WO2002060593A1 - Torche pour pulverisation thermique - Google Patents

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WO2002060593A1
WO2002060593A1 PCT/JP2001/000589 JP0100589W WO02060593A1 WO 2002060593 A1 WO2002060593 A1 WO 2002060593A1 JP 0100589 W JP0100589 W JP 0100589W WO 02060593 A1 WO02060593 A1 WO 02060593A1
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air
discharge
droplet
cylinder
nozzle
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PCT/JP2001/000589
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English (en)
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Inventor
Tadahiro Shimazu
Original Assignee
Shimazu Kogyo Yugengaisha
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Publication date
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Priority to PCT/JP2001/000589 priority patent/WO2002060593A1/ja
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/20—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion
    • B05B7/201—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed by flame or combustion downstream of the nozzle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B13/00—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00
    • B05B13/06—Machines or plants for applying liquids or other fluent materials to surfaces of objects or other work by spraying, not covered by groups B05B1/00 - B05B11/00 specially designed for treating the inside of hollow bodies
    • B05B13/0627—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies
    • B05B13/0636—Arrangements of nozzles or spray heads specially adapted for treating the inside of hollow bodies by means of rotatable spray heads or nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets

Definitions

  • the present invention relates to a spraying torch used for performing a surface treatment or the like with a sprayed material heated and melted by a working gas or a combustion gas that has been turned into plasma, and particularly to an inner surface of a pipe, a cylinder, or the like.
  • the present invention relates to a torch for thermal spraying that is suitable for performing a surface treatment.
  • Pipes for refrigerant used in boilers and power generators, pipes for connecting chemical reactors, and pipes for delivering chemicals are susceptible to corrosion because they transport special materials or are used under severe conditions. Therefore, the inner surface must be treated to improve corrosion resistance.
  • the need for surface treatment of the inner surface of the cylinder 91 provided in a large number in the cylinder block 90 shown in FIG. 12 is increasing.
  • the cylinder block 90 shown in FIG. 12 is used, for example, in the engine of a car. However, since it is necessary to reduce the weight of the whole car, this cylinder block 90 is made of lightweight aluminum. It must be formed of an alloy, and a coating of iron must be formed on the inner surface of each cylinder 91 so as to withstand biston sliding.
  • the surface treatment of the inner surface of the pipe ⁇ the inner surface of the cylinder 91 may be performed by plating, but the plating can form only a thin film. Required. Therefore, so-called “spraying technology” has come to attract attention as a technology that can obtain the required film thickness relatively easily.
  • the conventional thermal spraying technique uses a flat material to be sprayed as proposed in JP-A-61-149264 and JP-A-61-149265.
  • the inner surface of the pipe is the same as the inner surface of the cylinder 91 because it has a large curved surface shape as proposed in JP-A-56-106066. There was almost no thermal spraying technology for performing surface treatment on the inner surface of a cylindrical body.
  • a thermal spraying torch suitable for performing thermal spraying on the inner surface of the pipe 91 and the inner surface of the cylinder 91.
  • the thermal spraying torch proposed in this publication is provided with a pressure receiving section on the outer periphery of a rotatable discharge base provided at the tip end thereof, and by blowing gas to the pressure receiving section, the entire discharge base is provided. Is rotated.
  • the droplets 81 are ejected from the discharge nozzle.
  • the rotation of the discharge nozzle and the droplets 8 are performed.
  • the radial discharge of (1) enables thermal spraying of the inner surface of the pipe / cylinder 91.
  • the thermal spraying torch proposed in Japanese Utility Model Publication No. 5-29092 discloses a method for blowing gas to a pressure receiving part provided on the outer periphery of a discharge mouthpiece.
  • the first passage for gas supply had to be formed in the main body located outside the discharge mouthpiece, and the inner diameter of the first passage could not be made too large.
  • the inner diameter of the first passage could not be made too large, which limited the amount of gas that could be delivered to the outer periphery of the discharge mouth, and the rotation speed of the discharge mouth would not exceed the desired value. It is done.
  • a material having a relatively low melting point such as zinc is used as the thermal spraying material 80, on the contrary, such a high speed is not required, and mechanical damage of this kind of rotary torch is prevented.
  • the present inventor has set the rotation speed of the discharge mouthpiece to 800 r.p. ⁇ !
  • an object of the invention described in claim 1 is that the rotation speed of the discharge mouthpiece for discharging the droplets 81 radially is 800 r. ⁇ .
  • the present invention provides a thermal spraying torch 100 capable of performing thermal spraying between the inner surface of the pipe and the inner surface of the cylinder 91, which can be in the range of.
  • the object of the invention described in claim 2 is that the rotation speed of the discharge mouthpiece for radially discharging the droplets 81 is set at 800 r.p.m.
  • thermo spraying torch 100 which can protect a bearing supporting the discharge mouthpiece and has high durability. Disclosure of the invention
  • the working gas converted into plasma by the arc formed between the electrodes housed in the outer cylinder 10 or the combustion gas supplied through the outer cylinder 10 and burning in a high temperature state causes The sprayed material 80 which is sequentially supplied to the nozzle 40 and is heated and melted by the nozzle 40 is blown off by a working gas or a combustion gas to form a droplet 81, and the droplet 81 is injected together with the working gas or the combustion gas.
  • the spraying torch 100 which is rotatably accommodated in the front part of the nozzle 40 and has a droplet passage 61 for a droplet 81 at the center thereof, the discharge torch having a discharge mouthpiece 60.
  • a projection 63 for changing the discharge direction of the droplet 81 is formed at the center of the front end of the discharge base 60, and at the rear end of the discharge base 60, the protrusion 63 projects from the discharge base 60.
  • a spraying torch 10 characterized in that a rotation force is applied to the discharge port 60 by air ejected from an air ejection port 53 of an air ejection cylinder 50 arranged outside the air ejection space 66. 0 "
  • the thermal spraying torch 100 described in claim 1 is similar to the discharge mouthpiece in the thermal spraying torch already proposed by the present inventor in Japanese Utility Model Publication No. 5-29092. Although it has the discharge mouthpiece 60, the rear end of the discharge mouthpiece 60 protrudes from the discharge mouthpiece 60, and the inside of the air ejection tube 50 housed in the outer tube 10 is provided. A plurality of arm portions 65 arranged in a single unit are integrated. By forming the plurality of arms 65 at the rear end of the discharge base 60, the air injection space 66 from which the rotating air is ejected is the rear end of the discharge P 60, It is formed in the air jet cylinder 50 housed in the outer cylinder 10. Therefore, in this thermal spraying torch 100, as shown in FIG.
  • the entire air ejection cylinder 50 wrapping the entire arm 65 of the discharge mouthpiece 60 is provided.
  • a rotating air passage 13 can be formed around the circumference, and a large number of air outlets 53 formed in the air jetting cylinder 50 have a sufficient amount to rotate the discharge port 6 at high speed.
  • Gas such as air (usually compressed air or noncombustible gas) can be injected toward each arm 65.
  • the thermal spraying torch 100 of the embodiment shown in FIGS. 2 to 4 is a so-called "gas wire-type" torch for a thermal spraying apparatus. As shown in FIG. !
  • the sprayed material 80 is melted by the combustion gas supplied and combusted in a high temperature state, and the combustion gas and the gas such as the above-mentioned air after applying a rotational force to the discharge mouthpiece 60, The molten sprayed material 80 is blown off to form droplets 81.
  • the fuel gas and the supporting gas such as oxygen are supplied to the fuel gas supply pipe 11a and the supporting gas supply pipe connected to the support base 20 constituting the spraying torch 100, respectively.
  • the fuel gas passage 11 and the support gas passage 12 formed in the spraying torch 100 are supplied by the 12a, and the fuel gas and the support gas
  • the mixing is performed in a mixing chamber 36 formed by 30.
  • the mixed fuel gas and supporting gas are supplied to the mixed gas hole 43 formed in the nozzle 40 through the mixed gas hole 34 of the branch substrate 30, and the tip of each of the mixed gas holes 43 is formed. From the droplet mouth 61 into the droplet passage 61. This mixed gas is ignited by an external igniter and becomes a high-temperature combustion gas capable of melting the spray material 80.
  • the thermal spray material 80 is formed in a linear shape using, for example, steel as a material. As shown in FIG. 3, in particular, as shown in FIG. Through the center hole 32 of the nozzle 40 and the center hole 42 of the nozzle 40, the spraying torch 1 is protruded from the tip of the nozzle 40 at a constant speed from the flame 15 shown in FIG. 0 is supplied by an external device.
  • each droplet 81 is formed as shown by a dotted line in FIGS. 1 and 4. It will be emitted radially.
  • the thermal spraying torch 100 can also be used to form droplets 81 from the thermal spray material 80 by using a working gas converted into a plasma by an arc.
  • the above-described nozzle 40 or the sprayed material 80 passing therethrough may be used as a cathode, and the discharge mouthpiece 60 may be used as an anode.
  • the working gas may be passed through the fuel gas passage 11 and the supporting gas passage 12 instead of the fuel gas. Therefore, if this thermal spraying torch 100 is inserted into each cylinder 91 of the cylinder block 90 at a constant speed, for example, as shown in FIG. 12, the inner surface of each cylinder 91 will be The thermal spray film 82 as shown in FIG. 1 is formed.
  • the working gas converted into plasma by the arc formed between the electrodes housed in the outer cylinder 10 or the combustion gas supplied through the outer cylinder 10 and burning in a high temperature state causes The sprayed material 80, which is sequentially supplied to the nozzle 40 and heated and melted by the nozzle 40, is blown off by a working gas or a combustion gas to form droplets 81, and the droplets 81 are formed together with the working gas or the combustion gas.
  • a spraying torch 1 0 0 which is rotatably housed in the front part of the nozzle 40 and has a droplet passage 61 for a droplet 81 at the center and has a discharge mouthpiece 60.
  • a projection 63 for changing the discharge direction of the droplet 81 is formed at the center of the front end of the discharge base 60, and at the rear end of the discharge base 60, the protrusion 63 projects from the discharge base 60.
  • the friction block 70 is movably housed in the inside, and the outer circumferential surface 71 of each friction block 70 is brought into contact with the air jet cylinder 50 so that the rotational force is reduced to a predetermined value or less.
  • the spraying torch 100 of claim 2 has the same basic configuration as the spraying torch 100 of claim 1 described above.
  • the difference between the thermal spraying torch 100 in the range 2 and the claim 1 is that when a plurality of arms 65 are integrated at the rear end of the discharge mouthpiece 60, as shown in FIG.
  • an air injection space 66 from which rotating air is ejected and a plurality of storage support spaces 67 opening in a direction orthogonal to the center line are formed, and friction is generated in each of these storage support spaces 67. That is, the block 70 is movably stored.
  • each of these storage support spaces 67 is formed, and that the friction block 70 is movably stored in each of the storage support spaces 67 is the spraying torch 10 according to claim 1 described above. Since it is the same as 0, the description is omitted.
  • the air injection space 66 and the storage support space 67 are arranged in a “C” shape.
  • the three friction blocks 70 arranged as shown in FIG. 9 are movably accommodated in the three accommodation support spaces 67, respectively.
  • each friction block 70 can be brought into contact with the inner surface of the air ejection tube 50 located immediately outside the storage support space 67. At this time, each friction block 70 is accommodated in each accommodation support space 67 such that the outer peripheral surface 71 shown in FIGS. 9 and 10 faces outward.
  • the outer peripheral surface 71 of each friction block 70 is air-tight due to the centrifugal force when the discharge mouthpiece 60 rotates at high speed. It is in contact with the inner surface of the jetting cylinder 50 and is not rotating because it is provided on the outer peripheral surface 71 of each friction block 70 rotating together with the discharge mouthpiece 60 and the outer cylinder 10 side.
  • a frictional force is generated between the inner surface of the air ejection cylinder 50 and the rotational force of the discharge port 60 becomes less than a predetermined value due to the frictional force.
  • Adjustment of the frictional force by these friction blocks 70 is performed by adjusting the number of storage support spaces 67 and the number of friction blocks 70 stored in the storage support spaces 67 (for example, three storage support spaces 6 7).
  • changing the mass of the friction block 70 itself, etc. can be done by changing the mass of each friction block 70 as a whole. This is to change the coefficient of friction between the friction block 70 and the air jet cylinder 50 with which it comes into contact.
  • the thermal spraying torch 100 of the second aspect of the present invention is characterized in that the centrifugal force generated when the discharge mouthpiece 60 rotates at high speed causes the friction blocks 7 stored in the respective storage supporting spaces 67. Since the so-called brake is applied by 0, the discharge base 60 does not rotate more than necessary at a high speed, and the discharge base 60 is rotatably supported with respect to the outer cylinder 10. The bearings 64 and the tip opening 14 of the outer cylinder 10 are not damaged, resulting in high durability.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a thermal spraying experiment using a thermal spraying torch 100 according to the present invention.
  • FIG. 2 shows a thermal spraying film 82 formed on a work surface by the thermal spraying torch 100.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the thermal spraying torch 100 in FIG. 3, and
  • FIG. 4 is a sectional view showing a flame 15 formed by the thermal spraying torch 100.
  • FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view showing a state in which a droplet 81 is blown off by air from a rotary air passage 13.
  • FIG. 5 is a discharge mouthpiece constituting the torch 100 for thermal spraying.
  • FIG. 6 is a longitudinal enlarged side view of FIG. 60, FIG.
  • FIG. 6 is a front view of the discharge mouthpiece 60
  • FIG. 7 is a bottom view of the discharge mouthpiece 60
  • FIG. FIG. 9 is a cross-sectional bottom view taken along one line in FIG. 2
  • FIG. 10 is a plan view of a plurality of friction blocks 70 used in FIG. 10
  • FIG. 10 is a front view of the friction block 70
  • FIG. 11 is an enlarged plan view of a discharge mouthpiece 60.
  • FIG. 12 is a perspective view showing a state in which the surface treatment of the inner surfaces of a plurality of cylinders 91 is performed by simultaneously operating a plurality of torches 100 for thermal spraying.
  • FIG. 1 to FIG. The torch 100 is shown.
  • the thermal spraying torch 100 of the present embodiment melts a thermal spray material 80 formed as a wire rod by heat obtained by burning a mixed gas of a fuel gas and a supporting gas such as oxygen, thereby forming droplets 8.
  • a thermal spray material 80 formed as a wire rod by heat obtained by burning a mixed gas of a fuel gas and a supporting gas such as oxygen, thereby forming droplets 8.
  • molten wire type it is possible to adopt metal powder as the thermal spray material 80 or to melt the thermal spray material 80 by working gas converted into plasma by an arc. Needless to say. Since the thermal spraying torch 100 of this embodiment substantially includes both the inventions described in claims 1 and 2, the thermal spraying torch of this embodiment will be described below.
  • this thermal spraying torch 100 is placed in the outer cylinder 10 forming the outer shape from the lower side of FIG. 1a, a support base 20 to which the supporting gas supply pipe 12a and the air supply pipe 13a are connected, and a support projection 31 on the upper end of the center hole 22 of the support base 20 in the figure.
  • An air jet cylinder 50 is provided on the outer periphery, and a discharge mouthpiece 60 is provided so as to surround the tip of the nozzle 40.
  • the supporting base 20, the branch base 30, the nozzle 40, and the discharge base 60 have a central hole 22, a center of which coincides with the center, respectively.
  • a hole 32, a central hole 42, and a droplet passage 61 are formed, and these central holes 22 and central holes 3 are formed.
  • a sprayed material 80 painted black in the figure is sequentially supplied into the center hole 42 and the droplet passage 61 from the lower side in the figure at a constant speed.
  • a fuel gas passage 11, a support gas passage 12, and a rotating air passage 13 are formed in the outer cylinder 10 housing the above members.
  • the support base 20 is connected to the upper end opening of the outer cylinder 10 shown on the lower side in FIG. 3 and is fixed by fixing pins 21.
  • the support base 20 is formed on the outer periphery of the upper end of the support base 20.
  • the outer cylinder 10 shown in FIG. 2, that is, the outer cylinder 10 having a tip opening 14 formed at the center of the upper end, is different from the outer cylinder 10 shown at the lower end side of FIG. It is screwed.
  • a combustion supporting gas supply pipe 12 a connected to the lower end of the support base 20 is in communication with the recess serving as the chamber 23.
  • an air supply pipe 13a is connected to the center hole 22 of the support base 20, and compression for rotation is provided in the air supply pipe 13a. The air or the non-combustible gas is supplied, and the thermal spray material 80 is also supplied.
  • a fuel gas supply pipe 11a and a fuel gas supply pipe 12a are connected to the support base 20, and these fuel gas supply pipe 11a and fuel gas supply pipe 1a are connected.
  • the end of 2a is to form the fuel gas passage 11 and the supporting gas passage 12 in the support base 20, as shown in FIG.
  • the support projection 31 of the flow base 30 is inserted to assemble the flow base 30.
  • a central hole 32 to which the spray material 80 is supplied together with the rotating air is formed, and a large number of combustion supporting gas holes 33 are formed at a position slightly away from the central hole 32.
  • Each of the supporting gas holes 33 constitutes a supporting gas passage 12 by communicating with the above-described supporting gas chamber 23, and the tip thereof is connected to the mixing chamber 36.
  • a part of the mixing chamber 36 communicates with the fuel gas passage 11 described above, and the fuel gas supplied through the fuel gas passage 11 and the fuel gas holes 3 3 Is mixed with the supporting gas such as oxygen supplied from the reactor.
  • the mixed gas is supplied to the upper nozzle 40 side through each mixed gas hole 34 provided in the upper part of the branch substrate 30.
  • a lower end opening of the air ejection tube 50 is connected to the upper outer periphery of the branch substrate 30 while leaving a gap to be the rotating air passage 13 ′.
  • An air hole 35 indicated by a dotted line in FIG. 3 communicates with the air passage 13 with a center hole 32 of the branch substrate 30.
  • a support hole 37 is formed in the center of the upper end of the flow base 30, and the support protrusion 41 of the nozzle 40 is inserted into the support hole 37.
  • the nozzle 40 is connected to the branch substrate 30 by a support hole 37, and has a center hole 42 formed at the center thereof, through which the thermal spray material 80 and the compressed air are passed. Further, the nozzle 40 is provided with a mixed gas hole 43 for passing a mixed gas sent from the mixed gas hole 34 on the branch substrate 30 side.
  • the lower periphery of the nozzle 40 is also supported by an air ejection tube 50 described below. As shown in FIGS. 4 and 8, the air jet cylinder 50 is disposed immediately inside the outer cylinder 10 with the rotary air chamber 52 to be the rotary air passage 13 interposed therebetween.
  • the outer cylinder 10 is in contact with the inner surface of the outer cylinder 10 by an air stopper flange 51 formed at the upper end in FIG.
  • the air jet cylinder 50 has a large number of air jet ports which are obliquely opened so that the direction of the rotary air passage 13 is set to the direction shown by the arrow in the figure. 5 3 is formed.
  • the discharge base 60 has a droplet passage 61 in which a droplet 81 is formed at the center of the tip thereof, and a droplet 81 A projection 63 for changing the discharge direction of the air is formed, and an air passage 62 communicating with the projection 63 is also formed.
  • the upper end of the discharge mouth 60 is passed through a distal end opening 14 formed in the outer cylinder 10.
  • the outer cylinder 10 is rotatably supported by a bearing 64 interposed between the air stopper flange 51 and the outer cylinder 10.
  • a plurality of (four in this embodiment) projecting from the discharge mouthpiece 60 and arranged in the air ejection cylinder 50 housed in the outer cylinder 10 are provided.
  • the arm portion 65 is formed integrally, and the arm portion 65 as shown in FIG. 7 and FIG. And a plurality of storage support spaces 67 opened in a direction orthogonal to the center line.
  • the above-described air outlet cylinder 50 is arranged.
  • each of the friction blocks 70 has an outer peripheral surface 71 that is in contact with the inner surface of the air ejection cylinder 50 to generate a frictional force.
  • the thermal spraying torch 100 of the present embodiment uses a steel pipe material that has been quenched as a material constituting the air jetting cylinder 50 and has an inner diameter of 30 mm to 32 mm. did.
  • the material constituting each friction block 70 is a so-called bronze.
  • the area of the outer peripheral surface 71 was about 1.0 to 2.0 square centimeters, and the weight was 5 to 10 grams.
  • Various materials such as bakelite, tungsten, and aluminum alloy can be used as the material of the friction block 70. With the friction block 70 having such a size and weight, the rotation speed of the discharge mouthpiece 60 could be set to about 3,000 r.p.m. Industrial applicability
  • the rotation speed of the discharge mouthpiece 60 for radially discharging the droplets 81 is set to 800 r.p.m. 6, 00 r.P.m.
  • the inner surface of the pipe can be sprayed from the inner surface of the cylinder 91, and the thickness of the sprayed film 82 can be optimized. You can do it.
  • this thermal spraying torch 100 sets the rotation speed of the discharge nozzle 60 to 800 r.p. ⁇ ! 66,000 r.p.m., so that the thermal spray material 80 can be made of zinc with a low melting point to steel with a relatively high melting point.
  • the thermal spray coating 82 can be in any state.
  • a projection 63 for changing the discharge direction of the droplet 81 is formed at the center of the tip of the discharge mouthpiece 60, At the rear end of the discharge mouthpiece 60, a plurality of arms 65 protruding from the discharge mouthpiece 60 and arranged in the air ejection cylinder 50 housed in the outer cylinder 10 are integrally formed.
  • an air injection space 66 from which rotational air is jetted out and a plurality of storage support spaces 67 opened in a direction perpendicular to the center line are formed and arranged outside the air jet space 66.
  • the air spouted from the air spout 53 of the air spout cylinder 50 gives a rotational force to the discharge mouthpiece 60, and the friction block 70 is movably stored in each storage support space 67.
  • the outer peripheral surface 71 of each of these friction blocks 70 comes into contact with the air jetting cylinder 50 to reduce the rotational force to a predetermined value or less. It is the rotational speed of the discharge opening gold for discharging droplet 81 radially, 8 0 0 r. P. M. ⁇ 6, 0 0 0 r. P. M.
  • Appropriate ⁇ of It can be set to a value of, for example, about 3,000 r.p.m., so that the inner surface of the pipe and the inner surface of the cylinder 91 can be sprayed, and, of course, the discharge port 60 is supported.
  • the bearings 64 and the like can be protected and the durability can be increased.

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Description

明 糸田 書 溶射用トーチ 技術分野
この発明は、 プラズマ化された作動ガス、 または燃焼ガスによって加熱溶融さ れた溶射材料によつて表面処理等を行う場合に使用される溶射用トーチに関する ものであり、 特に管ゃシリンダ等の内面の表面処理を行うのに適した溶射用トー チに関するものである。 背景技術
ボイラーや発電装置に使用される冷媒の配管、 化学反応装置間を接続したり、 ' 薬品を配送したりする配管は、 特殊なものを搬送したり過酷な条件で使用される ことから腐食し易いものであるため、 その内面に表面処理を行って耐食性を向上 させなければならない。 同様に、 図 1 2図に示すシリンダブ口ック 9 0に多数設けてあるシリンダ 9 1 についても、 その内面の表面処理を行う必要性が高まってきている。 この図 1 2 図に示したシリンダプロック 9 0は、 例えば自動車のエンジンに使用されるもの であるが、 自動車全体の重量を軽くする必要性から、 このシリンダブ口ック 9 0 全体を軽量なアルミニウム合金によって形成し、 各シリンダ 9 1の内面にビスト ン摺動に耐えられるようにするための鉄による皮膜を形成しなければならない。 配管内面ゃシリンダ 9 1内面の表面処理は、 メツキによってもよいが、 メツキ では薄い膜しか形成できず、 しかもシリンダプロック 9 0のような大型のもので はメツキ処理装置として非常に大がかりなものが必要となる。 そこで、 必要な膜 厚が比較的容易に得られる技術として、 所謂 「溶射技術」 が着目されるようにな つてきたのである。 ところが、 従来の溶射技術は、 特開昭 6 1— 1 4 9 2 6 4号公報や特開昭 6 1 - 1 4 9 2 6 5号公報等において提案されているような被溶射材料が平面的なも のである場合や、 特開昭 5 6— 1 0 0 6 6 6号公報において提案されているよう な大きな曲面形状である場合のものであるため、 配管内面ゃシリンダ 9 1内面の ような筒状内面の表面処理を行う溶射技術は殆どなかったのである。 このため、 本発明者は、 実公平 5— 2 9 0 9 2号公報にて、 配管内面ゃシリン ダ 9 1内面の溶射を行うに適した溶射用トーチを既に提案してきているのであ る。 この公報にて提案した溶射用トーチは、 その先端部に回転自在に設けた吐出 口金の外周に受圧部を設けておき、 この受圧部にガスを吹き付けるようにするこ とによって、 吐出口金全体を回転させるようにしたものである。 勿論、 この吐出 口金からは溶滴 8 1が噴射されるのであり、 この噴射の際に溶 8 1の吐出を放 射状となるようにすることによって、 当該吐出口金の回転と溶滴 8 1の放射状吐 出により、 管ゃシリンダ 9 1内面の溶射を行えるようにしたものである。 ところが、 本発明者のその後の検討によると、 実公平 5— 2 9 0 9 2号公報に て提案した溶射用トーチでは、 吐出口金の回転数が、 特に円筒内面に均質な溶射 膜 8 2を形成するのに必要な高速回転数 （3， 0 0 0 r . p . m. 以上） にはな らず、 シリンダ 9 1の内面に均質な溶射膜 8 2を形成することが困難であること が分かったのである。 その理由を検討してみると、 実公平 5— 2 9 0 9 2号公報 にて提案した溶射用トーチでは、 吐出口金の外周に設けた受圧部にガスを吹き付 けるようにするために、 このガス供給のための第一通路を、 吐出口金の外側に位 置する本体に形成しなければならず、 この第一通路の内径をあまり大きくするこ とができなかったためと考えられる。 つまり、 第一通路の内径をあまり大きくす ることができず、 これによつて吐出口金の外周に送り込めるガス量に限界があつ たため、 吐出口金の回転数が希望以上にならないと考えられるのである。 勿論、 溶射材料 8 0として亜鉛等の比較的融点の低い材料を用いる場合には、 逆にそれ程の高速を必要としないのであり、 この種回転トーチの機械的損傷を防 止するには、 できるだけ低速であることが望まし ヽ場合もある。 そこで、本発明者は、 吐出口金の回転数を 8 0 0 r . p . π！.〜 6， 0 0 0 r . p . m. の範囲にできるようにするにはどうしたらよいか、 について種々検討を 重ねてきた結果、 本発明を完成したのである。 すなわち、 請求の範囲第 1項に記載の発明の目的とするところは、 溶滴 8 1を 放射状に吐出するための吐出口金の回転数を 8 0 0 r . ρ . π！.〜 6， 0 0 0 r . . p . m. の範囲とすることができて、 配管内面ゃシリンダ 9 1内面の溶射を行う ことのできる溶射用トーチ 1 0 0を提供することにある。 また、 請求の範囲第 2項に記載の発明の目的とするところは、 溶滴 8 1を放射 状に吐出するための吐出口金の回転数を、 8 0 0 r . p . m. 〜6， 0 0 0 r . p . m. の範囲の適宜な値、 例えば 3， 0 0 0 r . p . m. 程度に規定すること ができて、 配管内面ゃシリンダ 9 1内面の溶射を行うことができることは勿論、 当該吐出口金を支持しているべァリング等を保護することができて耐久性の高い 溶射用トーチ 1 0 0を提供することにある。 発明の開示
以上の目的を達成するために、 まず、 請求の範囲第 1項に記載した発明の採つ た手段は、 後述する 「発明を実施するための最良の形態」 中において使用する符 号を付して説明すると、
「外筒 1 0内に収納した電極間に形成されるアークによりプラズマ化した作動 ガス、 または外筒 1 0内を通して供給されて高温状態で燃焼している燃焼ガスに よって、 外筒 1 0内に順次供給されてノズル 4 0にて加熱溶融される溶射材料 8 0を作動ガスまたは燃焼ガスにより吹き飛ばすことにより溶滴 8 1を形成し、 こ の溶滴 8 1を作動ガスまたは燃焼ガスとともに噴射させるベく、 ノズル 4 0の前 方部分に回転自在に収納されて、 中心に溶滴 8 1のための溶滴通路 6 1を有する 吐出口金 6 0を備えた溶射用トーチ 1 0 0において、 吐出口金 6 0の先端部中央に、 溶滴 8 1の吐出方向を変換する突起 6 3を形成 するとともに、 吐出口金 6 0の後端に、 当該吐出口金 6 0から突出して、 外筒 1 0内に収納したエア噴出筒 5 0内に配置される複数のアーム部 6 5を一体化する ことにより、 回転エアが噴出されるエア噴射空間 6 6を形成して、
エア噴出空間 6 6の外側に配置したエア噴出筒 5 0のエア噴出口 5 3から噴出 するエアによって吐出口金 6 0に回転力を与えるようにしたことを特徴とする溶 射用トーチ 1 0 0」
である。 すなわち、 この請求の範囲第 1項に記載した溶射用トーチ 1 0 0は、 本発明者 が上記実公平 5— 2 9 0 9 2号公報にて既に提案した溶射用トーチにおける吐出 口金と同様な吐出口金 6 0を有するものではあるが、 この吐出口金 6 0では、 そ の後端に、 当該吐出口金 6 0から突出して、 外筒 1 0内に収納したエア噴出筒 5 0内に配置される複数のアーム部 6 5が一体化してあるものである。 そして、 こ れら複数のアーム部 6 5を吐出口金 6 0の後端に形成したことにより、 回転エア が嘖出されるエア噴射空間 6 6が吐出 P金 6 0の後端であって、 外筒 1 0内に収 納したエア噴出筒 5 0内に形成されることになるのである。 このため、 この溶射用トーチ 1 0 0では、 第 2図〜第 4図、 及び第 8図に示す ように、 その吐出口金 6 0の全アーム部 6 5を包み込むエア噴出筒 5 0の全周に 回転エア通路 1 3を形成することができ、 このエア噴出筒 5 0に多数形成してあ るエア噴出口 5 3力ら、 吐出口金 6ひを高速回転させるのに十分な量のエア等の ガス （通常は圧縮された空気あるいは不燃ガス） を各アーム部 6 5に向けて噴射 させることができるのである。 さて、図 2〜図 4に示した実施例の溶射用トーチ 1 0 0は、所謂「ガス溶線式」 の溶射装置用のトーチであり、 図 4に示すように、 外筒 1 0内を通し！:供給され て高温状態で燃焼している燃焼ガスによって溶射材料 8 0を溶融し、 この燃焼ガ スと、 吐出口金 6 0に回転力を付与した後の前述したエア等のガスとによって、 溶融した溶射材料 8 0を吹き飛ばして溶滴 8 1とするものである。 燃料ガス及び酸素等の支燃ガスは、 図 3に示すように、 当該溶射用トーチ 1 0 0を構成する支持基体 2 0にそれぞれ接続された燃料ガス供給管 1 1 a及び支燃 ガス供給管 1 2 aによって、 当該溶射用トーチ 1 0 0内に形成されている燃料ガ ス通路 1 1及び支燃ガス通路 1 2に供給されるのであり、 これらの燃料ガス及び 支燃ガスは、分流基体 3 0によって形成されている混合室 3 6内にて混合される。 混合された燃料ガス及び支燃ガスは、 分流基体 3 0の混合ガス孔 3 4を通してノ ズル 4 0に形成してある混合ガス孔 4 3内に供給され、 これら各混合ガス孔 4 3 の先端から吐出口金 6 0の溶滴通路 6 1内に噴出されるのである。 この混合ガス に対しでは、 外部の点火装置によって点火され、 溶射材料 8 0を溶融できる高温 となつた燃焼ガスとなるのである。 溶射材料 8 0は、 例えば鋼鉄を材料として線状に形成されたものであり、 特に 第 3図に示すように、 互いに連通し合っている支持基体 2 0の中心孔 2 2、 分流 基体 3 0の中心孔 3 2、 そしてノズル 4 0の中心孔 4 2を通して、 ノズル 4 0の 先端から、 つま第 4図に示した炎 1 5中から一定の速度で順次突出するように、 溶射用トーチ 1 0 0の外部装置によって供給されるものである。 ところで、この溶射用トーチ 1 0 0では、吐出口金 6 0が高速回転されていて、 ノズル 4 0の先端部では、 溶射材料 8 0が燃焼ガスによって溶融されて溶滴 8 1 となっていた。 このとき、 吐出口金 6 0のエア通路 6 2には、 第 4図に示すよう に、 当該吐出口金 6 0を回転させたエアが高速で通過しているし、 吐出口金 6 0 の先端にはエア通路 6 2の方向を約 1 0 0度程度曲げる突起 6 3が形成してある ため、 各溶滴 8 1は、 第 1図及び第 4図中の点線にて示したように、 放射状に噴 射されることになるのである。 勿論、 この溶射用トーチ 1 0 0は、 アークによりプラズマ化した作動ガスによ り、 溶射材料 8 0から溶滴 8 1を形成するものとすることもできるものである。 そのようにする場合には、 上述したノズル 4 0あるいはこの中を通される溶射材 料 8 0側を陰極とし、 吐出口金 6 0側を陽極とするように構成すればよい。 この 場合には、 燃料ガス通路 1 1及び支燃ガス通路 1 2内に燃料ガスではなく作動ガ スを通すようにすればよいものである。 従って、 この溶射用トーチ 1 0 0を、 例えば第 1 2図に示すように、 シリンダ プロック 9 0の各シリンダ 9 1内に一定の速度で揷入してやれば、 各シリンダ 9 1の内面には、 第 1図に示したような溶射膜 8 2が形成されるのである。 勿論、 吐出口金 6 0は高速回転しているのであるから、 各シリンダ 9 1の円筒状内面に は、 均一厚さ （実施例では約 0 . 1ミリ〜 0 . 3ミリ程度） の溶射膜 8 2が形成 されるのである。 さて、 上述した目的を達成するために、 今度は、 請求の範囲第 2項に記載した 発明の採った手段は、 後述する 「発明を実施するための最良の形態」 中において 使用する符号を付して説明すると、
「外筒 1 0内に収納した電極間に形成されるアークによりプラズマ化した作動 ガス、 または外筒 1 0内を通して供給されて高温状態で燃焼している燃焼ガスに よって、 外筒 1 0内に順次供給されてノズル 4 0にて加熱溶融される溶射材料 8 0を作動ガスまたは燃焼ガスにより吹き飛ばすことにより溶滴 8 1を形 し、 こ の溶滴 8 1を作動ガスまたほ燃焼ガスとともに噴射させるベく、 ノズル 4 0の前 方部分に回転自在に収納されて、 中心に溶滴 8 1のための溶滴通路 6 1を有する 吐出口金 6 0を備えた溶射用トーチ 1 0 0において、
吐出口金 6 0の先端部中央に、 溶滴 8 1の吐出方向を変換する突起 6 3を形成 するとともに、 吐出口金 6 0の後端に、 当該吐出口金 6 0から突出して、 外筒 1 0内に収納したエア噴出筒 5 0内に配置される複数のアーム部 6 5を一体化する ことにより、 回転エアが噴出ざれるエア噴射空間 6 6と、 中心線に対して直交す る方向に開口する複数の収納支持空間 6 7とを形成して、
エア噴出空間 6 6の外側に配置したエア噴出筒 5 0のエア噴出口 5 3から噴出 するエアによって吐出口金 6 0に回転力を与えるとともに、 各収納支持空間 6 7 内に摩擦プロック 7 0を移動可能に収納して、 これら各摩擦プロック 7 0の外周 面 7 1がエア噴出筒 5 0に当接して回転力を所定以下となるようにしたことを特 徴とする溶射用トーチ 1 0 0」
である。 すなわち、 この請求の範囲第 2項の溶射用トーチ 1 0 0は、 その基本構成を、 上述した請求の範囲第 1項の溶射用トーチ 1 0 0と同様にしているものである 1 この請求の範囲第 2項の溶射用トーチ 1 0 0と請求の範囲第 1項のそれとの 差異は、 吐出口金 6 0の後端に複数のアーム部 6 5を一体化したときに、 第 7図 に示すように、 回転エアが噴出されるエア噴射空間 6 6と、 中心線に対して直交 する方向に開口する複数の収納支持空間 6 7とを形成し、 これら各収納支持空間 6 7内に摩擦プロック 7 0を移動可能に収納したことである。 これら各収納支持 空間 6 7を形成したこと、 及び各収納支持空間 6 7内に摩擦プロック 7 0を移動 可能に収納した以外の点は、 前述した請求の範囲第 1項の溶射用トーチ 1 0 0と 同様であるので、 その説明は省略する。 本実施例においては、 第 7図に示すように、 回転エアが噴出される 1個のエア 噴射空間 6' 6と、 吐出口金 6 0の中心線に対して直交する方向に開口する 3個の 收納支持空間 6 7とを形成したものであり、 これらのエア噴射空間 6 6及び収納 支持空間 6 7は 「十」 字状に並んでだものとなっている。 つまり、 3個の各収納 支持空間 6 7内には、 第 9図に示すように配列される 3個の摩擦ブロック 7 0が それぞれ移動可能に収納されるのであり、 吐出口金 6 0が高速回転したときの遠 心力によって、 各摩擦プロック 7 0が収納支持空間 6 7の直ぐ外側に位置してい るエア噴出筒 5 0の内面に当接し得るようにしてある。 また、 このとき、 各収納 支持空間 6 7内には、 第 9図及び第 1 0図に示した外周面 7 1が外側を向くよう に、 各摩擦プロック 7 0を収納するようにする。 以上の結果、 この請求の範囲第 2項の溶射用トーチ 1 0 0では、 吐出口金 6 0 が高速回転したときの遠心力によって、 各摩擦ブロック 7 0の外周面 7 1がエア 噴出筒 5 0の内面に当接することになり、 吐出口金 6 0とともに回転している各 摩擦プロック 7 0の外周面 7 1と、 外筒 1 0側に設けられているため回転してい ないエア噴出筒 5 0の内面との間に摩擦力が発生し、 この摩擦力によって吐出口 金 6 0の回転力が所定以下となるのである。 これらの摩擦プロック 7 0による摩擦力の調整は、 収納支持空間 6 7の数、 こ れら収納支持空間 6 7内に収納される摩擦ブロック 7 0の数 （例えば 3個の収納 支持空間 6 7の内 2個だけに収納する）、 摩擦プロック 7 0自体の質量を変える こと、 等種々な変更を加えることによって行えるが、 その基本は、 各摩擦ブロッ ク 7 0全体の質量を変えるか、 これらの摩擦プロック 7 0とこれが接触するエア 噴出筒 5 0との間の摩擦係数を変えることである。 従って、 この請求の範囲第 2項の溶射用トーチ 1 0 0は、 吐出口金 6 0が高速 回転したときの遠心力によって、 各収納支持空間 6 7内に収納してある摩擦プロ ック 7 0によって所謂ブレーキを掛けることになるから、 吐出口金 6 0が必要以 上の高速回転をすることがなくなり、 この吐出口金 6 0を外筒 1 0に対して回転 自在に支持している各ベアリング 6 4や、 外筒 1 0の先端開口 1 4に損傷を与え ることがなく、 結果として耐久性の高いものとなっているのである。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明に係る溶射用トーチ 1 0 0による溶射実験を行っている斜視 図であり、 第 2図は、 同溶射用トーチ 1 0 0によってワーク表面に溶射膜 8 2を 形成している状態を示す部分断面図であり、 第 3図は、 同溶射用トーチ 1 0 0の 洋舞拡大断面図であり、 第 4図は、 同溶射用トーチ 1 0 0によって炎 1 5が形成 され、 かつ回転エア通路 1 3からのエアによって溶滴 8 1が吹き飛ばされている 状態を示す部分拡大断面図であり、 第 5図は、 同溶射用トーチ 1 0 0を構成して いる吐出口金 6 0の縦断拡大側面図であり、 第 6図は、 同吐出口金 6 0の正面図 であり、 第 7図は、 同吐出口金 6 0の底面図であり、 第 8図は、 図 2中の一線に 沿ってみた横断底面図であり、 第 9図は、 請求の範囲第 2項の溶射用トーチ 1 0 0において使用される複数の摩擦ブロック 7 0の平面図であり、 第 1 0図は、 同 摩擦ブロック 7 0の正面図であり、 第 1 1図は、 吐出口金 6 0の拡大平面図であ り、 第 1 2図は、 複数の溶射用トーチ 1 0 0を同時に作動させることによって複 数のシリンダ 9 1内面の表面処理を行っている様子を示す斜視図である。 発明を実施するための最良の形態 次に、 本発明を実施するための最良の形態を、 図面に基づいて説明すると、 第 1図〜第 4図には、 本発明の実施例である溶射用トーチ 1 0 0が示してある。 こ の実施例の溶射用トーチ 1 0 0は、 燃料ガスと酸素等の支燃ガスとの混合ガスを 燃焼させて得られる熱によって、 線材として形成した溶射材料 8 0を溶融して溶 滴 8 1とする、 所謂溶線式のものであるが、 溶射材料 8 0として金属粉を採用し たり、 溶射材料 8 0をアークによりプラズマ化した作動ガスによって溶融するよ うに実施してもよいことは、 言うまでもない。 また、 この実施例の溶射用トーチ 1 0 0は、 請求の範囲第 1項及び第 2項に記 載した両発明を実質的に含むものであるため、 以下では、 この実施例の溶射用ト ーチ 1 0 0を中心に説明していくこととする。 さて、 この溶射用トーチ 1 0 0は、 第 2図〜第 4図に示したように、 外形を形 成する外筒 1 0内に、 第 3図の順次下側から、 燃料ガス供給管 1 1 a、 支燃ガス 供給管 1 2 a、 及びエア供給管 1 3 aが接続される支持基体 2 0と、 この支持基 体 2 0の中心孔 2 2の図示上端に支持突起 3 1にて接続される分流基体 3 0と、 この分流基体 3 0の支持穴 3 7に支持突起 4 1にて接続されるノズル 4 0と、 こ のノズ^^ 4 0を囲むようにして分流基体 3 0の上端外周に配置したエア噴出筒 5 0と、 ノズレ 4 0の先端を囲むように配置した吐出口金 6 0とを備えている。 こ れら支持基体 2 0、 分流基体 3 0、 ノズル 4 0及び吐出口金 6 0には、 第 3図及 び第 1図に示したように、 それぞれ中心が一致する中心孔 2 2、 中心孔 3 2、 中 心孔 4 2、 及び溶滴通路 6 1が形成してあって、 これらの中心孔 2 2、 中心孔 3 2、 中心孔 4 2、 及び溶滴通路 6 1内には、 図中で黒く塗り潰した溶射材料 8 0 が、 図示下側から一定の速度で順次供給されるものである。 以上の各部材を収納した外筒 1 0内には、 燃料ガス通路 1 1、 支燃ガス通路 1 2、及び回転エア通路 1 3が形成されるのである力 これらの燃料ガス通路 1 1、 支燃ガス通路 1 2、 及び回転エア通路 1 3は、 支持基体 2 0、 分流基体 3 0、 ノ ズル 4 0及び吐出口金 6 0を組み付けることによって形成されるものであるか ら、 先に支持基体 2 0、 分流基体 3 0、 ノズル 4 0及び吐出ロ舍 6 0の構成を説 明することにする。 支持基体 2 0は、 第 3図の下端側に示した外筒 1 0の上端開口に接続されて固 定ピン 2 1によって固定さるものであり、 この支持基体 2 0の上端外周に形成し たネジ部には、 第 3図の下端側に示した外筒 1 0とは別の、 第 2図に示した外筒 1 0、 つまり上端中心に先端開口 1 4を形成した外筒 1 0が螺着されるものであ る。 また、 この支持基体 2 0の中程には、 当該支持基体 2 0に分流基体 3 0が組 み付けられた時に支燃ガス室 2 3となる囬所が形成してあり、 この支燃ガス室 2 3となる凹所には、 当該支持基体 2 0の下端に接続される支燃ガス供給管 1 2 a が連通している。 この支持基体 2 0の中心孔 2 2には、 第 3図に示したように、 エア供給管 1 3 aが接続されるのであり、 このエア供給管 1 3 a内には回転のための圧縮空気あ るいは不燃ガスが供給されるとともに、 溶射材料 8 0も供給されるものである。 また、 この支持基体 2 0には、 燃料ガス供給管 1 1 a及び支燃ガズ供給管 1 2 a が接続されるものであり、 これらの燃料ガス供給管 1 1 a及び支燃ガス供給管 1 2 aの先は、 第 3図に示したように、 支持基体 2 0内にて燃料ガス通路 1 1及び 支燃ガス通路 1 2を形成することになるものである。 この支持基体 2 0の中心孔 2 2上端には、 分流基体 3 0の支持突起 3 1を揷入 することにより、分流基体 3 0が組み付けられる。この分流基体 3 0の中心には、 回転エアとともに溶射材料 8 0が供給される中心孔 3 2が形成してあり、 この中 心孔 3 2から少し離れた位置に多数の支燃ガス孔 3 3が形成してある。 各支燃ガ ス孔 3 3は、 前述した支燃ガス室 2 3に連通して支燃ガス通路 1 2を構成するも のであり、その先端は、混合室 3 6に繋がっている。 この混合室 3 6の一部には、 前述した燃料ガス通路 1 1が連通しているものであり、 この燃料ガス通路 1 1を 通して供給されてくる燃料ガスと、 支燃ガス孔 3 3から供給されてくる酸素等の 支燃ガスとが混合されるのである。 混合ガスは、 当該分流基体 3 0の上部に設け た各混合ガス孔 3 4を通して、 その上方のノズル 4 0側に供給される。 また、 この分流基体 3 0の上部外周には、 回転エア通路 1 3'となるべき隙間を 残した状態で、 エア噴出筒 5 0の下端開口部が連結されるものであり、 形成され た回転エア通路 1 3に対しては、 第 3図中の点線で示したエア孔 3 5によって、 当該分流基体 3 0の中心孔 3 2が連通されるようになつている。 そして、 この分 流基体 3 0の上端中央には、 支持穴 3 7が形成して って、 この支持穴 3 7内に は、 ノズル 4 0側の支持突起 4 1が挿入されるのである。 ノズル 4 0は、 支持穴 3 7によって分流基体 3 0に接続されるものであり、 そ の中心には、 溶射材料 8 0や圧縮エアが通される中心孔 4 2が形成してある。 ま た、 このノズル 4 0には、 分流基体 3 0側の混合ガス孔 3 4から送られてくる混 合ガスを通すための混合ガス孔 4 3が形成してある。 そして、 このノズル 4 0の 下部外周は、 次に述べるエア噴出筒 5 0によっても支持されている。 エア噴出筒 5 0は、 第 4図及び第 8図に示したように、 回転エア通路 1 3とな るべき回転エア室 5 2を介在させた状態で、 外筒 1 0の直ぐ内側に配置される円 筒状ものであり、 第 4図の図示上端に形成したエア止めフランジ 5 1によって外 筒 1 0の内面に当接しているものである。 また、 このエア噴出筒 5 0には、 第 8 図に示したように、 回転エア通路 1 3の方向を図中の矢印にて示した方向とする ために斜めに明けた多数のエア噴出口 5 3が形成してある。 吐出口金 6 0は、 第 2図、 第 5図及び第 6図に示したように、 その先端部中央 に、 溶滴 8 1が形成される溶滴通路 6 1と、 この溶滴 8 1の吐出方向を変換する 突起 6 3とを形成するとともに、 この突起 6 3内にも通ずるエア通路 6 2を形成 したものである。 また、 この吐出口金 6 0の上端部は、 外筒 1 0に形成してある 先端開口 1 4に揷通されるものであり、 第 4図にも示したように、 エア噴出筒 5 0のエア止めフランジ 5 1と外筒 1 0との間に介装したベアリング 6 4によつ て、 外筒 1 0に対して回転自在に支持したものである。 また、 この吐出口金 6 0の後端には、 当該吐出口金 6 0から突出して、 外筒 1 0内に収納したエア噴出筒 5 0内に配置される複数 （本実施例では 4本） のァー ム部 6 5を一体的に形成したものであり、 これらのアーム部 6 5によって、 第 7 図及び第 8図に示したように、 回転エアが噴出されるエア噴射空間 6 6と、 中心 線に対して直交する方向に開口する複数の収納支持空間 6 7とを形成したもので あ エア噴出空間 6 6の外側には、前述したエア嘖出筒 5 0が配置されるのであり、 このエア噴射空間 6 6を構成しているアーム部 6 5に対しては、 第 8図に示した ように、 エア噴出筒 5 0のエア噴出口 5 3から噴出するエアが吹き付けられるの であり、 これによつて吐出口金 6 0に回転力が与えられるのである。 そして、各収納支持空間 6 7 (本実施例では図 8の上下及び右側の合計 3箇所） 内には、 第 4図及び第 8図に示したように、 摩擦ブロック 7 0が移動可能に収納 してある。 これら各摩擦ブロック 7 0は、 第 9図及び第 1 0図に示したように、 エア噴出筒 5 0の内面に搢接して摩擦力を発生させる外周面 7 1が形成してあ る。 さて、 本実施例における溶射用トーチ 1 0 0においては、 エア噴出筒 5 0を構 成する材料として焼きを入れた鋼管材であって、 内径が 3 0ミリ〜 3 2ミリのも のを使用した。 一方、 各摩擦プロック 7 0を構成する材料としては、 所謂ブロン ズを採用して、 その外周面 7 1の面積が 1 . 0〜2 . 0平方センチメートル程度 となるようにし、 重さが 5〜1 0グラムとなるようにした。 なお、 摩擦プロック 7 0の材料としては、 ベークライト、 タングステン、 アルミ合金等、 種々なもの が適用できる。 このような、 大きさや重さを有する摩擦ブロック 7 0としたときに、 吐出口金 6 0の回転数を 3， 0 0 0 r . p . m. 程度とすることができた。 産業上の利用可能性
以上のように構成した本発明の溶射用トーチ 1 0 0によれば、 溶滴 8 1を放射 状に吐出するための吐出口金 6 0の回転数を 8 0 0 r . p . m.〜6， 0 0 0 r . P . m. の範囲とすることができて、 配管内面ゃシリンダ 9 1内面の溶射を行う ことができて、 溶射膜 8 2の厚さを最適なものとすることができるのである。 特 に、 この溶射用トーチ 1 0 0は、 吐出口金 6 0の回転数を 8 0 0 r . p . π！. 〜 6， 0 0 0 r . p . m. の範囲とすることができるため、 溶射材料 8 0として融 点の低い亜鉛から、 融点の比較的高い鋼鉄までのものを採用することができ、 ど んな状態の溶射膜 8 2ともすることができるものである。 また、 請求の範囲第 2項に記載の溶射用トーチ 1 0 0のように、 吐出口金 6 0 の先端部中央に、 溶滴 8 1の吐出方向を変換する突起 6 3を形成するとともに、 吐出口金 6 0の後端に、 当該吐出口金 6 0から突出して、 外筒 1 0内に収納した エア噴出筒 5 0内に配置される複数のアーム部 6 5を一体ィ匕することにより、 回 転エアが噴出されるエア噴射空間 6 6と、 中心線に対して直交する方向に開口す る複数の収納支持空間 6 7とを形成して、 エア噴出空間 6 6の外側に配置したェ ァ噴出筒 5 0のエア噴出口 5 3から噴出するエアによって吐出口金 6 0に回転力 を与えるとともに、 各収納支持空間 6 7内に摩擦プロック 7 0を移動可能に収納 して、 これら各摩擦プロック 7 0の外周面 7 1がエア噴出筒 5 0に当接して回転 力を所定以下となるようにした場合には、 溶滴 8 1を放射状に吐出するための吐 出口金の回転数を、 8 0 0 r . p . m. 〜6， 0 0 0 r . p . m. の銪囲の適宜 な値、 例えば 3， 0 0 0 r . p . m. 程度に規定することができて、 配管内面や シリンダ 9 1内面の溶射を行うことができることは勿論、 当該吐出口金 6 0を支 持しているベアリング 6 4等を保護することができて耐久性の高いものとするこ とができるのである。

Claims

求 の 範 囲
1. 外筒 （10) 内に収納した電極間に形成されるアークによりプラズマ化した 作動ガス、 または外筒 （10) 内を通して供給されて高温状態で燃焼している燃 焼ガスによって、 外筒 （10) 内に順次供給されてノズル （40) にて加熱溶融 される溶射材料 （80) を作動ガスまたは燃焼ガスにより吹き飛ばすことにより 溶滴 （81) を形成し、 この溶滴 （81) を作動ガスまたは燃焼ガスとともに噴 射させるべく、 ノズル （40) の前方部 に回転自在に収納されて、 中心に溶滴 (81) のための溶滴通路 （61) を有する吐出口金 （60) を備えた溶射用ト ーチ （100) において、
吐出口金（60)の先端部中央に、溶滴（81)の吐出方向を変換する突起 (6 3) を形成するとともに、 吐出口金 （60) の後端に、 当該吐出口金 （60) か ら突出して、 外筒 （10) 内に収納したエア噴出筒 （50) 内に配置される複数 のアーム部 （65) を一体化することにより、 回転ェ Tが噴出されるエア噴射空 間 （66) を形成して、
エア噴出空間 （66) の外側に配置したエア噴出筒 （50) のエア噴出口 （5 3) 力 ら噴出するエアによって吐出口金 （60) に回転力を与えるようにしたこ とを特徴とする溶射用トーチ （100)。 .
2. 外筒 （10) 内に収納した電極間に形成されるアークによりプラズマ化した 作動ガス、 または外筒 （10) 内を通して供給されて高温状態で燃焼している燃 焼ガスによって、 外筒 （10) 内に順次供給されてノズル （40) にて加熟溶融 される溶射材料 （80) を作動ガスまたは燃焼ガスにより吹き飛ばすことにより 溶滴 （81) を形成し、 この溶滴 （81) を作動ガスまたは燃焼ガスとともに噴 射させるべく、 ノズル （40) の前方部分に回転自在に収納されて、 中心に溶滴 (81) のための溶滴通路 （61) を有する吐出口金 （60) を備えた溶射用ト ーチ （100) において、
吐出口金（60) の先端部中央に、溶滴（81) の吐出方向を変換する突起 (6 3) を形成すると,ともに、 吐出口金 （60) の後端に、 当該吐出口金 （60) か ら突出して、 外筒 （10) 内に収納したエア噴出筒 （50) 内に配置される複数 のアーム部 （65) を一体化することにより,、 回転エアが嘖出されるエア噴射空 間 （66) と、 中心線に対して直交する方向に開口する複数の収納支持空間 （6 7) とを形成して、
エア噴出空間 （66) の外側に配置したエア噴出筒 （50) のエア噴出口 （5 3) から噴出するエアによって吐出口金 （60) に回転力を与えるとともに、 各 収納支持空間 （67) 内に摩擦プロック （70) を移動可能に収納して、 これら 各摩擦ブロック （70) の外周面 （71) がエア噴出筒 （50) に当接して回転 力を所定以下となるようにしたことを特徴とする溶射用トーチ （100)。
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