JP3300381B2 - 熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプおよび熱噴霧ガン - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱噴霧ガンおよびとく
に或る角度で噴霧流を偏向するためのかかる熱噴霧ガン
用ガスキヤツプに関し、より詳しくは、入口端および出
口端を備えた貫通通路を有し、前記貫通通路が入口端か
らの熱噴霧バーナの噴霧流を受容する熱噴霧ガン用角度
形成ガスキヤツプに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炎噴霧としてまた知られている熱噴霧は
金属またはセラミツクのごとき熱溶融材料を軟化しかつ
被覆されるはずである表面に対して軟化された材料を粒
子形状に推進する熱を伴う。加熱された粒子はそれらが
それに冷却されかつ結合される表面に衝突する。１つの
型の熱噴霧ガンにおいて、熱溶融材料は搬送ガス中で粉
末形状において熱噴霧ガンに供給される。かかる粉末は
代表的には、例えば、１００メツシユアメリカ合衆国規
格網目サイズ（１４９ミクロン）ないし約２ミクロンの
間の小さな粒子からなる。選択的には、ワイヤが送り材
料として使用される。

【０００３】熱噴霧ガンは通常粉末粒子の溶融のための
熱を発生するのに燃焼またはプラズマ炎を利用する。電
気アーク、抵抗ヒータまたは誘導ヒータのごとき他の加
熱手段が同様に利用されることができ、そしてそれらは
単独でまたは他の形状のヒータを組み合わせて使用され
ることができる。

【０００４】特別な挑戦は孔、パイプ等のごとき閉じ込
め区域の内側表面に噴霧している。噴霧ガンは通常少な
くとも数ｃｍの噴霧距離により前方に噴霧し、そして普
通の噴霧ガンは少なくとも１５ｃｍの長さであり、小さ
な孔内で側方に噴霧する能力を制限する。過去において
種々の適合が内側表面を被覆するためになされた。最も
簡単な場合においてノズルが、アメリカ合衆国特許第
３，１７１，５９９号（ロトリコ）における粉末炎噴霧
ガンに関して開示されたように、延長部の端部で側方に
向けられる。これは延長部が比較的硬いワイヤを収容し
なければならないのでワイヤ噴霧ガンには可能でない。
それゆえ、側方から空気により溶融ワイヤチツプを吹き
付けること（アメリカ合衆国特許第３，１３６，４８４
号、デツツトリツヒ）、空気キヤツプを屈曲すること
（アメリカ合衆国特許第３，１２２，３２１号、ウイル
ソン等）およびこれらの組み合わせ（アメリカ合衆国特
許第３，１２２，３２１号、ジリランド等）を含む他の
偏向装置が考案された。プラズマ噴霧ガンにおいては二
重角度ノズルが使用された（アメリカ合衆国特許第３，
７０７，６１５号、ロトリコ等）。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】上述したアプローチには本譲
受人のアメリカ合衆国特許第４，８６５，２５２号に開
示された型の最近開発された高速熱噴霧ガンの延長部を
設けるの適合し得るものがなかつた。高速ガスヘツドの
複雑さは側方に向けるように容易に小型化することがで
きず、非常に速い速度の炎噴霧流が十分に偏向されるこ
とができず、そして従来の屈曲ガスキヤツプは腐食およ
び粉末形成を受け易い。

【０００６】それゆえ、本発明の目的は、熱噴霧ガン用
の新規なガスキヤツプ、とくに或る角度で密閉区域内に
噴霧するための極めて高速型の熱噴霧ガンを得ることが
可能なガスキャップを提供することにある。

【０００７】本発明の他の目的は、閉じ込め区域に噴霧
するための改良された熱噴霧ガンを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記および他の目的は、
本発明によれば、貫通通路が、入口端から延在する入口
通路、出口端に延在する出口通路、および入口および出
口通路間を接続する中間通路を含み、前記入口通路が、
入口軸線に関して対称であり、かつ前記出口通路が、ゼ
ロより大きい前記入口軸線に対して選択された角度で方
向付けられる出口軸線に関して対称でありかつ結果的に
前記入口軸線と出口軸線とは同一平面上に位置し、前記
中間通路が、前記平面に対して対称でありそして近い部
分および遠い部分を有し、前記近い部分が、前記平面内
に横たわる入口軸線に隣接する近い部分の通路軸線のま
わりに略半円筒状であり、前記遠い部分が、該遠い部分
の通路軸線のまわりに略半円筒状であり、前記遠い部分
の通路軸線が、前記中間通路の出口端から入口端に向っ
て前記近い部分の通路軸線から離れる方向にずれて前記
平面内に延在し、かつ前記出口端において前記入口軸線
に対してゼロと前記選択された角度の中間角度において
方向付けられていることを特徴とする熱噴霧ガン用角度
形成ガスキヤツプにより達成される。

【０００９】本発明によるガスキャップの好適な実施例
によると、前記近い部分の通路軸線および前記入口軸線
が一致している。

【００１０】また、同様に、１つの実施例によると、前
記入口軸線、出口軸線および遠い部分の通路軸線が、前
記中間通路の出口端における共通の一点において交差し
ている。

【００１１】さらに、本発明によるガスキャップのもう
1 つの好ましい実施例によれば、前記遠い部分が、その
通路軸線に沿った半径方向位置において、入口通路及び
出口通路の各隣接する壁部分を実質的に接続する壁部分
を有している。

【００１２】さらに、本発明によるガスキャップのもう
1 つの好ましい実施例によれば、前記選択された角度
が、約３０°ないし６０°の間である。

【００１３】もう１つの本発明によるガスキャップの実
施例によれば、中間角度が、前記選択された角度の約１
／５ないし１／２である。

【００１４】さらに好ましくは、前記中間角度が、前記
選択された角度の約１／３である。

【００１５】また、本発明によるガスキャップの１つの
好ましい実施例によれば、前記近い部分と前記遠い部分
との境界縁部が面取りされる。

【００１６】また、本発明によるガスキャップの１つの
好ましい実施例によれば、前記入口通路が、前記中間通
路に隣接して画成された入口半径と略筒状を成してお
り、前記出口通路が、前記出口端に向かって収束する円
錐形状であり、そして前記出口端が、前記入口半径より
小さい値の出口半径を有する。

【００１７】さらに、本発明によるガスキャップの１つ
の好ましい実施例によれば、前記出口半径が、前記入口
半径の約５０％ないし７５％の間である。

【００１８】加えて、本発明によるガスキャップのもう
１つの好ましい実施例によれば、前記近い部分が、前記
出口半径と前記入口半径との間の値を有する近い部分の
半径を有し、そして前記遠い部分が、前記近い部分の半
径と前記出口半径との間の値を有する遠い部分の半径を
有する。

【００１９】本発明によるガスキャップのもう１つの好
ましい実施例によれば、前記中間通路が、前記入口通路
から前記近いおよび遠い部分に接続する入口軸線に関し
て対称な円錐状に収束する部分を有する。

【００２０】本発明によるガスキャップのもう１つの好
ましい実施例によれば、前記ガスキヤツプ部材が、第１
部材および第２部材とで一体に構成され、前記第１部材
が前記入口通路および前記中間通路を有し、そして前記
第２部材が前記出口通路を有する。

【００２１】さらに、本発明による熱噴霧ガン用角度形
成ガスキャップに関わるもう１つの具体的構成によれ
ば、入口端および出口端を備えた貫通通路を有するガス
キヤツプ部材から成り、前記貫通通路が、入口端からの
熱噴射バーナの噴霧流を受容する熱噴霧ガン用角度形成
ガスキャップにおいて、前記貫通通路が、前記入口端か
ら延在する入口通路、前記出口端に延在する出口通路、
および前記入口および出口通路間を接続する中間通路を
含み、前記入口通路が、入口軸線に関して実質上対称で
あり、かつ前記出口通路が、前記入口軸線に対して約３
０°〜６０°の間の選択された角度で方向付けられる出
口軸線に関して前対記出口端に向かって円錐状に収束
し、その結果前記入口軸線および前記出口軸線が平面を
画成し、前記出口端が、前記入口半径の約５０％ないし
７５％の間の出口半径を有し、前記中間通路が、前記平
面に対して対称でありかつ近い部分、遠い部分および前
記入口通路から前記近い部分及び遠い部分に接続する前
記入口軸線に関して対称な円錐状に収束する部分を有
し、そして、前記近い部分が、前記入口軸線のまわりに
略対称でありかつ前記入口半径と前記出口半径との間の
値を有する近い部分の半径を有し、そして、前記遠い部
分が、その通路軸線のまわりに略対称でありかつ前記近
い部分の半径と前記出口半径との間の値を有し、前記遠
い部分の通路軸線が、前記平面内において、前記中間通
路の出口端から離れる方向に前記近い部分の通路軸線か
らずれておりかつ前記入口軸線に対して前記選択された
角度の約１／５ないし１／２の間の角度に方向付けら
れ、前記遠い部分が、その通路軸線に沿った半径方向位
置において、入口通路及び出口通路の各隣接する壁部分
を実質的に接続する壁部分を有し、前記近い部分と前記
遠い部分との間の境界縁部が面取りされている。

【００２２】上記した本発明による熱噴霧ガン用角度形
成ガスキャップに関わる具体的構成の１つの実施例によ
れば、前記選択された角度が、４５°である。

【００２３】さらに、上記した目的は、本発明によれ
ば、噴霧流を発生器するためのバーナヘツド、および該
バーナヘツドに取り付けられかつ入口端からの噴霧流を
受容するように前記入口端および出口端を備えた貫通通
路を有するガスキヤツプからなる熱噴霧ガンにおいて、
前記貫通通路が、前記入口端から延在する入口通路、前
記出口端に延在する出口通路、および前記入口および出
口通路間を接続する中間通路を含み、前記入口通路が、
入口軸線に関して対称であり、かつ前記出口通路が、ゼ
ロより大きい前記入口軸線に対して選択された角度で方
向付けられる出口軸線に関して対称でありかつ結果的に
前記入口軸線と出口軸線とは同一平面上に位置し、前記
中間通路が、前記平面に対して対称でありそして近い部
分および遠い部分を有し、前記近い部分が、前記平面内
に横たわる入口軸線に隣接する近い部分の通路軸線のま
わりに略半円筒状であり、前記遠い部分が、該遠い部分
の通路軸線のまわりに略半円筒状であり、前記遠い部分
の通路軸線が、前記中間通路の出口端から入口端に向っ
て前記近い部分の通路軸線から離れる方向にずれて前記
平面内に延在し、かつ前記出口端において前記入口軸線
に対してゼロと前記選択された角度の中間角度において
方向付けられていることを特徴とする熱噴霧ガンが提供
される。

【００２４】本発明による熱噴霧ガンの好ましい１つの
実施例として、前記近い部分の通路軸線および前記入口
軸線が一致し、前記バーナヘツドが前方ノズル面を有す
るノズル部材からなり、該ノズル部材が、前記入口通路
を通って同軸的に前記中間通路に延在し、前記中間通路
と出口通路が、前記前方ノズル面に境界付けられる燃焼
室を画成し、さらに、前記熱噴霧ガンが、大気圧以上の
少なくとも２バールの圧力で前記ノズル部材から前記燃
焼室に同軸的に燃焼ガスおよび酸素からなる燃焼混合物
の環状流を噴射するための燃焼ガス手段、前記ノズル部
材から外方に前記入口通路を通って前記燃焼室に加圧非
燃焼ガスの外方環状流を噴射するための外方ガス手段、
および、前記燃焼混合物の燃焼により、熱溶融材料を繊
細に分割された形状において含有している超音波噴霧流
が前記出口端を通って押し出されるように、前記ノズル
部材から同軸的に前記入口軸線に近い前記燃焼室に搬送
ガスと共に熱溶融熱噴霧粉末を供給するための供給手段
から成っている。

【００２５】本発明による熱噴霧ガンのもう１つの好ま
しい実施例として、前記ノズル部材から前記燃焼混合物
と前記粉末−搬送ガスとの間に同軸的に加圧ガスの内方
環状流を噴射するための内方ガス手段を備えたことを特
徴としている。

【００２６】上記した本発明による熱噴霧ガンの更に好
ましい１つの実施例として、前記選択された角度が約３
０°ないし６０°の間であり、前記中間角度が、前記選
択された角度の約１／５ないし１／２であり、前記遠い
部分が、その通路軸線に沿った半径方向位置において、
入口通路及び出口通路の各隣接する壁部分を実質的に接
続する壁部分を有し、前記近い部分と前記遠い部分との
間の境界縁部が面取りされ、前記出口通路が、前記出口
端に向かって円錐状に収束しており、前記入口通路が、
前記中間通路に隣接する入口半径を有し、前記出口端
が、前記入口半径の約５０％ないし７５％の間の値を有
する出口半径を有し、前記近い部分が、前記出口半径と
前記入口半径との間の値を有する半径を有し、前記遠い
部分が、前記近い部分の半径と前記出口半径との間の値
を有する半径を有し、さらに、前記中間通路が、前記入
口通路から前記近いおよび遠い部分に接続する入口軸線
に関して対称な円錐状に収束する部分を有している。

【００２７】上記した本発明による熱噴霧ガンの好まし
い１つの実施例として、前記ノズル部材が、前記入口通
路を通って同軸的に前記中間通路に延在する管状外方部
分を有し、前記管状外方部分が、該外方部分を取り囲む
前記中間通路の円錐状に収束する壁部分において終端し
ている。

【００２８】更に、好ましい本発明による熱噴霧ガンの
好ましい１つの実施例として、前記ノズル部材が、その
先端部分を前記遠い部分に形成された円錐状に傾斜した
壁部分の軸方向に沿った中間位置に配置されている。

【００２９】以下、本発明による熱噴霧ガン及びそれに
使用される角度形成ガスキヤツプに係る好適な実施例を
添付図面に沿って説明する。

【００３０】

【実施例】本発明による熱噴霧装置が図１および図２に
示される。図２は紙面の右側において図１の紙面左側に
続くものとする。熱噴霧ガン１０は基本的には後方ガン
本体およびバーナヘツド１４を備えた延長部１２からな
る。後方本体（図示せず）はガスを供給するための弁調
節および通路を含んでいる。バーナヘツドは好都合に
は、上述したアメリカ合衆国特許第４，８６５，２５２
号に開示されたように、極めて高速噴霧に利用される型
からなる。ガスキヤツプ１６はバーナヘツドに取り付け
られる。燃料、酸素および空気は上述したアメリカ合衆
国特許第３，１２２，，３２１号に教示されたような通
常の方法においてそれぞれの供給源４０，４２，４４か
らバーナヘツドに供給される。

【００３１】燃料および酸素用通路は、後方ガン本体か
ら延在するそれぞれの堅固な管１８，２０に接続する。
供給器４６からの粉末を含有する搬送ガス用の第３の管
２２が同様に延在し、その結果３本の管は互いに調節し
て平行に保持される。粉末供給器４６は従来のまたは所
望の型からなるがノズルおよびガスキヤツプ内の背圧に
より粉末を運ぶのに十分高い圧力で搬送ガスを供給する
ことができねばならない。

【００３２】選択的に、粉末／搬送パイプ２２は粉末の
代わりに熱噴霧されるようなワイヤ用のワイヤガイドに
することが可能である。これらのパイプはまた１５ｃｍ
から１ｍまたはそれ以上の範囲である、ガン延長部に関
して選ばれた長さを示す距離だけ後方本体から間隔が置
かれたバーナヘツド１４を堅固に支持するように作用す
る。

【００３３】本例のバーナヘツド１４において、筒状の
サイフオンプラグ２４が対応する孔に嵌合され、そして
複数のＯ−リング２６がガス気密密封を維持する。サイ
フオンプラグは管２２からの粉末／搬送流を受容する通
路３９を有する中央管２８を備えている。（サイフオン
プラグは選択的にワイヤの供給を受容する中央通路を有
する。）サイフオンプラグはさらにその中に環状溝３２
および複数の相互接続通路３６（図示せず）を備えたさ
らに他の環状溝３４を有している。

【００３４】酸素は供給源４２から管１８を通って通路
３８に通されそこから溝３２内にかつ相互連絡通路３６
を通って流れる。同様な装置が燃料ガスを供給源４０か
ら管２０および通路５０を通って環状溝３４に通し、酸
素と混合し、かつ燃焼混合物として通路３６と一直線に
整列されたさらに他の通路５２を通って環状溝５４に流
入するように設けられる。該環状溝５４は混合物をノズ
ル部材５８の後方部分の複数の通路５６に供給する。

【００３５】ノズル部材５８は、管状内方部分６０およ
び管状外方部分６２から構成される。（ここで及び特許
請求の範囲において使用される「内方」及び「外方」は
軸線に対して半径方向の位置を示す。また「前方」はノ
ズル部材５８の噴霧端に向かう軸方向位置を示し、「後
方」はその反対方向位置を示す）。管状内方および外方
部分は、燃焼混合物の環状流を燃焼室に案内及び噴射す
るための管状オリフィス６４である。この管状オリフィ
スは円周方向に等間隔に開口するリング状のオリフィス
をも兼ねている。環状溝５４から流入する空気燃焼混合
物は管状オリフィス６４を通過し、ノズル部材５８の前
方端面であるノズル面６８で環状流を生じ、次いで端部
凹所７０内で点火される。

【００３６】ノズルナツト７２およびブツシユ７４はガ
スヘツド７３上にノズル部材５８およびサイフオンプラ
グ２４を保持する。バーナのノズル部材５８は、その前
方に位置するガスキヤツプ１６の内部にまで伸びてい
る。ノズル部材５８はまた粉末を供給する中央管２８用
の軸方向孔８２を備えている。ノズルの粉末が通過する
孔８０は通路３０からノズル面６８内に穿設された他の
凹所８４にまで延在している。

【００３７】ガスキヤツプ１６は気密継ぎ手を形成する
ネジ付きの保持リング８８により円筒形のハウジング８
６の端部外周面に同軸的に螺着される。ハウジング８６
はバーナヘツド１４の後方にまで延在する。ガスキヤツ
プ１６およびハウジング８６の前方端は、前方軸受９０
によつてバーナヘツド１４とガスキャップ１６との間に
取り付けられており、前方軸受９０はその長さを延長す
ることで、相互に一体化されたガスキヤツプ１６及びハ
ウジング８６のバーナヘツド１４に対する相対回転を必
要に応じ可能とする。前方軸受９０は、好ましくは青銅
で製造されかつガスキヤツプ１６の後方端部外周面に圧
力嵌めされると同時にノズル保持器としての機能を有す
る焼き入れ鋼からなるブツシユナット７４の内側部分に
嵌合される。

【００３８】ハウジング８６はその後方延長部を効果的
に作用するガスヘッド７３の末端部に対して回転可能な
管状部材９２に螺合される。係止カラー９４は管状部材
の所定軸方向位置にハウジングを係止するようにハウジ
ング８６の端面に当接しかつ管状部材９２に螺合され
る。Ｏ−リング密封体９６がハウジングと管状部材９２
との間に介挿されている。

【００３９】ニードルベアリングが好ましい後方軸受９
８は管状部材９２を、結果的にはハウジング８６を、ガ
スヘツド７３に対して主軸線１００と正確に整列して回
転可能に支承している。管状部材９２はそれが、例え
ば、摺動回転可能に密封するように潤滑された二重のＯ
−リングにより、その後方に位置付けられた本体の孔に
嵌合されるように後端部が延長されている。

【００４０】入口軸線上でハウジングを回転させるため
の従来の駆動手段（図示せず）は管状部材９２の周部の
ギヤ歯または駆動プーリを含んでいる。管状部材の後方
に接続された本体に取り付けられた電動機からは駆動軸
が伸びかつ付属のギヤボツクスによりシフトダウンされ
る。駆動軸に取付られた駆動ギヤまたはプーリは管状部
材９２の周部に取り付けられたギヤ歯またはベルトに係
合して、例えば２００ｒｐｍで管状部材９２、ハウジン
グ８６およびガスキヤツプ１６からなる構体を回転させ
る。

【００４１】空気または他の不燃焼ガスは、供給源４４
から管状部材９２内の接続区域１０２及びハウジング８
６内の接続区域１０３及び貫通孔１０４を通り、そし
て、ノズルナット７２の内部空間１０６に加圧された状
態で導入される。貫通孔１０４は接続区域１０２及び１
０３の各部分を連通するために軸受９８を通過する。管
１８と管状部材９２との間にそしてハウジング８６とガ
スヘツド７３との間に残されたこれらの各空間は、空気
供給源４４に付属する弁から流れる空気用の通路を提供
する。

【００４２】鋼製のブツシユナット７４のさらに他の組
の孔１０８（図には１つのみが示されている）は、次い
で内部空間１０６内の加圧空気をガスキヤツプ１６と連
通している前方環状室１１０に接続している。ノズル部
材５８は前方でガスキャップ１６の壁１１４と共にスロ
ツト１１２の出口が環状に開口する燃焼室１１６を画成
する。スロット１１２から出てくる空気流は粉末材料の
内方流と混合される外方流として燃焼室１１６を通って
ガスキヤツプ１６の出口端１１８から継続して流出す
る。燃焼室１１６はその出口端１１８と反対側の後方端
でノズル部材５８の前方ノズル面６８により境界付けら
れる。

【００４３】好ましくはノズル部材５８の管状内方部分
６０は、その中に複数の平行な内方オリフィス１２０を
有し、これらの内方オリフィス１２０はノズルのオリフ
ィス８０から出ている中央粉末送給路のまわりに、空気
のごときガス状の環状内方被覆流を形成する。この空気
の環状内方被覆流は粉末材料の壁１１４上への堆積傾向
の低減に著しく寄与する。環状内方被覆流の空気は好都
合には区域１０２から、ガスヘツド７３内の導管（図示
せず）を経由して中央管２８に隣接する環状溝１２２に
接続される。内方被覆空気流は一般には外方被覆流量の
１％ないし１０％の間にすべきである。

【００４４】図３は前方ノズル面６８の凹所７０の無い
代替形状に組み立てられたノズル部材５８を示してお
り、ノズルの噴射角度を４５°に設定したガスキヤツプ
１６をより詳細に示す。本発明によるガスキヤツプ１６
はそれを貫通する角度偏向した通路１２４を備えた角度
偏向ガスキヤツプであり、該ガスキヤツプは入口端１２
６および出口端１１８を有している。上述されたよう
に、通路１２４は熱噴霧バーナヘツド１４の噴霧流を入
口端から受容する。通路は入口端から延在する入口通路
１２８、出口端に延在する出口通路１３２、および入口
および出口通路間を接続する中間通路１３０から形成さ
れる。

【００４５】その形状が複雑なため、ガスキヤツプ部材
１６は好都合には図４の分解図に示されるように最初に
別個に形成された２つの部材から一体に形成される。第
１部材１３４は入口通路１２８および中間通路１３０を
含み、そして第２部材１３６は出口通路１３２を含んで
いる。前記第１部材１３４は、ガスキヤツプ１６の入口
軸線１４４に対して４５°の角度Ａで前方に傾斜した遠
方端面１３８を下半部に有し、前記入口軸線に垂直に交
差する軸線に対して１８．５°の角度Ｂで後方傾斜した
近方端面１４０を上半部に有し、２つの端面は入口軸線
１４４上の角部１４２において合致している。第２部材
１３６の下半部に形成された遠方整合面１４８は出口軸
線１４６に対して直角であり、かつその上半部に形成さ
れた近方整合面１５０はその軸線１４６に対して垂直に
交差する軸線に対して２６．５°の角度Ｃを以って前方
に傾斜しており、これらの整合面はまた軸線１４６にお
いて角部１５２において合致している。２つの部材は一
体のガスキヤツプ１６を形成するように双方の角部１４
２，１５２とともに両方の対向する端面同志がろう付け
される。

【００４６】入口通路１２８は入口軸線１４４に関して
対称である。出口通路１３２は入口軸線１４４に対して
選択されたゼロより大きい角度で方向付けられた出口軸
線１４６に関して対称である。選択された角度は管状加
工片等の側壁にむら無く塗布出来るように熱噴霧流に十
分な側方成分を付与すべきである。かくして角度はゼロ
より大きいどのような角度にすることも可能であり、そ
して好ましくは、約３０°から少なくとも６０°、例え
ば図示した実施例の場合は４５°である。

【００４７】とくに本発明によれば、中間通路１３０は
入口軸線１４４に対して非対称であり、かつ入口軸線１
４４及び出口軸線１４６を含む平面に対しては対称であ
る。中間通路１３０は近い部分１５４および遠い部分１
５６（図４）を含み、「近い」および「遠い」は入口軸
線から離れて角度が付けられる通路１３２の出口端１１
８に対する位置関係で表現されている。また、図５の端
面図に示されるように、近い部分１５４は、入口軸線１
４４に一致する近い通路軸線１５８のまわりに全体とし
て半円筒状である。

【００４８】遠い部分１５６はまたその遠い通路軸線１
６０のまわりに全体として半円筒状である。この遠い通
路軸線１６０は、出口端１１８から入口端１２６に向か
って近い通路軸線１５８からずれておりかつ入口軸線１
４４上の点１６１から所定の角度Ｄを以って方向付けら
れる。因みに、近い通路軸線１５８、出口軸線１４６お
よび遠い通路軸線１６０はすべて共通の点１６１で交差
しすると同時に中間通路の出口端の一部を成している。
所定の角度Ｄの値は好ましくは１４°、または本例にお
いて選択された出口軸線１４６の角度４５°の約１／３
である。概して、所定の角度Ｄは、出口軸線の角度の約
１／５ないし１／２の間の中間角度に設定すべきであ
る。

【００４９】通路内に半円筒状の近い部分１５４および
遠い部分１５６を備えたガスキヤツプ１６の第１部材１
３４を製造するために、近い部分（図５）の半径Ｒ₂ よ
り僅かに小さい直径Ｍを有するエンドミルにより近い部
分１５４を穿孔するのが有利である。例えば近い部分の
５．９ｍｍ（０．２３３インチ）の半径Ｒ₂ に関して、
４．７５ｍｍ（０．１８７５インチ）が使用される。こ
れは実質上半円筒状部分だけでなく、また遠い部分１５
６に近接する部分１６２において小さい半径Ｍ／２を結
果として生じる。また近い部分１５４と遠い部分１５６
との間にはっきりした境界縁部１６６がある。かかる縁
部は、他の方法ではガスキヤツプ１６の出口端１１８近
傍に幾らかの切削粉が堆積する可能性があり、エンドミ
ル１６４により境界縁部１６６が面取りされる。

【００５０】出口通路１３２は出口に向かって円錐状に
収束し、例えば本例において軸線１４６に対して７°で
収束するものとする。出口端は入口通路１２８の半径Ｒ
₁ より小さい値を持つ出口半径Ｒ₄ を有する。出口半径
Ｒ₄ は入口半径Ｒ₁ の約５０％ないし７５％の間に、例
えば７．６５ｍｍ（０．３０１インチ）の入口半径に対
して４．８５ｍｍ（０．１９１インチ）、すなわち６４
％にすべきである。出口通路１３２の入口１６８は近い
部分１５４および遠い部分１５６に各々当接しかつ非対
称の中間通路１３０の寸法に整合するように許容し得る
固有の小さな肩部と共に仕上げられる。

【００５１】通路１３０の近い部分１５４は好ましくは
入口半径Ｒ₁ と出口端１１８における半径Ｒ₄ との間の
値、例えば５．９ｍｍ（０．２３３インチ）を持つ半径
Ｒ₂を有している。遠い部分１５６は近い部分１５４の
半径Ｒ₂ より小さくかつ好ましくは出口端１１８におけ
る半径Ｒ₄ より大きい値、例えば遠い半径は５．３ｍｍ
（０．２１０インチ）の半径Ｒ₃ を有している。

【００５２】遠い部分１５６の円錐状に傾斜した壁部分
１７０が、近い部分１５４の通路軸線１５８から半径方
向により離れた位置において形成されており、この壁部
分は、実質的に入口通路１２８および出口通路１３２の
それぞれの隣接する壁部分と接続しており、種々の半径
および軸線の総合的な選択により位置付けられる。これ
は通路内の屈曲部位の外側における比較的滑らかな輪郭
を得ることを目的とする。外方壁接合部での小さな段差
または肩部は実用上何ら差し支えなく、例えば、本例に
おけるガスキヤツプにおいて、実質的に０．５ｍｍの段
差または肩部が許容し得る値である。

【００５３】本バーナヘツド１４のノズル部材５８上に
嵌合されるガスキヤツプ１６の入口通路１２８は筒状で
ありかつその入口半径Ｒ₁ はほぼ一定の値を有する。入
口通路は入口端からより大きく始り、僅かに離れれて半
径Ｒ₁ 以下に収束する。しかしながら、好都合には、入
口通路１２８は入口軸線１４４に関して対称の円錐状に
収束する部分１７６を有し、それにより入口通路１２８
をより小さな部分１５４，１５６へ連成する（壁が結合
する末端壁部分１７０での小さな変化を除いて）。

【００５４】熱噴霧ガンは高速噴霧に関して上述したア
メリカ合衆国特許第４，８６５，２５２号に記載された
とほぼ同様に作動される。筒状燃焼室へのガスの各々の
供給は十分に高い圧力で、例えば大気圧以上の２気圧で
供給され、そして燃焼されたガスおよび空気の混合物が
粉末を運んでいる超音波流として出口端から出るよう
に、点火装置によるごとく通常点火される。燃焼の熱は
基板上に被覆を堆積するごとく粉末材料を少なくとも熱
軟化する。衝撃ダイヤモンドが観察可能にすべきであ
る。

【００５５】本発明の角度形成ガスキヤツプは該ガスキ
ヤツプ内の顕著な腐食または粉末形成なしに少なくとも
４５°の角度に噴霧流を良好に偏向することができる。
ステンレス鋼の高品質被覆は本書に記載された回転特徴
を利用する一定の９ｃｍの直径の内部に塗布される。

【００５６】同様なガスキヤツプは、上述したアメリカ
合衆国特許第３，１７１，５９９号、同第３，１２２，
３２１号および同第３，７０７，６１５号にそれぞれ記
載された型の、低速粉末噴霧ガン、ワイヤ噴霧ガンおよ
びプラズマ噴霧ガンを含んでいる、本発明による他の型
の熱噴霧ガンに利用されることができる。かくして、本
書にかつ特許請求の範囲に広く使用されるような用語
「バーナヘツド」は燃焼ノズル装置ならびにアークプラ
ズマ発生器を意味する。

【００５７】ガスキヤツプは特別な型のガンに適合され
る。例えば、プラズマガンの場合にガスキヤツプはアノ
ードでありかつ入口通路の内方半径は中央カソードと協
働して適宜に選択される。噴霧流への粉末噴射は内部
（上述されたように）または通常のプラズマガンに関す
るように外部にすることができる。粉末噴射のさらに他
のオプシヨンは、中央通路８０を置き換えている、図１
の通路（破線）２０２により示されるようにガスキヤツ
プを横断してもよい。

【００５８】本発明は特別な実施例に関連して詳細に上
述されれたけれども、本発明の精神および特許請求の範
囲内にある種々の変化および変更が当該技術に熟練した
者に明らかとなろう。それゆえ、本発明は特許請求の範
囲またはそれらの同等物によつてのみ制限される。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による熱噴
霧ガン用角度形成ガスキヤツプは、貫通通路が、入口端
から延在する入口通路、出口端に延在する出口通路、お
よび前記入口および出口通路間を接続する中間通路を含
み、前記入口通路が、入口軸線に関して対称であり、か
つ前記出口通路が、ゼロより大きい前記入口軸線に対し
て選択された角度で方向付けられる出口軸線に関して対
称でありかつ結果的に前記入口軸線と出口軸線とは同一
平面上に位置し、前記中間通路が、前記平面に対して対
称でありそして近い部分および遠い部分を有し、前記近
い部分が、前記平面内に横たわる入口軸線に隣接する近
い部分の通路軸線のまわりに略半円筒状であり、前記遠
い部分が、該遠い部分の通路軸線のまわりに略半円筒状
であり、前記遠い部分の通路軸線が、前記中間通路の出
口端から入口端に向って前記近い部分の通路軸線から離
れる方向にずれて前記平面内に延在し、かつ前記出口端
において前記入口軸線に対してゼロと前記選択された角
度の中間角度において方向付けられている構成を備えて
いるので、或る角度で密閉区域内に噴霧するための極め
て高速型の熱噴霧ガンの提供が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を組み込んでいる熱噴霧ガンを示す長手
方向断面図である。

【図２】本発明を組み込んでいる熱噴霧ガンの図１の紙
面左端に続くものとして示す長手方向断面図である。

【図３】本発明によるガスキヤツプを含んでいる構体を
示す長手方向断面図である。

【図４】図３のガスキヤツプを示す分解斜視図である。

【図５】図４のガスキヤツプの１部材を示す端面図であ
る。

【符号の説明】

１０ 熱噴霧ガン １４ バーナヘツド １６ ガスキヤツプ ３０ 通路 ５８ ノズル部材 ８６ ハウジング １１０ 環状室 １１８ 出口端 １２４ 角度形成屈曲通路 １２６ 入口端 １２８ 入口通路 １３０ 中間通路 １３２ 出口通路 １３４ 第１部材 １３６ 第２部材 １４４ 入口軸線 １４６ 出口軸線 １５４ 近い部分 １５６ 遠い部分

フロントページの続き (73)特許権者 596152899 1101 Ｐｒｏｓｐｅｃｔ Ａｖｅｎｕ ｅ，Ｗｅｓｔｂｕｒｙ，Ｎｅｗ Ｙｏｒ ｋ，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 マーティン・イー・ハッカー アメリカ合衆国 ニュー・ヨーク 11779、レイク・ロンコンコマ、デュア ン・ドライヴ 19 (72)発明者 メルヴィン・イー・ターナー アメリカ合衆国 ニュー・ヨーク 11793、ワンタ、ケント・ロード 2930 (72)発明者 ロナルド・テイラー アメリカ合衆国 ニュー・ヨーク 11365、フレッシュ・メドウズ、ワンハ ンドレッドナインティーセヴンス・スト リート 5608 (72)発明者 アントニー・ジェー・ロトリコ アメリカ合衆国 ニュー・ヨーク 11784、ハウパウグ、スパロウ・レイン １ (56)参考文献 特開 昭56−150451（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−164600（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−132298（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3122321（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B05B 7/20

Claims (21)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入口端（１２６）および出口端（１１
   ８）を備えた貫通通路（１２４）を有し、前記貫通通路
   が入口端（１２６）からの熱噴霧バーナの噴霧流を受容
   する熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ（１６）におい
   て、 前記貫通通路（１２４）が、前記入口端（１２６）から
   延在する入口通路（１２８）、前記出口端に延在する出
   口通路（１３２）、および前記入口および出口通路間を
   接続する中間通路（１３０）を含み； 前記入口通路（１２８）が、入口軸線（１４４）に関し
   て対称であり、かつ前記出口通路（１３２）が、ゼロよ
   り大きい前記入口軸線に対して選択された角度で方向付
   けられる出口軸線（１４６）に関して対称でありかつ結
   果的に前記入口軸線（１４４）と出口軸線（１４６）と
   は同一平面上に位置し； 前記中間通路（１３０）が、前記平面に対して対称であ
   りそして近い部分（１５４）および遠い部分（１５６）
   を有し、 前記近い部分（１５４）が、前記平面内に横たわる入口
   軸線（１４４）に隣接する近い部分の通路軸線（１５
   ８）のまわりに略半円筒状であり、 前記遠い部分（１５６）が、該遠い部分の通路軸線（１
   ６０）のまわりに略半円筒状であり、 前記遠い部分（１５６）の通路軸線（１６０）が、前記
   中間通路（１３０）の出口端（１６１）から入口端（１
   ２６）に向って前記近い部分の通路軸線（１５８）から
   離れる方向にずれて前記平面内に延在し、かつ前記出口
   端（１６１）において前記入口軸線（１４４）に対して
   ゼロと前記選択された角度の中間角度（Ｄ）において方
   向付けられている、 ことを特徴とする熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ。
2. 【請求項２】 前記近い部分の通路軸線（１５８）およ
   び前記入口軸線（１４４）が一致していることを特徴と
   する請求項１に記載の熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツ
   プ。
3. 【請求項３】 前記入口軸線（１４４）、出口軸線（１
   ４６）および遠い部分（１５６）の通路軸線（１６０）
   が前記中間通路（１３０）の出口端における共通の一点
   （１６１）において交差することを特徴とする請求項２
   に記載の熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ。
4. 【請求項４】 前記遠い部分（１５６）が、その通路軸
   線（１６０）に沿った半径方向位置において、入口通路
   （１２８）及び出口通路（１３２）の各隣接する壁部分
   を実質的に接続する壁部分（１７０）を有していること
   を特徴とする請求項１に記載の熱噴霧ガン用角度形成ガ
   スキヤツプ。
5. 【請求項５】 前記選択された角度が、約３０°ないし
   ６０°の間であることを特徴とする請求項１に記載の熱
   噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ。
6. 【請求項６】 中間角度（Ｄ）が、前記選択された角度
   の約１／５ないし１／２であることを特徴とする請求項
   １に記載の熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ。
7. 【請求項７】 前記中間角度（Ｄ）が、前記選択された
   角度の約１／３であることを特徴とする請求項５に記載
   の熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ。
8. 【請求項８】 前記近い部分（１５４）と前記遠い部分
   （１５６）との境界縁部が面取りされることを特徴とす
   る請求項１に記載の熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツ
   プ。
9. 【請求項９】 前記入口通路（１２８）が、前記中間通
   路（１３０）に隣接して画成された入口半径（Ｒ₁ ）と
   略筒状を成しており、前記出口通路（１３２）が、前記
   出口端（１１８）に向かって収束する円錐形状であり、
   そして前記出口端が、前記入口半径より小さい値の出口
   半径（Ｒ₄ ）を有することを特徴とする請求項７に記載
   の熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ。
10. 【請求項１０】 前記出口半径（Ｒ₄ ）が、前記入口半
    径（Ｒ₁ ）の約５０％ないし７５％の間であることを特
    徴とする請求項９に記載の熱噴霧ガン用角度形成ガスキ
    ヤツプ。
11. 【請求項１１】 前記近い部分（１５４）が、前記出口
    半径（Ｒ₄ ）と前記入口半径（Ｒ₁ ）との間の値を有す
    る近い部分の半径（Ｒ₂ ）を有し、そして前記遠い部分
    （１５６）が、前記近い部分の半径（Ｒ₂ ）と前記出口
    半径（Ｒ₄ ）との間の値を有する遠い部分の半径
    （Ｒ₃ ）を有することを特徴とする請求項８に記載の熱
    噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ。
12. 【請求項１２】 前記中間通路（１３０）が、前記入口
    通路（１２８）から前記近いおよび遠い部分（１５４，
    １５６）に接続する入口軸線（１４４）に関して対称な
    円錐状に収束する部分（１７６）を有することを特徴と
    する請求項１１に記載の熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤ
    ツプ。
13. 【請求項１３】 前記ガスキヤツプ部材（１６）が、第
    １部材（１３４）および第２部材（１３６）とで一体に
    構成され、前記第１部材（１３４）が前記入口通路（１
    ２８）および前記中間通路（１３０）を有し、そして前
    記第２部材（１３６）が前記出口通路（１３２）を有す
    ることを特徴とする請求項１に記載の熱噴霧ガン用角度
    形成ガスキヤツプ。
14. 【請求項１４】 入口端（１２６）および出口端（１１
    ８）を備えた貫通通路（１２４）を有するガスキヤツプ
    部材（１６）から成り、前記貫通通路（１２４）が、入
    口端（１２６）からの熱噴射バーナの噴霧流を受容する
    熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプにおいて、 前記貫通通路（１２４）が、前記入口端（１２６）から
    延在する入口通路（１２８）、前記出口端（１１８）に
    延在する出口通路（１３２）、および前記入口および出
    口通路間を接続する中間通路（１３０）を含み、 前記入口通路（１２８）が、入口軸線（１４４）に関し
    て実質上対称であり、かつ前記出口通路（１３２）が、
    前記入口軸線に対して約３０°〜６０°の間の選択され
    た角度で方向付けられる出口軸線（１４６）に関して前
    対記出口端（１１８）に向かって円錐状に収束し、その
    結果前記入口軸線（１４４）および前記出口軸線（１４
    ６）が平面を画成し、前記出口端（１１８）が、前記入
    口半径（Ｒ₁ ）の約５０％ないし７５％の間の出口半径
    （Ｒ₄ ）を有し、 前記中間通路（１３０）が、前記平面に対して対称であ
    りかつ近い部分（１５４）、遠い部分（１５６）および
    前記入口通路（１２８）から前記近い部分及び遠い部分
    に接続する前記入口軸線（１４４）に関して対称な円錐
    状に収束する部分（１７６）を有し、そして、 前記近い部分（１５４）が、前記入口軸線（１４４）の
    まわりに略対称でありかつ前記入口半径（Ｒ₁ ）と前記
    出口半径（Ｒ₄ ）との間の値を有する近い部分の半径
    （Ｒ₂ ）を有し、 そして、前記遠い部分（１５６）が、その通路軸線（１
    ６０）のまわりに略対称でありかつ前記近い部分の半径
    （Ｒ₂ ）と前記出口半径（Ｒ₄ ）との間の値（Ｒ₃ ）を
    有し、 前記遠い部分の通路軸線（１５０）が、前記平面内にお
    いて、前記中間通路（１３０）の出口端から離れる方向
    に前記近い部分の通路軸線（１５８）からずれておりか
    つ前記入口軸線（１４４）に対して前記選択された角度
    の約１／５ないし１／２の間の角度（Ｄ）に方向付けら
    れ、 前記遠い部分（１５６）が、その通路軸線（１６０）に
    沿った半径方向位置において、入口通路（１２８）及び
    出口通路（１３２）の各隣接する壁部分を実質的に接続
    する壁部分（１７０）を有し、 前記近い部分（１５４）と前記遠い部分（１５６）との
    間の境界縁部（１６６）が面取りされている、 ことを特徴とする熱噴霧ガン用角度形成ガスキヤツプ。
15. 【請求項１５】 前記選択された角度（Ｄ）が、４５°
    であることを特徴とする請求項１４に記載の熱噴霧ガン
    用角度形成ガスキヤツプ。
16. 【請求項１６】 噴霧流を発生器するためのバーナヘツ
    ド（１４）、および該バーナヘツドに取り付けられかつ
    入口端（１２６）からの噴霧流を受容するように前記入
    口端および出口端（１１８）を備えた貫通通路（１２
    ４）を有するガスキヤツプ（１６）からなる熱噴霧ガン
    （１０）において、 前記貫通通路（１２４）が、前記入口端（１２６）から
    延在する入口通路（１２８）、前記出口端に延在する出
    口通路（１３２）、および前記入口および出口通路間を
    接続する中間通路（１３０）を含み、 前記入口通路（１２８）が、入口軸線（１４４）に関し
    て対称であり、かつ前記出口通路（１３２）が、ゼロよ
    り大きい前記入口軸線に対して選択された角度で方向付
    けられる出口軸線（１４６）に関して対称でありかつ結
    果的に前記入口軸線（１４４）と出口軸線（１４６）と
    は同一平面上に位置し、 前記中間通路（１３０）が、前記平面に対して対称であ
    りそして近い部分（１５４）および遠い部分（１５６）
    を有し、 前記近い部分（１５４）が、前記平面内に横たわる入口
    軸線（１４４）に隣接する近い部分の通路軸線（１５
    ８）のまわりに略半円筒状であり、 前記遠い部分（１５６）が、該遠い部分の通路軸線（１
    ６０）のまわりに略半円筒状であり、 前記遠い部分（１５６）の通路軸線（１６０）が、前記
    中間通路（１３０）の出口端（１６１）から入口端（１
    ２６）に向って前記近い部分の通路軸線（１５８）から
    離れる方向にずれて前記平面内に延在し、かつ前記出口
    端（１６１）において前記入口軸線（１４４）に対して
    ゼロと前記選択された角度の中間角度（Ｄ）において方
    向付けられていることを特徴とする熱噴霧ガン。
17. 【請求項１７】 前記近い部分（１５４）の通路軸線
    （１５８）および前記入口軸線（１４４）が一致し、 前記バーナヘツド（１４）が前方ノズル面（６８）を有
    するノズル部材（５８）からなり、 該ノズル部材が、前記入口通路（１２８）を通って同軸
    的に前記中間通路（１３０）に延在し、 前記中間通路と出口通路（１３２）が、前記前方ノズル
    面（６８）に境界付けられる燃焼室（１１６）を画成
    し、 さらに、前記熱噴霧ガン（１０）が、大気圧以上の少な
    くとも２バールの圧力で前記ノズル部材（５８）から前
    記燃焼室（１１６）に同軸的に燃焼ガスおよび酸素から
    なる燃焼混合物の環状流を噴射するための燃焼ガス手
    段、 前記ノズル部材（５８）から外方に前記入口通路（１２
    ８）を通って前記燃焼室（１１６）に加圧非燃焼ガスの
    外方環状流を噴射するための外方ガス手段、 および、前記燃焼混合物の燃焼により、熱溶融材料を繊
    細に分割された形状において含有している超音波噴霧流
    が前記出口端（１１８）を通って押し出されるように、
    前記ノズル部材（５８）から同軸的に前記入口軸線（１
    ４４）に近い前記燃焼室（１１６）に搬送ガスと共に熱
    溶融熱噴霧粉末を供給するための供給手段からなること
    を特徴とする請求項１６に記載の熱噴霧ガン。
18. 【請求項１８】 前記ノズル部材（５８）から前記燃焼
    混合物と前記粉末−搬送ガスとの間に同軸的に加圧ガス
    の内方環状流を噴射するための内方ガス手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項１７に記載の熱噴霧ガン。
19. 【請求項１９】 前記選択された角度が約３０°ないし
    ６０°の間であり、 前記中間角度（Ｄ）が、前記選択された角度の約１／５
    ないし１／２であり、 前記遠い部分（１５６）が、その通路軸線（１６０）に
    沿った半径方向位置において、入口通路（１２８）及び
    出口通路（１３２）の各隣接する壁部分を実質的に接続
    する壁部分（１７０）を有し、 前記近い部分（１５６）と前記遠い部分（１５４）との
    間の境界縁部（１６６）が面取りされ、 前記出口通路（１３２）が、前記出口端（１１８）に向
    かって円錐状に収束しており、 前記入口通路（１２８）が、前記中間通路（１３０）に
    隣接する入口半径（Ｒ₁ ）を有し、 前記出口端（１１８）が、前記入口半径（Ｒ₁ ）の約５
    ０％ないし７５％の間の値を有する出口半径（Ｒ₄ ）を
    有し、 前記近い部分（１５４）が、前記出口半径（Ｒ₄ ）と前
    記入口半径（Ｒ₁ ）との間の値を有する半径（Ｒ₂ ）を
    有し、 前記遠い部分（１５６）が、前記近い部分の半径
    （Ｒ₂ ）と前記出口半径（Ｒ₄ ）との間の値を有する半
    径（Ｒ₃ ）を有し、 さらに、前記中間通路（１３０）が、前記入口通路（１
    ２８）から前記近いおよび遠い部分（１５４，１５６）
    に接続する入口軸線（１４４）に関して対称な円錐状に
    収束する部分（１７６）を有する、 ことを特徴とする請求項１６に記載の熱噴霧ガン。
20. 【請求項２０】 前記ノズル部材（５８）が、前記入口
    通路（１２８）を通って同軸的に前記中間通路（１３
    ０）に延在する管状外方部分（６２）を有し、 前記管状外方部分（６２）が、該外方部分を取り囲む前
    記中間通路（１３０）の円錐状に収束する壁部分（１７
    ０）において終端していることを特徴とする請求項１７
    に記載の熱噴霧ガン。
21. 【請求項２１】 前記ノズル部材（５８）が、その先端
    部分を前記遠い部分（１５６）に形成された円錐状に傾
    斜した壁部分（１７０）の軸方向に沿った中間位置に配
    置されていることを特徴とする請求項２０に記載の熱噴
    霧ガン。