(57)【要約】【課題】  ガスの貯蔵設備を不要にして、燃料ガスの供給のために広いスペースを確保することや、メンテナンスコストがかかることを防止し、簡単、低廉に金属メッキを可能にすると共に、加工対象に制約を受けることがない、使い勝手の良い、酸水素混合ガス溶射装置を提供する。【解決手段】  溶解した溶射材料１を圧縮ガスで基材２に吹き付けて被膜３を形成する溶射用ノズル４と、このノズル４に溶射原料５を供給する原料供給部６と、この原料供給部６から送られる溶射原料５を溶解するための燃料ガスを上記のノズル４に供給する燃料ガス供給部７とを備える。この燃料ガス供給部７を、水を酸素と水素に電気分解して酸素と水素の混合ガスを発生する酸水素混合ガス発生装置で形成する。【選択図】      図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
溶解した溶射材料を圧縮ガスで基材に吹き付けて被膜を形成する溶射用ノズルと、このノズルに溶射原料を供給する原料供給部と、この原料供給部から送られる溶射原料を溶解するための燃料ガスを上記のノズルに供給する燃料ガス供給部とを備え、この燃料ガス供給部が、水を酸素と水素に電気分解して酸素と水素の混合ガスを発生する酸水素混合ガス発生装置で形成されていることを特徴とする酸水素混合ガス溶射装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、酸水素混合ガス溶射装置に関し、更に詳しくは酸素と水素の混合ガスで溶射原料を溶解（溶融）し、ノズルから基材にスプレーして被膜を形成する酸水素混合ガス溶射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の溶射技術としては、例えば高圧の燃焼ガスを用いて超高速炎を発生し、溶射原料粉末を加熱、溶解して基材の表面に衝突させ、基材表面に被膜を形成するものがある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
而してこの場合、従来のこの種装置は、通常、例えば酸素とアセチレン、或いは酸素とプロパンなどのガスを燃焼させ、この燃焼炎中に溶射原料を連続的に送って溶解させるものであった。
従って従来のこの種装置によると、酸素ガスやアセチレンガス等を充填したガスボンベなどの、ガス貯蔵設備が必要であった。
【０００４】
そのため従来機の場合は、装置の大型化や設置スペースの増大化を招き易く、またメンテナンスに手間暇がかかる等の問題点があった。
また従来機は、このようにアセチレンガスなどの炭素成分を含むガスを使用するため、被処理物に制約を受けることがあり、金属メッキ処理できない加工対象があった。
【特許文献１】特開平８−１５８０３１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本考案は、このような従来技術の問題点に鑑み、提案されたものである。
従って本考案が解決しようとする課題は、ガスの貯蔵設備を不要にして、燃料ガスの供給のために広いスペースを確保することや、メンテナンスコストがかかることを防止でき、簡単、低廉に金属メッキを可能にし、加工対象に制約を受けることがない、使い勝手の良い、酸水素混合ガス溶射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案は、上記の課題を解決するため、次のような技術的手段を採る。
即ち本考案の装置は、図１等に示されるように、溶解した溶射材料１を圧縮ガスで基材２に吹き付けて被膜３を形成する溶射用ノズル４と、このノズル４に溶射原料５を供給する原料供給部６と、この原料供給部６から送られる溶射原料５を溶解するための燃料ガスを上記のノズル４に供給する燃料ガス供給部７とを備え、この燃料ガス供給部７が、水を酸素と水素に電気分解して酸素と水素の混合ガスを発生する酸水素混合ガス発生装置で形成されていることを特徴とする（請求項１）。
【０００７】
ここで、溶射原料５としては、例えば亜鉛、アルミニウムのような低融点材料や、炭素鋼、ステンレス鋼、モリブデン等の線状に加工できるもの、更にはセラミックスやサーメット材等がある。セラミックスやサーメット材等は、線状化が難しいため、通常、フレキシブルチューブに充填した状態で使用する。
【考案の効果】
【０００８】
本考案は、このように溶解した溶射材料を圧縮ガスで基材に吹き付けて被膜を形成する溶射用ノズルと、このノズルに溶射原料を供給する原料供給部と、この原料供給部から送られる溶射原料を溶解するための燃料ガスを上記のノズルに供給する燃料ガス供給部とを備え、この燃料ガス供給部を、水を酸素と水素に電気分解して酸素と水素の混合ガスを発生する酸水素混合ガス発生装置で形成しているものである。
従って本考案の装置は、水を電気分解し、酸素と水素の混合ガスを連続的に発生させて溶射するため、ボンベ等の、ガスの貯蔵設備が不要になり、装置を小型化、省スペース化できる。
また本装置は、商用電源で稼働できるため、コストの低廉化が可能で、使い勝手が良くなり、また発生させたガスを直ちに溶射成膜に使用できるため、爆発の危険性がなく、安全に実施できる。
また本考案は、このように燃料ガス供給部を酸水素混合ガス発生装置で構成しているから、電源投入により直ぐに高温でクリーンな火炎を得ることができる。
従ってこれによれば、被膜処理を迅速化でき、また本装置の場合、燃焼により発生するガスは、水分のみで炭素を含まないため、これによれば成膜において炭素成分を嫌う被処理物の場合でも適用でき、加工対象に制約を受けることがない。
【考案を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本考案の好適な一実施形態を添付図面に従って説明する。
本考案は、溶解した溶射材料１を圧縮ガスで基材２に吹き付けて被膜３を形成する溶射用ノズル４と、このノズル４に溶射原料５を供給する原料供給部６と、この原料供給部６から送られる溶射原料５を溶解するための燃料ガスを上記のノズル４に供給する燃料ガス供給部７とを備えて形成されている。
【００１０】
図１の構造は、ガス式溶射法の一種である溶線式フレーム溶射法の一例である。この実施形態の場合、溶射原料５としては、ワイヤやチューブ状の金属材が使用されている。本装置は、この溶射原料５が原料供給部６から、燃料ガスの燃焼炎８（フレーム）中に連続的に送られて溶解し、コンプレッサー９から送られる圧縮空気で微粒化された溶融粒子が基板に投射され、成膜するものである。
【００１１】
而して本考案の場合、上記の燃料ガス供給部７は、水を酸素と水素に電気分解して酸素と水素の混合ガスを発生する酸水素混合ガス発生装置で形成されている。この実施形態の場合、燃料ガス供給部７としての酸水素混合ガス発生装置は、完全燃焼に必要な酸素自体を含む水素ガス２、対酸素ガス１の割合の混合ガスを発生させるよう構成されている。水の電気分解は、電解液（電解質水溶液・ＫＯＨ、ＮａＯＨ、等）に電気を流すことにより起きる電気化学反応であり、陽極（＋）では水酸イオンＯＨ−が反応、電子を放出して水素イオンＨ＋と酸素分子Ｏ２が発生する。陰極（−）では、水素イオンＨ＋が反応、電子を受け取って水素分子Ｈ２が発生する。このように水が電気によって水素と酸素に分解され、陽極から酸素ガス、陰極から水素ガスとして取り出される。
【００１２】
本装置の酸水素混合ガス発生装置は、このような原理で水から酸素ガスと水素ガスを生成した上、両者を分離せず混合状態で燃料ガスとしてノズル４に供給する。水の電気分解に使用する電解液の電解質は、電気を流し易くし、電気分解を促進する役割を持っている。この場合、全体としては水だけが分解によってガスとなって消費され、電解質は分解されることなく残るから、本装置では水のみを補給すれば良い。
【００１３】
また本装置は、商用電源で水を電気分解し、酸素と水素を連続的に発生させるものであるから、ボンベ等のガス貯蔵設備を省略できる。また本装置は、電源投入で、直ぐに１５００度Ｃ〜３０００度Ｃのクリーンな高温火炎が得られる。この場合、燃焼により発生するガスは、水分のみで、炭素を含まない。そのため成膜において、炭素成分を嫌うプロセスにも適用でき、従来のガスによる溶射法とは異なり、被処理物に制約を受けることがない。また本装置は、上記の通り、ガスボンベなどのガス貯蔵設備を必要としないため、商用電源があれば、直ちに使用できる。またガスを貯蔵することなく、発生させたガスを直ちに溶射成膜に使用できるから、爆発の危険性がなく、安心して使用できる。この場合、本装置は、安全対策上、逆火防止機構を備えて構成されるのが好ましい。
【００１４】
次に粉末式フレーム溶射法に、本考案を実現する例を、図２に従って説明する。上例と同一部材、同一装置については、同一の番号を付し、詳しい説明は省略する。
【００１５】
先ず酸水素混合ガスの火炎中に、原料供給部６から粉末状の溶射原料５を投入する。次に、燃料ガス供給部７としての酸水素混合ガス発生装置から酸素と水素の混合ガスをノズル４に送り、この混合ガスの火炎中で溶射原料５を溶解させる。また同時に、この混合ガス流により、溶解した溶射材料１を加速させ、基材２に衝突させて被膜３を形成する。
【００１６】
本考案の場合、溶射加工の具体的な実施においては、目的や基材２の性質等に応じ、従来の溶射法と同様、溶射原料５を適宜選択する。
例えば金属・合金・サーメットは、耐食・耐酸化性・耐摩耗性や、電気伝導性、電磁シールドを付加する目的で使用する。またカーバイドは、表面硬度を高くする目的や、耐摩耗性付与の目的で使用する。またセラミックは、耐酸化、耐摩耗、耐摺動摩耗、耐高温腐食あるいは断熱や電気絶縁性の付与等、広範囲に使用する。また自溶性合金は、フュージングにより、基材２と冶金的に結合し、貫通孔のない、均質な被膜３を形成する。そしてこれは、耐摩耗、耐キャビテーション、耐フレッティング、耐粒子エロージョン、耐食性を有する。またＨＶＯＦ溶射用粉末、ＨＶＯＦ溶射被膜は、酸化物や孔が少なく、緻密で強い密着性や卓越した耐摩耗性を有する。更に溶射ワイヤは、アーク及びメタライジング溶射に使用する。これは、一般的には、寸法復元や装飾、防食に使用する。またこの溶射ワイヤは、現地施工にも適している。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の装置の好適な一実施形態を示す要部構成図である。
【図２】同上装置の他の実施形態の要部構成図である。
【符号の説明】
【００１８】
１    溶射材料
２    基材
３    被膜
４    溶射用ノズル
５    溶射原料
６    原料供給部
７    燃料ガス供給部
８    燃焼炎
９    コンプレッサー
【図１】
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【図２】
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