部の具体
的な構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a specific configuration of a plasma spraying section of the plasma spraying apparatus.

【図3】上記プラズマ溶射部における3段の多電極群に
おけるアーク電極の配置を示す図である。
FIG. 3 is a view showing an arrangement of arc electrodes in a three-stage multi-electrode group in the plasma spraying section.

【図4】上記プラズマ溶射部におけるニュートラル電極
の具体的な構成を示す図である。
FIG. 4 is a view showing a specific configuration of a neutral electrode in the plasma spraying section.

【図5】上記プラズマ溶射装置の電源装置の出力波形を
説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining an output waveform of a power supply device of the plasma spraying apparatus.

【図6】上記プラズマ溶射装置のプラズマ溶射部におけ
るアーク電極の数及び配置等を変更した変形例を示す図
である。
FIG. 6 is a view showing a modification in which the number, arrangement, and the like of the arc electrodes in the plasma spraying section of the plasma spraying apparatus are changed.

【図7】上記変形例における出力波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an output waveform in the modification.

【図8】上記プラズマ溶射装置のプラズマ溶射部におい
て、多電極群を1段構成としたその他の変形例を示す図
である。
FIG. 8 is a view showing another modified example in which a multi-electrode group has a single-stage configuration in a plasma spraying section of the plasma spraying apparatus.

【図9】この発明の第2の実施例によるプラズマ溶射装
置の全体構成及び多電極の配置を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an overall configuration of a plasma spraying apparatus and an arrangement of multiple electrodes according to a second embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第3の実施例による工業窯炉内張
り補修用溶射機を示す図である。
FIG. 10 is a view showing a thermal spraying machine for repairing lining of an industrial kiln according to a third embodiment of the present invention.

【図11】従来の工業窯炉内張り補修用の溶射方法を示
す図である。
FIG. 11 is a view showing a conventional thermal spraying method for repairing the lining of an industrial kiln.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 直流電源 2a〜2c 変換部 4a〜4c アーク電極 6a〜6c 出力端子 7 ニュートラル端子 21a〜21c スイッチ回路 22a〜22c 飽和リアクトル 31 スイッチ制御回路 100 電源装置 300,300′ 溶射部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC power supply 2a-2c conversion part 4a-4c Arc electrode 6a-6c Output terminal 7 Neutral terminal 21a-21c Switch circuit 22a-22c Saturation reactor 31 Switch control circuit 100 Power supply device 300, 300 'Thermal spray part

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多相交流を出力する電源装置と、該電源
出力を受けプラズマ溶射を行うプラズマ溶射部とを有す
るプラズマ溶射装置において、上記電源装置は、直流電
源の正及び負電圧に接続された正側及び負側接点を有
し、正側及び負側接点の開閉、あるいは正側,負側接点
間での切換が可能なスイッチ回路と、リアクタンス成分
を有し該スイッチ回路に接続されたリアクタンス回路と
からなり、直流を交流に変換する複数の変換部と、上記
直流電源の正及び負電圧の中間電位に接続されたニュー
トラル端子と、上記各変換部のスイッチ回路の開閉ある
いは切換動作を所定の時間差でもって順次切換制御する
制御回路とを備え、ニュートラル端子と各変換部の出力
端子との間に多相交流を出力するものであり、上記プラ
ズマ溶射部は、上記ニュートラル端子に接続されたニュ
ートラル電極を有するとともに、該ニュートラル電極の
周囲に相互間でマルチアークを発生する、上記多相交流
の相数に対応する多数のアーク電極を同一円周上に均等
に配置してなるマルチアーク電極群を1段または複数段
有し、上記多数のアーク電極の各々を対応する相の変換
部の出力端子に接続したものであることを特徴とするプ
ラズマ溶射装置。
1. A plasma spraying apparatus comprising: a power supply device for outputting a polyphase alternating current; and a plasma spraying unit for receiving the power supply and performing plasma spraying, wherein the power supply device is connected to positive and negative voltages of a DC power supply. A switch circuit having positive and negative contacts and capable of opening and closing the positive and negative contacts, or switching between the positive and negative contacts, and having a reactance component and connected to the switch circuit. A plurality of converters for converting DC into AC, a neutral terminal connected to an intermediate potential between positive and negative voltages of the DC power supply, and opening and closing or switching operations of switch circuits of the respective converters. A control circuit for sequentially performing switching control with a predetermined time difference, for outputting a multi-phase alternating current between a neutral terminal and an output terminal of each converter. A plurality of arc electrodes having a neutral electrode connected to a neutral terminal and generating a multi-arc around the neutral electrode corresponding to the number of phases of the polyphase alternating current are arranged uniformly on the same circumference. A plasma spraying apparatus having one or more stages of a multi-arc electrode group as described above, wherein each of the plurality of arc electrodes is connected to an output terminal of a corresponding phase converter.
【請求項2】 上記電源装置は第1〜第3の変換部を有
し、上記制御回路を、スイッチ回路の一回の切換によっ
て得られる出力波形の一周期の1/3の位相差でもって
各スイッチ回路を切換制御するよう構成したものであ
り、上記プラズマ溶射部は、3つまたは6つのアーク電
極からなるマルチアーク電極群を上下方向に複数段配置
し、各段のアーク電極の配置を上下の電極群間でもアー
クが発生するようその上側あるいは下側の電極群のアー
ク電極の配置に対して少しずつずらしたものであること
を特徴とする請求項1記載のプラズマ溶射装置。
2. The power supply device has first to third conversion units, and the control circuit has a phase difference of 1/3 of one cycle of an output waveform obtained by one switching of a switch circuit. Each of the switch circuits is configured to perform switching control, and the plasma spraying unit arranges a multi-arc electrode group including three or six arc electrodes in a plurality of stages in a vertical direction, and arranges the arc electrodes in each stage. 2. The plasma spraying apparatus according to claim 1, wherein the arrangement of the arc electrodes of the upper and lower electrode groups is slightly shifted so that an arc is generated between the upper and lower electrode groups.
【請求項3】 請求項2記載のプラズマ溶射装置におい
て、上記電源装置は、上記リアクタンス回路を、リアク
タンス制御信号に基づいてそのリアクタンス成分が変化
するよう構成するとともに、上記制御回路を、タイミン
グ制御信号に基づいて上記スイッチ回路での正側及び負
側接点の開閉動作、及び正側,負側接点間での切換動作
のタイミングが変化するよう構成し、上記リアクタンス
制御信号及びタイミング制御信号の一方あるいはその両
方により、出力波形の形状及び交流出力の周波数の一
方、あるいはこれらの両方を経時的に可変としたもので
あることを特徴とするプラズマ溶射装置。
3. The plasma spraying apparatus according to claim 2, wherein the power supply device is configured to change the reactance component of the reactance circuit based on a reactance control signal, and to control the control circuit with a timing control signal. And the switching operation of the positive and negative contacts in the switch circuit and the timing of the switching operation between the positive and negative contacts are changed based on the one of the reactance control signal and the timing control signal. A plasma spraying apparatus characterized in that one or both of the shape of the output waveform and the frequency of the AC output are made variable over time by both of them.
【請求項4】 多相交流を出力する電源装置と、該電源
出力を受け、耐火物の内張りライニングをするために溶
射を行う溶射部とを有する工業窯炉内張り補修用溶射機
において、上記電源装置は、直流電源の正及び負電圧に
接続された正側及び負側接点を有し、正側及び負側接点
の開閉、あるいは正側,負側接点間での切換が可能なス
イッチ回路と、リアクタンス成分を有し該スイッチ回路
に接続されたリアクタンス回路とからなり、直流を交流
に変換する複数の変換部と、上記直流電源の正及び負電
圧の中間電位に接続されたニュートラル端子と、上記各
変換部のスイッチ回路を所定の時間差でもって順次切換
制御する制御回路とを備え、ニュートラル端子と各変換
部の出力端子との間に多相交流を出力するものであり、
上記溶射部は、上記電源装置の各相電圧を複数の電極の
各々に印加して各電極間に複数のアークを発生させると
ともに、非移行性プラズアークを電極先端部より噴出さ
せる多相多電極マルチアーク発生装置と、内張りライニ
ングする材料を、上記非移行性プラズマアーク中に供給
する手段とを備え、内張りライニングする材料を非移行
性プラズマアークにより加熱融解して耐火物に照射し溶
射を行うものであることを特徴とする工業窯炉内張り補
修用溶射機。
4. A thermal spraying machine for repairing a lining of an industrial kiln, comprising: a power supply device for outputting a polyphase alternating current; and a spraying portion for receiving the power output and performing thermal spraying for lining a refractory lining. The device has a positive and negative contact connected to the positive and negative voltages of the DC power supply, and a switch circuit capable of opening and closing the positive and negative contacts or switching between the positive and negative contacts. A reactance circuit having a reactance component and connected to the switch circuit, a plurality of converters for converting DC to AC, and a neutral terminal connected to an intermediate potential between the positive and negative voltages of the DC power supply, A control circuit for sequentially switching control of the switch circuits of the conversion units with a predetermined time difference, and outputs a polyphase alternating current between a neutral terminal and an output terminal of each conversion unit.
The spraying unit is configured to apply a phase voltage of the power supply to each of the plurality of electrodes to generate a plurality of arcs between the electrodes, and to eject a non-transitional plasmic arc from the electrode tip. An arc generator and a means for supplying a material for lining lining into the non-migratory plasma arc, wherein the material for lining is heated and melted by the non-migratory plasma arc to irradiate a refractory to perform thermal spraying. A thermal spraying machine for repairing linings in industrial kilns.
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