JP3157626B2 - セラミック溶着方法及び装置 - Google Patents

セラミック溶着方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、耐火物粒子と燃料粒子の混合物
をランス端末の出口から目的表面に向けてガス流中で投
射し、前記目的表面で燃料粒子が反応域において燃焼し
て熱を発生し前記の投射された耐火物粒子を軟化あるい
は溶融しかくして凝着した耐火性溶着物塊を形成するセ
ラミック溶着法に関するものである。本発明は、耐火物
粒子と燃料粒子の混合物をランス端末の出口から目的表
面に向けてガス流中で投射し、前記目的表面で燃料粒子
が反応域において燃焼して熱を発生し前記の投射された
耐火物粒子を軟化あるいは溶融しかくして凝着した耐火
性溶着物塊を形成するセラミック溶着装置、特に、セラ
ミック溶着粉末混合物を放出するための出口を有するラ
ンスを含むセラミック溶着装置にも関するものである。
【０００２】セラミック溶着法の主たる用途は、損耗な
いしは損傷した、各種型式の炉の耐火ライニングの修繕
である。
【０００３】工業的に実施されているセラミック溶着法
においては、耐火物材料と、燃料粒子を含むセラミック
溶着粉末混合物は、補修すべき耐火物表面に向けて、完
全にあるいは主として酸素からなる担体ガス流中を投射
される。耐火物の表面が最良に補修されるのはこれがほ
ぼその操作温度にある場合であり、それは８００°ない
し１３００℃またはそれ以上でさえあってもよい。この
特長は修理中の耐火物が冷却されたり再加熱されるのを
待つ必要性を回避し、したがって炉の休止を最小限に
し、かつ、かような冷却および再加熱による耐火材料の
熱応力による多くの問題を回避し、そして、また、燃料
粒子が目標表面に向って反応域内で燃焼し、かつ、そこ
に一種または数種の耐火性酸化物を形成する一方、少な
くとも投射された耐火物粒の表面を溶融または軟化する
に十分な熱を発生し、従って、ランスを修理部位を横切
って泳がせている間その部位に高品質の溶着修理塊が堆
積することになるセラミック溶着反応の効率が向上され
ることである。セラミック溶着法の説明は、英国特許明
細書ＧＢ１３３０８９４とＧＢ２１１０２００−Ａに見
ることができる。
【０００４】目標表面の反応域と、セラミック溶着粉末
を投射するランスの出口の間の距離のことである作動距
離は、様々な理由から重要でることが分っている。もし
その作動距離が小さすぎると、ランスチップが反応域に
進入するかもしれないし、したがって耐火材料がランス
の端に溶着して、出口を閉塞することになりかねないと
いう危険性がある。反応がランス内へ戻って伝播すると
いう危険さえも起るかも知れない。もっとも、この可能
性はランスから出る担体ガス流の流速を、反応伝播速度
よりも確実に高くすることによって大幅に防止できるだ
ろう。また、ランスが反応域に近接することによってラ
ンスが過熱される可能性ならびに、これが目標表面に接
触して、その出口の閉塞の可能性が再び起るという可能
性もある。他方では、もし、作動距離が大きすぎると、
セラミック溶着粉末流れが分散する機会が生じるだろう
し、したがって、反応は余り集中せず、効率低下を招
き、目標表面からの材料のはね返りが多くなり、溶着の
高品質は低下しかつ、反応が失敗に終るという危険さえ
も生じることになろう。
【０００５】ランス出口と目標表面の間の最適距離は各
種要因に左右される。例えば、１２ないし１３ｍｍの孔
径を有するランス出口から、セラミック溶着粉末が６０
ないし１２０ｋｇ／時の速度で放出される溶着操作の場
合は、かかる最適距離は５ないし１０ｃｍであることが
分っている。この最適距離が１５ｃｍ以上でることは稀
である。
【０００６】修理部位は典型的に高温に遭遇するため、
炉ライニングの目標表面とその他の部分から可視スペク
トルが強く放出される傾向にあり、かつ、反応域自体は
著しく白熱する。このため、ランス出口の直接観察は困
難となり、かつ、この困難性はランスの長さが大きくな
るにつれて大となる。実際、長さが１０メートルのラン
スは知られていないわけではなく、また、溶着工が直視
できない部位で、溶着作業も実施することも知られてい
るわけではない。
【０００７】溶着工が、セラミック溶着ランスの出口と
修理部位の間の距離を、更に容易に調節できる方法と装
置を提供するのが本発明の一つの目的である。
【０００８】本発明によれば、耐火物粒子と燃料粒子の
混合物をランス端末の出口から目的表面に向けてガス流
中で投射し、前記目的表面で燃料粒子が反応域において
燃焼して熱を発生し前記の投射された耐火物粒子を軟化
あるいは溶融しかくして凝着した耐火性溶着物塊を形成
するセラミック溶着方法において、反応域および、ラン
ス出口と反応域の間の空隙の少なくとも一部分が、カメ
ラによって監視されかつランス出口と反応域との間の距
離（“作動距離”）を示す電子信号が発信されることを
特徴とするランス出口と反応域間の距離の監視法が提供
される。
【０００９】本発明はまた、耐火物粒子と燃料粒子の混
合物をランス端末の出口から目的表面に向けてガス流中
で投射し、前記目的表面で燃料粒子が反応域において燃
焼して熱を発生し前記の投射された耐火物粒子を軟化あ
るいは溶融しかくして凝着した耐火性溶着物塊を形成す
るセラミック溶着装置において、ランス出口と反応域の
間の距離（“作動距離”）を監視するための手段も含ま
れていて、その手段に、反応域ならびに、その反応域と
ランス出口の間の空隙の少なくとも一部分を監視するた
めのカメラと、および、その作動距離を示す電子信号を
発信するための手段が含まれていることを特徴とする。
【００１０】本発明による方法と装置のために、溶着工
が発信される電子信号を利用することができ従って、彼
がセラミック溶着ランスの出口と、修理部位の反応域の
間の距離を、更に容易に調節することができ、かつ、彼
が最適の溶着状態を連続的に、確実に達成する可能性が
更に高くなることは明白であろう。その操作温度におけ
る炉の非常に熱く輝く環境においてカメラを使用するこ
とにより作動距離を示す制御用電子信号を得ることがで
きるのは驚くべきことである。
【００１１】本発明の好ましい実施態様では、反応域な
らびに、その反応域と、ランス出口との間の空隙の少な
くとも一部分を荷電結合素子（“ＣＣＤ”）カメラを用
いて監視する。このようなカメラはそれが取扱いに便利
なようにかつ、作動距離を示す前記電子信号を簡単に発
信させるために操作が便利なように十分小形にすること
ができる。現在入手できる多くのＣＣＤカメラは、この
他に、セラミック溶着反応域から放射される光の波長に
特に敏感であるという特長も持っている。
【００１２】この制御信号は正しい作動距離を自動的に
維持するために直接使用することができる。例えば、ラ
ンスはその信号をフィードされるコンピューターで制御
される３個のモータによって、３本の垂直軸に対して移
動できるように往復台上に装着することができる。
【００１３】代替策として、または追加的に、かつ、好
ましくは、可聴のおよび／または可視の信号が発信され
て、(a) 実際の作動距離が所定の作動距離の許容範囲内
に納まる作動状態と、(b) 実際の作動距離が、このよう
な許容範囲を外れる作動状態を識別する。溶着工はこれ
によって、ランス出口を手動制御している場合は加工品
に対してランス出口の位置を更に容易に調節することは
できるか、あるいは、彼は自動溶着操作をより容易に監
視することができる。
【００１４】本発明のある実施態様においては、前記カ
メラは、前記ランスに対して独立して移動でき、かつ、
同時に前記ランス出口の位置と、前記反応域の位置を監
視するために使用される。本発明のかかる実施態様は、
公知の種類のセラミック溶着ランスを用いて実施するこ
とができる。カメラの適正な位置決めによって、ランス
の出口端と反応域間の作動距離の監視が可能となる。ラ
ンス出口も監視されているので、カメラの焦点面のラン
スの出口端の像の大きさを利用して、カメラとランス端
末の間の距離を示すことができ、かつ、これにより、ラ
ンス端末と反応域の間の距離を計算することができる。
かような計算は自動的に実施されるのが好ましいし、ま
た、従って、前記カメラによって監視されているランス
出口端の像の大きさに比例した信号が発せられること、
および、その信号が、反応域とランス出口の間の作動空
隙の像に対する倍率（scaling factor) として利用され
ることが好ましい。
【００１５】装置の較正が非常に単純化されるのは前記
カメラを、前記ランス上の一定の位置と方向に装着する
場合であり、かつ、この特徴の採用が好ましい。
【００１６】実際、本発明の範囲には、ランスの端末
に、セラミック溶着粉末混合物を放出するための出口を
有するランスを含むセラミック溶着装置において、かよ
うなランスに、かような粉末混合物が放出される通路の
方へ向けられた固定した電子カメラが組込まれているこ
とを特徴とするセラミック溶着装置も含まれている。
【００１７】かようなランスは、特別に複雑な構造のも
のである必要はなく、また、本発明の方法の実施も、カ
メラが常に正しい方向を指していることが保証されるか
ら、簡単になっている。かかる実施態様におけるカメラ
の視野にはランスの出口端も含まれるようにすることも
可能である。それはその視野に対するその出口端の位置
が既知であるからであるが、必ずしもそうする必要はな
い。較正も著しく簡単化されており、また、粉末混合物
用の放出通路と一直線上に、ランス出口端に、目盛付き
スケールを立てて置き、そしてカメラを透してこのスケ
ールを目視することで、全ての炉外で室温状態で、容易
に較正を実施することができる。かような目盛付きスケ
ールはその長さに沿って、例えば１ｃｍ間隔といったよ
うな間隔をおいて孔を明けてあるマスクで囲まれてい
て、カメラが間隔をおいて照明された斑点(patch) を記
録できるようにした適当な帯状照明状のものとすること
ができる。
【００１８】使用中に、カメラを過熱に対して保護する
ために、前記カメラは、冷媒循環用に配列しかつ適する
ようにしたジャケット内に保持するのが好ましい。工業
的に使用されているセラミック溶着ランスの多くの実施
態様には既に、特にランスの出口端に向けて、ランスの
過熱を防止することを主目的とする水ジャケットが組込
まれており、かつ、かような水ジャケットは前記カメラ
を収容するために簡単に改造することができる。
【００１９】有利には、前記カメラを赤外線から守るよ
うにフィルターが設けられる。現在市場で入手可能なカ
メラは、殆どの場合、赤外線放射線を電気信号に変換す
るような設計にはなっておらず、したがって、かような
フィルターの設置は、更に、カメラ操作には全く支障を
与えないで、カメラを過熱から守る働きもするだろう。
かようなフィルターは、例えば、少なくとも部分的には
可視放射線に対して透明だが、赤外線スペクトル中の極
めて高割合の放射線は反射する金の薄膜によって構成す
ることができる。
【００２０】多くの、かようなカメラは実際、波長が９
００ｎｍ以上の放射線には盲目であり、かつ、代表的な
セラミック溶着反応域のスペクトル放射率は８５０ｎｍ
以下の波長で最大値を有することが分っている。かよう
に、カメラに対する赤外放射線を、その感度(respomse)
に及ぼす影響は最小限にして、最大限に防止するために
は、前記フィルターを、波長が９００ｎｍより大きい放
射線から前記カメラを守るように配置しかつ、適当なら
しめることが好ましい。
【００２１】波長が６００ｎｍ以下である放射線から前
記カメラを守るフィルターを別途設けるのは好ましい。
かような短かめの波長の放射線は、赤色フィルターを用
いて防止することができかつ、このことは、反応域それ
自体から放射しない光がカメラにうつるのを著しく低減
させるという特長をもっている。これによってまた、ま
ぶしい光が減り、したがって反応域の監視をより正確な
らしめることができる。これらの好ましい両選択特性を
採用するある特に実用的な実施態様においては、カメラ
に波長が６３０または６５０ｎｍ以下の放射線と、波長
が８５０ｎｍ以上の放射線を概ね防止するフィルターを
設けて、カメラに入射する殆どの放射線エネルギーがそ
の帯域内に納まる波長を有するようにしてある。
【００２２】本発明のある好ましい実施態様において
は、波長が６７０ｎｍ以下の放射線から前記カメラを守
るフィルターが設けられている。ランスは修理区域の表
面を横切って泳がされるので反応域が丁度移動し去った
区域に、ある増分があることは明白であろう。反応域に
おける熱は強いから、その表面の増分は強力に熱された
であろうしかつ、表面の増分は修理区域の近隣部分へ、
反応域が移動した後、当然明るく輝き続けるだろう。こ
の残留輝きは６７０ｎｍ以下のフィルターを使用するこ
とによって、低減もしくは排除さえ可能であろうし、か
くしてカメラに映った反応域のいかなる見掛けのひずみ
をも低減ないし回避することができよう。
【００２３】有利には、ガス流を補給して前記カメラを
掃気する手段を設ける。修理を施工中の炉の内部の雰囲
気は、セラミック溶着法自体によって生じるダストや煙
霧を含めて、ダストや煙霧で著しく被はれ易く、かつ、
この好ましい特徴の採用は、そうしないとカメラを盲に
しかねないダストと煙霧の凝縮物からカメラをきれいに
保つ一助となることは察知されるだろう。かようなガス
の温度は、これが、カメラに冷却効果も与えるようなも
のであることが好ましい。
【００２４】前記ランス上のかようなカメラの配置は、
もし、カメラの視野に、粉末放出通路の所要の長さが含
まれておれば重要な問題ではない。前記カメラは、ラン
ス出口から３０ないし１００ｃｍの距離に、前記ランス
上に装着するのが好ましい。大きさ２分の１インチ（１
２．７ｍｍ）の荷電結合素子と連結した１５ｍｍの対物
レンズの与える視野は２４°である。もし、かようなレ
ンズをランスの端から７０ｃｍの位置に置けば、長さ３
０ｃｍの粉末の放出通路が目視できる。
【００２５】任意の与えられた瞬間における実際の作動
距離を示す信号を発信させるためには、カメラで記録さ
れた像に相当する信号をある分析装置に送って反応域の
位置を確認すればよい。この位置はカメラスクリーン
で、照度が所定の閾値を越える区域であると認められて
いる。２点の実際の間隔を、これらの点の像の間隔なら
びに像に対するランス端の位置と相互に関連させる前較
正によれば、作動距離を示す信号を得るのは簡単な問題
である。
【００２６】使用中のカメラによって発信される信号は
電子像として貯蔵されかつ、様々な方法で使用できる。
この像は実際、ディスプレイする必要はない。これは例
えば溶着ロボットの制御に利用することができる。代案
として、または追加的に、実際の作動距離を示す信号は
適当な較正の後、ある架空の最適作動距離に対応する信
号と電子的に比較するのは容易であろうしかつ、いかな
る差異も可聴信号の発信に利用することができる。例え
ば、この配列ではランス出口が加工品に余りも接近しす
ぎれば、強度が増大する急ピッチの信号が発信され、一
方、ランス出口と加工品の隔離が大となるに伴い、強度
が増大する低ピッチの信号が発信される。溶着工の目的
はこの場合は出来るだけ低容量に、可聴信号を維持する
ことであろう。
【００２７】しかし、好ましいのは、前記カメラによっ
て生じる信号を使用してビデオ監視スクリーン上に像を
発生させることである。前記カメラで目視した場面の像
のディスプレー用のビデオモニタースクリーンによっ
て、溶着工が必要とする情報の入手が、更に容易になる
ならば、この像は必ずしも、作動場面の完全な二次元像
であるべき必要はない。溶着工が知りたいと思うこと
は、線寸法（limear measurement) の変りかたにつきる
訳だから、線形ＣＣＤカメラをランス上に装着すればよ
いし、結果的に経費節減となる。かような線形カメラは
また、前述のような可聴信号の発信のためにも使用する
ことができる。
【００２８】しかし好ましいのは、かようなカメラが完
全二次元像を提供できることである。かような像はもし
ディスプレーされると、溶着工はこれによって更に自然
な姿を見ることができかつ、後で本明細書に言及される
ように、加工品とランス出口との間の距離の正確度をこ
れによって更に大きくすることが可能となろう。
【００２９】有利には、前記ビデオ監視スクリーンを用
いて較正スケール上に重畳した反応域の像をディスプレ
ーする。較正スケールを貯蔵しかつ、前記スクリーン上
にそのスケールの像をディスプレーするための手段を設
けることによって溶着工の仕事は著しく楽になる。とい
うのは彼がランス出口が加工品からどれだけ離れている
かを直ちに見ることができかつ、その際、如何なる必要
な正しい対策をも講ずることができるからである。
【００３０】今、実施例として、付帯の線図のみを参考
として、本発明について更に説明を加えるが、図中、
【００３１】図１は、本発明によるセラミック溶着ラン
スの一実施態様の全体図であり、その出口端は修理する
壁の方へ向けらており、ランスの端は、更に明確にする
ため断面で示してあり、
【００３２】図２は、図１の線Ａ−Ｂで切ったランス軸
の断面図であり、
【００３３】図３は、図１のランスと連結した監視装置
の較正の段階を示し、かつ、
【００３４】図４は、本発明に従って実施されるセラミ
ック溶着法の実施の際予想されるビデオモニタースクリ
ーンの姿を示す。
【００３５】図中、ランス１０は、セラミック溶着粉末
混合物を搬送する酸素リッチな担体ガスの流れを投射さ
せるための出口１２を設けた作動端１１を有している。
【００３６】投射流れの組成は補修される表面の種類に
左右される。例えば、シリカ耐火物を補修するために
は、担体ガスは市販品の乾燥酸素で構成されていてよ
く、かつ、セラミック溶着粉末は、耐火材成分としての
粒径が約１００μｍないし２ｍｍの８７重量％のシリカ
粒と、何れも燃料成分としての、公称最大粒径が約５０
μｍである１２％のケイ素粒と１％のアルミニウム粒と
から構成されていてよい。
【００３７】セラミック溶着粉末は、ランスの出口端１
１で連通している中央ランス管と外部ランス管それぞ
れ、１４と１５で囲まれているランス管１３によってラ
ンス出口１２に補給される。中央ランス管１４には水の
ような冷媒補給用の入口１６ａが設けられており、か
つ、外部ランス管１５にはその冷媒用に出口１６ｂであ
る。かように、ランスには過熱防止用の水ジャケットが
設けられている。
【００３８】ＣＣＤカメラ１８が、ランス出口から、数
１０センチメートル、例えば３０ないし１００ｃｍの位
置に配置されており、そこで、カメラは水ジャケットの
短い延長部１８によって取囲まれている。図示のよう
に、カメラ１７の視野１９にはランス１０の出口端１１
ならびに補修すべき耐火材壁２１の損傷区域２０がはい
っている。反応域２２は図示のように、補修部位２１を
背にして定めてもよい。カメラ１７からの信号は水ジャ
ケットの中央ランス管１４内に配置された空気補給系統
２４自体内に配置されたケーブル２３を通って送られ
る。参照番号２４は、図１の空気補給系統および図２の
管そのもの用に使用してあることに注目されたい。空気
補給系統２４は水ジャケット延長部１８にはいりかつ、
その端末の配置は、連続的な冷たい通風がカメラを横切
って吹きつけられ、カメラにダストならびに煙霧凝縮物
が付かないようにして像の品質を保持しかつカメラ冷却
の一助となるようにしている。カメラには強力な赤色フ
ィルターならびに、例えば金の反射フィルターが設けら
れていて、赤外放射線を遮り、従って、波長帯６３０
（または６５０）ないし８５０ｎｍ以外の、好ましくは
波長帯６７０ないし８５０ｎｍ以外の放射線がカメラに
到達するのを遮るようになっている。
【００３９】一つの適当なＣＣＤカメラは市販で入手で
きる商品名ＥＬＭＯカラーカメラ装置１／２″ＣＣＤイ
メージセンサというもので、有効画素は、５７９（Ｈ）
×５８３（Ｖ）で、像感知範囲６．５×４．８５ｍｍ
で、外径１７．５ｍｍで、長さ約５ｃｍである。代替品
としてカラーＣＣＤカメラを使用してもよく、例えば
“ＷＶ−ＣＤＩＥ”で、パナソニック製のもの、あるい
は“ＩＫ−Ｍ３６ＰＫ”で東芝製のものがある。
【００４０】かような装置の較正は、図３に示すように
極めて容易である。目盛スケール２５をランスの出口端
に立てて締め付けてあり、カメラ１７で記録する。これ
は全ての炉外で、仕事場の室温条件で、溶着工に便利な
ように実施することができる。カメラにはむしろ強度の
濾波装置を設けることが好ましいから、スケール２５は
帯状照明用のマスクとして構成し、そのマスクは、例え
ば１ｃｍの間隔としてもよい間隔を、規則的に設けた、
例えば１個ないし７個といった孔を施して構成するよう
にするのが便利である。この場合、カメラは一線状の光
の点を記録するであろうし、この線状の光点はセラミッ
ク溶着修理の実施中、ビデオモニタースクリーンにディ
スプレーすることができる。これにより、ランスの出口
からの既知の実際の距離に一致する一線状のデーターの
点がカメラの荷電結合素子上に確立され、そして、これ
によって、カメラ像の各画素と、ランス出口からの実際
の距離の間に相関関係を確立させることが可能となる。
【００４１】かようなビデオモニタースクリーンは図４
に２６で示してある。このスクリーン上に、ランスの出
口端１１は黒いシルエットとして表われるだろうし、ま
た、与えられた作動距離だけ出口端から離れているセラ
ミック溶着反応域２２は、輝く白熱区域として表わされ
るだろう。０ないし８で示す較正点はスクリーン上に白
または黒く示されるだろう。スクリーン面の残余の部分
は、単色モニターを使用する場合は、灰色の中間色であ
ろう。
【００４２】反応域２２が一側から葉状部が突出してい
る円形区域として表示されているのが分ろう。セラミッ
ク溶着操作中に発生する強熱のため修理中の壁区域も加
熱され、かつ、ランスが修理部位を泳ぎ回っている時、
反応域の直接の影響を受けていたその区域の増大部分が
白熱を続け、これが監視装置上に記録するに十分なエネ
ルギーを放射することになる。かような葉状突起部の出
現は、波長が６７０ｎｍ以下の放射線を防止するフィル
ターを用いることによって恐らく減殺せしめることがで
きるだろうし、またそれが好ましい。
【００４３】所望の確度に応じて、作動区域における反
応域２２と、ランスの出口端１１の間の距離の監視は、
様々な程度の精巧化することができる。
【００４４】例えば、図４を見れば、当図に示すように
反応域の右手側に、反応域の始点を知らせるための輝き
の限界を容易に確証することができる。図４を注目すれ
ば、これによって作動距離が７単位であることが判明し
よう。しかし、多分、操作条件次第で、時々、反応域の
大きさが変動するだろうし、また、必要なのは反応域の
中心からの距離であるということになろう。これを、近
似的に求めるためには図４の左手側の反応域の終りに当
てはまる輝きの限界を採用して、平均的結果を与えるよ
うにしてもよい。すなわち、かような作動距離は約８・
１／２単位であろう。更にかかる方法の何れかを採用で
きるのは、使用するＣＣＤカメラが、図４に例示するビ
デオモニタースクリーン上に示されるような加工品の完
全二次元描写を与えるカメラよりもむしろ線形カメラで
ある場合である。
【００４５】更に精巧なレベルでは、ＣＣＤカメラから
の信号が、図４の反応域の像が最高である位置を示すよ
うに監視されるだろう。これによって反応域の中心が更
に正確に示されるだろうが、これは図４の８単位の作動
距離にある。この程度の精巧性を得るのには完全二次元
カメラを使用する必要がある。
【００４６】実際は同じ作動空隙であるものに対して、
これらの別々の方法によって異なる数値的結果が与えら
れるということは少なくとも重要なことではない。図４
に描かれている反応域が、ランスの出口端からの最適の
作動距離におけるものであると仮定すれば、場合次第
で、その最適距離は単純に７，８・１／２または８距離
単位ということになろうしかつ、作動許容度は作動距離
に対する適当な最適値をベースにすることになろう。
【００４７】線形カメラで操作しようと、二次元カメラ
で操作しようと、可視像をディスプレーすることは極め
て好ましいことではあるが、必要なことではない。ビデ
オスクリーンの制御に使用するであろうこれらの同じ信
号は、反応域とランス出口端の間の距離を知らせるため
プロセッサーへ送ることができよう。プロセッサーの出
力は、任意の与えられた時間における作動距離を知らせ
るデジタルまたはアナローグディスプレーを制御するた
め使用することができよう。代替策として、または追加
的に、かかるプロセッサーは可聴信号発信器の制御に利
用することができよう。例えばこの装置によれば、作動
距離が、最適作動距離の、狭い許容範囲内にある場合は
（最適作動距離を如何に設定しようとも）、可聴信号は
発信されないというようにする事ができる。信号発信器
は作動距離が、許容範囲以下に低下するにつれてピッチ
もボリュームも増大する可聴信号を、そして、作動距離
が許容範囲を越えて増大するにつれて大ボリューム小ピ
ッチの信号を発するようにセットすることができる。も
う一つの選択としては溶着ロボット制御用に配置された
コンピュータへカメラ信号を送ることである。
【００４８】すぐ前の項に説明したどの装置も、図４を
参考に説明したビデオディスプレーと並用することもで
き、また、特に、任意の与えられた時間における作動距
離のデジタル指示をかかるビデオスクリーンにディスプ
レーすることができることも考えられるだろう。
【００４９】また、図４を参照すれば、作動空隙と、使
用ランスの出口端の全域をディスプレーもしくは、実
際、監視することは必須ではないことが分るだろう。カ
メラ１７を一定の位置に、かつ、ランス出口に対して一
定の方位に装着すれば、その出口の架空の位置はこれを
ディスプレーしようとしまいと分ることになる。正しい
作動距離が、例えば２単位より決して小さくないことが
分っていれば、ランス端末または作動距離のこれら２ユ
ニットをディスプレーする必要はない。しかし、ライス
出口の即近の状態についての有用な情報は、作動距離の
全域とその出口が監視されていれば得られることが分る
だろう。
【００５０】少なくとも本発明の方法の実施ためには、
ＣＣＤカメラがランスに固定されることは必須ではない
ことも分るだろう。これは全く別の一装置ではあろう
が、やはり有用な結果を与える。これは下記のように実
施することができる。ＣＣＤカメラの操作にあたって
は、これが図４に例示されているものと同じようにラン
ス出口端と反応域を含めて作動距離を視野に入れるよう
にする。前述のように、ＣＣＤカメラはランスの端末を
暗いシルエットとしてまた、反応域を明るい面として見
ることになろう。カメラの焦点面に記録されている反応
域とランスの出口端の見掛けの隔離は、カメラから信号
をうけるプロセッサーで容易に突き止めることができ
る。また、ランスの出口端の見掛け寸法を突止めること
ができる。ランスの出口端は直径が分っているので、プ
ロセッサーが、反応域とランス出口端との見掛けの隔離
を、作動距離の近似的線形寸法に変換するように手配す
ることは困難ではない。溶着ランスとカメラの相対的位
置の変化を勘案するために溶着操作中、作動距離が、絶
えず評価し直されるだろう。前述のように、作動距離の
合成スケールおよび／またははデンタル表示はカメラが
見える像と共にビデオモニタースクリーンへフィードす
ることができ、および／または他の可視または可聴信号
を発信して、最適作動距離と比較した実際の作動距離を
知らせることができるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】出口端が修理すべき壁に向けられている、本発
明によるセラミック溶着ランスの一実施態様の全体図で
あり、ランスの端末は更に明確にするため断面で示して
ある。
【図２】図１の線Ａ−Ｂで切ったランス軸の横断面図で
ある。
【図３】図１のランスに結合した監視装置の較正の一段
階を例示している。
【図４】本発明に従って実施されるセラミック溶着法の
実施中に見られるようなビデオモニタースクリーンを示
す。
【符号の説明】
１０ ランス １１ 作動端 １２ 出口 １３ ランス管 １４ 中央ランス管 １５ 外方ランス管 １６ａ 入口 １６ｂ 出口 １７ ＣＣＤカメラ １８ 水ジャケット延長部 １９ カメラ視野 ２０ 損傷区域 ２１ 耐火材壁 ２２ 反応域 ２３ ケーブル ２４ 空気補給管 ２５ 目盛スケール ２６ ビデオモニタースクリーン

Claims (21)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 耐火物粒子と燃料粒子の混合物をランス
    端末の出口から目的表面に向けてガス流中で投射し、前
    記目的表面で燃料粒子が反応域において燃焼して熱を発
    生し前記の投射された耐火物粒子を軟化あるいは溶融し
    かくして凝着した耐火性溶着物塊を形成するセラミック
    溶着方法において、その反応域と、その反応域とランス
    出口の間の空隙の少なくとも一部分とが、カメラで監視
    されかつ、ランス出口と反応域の間の距離（“作動距
    離”）を知らせる電子信号が発信されることを特徴とす
    るランス出口と反応域間の距離を監視する方法。
  2. 【請求項２】 反応域と、その反応域とランス出口の間
    の空隙の少なくとも一部分とが荷電結合素子（“ＣＣ
    Ｄ”）カメラを用いて監視されることを特徴とする請求
    項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 (a) 実際の作動距離が所定の作動距離の
    許容範囲内に納まりかつ、(b) 実際の作動距離がこのよ
    うな許容範囲を外れるという作動状態を識別するために
    可聴および／または可視信号が発信されることを特徴と
    する請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記カメラが、前記ランスに対して独立
    に可動でありかつ、前記ランス出口と、前記反応域の位
    置を同時に監視するため使用されることを特徴とする請
    求項１ないし３の任意の１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記カメラによって監視されるランス出
    口端末像の寸法に比例した信号が発信されかつ、その信
    号が、反応域とランス出口の間の空隙の像に対する倍率
    （scaling factor) として使用されることを特徴とする
    請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記カメラが、前記ランス上の一定の位
    置および方向に装着されていることを特徴とする請求項
    １ないし３の任意の１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記カメラによって発信される信号が、
    ビデオモニタースクリーン上に像映のため用いられるこ
    とを特徴とする請求項１ないし６の任意の１項記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 前記ビデオモニタースクリーンが、較正
    スケール(calibration scale) 上に、重畳された反応域
    の像をディスプレーするために用いられることを特徴と
    する請求項７記載の方法。
  9. 【請求項９】 耐火物粒子と燃料粒子の混合物をランス
    端末の出口から目的表面に向けてガス流中で投射し、前
    記目的表面で燃料粒子が反応域において燃焼して熱を発
    生し前記の投射された耐火物粒子を軟化あるいは溶融し
    かくして凝着した耐火性溶着物塊を形成するセラミック
    溶着装置において、かかる装置に、更に、ランス出口と
    反応域の間の距離（作動距離）を監視するための手段も
    含まれていて、この手段にはその反応域ならびに、その
    反応域とランス出口の間の空隙の少なくとも一部分を監
    視するためのカメラと作動距離を示す電子信号を発信す
    るための手段も含まれていることを特徴とするセラミッ
    ク溶着装置。
  10. 【請求項１０】 セラミック溶着粉末混合物の放出のた
    め、先端に出口を有するランスを含むセラミック溶着装
    置において、かようなランスに、このような粉末混合物
    が放出される通路の方へ向けて固定された電子カメラが
    組み込まれていることを特徴とするセラミック溶着装
    置。
  11. 【請求項１１】 前記カメラが荷電結合素子（“ＣＣ
    Ｄ”）カメラであることを特徴とする請求項９または１
    ０記載の装置。
  12. 【請求項１２】 前記装置に、更に(a) 実際の作動距離
    が所定の作動距離の許容範囲内に納まる作動状態と、
    (b) 実際の作動距離がかような許容範囲外に外れる作動
    状態を識別するための可聴および／または可視信号を発
    信するための手段も含まれていることを特徴とする請求
    項９ないし１１の任意の１項記載の装置。
  13. 【請求項１３】 前記カメラが、冷媒循環のため配置さ
    れかつ、循環に適したジャケット内に保持されているこ
    とを特徴とする請求項９ないし１２の任意の１項記載の
    装置。
  14. 【請求項１４】 前記カメラを赤外線放射から守るため
    にフィルターが設けられていることを特徴とする請求項
    ９ないし１３の任意の１項記載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記フィルターが、波長が９００ｎｍ
    以上の放射線から前記カメラを守るため配置されかつ、
    守るに適したことを特徴とする請求項１４記載の装置。
  16. 【請求項１６】 フィルターが、波長が６００ｎｍ以下
    の放射線から前記カメラを守るために設けられているこ
    とを特徴とする請求項９ないし１５の任意の１項記載の
    装置。
  17. 【請求項１７】 フィルターが、波長が６７０ｎｍ以下
    の放射線から前記カメラを守るために設けられているこ
    とを特徴とする請求項１６記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記カメラを横切って掃気するための
    ガス流を補給するための手段が設けられていることを特
    徴とする請求項９ないし１７の任意の１項記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記カメラが、ランス出口から３０な
    いし１００ｃｍ離れて、前記ランス上に装着されている
    ことを特徴とする請求項９ないし１８の任意の１項記載
    の装置。
  20. 【請求項２０】 前記カメラで見られる場面の像をディ
    スプレーするためのビデオモータースクリーンも含むこ
    とを特徴とする請求項９ないし１９の任意の１項記載の
    装置。
  21. 【請求項２１】 較正スケールを貯蔵しかつ、前記スク
    リーン上にそのスケールの像をディスプレーするための
    手段も含むことを特徴とする請求項２０記載の装置。
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