JPH06114299A - 火炎吹付け被覆装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の火炎吹付け被覆装置は、融解した粉
末を基材表面により均等な濃度で吹付けられるように
し、併せて基材の条件に応じ吹付けガンのノズルを交換
できるようにする。 【構成】 この火炎吹付け被覆装置は、熱プラスチック
樹脂供給ホッパー、搬送空気の流れの中に粉末を伴送さ
せるように構成された放出器、粉末ホッパーと放出器と
の間に設置されてホッパーから放出器へ入る粉末の流れ
を制御する弁、火炎吹付けガン、このガンと圧力空気源
及び燃焼ガス源との間を連結して、推進空気、搬送空
気、この搬送空気に伴送される粉末、及び燃焼ガスの流
れを火炎吹付けガンへ送る様々なコンジット、及び、粉
末ホッパーと放出器との間に設置された前記弁の操作を
制御するための火炎吹付けガン上に設けられた放出器制
御装置を備える。搬送空気とこれに伴送される粉末の流
れを捩るように構成されたノズルによって中実の円形の
被覆パターンが作られる。様々な寸法の交換可能な燃焼
ノズルを備えることで、同一の吹付けガンを条件の異な
る様々な基材に対し適用できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、粉末状にした熱プラス
チック樹脂を含む粒子材料を供給して融解し、そしてそ
の融解した材料を基材の表面に対して推進することによ
り該基材に所要の物理的特性と特徴をもったコーティン
グを被覆する装置に関する。特に本発明は、火炎吹付け
ガン、及び、粉末状の粒子材料と酸化ガスと可燃ガスを
該ガンへ供給する装備を備えて、該基材にコーティング
を被覆する火炎吹付け被覆装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】基材に対して熱プラスチック樹脂を火炎
吹付けする装置は、例えば米国特許第４，６３２，３０
９号及び第４，９３４，５９５号に開示されているよう
に既に知られている。

【０００３】米国特許第４，６３２，３０９号に記載の
型式の吹付けガンは、粉末の熱プラスチック材料と燃焼
空気と燃焼ガスがガン体部を貫通する複数個の通路を通
して、ガン体部より外方へ演出する円筒形のフードによ
って作られる開いた混合及び燃焼室内へ放出されるよう
な、外気開放型の粉末火炎吹付けガンである。その放出
された混合物が点火されると熱プラスチック材料は火炎
燃焼区域の中で融解されながら圧力空気の流れに伴送さ
れ、基材に対して推進される。

【０００４】その米国特許第４，６３２，３０９号の装
置の１つの欠点として、燃焼室への可燃ガスの流れの噴
射が燃焼室の軸心の方、及び推進空気とこれに伴送され
る粒子材料の中心流の方へ斜めに角度をもって行われる
ので粒子材料の流れの「せめぎ合い」が生じ、そこで吹
付け被覆するため融解して放出される熱プラスチック材
料の量が制約されるということがある。更に、燃焼室へ
の可燃ガスの上記斜角放出は燃焼室から出ていく火炎
「トンネル」の寸法を制約し、従ってそのような放出
は、吹付け被覆のために融解される粒子熱プラスチック
材料の全量を自己規制するファクタとなる。又、吹付け
ガンから放出する粒子材料の流量を増大する場合には、
その所要の量の材料を推進空気内に伴送させて混合でき
るようにホッパーと放出器の送給装備を改造しなければ
ならない。

【０００５】米国特許第４，９３４，５９５号は、改良
された火炎吹付けガン、放出器機構、及び粉末熱プラス
チック材料の流れを制御する装備を備えた火炎吹付け被
覆装置を記載する。前記米国特許第４，６３２，３０９
号に対する特許第４，９３４，５９５号の火炎吹付けガ
ンの１つの改良点として、ガンの体部材と火炎フード組
立体との間に可撓性のダイアフラムが追加して設置され
る。このダイアフラムの目的は、体部材と火炎フード組
立体との間のシールとして働き、そして燃焼室へ可燃ガ
ス（好適にはプロパン）を供給するアニュラス周囲の可
燃ガスの流れのバランスをより良好にすることである。
又別の改良点として、円周方向に間隔をもって配列され
る燃焼ガスのオリフィスの内で最外側に配列されたオリ
フィスの長手方向軸心の向きをフードセクションの軸心
と平行になるように変更し、これによってガンから出て
いく推進空気の環状の流れ及び粒子材料と搬送空気の円
形の流れの「せめぎ合い」を無くす。更に別の改良点と
して、流れノズルとこのノズルのボアの出口端部に、ガ
ンから出ていく搬送空気（この搬送空気はこれに伴送さ
れる粉末の熱プラスチック材料を含んでいる）と推進空
気の半径方向膨張を促すセクションを備える。

【０００６】米国特許第４，９３４，５９５号の火炎吹
付け被覆装置も、ガンのハンドルに設けられた弁を手動
操作することによってガンを通る粉末の流れを制御する
構成になっている。作業者は、被覆をやめるときには手
動でその弁を操作することによって搬送空気と粉末の流
れを遮断する。被覆を停止しなければならないことはひ
んぱんに生じる。例えば、作業者が被覆すべき表面の中
断個所に達したり、位置を変える必要があったり、休憩
をとったりする場合等である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上に述べたような装
置は、例えば橋梁、船体、プラントの配管等を含む多く
の様々な基材にポリマーの防護コーティングを被覆する
のに有効であることが証明されているが、又、ある使用
条件ではその有効性が制約されるという欠点も認められ
ている。米国特許第４，９３４，５９５号の火炎吹付け
被覆装置を使用した場合の１つの欠点として、ガンの個
所で搬送空気とこれに伴送される粉末の流れが遮断され
ると、放出器からガンまでの流れラインの中で搬送空気
とこれに伴送される粉末が停められ、そこで粉末が滞溜
してしまうことが挙げられる。弁を開いて流れを再び作
っても、その流れライン内に溜った粉末は大きい「集
塊」としてガンから放出されるので基材に均等な被覆を
することが難しくなり、あるいは又ガンの中のいろいろ
なフィッティングや室やオリフィスに集積して流れを阻
害するので何回も分解や保守をしなければならない。

【０００８】従来技術の火炎吹付け被覆装置の又別の欠
点は、被覆面積や被覆率の異なる作業を行う場合それぞ
れ違った寸法のガンを必要とすることである。例えば、
比較的表面が小さい小径の管その他の基材に被覆する場
合に直径２インチ（５０mm）のガンが使われるとすれ
ば、より大きい表面積に対し同じ仕事で被覆するために
は直径４インチ（１００mm）のガンが必要になる。従っ
て従来技術の被覆装置の場合２つの別個のガンがなけれ
ばならず、そして一方のガンから他方のガンへ切換える
ときには装置を完全に停止して一方のガンから全ての流
れラインを切り離し、他方のガンへ継ぎ変えなければな
らない。即ち、搬送空気と粉末の供給ライン、推進空気
供給ライン、及び可燃ガス供給ラインの切離と再結合を
行わなければならないということである。

【０００９】従来技術の火炎吹付け被覆装置の第３の欠
点として、熱プラスチック粉末の多くが基材表面上に円
形のパターンで付着し、その円の内部が実質的に空にな
る。米国特許第４，９３４，５９５号に記載の火炎吹付
けガンの改良（粉末流ノズルの、火炎フード組立体の外
向きプレート面に隣接するセクションにおけるノズル中
心ボアの直径と内径を広げた）は、ある距離から基材に
着けられる粉末の円形パターンの直径を大きくすること
には役立ったが、その拡大された円形パターンが中空で
ないように粉末を着けられる火炎吹付けガンが必要であ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで本発明によれば、
粉末源から火炎吹付けガンへ送られる熱プラスチック粉
末の流れを、その粉末をガンに通して運ぶ搬送空気の流
れとは別個に制御する装備を備えた火炎吹付け被覆装置
が提供される。本発明の好適な実施例において、この火
炎吹付け被覆装置は、粉末ホッパー、搬送空気の流れの
中に粉末を乗せる放出器、粉末ホッパーと放出器との間
に設置され、ホッパーから放出器へ流入する粉末の流れ
を制御する空圧作動式の弁、火炎吹付けガン、推進空
気、搬送空気、この搬送空気に伴送される粉末、及び可
燃ガスの流れを火炎吹付けガンへ送出する装備、及び、
火炎吹付けガン上に設置され、ホッパーと放出器との間
の上記弁の操作の制御とガンへの可燃ガスの流れの制御
とを行う装備を備える。

【００１１】本発明の他の実施例によれば、粉末源、圧
力ガス源、この圧力ガス源からのガスの流れを調節する
装備、圧力ガス源からのガス流の中へ粉末を導入する装
備、及び、圧力ガス源からのガス流内への粉末の導入を
選択的に制御する空圧作動式の装備を備えた送給組立体
が火炎吹付け被覆装置で使用される。

【００１２】本発明の他の実施例によれば、搬送圧力ガ
ス源にガンを結合する装備、及び、ガン上に設けられ、
ガンから遠隔の地点での圧力ガスへの熱プラスチック粉
末の導入を制御する装備を備えた粉末の火炎吹付けガン
が提供される。

【００１３】本発明の他の実施例によれば、着脱自在に
係合できる体部セクションとフードセクションとを備
え、その体部セクションが、圧力ガス、熱プラスチック
粉末、及び可燃ガスをガンへ送出するラインを結合する
装備を有し、そしてその体部セクションが更に、直径の
異なる様々なフードセクションと交換して係合できるよ
うに構成され、これによって様々な被覆面積と被覆率の
コーティング吹付け被覆を行えるようにされた粉末火炎
吹付けガンが提供される。

【００１４】本発明の他の実施例によれば、熱プラスチ
ック粉末を伴送する圧力ガス源と火炎フード組立体との
間を連絡する流れノズルを備え、このノズルは更に、こ
れを通過するガスと粉末の流れをノズルの一部分におい
て２つに分ける長手方向に螺旋状になったインサートを
備え、そしてその２分された流れを再び合併させてから
火炎フード組立体の中へ放出するように構成されてい
る、粉末火炎吹付けガンが提供される。

【００１５】本発明において、基材に対する熱プラスチ
ックコーティングの火炎吹付け被覆作業は、大部分が熱
プラスチック樹脂である粉末源を備えること、火炎吹付
けガンを準備すること、粉末源から粉末を火炎吹付けガ
ンへ搬送する圧力ガスの流れを作ること、火炎吹付けガ
ンから遠隔の地点での圧力ガス流への粉末の導入を制御
する装備を該ガンに備えること、推進ガスと可燃ガスを
火炎吹付けガンへ送ること、可燃ガスを燃焼させること
によって火炎吹付けガンから放出される粉末を融解させ
ること、そしてこの融解粉末を基材に着合させることの
諸段を含む。本発明の特に好適な実施例によれば、融解
した粉末は中実（中空でない）の円形パターンをもって
基材に着けられる。

【００１６】

【実施例】次に添付図面と関連して本発明の火炎吹付け
被覆装置の実施例を記述する。

【００１７】図１は本発明による粉末源及び送給組立体
１０の前立面図を示す。重力で送給する粉末ホッパー１
２はふた１４を有し、そしてフランジ１６において結合
装備１８により放出器組立体２０に結合される。放出器
組立体２０は体部２２と粉末送入ネック部分２４を備え
る。矢印２６で概略示される圧力空気がコンジット２８
を通して送られる。このコンジット２８は放出器空気流
調節器３０と推進空気流調節器３２に接続して、これら
に圧力空気２６を送給する。圧力空気２６の使用されな
いか又は調節器３０，３２へ送られない部分は制御空気
供給コンジット３４へ流れる。このコンジット３４は放
出器制御スイッチ５０につながっている。粉末源及び送
給組立体１０は更に、後に図２及び図３とも関連して詳
細に述べるように、火炎吹付けガン７０と操作関係をも
っている。

【００１８】調節器３０から出た放出器空気流は放出器
組立体２０に行って放出器制御弁組立体４０を通り、そ
してその放出器組立体２０から放出器担送空気送出コン
ジット３６を通して火炎吹付けガン７０へ流れる。又、
推進空気流調節器３２において所要の圧力に調節された
空気がコンジット３８によって火炎吹付けガン７０へ送
られる。圧力空気２６はコンジット３４を通して制御ス
イッチ５０へ流れる。このスイッチ５０は圧力空気をコ
ンジット４２と４４のいずれかに選択的に通して放出器
制御弁組立体４０へ送り、これによって制御室４６と４
８のいずれかを加圧することにより弁６０を開いたり閉
じたりさせ、この弁の開閉によってホッパー１２から担
送空気内へ供給される粉末プラスチック材料１１の流れ
を制御する。こうしてその担送空気は粉末を含んだ又は
含まない状態で吹付けガン７０へ流れる。

【００１９】図２は粉末源及び送給組立体１０の後立面
図であり、放出器制御弁組立体４０の装架態様を明瞭に
示す。放出器体部２２の背部に制御弁組立体４０が取付
け装備５２と５４によって取付けられる。これら取付け
装備は弁組立体４０を放出器体部２２に対し緘封状態で
保持する。対向するピストン室５６と５８にそれぞれに
圧力室４６と４８が備えられ、そして図示の好適な実施
例ではラック及びラック機構６２を前後に作動する。こ
のラック機構は、後に図４及び図５と関連して再述する
ようにピニオン機構６４と操作係合している。これはホ
ッパー１２から粉末１１を放出器コンジット３６へ導入
する機構の１つの好適な実施例である。

【００２０】図３は、粉末状にした熱プラスチック樹脂
を含む粒子材料を供給して融解させ、そしてその融解し
た材料を基材の表面に対し推進することによって所要の
物理的特性と特徴をもったコーティングを被覆する装置
の概要図である。既述したように、装置の構成要素とし
て粉末源及び送給組立体１０とこれが取付けられる放出
器組立体２０がある。この放出器組立体２０は、これの
調節弁３０と３２へ圧力空気源６６から圧力空気２６を
供給される。放出器空気圧力調節弁３０はコンジット部
分６８から担送圧力空気を送出する。この担送空気は弁
制御組立体４０内の放出器弁を通る。担送空気の流れは
ホッパー１２から粉末材料１１を引出して流れに乗せ、
そしてその粉末材料をコンジット部分３６に沿って担送
し、外気に開いた粉末火炎吹付けガン７０へと運ぶ。調
節弁を通らない制御圧力空気は制御空気コンジット３４
を通って制御スイッチ５０へ行く。このスイッチ５０は
好適な実施例において空気トグルスイッチ又はＡＢ型流
体スイッチとされる。スイッチ５０によってコンジット
３４の圧力空気は、その一方の位置においてはコンジッ
ト４２を通して制御弁組立体４０へ流され、そして第２
の位置においてはコンジット４４を通して制御弁組立体
４０へ流される。粉末源及び送給組立体が遠隔地にあっ
た場合でも火炎吹付けガンの操作者が弁制御組立体４０
の操作を容易に行えるように、トグルスイッチ５０はそ
のガン自体の上に設けられる。例えばある製造ユニット
においては、粉末源及び送給組立体はプラントの床の固
定した個所に置かれ、そしてそこから可撓性のコンジッ
トが火炎吹付けガン７０まで延ばされよう。あるいは
又、現場で持運びする型式の場合には、作業者が粉末制
御弁４０を含む粉末源及び送給組立体を背負い、そして
手に吹付けガンを持って吹付け被覆を行うことになろ
う。いずれにしても、調節器３２を通して流される圧力
空気流２６が適切に調節された圧力で推進空気コンジッ
ト３８を通して火炎吹付けガン７０へ送られて、推進さ
れる粉末を完全に融かすのに用いられる。低い融点の材
料に高い圧力を用いれば火炎内の時間は短かくなる。高
融点の材料では推進圧力を低くすることにより有効融解
時間を長くすることができる。火炎吹付けガンは又、調
節器７６で調節源７４から可燃ガス７２を供給される。
この可燃ガスは好適にはプロパンガスとされる。この燃
焼ガスの放流は作業者が開始し、そして流れ弁７８で調
節されよう。こうして、担送空気と粉末プラスチックの
流れ３６、推進空気の流れ３８、可燃ガス又はプロパン
の流れ８０を含む各流れが、図３に混合区域８２と火炎
フード区域８４として概略的に示される吹付けガン７０
の各部分において機能的に合併される。吹付けガン７０
の操作は、本発明の好適な実施例を示す図６から図９ま
でを参照にしてより明瞭に理解されよう。

【００２１】次に図４と図５によって粉末源及び送給組
立体の操作の詳細を述べる。これまでの説明、特に図３
と関連した記述から多くの利点が理解されるであろう
が、特に、プラスチック材料の、弁組立体４０を通して
の担送コンジット３６への送入が、遠隔地点の吹付けガ
ン上のスイッチ５０を作業者が操作することによって制
御されるということを留意すべきである。弁組立体４０
がホッパー閉じ位置にあるとき粉末が調節された流れ６
８の中に乗せられて担送ガス流コンジット３６で運ばれ
ることはない。しかし制御スイッチ５０の操作によって
組立体４０内の弁６０が閉じられた場合でも調節器３０
からの調節された空気流６８は中断されずに流れ続け
る。これによって作業者による火炎吹付けガン７０の操
作をきれいに終了することができると共に、粉末が送入
された後で担送ガスコンジット３６の空気流が停められ
た場合に生じるような、その担送コンジット３６が粉末
で閉塞されるという欠点を避けることができる。そこで
担送空気へのプラスチック粉末の送入を制御することに
より火炎吹付けプロセスと操作はより滑らかに行われ
る。基材表面の不連続又は中断個所にきたとき、吹付け
ガンにより発生される熱を停めることなく吹付けを停止
及び開始できる。これは、融解されるプラスチックが停
められた場合でも空気と燃料の混合比が維持されるの
で、安定した燃焼条件を得るのに適切である。更に、始
動時にプラスチックが塊状になるような悪条件が避けら
れる。また、粉末材料の導入又は放出を再開するときの
清掃と保守の量が少なくなる。

【００２２】図４と図５は、本発明における粉末源及び
送給組立体の、一部を破断し一部を断面で示す拡大側立
面図と拡大前立面図である。制御弁組立体４０の中にバ
レル弁組立体６０が形成される。弁ボア８６及び回転弁
部分８８が備えられ、この弁部分はこれを貫通して設け
られた弁開口又はオリフィス９０を有する。このオリフ
ィス９０は、図４と図５に示される垂直の位置から９０
°回転して水平位置にされるとホッパー１２からの粉末
１１の流通を閉鎖する。その回転はラック６２と回転ピ
ニオン６４によって行われる。先に述べたように、コン
ジット４２と４４のいずれかに圧力を送ることによりピ
ニオン６４に対しラック６２が前後に動かされてピニオ
ンの回転軸９２を回わす。この軸はピン９４で回転弁部
分８８に留められている。制御弁組立体４０は放出器組
立体の体部２２の背部に９８で示されるように緘封結合
される。弁６０とオリフィス９０が図４と図５に示され
るように開いた送給位置にあるとき圧力空気２６が調節
器３０を通る。この調節器３０から出てくる調節された
空気流は移送コンジット６８を通って担送空気通路３６
に流れる。粉末プラスチック樹脂１１が流下して放出器
ノズル１００に入る。このノズルからその粉末１１は、
担送空気通路３６の空気流の中に乗せられる。バレル弁
６０が９０°回わされてその弁の開口９０が垂直開き位
置から９０°回転して水平閉じ位置にされると、粉末の
流れは停められる。そこでコンジット３６内の担送空気
は、それ以上粉末を追加されずに、調節された空気だけ
で流れ続ける。

【００２３】細長い円筒形の体部分１０２と円錐状にテ
ーパの付いたノズル端部１０４を有する放出ノズル１０
０は第１通路１０６内に取外し可能に挿入される。ノズ
ル体部１０２の少なくとも一部分の外壁面にネジ１０８
が付けられ、このネジは第１通路１０６のネジ付き部分
に螺着する。この第１ボア通路１０６の壁とノズル体部
１０２との間のネジ結合によって、ノズル端部１０４を
室１１０及び第２通路１１２に対し水平方向に調節する
ことができる。ボア１０６内でのノズル体部１０２の水
平方向調節によって、円錐状テーパ付きノズル端部１０
４が室１１０の中に位置し、そのノズル先端１１４がボ
ア１１２内へ突出するようにされるが、ここでノズル１
００のテーパ付き端部１０４とボア１１２との間には充
分な環状の間隙が残されて、ホッパー１２、レシーバ２
４、及び室１１０から粒子熱プラスチック材料がその第
２通路１１２内へ自由に流入できるように構成される。
こうして第２通路又はボア１１２へ流入した粒子材料は
コンジット３６を通って吹付けガンへ担送される。

【００２４】放出器弁１００の挿入を可能にするため、
又放出器弁通路の加工を容易にするために、担送空気通
路１０６のコンジット３６の反対側の端部にはプラグ１
１８が取付けられる。このような構成によつて、制御ス
イッチ５０、弁６０、弁機構４０、及び放出器弁１００
に同一の圧力空気源を使用できるという便利さが得ら
れ、又全体的な構造を安価に製作でき、そして最少の保
守で長期間の使用に耐える装置組立体を作ることができ
る。この組立体は保守が必要な場合には簡単に分解して
容易にアクセスを行うことができ、そして所要の修理が
行われるように構成される。圧力空気はプラスチック火
炎吹付けガンのシステムの一要素になるものであるか
ら、そのガンからホッパーの粉末送給弁機構を制御する
ように圧力空気を組込むことは好適であり、そして更
に、他の電気回路、ソレノイド、又はスイッチの追加を
必要としないという利点もある。もちろんホッパー弁６
０の制御を他の電気ソレノイドや油圧機械システムのよ
うな機構を使って行うこともできる。しかし前述のよう
な理由から便利で安全で耐久性のある空圧式制御システ
ムを使用するのが好適なのである。

【００２５】操作において、ノズル１００の圧力空気流
がノズル端部１０４から第２通路１１２の中へ噴射され
る。この第２通路１１２を通過する高速の空気流は、室
１１０に通じ、そして弁開口９０を介してレシーバ２４
に通じる、ノズル端部１０４周囲の環状区域内の空気圧
力をベンチュリ作用によって低下させる。この室１１０
内の空気圧力の低下は高速の空気流を作って、レシーバ
２４と開口９０から粉末１１を第２通路１１２内へ引込
む。その粒子材料は第２通路の放出作用によって搬出さ
れ、そのボア部分１１２を通過していく圧力空気の流れ
に伴送されてガンの供給ホース３６へ流入する。

【００２６】既述したように、室１１０の接合部と関連
するノズル端部１０４とボアセクション１１２との間の
間隔の調節によって、室１１０内にベンチュリ作用によ
り作られる負圧が調節され、それによってホッパー組立
体からガン供給ライン３６へ導入される粒子材料の流量
が決まる。実際の場合ノズル端部１０４の調節は室１１
０内に最大の負圧を作るように、従って最大流量の粒子
材料を引出すように行われる。従来も放出器機構を使っ
てホッパーから粒子材料を供給ラインへ放出することが
行われてきたが、室１１０と送出ボアセクション１１２
に対し調節できるノズル端部１０４の上記のような特徴
の構造によって、ボア１１６に通す圧力空気の流量を増
大することなく最大流量の粒子材料を供給圧力空気の流
れに乗せることができるようになる。

【００２７】本発明の火炎吹付け装置で使用される熱プ
ラスチック粒子材料の典型的なものとしては、デュポン
社から市販されている登録商標ニュクレル（ＮＵＣＲＥ
Ｌ）、登録商標サーライン（ＳＵＲＬＹＮ）、登録商標
エルバクス（ＥＬＶＡＸ）のような諸製品がある。しか
し、いうまでもなく本発明の装置は、ホッパー組立体に
投入できる様々な原料を使用できるものであり、上記の
製品に限定されるものではない。ポリエチレンのような
熱プラスチック性を有するプラスチック原料なら実質的
にどんなものでも、本発明の精神から逸脱することなく
有効に利用できる。

【００２８】原料は好適には粒子メッシュ寸法が５０か
ら１００メッシュのものとされよう。前記のニュクレル
やサーラインのような市販の原料のあるものでは、原料
を本発明の用途により適するようにする添加物が既に幾
つか加えられている。しかしその他の原料については、
プラスチックに対する有害な光の作用に対抗する例えば
ＵＶスタビライザ５３１のような添加物、あるいは高温
な場所での原料の特性を改良する例えばエルゴノックス
（ＥＲＧＯＮＯＸ）１０１０のような添加物を含ませる
ことが好適であることが知られている。上記添加物はい
ずれもチバガイギー社から市販されているものである。
更に又用途によつては、粒子材料の潤滑性又は流動性を
高めるため「滑り」添加物としてタルクのような物質を
原料に加えたり、あるいは又、物品に付けられる吹付け
コーティングの柔軟性をよくするために何等かの形のエ
ラストマを添加することが望まれる。

【００２９】本発明におけるホッパー粉末制御システム
と火炎吹付けガン７０との協働及びその他の特徴は図６
と図７を参照する記述から更によく理解されよう。図６
は本発明の火炎吹付けガンの断面側立面図であり、そし
て図７は図６の火炎吹付けガンをこれの長手方向軸心周
りで９０°回転させた図面である。空圧制御トグルスイ
ッチ５０がファスナによってバレル又はハンドル部分１
０４上に取付けられる。

【００３０】ガン７０は基本的に、円筒形体部材１２
０、火炎フード組立体１２２、材料吹付けノズル１２
４、及び可撓性のダイアフラム２２０を備える。体部材
１２０、材料吹付けノズル１２４、及び火炎フード組立
体１２２は、空気及びガス結合部に近い方の端部である
「基」端部と、空気及びガス結合部から遠い方の端部で
ある「末」端部を有する。しかして体部材１２０は基端
部１２８と末端部１３０を有し、そして火炎フード組立
体１２２は基端部１３２と末端部１３４を有する。材料
吹付けノズル１２４は基端部１３６と末端部１３８を有
する。

【００３１】体部材１２０は長形の円筒形セクション１
４０を備える。このセクション１４０の外面にはネジ１
４２が付けられ、後述のように火炎フード組立体とネジ
結合される。体部材の末端部１３０は体部材の中心線を
横切る平らな面１４４を備え、そして基端部１２８も同
様な平らな面１４６を備える。体部材１２０の中心軸に
沿って長手方向に円筒形のボア１４８が貫通し、末端部
と基端部の両平らな面１４４，１４６に通じている。体
部材の末端面１４４に円筒形ボア１４８と同軸的に環状
の凹部リング１５０が設けられて第１環状室を形成す
る。そこで平らな面１４４は、ボア１４８と同軸心であ
り且つ第１環状室１５０によって半径方向に隔離された
外側の環状リング面１５２と内側の環状リング面１５４
を有する。

【００３２】体部材１２０を貫通して第１孔又は通路１
５６（図７に示される）が設けられ、体部材基端部１２
８の面１４６と第１環状室１５０とに通じている。又、
体部材１２０内に第２孔又は通路１５８（図６に示され
る）が設けられ、基端面１４６と円筒形ボア１４８の長
さの中間部として通じている。ボア１４８は基端部１２
８に隣接する個所にネジ付き部分１６０を有し、後述の
ように材料吹付けノズル１２４とネジ係合する。

【００３３】材料吹付けノズルは、円筒形ボア１４８の
内径より大きい外径を有する細長形の円筒形部材１２４
を備え、ボア１４８内に同軸内に設置される。ノズル１
２４は拡大された外ネジ付きセクション１６２を有し、
これがボア１４８のネジ付き部分１６０に着脱自在に螺
着してノズル１２４をそのボア内に固定する。ノズル１
２４は又、その拡大外ネジ付きセクション１６２と基端
部１３６との間でこの端部１３６に近い個所に第２の拡
大セクション１６４を備える。この拡大端部セクション
１６４はネジ付きセクション１６２に面した環状肩部１
６６を有し、そしてこの肩部は、ノズル管１２４がボア
１４８内に螺着されたとき体部材１２０の基端面１４６
に対して係合する。

【００３４】管１２４の末端部１３８とネジ付きセクシ
ョン１６２との間の個所でその管の外壁面上に、半径方
向に延在するスペーサ１６８が設けられる。このスペー
サはノズル部材１２４の壁と係合してそのノズルを円筒
形ボア１４８内に同軸に整合した状態で保持する。ノズ
ル部材１２４はこれの末端部１３８に隣接して、その端
部１３８の方へ内径が大きくなっていくセクション１７
０を有する。このノズルセクション１７０の内面１７２
は、このセクションの全長に亘ってその断面が外方へラ
ッパ状に（円錐台形状に）拡がっていくノズル先端を形
成する。ノズル円筒形部材１２４の外面とこれに同軸心
のボア１４８との間の環状スペース１７４は体部材１２
０内の第３の通路となる。これについては後に更に詳述
されよう。

【００３５】火炎フード組立体１２２は基端部１３２と
末端部１３４を有する全体的に円筒形の部材である。火
炎フード組立体１２２は開いた端部１７８と閉じられた
端部１８０をもった円筒形フードセクション１７６を備
える。このフードセクション１７６は薄い円筒形の壁を
有し、又、その閉じ端部１８０に近い個所で円筒形フー
ドセクション１７６の円周上に間隔をもって配置された
複数個の半径方向の孔１８２を備える。閉じ端部１８０
は、円筒形フードセクション１７６の内部でその軸心に
対し横断方向に設置される円形のプレートで構成され
る。このプレート１８０の、フードセクションの開いた
末端部１７８の方へ向いた面は平らな末端側の面１９２
を構成し、この末端側面１９２は円筒形フードの壁の内
面１９４と共に燃焼室１９６を形成する。この燃焼室の
機能についてはより詳しく後述されよう。プレート１８
０の他方の側の面は体部材の末端面１３０と合致係合す
る寸法にされ、そして平らな基端側の面１９８を形成す
る。この平らな基端側面１９８は、フードセクションの
軸心と同軸的に設けられる環状の凹部リング２００を備
え、この凹部は第２環状室となる。この室２００は、体
部材１２０の末端面１３０に設けられた第１環状室１５
０と整合する寸法とされる。

【００３６】プレート１８０は、火炎吹付けフード組立
体１２２の軸心と同軸心の中心ボア２０２を備える。こ
のボアは、体部材１２０の末端部１３０の円筒形ボア１
４８と整合する寸法にされる。プレート１８０のボア２
０２は材料吹付けノズル１２４のノズル先端部１３８を
受入する。ボア２０２は、これの直径が平らな基端側面
から末端側面へと増大してその断面が円錐台形になり、
この円錐台形の大径端部がフードセクションの開いた末
端部１７８の方へ向いた形状にされる。好適にはボア２
０２のテーパはその軸心に対し約１５°から４０°の角
度をもつようなものにされる。

【００３７】プレート１８０は、これの中心ボア２０２
と同軸心の円形のパターンに円周方向に間隔をもって配
置された第１のオリフィス２０４を備える。これら第１
オリフィス２０４はプレートの末端側の端面１９２と第
２環状室２００との間を連絡する。プレート１８０は
又、第１オリフィス２０４の円形パターンと同軸心の円
形パターンに円周方向に間隔をもって配置された第２の
オリフィス２０６を備える。これら第２オリフィス２０
６の円形パターンは第１オリフィス２０４の円形パター
ンの半径方向外側に設定される。第２オリフィス２０６
も末端面１９２と第２環状室２００との間を連絡する。
それら複数個の円周方向に間隔を置いた第２オリフィス
２０６の長手方向軸心はフード１２２の末端部の側でそ
の中心軸の方へ内方向へ傾斜した角度が付けられる。こ
の傾斜角度はフード軸心に対し約１５°から３０°とさ
れる。そのように第２オリフィス２０６に内向きの傾斜
を付ける理由は後に詳述されよう。

【００３８】火炎フード組立体１２２の基端部には全体
的に円筒形の取付けセクション２１０が備えられる。こ
の取付けセクションは、体部材セクション１４０の外径
と合致する内径を有し、そして内ネジ付き面２１２を備
え、体部材のネジ付き面２１４と螺着する。プレート１
８０の基端面に、中心ボア１４８と同軸心に設けられる
外側環状リング面２１６と内側環状リング面２１８が形
成される。これらリング面２１６と２１８は同軸心の第
２環状室２００によって相互に離間される。外側と内側
のリング面２１６と２１８の直径は体部材１２０の外側
と内側のリング面１５２と１５４の直径と同じにされ、
そして相互に整合する寸法にされる。

【００３９】薄い円形のダイアフラム２２０が圧縮でき
る可撓性の材料で作られ、そして体部材の平らな末端面
１４４とフード部材の平らな基端面１９８との間に設置
される。ダイアフラム２２０は中心貫通孔２２２を有す
る。この孔２２２の直径は、体部材１２０の円筒形ボア
１４８の直径及びプレート１８０のボア２０２の基端面
１９８における直径と同一且つ整合するものとされ、そ
こで吹付けノズル先端１３８を突出させることができ
る。ダイアフラム２２０は又、中心孔２２２と同軸心で
あるが半径方向に離間した所に設定される円形パターン
に円周方向に間隔をもって設けられる複数個の孔２２４
を備える。これら孔２２４は体部材の第１環状室１５０
とフード部材の第２環状室２００を連絡する。

【００４０】図６と図７に見られるように、ダイヤフラ
ム２２０は体部材の平らな末端面１４４とプレートの平
らな基端面１９８との間に設置され、そしてそれら面１
４４と１９８において相互に対向して整合する環状の突
出リング面の間に緘封係合する。ダイアフラム２２０は
体部材１２０と火炎フード組立体１２２との間のシール
として働き、これによって第１環状室１５０と第２環状
室２００の緘封を同時に行うことができる。又それら環
状室１５０と２００は、後述するように可燃ガスを通す
連絡孔２２４を有するその可撓性ダイアフラム２２０に
よってのみ相互に隔離される。

【００４１】リング状に配置されてフードを貫通する燃
焼ガスのオリフィスはフードの中心軸に対し平行又は内
方へ約３０°までの角度で傾斜するように設置されよ
う。担送ガスに伴送される粉末粒子材料がフードを通っ
て燃焼区域へ噴射される前に円形運動を与えられる実施
例では、燃焼ガスオリフィスに傾斜を付けるのが好適で
ある。そこで好適には、図６から図９までに示す捩れた
２分流路２３０のような担送ガスに回転モーメントを付
与する装備、その他のガス捩り装備がガス噴射ノズルの
末端部近くの内部に挿入される。そのようなガス捩り装
備は、担送空気とこれに伴送される粉末を２つの分離し
た流れのチャンネルに分けるように働く捩れた分流路２
３０の形にすることができよう。その２分された流れ
は、捩れた流路で捩れ運動を与えられる。分けられた２
つの流れが燃焼室区域へ入るときには再び合併するよう
にするため、流路は好適にはこれの末端部２３２がノズ
ルの先端１３８より前で切れるようにされる。そのよう
な流れの２分、捩り、及び再合併の操作は全て、燃焼又
は火炎区域におけるプラスチック粉末の攪拌混合を容易
にし、増進し、そして均等な分布を達成させる。捩り作
用は又その螺旋運動によって、空気流に伴送されていく
粉末プラスチックの粒子に横方向の速度成分を加える。
即ち螺旋運動の前進方向の速度と遠心力とから横方向速
度成分が与えられ、この成分のあるものは半径方向外方
向成分となってプラスチック粒子を外方向へ「ほうり投
げ」る。これによって基材にコーティング被覆される材
料のパターンの有効区域の直径を大きくし、それと共に
又その被覆区域の中心部の方への粉子の分散も増加させ
る。粒子は火炎を通して推進され、融解効果を大きくさ
れる。

【００４２】従来技術の火炎ガンでは、ノズルを取巻く
推進空気オリフィスがラッパ状に拡がる形状になってい
るため、ノズルを通って担送される粒子の周囲に真空が
作られ、このため粒子は外側へ引張られて実質的に中空
の円錐形状になっていた。従って融解したプラスチック
粒子の被覆材料の基材に付着したパターンはドーナツ状
になり、その融けた粒子の密度がドーナツのリングの個
所で最も高く、そしてそのリングから中心の方向及び半
径方向外方向へと次第に低くなるような状態であった。
本発明によれば、捩れた流路を備え、そしてこれによる
螺旋運動によって伴送される粉末粒子に遠心力を与える
ことにより、燃焼室の中により均等に分散された粒子の
雲を作ることができる。従って吹付けを行ったとき、中
空の円ではなく、中実の円のパターンが得られるのであ
る。

【００４３】捩れ流路によりプラスチック粒子に大きい
横方向の力が加えられることと関連して、先に述べたよ
うに融解効果を高めるため、燃焼ガスオリフィスの角度
によって決められる火炎パターンが１５°から３０°の
角度で内方向へ向くようにされる。その機構は完全には
解明されていないが、吹付けパターンの直径が大きくさ
れ、又吹付けパターンの全体的な密度がその大きくされ
た直径の区域全体に亘ってより均等に分布されるという
２つの有効な結果が得られている。こうして本発明によ
れば基材に被覆できる吹付け粒子の量を効果的に増加で
きる。現在では、ラッパ形の推進空気オリフィスによっ
て与えられる半径方向外方向の力、及び螺旋流路による
捩り作用、そして又その螺旋流により追加的に惹起され
る乱流が粒子のより好い分散と効果的な融解を行わせる
ものと信じられている。粒子に対して充分な横方向又は
半径方向の力が加わることによってそれら粒子を燃焼ガ
ス流の中で外方向に推進し、これによって融解した粒子
の吹付けパターンを全体的に拡張するのであろう。推進
空気の圧力、火炎の寸法、及び燃焼混合物を調整するこ
とによって、融点の異なる様々な材料についてその火炎
内の滞留時間を適切に調節することができる。

【００４４】燃焼ガスオリフィスを内方向へ傾斜させる
ことで燃焼ガスを内方向へ向けることにより、融解作用
はパターンの中心部と外縁部との両方で行われる。火炎
を通して半径方向へ推進される粒子、又その他でも火炎
の熱を当てられる粒子は全て融解されて、従来のドーナ
ツ状パターンの直径よりも有効的に５０％大きい直径の
パターンを作り、そしてもちろんそれによって熱プラス
チック樹脂の完全な融解が阻害されることはない。

【００４５】その現象は、粒子の雲を概略示する図９に
おいて更によく理解されよう。好適にその雲及び吹付け
パターンの直径は、吹付けノズルの直径より大きいか又
は等しい直径から、そのノズルの直径の１．５倍より小
さいか又は等しい直径までに維持することができる。

【００４６】又、図８に示すように、同一のガン体部に
取付けることができる様々な寸法の交換可能なフードを
複数個準備することによって、１つの吹付けガン全体の
取外しと再取付けを行うことなく、火炎及び粒子の吹付
けパターンを増すことが好適である。それは全てのフー
ドの嵌合面、環状室、及びネジの寸法を同一に揃えるこ
とによって可能になる。そうすることによって、燃焼室
をより拡張し、そして燃焼オリフィス２０４と２０６の
配置リングの直径をより大きくできよう。このオリフィ
ス配置リングの直径の拡大に合わせて、環状リング２０
０には拡張部分２４０が形成される。１つ１つのガンに
多くのホースやホースフィッティングを取付けたり取外
すことを無くすることにより、そのための労力と時間を
省き、またガン組立体に損傷を与える可能性を少なくす
ることができる。又、フード寸法を大きくするためには
別の体部を備えなければならない従来のガンに較べてそ
の価格を著しく安くすることができる等多くの利点が得
られる。燃焼ガスの流率、推進空気の流率、及び分布さ
れる粉末の量は放出器における圧力の調整によって適切
に調節され、又燃焼ガスと空気との火炎混合物の圧力も
正しく調節される。

【００４７】これまでの記述から当該技術者には本発明
の様々な他の変化形や改変形が明らかに想定されよう。
そこで本発明はそれら全ての変化形を包含し、そして特
許請求の範囲によってのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の火炎吹付け被覆装置の粉末源及び送給
組立体の前立面図。

【図２】図１の粉末源及び送給組立体の一部を破除した
後立面図。

【図３】本発明の火炎吹付け被覆装置の概略的なダイア
グラム。

【図４】本発明の粉末源及び送給組立体の一部を破除し
一部を断面で示す拡大側立面図。

【図５】図４の粉末源及び送給組立体の前立面図。

【図６】本発明の火炎吹付けガンの断面側立面図。

【図７】図６の７−７線における断面図。

【図８】図６と同様な火炎吹付けガンであるが、ガン体
部に着脱自在のより大きい直径の火炎フード組立体を取
付けられるガンの断面側立面図。

【図９】本発明の火炎吹付けガンから噴射される融解粉
末の分散状態を概略的に示すガンのフード端部の断面側
立面図。

【符号の説明】

１０ 粉末源及び送給組立体 １１ 粉末 ２０ 粉末放出弁組立体 ２６ 圧力空気 ３４ 弁制御空気コンジット ３６ 粉末担送空気コンジット ３８ 推進空気コンジット ４０ 弁制御組立体 ５０ 制御スイッチ ６０ 粉末放出弁 ６６ 圧力空気源 ７０ 火炎吹付けガン ７４ 燃焼ガス源 ８４ 火炎フード区域 ２３０ 捩れ２分流路

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 粉末材料を融解して基材に対し推進させ
   るための火炎吹付け被覆装置において (a) 粉末供給ホッパー、 (b) 搬送空気の流れの中に粉末を乗せる構成の放出
   器、 (c) 該粉末ホッパーと放出器との間に設置されて該ホ
   ッパーから該放出器内への粉末の流れを制御する弁、 (d) 火炎吹付けガン、 (e) 推進空気、搬送空気、この搬送空気に伴送される
   粉末、及び可燃ガスの流れを該火炎吹付けガンへ送出す
   る装備、及び、 (f) 該火炎吹付けガン上に設置されて該粉末ホッパー
   と放出器との間の該弁の操作を制御するための放出器制
   御装置を備える火炎吹付け被覆装置。
2. 【請求項２】 該ホッパーと放出器との間に設置される
   該弁が回転式のバレル弁である、請求項１の火炎吹付け
   被覆装置。
3. 【請求項３】 該放出器制御装置が、該回転バレル弁を
   これの開き位置と閉じ位置との間で選択的に作動させる
   空気スイッチである、請求項２の火炎吹付け被覆装置。
4. 【請求項４】 請求項３の火炎吹付け被覆装置におい
   て、 (a) 該バレル弁に同軸的に取付けられて共に回転する
   ピニオン歯車、 (b) 該ピニオン歯車と係合するラックであって、その
   側部に加圧可能な第１室と第２室を有し、その一方又は
   他方の室に加圧すると直線運動を行って該ピニオンを回
   転させるラック、 (c) 該空気スイッチの入力部に接続する調節された空
   気圧力の伝達装置、及び、 (d) 該スイッチから該第１及び第２加圧室に通じる第
   １及び第２出力コンジットであって、これによって、該
   スイッチを選択的にトグル作動させると該調節された空
   気圧力が該第１室又は第２室を加圧して該ラックを動か
   しピニオンを回転させ、該バレル弁の位置を必要に応じ
   て開き位置と閉じ位置との間で変更させることができる
   第１及び第２出力コンジットを更に備える請求項３の火
   炎吹付け被覆装置。
5. 【請求項５】 請求項１の火炎吹付け被覆装置におい
   て、 (a) 該火炎吹付けガンに取付けられ、該伴送される粉
   末を融解させるために該可燃ガスと空気の混合物を火炎
   状に燃焼させるための燃焼室フード、及び、 (b) 該火炎吹付けガン上に設置され、該燃焼室フード
   内で点火されて燃焼する該可燃ガスを制御する可燃ガス
   制御装置を更に備える請求項１の火炎吹付け被覆装置。
6. 【請求項６】 該伴送される粉末と空気の混合物を渦巻
   き状にして該燃焼室フードの火炎の中へ放出する装備を
   更に備える請求項５の火炎吹付け被覆装置。
7. 【請求項７】 同一のガン体部でもって様々な大きさの
   火炎吹付け面積を作れるように様々な火炎直径のフード
   セクションと交換して係合できるように構成されたガン
   体部を更に備える請求項６の火炎吹付け被覆装置。
8. 【請求項８】 火炎吹付け被覆装置で使用される送給組
   立体において、 (a) 粉末源、 (b) 圧力ガス源、 (c) 該圧力ガス源からのガスの流れを調節する圧力調
   節器、 (d) 該圧力ガス源からのガスの流れの中に粉末を導入
   するための装備及び放出器組立体、及び、 (e) 該圧力ガス源からのガスの流れの中への粉末の導
   入を選択的に制御するための装備を備える送給組立体。
9. 【請求項９】 粉末の火炎吹付けガンにおいて、 (a) 該ガンを搬送圧力ガス源に結合する装備、及び、 (b) 該ガンから遠隔の地点での該圧力ガス内への熱プ
   ラスチック粉末の導入を制御するための、該ガン上に設
   けられる装備を備える粉末火炎吹付けガン。
10. 【請求項１０】 粉末火炎吹付けガンにおいて、 (a) 熱プラスチック粉末を伴送する圧力ガスの源と火
    炎ガンに隣接の火炎区域との間を連絡する流れノズル、 (b) 該流れノズル内に設けられ、該ノズル内を流通す
    るガスと粉末の流れに回転運動を付与するための長手方
    向に螺旋状になっているインサート、及び、 (c) 該火炎区域内へガスと粉末の流れを放出するため
    のノズル部分を備える粉末火炎吹付けガン。
11. 【請求項１１】 請求項１０の粉末火炎吹付けガンにお
    いて、 (a) 伴送される粉末を吹出すように該ノズルの放出端
    部を同心的に取囲む外方へのテーパを有する推進空気
    口、及び、 (b) 該ノズル放出部と同心的な円形パターンに配置さ
    れ、該放出されるガスと粉末の混合物の流れを取囲む火
    炎を作る複数個の燃焼ガスジェットを更に備える請求項
    １０の粉末火炎吹付けガン。
12. 【請求項１２】 該推進空気口と複数個の燃焼ガスジェ
    ットが、該火炎吹付けガンの放出端部に取付けられる様
    々な寸法の交換可能な燃焼フードに形成され、それによ
    って様々な寸法の火炎パターンと被覆区域を作ることが
    できる、請求項１１の粉末火炎吹付けガン。
13. 【請求項１３】 請求項１０の粉末火炎吹付けガンにお
    いて、該長手方向螺旋インサートが、 (a) 該ガスと粉末の流れを２つに分けて回転運動を付
    与するように該ノズルの内径を横断し、そしてその長手
    方向に延在する薄い捩れたプレートを更に備え、そし
    て、 (b) 該薄い捩れたプレートが該ノズル内の放出端部よ
    り上流の地点で途切れ、これによって該２分されたガス
    と粉末の流れが火炎区域内へ放出される前に再び合併す
    る、請求項１０の粉末火炎吹付けガン。
14. 【請求項１４】 着脱自在に係合できる体部セクション
    とフードセクションとを備える粉末火炎吹付けガンにお
    いて、該体部セクションが、圧力ガス、熱プラスチック
    粉末、及び可燃ガスを該ガンへ送給するラインを結合す
    る装備を備え、そして該体部が更に、様々な直径のフー
    ドセクションと交互に係合できるように構成され、これ
    によって吹付け被覆の面積や程度を様々に変えることが
    できる粉末火炎吹付けガン。
15. 【請求項１５】 基材に熱可塑性コーテングを火炎吹付
    けする方法であって、 (a) 熱可塑性樹脂の大部分を有する粉末供給源を設
    け、 (b) 火炎吹付けガンを設け、 (c) 粉末を粉末供給源から火炎吹付ガンに運ぶ圧力ガ
    スの流れを作り、 (d) 火炎吹付ガンから離れた位置で、圧力ガスの流れ
    の中に粉末を導入することを火炎吹付ガンから制御し、 (e) 火炎吹付ガンから空気及び可燃ガスを送り出し、 (f) 可燃ガスを燃焼させて、粉末が火炎吹付ガンから
    排出されるときに該粉末を溶融し、 (g) この溶融した粉末を基材に付与する段階を有す
    る、火炎吹付方法。
16. 【請求項１６】 基材に溶融粉末を付与する段階は、基
    材に付与される溶融粉末の充填された円形パターンを作
    る段階を有する請求項１５の火炎吹付方法。