JPH0529092Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、作動ガスまたは燃焼ガスにより加熱
溶融された溶射材料によつて表面処理等を行なう
場合に使用される溶射用トーチに関するものであ
り、特に固定的に支持された管の内面の表面処理
を行なうのに適した溶射用トーチに関するもので
ある。

（従来の技術） 従来より、溶射用トーチとしては、既に種々な
ものが提案されてきている。例えば、特開昭61−
149264号公報及び特開昭61−149265号公報に示さ
れた「プラズマトーチ」、あるいは特公昭53−
39377号公報に示された「多電極多相交流溶射装
置」等にその例が見られる。

しかしながら、これらの公報に示されている溶
射トーチは、溶射による表面処理対象が平面的な
ものである場合には適用できるが、それ以外の曲
面を処理するには不適当なものである。これに対
して、特開昭56−100666号公報には、被処理面が
曲面状態であつても溶射を行なうことができる
「溶射装置」が示されているが、これとても溶射
トーチからの溶滴を十分受けることができるよう
に、被処理面が開放された曲面であることが必要
であり、しかも被処理物を移動させるための装置
として大がかりなものを必要とするものである。

すなわち、上記に例示した従来のいずれの溶射
装置あるいは溶射トーチによつても、固定的に支
持された管の内面の表面処理を、同時かつ均一に
行なうことは不可能であつたのである。換言すれ
ば、近年に至つては管の内面の表面処理を行なう
必要性は非常に高まつてきているが、従来の溶射
装置によつてはこれに対処することができないの
である。このことは、溶滴を形成するのに作動ガ
スを使用するようにした所謂「アーク式トーチ」
であつても、また燃焼ガスを使用するようにした
所謂「フレーム式トーチ」であつても同様であ
る。

このような内面の表面処理を行なう必要性があ
る管としては、ボイラーや発電装置に使用される
冷媒の配管、化学反応装置間を接続する管、ある
いは薬品を配送する管等種々なものがある。これ
らの管は、特殊なものを搬送したり過酷な条件で
使用されることから腐食し易いものであり、その
内面に表面処理を行なつて耐蝕性を向上させなけ
ればならないものである。

このような管の内面の表面処理を行なう溶射用
トーチとしては、それ自身管内に入り得る大きさ
に形成するとともに、材料ガス等を供給するため
の通路を備えた支持体に、上記の溶射用トーチを
接続して、その全体を管内に挿入して溶射を行な
うようにしたものも提案されている。ところが、
このような形式の溶射用トーチにあつては、溶滴
の吐出方向に偏りがあるため、管内の全面を一度
に処理することができず、管内を何度も往復させ
なければならないものであつた。

また、溶射すべき管内に入り得る溶射用トーチ
を、材料ガス等を供給するための通路を備えた支
持体に支持するとともに、この支持体内を通して
溶射用トーチに接続される回転軸等の機械的手段
によつて上記溶射用トーチを回転させることも考
えられる。しかしながら、このようにするには溶
射用トーチを回転させるための回転軸等の機械的
手段が必要になるとともに、この手段を支持体の
後方に配置したモータ等により上記支持体を通し
て回転駆動できるようなものにしなければならな
いから、相当複雑かつ大がかりな構造のものとな
らざるをえず、重量のあるものとなつてその操作
性を良好なものとすることは非常に困難である。
しかも、このようにする場合には、機械的な問題
で溶射用トーチをあまり高速度で回転させること
ができず、部分的な過熱を発生する原因ともなる
のである。あるいは、溶射用トーチは回転させな
いで管側を回転させて溶射を行なうことも考えら
れる。しかしながら、長い管を溶射用トーチの挿
入に邪魔にならないようにして回転させることは
非常に困難であり、まして溶射すべき多数の管を
機械的に順次供給して回転させることは非常に困
難である。

そこで、本考案者は、管の内面の表面処理を容
易に行なうことができる溶射用トーチについて鋭
意研究してきた結果、溶滴を吐出口から斜めに噴
射させるとともに、その噴射を回転しながら行な
うことが良い結果をもたらすことを新規に知見
し、本考案を完成したのである。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は以上のような実状に鑑みてなされたも
ので、その解決しようとする問題点は、管の内面
の表面処理の困難性である。

そして、本考案の目的とするところは、簡単な
構成によつて、局部的な過熱がないことは勿論の
こと、管の内面の表面処理を一往復で行なうこと
のできる溶射用トーチを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために、本考案が採つ
た手段は、実施例に対応する第１図〜第４図を参
照して説明すると、 「本体１０内に収納した電極間に形成されるア
ークによりプラズマ化した作動ガス、または本体
１０内を通して供給されて高温状態で燃焼してい
る燃焼ガスによつて、本体１０内に順次供給され
る溶射材料を本体１０内に収納したノズル４０に
て加熱溶融することにより溶滴３０を形成し、こ
の溶滴３０を作動ガスまたは燃焼ガスとともに噴
射させるようにした溶射用トーチにおいて、 本体１０内のノズル４０の前方部分に、外周に
受圧部２１を有し中心に溶滴３０のための溶滴通
路２２を有する吐出口金２０を回転自在に収納す
るとともに、 この吐出口金２０の周囲に位置する本体１０
に、受圧部２１に向けて作動ガスまたは燃焼ガス
となる材料ガスを噴射する第一通路１４と、受圧
部２１に噴射された材料ガスを外部に導出する第
二通路１５とを形成し、 かつ吐出口金２０の先端部に溶滴通路２２を通
過してきた溶滴３０の吐出方向を変換する突起２
３を形成したことを特徴とする溶射用トーチ１０
０」 である。

すなわち本考案に係る溶射用トーチ１００は、
本体１０内のノズル４０の前方部分に、加熱溶融
された溶滴３０の通路を有する吐出口金２０を回
転自在に収納して、この吐出口金２０を作動ガス
または燃焼ガスとなる材料ガスによつて回転させ
るとともに、この吐出口金２０に溶滴３０の噴射
方向を変換する突起２３を設けることにより、こ
の吐出口金２０から噴出される溶滴３０の噴射を
円錐形状にして行なうようにしたものである。

（考案の作用及び使用の態様） 上記のように構成した本考案に係る溶射用トー
チ１００にあつては、まずノズル４０にて溶射材
料が加熱溶融されて溶滴３０が形成される。この
溶滴３０が形成される構成及び過程は、従来公知
のフレーム式トーチあるいはアーク式トーチの場
合と全く同様であるが、本考案に係る溶射用トー
チ１００にあつては、このノズル４０の前方に吐
出口金２０が配置してあり、この吐出口金２０に
よつて溶滴３０の吐出が従来のものと異なつたも
のとなる。

すなわち、ノズル４０から噴射された溶滴３０
は、吐出口金２０の溶滴通路２２を通して前方に
案内されるが、この吐出口金２０の前方部分には
突起２３が形成してあるから、この突起２３によ
つて溶滴３０の進行方向は溶滴通路２２の方向に
対して所定角度に変えられる。換言すれば、溶滴
３０は突起２３に衝突することによつて、その進
行方向が変わるのである。

この場合、突起２３には本体１０内の通路と連
通する第三通路２３ａが形成されてなり、この第
三通路２３ａを通して供給される材料ガス等が、
溶滴通路２２を通して供給されてきた溶滴３０に
向けて吐出されるようにしてあれば、この第三通
路２３ａ及び突起２３によつて溶滴３０の進行方
向が確実に変更される。すなわち、溶滴３０の吐
出における後述の円錐形状が確実なものとなるの
である。

また、ノズル４０の前方に配置されてその外周
に受圧部２１を有した吐出口金２０が本体１０内
に回転自在に配置されるとともに、この吐出口金
２０の周囲に位置する本体１０にあつては、吐出
口金２０の受圧部２１に対向した状態で本体１０
内を供給されてくる材料ガス（作動ガスまたは燃
焼ガスとなるものである）を供給する第一通路１
４が本体１０に形成してあるから、この第一通路
１４からの材料ガスによつて吐出口金２０は回転
している。従つて、突起２３によつて進行方向が
溶滴通路２２の方向に対して所定角度に変えられ
た溶滴３０は、突起２３を有する吐出口金２０が
回転していることから、その突起２３による吐出
角度を維持しながら円錐形状に分散された状態で
吐出口金２０の前方に吐出されるのである。（第
３図参照） このような状態の溶射用トーチ１００を、第４
図に示すように、固定的に支持された管の中に順
次挿入して行けば、溶滴３０は当該管の内面全て
に溶射され、これによつて管内面の表面処理が、
均一かつ局部的な加熱なくして、本溶射用トーチ
１００の一回のみの往復によつて行なわれるので
ある。

（実施例） 次に、本考案を、図面に示した実施例に基づい
て詳細に説明する。

第１図には本考案に係る溶射用トーチ１００の
断面図が示してあり、第２図にはこの溶射用トー
チ１００の各部品を分解した状態で示してある。
この溶射用トーチ１００は、溶射材料を作動ガス
または燃焼ガスによつて加熱溶融する公知のノズ
ル４０を有しており、このノズル４０の前方には
吐出口金２０が配置してある。作動ガスまたは燃
焼ガスとなる前の材料ガス及び必要な電力等は、
公知の手段によつて溶射用トーチ１００を構成し
ている本体１０を通して供給されるものである。
勿論、これらのノズル４０及び吐出口金２０は本
体１０内に収納してある。

本実施例における本体１０は、第一本体１１、
第二本体１２及び第三本体１３によつて構成した
ものであり、第一本体１１には上記ノズル４０が
接続してある。勿論、この第一本体１１には、溶
射材料及び作動ガスまたは燃焼ガスとなる材料ガ
スを通すための通路が形成してあり、アーク式の
ものにあつてはアークを発生するための電極等も
収納したものである。第一本体１１に接続された
ノズル４０は、第１図に示したように、第二本体
１２内の前方部分に位置するものであり、このノ
ズル４０の前方においては吐出口金２０が第三本
体１３によつて回転自在に収納支持されている。

また、第二本体１２には、第１図及び第２図に
示すように、第一通路１４が形成してあり、この
第二本体１２側に形成した第一通路１４は、第二
本体１２の前方部分に接続される第三本体１３に
も形成した第一通路１４と連通している。そし
て、この第一通路１４は、最終的には吐出口金２
０を収納している第三本体１３の軸芯線に向かう
ように開口している。なお、第１図中に示した第
二本体１２の下側に設けた通路１４ａは、後述の
突起２３の先端部にて開口する第三通路２３ａに
材料ガスを供給するためのものである。

第三本体１３によつて支持されている吐出口金
２０は、その前後に配置したベアリング２４によ
つて第三本体１３、すなわち本体１０に対して回
転自在に収納されるものであり、その外周面には
複数の受圧部２１が形成してある。これらの受圧
部２１に対しては、上記の第一通路１４の先端が
対向しているのであり、第三本体１３の第一通路
１４が開口している部分とは反対側部分に、材料
ガスを排出するための第二通路１５が形成してあ
る。そして、この吐出口金２０の中心には溶滴通
路２２が形成してあり、この溶滴通路２２の後端
はノズル４０の先端に対向しており、この溶滴通
路２２の前端部分にはこの溶滴通路２２内を通過
してくる溶滴３０の進行方向を変えるための突起
２３が形成してある。

従つて、この吐出口金２０は、第二本体１２及
び第三本体１３に形成した第一通路１４を通して
供給されてくる材料ガスが各受圧部２１に衝突し
た後に第二通路１５から排出されることにより回
転されるものであり、またこの吐出口金２０の突
起２３は溶滴通路２２内を供給されてくる溶滴３
０の進行方向を所定角度に変えるものである。以
上のことにより、この吐出口金２０は溶滴３０の
最終的な吐出を円錐形状とするものなのである。
また、各受圧部２１に衝突した後の材料ガスは、
本体１０を構成する第三本体１３内に形成した複
数の第二通路１５を通して外部に排出されるよう
に構成してある。

本実施例における突起２３にあつては、第１図
に示したように、その先端部にて開口する第三通
路２３ａが形成してあり、この第三通路２３ａに
対しては、第二本体１２に形成した通路１４ａか
らの材料ガスが供給されるように構成してある。
また、第三通路２３ａは、溶滴通路２２を通して
吐出される溶滴３０の進行方向に対して逆行する
方向に向けて開口しており、これにより溶滴３０
の進行方向を確実に変えられるように構成してあ
る。

なお、本考案に係る溶射用トーチ１００は、内
部に溶射材料供給通路、作動ガスまたは燃焼ガス
となる材料ガスの供給通路等を形成した支持管に
接続されるものであり、この支持管の先端に当該
溶射用トーチ１００を接続して、第４図に示すよ
うな状態で使用されるものである。このように使
用すれば、ある程度の長さを有する管であつて
も、その内側面の表面処理は一回の往復により容
易に行なうことができるものである。

また、第一通路１４を通して供給されるべき作
動ガスまたは燃焼ガスとなる材料ガスの供給源と
しては、ノズル４０のそれと共通して実施するこ
とが可能であり、本実施例においてもそのように
構成したが、ノズル４０と第一通路１４に対する
供給源は別に構成して実施してもよいものであ
る。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案にあつては、上記
実施例にて例示した如く、 「本体１０内のノズル４０の前方部分に、外周
に受圧部２１を有し中心に溶滴３０のための溶滴
通路２２を有する吐出口金２０を回転自在に収納
するとともに、 この吐出口金２０の周囲に位置する本体１０
に、受圧部２１に向けて作動ガスまたは燃焼ガス
となる材料ガスを噴射する第一通路１４と、受圧
部２１に噴射された材料ガスを外部に導出する第
二通路１５とを形成し、 かつ吐出口金２０の先端部に溶滴通路２２を通
過してきた溶滴３０の吐出方向を変換する突起２
３を形成したこと」 にその構成上の特徴があり、これにより、簡単な
構成によつて、固定的に支持された管の内面の表
面処理を行なうことのできる溶射用トーチを提供
することができるのである。

すなわち、受圧部２１と溶滴通路２２の前方に
位置する突起２３とを有した吐出口金２０をノズ
ル４０の前方に配置することによつて、ノズル４
０から吐出された溶滴３０の吐出方向を回転状態
で変わるようにすることができ、これによつて溶
滴３０を円錐形状に噴射させることができるので
ある。つまり、吐出口金２０を非常な高速度で回
転させることができるのであり、これによつてノ
ズル４０から吐出された溶滴３０を、第３図に示
すようにドーナツツ状に噴出させることができる
のである。また、吐出口金２０を非常な高速度で
回転させることができるから、吐出口金２０自体
の振動は発生しないのであり、この溶射用トーチ
１００を支持する支持管を長くしても全く問題を
生じないのである。また、溶滴３０はドーナツツ
状に噴出させることができるのであるから、その
溶着は管内の円周方向に均一となり、溶滴３０に
よる熱は分散されることになつて、局部的な加熱
が発生することはないのである。

従つて、従来ではせいぜい開放された曲面にし
か、あるいはこの種の溶射用トーチを管内に対し
て何度も往復させるか、または管自体を回転させ
ながらしか溶射による表面処理を行なうことがで
きなかつたのであるが、本考案に係る溶射用トー
チ１００によれば、平面や開放された曲面は勿論
のこと、固定的に支持された管の内面の表面処理
をたつた一回の往復動により、局部的な加熱なく
して容易に行なうことができるのである。しか
も、本考案に係る溶射用トーチ１００は、その構
成は非常に簡単であり、取り扱いも容易なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る溶射用トーチの縦断面
図、第２図は溶射用トーチの分解断面図、第３図
は溶射状態を示す斜視図、第４図は管内にて溶射
を行なつている状態を示す断面図である。 符号の説明、１００……溶射用トーチ、１０…
…本体、１４……第一通路、１５……第二通路、
２０……吐出口金、２１……受圧部、２２……溶
滴通路、２３……突起、３０……溶滴、４０……
ノズル。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １） 本体内に収納した電極間に形成されるアー
   クによりプラズマ化した作動ガス、または前記
   本体内を通して供給されて高温状態で燃焼して
   いる燃焼ガスによつて、前記本体内に順次供給
   される溶射材料をノズルにて加熱溶融すること
   により溶滴を形成し、この溶滴を前記作動ガス
   または燃焼ガスとともに噴射させるようにした
   溶射用トーチにおいて、 前記本体内のノズルの前方部分に、外周に受
   圧部を有し中心に前記溶滴のための溶滴通路を
   有する吐出口金を回転自在に収納するととも
   に、 この吐出口金の周囲に位置する前記本体に、
   前記受圧部に向けて前記作動ガスまたは燃焼ガ
   スとなる材料ガスを噴射する第一通路と、前記
   受圧部に噴射された材料ガスを外部に導出する
   第二通路とを形成し、 かつ前記吐出口金の先端部に前記溶滴通路を
   通過してきた溶滴の吐出方向を変換する突起を
   形成したことを特徴とする溶射用トーチ。 ２） 前記突起には前記本体内の通路と連通する
   第三通路が形成されてなり、この第三通路を通
   して供給される前記材料ガス等が、前記溶滴通
   路を通して供給されてきた溶滴に向けて吐出さ
   れるようにしたことを特徴とする実用新案登録
   請求の範囲第１項に記載の溶射用トーチ。