• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    本發明係使熔化的熔射材料不附著於電漿產生室內及電極以及電漿噴射流噴射孔上，並且熱效率佳地熔化從熔射材料噴射孔噴出的熔射材料，使良率提升，而且不會因為熔射材料的粒徑或質量等之差異而在電漿火焰外周部反射或穿過電漿火焰而飛散。陰極電極8與陽極噴嘴2配設一對，在前述陽極噴嘴前面3設置(3個以上的)複數個電漿噴射流噴出孔4，並且在被前述噴出孔4包圍的中心設置熔射材料噴出孔5。將熔射材料從前述噴出孔5噴出，投入複合電漿弧31或複合電漿噴射流32的軸心。
    公开号:TW201309101A
    申请号:TW101122326
    申请日:2012-06-22
    公开日:2013-02-16
    发明作者:Kenzo Toyota
    申请人:Shinwa Industry Co Ltd；
    IPC主号:H05H1-00
    专利说明:
    軸向進給型電漿熔射裝置
    本發明係關於一種軸向進給型電漿熔射裝置。
    (1)習知電漿熔射裝置的熔射材料之供應方法的主流為外部供應方法，該外部供應方法係從相對於形成在噴嘴前方的電漿弧或電漿噴射流呈直角的方向投入，但此方式於熔射材料的粒徑和質量小時，會有在到達電漿弧或電漿噴射流的中心之前被彈飛的問題，而於粒徑和質量大時，會有為了穿過電漿弧或電漿噴射流而使用材料的良率差的問題。
    雖然近來有被要求利用次微米粒子或奈米粒子的懸浮液材料或有機金屬化合物的液體材料，但在習知的外部供應方法方面，由於良率明顯變差，所以此等材料有無法用作熔射材料的問題。
    此外，以使熔射皮膜的細緻性或密合力提高為目的，雖然對電漿熔射裝置要求熔射材料粒子飛行速度的高速化，但在習知的外部供應方法方面，由於越高速化，在到達電漿弧或電漿噴射流的中心之前被彈飛的熔射材料粒子的比例越增加，所以有無法高速化的問題。
    (2)作為解除此等問題的方式，眾所周知的是軸向進給型電漿熔射裝置，該裝置係在噴嘴內的電漿產生室內供應熔射材料，從電漿噴射流噴出孔使熔化的熔射材料和電漿噴射流一起噴出(參閱例如專利文獻1、2)。
    然而，此等專利文獻1、2的情況，由於熔射材料的熔化是在噴嘴內的電漿產生室內進行，所以會有熔化的熔射材料附著於電漿產生室內及電極前端以及電漿噴射流噴出孔而無法連續穩定運轉，並且沙嘴(spit)附著於製品上的問題。
    此外，由於熔射材料從電漿噴射流噴出孔以超高速噴出，所以有此噴出孔的磨損變得激烈，噴嘴的消耗率提高的問題。
    再者，由於電漿產生室內因供應給電漿產生室內的電漿氣體而高壓化，所以供應熔射材料給電漿產生室內時，有背壓作用於熔射材料供應器，因而需要耐壓設計材料供應器的問題。
    再者，專利文獻3中介紹了一種電漿熔射裝置，該裝置係藉由將電漿噴射流噴出孔分割為複數個，並且將該分割後的噴出孔平行配置，以謀求擴大皮膜形成面積，但此電漿熔射裝置的情況也有和上述的軸向進給型電漿熔射裝置相同的問題。
    (3)專利文獻4、5、6中揭示了在具有2個~4個陰極電極與和此陰極電極成對的2個~4個陽極噴嘴之電漿熔射裝置中，使從各陽極噴嘴出來的電漿火焰(也稱為電漿噴射流)集中於一點。
    然而，在前述專利文獻4~6的電漿熔射裝置方面，由於伴隨熔射時間而產生的陰極噴嘴及陽極噴嘴的損傷狀況不平均、或動作氣體量不平均，而在集中於一點後的電漿火焰方向和所噴射的熔射材料方向產生偏移，無法充分進行熱交換，未被熔化的熔射材料飛散到周圍，有良率明顯降低的問題。
    此外，為了冷卻複數個陰極電極或陽極噴嘴，冷卻通路變得複雜，因此冷卻水的能量損失變大，並且也有連維修作業都非常花費工夫和時間的問題。 [先前技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]日本國特開2002-231498號公報
    [專利文獻2]日本國特開2010-043341號公報
    [專利文獻3]日本國特開平07-034216號公報
    [專利文獻4]日本國特許第4449645號公報
    [專利文獻5]日本國特開昭60-129156號公報
    [專利文獻6]日本國特公平04-055748號公報
    本發明有鑑於上述情況而完成者，其目的在於使熔化的熔射材料不附著於電漿產生室內及電極以及電漿噴射流噴出孔上。其他的目的為熱效率佳地熔化從熔射材料噴射孔噴出的熔射材料，謀求良率的提升。更進一步之目的為不會因熔射材料的粒徑或質量等之差異，而在電漿火焰外周部反射飛散或穿過飛散。
    (1)本發明之特徵在於：在具有陰極電極與陽極噴嘴、以及電漿氣體供應手段及熔射材料供應手段的電漿炬中，前述陰極電極與前述陽極噴嘴配設一對，在前述陽極噴嘴上，於以其軸心為中心點的同心圓線上隔開間隔而設置3個以上的電漿噴射流噴出孔，使電漿噴射流及電漿弧分支，在前述陽極噴嘴的前端面且以前述電漿噴射流噴出孔包圍的中心部上設有熔射材料噴出孔。
    (2)本發明之特徵在於：為了使從前述各電漿噴射流噴出孔噴出的電漿噴射流或電漿弧在前述噴嘴的前方且此噴嘴軸心上的交點交叉，前述電漿噴射流噴出孔傾斜。
    (3)本發明之特徵在於：為了使從該電漿噴射流噴出孔噴出的電漿噴射流在到達到基材之間不交叉於前述陽極噴嘴軸心上的一點，前述各電漿噴射流噴出孔形成為和前述軸心平行或大致平行。
    (4)本發明之特徵在於：將電漿炬內的電漿產生室區分為前室與後室，分別設置電漿氣體供應手段而成。本發明之特徵在於：電漿氣體供應手段構成為在電漿產生室內，藉由傾斜設置於切線方向，而使從前述電漿氣體供應手段供應的電漿氣體產生旋流。
    (5)本發明之特徵在於：將副電漿炬以其軸心線與主炬的軸心線交叉的方式配設於前述陽極噴嘴的前方。本發明之特徵在於：前述副電漿炬配設成副電漿噴射流或副電漿弧交叉於前述主炬的電漿噴射流或電漿弧的交點或者此附近。
    (6)本發明之特徵在於：前述副電漿炬配設有複數個。本發明之特徵在於：前述副電漿炬的配設個數和主炬之電漿噴射流噴出孔的數量相同。本發明之特徵在於：前述電漿噴射流噴出孔配設3個，副電漿炬配設3個。本發明之特徵在於：從前述各電漿噴射流噴出孔噴出的各電漿弧和最近的前述副電漿炬的副電漿弧接連地形成髮針形電弧，前述各髮針形電弧獨立而不互相交叉。
    (7)本發明之特徵在於：前述副電漿炬的軸心線對於主電漿噴射流的軸心線呈垂直狀、或向後方傾斜。本發明之特徵在於：在前述陽極噴嘴的前端設有超高速噴嘴。本發明之特徵在於：前述熔射材料供應手段具備複數個熔射材料供應孔。本發明之特徵在於：使前述陰極電極及陽極電極的極性成為相反的極性。
    上述本發明之效果如下：
    (1)藉由構成為將熔射材料在比噴嘴的前端更前方供應(投入)給電漿噴射流或電漿弧的中心，而不供應給電漿產生室內，熔化的熔射材料不附著於電漿產生室內及電極以及電漿噴射流噴出孔上。因此，可謀求連續穩定運轉，並且沙嘴(spit)不附著於製品上。因而，可連續穩定運轉，並且由於熔射材料噴出孔不位於電漿產生室內，所以背壓不作用於熔射材料供應器側，因此不需要耐壓設計，並且可謀求提升噴嘴的耐久性。
    (2)藉由賦予電漿噴出孔傾斜角度，以使電漿噴射流或電漿弧在噴嘴的前方交叉於一點，由於從熔射材料噴出孔噴出的熔射材料被此電漿噴射流或電漿弧包住，均勻加熱而熔化，所以熱效率高且可進行高良率的熔射。
    (3)由於將熔射材料投入電漿噴射流或電漿弧的軸心高溫區域，所以沒有因熔射材料的粒徑或質量之差異，而在電漿火焰外周部反射飛散或穿過電漿火焰並飛散的情況，因此在熔射材料製程中的造粒或分級的需要減少，可使用廉價的熔射材料。此外，不限於粉體，液體狀的熔射材料也可以任意使用。
    (4)由於為了使從該電漿噴射流噴出孔噴出的電漿噴射流在到達基材以前的期間不交叉於前述陽極噴嘴軸心上的一點，各電漿噴射流噴出孔形成為和前述軸心平行或大致平行，所以從該電漿噴射流噴出孔噴出的電漿噴射流係一邊成為圓筒狀，一邊朝向基材行進。因此，從熔射材料噴出孔噴射的熔射材料可在剛噴射後，不與電漿噴射流直接接觸，而在被分支的電漿噴射流包住的空間內，一邊被抑制和大氣的接觸，一邊朝向基材。[實施發明之形態] 實施例1
    本發明之實施例1係關於被稱為一段式單炬的熔射裝置。在圖1中，符號1為作為關於本發明之軸向進給型電漿熔射裝置的炬，具備一對陰極電極與陽極噴嘴，即1個陰極電極8與1個陽極噴嘴(陽極電極)2。前述陰極電極8形成於該炬1之後端部，前述陽極噴嘴2形成於其前端部。
    而且，在此陽極噴嘴2之前端面3上，於同心圓線上隔開間隔在3處設有電漿噴射流噴出孔4，並且對此電漿噴射流噴出孔4分別賦予傾斜角度，以使從前述電漿噴射流噴出孔4噴出的電漿噴射流12交叉於通過前述同心圓中心的軸心之一點(交點)P上。
    5為設置於配置有前述電漿噴射流噴出孔4的同心圓中心的熔射材料噴出孔，從連結於熔射材料供應器(未圖示)的熔射材料供應孔6供應熔射材料給此熔射材料噴出孔5。
    7為在前述陽極噴嘴2內形成於前述電漿噴射流噴出孔4後方的電漿產生室，於此電漿產生室7內的中心設有陰極電極8，一開合開關13，就從電源10施加高電流、低電壓給陽極噴嘴2與陰極電極8間，藉此在陰極電極8的前方形成電漿弧11，此電漿弧11係被分割(分支)而侵入前述複數個電漿噴射流噴出孔4，從前述噴出孔4噴出而形成在該噴出孔4前方的交點P交叉的電漿噴射流12。
    9為供應電漿氣體(例如惰性氣體)給前述電漿產生室7內的電漿氣體供應手段，在本實施例1中設計成：藉由在電漿產生室7內使噴射孔9a傾斜於切線方向，使電漿產生室7內產生旋流，形成穩定的電漿弧11。符號15為絕緣間隔物，33為熔化的熔射材料的噴射方向。
    再者，在本實施例1中雖然形成3個同一形狀的電漿噴射流噴出孔4，但實用的數量是3個以上8個左右，不受特別限定。此外，前述噴出孔4的傾斜角度係依要將交點P設在比噴嘴前端面3更前方的哪個位置而設計決定。再者，雖然前述噴出孔4係在同心圓線上以等間隔配置，但此間隔可視需要而適當變更。 實施例2
    如圖2所示，本實施例2為將形成於陽極噴嘴2內的電漿產生室7內的扣除中心部以外的部分區分為前室7a與後室7b的兩室，在各室7a、7b內設置電漿氣體供應手段的噴出孔9a、9b，並且將陰極電極8設於前室7a側之例。
    在本實施例2中具有下述特徵：藉由將電漿產生室7形成為分成前室7a與後室7b，可提高電漿弧11的輸出，並且可將廉價的壓縮空氣或氮氣等使用於供應給後室7b的電漿氣體。在本實施例2中，陽極噴嘴2係由前室7a側的噴嘴部2a及後室7b側的噴嘴部2b所構成。
    再者，在圖2中和圖1相同的符號因為是具有相同的構造與作用者，為了避免重複，省略此處的說明。 實施例3
    如圖3所示，本實施例3為將副電漿炬(有時只稱為副炬)51配置成副電漿噴射流62從實施例1中說明的炬1的前方且從相對於主電漿噴射流12a的交點P成直角的方向匯流的複合炬之例，此副炬51的噴嘴64被設定為陰極(陰極電極)，副炬電極56被設定為陽極(陽極電極)，並且藉由設置此副炬51，可利用來自主電漿炬(有時只稱為主炬)1a側的主電漿弧11a和副電漿弧61，於交點P及此前方(附近)形成複合電漿弧31。
    再者，副炬51除了是相對於交點P成直角的方向以外，也可以使副炬51稍微向後方傾斜。此外，從副炬51噴出的副電漿弧61雖然最好是設定成在交點P與主電漿弧11a匯流，但也可以在前後方向稍微偏移。
    上述副炬51的情況，沒有熔射材料供應手段，並且副電漿噴射流噴出孔54在中心(軸心)僅1個。
    在此複合炬方面，藉由以副炬51形成的副電漿弧61接連於形成於主炬1a之陽極噴嘴2前方的主電漿弧11a，而形成複合電漿弧31，可直接供應熔射材料給此複合電漿弧31的軸心，所以該材料會長的時間停留在前述電漿弧31的中心，熔化率提高。
    在圖3中，符號13b、13c為開關，32為複合電漿噴射流，50為副電源，53為開關，57為電漿產生室，59為電漿氣體供應手段，65為絕緣間隔物。
    在顯示本實施例3的圖3中，由於和圖1相同的符號具有相同的構造與作用者，為了避免重複，省略此處的說明。 實施例4
    本實施例4為將在實施例3中說明的副炬51組合於在實施例2中說明的兩段式單炬而成的複合炬之例，目的是在實施例2、3中說明的作用效果的相乘作用。
    在圖4中，由於和圖1~圖3的符號相同的符號是具有相同的構造和作用，為了避免重複，省略此處的說明。 運轉例
    其次顯示以上說明的實施例1~4之運轉例。 (1)實施例1之運轉例
    圖1 單段、單炬的情況
    熔射皮膜：陶瓷熔射皮膜
    電流、電壓、輸出：800A×90V=72kw
    氣種、氣量：氬(25l/min)、氫(60l/min) (2)實施例2之運轉例
    圖2 兩段、單炬的情況
    熔射皮膜：陶瓷熔射皮膜
    電流、電壓、輸出：480A×150V=72kw
    氣種、氣量：氬(25l/min)、氫(60l/min) (3)實施例3之運轉例
    圖3 單段、帶有副炬的複合炬的情況
    熔射皮膜：陶瓷熔射皮膜
    電流、電壓、輸出：360A×200V=72kw
    氣種、氣量：氬(80l/min) (4)實施例4之運轉例
    圖4 兩段、帶有副炬的複合炬的情況
    熔射皮膜：陶瓷熔射皮膜
    電流、電壓、輸出：240A×300V=72kw
    氣種、氣量：氬(25l/min)、壓縮空氣(75l/min) 實施例5
    如圖5~圖8所示，本實施例5為將前述實施例4的1個副炬51增加為3個而配設的複合炬之例，目的是電漿弧及電漿噴射流的直進性、穩定化。在圖5~圖8中，由於和圖4的符號相同的符號係具有相同的構造和作用，為了避免重複，省略此處的詳細說明。再者，在圖5中，10A、10B、10C分別表示電晶體電源，S1、S2、S3分別表示開關。
    在本實施例5中，雖然在陽極噴嘴2b上於圓周方向隔以等間隔而設有3個電漿噴射流噴出孔4，但此噴出孔4的數量及配設間隔可視需要而適當選擇。
    雖然如圖8所示，前述各噴出孔4相對於陽極噴嘴2之軸心2C傾斜角度θ，但此傾斜角度θ可視需要而適當選擇。例如，可採用4°或6°作為此傾斜角度θ。由於前述噴出孔4係由倒圓錐台狀的入口4a及接連於該入口4a的直管狀的出口4b所構成，所以主電漿弧11a及主電漿噴射流12a可容易地進入該噴出孔4。雖然在熔射材料噴出孔5上配設有1個熔射材料供應孔6，但此供應孔6的數量可視需要而設置複數個。例如，也可以點對稱地配設一對前述供應孔6，從各供應孔6供應互異的熔射材料而進行混合。
    如圖7所示，主炬1a之噴射孔9a在切線方向打穿有複數個。因此，供應給該噴射孔9a的電漿氣體G一邊被電漿產生室7a內壁引導，一邊在箭頭A9方向流動而成為旋流，並且從其他噴射孔9b供應給電漿產生室7b的電漿氣體也以同樣的要領成為旋流。前述旋流被分支而進入各電漿噴射流噴出孔4，一邊在該噴射孔4內旋轉一邊前進之後，被朝向交點P噴射。
    副炬51和主炬1a之電漿噴射流噴出孔4同數量，即設有3個。各副炬51配設成在周向隔開等間隔而配設，並且主炬1a的軸心線和前述各副炬51的軸心線交叉。雖然各副炬51之副電漿弧61藉由閉合(開)開關53a、53b、53c而產生，但由於此等各副電漿弧61分別和最近的主炬1a之電漿弧11a接連而形成髮針形的電弧，即所謂的髮針形電弧，所以形成從主炬1a之陰極電極8的前端到副炬51之副炬電極56的陽極點之導電路。再者，前述各開關53a、53b、53c於形成前述髮針形電弧後被打開(關)。
    從熔射材料供應孔6供應的熔射材料被從熔射材料噴出孔5朝向前述交點P噴射，以一邊被高溫加熱熔化一邊被主電漿噴射流12a包住的方式行進，並且被熔化的熔射材料的粒子，即熔化粒子碰撞基材(被塗層物)80而形成熔射皮膜70。此時，由於前述3條髮針形電弧在交點P交叉成為一體，所以複合電漿弧31及複合電漿噴射流32相較於是1個副炬的情況(前述實施例4)，可使其更加穩定。 實施例6
    如圖9、圖10所示，本實施例6為使前述實施例2(圖2)的各電漿噴射流噴出孔4平行或傾斜成平穩的傾斜角度(大致平行)的單炬之例，目的是使從各噴出孔4噴出的電漿噴射流12A在到達基材80以前的期間，不交叉於炬1之陽極噴嘴2a、2b之軸心線2C上的一點。再者，前述陽極噴嘴2a、2b之軸心(軸心線)2C位於主炬1a之軸心(軸心線)上。在圖9、圖10中，由於和圖2的符號相同的符號係具有相同的構造和作用，為了避免重複，省略此處的詳細說明。
    如圖10所示，電漿噴射流噴出孔4A在包圍熔射材料噴出孔5的圓周上隔開間隔而配設有6個。前述噴出孔4A的間隔及配設個數可視需要而適當選擇，例如也可以等間隔設置4個。
    雖然前述各噴出孔4A係和前述陽極噴嘴2a、2b之軸心2C平行地配設，但未必需要成為平行，也可以配設成大致平行。即，也可以賦予緩和的傾斜角度，以免從各噴出孔4A噴出的電漿噴射流12A在到達基材80以前的期間，交叉於前述陽極噴嘴2a、2b之軸心2C上的一點。此平穩的傾斜角度可選擇例如+2°~-2°，以使相對於前述陽極噴嘴2a、2b之軸心2C成為大致平行。
    在本實施例中，從熔射材料噴出孔5噴出的熔射材料被電漿噴射流12A熔化，成為熔化粒子而碰撞基材80，形成熔射皮膜70。此時，由於熔射材料噴出孔5設於配設有電漿噴射流噴出孔4之圓的中心(軸心)，電漿噴射流噴出孔4A隔開間隔而配設於前述同一圓周上，所以從各噴出孔4A噴出的電漿噴射流12A全體係一邊成為縱剖面圓筒狀，一邊朝向基材80行進。
    此外，從前述熔射材料噴出孔5噴射的熔射材料在前述圓筒狀的電漿噴射流內朝向基材80直線前進。因此，前述熔射材料在剛噴射後，使其不與電漿噴射流直接接觸，在被分支的電漿噴射流12A包住的空間內可抑制和大氣的接觸。藉此，即使是因低熔點或微粒子而只需要小的熔化熱的熔射材料，及一有高的熔化熱就會因氧化或變態而機能劣化或因昇華而不形成熔射皮膜的熔射材料，都可形成所希望的熔射皮膜。 實施例7
    如圖11、圖12所示，本實施例7為使前述實施例5(圖5~圖8)的各電漿噴射流噴出孔如前述實施例6(圖9、圖10)般地平行或傾斜成平穩的傾斜角度(大致平行)的複合炬之例，目的是使從各噴出孔4A噴出的電漿弧11a及電漿噴射流12a在到達基材80之前的期間，不交叉於炬1a之陽極噴嘴2a、2b之軸心2C上的一點。在圖11、圖12中，由於和圖5~圖10的符號相同的符號係具有相同的構造和作用，為了避免重複，省略此處的詳細說明。
    雖然如圖12所示，主炬1a之電漿噴射流噴出孔4A在圓周方向上隔開等間隔而配設有3個，但此等噴出孔4A係用和前述實施例6同樣的要領形成。此外，副炬51係對應於主炬1a之前述噴出孔4A的數量而配設有3個。
    在本實施例中，由於各副炬51之副電漿弧61和從電漿噴射流噴出孔4A噴出的最近的主電漿弧11a接連地分別形成髮針形電弧，所以形成從主炬1a之陰極電極8的前端到各副炬51之副炬電極56的陽極點之導電路。
    如此，前述各髮針形電弧被個別獨立地形成，被形成為從各電漿噴射流噴出孔4A噴出的各主電漿弧11a不互相交叉。此外，從前述噴出孔4A噴出的各電漿噴射流12a也被形成為在碰撞到基材80以前不互相交叉。
    在本實施例中，從熔射材料供應孔6供應的熔射材料係使其不直接進入主電漿噴射流12a及主電漿弧11a，並且在被前述主電漿噴射流12a及前述主電漿弧11a包住的空間內可抑制和大氣的接觸。如此一來，可得到和前述實施例6同樣的效果。 實施例8
    如圖13所示，本實施例8為使前述實施例4(圖4)的副炬51向後方傾斜而配設的複合炬之例，目的是電漿弧及電漿噴射流的直進性、穩定化。在圖13中，由於和圖4的符號相同的符號係具有相同的構造和作用，為了避免重複，省略此處的詳細說明。
    在本實施例中，副炬51係相對於交點P向後方，即副炬電極56離開主炬1a的方向傾斜，其傾斜角度，即各主炬1a的軸心線和副炬51的軸心線之交叉角度形成為45°。此傾斜角度可視需要而適當選擇，可在例如35°~55°的範圍內選擇採用。
    再者，當然本實施例也可以適用於前述第3實施例(圖3)等。 實施例9
    如圖14所示，本實施例9為將超高速噴嘴90連結於前述實施例2的單炬之陽極噴嘴2之前端面3而成的單炬之例，目的是使電漿噴射流成為超高速。在圖14中，由於和圖2的符號相同的符號係具有相同的構造和作用，為了避免重複，省略此處的詳細說明。
    本實施例的超高速噴嘴90係由從頸縮部91向入口側呈放射狀擴大的上游側漏斗部93、及從該頸縮部91向出口側呈放射狀擴大的下游側漏斗部95所構成。雖然前述上游側漏斗部93與下游側漏斗部95之軸向長度大致相同，但其開口端的大小係後者95形成較大。在圖14中，W表示供應給冷卻部的冷卻媒體，12S表示超音速電漿噴射流。
    在本實施例中，由於從電漿噴射流噴出孔4噴出的電漿噴射流12進入上游側漏斗部93，在頸縮部91被縮小後，被下游側漏斗部95放出而迅速擴大，所以可使電漿噴射流12S成為超音速。因此，可使熔化的熔射材料之熔化粒子的飛行速度成為超音速，例如音速的3~5倍，所以可形成更加細緻且密合力高的高性能的熔射皮膜。
    再者，當然此超高速噴嘴不僅本實施例，也可以利用於前述實施例1等。 其他實施例
    本發明之實施例並不受上述限定，例如也可以作成如下那樣：
    (1)也可以使上述實施例的單炬、複合炬之陰極電極及陽極電極的極性相反，即使單炬之陰極電極8、陽極噴嘴2、複合炬之主炬之陰極電極8、陽極噴嘴2、副炬之副炬電極56、噴嘴64的極性成為相反。
    (2)在隔開間隔而形成的複數個(2個以上)的同心圓線上，於圓周方向隔開間隔而形成複數個電漿噴射流噴出孔4，以取代在上述實施例的陽極噴嘴2之前端面3，於單數個(1個)的同心圓線上隔開間隔而在3處設置電漿噴射流噴出孔4。如此一來，由於電漿火陷接近環狀，所以可防止大氣的進入。再者，雖然前述各噴出孔4配設成交錯狀，但其排列方法可視需要而適當選擇。 [產業上之可利用性]
    本發明可廣泛地利用於表面改質處理技術等之產業，可利用於例如液晶、半導體製造裝置零件、靜電吸盤、印刷用薄膜捲筒、航空器用渦輪葉片、烘烤治具、太陽能電池用發電元件、燃料電池用電解質等。
    1‧‧‧炬
    1a‧‧‧主炬
    2‧‧‧陽極噴嘴
    4‧‧‧電漿噴射流噴出孔
    5‧‧‧熔射材料噴出孔
    7‧‧‧電漿產生室
    8‧‧‧陰極電極
    9‧‧‧電漿氣體供應手段
    11‧‧‧電漿弧
    12‧‧‧電漿噴射流
    31‧‧‧複合電漿弧
    32‧‧‧複合電漿噴射流
    51‧‧‧副炬
    56‧‧‧副炬電極
    64‧‧‧噴嘴
    圖1為顯示本發明之實施例1的剖面圖。
    圖2為顯示本發明之實施例2的剖面圖。
    圖3為顯示本發明之實施例3的剖面圖。
    圖4為顯示本發明之實施例4的剖面圖。
    圖5為顯示本發明之實施例5的剖面圖。
    圖6為前述實施例5之複合炬的側面圖。
    圖7為前述實施例5之主炬之電漿氣體供應手段即噴射孔的放大剖面圖。
    圖8為前述實施例5之陽極噴嘴之電漿噴射流噴出孔的放大縱剖面圖。
    圖9為顯示本發明之實施例6的剖面圖。
    圖10為前述實施例6的側面圖。
    圖11為顯示本發明之實施例7的縱剖面圖。
    圖12為前述實施例7之複合炬的側面圖。
    圖13為顯示本發明之實施例8的縱剖面圖。
    圖14為顯示本發明之實施例9的縱剖面圖。
    1‧‧‧炬
    2‧‧‧陽極噴嘴
    3‧‧‧前端面
    4‧‧‧電漿噴射流噴出孔
    5‧‧‧熔射材料噴出孔
    6‧‧‧熔射材料供應孔
    7‧‧‧電漿產生室
    8‧‧‧陰極電極
    9‧‧‧電漿氣體供應手段
    9a‧‧‧噴射孔
    10‧‧‧電源
    11‧‧‧電漿弧
    12‧‧‧電漿噴射流
    13‧‧‧開關
    15‧‧‧絕緣間隔物
    33‧‧‧熔化的熔射材料的噴射方向
    P‧‧‧交點
    权利要求:
    Claims (15)
    [1] 一種軸向進給型電漿熔射裝置，其特徵在於：在具有陰極電極與陽極噴嘴、以及電漿氣體供應手段及熔射材料供應手段的電漿炬中，前述陰極電極與前述陽極噴嘴配設一對，在前述陽極噴嘴上，於以其軸心為中心點的同心圓線上隔開間隔而設置3個以上的電漿噴射流噴出孔，使電漿噴射流及電漿弧分支，在前述陽極噴嘴的前端面且被前述電漿噴射流噴出孔包圍的中心部上設有熔射材料噴出孔。
    [2] 如申請專利範圍第1項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中為了使從前述各電漿噴射流噴出孔噴出的電漿噴射流或電漿弧在前述噴嘴的前方且此噴嘴軸心上的交點交叉，前述電漿噴射流噴出孔傾斜。
    [3] 如申請專利範圍第1項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中為了使從該電漿噴射流噴出孔噴出的電漿噴射流在到達基材之前的期間不交叉於前述陽極噴嘴軸心上的一點，係將前述各電漿噴射流噴出孔形成為和前述軸心平行或大致平行。
    [4] 如申請專利範圍第1至3項中任一項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中將電漿炬內的電漿產生室區分為前室與後室，分別設置電漿氣體供應手段。
    [5] 如申請專利範圍第1至3項中任一項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中電漿氣體供應手段構成為在電漿產生室內，藉由於切線方向傾斜設置，而使從前述電漿氣體供應手段供應的電漿氣體產生旋流。
    [6] 如申請專利範圍第1至3項中任一項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中將副電漿炬以其軸心線與主炬的軸心線交叉的方式配設於前述陽極噴嘴的前方。
    [7] 如申請專利範圍第6項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中前述副電漿炬配設成副電漿噴射流或副電漿弧交叉於前述主炬的電漿噴射流或電漿弧的交點或者此附近。
    [8] 如申請專利範圍第6項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中前述副電漿炬配設有複數個。
    [9] 如申請專利範圍第8項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中前述副電漿炬的配設個數和主電漿炬之電漿噴射流噴出孔的數量相同。
    [10] 如申請專利範圍第9項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中前述電漿噴射流噴出孔配設3個，副電漿炬配設3個。
    [11] 如申請專利範圍第8至10項中任一項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中從前述各電漿噴射流噴出孔噴出的各電漿弧和最近的前述副電漿炬的副電漿弧接連地形成髮針形電弧，前述各髮針形電弧獨立而不互相交叉。
    [12] 如申請專利範圍第8至10項中任一項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中前述副電漿炬的軸心線相對於主電漿炬的軸心線呈垂直狀、或向後方傾斜。
    [13] 如申請專利範圍第1、2、3、6、7、8、9或10項中任一項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中在前述陽極噴嘴的前端設有超高速噴嘴。
    [14] 如申請專利範圍第1、2、3、6、7、8、9或10項中任一項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中前述熔射材料供應手段具備複數個熔射材料供應孔。
    [15] 如申請專利範圍第1、2、3、6、7、8、9或10項中任一項之軸向進給型電漿熔射裝置，其中使前述陰極電極及陽極電極的極性成為相反的極性。
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    TWI548309B|2016-09-01|軸向進給型電漿熔射裝置
    US10730063B2|2020-08-04|Plasma transfer wire arc thermal spray system
    US7750265B2|2010-07-06|Multi-electrode plasma system and method for thermal spraying
    US8389888B2|2013-03-05|Plasma torch with a lateral injector
    JP4449645B2|2010-04-14|プラズマ溶射装置
    US9802212B2|2017-10-31|Plasma spraying apparatus
    JP2010110669A|2010-05-20|プラズマ溶射装置
    CN101954324B|2012-05-30|一种低压等离子喷涂用等离子喷枪
    JP2004536439A|2004-12-02|単一分離アームを備えた軸方向原料インジェクタ
    CN104941833B|2017-04-05|一种等离子喷嘴、喷枪以及喷涂方法
    JP4164610B2|2008-10-15|プラズマ溶射装置
    JP2016043287A|2016-04-04|プラズマ溶射装置およびプラズマ溶射方法
    JP2016143533A|2016-08-08|プラズマ溶射装置
    JP4804854B2|2011-11-02|複合トーチ型プラズマ溶射装置
    JPH0763034B2|1995-07-05|軸供給型プラズマ加熱材料噴射装置
    KR20040091448A|2004-10-28|플라즈마건 장치
    KR101953608B1|2019-03-04|복수의 노즐을 포함하는 플라즈마 용사 코팅 장치
    KR20160007072A|2016-01-20|혼합형 용사 코팅 장치
    JPH05339699A|1993-12-21|プラズマ溶射方法
    JPH07110983B2|1995-11-29|プラズマ溶射方法及びその装置
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    TWI548309B|2016-09-01|
    WO2013008563A1|2013-01-17|
    CA2830431C|2018-01-02|
    JPWO2013008563A1|2015-02-23|
    JP5690891B2|2015-03-25|
    CA2830431A1|2013-01-17|
    CN103492084B|2016-05-25|
    CN103492084A|2014-01-01|
    JP5396565B2|2014-01-22|
    EP2676735A4|2015-05-06|
    US20140144888A1|2014-05-29|
    US10576484B2|2020-03-03|
    KR20140045351A|2014-04-16|
    EP2676735A1|2013-12-25|
    KR101517318B1|2015-05-04|
    JP2014013769A|2014-01-23|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    TWI622450B|2016-06-30|2018-05-01||Nozzle of air plasma cutting device|
    TWI685067B|2013-04-26|2020-02-11|上海和輝光電有限公司|封裝材料的塗布方法及其裝置|JPS6340300B2|1980-12-10|1988-08-10|Konika Kk||
    FR2550467B1|1983-08-08|1989-08-04|Aerospatiale|Procede et dispositif pour l'injection d'une matiere finement divisee dans un ecoulement chaud gazeux et appareil mettant en oeuvre ce procede|
    JPS60129156A|1983-12-14|1985-07-10|Tadahiro Shimazu|Plasma thermal spraying device|
    JPH0734216B2|1985-10-23|1995-04-12|カシオ計算機株式会社|Ｉｃカ−ド|
    US4780591A|1986-06-13|1988-10-25|The Perkin-Elmer Corporation|Plasma gun with adjustable cathode|
    FR2600229B1|1986-06-17|1994-09-09|Metallisation Ind Ste Nle|Torche de rechargement a plasma|
    JPH0455748B2|1987-02-23|1992-09-04|Shimazu Kogyo Jugengaisha||
    JPH0775689B2|1987-10-01|1995-08-16|富士通株式会社|熱プラズマジェット発生装置|
    US5144110A|1988-11-04|1992-09-01|Marantz Daniel Richard|Plasma spray gun and method of use|
    US5008511C1|1990-06-26|2001-03-20|Univ British Columbia|Plasma torch with axial reactant feed|
    JPH0455748A|1990-06-26|1992-02-24|Kawasaki Steel Corp|Method for cleaning measuring electrode|
    JP3166226B2|1991-07-10|2001-05-14|住友電気工業株式会社|ダイヤモンドの製造法及び製造装置|
    JP3028709B2|1993-07-21|2000-04-04|富士電機株式会社|プラズマ溶射装置|
    US5420391B1|1994-06-20|1998-06-09|Metcon Services Ltd|Plasma torch with axial injection of feedstock|
    JPH08102397A|1994-09-30|1996-04-16|Chichibu Onoda Cement Corp|移行型プラズマ発生方法及びその装置|
    US5808270A|1997-02-14|1998-09-15|Ford Global Technologies, Inc.|Plasma transferred wire arc thermal spray apparatus and method|
    JP2000038649A|1998-07-23|2000-02-08|Komatsu Ltd|成膜装置及び方法|
    US6202939B1|1999-11-10|2001-03-20|Lucian Bogdan Delcea|Sequential feedback injector for thermal spray torches|
    JP3733461B2|2001-01-31|2006-01-11|中国電力株式会社|複合トーチ型プラズマ発生方法及び装置|
    JP4678973B2|2001-03-29|2011-04-27|西日本プラント工業株式会社|溶射トーチのプラズマアークの発生装置及び発生方法|
    US20030049384A1|2001-09-10|2003-03-13|Liu Jean H.|Process and apparatus for preparing transparent electrically conductive coatings|
    US6861101B1|2002-01-08|2005-03-01|Flame Spray Industries, Inc.|Plasma spray method for applying a coating utilizing particle kinetics|
    US6986471B1|2002-01-08|2006-01-17|Flame Spray Industries, Inc.|Rotary plasma spray method and apparatus for applying a coating utilizing particle kinetics|
    JP4449645B2|2004-08-18|2010-04-14|島津工業有限会社|プラズマ溶射装置|
    US8367963B2|2004-10-29|2013-02-05|United Technologies Corporation|Method and apparatus for microplasma spray coating a portion of a turbine vane in a gas turbine engine|
    US7763823B2|2004-10-29|2010-07-27|United Technologies Corporation|Method and apparatus for microplasma spray coating a portion of a compressor blade in a gas turbine engine|
    CN102046303A|2008-05-29|2011-05-04|西北美泰克公司|由轴向注入液体原料制造涂层的方法和系统|
    JP5091801B2|2008-08-18|2012-12-05|株式会社日本セラテック|複合トーチ型プラズマ発生装置|
    US8253058B2|2009-03-19|2012-08-28|Integrated Photovoltaics, Incorporated|Hybrid nozzle for plasma spraying silicon|DE102012201178B3|2012-01-27|2013-02-14|Aptar Radolfzell Gmbh|Düseneinheit und Spender mit einer solchen|
    JP6161943B2|2013-04-22|2017-07-12|株式会社セイワマシン|ナノ粒子含有スラリー噴霧装置及び溶射装置|
    CN104372282A|2014-11-13|2015-02-25|苏州速腾电子科技有限公司|一种金属导电环片镀铜装置|
    JP2016143533A|2015-01-30|2016-08-08|中国電力株式会社|プラズマ溶射装置|
    CN105635356A|2015-08-31|2016-06-01|宇龙计算机通信科技有限公司|一种手机、手机散热部件及其加工方法|
    JP6681168B2|2015-10-20|2020-04-15|株式会社フジミインコーポレーテッド|溶射用スラリー、溶射皮膜および溶射皮膜の形成方法|
    KR101779984B1|2015-11-24|2017-09-19|한국기계연구원|플라즈마 노즐|
    JP6744618B2|2016-04-19|2020-08-19|不二越機械工業株式会社|ノズルおよびワーク研磨装置|
    JP6879878B2|2017-09-28|2021-06-02|三菱重工業株式会社|溶射ノズル、及びプラズマ溶射装置|
    CN111972050A|2018-02-27|2020-11-20|欧瑞康美科股份公司，沃伦|用于热喷枪的等离子体喷嘴以及制造和使用其的方法|
    法律状态:
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP2011153415||2011-07-12||
    [返回顶部]