JP7285116B2 - Decontamination device and method - Google Patents
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本発明は、部材の表面に付着している放射性物質を除去する除染装置および方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a decontamination apparatus and method for removing radioactive substances adhering to the surfaces of members.
除染対象物の表面に付着している放射性物質の除去を行う装置として、除染対象物の表面にレーザを照射する除染装置がある。このような除染装置としては、下記特許文献1に記載されたものがある。特許文献1に記載された技術は、放射性流体と接触する構造材または機器の表面に、制御されたエネルギー密度のレーザを照射し、構造材または機器の表面に付着した放射性物質を剥離して除去するものである。
As a device for removing radioactive substances adhering to the surface of an object to be decontaminated, there is a decontamination device that irradiates a laser onto the surface of the object to be decontaminated. As such a decontamination device, there is one described in
ところで、除染対象物を除染する場合、例えば、除染対象物としての板材をコンベアなどにより移動する一方、移動する板材の表面にレーザを照射することで、表面に付着している放射性物質を除去することとなる。この場合、除染する板材を所定の大きさに切断し、コンベア上の所定の位置に位置決めする必要がある。そのため、多数の板材の除染作業を実施するとき、多数の板材を切断したり、板材をコンベア上に位置決めしたりする準備作業に時間がかかり、除染作業の作業性がよくないという課題がある。 By the way, when decontaminating an object to be decontaminated, for example, while moving a plate as the object to be decontaminated by a conveyor, the surface of the moving plate is irradiated with a laser to remove the radioactive substances adhering to the surface. will be removed. In this case, it is necessary to cut the plate material to be decontaminated into a predetermined size and position it at a predetermined position on the conveyor. Therefore, when decontaminating a large number of plates, preparation work such as cutting the plates and positioning the plates on the conveyor takes time, and the workability of the decontamination work is poor. be.
本発明は、このような課題を解決するものであり、除染作業の作業性の向上を図る除染装置および方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve such problems, and to provide a decontamination apparatus and method for improving workability of decontamination work.
上述した課題を解決するための本発明の除染装置は、除染対象面を移動自在な移動台車と、前記移動台車に搭載されて移動方向における前方側の前記除染対象面に向けてレーザを照射するレーザ照射装置と、前記除染対象面における前記レーザの照射領域にアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、を備えることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention for solving the above-mentioned problems comprises a movable carriage that can freely move a surface to be decontaminated, and a laser beam mounted on the movable carriage toward the front side of the surface to be decontaminated in the moving direction. and an assist gas supply device for supplying an assist gas to a region irradiated with the laser on the surface to be decontaminated.
そのため、移動台車が除染対象面を移動しながら、除染対象面に向けてレーザ照射装置がレーザを照射すると共に、アシストガス供給装置がアシストガスを供給することができ、除染対象物を所定の大きさに切断したり、所定の位置に位置決めしたりする必要がなく、除染作業の作業性の向上を図ることができる。 Therefore, while the mobile cart is moving on the decontamination target surface, the laser irradiation device can irradiate the laser toward the decontamination target surface, and the assist gas supply device can supply the assist gas. There is no need to cut it to a predetermined size or position it at a predetermined position, so that the workability of the decontamination work can be improved.
本発明の除染装置では、前記除染対象面と前記レーザ照射装置との距離を調整する距離調整装置が設けられることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention is characterized in that a distance adjustment device is provided for adjusting the distance between the surface to be decontaminated and the laser irradiation device.
そのため、除染対象面の形状変化に応じて、距離調整装置により除染対象面とレーザ照射装置との距離を調整することから、レーザ照射装置から照射されるレーザの焦点位置を常時適正位置に維持することができる。 Therefore, since the distance between the decontamination target surface and the laser irradiation device is adjusted by the distance adjustment device according to the shape change of the decontamination target surface, the focal position of the laser emitted from the laser irradiation device is always at the appropriate position. can be maintained.
本発明の除染装置では、前記除染対象面に対する前記レーザ照射装置の角度を調整する角度調整装置が設けられることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention is characterized in that an angle adjustment device is provided for adjusting the angle of the laser irradiation device with respect to the surface to be decontaminated.
そのため、除染対象面の形状変化に応じて、角度調整装置により除染対象面に対するレーザ照射装置の角度を調整することから、レーザ照射装置から照射されるレーザの角度を常時適正角度に維持することができる。 Therefore, according to the shape change of the decontamination target surface, the angle of the laser irradiation device with respect to the decontamination target surface is adjusted by the angle adjustment device, so the angle of the laser irradiated from the laser irradiation device is always maintained at an appropriate angle. be able to.
本発明の除染装置では、前記除染対象面に前記レーザが照射されて生成された二次生成物の飛散を防止する飛散防止部材が設けられることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention is characterized in that a scattering prevention member is provided to prevent scattering of secondary products generated by irradiating the laser onto the surface to be decontaminated.
そのため、除染対象面に対してレーザが照射され、溶融物を含む二次生成物がアシストガスにより排除されるとき、飛散防止部材により二次生成物の飛散が防止されることとなり、周囲への二次生成物の拡散を防止することができる。 Therefore, when the surface to be decontaminated is irradiated with a laser and the secondary products including the melted matter are removed by the assist gas, the scattering prevention member prevents the secondary products from scattering. secondary products can be prevented from diffusing.
本発明の除染装置では、前記除染対象面に前記レーザが照射されて生成された二次生成物を回収する回収装置が設けられることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention is characterized in that a recovery device is provided for recovering secondary products generated by irradiating the surface to be decontaminated with the laser.
そのため、除染対象面に対してレーザが照射され、溶融物を含む二次生成物がアシストガスにより排除されるとき、回収装置により二次生成物を回収することとなり、周囲への二次生成物の拡散を防止することができる。 Therefore, when the surface to be decontaminated is irradiated with a laser and the secondary products including the melted matter are removed by the assist gas, the secondary products are recovered by the recovery device, and the secondary products are discharged to the surroundings. Diffusion of objects can be prevented.
本発明の除染装置では、前記回収装置は、前記除染対象面における前記レーザの照射領域の前方側に設けられる回収部材と、一端部が前記回収部材に連結されて他端部が排気装置に連結される二次生成物処理ラインと、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記回収部材に吸引力を作用させる送風機と、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記回収部材で回収された前記二次生成物から固形物を分離する分離装置と、前記二次生成物処理ラインに設けられて前記固形物が分離されたガスから微細粒子を除去するフィルタとを有することを特徴とする。 In the decontamination apparatus of the present invention, the recovery device includes a recovery member provided on the front side of the laser irradiation area on the surface to be decontaminated, and an exhaust device having one end connected to the recovery member and the other end connected to the recovery member. a secondary product processing line connected to the secondary product processing line, an air blower provided in the secondary product processing line to apply a suction force to the recovery member, and a recovery member provided in the secondary product processing line. and a filter provided in the secondary product processing line for removing fine particles from the gas from which the solids have been separated. and
そのため、生成された二次生成物が回収部材により回収され、分離装置により二次生成物から固形物が分離され、フィルタにより固形物が分離されたガスから微細粒子が除去されることから、二次生成物を安全に処理することができる。 Therefore, the generated secondary product is recovered by the recovery member, the solid matter is separated from the secondary product by the separation device, and fine particles are removed from the gas from which the solid matter is separated by the filter. Subsequent products can be safely processed.
本発明の除染装置では、前記移動台車は、レーザ照射装置を作動する操作レバーが設けられることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention is characterized in that the movable carriage is provided with an operation lever for operating the laser irradiation device.
そのため、作業者は、操作レバーを操作することで、レーザ照射装置の作動と停止を切替えることができ、操作性を向上することができる。 Therefore, the operator can switch between operation and stop of the laser irradiation device by operating the operation lever, thereby improving operability.
本発明の除染装置では、前記移動台車は、前記除染対象面を移動する走行体と、前記走行体を駆動する駆動装置とが設けられ、操作装置から前記駆動装置への操作信号により移動操作および停止操作が可能であることを特徴とする。 In the decontamination apparatus of the present invention, the movable trolley is provided with a traveling body that moves on the surface to be decontaminated and a driving device that drives the traveling body, and moves according to an operation signal from the operating device to the driving device. It is characterized by being able to operate and stop.
そのため、作業者は、操作装置を操作し、操作信号を駆動装置へ送信することで、移動台車の移動および停止を遠隔で行うことができ、操作性を向上することができる。 Therefore, by operating the operation device and transmitting an operation signal to the driving device, the operator can remotely move and stop the mobile trolley, thereby improving operability.
本発明の除染装置では、前記移動台車は、自走式のロボットにおけるマニピュレータの先端部に支持されることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention is characterized in that the mobile carriage is supported by the tip of a manipulator in a self-propelled robot.
そのため、自走式のロボットを操作することで、所定の除染箇所に移動することができ、マニピュレータを操作することで、所定の領域を除染することができ、除染作業の作業性を向上することができる。 Therefore, by operating the self-propelled robot, it is possible to move to a predetermined decontamination location, and by operating the manipulator, it is possible to decontaminate a predetermined area, improving the workability of decontamination work. can be improved.
本発明の除染装置では、前記移動台車は、除染作業状態を表示する表示部が設けられることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention is characterized in that the movable cart is provided with a display section for displaying the state of decontamination work.
そのため、表示部に現在の除染作業状態が表示されることとなり、外部から除染装置による除染作業状態を容易に認識することができる。 Therefore, the current decontamination work state is displayed on the display unit, and the decontamination work state by the decontamination apparatus can be easily recognized from the outside.
本発明の除染装置では、前記移動台車の走行速度を検出する走行速度検出器と、前記走行速度検出器の検出結果に基づいて前記レーザ照射装置におけるレーザ出力を調整する制御装置とが設けられることを特徴とする。 The decontamination apparatus of the present invention is provided with a traveling speed detector that detects the traveling speed of the mobile cart, and a control device that adjusts the laser output of the laser irradiation device based on the detection result of the traveling speed detector. It is characterized by
そのため、制御装置は、移動台車の走行速度に基づいてレーザ照射装置におけるレーザ出力を調整することから、レーザの照射による除染対象面の溶融深さを最適深さに設定することができ、適正な除染作業を行うことができる。 Therefore, since the control device adjusts the laser output of the laser irradiation device based on the traveling speed of the mobile cart, the depth of melting of the surface to be decontaminated by laser irradiation can be set to the optimum depth, and the appropriate decontamination work can be carried out.
本発明の除染装置では、前記移動台車は、前記除染対象面の除染作業状態を検出する検出器と、前記検出器の検出結果に基づいて除染作業状態の良否を判定する作業判定器とが設けられ、前記制御装置は、前記作業判定器の判定結果に基づいて前記レーザ照射装置による前記レーザの照射を停止することを特徴とする。 In the decontamination apparatus of the present invention, the mobile trolley includes a detector for detecting the decontamination work state of the surface to be decontaminated, and a work determination device that determines whether the decontamination work state is good or bad based on the detection result of the detector. and the control device stops the laser irradiation by the laser irradiation device based on the judgment result of the work judgment device.
そのため、作業判定器は、除染対象面の除染作業状態の良否を判定し、除染作業状態が適正でないとき、制御装置は、レーザ照射装置によるレーザの照射を停止することから、作業者は、レーザの照射が停止することで除染作業状態が適正でないと認識することができ、除染精度の向上を図ることができる。 Therefore, the work determiner determines whether the decontamination work state of the surface to be decontaminated is good or bad, and when the decontamination work state is not appropriate, the control device stops the laser irradiation by the laser irradiation device. , it is possible to recognize that the decontamination work state is not appropriate by stopping the laser irradiation, and it is possible to improve the decontamination accuracy.
本発明の除染装置では、前記移動台車は、前記除染対象面における除染結果を検認する検認器と、前記検認器の検認結果に基づいて除染結果の良否を判定する除染判定器と、前記除染判定器の判定結果を表示する除染表示部とが設けられることを特徴とする。 In the decontamination apparatus of the present invention, the mobile cart includes a verifier for verifying the decontamination result of the surface to be decontaminated, and a judgment of whether the decontamination result is good or bad based on the verification result of the verifier. A decontamination determiner and a decontamination display section for displaying the determination result of the decontamination determiner are provided.
そのため、除染判定器が除染対象面における除染の良否を判定し、除染表示部がその判定結果を表示することから、作業者は、除染表示部の表示を見て除染状態が適正でないと認識することができ、除染精度の向上を図ることができる。 Therefore, the decontamination judging device judges whether the decontamination of the surface to be decontaminated is good or bad, and the decontamination display unit displays the judgment result. is not appropriate, and the decontamination accuracy can be improved.
本発明の除染装置では、アシストガス供給装置は、アシストガス噴射ヘッドの先端部にガスノズルが装着されて構成され、前記ガスノズルは、下流側に向かうに伴って流路断面積が小さくなると共に下流側に向かって凸となる曲面状をなすように幅方向に延びる縮流端を有する縮小部と、前記縮小部の縮流端に接続されて下流側に向かうに伴って流路断面積が大きくなると共に前記縮流端を拡大させた曲面状をなす開口端を有する拡大部と、を有することを特徴とする。 In the decontamination apparatus of the present invention, the assist gas supply device is configured by attaching a gas nozzle to the tip of the assist gas injection head. a constricted portion having a constricted flow end extending in the width direction so as to form a curved surface that is convex toward the side; and an enlarged portion having a curved open end formed by enlarging the constricted end.
そのため、縮小部ではガスの流速が増大し、縮小部に供給されるガスの流速が十分大きい場合には、縮小部を経たガスは音速に達する。音速に達したガスの流速は、拡大部を経てさらに大きくなり、超音速となる。つまり、上記の縮小部、及び拡大部はラバールノズルを形成する。この構成によれば、縮小部の縮流端、及び拡大部の開口端がともに曲面状をなしていることから、噴出されるアシストガスは、除染象面の除染方向から見て、曲面に対して垂直な方向に流れる。これにより、除染対象面が曲面状である場合にも、曲面に対してアシストガスを均一に分散させながら衝突させることができる。その結果、レーザの照射によって生じた溶融物を曲面の全域にわたって十分に除去することができる。 Therefore, the flow velocity of the gas increases in the contraction section, and when the flow velocity of the gas supplied to the contraction section is sufficiently high, the gas passing through the contraction section reaches the speed of sound. The flow velocity of the gas, which has reached the speed of sound, increases further through the enlarged portion and becomes supersonic. In other words, the contracting portion and the expanding portion form a Laval nozzle. According to this configuration, since both the contraction end of the contraction portion and the opening end of the expansion portion are curved, the jetted assist gas has a curved surface when viewed from the decontamination direction of the decontamination pattern surface. flow in a direction perpendicular to As a result, even when the surface to be decontaminated is curved, the assist gas can be made to collide with the curved surface while being uniformly dispersed. As a result, the molten material generated by laser irradiation can be sufficiently removed over the entire curved surface.
また、本発明の除染方法は、除染対象面にレーザを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する複数の第1領域を除染する工程と、幅方向に隣接する前記複数の第1領域の間の位置で前記除染対象面に対してレーザを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する第2領域を除染する工程と、を有することを特徴とする。 Further, the decontamination method of the present invention includes a step of moving while irradiating a laser to a surface to be decontaminated to decontaminate a plurality of first regions adjacent in the width direction with a predetermined width and a predetermined length; a step of moving while irradiating the laser onto the surface to be decontaminated at a position between the adjacent first regions to decontaminate the second regions adjacent in the width direction with a predetermined width and a predetermined length; , is characterized by having
そのため、除染対象物を所定の大きさに切断したり、所定の位置に位置決めしたりする必要がなく、除染作業の作業性の向上を図ることができる。 Therefore, it is not necessary to cut the decontamination object into a predetermined size or to position it at a predetermined position, so that workability of the decontamination work can be improved.
本発明の除染装置および方法によれば、除染作業の作業性を向上することができる。 According to the decontamination apparatus and method of the present invention, workability of decontamination work can be improved.
以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能であり、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせることも可能である。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Below, embodiments of the present invention will be described in detail based on the drawings. In addition, this invention is not limited by this embodiment. In addition, components in the following embodiments include components that can be easily replaced by those skilled in the art, or components that are substantially the same. Furthermore, the components described below can be combined as appropriate, and when there are multiple embodiments, each embodiment can be combined.
[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の除染装置を表す斜視図、図2は、除染装置を表す概略構成図である。
[First embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing the decontamination apparatus of the first embodiment, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the decontamination apparatus.
第1実施形態において、図1および図2に示すように、除染装置10は、除染対象物001の表面、つまり、除染対象面002にレーザLを照射し、放射性物質が付着した層を溶融して除去するレーザガウジング工法を用いて行うものである。ここで、除染対象物001としては、例えば、原子力発電プラントにおける廃炉作業で発生した原子炉の各種構成部材、原子燃料の再処理施設で発生した各種部材などである。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the
第1実施形態の除染装置10は、移動台車11と、レーザ照射装置12と、アシストガス供給装置13とを備える。
A
移動台車11は、台車本体21と、4個の車輪(走行体)22と、ハンドル23とを有する。台車本体21は、両側にそれぞれ2個ずつの車輪(走行体)22が装着される。なお、車輪22に代えてクローラを設けてもよい。ハンドル23は、移動台車11の移動方向Mの後方側に設けられる。ハンドル23は、移動台車11の両側に立設される一対の取付部24と、一対の取付部24の上端部を連結するように設けられるハンドル部25とから構成される。なお、移動台車11は、作業者がハンドル23に手をかけて押すことで移動し、除染対象物001の除染対象面002を移動方向Mに移動させるものである。但し、車輪(走行体)22を駆動する駆動装置26を設け、図示しない操作装置により遠隔により駆動装置26を制御して移動台車11を移動するように構成してもよい。この場合、操作装置と駆動装置26を有線または無線により接続可能とする。
The
レーザ照射装置12は、台車本体21に搭載され、移動方向Mにおける前方側の除染対象物001の除染対象面002に向けてレーザLを照射する。レーザ照射装置12は、レーザ照射ヘッド31を有し、距離調整装置32および角度調整装置33を介して台車本体21に支持される。距離調整装置32は、除染対象面002とレーザ照射ヘッド31との距離を調整するものである。距離調整装置32は、台車本体21に固定される取付台34と、取付台34に対して昇降自在な昇降台35と、取付台34に対して昇降台35を昇降させる昇降ハンドル36とを有する。角度調整装置33は、除染対象面002に対するレーザ照射ヘッド31の角度を調整するものである。角度調整装置33は、昇降台35に固定される傾斜台37と、昇降台35に対して傾斜台37を傾斜させる傾斜ハンドル38とを有する。そして、傾斜台37にレーザ照射ヘッド31が支持される。
The
レーザ照射ヘッド31は、移動方向Mにおける前方側の除染対象面002に向けてレーザLを照射する。すなわち、台車本体21は、除染対象面002に平行をなして設けられることから、レーザ照射ヘッド31は、台車本体21に対して所定の傾斜角度(例えば、45度)をなすように傾斜台37に固定される。そして、レーザ照射ヘッド31は、所定幅のレーザLを照射可能であり、焦点位置が除染対象面002になるように設定される。すなわち、レーザ照射ヘッド31は、距離調整装置32によりレーザLの焦点位置が調整され、角度調整装置33により照射角度が調整される。
The
アシストガス供給装置13は、台車本体21に搭載され、除染対象面002におけるレーザLの照射領域にアシストガスGを供給する。アシストガス供給装置13は、アシストガス噴射ノズル41を有し、一対のブラケット42を介してレーザ照射ヘッド31に支持される。アシストガス噴射ノズル41は、台車本体21に対して所定の傾斜角度(例えば、90度)をなすようにレーザ照射ヘッド31に支持される。アシストガス噴射ノズル41は、所定幅のアシストガスGを噴射可能であり、レーザLの焦点位置より所定長さだけ移動方向M側除染対象面002にアシストガスGを噴射する。すなわち、アシストガス噴射ノズル41は、レーザ照射ヘッド31と共に、距離調整装置32によりアシストガスGの噴射位置が調整され、角度調整装置33により噴射角度が調整される。
The assist
また、移動台車11は、除染対象面002にレーザLが照射されて生成された二次生成物の飛散を防止する飛散防止部材51が設けられる。レーザLが除染対象面002に照射されると、除染対象面002に付着している放射性物質と共に除染対象物001の表面が溶融し、溶融物やガスを含んだ二次生成物が生成される。飛散防止部材51は、除染対象面002におけるレーザLの照射位置およびアシストガスGの噴射位置より移動方向Mの前方側に配置される。飛散防止部材51は、一対のブラケット52により台車本体21の前端部に支持される。
In addition, the
移動台車11は、レーザ照射装置12を作動する操作レバー53が設けられる。操作レバー53は、ハンドル23のハンドル部25に2個設けられる。レーザ照射装置12およびアシストガス供給装置13は、中継箱54を介して制御装置55に接続される。また、操作レバー53も同様に、中継箱54を介して制御装置55に接続される。そのため、作業者が操作レバー53を操作すると、レーザ照射装置12を作動し、レーザ照射ヘッド31からレーザLを照射することができる。なお、アシストガス供給装置13は、アシストガス噴射ノズル41から連続してアシストガスGを噴射しているが、操作レバーを設け、この操作レバーを操作してアシストガス供給装置13を作動するようにしてもよい。
The
移動台車11は、除染作業状態を表示する表示部56が設けられる。表示部56は、中継箱54を介して制御装置55に接続される。表示部56は、例えば、除染装置10の停止時に青色を点灯し、スタンバイ時に黄色を点灯し、除染作業時に赤色を点灯する。
The
移動台車11は、移動台車11の走行速度を検出する走行速度検出器としての速度検出器57と、速度検出器57の検出結果に基づいてレーザ照射装置12におけるレーザ出力を調整する制御装置55とが設けられる。レーザ照射装置12による除染速度、つまり、移動台車11の移動速度に対して、レーザ照射装置12におけるレーザ出力が高すぎると、レーザLの照射による除染対象面002の溶融深さがより深くなり、除染対象物001が溶融して生成される二次生成物が増加し、アシストガスGによる二次生成物の除去が困難となる。そのため、移動台車11の移動速度に対するレーザ照射装置12におけるレーザ出力を最適値とし、アシストガスGにより二次生成物を適正に除去し、適正な除染作業を可能としている。
The
移動台車11は、除染対象面002の除染作業状態を検出する検出器として、速度検出器57と、浮き上がり検出器58が設けられる。作業判定器としての制御装置55は、速度検出器57および浮き上がり検出器58の検出結果に基づいて除染作業状態の良否を判定する。すなわち、除染対象面002の除染作業を実施するとき、移動台車11の移動速度が速すぎると、除染対象面002における除染処理が不十分となる。そのため、制御装置55は、速度検出器57が検出した移動台車11の速度が予め設定された規定速度範囲内にあるか否かを判定する。また、前述したように、レーザ照射ヘッド31は、レーザLの焦点位置が除染対象面002に設定することが望ましい。そのため、制御装置55は、浮き上がり検出器58が検出した移動台車11の除染対象面002に対する高さが予め設定された規定高さ範囲内にあるか否かを判定する。制御装置55は、良否の判定結果に基づいてレーザ照射装置12によるレーザLの照射を停止する。このとき、制御装置55は、表示部56により赤色を点滅させてもよい。
The
移動台車11は、除染対象面002における除染結果を検認する検認器として、線量計59が設けられる。この線量計59は、レーザ照射ヘッド31からのレーザLが照射されて除染対象物001の表面層が除去された後の除染対象面002における放射性物質の放射線量を計測するものである。除染判定器としての制御装置55は、線量計59の計測結果に基づいて除染結果の良否を判定する、すなわち、除染処理後の除染対象面002における放射性物質の放射線量が予め設定された規定放射線量以下になったか否かを判定する。制御装置55は、除染の判定結果を表示部(除染表示部)56に表示する。この場合、例えば、表示部56を点滅させる。
The
図3は、除染システムを表す概略構成図である。 FIG. 3 is a schematic diagram showing the decontamination system.
図3に示すように、レーザ照射装置12において、レーザ照射ヘッド31は、伝送ケーブル61によってレーザ発振器62に接続される。レーザ発振器62は、制御装置55に接続される。レーザ発振器62は、制御装置55によってレーザLの照射が制御されることで、所定の出力となるレーザLを照射する。伝送ケーブル61は、レーザ発振器62から照射されたレーザLをレーザ照射ヘッド31へ向けて導光する。レーザ照射ヘッド31は、伝送ケーブル61により導光されたレーザLを、除染対象面002に向けて照射する。
As shown in FIG. 3 , in the
アシストガス供給装置13において、アシストガス噴射ノズル41は、アシストガス供給ライン63によってアシストガス供給部64に接続される。アシストガス供給部64は、制御装置55に接続され、例えば、不活性ガス(N2、Ar、He、CO2)や、支燃性ガス(O2)を供給する。アシストガスの種類は、除染対象物001や除染雰囲気などに応じて適宜設定すればよい。アシストガス供給部64は、制御装置55によって不活性ガスの供給が制御されることで、所定の供給量で不活性ガスを供給する。アシストガス供給ライン63は、アシストガス供給部64から供給された不活性ガスを、アシストガス噴射ノズル41に向けて流通させる。アシストガス噴射ノズル41は、レーザLの照射位置に向けてアシストガスGを噴射する。
In the assist
そのため、例えば、原子炉建屋(図示略)の内部にある原子炉格納容器内に除染装置10を配置し、原子炉建屋または原子炉格納容器の外部から操作装置により遠隔で除染装置10を操作する。すなわち、作業者が遠隔で除染装置10を移動しながら、除染対象物101の除染作業を実施する。
Therefore, for example, the
ここで、第1実施形態の除染装置10を用いた除染方法について説明する。図4は、除染装置により除染方法を説明するための説明図である。
Here, a decontamination method using the
第1実施形態の除染方法は、図1および図4に示すように、除染対象面002にレーザLを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する複数の第1領域A1を除染する工程と、幅方向に隣接する複数の第1領域A1の間の位置で除染対象面002に対してレーザLを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する第2領域A2を除染する工程とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 4, the decontamination method of the first embodiment moves while irradiating a laser L onto a
まず、移動台車11を移動方向Mに所定の速度で移動しながら、除染対象面002に向けて、レーザ照射ヘッド31がレーザLを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル41がアシストガスGを噴射する。すると、除染対象面002に所定幅W1で所定長さLの第1領域A1aが除染される。続いて、第1領域A1aに幅方向に隣接する位置で、移動台車11を移動方向Mに所定の速度で移動しながら、除染対象面002に向けて、レーザ照射ヘッド31がレーザLを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル41がアシストガスGを噴射する。すると、除染対象面002に所定幅W1で所定長さLの第1領域A1bが除染される。同様にして、第1領域A1bに幅方向に隣接する第1領域A1cを除染し、第1領域A1cに幅方向に隣接する第1領域A1dを除染する。
First, while moving the
次に、第1領域A1aと第1領域A1bが幅方向に隣接する位置で、移動台車11を移動方向Mに所定の速度で移動しながら、除染対象面002に向けて、レーザ照射ヘッド31がレーザLを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル41がアシストガスGを噴射する。すると、除染対象面002に所定幅W2で所定長さLの第2領域A2aが除染される。続いて、第2領域A2aに幅方向に隣接する位置で、移動台車11を移動方向Mに所定の速度で移動しながら、除染対象面002に向けて、レーザ照射ヘッド31がレーザLを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル41がアシストガスGを噴射する。すると、除染対象面002に所定幅W2で所定長さLの第2領域A2bが除染される。同様にして、第2領域A2bに幅方向に隣接する第2領域A2cを除染する。
Next, at a position where the first area A1a and the first area A1b are adjacent in the width direction, while moving the
そのため、第1領域A1aと第1領域A1bと第1領域A1cと第1領域A1dの間に除染できなかった領域が発生しても、幅方向の所定長さだけずらして第2領域A2aと第2領域A2bと第2領域A2cを除染することから、除染対象面002は、隙間なく除染されることとなる。なお、除染対象面002における放射性物質の付着量に応じて、第2領域A2aと第2領域A2bと第2領域A2cに対して、幅方向の所定長さだけずらして複数の第3領域を除染してもよい。
Therefore, even if a region that could not be decontaminated occurs between the first region A1a, the first region A1b, the first region A1c, and the first region A1d, it is shifted by a predetermined length in the width direction to be the second region A2a. Since the second area A2b and the second area A2c are decontaminated, the
このように第1実施形態の除染装置にあっては、除染対象面002を移動自在な移動台車11と、移動台車11に搭載されて移動方向Mにおける前方側の除染対象面002に向けてレーザLを照射するレーザ照射装置12と、除染対象面002におけるレーザLの照射領域にアシストガスGを供給するアシストガス供給装置13とを備える。
As described above, in the decontamination apparatus of the first embodiment, the
そのため、移動台車11が除染対象面002を移動しながら、除染対象面002に向けてレーザ照射装置12がレーザLを照射すると共に、アシストガス供給装置13がアシストガスGを供給することができ、除染対象物001を所定の大きさに切断したり、所定の位置に位置決めしたりする必要がなく、除染作業の作業性の向上を図ることができる。
Therefore, while the
第1実施形態の除染装置では、除染対象面002とレーザ照射装置12との距離を調整する距離調整装置32を設ける。そのため、除染対象面002の形状変化に応じて、距離調整装置32により除染対象面002とレーザ照射装置12との距離を調整することから、レーザ照射装置12から照射されるレーザLの焦点位置を常時適正位置に維持することができる。
The decontamination apparatus of the first embodiment is provided with a
第1実施形態の除染装置では、除染対象面002に対するレーザ照射装置12の角度を調整する角度調整装置33を設ける。そのため、除染対象面002の形状変化に応じて、角度調整装置33により除染対象面002に対するレーザ照射装置12の角度を調整することから、除染対象面002に対するレーザ照射装置12から照射されるレーザLの角度を常時適正角度に維持することができる。
The decontamination apparatus of the first embodiment is provided with an
第1実施形態の除染装置では、除染対象面002にレーザLが照射されて生成された二次生成物の飛散を防止する飛散防止部材51を設ける。そのため、除染対象面002に対してレーザLが照射され、溶融物を含む二次生成物がアシストガスGにより排除されるとき、二次生成物が飛散防止部材51に衝突することで、二次生成物の飛散が防止され、周囲への二次生成物の拡散を防止することができる。
In the decontamination apparatus of the first embodiment, a
第1実施形態の除染装置では、移動台車11にレーザ照射装置12を作動する操作レバー53を設ける。そのため、作業者は、操作レバー53を操作することで、レーザ照射装置12の作動と停止を切替えることができ、操作性を向上することができる。
In the decontamination apparatus of the first embodiment, the
第1実施形態の除染装置では、移動台車11は、除染対象面002を移動する車輪22と、車輪22を駆動する駆動装置26とを設け、操作装置から駆動装置26への操作信号により移動操作および停止操作が可能である。そのため、作業者は、操作装置を操作し、操作信号を駆動装置26へ送信することで、移動台車11の移動および停止を遠隔で行うことができ、操作性を向上することができる。
In the decontamination apparatus of the first embodiment, the
第1実施形態の除染装置では、移動台車11に除染作業状態を表示する表示部を設ける。そのため、表示部56に現在の除染作業状態が表示されることとなり、外部から除染装置による除染作業状態を容易に認識することができる。
In the decontamination apparatus of the first embodiment, the
第1実施形態の除染装置では、移動台車11の走行速度を検出する走行速度検出器としての速度検出器57と、速度検出器57の検出結果に基づいてレーザ照射装置12におけるレーザ出力を調整する制御装置55とを設ける。そのため、レーザLの照射による除染対象面002の溶融深さを最適深さに設定することができ、生成された二次生成物をアシストガスGにより適正に除去することで、適正な除染作業を行うことができる。
In the decontamination apparatus of the first embodiment, the
第1実施形態の除染装置では、除染対象面002の除染作業状態を検出する検出器として、速度検出器57と浮き上がり検出器58を設け、制御装置55は、各検出器57,58の検出結果に基づいて除染作業状態の良否を判定し、レーザ照射装置12によるレーザL照射を停止する。そのため、制御装置55は、除染対象面の除染作業状態の良否を判定し、除染作業状態が適正でないとき、レーザ照射装置12によるレーザLの照射を停止することから、作業者は、レーザLの照射が停止することで除染作業状態が適正でないと認識することができ、レーザ照射装置12を調整したり、除染作業をやり直したりすることで、除染精度の向上を図ることができる。
In the decontamination apparatus of the first embodiment, a
第1実施形態の除染装置では、除染対象面002における除染結果を検認する検認器として、線量計59を設け、制御装置55は、線量計59の計測結果に基づいて除染結果の良否を判定し、その判定結果を表示部56に表示させる。そのため、制御装置55が除染対象面002における除染の良否を判定し、表示部56がその判定結果を表示することから、作業者は、表示部56の表示を見て除染状態が適正でないと認識することができ、除染作業をやり直したりすることで、除染精度の向上を図ることができる。
In the decontamination apparatus of the first embodiment, a
また、第1実施形態の除染方法にあっては、除染対象面002にレーザLを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する複数の第1領域A1を除染する工程と、幅方向に隣接する複数の第1領域Aの間の位置で除染対象面002に対してレーザLを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する第2領域A2を除染する工程とを有する。そのため、除染対象物を所定の大きさに切断したり、所定の位置に位置決めしたりする必要がなく、除染作業の作業性の向上を図ることができる。
Further, in the decontamination method of the first embodiment, while irradiating the laser L onto the
[第2実施形態]
図5は、第2実施形態の除染装置を表す斜視図、図6は、除染装置の回収装置を表す概略構成図である。なお、上述した第1実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Second embodiment]
FIG. 5 is a perspective view showing the decontamination device of the second embodiment, and FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a collection device of the decontamination device. Members having the same functions as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第2実施形態において、図5および図6に示すように、除染装置10Aは、除染対象物001の表面、つまり、除染対象面002にレーザLを照射し、放射性物質が付着した層を溶融して除去するものである。除染装置10は、移動台車11と、レーザ照射装置12と、アシストガス供給装置13とを備える。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 5 and 6, the
移動台車11は、除染対象面002にレーザLが照射されて生成された二次生成物を回収する回収装置71が設けられる。レーザLが除染対象面002に照射されると、除染対象面002に付着している放射性物質と共に除染対象物001の表面が溶融し、溶融物やガスを含んだ二次生成物が生成される。回収装置71は、除染対象面002におけるレーザLの照射位置およびアシストガスGの噴射位置より移動方向Mの前方側に配置される。
The
回収装置71は、回収部材72と、二次生成物処理ライン73と、送風機74と、分離装置としてのサイクロン75と、フィルタ76とを有する。回収部材72は、除染対象面002におけるレーザLの照射領域の前方側に設けられ、一対のブラケット77により台車本体21の前端部に支持される。二次生成物処理ライン73は、一端部が回収部材72に連結されて他端部が排気装置78に連結される。送風機74は、二次生成物処理ライン73におけるフィルタ76と排気装置78との間に設けられる。送風機74は、作動することで、回収部材72から排気装置78に向けた流れを生成し、回収部材72に吸引力を作用させる。サイクロン75は、二次生成物処理ライン73における回収部材72より下流側に設けられる。サイクロン75は、回収部材72で回収された二次生成物から固形物(溶融して固化したもの)を分離する。フィルタ76は、二次生成物処理ライン73におけるサイクロン75より下流側設けられる。フィルタ76は、固形物が分離されたガスから微細粒子を除去するヘパフィルタである。また、二次生成物処理ライン73におけるフィルタ76の上流側および下流側に開閉弁79が設けられる。
The
そのため、移動台車11を移動方向Mに移動しながら、除染対象面002に向けて、レーザ照射ヘッド31がレーザLを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル41がアシストガスGを噴射する。すると、除染対象面002が除染され、二次生成物が生成される。回収装置71において、送風機74を作動すると、回収部材72から排気装置78に向けた流れが生成され、回収部材72に吸引力が作用する。すると、除染対象面002で生成された二次生成物は、回収部材72で回収され、二次生成物処理ライン73を通してサイクロン75に送られる。サイクロン75は、二次生成物から固形物を分離し、フィルタ76は、固形物が分離されたガスから微細粒子を除去する。固形物や微細粒子が除去された清浄ガスは、排気装置78により外部に排出される。
Therefore, while moving the
このように第2実施形態の除染装置にあっては、除染対象面002にレーザLが照射されて生成された二次生成物を回収する回収装置71を設ける。
As described above, the decontamination apparatus of the second embodiment is provided with the
そのため、除染対象面002に対してレーザLが照射され、溶融物を含む二次生成物がアシストガスGにより排除されるとき、二次生成物が回収装置71により回収されることとなり、周囲への二次生成物の拡散防止することができる。
Therefore, when the
第2実施形態の除染装置では、回収装置71として、除染対象面002におけるレーザLの照射領域の前方側に設けられる回収部材72と、一端部が回収部材72に連結されて他端部が排気装置78に連結される二次生成物処理ライン73と、二次生成物処理ライン73に設けられて回収部材72に吸引力を作用させる送風機74と、二次生成物処理ライン73に設けられて回収部材72で回収された二次生成物から固形物を分離するサイクロン75と、二次生成物処理ライン73に設けられて固形物が分離されたガスから微細粒子を除去するフィルタ76とを設ける。そのため、生成された二次生成物が回収部材72により回収され、サイクロン75により二次生成物から固形物が分離され、フィルタ76により固形物が分離されたガスから微細粒子が除去されることから、二次生成物を安全に処理することができる。
In the decontamination apparatus of the second embodiment, as the
[第3実施形態]
図7は、第3実施形態の除染装置を表す概略図である。なお、上述した第1実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Third embodiment]
FIG. 7 is a schematic diagram showing the decontamination apparatus of the third embodiment. Members having the same functions as those of the above-described first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
第3実施形態において、図7に示すように、除染装置10の移動台車11は、自走式のロボット80におけるマニピュレータ81の先端部に支持される。ロボット80は、本体82の下部にクローラ83が設けられて構成され、上部にマニピュレータ81が設けられている。マニピュレータ81は、多関節アームを有し、先端部に除染装置10の移動台車11が連結されている。
In the third embodiment, as shown in FIG. 7, the
そのため、移動台車11およびマニピュレータ81を操作し、移動台車11を鉛直方向に沿う除染対象面002に沿って移動させながら、除染対象面002に向けて、レーザ照射ヘッド31がレーザLを照射すると共に、アシストガス噴射ノズル41がアシストガスGを噴射する。すると、除染対象面002に付着する放射性物質が除去されて除染される。
Therefore, while operating the
このように第3実施形態の除染装置にあっては、移動台車11は、自走式のロボット80におけるマニピュレータ81の先端部に支持される。そのため、自走式のロボット80を操作することで、所定の除染箇所に移動することができ、マニピュレータ81を操作することで、所定の領域を除染することができ、除染作業の作業性を向上することができる。
As described above, in the decontamination apparatus of the third embodiment, the
[第4実施形態]
図8は、第4実施形態の除染装置におけるガスノズルを表す斜視図、図9は、ガスノズルの幅方向における断面図、図10は、ガスノズルを表す平面図、図11は、ガスノズルの変形例を示す平面図および断面図である。なお、本実施形態の基本的な構成は、上述した第1実施形態と同様であり、図1を用いて説明し、上述した第1実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
[Fourth embodiment]
8 is a perspective view showing a gas nozzle in the decontamination apparatus of the fourth embodiment, FIG. 9 is a cross-sectional view of the gas nozzle in the width direction, FIG. 10 is a plan view showing the gas nozzle, and FIG. 11 is a modification of the gas nozzle. 1A and 1B are a plan view and a cross-sectional view. FIG. The basic configuration of this embodiment is the same as that of the above-described first embodiment, and will be explained using FIG. , and detailed description is omitted.
第4実施形態において、図1および図8に示すように、除染装置10において、アシストガス供給装置13は、アシストガス噴射ノズル100を有する。
In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 1 and 8, in the
アシストガス噴射ノズル100は、ノズル基部101と、ノズルキャップ102とを有する。ノズル基部101は、内部が中空に形成された矩形箱状をなしている。ノズル基部101は、内部にアシストガスGが流通する流路が設けられるアシスト。アシストガスGの流れ方向Dfにおいて、ノズル基部101の下流側の端部には、ノズルキャップ102が着脱可能に取付けられる。ノズルキャップ102は、アシストガスGの流速を高めると共に、除染対象物003の除染対象面004(いずれも図10参照)の形状に沿ってアシストガスGを拡散させるために設けられる。なお、アシストガスGの流れ方向Dfとは、ノズル基部101内を流通するアシストガスGの流れる方向を指すものと定義するが、以降の説明では、ノズルキャップ102の構成を説明するに当たって、この流れ方向Dfを参照することがある。
The assist
図8から図10に示すように、ノズルキャップ102は、ノズル基部101に接続される接続部111と、接続部111の下流側に一体に設けられた縮小部112と、縮小部112のさらに下流側に一体に設けられた拡大部113とを有する。接続部111は、ノズル基部101の下流側端部よりもわずかに大きな寸法体格を有することで、ノズル基部101に下流側からかぶさるようにして接続される。アシストガスGの流れ方向Dfから見て、接続部111は矩形状の断面を有する。以降の説明では、接続部111の長手方向を幅方向Dwと呼び、幅方向DwとアシストガスGの流れ方向Dfとに直交する方向(即ち、接続部111の短手方向)を厚さ方向Dtと呼ぶ。接続部111の内側では、厚さ方向Dtおよび幅方向Dwにおける寸法が、アシストガスGの流れ方向Dfの全域にわたって一定とされている。
As shown in FIGS. 8 to 10, the
縮小部112は、アシストガスGの流れ方向Dfから見て矩形の断面を有すると共に、上流側から下流側に向かうに伴って内部の断面積(流路断面積)が小さくなっている。具体的には、縮小部112の内側では、下流側に向かうに伴って、幅方向Dwおよび厚さ方向Dtの寸法が次第に小さくなっている。言い換えれば、縮小部112の内面における幅方向Dwを向く壁面W11,W12同士の離間寸法は、下流側に向かうに伴って次第に小さくなっている。同様に、縮小部112の内面における厚さ方向Dtを向く壁面W21,W22同士の離間寸法は、下流側に向かうに伴って次第に小さくなっている。なお、第4実施形態では、縮小部112の流路断面積は、上流側から下流側にかけて線形的に減少している。
The contracted
縮小部112の上流側の端部(上流端T1)は、幅方向Dwおよび厚さ方向Dtによって規定される平面内に広がっている。一方で、縮小部112の下流側の端部(縮流端T2)は、アシストガスGの流れ方向Dfにおける上流側から下流側に向かって凸となる曲面状をなしている。より具体的には、縮流端T2は下流側に向かって凸となる円筒面状をなしている。
An upstream end (upstream end T1) of the reduced
拡大部113は、縮小部112の縮流端T2に接続されている。拡大部113は、アシストガスGの流れ方向Dfから見て矩形の断面を有すると共に、下流側に向かうに伴って流路断面積が大きくなっている。具体的には、拡大部113では、下流側に向かうに伴って、幅方向Dwおよび厚さ方向Dtの寸法が次第に大きくなっている。言い換えれば、拡大部113の内面における幅方向Dwを向く壁面W31,W32同士の離間寸法は、下流側に向かうに伴って次第に大きくなっている。同様に、拡大部113の内面における厚さ方向Dtを向く壁面W41,W42同士の離間寸法は、下流側に向かうに伴って次第に大きくなっている。なお、第4実施形態では、拡大部113の流路断面積の変化率(増加率)は、上流側から下流側にかけて減少している。即ち、拡大部113の流路断面積の増加率は、縮流端T2に近いほど大きく、下流側に離れるほど小さくなっている。
The
拡大部113の下流側の端部は、下流側に向かって開口する開口端T3とされている。開口端T3は、アシストガスGの流れ方向Dfから見て矩形をなすとともに、縮流端T2を拡大させた曲面状をなしている。言い換えると、アシストガスGの流れ方向Dfから見て、開口端T3は縮流端T2と相似形状を有している。さらに、開口端T3は、厚さ方向Dtから見て、縮流端T2がなす円弧と同心となる円弧状をなしている。つまり、縮流端T2から開口端T3までの寸法は、円弧の周方向全域にわたって一定となっている。また、開口端T3の幅方向Dwにおける寸法は、厚さ方向Dtにおける寸法の1/20以上1/10以下であることが望ましい。さらに望ましくは、開口端T3の幅方向Dwにおける寸法は、厚さ方向Dtにおける寸法の1/15以上1/12以下とされる。最も望ましくは、開口端T3の幅方向Dwにおける寸法は、厚さ方向Dtにおける寸法の1/13とされる。
The downstream end of the
そのため、図9に示すように、アシストガスGは、ノズル基部101を通してノズルキャップ102の縮小部112に到達する。アシストガスGの流速は、ノズル基部101を通過する段階で既に音速に近くなるように設定される。ここで、縮小部112では、上流側から下流側に向かうに伴って流路断面積が小さくなっている。これにより、縮小部112の上流端T1で音速に近い流速を有していたアシストガスGはさらに加速され、縮流端T2で音速に達する。縮流端T2を通過した音速のアシストガスGは、拡大部113の開口端T3に向かって流れる。拡大部113は上流側から下流側に向かうに伴って流路断面積が次第に大きくなっている。その結果、音速に達しているアシストガスGがさらに加速されて、超音速の噴流となる。即ち、縮小部112の開口端T3から超音速のアシストガスGが噴射されることで、溶融物が吹き飛ばされて除去される。
Therefore, as shown in FIG. 9, the assist gas G reaches the reduced
ところで、曲面に対してアシストガスGが垂直に衝突しない場合、アシストガスGが衝突後に周方向(除染方向に対して垂直)に非対称に分散し、除染対象面004の溶融物に対して、均一にガスが噴射されないため、流体力が弱い個所の溶融物が残存してしまう。そのため、溶融物を効率的に除去するためには、除染対象面004に対して、進行方向Dpから見てアシストガスGを垂直に衝突させることが望ましい。従って、例えば、円形断面を有する除染対象物103の内周面を除染する場合には、内周面の曲面形状に合わせてアシストガスGの流れ方向Dfを分散させ、均一にアシストガスGを衝突させることが望ましい。これにより、アシストガスGが衝突後に周方向へ非対称に分散することを防止し、除染対象面004の溶融物に対して、均一に流体力を付与することができ、溶融物の残存を改善できる。
By the way, when the assist gas G does not collide with the curved surface perpendicularly, the assist gas G disperses asymmetrically in the circumferential direction (perpendicular to the decontamination direction) after the collision, and the melt on the
そこで、アシストガス噴射ノズル100で、上述のように、開口端T3、および縮流端T2が曲面状をなしている。特に、開口端T3は、縮流端T2を拡大させた曲面状をなしている。言い換えると、アシストガスGの流れ方向Dfから見て、開口端T3は縮流端T2と相似形状を有している。さらに、開口端T3は、厚さ方向Dtから見て、縮流端T2がなす円弧と同心となる円弧状をなしている。これにより、縮流端T2では、アシストガスGの流れが当該縮流端T2の曲面形状に沿って整流され、かつ、アシストガスGの流速は大きくなる。さらに、開口端T3では、高速のアシストガスGが開口端T3のなす面に対して垂直な方向に流れる。つまり、アシストガスGは進行方向Dpから見て除染対象物103の曲面をなす除染対象面04に対して垂直に近い角度で衝突する。これにより、溶融物を効率的に除去することができる。
Therefore, in the assist
以上で説明したように、第4実施形態の除染装置10にあっては、縮小部112の縮流端T2および拡大部113の開口端T3がともに曲面状をなしていることから、噴出されるアシストガスGの流れ方向Dfは、進行方向Dp(すなわち、除染対象物103の延びる方向)から見て曲面に垂直な方向となる。これにより、除染対象面004が曲面状である場合にも、曲面に対してアシストガスGを均一に分散させながら衝突させることができる。その結果、レーザLの照射によって生じた溶融物を曲面の全域にわたって正確、かつ、十分に除去することができる。
As described above, in the
さらに、上記の構成では、アシストガスGの流れ方向Dfから見て、開口端T3は、縮流端T2と相似形状を有している。この構成によれば、縮流端T2から開口端T3にかけて流速分布を維持したまま、アシストガスGの流速を高めることができる。言い換えると、縮流端T2から開口端T3までの領域でアシストガスGが偏ったり渦を形成したりする可能性を低減することができる。 Furthermore, in the above configuration, the opening end T3 has a shape similar to that of the contraction end T2 when viewed from the flow direction Df of the assist gas G. As shown in FIG. According to this configuration, the flow velocity of the assist gas G can be increased while maintaining the flow velocity distribution from the contraction end T2 to the open end T3. In other words, it is possible to reduce the possibility that the assist gas G is biased or forms a vortex in the region from the contraction end T2 to the opening end T3.
加えて、上記の構成では、縮小部112の流路断面積が下流側に向かうに伴って小さくなると共に、拡大部113の流路断面積が下流側に向かうに伴って大きくなっている。これにより、縮小部112ではアシストガスGの流速が増大する。縮小部112に供給されるアシストガスGの流速が十分大きい場合には、縮小部112を経たアシストガスGは音速に達する。音速に達したアシストガスGの流速は、拡大部113を経てさらに大きくなり、超音速となる。つまり、縮小部112および拡大部113はラバールノズルを形成する。これにより、溶融物をより効率的に除去することができる。
In addition, in the above configuration, the channel cross-sectional area of the contracted
さらに加えて、上記の構成によれば、縮小部112は、下流側に向かうに伴って厚さ方向Dtにおける寸法が小さくなる。これにより、縮小部112を通過するアシストガスGの流速は、下流側に向かうに伴って大きくなる。その結果、高速のアシストガスGによって溶融物を効率的に除去することができる。
In addition, according to the above configuration, the size of the reduced
さらに、上記の構成によれば、縮小部112は、下流側に向かうに伴って幅方向Dwにおける寸法が小さくなる。これにより、縮小部112を通過するアシストガスGの流速は、下流側に向かうに伴って大きくなる。その結果、高速のアシストガスGによって陽油物を効率的に除去することができる。
Furthermore, according to the above configuration, the size of the reduced
また、上記の構成によれば、拡大部113は、下流側に向かうに伴って厚さ方向Dtにおける寸法が大きくなっている。これにより、縮小部112を通過したアシストガスGの流速が音速を超えている場合には、拡大部113を経て流速がさらに大きくなり、超音速となる。その結果、高速のアシストガスGによって溶融物をより効率的に除去することができる。
Further, according to the above configuration, the dimension of the
さらに、上記の構成によれば、拡大部113は、下流側に向かうに伴って幅方向Dwにおける寸法が大きくなる。これにより、縮小部112を通過したアシストガスGの流速が音速を超えている場合には、拡大部113を経て流速がさらに大きくなり、超音速となる。その結果、高速のアシストガスGによって溶融物をより効率的に除去することができる。
Furthermore, according to the above configuration, the dimension in the width direction Dw of the
加えて、上記の構成によれば、縮流端T2および開口端T3がいずれも下流側に向かって凸となる円弧状をなすと共に、厚さ方向Dtから見てこれら縮流端T2、および開口端T3の円弧が同心となっている。即ち、縮流端T2から開口端T3までの寸法が、円弧の周方向全域にわたって一定となっている。これにより、縮流端T2では、アシストガスGの流れが縮流端T2の曲面形状に沿って整流され、かつ、アシストガスGの流速は大きくなる。さらに、開口端T3では、高速のアシストガスGが開口端T3のなす面に対して垂直な方向に流れる。つまり、アシストガスGは除染対象物103の曲面をなす除染対象面004に対して垂直に近い角度で衝突する。これにより、溶融物を効率的に除去することができる。一方で、アシストガスGが除染対象面004に対して鋭角的に衝突した場合、溶融物が曲面に沿って流されて特定箇所に集まるため、正確な除染を行うことができない可能性がある。しかしながら、上記の構成によれば、このような可能性を低減することができる。
In addition, according to the above configuration, both the contraction end T2 and the opening end T3 form an arcuate shape that protrudes toward the downstream side, and when viewed from the thickness direction Dt, the contraction end T2 and the opening The arcs of end T3 are concentric. That is, the dimension from the contraction end T2 to the opening end T3 is constant over the entire circumference of the arc. As a result, at the contraction end T2, the flow of the assist gas G is rectified along the curved shape of the contraction end T2, and the flow velocity of the assist gas G increases. Furthermore, at the opening end T3, the high-speed assist gas G flows in a direction perpendicular to the plane formed by the opening end T3. That is, the assist gas G collides with the curved
さらに加えて、上記の構成では、開口端T3の幅方向Dwにおける寸法は、厚さ方向Dtにおける寸法の1/20以上1/10以下とされる。この構成によれば、開口端T3の幅方向Dwにおける寸法に対して、厚さ方向Dtにおける寸法を十分に小さく抑えつつ、上述のラバール形状を実現することができる。これにより、アシストガス噴射ノズル100の寸法体格を小さくできることから、除染箇所が狭隘な場合であっても、容易にアシストガス噴射ノズル100を除染対象物103に近接させることができる。その結果、より正確な除染作業を行うことができる。
In addition, in the above configuration, the dimension of the opening end T3 in the width direction Dw is 1/20 or more and 1/10 or less of the dimension in the thickness direction Dt. According to this configuration, the above-described Laval shape can be realized while keeping the dimension in the thickness direction Dt sufficiently small with respect to the dimension in the width direction Dw of the opening end T3. As a result, the assist
なお、本発明のアシストガス噴射ノズル100は、上述した構成に限定されるものではない。例えば第4実施形態では、縮小部112の流路断面積が、下流側に向かうに伴って幅方向Dwおよび厚さ方向Dtにおいて次第に小さくなる構成について説明した。しかしながら、縮小部112の構成は上記に限定されない。他の例として、図11に示すように、縮小部112の厚さ方向Dtにおける寸法を延在領域の全体にわたって一定とし、幅方向Dwの寸法のみを下流側に向かうに伴って小さくなるように設定することも可能である。また、縮小部112の幅方向Dwにおける寸法を延在領域の全体にわたって一定とし、厚さ方向Dtの寸法のみを下流側に向かうに伴って小さくなるように設定することも可能である。なお、この場合であっても、拡大部113の流路断面積は下流側に向かうに伴って次第に大きくなるように設定される。このような構成によっても上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
Note that the assist
さらに、第4実施形態では、除染対象物103として円形断面を有する配管を例に説明をした。しかしながら、除染対象物は配管に限定されず、曲面状をなしている部材であればいかなるものも、除染対象面004として適用することができる。
Furthermore, in the fourth embodiment, a piping having a circular cross section as the object 103 to be decontaminated has been described as an example. However, the object to be decontaminated is not limited to piping, and any member having a curved surface can be applied as the
加えて、第4実施形態では、縮小部112の流路断面積が下流側に向かって線形的に減少し、拡大部113の流路断面積が下流側に向かって線形的に増加する例について説明した。しかしながら、縮小部112および拡大部113の構成は上記に限定されない。他の例として、各流路断面積が上流側から下流側にかけて曲線的に変化する構成を採ることも可能である。この構成によれば、アシストガス噴射ノズル100の内面に沿ってアシストガスGをより円滑に流通させることができる。その結果、アシストガスGの圧力損失が低減され、流速をさらに高めることができる。
In addition, in the fourth embodiment, the flow channel cross-sectional area of the reduced
10,10A 除染装置
11 移動台車
12 レーザ照射装置
13 アシストガス供給装置
21 台車本体
22 車輪(走行体)
23 ハンドル
26 駆動装置
31 レーザ照射ヘッド
32 距離調整装置
33 角度調整装置
41,100 アシストガス噴射ノズル
51 飛散防止部材
53 操作レバー
54 中継箱
55 制御装置(作業判定器、除染判定器)
56 表示部(除染表示部)
57 速度検出器(検出器)
58 浮き上がり検出器(検出器)
59 線量計(検認器)
71 回収装置
72 回収部材
73 二次生成物処理ライン
74 送風機
75 サイクロン(分離装置)
76 フィルタ
78 排気装置
79 開閉弁
80 ロボット
81 マニピュレータ
101 ノズル基部
102 ノズルキャップ
111 接続部
112 縮小部
113 拡大部
001,003 除染対象物
002,004 除染対象面
A1 第1領域
A2 第2領域
M 移動方向
G アシストガス
L レーザ
Df…ガスの流れ方向
Dp…進行方向
Dt…厚さ方向
T1…上流端
T2…縮流端
T3…開口端
10,
23 handle 26
56 display unit (decontamination display unit)
57 speed detector (detector)
58 floating detector (detector)
59 Dosimeter (Verifier)
71
76
Claims (15)
前記移動台車に搭載されて移動方向における前方側の前記除染対象面に向けてレーザを照射するレーザ照射装置と、
前記除染対象面における前記レーザの照射領域にアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、
を備え、
前記移動台車の走行速度を検出する走行速度検出器と、前記走行速度検出器の検出結果に基づいて前記レーザ照射装置におけるレーザ出力を調整する制御装置とが設けられる、
ことを特徴とする除染装置。 A mobile cart that can move freely on the surface to be decontaminated,
a laser irradiation device that is mounted on the mobile cart and irradiates a laser toward the surface to be decontaminated on the front side in the moving direction;
an assist gas supply device that supplies an assist gas to the laser irradiation area of the decontamination target surface;
with
A traveling speed detector that detects the traveling speed of the mobile cart, and a control device that adjusts the laser output of the laser irradiation device based on the detection result of the traveling speed detector are provided.
A decontamination device characterized by:
前記移動台車に搭載されて移動方向における前方側の前記除染対象面に向けてレーザを照射するレーザ照射装置と、
前記除染対象面における前記レーザの照射領域にアシストガスを供給するアシストガス供給装置と、
を備え、
アシストガス供給装置は、アシストガス噴射ヘッドの先端部にガスノズルが装着されて構成され、前記ガスノズルは、下流側に向かうに伴って流路断面積が小さくなると共に下流側に向かって凸となる曲面状をなすように幅方向に延びる縮流端を有する縮小部と、前記縮小部の縮流端に接続されて下流側に向かうに伴って流路断面積が大きくなると共に前記縮流端を拡大させた曲面状をなす開口端を有する拡大部と、を有する、
ことを特徴とする除染装置。 A mobile cart that can move freely on the surface to be decontaminated,
a laser irradiation device that is mounted on the mobile cart and irradiates a laser toward the surface to be decontaminated on the front side in the moving direction;
an assist gas supply device that supplies an assist gas to the laser irradiation area of the decontamination target surface;
with
The assist gas supply device is configured by attaching a gas nozzle to the tip of an assist gas injection head, and the gas nozzle has a flow path cross-sectional area that decreases toward the downstream side and a curved surface that becomes convex toward the downstream side. a constricted portion having a constricted flow end extending in the width direction so as to form a shape; and a channel cross-sectional area that is connected to the constricted flow end of the constricted portion and that extends toward the downstream side while enlarging the constricted flow end. an enlarged portion having an open end with a tapered curved surface;
A decontamination device characterized by:
除染対象面にレーザを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する複数の第1領域を除染する工程と、
幅方向に隣接する前記複数の第1領域の間の位置で前記除染対象面に対してレーザを照射しながら移動して所定幅で所定長さの幅方向に隣接する第2領域を除染する工程と、
を有することを特徴とする除染方法。 In the decontamination method using the decontamination device according to any one of claims 1 to 14,
A step of decontaminating a plurality of first regions adjacent in the width direction with a predetermined width and a predetermined length by moving while irradiating the laser to the surface to be decontaminated;
While irradiating the surface to be decontaminated with a laser at a position between the plurality of first regions adjacent in the width direction, the second regions adjacent in the width direction are decontaminated with a predetermined width and a predetermined length. and
A decontamination method characterized by having
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