JP5315418B2 - 微粒子吸込フード口、及びそのようなフードを有する壁の表面層を切除するレーザ装置 - Google Patents

Description

本発明は、微粒子吸込フード口に関し、特に、例えば、核施設における塗料からなる壁被覆のような壁の表面層のレーザアブレーション（切除）装置に用いられる微粒子吸込フード口に関する。

劣化した又は年数制限に達した核施設を汚染除去し、浄化することは、原子力産業にとって優先事項である。これらの施設の汚染された部分は、同様に汚染された廃棄物の生成を避け、洗浄排水（cleaning effluents）を最小限にするよう努めつつ、浄化されなければならない。

核施設の汚染除去を実行する既知の解決策として、レーザアブレーション（切除）を用いたものがある。

仏国特許文献２８８７１６１号は、例えば、核施設において存在する汚染除去対象となる壁塗料の層を切除するレーザアブレーション装置を開示している。図１は、そのような装置を示している。

そのような装置は、少なくとも１つのレーザ源４ｂと、レーザビーム６を受けるためにレーザ源４ｂの下流に載置された光偏光器４とがその上に載置されたフレーム１０を有する。光偏光器４は、その出口に、レーザビーム６の焦点を切除対象となる層２の上に合わせるための対物レンズ４ｃを含む。

レーザアブレーションの本質は、レーザ源４ｂから来る焦点が合わされたレーザビームと除去されるべき汚染物質との反応を通じて、厚さが減少した除去対象となる汚染物質の層を除去することにある。レーザの衝突中、物質は分解し、ミクロンよりもはるかに小さい固有（又は特有）の次元を有する最も微細な粒子とともに、非常に多様な次元の粒子が生成される。

粒子が汚染するにつれて、それらが大気に伝播するのを防ぐため、壁２に近接して配置された稜３ｂを有する空気吸入口３０を含むフード１が設けられる。稜３ｂは、内部３１と外部３２を規定する（図２ａ及び図２ｂも参照）。

稜３ｂは、同じ側に位置する（空気吸入）口の総ての点、又は（空気吸入）口の上に（又は口に接する）頂点を形成するための高さを意味する。稜３ｂは、後に説明されるように、動作中において、壁２に最も接近して配置された（空気吸入）口３０の総ての点として扱われる。

フードは、更に、粒子を吸い込むための吸引出口５を有する。

フード１は、図１に示されるように、下部２に接近して適用される。空気８は、（空気吸入）口３０を介してフードに入る。空気８には、レーザにより生成された粒子が詰め込まれ、この粒子が詰め込まれた空気９は、吸引出口（又は吸引排気口）５ａを通って排気される。

既知のフードは、不利な点を有する。

図２ａは、既知の（空気吸入）口３０の詳細な図を示している。

（空気吸入）口３０は、その角が鋭い先端（又は前縁）Ａを示している。そのような先端Ａは、空気８の乱気流を生成しながら、（空気吸入）口３０の表面から離れる空気分離２１を生じさせ、（空気吸入）口３０の所に渦２２を作り出す。

渦２２のため、汚染された粒子は（空気吸入）口３０の稜３ｂ上に堆積する。これらの堆積した粒子は、もっと後の粒子の処理中、フードから漏れ出てしまう。

更に、渦２２は、吸引されようとする汚染粒子をフードの外部３２の方にはじくおそれがある。

本発明は、上述の不都合の少なくとも１つを回避することができる。

そのようなものとして、第１の態様によれば、本発明は微粒子を吸い込むフードに関し、前記微粒子を発射し得る壁に接近して配置されることを意図され、前記フードの内部と外部を定める稜を含む空気吸入口と、微粒子を吸い込むための吸引出口（又は吸引排気口）とを含む。

本発明の前記フードは、前記空気吸入口が更に、前記吸引出口の方向に延び、前記稜に関して前記吸引出口と同じ側に配置された先端を含む外部リップを有し、前記フードが動作中に、吸い込まれた空気が前記外部リップで分離を受けず（又は分離されず）、空気分離地帯が前記フードの内部にのみ位置する（又は配置された）ことを特徴とする。

本発明の前記フードは、以下の特徴の少なくとも１つを選択的に更に有することが可能である。

−前記フードが動作中に、前記リップが、前記壁と組み合わさって、前記稜の方に向かって前記先端の漸進的収束を形成する。

−前記リップが曲線状の外形、好ましくは放物線状の外形を有する。

−前記（空気吸入）口は、前記分離地帯内の前記稜を越えて渦トラップが形成できるように内部ショルダー（肩）を更に含み、前記フードが動作中に、前記渦が前記壁に関して前記フード内部にとどまるようになっている。

−前記（空気吸入）口は、前記稜と前記壁との間の距離の調整を可能とするために前記壁に関して前記フードの位置決め手段を含む。

−前記位置決め手段は、前記壁に接触する停止ネジを含む。

−それは、レーザビームが通過できる開口部を含むベースと、前記（空気吸入）口と前記ベースとの間に中間部を更に有する。

−前記中間部は、前記（空気吸入）口と前記ベースとの間で収束する。

また、第２の態様によれば、本発明は、壁の表面層のレーザアブレーション装置に関し、本発明の第１の態様による微粒子吸い込みフードを含む。

そのようなものとして、本発明は、フードから汚染した粒子が抜け出ることを防止し、動作中に、発生し得る渦がフードの外部の方に粒子をはじき得ないだけでなく、発生し得る粒子による粒子堆積がフードの内部に位置するので、後の操作中に容易に制御され得る。

本発明の他の特徴及び利点は、以下の説明で明らかにされるが、それは単に例示のためであって、何ら制限されず、既に説明された図１及び２に加えて、付属の図面に関連して読まれなければならない。

総ての図において、同様の要素には同一の参照番号が付される。

従来のレーザアブレーション装置を示す。 既知の（空気吸入）口３０の詳細な断面図である。 既知の（空気吸入）口３０の詳細な上面図である。 本発明によるフードの（空気吸入）口の直線部分に対応する図を示す。 本発明によるフードの（空気吸入）口の上面図を示す。 本発明によるフードの（空気吸入）口の代替例の直線的な部分に対応する図を示す。 本発明によるフードの（空気吸入）口の代替例の上面図を示す。 汚染除去されるべき壁に関する本発明のフードの（空気吸入）口を位置決めする手段を示す。

微粒子吸い込みフードは、図１に示しされるように、微粒子を発射し得る壁２に接近して配置されることを意図された稜３ｂを有する空気吸入口３０を含む。稜３ｂは、フードの内部（又は内部部分）３１と外部（又は外部部分）３２とを定める（図３ｂ参照）。稜３ｂは、フードの外部３２の一部である。

フードは、微粒子を吸い込むことを目的とした吸引出口（又は吸引排気口）５を更に有する（図１参照）。

図３ａ及び図３ｂは、後者から汚染した粒子が抜け出るのを防ぐフードの口の直線断面図と上面図を示している。

フードは、特に外部リップ４０を有し、当該リップは、フードの外部３２に属し、吸引出口５の方に延び、稜３ｂに関する吸引出口５と同じ側に配置された先端４１を含む。

そのようなリップ４０は、フードの動作中の時に、吸い込まれた空気８がその外形から始まる空気分離を受けないようにすることができるとともに、その空気の流れがリップ４０の箇所で乱れないようにすることができる。

フードが動作中の時、リップ４０はそのようなものとして、壁２と組み合わさり、稜３ｂの方に向かって先端４１の漸進的収束を形成する。外部３２と稜３ｂとの間の空気の流れの通路の部分には漸進的な先細りがあるので、外部３２において、リップ４０から開始する空気分離はない。

空気分離地帯は、例えば図３ａに見られるように、フードの内部３１にのみ位置する。言い換えれば、フードに入る空気８は、矢印４３により示されるように、リップ４０に従い、フードの内部３１に一度入ってしまってからのみ乱流分離を受ける。分離地帯が内部３１内にのみ位置するという事実は、空気分離により発生した渦２２の動的な閉じ込めを、内部３１において与えていることになる。

実際、図２ａ及び図２ｂに示された（空気吸入）口３０とは反対に、空気８がフードに入る前に、分離を発生させる鋭い角は存在しない。空気８は先端４１と稜３ｂとの間の漸進的収束を形成するリップ４０に従うことにより、フードに入る。

優先的に（好ましくは）、リップ４０は曲線状の（又は湾曲した、曲面状の）外形を有し、リップ４０の直線部分は有利には（好ましくは）放物線状にされ得る。特に図３ａに示されるように、曲線状の外形の凸側は、壁２の方を向いている。

図４ａに示されるように、有利には（又は好ましくは）、（空気吸入）口３０は、稜３ｂを越えて分離地帯内に渦トラップを形成することができるように、内部３１に位置するショルダー４２を有し、フードが動作中には、渦２２は壁２に関してフード内部、即ち壁２に関して稜３ｂのレベルよりも下方にとどまらせることができる。

そのようなものとして、粒子が（空気吸入）口３０に堆積した場合に、渦２２が外部に向かって汚染した粒子をはじかない。粒子の堆積物もまたショルダー４２に位置し、後の操作中において容易に洗浄され得る。

フードを壁２に関して正確に位置決めできるようにするため、フードは壁２に関してフードの位置決めを行う手段５０を備えることも可能である（図５参照）。

位置決めのこれらの手段５０は、空気の入力の流れを調整することを可能にするため、稜３ｂと壁２との間の距離を調整することができる。

これらの手段５０は、例えば、（空気吸入）口３０と一体化した支持体５１と協働したスクリュー５０１を含むことが可能であり、スクリュー５０１の端部は、壁２に境を接している。これらのスクリュー５０１は、好ましくは外部に、フード内の入力リップ４０から距離を有して配置される。

図１に従い、フードは更に、レーザビーム６が通過可能な開口部３を含むベース３ａと、（空気吸入）口３ｂとベース３ａとの間に中間部５ａとを備えることも可能である。

フードの中間部５ａは、優先的には（空気吸入）口３ｂとベース３ａとの間に収束する。

例のために、フードは以下の次元で実行され得る。

−フード１の高さ：４５０ｍｍ；
−ベース３ａの幅：１６０ｍｍ；
稜３ｂの箇所の（空気吸入）口３０の直径：３６０ｍｍ；
稜３ｂと壁３との間の距離：１０ｍｍ；
リップ４０の先端４１と壁２との間の距離：２０ｍｍ；
リップの外形の長さ：１６ｍｍ；
稜３ｂと壁２との間の平均空気速度：４ｍ／ｓ。

Claims (8)

1. 微粒子を吸い込むフードであって、
   微粒子を発射し得る壁に接近して配置されることを意図され、前記フードの内部と外部とを定める稜を含む空気吸入口と、
   前記微粒子を吸い込むための吸引出口とを有し、
   前記空気吸入口は、前記吸引出口の方に延び、前記稜に関して前記吸引出口と同じ側に位置する先端を含む外部リップを有し、前記先端が尖った形状になるように前記外部リップの前記壁側が前記外部リップの反対側の湾曲と異なって湾曲し、前記フードの動作中に、吸い込まれた空気が前記外部リップで分離されず、空気分離地帯が前記フードの内部にのみ位置し、
   前記空気吸入口が、前記空気分離地帯内の前記稜を越えた位置で渦トラップを形成できる内部ショルダーを更に含み、前記フードの動作中に、渦が、前記壁に関して前記フード内にとどまることを特徴とするフード。
2. 前記フードの動作中に、前記リップは、前記壁と組み合わさって前記稜に向かって漸進的に収束する先端を形成する請求項１に記載のフード。
3. 前記リップは、放物線状の外形を有する請求項１又は２に記載のフード。
4. 前記空気吸入口は、前記稜と前記壁との間の距離を調整するために前記壁に関して前記フードの位置決めを行う手段を有する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のフード。
5. 前記フードの位置決めを行う手段は、前記壁に接触する停止ネジを有する請求項４に記載のフード。
6. レーザビームを通過させることが可能な開口部を含むベースと、
   前記空気吸入口と前記ベースとの間にある中間部と、を更に有する請求項１乃至５のいずれか一項に記載のフード。
7. 前記中間部は、前記空気吸入口と前記ベースとの間で収束する請求項６に記載のフード。
8. 少なくとも１つの切除用レーザ源を有する壁の表面層のレーザアブレーション装置であって、
   請求項１乃至７のいずれか一項に記載の微粒子を吸い込むフードを含むことを特徴とするレーザアブレーション装置。

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