JPS6056544B2 - 爆発コ−テイング装置のバレル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高温コーティング材料スプレー法によつてコ
ーティングを着けるための装置に関し、特に爆発コーテ
ィング装置のためのバレルに関する。

本発明は、冶金工業、化学工業、造船、発電技術、機械
技術、その他、部品を全体的にコーテインク材料で作ら
なければならないような必要が生じ得る全ての産業にお
いて、最もその利益をもたらすことができる。爆発コー
ティング方法は比較的古くから知られているが、コーテ
ィングを均等な厚さに着けられるような装置は末が開発
されていない。

当該技術で知られている爆発コーティング装置は、円形
断面のボアを有するバレルを備えている。

そのようなバレル・ボアの断面は粉末化されたコーティ
ング材料と爆発生成物の相互作用、すなわち加速、加熱
のような諸条件に関しては最適なものである。しかし、
そのようなバレルを使用して、動いている加工物にコー
ティングを着ける場合には、付着する材料のスポットが
場所によつて相互に重なり合い、そしてコーティングの
厚さはそれら重合したスポットの全厚さに等しくなるか
ら、出来上つたコーティングは厚さが均等なものになら
なくなる。米国特許第３８８４４１５号は、付着した材
料のスポット間の接合をより良好にするため、バレルの
ボアの断面が四角形であるようなバレルを記載している
。

しかしそのようなバレルを使つてコーティング操作を行
うとき、粉末コーティング材料と爆発生成物との間の相
互作用（加速、加熱）の条件が、特にバレル●ボアのコ
ーナーの個所で悪くなる。これは、ボアのコーナー内を
動くコーティング材料の粒子とコーティングを着けられ
る加工物の表面との間の接着が悪いためで、この結果、
出来上りコーティングの品質が相当劣化する。さらに上
記のようなバレルを使つて得られる付着した材料の四角
形のスポットは厚さが均等にならず、スポットの中央部
分でより厚く、コーナー部分でより薄くなる。これは、
加工物の表面と、この表面に対してふつかる粒子との間
の接着を行わせるに要するエネルギー・パラメーターを
所有する粒．子が、そのバレル・ボアのコーナーではよ
り少ないためと説明される。この結果、付着した材料の
隣接するスポットで形成されるコーティング層はいろい
ろな部分ごとに厚さが均等にならず、このため、その出
来上つたコーティングの厚さを均等にするための処理を
さらに追加的に行わなければならず、従つて使用される
コーティング材料の使用ファクタが低くなる。

本発明は、爆発コーティング装置のためのバレルであつ
て、そのバレルの出口端部の構造を改良することにより
、粉末粒子の分布を爆発生成物の流れの断面全体に亘つ
て制御てきるようにし、これによつて動く加工物に均等
な厚さのコーティングを着けられるようにしたバレルを
提供することにある。

本発明の目的は、閉鎖された端部と開口した出口端部と
を有する管の形に作られた爆発コーティング装置のバレ
ルの内側、本発明によればその管の出口端部のボアの内
側に、楔形断面の少なくとも１つのインサートが固定さ
れることにより達せられる。

バレルのそのような構造は、粉末と爆発生成物との間の
相互作用が、主として、バレル・ボアが円形断面である
ようなバレル部分において行われるようにする。

同時にバレルに備えたインサートは、爆発生成物の流れ
の断面全体に亘つて粉末粒子の制御された分布を行わせ
る。そのようにして得られた付着材料のスポットは厚さ
が均等でなく、該スポットのより幅広の部分ではより薄
く、より狭い部分では厚くなる。付着した材料のスポッ
トは、動かされていく加工物にコーティングを着けてい
く過程で、相互に重なり合うので、そのコーティングの
いろいろな部分の出来上つた全厚さは一定になる。この
ことは、スポットのより幅広な部分（層厚がより薄い部
分）が形成される区域内に位置する、動いていく加工物
の表面の部分が、スポットのより狭い部分（層厚がより
厚い部分）が形成される区域内に位置する加工物の当該
部分より、粉末コーティング材料を含む爆発生成物の流
れに、より長時間曝されるためと説明される。インサー
トは、管の材料より高い硬度の材料で作るのがよい。

これは粉末粒子がインサートの表面に接着するのを防ぎ
、従つて粉末粒子の制御された分布を安定したものにす
る。装置の操作の信頼性と安全性を高めるため、インサ
ートは中空に作り、そして冷却液の送入と送出を行うた
めの接続バイブを備えるのが好適である。

インサートのそのような構造は、ガス混合物がインサー
トの高温表面に触れることにより、そのガス混合物の爆
発の開始が早過ぎるようになるのを防く。往復動する加
工物に、あるいは回転される円筒形加工物の側部表面に
コーティングを着ける場合には、２つのインサートを、
管の出口端部のボアの内側に、相互に対向するように取
付けるのがよい。

そのようなインサートの配置は、スポットのより狭い部
分を横断して延びる線に関して対称形の付着材料スポッ
トを作る。また、管の出口端部を、少なくとも１つのイ
ンサートを中に固定された円筒形ノズルの形にするのが
好適である。

これは、本発明のバレルを備えた装置の技術的利用性を
高め、またさまざまな形状を有する加工物にコーティン
グを着ける場合、装置の調整に要する時間を短縮する。
またさらに、該円筒形ノズルに冷却ジャケットを備える
のがよい。

これは装置の操作の信頼性と安全性を高める。次に、添
付図面に示される実施例を参照にしながら、本発明の説
明を続ける。

爆発コーティング装置のための本発明のバレルは、第１
図に示されるように、一方の端部２が閉鎖され、出口端
部３が開かれた管１の形に作られる。

管１の閉鎖端部２に近い側壁に、放電装置４と接続バイ
ブ５が取付けられる。このバイブ５は管１のボア６をガ
ス・ミキサー（図示せず）に接続する。管１の閉鎖端部
２の突当り端壁には、管１のボア６を粉末バッチ・メー
ター（図示せず）に接続する接続バイブ７が結合される
。本発明によれば、管１の出口端部３におけるボア６の
内側に、楔形断面を有する少なくとも１つのインサート
８が設けられる。

インサート８は、管１を作る材料より高い硬度の材料で
作られ、そして第２図に見られるように■形状を備える
。管１の出口端部に対向して、加工物１０のホルダー９
が装架される（第１図）。このホルダー９は、加工物１
０の位置決めを行う位置決め装置（図示せず）と結合さ
れる。第３図は、第１図に示されるバレルを有する装置
によつて得られる、付着される材料のスポットの形を示
す。

付着材料の左端のスポットの輪部が実線１１内に示され
る。図示の目的から、そのスポットのいくつかの部分が
断面で示される。第４図は、第１図のバレルを有する装
置を使つて、相互に重なり合うように形成される付着材
料のいくつかのスポットを示す。左端スポットの輪部は
実線１２で示され、中央スポットの輪部は破線１３で、
そして右端スポットの輪部は鎖線１４で示される。第５
図は本発明のバレルの変化形を示す。

この変化形において、管１の出口端部３のボア６の内側
に中空のインサート８が設けられ、そしてこの場合、管
１の側壁とインサート８の壁とに、インサート８のキャ
ビティを冷却液源（図示せず）と接続するバイブ１５と
１６が備えられる。接続バイブ１５は冷却液を送入し、
接続バイブ１６はそれを送出する。第６図は本発明のバ
レルの別の変化形て、ここでは２つのインサート１７と
１８が、第７図に示されるように管１の出口端部３にお
けるボア６の内側に、相互に対向するように取付けられ
る。

第８図は、第６図に示される本発明のバレルを有する装
置によつて形成される付着材料のスポットを示す。その
スポットの輪部が線１９で示され、そして理解をよくす
るために、その幾つかの個所の長手方向断面が示される
。第９図は、第６図のパレルを有する装置を使つて相互
に重なり合うように形成される、付着材料の幾つかのス
ポットを示す。

第１番目に付着される左端のスポットは実線２０で、こ
の左側のスポット上に重ねられる第２スポットは破線２
１で、この左側のスポット上に重ねられる第３スポット
は一点鎖線２２で、そしてこの左側のスポット上に重ね
られる第４スポットは二点鎖線２３でそれぞれ示される
。こうして出来上つたコーティングｌの長手方向断面が
、各該スポットの幅の最大と最小の個所において示され
る。第１０図は本発明のバレルのさらに別に変化形を示
す。

この変化形において、管１の出口端部３が、管１のボア
６と同じ直径のボア２５を有する７円筒形ノズル２４の
形に作られる。この円筒形ノズル２４のボア２５の内側
に少なくとも１つのインサート８が取付けられる。第１
１図はまたさらに他の変化形を示し、ここでは円筒形ノ
ズル２４が冷却ジャケット２６を備える。

ノズル２４のボア２５の内側に中空のインサート８が固
定され、このインサートのキャビティはダクト２７と２
８を介して、ノズル２４の冷却ジャケット２６のキャビ
ティと通じる。ジャケット２６のキャビティは接続バイ
ブ２９と３０によつて冷却液源（図示せず）と結合され
る。接続バイブ２９は冷却液の送入に、そして接続バイ
ブ３０はその送出に使われる。第１図に示される本発明
のバレルを有する爆発コーティング装置は下記のように
操作する。

粉末にされたコーティング材料が、粉末バッチ・メータ
ー（図示せず）から接続バイブ７を通して、管１のボア
６へ送入される。同時に、ガス・ミキサー（図示せず）
から接続バイブ５を通して爆発性ガス混合物が同じボア
６へ送入され、それから後、管１の内部て放電装置４に
より爆発が起される。これによつて出来た爆発生成物の
流れは、これの中に懸濁された粉末粒子を担持してイン
サート８の方へ運んでいく。インサート８の表面との相
互作用の結果、粉末粒子は爆発生成物の流れの断面の中
に所要なように分布される。粉末の、爆発生成物との主
要な相互作用（加速及び加熱）は管１の円形断面の部分
で行われるが、粉末粒子の所要な再分布は管１の出口に
おいてインサート８の助けによつて行われるのである。
１つのインサートをもつたバレルを有する装置は好適に
は、ホルダー９内に固定されるディスクまたはシリンダ
の形に作られた加工物１０の端面にコーティングを着け
るのに使用される。

そのコーティングを着ける間、加工物１０は位置決め装
置（図示せず）によつて回転される。該バレルを使つて
形成された付着材料の各スポットはその全ての部分にお
いて厚さが均等ではなく、第３図からよく分かるように
、スポットのより幅広な部分で厚さはより薄く、そして
より狭い部分てはより厚くなる。

回転する加工物１０にコーティングを着けていく間に、
付着する材料のそれらスポットは相互に重なり合うよう
にして形成されるので、その形成されるコーティングの
全厚さは各地点で一定にな．る。

このことは第４図において、付着材料の最左端スポット
の輪部内にある右端の長手方向断面から分かる。形成さ
れていくコーティングの厚さのそのような均等性は、よ
り薄い層厚を有する（第３図参照）、スポットのより幅
広な部分が形成される区域内に位置する回転する加工物
１０（第１図）の部分が、より厚い層厚を有する、スポ
ットのより狭い部分が形成される区域内に位置する該加
工物１０の部分よりも、より長い時間、コーティング材
料の粉末を含む爆発生成物の流れに露呈されることによ
つて、達成されるのである。第５図に示されるバレルを
有する装置は全体的に上述と同様に操作するが、ただ異
なる点として、装置の操作の信頼性と安全性を改良する
ためインサート８内に冷却液が循環させられる。この冷
却液は接続バイブ１５から送入され、そして接続バイブ
１６から送出される。この冷却は、バレルに送入された
爆発性ガス混合物がインサート８の高温表面と接して不
測に起爆せられるのを防止する。第６図と第７図に示さ
れるバレルを有する装置は好適には、往復駆動される平
らな加工物の表面に、あるいは回転駆動される円筒形加
工物の側部表面にコーティングを着けるのに使用される
。

この装置は先の場合と同様に操作する。この本発明によ
る変化形バレルを備えた装置を使用して作られる付着材
料の各スポットは、そのスポットの最も狭い部分を横断
して延びる線に関して対称形になる（第８図）。さらに
その各付着材料スポットは、異なる地点で厚さが不規則
的になる。すなわち第８図に見られるように、スポット
のより幅広な部分では厚さがより薄く、狭い部分ではよ
り厚くなる。しかし加工物を動かしながらコーティング
を着けていく間に、その出来上つたコーティングの厚さ
は、第９図に示されるように、どこの地点でも均等にな
る（線２０て囲まれた最左側スポットの背後の任意の長
手方向断面を参照）。

このことは、第８図において、より薄い層厚を有するス
ポットのより幅広な部分が形成される区域内に位置する
、動いている加工物の部分が、より厚い層厚を有するス
ポットのより幅狭な部分が形成される区域内に位置する
該加工物の部分より長い時間、爆発生成物の流れの中に
含まれているコーティング材料に対して曝されることに
よるのである。第１０図に示されるバレルを備える装置
は、いろいろな形状の物品の小さなバッチにコーティン
グを施す場合に特に有利なものである。この装置の操作
は全体的に既述のものと同じであるが、異なる点として
、コーティング付着の前に、インサート８を中に固定さ
れた適当な円筒形ノズル２４が管１の出口端部３に取付
けられる。第１１図に示されるバレルを備える装置も先
の場合と同様に操作するが、異なる点として、装置の操
作時の信頼性と安全性を高めるために、インサート８の
キャビティと、円筒形ノズル２４のジャケット２６との
中に、冷却液が連続的に流される。

冷却液は接続バイブ２９から円筒形ノズル２４のジャケ
ット２６に送入され、そしてここからダクト２７を通つ
てインサート８のキャビティ内へ流入する。インサート
８のキャビティから冷却液はダクト２８を通つてノズル
２４のジャケット２６に入り、そしてここから接続バイ
ブ３０によつて送出される。ここに本発明の幾つかの特
定の実施例を図示し説明してきたが、なおさまざまな変
化形が当該技術者にとつて自明であろう。

従つて本発明はここに開示した実施例またはその詳細に
のみ限定されるものでなく、本発明の精神と特許請求の
範囲から逸脱しない限りにおいて、なお多くの変化形が
可能なことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は爆発コーティング装置のための本発明によるパ
レルの軸方向断面図、第２図は第１図の■−■線による
上記バレルの断面図、第３図は第１図のパレルを使用し
て得られる付着材料のスポットを、幾つかの長手方向断
面を添えて示す図面、第４図は相互に重なり合つた付着
材料の幾つかのスポットを、長手方向断面を添えて示す
図面、第５図は中空インサートを備えることき本発明の
バレルの１つの変化形の軸方向断面図、第６図は相互に
対向する位置に設けられる２つのインサートを備えるご
とき本発明のバレルの別の変化形の軸方向断面図、第７
図は第６図の■−■線による上記バレルの断面図、第８
図は第６図のバレルを使つて付着される材料のスポット
を、幾つかの長手方向断面を添えて示す図面、第９図は
相互に重なり合せて形成される付着材料の幾つかのスポ
ットと、その長手方向断面を示す図面、第１０図は円筒
形ノズルを備えるごとき本発明によるバレルの変化形の
軸方向断面図、第１１図は冷却ジャケットを備える円筒
形ノズルを有するごとき本発明によるバレルの変化形の
軸方向断面図である。 １・・・・・・管、２・・・・・・管の閉鎖端部、３・
・・・・・管の開かれた出口端部、６・・・・・・管の
ボア、８・・・・・・インサ”一ト、１５・・・・・・
冷却液送入用接続バイブ、１６・・・・・・冷却液送出
用接続バイブ、１７・・・・・・インサート、１８・・
・・・・インサート、２４・・・・・・円筒形ノズル、
２６・・・・・・冷却ジャケット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 閉鎖された端部２と開口した出口端部３とを有する
   管１の形に作られる爆発コーティングのためのバレルに
   おいて、該管１の該出口端部３のボア６の内側に楔形断
   面の少なくとも１つのインサート８が固定されることを
   特徴とするバレル。 ２ 特許請求の範囲第１項のバレルにおいて、該インサ
   ート８が、該管１を作つている材料の硬度より高い硬度
   の材料で作られることを特徴とするバレル。 ３ 特許請求の範囲第１項のバレルにおいて、該インサ
   ート８が中空に作られ、そして冷却液の送入と送出を行
   うための接続パイプ１５と１６を有することを特徴とす
   るバレル。 ４ 特許請求の範囲第１項のバレルにおいて、該管１の
   該出口端部３の該ボア６の内側に、相互に対向する位置
   に設けられる２つのインサート１７と１８が固定される
   ことを特徴とするバレル。 ５ 特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１
   項のバレルにおいて、該管１の該出口端部３が円筒形ノ
   ズル２４の形に作られ、このノズルの中に少なくとも１
   つの該インサート８が固定されることを特徴とするバレ
   ル。 ６ 特許請求の範囲第５項のバレルにおいて、該円筒形
   ノズル２４が冷却ジャケット２６を有することを特徴と
   するバレル。