JP5179911B2 - Powder injection nozzle - Google Patents

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Description

本発明は、ボディの先端部に設けられた断面スリット状の噴射口から、粉体を噴射する粉体噴射ノズルに関する。   The present invention relates to a powder injection nozzle for injecting powder from an injection port having a slit-like cross section provided at the tip of a body.

近年、例えば金属やガラス等の被加工物に粉体を高速で吹付けて、被加工物の表面に膜を形成させるパウダージェットデポジションと称される方法が提案されている。この方法を行うための装置（粉体噴射ノズル）は、供給エア（圧縮空気）により粉体を空気と混合して導管内を搬送し、更に、より高圧な加速エアにより加速してノズルの先端（噴射口）から噴射させるように構成されている。この場合、ノズル（噴射口）は、例えば内径がφ１ｍｍ程度の円形をなしている。   In recent years, a method called powder jet deposition has been proposed in which powder is sprayed at high speed onto a workpiece such as metal or glass to form a film on the surface of the workpiece. An apparatus (powder injection nozzle) for carrying out this method mixes powder with air by supply air (compressed air), conveys the inside of the conduit, and further accelerates by higher pressure acceleration air to accelerate the tip of the nozzle. It is comprised so that it may inject from (injection opening). In this case, the nozzle (injection port) has a circular shape with an inner diameter of about φ1 mm, for example.

しかし、このような円形の噴射口を有するノズル（丸吹ノズル）では、比較的大きな面積の被加工物に対して被膜を形成する場合に、作業効率が悪く、又、形成された被膜の厚みの均一性に劣る不具合がある。そこで、上記噴射口をスリット状とすることが考えられている。   However, with such a nozzle having a circular injection port (round blowing nozzle), when a film is formed on a workpiece having a relatively large area, the work efficiency is poor, and the thickness of the formed film is also low. There is a defect inferior in uniformity. In view of this, it has been considered that the injection port is formed into a slit shape.

特許文献１には、用途は異なる（マイクロアブレイシブジェット加工）ものの、ノズルの噴射口を横長なスリット状とした粉体噴射装置が開示されている。図１０に、この粉体噴射装置１０１の構成を示す。この粉体噴射装置１０１は、粉体噴射ノズル１０２と、粉体噴射ノズル１０２に粉体を供給する粉体タンク１０３と、エア供給機構とを備えて構成されている。   Patent Document 1 discloses a powder injection device in which the nozzle injection port has a horizontally long slit shape, although the application is different (micro-abrasive jet processing). FIG. 10 shows the configuration of the powder injection device 101. The powder injection apparatus 101 includes a powder injection nozzle 102, a powder tank 103 that supplies powder to the powder injection nozzle 102, and an air supply mechanism.

粉体噴射ノズル１０２には、断面が横長なスリット状をなす流体流路１０４が、図で左右に延びて形成され、その先端が噴射口１０５とされている。前記流体流路１０４の基端部には、供給エアを導入するための断面円形の導入口１０６が設けられている。この導入口１０６には、エアホースが接続され、エア供給源１０７からの供給エアが圧力調整装置１０８及び供給エア制御装置１０９を介して供給されるようになっている。   In the powder injection nozzle 102, a fluid flow path 104 having a slit shape with a horizontally long cross section is formed extending left and right in the figure, and the tip of the fluid flow path 104 is an injection port 105. An inlet 106 having a circular cross section for introducing supply air is provided at the base end of the fluid flow path 104. An air hose is connected to the introduction port 106 so that supply air from an air supply source 107 is supplied via a pressure adjusting device 108 and a supply air control device 109.

前記流体流路１０４の途中部には、断面が横長なスリット状をなす粉体吸入口１１０が設けられ、前記粉体タンク１０３の出口部が接続されている。この粉体タンク１０３内には、エア供給源１０７からのタンク加圧エアが圧力調整装置１１１及びタンク加圧エア制御装置１１２を介して供給され、内部の粉体が加圧される構成となっている。   In the middle of the fluid flow path 104, a powder suction port 110 having a slit shape with a horizontally long cross section is provided, and an outlet portion of the powder tank 103 is connected. In this powder tank 103, tank pressurization air from an air supply source 107 is supplied via a pressure adjusting device 111 and a tank pressurization air control device 112, and the internal powder is pressurized. ing.

前記流体流路１０４の前記粉体吸入口１１０の下流側には、加速エアを導入するための断面円形の加速エア導入口１１３が形成されている。この加速エア導入口１１３には、エアホースが接続され、エア供給源１０７からの加速エアが圧力調整装置１１４及び加速エア制御装置１１５を介して加速エア導入口１１３に供給されるようになっている。   An acceleration air inlet 113 having a circular cross section for introducing acceleration air is formed on the downstream side of the powder suction port 110 of the fluid flow path 104. An air hose is connected to the acceleration air introduction port 113, and acceleration air from the air supply source 107 is supplied to the acceleration air introduction port 113 via the pressure adjustment device 114 and the acceleration air control device 115. .

そして、前記流体流路１０４の粉体吸入口１１０のすぐ上流部分には、流体流路１０４のスリット幅（流路断面積）を減少させるための調整部材１１６が設けられている。
これにより、流体流路１０４に、供給エアが供給されると、粉体吸入口１１０部分が負圧となり、粉体タンク１０３内の粉体が、粉体吸入口１１０から流体流路１０４内に吸込まれる。そして、粉体とエアとの混合物が、加速エア導入口１１３から供給される加速エアによって加速されて断面スリット状の噴射口１０５から高速で噴射されるようになっている。
特開２００１−３０１７３号公報 An adjustment member 116 for reducing the slit width (channel cross-sectional area) of the fluid channel 104 is provided immediately upstream of the powder suction port 110 of the fluid channel 104.
Thus, when supply air is supplied to the fluid flow path 104, the powder suction port 110 becomes negative pressure, and the powder in the powder tank 103 flows from the powder suction port 110 into the fluid flow path 104. Sucked. The mixture of powder and air is accelerated by the acceleration air supplied from the acceleration air introduction port 113 and is ejected from the ejection port 105 having a slit-like cross section at a high speed.
JP 2001-30173 A

しかしながら、上記従来の粉体噴射装置１０１では、断面円形の導入口１０６から断面スリット状の流体流路１０４に供給エアを供給し、又、同様に断面円形の加速エア導入口１１３から流体流路１０４に加速エアを供給しているため、流体流路１０４内のスリットの長手方向（横長方向）に関して、エアの流速にムラ（不均一）が生じてしまう。このため、噴射口１０５から噴射される粉体の分布に長手方向にばらつきが生じ、被加工物に形成される膜の厚さが不均一になってしまう不具合がある。   However, in the conventional powder injection apparatus 101, supply air is supplied from the inlet 106 having a circular cross section to the fluid flow path 104 having a slit cross section, and the fluid flow path is similarly supplied from the accelerating air inlet 113 having a circular cross section. Since the accelerating air is supplied to 104, the air flow velocity is uneven (non-uniform) in the longitudinal direction (horizontal direction) of the slit in the fluid flow path 104. For this reason, the distribution of the powder ejected from the ejection port 105 varies in the longitudinal direction, and there is a problem that the thickness of the film formed on the workpiece becomes non-uniform.

又、上記構成では、供給エア、タンク加圧エア及び加速エアの３系統のエアを用いているため、エア供給機構の構造が複雑化し、コストアップや大型化を招いてしまう。
尚、粉体タンク１０３内の粉体をタンク加圧エアにより加圧する構成のため、粉体にいわゆる圧縮塊が生じてしまう不具合もあった。 Further, in the above configuration, since three systems of air, supply air, tank pressurization air and acceleration air, are used, the structure of the air supply mechanism becomes complicated, leading to an increase in cost and size.
In addition, since the powder in the powder tank 103 is pressurized by tank pressurized air, there is a problem that a so-called compressed lump is generated in the powder.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、断面スリット状の噴射口を備えるものにあって、噴射口から噴射される粉体のスリットの長手方向に関する速度を均一にでき、又、簡単な構成で済ませることができる粉体噴射ノズルを提供することである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an injection port having a slit-shaped cross section, and can uniformize the speed in the longitudinal direction of the slit of the powder injected from the injection port. Another object of the present invention is to provide a powder injection nozzle that can be simply configured.

請求項１記載の粉体噴射ノズルは、ボディの先端部に設けられた断面スリット状の噴射口から、粉体を噴射する粉体噴射ノズルであって、前記ボディの基端側に設けられ搬送用の流体が供給される流体供給口と、前記ボディ内に前記流体供給口から前記噴射口に向けて延びるように形成された流体流路と、この流体流路の途中部に設けられ前記粉体を前記流体と混合するための混合部と、前記ボディ内に前記流体流路の上側に位置して形成され、断面スリット状をなし、先端が前記混合部において開口する粉体導入路と、前記流体流路の前記流体供給口と前記混合部との間に位置して設けられ、該流体供給口側から混合部側に向けて段階的又は連続的に断面積が減少される緩衝部とを備えると共に、前記流体流路の前記混合部から前記噴射口までの領域は、該噴射口と同等の断面スリット状をなし前記粉体が加速される加速領域とされ、該加速領域の入口部の流路断面積が、前記流体流路の前記混合部の入口部の流体流路の断面積よりも小さく構成されていることを特徴としている。   The powder injection nozzle according to claim 1 is a powder injection nozzle that injects powder from an injection port having a slit-like cross section provided at a distal end portion of the body, and is provided on the base end side of the body. A fluid supply port to which a fluid for supply is supplied; a fluid flow channel formed in the body so as to extend from the fluid supply port toward the ejection port; and the powder provided in the middle of the fluid flow channel A mixing part for mixing a body with the fluid, a powder introduction path formed in the body on the upper side of the fluid flow path, having a cross-sectional slit shape, and a tip opening in the mixing part; A buffer portion provided between the fluid supply port and the mixing portion of the fluid flow path, the sectional area of which is reduced stepwise or continuously from the fluid supply port side toward the mixing portion side; And the injection port from the mixing portion of the fluid flow path The area at is an accelerating area where the powder is accelerated with the same cross-sectional slit shape as the injection port, and the flow path cross-sectional area of the inlet part of the accelerating area is that of the mixing part of the fluid flow path. It is characterized by being configured smaller than the cross-sectional area of the fluid flow path at the inlet.

請求項２記載の粉体噴射ノズルは、前記緩衝部の入口部の断面積が、前記流体供給口の断面積よりも大きいことを特徴としている。
請求項３記載の粉体噴射ノズルは、前記噴射口及び加速領域の内壁は、前記ボディとは別部材から構成され、該ボディに対して交換可能に取付けられていることを特徴としている。
請求項４記載の粉体噴射ノズルは、前記粉体導入路のスリット幅が、調整可能に構成されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, the cross-sectional area of the inlet portion of the buffer portion is larger than the cross-sectional area of the fluid supply port.
The powder injection nozzle according to claim 3 is characterized in that the injection port and the inner wall of the acceleration region are made of a member different from the body and are attached to the body in a replaceable manner.
The powder injection nozzle according to claim 4 is characterized in that the slit width of the powder introduction path is adjustable.

請求項５記載の粉体噴射ノズルは、前記ボディの基端側に複数個の流体供給口が形成され、それら複数個の流体供給口が、前記ボディ内に形成された共通の一つの緩衝部に連通されていることを特徴としている。
請求項６記載の粉体噴射ノズルは、前記粉体導入路の先端部分は、前記流体流路の流体の流れ方向に対して鋭角的に傾斜して延びながら、前記混合部に連通するように構成されていることを特徴としている。 6. The powder injection nozzle according to claim 5, wherein a plurality of fluid supply ports are formed on the base end side of the body, and the plurality of fluid supply ports are formed as one common buffer portion formed in the body. It is characterized by being connected to.
The powder injection nozzle according to claim 6, wherein the tip portion of the powder introduction path communicates with the mixing portion while extending at an acute angle with respect to the fluid flow direction of the fluid flow path. It is characterized by being composed.

請求項１記載の粉体噴射ノズルによれば、流体供給口から供給される流体が、緩衝部で一時的に貯留された後に混合部に流れる構成であるので、流体供給口の断面が円形であっても、緩衝部を通されて流体流路の断面スリット状の部分に供給される流体を、スリットの長手方向に関して均一な流速とすることができる。ひいては、噴射口から噴射される粉体の速度をスリットの長手方向に関して均一にすることができる。   According to the powder injection nozzle of claim 1, since the fluid supplied from the fluid supply port is configured to flow to the mixing unit after being temporarily stored in the buffer unit, the fluid supply port has a circular cross section. Even in such a case, the fluid that is passed through the buffer portion and supplied to the slit-shaped portion of the fluid flow path can have a uniform flow rate in the longitudinal direction of the slit. As a result, the speed of the powder injected from the injection port can be made uniform in the longitudinal direction of the slit.

又、加速領域の入口部の流路断面積を、流体流路の混合部の入口部の流体流路の断面積よりも小さく構成したので、加速領域において流体の流速を高めることができる。この場合、本発明者の試作、研究によれば、加速エアを用いなくとも、粉体の噴射速度を十分に高速にできることが明らかとなった。この結果、流体を供給するための機構を、簡単な構成で済ませることができる。   In addition, since the flow path cross-sectional area of the inlet portion of the acceleration region is configured to be smaller than the cross-sectional area of the fluid flow channel of the inlet portion of the mixing portion of the fluid flow channel, the fluid flow velocity can be increased in the acceleration region. In this case, according to trial manufacture and research by the present inventor, it became clear that the injection speed of the powder can be sufficiently increased without using the acceleration air. As a result, the mechanism for supplying the fluid can be completed with a simple configuration.

請求項２記載の粉体噴射ノズルによれば、緩衝部の入口部の断面積を、流体供給口の断面積よりも大きくしたので、流体供給口から供給された流体を、緩衝部で一旦拡げるようにすることができ、流体を、スリットの長手方向に関してより均一な流速とすることができる。   According to the powder injection nozzle of the second aspect, since the cross-sectional area of the inlet portion of the buffer portion is larger than the cross-sectional area of the fluid supply port, the fluid supplied from the fluid supply port is temporarily expanded by the buffer portion. And the fluid can have a more uniform flow rate with respect to the longitudinal direction of the slit.

ところで、この種の粉体噴射ノズルにあっては、流体流路の先端側（噴射口及び加速領域）において、粉体が高速で通過するため、その内壁の摩耗が激しくなる事情がある。請求項３記載の粉体噴射ノズルによれば、噴射口及び加速領域の内壁の摩耗があったときに、この噴射口及び加速領域の内壁の部分を構成する部材のみを交換することにより対応することができ、安価に済ませることができる。   By the way, in this kind of powder injection nozzle, since the powder passes at a high speed on the front end side (injection opening and acceleration region) of the fluid flow path, there is a situation in which the inner wall is heavily worn. According to the powder injection nozzle of claim 3, when there is wear on the inner wall of the injection port and the acceleration region, it is possible to cope by replacing only the members constituting the portion of the inner wall of the injection port and the acceleration region. Can be made inexpensively.

請求項４記載の粉体噴射ノズルによれば、粉体導入路のスリット幅を、調整することにより、粉体の噴出量を容易に調整することができる。
請求項５記載の粉体噴射ノズルによれば、複数個の流体供給口が、ボディ内に形成された共通の一つの緩衝部に連通される構成なので、流体の供給量を多くして、流路断面積を大きくすることが可能となり、ひいては、噴射口のスリットの長手方向の寸法を大きくして、多量の粉体を長手方向に均一に噴射することができる。 According to the powder injection nozzle of the fourth aspect, the powder ejection amount can be easily adjusted by adjusting the slit width of the powder introduction path.
According to the powder injection nozzle of the fifth aspect, the plurality of fluid supply ports are configured to communicate with one common buffer formed in the body. The cross-sectional area of the road can be increased, and consequently, the dimension of the slit of the injection port in the longitudinal direction can be increased, and a large amount of powder can be uniformly ejected in the longitudinal direction.

請求項６記載の粉体噴射ノズルによれば、粉体導入路の先端部分が流体流路の流体の流れ方向に対して鋭角的に傾斜して延びながら、混合部に連通するように構成されているので、粉体をスムーズに流体流路内に供給することができる。ちなみに、本発明者の試作、研究によれば、この際の傾斜角度は、１５度〜６０度が望ましく、より望ましくは、２０度〜４０度である。そして、これにより、粉体を加圧しなくとも、粉体を詰まりなく混合部に供給することができた。   According to the powder injection nozzle of the sixth aspect, the tip portion of the powder introduction path is configured to communicate with the mixing portion while extending at an acute angle with respect to the fluid flow direction of the fluid flow path. Therefore, the powder can be smoothly supplied into the fluid flow path. Incidentally, according to the trial manufacture and research of the present inventor, the inclination angle at this time is preferably 15 degrees to 60 degrees, more preferably 20 degrees to 40 degrees. As a result, the powder could be supplied to the mixing unit without clogging without pressing the powder.

（第１の実施形態）
以下、本発明をパウダージェットデポジション装置（粉体噴射装置）の粉体噴射ノズルに適用した第１の実施形態について、図１乃至図５を参照しながら説明する。このパウダージェットデポジション装置は、被加工物（例えばアルミ箔）に、粉体（例えばカーボン粉体）を高速で吹付けて、被加工物の表面に膜（カーボン膜）を形成するといった用途に使用される。尚、方向を示す必要がある場合には、以下、粉体が噴射される側を前方として説明することとする。 (First embodiment)
A first embodiment in which the present invention is applied to a powder injection nozzle of a powder jet deposition apparatus (powder injection apparatus) will be described below with reference to FIGS. This powder jet deposition apparatus is used for forming a film (carbon film) on the surface of a workpiece by spraying powder (eg, carbon powder) at a high speed on the workpiece (eg, aluminum foil). used. In the case where it is necessary to indicate the direction, the side on which the powder is ejected will be described below as the front side.

詳しくは図示はしないが、パウダージェットデポジション装置は、本実施形態に係る粉体噴射ノズル１、この粉体噴射ノズル１に接続される粉体供給用のホッパー２（図２等参照）、搬送用の流体、この場合圧縮空気（圧縮エア）を供給するための図示しないエア供給機構、被加工物に対し前記粉体噴射ノズル１を相対的に移動させるための移動機構等から構成される。   Although not shown in detail, the powder jet deposition apparatus includes a powder injection nozzle 1 according to the present embodiment, a powder supply hopper 2 connected to the powder injection nozzle 1 (see FIG. 2 and the like), and conveyance. For example, an air supply mechanism (not shown) for supplying compressed air (compressed air), a moving mechanism for moving the powder injection nozzle 1 relative to the workpiece, and the like.

前記粉体噴射ノズル１の外形を構成するボディ３は、例えばＳＵＳからなり、ブロック状に構成され、より詳しくは、図１，図２に示すように、上部ボディパーツ４と下部ボディパーツ５とを上下に組合せて構成されている。これら上部ボディパーツ４及び下部ボディパーツ５は、複数本のボルト６（図３，図４で２本のみを図示し、その他のボルトは省略する）で互い同士固定されている。   The body 3 constituting the outer shape of the powder injection nozzle 1 is made of, for example, SUS and is configured in a block shape. More specifically, as shown in FIGS. 1 and 2, an upper body part 4 and a lower body part 5 Are combined in a vertical direction. The upper body part 4 and the lower body part 5 are fixed to each other by a plurality of bolts 6 (only two bolts are shown in FIGS. 3 and 4 and other bolts are omitted).

ボディ３の前面部、具体的には、上部ボディパーツ４及び下部ボディパーツ５の接する部分のうちの前端部分は、前方へ突出した形態とされ、その先端部に、図１乃至図４に示すように、粉体を噴射する噴射口７が設けられている。噴射口７の断面は、横長のスリット状をなしている。このとき、後述するように、噴射口７部分は、ボディ３とは別部材のノズル部材８から構成されている。尚、本実施形態では、前記噴射口７の横幅寸法は、例えば１０ｍｍとされている。   The front portion of the body 3, specifically, the front end portion of the contact portions of the upper body part 4 and the lower body part 5 is projected forward, and the tip portion thereof is shown in FIGS. Thus, the injection port 7 which injects powder is provided. The cross section of the injection port 7 has a horizontally long slit shape. At this time, as will be described later, the injection port 7 portion is constituted by a nozzle member 8 which is a separate member from the body 3. In the present embodiment, the lateral width of the injection port 7 is, for example, 10 mm.

前記上部ボディパーツ４は、図２に示すように、上面に緩やかな傾斜面を有する断面略台形状をなし、その上面に開口するように、前記ホッパー２が連結される連結穴９が形成されている。この連結穴９の内周面には、雌ねじが形成されている。そして、この連結穴９の底部から、上部ボディパーツ４の下面に向けて、粉体導入路１０が形成されている。粉体導入路１０は、断面スリット状をなし、図１に示すように、角度θで傾斜するように形成されている。   As shown in FIG. 2, the upper body part 4 has a substantially trapezoidal cross section with a gently inclined surface on the upper surface, and a connection hole 9 to which the hopper 2 is connected is formed so as to open on the upper surface. ing. An internal thread is formed on the inner peripheral surface of the connecting hole 9. A powder introduction path 10 is formed from the bottom of the connection hole 9 toward the lower surface of the upper body part 4. The powder introduction path 10 has a slit shape in cross section, and is formed to be inclined at an angle θ as shown in FIG.

前記下部ボディパーツ５は、断面略四角形のブロック状をなし、その後端部には、図５にも示すように、１個の円形のホース接続口１１が形成されている。このホース接続口１１の内周面には、雌ねじが形成されており、このホース接続口１１に前記エア供給機構のエアホース（図示せず）が接続されるようになっている。前記エア供給機構は、図示はしないが、コンプレッサー等のエア供給源及び圧力調整装置等を備えて構成されている。このホース接続口１１の底部には、小径な円形の１個の流体供給口１２が設けられ、エア供給機構からの圧縮空気が、エアホースを介して流体供給口１２に供給されるようになっている。   The lower body part 5 has a block shape with a substantially rectangular cross section, and a single circular hose connection port 11 is formed at the rear end thereof as shown in FIG. An internal thread is formed on the inner peripheral surface of the hose connection port 11, and an air hose (not shown) of the air supply mechanism is connected to the hose connection port 11. Although not shown, the air supply mechanism includes an air supply source such as a compressor, a pressure adjusting device, and the like. A single small-diameter circular fluid supply port 12 is provided at the bottom of the hose connection port 11 so that compressed air from the air supply mechanism is supplied to the fluid supply port 12 via the air hose. Yes.

そして、前記ボディ３内、即ち上部ボディパーツ４と下部ボディパーツ５と間には、図１に示すように、前記流体供給口１２から噴射口７に向けて延びるように流体流路１３が形成されている。この流体流路１３は、緩衝部１４と、断面が横長なスリット状の混合部１５と、加速領域１６とを有して構成されている。この流体流路１３（緩衝部１４、混合部１５及び加速領域１６）は、全体として横幅寸法が同等となるように形成されている。   As shown in FIG. 1, a fluid flow path 13 is formed in the body 3, that is, between the upper body part 4 and the lower body part 5 so as to extend from the fluid supply port 12 toward the ejection port 7. Has been. The fluid flow path 13 includes a buffer portion 14, a slit-like mixing portion 15 having a horizontally long cross section, and an acceleration region 16. The fluid flow path 13 (the buffer section 14, the mixing section 15, and the acceleration area 16) is formed so as to have the same lateral width as a whole.

前記緩衝部１４は、図１，図２に示すように、流体供給口１２と混合部１５との間に設けられた空間である。この緩衝部１４は、流体供給口１２から上方に向けて広がる拡張部１４ａと、この拡張部１４ａの前端部上部から前方に向けて次第に（連続的に）断面積が減少し、前端が混合部１５につながる縮小部１４ｂとから構成されている。このとき、図１に示すように、緩衝部１４の入口部の断面積、本実施形態では、拡張部１４ａの断面積Ｓ２が、流体供給口１２の断面積Ｓ１よりも大きくなるように形成されている。尚、縮小部１４ｂは、断面積が段階的に減少する構成でも良い。 As shown in FIGS. 1 and 2, the buffer portion 14 is a space provided between the fluid supply port 12 and the mixing portion 15. The buffer part 14 includes an extension part 14a that extends upward from the fluid supply port 12, a cross-sectional area that gradually decreases (continuously) from the upper part of the front end part of the extension part 14a toward the front, and the front end is a mixing part. 15, a reduction unit 14 b connected to 15. At this time, as shown in FIG. 1, the sectional area of the inlet portion of the buffer portion 14, in this embodiment, the sectional area S 2 of the expanded portion 14 a is larger than the sectional area S 1 of the fluid supply port 12. Is formed. In addition, the reduction | decrease part 14b may be the structure which a cross-sectional area reduces in steps.

前記混合部１５は、緩衝部１４を通って供給される圧縮空気と前記粉体とを混合する部位であり、この混合部１５の上側において前記粉体導入路１０が開口している。この粉体導入路１０のスリットの横長方向の寸法は、流体流路１３のスリットの横長方向の寸法と一致している。   The mixing unit 15 is a part that mixes the compressed air supplied through the buffer unit 14 and the powder, and the powder introduction path 10 is opened above the mixing unit 15. The size of the slit of the powder introduction path 10 in the horizontal direction is the same as the size of the slit of the fluid flow path 13 in the horizontal direction.

ここで、粉体導入路１０の先端部分は、流体流路１３の圧縮空気の流れ方向に対して鋭角的な角度θで混合部１５に連通するように構成されている。本実施形態では、粉体導入路１０の角度θは、例えば３０度とされている。このときの角度θは、１５度〜６０度とすることが望ましく、より望ましくは２０度〜４０度である。   Here, the tip portion of the powder introduction path 10 is configured to communicate with the mixing portion 15 at an acute angle θ with respect to the flow direction of the compressed air in the fluid flow path 13. In the present embodiment, the angle θ of the powder introduction path 10 is, for example, 30 degrees. At this time, the angle θ is desirably 15 degrees to 60 degrees, and more desirably 20 degrees to 40 degrees.

このとき、図２等で示すように、上部ボディパーツ４の上部には、粉体を貯留するホッパー２が設けられるようになっており、このホッパー２の下端の出口部は、管状の継手部材１７を介して、前記連結穴９に連結されている。又、ホッパー２の上端は、大気に連通されている。これにて、ホッパー２内の粉体が継手部材１７を介して粉体導入路１０に供給されるようになっている。   At this time, as shown in FIG. 2 and the like, a hopper 2 for storing powder is provided on the upper portion of the upper body part 4, and an outlet portion at the lower end of the hopper 2 is a tubular joint member. 17 is connected to the connection hole 9 via the connection 17. The upper end of the hopper 2 is communicated with the atmosphere. Thereby, the powder in the hopper 2 is supplied to the powder introduction path 10 through the joint member 17.

前記加速領域１６は、図１に示すように、前記混合部１５から前記噴射口７までの範囲においてスリット幅（高さ寸法）をより小さくした断面スリット状に構成されている。加速領域１６の入口部１６ａの流路断面積Ｓ４は、混合部１５の入口部１５ａの断面積Ｓ３よりも小さく構成されている。 As shown in FIG. 1, the acceleration region 16 has a slit shape with a smaller slit width (height dimension) in the range from the mixing unit 15 to the injection port 7. The flow path cross-sectional area S 4 of the inlet portion 16 a of the acceleration region 16 is configured to be smaller than the cross-sectional area S 3 of the inlet portion 15 a of the mixing portion 15.

このとき、前記噴射口７及び前記加速領域１６の内壁は、前記ノズル部材８から構成され、ボディ３に対して交換可能に取付けられている。このノズル部材８は、例えばＳＵＳからなり、図４に示すように、スリットの上壁面を構成するノズル上部８ａと、スリットの下壁面を構成するノズル下部８ｂと、スリットの左壁面を構成するノズル左部８ｃと、スリットの右壁面を構成するノズル右部８ｄとを一体的に有して構成されている。
尚、図１，図２及び図５に示すように、上部ボディパーツ４と下部ボディパーツ５との間の隙間部分には、気密性を確保するためのパッキン１８が挟まれている（一部のみ図示）。 At this time, the inner walls of the injection port 7 and the acceleration region 16 are constituted by the nozzle member 8 and are attached to the body 3 in a replaceable manner. The nozzle member 8 is made of, for example, SUS, and as shown in FIG. 4, a nozzle upper portion 8a constituting the upper wall surface of the slit, a nozzle lower portion 8b constituting the lower wall surface of the slit, and a nozzle constituting the left wall surface of the slit. The left portion 8c and the nozzle right portion 8d constituting the right wall surface of the slit are integrally formed.
As shown in FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 5, a packing 18 for securing airtightness is sandwiched in a gap portion between the upper body part 4 and the lower body part 5 (partly). Only shown).

次に、上記構成の作用について図１，図２を参照して説明する。
粉体噴射ノズル１のボディ３にホッパー２が取付けられた状態では、ホッパー２内の粉体が、自重により連結穴９部分まで移動される。 Next, the operation of the above configuration will be described with reference to FIGS.
In a state where the hopper 2 is attached to the body 3 of the powder injection nozzle 1, the powder in the hopper 2 is moved to the connecting hole 9 portion by its own weight.

そして、圧縮空気が流体供給口１２から供給されると、その圧縮空気は、緩衝部１４の拡張部１４ａに供給され、拡張部１４ａで一旦拡げられた状態で一時的に貯留されるようになる。その後、圧縮空気は、圧縮空気の流れの妨げとならないように連続的に流れ方向に対し垂直方向の高さを小さくした縮小部１４ｂに流れる。そして、縮小部１４ｂを移動する際に、次第に絞られるようにして、流速を上げながら混合部１５に流れる。これにより、流体供給口１２が小径な円形であっても、緩衝部１４を通過される際に、圧縮空気はスリットの横長方向に関して均一な流速となって混合部１５に流れるようになっている。   And when compressed air is supplied from the fluid supply port 12, the compressed air is supplied to the expansion part 14a of the buffer part 14, and comes to be temporarily stored in the state once expanded by the expansion part 14a. . Thereafter, the compressed air continuously flows to the reduced portion 14b whose height in the direction perpendicular to the flow direction is reduced so as not to hinder the flow of the compressed air. And when moving the reduction part 14b, it flows into the mixing part 15 while raising the flow rate so that it may be gradually throttled. As a result, even when the fluid supply port 12 has a small circular shape, the compressed air flows to the mixing unit 15 at a uniform flow rate in the laterally long direction of the slit when passing through the buffer unit 14. .

次に、圧縮空気が混合部１５を通過するとき、負圧が生じて、粉体導入路１０を介し、連結穴９の終端部まで到達している粉体が吸込まれ、粉体は、混合部１５に流れる圧縮空気と混合される。このとき、粉体導入路１０の断面を、長辺が圧縮空気の流路断面の長辺と等しくした長方形（スリット状）にすることにより、混合部１５の各点での粉体の吸込み量は等しく、横幅方向に対し均一な状態で流れる圧縮空気に、均一な量の粉体が混合される。又、粉体導入路１０の先端部分が流体流路１３の流体の流れ方向に対して、鋭角的に、即ち３０度の角度θに傾斜して延びながら、混合部１５に連通するように構成されているので、粉体がスムーズに流体流路１３内の混合部１５に供給される。尚、この角度θについては、本発明者の試作、研究により、明らかにしたものである。   Next, when the compressed air passes through the mixing unit 15, a negative pressure is generated, and the powder reaching the end of the connection hole 9 is sucked through the powder introduction path 10, and the powder is mixed It is mixed with the compressed air flowing through the section 15. At this time, the suction amount of the powder at each point of the mixing unit 15 is obtained by making the cross section of the powder introduction path 10 into a rectangle (slit shape) having a long side equal to the long side of the cross section of the compressed air flow path. Are equal, and a uniform amount of powder is mixed with the compressed air flowing in a uniform state in the width direction. In addition, the tip portion of the powder introduction path 10 communicates with the mixing section 15 while extending at an acute angle with respect to the fluid flow direction of the fluid flow path 13, that is, inclined at an angle θ of 30 degrees. Therefore, the powder is smoothly supplied to the mixing unit 15 in the fluid flow path 13. The angle θ has been clarified through trial manufacture and research by the present inventor.

圧縮空気が混合部１５を通過して加速領域１６に到達すると、加速領域１６の入口部１６ａの流路断面積Ｓ４が、混合部１５の入口部１５ａの断面積Ｓ３よりも小さく構成されているので、加速領域１６において、粉体を搬送する圧縮空気の流速が十分に高まる。又、混合部１５から加速領域１６（噴射口７）まで、スリットの横長方向の寸法は一定なので、スリット状の横長方向に関して流速が均一となる。そのため、粉体が、噴射口７から高速で且つ横長方向に均一な速度で噴射される。このことについて、本発明者は、試作、研究を行い、上記構成の粉体噴射ノズル１の構成では加速エアを用いなくとも、粉体の噴射速度を十分に高速にできることを明らかにした。 When compressed air reaches the acceleration region 16 through the mixing section 15, flow path cross-sectional area S 4 of the inlet portion 16a of the acceleration region 16 is made smaller than the cross-sectional area S 3 of the inlet portion 15a of the mixing section 15 Therefore, in the acceleration region 16, the flow rate of the compressed air that conveys the powder is sufficiently increased. Moreover, since the dimension of the slit in the laterally long direction is constant from the mixing unit 15 to the acceleration region 16 (injection port 7), the flow velocity becomes uniform in the slit-like laterally long direction. Therefore, the powder is ejected from the ejection port 7 at a high speed and at a uniform speed in the laterally long direction. With respect to this, the inventor conducted trial manufacture and research, and revealed that the configuration of the powder injection nozzle 1 having the above configuration can sufficiently increase the powder injection speed without using the acceleration air.

粉体噴射ノズル１から噴射された粉体は、被加工物の表面に衝突して付着し、被加工物の表面に粉体の材料（例えばカーボン）の被膜が形成されるのである。このとき、被加工物に対し、粉体噴射ノズル１を例えば上下方向及び左右方向に相対的に移動させながら横長スリット状の噴射口７から粉体の噴射が行われ、これにより、被加工物の広い面積の領域に、短時間で効率良く被膜を形成することができ、しかも、膜厚を均一とすることができるものである。   The powder sprayed from the powder spray nozzle 1 collides with and adheres to the surface of the workpiece, and a film of a powder material (for example, carbon) is formed on the surface of the workpiece. At this time, the powder is ejected from the laterally long slit-shaped injection port 7 while moving the powder injection nozzle 1 relative to the workpiece in, for example, the vertical direction and the horizontal direction. The film can be efficiently formed in a short area in a short time, and the film thickness can be made uniform.

次に本実施形態の効果について説明する。
本実施形態によれば、緩衝部１４を設けたことにより、円形の流体供給口１２から、流体流路１３の断面スリット状の部分に供給される圧縮空気を、スリットの横長方向に関して均一な流速とすることができ、ひいては、噴射口７から噴射される粉体の速度をスリットの横長方向に関して均一にすることができる。
加速エアを用いることなく、加速領域１６を通過する圧縮空気の流速を高めることができ、噴射口７から粉体を十分に高速で噴射することができる。この結果、加速エアが不要となって、エア供給機構の構成を、簡単に済ませることができる。 Next, the effect of this embodiment will be described.
According to the present embodiment, by providing the buffer portion 14, the compressed air supplied from the circular fluid supply port 12 to the slit-shaped portion of the fluid flow path 13 has a uniform flow rate in the horizontal direction of the slit. As a result, the speed of the powder ejected from the ejection port 7 can be made uniform in the horizontal direction of the slit.
Without using the acceleration air, the flow rate of the compressed air passing through the acceleration region 16 can be increased, and the powder can be injected from the injection port 7 at a sufficiently high speed. As a result, no acceleration air is required, and the configuration of the air supply mechanism can be completed easily.

ところで、この種の粉体噴射ノズル１にあっては、流体流路１３の先端側（噴射口７及び加速領域１６）において、粉体が高速で通過するため、その内壁の摩耗が激しくなる事情があるが、本実施形態の粉体噴射ノズル１では、噴射口７及び加速領域１６の内壁の摩耗があったときに、上部ボディパーツ４及び下部ボディパーツ５をすべて交換することなく、噴射口７及び加速領域１６の内壁の部分を構成するノズル部材８のみを交換することにより対応することができるので、上部ボディパーツ４及び下部ボディパーツ５を交換する場合に比べて安価に済ませることができる。   By the way, in this kind of powder injection nozzle 1, since the powder passes at high speed on the tip side (the injection port 7 and the acceleration region 16) of the fluid flow path 13, the wear of the inner wall becomes severe. However, in the powder injection nozzle 1 according to the present embodiment, when the inner wall of the injection port 7 and the acceleration region 16 is worn, the upper body part 4 and the lower body part 5 are not replaced, and the injection port 7 and the nozzle member 8 constituting the inner wall portion of the acceleration region 16 can be replaced, so that the cost can be reduced compared with the case where the upper body part 4 and the lower body part 5 are replaced. .

粉体導入路１０の先端部分が、流体流路１３の流体の流れ方向に対して、鋭角的に、即ち３０度の角度θに傾斜して延びながら、混合部１５に連通するように構成したので、粉体をスムーズに混合部１５に供給することができる。この場合、粉体（ホッパー２内）を加圧しなくとも、粉体を詰まりなく混合部１５に供給することができ、圧縮塊が生ずることを防止できると共に、エア供給機構の構成を簡単に済ませることができる。   The tip portion of the powder introduction path 10 is configured to communicate with the mixing unit 15 while extending at an acute angle with respect to the fluid flow direction of the fluid flow path 13, that is, inclined at an angle θ of 30 degrees. Therefore, the powder can be smoothly supplied to the mixing unit 15. In this case, the powder can be supplied to the mixing unit 15 without clogging without pressurizing the powder (in the hopper 2), so that the formation of a compressed mass can be prevented and the configuration of the air supply mechanism can be simplified. be able to.

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図６乃至図９を参照しながら説明する。尚、上述した第１の実施形態と共通する部分については詳しい説明を省略し、異なる部分について説明する。本実施形態に係るパウダージェットデポジション装置の粉体噴射ノズル２１は、第１の実施形態の粉体噴射ノズル１よりも特に横幅方向に大型のものとされ、多量の粉体を均一に噴射するように構成されている。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, detailed description is abbreviate | omitted about the part which is common in 1st Embodiment mentioned above, and a different part is demonstrated. The powder injection nozzle 21 of the powder jet deposition apparatus according to this embodiment is larger than the powder injection nozzle 1 of the first embodiment, particularly in the lateral width direction, and uniformly injects a large amount of powder. It is configured as follows.

この粉体噴射ノズル２１の外形を構成するボディ２２は、図６，図７に示すように、該ボディ２２の上部を構成する前部ボディパーツ２３と後部ボディパーツ２４とを前後に配置すると共に、それらの下部に下部ボディパーツ２５を配置して構成されている。詳しく図示はしないが、これら前部ボディパーツ２３、後部ボディパーツ２４及び下部ボディパーツ２５は、例えばＳＵＳからなり、複数本のボルト６（図８等で一部のみ図示）で互い同士固定されている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the body 22 constituting the outer shape of the powder injection nozzle 21 has a front body part 23 and a rear body part 24 constituting the upper part of the body 22 arranged in the front-rear direction. The lower body parts 25 are arranged below them. Although not shown in detail, the front body part 23, the rear body part 24, and the lower body part 25 are made of, for example, SUS, and are fixed to each other with a plurality of bolts 6 (only a part is shown in FIG. 8 and the like). Yes.

ボディ２２の前面部、具体的には前部ボディパーツ２３及び下部ボディパーツ２５の接する部分のうちの前端部分は、前方へ突出した形態とされ、その先端部に、図６乃至図８に示すように、粉体を噴射する噴射口２６が設けられている。噴射口２６の断面は、第１の実施形態の噴射口７よりも横長のスリット状をなしている。このとき、後述するように、噴射口２６部分は、ボディ２２とは別部材のノズル部材２７から構成されている。尚、本実施形態では、前記噴射口２６の横幅寸法は、例えば９０ｍｍとされている。   The front portion of the body 22, specifically, the front end portion of the contact portions of the front body part 23 and the lower body part 25 is configured to protrude forward, and the front end portion thereof is shown in FIGS. 6 to 8. As described above, an injection port 26 for injecting powder is provided. The cross section of the injection port 26 has a slit shape that is longer than that of the injection port 7 of the first embodiment. At this time, as will be described later, the injection port 26 portion is constituted by a nozzle member 27 which is a separate member from the body 22. In the present embodiment, the lateral width of the injection port 26 is, for example, 90 mm.

図７に示すように、前記ボディ２２の上部には、前記前部ボディパーツ２３と後部ボディパーツ２４とを組合せることによって、粉体が収容される貯留部２８が形成されると共に、その下部に連通するように、角度θ（図６参照）で傾斜する粉体導入路２９が形成されるようになっている。   As shown in FIG. 7, a storage portion 28 for storing powder is formed on the upper portion of the body 22 by combining the front body part 23 and the rear body part 24. A powder introduction path 29 inclined at an angle θ (see FIG. 6) is formed so as to communicate with the.

図６，図７に示すように、前記前部ボディパーツ２３は、ボディ２２の上部前面を構成する前壁部と、その前壁部の左右両側縁部から後方に延びる左右の側壁部とを有した上面コ字状をなすように構成されている。このとき、前壁部の後面の下端部は、前記粉体導入路２９を形成する傾斜面２３ａとされている。   As shown in FIGS. 6 and 7, the front body part 23 includes a front wall portion constituting the upper front surface of the body 22, and left and right side wall portions extending rearward from left and right side edges of the front wall portion. It is configured to have a U-shaped upper surface. At this time, the lower end portion of the rear surface of the front wall portion is an inclined surface 23 a that forms the powder introduction path 29.

前記後部ボディパーツ２４は、直角三角形による三角柱のブロック状をなし、その傾斜面２４ａを前向きにして、前記前部ボディパーツ２３の左右の両側壁部間に配置されている。本実施形態では、後部ボディパーツ２４は、前部ボディパーツ２３（及び下部ボディパーツ２５）に対し前後方向（矢印Ａ及びＢ方向）に位置調整可能に取付けられるようになっている。これにより、粉体導入路２９のスリット幅が調整可能に構成されている。   The rear body part 24 has a triangular prism block shape with a right triangle, and is disposed between the left and right side walls of the front body part 23 with the inclined surface 24a facing forward. In the present embodiment, the rear body part 24 is attached to the front body part 23 (and the lower body part 25) so that the position thereof can be adjusted in the front-rear direction (arrow A and B direction). Thereby, the slit width of the powder introduction path 29 is configured to be adjustable.

これにて、前部ボディパーツ２３の前壁部の後面と後部ボディパーツ２４の傾斜面２４ａとの間に、貯留部２８が形成されると共に、前部ボディパーツ２３の傾斜面２３ａと後部ボディパーツ２４の傾斜面２４ａとの間に、粉体導入路２９が形成される。この粉体導入路２９は、断面横長（横幅寸法が９０ｍｍ）のスリット状をなし、角度θで傾斜するように形成されている。尚、角度θは、１５度〜６０度の範囲、例えば６０度とされている。又、ボディ２２の上部には、図示しないホッパーが接続され、前記貯留部２８に粉体が供給されるようになっている。   Thus, a reservoir 28 is formed between the rear surface of the front wall portion of the front body part 23 and the inclined surface 24a of the rear body part 24, and the inclined surface 23a of the front body part 23 and the rear body are formed. A powder introduction path 29 is formed between the inclined surface 24 a of the part 24. The powder introduction path 29 is formed in a slit shape having a horizontally long cross section (a width dimension of 90 mm) and is inclined at an angle θ. The angle θ is set in the range of 15 to 60 degrees, for example, 60 degrees. In addition, a hopper (not shown) is connected to the upper portion of the body 22 so that the powder is supplied to the storage portion 28.

前記下部ボディパーツ２５は、後部ボディパーツ２４よりも後方まで延びる断面略四角形のブロック状をなしている。下部ボディパーツ２５の後端部には、図９に示すように、複数個例えば３個の円形のホース接続口１１が横方向に並んで形成されている。各ホース接続口１１には、エア供給機構のエアホース（図示せず）が夫々接続されるようになっており、図６，図７に示すように、これら各ホース接続口１１の底部（前端部）が、流体供給口１２とされている。そして、ボディ２２内には、前記流体供給口１２から前記噴射口２６に向けて延びる流体流路３０が次のように形成されている。   The lower body part 25 is in the form of a block having a substantially square cross section that extends rearward from the rear body part 24. At the rear end of the lower body part 25, as shown in FIG. 9, a plurality of, for example, three circular hose connection ports 11 are formed side by side in the horizontal direction. Each hose connection port 11 is connected to an air hose (not shown) of an air supply mechanism, and as shown in FIGS. 6 and 7, the bottom portion (front end portion) of each hose connection port 11. ) Is the fluid supply port 12. In the body 22, a fluid flow path 30 extending from the fluid supply port 12 toward the ejection port 26 is formed as follows.

即ち、本実施形態では、流体流路３０は、第１の緩衝部３１、連通路３２、第２の緩衝部３３、混合部３４及び加速領域３５を有して構成されている。この流体流路３０は、全体として横幅寸法が同等（この場合９０ｍｍ）となるように形成されている。そのうち第１の緩衝部３１は、下部ボディパーツ２５内に、横幅が広い空間として形成され、３個の流体供給口１２から流入される圧縮空気が合流されるようになっている。つまり、３個の流体供給口１２から流入される圧縮空気が共通の一つの第１の緩衝部３１に供給される構成である。又、この第１の緩衝部３１内には、例えばパンチングメタルと称される多数の孔が形成された金属板からなる緩衝部材３６が、第１の緩衝部３１の内部を前後に仕切るように配置されている。   That is, in the present embodiment, the fluid flow path 30 is configured to include the first buffer portion 31, the communication path 32, the second buffer portion 33, the mixing portion 34, and the acceleration region 35. The fluid flow path 30 is formed so that the overall width dimension is equivalent (90 mm in this case). Among them, the first buffer part 31 is formed as a wide space in the lower body part 25 so that compressed air flowing in from the three fluid supply ports 12 is merged. In other words, the compressed air flowing in from the three fluid supply ports 12 is supplied to the common first buffer portion 31. Further, in the first buffer portion 31, a buffer member 36 made of a metal plate in which a number of holes called punching metal are formed, for example, partitions the inside of the first buffer portion 31 back and forth. Has been placed.

前記第２の緩衝部３３は、前記第１の緩衝部３１の前端に連通路３２を介して連通され、該連通路３２から上方に向けて広がる拡張部３３ａと、この拡張部３３ａの前端部上部から前方に向けて次第に断面積が減少し、前端が混合部３４につながる縮小部３３ｂとから構成されている。   The second buffer portion 33 communicates with the front end of the first buffer portion 31 via the communication path 32, and extends from the communication path 32 upward, and the front end portion of the extension portion 33a. The cross-sectional area gradually decreases from the top toward the front, and the front end includes a reduction portion 33b connected to the mixing portion 34.

前記混合部３４の上側には、前述したように前記粉体導入路２９が開口して位置しており、この粉体導入路２９のスリットの横長方向の寸法は、流体流路３０のスリットの横長方向の寸法と一致している。
前記加速領域３５は、前記混合部３４から前記噴射口２６までの範囲においてスリット幅（高さ寸法）をより小さくした断面スリット状に構成されている。加速領域３５の入口部３５ａの流路断面積Ｓ６は、混合部３４の入口部３４ａの断面積Ｓ５よりも小さく構成されている。 As described above, the powder introduction path 29 is opened above the mixing portion 34, and the dimension of the slit of the powder introduction path 29 in the horizontal direction is the size of the slit of the fluid flow path 30. It is the same as the horizontal dimension.
The acceleration region 35 is formed in a cross-sectional slit shape in which the slit width (height dimension) is smaller in the range from the mixing unit 34 to the injection port 26. The flow path cross-sectional area S 6 of the inlet portion 35a of the acceleration region 35 is made smaller than the cross-sectional area S 5 of the inlet portion 34a of the mixing unit 34.

このとき、前記噴射口２６及び前記加速領域３５の内壁は、ボディ２２とは別部材のノズル部材２７から構成され、ボディ２２に対して交換可能に取付けられている。このノズル部材２７は、図８に示すように、スリットの上壁面を構成するノズル上部２７ａと、スリットの下壁面を構成するノズル下部２７ｂと、スリットの左壁面を構成するノズル左部２７ｃと、スリットの右壁面を構成するノズル右部２７ｄとを一体的に有して構成されている。   At this time, the inner wall of the injection port 26 and the acceleration region 35 is constituted by a nozzle member 27 which is a separate member from the body 22 and is attached to the body 22 in a replaceable manner. As shown in FIG. 8, the nozzle member 27 includes a nozzle upper portion 27a that constitutes the upper wall surface of the slit, a nozzle lower portion 27b that constitutes the lower wall surface of the slit, a nozzle left portion 27c that constitutes the left wall surface of the slit, The nozzle right portion 27d constituting the right wall surface of the slit is integrally formed.

次に、上記構成の作用、効果について参照して説明する。
粉体噴射ノズル２１のボディ２２にホッパーが取付けられた状態では、ホッパー内の粉体が、自重により貯留部２８及び粉体導入路２９の入口部分まで移動される。 Next, the operation and effect of the above configuration will be described with reference to FIG.
In a state where the hopper is attached to the body 22 of the powder injection nozzle 21, the powder in the hopper is moved to the storage portion 28 and the inlet portion of the powder introduction path 29 by its own weight.

そして、圧縮空気が３本のエアホースを通って各流体供給口１２から共通の一つの第１の緩衝部３１内に供給されると、３系統の圧縮空気が合流されて一旦拡げられると共に、緩衝部材３６に当たって緩衝され、連通路３２を通って第２の緩衝部３３に流入される。このとき３個の流体供給口１２から圧縮空気を供給するので、圧縮空気の供給量を多くすることができる。そして、その圧縮空気は、第２の緩衝部３３の拡張部３３ａで更に拡げられた状態で一時的に貯留されるようになり、縮小部３３ｂを移動する際に、次第に絞られるようにして、流速を上げながら混合部３４に流れる。これにより、流体供給口１２が３個形成され、且つ、夫々の流体供給口１２が円形であっても、第１の緩衝部３１及び第２の緩衝部３３を通過される際に、圧縮空気はスリットの横長方向に関して均一な流速となって混合部３４に流れるようになっている。   When compressed air is supplied from each fluid supply port 12 through the three air hoses into the common first buffer 31, the three compressed airs are merged and temporarily expanded. The material is buffered by hitting the member 36 and flows into the second buffer part 33 through the communication path 32. At this time, since compressed air is supplied from the three fluid supply ports 12, the supply amount of compressed air can be increased. Then, the compressed air is temporarily stored in a state of being further expanded by the expansion portion 33a of the second buffer portion 33, and is gradually throttled when moving the reduction portion 33b. It flows into the mixing section 34 while increasing the flow rate. Thereby, even if the three fluid supply ports 12 are formed and each of the fluid supply ports 12 is circular, the compressed air is passed through the first buffer portion 31 and the second buffer portion 33. Has a uniform flow velocity in the laterally long direction of the slit and flows into the mixing section 34.

次に、圧縮空気が混合部３４を通過するとき、負圧が生じて、粉体導入路２９から粉体が吸込まれ、粉体が均一となった圧縮空気と混合される。このときに、粉体導入路２９の先端部分が流体流路３０の流体の流れ方向に対して、角度θ（６０度）に傾斜して延びながら、混合部３４に連通するように構成されているので、粉体がスムーズに流体流路３０内の混合部３４に供給される。   Next, when the compressed air passes through the mixing section 34, a negative pressure is generated, the powder is sucked from the powder introduction path 29, and the powder is mixed with the compressed air that has become uniform. At this time, the tip portion of the powder introduction path 29 is configured to communicate with the mixing unit 34 while extending at an angle θ (60 degrees) with respect to the fluid flow direction of the fluid flow path 30. Therefore, the powder is smoothly supplied to the mixing unit 34 in the fluid flow path 30.

圧縮空気が混合部３４を通過して加速領域３５に到達すると、加速領域３５の入口部３５ａの流路断面積Ｓ６が、混合部３４の入口部３４ａの断面積Ｓ５よりも小さく構成されているので、加速領域３５において、粉体を搬送する圧縮空気の流速が十分に高まる。又、混合部３４から加速領域３５（噴射口２６）まで、スリットの横長方向の寸法は一定なので、スリット状の横長方向に関して流速が均一となる。そのため、粉体が、噴射口２６から高速で且つ横長方向に均一な速度で噴射される。 When compressed air reaches the acceleration region 35 through the mixing section 34, flow path cross-sectional area S 6 of the inlet portion 35a of the acceleration region 35, is configured smaller than the cross-sectional area S 5 of the inlet portion 34a of the mixing section 34 Therefore, in the acceleration region 35, the flow rate of the compressed air that conveys the powder is sufficiently increased. Moreover, since the dimension of the slit in the laterally long direction is constant from the mixing unit 34 to the acceleration region 35 (injection port 26), the flow velocity becomes uniform in the slit-like laterally long direction. Therefore, the powder is ejected from the ejection port 26 at a high speed and at a uniform speed in the laterally long direction.

このような本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、断面スリット状の噴射口２６を備えるものにあって、噴射口２６から噴射される粉体のスリットの横長方向に関する速度を均一にでき、簡単な構成で済ませることができるという優れた効果を奏する。   According to the present embodiment, as in the first embodiment, the apparatus includes the injection port 26 having a slit-like cross section, and the speed in the horizontally long direction of the slit of the powder injected from the injection port 26 is set. It has an excellent effect that it can be made uniform and can be completed with a simple configuration.

そして、本実施形態では、３個の流体供給口１２が、ボディ２２内に形成された共通の一つの第１の緩衝部３１及び共通の一つの第２の緩衝部３３に連通される構成なので、圧縮空気の供給量を多くして、流路断面積、ひいては噴射口２６のスリットの横長手方向の寸法を十分大きくして、多量の粉体を噴射することができ、作業効率をより一層向上させることができる。   In this embodiment, the three fluid supply ports 12 are configured to communicate with one common first buffer part 31 and one common second buffer part 33 formed in the body 22. By increasing the supply amount of compressed air, the cross-sectional area of the flow path, and hence the dimension of the slit of the injection port 26 in the horizontal longitudinal direction can be made sufficiently large, and a large amount of powder can be injected, further improving the work efficiency. Can be improved.

このとき緩衝部材３６が配置された第１の緩衝部３１を流体流路３０に設けたので、流体供給口１２から第１の緩衝部３１及び第２の緩衝部３３に流れる圧縮空気を、流体流路３０の断面に関して均一な流速とすることができ、ひいては、噴射口２６から噴射される粉体の速度をスリットの横長方向に均一にすることができる。
前部ボディパーツ２３と後部ボディパーツ２４との離間距離を調整して、粉体導入路２９のスリット幅を調整することができるので、粉体の噴出量を容易に調整することができる。 At this time, since the first buffer portion 31 in which the buffer member 36 is disposed is provided in the fluid flow path 30, the compressed air flowing from the fluid supply port 12 to the first buffer portion 31 and the second buffer portion 33 is converted into fluid. The flow rate can be made uniform with respect to the cross section of the flow path 30, and the speed of the powder ejected from the ejection port 26 can be made uniform in the horizontal direction of the slit.
Since the slit width of the powder introduction path 29 can be adjusted by adjusting the distance between the front body part 23 and the rear body part 24, the amount of powder ejection can be easily adjusted.

（その他の実施形態）
本発明は、上記した各実施形態に限定されるものではなく、例えば、次のように変形または拡張することができる。
上記各実施形態では、使用流体として圧縮空気を用いて説明したが、例えば窒素ガス等の圧縮空気以外の気体或いは場合によっては液体を流体として用いても良い。
第２の実施形態の緩衝部材３６に代えて、流体の流れを邪魔するための別部材、例えば金網等を設けても良い。
その他、上記した構成部品の数、寸法及び形状等について適宜変更することができる。又、粉体や被加工物の材質としても、一例を挙げたに過ぎず、様々な変形が可能である。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified or expanded as follows, for example.
In each of the above embodiments, the compressed air is used as the fluid to be used. However, for example, a gas other than the compressed air, such as nitrogen gas, or a liquid may be used as the fluid.
In place of the buffer member 36 of the second embodiment, another member for obstructing the flow of the fluid, for example, a wire mesh or the like may be provided.
In addition, the number, size, shape, and the like of the above-described components can be changed as appropriate. In addition, the material of the powder and workpiece is merely an example, and various modifications are possible.

本発明の第１の実施形態を示すもので、粉体噴射ノズルの要部の拡大縦断右側面図The 1st Embodiment of this invention is shown, The expanded vertical right side view of the principal part of a powder injection nozzle 粉体噴射ノズル及びホッパーの構成を示す縦断右側面図Vertical right side view showing the configuration of the powder injection nozzle and hopper 粉体噴射ノズル及びホッパーの正面図Front view of powder injection nozzle and hopper 粉体噴射ノズルの噴射口部分の拡大正面図Enlarged front view of the spray nozzle part of the powder spray nozzle 粉体噴射ノズル及びホッパーの背面図Rear view of powder injection nozzle and hopper 本発明の第２の実施形態を示すもので、粉体噴射ノズルの要部の拡大縦断右側面図The 2nd Embodiment of this invention is shown, The expanded vertical right side view of the principal part of a powder injection nozzle 粉体噴射ノズルの構成を示す縦断右側面図Vertical right side view showing the configuration of the powder injection nozzle 粉体噴射ノズルの正面図Front view of powder injection nozzle 粉体噴射ノズルの背面図Rear view of powder injection nozzle 従来の粉体噴射装置の構成を示す図The figure which shows the structure of the conventional powder injection device

符号の説明Explanation of symbols

図面中、１，２１は粉体噴射ノズル、３，２２はボディ、７，２６は噴射口、８，２７はノズル部材（別部材）、１０，２９は粉体導入路、１２は流体供給口、１３，３０は流体流路、１４，３１，３３は緩衝部、１４ａ，３３ａは拡張部（入口部）、１５，３４は混合部、１５ａ，３４ａは入口部、１６，３５は加速領域、１６ａ，３５ａは入口部を示す。   In the drawing, 1 and 21 are powder injection nozzles, 3 and 22 are bodies, 7 and 26 are injection ports, 8 and 27 are nozzle members (separate members), 10 and 29 are powder introduction paths, and 12 is a fluid supply port. , 13, 30 are fluid flow paths, 14, 31, 33 are buffer parts, 14a, 33a are expansion parts (inlet parts), 15, 34 are mixing parts, 15a, 34a are inlet parts, 16, 35 are acceleration regions, Reference numerals 16a and 35a denote inlet portions.

Claims (6)

ボディの先端部に設けられた断面スリット状の噴射口から、粉体を噴射する粉体噴射ノズルであって、
前記ボディの基端側に設けられ搬送用の流体が供給される流体供給口と、
前記ボディ内に前記流体供給口から前記噴射口に向けて延びるように形成された流体流路と、
この流体流路の途中部に設けられ前記粉体を前記流体と混合するための混合部と、
前記ボディ内に前記流体流路の上側に位置して形成され、断面スリット状をなし、先端が前記混合部において開口する粉体導入路と、
前記流体流路の前記流体供給口と前記混合部との間に位置して設けられ、該流体供給口側から混合部側に向けて段階的又は連続的に断面積が減少される緩衝部とを備えると共に、
前記流体流路の前記混合部から前記噴射口までの領域は、該噴射口と同等の断面スリット状をなし前記粉体が加速される加速領域とされ、
該加速領域の入口部の流路断面積が、前記流体流路の前記混合部の入口部の流体流路の断面積よりも小さく構成されていることを特徴とする粉体噴射ノズル。 A powder injection nozzle for injecting powder from an injection port having a slit cross section provided at the tip of the body,
A fluid supply port provided on the base end side of the body and supplied with a fluid for conveyance;
A fluid flow path formed in the body so as to extend from the fluid supply port toward the ejection port;
A mixing section provided in the middle of the fluid flow path for mixing the powder with the fluid;
A powder introduction path that is formed in the body and located above the fluid flow path, has a slit shape in cross section, and a tip opens in the mixing portion;
A buffer portion provided between the fluid supply port and the mixing portion of the fluid flow path, the sectional area of which is reduced stepwise or continuously from the fluid supply port side toward the mixing portion side; With
The region from the mixing part of the fluid flow path to the injection port is an acceleration region in which the powder is accelerated by forming a slit shape equivalent to the injection port,
A powder injection nozzle, characterized in that a cross-sectional area of a flow path at an inlet portion of the acceleration region is smaller than a cross-sectional area of a fluid flow path at an inlet portion of the mixing portion of the fluid flow path. 前記緩衝部の入口部の断面積は、前記流体供給口の断面積よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の粉体噴射ノズル。   The powder injection nozzle according to claim 1, wherein a cross-sectional area of the inlet portion of the buffer portion is larger than a cross-sectional area of the fluid supply port. 前記噴射口及び前記加速領域の内壁は、前記ボディとは別部材から構成され、該ボディに対して交換可能に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の粉体噴射ノズル。   3. The powder injection nozzle according to claim 1, wherein the injection port and an inner wall of the acceleration region are made of a member different from the body and are attached to the body in a replaceable manner. 前記粉体導入路のスリット幅が、調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の粉体噴射ノズル。   The powder injection nozzle according to any one of claims 1 to 3, wherein a slit width of the powder introduction path is configured to be adjustable. 前記ボディの基端側に複数個の流体供給口が形成され、
それら複数個の流体供給口が、前記ボディ内に形成された共通の一つの緩衝部に連通されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の粉体噴射ノズル。 A plurality of fluid supply ports are formed on the base end side of the body,
The powder injection nozzle according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of fluid supply ports communicate with a common buffer portion formed in the body. 前記粉体導入路の先端部分は、前記流体流路の流体の流れ方向に対して鋭角的に傾斜して延びながら、前記混合部に連通するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の粉体噴射ノズル。   The tip portion of the powder introduction path is configured to communicate with the mixing section while extending at an acute angle with respect to the fluid flow direction of the fluid flow path. The powder injection nozzle in any one of 1 thru | or 5.
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