JPH07100673A - 水中レーザー照射装置 - Google Patents
水中レーザー照射装置Info
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- JPH07100673A JPH07100673A JP5247223A JP24722393A JPH07100673A JP H07100673 A JPH07100673 A JP H07100673A JP 5247223 A JP5247223 A JP 5247223A JP 24722393 A JP24722393 A JP 24722393A JP H07100673 A JPH07100673 A JP H07100673A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/12—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure
- B23K26/1224—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in a special atmosphere, e.g. in an enclosure in vacuum
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 水中レーザー照射装置に係るもので、水中に
浸されている被加熱表面を、加熱位置を自由に設定しな
がら、レーザービームにより確実かつ簡単に加熱する。 【構成】 水中に挿入される照射筒と、照射筒に搭載さ
れレーザービームを照射するレーザー照射ヘッドと、レ
ーザー照射ヘッドに取り付けられレーザービームを囲ん
だ状態で被加熱表面に近接状態に配され環状気体流を噴
出する気体噴出口を有するシールドノズルとを具備す
る。
浸されている被加熱表面を、加熱位置を自由に設定しな
がら、レーザービームにより確実かつ簡単に加熱する。 【構成】 水中に挿入される照射筒と、照射筒に搭載さ
れレーザービームを照射するレーザー照射ヘッドと、レ
ーザー照射ヘッドに取り付けられレーザービームを囲ん
だ状態で被加熱表面に近接状態に配され環状気体流を噴
出する気体噴出口を有するシールドノズルとを具備す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中レーザー照射装置
に係り、特に、水中に浸されている被加熱表面をレーザ
ービームによって加熱する技術に関するものである。
に係り、特に、水中に浸されている被加熱表面をレーザ
ービームによって加熱する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ステンレス鋼の耐食性を向上させ
る技術として、特開平１−１９９９１９号公報（ステン
レス鋼のクラッド用材料）、特開平１−１９９９２０号
公報（ステンレス鋼の耐食性改善方法）、特開平１−１
９９９２１号公報（耐食性ステンレス鋼）が提案されて
いる。これらの先行技術では、ステンレス鋼の表面にク
ロム系複合材からなるクラッド層をレーザ焼成すること
によって、ステンレス鋼が本来有している耐食性を飛躍
的に向上させるようにしている。
る技術として、特開平１−１９９９１９号公報（ステン
レス鋼のクラッド用材料）、特開平１−１９９９２０号
公報（ステンレス鋼の耐食性改善方法）、特開平１−１
９９９２１号公報（耐食性ステンレス鋼）が提案されて
いる。これらの先行技術では、ステンレス鋼の表面にク
ロム系複合材からなるクラッド層をレーザ焼成すること
によって、ステンレス鋼が本来有している耐食性を飛躍
的に向上させるようにしている。
【０００３】また、これらの先行技術にあっては、レー
ザービームによる急速加熱によって、クロム系複合材を
短時間で溶解させ、レーザービームによる加熱範囲が小
さいことに基づいて、比較的限定された所望の範囲にク
ラッド層を形成することができる。
ザービームによる急速加熱によって、クロム系複合材を
短時間で溶解させ、レーザービームによる加熱範囲が小
さいことに基づいて、比較的限定された所望の範囲にク
ラッド層を形成することができる。
【０００４】図７は、プール水Ｗの中に設置される水中
構造物１の外表面を、プール水Ｗを抜いた状態でレーザ
ービームの照射によって加熱する状況を示すものであ
る。地上等の環境の優れた場所に設置したレーザー発振
器２によってレーザービームを発生させ、該レーザービ
ームを光ファイバ３を経由してレーザー照射トーチ４に
送り込み、水中構造物１に搭載した制御装置５によって
位置調整を行ないながら、所望位置の被加熱表面Ｘを加
熱処理する計画である。
構造物１の外表面を、プール水Ｗを抜いた状態でレーザ
ービームの照射によって加熱する状況を示すものであ
る。地上等の環境の優れた場所に設置したレーザー発振
器２によってレーザービームを発生させ、該レーザービ
ームを光ファイバ３を経由してレーザー照射トーチ４に
送り込み、水中構造物１に搭載した制御装置５によって
位置調整を行ないながら、所望位置の被加熱表面Ｘを加
熱処理する計画である。
【０００５】また、レーザー照射トーチ４の部分は、図
８に示すように、被加熱表面Ｘの近傍まで挿入される操
作筒６と、該操作筒６の内部に配されるモータ７と、該
モータ７の回転数を減少させるためのギヤ機構等の減速
手段８と、軸受け９によって操作筒６の内部に回転可能
に支持される照射筒１０と、操作筒６及び照射筒１０の
内部に配され光ファイバ等によって構成されかつ外部の
レーザー発振器２に対して光ファイバ３を経由して接続
されるレーザービーム伝送路１１と、レーザービームを
放出させるための光ファイバコネクタ１２と、レーザー
ビームを集光するための集光レンズ１３と、レーザービ
ームの方向を直角に屈曲させるための反射ミラー１４
と、レーザービームを外側方に照射するため照射筒１０
に配された照射窓１５とを有している。
８に示すように、被加熱表面Ｘの近傍まで挿入される操
作筒６と、該操作筒６の内部に配されるモータ７と、該
モータ７の回転数を減少させるためのギヤ機構等の減速
手段８と、軸受け９によって操作筒６の内部に回転可能
に支持される照射筒１０と、操作筒６及び照射筒１０の
内部に配され光ファイバ等によって構成されかつ外部の
レーザー発振器２に対して光ファイバ３を経由して接続
されるレーザービーム伝送路１１と、レーザービームを
放出させるための光ファイバコネクタ１２と、レーザー
ビームを集光するための集光レンズ１３と、レーザービ
ームの方向を直角に屈曲させるための反射ミラー１４
と、レーザービームを外側方に照射するため照射筒１０
に配された照射窓１５とを有している。
【０００６】そして、操作筒６の繰り出し量によって上
下方向の位置設定を行ない、モータ７の作動によって反
射ミラー１４及び照射窓１５の向きを設定して、レーザ
ービーム伝送路１１によって送り込んだレーザービーム
を照射窓１５から被加熱表面Ｘに向けて照射することに
より、所望の加熱を実施するものである。
下方向の位置設定を行ない、モータ７の作動によって反
射ミラー１４及び照射窓１５の向きを設定して、レーザ
ービーム伝送路１１によって送り込んだレーザービーム
を照射窓１５から被加熱表面Ｘに向けて照射することに
より、所望の加熱を実施するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述したよう
に、レーザービーム照射による被加熱表面Ｘの加熱処理
は、プール水Ｗを除去した状態で行なわれるため、少な
くとも、プール水Ｗをレーザー照射トーチ４及び被加熱
表面Ｘが露出するまで抜いて、大気雰囲気にしてから実
施する必要があり、その労力が多大なものとなる。ま
た、プール水Ｗの中でレーザービームを照射すると、レ
ーザービームが水中において散乱してしまうことや、水
中にあっては被加熱表面Ｘが直ちに急冷されてしまうこ
と等の現象が生じる。
に、レーザービーム照射による被加熱表面Ｘの加熱処理
は、プール水Ｗを除去した状態で行なわれるため、少な
くとも、プール水Ｗをレーザー照射トーチ４及び被加熱
表面Ｘが露出するまで抜いて、大気雰囲気にしてから実
施する必要があり、その労力が多大なものとなる。ま
た、プール水Ｗの中でレーザービームを照射すると、レ
ーザービームが水中において散乱してしまうことや、水
中にあっては被加熱表面Ｘが直ちに急冷されてしまうこ
と等の現象が生じる。
【０００８】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
ので、水中に浸されている被加熱表面を、加熱位置を自
由に設定しながら、レーザービームにより確実かつ簡単
に加熱することを目的としている。
ので、水中に浸されている被加熱表面を、加熱位置を自
由に設定しながら、レーザービームにより確実かつ簡単
に加熱することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めの複数の手段を提案する。第１の手段に係る水中レー
ザー照射装置は、水中雰囲気の被加熱表面にレーザービ
ームを照射して加熱を行なう技術として、被加熱表面の
近傍の水中に挿入される照射筒と、該照射筒に搭載され
照射筒の長手方向の直交方向にレーザービームを照射す
るレーザー照射ヘッドと、該レーザー照射ヘッドに取り
付けられ照射するレーザービームを囲んだ状態で被加熱
表面に近接状態に配され環状縁部に環状気体流を噴出す
る気体噴出口を有するシールドノズルとを具備する構成
を採用している。第２の手段に係る水中レーザー照射装
置は、レーザー照射ヘッドに、レーザービームの方向を
９０度屈折する反射ミラーが配されるとともに、反射ミ
ラーに、照射筒の内部の気体供給路とシールドノズルの
気体噴出口とを接続するミラー冷却流路が配される構成
が、第１の手段に付加される。第３の手段に係る水中レ
ーザー照射装置は、照射筒の側部に、被加熱表面とシー
ルドノズルとの近接位置を設定する間隔保持手段が一体
に配される構成が、第１の手段または第２の手段に付加
される。第４の手段に係る水中レーザー照射装置は、間
隔保持手段に、被加熱表面に磁着させることにより、シ
ールドノズルと被加熱表面との近接位置を一定に設定す
るマグネットが配される構成が、第３の手段に付加され
る。第５の手段に係る水中レーザー照射装置は、間隔保
持手段が、被加熱表面に磁着した状態で転動するマグネ
ット車輪が配される構成が、第３の手段に付加される。
めの複数の手段を提案する。第１の手段に係る水中レー
ザー照射装置は、水中雰囲気の被加熱表面にレーザービ
ームを照射して加熱を行なう技術として、被加熱表面の
近傍の水中に挿入される照射筒と、該照射筒に搭載され
照射筒の長手方向の直交方向にレーザービームを照射す
るレーザー照射ヘッドと、該レーザー照射ヘッドに取り
付けられ照射するレーザービームを囲んだ状態で被加熱
表面に近接状態に配され環状縁部に環状気体流を噴出す
る気体噴出口を有するシールドノズルとを具備する構成
を採用している。第２の手段に係る水中レーザー照射装
置は、レーザー照射ヘッドに、レーザービームの方向を
９０度屈折する反射ミラーが配されるとともに、反射ミ
ラーに、照射筒の内部の気体供給路とシールドノズルの
気体噴出口とを接続するミラー冷却流路が配される構成
が、第１の手段に付加される。第３の手段に係る水中レ
ーザー照射装置は、照射筒の側部に、被加熱表面とシー
ルドノズルとの近接位置を設定する間隔保持手段が一体
に配される構成が、第１の手段または第２の手段に付加
される。第４の手段に係る水中レーザー照射装置は、間
隔保持手段に、被加熱表面に磁着させることにより、シ
ールドノズルと被加熱表面との近接位置を一定に設定す
るマグネットが配される構成が、第３の手段に付加され
る。第５の手段に係る水中レーザー照射装置は、間隔保
持手段が、被加熱表面に磁着した状態で転動するマグネ
ット車輪が配される構成が、第３の手段に付加される。
【００１０】
【作用】第１の手段にあっては、照射筒を水中雰囲気の
被加熱表面の近傍に挿入して、レーザー照射ヘッドか
ら、照射筒の長手方向の直交方向にレーザービームを照
射して被加熱表面の加熱を行なう。この場合に、シール
ドノズルの気体噴出口から環状気体流を被加熱表面に噴
出して、環状縁部の内外に気体を介在させることによ
り、レーザービームの回りと、レーザービームによる被
加熱表面の加熱範囲とを気体雰囲気にする。第２の手段
にあっては、第１の手段に基づく作用に加えて、レーザ
ー照射ヘッドの部分で、反射ミラーによりレーザービー
ムの方向が屈折させられ、気体供給路から気体噴出口に
送られる気体が、ミラー冷却流路を挿通することによ
り、反射ミラーの冷却が行なわれる。第３の手段にあっ
ては、第１の手段または第２の手段に基づく作用に加え
て、照射筒を被加熱表面に近接状態とした際に、間隔保
持手段により被加熱表面とシールドノズルとの近接位置
の設定が一定に保持され、レーザービームの照射位置の
移動時にあっても、環状気体流の状態の安定化がなされ
る。第４の手段にあっては、第３の手段に基づく作用に
加えて、マグネットによって被加熱表面に磁着されて、
シールドノズルと被加熱表面との近接位置が維持され
る。第５の手段にあっては、第３の手段に基づく作用に
加えて、マグネット車輪の転動により、被加熱表面に磁
着した状態でシールドノズルと被加熱表面との近接位置
が維持され、レーザービームの照射位置の変更が行なわ
れる。
被加熱表面の近傍に挿入して、レーザー照射ヘッドか
ら、照射筒の長手方向の直交方向にレーザービームを照
射して被加熱表面の加熱を行なう。この場合に、シール
ドノズルの気体噴出口から環状気体流を被加熱表面に噴
出して、環状縁部の内外に気体を介在させることによ
り、レーザービームの回りと、レーザービームによる被
加熱表面の加熱範囲とを気体雰囲気にする。第２の手段
にあっては、第１の手段に基づく作用に加えて、レーザ
ー照射ヘッドの部分で、反射ミラーによりレーザービー
ムの方向が屈折させられ、気体供給路から気体噴出口に
送られる気体が、ミラー冷却流路を挿通することによ
り、反射ミラーの冷却が行なわれる。第３の手段にあっ
ては、第１の手段または第２の手段に基づく作用に加え
て、照射筒を被加熱表面に近接状態とした際に、間隔保
持手段により被加熱表面とシールドノズルとの近接位置
の設定が一定に保持され、レーザービームの照射位置の
移動時にあっても、環状気体流の状態の安定化がなされ
る。第４の手段にあっては、第３の手段に基づく作用に
加えて、マグネットによって被加熱表面に磁着されて、
シールドノズルと被加熱表面との近接位置が維持され
る。第５の手段にあっては、第３の手段に基づく作用に
加えて、マグネット車輪の転動により、被加熱表面に磁
着した状態でシールドノズルと被加熱表面との近接位置
が維持され、レーザービームの照射位置の変更が行なわ
れる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係るレーザー照射装置の一実
施例について、図１ないし図６に基づいて説明する。図
中、符号２０はレーザー照射ヘッド、２１はシールドノ
ズル、２２は気体供給路、２３はミラー冷却流路、２４
は間隔保持手段、２５はマグネット、２６はマグネット
車輪、Ｌはレーザービームである。
施例について、図１ないし図６に基づいて説明する。図
中、符号２０はレーザー照射ヘッド、２１はシールドノ
ズル、２２は気体供給路、２３はミラー冷却流路、２４
は間隔保持手段、２５はマグネット、２６はマグネット
車輪、Ｌはレーザービームである。
【００１２】前記レーザー照射ヘッド２０は、図１に示
すように、照射筒１０の先端に配されて、水中雰囲気と
なっている被加熱表面Ｘの近傍まで挿入されるものであ
り、照射筒１０における外筒部１０ａに外側方に向けて
配されるシールドノズル２１と、照射筒１０における外
筒部１０ａと内筒部１０ｂとの間に形成される気体供給
路２２と、内筒部１０ｂに一体に配される反射ミラー１
４と、反射ミラー１４で反射させたレーザービームＬを
被加熱表面Ｘに向けて照射するための照射窓１５とを具
備しており、外筒部１０ａ及び内筒部１０ｂの端部に、
気体供給路２２の先端を閉塞するキャップ２０ａが取り
付けられる。
すように、照射筒１０の先端に配されて、水中雰囲気と
なっている被加熱表面Ｘの近傍まで挿入されるものであ
り、照射筒１０における外筒部１０ａに外側方に向けて
配されるシールドノズル２１と、照射筒１０における外
筒部１０ａと内筒部１０ｂとの間に形成される気体供給
路２２と、内筒部１０ｂに一体に配される反射ミラー１
４と、反射ミラー１４で反射させたレーザービームＬを
被加熱表面Ｘに向けて照射するための照射窓１５とを具
備しており、外筒部１０ａ及び内筒部１０ｂの端部に、
気体供給路２２の先端を閉塞するキャップ２０ａが取り
付けられる。
【００１３】前記シールドノズル２１は、照射窓１５か
ら照射されるレーザービームＬを囲んだ状態で被加熱表
面Ｘに近接状態に配されるもので、外筒部１０ａに一体
に取り付けられ、例えば外壁部２１ａと内壁部２１ｂと
からなる二重円筒状をなして、外壁部２１ａ及び内壁部
２１ｂの間に接続流路２１ｃを有するとともに、先端の
環状縁部２１ｄに、接続流路２１ｃを経由して気体供給
路２２に接続状態でかつ半径外方向に傾斜した環状の気
体噴出口２１ｅが形成される。なお、符号２１ｆは内壁
部２１ｂによって囲まれた状態の中空部である。
ら照射されるレーザービームＬを囲んだ状態で被加熱表
面Ｘに近接状態に配されるもので、外筒部１０ａに一体
に取り付けられ、例えば外壁部２１ａと内壁部２１ｂと
からなる二重円筒状をなして、外壁部２１ａ及び内壁部
２１ｂの間に接続流路２１ｃを有するとともに、先端の
環状縁部２１ｄに、接続流路２１ｃを経由して気体供給
路２２に接続状態でかつ半径外方向に傾斜した環状の気
体噴出口２１ｅが形成される。なお、符号２１ｆは内壁
部２１ｂによって囲まれた状態の中空部である。
【００１４】前記気体供給路２２は、操作筒６の内部空
間や照射筒１０における外筒部１０ａ及び内筒部１０ｂ
の間を利用する等によって、プール水Ｗの外方に設置さ
れる適宜の不活性ガス供給手段に接続される。
間や照射筒１０における外筒部１０ａ及び内筒部１０ｂ
の間を利用する等によって、プール水Ｗの外方に設置さ
れる適宜の不活性ガス供給手段に接続される。
【００１５】前記ミラー冷却流路２３は、反射ミラー１
４が金属やガラス材料からなるブロック等の傾斜面に鏡
面加工したものである場合、図１に示すように、複数並
列状態に形成される。なお、反射ミラー１４は、照射筒
１０の内筒部１０ｂに挿入された状態で、レーザー照射
ヘッド２０のキャップ２０ａによって取り付けられる。
４が金属やガラス材料からなるブロック等の傾斜面に鏡
面加工したものである場合、図１に示すように、複数並
列状態に形成される。なお、反射ミラー１４は、照射筒
１０の内筒部１０ｂに挿入された状態で、レーザー照射
ヘッド２０のキャップ２０ａによって取り付けられる。
【００１６】前記間隔保持手段２４は、被加熱表面Ｘが
ほぼ平面状態であるか、円筒面等の曲面状態であるかに
よって、図３及び図４に示す仕様のものと、図５及び図
６に示す仕様のものとが使い分けされる。
ほぼ平面状態であるか、円筒面等の曲面状態であるかに
よって、図３及び図４に示す仕様のものと、図５及び図
６に示す仕様のものとが使い分けされる。
【００１７】図３及び図４に示すように、被加熱表面Ｘ
が平面状態である場合には、間隔保持手段２４が、被加
熱表面Ｘに磁着させるためのマグネット２５と、該マグ
ネット２５に一体に配され磁着時にシールドノズル２１
と被加熱表面Ｘとの近接距離を一定に設定するためのブ
ラケット２４ａと、該ブラケット２４ａを照射筒１０に
取り付けるためのＵボルト等の固定具２４ｂとによって
構成される。
が平面状態である場合には、間隔保持手段２４が、被加
熱表面Ｘに磁着させるためのマグネット２５と、該マグ
ネット２５に一体に配され磁着時にシールドノズル２１
と被加熱表面Ｘとの近接距離を一定に設定するためのブ
ラケット２４ａと、該ブラケット２４ａを照射筒１０に
取り付けるためのＵボルト等の固定具２４ｂとによって
構成される。
【００１８】一方、図５及び図６に示すように、被加熱
表面Ｘが曲面状態である場合には、間隔保持手段２４
が、被加熱表面Ｘに磁着した状態を保持したまま転動す
る複数のマグネット車輪２６と、該マグネット車輪２６
を回転可能に支持しかつマグネット車輪２６と被加熱表
面Ｘとの近接距離を一定に設定するためのブラケット２
４ａと、Ｕボルト等の固定具２４ｂとによって構成され
る。
表面Ｘが曲面状態である場合には、間隔保持手段２４
が、被加熱表面Ｘに磁着した状態を保持したまま転動す
る複数のマグネット車輪２６と、該マグネット車輪２６
を回転可能に支持しかつマグネット車輪２６と被加熱表
面Ｘとの近接距離を一定に設定するためのブラケット２
４ａと、Ｕボルト等の固定具２４ｂとによって構成され
る。
【００１９】以下、このように構成されている水中レー
ザー照射装置によって、被加熱表面Ｘの所望の箇所、例
えばクラッド層を焼成するために接着された被焼成塗膜
Ｐを加熱する場合には、図１に示すように、照射筒１０
をプール水Ｗに浸されている被加熱表面Ｘの近傍に挿入
して、図３または図５に示すように、間隔保持手段２４
におけるマグネット２５またはマグネット車輪２６を磁
着させて、シールドノズル２１と被加熱表面Ｘとの近接
位置を設定する。この場合にあって、マグネット２５ま
たはマグネット車輪２６を磁着させることにより、照射
窓１５が被加熱表面Ｘに自動的に対向した状態となる。
ザー照射装置によって、被加熱表面Ｘの所望の箇所、例
えばクラッド層を焼成するために接着された被焼成塗膜
Ｐを加熱する場合には、図１に示すように、照射筒１０
をプール水Ｗに浸されている被加熱表面Ｘの近傍に挿入
して、図３または図５に示すように、間隔保持手段２４
におけるマグネット２５またはマグネット車輪２６を磁
着させて、シールドノズル２１と被加熱表面Ｘとの近接
位置を設定する。この場合にあって、マグネット２５ま
たはマグネット車輪２６を磁着させることにより、照射
窓１５が被加熱表面Ｘに自動的に対向した状態となる。
【００２０】この状態、つまり、図１ないし図６に示す
近接状態で、気体供給路２２を経由して不活性ガスをシ
ールドノズル２１に供給すると、反射ミラー１４が高温
化している場合には、その途中でミラー冷却流路２３を
挿通することによって反射ミラー１４を冷却し、熱交換
により高温となった不活性ガスが、さらに接続流路２１
ｃを経由して気体噴出口２１ｅから環状気体流となって
被加熱表面Ｘに向かって噴出する。気体噴出口２１ｅか
らの不活性ガス噴出は、図１ないし図３及び図５に各矢
印で示すように行なわれるために、プール水Ｗがシール
ドノズル２１の中空部２１ｆが新たに侵入することを防
止するとともに、中空部２１ｆに水が介在している場合
は、その加熱を行なって蒸気化の促進を行なう。
近接状態で、気体供給路２２を経由して不活性ガスをシ
ールドノズル２１に供給すると、反射ミラー１４が高温
化している場合には、その途中でミラー冷却流路２３を
挿通することによって反射ミラー１４を冷却し、熱交換
により高温となった不活性ガスが、さらに接続流路２１
ｃを経由して気体噴出口２１ｅから環状気体流となって
被加熱表面Ｘに向かって噴出する。気体噴出口２１ｅか
らの不活性ガス噴出は、図１ないし図３及び図５に各矢
印で示すように行なわれるために、プール水Ｗがシール
ドノズル２１の中空部２１ｆが新たに侵入することを防
止するとともに、中空部２１ｆに水が介在している場合
は、その加熱を行なって蒸気化の促進を行なう。
【００２１】次いで、レーザービームＬをレーザー照射
ヘッド２０に伝送して照射窓１５から照射すると、初期
状態にあっては、水がシールドノズル２１の中空部２１
ｆに入り込んでいるため、加熱によって水が蒸気化する
現象が生じて、蒸気の圧力により中空部２１ｆの内部の
水が外に強制的に押し出され、中空部２１ｆの内部全体
がガス雰囲気となる。したがって、一度レーザービーム
Ｌを照射する熱の供給が行なわれると、中空部２１ｆの
内部が蒸気雰囲気となって、その蒸気雰囲気が維持され
る。この状態でのレーザービーム照射により被焼成塗膜
Ｐを加熱して焼成すると、レーザービームＬのエネルギ
が分散することなく被焼成塗膜Ｐに伝達されて、所望の
クラッド層の形成が行なわれることになる。
ヘッド２０に伝送して照射窓１５から照射すると、初期
状態にあっては、水がシールドノズル２１の中空部２１
ｆに入り込んでいるため、加熱によって水が蒸気化する
現象が生じて、蒸気の圧力により中空部２１ｆの内部の
水が外に強制的に押し出され、中空部２１ｆの内部全体
がガス雰囲気となる。したがって、一度レーザービーム
Ｌを照射する熱の供給が行なわれると、中空部２１ｆの
内部が蒸気雰囲気となって、その蒸気雰囲気が維持され
る。この状態でのレーザービーム照射により被焼成塗膜
Ｐを加熱して焼成すると、レーザービームＬのエネルギ
が分散することなく被焼成塗膜Ｐに伝達されて、所望の
クラッド層の形成が行なわれることになる。
【００２２】一方、加熱位置を変える場合には、レーザ
ー照射ヘッド２０を被加熱表面Ｘの面方向に沿って移動
することにより行なわれ、この際に、図３及び図４例に
あっては、マグネット２５を接触させたままずらすこと
によって、かつ、図５及び図６例にあっては、マグネッ
ト車輪２６を転動させることによって行なわれる。これ
らの加熱位置の変更後にあっても、間隔保持手段２４に
より近接位置が一定に保持される。
ー照射ヘッド２０を被加熱表面Ｘの面方向に沿って移動
することにより行なわれ、この際に、図３及び図４例に
あっては、マグネット２５を接触させたままずらすこと
によって、かつ、図５及び図６例にあっては、マグネッ
ト車輪２６を転動させることによって行なわれる。これ
らの加熱位置の変更後にあっても、間隔保持手段２４に
より近接位置が一定に保持される。
【００２３】
【発明の効果】本発明に係る水中レーザー照射装置によ
れば以下の効果を奏する。 （１） 水中に挿入される照射筒と、照射筒に搭載され
レーザービームを照射するレーザー照射ヘッドと、レー
ザービームを囲んだ状態で被加熱表面に近接状態に配さ
れ環状気体流を噴出する気体噴出口を有するシールドノ
ズルとを具備するため、シールドノズルを被加熱表面に
近接させることにより、水中にあってもレーザービーム
による加熱位置の設定を簡単に行なうことができる。 （２） シールドノズルの気体噴出口により、環状縁部
に環状気体流が形成されるため、シールドノズルの内部
に周囲の水が入り込む現象の発生を抑制し、レーザービ
ームによる被加熱表面の加熱を確実に実施することがで
きる。 （３） 反射ミラーに、気体供給路とシールドノズルの
気体噴出口とを接続するミラー冷却流路が配されること
により、シールドノズルへの供給気体を利用して反射ミ
ラーを冷却することに加えて、温度を高めた気体を被加
熱表面に供給して、蒸気化を促進させることができる。 （４） 照射筒の側部に、被加熱表面とシールドノズル
との近接位置を設定する間隔保持手段が一体に配される
ことにより、シールドノズルを被加熱表面に近接させる
操作で、近接距離の設定を同時に行なって、レーザービ
ームによる被加熱表面の局部的な加熱を容易にし、高い
精度のレーザービーム照射を実施することができる。 （５） 間隔保持手段に、被加熱表面に磁着させるマグ
ネットが配されることにより、マグネットを被加熱表面
に磁着させる操作にともなって、近接位置の設定が自動
的に行なわれ、高い精度で迅速にレーザービーム照射状
態に導くことができる。 （６） 間隔保持手段に、マグネット車輪を配すること
により、加熱位置の移動時におけるレーザービームの照
射範囲を一定に保持し、変動の少ないレーザービーム照
射を実施することができる。
れば以下の効果を奏する。 （１） 水中に挿入される照射筒と、照射筒に搭載され
レーザービームを照射するレーザー照射ヘッドと、レー
ザービームを囲んだ状態で被加熱表面に近接状態に配さ
れ環状気体流を噴出する気体噴出口を有するシールドノ
ズルとを具備するため、シールドノズルを被加熱表面に
近接させることにより、水中にあってもレーザービーム
による加熱位置の設定を簡単に行なうことができる。 （２） シールドノズルの気体噴出口により、環状縁部
に環状気体流が形成されるため、シールドノズルの内部
に周囲の水が入り込む現象の発生を抑制し、レーザービ
ームによる被加熱表面の加熱を確実に実施することがで
きる。 （３） 反射ミラーに、気体供給路とシールドノズルの
気体噴出口とを接続するミラー冷却流路が配されること
により、シールドノズルへの供給気体を利用して反射ミ
ラーを冷却することに加えて、温度を高めた気体を被加
熱表面に供給して、蒸気化を促進させることができる。 （４） 照射筒の側部に、被加熱表面とシールドノズル
との近接位置を設定する間隔保持手段が一体に配される
ことにより、シールドノズルを被加熱表面に近接させる
操作で、近接距離の設定を同時に行なって、レーザービ
ームによる被加熱表面の局部的な加熱を容易にし、高い
精度のレーザービーム照射を実施することができる。 （５） 間隔保持手段に、被加熱表面に磁着させるマグ
ネットが配されることにより、マグネットを被加熱表面
に磁着させる操作にともなって、近接位置の設定が自動
的に行なわれ、高い精度で迅速にレーザービーム照射状
態に導くことができる。 （６） 間隔保持手段に、マグネット車輪を配すること
により、加熱位置の移動時におけるレーザービームの照
射範囲を一定に保持し、変動の少ないレーザービーム照
射を実施することができる。
【図１】本発明に係る水中レーザー照射装置の一実施例
を示す要部の正断面図である。
を示す要部の正断面図である。
【図２】本発明に係る水中レーザー照射装置の一実施例
を示す要部の平断面図である。
を示す要部の平断面図である。
【図３】図１の照射筒に配される間隔保持手段の例を示
す正面図である。
す正面図である。
【図４】図３部分の平断面図である。
【図５】図１の照射筒に配される間隔保持手段の他の例
を示す正面図である。
を示す正面図である。
【図６】図５部分の平断面図である。
【図７】水中構造物の表面をレーザービームの照射によ
って加熱する水中レーザー照射装置の計画例を示す正面
図である。
って加熱する水中レーザー照射装置の計画例を示す正面
図である。
【図８】図７のレーザー照射トーチの部分の拡大正断面
図である。
図である。
Ｗ プール水 Ｘ 被加熱表面 Ｌ レーザービーム Ｐ 被焼成塗膜 ６ 操作筒 １０ 照射筒 １０ａ 外筒部 １０ｂ 内筒部 １１ レーザービーム伝送路 １３ 集光レンズ １４ 反射ミラー １５ 照射窓 ２０ レーザー照射ヘッド ２０ａ キャップ ２１ シールドノズル ２１ａ 外壁部 ２１ｂ 内壁部 ２１ｃ 接続流路 ２１ｄ 環状縁部 ２１ｅ 気体噴出口 ２１ｆ 中空部 ２２ 気体供給路 ２３ ミラー冷却流路 ２４ 間隔保持手段 ２４ａ ブラケット ２４ｂ 固定具 ２５ マグネット ２６ マグネット車輪
Claims (5)
- 【請求項１】 水中雰囲気の被加熱表面にレーザービー
ムを照射して加熱を行なう装置であって、被加熱表面の
近傍の水中に挿入される照射筒と、該照射筒に搭載され
照射筒の長手方向の直交方向にレーザービームを照射す
るレーザー照射ヘッドと、該レーザー照射ヘッドに取り
付けられ照射するレーザービームを囲んだ状態で被加熱
表面に近接状態に配され環状縁部に環状気体流を噴出す
る気体噴出口を有するシールドノズルとを具備すること
を特徴とする水中レーザー照射装置。 - 【請求項２】 レーザー照射ヘッドに、レーザービーム
の方向を９０度屈折する反射ミラーが配されるととも
に、反射ミラーに、照射筒の内部の気体供給路とシール
ドノズルの気体噴出口とを接続するミラー冷却流路が配
されることを特徴とする請求項１記載の水中レーザー照
射装置。 - 【請求項３】 照射筒の側部に、被加熱表面とシールド
ノズルとの近接位置を設定する間隔保持手段が一体に配
されることを特徴とする請求項１または２記載の水中レ
ーザー照射装置。 - 【請求項４】 間隔保持手段に、被加熱表面に磁着させ
ることにより、シールドノズルと被加熱表面との近接位
置を一定に設定するマグネットが配されることを特徴と
する請求項３記載の水中レーザー照射装置。 - 【請求項５】 間隔保持手段が、被加熱表面に磁着した
状態で転動するマグネット車輪が配されることを特徴と
する請求項３記載の水中レーザー照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5247223A JPH07100673A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 水中レーザー照射装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5247223A JPH07100673A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 水中レーザー照射装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07100673A true JPH07100673A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17160289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5247223A Pending JPH07100673A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | 水中レーザー照射装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100673A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0775549A2 (en) | 1995-11-24 | 1997-05-28 | Hitachi, Ltd. | Submerged laser beam irridation equipment |
| WO2013046950A1 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 株式会社日立製作所 | パウダ供給ノズルおよび肉盛溶接方法 |
| CN104741801A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | Ap系统股份有限公司 | 光照射设备 |
| WO2016084875A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社トヨコー | レーザ照射装置及び表面処理方法 |
| CN106624392A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 财团法人工业技术研究院 | 激光加工装置及激光排屑装置 |
| JP2018501108A (ja) * | 2014-10-03 | 2018-01-18 | アレヴァ・エンセ | 光学ユニットを取外し可能に収容するための取外し可能シースを備える汚染環境内での使用に適したレーザ光線放射デバイス |
-
1993
- 1993-10-01 JP JP5247223A patent/JPH07100673A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0775549A2 (en) | 1995-11-24 | 1997-05-28 | Hitachi, Ltd. | Submerged laser beam irridation equipment |
| EP0775549A3 (en) * | 1995-11-24 | 1997-08-20 | Hitachi Ltd | Apparatus for irradiating a submerged laser beam |
| US5938954A (en) * | 1995-11-24 | 1999-08-17 | Hitachi, Ltd. | Submerged laser beam irradiation equipment |
| WO2013046950A1 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 株式会社日立製作所 | パウダ供給ノズルおよび肉盛溶接方法 |
| CN104741801A (zh) * | 2013-12-27 | 2015-07-01 | Ap系统股份有限公司 | 光照射设备 |
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| WO2016084875A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社トヨコー | レーザ照射装置及び表面処理方法 |
| JP2016101596A (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 株式会社トヨコー | レーザ照射装置及び表面処理方法 |
| CN106624392A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 财团法人工业技术研究院 | 激光加工装置及激光排屑装置 |
| US10213873B2 (en) | 2015-11-03 | 2019-02-26 | Industrial Technology Research Institute | Scrap removal device for a laser processing device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20021008 |