KR20100084783A - 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치 - Google Patents

금속코팅물의 고속분사 코팅 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100084783A
KR20100084783A KR1020090004110A KR20090004110A KR20100084783A KR 20100084783 A KR20100084783 A KR 20100084783A KR 1020090004110 A KR1020090004110 A KR 1020090004110A KR 20090004110 A KR20090004110 A KR 20090004110A KR 20100084783 A KR20100084783 A KR 20100084783A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wire
outlet nozzle
spray coating
combustion chamber
high speed
Prior art date
Application number
KR1020090004110A
Other languages
English (en)
Inventor
조철형
김응기
Original Assignee
주식회사 벡스엔지니어링
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 벡스엔지니어링 filed Critical 주식회사 벡스엔지니어링
Priority to KR1020090004110A priority Critical patent/KR20100084783A/ko
Publication of KR20100084783A publication Critical patent/KR20100084783A/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/12—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the method of spraying
    • C23C4/129—Flame spraying
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/24—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means incorporating means for heating the liquid or other fluent material, e.g. electrically
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/04—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge characterised by the coating material
    • C23C4/06—Metallic material
    • C23C4/08—Metallic material containing only metal elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

본 발명은 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 그 선단부 중앙에 형성된 출구 노즐을 갖는 커버; 상기 커버와 연결되어 연소 챔버를 형성하는 케이스; 상기 케이스에 고정되어 상기 케이스의 내부 공간에 의해 형성되는 연소 챔버를 상기 출구 노즐측의 연소실과 상기 출구 노즐의 반대측의 배합실로 분할하도록 수직으로 설치되고, 수평방향으로 형성된 다수의 관통채널과 중앙의 개구를 포함하는 내화 격벽; 코팅을 위한 와이어를 공급하기 위해 출구 노즐을 향해 서로 경사지게 배열되는 2개의 와이어 공급기; 관형으로 형성되어, 그 내부 공간을 통과하는 와이어와 접촉하여 와이어에 전류를 공급하기 위한 전류 접촉자; 상기 배합실과 연결되어 연료 가스와 공기를 공급하기 위한 연료 가스 및 공기 공급 수단; 혼합기를 점화시키기 위한 점화 장치를 포함하고, 상기 2개의 와이어 공급기에 의해 경사지게 공급되는 와이어는 상기 전류 접촉자 및 내화 격벽의 개구를 통해 출구 노즐로 안내되어, 출구 노즐에 인접한 위치에서 교차점을 형성하고, 상기 내화 격벽의 관통채널의 단면적은 배합실 측에서 연소실 측으로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 한다.
커버, 케이스, 내화 격벽, 전류 접촉자, 관통채널

Description

금속코팅물의 고속분사 코팅 장치 {Device for high-speed spraying of metal coatings}
본 발명은 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 마모가 심한 구조재와 자동차 부품에 금속재료로 된 내마모성, 내부식성, 내마찰성의 코팅물을 고속으로 분사하기 위한 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고품질(40Mpa 이상의 부착강도, 8% 미만의 공극률)의 코팅을 얻기 위해서는, 실제 작업에서 2상 제트류(two-phase jet)의 동적 파라미터를 증가시켜, 분사할 금속재료 입자를 200 m/s 이상의 속도로 분사할 수 있는 열간 분사 장치가 사용된다.
도 1에는 벨라루스 특허 제4365호에 따른 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 챔버의 축을 따라 내화성 천공소자(fire-resistant punched element; 3)(이하, "천공소자")를 통해 분말 또는 와이어 재료 입자를 공급하고, 프로판-공기 혼합기의 연소 생성물의 작용으로 입자들을 추가로 가열 및 가속시킨다.
상기 장치는 케이스(1), 출구 노즐(2), 연소 챔버, 오리피스가 포함된 분사 재료 공급 장치, 혼합기 점화 장치(7), 연료 공급 수단(9) 및 공기 공급 수단(10)으로 구성된다. 또한 연소 챔버 축에 수직으로 설치되고, 다수개의 관통채널(3a)을 갖는 천공소자(3)를 포함한다. 도면부호 8은 상기 천공소자(3)의 화염면을 나타낸다. 상기 천공소자(3)는 두께가 8~14mm, 관통채널(3a)의 직경이 0.8~1.8mm 이며, 전체 채널의 단면적은 표면적의 35~50% 정도이다. 상기 천공소자(3)는 연소 챔버를 배합실(4)과 연소실(5)로 나누며, 출구 노즐(2)의 단부에서 70~120mm 떨어진 거리에 위치한다. 재료 공급 장치로는 가스화염 분말 또는 와이어 열분사장치(thermospray)가 사용된다. 열분사장치의 분사 헤드(11)는 천공소자(3)의 중앙 개구 내에 위치한다.
배합실(4)의 존재는 혼합기 형성을 위한 구성성분의 개별 공급 시 혼합 상태를 향상시킨다. 이는 장치 시동 및 작동 중 연소실의 점화 구역에 준비된 혼합기가 공급되게 함으로써 추가적인 산소의 사용을 배제할 수 있다. 또한, 연료-공기 혼합기의 연소율을 높이기 위하여, 천공소자(3)의 관통채널(3a) 안에서는 마이크로토치(microtorch) 연소 원리의 적용을 위한 조건을 형성한다. 이는 훨씬 적은 체적으로 많은 양의 혼합기를 연소시킬 수 있는 기회를 제공한다.
이러한 방법은 2상 제트류의 열적 분사를 실현 가능하게 하였다. 이 경우 비교적 낮은 속도를 갖는 1차의 고온 유동은 피복재로 운반된 입자를 용융시키고, 2차의 저온 고속 유동은 분사된 와이어 입자를 230m/s 이상의 속도로 분산시킨다. 여기서, 1차 유동은 열분사장치에 의해 생성된 고온의 유동이고, 2차 유동은 연료- 공기 혼합기의 연소로 생성되는 고속 유동이다.
그러나, 상기의 장치는 (열분사장치 및 연소 챔버를 위한) 작동 가스 공급에 있어 2개의 분리된 시스템의 필요, (최소 100mm 이상의 길이를 갖는) 비교적 큰 연소 챔버, (시간당 5kg 이하로 금속 와이어가 분사되는) 낮은 생산성, 가스 화염 토치에 의한 와이어 가열 시의 낮은 열 효율과 같은 단점을 갖는다.
본 발명의 장치와 가장 비슷한 기술적 사양은 미국 특허 제5,932,293호 및 제6,245,390호에 개시되어 있다.
도 2는 상기 미국 특허 제5,932,293호에 따른 장치를 도시하고 있다.
상기 고속분사 코팅 장치는 작동 가스 공급 유닛(21), 분사 와이어 공급 유닛(22), 연소 챔버, 전류 접촉자(23), 출구 노즐(24)로 구성된다.
상기 연소 챔버는 관통채널(C)을 갖는 다공성 세라믹 격벽(25)에 의해 배합실(A)과 연소실(B)로 분리된다. 상기 전류 접촉자(23)는 관형으로 형성되어 와이어(27)를 출구 노즐(24)로 안내한다. 상기 출구 노즐(24)은 커버(28)의 선단부에 형성되어 연소 생성물의 초음속 분사를 제공한다.
전류원으로부터 나오는 전류는 전류 접촉자(23)를 통해 와이어(27)에 전달되어 와이어의 교차점에서 전기아크(D)를 형성한다. 전기아크에 의해 와이어가 가열 및 용융되고, 연소 생성물의 제트류에 의해 용융된 와이어는 출구 노즐(24)로부터 초음속으로 분사된다. 피복재 표면에 도달하는 용융된 와이어 입자에 의해 피막이 형성된다.
전기아크 용사에서, 분사되는 와이어 재료의 가열과 용융은 전기아크(D)의 열에 의해 발생된다. 이는 열의 발생과 분사되는 재료의 용융이 시간과 공간으로 나누어지는 다른 가스-열 공정과 비교하여 가열 및 금속 용융에서 열 손실량을 감소시킨다. 이러한 구성에서는 작동 가스의 공급을 위해 2개로 분리된 시스템이 불필요하다.
도 3은 미국 특허 제6,245,390호의 고속분사 가스-열 코팅 장치를 도시하고 있다. 상기 장치는 케이스(32)의 선단부 중앙에 형성된 출구 노즐(34), 내화 격벽(35) 및 정렬 요소(36)를 갖는다.
내화 격벽(35)은 연소 챔버를 배합실(A)과 연소실(B)로 분리하고, 연소 챔버의 축에 수직인 관통채널(C)을 갖는다. 내화 격벽(35)의 중앙 구멍에는 정렬 요소(36)가 장착된다. 정렬 요소(36)에는 와이어 공급기(38)에 의해 이동되는 와이어(37)를 안내하기 위한 구멍을 갖는 전류 접촉자(33)가 위치된다.
상기 특허에서, 내화 격벽(35)은 와이어 그물망으로 된 촉매 부재로 형성된다. 이러한 촉매 부재를 사용함으로써, 산소와 연료 사이의 반응을 촉진하여 혼합기의 양 및 분사 압력을 증가시킬 수 있다. 또한, 공급되는 와이어(37)의 산화를 감소시키기 위해 산소와 연료의 혼합기에 더 많은 불활성 가스(예를 들어, 질소)를 추가할 수 있어, 분사되는 제트류의 온도를 낮추는 게 가능해졌다. 이 경우, 제트류의 온도와 유동 속도의 저하는 혼합기의 양 및 분사 압력의 증가로 보상될 수 있도록 설계되었다.
상기 미국 특허 제5,932,293호와 제6,245,390호의 장치에는 여러 가지 결정적인 결함이 존재한다.
미국 특허 제5,932,293호의 장치에서는 혼합기의 연소가 공기 대 프로판의 비가 25:1에서 발생되는 특성이 있다. 이 비율에서 조금이라도 벗어나게 되면, 혼합기의 연소 공정은 멈추게 된다.
그렇지만, 이미 잘 알려진 바와 같이 혼합기의 점화 중, 혼합기에서 공기의 양은 화학양적인 것 이상이 되어야 한다. 또한, 다소 높은 압력의 연소 챔버 내에서, 세라믹 격벽(25)의 관통채널(C)을 통한 마이크로토치의 상태는 대기압일 때와 상당한 차이가 있다. 세라믹 격벽(25)의 관통채널(C)을 통한 열전달은 관통채널 벽의 온도를 상승시키며, 혼합기의 연소 속도를 더 증가시킨다. 연소 챔버 내의 증가된 압력은 세라믹 격벽(25)의 관통채널(C)을 통해 배합실(A)로의 역화를 유발하여, 세라믹 격벽(25)과 연소 챔버의 파괴로 이어진다.
이러한 현상을 방지하기 위해서는, 세라믹 격벽(25)의 관통채널(C)의 전체 단면적은 배합실(A) 측이 연소실(B) 측보다 적어야 한다. 또한, 이러한 단면적은 일정한 비율로 되어야 한다. 예를 들어, 0.6~0.7 MPa의 가스압 하에서 배합실 측의 관통채널의 직경은 대기압 조건 하에서 사용되는 계산 상의 직경보다 15~20% 적어야 한다.
미국 특허 제6,245,390호의 장치에 의하면, 분사되는 와이어 입자의 산화 감소를 위해 세라믹 격벽 대신 촉매 부재가 사용되었다. 제트류의 온도와 속도의 저하는 혼합기의 양 및 분사 압력의 증가로 보상될 수 있다. 그러나 전기아크 금속 코팅의 이론이나 실제의 측면에서 보면, 1900℃ 에서 1100℃로 제트류의 온도가 감소될 때, 와이어 입자의 온도는 (예를 들어, 1900℃ 에서 1380℃ 로) 뚜렷하게 감 소되지 않는다. 제트류의 온도와 속도의 저하는 용융 중심에 영향을 미쳐 공기역학력의 감소를 유발하여 용융 재료의 흩트림 현상을 유발시킬 수 있다. 그 결과, 와이어 입자의 크기와 전기아크 구역에 머무르는 시간이 증가되어, 와이어 입자의 과열과 산화를 유발한다.
또한, 미국 특허 제5,932,293호 및 제6,245,390호에 따르면, 격벽과 출구 노즐 간의 간격과 와이어 공급 각도를 변화시킬 수 없다. 와이어 직경의 증감, 그리고 (예를 들어, 알루미늄에서 철로) 와이어 재료가 달라짐에 따라 연소 챔버 내의 용융 중심이 이동된다. 이는 분사되는 와이어 재료의 소멸 때까지 와이어 재료의 유동 공정을 바뀌게 한다. 또한, 이 경우에는 생산성이 저하되는 반면, 와이어 입자의 크기와 코팅 기공도는 증가한다. 따라서, 이 장치의 결함 중 하나는 전기아크 연소와 용융 와이어 재료의 분사가 격벽으로부터 항상 같은 거리에서 그리고 연소 챔버의 출구 노즐에서 직접 발생한다는 것이다(도 2, 도 3에서 D 지점). 용융 중심의 이러한 위치에서, 가스의 흐름은 최대 속도까지 도달하지 못하고 유동량도 불충분하여, 모든 용융 금속을 처리하기 위한 충분한 시간을 갖지 못한다. 또한, 금속 입자의 흩어짐, 출구 노즐에 대한 입자 고착화가 발생할 뿐만 아니라, 분사 공정의 안정성도 깨어진다.
또한, 미국 특허 제5,932,293호와 제6,245,390호의 장치에서는, 전류 접촉자와 같은 마모 부품을 교체하기 위해서 연소 챔버를 완전히 분해해야 하는 불편이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 와이어 재료의 분사에 의한 코팅 점착 공정의 품질, 안정성, 생산성을 향상시키고, 작동과 장치의 서비스 면에서 편리성을 증진시킬 수 있는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 태양에 따른 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치는, 그 선단부 중앙에 형성된 출구 노즐을 갖는 커버; 상기 커버의 내부 공간에 의해 형성되는 연소 챔버를 상기 출구 노즐측의 연소실과 상기 출구 노즐의 반대측의 배합실로 분할하도록 수직으로 설치되고, 수평방향으로 형성된 다수의 관통채널과 중앙의 개구를 포함하는 내화 격벽; 코팅을 위한 와이어를 공급하기 위해 출구 노즐을 향해 서로 경사지게 배열되는 2개의 와이어 공급기; 관형으로 형성되어, 그 내부 공간을 통과하는 와이어와 접촉하여 와이어에 전류를 공급하기 위한 전류 접촉자; 상기 배합실과 연결되어 연료 가스와 공기를 공급하기 위한 연료 가스 및 공기 공급 수단; 혼합기를 점화시키기 위한 점화 장치를 포함하고, 상기 2개의 와이어 공급기에 의해 경사지게 공급되는 와이어는 상기 전류 접촉자 및 내화 격벽의 개구를 통해 출구 노즐로 안내되어, 출구 노즐에 인접한 위치에서 교차점을 형성하고, 상기 내화 격벽의 관통채널의 단면적은 배합실 측에서 연소실 측으로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배합실 측에서의 관통채널의 전체 단면적은 개구를 제외한 내화 격벽 의 단면적의 22~24%이고, 연소실 측에서의 채널의 전체 단면적은 개구를 제외한 내화 격벽의 단면적의 33~35%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내화 격벽의 개구에 설치되어 상기 전류 접촉자의 고정 및 위치정렬을 하는 정렬 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정렬 요소는 형상이 다른 복수의 세트로 구성되고, 상기 정렬 요소의 세트를 교체함으로써 와이어 교차점의 위치를 변위시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내화 격벽의 개구 중앙을 통해 보호성 연료가스를 공급하기 위한 보호성 연료가스 공급 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호성 연료가스 공급 채널의 면적은 출구 노즐 면적의 17~25%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내화 격벽의 개구에 설치되어 상기 정렬 요소를 연소실로부터 격리하고, 보호성 연료가스 및 와이어의 통과를 위한 개구를 갖는 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정렬 요소는 상기 보호성 연료가스 공급 채널과 와이어의 이동 통로를 연결하는 보조 채널을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 점화 장치는 커버에 고정되고, 상기 내화 격벽의 연소실측 단부로부터 수평으로 0.2~0.4 mm 이격되어 연소실을 향해 수직으로 0.1~1 mm 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 관형으로 형성되고 상기 전류 접촉자와 연결되어 상기 와이어 공급기 에 의해 공급되는 와이어의 경사각도를 조절할 수 있게 하는 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출구 노즐은 노즐의 개방 면적을 조절할 수 있도록 상기 커버의 선단부에 부착되는 별도의 부재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제2 태양에 따른 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치는, 그 선단부 중앙에 형성된 출구 노즐을 갖는 커버; 상기 커버와 연결되어 연소 챔버를 형성하는 케이스; 상기 케이스에 장착되어 상기 케이스의 내부 공간에 의해 형성되는 연소 챔버를 상기 출구 노즐측의 연소실과 상기 출구 노즐의 반대측의 배합실로 분할하도록 수직으로 설치되고, 수평방향으로 형성된 다수의 관통채널과 중앙의 개구를 포함하는 내화 격벽; 코팅을 위한 와이어를 공급하기 위해 출구 노즐을 향해 서로 경사지게 배열되는 2개의 와이어 공급기; 관형으로 형성되어, 그 내부 공간을 통과하는 와이어와 접촉하여 와이어에 전류를 공급하기 위한 전류 접촉자; 상기 배합실과 연결되어 연료 가스와 공기를 공급하기 위한 연료 가스 및 공기 공급 수단; 혼합기를 점화시키기 위한 점화 장치를 포함하고, 상기 2개의 와이어 공급기에 의해 경사지게 공급되는 와이어는 상기 전류 접촉자 및 내화 격벽의 개구를 통해 출구 노즐로 안내되어, 출구 노즐에 인접한 위치에서 교차점을 형성하고, 상기 내화 격벽의 관통채널의 단면적은 배합실 측에서 연소실 측으로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 한다.
또한, 배합실 측에서의 관통채널의 전체 단면적은 개구를 제외한 내화 격벽의 단면적의 22~24%이고, 연소실 측에서의 채널의 전체 단면적은 개구를 제외한 내 화 격벽의 단면적의 33~35%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내화 격벽의 개구에 설치되어 상기 전류 접촉자의 고정 및 위치정렬을 하는 정렬 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정렬 요소는 형상이 다른 복수의 세트로 구성되고, 상기 정렬 요소의 세트를 교체함으로써 와이어 교차점의 위치를 변위시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내화 격벽의 개구 중앙을 통해 보호성 연료가스를 공급하기 위한 보호성 연료가스 공급 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호성 연료가스 공급 채널의 면적은 출구 노즐 면적의 17~25%인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내화 격벽의 개구에 설치되어 상기 정렬 요소를 연소실로부터 격리하고, 보호성 연료가스 및 와이어의 통과를 위한 개구를 갖는 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정렬 요소는 상기 보호성 연료가스 공급 채널과 와이어의 이동 통로를 연결하는 보조 채널을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 점화 장치는 상기 내화 격벽의 연소실측 단부로부터 수평으로 0.2~0.4 mm 이격되고, 연소실을 향해 수직으로 0.1~1 mm 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 관형으로 형성되고 상기 전류 접촉자와 연결되어 상기 와이어 공급기에 의해 공급되는 와이어의 경사각도를 조절할 수 있게 하는 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출구 노즐은 노즐의 개방 면적을 조절할 수 있도록 상기 커버의 선단부에 부착되는 별도의 부재로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이스는 상기 커버와의 수평방향 이격거리를 조절할 수 있도록 상기 커버와 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 커버와 케이스의 수평방향 이격거리의 미세조정은 상기 커버와 케이스의 연결부에 조정워셔를 삽입하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치에 따르면, 와이어 재료의 분사에 의한 코팅 점착 공정의 품질, 안정성, 생산성을 향상시키고, 작동과 장치의 서비스 면에서 편리성을 증진시킬 수 있다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
본 발명에서 코팅재료로서는 금속, 금속합금 또는 금속과 비금속의 화합물을 사용할 수 있다. 여기서, "코팅물" 또는 "코팅재료"는 피복재 표면에 도포되어 코팅되는 물질을 말한다. 또한, 피복재의 재료로서는 금속, 금속합금 또는 금속과 비금속의 화합물이 사용 가능하다. 여기서, "피복재"라 함은 코팅물이 도포, 용착되는 코팅대상물을 말한다. 또한, "와이어"는 코팅물로 사용되는 일반적인 금속재료로 된 선재를 말한다.
도 4는 본 발명에 따른 고속분사 코팅 장치의 개략적인 단면을 도시하는 도면이다.
상기 장치는 커버(51), 케이스(52), 내화 격벽(53)(이하, "격벽"), 와이어 공급기(54), 전류 접촉자(55), 정렬 요소(56), 스크린(57), 연료 가스 및 공기 공급 수단[연소가스관(58), 공기관(59)(도 9 참조)], 및 스파크 플러그(또는 점화 장치)를 포함한다.
상기 커버(51)는 케이스(52)와 함께 연소 챔버를 형성한다. 커버(51)의 선단부 중앙에는 출구 노즐(51a)이 형성된다.
상기 케이스(52)는 커버(51)와의 수평방향 이격거리를 조절할 수 있도록 상기 커버와 연결수단에 의해 연결된다. 격벽(53), 전류 접촉자(55), 정렬요소(56) 등은 상기 케이스(52)에 고정된다.
상기 격벽(53)은 상기 케이스(52)에 고정되어 수직으로 설치되고, 상기 커버(51)와 케이스(52)의 내부 공간에 의해 형성되는 연소 챔버를 상기 출구 노즐(51a)측의 연소실(B)과 상기 출구 노즐(51a)의 반대측의 배합실(A)로 분할한다. 또한, 상기 격벽(53)은 수평방향으로 형성된 다수의 원추형 관통채널(53a)과 중앙의 개구를 포함하고, 개구에는 정렬 요소(56), 스크린(57) 등이 위치된다.
상기 와이어 공급기(54)는 출구 노즐(51a)을 향해 서로 경사지게 배열되어, 코팅을 위한 와이어(W)를 공급한다. 상기 2개의 와이어 공급기(54)에 의해 경사지게 공급되는 와이어(W)는 상기 전류 접촉자(55) 및 격벽(53)의 개구를 통해 출구 노즐(51a)로 안내되어, 출구 노즐(51a)에 인접한 위치에서 교차점(D)을 형성한다.
상기 전류 접촉자(55)는 관형으로 형성되어, 그 내부 공간을 통과하는 와이어(W)와 접촉하여 와이어에 전류를 공급한다. 상기 전류 접촉자(55)에 의해 전류가 공급된 와이어(W)는 교차점(D)에서 전기아크를 생성하게 된다. 이러한 전기아크는 와이어(W)를 가열 및 용융시킨다.
상기 정렬 요소(56)는 상기 격벽(53)의 개구에 설치되어, 전류 접촉자(55)를 고정하고 위치를 정렬하는 기능을 한다. 또한, 정렬 요소(56)는 와이어(W)의 이동 통로가 되는 구멍을 갖는다.
상기 정렬 요소(56)의 전면에는 스크린(57)이 설치되어, 정렬 요소를 연소실(B)로부터 격리시켜 보호한다. 상기 스크린(57)에는 보호성 연료가스 및 와이어(W)의 통과를 위한 구멍이 형성된다.
상기 연료 가스 및 공기 공급 수단(58, 59)은 상기 배합실(A)과 연결되어 연료 가스와 공기를 배합실(A) 내로 공급한다. 배합실(A)로 공급된 연료 가스와 공기의 혼합기는 격벽(53)의 관통채널(53a)을 통과하고, 커버(51)에 고정된 스파크 플러그(62)(도 8 참조)에 의해 점화되어 연소된다. 이러한 혼합기의 연소 생성물의 제트류는 용융된 와이어 입자를 출구 노즐(51a)을 통해 피복재 표면으로 초음속으로 분사하여, 피복재 표면에 와이어 입자를 코팅한다.
본 발명에서, 상기 격벽(53)의 관통채널(53a)의 단면적은 배합실(A) 측에서 연소실(B) 측으로 갈수록 증가된다. 이러한 원추형의 관통채널(53a)을 갖는 격벽(53)을 사용함으로써, 화염 생성의 실패 및 연소실(B)의 화염이 배합실(A) 측으로 옮겨오는 역화현상을 방지할 수 있다. 또한, 혼합기의 연소와 점화가 그 순간의 혼합기 양, 혼합기 압력 및 가열 온도에 따라 발생할 때, 원추형 관통채널(53a)은 그 입구측에서는 혼합기의 유속이 빠르게, 출구 측에서는 혼합기의 유속이 느리면서 확산되게 하여 혼합기의 용이한 점화를 수행하고 연소되는 혼합기의 양도 증가시킬 수 있게 한다. 따라서, 연소율이 좋아지므로 연소실의 크기를 축소할 수 있게 된다.
이러한 관통채널(53a)의 단면적은 일정한 비율로 증가되어야 한다. 배합실(A) 측에서의 관통채널(53a)의 전체 단면적은 개구를 제외한 내화 격벽(53)의 단면적의 22~24%가 되고, 연소실(B) 측에서의 관통채널(53a)의 전체 단면적은 개구를 제외한 격벽(53) 면적의 33~35%가 되는 것이 가장 바람직하다.
챔버 내의 마이크로토치 연소 과정에서 격벽(53)의 관통채널(53a) 섹션의 형태 및 치수의 영향을 알아보기 위한 실험이 수행되었다. 실험결과는 표 1에 나타나 있다. 관통채널(53a)의 이러한 단면적 조건이 위반될 경우, 화염 생성 실패 또는 배합실로의 역화로 이어짐을 확인할 수 있다. 불안정한 연소의 경우, 용융된 와이어 전극 재료를 분사하기 위해 요구되는 유동의 동적 및 열적 파라미터를 달성하는 것이 불가능하게 된다.
표 1
항목 혼합기에서 공기와 연료가스의 체적비 격벽의 단면적에 대한 배합실 측 관통채널의 전체 단면적의 비 격벽의 단면적에 대한 연소실 측 관통채널의 전체 단면적의 비 실험결과
1 22 : 1 0.33 0.33 연소 안됨
2 23 : 1 0.33 0.33 연소 안됨
3 24 : 1 0.33 0.33 불안정한 연소
4 25 : 1 0.33 0.33 불안정한 연소
5 26 : 1 0.33 0.33 불안정한 연소
6 27 : 1 0.33 0.33 연소 정지
7 22 : 1 0.22 0.35 안정적인 연소
8 23 : 1 0.22 0.35 안정적인 연소
9 25 : 1 0.22 0.35 안정적인 연소
10 26 : 1 0.22 0.35 안정적인 연소
11 23 : 1 0.20 0.33 불안정한 연소
12 23 : 1 0.21 0.33 불안정한 연소
13 23 : 1 0.22 0.33 안정적인 연소
14 23 : 1 0.24 0.33 안정적인 연소
15 23 : 1 0.25 0.33 불안정한 연소
16 23 : 1 0.26 0.33 역화 발생
17 23 : 1 0.23 0.32 불안정한 연소
18 23 : 1 0.23 0.34 안정적인 연소
19 23 : 1 0.23 0.35 안정적인 연소
20 23 : 1 0.23 0.36 역화 발생
21 23 : 1 0.23 0.37 역화 발생
본 발명의 장치에서 연소 챔버의 모든 구성요소들[예를 들어, 격벽(53), 전류 접촉자(55), 정렬요소(56) 등]은 케이스(52) 위에 고정된다. 케이스(52)는 케이지(59)에 의해 용사기 케이스에 고정되므로, 부품의 교체를 원할 경우 케이스(52)만 용사기로부터 쉽게 분리할 수 있다. 따라서, 정렬 요소(56), 전류 접촉자(55) 등과 같은 마모부품의 교체가 신속하면서 용이하게 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 구성에 의해 부품들의 조절 및 위치정렬도 간편하게 됨은 물론이다.
본 발명의 장치에서는, 출구 노즐(51a)에 대한 와이어 교차점(D)의 위치 변 화를 가능하게 하는 여러 구성이 제공된다.
상기 정렬 요소(56)는 전류 접촉자(55)의 위치설정을 통해 와이어 교차점(D)의 위치를 변위시킬 수 있도록 형상이 다른 복수의 세트로 구성된다. 도 5는 정렬요소(56')를 도 4와 다른 세트로 교체함으로써, 와이어 교차점(D)의 위치가 도 4와 비교하여 우측으로 약간 이동한 상태를 나타내는 도면이다. 이러한 방법으로 와이어 교차점(D)의 위치를 변화시킬 수 있다.
상기 전류 접촉자(55)는 내부에 와이어(W)의 이동 통로를 갖는 구형의 지지체(60)와 연결된다. 상기 지지체(60)의 기울어지는 각도를 조절함으로써, 와이어(W)의 공급각도[전류 접촉자(55)의 각도]를 조절할 수 있다. 이와 같이, 출구 노즐(51a)을 향해 공급되는 와이어(W)의 경사 각도를 변화시킴으로써, 출구 노즐(51a)에 대한 와이어 교차점(D)의 위치를 변화시킬 수 있다. 한편, 정렬 요소(56)는 변형이 가능한 재질로 형성되어, 전류 접촉자(55)의 각도가 변경된 상태에서도 전류 접촉자(55)를 위치정렬할 수 있다.
상기 커버(51)와 케이스(52)는 연결 지점의 거리를 조절하여 출구 노즐(51a)의 위치를 변화시킬 수 있도록 형성된다. 도 6은 커버(51)와 케이스(52) 사이의 거리가 연장된 상태를 나타내는 도면이다. 커버(51)와 케이스(52)는 각각의 돌출부를 갖고 있고, 케이스(52)의 돌출부는 커버(51)의 돌출부의 밑면과 접촉한 상태에서 미끄러질 수 있게 구성된다. 커버(51)와 케이스(52)의 돌출부 사이의 거리를 연장한 상태에서 커버(51)와 케이스(52)를 조립하면, 출구 노즐(51a)에 대한 와이어(W) 용융 중심의 위치를 변화시킬 수 있다. 상기 커버(51)와 케이스(52)의 수평 방향 이격거리[출구 노즐(51a) 면에 대한 와이어 용융 중심 위치]의 미세 조정은 커버(51)와 케이스(52)의 연결부(52a)에 조정 워셔를 삽입하여 이루어질 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 출구 노즐(51a)은 커버(51)의 선단부에 부착되는 별도의 부재로 형성될 수 있다. 상기 출구 노즐(51a)은 커버(51)의 선단부 표면을 따라 이동하여, 노즐의 개방 면적을 조절할 수 있다.
와이어 재료의 변화 또는 와이어 직경의 변화로, 출구 노즐(51a) 면에 대한 와이어 용융중심의 위치도 변하게 된다. 예를 들어, 와이어 직경이 1.6mm 에서 2.0mm로 변화되면, 와이어의 교차점(D)은 연소 챔버의 축을 따라 3mm 까지 이동하게 된다. 또한, 와이어 재료가 철에서 아연으로 변화되면, 전기아크의 용접 전압이 33V에서 22V로 변화된다. 이런 경우에는, 전기아크의 길이, 즉 와이어(W)의 단부와 출구 노즐(51a)의 면에 대한 용융 중심의 위치 사이의 길이도 변화한다.
본 발명에서는, 출구 노즐(51a)에 대한 와이어 교차점(D)의 위치 또는 출구 노즐(51a)의 개방 면적을 조절 가능하게 하는 여러 구성이 제공되므로, 사용되는 와이어 재료 또는 와이어 직경이 변화되는 경우에도 용융 와이어 분사를 위한 최적의 조건에서 코팅 작업이 이루어질 수 있게 한다.
이하에서는, 용융 와이어 입자의 냉각 및 산화 방지를 위한 구성에 대해 살펴보기로 한다.
연료 가스의 불완전 연소 및 대기중의 일반 공기가 연소 물질에 유입되기 때문에, 연소실(B)에서의 연소 물질의 유동에는 실질적으로 항상 산소를 함유한다. 따라서, 전기아크에 의해 용융되어 분사되는 와이어 입자의 산화에 대한 추가적인 보호조치가 필요하다. 와이어 입자가 있는 유동부, 즉 용융 중심 부분에만 가연성 가스 형태로 보호성 가스를 공급하는 것이 가장 이상적이다. 유동의 중앙에 보호성 연료가스(프로판)를 첨가함으로써, 와이어 입자의 산화를 억제하고 용융 중심에서 과열된 와이어 입자를 냉각시킨다. 또한, 원래의 혼합기 유동과의 혼합 과정에서, 보호성 연료가스는 미연 산소 및 유동 내에 유입된 공기와 반응한다. 그 결과, 혼합기 유동의 온도와 속도가 유지된다.
이러한 방안의 현실적인 실험을 위하여, 본 발명에서는 상기 격벽(53)의 개구 중앙을 통해 보호성 연료가스를 공급하기 위한 보호성 연료가스 공급 채널(61)(도 4 참조)을 설치하는 것이 제안되었다. 보호성 연료가스 공급 채널(61) 섹션의 면적은 출구 노즐(51a) 면적의 17~25%로 형성한다. 실험을 통해, 보호성 연료가스 공급 채널(61) 섹션의 면적이 출구 노즐(51a) 면적의 17% 미만인 곳에서는 도포된 코팅에서 산소량의 급격한 증가가 관찰되었고, 25%를 초과하는 곳에서는 연소 물질 유동의 동적 파라미터의 감소가 관찰되었다.
전류 접촉자(55)를 통해 출구 노즐(51a)로 공급되는 와이어(W)도 산화에 노출되므로 이에 대한 추가의 보호 조치가 필요하다. 본 발명에서는, 정렬 요소(56)에 보조 채널(56a)(도 4 참조)을 형성하여, 보호성 연료가스 공급 채널(61)을 통해 공급된 보호성 연료가스가 보조 채널(56a)을 통해 와이어 이동 경로로 공급될 수 있게 하였다.
도 8은 본 발명의 스파크 플러그(62)의 설치 위치를 설명하는 도면이다.
혼합기의 점화를 위해, 상기 스파크 플러그(62)는 커버(51)에 위치되어 상기 격벽(53)의 연소실(B)측 단부로부터 0.2~0.4 mm 만큼 이격되어 설치된다. 이러한 간극을 유지할 때, 화염은 배합실(A)로 유입되지 않고, 이러한 좁은 간극에서 혼합기는 연소 속도보다 빠른 속도로 이동하기 때문에, 스파크 플러그(62)와 격벽(53) 사이에서의 혼합 점화는 불가능하다.
실험을 통해, 스파크 플러그(62)의 전극은 0.1~1mm 거리만큼 연소실(B)을 향해 수직으로 돌출되는 것이 바람직한 것으로 밝혀졌다. 스파크 플러그(62) 전극의 이러한 돌출 거리는 상기 전극의 과열을 방지하고, 전극과 커버(51) 벽 사이의 신뢰성 있는 스파크를 제공한다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 장치의 작동을 설명하기로 한다.
연소 챔버의 배합실(A)로 연료가스관(58)을 통해 연료가스를 공급하면, 이러한 연료가스는 격벽(53)의 관통채널(53a)을 통해 연소실(B)로 유입된다. 이때, 2개의 와이어 공급기(54)를 통해 와이어(W)가 출구 노즐(51a)을 향해 경사지게 공급된다.
연료가스의 공급과 동시에, 공기관(59)(도 9 참조)을 통해 공기실(63)로 공기가 공급된다. 공기실(63)은 배합실(A)과 연통되어 있어, 공기실 내의 공기는 배합실(A)로 유동되어 연료가스와 섞여 혼합기를 형성한다. 또한, 공기실(63)로 공급된 공기는 스크린(57)과 전류 접촉자(55)를 냉각시키고, 그 후 공기는 커버(51), 케이스(52) 및 케이지(59) 사이의 간극을 통해 밖으로 빠져나간다. 이러한 공기는 또 다른 공기관(도시 안됨)을 통해 케이스(52)와 커버(51) 사이의 공간으로도 추가로 공급될 수 있다.
다음에, 고압원(도시 안됨)으로부터의 전압이 스파크 플러그(62)의 전극으로 공급된다. 스파크 플러그(62)의 전극과 커버(51) 벽 간의 전기방전은 연소실(B)에서 혼합기를 점화시킨다. 혼합기가 점화된 후, 스파크 플러그(62) 상의 고압의 공급은 중단된다.
수많은 화염 형태의 연소 가스는 격벽(53)의 원추형 관통채널(53a)에서 안정화된다. 연료가스의 소비량, 압력 및 연료가스의 비율에 따라, 관통채널(53a)에서 그 순간의 연소 조건에 해당하는 연소가 발생된다. 연소 생성물은 고에너지를 갖는 제트류 형태로 출구 노즐(51a)로부터 방출된다.
그 후, 전류 접촉자(55)를 통해 와이어(W)에 전류가 인가된다. 공급된 와이어(W)는 출구 노즐(51a)에 인접한 교차점(D)에서 서로 접촉되어 전기아크가 발생되고, 전기아크에 의해 와이어(W)가 용융된다. 이때, 출구 노즐(51a)을 따라 나오는 제트류는 용융된 와이어 입자를 작게 쪼개어 이들을 피복재 표면으로 운반한다.
다음에, 보호성 연료가스 공급 채널(61)을 통해 보호성 연료가스의 공급이 시작된다. 보호성 연료가스는 와이어 입자의 전기아크 연소 및 용융 구역으로 들어간다. 또한, 이러한 보호성 연료가스는 보조 채널(56a)을 통해 와이어 이동 통로로도 유입된다. 보호성 연료가스는 혼합기에 포함된 미연 산소에 의해 용융된 와이어 입자가 산화되는 것을 방지하고, 과열된 용융 와이어 입자를 냉각시키며, 제트류에 의한 용융 와이어 입자의 분사 공정을 안정화시킨다. 또한, 원래의 혼합기 유동과 혼합시에, 보호성 연료가스는 주위로부터 유입된 공기 중의 산소와 재반응하여, 용융된 와이어 입자 유동의 속도와 온도를 유지 및 증가시킨다.
본 발명의 고속분사 코팅 장치와 미국 특허 제5,932,293호 및 제6,245,390호의 장치(이하, "종래의 장치")와의 비교 실험이 실시되었다. 실험결과는 표 2와 같다.
표 2
항목 파라미터 종래의 장치 본 발명의 장치
1 사용된 와이어 직경 1.6 mm 만 사용가능 1.6~2.5 mm 와이어 사용 가능
2 스틸분사시의 단위체적당 입자수의 비율 5~9 % 3~7 %
3 코팅에서의 산소량 2.6~3.9 % 2.1~2.9 %
4 와이어 재료에 따른 재료 소모량, %
스틸
아연
알루미늄

5
10
9

1
2
1
5 전류 접촉자 교체 시간 60분 이상 3~5 분
6 다른 직경의 와이어로의 교체 시간 교체 불가능 5분
종래의 장치에서는 와이어 직경이 1.6mm 인 것만 사용가능하지만, 본 발명의 장치에서는 직경이 1.6~2.5 mm 사이에서는 임의의 직경을 갖는 와이어를 선택하여 피복재에 코팅할 수 있다.
스틸 입자를 분사했을 때, 단위체적당 입자수의 비율은 본 발명의 장치가 더 적었다. 이는 본 발명의 장치는 분사되는 제트류의 속도가 더 빨라서 단위체적당 입자수는 더 적어지기 때문이다.
피복된 코팅에서의 산소량도 본 발명의 장치가 더 적었다.
상기 실험결과에서, 와이어 재료에 따른 재료 소모량은 용융된 와이어 입자의 분사시에 코팅되지 못하고 버려지는 와이어 재료의 양을 말한다. 각각의 재료에서 버려지는 와이어 재료 양은 본 발명의 장치에서 훨씬 적었다.
전류 접촉자(55)의 교체 시간의 종래의 장치는 60분 이상이 걸렸지만, 본 발명의 장치에서는 5분 이내에 교체가 가능하였다.
또한, 종래의 장치에서는 직경이 다른 와이어로의 교체가 불가능하지만, 본 발명의 장치는 교체가 가능하고, 교체에 걸리는 시간은 5분에 불과하였다.
상기 결과와 같이, 종래의 장치와 달리 본 발명의 고속분사 코팅 장치는 사용되는 와이어 직경 범위를 확장할 수 있고, 코팅에 더 적은 산소를 함유하면서도 고밀도로 코팅을 점착시킬 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 장치는 작동이 더욱 편리하다.
상기에서 본 발명의 일 실시예에 대해 설명되었지만, 이러한 실시예는 본 발명의 설명을 위한 것이지 본 발명을 제한하려는 것이 아님을 알아야 한다. 예를 들어, 커버와 케이스(52)가 연결되어 연소 챔버를 구성하고, 케이스(52) 위에 모든 구성요소들이 장착되는 것으로 설명되었지만, 연소 챔버가 커버 만으로 구성되고 커버에 모든 구성요소들이 장착되는 것도 본 발명의 범위 내에 포함된다.
따라서, 본 발명의 기술사상으로부터 벗어남이 없이 이러한 실시예에 대한 다양한 수정 및 변경이 가능함은 당업자에게 자명하다.
도 1은 종래의 고속분사 코팅 장치를 나타내는 도면.
도 2는 종래의 다른 고속분사 코팅 장치를 나타내는 도면.
도 3은 종래의 또 다른 고속분사 코팅 장치를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 고속분사 코팅 장치의 개략적인 단면을 도시하는 도면.
도 5는 정렬요소를 도 4와 다른 세트로 교체함으로써, 와이어 교차점의 위치가 도 4와 달라지는 상태를 나타내는 도면.
도 6은 커버와 케이스 사이의 거리가 연장된 상태를 나타내는 도면.
도 7은 출구 노즐이 커버의 선단부에 부착되는 별도의 부재로 형성되는 실시예를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 스파크 플러그의 설치 위치를 설명하는 도면.
도 9는 도 4에서 Z-Z 방향을 따라 절취한 단면을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
51 : 커버
52 : 케이스
53 : 내화 격벽
54 : 와이어 공급기
55 : 전류 접촉자
56 : 정렬 요소
57 : 스크린
58 : 연료가스관
59 : 공기관
60 : 지지체
61 : 보호성 연료가스 공급 채널
62 : 스파크 플러그
63 : 공기실
A : 배합실
B : 연소실
W : 와이어

Claims (24)

  1. 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치에 있어서,
    그 선단부 중앙에 형성된 출구 노즐을 갖는 커버;
    상기 커버의 내부 공간에 의해 형성되는 연소 챔버를 상기 출구 노즐측의 연소실과 상기 출구 노즐의 반대측의 배합실로 분할하도록 수직으로 설치되고, 수평방향으로 형성된 다수의 관통채널과 중앙의 개구를 포함하는 내화 격벽;
    코팅을 위한 와이어를 공급하기 위해 출구 노즐을 향해 서로 경사지게 배열되는 2개의 와이어 공급기;
    관형으로 형성되어, 그 내부 공간을 통과하는 와이어와 접촉하여 와이어에 전류를 공급하기 위한 전류 접촉자;
    상기 배합실과 연결되어 연료 가스와 공기를 공급하기 위한 연료 가스 및 공기 공급 수단;
    혼합기를 점화시키기 위한 점화 장치를 포함하고,
    상기 2개의 와이어 공급기에 의해 경사지게 공급되는 와이어는 상기 전류 접촉자 및 내화 격벽의 개구를 통해 출구 노즐로 안내되어, 출구 노즐에 인접한 위치에서 교차점을 형성하고,
    상기 내화 격벽의 관통채널의 단면적은 배합실 측에서 연소실 측으로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  2. 제1항에 있어서, 배합실 측에서의 관통채널의 전체 단면적은 개구를 제외한 내화 격벽의 단면적의 22~24%이고, 연소실 측에서의 채널의 전체 단면적은 개구를 제외한 내화 격벽의 단면적의 33~35%인 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 내화 격벽의 개구에 설치되어 상기 전류 접촉자의 고정 및 위치정렬을 하는 정렬 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 정렬 요소는 형상이 다른 복수의 세트로 구성되고, 상기 정렬 요소의 세트를 교체함으로써 와이어 교차점의 위치를 변위시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 내화 격벽의 개구 중앙을 통해 보호성 연료가스를 공급하기 위한 보호성 연료가스 공급 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 보호성 연료가스 공급 채널의 면적은 출구 노즐 면적의 17~25%인 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 내화 격벽의 개구에 설치되어 상기 정렬 요소를 연소실로부터 격리하고, 보호성 연료가스 및 와이어의 통과를 위한 개구를 갖는 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 정렬 요소는 상기 보호성 연료가스 공급 채널과 와이어의 이동 통로를 연결하는 보조 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 점화 장치는 커버에 고정되고, 상기 내화 격벽의 연소실측 단부로부터 수평으로 0.2~0.4 mm 이격되어 연소실을 향해 수직으로 0.1~1 mm 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  10. 제1항에 있어서, 관형으로 형성되고 상기 전류 접촉자와 연결되어 상기 와이어 공급기에 의해 공급되는 와이어의 경사각도를 조절할 수 있게 하는 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 출구 노즐은 노즐의 개방 면적을 조절할 수 있도록 상기 커버의 선단부에 부착되는 별도의 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  12. 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치에 있어서,
    그 선단부 중앙에 형성된 출구 노즐을 갖는 커버;
    상기 커버와 연결되어 연소 챔버를 형성하는 케이스;
    상기 케이스에 장착되어 상기 케이스의 내부 공간에 의해 형성되는 연소 챔버를 상기 출구 노즐측의 연소실과 상기 출구 노즐의 반대측의 배합실로 분할하도록 수직으로 설치되고, 수평방향으로 형성된 다수의 관통채널과 중앙의 개구를 포함하는 내화 격벽;
    코팅을 위한 와이어를 공급하기 위해 출구 노즐을 향해 서로 경사지게 배열되는 2개의 와이어 공급기;
    관형으로 형성되어, 그 내부 공간을 통과하는 와이어와 접촉하여 와이어에 전류를 공급하기 위한 전류 접촉자;
    상기 배합실과 연결되어 연료 가스와 공기를 공급하기 위한 연료 가스 및 공기 공급 수단;
    혼합기를 점화시키기 위한 점화 장치를 포함하고,
    상기 2개의 와이어 공급기에 의해 경사지게 공급되는 와이어는 상기 전류 접촉자 및 내화 격벽의 개구를 통해 출구 노즐로 안내되어, 출구 노즐에 인접한 위치에서 교차점을 형성하고,
    상기 내화 격벽의 관통채널의 단면적은 배합실 측에서 연소실 측으로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  13. 제12항에 있어서, 배합실 측에서의 관통채널의 전체 단면적은 개구를 제외한 내화 격벽의 단면적의 22~24%이고, 연소실 측에서의 채널의 전체 단면적은 개구를 제외한 내화 격벽의 단면적의 33~35%인 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 내화 격벽의 개구에 설치되어 상기 전류 접촉자의 고정 및 위치정렬을 하는 정렬 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 정렬 요소는 형상이 다른 복수의 세트로 구성되고, 상기 정렬 요소의 세트를 교체함으로써 와이어 교차점의 위치를 변위시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 내화 격벽의 개구 중앙을 통해 보호성 연료가스를 공급하기 위한 보호성 연료가스 공급 채널을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 보호성 연료가스 공급 채널의 면적은 출구 노즐 면적의 17~25%인 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 내화 격벽의 개구에 설치되어 상기 정렬 요소를 연소실로부터 격리하고, 보호성 연료가스 및 와이어의 통과를 위한 개구를 갖는 스크린을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 정렬 요소는 상기 보호성 연료가스 공급 채널과 와이어의 이동 통로를 연결하는 보조 채널을 갖는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 점화 장치는 상기 내화 격벽의 연소실측 단부로부터 수평으로 0.2~0.4 mm 이격되고, 연소실을 향해 수직으로 0.1~1 mm 돌출되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  21. 제12항에 있어서, 관형으로 형성되고 상기 전류 접촉자와 연결되어 상기 와이어 공급기에 의해 공급되는 와이어의 경사각도를 조절할 수 있게 하는 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  22. 제12항에 있어서, 상기 출구 노즐은 노즐의 개방 면적을 조절할 수 있도록 상기 커버의 선단부에 부착되는 별도의 부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  23. 제12항에 있어서, 상기 케이스는 상기 커버와의 수평방향 이격거리를 조절할 수 있도록 상기 커버와 연결되는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 커버와 케이스의 수평방향 이격거리의 미세조정은 상기 커버와 케이스의 연결부에 조정워셔를 삽입하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치.
KR1020090004110A 2009-01-19 2009-01-19 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치 KR20100084783A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090004110A KR20100084783A (ko) 2009-01-19 2009-01-19 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090004110A KR20100084783A (ko) 2009-01-19 2009-01-19 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100084783A true KR20100084783A (ko) 2010-07-28

Family

ID=42643973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090004110A KR20100084783A (ko) 2009-01-19 2009-01-19 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100084783A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102437500B1 (ko) * 2021-06-30 2022-08-30 (주)선영시스텍 아토마이저 장치
KR20230076886A (ko) * 2021-11-22 2023-06-01 (주)선영시스텍 크기별로 분류하는 금속 분말 분류장치를 활용한 다중 아토마이저 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102437500B1 (ko) * 2021-06-30 2022-08-30 (주)선영시스텍 아토마이저 장치
KR20230076886A (ko) * 2021-11-22 2023-06-01 (주)선영시스텍 크기별로 분류하는 금속 분말 분류장치를 활용한 다중 아토마이저 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6245390B1 (en) High-velocity thermal spray apparatus and method of forming materials
JP5813989B2 (ja) 高速フレーム溶射により基板をコーティングする装置
US4370538A (en) Method and apparatus for ultra high velocity dual stream metal flame spraying
JP5689456B2 (ja) プラズマ移行型ワイヤアーク溶射システム、プラズマ移行型ワイヤアーク溶射システム装置の始動方法及びプラズマ移行型ワイヤアーク溶射システム装置を用いて燃焼機関のシリンダーボアの表面を被覆する方法
JP3989984B2 (ja) 燃料およびオキシダント流の分離噴射を含む燃焼方法およびその燃焼装置
US7608797B2 (en) High velocity thermal spray apparatus
CN1196533C (zh) 形成单一连贯喷气流的装置和方法
RU2670600C1 (ru) Зажигание пламени электроположительного металла путем перевода активного газа в состояние плазмы
US6886757B2 (en) Nozzle assembly for HVOF thermal spray system
KR19980042686A (ko) 연료 및 산화제 스트림을 별도로 주입하는 연소 방법 및 연소장치
CA2335355C (en) Igniter with porous sleeve
JPH10505706A (ja) 高速、高圧プラズマ銃
US4604306A (en) Abrasive blast and flame spray system with particle entry into accelerating stream at quiescent zone thereof
JPH0727305A (ja) 酸素含有液体燃料燃焼装置と室の高温加熱用低ＮＯｘ火炎発生法
JPS6242665B2 (ko)
KR20100084783A (ko) 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치
KR100908436B1 (ko) 브라운 가스를 이용한 용사 장치 및 방법, 그리고 이를이용한 콘크리트 표면의 용사코팅 방법
JPH07102358A (ja) 表面被覆用の高溶融性線式及び粉末式溶射材を高速度フレーム溶射する方法と装置
US20070026157A1 (en) Flame coating method and corresponding device
JP2013019557A (ja) 管状火炎バーナ及びガラス加工方法
US5234164A (en) Device for high speed flame spraying of refractory wire of powder weld filler for the coating of surfaces
JP3524871B2 (ja) 物質を形成する高速熱スプレー装置及びこのスプレー装置によりコーティングまたは塊状物質を形成する方法
JP2002336744A (ja) 物質を形成する高速熱スプレー装置及びこのスプレー装置によりコーティングまたは塊状物質を形成する方法
CN112443843B (zh) 用于nox排放显著降低的蓄热式燃烧器
KR20100070244A (ko) 금속코팅물의 고속분사 코팅 장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application