JP2001219269A - 水中加工装置及びその加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、水中下で凹凸のある被加工部材に対
してシールド内への水の浸入を効果的に防止し、加工部
に対するガス流の変化を少なくした水中加工装置、及び
その加工方法及び原子炉への応用を提供することを目的
とする。 【解決手段】水中環境下において被加工部材部を局所的
にガスによって覆うシールド手段を有し、該シールド内
に水が侵入しないようにして被加工部材を検査又は加工
する水中加工装置において、前記シールド手段は前記被
加工部材と接する部分に摺動性を有する部材から構成さ
れ前記被加工部材に接し押圧によって上下に可動可能に
設けられた固体壁と、前記固体壁の外周に水流カーテン
を形成させる水噴射手段とを有することを特徴とする水
中加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、新規な水中加工装
置とその加工方法及び水中加工自動装置に関する。好ま
しくは、原子力装置，船舶，橋梁等の関連機器の設置，
修理，加工を行うために切断，研削，溶接，表面処理を
行う装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、水中で金属や非金属を加工する場
合、例えば水中溶接の場合は、水を排除しない雰囲気で
被覆アーク溶接を行う手法、いわゆる湿式法では、継手
部にブローホール等の欠陥が生じやすく信頼性の点で問
題があった。また、溶接部全体を排水室で覆い、その中
で水を空気又はシールドガスで置換した後、陸上での溶
接法をそのまま適用した乾式法の場合では、被溶接物の
形状に応じた排水室が必要となるため、その設備に多大
な経費を要した。そのため、加工部分の水を局所的に排
除した空洞を作り、その空洞内で溶接や表面処理などの
加工を行う局部乾式法（以後、局部シールド法と記述す
る）が水中加工においては主流となっている。

【０００３】上記、局部シールド法による加工では、局
部シールド内から水を安定に排除することが重要とな
り、これに関して多くの方法が提案されている。例えば
特開昭49−79939 号公報では、シールドガスノズルを三
重にし、第１の放射ノズルからはシールドガスを、第２
の放射ノズルからは気体の高速噴流を、第３の放射ノズ
ルからは水の高速噴流を放射し、シールド内の安定した
気相領域を形成する方法が開示されている。

【０００４】また、実開昭55−116785号公報では、局部
シールドの裾部に炭素繊維等で構成されたスカート形仕
切材を有する溶接用トーチが開示されている。

【０００５】また、特開昭56−141965号公報に記載の様
に、噴流水用溶接ノズル先端部に加工機構（バネ）によ
りその先端が母材と接触するよう固体摺動壁をト−チを
隔て対向して設け、溶接ノズル先端部の他の先端部分を
開放状態とする方法が提案されている。

【０００６】また、特開昭56−6782号公報では、金属あ
るいは非金属細線を束ねて環状ブラシ形状にした可撓壁
を設ける方法が開示されている。金属細線としては耐熱
性ステンレス鋼，非金属細線としては炭素繊維が提案さ
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、原子力関連装
置など加工部の品質向上が強く要望される分野では、局
部シールド内の微量の水分の残存の影響が生じると思わ
れる。また、船舶，橋梁等補修等の一般的な分野でも、
信頼性の高い加工部を得ることができることが望まし
い。最終的には、前述した溶接部全体を排出室で覆い、
その水を空気又はシールドガスで置換した乾式法を用い
て得られる加工部にできるだけ近い加工部を得ることが
最も望ましいが、上記従来技術ではその達成が困難であ
った。特開昭49−79939 号公報に開示されている発明で
は、第３ノズルからの水の高速噴流で水カーテンを形成
して局部シールド内への水の浸入を防いでいるが、被加
工物が複雑形状である場合には、形成される水カーテン
では、水の浸入を完全には防止することができない可能
性がある。

【０００８】また、実開昭55−116785号公報では、溶接
機の押し付け力を作業者の力加減に頼っており、水の浸
入を防ぐには熟練を要する。また、原子炉内の補修は放
射線の影響のため実現できない。

【０００９】また、特開昭56−141965号公報では、母材
と接触するよう固体摺動壁がトーチ外周を全てシールド
しているものではなく、また、被加工物が複雑形状であ
る場合では、水の浸入を完全には防止することができな
い可能性がある。

【００１０】また、特開昭56−6782号公報では、可撓壁
として細線をブラシ形状に束ねたものであるため、被加
工物が複雑形状である場合では、水の浸入を完全には防
止することができない可能性がある。

【００１１】本発明は、水中下で凹凸のある被加工部材
に対してシールド内への水の浸入を効果的に防止し、加
工部に対するガス流の変化を少なくした水中加工装置と
その加工方法及びその自動装置並びに原子炉への応用を
提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の水中加工装置
は、水中環境下において被加工部材の加工部を局所的に
ガスによって覆うシールド手段を有し、該シールド内に
水が浸入しないようにして被加工部材を加工する水中加
工装置において、前記シールド手段は、前記被加工部材
と接する部分に摺動性を有する部材から構成され前記被
加工部材に接し押圧によって上下に可動可能に設けられ
た固体壁と、前記固体壁の外周に水流カーテンを形成さ
せる水噴射手段とを有することを特徴とする。

【００１３】前記シールド内に前記加工が加熱を伴うも
のである場合、非酸化性ガスを導入するのが好ましい。

【００１４】本発明による固体壁によるガスシールドと
水流カーテンによるシールドとによって加工部への水の
浸入を防止し、且つ、ガスシールドによるガス供給量を
少なくできるとともにガス供給量の変動を少なくできる
ので安定した加工，溶接等が行うことができる。

【００１５】特に低入熱での溶接においては安定したガ
スシールドが不可欠となる。

【００１６】また、水中環境下において、被加工部材の
溶接部を水が浸入しないように局所的に覆うシールド手
段を有し、該シールド内に非酸化性ガスを導入しながら
被加工部材の溶接開先を溶接線に沿って移動しながら溶
接加工する水中加工装置において、前記被加工部材の前
記溶接開先に肉盛溶接を行うトーチの外周に前記被加工
部材に対向して開口部を備え、且つ溶接線方向に対して
直角方向になる溶接幅全体を覆うように前記被加工部材
と接触する裾部に摺動性を有する部材から構成される前
述と同様の固体壁を設けるとともに、固体壁の外周に水
流カーテンを形成させる水噴射ノズルを設けることを特
徴とする。熱源として、アーク又はレーザ光を用いるこ
とができる。アークにおいては高周波パルス電流による
低入熱での溶接に好適である。

【００１７】また、前記水噴射ノズルは、前記被加工部
材の前記溶接開先の溶接線方向の前後に開口する溶接開
先に沿って設けること、前記被加工部材の前記溶接開先
に向かって末広がりに形成されること、前記被加工部材
の前記溶接開先の開先幅よりも長尺な水放射口を有する
こと、その放射口は、前記被加工部材に対向して、三角
形状，四角形状，多角形状，円形状，三日月形状，楕円
形状のいずれか、あるいはこれらを適宜組み合わせた形
状であることが好ましい。

【００１８】前記シールド手段が前記被加工部材の前記
溶接開先内に水が浸入しない機能を維持しながら、前記
溶接トーチは、前記シールド手段とは独立に、前記被加
工部材の前記溶接開先に対向して接近する動作、及び離
れる動作が可能であることが好ましい。

【００１９】また、前記シールド手段にシールド内部を
照らす照明装置を設けること、シールド内部の加工状態
を光学的に観察する光学監視装置を設けること、シール
ド内部の圧力を検出して電気信号として出力する検知機
を備えること、その圧力を予め設定した圧力と比較して
その圧力を制御する制御手段を設けることが好ましい。

【００２０】また、水中加工装置は、水中深度を検出し
て電気信号として出力する検知機を備え、該検知機から
の該電気信号を水中の圧力に変換する機能を設けること
が好ましい。

【００２１】本発明の水中加工装置はレーザ加工，レー
ザ溶接装置，レーザ表面改質装置として用いることがで
きる。

【００２２】また、本発明の水中加工装置は、水中環境
下でレール上又は無軌道で移動できるように設置し、前
述の溶接の他に水中環境下内の構造物の点検，検査，切
削，加工，補修，表面改質等の水中作業を行うことがで
きる。この水中加工装置を備えた水中作業装置は前記構
造物の壁面に沿って移動する機構を備え、更に前記水中
作業装置に作業工具固定部を設け、前記水中作業を行わ
せるための水中作業工具装置を前記作業工具固定部に取
り付けて構成される。

【００２３】また、水中環境外からの遠隔操作により、
前記水中作業装置を水中環境下に沈降させ所定の位置に
設置し、前述の各種の水中作業の他に超音波探傷，放電
加工，ショットピーニング，ウォータジェットピーニン
グ，グラインダ加工等を行う装置として用いることがで
きる。

【００２４】本発明に係る前記溶接トーチは、前記シー
ルド手段とは独立に、前記被加工部材の前記溶接開先に
対向して接近する動作、及び離れる動作が可能であるこ
とが好ましい。

【００２５】本発明は、アーク電極を有するトーチ又は
レーザ光を照射するレーザトーチと、該トーチを支持す
るトーチ本体と、該トーチ本体の被加工材側に前記トー
チの全周を囲むように設けられ、前記被加工材に接し押
圧によって上下に可動可能に設置された固体壁と、該固
体壁の外周に前記トーチ本体に設けられた水噴射ノズル
と、前記被加工材の加工部を非酸化性ガスで被うように
前記トーチ本体内に前記非酸化性ガスを噴射させる前記
トーチ本体に設けられたシールドガス供給手段とを備え
たことを特徴とする水中加工装置にある。

【００２６】本発明は、水中環境下において被加工部材
を局部的にシールド部材によって覆い、前記シールド部
材内をガスによって満たすとともに、前記シールド部材
の外周に設けられた水噴射ノズルから噴射する水流カー
テンによって覆いながら前記被加工部材の検査又は加工
を行う水中加工装置と、前記シールド部材内に前記ガス
をガスボンベから圧力，流量等を検出してその供給量を
制御しながら送給するガス供給装置と、前記水噴射ノズ
ルに水を開先等の大きさ，水深等に応じてその水圧等を
制御しながら供給する水供給装置と、前記水中加工装置
に一体に設けられ前記検査又は加工の対象部分に沿って
検査又は加工条件に応じて駆動させる駆動装置と、予め
記憶されたプログラムに従って又はその出力の変化に追
従して前記検査又は加工を行う制御装置とを備えたこと
を特徴とする水中加工自動装置にある。

【００２７】本発明は、水中環境下において、好ましく
は開先のある被加工部材をシールド部材によって局部的
に覆い、前記シールド部材内をガス、好ましくは不活性
ガスによって満たすとともに、前記シールド部材の外周
を水流カーテンによって覆いながら前記被加工部材の検
査又は加工を行うことを特徴とする水中加工方法にあ
る。水流カーテンによるシールドはシール部材の全体に
設ける必要はなく、前述の開先部分を加工又は検査方向
に添ったシールドに十分な幅で行うのが好ましい。

【００２８】本発明は、シュラウド，気水分離器，炉心
支持板，上部格子板，シュラウドサポート，制御棒ハウ
ジング及び制御棒駆動装置ハウジングの炉内構成部品を
有し、該構成部品がオーステナイト系ステンレス鋼より
なる原子炉において、前記構成部品の少なくとも１つが
多層肉盛溶接によって補修されており、前記多層肉盛溶
接は１パス当りの断面の肉盛溶接の面積が０.１〜５mm
² 、好ましくは０.５〜３mm²、より好ましくは１.５〜
３mm² であることを特徴とする。

【００２９】本発明は、前述の構成部品の少なくとも１
つを多層肉盛溶接によって補修する原子炉の補修方法に
おいて、水中環境下において前記構成部品をシールド部
材によって局部的に覆い、前記シールド部材内をガスに
よって満たすとともに、前記シールド部材の外周を水流
カーテンによって覆いながら直径１mm以下、好ましくは
０.４〜０.８mmの溶接ワイヤを２ｋＪ／cm以下、好まし
くは０.１〜１.５ｋＪ／cm、より好ましくは０.５〜１
ｋＪ／cm の熱源によって前記多層肉盛溶接することを
特徴とする。熱源としてアーク，レーザ光が用いられ、
アークにおいては１〜２０キロヘルツの高周波パルス溶
接を用いるのが低入熱での溶接を可能にし、熱影響部
（ＨＡＺ）のきわめて少ない溶接補修を行うことができ
る。本発明における補修溶接は水中で行われるので、そ
の意味でもＨＡＺのほとんどない溶接が行うことができ
る。従って、補修後溶接のままで用いることができる。

【００３０】本発明の水中加工装置として、高周波パル
スアーク溶接による肉盛溶接においては、溶接箇所近傍
に配置される非消耗電極または消耗電極と母材間に主パ
ルス電流によってアークを発生させるとともに、前記主
パルス電流がＯＮからＯＦＦへ移行する時に前記主パル
ス電流と極性の異なる逆パルス電流を印加し前記主パル
ス電流及び逆パルス電流の立ち上がりと立ち下がりを急
峻させ指向性アークを形成させることにより低入熱での
溶接が得られる。

【００３１】前記逆パルス電流後の前記主パルス電流の
間に電流停止期間を設けることが好ましい。前記逆パル
ス電流後の前記主パルス電流の間に前記主パルス電流よ
り小さいベース電流を通電させることが好ましい。

【００３２】前記主パルス電流及びベース電流のピーク
値または前記主パルス電流及びベース電流の通電時間の
いずれか一方を周期的に変えることが好ましい。前記主
パルス電流を数Ｈｚ〜数十Ｈｚの周期で変化させ溶融金
属を撹拌して結晶の成長を阻止することが好ましい。

【００３３】主パルス電流，逆方向パルス電流，ベース
電流及び通電時間，電流停止時間をそれぞれ独立に可変
できることが好ましい。

【００３４】前記主パルス電流の立ち上がり及び立ち下
がり時間を５０μsec 以下とすることが好ましい。

【００３５】前述の溶接装置として、溶接箇所近傍に配
置される非消耗電極または消耗電極と母材間に主パルス
電流によってアークを発生させる前記主パルス電流を供
給するための電源，直流電流を極性の異なる高周波パル
ス溶接電流に変換する高周波変換装置、前記主パルス電
流がＯＮからＯＦＦへ移行する時に前記主パルス電流と
極性の異なる逆パルス電流を印加し前記主パルス電流及
び逆パルス電流の立ち上がりと立ち下がりを急峻させ指
向性アークを形成させる制御装置を備えたものが好まし
い。

【００３６】本発明に係る水中パルスアーク溶接装置
は、アーク電極を備える溶接トーチと、前記アーク電極
に高周波のパルスアーク電圧を周期的に発生させる高周
波パルス電流を供給するパルス溶接電源と、サーボモー
タ等を有し、かつ前記溶接トーチのアーク電極と溶接母
材との間隔を調整するトーチ駆動部と、アーク電極と溶
接母材との間の電圧を検出するアーク電圧検出部とを備
え、前記パルスアーク電圧の立ち上がり開始点から立ち
下がり終了点に至る時間区間におけるアーク電圧の平均
値を求めるＯＮ時平均化処理部を設け、このＯＮ時平均
化処理部で求めたＯＮ区間平均電圧値とアーク電気基準
値とがほぼ一致するように前記トーチ駆動部を調整作動
させることが好ましい。

【００３７】さらに本発明は、上記の特徴を備えた手段
に加え、前記アーク電圧の波形整形処理をローパスフィ
ルタ回路で行うもので、前記波形整形処理を行った後に
ＯＮ区間平均値を求めることが好ましい。

【００３８】

【発明の実施の形態】（実施例１）図１は本発明の水中
加工装置の斜視図である。

【００３９】本実施例における水中加工装置１０１は、
水中環境下にある被溶接部材である被加工部材１０２の
溶接開先１０３を溶接する水中ＴＩＧ溶接加工装置であ
る。ＴＩＧ溶接電源１０８は水中環境外に設置され、溶
接アーク１１１を発生させる溶接トーチ１０４の部分だ
けが水中に設置される。ここで、溶接トーチ１０４及び
溶接部１１０は水と接触しないように隔壁１０５で覆わ
れ、隔壁１０５内部にアルゴンガスのシールドガス１１
２を高速，高圧で導入することにより、局部的に水が排
除された水排除空間１１３（溶接部１１０はガスシール
ドされた空間）が形成されている。隔壁１０５は、被加
工部材１０２の溶接開先１０３に対向した部分が開口し
ており、溶接開先１０３の幅方向を全て覆うような形状
に設定されて被加工部材１０２の平坦部を覆っており、
隔壁１０５が被加工部材１０２と接触する裾部には固体
壁１０６が設けられている。また、隔壁１０５の左右両
側には水ノズル１０７が設けられており、溶接開先１０
３に向かって水を高速，高圧で噴出することにより水カ
ーテンによる水壁１０９を形成し、溶接開先１０３の水
排除を行っている。

【００４０】固体壁１０６には自己潤滑性を有する材質
で、伸縮自在で、可撓性を有する約５mmの厚さのカーボ
ン繊維で織られたフェルト状の布を用いた。

【００４１】図２（ａ）は図１の詳細な水中加工装置の
断面図及び図２（ｂ）は被加工部材２０２方向から見
た、水中加工装置２０１の被加工部材２０２と接触する
部位の図である。

【００４２】図２（ａ）に示す実施の形態に係る水中加
工装置２０１は、水中環境下にある被溶接部材である被
加工部材２０２の溶接開先２０３を溶接する水中ＴＩＧ
溶接加工装置である。

【００４３】溶接トーチ２０４は、水と接触しないよう
にアルミニウム基合金からなる隔壁２０５内の水排除空
間２４２に設置され、溶接トーチ固定部材２３６に接触
固定されている。隔壁２０５は、被加工部材２０２の溶
接開先２０３に対向した部分が開口しており、隔壁２０
５が被加工部材２０２と接触する裾部には固体壁206が
設けられている。溶接トーチ固定部材２３６は隔壁２０
５と摺動可能なように設置されている。また溶接トーチ
固定部材２３６には溶接トーチ用バネ２２５が設けられ
ている。溶接トーチ２０４は、溶接トーチ固定部材２３
６に連通して溶接トーチ移動機構部（図示せず）に接続
されており、溶接トーチ２０４が隔壁２０５と独立に、
被加工部材２０２の溶接開先２０３に対向する方向に接
近する動作と離れる動作の上下運動が可能であり、また
併せて、溶接トーチ用バネ225の反発力により、被加工
部材２０２の溶接開先２０３から離れる動作の移動動作
が可能となっている。

【００４４】被加工部材２０２の溶接開先２０３に対向
する溶接トーチ２０４の先端には電極２１２が設けられ
ており、また、フィラーワイヤ２１３が、ワイヤリール
（図示せず）からワイヤガイド２４３の内部を通じて溶
接トーチ２０４の内部を溶接トーチ２０４と同軸的に供
給され、ワイヤガイド２４３の先端に設置されたワイヤ
チップ２１４の内部を通じ、電極２１２に近接して設置
されている。図示のように、電極２１２に対して、溶接
開先２０３の肉盛溶接方向である溶接線方向側から、フ
ィラーワイヤ２１３が供給されている。

【００４５】フィラーワイヤ２１３の供給は溶接トーチ
２０４と同軸方向からであり、ワイヤチップ２１４に若
干の角度を設けて、フィラーワイヤ２１３の先端が電極
212に対して所望の距離を一定に保つようにした。

【００４６】溶接トーチ２０４内部にはシールドガス導
入口２１９が設けられ、シールドガス供給部（図示せ
ず）から溶接トーチ２０４内部を通じてアルゴンガスの
シールドガス２３５が電極２１２方向に供給され、電極
２１２から発生する溶接アーク２１０、及び溶接部２０
９を外環境から保護するように、電極２１２の外周から
シールドガス２１１として噴出される。また、溶接トー
チ２０４内部には冷却水２２０，電源線２２１が導入さ
れており、冷却水供給部（図示せず），溶接電源（図示
せず）に連通されている。

【００４７】前述のフェルト状の布からなる隔壁２０５
内部の水排除空間２４２には、光学的に監視する光学的
監視装置２１５，２１６が設置されている。光学的監視
装置２１５は、電極２１２，フィラーワイヤ２１３の先
端部、溶接肉盛２２６，溶接アーク２１０等を観察する
手段である。光学的監視装置２１５前方には遮光フィル
タ２４４が設置されている。溶接時の電極２１２から発
生する溶接アーク210,電極２１２，フィラーワイヤ２１
３先端部等を観察する際には、遮光フィルタ２４４が光
学的監視装置２１５の前方を覆い、溶接時以外では、遮
光フィルタ２４４が光学的監視装置２１５前方から離れ
て、電極２１２，フィラーワイヤ２１３の先端部、溶接
肉盛２２６等を観察できるよう、遮光フィルタ開閉機構
(図示せず)が備えられている。光学的監視装置２１６
は、フィラーワイヤ２１３の先端部、溶接アーク２１
０，溶接部２０９等を観察する手段である。光学的監視
装置２１５と同様に遮光フィルタ２４５が光学的監視装
置２１６前方に設置されており、遮光フィルタ２４５の
動作は遮光フィルタ２４４の動作と同様である。光学的
監視装置２１５，２１６で得られる光学的映像情報は、
水中環境外に設置される受像部（図示せず）に送られ
る。

【００４８】光学的監視装置２１５，２１６は固定映像
管方式の小型ＣＣＤカメラとした。隔壁２０５内部の水
排除空間２４２には、照明装置２１８が設置されてい
る。光学的監視装置２１５，２１６で所望の観察が可能
な明度になるように、隔壁２０５で覆われた水排除空間
２４２内部を明るくする。照明装置２１８の照明によっ
て溶接トーチ内の電極２１２，溶接開先２０３，フィラ
ワイヤ２１３の位置を所望の位置に正確に設置して溶接
を開始することができる。特に溶接開始の際のスタート
の位置は重要である。隔壁２０５内部の水排除空間２４
２には、圧力センサ２１７が設置されている。水排除空
間２４２の圧力を測定し、圧力監視機（図示せず）に測
定した圧力の情報を送る。溶接トーチ２０４内の圧力を
検出することによってその圧力を所望の圧力に保つこと
ができ、それによって良好な溶接を得ることができるも
のである。更に、加圧の検出によって給水口２２５，２
２７からの水圧と水量とを所望の値に設定し全体の溶接
を一定に保つのに役立つものである。

【００４９】更に、圧力の変化をとらえることによって
ガスの局部的な漏れを検出できるので、未然にトーチ内
への水の浸入の有無が検出できるので、それを防止でき
るので、信頼性の高い加工が水中で得ることができる。
隔壁２０５が被加工部材202と接触する裾部には固体壁
２０６が設けられている。固体壁２０６はドーナツ状の
円盤形状である固体壁押えリング２２２に固定され、固
体壁押えリング２２２は固体壁用バネ２２３を通じて隔
壁２０５に固定されている。また固体壁２０６は固体壁
押えピン２３７により隔壁２０５に固定されている。固
体壁２０６は、固体壁用バネ２２３の反発力により固体
壁押えリング２２２を通じて被加工部材２０２に常時接
触している構造となっている。固体壁２０６は、溶接開
先２０３の幅方向を全て覆うように設けられている。

【００５０】即ち、被加工部材２０２の凹凸によって溶
接トーチ２０４の移動に伴って固体壁２０６と被加工部
材２０２との間隔が変化する場合でも、その間隔を所定
の値に保ちながらシールドガス圧力を制御することがで
きる。

【００５１】隔壁２０５の左右両側には水ノズル２４
０，２４１が設置されている。水ノズル２４０，２４１
には給水口２２４，２２７が接続されており、給水口２
２４，２２７は水ポンプ（図示せず）に連通されてい
る。また、被加工部材２０２に対向する方向に水カーテ
ン外周側部材２３０，２３２、及び水カーテン内周側部
材２３１，２３３が設置されている。水カーテン外周側
部材２３０，２３２、及び水カーテン内周側部材２３
１，２３３との組み合わせにより、水放射口２０７，２
２８が被加工部材２０２に対向し、且つ溶接開先２０３
に対向するように構成される。また、水カーテン外周側
部材２３０，２３２、及び水カーテン内周側部材２３
１,２３３の構成により、水ノズル２４０,２４１内部に
は水溜まり２３８，２３９が設けられており、水放射口
２０７，２２８と連通されている。給水口２２４，２２
７から導入された水は、水溜まり２３８，２３９を通
じ、水カーテン外周側部材２３０，２３２、及び水カー
テン内周側部材２３１，２３３を通じて、水放射口２０
７，２２８から噴射されて、水壁２０８，２３４とな
る。水放射口２０７，２２８は溶接開先２０３の幅方向
よりも長尺で、溶接開先２０３の幅方向を全て覆うよう
に設けられている。

【００５２】水放射口２０７，２２８は四角型の形状と
なるように、水カーテン外周側部材２３０，２３２、及
び水カーテン内周側部材２３１，２３３が構成してい
る。

【００５３】水カーテン外周側部材２３０，２３２、及
び水カーテン内周側部材２３１，２３３は、アルミニウ
ムを主成分とする金属合金、あるいは真鍮から構成され
ている。

【００５４】このように構成された水中加工装置２０１
の作動について説明する。

【００５５】水中加工装置２０１は、水排除空間２４２
の形成のため、あらかじめ水中に投入する前の水中環境
外において、シールドガス２１１を噴出させておき、ま
た水放射口２０７，２２８から水壁２０８，２３４を形
成させておく。すなわち、シールドガス供給部（図示せ
ず）から、シールドガス導入口２１９を通じてシールド
ガス２３５が溶接トーチ２０４に導入され、電極２１２
の外周からシールドガス２１１が所望の流量，流速で噴
出されるようにする。また、水ノズル２４０，２４１に
設けられた給水口２２４，２２７から、水が水ポンプ
（図示せず）により供給され、供給された水が水放射口
２０７，２２８から所望の流量，流速で噴出されて水壁
２０８，２３４が形成されるようにする。

【００５６】このような状態に設定した水中加工装置２
０１を水中環境下に投入し、水中環境下に存在する所望
の被溶接部材である被加工部材２０２の溶接開先２０３
に対して、所望の溶接部２０９位置に接近移動する。あ
らかじめ水中環境外において、シールドガス２１１を噴
射し、水壁２０８，２３４を形成させておくので、水中
での移動中は水排除空間２４２内に水が浸入してこない
ようにシールドガス２１１、及び水壁２０８，２３４を
所望の流量，流速としておくことが好ましい。

【００５７】水中環境下に投入された水中加工装置２０
１は、水中加工装置２０１の隔壁２０５に設けられた固
体壁２０６が被加工部材２０２の溶接開先２０３幅方向
を覆うように接近する。この際、シールドガス２１１、
及び水壁２０８，２３４により、溶接開先２０３内部の
水が、隔壁２０５が投影されて成る被加工部材202上の
部分よりも外部に排出され始め、また、被加工部材２０
２平坦部の水も、シールドガス２１１により隔壁２０５
が投影されて成る被加工部材２０２上の部分よりも外部
に排出され始め、水排除空間２４２が形成され始める。
この際、固体壁２０６が被加工部材２０２の平坦部に密
着接触する前に、被加工部材２０２上に水排除空間２４
２が完全に形成されることが好ましい。

【００５８】固体壁２０６が被加工部材２０２に接触す
ると、固体壁２０６、及び固体壁押えリング２２２が被
加工部材２０２の鉛直方向に押し返され、固体壁用バネ
223が収縮するが、この固体壁用バネ２２３の反発力に
より、固体壁押えリング222を介して固体壁２０６が被
加工部材２０２の平坦部に押し付けられ、固体壁206が
被加工部材２０２の平坦部に常時接触される構造とな
る。本実施例では、固体壁２０６はカーボン繊維で織ら
れたフェルト状の布から構成されているため、固体壁２
０６自身にも伸縮性があり、好適である。

【００５９】固体壁２０６が被加工部材２０２に接触す
ると、シールドガス２１１は固体壁２０６と被加工部材
２０２の隙間から気泡となって隔壁２０５から水中に排
出される。本実施例では、固体壁２０６はカーボン繊維
で織られたフェルト状の布から構成されているため、こ
のフェルトを通じても、シールドガス２１１が気泡とな
って水中に排出される。

【００６０】この際、隔壁２０５内部の水排除空間２４
２に設けられた圧力センサ２１７により、水中加工装置
２０１の周囲の水圧よりも、水排除空間２４２内部の圧
力が高くなるように、シールドガス２１１の流量，流速
を制御することが好ましい。このことにより、隔壁２０
５の外側の水が隔壁２０５内の水排除空間２４２に浸入
することが無く、常にシールドガス２１１が圧力の小さ
い隔壁２０５の外側に向かって放出され、安定して水排
除空間２４２が形成できる。

【００６１】固体壁２０６が被加工部材２０２に接触す
ると、シールドガス２１１は溶接開先２０３を通じて隔
壁２０５の外側に気泡となって排出されるため、溶接開
先２０３を通じて水中加工装置２０１の外側の水が水排
除空間２４２に浸入することを防止する。また水放射口
２０７，２２８から形成される水壁２０８，２３４が障
壁となり、溶接開先２０３を通じて水中加工装置２０１
の外側の水が水排除空間２４２に浸入することを防止す
る。この際水壁２０８，２３４が水排除空間２４２の内
部方向に形成されないように、シールドガス２１１の流
量，流速を所望の値に制御し、水壁２０８，２３４が常
に隔壁２０５の外側に末広がりに、ハの字形状に形成さ
れることが好ましい。

【００６２】この際、水ノズル２４０，２４１に設けら
れた給水口２２４，２２７から、水が水ポンプ(図示せ
ず)により供給され、供給された水が水放射口２０７，
２２８から所望の流量，流速で噴出されて水壁２０８，
２３４が形成されているが、給水口２２４，２２７に導
入される水の流量，流速をそれぞれ異なる所望の流量，
流速に設定することで、形成される水壁２０８，２３４
をそれぞれ異なる形状としても構わない。

【００６３】電極２１２の所望の溶接部２０９に対する
微小な移動は、光学的監視装置215,２１６により得られ
る映像情報を元に実施される。映像情報は、水中環境外
に設置される受像部（図示せず）に送られ、受像部（図
示せず）の映像情報を元にした作業者による手動操作、
あるいは自動操作による遠隔操作により、電極２１２が
被加工部材２０２の溶接開先２０３上の所望の溶接部２
０９に対して鉛直方向上に位置するように、水中加工装
置２０１を移動させる。この際、光学的監視装置２１
５，２１６前方に設置されている遮光フィルタ２４４，
２４５は、遮光フィルタ開閉機構(図示せず)により光学
的監視装置２１５，２１６前方から離れている。この
際、隔壁２０５内部の水排除空間２４２に設けられた照
明装置２１８が、光学的監視装置２１５，２１６で所望
の観察が可能な明度になるように、隔壁２０５で覆われ
た水排除空間２４２内部を明るくする。

【００６４】固体壁２０６が被加工部材２０２に接触
し、溶接開先２０３を含め、水排除空間２４２が完成す
ると、溶接トーチ２０４に設けられた電極２１２が、被
加工部材２０２の溶接開先２０３上の所望の溶接部２０
９に対して鉛直方向上の所望の距離に位置するように接
近移動する工程となり、溶接開始に備える。この際、溶
接トーチ２０４は、溶接トーチ固定部材２３６に連通し
て溶接トーチ移動機構部（図示せず）に接続されてお
り、この溶接トーチ移動機構部（図示せず）の動作によ
り、電極２１２が所望の溶接部２０９に対して鉛直方向
上の所望の距離に位置するように接近移動する。したが
って、溶接トーチ２０４は溶接トーチ固定部材２３６を
介して隔壁２０５と独立に動作するため、隔壁２０５は
常に被加工部材２０２と一定な位置関係にある。そのた
め、隔壁２０５に設けられた固体壁２０６は常に被加工
部材２０２に接触しており、隔壁２０５の周囲の水が水
排除空間２４２に浸入することはない。

【００６５】所望の溶接部２０９への溶接開始は、電極
２１２が溶接部２０９へ接触し、直ちに離れる操作によ
るタッチスタートにより実施される。これらの動作は溶
接トーチ移動機構部（図示せず）により実施されるが、
電極２１２が溶接部２０９から離れる動作は溶接トーチ
用バネ２２５の反発力も作用して、高速で動作する。電
極２１２が溶接部２０９から離れる距離が、すなわち溶
接アーク２１０のアーク長となるが、このアーク長は所
望の溶接電圧，所望の溶接電流，所望の入熱量，所望の
肉盛量、等により決められる。

【００６６】電極２１２から溶接アーク２１０を発生さ
せて溶接を開始し、フィラーワイヤ２１３を所望の速度
で電極２１２方向に送給しながら、被加工部材２０２の
溶接開先２０３の開先長さ方向の溶接線方向(図示の矢
印方向)に沿って、電極２１２を備えた溶接トーチ２０
４を移動させて開先肉盛溶接を実施する。この際、溶接
トーチ２０４は溶接トーチ固定部材２３６に連通して隔
壁２０５と同時に移動され、溶接が行われる。隔壁２０
５と同時に溶接線方向に移動する溶接トーチ204の移動
速度、すなわち溶接速度は、所望の溶接肉盛２２６の量
により決められる。また、溶接肉盛２２６の量はフィラ
ーワイヤ２１３を送給する速度によっても決められる。

【００６７】所望の溶接部２０９への溶接開始前に、光
学的監視装置２１５，２１６の前方に設置された遮光フ
ィルタ２４４，２４５が、遮光フィルタ開閉機構(図示
せず)により光学的監視装置２１５，２１６前方を覆う
ように制御される。所望の溶接部２０９へ電極２１２が
接触して直ちに離れるタッチスタート時や、電極２１２
を備えた溶接トーチ２０４を移動させる開先肉盛溶接時
における、溶接アーク２１０のアーク長の観察、フィラ
ーワイヤ２１３の電極２１２への供給具合の観察，開先
肉盛溶接時に形成される溶接肉盛２２６の形成状態の観
察を、遮光フィルタ２４４，２４５を通じて光学的監視
装置２１５，２１６より得られ、水中環境外に設置され
た受像部（図示せず）に送られる光学的映像情報を元に
実施する。得られる光学的映像情報により、作業者が手
動操作により、あるいは自動操作により、所望の溶接電
圧，所望の溶接電流，所望の入熱量，所望の肉盛量，所
望の溶接トーチ２０４の移動速度すなわち溶接速度，所
望の溶接肉盛２２６の量，所望のフィラーワイヤ２１３
を送給する速度、等を遠隔で制御する。

【００６８】被加工部材２０２の溶接開先２０３の開先
長さ方向の溶接線方向（図示の矢印方向）に沿って、溶
接トーチ２０４と隔壁２０５が同時に移動する際、隔壁
205に設けられた固体壁２０６は被加工部材２０２の平
坦部を摺動しながら同時に移動する。移動の際、固体壁
２０６は固体壁押えリング２２２を介して固体壁用バネ
２２３の反発力により、被加工部材２０２に押え付けら
れながら摺動し、移動する。被加工部材２０２に若干の
凹凸が存在しても、この固体壁用バネ２２３の反発力
と、カーボン繊維で織られたフェルト状の布から構成さ
れている固体壁２０６自身の伸縮性により、被加工部材
２０２の凹凸に追従して、常に安定して被加工部材２０
２に接触され、隔壁２０５の外側の水が水排除空間２４
２に浸入することはない。また、溶接開先２０３に形成
される水壁２０８，２３４により、被加工部材２０２の
溶接開先２０３の開先長さ方向の溶接線方向（図示の矢
印方向）に沿って、溶接トーチ２０４と隔壁２０５が同
時に移動しても、溶接開先２０３から水が水排除空間２
４２に浸入することはない。

【００６９】溶接開先２０３を、溶接肉盛２２６により
被加工部材２０２の平坦部と同等以上の高さになるまで
塞ぐ開先肉盛溶接を実施する場合において、溶接開先２
０３の深さや幅に対して、溶接肉盛２２６量が少なく、
１回の溶接では溶接開先203を塞ぐことが出来ない場合
には、多数回の開先肉盛溶接を実施して溶接肉盛226を
積み重ね、溶接開先２０３を塞ぐことが必要となる。そ
の場合の作動について図３（ａ）、及び図３（ｂ）を用
いて説明する。

【００７０】図３の（ａ）及び（ｂ）は、図２（ａ）に
示した水中加工装置２０１を、溶接開先２０３の縦方向
から見た場合の縦断面図である。

【００７１】図３（ａ）に示すように、まず、被加工部
材２０２の溶接開先２０３の内部の所望の溶接部２０９
に対して、溶接開先２０３の開先長さ方向の溶接線方向
に沿って所望の位置まで隔壁２０５を移動させること
で、隔壁２０５に固定された溶接トーチ２０４、電極２
１２が移動しながら開先肉盛溶接を行い溶接肉盛２２６
を形成する。この場合、溶接開先２０３の開先長さ方向
の溶接線方向は、図３（ａ）の図面上で垂直な方向であ
る。

【００７２】所望の溶接アーク２１０のアーク長になる
ように、光学的監視装置２１５，２１６により、好まし
くは光学的監視装置２１５により、水中環境外に設置さ
れる受像部（図示せず）に送られる光学的映像情報を元
に、作業者の手動による操作、あるいは自動操作によ
り、所望の溶接電圧、所望の溶接電流，所望の入熱量，
所望の肉盛量，所望の溶接トーチ２０４の移動速度すな
わち溶接速度，所望の溶接肉盛２２６の量，所望のフィ
ラーワイヤ２１３を送給する速度、等を遠隔で制御す
る。これらの所望の制御は上述したものと同様である。

【００７３】上記の溶接で形成された溶接肉盛では溶接
開先２０３を完全に塞ぐことが出来ない場合、２回以上
の溶接を実施し、第２層目以上の溶接肉盛２２６を形成
させ、多層肉盛溶接を実施することとなる。

【００７４】第２層目以上の溶接肉盛２２６を形成させ
る場合、所望の位置の次の溶接部３０４に対して、電極
２１２を移動させる必要があるが、この移動動作は、以
下の通りに行われる。すなわち、図３(ｂ)に示すよう
に、光学的監視装置２１５，２１６により得られる映像
情報を元に実施される。映像情報は、水中環境外に設置
される受像部（図示せず）に送られ、受像部（図示せ
ず）の映像情報を元にした作業者による手動操作、ある
いは自動操作による遠隔操作により、電極２１２が被加
工部材２０２の溶接開先２０３上の所望の次の溶接部３
０４に対して鉛直方向上に位置するように、水中加工装
置２０１を移動させる。この際、光学的監視装置２１
５，２１６前方に設置されている遮光フィルタ２４４，
２４５は、遮光フィルタ開閉機構（図示せず）により光
学的監視装置２１５，２１６前方から離れている。

【００７５】図３(ａ)に示した電極２１２，溶接トーチ
２０４，溶接トーチ固定部材２３６の、溶接部２０９に
対する鉛直方向上の位置と比較して、図３(ｂ)では、そ
れぞれ溶接部２０９からの距離が離れている。これに伴
い、溶接トーチ押え部３０２と溶接トーチ受け部３０１
との間に形成される空隙３０３が広くなる。また溶接ト
ーチ用バネ２２５も、図３（ａ）では図３（ｂ）に比べ
て収縮された状態となる。

【００７６】また、図３（ａ）に示した所望の溶接部２
０９と比較して、図３（ｂ）に示した所望の次の溶接部
３０４は、溶接開先２０３の幅方向に所望の距離で移動
するため、溶接部２０９に対して鉛直方向上に位置する
電極２１２の位置も、溶接開先２０３の幅方向に所望の
距離で移動する必要がある。溶接開先２０３の開先長さ
方向の溶接線方向への、また溶接開先２０３の開先幅方
向への電極２１２の移動は、溶接トーチ２０４，溶接ト
ーチ固定部材２３６を介して、隔壁２０５，水中加工装
置２０１と同一であるため、電極２１２の移動量と、隔
壁２０５，水中加工装置２０１の移動量は同一である。

【００７７】溶接開先２０３の幅方向への電極２１２の
所望の移動の際でも、水放射口207,２２８が溶接開先２
０３の幅方向の長さを全て覆うような形状になっている
ので、溶接開先２０３内部に水壁２０８，２３４が形成
され、溶接開先２０３を通じて水中加工装置２０１の外
側の水が水排除空間２４２に浸入することが防止でき
る。この際水壁２０８，２３４が水排除空間２４２の内
部方向に形成されないように、シールドガス２１１の流
量，流速を所望の値に制御し、水壁２０８，234が常に
隔壁２０５の外側に末広がりに、ハの字形状に形成され
ることが好ましい。

【００７８】被加工部材２０２の溶接開先２０３の内部
の所望の次の溶接部３０４に対して、溶接開先２０３の
開先長さ方向の溶接線方向に沿って所望の位置まで隔壁
205を移動させることで、隔壁２０５に固定された溶接
トーチ２０４，電極２１２が移動しながら開先肉盛溶接
を行い溶接肉盛２２６を形成する。この場合、溶接開先
２０３の開先長さ方向の溶接線方向は、図３（ｂ）の図
面上で垂直な方向である。

【００７９】以上のような動作を繰り返し、被加工部材
２０２の溶接開先２０３に対して、多数回の開先肉盛溶
接を実施して溶接肉盛２２６を積み重ね、溶接開先２０
３を塞ぐこととなる。

【００８０】次に本発明に係る第４の実施例を、図４
（ａ)，(ｂ)，(ｃ)，(ｄ)，(ｅ）を用いて説明する。

【００８１】図４（ａ)〜(ｅ）は図２（ｂ）の図に代え
て水中加工装置４０１を、被加工部材４０２方向から見
た場合の水ノズル４４０部の種々の形状を示した図であ
る。図４（ａ）は、水カーテン外周側部材４３０と水カ
ーテン内周側部材４３１から構成される水放射口４０７
を、楕円型形状としたものである。したがって、被加工
部材２０２の溶接開先２０３に向かって形成される水壁
２０８，２３４の溶接開先２０３方向に投影される形状
は、楕円型形状となる。

【００８２】図４（ｂ）は、水カーテン外周側部材４３
０と水カーテン内周側部材４３１から構成される水放射
口４０７を、三日月型形状としたもので、隔壁４０５に
対向する方向とは逆方向に膨らんでいる。したがって、
被加工部材２０２の溶接開先２０３に向かって形成され
る水壁２０８，２３４の、溶接開先２０３方向に投影さ
れる形状は、三日月型形状となる。

【００８３】図４（ｃ）は、水カーテン外周側部材４３
０と水カーテン内周側部材４３１から構成される水放射
口４０７を、三日月型形状としたもので、隔壁４０５に
対向する方向に向かって膨らんでいる。したがって、被
加工部材２０２の溶接開先２０３に向かって形成される
水壁２０８，２３４の、溶接開先２０３方向に投影され
る形状は、三日月型形状となる。

【００８４】図４（ｄ）に示すように、水カーテン外周
側部材４３０と水カーテン内周側部材４３１から構成さ
れる水放射口４０７を、三日月型形状としたもので、隔
壁４０５に対向する方向に向かって膨らんでいる。ま
た、水放射口４０７の両端部には第２の水放射口４０８
が接続されて設けられている。また、第２の水放射口４
０８に近接して、ガス噴出口４０９が設けられている。
第２の水放射口４０８は水放射口４０７に近接している
だけで、接続されていなくても構わない。

【００８５】この際、ガス噴出口４０９から噴出される
ガスにより、第２の水放射口４０８より放射される水壁
２０８，２３４は溶接開先２０３に対向して末広がりに
外側に向かって形成されることとなる。

【００８６】図４（ｅ）に示すように、水カーテン外周
側部材４３０と水カーテン内周側部材４３１から構成さ
れる水放射口４０７を、多数個の小径の穴型形状とした
ものである。

【００８７】（実施例２）図５は、本発明の一実施の形
態に係る水中レーザ溶接加工装置５０１の縦断面図であ
る。

【００８８】水中レーザ溶接加工装置５０１は、水中環
境下にある被溶接部材である被加工部材５０２の溶接開
先５０３を溶接する装置である。

【００８９】内部に集光レンズ５１６を備え、また先端
には保護ガラス５１２を備えたレーザトーチ５０４は、
水と接触しないように隔壁５０５内の水排除空間５４２
に設置され、レーザトーチ固定部材５３６に接触固定さ
れている。隔壁５０５は、被加工部材５０２の溶接開先
５０３に対向した部分が開口しており、隔壁５０５が被
加工部材５０２と接触する裾部にはアルミニウム基合金
からなる固体壁５０６が設けられている。レーザトーチ
固定部材５３６は隔壁５０５と摺動可能なように設置さ
れている。レーザトーチ５０４は、レーザトーチ固定部
材５３６に連通してレーザトーチ移動機構部(図示せず)
に接続されており、レーザトーチ５０４が隔壁５０５と
独立に、被加工部材５０２の溶接開先５０３に対向する
方向に接近する動作と離れる動作の上下運動が可能であ
る。

【００９０】また、フィラーワイヤ５１３が、ワイヤリ
ール（図示せず）からワイヤガイド５４３の内部を通じ
て供給され、ワイヤガイド５４３の先端に設置されたワ
イヤチップ５１４の内部を通じ、溶接部５０９に近接し
て設置されている。図示のように、溶接開先５０３の肉
盛溶接方向である溶接線方向側から、フィラーワイヤ５
１３が供給されている。

【００９１】レーザトーチ５０４に設けられた保護ガラ
ス５１２に近接してシールドガス噴射口５１９，５２０
が設けられている。シールドガス供給部（図示せず）か
らアルゴンガスのシールドガス５１１，５３５が供給さ
れ、レーザトーチ５０４から発生されるレーザ光５１
０，溶接部５０９、及び保護ガラス５１２、等を外環境
から保護するように噴出される。また、レーザトーチ５
０４には光ファイバ（図示せず）が接続されている。

【００９２】シールドガス噴射口５１９，５２０は複数
個設けたが、どちらか一方でも構わない。

【００９３】隔壁５０５内部の水排除空間５４２には、
光学的に監視する光学的監視装置５１５が設置されてい
る。固定映像管方式の小型ＣＣＤカメラを用いた光学的
監視装置５１５は、フィラーワイヤ５１３の先端部、溶
接肉盛５２６，溶接部509等を観察する手段である。光
学的監視装置５１５前方には遮光フィルタ５２９が設置
されている。溶接時のフィラーワイヤ５１３先端部，溶
接部５０９等を観察する際には、遮光フィルタ５２９が
光学的監視装置５１５の前方を覆い、溶接時以外では、
遮光フィルタ５２９が光学的監視装置５１５前方から離
れるよう、遮光フィルタ開閉機構（図示せず）が備えら
れている。光学的監視装置５１５で得られる光学的映像
情報は、水中環境外に設置される受像部（図示せず）に
送られる。

【００９４】隔壁５０５内部の水排除空間５４２には、
照明装置５１８が設置されている。光学的監視装置５１
５で所望の観察が可能な明度になるように、隔壁５０５
で覆われた水排除空間５４２内部を明るくする。

【００９５】隔壁５０５内部の水排除空間５４２には、
圧力センサ５１７が設置されている。水排除空間５４２
の圧力を測定し、圧力監視機（図示せず）に測定した圧
力の情報を送る。

【００９６】隔壁５０５が被加工部材５０２と接触する
裾部には前述と同じフェルト状の布からなる固体壁５０
６が設けられている。固体壁５０６はドーナツ状の円盤
形状である固体壁押えリング５２２に固定され、固体壁
押えリング５２２は固体壁用バネ５２３を通じて隔壁５
０５に固定されている。また固体壁５０６は固体壁押え
ピン５３７により隔壁５０５に固定されている。固体壁
５０６は、固体壁用バネ５２３の反発力により固体壁押
えリング５２２を通じて被加工部材５０２に常時接触し
ている構造となっている。固体壁５０６は、溶接開先５
０３の幅方向を全て覆うように設けられている。

【００９７】隔壁５０５の左右両側には水ノズル５４
０，５４１が設置されている。水ノズル５４０，５４１
には給水口５２４，５２７が接続されており、給水口５
２４，５２７は水ポンプ（図示せず）に連通されてい
る。また、被加工部材５０２に対向する方向に水カーテ
ン外周側部材５３０，５３２、及び水カーテン内周側部
材５３１，５３３が設置されている。水カーテン外周側
部材５３０，５３２、及び水カーテン内周側部材５３
１，５３３との組み合わせにより、水放射口５０７，５
２８が被加工部材５０２に対向し、且つ溶接開先５０３
に対向するように構成される。また、水カーテン外周側
部材５３０，５３２、及び水カーテン内周側部材５３
１,５３３の構成により、水ノズル５４０,５４１内部に
は水溜まり５３８，５３９が設けられており、水放射口
５０７，５２８と連通されている。給水口５２４，５２
７から導入された水は、水溜まり５３８，５３９を通
じ、水カーテン外周側部材５３０，５３２、及び水カー
テン内周側部材５３１，５３３を通じて、水放射口５０
７，５２８から噴射されて、水壁５０８，５３４とな
る。水放射口５０７，５２８は溶接開先５０３の幅方向
よりも長尺で、溶接開先５０３の幅方向を全て覆うよう
に設けられている。

【００９８】また、水ノズル５４０，５４１に設けられ
た水放射口５０７，５２８の形状は、第２の実施例、及
び第４の実施例と同様である。

【００９９】本実施例では、水カーテン外周側部材５３
０，５３２、及び水カーテン内周側部材５３１，５３３
は、アルミニウムを主成分とする金属合金、あるいは真
鍮から構成されている。

【０１００】このように構成された図５の水中加工装置
５０１の作動について、特に水中環境下への水中加工装
置５０１の投入、水排除動作，多層肉盛溶接に必要な水
中加工装置５０１の移動動作、等については、図２及び
図３の説明と同様である。

【０１０１】（実施例３）図６は、実施例１の水中加工
装置６０１を用いて水中で溶接する装置の全体構成図で
ある。

【０１０２】まず、溶接部６０８に外部の水が浸入しな
いように、水排除手段を有する水中加工装置６０１であ
る。所望の溶接部６０８を溶接するための溶接アーク６
０９を発生させる電極６１０を備えた溶接トーチ６０３
の外周には、隔壁６０４が備えられている。この隔壁６
０４は、被加工部材６０２と接触する裾部に固体壁６０
５を備え、外側に水放射口６０６，６０７を備えてお
り、被加工部材６０２と対向する方向は開口している構
造を有している。この溶接トーチ６０３は、水中環境外
に設置された溶接電源６２１に接続されている。また、
隔壁６０４の内部には圧力センサ６１１が設置されてお
り、隔壁６０４の外部には水深検出機６１４が備えられ
ている。

【０１０３】溶接時には、隔壁６０４内部に設けられた
圧力センサ６１１を用いた監視により、水中加工装置６
０１の周囲の水圧よりも隔壁６０４内部の圧力が高くな
るように、シールドガス６３１の流量，流速を制御する
ことが好ましい。このことにより、隔壁６０４の外側の
水が隔壁６０４内に浸入することが無く、常にシールド
ガス６３１が、圧力の小さい隔壁６０４の外側に向かっ
て放出され、安定して水排除が達成できる。

【０１０４】まず、水中加工装置６０１が所望の被加工
部材６０２に接触した時の水深を検出する水深検出機６
１４から出力される電気信号を、水中環境外に設けた圧
力制御部６３０内に設けた圧力変換機６１６に送り、圧
力変換機６１６で水深信号を水圧信号に変換し、監視す
る。そして、変換した水圧信号を圧力比較機６１７に送
る。同時に、隔壁６０４に設けられた圧力センサ６１２
から出力される圧力信号（以下、隔壁内圧信号と記す）
を水中環境外の圧力制御部６３０に設けた圧力監視機６
１５に送り、監視する。そして、隔壁内圧信号を圧力監
視機６１５から圧力比較機６１７に送る。隔壁６０４の
内部の圧力と外部の圧力、すなわち、隔壁内圧と水圧
は、圧力監視機６１５、圧力変換機６１６でそれぞれ監
視できる。ここで、隔壁内圧が水圧に比べて大きい場合
に隔壁６０４内部に水が浸入しないことを、また、等し
いか、あるいは僅かでも小さい場合は隔壁６０４内部に
水が浸入することを、水中環境外で監視できる。

【０１０５】このように、圧力信号をもとにして、隔壁
６０４内部の圧力が低下した場合は、ガス源６２２から
隔壁６０４に流入するシールドガス６３１の流量を増加
し、隔壁６０４の圧力を増加することにより、隔壁６０
４内への水の浸入を防止できる。

【０１０６】一方、隔壁内圧と水圧の圧力信号は、圧力
比較機６１７によりその差分が比較増幅され、差分信号
６２４として出力される。その差分信号６２４は基準信
号発生部６１９から出力される予め設定された基準信号
６２５と信号比較機６１８により比較され、比較結果は
比較信号６２９として出力される。

【０１０７】ガス制御装置６２０は、この比較信号６２
９を入力として、差分信号６２４が予め設定された基準
信号６２５より常に大きくなるように、ガス源６２２か
ら供給されるシールドガス６３１の流量を制御し、ガス
ホース６２３を通じて隔壁６０４内に導入するシールド
ガス６３１流量を制御することで、隔壁６０４内部の圧
力を自動的に制御する。この方法によって、隔壁６０４
内部への水の浸入を自動的に防止できる。

【０１０８】また、水源６２７から水ホース６２８を通
じて給水口６１２，６１３に導入され、水放射口６０
６，６０７より水壁を形成させるための水の導入量を制
御する水制御装置６２６に関しても、ガス制御装置６２
０と同様の制御を行うことが好ましい。

【０１０９】（実施例４）図７は図６の装置を用いて沸
騰水型原子力プラントのシュラウド７０２の補修溶接を
行う水中作業装置７０３の斜視図であり、図８は原子炉
の斜視図である。原子力プラントにおける炉内構造物は
多量の放射線が発せられている。特に燃料棒７０７の格
納されている圧力容器７０８内のシュラウド７０２や上
部格子板７０９，蒸気乾燥器７１０等の構造物の補修作
業では、作業者の安全を考慮して、遠隔自動制御可能な
水中環境下内作業を行うことが必要である。

【０１１０】原子力プラントにおける補修作業には、水
中環境下内の構造物の点検，検査，加工，補修，表面改
質等の水中作業が考えられる。このような水中作業は、
以下のような工程にて実施される。つまり、原子炉の定
期点検時に、まず最初に、亀裂欠陥等の補修を要する部
分の検出を行う。これには、超音波探傷診断法，光切断
法，直接観察法、等が用いられる。欠陥の発生が確認さ
れた場合、補修作業を行うが、補修箇所のサイズ，形状
や欠陥の程度等により補修方法は異なる。欠陥が大きい
場合等は、その欠陥を放電加工，グラインダ等により完
全に取除いてから肉盛溶接を施す。また、小さい欠陥で
はそのまま肉盛溶接を行ったり、欠陥が予想される様な
所では表面に熱処理を施す方法や、ピーニング処理等の
表面改質処理を施す。補修溶接終了後には、その品質を
監視しなければならない。これは溶接部を直接観察する
方法や超音波探傷で診断する方法等が用いられる。

【０１１１】上記のような水中作業を実施するための水
中作業装置７０３は、前述の作業工程に必要な各種の水
中作業工具装置を装着することができ、Ｘ，Ｙ，Ｚ方向
及び炉内構造物の壁面に沿って移動する移動手段を備
え、水中環境下において自由自在に無軌道に移動可能に
することができる。水中作業工具装置は、水中作業装置
７０３に設けられた作業工具固定部７０６に固定されて
いる。また、水中作業装置７０３は炉内構造物の壁面と
の距離を一定に保つため、吸盤あるいは磁石、等による
吸着手段を有する吸着部７０５を備えている。

【０１１２】圧力容器７０８の外、あるいは炉水７１４
の影響の無いところに設置された溶接電源（図示せず）
より電力を供給し、制御装置（図示せず）により所望の
溶接条件を与え、ケーブル７０４を通じ、炉水７１４中
に設置された水中作業装置７０３を介して水中作業工具
装置７０１により溶接を行う。加工状態は水中作業工具
装置７０１に設けられた監視カメラ（図示せず）により
監視される。

【０１１３】作業工具固定部７０６は水中作業装置７０
３の外側に設けられているが、水中作業装置７０３の内
部に内包されていても構わない。

【０１１４】本実施例における他の補修部分として、気
水分離器７１１，炉心支持板７１２，上部格子板７０
９，シュラウドサポート７１３、制御棒ハウジング，制
御棒駆動機構ハウジング、等がある。

【０１１５】なお、本実施例では、水中作業工具装置７
０１は水中ＴＩＧ溶接加工装置としたが、レーザ溶接装
置，レーザ加工装置，レーザ表面改質装置，超音波探傷
装置，放電加工装置，グラインダ加工装置，ショットピ
ーニング装置，ウォータジェットピーニング装置のいず
れか、またはこれらを組み合わせた構造とすることがで
きる。これら水中作業工具装置７０１は、点検，検査，
加工，補修，表面改質等の作業目的により選択され、作
業工具固定部７０６に固定されて水中作業装置７０３に
取り付けられる。

【０１１６】なお、本実施例では、沸騰水型原子炉に適
用したが、加圧水型原子炉等の他の軽水炉に適用できる
のはもちろんである。

【０１１７】また、水中作業工具装置７０１である点
検，補修用治工具等については、本実施例で示したもの
以外に、種々の治工具を用いることができる。

【０１１８】（実施例５）図９は移動用のレール５２上
を移動する水中ＴＩＧ自動溶接装置を用いて実施例４と
同様にシュラウドを肉盛溶接する全体システムを示す装
置の斜視図である。本実施例における自動溶接装置は図
８に示す上部格子板７０９の間隙に移動用のレール５２
とともに入るように小型化されたものである。

【０１１９】溶接制御装置４６に任意の溶接条件を入力
することで、溶接電源から溶接トーチ３に電気が送ら
れ、またガス供給制御装置４８から任意のシールドガス
及び水供給制御装置４７から水が送られる溶接部はシー
ルドガスに被われて溶接が行われる。本実施例では実施
例１に示した溶接トーチ３の内側の溶接の前後に監視カ
メラ４２ａ，４２ｂを一体にトーチ本体内に設置したも
のであり（図では各々図示）、加工状態を監視する。固
体壁にはカーボンフェルトが実施例１と同様にトーチ本
体に設けられる。この溶接トーチ３の前後に、溶接位置
確認用水中監視装置42ａと溶接部５１の品質監視用水中
監視装置４２ｂを配置する。ここでは安定した空洞を得
るためにカーボン繊維を用いた固定壁が設けられてい
る。尚、監視カメラには固体映像管方式の小型ＣＣＤカ
メラを用いた。

【０１２０】まず、水中監視装置４２ａにより開先形状
及び溶接位置を確認する。監視カメラより取り込まれた
映像は電気信号として画像処理装置１００に送られる。
ここで、初めの形状及び位置からのずれ量を算出し判断
する。開先形状が規定の量よりずれていたら、溶接条件
を変える信号を溶接制御装置４６に送り、適切な溶接が
行える溶接条件に設定を変える。また、溶接位置が規定
量よりずれていたら、そのずれ量を補正する信号を溶接
駆動装置５３に送り、適切な位置で溶接が行われるよう
にする。この場合、溶接トーチ３と水中監視装置４２ａ
との距離を確認し、予め遅れ時間を設定しておく。

【０１２１】水中溶接システムを大別すると、水上に制
御装置、水中に溶接装置とから構成され、溶接ワイヤの
送給方法は、比較的浅い所で溶接する場合は、水上装置
から水中の溶接装置へプッシュ・プル送給方法で送給さ
れ、又、深くてプッシュ・プルワイヤ送給制御装置が困
難な場合には水中の溶接装置に溶接ワイヤを搭載する方
法がある。水上の制御装置には画像処理装置１００，プ
ッシュ側溶接ワイヤ送給装置９１，溶接制御装置４６，
水供給制御装置４７が設置されている。水源は図示する
ように原子炉内の炉水７１４を用いた。

【０１２２】水上の制御装置と水中の溶接装置との間
は、溶接ワイヤ送給用コンジットチューブ９４，シール
ドガス送給用ホース９５，水噴流送給用ホース９６等ホ
ース類及び溶接ケーブル９７，制御ケーブル９８等、ケ
ーブル類にて接続されている。そして、水中溶接自動装
置には、シュラウド７０２の溶接開先５０と平行にレー
ル５２が敷かれ、その上を溶接駆動装置５３が走行し、
シュラウド７０２に対して上述水中溶接法に基づき溶接
する。溶接駆動装置５３には水中溶接トーチ（以下水中
溶接トーチという）３を上下左右に位置調整する位置調
整駆動装置５４と、プル側の溶接ワイヤ送給装置５５が
設けられている。この水中溶接装置においては、長時間
連続して溶接できる長所を持つ。

【０１２３】図１０は本発明の水中自動用溶接装置に用
いた高周波パルス溶接装置の構成図である。パルス溶接
電源９０１と、アーク電極９０２を備える溶接トーチ９
０３と、トーチ駆動部９０４を有する。アーク電極９０
２はシュウド７０２の溶接個所に対向するように置かれ
る。トーチ駆動部９０４（サーボモータ）は、アーク電
極９０２とシュラウド９０５との間に生ずるアーク９０
６のアーク長を調整するように溶接トーチ９０３を前後
に進退作動させる。溶接トーチ９０３は、アーク９０６
を囲うようにシールドガスを放出し、溶接部分の酸化を
抑える。

【０１２４】パルス溶接電源９０１と溶接トーチ９０３
はパルス電流電送ケーブル９１９で接続され、この間に
パルス電流検出部９２１が設けられる。このパルス電流
検出部９２１で検出したパルス電流検出値９２６に基づ
いてパルス溶接電源９０１は定電源パルスを発生する。

【０１２５】パルス溶接電源９０１とシュラウド９０５
はパルス電流電送ケーブル９２０で接続され、このパル
ス電流電送ケーブル９２０と溶接トーチ９０３との間に
アーク電圧検出部９０８が設けられる。アーク電圧検出
部９０８で検出されたアーク電圧検出値９２５は、ＯＮ
時平均化処理部９０９に取り込まれて処理される。この
処理で求められたアーク電圧のＯＮ区間平均値は半波整
流回路９１０に取り込まれ、アーク電圧基準値と比較さ
れる。半波整流回路９１０の出力で、トーチ駆動部９０
４は駆動される。アーク電圧の平均値とアーク電圧基準
値とが一致してアーク電圧比較部９１０の出力がゼロに
なったところで、トーチ駆動部９０４の調整駆動動作は
停止する。

【０１２６】パルス溶接電源９０１は、ＩＧＢＴを複数
個有し、パルス周波数が１〜２５キロヘルツのパルス電
流を供給するものである。電源回路やパルス電流電送ケ
ーブル１９のインダクタンスを低減することにより、１
０〜５０μsec の短い時間内に電流が０〜５００アンペ
アまで立ち上がり、同様の短い時間内に電流が500〜０
アンペアまで立ち下がるパルス電流が得られる。このパ
ルス電流の波形は高いピーク値を有し、三角状または上
辺が傾く台形状をなす山形を示す。ベース電流は、零ま
たはピーク値の１／１０以下の電流値を与えることで、
アーク電流が途切れることなく持続して流れるのであ
る。このベース電流値は、従来のベース電流値の１／５
程度に下げられた。なお、パルス電流のピーク値はアー
クの指向性やトータルの溶接電流等の面から３００〜８
００アンペア程度が妥当である。

【０１２７】ＯＮ時平均化処理部９０９は、所定極性の
アーク電圧絶対値が所定値以上となる立ち上がり開始点
から立ち下がり終了点に至る時間区間におけるアーク電
圧のＯＮ区間平均電圧値を求めるものである。ＯＮ時平
均化処理部９０９は、パルス幅測定回路とアーク電圧積
分回路と演算処理回路を有する。

【０１２８】パルス幅測定回路はコンパレータを用いて
アーク電圧基準値を設定し、所定極性のアーク電圧絶対
値が所定値以上になる立ち上がり開始点から立ち下がり
終了点に至る時間区間を占めるパルス幅を求める。

【０１２９】アーク電圧積分回路は、パルスＯＮ時のア
ーク電圧を積分し、ＯＦＦ区分中はホールドする。演算
処理回路は積分値をパルス幅Ｔｐで除算して１パルス毎
にパルスＯＮ区間アーク電圧の平均値を求める。さらに
複数のパルスに対する平均値をも求める。

【０１３０】なお、電流パルスのパルス幅測定回路を溶
接電源９０１に内蔵させた場合は、ＯＮ時平均化処理部
９０９のパルス幅測定回路は不要になる。

【０１３１】このようにＯＮ時平均化処理部９０９によ
って、アーク電圧絶対値が所定値Ｖｂ以上になる時間区
間でのアーク電圧の平均値を求め、アーク電圧のＯＮ区
間平均値をアーク電圧基準値と比べて、その差分値でト
ーチ駆動部４を駆動制御するので、アーク長の制御が良
好になる。

【０１３２】すなわち、ＯＮ時平均化処理を行ったアー
ク電圧のＯＮ区間平均値とアーク長さの関係は斜線Ａで
示される。これに対し、従来の一周期平均処理をした場
合のアーク電圧の平均値とアーク長さとの関係は斜線Ｂ
に示される。これらの斜線Ａ・Ｂの勾配は、アーク長の
変化量に対するパルスアーク電圧平均値の変化量の割合
であるアーク電圧感度を示しており、本発明にかかわる
斜線Ａが従来の斜線Ｂよりも勾配が大きく、同じアーク
長の変化に対してパルスアーク電圧平均値の変化が大き
くなっており、高感度であることが分かる。

【０１３３】この電圧感度の良好なパルスアーク電圧平
均値を基にてアーク長さを調整するトーチ駆動部の制御
は応答性が良く、良好な制御ができる。

【０１３４】本発明にかかわるパルスＯＮ区間のアーク
電圧の平均値は、溶接電流変化の影響を受けないので、
ほぼ一定になる。このため溶接電流を小さくした次のよ
うな低入熱条件で溶接を行う場合でもアーク電圧の平均
値が小さくなってアーク電圧感度が低下するのを防止で
きるので、トーチ駆動部の制御が良好に行われる。

【０１３５】本実施例における具体的な補修溶接は以下
の通りである。

【０１３６】溶接法；直径；０.６mm，SUS308L，SUS316
L ワイヤ送給ＴＩＧ溶接，シュラウド母材；SUS304，SU
S304L，SUS316Lのオーステナイトステンレス鋼，板厚；
５０mm，片側開先Ｖ型；幅１０mm，深さ２５mm，溶接負
荷電圧；１２０Ｖ，溶接ピーク電流６００Ａと周期７９
μsecを一定とし、ｔ１；５０μsec，ｔ２；４μsec,ｔ
３；２５μsec とｔ１；２０μsec ，ｔ２；４μsec ，
ｔ３；５５μsec を周期０.２５secで交互に切り替えて
低入熱で溶接した結果（図１１のパルス電流波形）、切
り替え周期に同期し平均電流（平均アーク圧力）は変化
し、それに伴って溶接金属が撹拌するため結晶の成長が
抑止される。本実施例における溶接パルス数は約７０パ
ルスで、１パルス当りの肉盛層は幅及び高さともに約１
mmであり、断面での面積で約１.７mm²である。逆パルス
電流はピーク電流の約半分である。また、高周波パルス
電流の振動も結晶成長の抑止を助長する。上記の条件で
接合したものを超音波検査で検査をした結果、従来ＴＩ
Ｇ溶接法で溶接したものに比較してＨＡＺが少ないので
接合部と母材とが明確に判別できるものであった。な
お、上記の結果は切り替え周期を一定とし主ピーク電流
の通電時間（ｔ１）を変えて平均電流（平均アーク圧
力）を変えたが、ｔ３のベース電流，主電流のピーク電
流を周期的にかえても同じ効果が得られる。

【０１３７】以上の水中での開先を有する溶接を低入熱
でも安定した肉盛溶接が可能なのは前述の高周波パルス
溶接を用いるとともに、その溶接に際して溶接トーチ内
から水を効果的に排除できることによるものである。即
ち、固体壁を用いることにより少量の不活性ガス量を送
給するだけで水が溶接トーチ内に浸入するのを防ぐこと
ができるとともに、水カーテンと不活性ガスとによって
開先内に浸入する水を防止することができるので、従来
の大量のガスの送給によるアークの不安定性を除くこと
ができることによるものである。

【０１３８】本実施例においても前述の実施例と同様に
シュラウド以外も同様に高周波パルス溶接によって肉盛
溶接、更に他の加工も行うことができる。

【０１３９】

【発明の効果】本発明の水中加工装置、及びその加工方
法によれば、水中下で凹凸又は開先を有する複雑な形状
の部材の加工又は検査をシールド内への水の浸入を効果
的に防止し、加工部又は検査部においてガス流の変化を
少なくして信頼性の高い加工又は検査が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る水中加工装置の斜視図。

【図２】本発明に係る水中加工装置の断面図及びその下
面図。

【図３】本発明に係る水中加工装置の断面図。

【図４】本発明に係る水ノズルの下面の部分図。

【図５】本発明に係る水中レーザ加工装置の断面図。

【図６】本発明に係る水中加工装置の全体構成図。

【図７】ＢＷＲプラントのシュラウドに適用した水中作
業装置の斜視図。

【図８】原子炉の斜視図。

【図９】ＢＷＲプラントのシュラウドに適用した水中Ｔ
ＩＧ自動溶接装置の全体構成図。

【図１０】高周波パルスアーク溶接装置の構成図。

【図１１】高周波パルスアークの電流波形及び信号波形
を示す図。

【符号の説明】 ４６…溶接制御装置、４７…水供給制御装置、４８…ガ
ス供給制御装置、５０，１０３，２０３，５０３…溶接
開先、５２…移動用レール、５３…溶接駆動装置、５４
…位置調整駆動装置、５５…溶接ワイヤ送給装置、１０
０…画像処理装置、１０１，２０１，４０１，５０１，
６０１…水中加工装置、１０２，２０２，４０２，５０
２，６０２…被加工部材、１０４，２０４，６０３，９
０３…溶接トーチ、１０５，２０５，４０５，５０５…
隔壁、１０６，２０６，５０６，６０５…固体壁、１０
７，２４０，２４１，４４０，５４０，５４１…水ノズ
ル、１０８，６２１…溶接電源、１０９，２０８，２３
４，５０８，５３４…水壁、１１０，２０９，５０９，
６０８…溶接部、１１１，２１０…溶接アーク、１１
２，２１１，２３５，５１１，５３５，６３１，９０７
…シールドガス、１１３…水排除空間、２０７，５０
７，５２８，６０６,６０７…水放射口、２１２，６１
０，９０２…電極、２１３，５１３…フィラーワイヤ、
２１４，５１４…ワイヤチップ、２１５，２１６，５１
５…光学的監視装置、２１７，５１７，６１１…圧力セ
ンサ、２１８，５１８…照明装置、２１９…シールドガ
ス導入口、２２０…冷却水、２２１…電源線、２２２，
５２２…固体壁押えリング、２２３，２２９，５２３…
固体壁用バネ、２２４，２２７，５２４，５２７，６１
２，６１３…給水口、２２５…溶接トーチ用バネ、２２
６，５２６…溶接肉盛、２２８…水放射口、２３０，２
３２,４３０,５３０，５３２…水カーテン外周側部材、
２３１，２３３，４３１，５３１，５３３…水カーテン
内周側部材、236…溶接トーチ固定部材、２３７…固体
壁押えピン、２３８,２３９,５３８,５３９…水溜ま
り、２４２，５４２…水排除空間、２４３…ワイヤガイ
ド、244，２４５，５２９…遮光フィルタ、３０１…溶
接トーチ受け部、３０２…溶接トーチ押え部、３０３…
空隙、３０４…次の溶接部、４０７…水放射口、４０８
…第２の水放射口、４０９…ガス噴出口、５０４…レー
ザトーチ、５１０…レーザ光、５１２…保護ガラス、５
１６…集光レンズ、５１９，５２０…シールドガス噴射
口、５３６…レーザトーチ固定部材、５３７…固体壁押
えピン、５４３…ワイヤガイド、６０９…溶接アーク、
６１４…水深検出機、６１５…圧力監視機、６１６…圧
力変換機、６１７…圧力比較機、６１８…信号比較機、
６１９…基準信号発生部、６２０…ガス制御装置、６２
２…ガス源、６２３…ガスホース、６２４…差分信号、
６２５…基準信号、６２６…水制御装置、６２７…水
源、６２８…水ホース、６２９…比較信号、６３０…圧
力制御部、７０１…水中作業工具装置、７０２，９０５
…シュラウド、７０３…水中作業装置、７０４…ケーブ
ル、７０５…吸着部、７０６…作業工具固定部、７０７
…燃料棒、７０８…圧力容器、７０９…上部格子板、７
１０…蒸気乾燥器、７１１…気水分離器、712…炉心支
持板、７１３…シュラウドサポート、７１４…炉水、９
０１…パルス溶接電源、９０４…トーチ駆動部、９０６
…アーク、９０８…アーク電圧検出部、９０９…ＯＮ時
平均化処理部、９１０…半波整流回路、９１９，９２０
…パルス電流電送ケーブル、９２１…パルス電流検出
部、９２５…アーク電圧検出値、９２６…パルス電流検
出値。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２３Ｋ 9/04 Ｂ２３Ｋ 9/04 Ｌ 9/095 ５１５ 9/095 ５１５Ａ 9/16 9/16 Ｍ 9/23 9/23 Ｂ 9/29 9/29 Ｇ Ｌ 26/00 ３１０ 26/00 ３１０Ｐ ３１０Ｂ 26/12 26/12 26/14 26/14 Ｚ 31/00 31/00 Ｋ Ｎ // Ｂ２３Ｋ 101:12 101:12 103:02 103:02 (72)発明者 岡村 久宣 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 塚本 武志 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 加藤 隆彦 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 (72)発明者 越石 正人 茨城県日立市幸町三丁目１番１号 株式会 社日立製作所原子力事業部内 Ｆターム(参考） 4E001 AA03 BB06 BB12 CA03 CC04 DA07 DD01 DD07 DF08 EA01 LB07 LG03 LH01 LH05 LH06 NA01 NA08 4E068 BA00 BA06 BB00 CC00 CC02 CH01 CJ01 CJ07 DA06 4E081 AA02 AA12 AA14 AA17 BA02 BA03 BA40 BA41 BB15 BB17 CA07 CA19 DA11 DA12 DA14 DA74 DA76 EA04 EA06 FA14 FA15 FA17 YA00 YB00 YR10 YS00 YX05 YX13 YY19

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水中環境下において被加工部材を局所的に
   ガスによって覆うシールド手段を有し、該シールド内に
   水が浸入しないようにして被加工部材を検査又は加工す
   る水中加工装置において、前記シールド手段は前記被加
   工部材と接する部分に摺動性を有する部材から構成され
   前記被加工部材に接し押圧によって上下に可動可能に設
   けられた固体壁と、前記固体壁の外周に水流カーテンを
   形成させる水噴射手段とを有することを特徴とする水中
   加工装置。
2. 【請求項２】アーク電極を有するトーチと、該トーチを
   支持するトーチ本体と、該トーチ本体の被加工材側に前
   記トーチの全周を囲むように設けられ、前記被加工材に
   接し押圧によって上下に可動可能に設置された固体壁
   と、該固体壁の外周に前記トーチ本体に設けられた水噴
   射ノズルと、前記被加工材の加工部を非酸化性ガスで被
   うように前記トーチ本体内に前記非酸化性ガスを噴射さ
   せる前記トーチ本体に設けられたシールドガス供給手段
   とを備えたことを特徴とする水中加工装置。
3. 【請求項３】レーザ光を照射するレーザトーチと、該ト
   ーチを支持するトーチ本体と、該トーチ本体の被加工材
   側に前記トーチの全周を囲むように設けられ、前記被加
   工材に接し押圧によって上下に可動可能に設置された固
   体壁と、該固体壁の外周に前記トーチ本体に設けられた
   水噴射ノズルと、前記被加工材の加工部を非酸化性ガス
   で被うように前記トーチ本体内に前記非酸化性ガスを噴
   射させる前記トーチ本体に設けられたシールドガス供給
   手段とを備えたことを特徴とする水中加工装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかにおいて、前記ト
   ーチ本体内にシールド内のガス圧力を検出する圧力セン
   サ，シールド内部の加工状態を光学的に観察する光学装
   置及びシールド内部を照らす照明装置の少なくとも１つ
   を備えたことを特徴とする水中加工装置。
5. 【請求項５】請求項１において、前記加工は溶接，切削
   加工，放電加工，ウォータジェットピーニング，ショッ
   トピーニング及びグラインダ加工のいずれかであり、そ
   れらの装置を有することを特徴とする水中加工装置。
6. 【請求項６】水中環境下において被加工部材をシールド
   部材によって局部的に覆い、前記シールド部材内をガス
   によって満たすとともに、前記シールド部材の外周を水
   流カーテンによって覆いながら前記被加工部材の検査又
   は加工を行うことを特徴とする水中加工方法。
7. 【請求項７】シュラウド，気水分離器，炉心支持板，上
   部格子板，シュラウドサポート，制御棒ハウジング及び
   制御棒駆動装置ハウジングの炉内構成部品を有し、該構
   成部品がオーステナイト系ステンレス鋼よりなる原子炉
   において、前記構成部品の少なくとも１つが多層肉盛溶
   接によって補修されており、前記多層肉盛溶接は１パス
   当りの断面の肉盛溶接の面積が０.１〜５mm²であること
   を特徴とする原子炉。
8. 【請求項８】シュラウド，気水分離器，炉心支持板，上
   部格子板，シュラウドサポート，制御棒ハウジング及び
   制御棒駆動装置ハウジングの炉内構成部品を有し、該構
   成部品がオーステナイト系ステンレス鋼よりなり、前記
   構成部品の少なくとも１つを多層肉盛溶接によって補修
   する原子炉の補修方法において、水中環境下において前
   記構成部品をシールド部材によって局部的に覆い、前記
   シールド部材内をガスによって満たすとともに、前記シ
   ールド部材の外周を水流カーテンによって覆いながら直
   径１mm以下の溶接ワイヤを熱源によって前記多層肉盛溶
   接することを特徴とする原子炉の補修方法。
9. 【請求項９】水中環境下において被加工部材を局部的に
   シールド部材によって覆い、前記シールド部材内をガス
   によって満たすとともに、前記シールド部材の外周に設
   けられた水噴射ノズルから噴射する水流カーテンによっ
   て覆いながら前記被加工部材の検査又は加工を行う水中
   加工装置と、前記シールド部材内に前記ガスを送給する
   ガス供給装置と、前記水噴射ノズルに水を供給する水供
   給装置と、前記水中加工装置に一体に設けられ前記検査
   又は加工の対象部分に沿って駆動させる駆動装置と、予
   め記憶されたプログラムに従って前記検査又は加工を行
   う制御装置とを備えたことを特徴とする水中加工自動装
   置。