JP4915905B2 - Thermal spray equipment - Google Patents
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Description
本発明は、溶射装置に関し、より詳細には、可燃性粉体(例えば、金属粉末)と耐火性粉体(耐火性骨材の粉体)とを含む原料粉体を、支燃性のキャリヤーガスによって搬送し噴射して着火溶融することで耐火組成物(通常、層状)を形成する溶射作業に用いる溶射装置に関する。 The present invention relates to a thermal spraying apparatus, and more particularly, a raw material powder containing a combustible powder (for example, a metal powder) and a refractory powder (a refractory aggregate powder). The present invention relates to a thermal spraying apparatus that is used for thermal spraying work that forms a refractory composition (usually layered) by being transported and injected by gas to melt by ignition.
可燃性粉体(例えば、金属粉末)と耐火性粉体(耐火性骨材の粉体)とを含む原料粉体を、支燃性のキャリヤーガス(例えば、酸素ガス)によって搬送し噴射し、この噴射された原料粉体とキャリヤーガスとの混合物を燃焼させること(主として、可燃性粉体とキャリヤーガスとが燃焼する。)により生じる燃焼エネルギーを用いて耐火性粉体を加熱溶融(又は溶融に近い状態)させ、被覆対象物に吹き付けることで被覆層(耐火組成物)を形成する溶射はこれまで多用されてきた(例えば、特許文献1、特許文献2)。
Raw material powder containing combustible powder (for example, metal powder) and fire-resistant powder (fire-resistant aggregate powder) is conveyed and injected by a combustion-supporting carrier gas (for example, oxygen gas). The refractory powder is heated and melted (or melted) using combustion energy generated by burning the mixture of the injected raw material powder and carrier gas (mainly combustible powder and carrier gas are combusted). Thermal spraying that forms a coating layer (refractory composition) by spraying on the object to be coated has been widely used so far (for example,
例えば、特許文献1には、「可燃性粉体を含む粉体を支燃性のキャリヤーガスを用いて被覆体に溶射するに当たって、ノズル先端部における逆火或いは粉体供給器内での可燃性粉体の着火を確実に防止」(特許文献1の発明の詳細な説明中、段落番号0008)するためになされたものであり、具体的には「可燃性粉体と耐火性粉体との混合粉体を支燃性のキャリヤーガスを用いて導管内を搬送し、吐出ノズルより施工面或いは型枠に噴射して着火・溶融した耐火層を形成する耐火物溶射のための粉体供給方法において、吐出ノズルの前位置に供給混合粉体を収納するための粉体供給器を設け、同供給器内を不活性ガスによって密封し保圧することを特徴とする」(特許文献1の発明の詳細な説明中、段落番号0009)装置等が開示されている。
For example,
また、特許文献2には、「金属シリコンの燃焼によって耐火性粉体を溶融して補修する溶射補修材であって、金属シリコンが流動性を低下せずに安定して供給して付着でき、かつ逆火を生じない粒径の所要量に、上記金属シリコンの着火性と火炎の安定に寄与して流動性を保持する粒径の所要量のコークス材を配合したことを特徴とする溶射補修材」(特許文献2の発明の詳細な説明中、段落番号0016)を用いて逆火を生じないようにすることが開示されている。
このような溶射は、上述したように、可燃性粉体と耐火性粉体とを含む原料粉体を支燃性のキャリヤーガスによって搬送し噴射し、この噴射された原料粉体とキャリヤーガスとの混合物を燃焼させること(主として、可燃性粉体とキャリヤーガスとが燃焼する。)を含むものであるので、噴射され燃焼している該混合物の火炎が、原料粉体とキャリヤーガスとが流動している方向とは逆方向に移動し、原料粉体を貯蔵しているホッパーに達するという問題(所謂、「逆火」と呼ばれる。)があった。かかる場合には、原料粉体のホッパーに火災や爆発が生じることがあり、溶射における大きな問題となっていた。 As described above, such thermal spraying is performed by conveying and injecting a raw material powder containing a combustible powder and a refractory powder with a carrier-supporting carrier gas, and the injected raw material powder and carrier gas. The combustion of the mixture (mainly the combustible powder and the carrier gas are combusted), the flame of the mixture being injected and combusted causes the raw material powder and the carrier gas to flow. There has been a problem (so-called “backfire”) that it moves in the direction opposite to the direction in which it reaches and reaches the hopper that stores the raw material powder. In such a case, a fire or explosion may occur in the hopper of the raw material powder, which has been a major problem in thermal spraying.
この原料粉体のホッパーへの逆火を解決するため、溶射装置等においても様々な検討がなされてきた。例えば、特許文献1においては、吐出ノズルの前位置に供給混合粉体を収納するための粉体供給器を設け、同供給器内を不活性ガスによって密封し保圧することがなされている。しかしながら、このようにすると不活性ガスによって密封し保圧された粉体供給器を要するため、溶射装置の構成が複雑になったり高価になるという問題や、不活性ガスを用いることから運転費用が増加するといった問題があった。
In order to solve the backfire of the raw material powder to the hopper, various investigations have been made in a thermal spraying apparatus and the like. For example, in
そこで、本発明においては、原料粉体のホッパーへの逆火を防止するために、溶射装置の構成が複雑になったり高価になることがなく、運転費用が増加することがない溶射装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, in order to prevent backfire of the raw material powder to the hopper, a thermal spraying device is provided in which the configuration of the thermal spraying device does not become complicated or expensive, and the operating cost does not increase. The purpose is to do.
本発明の溶射装置(以下、「本装置」という。)は、可燃性粉体と耐火性粉体とを含む原料粉体と、支燃性のキャリヤーガスと、を混合して混合物とし、該混合物を噴射し燃焼させて耐火組成物を形成する溶射装置であって、該原料粉体を貯蔵し該原料粉体を払い出す払出口を底部に有するホッパーと、加圧された該キャリヤーガスの流れにより該払出口から該原料粉体を吸入し該キャリヤーガスと該原料粉体とを混合し該混合物とするエジェクターと、該エジェクターにより生成された該混合物を噴射する噴射手段と、を備えてなり、該払出口から該エジェクターまでの該原料粉体を移送する原料粉体移送路に、外気に連通する外気連通部を設けたものである、溶射装置である。 The thermal spraying apparatus of the present invention (hereinafter referred to as “the present apparatus”) mixes a raw material powder containing a combustible powder and a refractory powder and a combustion-supporting carrier gas into a mixture, A thermal spraying apparatus for injecting and combusting a mixture to form a refractory composition, the hopper having a discharge outlet at the bottom for storing the raw material powder and discharging the raw material powder, and the pressurized carrier gas An ejector for sucking the raw material powder from the discharge outlet by flow and mixing the carrier gas and the raw material powder into the mixture; and an injection means for injecting the mixture generated by the ejector. A thermal spraying apparatus in which a raw material powder transfer path for transferring the raw material powder from the discharge port to the ejector is provided with an outside air communication portion communicating with the outside air.
本装置は、従来の溶射装置と同様に、原料粉体(可燃性粉体と耐火性粉体とを含む。)と支燃性キャリヤーガスとを混合した混合物を噴射し燃焼させて耐火組成物を形成する溶射装置であり、通常、原料粉体中の可燃性粉体が支燃性キャリヤーガスによって燃焼し、その燃焼により生じた熱によって原料粉体中の耐火性粉体が溶解(融解)又はそれに近い状態になることで耐火組成物を形成するものである。
そして、本装置は、ホッパーとエジェクターと噴射手段とを備えてなる。ホッパーは、原料粉体を貯蔵すると共に原料粉体を払い出す払出口を底部(貯蔵される原料粉体よりも下)に有する。エジェクターは、加圧されたキャリヤーガスがエジェクター内部で噴射されることにより、エジェクター内部が負圧(周囲の環境の圧力(通常、大気圧)よりも低い圧力)になり、これによってホッパーの払出口から原料粉体を吸入する。そしてエジェクターは、該吸入した原料粉体と、該噴射されたキャリヤーガスと、をエジェクター内部にて混合し前記混合物とする。そして、原料粉体とキャリヤーガスとの前記混合物はエジェクターから噴射手段へ送られ、噴射手段により噴射される。該噴射された混合物は燃焼し、その燃焼による熱により耐火性粉体が溶解(融解)又はそれに近い状態になることで耐火組成物を形成する。
本装置においては、ホッパーの払出口からエジェクターまで原料粉体を移送する原料粉体移送路に、外気に連通する外気連通部が設けられており、噴射手段からエジェクターまで逆火が生じても、この外気連通部から逆火が放散されることにより逆火が原料粉体を貯蔵するホッパーまで達することを防止又は減少させることができる。
This apparatus, like the conventional thermal spraying apparatus, injects and burns a mixture of raw material powder (including combustible powder and refractory powder) and a flammable carrier gas, and burns it. In general, the combustible powder in the raw material powder is combusted by the combustion-supporting carrier gas, and the refractory powder in the raw material powder is dissolved (melted) by the heat generated by the combustion. Or it forms a refractory composition by becoming a state close | similar to it.
And this apparatus is provided with a hopper, an ejector, and an injection means. The hopper has a discharge outlet at the bottom (below the stored raw material powder) for storing the raw material powder and discharging the raw material powder. In the ejector, when the pressurized carrier gas is injected inside the ejector, the inside of the ejector becomes a negative pressure (pressure lower than the pressure of the surrounding environment (usually atmospheric pressure)), and this causes the hopper discharge port Inhalation of raw material powder. The ejector mixes the sucked raw material powder and the injected carrier gas inside the ejector to obtain the mixture. Then, the mixture of the raw material powder and the carrier gas is sent from the ejector to the injection means and is injected by the injection means. The jetted mixture burns, and the refractory powder is dissolved (melted) or close to the heat-resistant powder to form a refractory composition.
In this device, the raw material powder transfer path for transferring the raw material powder from the hopper outlet to the ejector is provided with an outside air communication portion communicating with the outside air, and even if a backfire occurs from the injection means to the ejector, It is possible to prevent or reduce the backfire from reaching the hopper that stores the raw material powder by dissipating the backfire from the outside air communication portion.
前記外気連通部が、一端が外気に連通しかつ他端が原料粉体移送路に連通する管により構成されるものであってもよい。
こうすることで外気に連通する外気連通部を原料粉体移送路に容易に設けることができると共に、外気に連通する(逆火が放散される)該一端を、原料粉体を貯蔵するホッパーから容易に離すことができ、逆火によるホッパーへの影響を小さくすることができる。
The outside air communication part may be configured by a pipe having one end communicating with the outside air and the other end communicating with the raw material powder transfer path.
In this way, an outside air communication portion communicating with the outside air can be easily provided in the raw material powder transfer path, and the one end communicating with the outside air (backfire is dissipated) is taken from the hopper for storing the raw material powder. It can be easily separated and the influence on the hopper due to flashback can be reduced.
前記原料粉体移送路の流路断面の面積S2に対する前記外気連通部の流路断面の面積S1の割合(S1/S2)が0.05以上1.0以下であってもよい(以下、「所定断面積比本装置」という。)。
なお、原料粉体移送路の流路断面及び外気連通部の流路断面のいずれも、それぞれの位置において流体が流れる方向(原料粉体移送路の流路断面の場合には原料粉体がホッパーの払出口からエジェクター方向に移動する方向であり、外気連通部の流路断面の場合には外気と原料粉体移送路との間で空気等の流体が移動する方向をいう。)に対し垂直な流路の断面をいう。また、原料粉体移送路の流路断面及び外気連通部の流路断面のいずれも、流路の位置によって流路断面の面積が異なる場合には最小の面積をS2及びS1とし割合(S1/S2)を算出する。
割合(S1/S2)は、あまり小さいと外気連通部から逆火を十分放散することができず、逆に、あまり大きいと外気連通部から原料粉体が流出したり外気連通部から多量の空気を吸入することがあるので、これら両条件を満たすようにされることが好ましく、通常は、0.05以上、好ましくは0.1以上、最も好ましくは0.2以上とされ、また1.0以下、好ましくは0.7以下、最も好ましくは0.6以下とされる(従って、通常、0.05〜1.0、好ましくは0.1〜0.7、最も好ましくは0.2〜0.6とされる。)。
The ratio (S1 / S2) of the channel cross-sectional area S1 of the outside air communication portion to the channel cross-sectional area S2 of the raw material powder transfer path may be 0.05 or more and 1.0 or less (hereinafter, “ Predetermined cross-sectional area ratio apparatus ").
Note that both the cross-section of the raw material powder transfer path and the cross-section of the outside air communication section have a direction in which fluid flows at each position (in the case of the cross-section of the raw material powder transfer path, the raw material powder is hopper In the case of the cross section of the flow path of the outside air communication portion, it is the direction in which fluid such as air moves between the outside air and the raw material powder transfer path. A cross section of a simple flow path. Further, in both of the cross section of the raw material powder transfer path and the flow path cross section of the outside air communication portion, when the area of the cross section of the flow path varies depending on the position of the flow path, the minimum areas are set as S2 and S1, and the ratio (S1 / S2) is calculated.
If the ratio (S1 / S2) is too small, backfire cannot be sufficiently dissipated from the outside air communication part. Conversely, if it is too large, the raw material powder flows out from the outside air communication part or a large amount of air from the outside air communication part. Therefore, it is preferable to satisfy both of these conditions. Usually, it is 0.05 or more, preferably 0.1 or more, and most preferably 0.2 or more. Or less, preferably 0.7 or less, most preferably 0.6 or less (thus usually 0.05 to 1.0, preferably 0.1 to 0.7, most preferably 0.2 to 0). .6)).
所定断面積比本装置の場合、前記外気連通部の流路断面が、直径10mm乃至50mmの略円形であってもよい。
なお、外気連通部の流路断面が、流路の位置によって流路断面の面積が異なる場合には該面積が最小となる位置における流路断面をいう。
外気連通部の流路断面は、外気連通部から逆火をうまく放散することができ、かつ外気連通部から原料粉体が流出したり外気連通部からあまり多くの空気を吸入することを防止することができるものであれば、いかなる形状及び大きさ(寸法)であってもよく、例えば、断面形状は円形、楕円形、扇形、n角形(但しnは3以上の自然数)等でもよい。しかしながら、通常は、外気連通部の流路断面を直径10mm乃至50mmの略円形とすれば、外気連通部から逆火をうまく放散すると共に外気連通部からの原料粉体の流出や外気連通部からの多量の空気吸入を防止又は減少させることができる。
Predetermined cross-sectional area ratio In the case of the present apparatus, the flow passage cross section of the outside air communication portion may be a substantially circular shape having a diameter of 10 mm to 50 mm.
In addition, when the area of the flow path cross section differs depending on the position of the flow path, the flow path cross section of the outside air communication portion refers to the flow path cross section at the position where the area becomes the minimum.
The cross section of the flow path of the outside air communication part can dissipate backfire well from the outside air communication part, and prevents raw powder from flowing out from the outside air communication part and inhaling too much air from the outside air communication part. Any shape and size (dimension) may be used, for example, and the cross-sectional shape may be a circle, an ellipse, a sector, an n-gon (where n is a natural number of 3 or more), and the like. However, normally, if the cross section of the flow path of the outside air communication portion is made into a substantially circular shape with a diameter of 10 mm to 50 mm, the backfire can be dissipated well from the outside air communication portion and the outflow of raw material powder from the outside air communication portion or the outside air communication portion. Of large amounts of air can be prevented or reduced.
払出方向に平行な方向への前記払出口の投影領域の少なくとも一部に存するよう前記ホッパー内部に配設される邪魔部材を備えるもの(以下、「邪魔部材配設本装置」という。)であってもよい。
「払出方向」とは、ホッパーの払出口から原料粉体が原料粉体移送路に向けて払い出される際に払出口における原料粉体の流れ方向をいう。そして、「払出方向に平行な方向」とは、このような払出方向に対して平行な直線の方向をいう(従って、該直線がのびる一方向と、該一方向とは逆の他方向と、の2の方向が存する。)。このような払出方向に平行な方向への前記払出口の投影領域(払出口を底面とし、払出方向に平行な方向に沿った母線を有する直柱体により該投影領域は形成される。)のうちホッパー内部側に存する領域には、払出口を経てホッパー内部に逆火したときに逆火の噴出力が大きく加わるので、ホッパー内部の該領域に存する原料粉体はホッパーから吹き出して飛散する等の問題が生じ得る。このため払出方向に平行な方向への払出口の投影領域の少なくとも一部に存するようホッパー内部に配設される邪魔部材を備えれば、払出口を経てホッパー内部に逆火したときの逆火の噴出力を邪魔部材が受けることで、ホッパー内部の該領域に存する原料粉体への逆火の噴出力を減少させることができ、上記の問題を防止又は減少させることができる。
It is provided with a baffle member disposed inside the hopper so as to exist in at least a part of the projection area of the discharge outlet in a direction parallel to the payout direction (hereinafter referred to as “baffle member disposition main device”). May be.
“Discharge direction” refers to the flow direction of the raw material powder at the discharge port when the raw material powder is discharged from the discharge port of the hopper toward the raw material powder transfer path. The “direction parallel to the payout direction” refers to the direction of a straight line parallel to such a payout direction (therefore, one direction in which the straight line extends and another direction opposite to the one direction, There are two directions.) The projected area of the payout opening in a direction parallel to the payout direction (the projected area is formed by a straight column body having the payout opening as a bottom surface and a generatrix along the direction parallel to the payout direction). Of these, the area of the hopper inside is subjected to a large amount of backfire jet power when backfired inside the hopper via the discharge outlet, so that the raw material powder existing in the area inside the hopper is blown out of the hopper and scattered, etc. Problems can arise. For this reason, if a baffle member is provided inside the hopper so as to exist in at least a part of the projection area of the payout outlet in a direction parallel to the payout direction, the flashback when the backfire is caused inside the hopper via the payout opening When the baffle member receives the jet power, the jet power of backfire to the raw material powder existing in the region inside the hopper can be reduced, and the above problem can be prevented or reduced.
邪魔部材配設本装置の場合、水平方向の断面積が上方から下方に向かうにつれて単調増加する下方拡大部分であって、水平方向への任意の断面部分である任意水平断面を該任意水平断面よりも下方に位置するいずれの水平断面に投影しても該いずれの水平断面の内部に存するものである下方拡大部分を、前記邪魔部材が有するものであってもよい。
ホッパー内部に配設される邪魔部材は、ホッパー内部に貯蔵された原料粉体を払出口から払い出すことを妨げないようなものであると共に、払出口を経てホッパー内部に逆火したときの逆火の噴出力を原料粉体から効果的に遮ることができるようなものとされることが好ましく、このためには払出口の近くではできるだけ大きく(逆火の噴出力を原料粉体から効果的に遮る)かつ上方から下方(払出口が存する)に向けて原料粉体が移動する際に原料粉体が引っかかったり貯まったりしない(原料粉体を払出口から円滑に払い出す)ような形状とされてもよい。かかる形状とするには、邪魔部材が下方拡大部分を有するようにしてもよい。下方拡大部分は、水平方向の断面積が上方から下方に向かうにつれて単調増加し、かつ水平方向への任意の断面部分である任意水平断面を該任意水平断面よりも下方に位置するいずれの水平断面に投影しても該いずれの水平断面の内部に存するものであるので、払出口の近くである下方では大きく(逆火の噴出力を原料粉体から効果的に遮る)かつ鉛直な平面によるいずれの断面における形状も凹部が存さないことから上方から下方(払出口が存する)に向けて原料粉体が移動する際に原料粉体が引っかかったり貯まったりしない(原料粉体を払出口から円滑に払い出す)。なお、邪魔部材の全体が下方拡大部分であれば(邪魔部材が下方拡大部分のみからなるものであれば)、一層、原料粉体を払出口から払い出すことを妨げることが少なく、かつ払出口を経てホッパー内部に逆火したときの逆火の噴出力を原料粉体から効果的に遮ることができる。
In the case of this apparatus having a baffle member, the horizontal cross-sectional area is a downward enlarged portion that monotonously increases from the top to the bottom, and an arbitrary horizontal cross-section that is an arbitrary cross-section in the horizontal direction is more In addition, the baffle member may have a lower enlarged portion which is present in any horizontal cross section even if projected onto any horizontal cross section located below.
The baffle member disposed inside the hopper is such that it does not prevent the raw material powder stored inside the hopper from being discharged from the discharge port, and the reverse when the back hopper is backfired through the discharge port. It is preferable that the fire jet power can be effectively shielded from the raw material powder, and for this purpose, it should be as large as possible near the discharge outlet (the reverse fire jet power is effectively reduced from the raw powder). And when the raw material powder moves from above to below (there is a discharge outlet), the raw material powder is not caught or accumulated (the raw material powder is smoothly discharged from the discharge outlet). May be. In order to obtain such a shape, the baffle member may have a lower enlarged portion. The lower enlarged portion is any horizontal cross section in which the horizontal cross-sectional area monotonously increases from the upper side to the lower side, and an arbitrary horizontal cross section that is an arbitrary cross section in the horizontal direction is positioned below the arbitrary horizontal cross section. Since it is present in any horizontal cross section even if projected to the bottom, it is large below the discharge outlet (which effectively blocks the backfire jet power from the raw material powder) and any vertical plane. Since there is no recess in the cross-sectional shape of the material powder, the raw material powder is not caught or stored when moving from the upper side to the lower side (where the discharge port exists). To pay). If the entire baffle member is a lower enlarged portion (if the baffle member is composed only of the lower enlarged portion), it is less likely to prevent the raw material powder from being discharged from the discharge outlet, and the discharge outlet. Thus, it is possible to effectively block the backfire jet power from the raw material powder when backfired inside the hopper.
邪魔部材配設本装置の場合、主表面が略鉛直方向に沿うように配設される板状部材により構成され前記ホッパー内部に配設される取付部材によって前記邪魔部材が前記ホッパーに取り付けられるもの(以下、「取付部材本装置」という。)であってもよい。
ホッパー内部に配設される邪魔部材は、払出口を経てホッパー内部に逆火したときの逆火の噴出力を受け止めることができるよう十分な強度で支持される必要があり、ホッパー内部に配設されることから、通常は、ホッパーに何らかの手段により取り付けられる。該手段はいかなる方法が用いられてもよく、何ら限定されるものではないが、例えば、ホッパーと邪魔部材とを部材(例えば、棒状部材、板状部材)により連結することでホッパーに対し邪魔部材を取り付ける。主表面が略鉛直方向に沿うように配設される板状部材により構成され前記ホッパー内部に配設される取付部材によって前記邪魔部材が前記ホッパーに取り付けられるようにすれば、ホッパーに対し邪魔部材を取り付ることのみならず、取付部材を構成する板状部材(主表面が略鉛直方向に沿う)によって、ホッパー内部に貯蔵された原料粉体を払出口が存する下方にうまく案内することができ(取付部材を構成する板状部材が原料粉体の案内板の役割を果たす。)、原料粉体が互いに押し固まって払い出されないこと(いわゆる棚つり現象)等を有効に防止又は減少させることができる。
なお、「主表面が略鉛直方向に沿う」とは、板状部材の主表面が沿った平面と、鉛直面と、がなす角(劣角をいう)が略0度であることをいい、好ましくは15度以下、より好ましくは10度以下、最も好ましくは5度以下である(無論、0度以上)。
In the case of this apparatus, the baffle member is attached to the hopper by a mounting member arranged inside the hopper, which is constituted by a plate-like member arranged so that its main surface is substantially along the vertical direction. (Hereinafter referred to as “attachment member main device”).
The baffle member placed inside the hopper needs to be supported with sufficient strength so that it can catch the backfire jet output when backfired inside the hopper via the discharge outlet. Therefore, it is usually attached to the hopper by some means. Any means may be used as the means, and it is not limited at all. For example, the hopper and the baffle member are connected to each other by a member (for example, a rod-like member or a plate-like member), and the baffle member is connected to the hopper. Install. If the baffle member is attached to the hopper by a mounting member that is constituted by a plate-like member that is disposed so that the main surface thereof is substantially along the vertical direction, the baffle member with respect to the hopper As well as mounting the plate, the plate-shaped member constituting the mounting member (the main surface is substantially along the vertical direction) can successfully guide the raw material powder stored inside the hopper to the lower side where the discharge outlet exists. (The plate-shaped member constituting the mounting member serves as a guide plate for the raw material powder), and effectively prevents or reduces the fact that the raw material powders are pressed together and not discharged (so-called shelf-hanging phenomenon). be able to.
In addition, “the main surface is substantially along the vertical direction” means that an angle (referred to as an inferior angle) formed by a plane along the main surface of the plate-like member and a vertical surface is approximately 0 degrees. Preferably it is 15 degrees or less, more preferably 10 degrees or less, and most preferably 5 degrees or less (of course, 0 degrees or more).
取付部材本装置の場合、前記取付部材が、互いの主表面が交わる第1板状部材及び第2板状部材を含んでなるものであってもよい。
このように互いの主表面が交わる第1板状部材及び第2板状部材を含む取付部材とすることで、取付部材を構成する板状部材(主表面が略鉛直方向に沿う)によって、さらに、ホッパー内部に貯蔵された原料粉体を払出口が存する下方にうまく案内することができ、原料粉体が互いに押し固まって払い出されないこと(いわゆる棚つり現象)等を有効に防止又は減少させることができる。
なお、第1板状部材及び第2板状部材の互いの主表面が交わる角度(劣角をいう)は、90度に近い方が好ましく、通常、好ましくは75度以上、より好ましくは80度以上、最も好ましくは85度以上である(無論、90度以下)。
Attachment member In the case of this apparatus, the attachment member may comprise a first plate-like member and a second plate-like member whose main surfaces intersect each other.
Thus, by setting it as the attachment member containing the 1st plate-like member and the 2nd plate-like member which a mutual main surface crosses, by the plate-like member (a main surface follows a substantially vertical direction) which constitutes an attachment member, The raw material powder stored inside the hopper can be guided well below the outlet and effectively prevents or reduces the fact that the raw material powders are pressed together and not discharged (so-called shelving phenomenon). be able to.
The angle at which the main surfaces of the first plate-like member and the second plate-like member intersect (referred to as an inferior angle) is preferably close to 90 degrees, usually preferably 75 degrees or more, more preferably 80 degrees. As mentioned above, it is most preferably 85 degrees or more (of course, 90 degrees or less).
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。しかしながら、これらによって本発明は何ら制限されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited by these.
図1は、本発明の溶射装置(本装置)11の一実施形態を示す概略図である。図1を参照して、本装置11について説明する。
本装置11は、大まかには、酸素供給部21と、酸素供給部21からの酸素供給を緊急時に遮断する緊急停止部31と、原料粉体91を貯蔵するホッパー部41と、エジェクター61と、ホッパー部41とエジェクター61との間に配設された移送管53と、一端が移送管53に連通した連通管51と、酸素供給部21からの緊急停止部31を通過した酸素をエジェクター61方向にのみ流通を許容する逆止弁39と、エジェクター61からの酸素と原料粉体91とを含む混合物を流通させるホース部71(可撓性)と、ホース部71からの混合物を受け入れ噴射するランス部81と、を備えてなる。
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a thermal spraying device (present device) 11 of the present invention. The apparatus 11 will be described with reference to FIG.
In general, the apparatus 11 includes an
酸素供給部21は、加圧された酸素ガスが封入された酸素ボンベ23と、酸素ボンベ23からの酸素ガスの圧力を調節する圧力調整弁25と、圧力調整弁25から流出する酸素ガスの流量を測定する流量計27と、酸素ガスの流量を調節する流量調整弁29と、を有してなる。このような酸素供給部21を用い圧力調整弁25及び流量調整弁29を調節して、所望圧力及び所望流量の酸素ガスを緊急停止部31に供給することができる。なお、ここでは酸素ガスの圧力は0.5MPaG(ゲージ圧)とし、流量は25Nm3/hとした。
The
緊急停止部31は、緊急遮断弁33と、緊急遮断弁33を動作させる緊急停止スイッチ35と、を有してなる。緊急停止スイッチ35を操作することで、緊急遮断弁33を全閉(遮断)又は全開にすることができる。
酸素供給部21によって供給される所望圧力及び所望流量の酸素ガスは、緊急遮断弁33を通過した後に逆止弁39に流入するようになっており、緊急停止スイッチ35を操作することで逆止弁39への酸素ガスの供給を断続することができる(例えば、本装置11が何らかの緊急状態になった場合には、緊急停止スイッチ35を操作することで逆止弁39への酸素ガスの供給を遮断することができ、かかる緊急状態を脱した場合には、緊急停止スイッチ35を操作することで逆止弁39への酸素ガスの供給を再開することができる。)。
The emergency stop unit 31 includes an emergency cutoff valve 33 and an
Oxygen gas having a desired pressure and a desired flow rate supplied by the
緊急停止部31の緊急遮断弁33を通過した酸素ガスは、逆止弁39に流入する。逆止弁39は、緊急遮断弁33からエジェクター61方向への流通を許容するが、エジェクター61から緊急遮断弁33方向への流通を禁止する。
逆止弁39を通過した酸素ガスは、エジェクター61に流入する。
The oxygen gas that has passed through the emergency shut-off valve 33 of the emergency stop unit 31 flows into the
The oxygen gas that has passed through the
エジェクター61の内部空間65において、酸素ガスは、先細りのノズル63の先端から出口67方向に高速で噴出し、それによって内部空間65を負圧(ここでは大気圧よりも低い圧力)にする。一方、内部空間65には移送管53の一端(下端)が連通している(移送管53は略鉛直方向に向くように配設された中空円筒形状のパイプであり、ここでは下端が内部空間65に連通している。)。
In the internal space 65 of the ejector 61, oxygen gas is ejected at a high speed from the tip of the tapered nozzle 63 toward the outlet 67, thereby making the internal space 65 a negative pressure (here, a pressure lower than the atmospheric pressure). On the other hand, one end (lower end) of the
移送管53の他端(ここでは上端)には、ホッパー部41の底部に形成された払出口43が連通している。さらに、移送管53の前記一端(下端)と該他端(上端)との間には、連通管51の一端が連通している。連通管51の他端(該一端とは反対の端部)は外気に開放されている。
なお、ホッパー部41については、後で詳述するが、可燃性粉体(ここでは具体的には金属粉末たるシリコン)と耐火性粉体(ここでは具体的には耐火骨材の粉末たる珪石粉末)とを含む、コークス炉補修用に一般的に市販されている原料粉体91が貯蔵され、ホッパー部41の底部に形成された払出口43を経て移送管53へ原料粉体91を払い出すようになっている。
The other end (here, the upper end) of the
The hopper portion 41 will be described in detail later, but combustible powder (specifically, silicon that is a metal powder here) and refractory powder (specifically, here is silica stone that is a powder of refractory aggregate). The
エジェクター61の内部空間65は前述のように負圧にされているので、払出口43からはホッパー部41の原料粉体91と、連通管51からは周囲の雰囲気(ここでは空気)と、が移送管53を経由してエジェクター61の内部空間65に吸入される。そして、エジェクター61の内部空間65において、原料粉体91と該周囲の雰囲気(ここでは空気)とが、ノズル63の先端から噴出する酸素ガスと混合され、これらの混合物が出口67から吐出されホース部71を経てランス部81に達する。
Since the internal space 65 of the ejector 61 is set to a negative pressure as described above, the
ランス部81は、ホース部71の終端部に一端83aが接続され他端83bが閉塞されたパイプ部83と、パイプ部83の他端83b近傍に接続されたノズル部85と、を有してなる。前記混合物(原料粉体91と前記周囲の雰囲気(空気)と酸素ガスとの混合物)は、ホース部71を経てランス部81のパイプ部83の一端83aに進入した後、パイプ部83を他端83b方向に流動し、ノズル部85から耐火物壁面98(壁面温度は通常約600℃〜1000℃に加熱されている。)に噴射される。該噴射された混合物は、高温の耐火物壁面98に接触することで着火燃焼し、その燃焼による熱により耐火性粉体が溶解(融解)又はそれに近い状態になることで耐火組成物(図示せず)を形成する。
The lance part 81 has a pipe part 83 with one end 83a connected to the terminal part of the hose part 71 and the other end 83b closed, and a nozzle part 85 connected in the vicinity of the other end 83b of the pipe part 83. Become. The mixture (a mixture of the
次いで、ホッパー部41について詳述する。図2は、ホッパー部41を示す図である。具体的には、図2(a)はホッパー部41の平面図(図1中、矢印Y方向から見たところを示している。)であり、図2(b)はホッパー部41の正面図(図2(a)中、矢印C方向から見たところを示している)である。そして、図3(a)は図2(a)のA−A断面のうち取付板47及び邪魔部49のみを示す断面図であり、図3(b)は図2(a)のB−B断面のうち取付板47及び邪魔部49のみを示す断面図である。図2及び図3を参照して、ホッパー部41を説明する。なお、ここではホッパー部41の内部から原料粉体91を除去したところを示している。
ホッパー部41は、大まかには、ホッパー部41の外側部分を形成するホッパー45と、ホッパー45の内部に配設された取付板47(ホッパー45の内面に取り付けられている。)と、取付板47によってホッパー45に取り付けられた邪魔部49と、を有している。
Next, the hopper portion 41 will be described in detail. FIG. 2 is a diagram showing the hopper portion 41. Specifically, FIG. 2A is a plan view of the hopper portion 41 (shown from the direction of arrow Y in FIG. 1), and FIG. 2B is a front view of the hopper portion 41. (In FIG. 2 (a), it is seen from the direction of arrow C). 3A is a cross-sectional view showing only the mounting
The hopper portion 41 roughly includes a
ホッパー45は、ここでは略鉛直方向にのびる直線42(図2参照。なお図中、鉛直上方向を矢印D1にて、そして鉛直下方向を矢印D2にて、それぞれ示す。)を軸とする回転体形状の中空直円錐台(両底面のうち小さい底面が下方に位置する。)形状をした下方部分45bと、下方部分45bの上縁に下縁が連なるように形成された中空直円筒(直線42を軸とする回転体)形状をした上方部分45aと、を有している。そして、ホッパー45の下端(下方部分45bの下端)には払出口43が形成されており、ホッパー45の上端(上方部分45aの上端)には開口44が形成されており、ホッパー45の内部46は外部と払出口43及び開口44により連通している。なお、ホッパー45は、ここでは約20リットルの内容積を有している。
Here, the
取付板47は、互いの主表面が略平行に配設された第1板状部材47a1、47a2、47a3と、互いの主表面が略平行に配設された第2板状部材47b1、47b2、47b3と、を有してなり、これら第1板状部材47a1、47a2、47a3と第2板状部材47b1、47b2、47b3とのいずれの主表面も略鉛直方向に沿っている。第1板状部材47a1、47a2、47a3はほぼ等間隔に配置されると共に第2板状部材47b1、47b2、47b3もほぼ等間隔に配置されている。また、第1板状部材47a1、47a2、47a3の主表面と第2板状部材47b1、47b2、47b3の主表面とはほぼ直交するように交わっており(図2(a)のように上方から見れば、第1板状部材47a1、47a2、47a3と第2板状部材47b1、47b2、47b3とは、いわゆる井桁状に組み合わされている。そして、第1板状部材47a2と第2板状部材47b2とは直線42に沿って交わっている。)、直線42に対して垂直な平面による取付板47の断面形状は直線42と該平面とが交わる点に対して点対称に略なっている。また、第1板状部材47a1、47a2、47a3と第2板状部材47b1、47b2、47b3とにより形成された取付板47は、直線42に対して垂直な2の平面(互いに離れて存する仮想の平面)のうち上方に存する平面に上縁(第1板状部材47a1、47a2、47a3及び第2板状部材47b1、47b2、47b3全ての上縁)が接するようかつ下方に存する平面に下縁(第1板状部材47a1、47a2、47a3及び第2板状部材47b1、47b2、47b3全ての下縁)が接するように構成されている。
なお、取付板47はホッパー45のうち主として下細り形状の下方部分45bに配設されているが(後述の図4参照)、取付板47の外縁がホッパー45(下方部分45b)の内面に取り付けられることで(例えば、溶接)、取付板47はホッパー45により支持されている。
The mounting
Note that the mounting
邪魔部49は、第1板状部材47a2及び第2板状部材47b2に取り付けられており、略正方形の底面(ここでは略水平)を有する直四角錐(この四角錐の軸は直線42上に略存し、この四角柱の底面が下方に頂点が上方に存するよう配置されている。また、この四角錐の頂点から底面にのびる4本の辺のうち、2本が第1板状部材47a2にほぼ存し、残りの2本が第2板状部材47b2にほぼ存するようになっている。)形状をしている。なお、実際には、邪魔部49は、無底(底部は開放)の中空直四角錐形状をしており、該直四角錐の4の側面部分にのみ壁部を有している(即ち、払出口43から見たときに凹部を形成している。このような凹部とすることで、払出口43からの逆火による圧力上昇が生じたときにその圧力上昇を受け止め吸収することができる。)。該直四角錐の4の側面部分に該当する4の壁部それぞれは、いずれも同じ形状及び大きさの板状部材(主表面が同じ二等辺三角形)により形成されており、第1板状部材47a2と第2板状部材47b2とを架け渡すようにこれら両部材(第1板状部材47a2、第2板状部材47b2)に取り付けられている。
この邪魔部49は、それが形成する直四角錐の軸は直線42上に略存し、底面部分を下方に向けているので、直線42を軸とする略円筒形をした払出口43を払出方向に平行な方向(ここでは直線42に平行な方向)へ投影した投影領域(払出口43が直線42に沿って平行に移動したときの払出口43の軌跡により描かれる直円柱形状)の少なくとも一部に存するようホッパー45内部に配設されている。
The
The
図4は、取付板47及び邪魔部49をホッパー45内部に配設したところを示す断面図(図4(a)は図3(a)と同様のA−A断面(なお、図示及び理解を容易にするためホッパー45の断面は図2(a)中のQ−Q断面を示した。)を示す断面図であり、図4(b)は図3(b)と同様のB−B断面を示す断面図である。)である。図4を参照して、ホッパー45内部における原料粉体91(図4中では図示せず)の流れについて説明する。
原料粉体91は、ホッパー45の上部に形成された開口44からホッパー45内部に投入され、貯蔵される。そして、貯蔵された原料粉体91は、ホッパー45の底部(下部)に形成された払出口43から移送管53(の上端)に徐々に払い出される。その払出口43からの原料粉体91の払出に応じて、払出口43よりも上方に存する原料粉体91は重力によって払出口43方向に降下するが(最終的には払出口43から払い出される)、その降下は、ホッパー45の内部46において第1板状部材47a1、47a2、47a3、第2板状部材47b1、47b2、47b3及び邪魔部49と、によって形成される上下方向に連通する上下連通空間W(例えば、図2(a)中では、ホッパー45の内部46において第1板状部材47a1、47a2、47a3、第2板状部材47b1、47b2、47b3及び邪魔部49以外の部分)を経て下部合流空間Zにて合流した後、払出口43から払い出されることによって行われる。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the mounting
The
このように説明した本装置11を用い、逆火が生じた場合に近い状態である逆火模擬状態を形成し、逆火における本装置11の状態を模擬的に確認した。逆火においては、ランス部81からホース部71、エジェクター61及び移送管53を経てホッパー45の払出口43から内部46へと逆火が伝達し、内部46の圧力が高まることによってホッパー45の開口44から原料粉体91が噴出等する。この逆火によるホッパー45の内部46の圧力上昇に似た状態を形成するため、ここでは本装置11を運転中(圧力0.5MPaG(ゲージ圧)、流量25Nm3/hの酸素ガスをエジェクター61に供給し、ホッパー45に原料粉体91を貯蔵している状態)にノズル部85を閉塞させる。このノズル部85の閉塞実験を、様々な口径の連通管51(長手方向に対する垂直な断面が略円形の中空パイプ。なお、全ての部分において管径は一定である。また、連通管51の前記他端(前記一端(移送管53に連通した端)とは反対の端部であり開放されている。)近傍は、やや下方に向けて曲がっているが、この曲がり部分が連通管51内部の流路を流通する流体に与える影響は無視できる程度のものである。)を装着して行った。なお、連通管51の長さは約80mmであり、連通管51の前記一端近傍は、移送管53に対して略垂直に連結されている(連通管51の長手方向はここでは略水平方向であり、略鉛直な移送管53の長手方向に対して略垂直になっている。)。結果を図5に示す。なお、移送管53は、長手方向に対する垂直な断面が略円形の中空パイプ(全ての部分において管径(内径は20mm)は一定である。)である。
Using the present apparatus 11 described in this way, a backfire simulation state that is close to the case where a backfire occurs is formed, and the state of the apparatus 11 in the backfire is confirmed in a simulated manner. In the backfire, backfire is transmitted from the lance part 81 through the hose part 71, the ejector 61 and the
図5において、「口径(mm)」は連通管51の内径を示し、「安全装置からの放出状況」はノズル部85が閉塞されたとき、連通管51を経由して原料粉体91の噴出(放出)があったか否かを示しており、「ホッパーからの噴き出しの有無」はノズル部85が閉塞されたとき、ホッパー45の開口44から原料粉体91が噴出したか否かを示している(なお、「ホッパーからの噴き出しの有無」における記載は「記載1/記載2」のように2種類の内容が記載されているが、ここに記載2は上述したように邪魔部49が取付板47に取り付けられた場合の結果を示し、記載1は邪魔部49を取付板47から取り除いた場合の結果を示している。)。
このノズル部85の閉塞実験から、内径が5〜50mmのいずれの連通管51を用いた場合も、連通管51を経由した原料粉体91の噴出(放出)があり、これによってホッパー45の開口44からの原料粉体91の噴出を防止又は減少させていることが理解される。しかしながら、内径10mm未満のものは、ホッパー45の開口44から原料粉体91が噴出する場合(邪魔部49を取付板47から取り除いた場合)もあったので、内径10mm以上とされることが好ましいことが明らかになった。
一方、内径が50mmを超える場合には、ノズル部85を閉塞していない状態でも、連通管51を経由して原料粉体91が漏れ出るという問題が生じた。
以上のことから、連通管51の内径は、10mm〜50mmが適当であった。
In FIG. 5, “caliber (mm)” indicates the inner diameter of the communication pipe 51, and “discharge state from the safety device” indicates the ejection of the
From this blockage experiment of the nozzle portion 85, even when any of the communication pipes 51 having an inner diameter of 5 to 50 mm is used, the
On the other hand, when the inner diameter exceeds 50 mm, there is a problem that the
From the above, the inner diameter of the communication pipe 51 is suitably 10 mm to 50 mm.
以上のように本装置11は、可燃性粉体(ここでは金属粉末)と耐火性粉体(ここでは耐火骨材の粉末)とを含む原料粉体91と、支燃性のキャリヤーガス(ここでは酸素ガス)と、を混合して混合物とし、該混合物を噴射し燃焼させて耐火組成物を形成する溶射装置であって、該原料粉体91を貯蔵し該原料粉体91を払い出す払出口43を底部に有するホッパー45と、加圧された該キャリヤーガス(酸素ガス)の流れにより該払出口43から該原料粉体91を吸入し該キャリヤーガス(酸素ガス)と該原料粉体91とを混合し該混合物とするエジェクター61と、該エジェクター61により生成された該混合物を噴射する噴射手段(ここではホース部71とランス部81とにより構成される。)と、を備えてなり、該払出口43から該エジェクター61までの該原料粉体91を移送する原料粉体移送路たる移送管53に、外気に連通する外気連通部たる連通管51を設けたものである、溶射装置である。
As described above, the apparatus 11 includes the
そして、前記外気連通部たる連通管51が、一端が外気に連通しかつ他端が原料粉体移送路たる移送管53に連通する管により構成されるものである。
また、前記原料粉体移送路たる移送管53の流路断面の面積S2(ここでは314mm2)に対する前記外気連通部たる連通管51の流路断面の面積S1(ここでは176.6mm2)の割合(S1/S2=0.5624)が0.05以上1.0以下である。ここでは前記外気連通部たる連通管51の流路断面が、直径10mm乃至50mmの略円形とした。
The communication pipe 51 serving as the outside air communication portion is constituted by a pipe having one end communicating with the outside air and the other end communicating with the
Further, the flow path sectional area S1 of the raw material powder transfer channel serving the channel cross section area S2 of the
加えて、払出方向(ホッパー45の払出口43から原料粉体91が原料粉体移送路(移送管53)に向けて払い出される際に払出口43における原料粉体91の流れ方向は、ここでは払出口43が形成する中空直円筒の軸である直線42の方向である。)に平行な方向(ここでは直線42に平行な方向)への前記払出口43の投影領域(払出口43が直線42に沿って平行に移動したときの払出口43の軌跡により描かれる直円柱形状に含まれる領域)の少なくとも一部に存するよう前記ホッパー45内部に配設される邪魔部材たる邪魔部49を備えるものである。
また、水平方向の断面積が上方から下方に向かうにつれて単調増加する下方拡大部分(ここでは軸が直線42上に存する(頂点を上方向に向けた)直四角錐をした邪魔部49の全体が下方拡大部分を構成している。)であって、水平方向への任意の断面部分である任意水平断面を該任意水平断面よりも下方に位置するいずれの水平断面に投影しても該いずれの水平断面の内部に存するものである下方拡大部分を、前記邪魔部材たる邪魔部49が有するものである。
In addition, the flow direction of the
In addition, the entire lower baffle 49 (in this case, the axis is on the straight line 42 (the apex is directed upward)) and the
そして、主表面が略鉛直方向に沿うように配設される板状部材により構成され前記ホッパー45内部に配設される取付部材たる取付板47によって前記邪魔部材たる邪魔部49が前記ホッパー45に取り付けられるものである。
また、前記取付部材たる取付板47が、互いの主表面が交わる第1板状部材47a1、47a2、47a3及び第2板状部材47b1、47b2、47b3を含んでなるものである。
Then, the
The mounting
11 本装置
21 酸素供給部
23 酸素ボンベ
25 圧力調整弁
27 流量計
29 流量調整弁
31 緊急停止部
33 緊急遮断弁
35 緊急停止スイッチ
39 逆止弁
41 ホッパー部
42 直線
43 払出口
44 開口
45 ホッパー
45a 上方部分
45b 下方部分
46 内部
47 取付板
47a1、47a2、47a3 第1板状部材
47b1、47b2、47b3 第2板状部材
49 邪魔部
51 連通管
53 移送管
61 エジェクター
63 ノズル
65 内部空間
67 出口
71 ホース部
81 ランス部
83 パイプ部
83a 一端
83b 他端
85 ノズル部
91 原料粉体
98 耐火物壁面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 This
Claims (8)
該原料粉体を貯蔵し該原料粉体を払い出す払出口を底部に有するホッパーと、
加圧された該キャリヤーガスの流れにより該払出口から該原料粉体を吸入し該キャリヤーガスと該原料粉体とを混合し該混合物とするエジェクターと、
該エジェクターにより生成された該混合物を噴射する噴射手段と、
を備えてなり、
該払出口から該エジェクターまでの該原料粉体を移送する原料粉体移送路に、外気に連通する外気連通部を設けたものである、溶射装置。 A thermal spraying apparatus that mixes raw material powder containing combustible powder and refractory powder and a combustion-supporting carrier gas into a mixture, and jets and burns the mixture to form a refractory composition. And
A hopper having a bottom outlet for storing the raw material powder and discharging the raw material powder;
An ejector that sucks the raw material powder from the discharge outlet by the flow of the pressurized carrier gas and mixes the carrier gas and the raw material powder to form the mixture;
Injection means for injecting the mixture produced by the ejector;
With
The thermal spraying apparatus which provided the external air communication part connected to external air in the raw material powder transfer path which transfers this raw material powder from this discharge outlet to this ejector.
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