JPH01210073A - 排気系機器の内面コーティング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、排気系機器の内面をコーティングする装置に
関するものである。

〔従来の技術〕 内燃機関の排気系機器、特にマニホールドは内面がシリ
ンダより排出される高温高圧の燃焼ガスに接する為、そ
の影響を強く受け、長時間使用することができない難点
があり、又放散熱が大きく断熱性が小さい欠点があり、
酸化による耐久性が短い等の問題点があった。そこで、
その耐火性、断熱性を向上させて長時間耐用できるよう
に種々検討が行われている。

特開昭５８−９９１８０号公報は、排気マニホールド等
の内燃機関用排気ガス系機器の内面に耐火断熱コーティ
ングを施す方法を開示している。この方法は、高熱の排
気ガスに接する金属製機器本体の内面に耐火物原料粒子
と無機質結合材とフリットの混和物よりなる泥漿を流し
込んで充満させた後、該泥漿を排出させて耐熱被覆層を
形成するものである。また特開昭５８−５１２１４号公
報は、耐火物原料粒子と耐熱性無機質結合材の混和物よ
りなる不定形耐火物の被覆層を高熱の排気ガスに接する
金属製機器本体の内面に形成した内燃機関排気ガス系機
器を開示している。この方法は耐火物原料粒子と耐熱性
無機質結合剤の混和物を流動性のあるモルタル状として
排気マニホルド内面に流し掛けることにより付着させる
ものである。また特開昭５９−７３５２０号公報は５ｉ
ｆｔ、　ＣｒｚＯｚ及びＡ　ｌ　ｚｏ３からなる組成を
有するセラミックの被覆層を構成した内燃機関における
排気多岐管を開示している。この方法は数種の粉末と溶
液を攪拌混合した懸濁液中に排気多岐管を浸漬あるいは
刷毛塗布あるいは懸濁液をスプレーして被覆層を形成す
るものである。

これらの改良として、本発明者らは先に特願昭６２−２
００６３７号を出願したが、本発明はこの発明などに基
づき更に新規性を加味したものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のいずれの方法も泥漿であり、内面に均一な層厚に
塗るためには、流動性が表われるまで水を添加する必要
がある。この含水率は約６０〜８０％である。この様な
泥漿を内面に塗布し、乾燥する場合には、表面に膜を生
じ、内部の水分がぬけず、ふくれが発生、キレツの原因
となりやすい。この為、常温で十数時間かけて、乾燥す
るか、場合によっては温度と同時に湿度制御を行なう加
湿養生装置が必要となる。即ち泥漿塗布は乾燥時間を十
分にとる必要があり、生産性が悪いという問題と共に製
造設備として乾燥装置の大型化、高性能化等設備費が多
大となるという問題点があった。また泥漿であるが故に
、塗布後、液だれ、液留り現象を呈することは明白であ
り、内面に均一な層厚でコーティングすることは困難で
ある。本発明の目的はコーテイング後の乾燥時間を短縮
化し生産性を向上させるようなさしめた上、更に均一な
コーティング、層を得るようにする排気系機器の内面コ
ーティング装置を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、排気系機器の内面に霧状粉末にて結露層を生
成する結露装置と、その結露層の表面に混合粉末層を形
成させる粉末付着装置とからなることを特徴とするので
ある。即ち結露層を先に生゛成して粉末を付着させ、コ
ーティングする構成にしたのである。

主たる装置としてのその１つ目結露装置は、吸引機と分
岐管と冷却装置と整流器と保温管と熱風用ヒータを連通
して順に設け、分岐管と保温管とは自動弁を介して連通
し、保温管に加湿機の供給管が連通ずるようにする。

排気系機器は冷却装置内に臨んだ分岐管と整流器に連通
ずるように取り外し可能に設ける。

主たる装置としてのその２つ目粉末付着装置は、吸引装
置と結露層をもつ排気系機器と整流管と定量供給装置と
旋回気流発生機を順に設け、整流管と旋回気流発生機と
は弁を介して導管で連通ずるようにする。

冷却装置は液体循環冷却機と連通ずる水タンクにポンプ
を設け、ポンプ吐出口にジャワを設けて排気系機器に冷
水を噴霧するようにする。

加湿機は加湿容器の底面に超音波振動子を設け、液タン
ク内とは液ポンプを介して連通とし、加湿機真上に内部
が階段状の邪魔板を設けた供給管とする。

整流器は、複数枚の台形状板を円筒管に交叉するように
設けるか、又は円筒管内域に棒体周囲に複数条の螺旋羽
根を設けるようにする。

旋回気流発生機は等間隔等径にて貫通穴を設けた円板と
し、貫通穴と外気と自動弁が連通ずるようにして、定量
供給装置及び整流管に連通ずるようにするのである。

揺動装置はフレキシブル管に結露層をもつ排気系機器を
固定して設け、歯車を介したモータの正逆１８０°以内
にてフレキシブル管端をねじるようにする。

〔作　用〕

以上の装置により、泥漿の様に排気系機器の内部に流し
込む必要がないため、粉末付着後の含水率が１０〜２０
％と低く乾燥が２肝程度と短時間ででき、乾燥時に膜も
生じないので加湿養生装置も不用である。

〔実施例〕

第１図は、本発明の無機質結合剤又は硬化剤を排気系機
器１１の内面２００に結露層を生成させる結露装置のフ
ローを示す。１は結露装置の全体を示す。又は吸引機で
分岐管１３を接続したその端部には、自動弁７．９をそ
れぞれ取り付ける。

自動弁７と自動弁９は開閉動作が逆の回路とする。

自動弁９はバイパス管１０を介し保温管１２に連通ずる
。一方自動弁７の他開口部は導管１４を介し排気系機器
１１に連通ずる。前記排気系機器１１の他開口部は整流
器６、自動弁８を介し、保温管１０の一端に連通ずる。

自動弁８は自動弁７と同時動作で開閉を行なう。保温管
１０の下方には、内部に無機質結合剤、又は硬化剤の溶
液１５を充填した加湿器１５を供給管１６を介し連通ず
る。

保温管１０の他の一端には他方が開放された熱風用ヒー
タ５が接続されている。この加熱用ヒータ５は温度コン
トローラ（図示せず）により一定温度になるように制御
する。一方排気系機器１１には外壁から冷却する冷却装
置３を付設する。

次に先ずこの結露装置１のみの作用について説明する。

スタート時は自動弁９を開とし自動弁７゜８を閉とし、
且つ加湿器４を停止して吸引機２を運転する。そして熱
風用ヒータ５を運転し、所定　　・の温度に安定すると
、そのままの状態で待つ。そ　　“。

して温度が安定したならび、整流器６と導管１４　１の
間に排気系機器１１を取り付け、冷却装置３に　　：で
十分に冷却する。そして、加湿機４によって溶　　１液
１５を微粒子にし、供給管１６を介して保温管　　ゴ１
２に供給する。それと同時に、自動弁７，８を　　と開
に自動弁９を閉にする。　　　　　　　　　　　　　本
これら一連の操作手順により溶液１５で加湿された熱風
が整流器６で整流され、熱排気系機器１１の内部を流れ
る。そしてこの時に、内面に溶液１５が霧状で付着し結
露する。そして所定量の結露層２０１が生成すると加湿
機４を停止すると同時に、自動弁９を開、自動弁７，８
を閉にし、結露層２０１を有する排気系機器１１’を取
り外すのである。

次に第２図は、本発明の耐火断熱粉末又は、耐火材粉末
又は、酸化防止材粉末に不足分の無機質結合剤粉末及び
硬化剤粉末を混合した粉末（以下これらを総称して“粉
末３ビと称す）を排気系機器１１′の表面２０２に付着
させるための粉末付着装置２０のフローを示す図であり
、第１実施列は１ボートとして説明する。２０は粉末付
着装置であり、２１は吸引装置で導管２２、排気系機器
１１’、整流管２３′、導管２４、手動弁２７、分岐管
２８、自動弁２９を順に連通ずる。そして分岐管２８の
他開口部に手動弁２６と粉未定量供合装置３２と供給管
２５が連通し導管２４に連通して順に設ける。また、定
量供給装置３２には、粉末３１を貯留した密閉容器３０
を付設する。

次に作用について説明すると、スタート時は、結露層２
０１のない排気系機器１１を導管２２と整流管２３の間
に取り付は吸引機２１を運転し、自動弁２９を開とし、
手動弁２６．２７にて風量の調節を行なう。そして、調
整が終了したら吸引機２１を停止、自動弁２９を閉にし
、排気系機器１１を取り外す。

そして、次には結露Ｎ２０１を有する排気系機器１１’
を導管２２と整流管２３′の間に取り付け、吸引機２１
で吸引をすると同時に自動弁２９を全開にする。そして
、定量供給装置３２により粉末３１を供給管２５を介し
て導管２４に供給し、気流に乗せるのである。前記、気
流に乗った粉末３１を整流管２３′に通した後、前記排
気系機器１１′内に流すことにより、結露層の表面２０
１に粉末３１が付着する。そして粉末３１が付着した後
は、定量供給装置３２を停止し、吸引機２１での吸引を
停止すると同時に、自動弁２９を閑にし、排気系機器１
１′を取り外し、別途の乾燥を行なうと、強固なコーテ
ィングが成せるのである。

第３図は、前記結露装置１の冷却装置３の詳細を示す、
排気系機器１１の下方には、温度コントローラ、冷却機
、ポンプを内臓した液体循環冷却機４０を付加した水タ
ンク４１を設ける。そして排気系機器１１の上方には、
ジャワ４４を設け、管路４３とポンプ４２を介して水タ
ンク４１に連通ずる。

次に作用について説明すると、ポンプ４２を停止した状
態で液体循環冷却機４０を運転し、冷水４５を所定の温
度まで下げる。次に排気系機器１１を取り付けたならば
、ポンプ４２を運転し、排気系機器１１の外表面に冷水
４５を掛けることにより効率よく冷却するのである。

第４図は、前記結露装置１の加湿機４の詳細を示す。５
１は加湿容器で上部には貫通して供給管１６を設ける。

加湿容器５１底面の供給管１６の真下には、超音波振動
子５０を設ける。５６は液タンクで加湿タンク５１より
下方位置に設ける。

液タンク５６の底部からポンプ５５を介し、送液管５４
を加湿容器５１の底部に連通ずる。一方加湿容器５１の
他方の底部からオーバフロー管５３を液タンク５６の底
部に連通ずる。５２は堰で溶液１５の液面高さを一定に
なる様に且つオーバフロー管５３の取付側に設ける。ま
た、加湿容器５１の上部の一端に空気取入口５８を設け
る。供給管１６の内部には、半月状の邪魔板５７を交差
して取付ける。

次に作用について説明すると、ポンプ５５を運転すると
加湿容器５１内に溶液１５が貯まり、余分な溶液１５は
堰５２を越え液タンク５６に戻るようにしてお（。保温
管１２の内部は吸引機２で吸引している場合には負圧に
なっている為、空気取入口５８から空気が流れ込み、溶
液１５の液面上を通り、供給管１６内部を通り、保温管
１２の内部に吸引される。この際、超音波振動子５０に
よって、溶液１５に種々の微粒子が発生し気流にのる。

この微粒子の内、荒目のものは、供給管１６内に階段状
に設けた邪魔板５７で除去され、細目ものだけが、保管
管１２の方へ吸い込まれ、熱風と接触すると効率良く気
化し、加湿空気となる。

第５．６は前記の塗布装置１及び粉末付着装置２０で使
用している整流器６．２３の詳細を示す。

円筒管６０軸心に対して角度θをつけ台形状板６１を複
数枚、最良としては４枚取り付ける。交叉するようにし
た台形状板６１の中央には貫通穴６４を設ける。

次に作用については、円筒管６０内部に空気が流れた際
に台形状板６１に衝突し、板表面にて整流化され旋回気
流が発生するのである。

加湿空気は内面２００に圧せられたように旋回しながら
流れるため、効率よく結露層２０１が生成される。また
粉末付着装置２０においても排気系機器１１’の表面２
０２を粉末３１が前記同様に送られる為、均一にかつ密
度の高い粉末層２０３となるのである。

第７．８図は、整流器６、整流管２３′の他の実施例で
ある。６３は両端が鋭角となった棒体６３に複数条、最
良では４条の螺旋羽根６２を巻き、円筒管６０内に固定
したものである。

第９図は、第２図の第２実施例として３ボートの場合の
排気系機器７０の具体的構成物について示す。

まずＡ系について、２１は吸引装置で導管２２、結露層
を有する排気系機器７０のガス出口に連通ずる。一方ガ
ス入ロア２Ａは整流機２３Ａ、導管２４Ａ、手動弁２７
Ａ、分岐管２８Ａ、自動弁２９Ａを順に連通ずる。そし
て分岐管２８Ａの地間口部に手動弁２６Ａと粉末定量供
給装置３２Ａと供給管２５Ａを連通し、導管２４Ａに接
続するのである。また、定量供給装置３２Ａには、粉末
３１を貯留した密閉容器３０Ａを付設する。以下Ｂ、Ｃ
系については、ガス入ロア２Ｂ、７２Ｃにも同様に、整
流機２３Ｂ、２３Ｇから、自動弁２９Ｂ、２９Ｃまでを
取付ける。自動弁２９Ａ。

２９Ｂ、２９Ｇの開閉及び粉体の定量供給装置の運転、
停止は外部コントローラにより制御される。

次にこの３ボートの場合について操作手順を説明する。

スタート時については仮の排気系機器７０ｘを、導管２
２と、整流機２３Ａ、２３Ｂ。

２３Ｇの間に取付け、自動弁２９Ａ、２９Ｂ。

２９Ｃを全開にしておき、次には吸引機２１を運転し自
動弁２９Ａを開にし、手動弁２６Ａ、２７Ａにて風量調
節を行なう。そして、調整が終了したら、自動弁２９Ａ
を閉にする。次には、自動弁２９Ｂ、自動２７Ｃを開閉
し同じ様に風量調節を行なう、全ボート風量調節が終了
したら、吸引機２１を停止、自動弁２９Ａ、２９Ｂ、２
９Ｃを閉にし、仮りの排気系機器７０ｘを取り外す。

次に結露装置１で結露層を設けた実の排気系機器７０を
導管２２と整流器２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの間に取り付
け、吸引機２１を運転すると同時に、自動弁２９Ａを開
にし、定量供給袋Ｗ３２Ａを運転する。そして、数秒後
に、定量供給装置３２Ａを停止、自動弁２９Ａを閉にす
る。次には自動弁２９Ｂを開にし、定量供給装置３２Ｂ
を運転する。

そして数秒後に定量供給装置３２Ｂを停止し自動弁２９
Ｂを閉にする。次にはガス入ロア２Ａに付いている定量
供給装置３２Ｇも同様に運転する。

この様に各ボート１ケ所づつ粉末を流すことにより、２
ケ所以上同時に粉体を流すよりも、気流の乱れが少なく
均一に塗布ができる。

この実施例では３ボートの排気系機器７０で説明したが
、このポート数はどの様なポート数でも良い。

第１０．１１図は、粉末付着装置２０で排気系機器１１
’内に粉末３１を付着させる際に、気流の流速を周期的
に変化させることにより、気流の旋回ピッチを変化させ
全体に均一に粉末３１を付着させる構成を示す。

８７は分岐管で一方は自動弁２９開口部へ、他方は手動
弁８５を介し空気取入管８３に連結する。

また分岐管８７の他の一つの口には手動弁８６を設ける
。

８８は回転円板で、空気取入管８３の空気取入口８４と
同等口径の切欠８２が、回転円板８８の円周部に等間隔
で等径の列に設け、モータ８０のモータ回転軸８１に固
定するようにする。モータ８０を回転した際には、回転
円板８８と空気取入管８３が接触し、且つ、空気取入口
８４と切欠８２の位置が一致する。

次に作用について説明すると、粉末付着装置２０の導管
２２と整流機２３の間に排気系機器１１を取付、吸引機
２１を運転する。そして、自動弁２９を間にし手動弁８
５．８６を使用し流量を調整する。次に自動弁２９を閉
とした後、排気系機器１１内の面に溶液１５を結露した
排気系機器１１’を導管２２と整流機２３の間に取り付
ける。そして、回転円板８８を回転した状態で、吸引装
置２１を運転し、次に自動弁２９を開にすると同時に粉
末の定量供給装置３２を運転し粉末３１を流す。この際
、空気取入口８４と切欠８２が一致し、全開状態になる
と、手動弁８５、手動弁８６の両方から空気が入り整流
機２３を通過する際の流速が速くなり、旋回ピッチが短
かくなる。

一方、切欠・８２が全開になると、手動弁８６からしか
空気が入らず、流速が遅くなり、旋回ピッチが大きくな
る。以上の様に整流機２３を通過する際の流速を脈動さ
せ、旋回ピッチを変化させることにより粉末が均一に付
着する。

第１２．１３図は、排気系機器１１′内に粉末３１を付
着させる際に、前記排気系機器１１’を揺動させる揺動
装置１００を示す。導管２２′と整流機２３′は同軸上
にベアリングブロック９２゜９３でそれぞれ、回転自由
に取り付ける。導管２２′には、歯車９４を固定し、前
記歯車９４に噛合う位置に、モータ９６で回転可能な歯
車９５を取り付ける。吸引機２１と導管２２′は正逆１
８０＠ねじり可能なフレキシブル管９１で接続する。一
方整流機２３′、導管２４も同様にフレキシブル管９０
で接続する。次に整流機２３′に排気系機器１１’の一
方を連結し、他方を導管２２′の間を別途に準備してい
る接続管９７で連結する。

次に作用について説明すると、モータ９６により排気系
機器１１′と接続管９７を正逆１８ｏ０連続的に揺動さ
せておく。吸引装置２１を運転し、次に自動弁２９を開
にすると同時に粉末３１の定量供給装置３２を運転し、
粉末３１を流すと整流機２３′を通過する時、空気と粉
末が旋回しながら排気系機器１１′内を流れるが、重力
の影響で排気系機器１１′の下面に粉末の一部が多く流
れ、粉末３１の付着厚みが不均一になることを防ぐこと
が出来る。この実施例では、吸引機２１と、導管２２′
、及び整流機２３′と導管２４の間をフレキシブル管９
０．９１で接続したため正逆１８０　’しか揺動出来な
いが、フレキシブル管９０．９１を回転継手にしたり、
一方向に連続回転できるようにしても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来、泥漿状態が材料を排気系機器内
に流し込み、耐火・耐火断熱・耐酸化コーティング層を
設けていたが、これらは水分を多く含んでいる為、乾燥
時間が長く、生産性が低い。

また乾燥には、温度と湿度を同時にコントロールする設
備が必要となっていたが、必要最少限の無機質結合剤又
は硬化剤を結露により、排気系機器内に均一塗布した後
、粉末の形で材料を付着させる為、含水率が低く、乾燥
が短時間で良く、特殊な乾燥炉も不用である。

また、コーティング層厚も、短時間に薄く多層塗布する
ことにより均一になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において、排気系機器内壁面に
無機質結合剤又は硬化剤溶液を結露させる結露装置の全
体フロー図。 第２図は、本発明の実施例において、排気系機器の結露
層表面に粉末を付着させる粉末付着装置のフロー図。 第３図は、本発明の内の冷却装置の一実施例を示す。 第４図は、本発明の内の溶液の霧化及び加湿装置を示す
。 第５図整流機の詳細を示し、第６図は、第５図の矢視Ａ
−Ａを示す。 第７図整流器の第２実施例詳細を示し、第８図は第７図
のＢ−Ｂ断面を示す。 第９図は、粉末付着装置の第２実施例として、３ポート
の排気系機器の場合を示′すフロー図。 第１Ｏ図は、粉末付着装置での旋回流を脈動させる詳細
図、第１１図は第１０図の矢視Ｃ−Ｃを示す。 第１２図は、粉末付着装置において、排気系機器内壁面
に混合粉を付着させる際に排気系機器を揺動させながら
付着させる装置を示し、第１３図は、第１２図の断面Ｄ
−Ｄを示す。 第１４図は排気系機器の内面に粉末がコーティングされ
た状態を示す模式図を示す。 ２：吸引機、３：冷却装置、４：加湿機、５：熱風用ヒ
ータ、６：整流器、６′：整流器、１１：排気系機器、
１１′：排気系機器、１５：溶液、３１：粉末、３２：
定量供給装置、７０：排気系機器 第１図 づ。 第２図 フｎ 第１４図 第３図 ｚ 第４図 第５図 鴎 第７図　　　第８図 第９図 ７０　　　７２Ｃ２４Ｃ２８Ｃ 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、排気系機器の内面に霧状粉末にて結露層を生成する
   結露装置と、その結露層の表面に混合粉末層を形成させ
   る粉末付着装置とからなる排気系機器の内面コーティン
   グ装置において、 結露装置は、吸引機と分岐管と冷却装置と整流器と保温
   管と熱風用ヒータを連通して設け、分岐管と保温管とは
   自動弁を介して連通し、保温管に加湿機の供給管が連通
   するようにすることを特徴とする排気系機器の内面コー
   ティング装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、排気系機器は冷却
   装置内に臨んだ分岐管と整流器に連通するように取り外
   し可能に設けることを特徴とする排気系機器の内面コー
   ティング装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、粉末付着装置は、
   吸引装置と結露層をもつ排気系機器と接合し排気系機器
   を揺動する揺動装置と整流管と定量供給装置と旋回気流
   発生機を順に設け、整流管と旋回気流発生機とは弁を介
   して導管で連通するようにすることを特徴とする排気系
   機器の内面コーティング装置。 ４、特許請求の範囲第１項において、冷却装置は液体循
   環冷却機と連通する水タンクにポンプを設け、ポンプ吐
   出口にシャワを設けて排気系機器に冷水を噴霧するよう
   にすることを特徴とする排気系機器内面コーティング装
   置。 ５、特許請求の範囲第１項において、加湿機は加湿容器
   の底面に超音波振動子を設け、液タンク内とは液ポンプ
   を介して連通とし、加湿機真上に内部が階段状の邪魔板
   を設けた供給管とすることを特徴とする排気系機器内面
   コーティング装置。 ６、特許請求の範囲第３項において、整流器は複数枚の
   台形状板を円筒管に交叉するように設けるか、又は円筒
   管内域に棒体周囲に複数条の螺旋羽根を設けるようにす
   ることを特徴とする排気系機器の内面コーティング装置
   。 ７、特許請求の範囲第３項において、旋回気流発生機は
   等間隔等径にて貫通穴を設けた円板とし、貫通穴と外気
   と自動弁が連通するようにして、定量供給装置及び整流
   管に連通するようにすることを特徴とする排気系機器の
   内面コーティング装置。 ８、揺動装置はフレキシブル管に結露層をもつ排気系機
   器を固定して設け、歯車を介したモータの正逆１８０°
   以内にてフレキシブル管端をねじるようにすることを特
   徴とする特許請求の範囲第３項記載の排気系機器の内面
   コーティング装置。