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(11) |
EP 2 260 119 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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15.08.2012 Patentblatt 2012/33 |
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Anmeldetag: 24.03.2009 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2009/053462 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2009/124839 (15.10.2009 Gazette 2009/42) |
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| (54) |
KALTGASSPRITZANLAGE
COLD GAS SPRAYING SYSTEM
INSTALLATION D'INJECTION DE GAZ FROID
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO
PL PT RO SE SI SK TR |
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Priorität: |
11.04.2008 DE 102008019682
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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15.12.2010 Patentblatt 2010/50 |
| (73) |
Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft |
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80333 München (DE) |
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Erfinder: |
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- STIER, Oliver
12163 Berlin (DE)
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Entgegenhaltungen: :
EP-A1- 1 629 899 WO-A1-01/62685 US-A1- 2006 108 601
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EP-A1- 1 775 026 DE-A1- 10 207 519
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kaltgasspritzanlage mit den Merkmalen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
[0002] Eine derartige Kaltgasspritzanlage wird beispielsweise von der Firma CGT Cold Gas
Technology GmbH unter dem Produktnamen Kinetiks® 4000 Cold Spray System vertrieben.
Die vorbekannte Kaltgasspritzanlage weist eine Gasheizeinrichtung zum Erhitzen eines
Gases auf. An die Gasheizeinrichtung ist eine Stagnationskammer angeschlossen, die
ausgangsseitig mit einer Lavaldüse verbunden ist. Lavaldüsen weisen bekanntermaßen
einen zusammenlaufenden Teilabschnitt, einen sich an den zusammenlaufenden Teilabschnitt
anschließenden Düsenhals sowie einen sich an den Düsenhals anschließenden aufweitenden
Teilabschnitt auf. Die Lavaldüse gibt ausgangsseitig einen Gasstrom mit darin befindlichen
Partikeln in Überschallgeschwindigkeit ab. Kaltgasspritzanlagen der beschriebenen
Art können beispielsweise dazu verwendet werden, um mit den beschleunigten Partikeln
eine Beschichtung auf einer Oberfläche zu erzeugen. Kaltgasspiritzanlagen sind in
DE 10207519 und
EP 1629899 offenbart.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kaltgasspritzanlage anzugeben, mit
der sich eine noch bessere Schichtqualität beim Herstellen einer Beschichtung als
bisher erreichen lässt.
[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kaltgasspritzanlage mit den Merkmalen
gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen
Kaltgasspritzanlage sind in Unteransprüchen angegeben.
[0005] Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest ein - in Gasströmungsrichtung
gesehen - hinter der Gasheizeinrichtung befindlicher Abschnitt der Kaltgasspritzanlage
thermisch geschützt ist, in dem er innenwandseitig mit einem keramischen Isolationsmaterial,
das eine thermische Leitfähigkeit (Wärmeleitfähigkeit) unter 20 Watt pro Kelvin und
Meter (20 W/Km) aufweist, verkleidet ist oder aus einem solchen Material besteht.
[0006] Die thermische Leitfähigkeit eines Isolationsmaterials wird üblicherweise für einen
Temperaturbereich zwischen 30 und 100°C angegeben, und zwar, wie aufgeführt, in W/(K*m).
[0007] Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kaltgasspritzanlage ist darin zu sehen,
dass sich mit dieser höhere Strömungsgeschwindigkeiten des Gasstromes und damit höhere
Partikelgeschwindigkeiten erreichen lassen als bei vorbekannten Kaltgasspritzanlagen.
Dies ist konkret darauf zurückzuführen, dass sich aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen
thermischen Isolation zumindest eines in Gasströmungsrichtung gesehen hinter der Gasheizeinrichtung
befindlichen Abschnitts größere Stagnationstemperaturen des Gases innerhalb der Kaltgasspritzanlage
erreichen lassen als bisher. Erfinderseitig wurde erkannt, dass die erreichbaren Strömungsgeschwindigkeiten
gegen Atmosphärendruck, und zwar sowohl die des Gasstromes als auch die der darin
befindlichen Partikel, vorrangig von der Stagnationstemperatur des Gases und weniger
von dem Stagnationsdruck des Gases abhängen. An dieser Stelle setzt die Erfindung
an, indem erfindungsgemäß vorgesehen wird, noch höhere Stagnationstemperaturen als
bisher zu ermöglichen; dies wird erreicht, indem ein oder mehrere hinter der Gasheizeinrichtung
befindliche Abschnitte gezielt thermisch isoliert bzw. thermisch geschützt werden,
um in diesen Abschnitten noch höhere Temperaturen ohne eine Beschädigung von Anlagenteilen
der Kaltgasspritzanlage zu ermöglichen. Mit anderen Worten besteht der Kern der Erfindung
also darin, durch eine zusätzliche thermische Isolation höhere Stagnationstemperaturen
zu erzielen, um dadurch höhere Strömungsgeschwindigkeiten der Partikel und damit wiederum
höherwertige Beschichtungsqualitäten zu erreichen.
[0008] Vorzugsweise ist das Isolationsmaterial durch eines oder mehrere der folgenden Materialien
gebildet oder enthält eines oder mehrere dieser zumindest auch: Porzellane, Steatite,
Cordieritkeramiken, Aluminiumoxid, insbesondere Zirkonia-verstärktes, Aluminiumsilikat,
Aluminiumtitanat, Zirkoniumoxid, insbesondere stabilisierte Varianten, Oxide von Magnesium,
Beryllium oder Titan, Siliziumnitrid, poröses Siliziumkarbid, insbesondere nitridgebundenes
oder rekristallisiertes.
[0009] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verkleidung
durch einen Einsatz gebildet ist, der ganz oder zum Teil aus dem Isolationsmaterial
besteht und derart in dem thermisch zu schützenden Abschnitt der Kaltgasspritzanlage
eingelegt ist, dass er die Innenwand des Abschnitts von dem Gasstrom trennt. Bei dieser
Ausgestaltung wird erreicht, dass im Falle eines Verschleißes des thermischen Isolationsmaterials
dieses besonders einfach und damit vorteilhaft ausgetauscht werden kann.
[0010] Alternativ kann die Verkleidung durch eine Beschichtung aus dem Isolationsmaterial
gebildet sein, die auf der Innenwand des Abschnitts aufgebracht ist und die Innenwand
des Abschnitts von dem Gasstrom trennt.
[0011] Besonders bevorzugt liegt der thermisch geschützte Abschnitt in dem zusammenlaufenden
Teilabschnitt der Lavaldüse, um eine thermische Belastung und Verformung dieses für
die Strahlbildung und Beschleunigung des Gases relevanten Teilabschnitts zu vermeiden.
[0012] Vorzugsweise ist zumindest ein Teil des Einsatzes durch eine konusförmige, insbesondere
kegelstumpfförmige, Hülse gebildet, die in den zusammenlaufenden Teilabschnitt der
Lavaldüse eingelegt ist. Bei einer solchen Ausgestaltung ist ein besonders einfacher
Austausch des Einsatzes im Falle eines Materialverschleißes möglich.
[0013] Alternativ kann vorgesehen sein, dass der thermisch geschützte Abschnitt in der Stagnationskammer
liegt.
[0014] Vorzugsweise erstreckt sich der thermisch geschützte Abschnitt von der Stagnationskammer
aus in den zusammenlaufenden Teil der Lavaldüse. Beispielsweise wird die thermische
Isolation durch einen Einsatz erreicht, der durch eine abschnittsweise zylindrische
und abschnittsweise konusförmige, insbesondere kegelstumpfförmige, Hülse gebildet
ist, deren zylindrischer Abschnitt in der Stagnationskammer und deren konusförmiger
Abschnitt in den zusammenlaufenden Teilabschnitt der Lavaldüse eingelegt ist. Auch
kann sich der thermisch geschützte Abschnitt bis in den Düsenhals hinein und/oder
durch diesen hindurch erstrecken.
[0015] Im Hinblick auf eine kostengünstige Wartung der Kaltgasspritzanlage wird es als vorteilhaft
angesehen, wenn die Stagnationskammer geöffnet werden kann und der Einsatz und die
Stagnationskammer derart ausgestaltet sind, dass der Einsatz von der Stagnationskammer
aus ausgetauscht werden kann.
[0016] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert;
dabei zeigen beispielhaft
- Figur 1
- ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Kaltgasspritzanlage, bei der der zusammenlaufende
Teilabschnitt der Lavaldüse der Kaltgasspritzanlage thermisch geschützt ist,
- Figur 2
- ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Kaltgasspritzanlage, bei der die Stagnationskammer
thermisch geschützt ist,
- Figur 3
- ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Kaltgasspritzanlage, bei der ein Abschnitt
der Stagnationskammer der Kaltgasspritzanlage sowie der daran angrenzende zusammenlaufende
Teilabschnitt der Lavaldüse thermisch geschützt ist, und
- Figur 4
- ein Ausführungsbeispiel für eine Kaltgasspritzanlage, bei der sich der thermisch geschützte
Abschnitt von der Stagnationskammer über den zusammenlaufenden Teilabschnitt der Lavaldüse
bis in den sich aufweitenden Teilabschnitt der Lavaldüse erstreckt.
[0017] In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten
stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
[0018] In der Figur 1 erkennt man eine Kaltgasspritzanlage 10, die mit einer Lavaldüse 20
ausgestattet ist. Die Lavaldüse 20 umfasst einen zusammenlaufenden Teilabschnitt 30
und einen sich aufweitenden Teilabschnitt 40. Der zusammenlaufende Teilabschnitt 30
und der sich aufweitende Teilabschnitt 40 sind durch einen Düsenhals 50, bei dem der
Querschnitt der Lavaldüse 20 minimal ist, voneinander getrennt.
[0019] An den zusammenlaufenden Teilabschnitt 30 der Lavaldüse 20 ist eine Stagnationskammer
60 angeschlossen. Wie sich in der Figur 1 erkennen lässt, ist die Querschnittsfläche
A der Stagnationskammer 60 sehr viel größer als die Querschnittsfläche A' im Bereich
des Düsenhalses 50, so dass es im Bereich des Düsenhalses 50 sowie in dem sich daran
anschließenden, sich aufweitenden Teilabschnitt 40 zu einer signifikanten Beschleunigung
eines durch die Lavaldüse 20 hindurchtretenden Gasstromes P kommt. Die relativ geringe
Gasstromgeschwindigkeit (0 ≈ Machzahl << 1) in der Stagnationskammer 60 ist mit dem
Bezugszeichen Vu und die hohe Überschall-Gasstromgeschwindigkeit (Machzahl > 1) im
Teilabschnitt 40 mit dem Bezugszeichen Vo gekennzeichnet.
[0020] In die Stagnationskammer 60 hinein erstreckt sich eine Partikeleinspeisungseinrichtung
80, die Partikel T in das in der Stagnationskammer 60 befindliche Gas G einspeist.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 werden die Partikel T seitlich vom Rand
in die Stagnationskammer 60 eingespeist; dies ist jedoch nur beispielhaft zu verstehen:
Die Partikel T können mittig oder unter anderen räumlichen Winkeln als in der Figur
1 dargestellt in die Stagnationskammer 60 eingespeist werden.
[0021] In Gasströmungsrichtung gesehen vor der Stagnationskammer 60 ist eine Gasheizeinrichtung
90 angeordnet, die das Gas G aufwärmt, bevor es in die Stagnationskammer 60 und in
die Lavaldüse 20 gelangt.
[0022] Die Kaltgasspritzanlage 10 gemäß der Figur 1 lässt sich wie folgt betreiben:
[0023] Mit der Partikeleinspeisungseinrichtung 80 werden die Partikel T in das in der Stagnationskammer
60 befindliche Gas G eingespeist. Aufgrund des großen Querschnitts A in der Stagnationskammer
60 ist die Gasstromgeschwindigkeit Vu des Gasstromes P von der Stagnationskammer 60
in die Lavaldüse 20 noch relativ klein (0 ≈ Machzahl << 1). Erst im Bereich des Düsenhalses
50 kommt es zu einer erheblichen Beschleunigung des Gasstromes P, wodurch sich im
aufweitenden Teilabschnitt 40 eine Gasstromgeschwindigkeit Vo des Gasstromes P im
Überschallbereich (Machzahl > 1) ergibt.
[0024] Um eine möglichst große Strömungsgeschwindigkeit des Gasstromes P im Teilabschnitt
40 zu erreichen, wird in der Stagnationskammer 60 eine möglichst hohe Gastemperatur
eingestellt. Um dabei zu vermeiden, dass in dem zusammenlaufenden Teilabschnitt 30
der Lavaldüse 20 eine Überhitzung und damit einhergehend eine Deformation oder Zerstörung
der Lavaldüse 20 auftreten kann, ist diese mit einem thermischen Isolationsmaterial
100 verkleidet oder beschichtet. Das thermische Isolationsmaterial 100 weist eine
thermische Leitfähigkeit unter 20W/Km auf.
[0025] Das Isolationsmaterial 100 kann beispielsweise durch eines oder mehrere der folgenden
Keramik-Materialien gebildet sein oder diese zumindest auch enthalten: Porzellane,
Steatite, Cordieritkeramiken, Aluminiumoxid, insbesondere Zirkonia-verstärktes, Aluminiumsilikat,
Aluminiumtitanat, Zirkoniumoxid, insbesondere stabilisierte Varianten, Oxide von Magnesium,
Beryllium oder Titan, Siliziumnitrid, poröses Siliziumkarbid, insbesondere nitridgebundenes
oder rekristallisiertes.
[0026] Beispielsweise ist in dem zusammenlaufenden Teilabschnitt 30 der Lavaldüse 20 die
Verkleidung durch einen konusförmigen, insbesondere kegelstumpfförmigen, Einsatz 110
gebildet, der ganz oder zum Teil aus dem genannten thermischen Isolationsmaterial
100 besteht und in die Lavaldüse 20 eingelegt bzw. eingeschoben ist. Durch den Einsatz
110 wird der Gasstrom P von der Innenwand 120 der Lavaldüse 20 getrennt, so dass die
Innenwand 120 im Bereich des Einsatzes 110 thermisch geschützt wird.
[0027] Vorzugsweise kann die Stagnationskammer 60 an ihrer in der Figur 1 linken oder rechten
Seite geöffnet werden, um den Einsatz 110 im Falle eines Verschleißes aus der Lavaldüse
20 herausziehen und austauschen zu können.
[0028] In der Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Kaltgasspritzanlage 10
gezeigt. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist die Stagnationskammer
60 thermisch geschützt. So erkennt man in der Figur 2, dass die Innenwand 130 der
Stagnationskammer 60 mit dem thermischen Isolationsmaterial 100 verkleidet oder beschichtet
ist. Beispielsweise wird die Verkleidung durch einen Einsatz 140 gebildet, der aus
dem thermischen Isolationsmaterial 100 besteht oder dieses aufweist und von innen
an der Innenwand 130 anliegt. Der Einsatz 140 kann beispielsweise zumindest abschnittsweise
durch eine zylindrische Einschubhülse gebildet sein. Vorzugsweise kann die Einschubhülse
im Falle eines Verschleißes von der in der Figur 2 linken oder rechten Seite der Stagnationskammer
60 aus ausgetauscht werden.
[0029] In der Figur 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Kaltgasspritzanlage
10 gezeigt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der an die Lavaldüse 20 angrenzende
Innenwandabschnitt 200 der Stagnationskammer 60 sowie der Innenwandabschnitt 210 des
zusammenlaufenden Teilabschnitts 30 der Lavaldüse 20 thermisch geschützt. Beispielsweise
sind die beiden Innenwandabschnitte 200 und 210 mit einem Einsatz 220 in Form einer
Hülse oder Einschubhülse verkleidet, die von der Stagnationskammer 60 aus in diese
sowie in die Lavaldüse 20 eingesetzt worden ist. Vorzugsweise ist die Einschubhülse
220 auswechselbar, so dass sie im Falle eines Verschleißes ausgewechselt werden kann.
Wie sich in der Figur 3 erkennen lässt, ist die Einschubhülse 220 abschnittsweise
zylindrisch und abschnittsweise konusförmig, wobei der zylindrische Abschnitt in der
Stagnationskammer 60 und der konusförmige Abschnitt in dem zusammenlaufenden Teilabschnitt
40 der Lavaldüse 20 eingelegt bzw. eingeschoben ist.
[0030] In der Figur 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Kaltgasspritzanlage 10 gezeigt,
bei der die Stagnationskammer 60, der zusammenlaufende Teilabschnitt 30 der Lavaldüse
20, der Düsenhals 50 sowie ein Unterabschnitt 310 des sich aufweitenden Teilabschnitts
40 der Lavaldüse 20 thermisch isoliert sind. Beispielsweise ist auf die genannten
Abschnitte eine Beschichtung aus einem thermischen Isolationsmaterial aufgebracht,
das eine thermische Leitfähigkeit unter 20 W/Km aufweist. Alternativ können die Stagnationskammer
60, der Teilabschnitt 30, der Düsenhals 50 und der Unterabschnitt 310 auch massiv
aus einem thermischen Isolationsmaterial bestehen, das eine Leitfähigkeit unter 20
W/Km aufweist.
1. Kaltgasspritzanlage (10) mit
- einer Gasheizeinrichtung (90),
- einer an die Gasheizeinrichtung (90) mittelbar oder unmittelbar angeschlossenen
Stagnationskammer (60) und
- einer Lavaldüse (20), die eingangsseitig an die Stagnationskammer (60) angeschlossen
ist und ausgangsseitig einen Gasstrom (P) mit darin befindlichen Partikeln (T) mit
Überschallgeschwindigkeit abgibt,
dadurch gekennzeichnet, dass
- zumindest ein - in Gasströmungsrichtung gesehen - hinter der Gasheizeinrichtung
(90) befindlicher Abschnitt der Kaltgasspritzanlage thermisch geschützt ist,
- indem er innenwandseitig mit einem keramischen Isolationsmaterial, das eine thermische
Leitfähigkeit unter 20 W/Km aufweist, verkleidet ist oder aus einem solchen besteht.
2. Kaltgasspritzanlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das Isolationsmaterial durch eines oder mehrere der folgenden Materialien gebildet
ist oder eines oder mehrere dieser zumindest auch enthält: Porzellane; Steatite; Cordieritkeramiken;
Aluminiumoxid, insbesondere Zirkonia-verstärktes; Aluminiumsilikat; Aluminiumtitanat;
Zirkoniumoxid, insbesondere stabilisierte Varianten; Oxide von Magnesium, Beryllium
oder Titan; Siliziumnitrid; poröses Siliziumkarbid, insbesondere nitridgebundenes
oder rekristallisiertes.
3. Kaltgasspritzanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleidung durch einen Einsatz (110, 140) gebildet ist, der ganz oder zum Teil
aus dem Isolationsmaterial besteht und derart in den thermisch geschützten Abschnitt
der Kaltgasspritzanlage eingelegt ist, dass er die Innenwand des Abschnitts von dem
Gasstrom trennt.
4. Kaltgasspritzanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verkleidung durch eine Beschichtung aus dem Isolationsmaterial gebildet ist,
die auf der Innenwand des Abschnitts aufgebracht ist und die Innenwand des Abschnitts
von dem Gasstrom trennt.
5. Kaltgasspritzanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der thermisch geschützte Abschnitt in dem zusammenlaufenden Teilabschnitt der Lavaldüse
liegt.
6. Kaltgasspritzanlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Einsatzes durch eine konusförmige, insbesondere kegelstumpfförmige,
Hülse gebildet ist, die in den zusammenlaufenden Teilabschnitt der Lavaldüse eingelegt
ist.
7. Kaltgasspritzanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der thermisch geschützte Abschnitt in der Stagnationskammer liegt.
8. Kaltgasspritzanlage nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass sich der thermisch geschützte Abschnitt von der Stagnationskammer aus in den zusammenlaufenden
Teil der Lavaldüse erstreckt.
9. Kaltgasspritzanlage nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz eine abschnittsweise zylindrische und abschnittsweise konusförmige, insbesondere
kegelstumpfförmige, Hülse aufweist, deren zylindrischer Abschnitt in der Stagnationskammer
und deren konusförmiger Abschnitt in den zusammenlaufenden Teilabschnitt der Lavaldüse
eingelegt ist.
10. Kaltgasspritzanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass dass sich der thermisch geschützte Abschnitt bis in den Düsenhals hinein und/oder
durch diesen hindurch erstreckt.
11. Kaltgasspritzanlage nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Stagnationskammer (60) geöffnet werden kann und
- der Einsatz und die Stagnationskammer derart ausgestaltet sind, dass der Einsatz
von der Stagnationskammer aus ausgetauscht werden kann.
1. Cold gas spraying system (10) having
- a gas heating device (90),
- a stagnation chamber (60) connected indirectly or directly to the gas heating device
(90) and
- a Laval nozzle (20) which is connected on the input side to the stagnation chamber
(60) and on the output side discharges a gas stream (P) containing particles (T) with
a supersonic speed,
characterized in that
- at least one section of the cold gas spraying system lying behind the gas heating
device (90) - as seen in the gas flow direction - is thermally protected,
- by being clad on the inner wall side with a ceramic insulation material which has
a thermal conductivity of less than 20 W/Km, or consisting thereof.
2. Cold gas spraying system according to Claim 1, characterized in that
the insulation material is formed by one or more of the following materials or at
least also contains one or more of them: porcelains, steatites, cordierite ceramics;
aluminum oxide, in particular zirconium-reinforced; aluminum silicate; aluminum titanate;
zirconium oxide, in particular stabilized variants; oxides of magnesium, beryllium
or titanium; silicon nitride; porous silicon carbide, in particular nitride-bonded
or recrystallized.
3. Cold gas spraying system according to one of the preceding claims,
characterized in that
the cladding is formed by an insert (110, 140) which consists entirely or in part
of the insulating material and is placed in the thermally protected section of the
cold gas spraying system so that it separates the inner wall of the section from the
gas stream.
4. Cold gas spraying system according to one of the preceding claims,
characterized in that
the cladding is formed by a coating of the insulation material, which is applied on
the inner wall of the section and separates the inner wall of the section from the
gas stream.
5. Cold gas spraying system according to one of the preceding claims,
characterized in that
the thermally protected section lies in the converging subsection of the Laval nozzle.
6. Cold gas spraying system according to Claim 5,
characterized in that
at least a part of the insert is formed by a conical, in particular frustoconical
sleeve, which is placed in the converging subsection of the Laval nozzle.
7. Cold gas spraying system according to one of the preceding claims,
characterized in that
the thermally protected section lies in the stagnation chamber.
8. Cold gas spraying system according to Claim 7,
characterized in that the thermally protected section extends from the stagnation chamber out of the stagnation
chamber into the converging part of the Laval nozzle.
9. Cold gas spraying system according to claim 8,
characterized in that
the insert has a sleeve which in one section is cylindrical and in another section
is conical, in particular frustoconical, the cylindrical section of which is placed
in the stagnation chamber and the conical section of which is placed in the converging
subsection of the Laval nozzle.
10. Cold gas spraying system according to one of the preceding claims,
characterized in that
the thermally protected section extends into the nozzle neck and/or through it.
11. Cold gas spraying system according to one of the preceding claims,
characterized in that
- the stagnation chamber (60) can be opened, and
- the insert and the stagnation chamber are configured so that the insert can be taken
out of the stagnation chamber and replaced.
1. Installation ( 10 ) d'injection de gaz froid comprenant
- un dispositif ( 90 ) de chauffage de gaz,
- une chambre ( 60 ) de stagnation raccordée directement ou indirectement au dispositif
( 90 ) de chauffage de gaz, et
- une buse ( 20 ) Laval qui est raccordée du côté de l'entrée à la chambre ( 60 )
de stagnation et qui cède, à une vitesse supersonique du côté de la sortie, un courant
( P ) gazeux dans lequel se trouve des particules ( T ),
caractérisée en ce que
- au moins une partie se trouvant, considéré dans le sens d'écoulement du courant
gazeux, en aval du dispositif ( 90 ) de chauffage de gaz, de l'installation d'injection
de gaz froid est protégée thermiquement,
- par le fait qu'elle est revêtue du côté de la paroi intérieure d'un matériau isolant
en céramique, qui a une conductibilité thermique inférieure à 20 W/Km ou qu'elle en
est constituée.
2. Installation d'injection de gaz froid suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau isolant est formé par un ou plusieurs des matériaux suivants ou en contient
aussi au moins un ou plusieurs : porcelaines ; stéatites ; céramiques en cordiérite
; oxyde d'aluminium notamment renforcé par de la zircone ; silicate d'aluminium ;
titanate d'aluminium ; oxyde de zirconium, notamment des variantes stabilisées ; oxyde
de magnésium, de béryllium ou de titane ; nitrure de silicium ; carbure de silicium
poreux, notamment fixé par du nitrure ou recristallisé.
3. Installation d'injection de gaz froid suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le revêtement est formé par un insert ( 110, 140 ) qui est constitué en tout ou partie
du matériau isolant et qui est inséré dans la partie protégée thermiquement de l'installation
d'injection de gaz froid de manière à séparer du courant gazeux de la paroi intérieure
de la partie.
4. Installation d'injection de gaz froid suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que le revêtement est formé par une couche en un matériau isolant, qui est déposée sur
la paroi intérieure de la partie et qui sépare du courant gazeux la paroi intérieure
de la partie.
5. Installation d'injection de gaz froid suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la partie protégée thermiquement se trouve dans la sous-partie convergente la buse
Laval.
6. Installation d'injection de gaz froid suivant la revendication 5, caractérisée en ce qu'au moins une partie de l'insert est formée par un manchon de forme conique, notamment
en tronc de cône, qui est inséré dans la sous-partie convergente de la buse Laval.
7. Installation d'injection de gaz froid suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la partie protégée thermiquement se trouve dans la chambre de stagnation.
8. Installation d'injection de gaz froid suivant la revendication 7, caractérisée en ce que la partie protégée thermiquement sort de la chambre de stagnation pour aller dans
la partie convergente de la buse Laval.
9. Installation d'injection de gaz froid suivant la revendication 8, caractérisée en ce que l'insert comporte un manchon par endroit cylindrique et par endroit de forme conique,
notamment en tronc de cône, dont la partie cylindrique, qui est insérée dans la chambre
de stagnation et dans la partie en forme de cône, est insérée dans la sous-partie
convergente de la buse Laval.
10. Installation d'injection de gaz froid suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que la partie protégée thermiquement s'étend jusque dans le col de la buse et/ou y passe.
11. Installation d'injection de gaz froid suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
- la chambre ( 60 ) de stagnation peut être ouverte et
- l'insert et la chambre de stagnation sont conformés de manière à pouvoir remplacer
l'insert à partir de la chambre de stagnation.
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