JPS63502084A - 爆発噴射による被膜塗布装置 - 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】 爆発噴射による被膜塗布装置 産業上の利用分野 本発明は被膜塗布装置に係り、とりわけ爆発噴射による被膜塗布装置に関する。

背景技術 ガス供給装置が連結された胴部と、材料が部分的に充てんされた容器状の噴射さ れるべき材料の計量器とを備えた爆発噴射による被膜塗布装置が知られている（ 例えばｓ、ｓ、Ｂａｒｔｅｎｅｖ　ＩＩ）ｅｔｏｎａｔｓｉｏｎｎｙｅ　ｐｏｋ ｒｙｔｌａ　ｖｍａｓｈｉｎｏｓ−ｔｒｏｅｎｉｉ　Ｊ　Ｍａｓｈｉｎｏｓｔｒ ｏｅｎ１ｅ出版、レニングラード、１９８２年、９．１１２）。計量器は、爆発 生成物によって生じる圧力緩和によって、爆発の間にガスと粉体の混合物を自動 的に排出する。

しかしながら、この装置は粉体材料が通過する配管に寄生被膜の急速な形成を示 す。このことによって噴射用に供給される材料のバッチ量が減少する。

また、一端が開口した水平の胴部を備え、ガス供給装置、爆発発生器および噴射 用の粉体材料計量器を連結した爆発噴射による被膜塗布装置が知られている。計 量器は底部にじょうごをもつ垂直容器の形をなし、この底部は水平だな状の遮断 部材の上部に設けられた同軸の垂直管に連結されている（例えば、Ｍ、Ｋｈ、５ ｈｏｒｓｈｏｒｏｖ　Ｊｕ、Ａ。

Ｋｈａｒｌａａｏｖ　ｒＰｈｌｚｉｋｏ−Ｋｈｌｍｌｃｈｅｓｋｉｅ　ｏｓｎｏ ｖｙ　ｄｅｔｏｎａｔｓｌ−ｏｎｎｏ−ｇａｚｏｖｏｇｏ　ｎａｐｙｌｅｎｌａ 　ｐｏｋｒｙｔｙ　Ｊ　Ｎａｖｋａ出版、モスクワ１．１９７８年、ｐ、１６９ 、Ｆ　ｉ　ｇ７９ｃ）。

この装置においては、粉体材料の計量用のたなおよび出口開口が、加熱され加速 された粉体粒子を運ぶ爆発生成物の通路となり、粉体粒子はこの出口開口領域に 侵入して開口壁面に蓄積し、寄生被膜を形成し易くなる。この結果、粉体は開口 で固まり易くなって胴部の内壁面で詰まってしまい、爆発状態を妨げる。

発明の開示 本発明の目的は、胴部、噴射される粉体材料およびガス供給装置の入口が、胴部 へ粉体を入れる入口開口における被覆の成長を避けるとともに、胴部の内壁面で の寄生被膜の蓄積を防止することができるように形成され配置された爆発噴射に よる被膜塗布装置を提供することである。

本発明の目的は、一端が開口された胴部と、ガス供給装置と、爆発発生器と、水 平だな状の遮断部材上に配設された垂直管にその底部を連結した垂直容器状の噴 射された粉体材料の計量器と、を備えた爆発噴射による被膜塗布装置であって、 胴部はその軸線が容器の軸線および胴部に胴部の閉端部を介して連結された垂直 管の軸線と平行となるよう配置されたことを特徴とする爆発噴射による被膜塗布 装置によって達成される。

胴部の閉端部側は、先端を切断した一対の円すい体を胴部の長手方向にその小基 部で連結して形成されていることが好ましい。

また、粉体材料の計量器は垂直管の軸線が胴部の軸線からずれるよう配設され、 一方胴部の閉端部は胴部に連結されるとともに胴部の締り部の最小内径より大き な内径を有する付加管を取付けていることが好ましい。

胴部が絞り部を有する場合、ガス供給装置は胴部の絞り部の下部円すい体の内壁 に設けられた開口を介して胴部に連結されていることが好ましい。

あるいは、絞り部直後の胴部の円筒部は、胴部と同軸に配置された円筒スリーブ を有しており、胴部の内壁と水冷ジャケットとの間に間隙を形成してもよい。ガ ス供給装置はこの間隙領域内であって絞り部の直後の円筒部で胴部に連結されて いる。

本発明による爆発噴射による被膜塗布装置は、爆発の発生と同調する爆発生成物 によって生ずる圧力衝撃の作用のもとで、胴部へ粉体材料を自動的に供給する制 御装置を必要としない。装置の作用は、胴部内壁面および粉体計量器の部分で寄 生被膜が生じないので、高い信頼性をもつ。とりわけ粉体材料が胴部に入る開口 にはそのような被膜が形成しない。

図面の簡単な説明 本発明は以下の添付図面に関連する色々の実施例により、詳細に述べられる。

第１図は本発明による爆発噴射による被膜塗布装置の長手方向断面図であり、 第２図は胴部の絞り部をもつ本発明による装置の図であり、 第３図は粉体計量器の垂直管の軸線が胴部の軸線からずれている本発明による装 置の図であり、第４図は第３図に示したものと略同様でありガス供給装置の入口 が絞り部の下部円すい体の側壁に設けられた装置を示す図であり、 第５図は第３図に示した装置が胴部と同軸に配置された円筒スリーブを有するこ とを示す図である。

発明を実施するための最良の形態 第１図に示すように、爆発噴射による被膜塗布装置は、下方端が開口された胴部 １と、水冷装置２と、胴部１に連結された爆発発生器４を有するガス供給装置３ とからなっている。

胴部１の閉端部５に、胴部１と連結して連通ずる、垂直容器６状の噴射される粉 体材用計量器が設けられ、この容器６の底部は、胴部１内に配設された水平だな ８状の遮断装置の上方に配置された垂直管７に延びている。

この装置の実施例では、容器６および垂直管７は胴部１と直線上に配置されてい る。第１図に示すように胴部１の中央部にガス供給装置３を配設することは、低 密度の粉体材、例えばアルミナやアルミニウムの噴射に対して最も好ましいこと である。大きな密度の粉体材、例えばニクロム合金や炭化タングステンの硬い合 金とコバルトの混合体のようなものを噴射、する場合は、ガス供給装置３を閉端 部５を介して胴部１に連結することが好ましい（図示せず）。

第１図に示した装置と異なる、第２図の爆発噴射による被膜塗布装置の変形例に おいて、胴部１の閉端部５側は、胴部１から長手方向に連結して配設された２つ の先端切断円すい体９．１０となっており、これら２つの先端切断円すい体９． １０は互いに小基部で連結されている。円筒部１１が閉端部５の直前に配設され ている。

第２図に示した装置の変形例に対して、第３図に示す装置の変形例は、閉端部５ に配設され絞り部を形成する円すい体９．１０を備えている。一方、垂直管７の 軸線は胴部１の軸線に対してずれている。胴部１の閉端部５には胴部１の軸線方 向に付加管１２が設けられており、この付加管１２の内径ｄ１は胴部１の絞り部 の最小径ｄ２よりも大きくなっている。付加管１２の自由端はキャップ１３によ って密封されている。

第４図は第３図に示した装置と異なる装置の変形例を示す。ガス供給装置３およ び爆発発生器４が下部円すい体９の側壁にある開口１４を介して胴部１に連結さ れており、円すい体９はまた水冷装置１５を有している。このことによって、爆 発性混合ガスが注入される地点と反対側の胴部内壁面に寄生被膜が形成されるこ とを防止できる。この場合、そのような寄生被膜を形成可能な粒子は円すい体９ の冷却面に接線方向に沿って移動し、このため壁面への蓄積が防止される。

さらに、付加管１２が外側に設けられているが、端部キャップは設けられていな い。

第４図に示した変形例に対して、第５図に示す装置は、胴部１の絞り部直後の同 軸上に取付けられるとともに水冷ジャケット１７を有する円筒スリーブ１６を備 えており、このため胴部１の内面と水冷ジャケット１７の外面との間に間隙１８ が形成されている。ガス混合装置３および爆発発生器４が、絞り部直後の間隙１ ８の地域で胴部１に連結されている。それゆえ、粉体材が導入される地点は、爆 発性混合ガスが注入される点から、円筒スリーブ１６の長さと略同−の長さだけ 離れている。

本発明による爆発噴射による被膜塗布装置の作用は次のとおりである。

爆発に先立って、多量の粉体が重力にょって容器６（第１図）から配管７を経て たな８に落下する。容器６内で粉体が固まらないように粉体は容器６内に配設さ れた電気ヒータ（図示せず）によって連続的に加熱される。

１回の粉体のバッチ量は配管７の端部とたな８との間の間隙によって定められる 。胴部１はガス供給装置の地点から開口端部まで、引火性混合ガスで部分的に充 てんされる。

爆発は爆発発生器４によって発生し、爆発波が胴体１の開口端部に向って移動す る。一方、衝撃波と爆発生成物の一部が閉端部５およびたな８に向って移動する 。衝撃波はたな８および閉端部５からはね返され、たな８の領域でガス圧は増加 する。このことによって、胴体１内のガス注入点と閉端部５との間に当初存在し たガスの一部は、容器内を占めている粉体を通って外部へ漏洩する。

その後、約０．００５秒間で、胴部１内の圧力は開口端部からの低圧力波が到達 することによって緩和状態となる。ガスはたな８から粉体を押出し、胴部１の開 口端に向って移動させるように作用する。

霧状の粉体はこの方向に移動すると、胴部１は新規の爆発性混合ガスで充満され 、引続いて所定のバッチ量の粉体がたな８上に落下する。霧状の粉体の後尾が爆 発性混合ガスの注入点を通過した後、爆発が発生し、このような工程が繰返され る。

本発明による装置の運転中、粉体出口は寄生被膜が成長することはない。しかし ながら、そのような寄生被膜は、胴部１の開口端部に相対するたな８の表面に形 成される可能性がある。そしてはがれ易く胴部１の開口端部に落下しやすい被覆 が形成される。

第２図に示す装置の変形例は次のように作用する。

爆発性ガスが注入される地点から開口端までの胴部１の部分は、ガス供給装置３ によって引火性混合ガス、例えば化学量論的なアセチレンあるいはプロパンと酸 素の混同ガスで充満される。その後、爆発発生器４によ、って爆発が発生する。

爆発波は胴部１の開口端に向って移動し、一方、衝撃波および爆発生成物は反対 方向へ移動する。爆発生成物は円すい体９の内壁面と作用し合い、上部円すい体 １０の壁によって形成された器内、胴部１１の上部円筒部１１および閉端部５お よびたな８に浸入する。

引続いて生じる圧力の緩和によって、容器６から配管７を介してたな８に一回の バッチ量の粉体が排出され、円すい体１０のテーバ状面に沿って落下し胴部１に 入る。

粉体が胴部１の内部に入ると、胴部は爆発性の酸化物と燃料の混合ガスで充満さ れる。噴霧状の粉体がガス供給装置３が連結される点を通過した後、爆発が発生 し爆発波の伝播と粉体材料が開口端部に向い、衝撃波と粉体を運ぶ爆発生成物の 一部は反対方向へ移動する。これらは円すい体９の壁から反射された衝撃波と相 互に作用し合い、上部円すい体１０の内部で減速゛され、蓄積される。

粉体は胴部の壁面と作用し合い円すい体１０および胴部の上部円筒部１１内で完 全に減速される。

従前説明した装置と対象的に、胴部１の開口端部に相対するたな８の表面には寄 生被膜は形成されない。しかしながら、ガス供給装置３の連結点と対向する円筒 内面には寄生被膜が形成される可能性がある。このことは塗布すべき被膜量には 影響を与えないが、胴部を清掃しな第３図に示す装置の変形例は、第２図に示し たものと略同様に作用する。第３図に示す装置の相違点は胴部１に配設された垂 直配管７およびたな８が閉端部５の外周に対してずれており、一方キャップ１３ によって密封された付加管１２は閉鱗部５の中央に配設されている。この場合の 配管１２は、前述の変形例の胴部１の上部円筒部１１（第２図）の機能と同様の 機能（すなわち粉体減速機能）を前もって行なう。

たな８（第３図）は閉端部５の直下に配設され、また粉体のバッチ量が胴部１に 入るのに必要な時間はたな８から混合ガスが注入される点までの距離によって定 められるので、この時間は付加管１２の長さに依存しない。

前述の装置（第２図）の時間は胴部１の上部円筒部１１の長さに依存するが、本 実施例の装置においては、付加管１２（第３図）は第２図の装置における円筒部 として機能する。

このように、上部円すい体の内部に侵入したバッチ量の粉体は、胴部内よりむし ろ付加管１２内でその壁の摩擦によって減速される。衝撃波と上部円すい体１０ の内部に侵入した爆発生成物は、閉端部５の位置で圧力上昇を引起してたな８か ら粉体を押出し、爆発生成物とともに粉体を胴部に戻して連続的な噴射サイクル を促進する。

その後このサイクルが繰返される。

第４図に示す装置は、第２図および第３図に示した変形・例で述べたことと略同 様の作用をする。相違点はガス供給装置３と爆発発生器４が胴部１に下方円すい 体９の側壁の開口１４を介して連結されていることであり、これらは強制的に冷 却される。

この場合、開口１４から出口へ運ばれる爆発生成物および噴射される粉末粒子の 大部分の速度ベクトルは、胴部の開口端への成分を有している。このことと、円 すい体９の表面が強制的に冷却されることによって、爆発性混合ガスの注入点に 対向する壁に粉体粒子が蓄積することが防止され、このため寄生被膜の形成が防 止される。

粉体粒子を運ぶ爆発生成物の一部は上部円すい体に向い、そこから付加管１２に 大る。

第４図に示す装置の他の特徴は、上方端５、円すい体１０の表面および配管１２ によって形成された内部と、外側とが連通され、これによってこの内部の圧力上 昇およびその後の緩和状態が防止されることである。このため、今度は緩和ガス によって胴部１へ早急に粉体が運ばれることを防止することができ、また絞り部 の高さを種々に変化することによって、粉体の胴部１へ侵入する時期を調整でき る。

開口１４から爆風波が侵入したのち形成される衝撃波と爆発生成物は、上部円す い体中央部で短時間のうちに圧力上昇を引起すが、その周囲には悪影響を与えな い。

加速されかつ加熱された粉体粒子は配管１２から自由に外部へ排出可能となって いる。圧力差によって、バッチ量の粉体材は円すい体１０の側壁に落ち、下部円 すい体９に滑った後、胴部１の円筒部に入る。上部円すい体１０の粉体の動きは 、内部圧力が開口付加管１２を介して外側圧力と等しくなることによって行なわ れる。

第５図に示す装置は上述と同様の作用をする。ガス供給装置３が胴部１内を間隙 １８を介して爆発性ガスで充満した後、点火プラグ装置４によって爆発が発生す る。

胴部１と円筒スリーブ１６との間の圧力差によって、爆発生成物がこのスリーブ １６を経て胴部１の絞り部に向う。爆発生成物内の粉体粒子は付加管１２内で減 速する。一方、爆発生成物はそれ自体で圧力増加を引起こし、その後、閉端部５ 、たな８および配管７の近傍で圧力低下を引起こし、バッチ量の粉体をたな８か ら押出し、粉体を胴部１の円筒部へ排出する。

胴部１の壁面との間で間隙１８を形成するスリーブ１６を用いているので、爆発 生成物と粉体粒子の大部分は胴部１の開口端に向って移動する。それは寄生被膜 を成長させ易い表面の接線に沿っている。胴部１の絞り部に向う爆発生成物によ って運ばれる粉体粒子も、また円筒スリーブ１６の冷却壁に沿って滑る。

第２図乃至第５図に示す装置の作用は、下部円すい体９および円すい体９と１０ の共通基部および胴部の上部円筒部１１または付加管１２の領域において粉体材 を運ぶ爆発生成物の移動の間、粉体が寄生被膜を形成することなくこれらの部分 の壁面に沿って滑るということに基づいて行なわれる。下部円すい体９の広がり 臨界角αは、装置、噴射に用いる粉体材料、ガス供給装置の連結点から胴部１ま での距離、胴部の全長、使用する混合ガス成分、および粉体材料の溶融点と分散 度と密度およびその他の要素等に依存する。それゆえ、最適角は各特殊ケース毎 に実験的に選択される。

第２図乃至第５図に示す装置の作用実験によれば、α＜６０”であって、アセチ レン−酸素（空気）およびプロパン−ブタン−酸素の混合ガスを用いた場合、寄 生被膜を生じさせないことが自明となっている。

本発明による装置は、従来型のものに固有な不利益を排除することができるとと もに、次のような利点を与えることができる。

−より安定な作用（粉体材料の出口端に寄生被膜が生じなくなる）。

一部め選択した周期で放電することによって爆発性混合ガスを周期的に爆発させ ることのみによる単純な制御。

−消耗部品を交換することなく装置の寿命を延ばすこと。

産業上の利用可能性 爆発噴射による被膜塗布装置は、作動中高温および高に用いられる。例えば発電 機のアルミニウムブーりや、クラッチ、ポンプのシール部、ディーゼルエンジン およびタービン部品等に用いられる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．一端が開口された胴部（１）と、ガス供給装置（３）と、爆発発生器（４） と、水平だな（８）状の遮断部材に配設された垂直管（７）にその底部を連結し た垂直容器（６）状の噴射される粉体材料の計量器と、を備えた爆発噴射による 被膜塗布装置において、胴部（１）は、その軸線が容器（６）の軸線および胴部 （１）に連結された垂直管（７）の軸線と平行となるよう配置されていることを 特徴とする爆発噴射による被膜塗布装置。
2. ２．胴部（１）の閉端部（５）側は、先端を切断した一対の円すい体（９，１０ ）を胴部（１）の長手方向にその小基部で連結して形成されていることを特徴と する請求の範囲第１項に記載の爆発噴射による被膜塗布装置。
3. ３．粉体計量器は垂直管（７）の軸線が胴部（１）の軸線からずれるように配設 され、胴部（１）の閉端部（５）は胴部（１）に連結されるとともに胴部（１） の絞り部の最小内径（ｄ２）より大きな内径（ｄ１）を有する付加管（１２）を 取付けていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の爆発噴射による被膜塗 布装置。
4. ４．ガス供給装置（３）は胴部の絞り部の下部円すい体（９）の内壁に設けられ た開口（１４）を介して胴部（１）に連結されていることを特徴とする請求の範 囲第２項または第３項のいずれかに記載の爆発噴射による被膜塗布装置。
5. ５．絞り部直後の胴部（１）の円筒部は、胴部（１）と同軸に配置された円筒ス リーブ（１６）を有し、胴部（１）の内壁と水冷ジャケット（１７）との間に間 隙（１８）を形成し、ガス供給装置（３）は間隙（１８）の領域内であって絞り 部直後の円筒部で胴部（１）に連結していることを特徴とする請求の範囲第２項 または第３項のいずれかに記載の爆発噴射による被膜塗布装置。