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ノズル摩耗量検出方法、制御方法、ノズル摩耗量検出装置及び制御装置 NEW

国内特許コード P180015215
整理番号 1708-15P046
掲載日 2018年8月2日
出願番号 特願2016-009662
公開番号 特開2017-129482
出願日 平成28年1月21日(2016.1.21)
公開日 平成29年7月27日(2017.7.27)
発明者
  • 片野田 洋
出願人
  • 国立大学法人 鹿児島大学
発明の名称 ノズル摩耗量検出方法、制御方法、ノズル摩耗量検出装置及び制御装置 NEW
発明の概要 【課題】ノズルのスロート部分の摩耗量を正確に検出するノズル摩耗量検出方法、制御方法、ノズル摩耗量検出装置及び制御装置を提供する。
【解決手段】排除厚さ検出部51は、ノズルとスロート及びスロート周辺の形状がほぼ同一で、かつ、スロート径を計測可能な検定ノズルのスロート径、大気温度でのノズル内における作動ガスの圧力及び流量を含む検定ノズルに関する計測結果に基づいて、検定ノズルのスロートを流れる作動ガスの排除厚さを算出する。断面積算出部52は、大気温度で検定ノズルから作動ガスを噴射したときのノズル内における作動ガスの圧力及び流量の計測結果に基づいて、排除厚さ面積を除くノズルのスロート断面積を算出する。摩耗量検出部53は、排除厚さ検出部51で算出された排除厚さと、断面積算出部52で算出された排除厚さ面積を除くスロート断面積とに基づいて、ノズルのスロートの摩耗量を検出する。
【選択図】図6
従来技術、競合技術の概要 コールドスプレーとは、固体微粒子を溶融させること無く不活性ガスと共に超音速流で固相状態のまま基材に衝突・塑性変形させて皮膜を形成する方法である。この方法では、最大1000℃程度まで電気加熱した数十気圧のガスと、常温のガス(固体微粒子を巻き込み搬送する常温ガス)とをノズル内に供給し、ガス流によって、固体微粒子をノズルから500m/s程度以上の高速で噴射する。
産業上の利用分野 本発明は、ノズル摩耗量検出方法、制御方法、ノズル摩耗量検出装置及び制御装置に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
固体微粒子を作動ガスとともに噴射するノズルのスロートの摩耗量を検出する摩耗量検出方法であって、
前記ノズルとスロート及びスロート周辺の形状がほぼ同一で、かつ、スロート径を計測可能な検定ノズルのスロート径と、大気温度で前記検定ノズルから前記作動ガスを噴射したときの前記検定ノズル内の作動ガスの圧力及び流量とを含む前記検定ノズルに関する計測結果に基づいて、前記検定ノズルのスロートを流れる前記作動ガスの境界層の排除厚さを検出する排除厚さ検出ステップと、
大気温度で前記ノズルから前記作動ガスを噴射したときの前記ノズル内の作動ガスの圧力及び流量の計測結果に基づいて、前記排除厚さが形成する円環状の面積である排除厚さ面積を除く前記ノズルのスロート断面積を算出する断面積算出ステップと、
前記排除厚さ検出ステップで検出された前記排除厚さと、前記断面積算出ステップで算出された前記排除厚さ面積を除くスロート断面積とに基づいて、前記ノズルのスロートの摩耗量を検出する摩耗量検出ステップと、
を含むノズル摩耗量検出方法。

【請求項2】
前記排除厚さ検出ステップでは、
前記検定ノズルのスロート径を、接触式または非接触式の計測装置から取得する第1のステップと、
大気温度で前記検定ノズルから前記作動ガスを噴射したときの前記検定ノズル内の前記作動ガスの圧力及び流量を計測する第2のステップと、
前記第2のステップで計測された作動ガスの圧力及び流量に基づいて、前記検定ノズルにおける前記排除厚さ面積を除くスロート断面積を算出する第3のステップと、
前記第1のステップで算出されたスロート径から得られる前記排除厚さ面積を含むスロート断面積と、前記第3のステップで算出された排除厚さ面積を除くスロート断面積とに基づいて、前記排除厚さを算出する第4のステップと、
を含む、
請求項1に記載のノズル摩耗量検出方法。

【請求項3】
請求項1又は2に記載のノズル摩耗量検出方法を用いて検出された前記ノズルのスロートの摩耗量に応じて、前記ノズルの出口での前記固体微粒子の粒子速度が一定に保たれるように、前記作動ガスの圧力及び/又は温度を制御する制御ステップを含む、
制御方法。

【請求項4】
請求項1又は2に記載のノズル摩耗量検出方法を用いて検出された前記ノズルのスロートの摩耗量が閾値を超えた場合に、前記ノズルの交換情報を外部出力する出力ステップを含む、
請求項3に記載の制御方法。

【請求項5】
固体微粒子を作動ガスとともに噴射するノズルのスロートの摩耗量を検出する摩耗量検出装置であって、
前記ノズルとスロート及びスロート周辺の形状がほぼ同一で、かつ、スロート径を計測可能な検定ノズルのスロート径と、大気温度で前記検定ノズルから前記作動ガスを噴射したときの前記検定ノズル内における前記作動ガスの圧力及び流量とを含む前記検定ノズルに関する計測結果に基づいて、前記検定ノズルのスロートを流れる前記作動ガスの排除厚さを検出する排除厚さ検出部と、
大気温度で前記ノズルから前記作動ガスを噴射したときの前記ノズル内における作動ガスの圧力及び流量の計測結果に基づいて、前記排除厚さ面積を除く前記ノズルのスロート断面積を算出する断面積算出部と、 前記排除厚さ検出部で検出された前記排除厚さと、前記断面積算出部で算出された前記排除厚さ面積を除くスロート断面積とに基づいて、前記ノズルのスロートの摩耗量を検出する摩耗量検出部と、
を備えるノズル摩耗量検出装置。

【請求項6】
前記排除厚さ検出部は、
前記検定ノズルのスロート径を計測装置から取得する径取得部と、
大気温度で前記検定ノズルから前記作動ガスを噴射したときの前記検定ノズル内の前記作動ガスの圧力及び流量を計測する計測部と、
前記計測部で計測された前記作動ガスの圧力及び流量に基づいて、前記検定ノズルにおける前記排除厚さ面積を除くスロート断面積を算出する検定ノズル断面積算出部と、
前記径取得部で取得されたスロート径から得られる前記排除厚さ面積を含むスロート断面積と、前記検定ノズル断面積算出部で算出された排除厚さ面積を除くスロート断面積とに基づいて、前記排除厚さを検出する排除厚さ検出部と、
を備える、
請求項5に記載のノズル摩耗量検出装置。

【請求項7】
請求項5又は6に記載のノズル摩耗量検出装置と、
前記ノズル摩耗量検出装置で検出された前記ノズルのスロートの摩耗量に応じて、前記ノズルの出口での前記固体微粒子の粒子速度が目標値としての一定値に保たれるように、前記作動ガスの圧力及び/又は温度を制御する制御部と、
を備える制御装置。

【請求項8】
前記ノズル摩耗量検出装置で検出された前記ノズルのスロートの摩耗量が閾値を超えた場合に、前記ノズルの交換指示を外部出力する出力部を備える、
請求項7に記載の制御装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016009662thum.jpg
出願権利状態 公開
※ 公開特許は弊社ホームページ内で開示資料とともに、特許公報も掲載しております。
アドレスは http://www.ktlo.co.jp/002_seeds_.html


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