JP2017127887A - レーザピーニング加工ヘッド、レーザピーニング加工装置およびレーザピーニング加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、レーザピーニング加工ヘッド20は、筒状部材30と、施工対象配管11の内側で筒状部材30の外側に形成される環状空間に流入流路42および流出流路43などの流路を形成する仕切り板35と、流入流路42に開口する流路水供給ノズル36と、流出流路43に開口して水が流通可能でかつレーザ光が透過可能なレーザ照射窓34と、レーザ伝送部材31と、集光部材32と、偏向部材33と、を有する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係るレーザピーニング加工装置を示す模式的縦断面図であって、レーザピーニング加工ヘッドを施工対象配管に挿入した状態を示す図である。図2は図1のレーザピーニング加工装置のII−II線矢視横断面図である。図3は図1のレーザピーニング加工装置のIII−III線矢視横断面図である。
図4は、本発明の第2の実施形態に係るレーザピーニング加工装置を示す模式的縦断面図であって、レーザピーニング加工ヘッドを施工対象配管に挿入した状態を示す図である。図5は、図4のレーザピーニング加工装置のV−V線矢視横断面図である。
図6は、本発明の第3の実施形態に係るレーザピーニング加工装置を示す模式的縦断面図であって、レーザピーニング加工ヘッドを施工対象配管に挿入した状態を示す図である。図7は、図6のレーザピーニング加工装置のVII部拡大図である。図8は、図6のレーザピーニング加工装置のVIII−VIII線矢視横断面図である。図9は、図6のVII部拡大図である図7に対応し、フィルタを折りたたんだ状態を示す図である。図10は、図6のVIII−VIII線矢視横断面図である図8に対応し、フィルタを折りたたんだ状態を示す図である。
図11は、本発明の第4の実施形態に係るレーザピーニング加工装置を示す模式的縦断面図であって、レーザピーニング加工ヘッドを施工対象配管に挿入した状態を示す図である。
図12は、本発明の第5の実施形態に係るレーザピーニング加工装置を示す模式的縦断面図であって、レーザピーニング加工ヘッドを施工対象配管に挿入した状態を示す図である。
上記実施形態の説明では、集光部材32として2個の凸レンズを用いる例を示したが、集光部材32としてはこれに限定するものではなく、たとえば凹面鏡を用いたものでもよい。
Claims (13)
- 施工対象配管内に挿入されて前記施工対象配管の内面にレーザ光を照射して前記施工対象配管の内面にピーニング加工を行うレーザピーニング加工ヘッドであって、
入口端部と閉塞された奧端部とを備えた筒状部材と、
前記筒状部材の外側に取り付けられて、当該レーザピーニング加工ヘッドが前記施工対象配管内に挿入されたときに前記施工対象配管の内側で前記筒状部材の外側に形成される環状空間に流路を形成する仕切り板と、
前記筒状部材に取り付けられて前記流路に開口する流路水供給ノズルと、
前記筒状部材に取り付けられて前記流路に開口し、水が流通可能でかつレーザ光が透過可能なレーザ照射窓と、
前記入口端部を貫通して前記筒状部材内にレーザ光を伝送するレーザ伝送部材と、
前記筒状部材内に配置されて前記レーザ伝送部材から出たレーザ光を集光する集光部材と、
前記筒状部材内に配置されて、前記集光部材を出たレーザ光を前記レーザ照射窓に向ける偏向部材と、
を有する、
ことを特徴とするレーザピーニング加工ヘッド。 - 前記仕切り板は前記環状空間を周方向に分割し、前記流路が当該仕切り板により流入流路と流出流路に仕切られることを特徴とする請求項1に記載のレーザピーニング加工ヘッド。
- 前記仕切り板は前記環状空間を螺旋状に仕切り、前記流路が当該仕切り板により螺旋状流路として形成されることを特徴とする請求項1に記載のレーザピーニング加工ヘッド。
- 前記入口端部と前記奧端部とを結ぶ線を軸として前記筒状部材を回転させる回転駆動装置をさらに有することを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッド。
- 前記流路水供給ノズルは、前記筒状部材の内側から外側に前記奧端部方向に向けて水を流出するように構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッド。
- 前記筒状部材に取り付けられて前記流路に開口し、前記筒状部材の内側から外側に前記入口端部方向に向けて水を流出する流出流路水供給ノズル、
をさらに有することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッド。 - 前記レーザ照射窓は、当該レーザ照射窓から流出する水が前記環状空間内で前記入口端部の方向に流れるように構成されている、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッド。 - 前記筒状部材に取り付けられて、前記筒状部材の内側から外側に向けて水を噴出して前記筒状部材の外側でキャビテーションを起こさせるキャビテーションノズルと、
前記施工対象配管の外の高圧水源から、前記入口端部を通じて前記筒状部材内を通り、前記キャビテーションノズルに、前記レーザ照射窓から流出する水よりも高圧の高圧水を供給する高圧水管と、
を有することを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッド。 - 前記流路内で前記レーザ照射窓と前記奥端部との間に配置されたフィルタをさらに備え、
前記フィルタは、前記筒状部材の外壁に沿って延びる折りたたみ姿勢を取れるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッド。 - 前記筒状部材に取り付けられて、通常運転時の水の流れとは逆向きの洗浄水を前記フィルタに吹き付付けるフィルタ洗浄ノズルをさらに有することを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッド。
- 前記仕切り板は、前記施工対象配管よりも柔らかい材料からできていることを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッド。
- 請求項1ないし請求項11のいずれか一項に記載のレーザピーニング加工ヘッドと、
レーザ光源と、
水源から供給された給水を前記入口端部に送る給水配管と、
前記水源から前記給水配管に水を送る給水ポンプと、
を有することを特徴とするレーザピーニング加工装置。 - 施工対象配管内にレーザピーニング加工ヘッドを挿入して前記施工対象配管の内面にレーザピーニング加工を行う方法であって、
前記レーザピーニング加工ヘッドは、
入口端部と閉塞された奧端部とを備えた筒状部材と、
前記筒状部材の外側に取り付けられた仕切り板と、
前記筒状部材に取り付けられた流路水供給ノズルと、
前記筒状部材に取り付けられて、水が流通可能でかつレーザ光が透過可能なレーザ照射窓と、
前記入口端部を貫通して前記筒状部材内にレーザ光を伝送するレーザ伝送部材と、
前記筒状部材内に配置されて前記レーザ伝送部材から出たレーザ光を集光する集光部材と、
前記筒状部材内に配置されて、前記集光部材を出たレーザ光を前記レーザ照射窓に向ける偏向部材と、
を有し、
当該方法は、
前記筒状部材を、前記奧端部を先頭にして前記施工対象配管内に挿入し、
前記施工対象配管の内側で前記筒状部材の外側に環状空間を形成し、
前記仕切り板によって前記環状空間に流路を形成し、
前記流路水供給ノズルから前記流路に水を流出させ、
前記レーザ照射窓から前記流路に水を流出させるとともに前記流路に流出する水の中をレーザ光が透過するように前記レーザ照射窓からレーザ光を前記施工対象配管の内面に照射する、
ことを特徴とするレーザピーニング加工方法。
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