JP3448671B2

JP3448671B2 - 爆発溶射装置

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Publication number: JP3448671B2
Application number: JP22193993A
Authority: JP
Inventors: 将人公文
Original assignee: Babcock Hitachi KK
Current assignee: Mitsubishi Power Ltd
Priority date: 1993-09-07
Filing date: 1993-09-07
Publication date: 2003-09-22
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: JPH0775749A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、爆発溶射装置に係り、
特に燃焼ガスの爆発によるエネルギーを利用して品物表
面に溶射皮膜を形成する爆発溶射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】材料の耐食性、耐摩耗性及び耐熱性等を
向上させるため、その表面にこれらの物理的性質が優れ
ているセラミックスやサーメット等を被覆する方法が採
用されている。被覆方法には、蒸着、メッキ、溶接、溶
射等の方法があるが、この内溶射方法は適用範囲が広い
ことや簡単に施工できることで広く産業分野に普及して
いる。

【０００３】溶射方法には例えばガス溶射法、プラズマ
溶射法、爆発溶射法等がある。これらのうち、爆発溶射
法は、アセチレン、プロパン等の燃焼ガスと酸素ガスと
の混合気体を溶射ガン中で爆発燃焼させ、この時に発生
する高温で衝撃波を伴ったガスフレーム中に、セラミッ
クスやサーメット等の材料を混入させ、品物表面に溶射
皮膜を形成させる溶射法で、１秒間に数回爆発が繰り返
され、１回あたり数μｍから数十μｍの皮膜を形成する
ことができる。このように爆発溶射法は衝撃波を利用し
ている点においてその特徴があり、溶射材料の飛行速度
を音速の約２倍と他の溶射法では得られない速度を有し
ている。従って、溶射材料の品物との密着力が非常に高
く、しかも気孔率の低い分子間結合力の優れた溶射皮膜
を形成することができる利点を有している。

【０００４】セラミックスやサーメット等の溶射材料
は、被覆される材料の使用目的に応じて２種類以上の材
料を使用してそれぞれの特性を生かした溶射皮膜を形成
する方法が試みられている。特に、セラミックス材料は
金属材料に溶射した場合、低靭性、低密着力の皮膜にな
るため、金属材料と同時に溶射され利用される場合が多
い。

【０００５】このような爆発溶射を行う従来装置におい
て、第１の問題として、２種類以上の溶射材料を供給す
る場合、または同一溶射材料の特性を燃料ガスの成分に
より変化させて溶射する場合の各溶射材料の特性の違い
についてはあまり深く考慮されておらず、２種類以上の
材料を混合状態または、混合焼結状態で１つのノズル
（図１１参照）から供給する方法以外手段が無かった
（特公昭６０−５６５４５号公報及び特公昭６０−５６
５４６号公報）。唯一、特開昭６３−２８４３１８号公
報でこの欠点に着目した溶射方法が提案されているが、
同一溶射材料を変化させ積層する方法や供給する燃料ガ
スが溶射材料の種類によって異なることを何ら考慮して
いない。特に、酸化物セラミックスでは燃焼ガス温度を
高くするため、Ｃ₂Ｈ₂：Ｏ₂＝１：２の比で溶射を行う
が、炭化物系サーメットやメタル系ではＣ₂Ｈ₂：Ｏ₂＝
１：１の比で溶射を行う。この温度条件の差はそれぞれ
の溶射材料粉末の供給位置をずらすことだけではカバー
できない。

【０００６】また、爆発溶射を行う従来装置において、
第２の問題として、用いられる溶射方法は爆発を繰り返
す溶射方法であるため、通路内にある燃料ガスは各爆発
時には燃焼炎と隔離されなければならないうえに、アセ
チレンガスを使用しているため逆火が起こり易いという
問題がある。このような爆発溶射を行う従来装置におい
ては、燃料送給路内にある燃料ガスと爆発時の燃焼炎と
を隔離する方法や、アセチレンガスを使用しているため
に起こる逆火に対する対策は十分考慮されている（１９
７５年米国特許第３８８４９１５，特許No.１０９１０
２７，１２１６８６４，１１６０１３９）。

【０００７】しかしながら、これらの提案はすべて燃料
ガスを一旦遮断する方法であるため、配管中の燃料ガス
の圧力（正確には静圧・動圧共）が変動し、流量計の目
盛りが振動し、正確な流量を制御できないことや、装置
を長時間使用した場合の摩耗による静圧増加時の燃料ガ
スのリーク（しばしば逆火につながる）することに対す
る考慮は何等されておらず、均質な皮膜を得ることは容
易ではない。また、登録特許No.１２１６８６４のよう
に燃料ガスより元圧の高い不燃性ガスで燃焼ガス通路を
遮断しようとしても、燃料ガスが遮断された瞬間に静圧
が上昇するため、実用可能な領域では遮断できない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術において
は、第１の問題として、同一溶射材料を燃料ガス量を変
化させて違った特性の皮膜を形成すること（例えばＣｒ
とＣｒ₂Ｏ₃の皮膜、ＭｏとＭｏＯ₂またはＭｏＯ₃の皮
膜）は不可能であった。また、融点、熱伝導率及び熱容
量の異なる噴射材料に同じ燃料ガス量による熱及び衝撃
波の履歴しか与えることができず、特性の著しく異なる
溶射材料を同時に溶射した場合、未溶融のまま被溶射物
に衝突する現象や溶融過剰で衝突する現象のため溶射材
料が皮膜に付着せずに飛び散り、良好な溶射皮膜が得ら
れない現象がしばしばみられた。また、特性の差異が軽
微であっても未溶融の材料や過剰の金属酸化物が皮膜中
に残留してしまう現象を防げない。

【０００９】異なる性質をもつ２種類以上の粉末を積層
する方法には混合粉末を溶射する方法があるが、１回あ
たりのそれぞれの材料の配分が不安定となり、溶射皮膜
中に偏積が起こり良好な皮膜は得られない。２種類以上
の溶射材料を焼結した溶射材料を用いると偏積は少なく
なるが、材料のコストが高くなるばかりでなく、焼結時
に材料間に化合物が形成され靭性や耐食性低下が問題と
なってくる。

【００１０】本発明の第１発明は上記の２種類の溶射に
関する問題を解決するためになされたものであって、そ
の目的とするところは、同一溶射材料の特性を燃料ガス
の成分を相違させることにより変化させ、ミクロ的に交
互に特性の異なる層を積層させることによって耐摩耗性
を向上させたり、摺動性の改善を図ることや、２種類以
上溶射材料と各溶射材料に対して適正な成分比をもつ燃
料ガスを供給して、爆発燃焼時にそれぞれの溶射材料の
特性にあった熱及び衝撃波の履歴が受けられる爆発溶射
装置を提供することにある。

【００１１】また、上記従来技術においては、第２の問
題として、燃料ガスを連続に供給する事なく断続的に供
給し、配管中の燃料ガスの圧力が変動することによる弊
害について何ら考慮されておらず、燃料ガス流量の振動
的変化によって均質な皮膜を得ることが容易でない装置
となっている。また、逆火を防止する方法としてしばし
ば利用される燃料ガスを遮断する方法として、不燃性の
ガスを利用して逆止弁等を作動させる方法も燃料ガスが
遮断されたときに静圧が上昇することで実用可能な領域
では使用できない。

【００１２】本発明の第２発明は、上記の燃料ガス流量
の変動及び逆火に関する問題も解決するためになされた
ものであって、その目的とするところは、燃料ガスの圧
力変動を事実上無くし、安定したガス流量を得られるよ
うにすることや不燃性ガスによる逆火を防止する逆火防
止機構の作動を容易にする爆発溶射装置を提供すること
にある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明の目的
を達成するために、第１発明の爆発溶射装置は、溶射ノ
ズルと該溶射ノズルを突設した燃焼室とからなる溶射ガ
ンと、該燃焼室に燃料ガスを供給する燃料ガス供給系
と、溶射ノズル内に溶射材料を供給する粉末供給系と、
燃焼室で燃料ガスを点火する点火装置を備えた爆発溶射
装置において、粉末供給系の１系列に対し燃料ガス供給
系は２系列とし、各燃料ガス供給系によりそれぞれ成分
比及び／又は流量の異なる燃料ガスを交互に供給させる
制御系を設けたことを特徴としている。

【００１４】また、第１発明の別の爆発溶射装置は、溶
射ノズルと該溶射ノズルを突設した燃料室とからなる溶
射ガンと、該燃焼室に燃料ガス供給する燃料ガス供給系
と、溶射ノズル内に溶射材料を供給する粉末供給系と、
燃焼室で燃料ガスを点火する点火装置を備えた爆発溶射
装置において、粉末供給系はそれぞれ異種の溶射材料を
供給する２系列とし、燃料ガス供給系は一方の系列が溶
射材料の一方に適合する成分比及び流量の燃料ガスを、
他方の系列が溶射材料の他方に適合する成分比及び流量
の燃料ガスを供給する粉末供給系と粉末供給系を同期し
て作動させる制御系を設けたことを特徴としている。ま
た２種類の溶射材料及び２種類の燃料ガスを用いる場
合、異種の溶射材料はそれぞれ前記燃焼室から距離の相
違する位置に供給するのもよい。

【００１５】本発明の第２発明の目的を達成するため
に、爆発溶射装置は、溶射ノズルと該溶射ノズルを突設
した燃焼室とからなる溶射ガンと、該燃焼室に燃料ガス
を供給する燃料ガス供給系と、溶射ノズル内に溶射材料
を供給する粉末供給系と、燃焼室で燃料ガスを点火する
点火装置を備えた爆発溶射装置において、溶射ガンを２
基設け、該２基の溶射ガンの燃焼室に対し粉末供給系の
１系列と燃料ガス供給系を２系列設け、該２系列により
同一成分で同一流量の燃料ガスを２基の溶射ガンの燃焼
室に交互に供給し、かつ２系列によるガス供給の時間を
一部ラップさせるよう制御することを特徴ととしてい
る。そして、燃焼室と２系列の燃料ガス供給系のそれぞ
れとの間に逆止弁を設けると、さらに逆火防止に効果的
である。また逆止弁を不燃性ガスにより逆止動作させる
のがよい。

【００１６】

【作用】本発明の第１発明の爆発溶射装置を、上記のよ
うに同一溶射材料に対し成分比及び／又は流量を異なる
２種類の燃料ガスを供給するように構成すれば、例えば
酸化雰囲気の燃焼フレームで酸化物を形成させ、還元雰
囲気の燃焼フレームで金属をそのままの組成で交互に溶
射することによって、形成される溶射皮膜は金属酸化物
に富む層と金属に富む層との均質な層状組織となり、そ
れぞれの特性を合わせ持つ皮膜となる。

【００１７】また本発明の第１発明の爆発溶射装置を、
２系列の粉末供給系２系列の燃料ガス供給系を備えた装
置を備えた構成とすれば、融点や熱伝導率の異なる２種
類以上の溶射材料を溶射する場合にも、燃料ガスと粉末
供給とを同期させることでそれぞれの材料にあった燃料
ガス流量で溶射を実施することができ、それぞれの材料
が異なる熱及び衝撃波の履歴を受けることができ、溶射
皮膜中の未溶融粒子に不要の酸化物を減らし、均質で層
状の良好な溶射皮膜を得ることができる。

【００１８】本発明の第２発明の爆発溶射装置を、上記
のように２基の溶射ガンと１系列の粉末供給系と同一の
燃料ガスを供給する２系列の燃料ガス供給系を備え、２
系列のガス供給時間を一部ラップさせるように構成すれ
ば、燃料ガスは常に大気圧中に供給され続けるので、燃
料ガスの静圧は実用上一定となり、流量変動が起こらな
くなる。また、総圧＝動圧＋静圧であるから常に供給通
路が遮断されない状態であれば、静圧は小さく、例えば
燃料ガスを酸素とアセチレンの混合ガスとした場合、酸
素とアセチレンの圧力差によって互いの通路に高圧のガ
スが侵入することも防止でき、逆火の危険性は激減す
る。

【００１９】また、燃料ガス通路に弁構造を設け、不燃
性ガスでこの弁を作動する場合、燃料ガスの静圧が小さ
いため、少量（低圧）のガスで作動が可能となり、実用
ベースでの使用が可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は第１発明の一実施例の爆発溶射装置の構成
図である。この爆発溶射装置は、溶射ノズル４を突設し
た燃焼室３と燃焼室３内に設けた点火プラグ２とからな
る溶射ガン１と、点火プラグ２を制御する点火装置１０
と、燃焼室に設けた２つのガス供給口５ａ，５ｂに配管
接続された燃料ガス供給系１１と、燃料ガス供給系１１
に供給する第１の燃料ガス６ａの流量制御する第１流量
制御系２６及び同じく第２の燃料ガス６ｂの流量制御す
る第２流量制御系２７と、溶射ノズル４に設けた粉末供
給口２１に配管接続され粉末ホッパー２８を搭載する粉
末供給系２５と、上記各装置、機器を制御する制御系１
２から構成されている。

【００２１】図２は燃料ガス供給系１１の構造図で、燃
料ガス供給系１１はシリンダー３１と、それに嵌入され
たピストン３２と、ピストン３２のピストンロッド端に
係合し駆動軸４０を中心に有する楕円形カム３９と、ピ
ストン３２のピストンロッド端を楕円形カム３９に常に
押圧するスプリング３０とから構成されている。シリン
ダー３１内はピストン３２の前後進により第１の分室と
第２の分室が交互に構成され、第１の分室には第１の燃
料ガス６ａ用のガス入口とガス出口が設けられ、また第
２の分室には第２の燃料ガス６ｂ用のガス入口とガス出
口が設けられている。さらに第１の分室のガス入口、第
２分室のガス入口には、それぞれ第１流量制御系２６、
第２流量制御系２７が接続され、そしてこれら第１流量
制御系２６及び第２流量制御系２７は、それぞれ酸素ガ
ス（Ｏ₂）源に接続された酸素ガス流量計３７と、アセ
チレンガス（Ｃ₂Ｈ₂）源に接続されたアセチレンガス流
量計３８とから構成されている。

【００２２】次に上記の構成からなる爆発溶射装置の動
作について説明する。なお、説明の都合上、燃料ガス供
給系１１及びその上流側については後述する。燃焼室３
に酸素ガスとアセチレンガスからなる第１の燃料ガス６
ａが、第１流量制御系２６から燃料ガス供給系１１を通
って供給され、その供給タイミングと合わせて粉末供給
系２５から粉末供給口２１を通して溶射材料２３が空送
されてくる。制御系１２は、第１の燃料ガス６ａが供給
された後、点火装置１０に信号を発して点火プラグ２を
点火させ、燃焼室３で第１の燃料ガスを爆発させる。爆
発した高温高速の燃焼ガス１３は、溶射ノズル４内に送
給された粉末状の溶射材料２３と共に飛行し、その際、
溶射材料２３を加熱、加速して、溶射ノズル４の出口に
置かれた被溶射物８に衝突し、その被溶射物８の表面に
溶射皮膜７の１層を形成する。

【００２３】引き続いて制御系１２は、第１の燃料ガス
とは成分割合を異にする第２の燃料ガス６ｂと前回と同
一の溶射材料２３が溶射ガン１に供給されると、燃料ガ
ス６ｂを点火するように点火信号を発して燃料ガス６ｂ
を爆発させる。そして上記１層と同様にして、溶射皮膜
７の２層目が形成される。このように第１、第２の燃料
ガスを交互に供給して、溶射皮膜７が所定の厚さになる
まで、溶射が繰り返される。

【００２４】さて、燃料ガス供給系１１の上流側の動作
を説明する。アセチレンガス供給源からのアセチレンガ
ス３５、酸素ガス供給源からの酸素ガス３６は、それぞ
れ制御系１２により流量設定されたアセチレン流量計３
７−１、酸素流量計３８−１を通って燃料ガス供給系１
１に導入される。一方、楕円形カム３９は駆動軸４０を
介して駆動されて、ピストン３２を前進させ、この時第
１の分室に設けられたガス入口とガス出口が開き（同時
に第２の分室に設けられたガス入口とガス出口が閉
じ）、アセチレン流量計３７−１と酸素流量計３８−１
からそれぞれガスが流入し、それらガスは混合し、そし
て第１の燃料ガス６ａとして第１の分室から燃焼室３へ
送給される。さらに楕円形カム３９が回転して、ピスト
ン３２を後退した時に、第１の分室が閉塞されて、第２
の分室のガス入口とガス出口が開き、第２の分室にアセ
チレン流量計３７−２と酸素流量計３８−２からそれぞ
れガスが流入して混合し、そして第２の燃料ガス６ｂと
して第２の分室から燃焼室３へと送給させる。このよう
にして楕円形カムが１回転する間に４回の溶射が可能と
なる。

【００２５】一般に駆動軸４０、点火装置１０及び粉末
供給器２５はエンコーダにより制御するか、または機械
的に連動させる。また、制御系１２によりアセチレン流
量計及び酸素流量計の設定値を調節できるので、必要に
応じて互いにアセチレン／酸素混合比の異なる、または
互いに全流量の異なる第１の燃料ガスと第２燃料ガスを
供給することができる。

【００２６】本実施例の爆発溶射装置によれば、同一の
溶射材料と、成分の異なる２種類の燃料ガスとを組み合
わせて用いることにより、特性の異なる溶射皮膜、例え
ばＣｒの皮膜とＣｒ₂Ｏ₃の皮膜を交互に積層することが
できる。

【００２７】図３は第１発明の別の実施例を示す図であ
る。この実施例の爆発溶射装置は、概して前述の第１発
明の一実施例の装置にもう一つの粉末ホッパーを設置し
て組成の異なる２種類の溶射材料を供給し、特性の異な
る層を交互に積層して溶射皮膜を形成できるように構成
され、また制御系１２′により制御されるようにしたも
のである。したがって前述の第１発明の一実施例の説明
と重複する部分は省略する。

【００２８】図３に示すように、本実施例の爆発溶射装
置は、溶射ノズル４内に粉末供給口２１，２２を設け、
さらに種類の異なる溶射材料２３ａ，２３ｂがそれぞれ
入った粉末ホッパ−２８，２９を搭載する粉末供給系２
５′を備えている。溶射材料２３ａ，２３ｂは、それぞ
れ燃料ガス６ａ，６ｂの供給タイミングに合わせ、粉末
供給系２５′により粉末供給口２１，２２を介して溶射
ノズル４内に交互に送給される。

【００２９】溶射材料２３ａ，２３ｂを交互に供給する
ため粉末供給系２５′は、図４及び図５に示すように構
成されている。すなわち粉末供給系２５′は、粉末ホッ
パ−２８，２９にそれぞれ連結している軟質チュ−ブ４
１，４２を平行に配置し、それらのチュ−ブ間に偏心カ
ム４３を設置している。偏心カム４３が駆動軸４４を介
して回転した時、偏心カム４３は軟質チュ−ブ４０，４
１のいずれか一方を押圧して閉塞し、開放された他方の
チュ−ブから溶射材料を送給する。偏心カム４３が１回
転する間に、溶射材料２３ａ，２３ｂの粉末を交互に１
回づつ供給する。一般に駆動軸４０、駆動軸４４、点火
装置１０及び燃料ガス供給系１１はエンコ−ダにより制
御するか又は機械的に連動させる。

【００３０】第１発明の別の実施例によれば、例えばセ
ラミックスとサ−メットのような２種類の溶射材料を用
い、それぞれに適した成分の燃料ガスとを組み合わせ
て、未溶融分のない良好な溶射皮膜を金属面に形成する
ことができる。

【００３１】図６は本発明の第２発明の一実施例を示す
図である。この実施例の爆発溶射装置は、同一構成の２
セットの溶射ガン１Ａ，１Ｂを備え、それぞれの溶射ガ
ンに交互に燃料ガス及び溶射材料を供給して一つの被溶
射物に溶射皮膜を形成するものである。

【００３２】溶射ガン１Ａ，１Ｂは、それぞれ溶射ノズ
ル４を突設する燃焼室３と、燃焼室３に設けた点火プラ
グ及び燃料ガス供給口５と、溶射ノズル４に設けた粉末
供給口２１から構成されている。そしてこの爆発溶射装
置は溶射ガン１Ａ，１Ｂと、各点火プラグ２を制御する
点火装置１０″と、各燃焼室３に設けたガス供給口５に
配管接続された燃料ガス供給系１１″と、ガス供給系１
１″に供給する第１の燃料ガス６ａを流量制御する第１
流量制御系２６及び同じく第２の燃料ガス６ｂを流量制
御する第２の流量制御系２７と、各溶射ノズル４に設け
た粉末供給口２１に配管接続され粉末ホッパ−２８を搭
載する粉末供給系２５″と、上記各装置、機器を制御す
る制御系１２″とから構成されている。

【００３３】溶射ガン１Ａの燃焼室３に酸素ガスとアセ
チレンガスからなる第１の燃料ガス６ａが、第１流量制
御系２６から燃料ガス供給系１１を通って供給され、そ
の供給タイミングと合わせて粉末供給系２５″から粉末
供給口２１を通して溶射材料２３が空送されてくる。制
御系１２″は、第１の燃料ガス６ａが供給された後、点
火装置１０″に信号を発して点火プラグ２を点火させ、
燃焼室３で第１の燃料ガスを爆発させる。爆発した高温
高速の燃焼ガス１３は、溶射ノズル４内に送給された粉
末状の溶射材料２３を加熱、加速して、溶射ノズル４の
出口に置かれた被溶射物８表面に溶射皮膜７の１層を形
成する。

【００３４】引き続いて制御系１２″は、第２の燃料ガ
ス６ｂ及び溶射材料２３が溶射ガン１Ｂに供給される
と、燃料ガス６ｂに点火するので、上記と同様にして、
溶射皮膜７の２層目が形成される。制御系１２″は溶射
皮膜７が所定の厚さになるまで、上記のように溶射ガン
１Ａ，１Ｂを用いて溶射を繰り返す。

【００３５】図７は燃料ガス供給系１１″の構造図であ
る。図中、燃料ガス供給系１１″はシリンダ−３１と、
それに嵌入するピストン３２と、ピストン３２のピスト
ンロッド端に係合し駆動軸４０を中心に有する偏心カム
３９″と、ピストン３２のピストンロッドを偏心カム３
９″に常に押圧するスプリング３０とから構成されてい
る。シリンダ−３１内はピストン３２の前後進により第
１の分室と第２の分室が交互に構成され、第１の分室に
は第１の燃料ガス６ａ用のガス入口とガス出口が設けら
れ、また第２の分室には第２の燃料ガス用のガス入口と
ガス出口が設けられている。ただし、この場合燃料ガス
６ａ，６ｂは同一成分で、同一流量に設定されているも
のとする。

【００３６】第１の分室のガス入口、第２の分室のガス
入口には、それぞれ第１流量制御系２６、第２流量制御
系２７が接続され、そしてこれら第１流量制御系２６及
び第２の流量制御系２７は、それぞれ酸素ガス（Ｏ₂）
源に接続された酸素ガス流量計３７と、アセチレンガス
（Ｃ₂Ｈ₂）源に接続されたアセチレンガス流量計３８と
から構成されている。アセチレンガス供給源からのアセ
チレンガス３５、酸素ガス供給源からの酸素ガス３６
は、それぞれ制御系１２″により減量設定されたアセチ
レンガス流量計３７、酸素流量計３８を通って燃料ガス
供給系１１″に導入される。

【００３７】一方、偏心カム３９″は駆動軸４０を介し
て駆動されて、ピストン３２を前進させ、この時第１の
分室に設けられたガス入口とガス出口が開き、アセチレ
ン流量計３７と酸素流量計３８からそれぞれガスが流入
し、それらガスは混合し、そして第１の燃料ガス６ａと
して第１の分室から溶射ガン１Ａへ送給される。さらに
偏心カム３９″が回転して、ピストン３２を後退した時
に、第２の分室のガス入口とガス出口が開き、第２の分
室にアセチレン流量計３７と酸素流量計３８からそれぞ
れガスが流入して混合し、そして第２の燃料ガス６ｂと
して第２の分室から溶射ガン１Ｂへと送給される。この
ようにして偏心カム３９″が１回転する間に２回の溶射
が可能となる。一般に駆動軸４０、点火装置１０″及び
粉末供給器２５″はエンコ−ダ等による制御又は機械的
に連動させる。

【００３８】この際、燃料カム供給系１１″のガス出口
中心間の距離Ｌはピストン３２のシ−ル部の長さｌとほ
ぼ同じになるように設定し、燃料ガスは常に配管６又は
１９に供給されるようにする。この時溶射ガン１Ａ、１
Ｂに流れる燃料ガス流量を図８に模式的に示す。

【００３９】図９は第２発明の別の実施例を示す図であ
る。この実施例は前述の第２発明の一実施例に逆止弁５
０を備えたもので、この逆止弁５０は燃料ガス供給系１
１″と溶射ガン１Ａを接続する配管６、燃料ガス供給系
１１″と溶射ガン１Ｂを接続する配管１９それぞれに設
ける。この逆止弁５０を設けることで、逆火の危険性は
殆どなくなる。

【００４０】この逆止弁５０は弁本体５１内の弁体５２
の可動方向の一方に設けた穴に燃料ガス供給系１１″か
らの配管６（１９）を接続し、設けた他方の穴に低圧の
不燃性ガス５５を供給する不燃性ガス配管５５を接続
し、さらに弁体５２の周面にあたる弁本体５１の部分に
横穴を設け、この横穴に燃焼室３に続く配管６（１９）
を接続したものである。燃料ガスが流れない時は、低圧
でも不燃性ガス５５の静圧の方が燃料ガスの圧力より高
いために、弁体５２は燃料ガスの通路をふさぐ。この
時、不燃性ガスは弁体５２と穴とのすき間５４から流れ
るが、その量は僅かであるため、燃料ガスに対して実用
上問題のない流量である。

【００４１】図１０は、被射物８の表面に形成された溶
射皮膜７の断面図で、溶射皮膜７の表面がうねりをもっ
ていることを示している。このうねりは、溶射ガン１
Ａ，１Ｂの２基を設けた爆発溶射装置において、それら
溶射ガンの配置間隔を適正に設けることにより、軽減す
ることが可能となる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の第１発明によれば、爆発溶射装
置を粉末供給系の１系列に対し燃料ガス供給系は２系列
でそれぞれ成分比及び／又は流量の異なる燃料ガスを交
互に供給する装置としたので、同一の溶射材料で特性の
異なる２種類の溶射皮膜を交互に積層することができ
る。

【００４３】また爆発溶射装置を、それぞれ異種の溶射
材料を交互に供給する２系列の粉末供給装置と、溶射材
料の一方に適合する成分比及び流量の燃料ガスを供給す
る燃料ガス供給系と溶射材料の他方に適合する成分比及
び流量の燃料ガスを供給する燃料ガス供給系との２系列
を設けたので、それぞれの溶射材料に必要なエネルギ−
を過不足なく与えることができ、層状の耐熱衝撃性、靭
性に優れた溶射皮膜を形成することができる。

【００４４】本発明の第２発明によれば、爆発溶射装置
を、２基の溶射ガンと該２基の溶射ガンの燃焼室に対し
溶射材料を供給する１系列の粉末供給系と、燃料供給系
を２系列設け、同一成分で同一流量の燃料ガスを２基の
溶射ガンの燃焼室に交互に供給する２系列の燃料ガス供
給系を設け、かつ２系列によるガス供給の時間を一部ラ
ップさせるようにしたので、各溶射ガンに燃料ガスを連
続に供給することなく断続的に供給しながら、配管中の
燃料ガスの圧力が変動することによる弊害、すなわち燃
料ガスの振動的変化を解消することができる。

【００４５】また燃焼室と２系列の燃料ガス供給系のそ
れぞれとの間に逆止弁を設け、不燃性ガスにより逆止弁
を動作させるように構成したので、逆火を防止する一
方、燃料ガスは遮断されないためにその静圧が上昇する
ことなく、燃料ガスの供給を実用可能な領域で続けるこ
とができる。

【００４６】さらにこの２基の溶射ガスを備えた爆発溶
射装置によれば、従来の装置と比較して２倍の速度で溶
射を実施することが可能であり、また２基の溶射ガンを
適正な距離をもって設けることにより、溶射皮膜のうね
りを軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１発明による爆発溶射装置の一実施
例の全体構成図である。

【図２】第１発明による爆発溶射装置の燃料ガス供給系
の構造図である。

【図３】第１発明による爆発溶射装置の別の実施例の構
造図である。

【図４】第１発明による爆発溶射装置の別の燃料ガス供
給系の構造図である。

【図５】図４のＶ−Ｖ断面を示す図である。

【図６】本発明の第２発明の爆発溶射装置の一実施例の
全体構造図である。

【図７】さらに別の燃料ガス供給系の構造図である。

【図８】燃料ガスの動作特性を説明する模式図である。

【図９】逆止弁の構造図である。

【図１０】溶射皮膜表面のうねりを示す図である。

【図１１】従来の爆発溶射装置を示す図である。

【符号の説明】

１溶射ガン２点火プラグ３燃焼室４溶射ノズル５ａ，５ｂガス供給口６配管６ａ，６ｂ燃料ガス７溶射皮膜８被溶射物１０，１０″ 点
火装置１１，１１″ 燃料ガス供給系１２，１２′，１２″ 制御系１３燃焼ガス１４溶射方向１９配管２１，２２粉末
供給口２３，２３ａ，２３ｂ溶射材料２５，２５′，２５″ 粉末供給系２６第１流量制御系２７第２流量制
御系２８，２９粉末ホッパ− ３０スプリング３１シリンダ３２ピストン３５酸素ガス３６アセチレン
ガス３７酸素流量計３８アセチレン
流量計３９楕円形カム３９″ 偏心カム４０駆動軸４１，４２チュ
−ブ４３偏心カム４４駆動軸５０逆止弁５１弁本体５２弁体５３不燃性ガス
配管５４すき間５５不燃性ガス

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】溶射ノズルと該溶射ノズルを突設した燃
焼室とからなる溶射ガンと、該燃焼室に燃料ガスを供給
する燃料ガス供給系と、溶射ノズル内に溶射材料を供給
する粉末供給系と、燃焼室で燃料ガスを点火する点火装
置を備えた爆発溶射装置において、前記粉末供給系は１
系列とし前記燃料ガス供給系は２系列として、各燃料ガ
ス供給系によりそれぞれ成分比及び／又は流量の異なる
燃料ガスを交互に供給させる制御系を設けたことを特徴
とする爆発溶射装置。
【請求項２】溶射ノズルと該溶射ノズルを突設した燃
料室とからなる溶射ガンと、該燃焼室に燃料ガスを供給
する燃料ガス供給系と、溶射ノズル内に溶射材料を供給
する粉末供給系と、燃焼室で燃料ガスを点火する点火装
置を備えた爆発溶射装置において、前記粉末供給系はそ
れぞれ異種の溶射材料を供給する２系列とし、前記燃料
ガス供給系は一方の系列が前記溶射材料の一方に適合す
る成分比及び流量の燃料ガスを供給し、他方の系列が前
記溶射材料の他方に適合する成分比及び流量の燃料ガス
を供給する２系列とし、粉末供給系の一系列と燃料ガス
供給系の一系列とを同期して、あるいは粉末供給系の他
系列と燃料ガス供給系の他系列を同期して、交互に作動
させる制御系を設けたことを特徴とする爆発溶射装置。
【請求項３】前記異種の溶射材料はそれぞれ前記燃焼
室から距離の相違する位置に供給されることを特徴とす
る請求項２記載の爆発溶射装置。
【請求項４】溶射ノズルと該溶射ノズルを突設した燃
焼室とからなる溶射ガンと、該燃焼室に燃料ガスを供給
する燃料ガス供給系と、溶射ノズル内に溶射材料を供給
する粉末供給系と、燃焼室で燃料ガスを点火する点火装
置を備えた爆発溶射装置において、前記溶射ガンを２基
設け、該２基の溶射ガンの燃焼室に対し前記粉末供給系
の１系列と前記燃料ガス供給系を２系列設け、該２系列
により同一成分で同一流量の燃料ガスを２基の溶射ガン
の燃焼室に交互に供給し、かつ２系列によるガス供給の
時間を一部ラップさせる制御系を設けたことを特徴とす
る爆発溶射装置。
【請求項５】前記燃焼室と前記２系列の燃料ガス供給
系のそれぞれとの間に逆止弁を設けたことを特徴とする
請求項４記載の爆発溶射装置。
【請求項６】前記逆止弁は不燃性ガスにより逆止動作
をさせることを特徴とする請求項５記載の爆発溶射装
置。