JPS6227036B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、セラミツク、珪酸塩、コンクリート
等のような人造石材から製造された物の処理技術
に関するものである。より詳しくは、本発明は、
人造石材から製造された物の表面を溶融処理し
て、装飾的、保護的特性を具えた表面層を得るた
めの装置に関するものである。

本発明は、処理するべき表面積が大きくかつ溶
融表面層を比較的薄くする必要のある物を処理す
るにあたつて、最も都合良く用いることができ
る。このような物として、特に建築用パネルやブ
ロツク、あるいはオイルや他の材料を貯蔵する容
器などがある。

人造石材から製造された物の表面溶融処理装置
の中で従来から知られているものは、酸素アセチ
レンバーナ又はプラズマ発生器、及びバーナ又は
プラズマ発生器と被処理物を相対移動させる機構
を含んでいる（ソ連発明者証第339421号及びハン
ガリー特許第172563号）。

表面層がこの種の装置によつて溶融される際、
バーナ火炎又はプラズマジエツトは処理すべき表
面に向けられる。その間に、バーナ火炎又はプラ
ズマジエツトと被処理表面との接触領域で表面層
の溶融が行なわれる。そのために、単一のバー
ナ、又はプラズマ発生器を具えたこの種の装置で
は比較的能率が低く、また複数のバーナ又はプラ
ズマ発生器を具えた単一の装置を使用すると設計
が複雑でかかる装置の信頼性が減少してしまう。

人造石材から製造された物の表面溶融処理装置
の他の公知のものは、プラズマ発生器の噴射アー
クが被処理表面に沿つて生じ、これによつて前述
の装置と比べ処理効率を増加させている。即ち、
この装置は、プラズマ発生器の陽極及び陰極アツ
センブリが別々に搭載されていて、長尺状に成形
された陽極の長手軸を横切るように噴射アークが
向けられ、その軸に沿つて噴射アークを移動させ
るようにしている（米国特許第3584184号）。この
装置では、陽極は矩形の箱型に製造され、一方陰
極は作用領域の側において被処理表面に対し鋭角
に陽極に向かうように設置したピンとして構成さ
れている。陽極は固定されており、一方陰極は陽
極に沿つて移動可能でかつその方向にそれを往復
移動させる機構に連結されている。被処理物は陰
極の側から陽極の側へ移動し、その表面が一方向
へ移動する陰極によつて順次処理される。

上述のような陰極の配置構成を具えた公知の装
置において、噴射アークは被処理物の表面層を貫
通する曲線に沿つて生ずる。これは、導電性の溶
融材を用いて被処理物を深く溶融するためには必
要である。しかしながら、被処理表面と噴射アー
クとの間における対流及び放射熱交換によつて比
較的薄い表面層を溶融する場合は、噴射アークは
その長さの一部分だけしか有効に作用せず、これ
により被処理表面の幅を減少しかつ著しいプラズ
マの熱損失をもたらす。また、上述の公知の装置
では、表面層を有効に溶融することができない。
というのは、その表面に平行に陰極を配置してい
るので、互いに直交する両軸線方向の寸法が陰極
と陽極との間隔よりも大きい表面を処理する必要
がある場合、噴射アークの全長を使用することが
できないからである。その原因は、上述の装置に
おいて噴射アークは陰極の軸線を通過するので、
陽極及び陰極アツセンブリの横方向の寸法が著し
く大きくなり、噴射アークは被処理表面から遠く
に離れるという事実によるものである。

本発明の主な目的は、プラズマ発生器の陰極と
陽極との間の噴射アークがその全長にわたつて被
処理表面の対流及び放射溶融を生じせしめ、互い
に直交する両軸線方向のその被処理表面の寸法が
陽極と陰極間の間隔を越えるような、人造石材か
ら製造された物の表面溶融処理装置を提供するこ
とにある。

この目的に鑑み、本発明の、人造石材から製造
された物の表面溶融処理装置は、プラズマ発生器
の陽極及び陰極アツセンブリを含み、これらのア
ツセンブリはそれぞれ離して搭載されており、長
尺体として構成された陽極の長手方向の軸と直交
する方向に噴射アークを発生し、前記軸に沿つて
噴射アークを移動させるようにした、人造石材の
表面溶融処理装置において、陽極と陰極とを丸棒
状に構成して互いに平行に配置すると共に、作用
領域の側から見て互いに反対方向にそれらの軸の
まわりに駆動装置により回転させ、一方、陽極と
陰極との間にはそれらの軸を直交する方向に中空
スクリーンを設け、この中空スクリーンはそれを
貫通してプラズマガスを供給しかつ作用領域に面
したガス透過底部を有し、更にこの中空スクリー
ンは噴射アークの直径をわずかに越える幅をもつ
た長尺体として構成され、陽極及び陰極の軸に沿
つて駆動装置により移動されることを特徴とす
る。

このような構成によると、陽極の周囲上の点と
陰極の周囲上の点との間で噴射されるプラズマア
ークは、その噴射アークの全長に沿つて被処理面
に極めて接近する。一方、スクリーンは噴射アー
クが被処理面に押圧されるようにしむけかつ被処
理面に対する噴射アークの接触を維持する。この
ため、本発明の装置は、プラズマ噴射アークの長
さに等しい幅の被処理面の部分に沿つてその表層
を溶融させ、これにより従来の装置と比較してよ
り高い性能と能率を発揮する。また、スクリーン
が周囲のスペースへの熱の消散を減少させかつス
クリーンと被処理面との間における放射熱エネル
ギーの反射を何回も生じさせることによつても、
作業性能が向上する。

陽極アツセンブリ、陰極アツセンブリ及びスク
リーンは可動キヤリツジに搭載され、この可動キ
ヤリツジは陽極と陰極の軸と直交する方向に移動
可能であるのが望ましい。陽極と陰極との間の被
処理表面の一部の処理が終つた後、この装置は隣
接する次の部分を処理するべく迅速に戻ることが
できる。

スクリーンの底部は、プラズマ形成用のガスを
作用領域に均等に供給するために多孔性の材質で
構成するのが望ましい。

本発明の一実施例では、スクリーンの内部に電
磁石が装着され、作用領域の側へ向かう磁力線を
もつた磁場をスクリーンの全長に沿つて発生さ
せ、噴射アークを被処理表面に対して追加的に押
圧する。

更に、本発明の他の実施例によると、スクリー
ンは、被処理物の表面の形状に応じて、陽極及び
陰極の軸と直交する平面内において湾曲してい
る。これにより、被処理表面が湾曲面、特に円筒
表面によつて形成されている場合に、溶融処理を
容易にする。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。

まず、第１図において、本発明の装置は人造石
材即ちコンクリートから製造された建築用の石板
１の表面を溶融処理するためのものである。この
石板１は、互いに直交する両軸線方向にプラズマ
発生器の噴射アークの長さを越える寸法の被処理
面２を有する。

この装置において、可動キヤリツジ３は可逆モ
ータ４によつて駆動され、プラズマ発生器の陽極
アツセンブリ５と陰極アツセンブリ６を把持して
いる。これらのアツセンブリは別々に搭載されて
いて、それぞれ陽極７と陰極８を有し、その両者
は電源９に接続されている。陽極７と陰極８は丸
棒の形状に構成されており、噴射アーク１０はそ
れらの軸に直交する方向に相互に重なつている。
可動キヤリツジ３は同方向に往復可能である。

陽極７と陰極８との間にこれらの軸とは直角に
スクリーン１１が配設されていて、このスクリー
ンは作用領域に面してガス透過性の底部１２を有
する。スクリーン１１は、プラズマ発生器の噴射
アーク１０の直径をわずかに越える幅を有する長
尺体として構成されている。

第２図において、陽極７と陰極８は互いに平行
に配置され端部ベアリング１３に支持されてい
る。一方、スクリーン１１は陽極７と陰極８の軸
に沿つて横方向に変位しうるように案内ロツド１
４上で移動可能である。陽極７と陰極８は駆動モ
ータ１５（第１図）に作用的に連結され、作用領
域の側から見て互いに反対の方向にそれらの軸ま
わりを回転しうる。一方、スクリーン１１はリー
ド螺条１６と減速機を介して可逆モータ１７に作
用的に連結され、案内ロツド１４に沿つて往復移
動できるようになつている。

陽極アツセンブリは第３図により詳細に示して
あり、陽極７は中空になつている。陽極７の端部
のベアリング１３は、クランプコーン１８，１９
から成り、これらのコーンは陽極７の中央開口部
に連通する長手方向の中心通路を具えている。コ
ーン１８，１９は可動キヤリツジ３のベアリング
２０に固定されている。陽極７の反対側のコーン
１８，１９の通路には、周囲をシールしたパイプ
２１が連結されている。ホース２２は、パイプ２
１と、冷却液を冷却するユニツト２３とを相互に
連結する。このユニツトは、ホース２２と陽極７
及び陰極８の内部通路を通じて冷却液を循環させ
る。コーン１９はベアリング２０と共に、外側ね
じ部を具える固定リング２４によつて陽極７の端
面に対して押圧される。陽極７を取外しかつその
交換を行なうには、リング２４を回わして取外
し、コーン１９をベアリング２０と共に外せばよ
い。コーン１８は、駆動モータ１５に連結した減
速機２６のギヤに噛み合う歯部２５を有する。

陰極アツセンブリ６の構成は陽極アツセンブリ
５の構成と同様である。

第４図において、スクリーン１１の構造を示
す。スクリーン１１は密封状のシールされた室と
して構成され、ガス供給源２８（第１図）に連結
されたパイプ２７が設けられている。スクリーン
１１のガス透過性の底部１２は多孔性の耐火材、
例えばチタニウムスポンジで構成されている。ス
クリーン１１の壁部はシール部材から成るスリー
ブ２９（第４図）を有し、ロツド１４がこのシー
ル部材を貫通している。スクリーン１１の壁に
は、リード螺条１６に係合するナツト３０があ
る。電磁石３１は、作用領域に向つた磁力線の磁
場を生ずるものであり、スクリーンの内部にその
長手方向に均等に分布されている。

第５図は、コンクリート容器３２の壁の内面２
の表面溶融処理装置を示す。この装置において、
陽極７と陰極８は可動キヤリツジ３３に垂直方向
に配置されている。この実施例では、可動キヤリ
ツジ３３は水平面上で回転可能な補助支持輪３４
を有し、キヤリツジをコンクリート容器３２の内
壁面２に対して支持する。

この実施例において、スクリーン１１は、コン
クリート容器の内壁面２の半径と同じ半径でもつ
て、陽極７及び陰極８の軸と直交する平面内で湾
曲している。

この装置は上述の装置と同様の作用をする。

可動キヤリツジ３又は３２は被処理表面２の部
分に設置され、駆動モータ１５は陽極７と陰極８
を回転するために駆動される。次に、ガスが供給
源２８からスクリーン１１の内部へ供給され、電
圧が電源９から陽極７及び陰極８へ供給され、ス
クリーン１１の多孔性底部１２を介して作動領域
へ供給されたプラズマガスの媒体中にプラズマコ
ードとして形成された噴射アーク１０を当てる。
噴射アーク１０はプラズマガスの圧力の影響で被
処理表面２に対しその全長にわたつて押圧され
る。スクリーン１１の電磁石３１が励起される
と、噴射アーク１０を表面２に対して追加的に押
圧するための磁場を生ずる。次に、モータ１７が
駆動され、減速機及びリード螺条１６によつてス
クリーン１１を陽極７及び陰極８の軸に沿つて移
動させる。スクリーン１１が移動すると、それに
伴なつてプラズマコード状の噴射アークも移動
し、陽極７と陰極８の軸間距離に等しい幅でかつ
陽極７と陰極８の長さに等しい長さの被処理表面
２の部分にわたつて、その表面層の対流及び放射
溶融を行なう。その部分の処理に続いて、隣接す
る次の部分を処理するべく装置は次の位置へ移動
される。

上述の説明及び添付図面から理解されるよう
に、本発明の装置は被処理面２に平行にかつそれ
に極めて近接して噴射アークを生じるものであ
る。これにより、噴射アーク１０の長さに等しい
幅の被処理面の部分にわたつて表面２を処理する
ことが可能であり、かくして噴射アーク１０と表
面２との間の対流及び放射熱交換を用いて装置の
高能率化を達成することができる。これにより、
被処理表面の面積の制限は少なくなる。

噴射アーク１０及びスクリーン１１の全長を使
用することにより、熱の消散が減少しかつ表面２
と底部１２との間で熱放射の反射が何回もあり、
本発明の装置の効率を高める。

表面２に対して噴射アーク１０を強制的に押圧
しているので、表面処理後には表面２は装飾的な
外観を呈する。

陽極７と陰極８を上述の方向へ回転させかつス
クリーン１１を使用しているので、噴射アーク１
０が波状になることが減少しその噴射アークの空
間的な安定性を向上させる。更に、陽極７と陰極
８の回転及び噴射アーク１０の往復運動によつ
て、スクリーン１１と共に陽極７と陰極８の作用
表面の一様な摩耗をもたらし、かくしてそれらの
有効寿命を増大させる。これらすべてのことが本
発明の装置の高信頼化をもたらす。

以上、本発明の実施例について説明したが、当
業者が各種の変形例を創作しうることは明らかで
ある。事実、陽極と陰極の回転に他の手段を用
い、スクリーンやキヤリツジを移動させるために
他の案内ロツドを用い、また陽極と陰極を保持す
るために他の手段を用いることもできる。スクリ
ーンに冷却手段を設けることもできる。円筒状の
容器表面を処理する場合は、回転手段に連結され
た回転可能なビームに可動キヤリツジを装着する
こともできる。本発明の装置は特に建物や設備類
の壁を処理するのに適している。この場合におい
て、可動キヤリツジや装置それ自体と実施例とは
異なるように構成することもできる。従つて、本
発明は実施例に示したもののみに限定されるもの
ではなく、本発明の精神及び範囲から逸脱しない
範囲内で各種の態様が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる、人造石材として製造
された建物用石板の表面溶融処理装置の概略図、
第２図は第１図に示した装置の底面図、第３図は
第２図の線−に沿つて切断した陽極の拡大断
面図、第４図は第２図の線−に沿つて長手方
向に切断したスクリーンの拡大断面図、並びに第
５図は本発明に係わる、コンクリート容器の内壁
面を溶融処理する装置の平面図である。 ２……被処理物の表面、３……可動キヤリツ
ジ、７……プラズマ発生器の陽極、８……プラズ
マ発生器の陰極、１０……プラズマ発生器の噴射
アーク、１１……スクリーン、１２……スクリー
ンのガス透過底部、１５……陽極及び陰極回転用
の駆動モータ、１７……スクリーン往復移動用の
駆動モータ、３１……電磁石、３２……コンクリ
ート容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プラズマ発生器の陽極及び陰極アツセンブリ
   を含み、これらのアツセンブリはそれぞれ離して
   搭載されており、長尺体として構成された陽極の
   長手方向の軸と直交する方向に噴射アークを発生
   し、前記軸に沿つて噴射アークを移動させるよう
   にした、人造石材の表面溶融処理装置において、
   陽極７と陰極８とを丸棒状に構成して互いに平行
   に配置すると共に、作用領域の側から見て互いに
   反対方向にそれらの軸のまわりに駆動装置１５に
   より回転させ、一方、陽極７と陰極８との間には
   それらの軸を直交する方向に中空スクリーン１１
   を設け、この中空スクリーンはそれを貫通してプ
   ラズマガスを供給しかつ作用領域に面したガス透
   過底部１２を有し、更にこの中空スクリーン１１
   は噴射アーク１０の直径をわずかに越える幅をも
   つた長尺体として構成され、陽極７及び陰極８の
   軸に沿つて駆動装置１７により移動されることを
   特徴とする、人造石材の表面溶融処理装置。 ２ 陽極アツセンブリ５、陰極アツセンブリ６及
   びスクリーン１１は可動キヤリツジ３に搭載さ
   れ、この可動キヤリツジ３は陽極７と陰極８の軸
   と直交する方向に移動可能である特許請求の範囲
   第１項記載の装置。 ３ スクリーン１１の底部１２は多孔性の材質で
   構成されている特許請求の範囲第１又は第２項記
   載の装置。 ４ スクリーン１１にはその内部に電磁石３１が
   装着され、作用領域の側へ向かう磁石線をもつた
   磁場をスクリーンの全長に沿つて発生させる特許
   請求の範囲第１、第２、第３項のいずれか１つの
   項記載の装置。 ５ スクリーン１１は、被処理物３２の表面２の
   形状に応じて、陽極７及び陰極８の軸と直交する
   平面内において湾曲している特許請求の範囲第
   １、第２、第３、第４項のいずれか１つの項記載
   の装置。