KR101007674B1 - High velocity oxygen fuel spray gun with auxiliary cap and the spray system - Google Patents

High velocity oxygen fuel spray gun with auxiliary cap and the spray system Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A thermal spray gun having an auxiliary cap, and a coating device are provided to spray new material which is not suitable with general method by controlling spay temperature, speed and oxidation degree. CONSTITUTION: A thermal spray gun and a coating device comprises a chamber(110), an ignition plug(120), and a gun barrel(150). The gun barrel is serially connected in the other side of the chamber. A high velocity spray gun(100) located on the gun barrel injects coating powder to the chamber. An auxiliary cap(400) has a reducer shape contraction part(71) which controls the temperature, pressure, and oxidation, extension(74), and a nozzle. The auxiliary cap is connected to the gun barrel accelerates the flame speed up to supersonic speed. A feeder(200) supplies fuel, air, priming power, and refrigerant to the high velocity spray gun, and control the auxiliary gas speed of the auxiliary cap.

Description

보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치{High Velocity Oxygen Fuel Spray Gun with Auxiliary Cap and the spray system}High Velocity Oxygen Fuel Spray Gun with Auxiliary Cap and the spray system}

본 발명은 보조 캡(CAP) 이 부착된 고속용사 건(Gun) 및 코팅장치에 관한 것으로 특히 고융점재료를 용사하기 위한 열용사의 한가지 방법인 고속용사 (HVOF Spray) 방식과 저융점재료를 용사하기 위한 속도분사(Kinetic Spray )방식을 혼합하여 고융점재료와 저융점재료의 중간에 위치한 신재료를 용사코팅 할 수 있도록 하는 보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high speed spray gun (Gun) and a coating apparatus equipped with an auxiliary cap (CAP). In particular, one method of thermal spraying for spraying high melting point materials is to spray the high speed spraying method and the low melting point material. The present invention relates to a high-speed spray gun and a coating apparatus with an auxiliary cap for spray coating a new material located between a high melting point material and a low melting point material by mixing a kinetic spray method.

주지하는 바와 같이, 용사(Thermal Spray, 溶射)에는 고융점 코팅재인 선형재료 또는 금속 분체(Metal Powder)를 고온으로 녹인 후 분사하여 코팅하는 열용사(Thermal Spray) 방식과 저융점 분체를 코팅하고자 하는 모재의 표면에 고압, 고속으로 충돌시켜 충돌 시 발생되는 충격 에너지에 의해 분체가 용융되도록 하여 코팅하는 속도분사(Kinetic Spray Coating) 방식이 있고, 상기 열용사 방식은 코팅재료를 가열하는 열원의 종류에 따라 가스식과 전기식으로 나뉘며, 가스식 용사에는 화염용사, 폭발용사, 고속용사(HVOF:High Velocity Oxygen Fuel Spraying)가 있고, 전기식 용사에는 아크용사, 플라즈마 용사, 선폭용사, 레이저(Laser)용사가 있으며, 최근에는 고속으로 용사하여 부착층의 밀도를 높이려는 고속용사에 대한 기술 개발이 활발하며 화염을 외부공기중의 산소와 차단하여 부착층의 순도를 높이려는 시도가 활발하다. 대표적인 것이 미국 및 유럽특허인 US 04964568 EP 0379119 shrouded thermal spray gun and method (이하 인용발명)이 있다.As is well known, the thermal spray (Thermal spray) to the thermal spray method and coating the low melting point powder to melt and spray the linear material or metal powder (Metal Powder), which is a high melting point coating material at high temperature There is a kinetic spray coating method to coat the surface of the base material at high pressure, high speed to melt the powder by the impact energy generated during the collision, and the thermal spray method is a type of heat source for heating the coating material Depending on the type of gas and electric, gas sprays include flame spraying, explosion spraying, and high velocity spraying (HVOF), and electric spraying types include arc spraying, plasma spraying, line width spraying, and laser spraying. Recently, the development of technology for high-speed spraying to increase the density of the adhesion layer by spraying at high speed is active and the flame is blocked by oxygen in the outside air. Attempts have been made to increase the purity of the adhesion layer. A typical example is US and European patent US 04964568 EP 0379119 shrouded thermal spray gun and method.

이러한 용사의 공정은 일반적으로 모재에 대한 용착성을 확보하기 위해 코팅하고자 하는 모재의 표면에 불규칙형태의 고경도 입자를 분사하여 표면을 거칠게 하는 전처리 과정을 수행하고, 상기 전처리로 거칠게 된 표면에 코팅재료를 용융시켜 분사하여 모재의 표면에 코팅층을 형성하는 용사과정 및 용사 후 코팅층의 코팅특성을 향상시키는 마감처리 과정으로 이루어 진다Such spraying process generally performs a pretreatment process to roughen the surface by injecting high hardness particles of irregular shape to the surface of the base material to be coated in order to secure the adhesion to the base material, and coating the surface roughened by the pretreatment It consists of the spraying process of melting and spraying the material to form the coating layer on the surface of the base material and the finishing process of improving the coating property of the coating layer after the spraying.

그러나 저융점 금속과 고융점 소재의 중간정도의 융점을 갖는 신소재인 비결정금속이 개발되고 있으나, 기존 열용사를 이용하여 비결정금속을 용사할 경우 화염온도가 너무 높아 비결정분율이 저하되어 바람직하지 않고, 동이나 알루미늄 등 저융점 금속을 고속으로 분사하여 충돌시 속도에너지가 열에너지로 변하게 하여 부착시키는 속도분사공정을 적용하기에는 융점이 너무 높아, 종래의 용사 방식으로는 코팅이 잘 되지 않는 문제점이 발생되었다. 앞으로 신소재가 개발될 때 마다 이러한 문제는 지속적으로 발생될 것으로 예상된다.
However, although a non-crystalline metal, which is a new material having a medium melting point between a low melting point metal and a high melting point material, has been developed, when spraying amorphous metal using existing thermal spraying, the flame temperature is too high and the amorphous fraction is lowered, which is undesirable. The melting point is too high to apply a speed spraying process in which a low melting point metal such as copper or aluminum is sprayed at a high speed so that the velocity energy is changed to thermal energy during an impact and adheres, thereby causing a problem that coating is not well performed by a conventional spraying method. It is expected that this problem will continue to occur every time new materials are developed.

미국특허 20050082395 05135166 05019686 04869936United States Patent 20050082395 05135166 05019686 04869936 05135166 0496456805135166 04964568 유럽특허 0361710 0570084 1696176 0607779 04869936European Patent 0361710 0570084 1696176 0607779 04869936 03299119 0513497 032318503299119 0513497 0323185

본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 열용사 방식의 하나인 고속 용사 방식과 속도분사방식을 혼합하여 화염의 온도, 압력, 속도를 넓은 범위로 조절함으로서 기존 용사방식으로 코팅하기 곤란한 신소재를 용사할 수 있는 온도, 압력, 속도 범위가 넓은 고속용사 Gun 및 코팅장치를 제공함에 있다.
The purpose of the present invention is to spray a new material that is difficult to coat with the conventional spraying method by controlling the temperature, pressure, and speed of the flame in a wide range by mixing a high-speed spraying method and a speed spraying method of one of the thermal spraying method to solve this problem It is to provide high speed spray gun and coating device with wide temperature, pressure and speed range.

본 발명은 이러한 목적을 달성하기 위하여 연료, 산소나 공기 등 의 산소공급원, 전원 및 스파크 플러그, 고속분사CAP용 보조 가스, 코팅재 및 냉매를 공급하는 공급장치와, 상기 공급장치로 부터 연료, 산소(이하공기포함),전원 및 냉매를 공급받아 연소실에서 연소시키면서 코팅재료를 투입하여 용융시키고 고압의 화염을 만든 후 바렐( barrel)로 분사시키는 고속용사 건(Gun)과, 상기 고속용사 건의 총열(Barrel)외부에 설치되고, 별도의 보조가스 공급장치로 부터 보조가스를 공급받아 속도와 압력을 조절하여 고속 화염과 함께 분사시키는 보조 CAP과, 상기 공급장치 와 고속용사 건을 제어하는 제어부로 구성되어 화염의 온도, 압력, 속도 범위가 넓은 고속용사 코팅장치를 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a fuel supply device for supplying an oxygen supply source such as fuel, oxygen or air, a power supply and a spark plug, an auxiliary gas for high-speed injection cap, a coating material, and a refrigerant, and a fuel, oxygen ( And a high-speed spray gun (Gun) to inject and melt the coating material while burning in the combustion chamber by receiving a power source and a refrigerant, and to make a high-pressure flame and spray it into a barrel, and a barrel of the high-speed spray gun Installed on the outside, the auxiliary gas is supplied from a separate auxiliary gas supply device to adjust the speed and pressure to control the injection with a high speed flame, and the control device for controlling the supply device and high speed gun flame Provides a high temperature spray coating device having a wide temperature, pressure and speed range.

이와 같이 하여 본 발명은 고속용사 건의 총열 외부에 총열과 동심형으로 결합되는 보조 CAP을 부착하고, 이 보조 CAP에 가스를 공급하는 가스 연결부를 부착하여 보조가스를 분사하면, 이 보조 가스가 고속용사 건으로부터 분사되는 화염/분체의 혼합체를 둘러싸면서 함께 분사되므로, 분체/화염 혼합체의 온도, 속도, 산화의 조절이 가능하여 기존 용사방식으로 코팅하기 곤란한 신소재를 용사할 수 있게 되며, CAP의 형태에 따라 여러 가지 효과를 도모할 수 있다. 예를 들어 보조 가스로 고압의 불활성가스를 사용하면 불활성 가스가 고속으로 분출되므로 공기와의 차단효과로 산화를 억제하여 용사 부착물의 순도 및 금속의 경우 비정질도를 높이고 증가된 속도에 의해 부착되는 층의 조직을 치밀하게 다지는 효과를 주어 부착층의 순도 및 밀도 품질을 개선하는 하는 유용한 효과가 있다.In this way, the present invention, if the auxiliary cap is attached to the outside of the barrel of the high-speed spray gun concentrically coupled to the barrel, and the gas connection for supplying the gas to the auxiliary cap is injected to spray the auxiliary gas, the auxiliary gas is a high-speed spray Since it is sprayed together while surrounding the flame / powder mixture sprayed from the gun, it is possible to control the temperature, speed, and oxidation of the powder / flame mixture, thereby spraying new materials that are difficult to coat by the conventional spraying method. Therefore, various effects can be achieved. For example, when high pressure inert gas is used as an auxiliary gas, the inert gas is spouted at high speed, thereby inhibiting oxidation by blocking effect with air, thereby increasing the purity of the thermal spray deposit and the amorphousness in the case of metal, and being attached by an increased speed. There is a useful effect to improve the purity and density quality of the adhesion layer by giving the effect of compacting the tissue of the.

또한 보조 CAP의 가스통과 공간단면을 점점 좁아지다가 병목을 지나면서 점점 넓어지는 초음속 노즐 단면으로 하면, 속도와 압력이 함께 증가하여 부착층의 순도가 높아지고 밀도가 더 높아지게 된다.
In addition, when the gas cylinder and the space section of the auxiliary CAP become narrower and become wider and wider as the bottleneck passes, the velocity and pressure increase together to increase the purity of the adhesion layer and increase the density.

도 1은 고속 용사 코팅 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치의 구체적인 실시예의 전체적인 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 고속용사 건의 구성도.
도 4는 본 발명에 의한 보조가스 공급부의 구성을 예시하는 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 보조 캡의 사시도.
도 6은 본 발명에 의한 보조 캡의 단면도.
도 7은 본 발명에 의한 보조 캡의 실 사진.1 is a block diagram of a high speed thermal spray coating system.
Figure 2 is a block diagram showing the overall configuration of a specific embodiment of the high-speed spray gun attached to the auxiliary cap and the coating apparatus according to the present invention.
3 is a block diagram of a high-speed spray gun according to the present invention.
4 is a configuration diagram illustrating a configuration of an auxiliary gas supply unit according to the present invention.
5 is a perspective view of the auxiliary cap according to the present invention.
6 is a cross-sectional view of the auxiliary cap according to the present invention.
7 is a seal photograph of the auxiliary cap according to the present invention.

이러한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선 고속용사 시스템의 설명을 위해 일반적인 고속 용사 코팅 시스템의 구성을 도 1로 도시하였다.First, a configuration of a general high speed thermal spray coating system is illustrated in FIG. 1 to explain a high speed thermal spray system.

도 1에서 보는 바와 같이 고속 용사 장치는 연료, 전기, 산소(공기) 및 냉매, 분말이송가스(CAREER GAS)를 공급하는 공급장치와,As shown in Figure 1, the high-speed spraying device is a supply device for supplying fuel, electricity, oxygen (air) and refrigerant, and powder gas (CAREER GAS),

상기 공급장치로부터 연료, 전기, 산소를 공급받아 점화플러그로 점화시켜 고압의 화염으로 성장시키는 연소실, 그 연소실과 연결되어 상기 화염이 통과하면서 분말이송가스에 실려 공급되는 코팅분말을 용융시키면서 분사시키는 총열(Barrel)로 구성된 고속용사 건과, 상기 공급장치와 고속용사 건을 제어하는 조절장치(제어장치)로 구성된다.A combustion chamber that receives fuel, electricity, and oxygen from the supply device and ignites with a spark plug to grow into a high-pressure flame, and a barrel which is connected to the combustion chamber and injects while melting the coating powder supplied to the powder transport gas while the flame passes. And a high speed spray gun configured as a barrel, and an adjusting device (control device) for controlling the supply device and the high speed spray gun.

이러한 고속용사 건의 내부공간은 점점 축소되다 다시 확대되는 병목부가 구비된 초음속 노즐구조가 된다. 연료, 산소가 연소실에 들어오면 점화플러그에서 스파크가 발생되어 연소가 시작되며, 화염이 팽창하면서 고온고압가스가 되고, 상기 병목부를 거쳐 총열을 통과하면서 진행방향이 결정되어 총열 밖으로 화염이 초음속 토출되며 푸른색 다이아몬드 형태의 충격파가 발생되어 피사체 방향으로 진행된다. 충격파 화염이 계속 진행되면 초음속 화염이 안정된 상태가 된 것이다.The internal space of the high-speed spray gun is reduced and becomes a supersonic nozzle structure provided with a bottleneck that is enlarged again. When fuel and oxygen enter the combustion chamber, spark is generated in the spark plug and combustion starts. As the flame expands, it becomes a high temperature and high pressure gas. A blue diamond-shaped shock wave is generated and travels toward the subject. If the shock wave continues, the supersonic flame is stable.

이 때 제어장치의 분말이송 스위치를 누르면 공급장치에서 코팅분말이 분말이송가스에 실려 총열에 공급되어 총열 속 화염의 열을 흡수하여 용융 상태가 되고, 대신 화염은 열을 빼앗겨 온도가 낮아지며, 결국 화염/분말혼합체는 붉은 색으로 변하여 피사체를 향하여 비행하게 된다.At this time, when the powder transfer switch of the control device is pressed, the coating powder is supplied to the barrel and supplied to the barrel by absorbing the heat of the flame in the barrel. Instead, the flame is deprived of heat and the temperature is lowered. The powder mixture turns red to fly towards the subject.

이와 같은 고속 용사는 착화가 어렵고 착화되어도 예민하여 화염 자체를 조절하면 쉽게 꺼지므로 화염의 온도와 속도, 산화를 조절하기가 곤란하였다. 그러므로 화염유지를 위한 파라메타는 그대로 두어 화염을 잘 보존하는 상태로 두고 외부에서 보조가스를 공급하여 조절할 수밖에 없는 것이다.Such high-speed spraying is difficult to ignite and sensitive even when ignited, so it is difficult to control the flame temperature, speed, and oxidation because the flame itself is easily turned off. Therefore, the parameters for flame maintenance should be left as it is, and the flames should be well preserved and the outside gas must be supplied and controlled.

이를 해결하기 위하여 본 발명은 화염의 온도, 압력, 속도를 넓은 범위로 조절할 수 있는 보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치를 제공하는 것이다.In order to solve this problem, the present invention is to provide a high-speed spray gun and a coating apparatus with an auxiliary cap that can adjust the temperature, pressure, speed of the flame in a wide range.

이러한 본 발명에 의한 보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치의 구체적인 실시예의 전체적인 구성을 도 2로 도시하고, 이를 바탕으로 상세히 설명하면, 본 발명은 연료(31), 공기(산소)를 공급받아 혼합하는 연소실(110)과, 상기 연소실(110)의 일측에서 상기 혼합된 연료(31) 및 공기를 점화하여 고압의 화염을 발생시키는 점화플러그(120)와, 상기 연소실(110)의 타측에 직렬 연결되어 상기 화염이 통과하는 총열부(150)로 구성되되, 상기 총열부(150)에는 코팅분말(30)이 공급되는 분말 공급구(130)가 형성되어, 상기 화염 속에 상기 코팅분말(30)을 공급하여 용융 및 분사시키는 고속용사 건(100)과,The overall configuration of the specific embodiment of the high-speed spray gun and the coating apparatus with an auxiliary cap according to the present invention is shown in Figure 2, and described in detail based on this, the present invention supplies fuel 31, air (oxygen) A combustion chamber 110 that receives and mixes, an ignition plug 120 that ignites the mixed fuel 31 and air at one side of the combustion chamber 110 to generate a high pressure flame, and the other side of the combustion chamber 110. Consists of a barrel portion 150 connected in series through the flame, the barrel portion 150 is formed with a powder supply port 130 is supplied with a coating powder 30, the coating powder 30 in the flame And a high speed spray gun 100 for melting and spraying

상기 고속용사 건(100)의 총열부(150)에 결합되며, 보조 가스(21)를 공급받아 속도를 조절하여 상기 고속용사 건(100)의 화염을 동심원으로 둘러싸면서 화염진행과 같은 방향으로 화염과 함께 분사시켜 화염속의 상기 코팅분말(30)을 모아주고 화염의 속도를 초음속으로 가속시키며 화염의 온도, 압력, 산화를 조절하는 보조 캡(400)과,It is coupled to the barrel portion 150 of the high-speed spray gun 100, and receives the auxiliary gas 21 to adjust the speed to surround the flame of the high-speed spray gun 100 in concentric circles and flames in the same direction as the flame progression And the auxiliary cap 400 for collecting the coating powder 30 in the flame and accelerating the flame speed at supersonic speed and controlling the temperature, pressure, and oxidation of the flame;

상기 고속용사 건(100)에 연료(31), 공기, 점화전원, 냉매, 코팅분말(30)을 공급하며, 상기 보조 캡(400)에 보조 가스(21)의 온도, 압력, 속도를 조절하여 공급하는 보조가스 공급부(210)가 별도로 구비된 공급장치(200)와,Supplying fuel 31, air, ignition power, refrigerant, coating powder 30 to the high-speed spray gun 100, by adjusting the temperature, pressure, speed of the auxiliary gas 21 to the auxiliary cap 400 Supply device 200 is provided with an auxiliary gas supply unit 210 for supplying separately,

상기 공급장치(200)와 고속용사 건(100)을 제어하는 제어장치(300)로 구성될 수 있다.It may be configured as a control device 300 for controlling the supply device 200 and the high-speed spray gun (100).

이를 각 구성요소별로 더욱 상세하게 설명하면, 전술한 공급장치(200)는 상기 고속용사 건(100)에 연료(31)를 공급하는 연료 공급부, 공기 또는 산소를 공급하는 공기 공급부, 전기를 공급하는 전원부, 냉각수, 냉각재 또는 냉각 에어를 공급하는 냉매 공급부, 분말 형태의 코팅재를 공급하는 분말 공급부 및 상기 보조 캡(400)에 보조 가스(21)를 공급하는 보조가스 공급부(210)로 구성되며, 여기에서 상기 보조가스 공급부(210)는 도 4로 도시한 바와 같이, 보조 가스(21)를 가압시키는 압력 부스터(214)와 가온시키는 가스히터(212) 및 상기 압력 부스터(214)와 가스히터(212)의 조절을 위한 가스 조절기(211)로 구성될 수 있다.To describe this in more detail for each component, the above-described supply apparatus 200 is a fuel supply unit for supplying fuel 31 to the high-speed spray gun 100, an air supply unit for supplying air or oxygen, for supplying electricity It consists of a power supply unit, a coolant supply unit for supplying cooling water, coolant or cooling air, a powder supply unit for supplying a coating material in powder form, and an auxiliary gas supply unit 210 for supplying an auxiliary gas 21 to the auxiliary cap 400. As shown in FIG. 4, the auxiliary gas supply unit 210 includes a pressure booster 214 for pressurizing the auxiliary gas 21, a gas heater 212 for warming the pressure booster 214, and a gas heater 212. Gas regulator 211 for the control may be configured.

또한 전술한 공급장치(200)는 일면에 각 공급요소들의 량을 나타내는 기판과 상기 각종 공급요소들을 제어할 수 있는 버튼, 스위치 등으로 구성된 제어장치(300)가 구성될 수 있고, 상기 제어장치(300)는 공급장치(200)와 유, 무선으로 연결된 원격조정장치 일 수 있다.In addition, the above-described supply device 200 may be configured with a control device 300 including a substrate indicating the amount of each supply element on one surface and a button, a switch, etc. for controlling the various supply elements, the control device ( 300 may be a remote control device connected to the supply device 200, wired and wireless.

또한 전술한 제어장치(300)는 상기 고속용사 건(100)과 연결되어 고속 용사 건의 작동 상태를 감지하고 설정조건 이상으로 상승하면 공급장치(200)의 연료(31), 산소, 전원, 코팅분말(30)을 차단하고 냉각 기능을 증가시켜 안전성을 높이도록 제어할 수 있다.In addition, the above-described control device 300 is connected to the high-speed spray gun 100 detects the operating state of the high-speed spray gun and rises above the set condition, fuel 31, oxygen, power, coating powder of the supply device 200 Block 30 and increase the cooling function can be controlled to increase the safety.

아울러 전술한 고속용사 건(100)은 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 공급장치(200)로부터 연료(31), 산소가 공급되어 혼합되고, 일측에 스파크를 발생시키는 점화플러그(120)가 구비되어 점화 시 점화된 화염이 맹렬하게 성장하여 고압의 가스가 되게 하는 연소실(110)과, 상기 연소실(110)의 타측에 상기 화염을 포함한 고압의 연소가스를 모아서 초음속 가속하는 병목부(140) 및 상기 병목부(140)에 연속되어 상기 화염의 분사 방향을 일정하게 하는 총열부(150)로 구성되며, 상기 병목부(140)와 총열부(150) 사이에 분말 공급구(130)가 형성되어 상기 공급장치(200)의 분말 공급부(130)로부터 코팅분말(30)을 공급받아 총열부(150) 내부에서 상기 화염과 코팅분말(30)이 혼합되도록 하여 화염의 열에 의해 코팅분말(30)이 용융되고 화염과 함께 분사되도록 하는 것이다.In addition, the high-speed spray gun 100 described above, as shown in Figure 3, the fuel 31, oxygen is supplied and mixed from the supply device 200, the spark plug 120 for generating a spark on one side is provided Combustion chamber 110 for igniting the flame ignited at the time of ignition to become a high-pressure gas, bottleneck 140 for supersonic acceleration by collecting the high-pressure combustion gas including the flame on the other side of the combustion chamber 110 and the Consists of a barrel portion 150 that is continuous to the bottleneck portion 140 to make the spraying direction constant, the powder supply port 130 is formed between the bottleneck portion 140 and the barrel portion 150 The coating powder 30 is supplied from the powder supply unit 130 of the supply device 200 so that the flame and the coating powder 30 are mixed in the barrel part 150 so that the coating powder 30 is melted by the heat of the flame. To be sprayed with flames.

또한 전술한 보조 캡(400)은 도 2, 도 5 내지 도 7로 도시한 바와 같이, 상기 고속용사 건(100)의 총열부(150) 외부에 환형으로 부착되며, 보조 캡(400)의 내부에 환형공간이 형성되고, 상기 환형공간으로 상기 공급장치(200)로부터 속도조절이 가능한 보조 가스(21)를 공급받으며, 공급받은 상기 보조 가스(21)가 상기 고속용사 건(100)의 화염을 감싸며 함께 분사되도록 상기 환형공간의 단면 형태가 가스 수집부(60), 축소부(71), 오리피스부(72), 확장부(74), 분사구(80)의 순차 구성으로 형성된 것이다.In addition, the auxiliary cap 400 as described above is shown in Figure 2, 5 to 7, the annular attachment to the outside of the barrel 150 of the high-speed spray gun 100, the interior of the auxiliary cap 400 An annular space is formed in the annular space, and receives the auxiliary gas 21 capable of adjusting the speed from the supply device 200 to the annular space, and the supplied auxiliary gas 21 receives the flame of the high speed spray gun 100. The cross-sectional shape of the annular space is formed in a sequential configuration of the gas collecting unit 60, the reducing portion 71, the orifice portion 72, the expansion portion 74, the injection hole 80 so as to wrap and spray together.

이러한 보조 캡(400)을 구체적으로 예를 들어 설명하면 도 5와 도 6으로 도시한 바와 같이, 중앙에 상기 고속용사 건(100)의 총열부 외부가 삽입되는 건 삽입공(41)이 형성된 콘(Cone) 형상의 내측 노즐(Nozzle; 40)과, 상기 내측 노즐(40)의 둘레를 감싸며, 외경이 넓은 내측 노즐(40)의 일측과 나사 결합되도록 나사산(51)이 형성된 콘 형상의 외측 노즐(50)로 구성되고, 상기 내측 노즐(40)과 외측 노즐(50) 중 어느 하나의 일면에 상기 공급장치(200)의 보조가스 공급부(210)로부터 보조 가스(21)를 공급받는 연결부(42)가 형성되며, 상기 내측 노즐(40)과 외측 노즐(50) 사이의 환형공간에는 상기 연결부(42)을 통해 유입된 보조 가스(21)를 고르게 분포시키는 가스 수집부(60)와, 상기 가스 수집부(60)에 채워진 보조 가스(21)를 조절하여 가압, 유입시키는 레듀서(Reducer) 형태의 축소(Converging)부(71)와, 상기 축소부(71)를 경유하여 들어온 보조 가스(21)를 가압, 가속시켜 고속가스로 바꾸는 병목형의 오리피스부(72)와, 상기 오리피스부(72)에서 가압, 가속된 보조 가스(21)를 더욱 가속 가압시키기 위한 확장(Diverging)부(74)와, 상기 확장부(74)의 확장된 치수를 그대로 유지하고 상기 보조 가스(21)가 상기 고속용사 건(100)의 분사체를 감싸며 함께 분사되도록 하는 환형의 분사구(80)가 순차적으로 형성되도록 구성된 것이다.When the auxiliary cap 400 is described in detail as an example, as shown in FIGS. 5 and 6, a cone having a gun insertion hole 41 is inserted into the center of the barrel portion of the high speed spray gun 100. (Cone) shaped inner nozzle (Nozzle) and the outer nozzle of the cone-shaped wrap around the inner nozzle 40, the thread 51 is formed so as to be screwed with one side of the inner nozzle 40 having a wide outer diameter And a connection part 42 configured to receive the auxiliary gas 21 from one of the inner nozzle 40 and the outer nozzle 50 from the auxiliary gas supply part 210 of the supply device 200. ) Is formed, and in the annular space between the inner nozzle 40 and the outer nozzle 50, a gas collector 60 for evenly distributing the auxiliary gas 21 introduced through the connection part 42 and the gas. Reduced in the form of a reducer (Reducer) to pressurize, inlet to adjust the auxiliary gas (21) filled in the collecting unit 60 ( A bottleneck orifice 72 for pressurizing and accelerating a converging portion 71 and the auxiliary gas 21 introduced through the reduction portion 71 to a high-speed gas, and pressurizing the orifice portion 72. In order to further accelerate and pressurize the accelerated auxiliary gas 21, the expanding part 74 maintains the expanded dimension of the expanding part 74 as it is, and the auxiliary gas 21 supplies the high-pressure spray gun ( Surrounding the injection body of 100 is to be configured so that the annular injection port 80 to be injected together sequentially.

여기에서 전술한 환형공간의 작용을 살펴보면, 상기 연결부(42)를 통해 노즐 내 환형공간의 내부로 압력과 온도가 제어되어 주입된 보조 가스(21)가 가스 수집부(60)를 채우고도 지속적으로 주입되면 가스 수집부(60)의 일측에 형성된 축소부(71)로 진행하게 되며, 이 때 일제히 좁아지는 축소부(71)에 의해 보조 가스(21)는 단면적이 작아지면서 속도가 빨라지다가 오리피스부(72)를 지나 확장부(74)를 통과하면서 초음속이 되고 압축성 유체의 초음속성질을 따라 통과단면적이 점차적으로 커짐에 따라 가스 속도와 압력이 함께 증가하는 초음속 현상이 발생되어 이러한 보조 가스(21)가 분사구(80)를 통해 상기 고속용사 건(100)의 분사체인 화염/분체를 감싸며 함께 분사되면 화염/분체 혼합체가 더욱 승압되면서 가속되어 초고속으로 진행하게 된다. 여기서 보조 캡(400)의 환형공간단면(가스 통로)은 항상 직선일 필요는 없다. 필요에 따라 화염과의 접촉각을 변화시키기 위해 확장부(74)의 확대되는 방향을 곡선으로 하거나 오리피스부(72)를 전후하여 꺾임도 줄 수 있다.Looking at the operation of the above-described annular space, the pressure and temperature is controlled to the inside of the annular space in the nozzle through the connecting portion 42 is injected and the auxiliary gas 21 is continuously filling the gas collecting unit 60 When injected, it proceeds to the reduction part 71 formed at one side of the gas collecting part 60. At this time, the auxiliary gas 21 has a small cross-sectional area and the speed increases due to the narrowing part 71 narrowing at the same time. Supersonic phenomena, which are supersonic while passing through the extended portion 74 and are gradually increased along the supersonic properties of the compressive fluid, increase in both gas velocity and pressure, resulting in such an auxiliary gas 21. When sprayed together while wrapping the flame / powder which is the injection body of the high-speed spray gun 100 through the injection hole 80, the flame / powder mixture is further accelerated and accelerated to proceed at an ultra-high speed. Here, the annular space cross section (gas passage) of the auxiliary cap 400 need not always be straight. If necessary, in order to change the contact angle with the flame, the enlarged direction of the extension portion 74 may be curved or bent around the orifice portion 72.

또한 이러한 확장부(72)의 끝에 형성된 전술한 분사구(80)는 도 5에서 보는 바와 같이, 외경이 좁은 내측 노즐(40)의 타단 둘레 전체에 링 형태로 형성되어 있어서, 분사구(80)에서 분사되는 전술한 보조 가스(21)는 고속용사 건(100)에서 분사되는 화염을 감싸며 분사되고, 일정한 방향성을 가지며, 화염의 분사 속도와 동등이상의 속도로도 분사될 수 있으므로 밖으로 퍼져나가려는 분사체를 분사 방향으로 모아주면서 외부공기와 차단하는 동시에 화염을 고속으로 가속시켜 분사압과 분사 속도가 향상되어 기존 용사장비로는 코팅이 어려운 신코팅소재의 용사 코팅이 가능하게 되는 것이다.In addition, the above-described injection hole 80 formed at the end of the expansion portion 72 is formed in a ring shape around the other end of the inner nozzle 40 having a narrow outer diameter, as shown in FIG. The above-described auxiliary gas 21 is sprayed surrounding the flame sprayed from the high-speed spray gun 100, has a certain direction, and can be sprayed at a speed equal to or higher than the spraying speed of the flame, so the spraying body to spread out By spraying in the direction of injection, blocking the external air and accelerating the flame at high speed, the injection pressure and the injection speed are improved, which enables spray coating of new coating materials that are difficult to coat with existing spray equipment.

이상과 같이, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명이 의도하는 요지 및 개념 내에서 부분 동심형, 편심형 등으로 다양하게 변화시켜 실시하는 것이 가능하다.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention can be implemented in various ways such as partial concentricity, eccentricity, and the like within the spirit and concept intended by the present invention.

20:가스 관 21:보조 가스 30:코팅분말
31:연료 40:내측 노즐 41:건 삽입공
42:주입구 50:외측 노즐 51:나사산
60:가스 수집부 71:축소부 72:오리피스
74:확장부 80:분사구 100:고속용사 건
110:연소실 120:점화플러그 130:분말공급구
131:연료공급관 132:산소공급관 133:냉매공급관
140:병목부 150:총열부 200:공급장치
210:보조가스 공급부 211:가스 조절기 212:가스히터
213:밸브 214:압력 부스터 300:제어장치
400:보조 캡20: gas pipe 21: auxiliary gas 30: coating powder
31: Fuel 40: Inner nozzle 41: Gun insertion hole
42: inlet 50: outer nozzle 51: screw thread
60: gas collection portion 71: reduction portion 72: orifice
74: expansion unit 80: injection hole 100: high-speed spray gun
110: combustion chamber 120: ignition plug 130: powder supply port
131: fuel supply pipe 132: oxygen supply pipe 133: refrigerant supply pipe
140: bottleneck 150: barrel 200: supply device
210: auxiliary gas supply unit 211: gas regulator 212: gas heater
213: valve 214: pressure booster 300: control device
400: secondary cap

Claims (4)

연료, 공기를 공급받아 혼합하는 연소실과, 상기 연소실의 일측에서 상기 혼합된 연료 및 공기를 점화하여 고압의 화염을 발생시키는 점화플러그와, 상기 연소실의 타측에 직렬 연결되어 상기 화염이 통과하는 총열부로 구성되되, 상기 총열부에는 코팅분말이 공급되는 분말공급구가 형성되어, 상기 화염 속에 상기 코팅분말을 공급하여 용융 및 분사시키는 고속용사 건과,
상기 고속용사 건의 총열부에 결합되며, 보조 가스를 공급받아 속도를 조절하여 상기 고속용사 건의 화염주변에서 화염진행과 같은 방향으로 화염과 함께 분사시켜 화염속의 상기 코팅분말을 모아주고 화염의 속도를 초음속으로 가속시키며 화염의 온도, 압력, 산화를 조절하도록 레듀서 형태의 축소부, 병목형의 오리피스부, 확장부, 분사구가 순차 형성된 환형공간이 구비된 보조 캡과,
상기 고속용사 건에 연료, 공기, 점화전원, 냉매를 공급하며, 상기 보조 캡에 보조 가스의 속도를 조절하여 공급하는 공급장치와,
상기 공급장치와 고속용사 건을 제어하는 제어장치로 구성됨을 특징으로 하는 보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치.A combustion chamber supplied with fuel and air, mixed with a spark plug for igniting the mixed fuel and air at one side of the combustion chamber to generate a high-pressure flame, and a barrel portion connected to the other side of the combustion chamber in series; Constituent, the barrel portion is formed with a powder supply port for supplying the coating powder, the high-speed spray gun for supplying the coating powder in the flame to melt and spray,
Coupled to the barrel of the high speed spray gun, the auxiliary gas is supplied to adjust the speed to spray with the flame in the same direction as the flame progress in the vicinity of the flame of the high speed spray gun to collect the coating powder in the flame supersonic speed An auxiliary cap having an annular space in which a reducer in the form of a reducer, a bottleneck orifice, an expander, and an injection hole are sequentially formed to regulate the temperature, pressure, and oxidation of the flame;
A supply device for supplying fuel, air, ignition power, and refrigerant to the high speed spray gun, and controlling and supplying a speed of an auxiliary gas to the auxiliary cap;
High speed spray gun and coating device with an auxiliary cap, characterized in that the control device for controlling the supply device and the high speed spray gun. 제 1 항에 있어서,
전술한 공급장치는 연료 공급부, 공기 공급부, 전원부, 냉매 공급부, 분말 공급부 및 보조 가스 공급부로 구성되되,
상기 보조 가스 공급부는 보조 가스를 상기 보조 캡에 독립적으로 공급하며, 상기 보조 가스를 가압시키는 압력 부스터와 가온시키는 가스히터 및 상기 압력 부스터와 가스히터의 조절을 위한 가스 조절기로 구성된 것임을 특징으로 하는 보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치.The method of claim 1,
The aforementioned supply device is composed of a fuel supply unit, an air supply unit, a power supply unit, a refrigerant supply unit, a powder supply unit, and an auxiliary gas supply unit,
The auxiliary gas supply unit independently supplies an auxiliary gas to the auxiliary cap, and comprises a pressure booster for pressurizing the auxiliary gas, a gas heater for warming up, and a gas regulator for controlling the pressure booster and the gas heater. High speed spray gun and coating equipment with cap attached. 제 1 항에 있어서,
전술한 보조 캡은 상기 고속용사 건의 총열부 외부에 환형으로 부착되며, 내부에 환형공간이 형성되고, 상기 환형공간으로 상기 공급장치로 부터 속도조절이 가능한 보조 가스를 공급받으며, 공급받은 상기 보조 가스가 상기 고속용사 건의 화염을 감싸며 함께 분사되도록 상기 환형공간의 단면 형태가 가스 수집부, 축소부, 오리피스부(병목부), 확장부, 분사구의 순차 구성으로 형성된 것임을 특징으로 하는 보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치.The method of claim 1,
The auxiliary cap is attached to the outside of the barrel of the high-speed spray gun in an annular shape, an annular space is formed therein, and receives the auxiliary gas capable of controlling the speed from the supply device to the annular space, the supplied auxiliary gas Attached to the auxiliary cap, characterized in that the cross-sectional shape of the annular space is formed in a sequential configuration of the gas collecting portion, the reducing portion, the orifice portion (bottleneck portion), the expansion portion, the injection port so as to surround the flame of the high-speed spray gun High speed spray gun and coating equipment. 제 3 항에 있어서,
전술한 환형공간은 상기 공급장치로부터 공급받은 보조 가스를 고르게 분포시키는 가스 수집부와, 상기 가스 수집부에 채워진 보조 가스를 유입하는 레듀서 형태의 축소부와, 상기 축소부를 경유하여 들어온 보조 가스를 가압, 가속시켜 고속가스로 바꾸는 병목형의 오리피스부와, 상기 오리피스부에서 가압, 가속된 보조 가스를 더욱 가속 가압시키기 위한 확장부와, 상기 확장부의 확장된 칫수를 그대로 유지하는 환형의 분사구로 구성되며,
상기 분사구는 상기 고속용사 건의 총열부 외부에 환 형태로 형성된 것임을 특징으로 하는 보조 캡이 부착된 고속용사 건 및 코팅장치.The method of claim 3, wherein
The annular space includes a gas collecting unit for evenly distributing the auxiliary gas supplied from the supply device, a reducer in the form of a reducer for introducing the auxiliary gas filled in the gas collecting unit, and an auxiliary gas introduced through the reducing unit. A bottleneck orifice portion that pressurizes and accelerates and converts into a high-speed gas, an expansion portion for further accelerated pressurization of the supplementary gas pressurized and accelerated by the orifice portion, and an annular injection port that maintains the expanded dimension of the expansion portion as it is. ,
The spraying port is a high-speed spray gun and the coating device with an auxiliary cap, characterized in that formed in an annular shape outside the barrel of the high-speed spray gun.
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