JPH10216983A - Laser beam maintenance and repair device - Google Patents
Laser beam maintenance and repair deviceInfo
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- JPH10216983A JPH10216983A JP9246650A JP24665097A JPH10216983A JP H10216983 A JPH10216983 A JP H10216983A JP 9246650 A JP9246650 A JP 9246650A JP 24665097 A JP24665097 A JP 24665097A JP H10216983 A JPH10216983 A JP H10216983A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レーザー光により
材料の加工、施工物表面の残留応力改善、表面改質、溶
接補修等を行うレーザー保全・補修装置に係り、特にレ
ーザー発振器によって発生させたレーザー光を所定距離
導いて施工部に集光させて照射する構成のレーザー保全
・補修装置において、高エネルギー密度のレーザー光を
効率よく照射することができるレーザー保全・補修装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser maintenance / repair apparatus for processing a material, improving residual stress on a work surface, modifying a surface, repairing a weld, etc., using a laser beam. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser maintenance / repair device that guides a laser beam for a predetermined distance to converge and irradiate a laser beam to a construction unit and that can efficiently irradiate a laser beam with high energy density.
【0002】[0002]
【従来の技術】レーザー光は波長が非常に短い可干渉性
の単色光であって、位相がよく揃い、かつ、収束性が非
常に高いので、狭い面積に高密度の光りエネルギーを集
中させることができるため、通信、計測、医療、金属加
工などの広い分野で利用されている。2. Description of the Related Art Laser light is coherent monochromatic light having a very short wavelength, has a well-aligned phase, and has very high convergence. Therefore, it is necessary to concentrate high-density light energy in a small area. It is used in a wide range of fields such as communication, measurement, medical treatment, and metal processing.
【0003】金属加工の分野では、高いエネルギー密度
のレーザー光を利用して溶接、切断、穿孔、表面改質等
の様々な加工が行われている。レーザー光を用いた加工
は、非接触加工であるため、光が届く場所であれぱどの
ような場所でも加工が可能であり、レーザー光を集光さ
せて施工部に照射する照射ヘッドも小型にすることがで
きる。また、材料への入熱が少ないため、精密な加工が
可能等の長所を有している。これらの長所を活かして、
原子力発電プラント等の原子圧力容器及び炉内構造物の
保全と補修にレーザー光を用いた加工が利用されてい
る。[0003] In the field of metalworking, various processes such as welding, cutting, drilling, and surface modification are performed using a laser beam having a high energy density. Since processing using laser light is a non-contact processing, processing can be performed in any place where light can reach, and the irradiation head that focuses laser light and irradiates it to the construction part is also small. can do. In addition, since there is little heat input to the material, there is an advantage that precise processing is possible. Taking advantage of these advantages,
2. Description of the Related Art Processing using laser light is used for maintenance and repair of atomic pressure vessels and reactor internal structures such as nuclear power plants.
【0004】例えば、沸騰水型原子炉の炉内構造物は、
高温高圧環境下において十分な耐食性と高温強度を有す
る材料、例えばオーステナイトステンレス鋼またはニッ
ケル基合金等によって構成されている。これらの部材
は、プラントの長期に及ぶ運転により、厳しい環境に長
時間曝され、また中性子照射の影響もあるため、材料劣
化の問題を考慮しなければならない。特に、炉内構造物
の溶接部近傍は溶接入熱による材料の鋭敏化および引張
り残留応力のため、潜在的な応力腐食割れの危険性を有
している。For example, the internal structure of a boiling water reactor is as follows:
It is made of a material having sufficient corrosion resistance and high-temperature strength under a high-temperature and high-pressure environment, such as austenitic stainless steel or a nickel-based alloy. Since these members are exposed to severe environments for a long time due to the long-term operation of the plant and are affected by neutron irradiation, the problem of material deterioration must be considered. In particular, the vicinity of the welded portion of the furnace internal structure has a potential stress corrosion cracking risk due to sensitization of the material due to heat input and residual tensile stress.
【0005】最近、原子力発電プラントの安全運転のた
め、予防保全対策として種々の材料の表面改良技術が開
発されている。その中にレーザー光を材料表面に照射し
表面改質を行う技術が例えば特開平7−246483号
公報および特開平8−206869号公報に開示されて
いる。In recent years, techniques for improving the surface of various materials have been developed as preventive maintenance measures for safe operation of nuclear power plants. Among them, a technique for irradiating a laser beam to a material surface to perform surface modification is disclosed in, for example, JP-A-7-246483 and JP-A-8-206869.
【0006】前者は、パルスレーザ装置からレーザー光
を反射ミラーを通して被加工物の表面(施工面)に照射
し、その施工面での照射位置を変えながらレーザー光を
照射して施工面に圧縮応力を残留させる方法である。The former irradiates a laser beam from a pulse laser device to the surface (work surface) of a workpiece through a reflection mirror, and irradiates the laser beam while changing the irradiation position on the work surface, thereby compressing the work surface. Is a method of remaining.
【0007】後者は、冷却水に浸漬された施工面に可視
波長を持つ高出力、短パルスのレーザー光を照射して、
施工面の残留応力改善、亀裂除去またはクラッドの除去
を行う方法である。The latter method irradiates a high-power, short-pulse laser beam having a visible wavelength to a construction surface immersed in cooling water,
This is a method for improving residual stress on the construction surface, removing cracks or removing cladding.
【0008】これらの方法および装置においては、レー
ザー光を発振器から施工面箇所まで導く導光手段として
光ファイバを使用している。光ファイバは柔軟で狭域部
まで導光できるという利点を有している。In these methods and apparatuses, an optical fiber is used as a light guiding means for guiding a laser beam from an oscillator to a work surface. Optical fibers have the advantage of being flexible and capable of guiding light to a narrow area.
【0009】また、レーザー光の照射ヘッドにおいて
は、光ファイバによって導光されたレーザー光は、レン
ズ等の集光光学系により任意の面積に集光され、さらに
ミラー等により光路を変え、加工対象の任意の場所に照
射される。In the laser beam irradiation head, the laser beam guided by the optical fiber is condensed to an arbitrary area by a condensing optical system such as a lens, and further, the optical path is changed by a mirror or the like, and the laser beam is processed. Irradiation anywhere.
【0010】このように、レーザー発振器と施工面が離
れている場合における従来のレーザー加工装置は、レー
ザー発振器で発生させたレーザー光を光ファイバ等の導
光手段によって転送し、光導波路(レーザー光の転送経
路)の末端でレンズと反射ミラーによってレーザー光を
集光させて施工部に照射するようにしていた。[0010] As described above, the conventional laser processing apparatus in the case where the laser oscillator and the construction surface are separated from each other, transfers the laser light generated by the laser oscillator by a light guide means such as an optical fiber, and transmits the laser light to the optical waveguide (laser light). At the end of the transfer path), the laser light is condensed by a lens and a reflection mirror and is irradiated to the construction part.
【0011】図20は、上記レーザー発振器と施工面が
離れている場合の従来のレーザー加工装置の構成図であ
る。FIG. 20 is a configuration diagram of a conventional laser processing apparatus when the laser oscillator and the work surface are separated from each other.
【0012】図20に示すように、液中に設置されたレ
ーザー加工装置の照射ヘッド51は、図には示されてい
ないレーザー光源(レーザー発振器)から導光手段(光
ファイバ)により伝送されたレーザー光52を収束する
ための集光レンズ53と、集光されたレーザー光52を
反射して施工部54に照射するための反射ミラー55
と、液中作業が可能なように集光レンズ53および反射
ミラー55を空気中(液密構造の導光手段の内部)に保
持するために液体をシールするための光学窓56により
構成されている。As shown in FIG. 20, an irradiation head 51 of a laser processing apparatus installed in a liquid is transmitted from a laser light source (laser oscillator) (not shown) by a light guide means (optical fiber). A condenser lens 53 for converging the laser light 52 and a reflection mirror 55 for reflecting the collected laser light 52 and irradiating the construction part 54 with the light.
And an optical window 56 for sealing the liquid in order to hold the condenser lens 53 and the reflection mirror 55 in the air (inside the light guide means having a liquid-tight structure) so that work in the liquid is possible. I have.
【0013】施工に用いるレーザー光は高エネルギー密
度であり、施工部54と照射ヘッド51が近接している
場合、光学窓56や反射ミラー55の表面においてもレ
ーザー光は高エネルギー密度となる。伝送されるレーザ
ー光のパルスエネルギーを200mJ、材料表面での照
射面積を1mm2とすると、エネルギー密度は20J/
cm2に達する。施工部54と光学窓56が密接してい
る場合は、光学窓56表面では20J/cm2、反射ミ
ラー55表面ではビーム径が5mm2とすると4J/c
m2以上の光学的強度が必要となる。The laser beam used for construction has a high energy density. When the construction section 54 and the irradiation head 51 are close to each other, the laser beam also has a high energy density on the surfaces of the optical window 56 and the reflection mirror 55. Assuming that the pulse energy of the transmitted laser light is 200 mJ and the irradiation area on the material surface is 1 mm 2 , the energy density is 20 J /
reach cm 2. When the construction section 54 and the optical window 56 are in close contact, when the beam diameter is 20 J / cm 2 on the surface of the optical window 56 and 5 mm 2 on the surface of the reflection mirror 55, 4 J / c.
An optical intensity of m 2 or more is required.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の従来のレーザー加工装置では、導光する光ファイバ
と、レーザー光を集光あるいは反射するレンズや反射ミ
ラーの制約により、高エネルギー密度のレーザー光を照
射するには限界があった。また、光ファイバと上記構造
のレンズや反射ミラーを使用することを原因とする加工
の困難さもあった。以下、このことを説明する。However, in the conventional laser processing apparatus having the above-described structure, a laser beam having a high energy density is restricted due to an optical fiber for guiding light, and a lens or a reflecting mirror for condensing or reflecting the laser beam. There was a limit to irradiation. In addition, there is also a difficulty in processing due to the use of the optical fiber and the lens or the reflecting mirror having the above structure. Hereinafter, this will be described.
【0015】上述したように、従来のレーザー加工の方
法および装置は、レーザー光を発振器から施工面箇所ま
で導くのに光ファイバを使用しているが、光ファイバで
導光可能なパワーまたはエネルギーには限界があった。
この光ファイバの材料的な限界が、レーザー加工装置の
レーザー光のエネルギー密度を制限し、加工性能の限界
となっていた。As described above, the conventional laser processing method and apparatus use the optical fiber to guide the laser light from the oscillator to the work surface, but the power or energy that can be guided by the optical fiber is used. Had limitations.
This material limitation of the optical fiber limits the energy density of the laser beam of the laser processing apparatus, and limits the processing performance.
【0016】また、前述のような表面改質を目的とした
場合に、必要な施工面での光パワーおよびエネルギー密
度を得るには、光ファイバから出射した光をできるだけ
小さく集光する必要がある。ところが、光ファイバから
出射される光は、本質的に光ファイバのコアを光源とし
た拡散光と同等であり、光ファイバ構成材料の屈折率に
よって決まるNA数(Numerical Aperture)で広がって
出射する性質がある。一般にパワーレーザ用の光ファイ
バではNA数が0.2程度であり、この光ファイバから
出射した光は概ね46度(=2sin-1(0.2))の
角度を持って拡散する。In order to obtain the necessary optical power and energy density on the required construction surface in the case of the above-mentioned surface modification, it is necessary to condense the light emitted from the optical fiber as small as possible. . However, the light emitted from an optical fiber is essentially equivalent to diffused light using the core of the optical fiber as a light source, and spreads and emits at the NA (Numerical Aperture) determined by the refractive index of the constituent material of the optical fiber. There is. Generally, an optical fiber for a power laser has an NA number of about 0.2, and light emitted from this optical fiber diffuses at an angle of about 46 degrees (= 2 sin -1 (0.2)).
【0017】このような光ファイバからの光を施工面に
照射するためにはレンズを用いて光ファイバのコアの像
を材料に結像させる必要がある。この場合、施工面での
像の大きさは拡大率に光ファイバコアの大きさを乗じた
ものとなる。このような性質から光ファイバから出射し
た光をできるだけ小さく集光するには拡大率を小さくす
る必要がある。In order to irradiate light from such an optical fiber onto a work surface, it is necessary to form an image of the core of the optical fiber on a material using a lens. In this case, the size of the image on the construction surface is obtained by multiplying the magnification by the size of the optical fiber core. Due to such properties, it is necessary to reduce the magnification in order to condense the light emitted from the optical fiber as small as possible.
【0018】ところが、拡大率を小さくした場合、レン
ズから出射する収束ビームのNA数は大きくなる。すな
わち、拡大率をMとし、光ファイバのNA数をA、結像
側のNA数をBとしたとき、M=A/Bの関係がある。
例えば、光ファイバ(A=0.2)を用いて光ファイバ
のコアと同じ大きさにした場合、B=0.2となり、4
6度の角度をもって収束する。However, when the magnification is reduced, the NA number of the convergent beam emitted from the lens increases. That is, when the magnification is M, the number of NAs of the optical fiber is A, and the number of NAs on the image side is B, there is a relation of M = A / B.
For example, when using an optical fiber (A = 0.2) and making the same size as the core of the optical fiber, B = 0.2 and 4
It converges at an angle of 6 degrees.
【0019】このように深い角度で収束させる場合、焦
点深度が非常に浅くなるので、複雑な形状を持った施工
面を対象とした場合には、光ファイバおよびレンズを含
む照射光学系の精密に位置決めしなければならなかっ
た。In the case of converging at such a deep angle, the depth of focus becomes very shallow. Therefore, when a construction surface having a complicated shape is targeted, the irradiation optical system including the optical fiber and the lens must be precisely formed. Had to be positioned.
【0020】上記課題はレーザー光を光ファイバにより
伝送する場合に必ず付随するもので、空間を伝送させて
NA数の低いレンズで集光させたときには当てはまらな
い。The above problem always accompanies the case where laser light is transmitted by an optical fiber, and does not apply to the case where light is transmitted through space and condensed by a lens having a low NA.
【0021】一方、施工部に照射するためにレーザー光
を集光反射させる照射ヘッドにも、高エネルギー密度の
レーザー光照射に対する制約があった。On the other hand, the irradiation head for condensing and reflecting the laser light to irradiate the construction part also has a limitation on the irradiation of the high energy density laser light.
【0022】上述したように、レーザー光源から施工部
に近い照射ヘッド部に伝送されたレーザー光は、レンズ
等の集光光学系により任意の面積に集光され、さらに反
射ミラー等により光路を変え、加工対象の任意の場所に
照射して施工されるが、高エネルギーのレーザー光を照
射する場合は、集光用レンズや反射ミラー等の光学系は
損傷を防ぐためレーザー光のパワーに対し十分耐えるだ
けの光学的強度を持つ必要がある。As described above, the laser light transmitted from the laser light source to the irradiation head section near the processing section is condensed to an arbitrary area by a condensing optical system such as a lens, and the optical path is changed by a reflection mirror or the like. When irradiating high-energy laser light, the optical system such as the condenser lens and reflection mirror has sufficient power for the laser light to prevent damage. It must have enough optical strength to withstand.
【0023】特に、集光後にレーザー光が反射される反
射ミラーや、水中施工等の理由によりこれらの光学系を
内蔵した照射ヘッドを液密にする必要がある場合に、レ
ーザー光を照射ヘッド内部から外部へ射出させるための
光学窓は、非常に高いエネルギー密度のレーザー光に耐
えなければならない。In particular, when it is necessary to make a reflecting mirror that reflects laser light after condensing light or an irradiation head incorporating these optical systems for reasons of underwater construction or the like liquid-tight, the laser light is applied to the inside of the irradiation head. An optical window for emitting light from outside must withstand laser light having a very high energy density.
【0024】しかし、通常反射ミラー表面に形成される
誘電体等の反射膜は、高反射率で高価であるが、光学的
強度は劣っていると言わざるを得ない。連続光のレーザ
ーの場合、レーザー光のエネルギー密度はこれらの光学
部品がダメージを受けるほどのレベルには通常達しない
が、非常に短パルスのレーザー光の場合はピークエネル
ギーがこのレベル以上に達する場合があり、加工に用い
ることのできるレーザー光のエネルギーを制限する要因
となっていた。However, a reflection film such as a dielectric material usually formed on the surface of the reflection mirror is expensive and high in reflectivity, but has to be said to have poor optical strength. In the case of continuous light lasers, the energy density of the laser light does not usually reach such a level that these optics can be damaged, but for very short pulse laser light the peak energy can exceed this level This has been a factor that limits the energy of laser light that can be used for processing.
【0025】また、反射ミラーがダメージを受け易いた
め、例えば図Xのレーザー加工装置において、反射ミラ
ー5への入射角度は、損傷を防ぐため0゜あるいは45
゜等の決められた角度に制限されていた。このため、ミ
ラーを駆動して任意の角度にレーザー光を照射すること
はできなかった。これにより、加工時の微調整が制限さ
れていた。Since the reflection mirror is easily damaged, for example, in the laser processing apparatus shown in FIG. X, the angle of incidence on the reflection mirror 5 is 0 ° or 45 ° to prevent damage.
It was limited to a fixed angle such as ゜. For this reason, it was not possible to drive the mirror to irradiate the laser beam at an arbitrary angle. This limits fine adjustment during processing.
【0026】さらに、レーザー光の反射ミラー5表面で
のビーム径を大きくするために集光レンズ7と反射ミラ
一5を接近させた場合、集光レンズ7は焦点距離が短い
物を使用せねばならなかった。この反射ミラー上のビー
ム径を大きくしなければならない問題は、上述した光フ
ァイバによる拡大率を小さくしなければならない問題と
相まってレンズの焦点距離を一層短くせざるを得ず、こ
れが照射部表面での照射面積に誤差を大きく発生する要
因となっていた。Further, when the condenser lens 7 and the reflection mirror 5 are brought closer to each other in order to increase the beam diameter of the laser beam on the surface of the reflection mirror 5, the condenser lens 7 must have a short focal length. did not become. The problem of having to increase the beam diameter on the reflecting mirror, combined with the problem of having to reduce the magnification factor due to the optical fiber described above, has to further shorten the focal length of the lens, and this is a problem on the surface of the irradiation part. This causes a large error in the irradiation area.
【0027】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、高エネルギー密度のレーザー光の利用を可能にし、
さらにレーザー光による加工を容易化あるいは適用範囲
の拡大が可能なレーザー保全・補修装置を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to make it possible to use a laser beam having a high energy density,
It is another object of the present invention to provide a laser maintenance / repair device capable of facilitating processing by a laser beam or expanding an applicable range.
【0028】[0028]
【課題を解決するための手段】本願請求項1に係るレー
ザー保全・補修装置は、レーザー発振器と、このレーザ
ー発振器のレーザー光を導くように接続された導光手段
と、前記導光手段からのレーザー光を集光して施工部に
照射する照射ヘッドとからなるレーザー保全・補修装置
において、前記導光手段は、液密に構成された管状の導
光部材を有し、この導光部材の内部に反射部材を設け、
前記導光部材に水平旋回、水平伸縮、垂直旋回、垂直伸
縮動作を付与する機構のうち少なくとも一つの機構を設
けたことを特徴とするものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a laser maintenance / repair device, comprising: a laser oscillator; a light guide connected to guide laser light from the laser; In a laser maintenance / repair device comprising an irradiation head for condensing laser light and irradiating the construction part, the light guide means has a tubular light guide member configured in a liquid-tight manner. Provide a reflective member inside,
The light guide member may be provided with at least one of mechanisms for imparting horizontal rotation, horizontal expansion / contraction, vertical rotation, and vertical expansion / contraction operation.
【0029】本発明によれば、光ファイバに代えて管状
の導光部材によってレーザー光を導くようにしているの
で、レーザー光は概ね気中を通過し、光ファイバに比較
して高エネルギー密度でレーザー光を伝送することがで
きる。According to the present invention, the laser light is guided by the tubular light guide member instead of the optical fiber, so that the laser light generally passes through the air and has a higher energy density than the optical fiber. Laser light can be transmitted.
【0030】また、レーザー光を空間伝送する場合は平
行光が得やすいため、拡大率を小さくしなければならな
い要求が緩和され、焦点深度を深くとれるので、位置決
め精度の要求が緩和される。In the case where laser light is transmitted spatially, parallel light is easily obtained, so that the requirement that the magnification must be reduced is relaxed, and the depth of focus can be increased, so that the requirement of positioning accuracy is relaxed.
【0031】また、導光手段に旋回伸縮機構を設けてい
るため、照射ヘッドを施工面に近づけて対向させること
が容易であり、一方離れた広い場所で大型のレーザー発
振器から高エネルギー密度のレーザー光を照射ヘッドに
送ることができる。原子炉容器等にこのレーザー保全・
補修装置を用いれば、炉内構造物またはノズル部を含む
原子炉圧力容器内の施工面にレーザピーニング、溶融、
クラッディング、溶接等の予防保全、補修作業を行うこ
とができる。Further, since the light guide means is provided with a revolving / expanding mechanism, it is easy to bring the irradiation head close to the construction surface and to oppose it. Light can be sent to the illumination head. This laser maintenance and
If the repair equipment is used, laser peening, melting,
Preventive maintenance and repair work such as cladding and welding can be performed.
【0032】本願請求項2に係るレーザー保全・補修装
置は、原子炉圧力容器外に設置したレーザー電源と、こ
のレーザー電源に接続した原子炉圧力容器内に設置した
レーザー照射装置とを有し、前記レーザー照射装置は、
前記レーザー電源に接続したレーザー発振器と、このレ
ーザー発振器を収納しレーザー透過窓を有する水密容器
と、前記水密容器のレーザー透過窓に接続した導光手段
と、前記導光手段からのレーザー光を集光して施工部に
照射する照射ヘッドとを具備し、前記導光手段は、前記
水密容器に直列的に複数本接続された液密構造の管状の
導光部材を有し、これらの導光部材の内部に反射部材を
設け、前記導光部材に水平旋回、水平伸縮、垂直旋回、
垂直伸縮動作を付与する機構のうち少なくとも一つの機
構を設けたことを特徴とするものである。The laser maintenance / repair device according to claim 2 of the present application has a laser power supply installed outside the reactor pressure vessel, and a laser irradiation device installed inside the reactor pressure vessel connected to the laser power supply. The laser irradiation device,
A laser oscillator connected to the laser power source, a watertight container containing the laser oscillator and having a laser transmission window, a light guide connected to the laser transmission window of the watertight container, and a laser beam from the light guide. An irradiation head that emits light to irradiate the construction section, wherein the light guide unit has a liquid-tight tubular light guide member connected in series to the water-tight container, and A reflection member is provided inside the member, and the light guide member is horizontally turned, horizontally expanded and contracted, vertically turned,
The present invention is characterized in that at least one mechanism is provided among mechanisms for imparting a vertical expansion / contraction operation.
【0033】本発明によれば、レーザー発振器と施工面
との距離を短くできるため、レーザー光の伝送損失を減
らすことができる。また、位置決め精度を高めることが
容易で、相対位置精度が要求される導光部材を短縮で
き、よって据付時の作業が容易となる。According to the present invention, the distance between the laser oscillator and the work surface can be shortened, so that the transmission loss of laser light can be reduced. Further, the positioning accuracy can be easily increased, and the light guide member requiring the relative position accuracy can be shortened, so that the work at the time of installation becomes easy.
【0034】本願請求項3に係るレーザー保全・補修装
置は、上記請求項2のレーザー保全・補修装置におい
て、原子炉圧力容器内のシュラウド胴上部の上部格子板
にセンターポストを立設し、このセンターポストに水平
旋回自在に旋回装置を設け、この旋回装置に水平方向に
移動自在に移動台車を設け、この移動台車に前記レーザ
ー照射装置を搭載してなることを特徴とするものであ
る。The laser maintenance / repair device according to the third aspect of the present invention is the laser maintenance / repair device according to the second aspect, wherein a center post is erected on an upper lattice plate above the shroud body in the reactor pressure vessel. A turning device is provided on the center post so as to be able to freely turn horizontally, a moving truck is provided on the turning device so as to be movable in the horizontal direction, and the laser irradiation device is mounted on the moving truck.
【0035】本発明によれば、上部格子板にセンターポ
ストを介して遠隔駆動される旋回駆動装置とレーザー照
射装置の旋回機構および伸縮機構により照射ヘッドが旋
回、水平伸展および昇降の3自由度を有するため、レー
ザー光を施工面に確実に照射でき、これにより原子炉圧
力容器および炉内構造物のレーザピーニング、溶融、ク
ラッディング、溶接等の予防保全、補修作業を行うこと
ができる。According to the present invention, the irradiation head is turned, horizontally extended, and moved up and down by the turning drive device and the turning mechanism and the expansion and contraction mechanism of the laser irradiation device which are remotely driven via the center post on the upper lattice plate. Accordingly, the construction surface can be reliably irradiated with laser light, and thereby preventive maintenance and repair work such as laser peening, melting, cladding, and welding of the reactor pressure vessel and the internal structure of the reactor can be performed.
【0036】本願請求項4に係るレーザー保全・補修装
置は、上記請求項3のレーザー保全・補修装置におい
て、前記旋回装置の先端部に前記シュラウド胴上縁部に
接する垂直方向車輪と水平方向車輪とを取着してなるこ
とを特徴とするものである。A laser maintenance / repair device according to a fourth aspect of the present invention is the laser maintenance / repair device according to the third aspect, wherein a vertical wheel and a horizontal wheel contacting the upper edge of the shroud body at the tip of the turning device. It is characterized by being attached.
【0037】本発明によれば、シュラウド胴上縁部を走
行する垂直方向車輪と水平方向車輪により旋回装置を円
滑に旋回駆動させることができるため、原子炉内の保
全、補修作業を容易に行うことができる。According to the present invention, since the turning device can be smoothly turned by the vertical wheels and the horizontal wheels running on the upper edge of the shroud body, maintenance and repair work in the reactor can be easily performed. be able to.
【0038】本願請求項5に係るレーザー保全・補修装
置は、上記請求項2に係るレーザー保全・補修装置にお
いて、前記原子炉圧力容器内のシュラウド胴上部の上部
格子板に水平旋回、水平伸展および上下昇降機構を有す
る遠隔駆動装置を設け、この遠隔駆動装置に前記レーザ
ー照射装置を設けてなることを特徴とするものである。A laser maintenance / repair device according to a fifth aspect of the present invention is the laser maintenance / repair device according to the second aspect, wherein the upper lattice plate on the upper part of the shroud body in the reactor pressure vessel is horizontally turned, horizontally extended and extended. A remote drive having an up-and-down lifting mechanism is provided, and the remote drive is provided with the laser irradiation device.
【0039】本発明によれば、水平旋回、水平伸展およ
び昇降の3自由度を有する遠隔駆動装置によりシュラウ
ド胴内壁全域をカバーできる動作範囲を有し、照射ヘッ
ドを原子炉圧力容器内の施工面に移動させることが容易
になり、検査、補修など一連の保全、補修作業を連続的
に効率よく実施することができる。According to the present invention, the irradiation head has an operating range in which the entire inner wall of the shroud can be covered by a remote driving device having three degrees of freedom of horizontal turning, horizontal extension, and vertical movement, and the irradiation head is mounted on the work surface in the reactor pressure vessel. , And a series of maintenance and repair work such as inspection and repair can be continuously and efficiently performed.
【0040】また、遠隔駆動装置が設置されている上部
格子板の格子穴とは別の格子穴から照射ヘッドを挿入
し、照射ヘッドと遠隔駆動装置の寸法制約(炉心支持板
通過条件)の緩和を図ることができ、炉心支持板より下
部のシュラウド内作業を行うことができる。Further, the irradiation head is inserted from a lattice hole different from the lattice hole of the upper lattice plate in which the remote driving device is installed, so as to alleviate the dimensional restrictions (passage condition of the core support plate) of the irradiation head and the remote driving device. Therefore, work inside the shroud below the core support plate can be performed.
【0041】本願請求項6に係るレーザー保全・補修装
置は、上記請求項1ないし5のいずれかのレーザー保全
・補修装置において、前記旋回動作を付与する回転機構
は、前記導光部材の外面に設けたベアリングおよびOリ
ングと、回転駆動用のモータと、このモータの回転軸に
取り付けたギヤと噛合する前記導光部材の外面に設けた
ギヤとからなることを特徴とするものである。The laser maintenance / repair device according to claim 6 of the present application is the laser maintenance / repair device according to any one of claims 1 to 5, wherein the rotating mechanism for imparting the turning operation is provided on an outer surface of the light guide member. It is characterized by comprising a bearing and an O-ring provided, a motor for rotational driving, and a gear provided on an outer surface of the light guide member meshing with a gear attached to a rotating shaft of the motor.
【0042】本発明によれば、一方の導光部材と他方の
部材とが回転自在に取り付けられてモータ(アクチュエ
ータ)により相対的に回転できる。また、一方の部材と
他方の部材とが伸縮自在に取り付けられ、伸縮機構(ア
クチュエータ)により相対的に伸縮できる。また、導光
部材は液密であると同時に、回転自在に取り付けられて
いるので、導光部材は液密を保ちながら回転でき、さら
に伸縮自在に取り付けられた導光部材は互いに液密を保
ちながら伸縮できる。According to the present invention, one light guide member and the other member are rotatably mounted and can be relatively rotated by a motor (actuator). In addition, one member and the other member are attached to be able to expand and contract, and can be relatively expanded and contracted by an expansion and contraction mechanism (actuator). In addition, since the light guide member is liquid-tight and rotatably mounted at the same time, the light guide member can be rotated while maintaining the liquid-tightness. You can stretch while stretching.
【0043】本願請求項7に係るレーザー保全・補修装
置は、上記請求項1ないし6のいずれかのレーザー保全
・補修装置において、前記導光部材中の反射部材には第
1および第2のモータにより相互に直交する軸回りに回
転自在の位置合わせ機構を設けてなることを特徴とする
ものである。The laser maintenance / repair device according to claim 7 of the present invention is the laser maintenance / repair device according to any one of claims 1 to 6, wherein the reflection member in the light guide member has a first and a second motor. , A positioning mechanism rotatable about axes orthogonal to each other is provided.
【0044】本発明によれば、第1および第2のモータ
により反射部材を調心しながら反射部材の角度を変える
ことができる。したがって、導光部材のたわみ等により
位置ずれが生じたとしても、遠隔で位置合わせができ、
作業を中断することなく短時間に施工を終了させること
ができる。According to the present invention, the angle of the reflecting member can be changed while the reflecting member is centered by the first and second motors. Therefore, even if the position shift occurs due to the deflection of the light guide member, the position can be remotely adjusted,
The construction can be completed in a short time without interrupting the work.
【0045】本願請求項8に係るレーザー保全・補修装
置は、レーザー発振器と、このレーザー発振器のレーザ
ー光を導くように接続された導光手段と、前記導光手段
からのレーザー光を集光して施工部に照射する照射ヘッ
ドとからなるレーザー保全・補修装置において、前記照
射ヘッドは、前記導光手段の光導波路の末端にあって前
記導光手段を密閉する要素をなすとともにレーザー光を
透過させる光学窓と、前記光学窓の導光手段内側または
導光手段外側に配置されてレーザー光を集光する集光部
材と、前記集光部材により集光されたレーザー光を反射
して施工部に照射する反射ミラーにより構成され、前記
反射ミラーは、透明体と、前記透明体の背面に設けられ
た真空あるいは所定の流体からなる反射層とを有し、前
記透明体背面と前記反射層の境界における全反射により
レーザー光を反射することを特徴とするものである。The laser maintenance / repair device according to claim 8 of the present application provides a laser oscillator, light guiding means connected to guide laser light of the laser oscillator, and condensing laser light from the light guiding means. In the laser maintenance / repair device comprising an irradiation head for irradiating the laser beam to the construction part, the irradiation head forms an element for sealing the light guide means at the end of the optical waveguide of the light guide means and transmits laser light. An optical window, a condensing member arranged inside the light guide means or outside the light guide means of the optical window for condensing the laser light, and a work part which reflects the laser light condensed by the light condensing member. The reflective mirror has a transparent body, and a reflective layer made of a vacuum or a predetermined fluid provided on the back surface of the transparent body. By total reflection at the boundary of the reflective layer is characterized in that the reflected laser light.
【0046】本発明によれば、光学窓を導光手段の密閉
要素とすることによって集光部材の近くに配置し、光学
窓へのレーザー光の照射面積を大きくしている。このた
め、光学窓に対するレーザー光のエネルギー密度を小さ
くなり、その分導光手段によって転送可能なレーザー光
のエネルギーを高くしている。According to the present invention, the optical window is formed as a sealing element of the light guide means, so that the optical window is disposed near the light collecting member, and the area of the optical window irradiated with laser light is increased. For this reason, the energy density of the laser beam with respect to the optical window is reduced, and the energy of the laser beam that can be transferred by the light guiding means is increased.
【0047】また、本発明による反射ミラーは、ミラー
背面に真空あるいは所定の流体からなる反射層を設け、
ミラー背面とこの反射層の境界における全反射によりレ
ーザー光を反射するようにしているので、反射ミラー表
面の反射膜の工学的強度の制限を排し、これによって高
エネルギー密度のレーザー光を使用することを可能とし
ている。The reflecting mirror according to the present invention is provided with a reflecting layer made of a vacuum or a predetermined fluid on the back surface of the mirror,
Since the laser beam is reflected by total reflection at the boundary between the mirror back and this reflective layer, the engineering strength of the reflective film on the reflective mirror surface is eliminated, and a laser beam with a high energy density is used. It is possible.
【0048】本願請求項9に係るレーザー保全・補修装
置は、レーザー発振器と、このレーザー発振器のレーザ
ー光を導くように接続された導光手段と、前記導光手段
からのレーザー光を集光して施工部に照射する照射ヘッ
ドとからなるレーザー保全・補修装置において、前記照
射ヘッドは、前記導光手段の光導波路の末端にあって前
記導光手段を密閉する要素をなすとともにレーザー光を
集光する集光部材と、前記集光部材により集光されたレ
ーザー光を反射して施工部に照射する反射ミラーにより
構成され、前記反射ミラーは、透明体と、前記透明体の
背面に設けられた真空あるいは所定の流体からなる反射
層とを有し、前記透明体背面と前記反射層の境界におけ
る全反射によりレーザー光を反射することを特徴とする
ものである。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a laser maintenance / repair device, comprising: a laser oscillator; a light guide connected to guide a laser beam of the laser; and a laser beam from the light guide. In the laser maintenance / repair device comprising an irradiation head for irradiating the laser beam to the construction part, the irradiation head forms an element at the end of the optical waveguide of the light guide means for sealing the light guide means and collects laser light. A light-collecting member, and a reflection mirror configured to reflect the laser light condensed by the light-condensing member and irradiate the construction portion with the reflection mirror, wherein the reflection mirror is provided on a transparent body and a back surface of the transparent body. A reflective layer made of a vacuum or a predetermined fluid, and reflects the laser beam by total internal reflection at the boundary between the transparent body back surface and the reflective layer.
【0049】本発明によれば、集光部材が導光手段の密
閉要素にもなっているので、光学窓が不要とすることが
できる。即ち、構造を簡素化するとともに、光学窓の光
学強度による制限を完全に排除することができる。According to the present invention, since the light collecting member also functions as a sealing element of the light guide means, the optical window can be eliminated. That is, it is possible to simplify the structure and completely eliminate the limitation due to the optical intensity of the optical window.
【0050】本願請求項10に係るレーザー保全・補修
装置は、上記請求項8または9のレーザー保全・補修装
置において、前記照射ヘッドは、施工部のレーザー光散
乱原因物質を除去する液体噴射ノズルを有することを特
徴とするものである。The laser maintenance / repair device according to claim 10 of the present application is the laser maintenance / repair device according to claim 8 or 9, wherein the irradiation head is provided with a liquid jet nozzle for removing a laser light scattering causing substance in a construction portion. It is characterized by having.
【0051】本発明によれば、照射ヘッドにレーザー光
散乱原因物質を除去する液体噴射ノズルを設けているの
で、施工部で発生する気泡あるいはゴミを除去すること
ができ、レーザー光を効率よく施工部に照射することが
できる。According to the present invention, since the liquid jet nozzle for removing the substance causing laser light scattering is provided in the irradiation head, it is possible to remove air bubbles or dust generated in the application section, and to efficiently apply the laser light. Part can be irradiated.
【0052】本願請求項11に係るレーザー保全・補修
装置は、上記請求項8または9のレーザー保全・補修装
置において、前記照射へッドは、レーザー照射部表面に
液層を形成する液体噴射ノズルを有することを特徴とす
るものである。The laser maintenance / repair device according to claim 11 of the present application is the laser maintenance / repair device according to claim 8 or 9, wherein the irradiation head is a liquid jet nozzle for forming a liquid layer on the surface of a laser irradiation portion. It is characterized by having.
【0053】本発明によれば、照射へッドにレーザー照
射部表面に液層を形成する液体噴射ノズルをを設けてい
るので、空気中でも液中と同様の加工が可能となる。According to the present invention, since the irradiation head is provided with the liquid jet nozzle for forming a liquid layer on the surface of the laser irradiation part, the same processing as in liquid even in air is possible.
【0054】本願請求項12に係るレーザー保全・補修
装置は、上記請求項8ないし11のいずれかのレーザー
保全・補修装置において、前記照射ヘッドは前記導光手
段の先端部と円筒状に一体的に形成され、前記導光手段
は周方向の回転と軸方向の伸縮動作を付与する機構を備
え、筒状施工物の内面を加工可能に構成されたことを特
徴とするものである。The laser maintenance / repair device according to claim 12 of the present application is the laser maintenance / repair device according to any one of claims 8 to 11, wherein the irradiation head is cylindrically integrated with the tip of the light guide means. Wherein the light guiding means is provided with a mechanism for imparting rotation in the circumferential direction and expansion and contraction in the axial direction, so that the inner surface of the tubular construction can be machined.
【0055】本発明によれば、導光手段の先端部と照射
ヘッドとを円筒状に一体化し、回転と伸縮動作を付与す
る機構により、導光手段の先端部および照射ヘッドを周
方向に回転あるいは軸方向に移動させながら加工するこ
とができ、特に筒状の施工部の内面を容易に加工するこ
とが可能となる。According to the present invention, the distal end portion of the light guide means and the irradiation head are rotated in the circumferential direction by integrating the distal end portion of the light guide means and the irradiation head into a cylindrical shape and imparting rotation and expansion / contraction operations. Alternatively, the processing can be performed while being moved in the axial direction. In particular, the inner surface of the tubular construction portion can be easily processed.
【0056】本願請求項13に係るレーザー保全・補修
装置は、上記請求項8ないし12のいずれかのレーザー
保全・補修装置において、前記照射ヘッドの反射ミラー
には、第1および第2のモータにより相互に直交する軸
回りに回転自在の位置合わせ機構を設けてなることを特
徴とするものである。The laser maintenance / repair device according to claim 13 of the present application is the laser maintenance / repair device according to any one of claims 8 to 12, wherein the reflection mirror of the irradiation head is provided with first and second motors. It is characterized in that a positioning mechanism rotatable about axes orthogonal to each other is provided.
【0057】本発明によれば、反射ミラーに、第1およ
び第2のモータにより相互に直交する軸回りに回転自在
の位置合わせ機構を設けていることにより、レーザー光
の反射ミラーヘの入射角が全反射の臨界角よりも大きい
角度範囲で駆動し、レーザー光を任意の方向に反射して
加工することができる。これにより、照射へッドを移動
せずに広い範囲の施工部を連続的に加工することが可能
となる。According to the present invention, since the reflecting mirror is provided with a positioning mechanism rotatable about axes orthogonal to each other by the first and second motors, the angle of incidence of the laser light on the reflecting mirror is reduced. The laser beam can be driven in an angle range larger than the critical angle of total reflection to process the laser beam by reflecting the laser beam in an arbitrary direction. Accordingly, it is possible to continuously process a wide range of the working portion without moving the irradiation head.
【0058】本願請求項14に係るレーザー保全・補修
装置は、上記請求項8ないし13のいずれかのレーザー
保全・補修装置において、前記導光手段は光ファイバか
らなり、前記照射ヘッドは水平旋回、水平伸縮、垂直旋
回、垂直伸縮動作を付与する機構のうち少なくとも一つ
の機構を有する支持駆動装置によって支持されているこ
とを特徴とするものである。The laser maintenance / repair device according to claim 14 of the present application is the laser maintenance / repair device according to any one of claims 8 to 13, wherein the light guide means is made of an optical fiber, and the irradiation head is turned horizontally. It is characterized by being supported by a supporting and driving device having at least one of mechanisms for imparting horizontal expansion / contraction, vertical turning, and vertical expansion / contraction operations.
【0059】本発明によれば、照射ヘッドを支持駆動装
置によって支持駆動し、導光手段は柔軟な光ファイバに
よって構成しているので、直接見通すことのできない複
雑な形状の光導波路でも施工部までレーザー光を容易に
伝送することが可能となる。According to the present invention, the irradiation head is supported and driven by the support driving device, and the light guide means is constituted by a flexible optical fiber. Laser light can be easily transmitted.
【0060】[0060]
【発明の実施の形態】次に、本発明によるレーザー保全
・補修装置の実施の形態について添付の図面を用いて以
下に説明する。なお、上記説明から明らかなように、本
発明によるレーザー保全・補修装置は、高エネルギー密
度のレーザー光の利用を可能にすること等のために、レ
ーザー光を転送する導光手段、レーザー光を集光して照
射する照射ヘッド、照射ヘッドを遠隔操作する装置等に
改良を加えたものであるが、これらは組み合わせた場合
はもちろん、単独でも十分効果があるものである。そこ
で、下記各実施形態は導光手段、照射ヘッド等の改良に
ついて別々に説明するが、これらの実施形態は互いに組
み合わせて使用可能なものである。Next, an embodiment of a laser maintenance / repair device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, as is clear from the above description, the laser maintenance / repair device according to the present invention uses a light guiding means for transferring a laser beam, a laser beam for enabling the use of a laser beam having a high energy density, and the like. Improvements have been made to the irradiation head for condensing and irradiating, the device for remotely controlling the irradiation head, and the like. However, these can be used alone or in combination to provide a sufficient effect. Therefore, each of the following embodiments will separately describe improvements in the light guide means, the irradiation head, and the like, but these embodiments can be used in combination with each other.
【0061】最初に、図1および図2により本発明に係
るレーザ保全・補修装置の第1の実施の形態を説明す
る。First, a first embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0062】図1において、符号1は原子炉圧力容器で
あって上蓋を取り外した状態を示している。原子炉圧力
容器1内には炉内構造物としての円筒状シュラウド胴2
が設置されており、シュラウド胴2の下端は原子炉圧力
容器1の底部に溶接されている。シュラウド胴2の上部
には格子状の上部格子板3が、中間部には円形の穴が等
ピッチで設けられた炉心支持板4がそれぞれボルトによ
って固定されている。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a reactor pressure vessel in a state where an upper lid is removed. A cylindrical shroud cylinder 2 as a reactor internal structure is provided in a reactor pressure vessel 1.
Is installed, and the lower end of the shroud barrel 2 is welded to the bottom of the reactor pressure vessel 1. A grid-shaped upper grid plate 3 is fixed to the upper part of the shroud cylinder 2, and a core support plate 4 having circular holes provided at equal pitches in the middle part is fixed by bolts.
【0063】燃料集合体は、通常は上部格子板3と炉心
支持板4の間に設置されているが、シュラウド胴2の内
部の点検、検査など一連の予防保全作業や補修作業の際
には燃料交換機を用いて燃料集合体を取り除き、上部格
子板3の格子から作業機器を挿入する必要がある。この
作業機器を挿入する格子の内寸法は約290mmであ
る。The fuel assembly is usually installed between the upper lattice plate 3 and the core support plate 4. However, during a series of preventive maintenance work and repair work such as inspection and inspection of the inside of the shroud drum 2, It is necessary to remove the fuel assembly using a refueling machine and insert working equipment from the grid of the upper grid plate 3. The internal dimensions of the grid into which this work equipment is inserted are about 290 mm.
【0064】また、原子炉圧力容器1内部の保全作業は
作業員の放射線被曝を防止するため、炉内構造物を水没
させて遠隔水中において行われる。シュラウド胴2の最
下部までの水深は約25mである。The maintenance inside the reactor pressure vessel 1 is performed in remote water by submerging the reactor internals in order to prevent radiation exposure of workers. The water depth to the lowermost part of the shroud barrel 2 is about 25 m.
【0065】符号5は原子炉圧力容器1の上方に設置さ
れているオペレーションフロアで、このオペレーション
フロア5上にレーザー電源6と、レーザー電源6に接続
したレーザー発振器7が設置されている。レーザー発振
器7にはオペレーションフロア5からシュラウド胴2内
下部まで昇降し、水平旋回、水平伸縮する機能を有する
導光手段8が接続されている。Reference numeral 5 denotes an operation floor installed above the reactor pressure vessel 1. On this operation floor 5, a laser power source 6 and a laser oscillator 7 connected to the laser power source 6 are installed. The laser oscillator 7 is connected to a light guide means 8 having functions of ascending and descending from the operation floor 5 to a lower portion inside the shroud barrel 2 and horizontally turning and expanding and contracting horizontally.
【0066】導光手段8は図2(a)に示したようにレ
ーザー発振器7に第1の導光部材9aが水平方向に接続
し、第1の導光部材9aの先端部に垂直方向に第1の回
転機構10aを有する第2の導光部材9bが接続してい
る。第2の導光部材9bには大径の第3の導光部材9c
が垂直方向に接続し、この第3の導光部材9c内に挿入
される小径の第4の導光部材9dが設けられている。As shown in FIG. 2 (a), the light guide means 8 has a first light guide member 9a connected to the laser oscillator 7 in the horizontal direction, and a vertical direction to the tip of the first light guide member 9a. The second light guide member 9b having the first rotation mechanism 10a is connected. The second light guide member 9b has a large diameter third light guide member 9c.
Are connected in the vertical direction, and a small-diameter fourth light guide member 9d inserted into the third light guide member 9c is provided.
【0067】第3の導光部材9cと第4の導光部材9d
には第1の伸縮機構11aが取着されて、この第1の伸
縮機構11aの作動によって第4の導光部材9dは第3
の導光部材9内に挿入または引き抜きされて垂直方向に
伸縮自在となっている。The third light guide member 9c and the fourth light guide member 9d
Has a first telescopic mechanism 11a attached thereto, and the operation of the first telescopic mechanism 11a causes the fourth light guide member 9d to move to the third
Is inserted or pulled out into the light guide member 9 and is vertically expandable and contractible.
【0068】第4の導光部材9dの先端部には水平方向
に、その側面を示す図2(b)に示すように、第5の導
光部材9eおよび第6の導光部材9fが接続されてい
る。第6の導光部材9fの先端部には、図2(a)に示
すように第7の導光部材9gおよび第8の導光部材9h
が接続されている。第5の導光部材9eには第2の回転
機構10bが設けられており、大径の第7の導光部材9
gと小径の第8の導光部材9hには水平方向に伸縮する
第2の伸縮機構11bが設けられている。A fifth light guide member 9e and a sixth light guide member 9f are connected to the distal end of the fourth light guide member 9d in the horizontal direction, as shown in FIG. Have been. As shown in FIG. 2A, a seventh light guide member 9g and an eighth light guide member 9h are provided at the distal end of the sixth light guide member 9f.
Is connected. The fifth light guide member 9e is provided with a second rotation mechanism 10b, and has a large diameter seventh light guide member 9b.
A second telescopic mechanism 11b that expands and contracts in the horizontal direction is provided on the eighth light guide member 9h having a small diameter g.
【0069】第8の導光部材9hの先端部には照射ヘッ
ド12が取着されている。また、第1の導光部材9a内
の先端部には第1の反射部材13a(ミラー)が挿着さ
れ、第4の導光部材9d内の下部には第2の反射部材1
3b(ミラー)が挿着され、照射ヘッド12には集光部
材14(レンズ)が挿着されている。An irradiation head 12 is attached to the tip of the eighth light guide member 9h. Further, a first reflecting member 13a (mirror) is inserted into a tip portion in the first light guiding member 9a, and a second reflecting member 1 is provided in a lower portion in the fourth light guiding member 9d.
3b (mirror) is inserted, and a light collecting member 14 (lens) is inserted into the irradiation head 12.
【0070】このような構成において、オペレーション
フロア5上に設置したレーザー電源6を作動しレーザー
発振器7に電圧を印加してレーザー光15(図1参照)
を照射させる。レーザー発振器7から照射されたレーザ
ー光15は導光手段8の第1の導光部材9a内の第1の
反射部材13aで反射して第2〜第4の導光部材9b〜
9d内を通過し、第2の反射部材13bで反射し第5〜
第8の導光部材9e〜9hを通して集光部材14により
施工面16に適正な口径のスポットを形成するように絞
られる。In such a configuration, the laser power source 6 installed on the operation floor 5 is operated to apply a voltage to the laser oscillator 7 and to apply a laser beam 15 (see FIG. 1).
Is irradiated. The laser light 15 emitted from the laser oscillator 7 is reflected by the first reflecting member 13a in the first light guiding member 9a of the light guiding means 8, and is reflected by the second to fourth light guiding members 9b to 9b.
9d, reflected by the second reflecting member 13b, and
The light is condensed by the condensing member 14 through the eighth light guide members 9e to 9h so that a spot having an appropriate diameter is formed on the construction surface 16.
【0071】導光手段8の第1,第2の回転機構10
a,10bや第1,第2の伸縮機構11a,11bを動
作させることにより、照射ヘッド12を炉内構造物また
はノズル部を含む原子炉圧力容器1内の施工面16近傍
に走査させて施工面16にレーザー光15を照射し、予
防保全または補修作業を行う。The first and second rotating mechanisms 10 of the light guiding means 8
a, 10b and the first and second telescoping mechanisms 11a, 11b are operated to scan the irradiation head 12 near the construction surface 16 in the reactor pressure vessel 1 including the reactor internals or the nozzle. The surface 16 is irradiated with a laser beam 15 to perform preventive maintenance or repair work.
【0072】本実施の形態によれば、導光手段8はその
内部に形成された光導波路(レーザー光の転送経路)に
よってレーザー光15を転送するとともに、照射ヘッド
12を駆動して施工面16にレーザー光を照射できるよ
うに回転機能および伸縮機能を有している。したがっ
て、照射ヘッド12を施工面16に近づけて対向させる
ことが容易である。According to the present embodiment, the light guide means 8 transfers the laser light 15 through the optical waveguide (transfer path of the laser light) formed therein and drives the irradiation head 12 to drive the work surface 16. It has a rotation function and an expansion / contraction function so that it can be irradiated with laser light. Therefore, it is easy to bring the irradiation head 12 closer to the construction surface 16 and to face it.
【0073】また、レーザー発振器7が空間的に余裕が
あるオペレーションフロア5上に配置されているので、
大型のレーザー発振器7から高エネルギー密度のレーザ
ー光15を照射することができる。この照射により、炉
内構造物またはノズル部を含む原子炉圧力容器1内の施
工面16にレーザピーニング、溶融、クラッディング、
溶接等の予防保全、補修作業を行うことができる。Further, since the laser oscillator 7 is arranged on the operation floor 5 where there is sufficient space,
High-energy density laser light 15 can be emitted from the large laser oscillator 7. By this irradiation, laser peening, melting, cladding, and the like are performed on the construction surface 16 in the reactor pressure vessel 1 including the reactor internals or the nozzle portion.
Preventive maintenance and repair work such as welding can be performed.
【0074】つぎに、図3および図4により本発明に係
るレーザ保全・補修装置の第2の実施の形態を説明す
る。Next, a second embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0075】なお、図3および図4中、図1および図2
と同一部分または同一機能を有する部分には同一符号を
付して重複する部分の説明は省略する。Note that FIGS. 1 and 2 in FIGS. 3 and 4
The same reference numerals are given to the same portions or portions having the same functions, and the description of the overlapping portions is omitted.
【0076】本実施の形態が第1の実施の形態と異なる
点は、オペレーションフロア上にレーザー電源6のみ設
置し、このレーザー電源6にケーブル線17を介してレ
ーザー発振器7を接続し、このレーザー発振器7をレー
ザー照射装置18(後述する液密構造体と導光手段8と
照射ヘッド12とからなる)とともに原子炉圧力容器1
内に設置している。この構成により、レーザー発振器7
と施工面16との距離が短くなることにより、レーザー
光照射の際の位置決め精度を高めることができる。ま
た、導光手段8の導光部材が短くなることにより、レー
ザー照射装置18の据付けを容易にすることができる。This embodiment is different from the first embodiment only in that only a laser power source 6 is installed on the operation floor, and a laser oscillator 7 is connected to the laser power source 6 via a cable line 17. The oscillator 7 and the laser irradiation device 18 (which comprise a liquid-tight structure, a light guide means 8 and an irradiation head 12 described later) and the reactor pressure vessel 1
Installed inside. With this configuration, the laser oscillator 7
The positioning distance at the time of laser beam irradiation can be improved by shortening the distance between the laser beam and the construction surface 16. In addition, since the light guide member of the light guide unit 8 is shortened, the installation of the laser irradiation device 18 can be facilitated.
【0077】レーザー照射装置18は、第1の実施の形
態で示したレーザー発振器7と、水密容器19と、導光
手段8と、照射ヘッド12とによって構成されている。
水密容器19には図4(a)に示したようにレーザー発
振器7から照射するレーザー光15を通過させるレーザ
ー透過窓20を有している。この水密容器19のレーザ
ー透過窓20を覆うようにして第1の導光部材9aが接
続されている。その他の部分の構成は、基本的には前記
第1の実施の形態と同様なので、それらの部分の説明は
省略する。The laser irradiation device 18 includes the laser oscillator 7, the watertight container 19, the light guide 8, and the irradiation head 12 described in the first embodiment.
As shown in FIG. 4A, the watertight container 19 has a laser transmission window 20 through which the laser light 15 emitted from the laser oscillator 7 passes. The first light guide member 9a is connected so as to cover the laser transmission window 20 of the watertight container 19. The configuration of other parts is basically the same as that of the first embodiment, and the description of those parts will be omitted.
【0078】このような構成において、レーザー発振器
7からのレーザー光15は水密容器19のレーザー透過
窓20から第1の導光部材9aに入り、第1の反射部材
13aにより反射しながら第1の実施の形態と同様に照
射ヘッド12の集光部材14を介して施工面16に集光
し、炉内構造物またはノズル部を含む原子炉圧力容器1
内の施工面16にレーザピーニング、溶融、溶接の予防
保全、補修作業を行う。In such a configuration, the laser beam 15 from the laser oscillator 7 enters the first light guide member 9a through the laser transmission window 20 of the watertight container 19, and is reflected by the first reflection member 13a while the first light is reflected by the first reflection member 13a. As in the embodiment, the light is condensed on the construction surface 16 via the light condensing member 14 of the irradiation head 12, and the reactor pressure vessel 1 including the in-furnace structure or the nozzle portion
Preventive maintenance and repair work of laser peening, melting, and welding are performed on the construction surface 16 inside.
【0079】導光手段8の第1,第2の回転機構10
a,10bや第1,第2の伸縮機構11a,11bを動
作させることによって照射ヘッド12を施工面16に走
査できるため、目的とする範囲を隅なく施工できる。The first and second rotating mechanisms 10 of the light guiding means 8
By operating the a, 10b and the first and second telescopic mechanisms 11a, 11b, the irradiation head 12 can be scanned on the construction surface 16, so that a desired range can be constructed without any corners.
【0080】本実施の形態によれば、レーザー発振器7
と施工面16の距離を短くできるため、レーザー照射の
ための位置決めの精度を高めることが容易である。ま
た、据え付け時に相対位置精度を高い状態で据え付けな
ければならない導光部材を短縮できるので、据え付け時
の作業が容易となる。According to the present embodiment, the laser oscillator 7
Since the distance between the laser beam and the construction surface 16 can be shortened, it is easy to increase the positioning accuracy for laser irradiation. In addition, since the light guide member that must be installed with high relative positional accuracy during installation can be shortened, the work at the time of installation becomes easy.
【0081】つぎに、図5および図6により本発明に係
るレーザ保全・補修装置の第3の実施の形態を説明す
る。Next, a third embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0082】なお、図5および図6中、図1から図4と
同一部分または同一機能を有する部分には同一符号を付
して重複する部分の説明は省略する。In FIGS. 5 and 6, the same parts or parts having the same functions as those in FIGS. 1 to 4 are denoted by the same reference numerals, and the description of the overlapping parts will be omitted.
【0083】本実施の形態が第2の実施の形態と異なる
点は、上部格子板3にセンターポスト21を設置し、こ
のセンターポスト21を中心にして水平方向に旋回する
旋回装置22を設け、この旋回装置22上にレール23
を敷設し、レール23を走行する移動台車24を設け、
この移動台車24に水密容器19と導光手段8等からな
るレーザー照射装置18を設けたことにある。The present embodiment is different from the second embodiment in that a center post 21 is provided on the upper lattice plate 3 and a turning device 22 which turns horizontally around the center post 21 is provided. A rail 23 is mounted on the turning device 22.
Is laid, and a movable carriage 24 running on the rail 23 is provided,
The laser irradiation device 18 including the watertight container 19 and the light guide 8 is provided on the movable carriage 24.
【0084】図6は図5中A部を拡大して示すもので、
旋回装置22の先端部下面には、垂直方向車輪25が取
着され、この垂直方向車輪25はシュラウド上縁部2a
の上端面に沿って走行する。また、シュラウド上縁部2
aの上部内面に沿って走行する水平方向車輪26が旋回
装置22の下面に設けられた水平方向車輪取付部材27
を介して取着されている。FIG. 6 is an enlarged view of part A in FIG.
A vertical wheel 25 is attached to the lower surface of the tip of the turning device 22, and the vertical wheel 25 is attached to the upper edge 2a of the shroud.
Travel along the top surface of the. Also, the shroud upper edge 2
a horizontal wheel 26 running along the upper inner surface of the turning device 22 has a horizontal wheel mounting member 27
Has been attached through.
【0085】本実施の形態では上部格子3に設置された
センターポスト21を中心にして旋回装置22が水平方
向に旋回する。旋回装置22上に設置された移動台車2
4にはレーザー発振器7を内蔵した水密容器19が設置
されているので、レーザー照射装置18は水平方向に移
動自在になっている。また、レーザ装置18の照射ヘッ
ド12は導光部材に取着した伸縮機構により垂直方向に
移動自在になっている。導光部材内には反射部材13
(ミラー)が設けられており、照射ヘッド12には集光
部材14(レンズ)が組み込まれている。In the present embodiment, the turning device 22 turns horizontally around the center post 21 installed on the upper lattice 3. Moving cart 2 installed on turning device 22
Since a watertight container 19 containing the laser oscillator 7 is installed in 4, the laser irradiation device 18 is freely movable in the horizontal direction. The irradiation head 12 of the laser device 18 is vertically movable by an expansion / contraction mechanism attached to the light guide member. The reflection member 13 is provided in the light guide member.
(Mirror) is provided, and the light-collecting member 14 (lens) is incorporated in the irradiation head 12.
【0086】本実施の形態によれば、炉心部の上部格子
板3にセンターポスト21を介して遠隔駆動される旋回
装置を設け、この旋回装置22に移動台車24およびレ
ーザー照射装置18を設けている。照射ヘッド12にシ
ュラウド2内の内面を施工面16とした場合の施工面1
6に対して水平旋回、水平伸展および昇降の3自由度を
付与できるため、レーザピーニング、溶融、クラッディ
ング、溶接等の予防保全、補修作業を行うことが容易と
なる。According to the present embodiment, the upper lattice plate 3 in the core portion is provided with a turning device which is remotely driven via the center post 21, and the turning device 22 is provided with the movable carriage 24 and the laser irradiation device 18. I have. Work surface 1 when the inner surface inside shroud 2 is used as work surface 16 for irradiation head 12
6 can be given three degrees of freedom of horizontal rotation, horizontal extension and vertical movement, so that it is easy to perform preventive maintenance and repair work such as laser peening, melting, cladding, and welding.
【0087】また、シュラウド胴2の上縁部2aを走行
する垂直方向車輪25と水平方向車輪26により旋回装
置22を円滑に旋回駆動させることができるため、原子
炉内予防保全作業がさらに容易となる。Further, since the turning device 22 can be smoothly turned by the vertical wheels 25 and the horizontal wheels 26 running on the upper edge 2a of the shroud drum 2, preventive maintenance work in the reactor is further facilitated. Become.
【0088】図7は図6の本実施形態の他の変形例を示
したもので、図6と同一部分には同一符号を付してい
る。図7においてはシュラウド上縁部2aの下面を施工
面16として、この施工面16の予防保全、補修作業を
行う場合である。FIG. 7 shows another modification of the embodiment of FIG. 6, and the same parts as those of FIG. 6 are denoted by the same reference numerals. FIG. 7 shows a case where the lower surface of the upper edge 2a of the shroud is used as a construction surface 16 to perform preventive maintenance and repair work on the construction surface 16.
【0089】この変形例では、照射ヘッド12の先端と
集光部材14との間に、第3の反射部材13cを設け
て、第2の反射部材13bから集光部材14を通して照
射された水平方向のレーザー光15を直角方向上方に反
射させ、そのレーザー光15をシュラウド上縁部2aの
下面の施工面16に照射する。このようにすることによ
り、シュラウド上縁部2aの下面の下向き部分に存在す
る施工面16に対しても確実にレーザー光15を照射す
ることができる。In this modification, a third reflecting member 13c is provided between the tip of the irradiation head 12 and the light condensing member 14, so that the light emitted from the second reflecting member 13b through the light condensing member 14 is irradiated in the horizontal direction. Is reflected upward in the right angle direction, and the laser light 15 is applied to the construction surface 16 on the lower surface of the upper edge 2a of the shroud. By doing so, it is possible to reliably irradiate the laser light 15 also on the construction surface 16 existing in the downward portion of the lower surface of the shroud upper edge 2a.
【0090】つぎに、図8および図9により本発明に係
るレーザ保全・補修装置の第4の実施の形態を説明す
る。Next, a fourth embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention will be described with reference to FIGS.
【0091】図8はシュラウド上縁部の溶接部近傍を補
修しているのに対して図9はシュラウド下部の溶接部を
補修する状態を示しており、図1から図7と同一部分に
は同一符号を付して重複する部分の説明は省略する。FIG. 8 shows a state in which the vicinity of the weld at the upper edge of the shroud is repaired, while FIG. 9 shows a state in which the weld at the lower part of the shroud is repaired. The same reference numerals are given and the description of the overlapping portions will be omitted.
【0092】本実施の形態は炉心部の上部格子板3に旋
回、伸展、上下昇降機構を有する遠隔駆動装置28を設
け、この遠隔駆動装置28にレーザー発振器7を内蔵す
る液密容器19を設ける。この液密容器19を原子炉圧
力容器1内の炉水中に設置し、液密容器19の透明なレ
ーザー透過窓20に合わせて複数の導光部材を組み合わ
せた導光手段8からなるレーザー照射装置18により構
成されている。In this embodiment, a remote drive unit 28 having a swivel, extension, up and down elevating mechanism is provided on the upper lattice plate 3 in the core, and a liquid-tight container 19 containing the laser oscillator 7 is provided in the remote drive unit 28. . This liquid-tight container 19 is placed in the reactor water in the reactor pressure vessel 1, and a laser irradiating device comprising a light guide means 8 in which a plurality of light guide members are combined in accordance with a transparent laser transmission window 20 of the liquid-tight container 19. 18.
【0093】レーザー照射装置18は遠隔駆動装置28
を炉心部の上部格子板3に据え付けたのち、上部格子板
3の格子よりも断面形状を小さくした状態で遠隔駆動装
置28の上下駆動部に取り付けられる。The laser irradiation device 18 is a remote driving device 28
Is mounted on the upper lattice plate 3 in the core portion, and then attached to the vertical drive unit of the remote drive device 28 in a state where the cross-sectional shape is smaller than the lattice of the upper lattice plate 3.
【0094】つぎに遠隔駆動装置28の上下、旋回、伸
展の自由度により施工位置に位置決めされた後、レーザ
ー照射装置18の回転機構10、伸縮機構11を使用し
て照射ヘッド12を施工面16に走査し、作業を行う。Next, after being positioned at the work position by the degree of freedom of up and down, turning, and extension of the remote drive device 28, the irradiation head 12 is moved to the work surface 16 by using the rotating mechanism 10 and the telescopic mechanism 11 of the laser irradiation device 18. Scan and work.
【0095】遠隔駆動装置28は外径270mm、全長
5,400mmの円筒状ケース29にXリンクの伸展ア
ーム30と本体31を収納した構造となっている。本体
31にはレーザ照射位置18の照射ヘッド12の昇降機
構(図示せず)を有し、本体31が有する自由度は水平
旋回、水平伸展および昇降の3自由度である。動作スト
ロークは旋回±180度、伸展約2,000mm、昇降
約2,000mmで炉心中心設置時にシュラウド胴2の
内壁全域をカバーできる動作範囲を有している。The remote drive device 28 has a structure in which an X-link extension arm 30 and a main body 31 are housed in a cylindrical case 29 having an outer diameter of 270 mm and a total length of 5,400 mm. The main body 31 has a mechanism for raising and lowering the irradiation head 12 at the laser irradiation position 18 (not shown), and the main body 31 has three degrees of freedom of horizontal rotation, horizontal extension and vertical movement. The operation stroke is ± 180 degrees of rotation, the extension is about 2,000 mm, and the elevation is about 2,000 mm, and has an operation range that can cover the entire inner wall of the shroud drum 2 when the core is installed at the center.
【0096】伸展アーム30と本体31に設けた昇降機
構は伸展アーム30を縮めると本体31とともにケース
29に収まる。このため、炉心支持板4の穴も通過可能
で、炉心支持板4より下部のシュラウド胴2内の作業に
も適用できる。When the extension arm 30 is contracted, the elevating mechanism provided on the extension arm 30 and the main body 31 is accommodated in the case 29 together with the main body 31. For this reason, the holes in the core support plate 4 can pass through, and the present invention can be applied to the operation inside the shroud cylinder 2 below the core support plate 4.
【0097】図9はシュラウド胴2の下部溶接部を施工
面16とし、導光部材9を垂直に伸展し、照射ヘッド1
2を施工面16に対向させた状態を示しており、図8と
その他の構成は本質的に変わるものではないので、その
説明は省略する。FIG. 9 shows that the lower welded portion of the shroud cylinder 2 is used as the working surface 16, the light guide member 9 is extended vertically, and the irradiation head 1 is
8 shows a state in which the construction 2 is opposed to the construction surface 16, and the other configuration is essentially the same as that in FIG.
【0098】つぎに図10により本発明に係るレーザ保
全・補修装置の第5の実施の形態を説明する。Next, a fifth embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention will be described with reference to FIG.
【0099】本実施の形態が第1の実施の形態と異なる
点は第1〜第4の導光部材9a〜9dが十分な液密構造
で、回転自在に取り付けられた導光部材9b,9cは相
互に回転可能な構造であり、伸展自在に取りつけられた
導光部材9c,9dは相互に液密を保ちながら伸展可能
な構造に形成したことにある。This embodiment is different from the first embodiment in that the first to fourth light guide members 9a to 9d have a sufficient liquid-tight structure and are rotatably attached to the light guide members 9b and 9c. Are mutually rotatable structures, and the light guide members 9c and 9d attached so as to be freely extendable are formed in a structure that can be extended while maintaining mutual liquid tightness.
【0100】すなわち、第2の導光部材9bの外周面に
上下一対のベアリング32が設けられて回転可能となっ
ており、Oリング33が設けられて第3の導光部材9c
の上部外面との間が液密構造になっている。第2の導光
部材9bの外側には回転駆動用のモータ34が設けら
れ、モータ34の回転軸に第1のギヤ35aが設けら
れ、この第1のギヤ35aと噛合して回転する第2のギ
ヤ35bが第3の導光部材9cの上部外周面に設けられ
ている。That is, a pair of upper and lower bearings 32 are provided on the outer peripheral surface of the second light guide member 9b so as to be rotatable. An O-ring 33 is provided and the third light guide member 9c is provided.
Has a liquid-tight structure with the upper outer surface. A motor 34 for rotational drive is provided outside the second light guide member 9b, and a first gear 35a is provided on a rotating shaft of the motor 34, and a second gear 35 which meshes with the first gear 35a and rotates. Gear 35b is provided on the upper outer peripheral surface of the third light guide member 9c.
【0101】また、第3の導光部材9c内に挿入する第
2の反射部材13bを内蔵した第4の導光部材9dの上
端部にはフランジ36が設けられ、フランジ36の外面
にOリング37を嵌着して、さらに第3の導光部材9c
の下端部内面に内側環状体38を形成し、この環状体3
8にOリング37を嵌着して、この上下一対のOリング
37により第3の導光部材9cと第4の導光部材9dと
の間の液密性を保っている。Further, a flange 36 is provided at the upper end of the fourth light guide member 9d including the second reflection member 13b inserted into the third light guide member 9c, and an O-ring is formed on the outer surface of the flange 36. 37 and the third light guide member 9c
An inner annular body 38 is formed on the inner surface of the lower end of the
An O-ring 37 is fitted to the upper surface 8 and a pair of upper and lower O-rings 37 maintain liquid tightness between the third light guide member 9c and the fourth light guide member 9d.
【0102】本実施の形態ではベアリング32およびO
リング33により液密性を保ちながら、モータ34およ
びギヤ35a,35bから構成される回転機構10aに
より相互に回転可能な第2の導光部材9bと第3の導光
部材9c、及びOリング37により内部を液密に保ちな
がら伸縮機構11aにより相互に伸縮可能な第3の導光
部材9cと第4の導光部材9dからなっている。In this embodiment, the bearing 32 and the O
The second light guide member 9b and the third light guide member 9c, which are rotatable with each other by the rotating mechanism 10a including the motor 34 and the gears 35a and 35b, while maintaining the liquid tightness by the ring 33, and the O-ring 37. The third light guide member 9c and the fourth light guide member 9d which can be mutually expanded and contracted by the expansion and contraction mechanism 11a while keeping the inside liquid-tight.
【0103】したがって、本実施の形態によればレーザ
ー光15は水中よりも損失の少ない気中を進行するの
で、さらに損失を少なくでき、レーザー発振器7の出力
を低下させることができる。あるいは、照射ヘッド12
の光学系の光学強度が許す限り、レーザー発振器7の出
力を高くすることができる。Therefore, according to the present embodiment, since the laser beam 15 travels through the air with less loss than underwater, the loss can be further reduced and the output of the laser oscillator 7 can be reduced. Alternatively, the irradiation head 12
As long as the optical intensity of the optical system permits, the output of the laser oscillator 7 can be increased.
【0104】つぎに図11(a),(b)により本発明
に係るレーザ保全・補修装置の第6の実施の形態を説明
する。Next, a sixth embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 11 (a) and 11 (b).
【0105】本実施の形態は導光部材9内に設ける反射
部材を遠隔操作で回転可能に位置合わせできるように導
光部材9内に第1のモータ39と第2のモータ40を2
個設けたことにある。In this embodiment, the first motor 39 and the second motor 40 are provided in the light guide member 9 so that the reflection member provided in the light guide member 9 can be rotatably positioned by remote control.
It has been provided.
【0106】本実施の形態によれば、反射部材13の角
度を遠隔で位置合わせ可能なように、反射部材13のア
クチュエータと調心測定装置となる第1および第2のモ
ータ39,40を設け、これらにより相互に直行する軸
回りに回転自在の位置合わせ機構としている。この位置
合わせ機構により、導光部材9のたわみ等により位置ず
れが生じたとしても、遠隔で位置合わせが可能であり、
作業が中断することなく短時間で予防保全、補修作業を
行うことができる。なお、反射部材13の代りにプリズ
ムを使用することもできる。According to the present embodiment, the actuator of the reflecting member 13 and the first and second motors 39 and 40 serving as the alignment measuring device are provided so that the angle of the reflecting member 13 can be adjusted remotely. Thus, the positioning mechanism is rotatable about axes perpendicular to each other. This alignment mechanism enables remote alignment even if the light guide member 9 is misaligned due to bending or the like,
Preventive maintenance and repair work can be performed in a short time without interruption. Note that a prism can be used instead of the reflecting member 13.
【0107】以上の実施形態は、導光手段として光ファ
イバの代わりに管状の導光部材を使用したものである。
これにより、気中でレーザー光を転送でき、光ファイバ
に比べて高エネルギー密度のレーザー光を転送すること
ができる。また、導光部材内部で導光されるレーザー光
はほぼ平行な光になるので、照射ヘッド部での集光の要
求が緩和される。In the above embodiment, a tubular light guide member is used as the light guide means instead of the optical fiber.
Thereby, the laser light can be transferred in the air, and the laser light having a higher energy density than the optical fiber can be transferred. In addition, since the laser light guided inside the light guide member is substantially parallel light, the requirement for condensing at the irradiation head portion is eased.
【0108】次に、照射ヘッドの各構成要素の光学強度
を高めて、高エネルギー密度のレーザー光を照射できる
ようにした実施形態について説明する。Next, a description will be given of an embodiment in which the optical intensity of each component of the irradiation head is increased so that a laser beam having a high energy density can be irradiated.
【0109】図12は、本発明に係るレーザー保全・補
修装置の第7実施形態を示す構成図である。図12に示
すように、液中に設置されたレーザー保全・補修装置の
照射ヘッド12は、図には示されていないレーザー発振
器から導光手段により伝送されたレーザー光15を収束
するための集光部材14と、集光部材14を空気中(導
光部材内側)に保持するために液体をシールするための
光学窓41と、集光されたレーザー光15を反射して施
工面16に照射するための反射ミラー42により構成さ
れている。FIG. 12 is a block diagram showing a seventh embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention. As shown in FIG. 12, the irradiation head 12 of the laser maintenance / repair device installed in the liquid collects the laser beam 15 transmitted from the laser oscillator (not shown) by the light guide means. The optical member 14, an optical window 41 for sealing a liquid to keep the light collecting member 14 in the air (inside the light guide member), and a laser beam 15 that is reflected and radiated on the construction surface 16. And a reflection mirror 42 for performing the operation.
【0110】本実施形態のレーザー保全・補修装置によ
れば、図12に示すように、液中に設置されたレーザー
保全・補修装置の照射ヘッド12は、反射ミラー42を
液中に設置して光学窓41を集光部材14の近傍に設置
したため、光学窓41に照射されるレーザー光の照射面
積が大きくなり、光学窓41の耐力を損傷を受けるエネ
ルギー密度以下に軽減することが可能である。According to the laser maintenance / repair device of this embodiment, as shown in FIG. 12, the irradiation head 12 of the laser maintenance / repair device installed in the liquid has the reflection mirror 42 installed in the liquid. Since the optical window 41 is provided near the light condensing member 14, the irradiation area of the laser beam applied to the optical window 41 is increased, and the proof stress of the optical window 41 can be reduced to the energy density at which the optical window 41 is damaged. .
【0111】また、反射ミラー42は、表面の反射膜に
よる反射ではなく、背面での全反射によりレーザ一光を
反射する構造となっている。The reflection mirror 42 has a structure in which one laser beam is reflected not by the reflection film on the surface but by total reflection on the back surface.
【0112】図13にこの反射ミラー42の構造を示
す。反射ミラー42は、例えば石英ガラスからなる透明
体43と、透明体43の背面に設けられた反射層44に
より構成されている。FIG. 13 shows the structure of the reflection mirror 42. The reflection mirror 42 includes a transparent body 43 made of, for example, quartz glass, and a reflective layer 44 provided on the back surface of the transparent body 43.
【0113】レーザー光15は、透明体43と反射層4
4の境界における全反射の臨界角よりも大きな角度で透
明体43の背面に入射するように反射ミラー5の角度を
調整しておくと、透明体表面での若干のフレネル反射を
除けばレーザー光のほとんどはこの全反射により反射さ
れる。その際の光学的強度はYAGレーザーの第2高長
波に対し15J/cm2程度となり、施工に必要なエネ
ルギーを十分反射することができる。The laser beam 15 is applied to the transparent body 43 and the reflective layer 4.
If the angle of the reflection mirror 5 is adjusted so as to be incident on the back surface of the transparent body 43 at an angle larger than the critical angle of the total reflection at the boundary of No. 4, the laser beam is removed except for a slight Fresnel reflection on the transparent body surface. Are reflected by this total reflection. At this time, the optical intensity is about 15 J / cm 2 with respect to the second high-long wave of the YAG laser, and the energy required for the construction can be sufficiently reflected.
【0114】反射層44を設けずに石英ガラス等の透明
体のみとした場合や、この反射ミラー42を空気中に設
置した場合は、全反射は起こることなくレーザー光のほ
とんどは石英ガラス等の透明体を透過してしまい、反射
ミラーとして使用することはできない。When only a transparent body such as quartz glass is used without providing the reflection layer 44, or when the reflection mirror 42 is installed in the air, almost all of the laser light is emitted without causing total reflection. The light passes through the transparent body and cannot be used as a reflection mirror.
【0115】反射層44は透明体43の屈折率、石英ガ
ラスの場合は屈折率1.4程度よりも十分小さな屈折率
を持つ物質であれば良い。もちろん屈折率1.0の真空
層であってもかまわない。The reflective layer 44 may be made of any material having a refractive index sufficiently smaller than the refractive index of the transparent body 43 and, in the case of quartz glass, a refractive index of about 1.4. Of course, a vacuum layer having a refractive index of 1.0 may be used.
【0116】さらに、この反射ミラー42の利点は、エ
ネルギー耐力が増すのみではなく、反射膜では反射する
レーザー光の波長は一つに決められているが、この反射
ミラー42によれば、ミラー媒質の屈折率が波長により
変化するため臨界角が変化するものの、全反射を維持す
るようレーザー光15の入射角を考慮すれば、波長に制
限されることがなく、レーザー光15の入射角が全反射
の臨界角よりも大きい範囲であれば任意の角度に反射ミ
ラー42を設置することができる点である。したがっ
て、この反射ミラー42によれば、従来反射ミラーが入
射するレーザー光に対して特定の角度のみに保持するよ
うにしていたのに対し、一定の範囲内で保持角度を変化
させることにより、レーザー光の照射部位を変化させて
広い範囲を施工することができる。Further, the advantage of the reflecting mirror 42 is that not only the energy resistance is increased but also the wavelength of the laser beam reflected by the reflecting film is determined to be one. Although the critical angle changes because the refractive index of the laser beam changes depending on the wavelength, if the incident angle of the laser beam 15 is considered so as to maintain the total reflection, the laser beam 15 is not limited by the wavelength and the incident angle of the The point is that the reflection mirror 42 can be installed at an arbitrary angle within a range larger than the critical angle of reflection. Therefore, according to the reflection mirror 42, while the reflection mirror is conventionally held at only a specific angle with respect to the incident laser light, the laser is changed by changing the holding angle within a certain range. A wide range can be constructed by changing the light irradiation site.
【0117】また、本発明による反射ミラー42は、高
価な誘電体多層膜等の反射膜を使用しないため安価に製
造できるという利点もある。Further, the reflection mirror 42 according to the present invention has an advantage that it can be manufactured at a low cost because a reflection film such as an expensive dielectric multilayer film is not used.
【0118】このように本実施形態によれば、これまで
光学部品のレーザー光に対する光学的強度の限界により
不可能であった高エネルギー密度のレーザー光を使用し
て水中での構造材の表面改質の施工を行うことが可能と
なる。As described above, according to the present embodiment, the surface modification of the structural material in water using a laser beam of high energy density, which has been impossible until now due to the limitation of the optical intensity of the optical component with respect to the laser beam. Quality construction can be performed.
【0119】図14は、本発明に係るレーザー保全・補
修装置の第8実施形態を示す構成図である。なお、以降
の各実施形態では前記第7実施: 形態と同一または対応
する部分には図12と同一の符号を付して説明する。FIG. 14 is a block diagram showing an eighth embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention. In the following embodiments, parts that are the same as or correspond to those in the seventh embodiment are denoted by the same reference numerals as in FIG.
【0120】図14に示すように、液中に設置されたレ
ーザー保全・補修装置の照射ヘッド12は、図には示さ
れていないレーザー発振器から導光手段を介して伝送さ
れたレーザー光15を収束するとともに、導光手段を液
密に密閉する要素を構成する集光部材14と、集光され
たレーザー光15を反射して施工面16に照射するため
の反射ミラー42により構成されている。As shown in FIG. 14, the irradiation head 12 of the laser maintenance / repair device installed in the liquid emits a laser beam 15 transmitted from a laser oscillator (not shown) via a light guide. It is composed of a converging member 14 which converges and constitutes an element for sealing the light guide means in a liquid-tight manner, and a reflecting mirror 42 for reflecting the condensed laser light 15 and irradiating the construction surface 16 with it. .
【0121】それぞれの構成要素は前述した第7実施形
態と同様であるが、第7実施形態と異なり本実施形態で
は光学窓を用いずに集光部材14により導光手段を液密
にシールしている。空気中と異なり集光部材14の片面
を液体に接した場合、液体の屈折率は空気よりも大き
く、レンズの焦点距離も空気中に比べ長くなる。液体が
水であった場合、焦点距離は約1.3倍になる。この場
合、あらかじめ液体による焦点距離の変化を予想し、集
光部材14の位置を調整しておけば、液体をシールする
ための光学窓を必要とせず装置の簡略化が可能となる。The respective components are the same as those in the above-described seventh embodiment. However, unlike the seventh embodiment, in this embodiment, the light guide means is sealed in a liquid-tight manner by the condensing member 14 without using an optical window. ing. When one surface of the light collecting member 14 is in contact with the liquid, unlike in air, the refractive index of the liquid is larger than that of air, and the focal length of the lens is longer than that of air. If the liquid was water, the focal length would be about 1.3 times. In this case, if the change in the focal length due to the liquid is predicted in advance and the position of the light collecting member 14 is adjusted, an optical window for sealing the liquid is not required, and the apparatus can be simplified.
【0122】図15は、本発明に係るレーザー保全・補
修装置の第9実施形態を示す構成図である。FIG. 15 is a block diagram showing a ninth embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention.
【0123】図15に示すように、液中に設置されたレ
ーザー保全・補修装置の照射ヘッド12は、図には示さ
れていないレーザー発振器から導光手段を介して伝送さ
れたレーザー光15を収束するとともに、導光手段を液
密に密閉する要素を構成する集光部材14と、集光され
たレーザー光15を反射して施工面16に照射するため
の反射ミラー42と、レーザー光散乱原因物質を除去す
る液体を施工面16に噴射するための噴射ノズル9によ
り構成されている。即ち、本実施形態では、第8実施形
態に対し液体噴射ノズル45が付加された構造となって
いる。As shown in FIG. 15, the irradiation head 12 of the laser maintenance / repair device installed in the liquid receives a laser beam 15 transmitted from a laser oscillator (not shown) via a light guide. A converging member 14 constituting an element for converging and sealing the light guide means in a liquid-tight manner; a reflecting mirror 42 for reflecting the condensed laser light 15 and irradiating the construction surface 16 with laser light; It is constituted by an injection nozzle 9 for injecting a liquid for removing a causative substance onto the construction surface 16. That is, the present embodiment has a structure in which the liquid ejection nozzle 45 is added to the eighth embodiment.
【0124】高エネルギー密度のレーザー光15を施工
面16に照射した場合、施工部表面はプラズマ化する
が、その際高温のプラズマにより気泡が発生する。ま
た、施工部表面に付着したクラッド等が除去され液体中
を浮遊する。これらの気泡やクラッド等はレーザー光散
乱原因物質と称され、レーザー光15の光路上にあった
場合、レーザー光15を散乱させ、施工面16に十分な
エネルギーが照射されなくなる原因となる。When a high energy density laser beam 15 is applied to the construction surface 16, the surface of the construction part is turned into plasma, and at that time, high-temperature plasma generates bubbles. In addition, the clad and the like attached to the surface of the construction part are removed and float in the liquid. These bubbles, cladding, and the like are referred to as laser light scattering-causing substances. If they are on the optical path of the laser light 15, they will scatter the laser light 15 and cause insufficient irradiation of the construction surface 16.
【0125】そこで、不純物をフィルターにより濾過し
たきれいな液体を施工中の施工面16に向かって噴射
し、施工面16の気泡や光路上のクラッド等を除去する
液体噴射ノズル45を設けることにより、気泡やクラッ
ド等のレーザー光散乱原因物質を照射部やレーザー光路
上から除去して常に十分なエネルギーのレーザー光15
を照射することができるようになる。Therefore, a clean liquid obtained by filtering impurities through a filter is sprayed toward the construction surface 16 under construction, and a liquid jet nozzle 45 for removing bubbles on the construction surface 16 and clad on the optical path is provided. Laser light scattering substances such as laser beam and cladding are removed from the irradiated part and the laser beam path so that the laser beam 15 having sufficient energy
Can be irradiated.
【0126】また、照射へッド12は、集光部材14付
近に気泡やゴミが滞留しないよう噴射の流れが集光部材
14の表面の泡等を除去し、かつ、気泡抜きのための穴
を設ける等の工夫を施すのが好ましい。Further, the irradiation head 12 removes bubbles and the like on the surface of the light collecting member 14 so that air bubbles and dust do not stay near the light collecting member 14, and a hole for removing bubbles. It is preferable to provide a contrivance such as providing
【0127】図16は、本発明に係るレーザー保全・補
修装置の第10実施形態を示す構成図である。FIG. 16 is a block diagram showing a tenth embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention.
【0128】図16に示すように、空気中に設置された
レーザー保全・補修装置の照射ヘッド12は、図には示
されていないレーザー発振器から導光手段を介して伝送
されたレーザー光15を収束杜とともに、導光手段を液
密に密閉する要素を構成する集光部材14と、集光され
たレーザー光15を反射して空気中の施工面16に照射
するための反射ミラー42と、レーザー照射部表面に液
層を形成する液体噴射ノズル46により構成されてい
る。As shown in FIG. 16, the irradiation head 12 of the laser maintenance / repair device installed in the air receives a laser beam 15 transmitted from a laser oscillator (not shown) via a light guide. A converging member, a condensing member 14 constituting an element for sealing the light guide means in a liquid-tight manner, a reflecting mirror 42 for reflecting the converged laser light 15 and irradiating the construction surface 16 in the air, It is constituted by a liquid jet nozzle 46 that forms a liquid layer on the surface of the laser irradiation part.
【0129】構造材の表面残留応力改善の施工では、プ
ラズマの圧力を閉じこめるための液体が必要であり、こ
のような施工では液中でレーザー光15を施工面16に
照射することが必要であるが、本実施形態では施工面1
6に噴射ノズル46により液体を噴射し、照射面に液層
47を形成する構造となっている。このようにすること
により、空気中においても施工を実施することが可能と
なる。本実施形態によれば、他の施工のため液体を除去
した場合や、設置工事中で液体がまだ満たされていない
場合でも施工が可能となる。In the process of improving the surface residual stress of the structural material, a liquid for confining the pressure of the plasma is required. In such a process, it is necessary to irradiate the laser beam 15 to the processing surface 16 in the liquid. However, in this embodiment, the construction surface 1
6, the liquid is jetted from the jet nozzle 46 to form a liquid layer 47 on the irradiation surface. By doing so, it is possible to carry out the construction even in the air. According to the present embodiment, construction can be performed even when the liquid is removed for another construction or when the liquid is not yet filled during the construction work.
【0130】図17は、本発明に係るレーザー保全・補
修装置の第11実施形態を示す構成図である。FIG. 17 is a block diagram showing an eleventh embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention.
【0131】図17に示すように、液中に設置されたレ
ーザー保全・補修装置の照射ヘッド12は導光手段8k
先端部分と円筒状に一体的に構成されている。また、こ
れを駆動機構により周方向に回転あるいは軸方向に移動
可能な構造となっている。As shown in FIG. 17, the irradiation head 12 of the laser maintenance / repair device installed in the liquid has a light guiding means 8k.
It is integrally formed with the tip portion in a cylindrical shape. In addition, it has a structure in which it can be rotated in the circumferential direction or moved in the axial direction by a driving mechanism.
【0132】図には示されていないレーザー発振器から
のレーザー光は、導光手段8を通って照射ヘッド12か
ら横方向に照射される。このような構造によれば、パイ
プ等の筒状施工物の内面(施工面16)を施工する場
合、導光手段8の先端部分と照射へッド12をパイプ内
径よりも細い円筒とすることで従来は施工が困難であっ
た部位への施工が可能となる。A laser beam from a laser oscillator (not shown) passes through the light guide means 8 and is irradiated from the irradiation head 12 in the lateral direction. According to such a structure, when the inner surface (construction surface 16) of a tubular construction such as a pipe is constructed, the distal end portion of the light guide means 8 and the irradiation head 12 are formed into a cylinder thinner than the inner diameter of the pipe. In this way, it is possible to construct a part that was difficult to construct in the past.
【0133】図18は、本発明に係るレーザー保全・補
修装置の第12実施形態を示す構成図である。FIG. 18 is a block diagram showing a twelfth embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention.
【0134】図18に示すように、液中に設置されたレ
ーザー保全・補修装置の照射ヘッド12は、図には示さ
れていないレーザー発振器から導光手段を介して伝送さ
れたレーザー光15を収束とともに、導光手段を液密に
密閉する要素を構成する集光部材14と、集光されたレ
ーザー光15を反射して施工面16に照射するための反
射ミラー42と、反射ミラー42を駆動するための位置
合わせ機構48により構成されている。As shown in FIG. 18, the irradiation head 12 of the laser maintenance / repair device installed in the liquid emits a laser beam 15 transmitted from a laser oscillator (not shown) via a light guide. Along with the convergence, a light collecting member 14 constituting an element for sealing the light guide means in a liquid-tight manner, a reflecting mirror 42 for reflecting the collected laser light 15 and irradiating the construction surface 16 with a light, and a reflecting mirror 42 It is constituted by a positioning mechanism 48 for driving.
【0135】この位置合わせ機構48により、反射ミラ
ー42は任意の方向にレーザー光15を反射して照射す
ることが可能となる。このような構造とすることで線上
あるいは面状の施工面16に対し施工する場合、位置合
わせ機構48を照射ヘッド12に内蔵することで照射ヘ
ッド12は大型化するが、照射ヘッド12を駆動する機
構は照射中は停止しておくことができるため、遠隔で連
続駆動することに起因する照射位置の誤差の発生を防止
することができ、さらに、斜め方向等の任意の角度に光
軸を設定して照射することが可能となる。By the positioning mechanism 48, the reflecting mirror 42 can reflect and irradiate the laser beam 15 in an arbitrary direction. When the linear or planar construction surface 16 is constructed with such a structure, the irradiation head 12 is enlarged by incorporating the alignment mechanism 48 into the irradiation head 12, but the irradiation head 12 is driven. The mechanism can be stopped during irradiation, so that errors in the irradiation position due to continuous continuous driving can be prevented, and the optical axis can be set at an arbitrary angle such as an oblique direction. Irradiation can be performed.
【0136】本実施形態によれば、従来の一定の角度に
しか反射することができない反射ミラーの欠点を克服
し、高エネルギー密度のレーザー光15に対し臨界角よ
りも大きな角度であれば、任意の角度に反射ミラーを調
整駆動することが可能となり、反射ミラーの角度の変更
によってレーザー光の照射部位を変えることが可能とな
り、精密なレーザー光による加工が容易となる。According to the present embodiment, the disadvantage of the conventional reflecting mirror which can reflect only at a certain angle can be overcome, and if the angle with respect to the high energy density laser beam 15 is larger than the critical angle, any angle can be used. The reflection mirror can be driven to be adjusted to the angle of 、, and the laser light irradiation site can be changed by changing the angle of the reflection mirror, and processing with precise laser light becomes easy.
【0137】図19は、本発明に係るレーザー保全・補
修装置の第13実施形態を示す構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram showing a thirteenth embodiment of the laser maintenance / repair device according to the present invention.
【0138】図19に示すように、本実施形態はレーザ
ー光の導光手段と照射ヘッドの支持駆動装置とを分離し
たものである。As shown in FIG. 19, in the present embodiment, the laser light guiding means and the driving device for supporting the irradiation head are separated.
【0139】本実施形態によれば、レーザー保全・補修
装置の照射へッド12は液中に設置され、導光手段とし
て光ファイバ49を用いてレーザー発振器7からレーザ
ー光を転送して施工面16に照射する。According to the present embodiment, the irradiation head 12 of the laser maintenance / repair device is installed in the liquid, and the laser light is transferred from the laser oscillator 7 using the optical fiber 49 as the light guide means, and the work surface is installed. Irradiate 16.
【0140】一方、照射ヘッド12は支持駆動装置50
により上下左右に駆動され、線状あるいは面状の施工面
16に順次レーザー光を照射して加工する構造となって
いる。On the other hand, the irradiation head 12 is
The laser beam is driven up, down, left, and right to sequentially irradiate a linear or planar construction surface 16 with a laser beam.
【0141】このような構造とすることで、直接見通す
ことのできない複雑な光導波路となる施工部に対し、柔
軟な光ファイバ49によりレーザー光を伝送することが
できので、複雑な形状に湾曲する光導波路を通してレー
ザー光を送ることができ、そのような光導波路の先の施
工部に対しても施工が可能となる。With such a structure, the laser light can be transmitted by the flexible optical fiber 49 to the construction portion which becomes a complicated optical waveguide which cannot be directly seen through, so that it is curved into a complicated shape. Laser light can be sent through the optical waveguide, and construction can be performed even on a construction section ahead of such an optical waveguide.
【0142】[0142]
【発明の効果】本願請求項1に係るレーザー保全・補修
装置によれば、光ファイバに代えて管状の導光部材によ
ってレーザー光を導くようにしているので、レーザー光
は概ね気中を通過し、光ファイバに比較して高エネルギ
ー密度でレーザー光を伝送することができる。According to the laser maintenance / repair device according to the first aspect of the present invention, since the laser light is guided by the tubular light guide member instead of the optical fiber, the laser light generally passes through the air. The laser beam can be transmitted at a higher energy density than the optical fiber.
【0143】また、レーザー光を空間伝送する場合は平
行光が得やすいため、拡大率を小さくしなければならな
い要求が緩和され、焦点深度を深くとれるので、位置決
め精度の要求が緩和される。In the case where laser light is transmitted spatially, parallel light is easily obtained, so that the requirement that the magnification must be reduced is relaxed, and the depth of focus can be increased, so that the requirement of positioning accuracy is relaxed.
【0144】また、導光手段に旋回伸縮機構を設けてい
るため、照射ヘッドを施工面に近づけて対向させること
が容易であり、一方離れた広い場所で大型のレーザー発
振器から高エネルギー密度のレーザー光を照射ヘッドに
送ることができる。Further, since the light guiding means is provided with a swiveling mechanism, it is easy to bring the irradiation head close to the construction surface and to face the same. Light can be sent to the illumination head.
【0145】従って、本発明のレーザー保全・補修装置
によれば、原子炉容器等にこのレーザー保全・補修装置
を用いれば、炉内構造物またはノズル部を含む原子炉圧
力容器内の施工面にレーザピーニング、溶融、クラッデ
ィング、溶接等の予防保全、補修作業を行うことができ
る。Therefore, according to the laser maintenance / repair device of the present invention, if this laser maintenance / repair device is used in a reactor vessel or the like, the construction surface in the reactor pressure vessel including the reactor internal structure or the nozzle portion can be used. Preventive maintenance and repair work such as laser peening, melting, cladding and welding can be performed.
【0146】本願請求項2に係るレーザー保全・補修装
置によれば、レーザー発振器を水密容器の内部に収納し
ていることにより、水中作業においてレーザー発振器と
施工面との距離を短くでき、レーザー光の伝送損失を減
らすことができる。また、レーザー発振器と施行面の距
離が短いため、位置決め精度を高めることが容易で、相
対位置精度が要求される導光部材を短縮でき、よって据
付時の作業が容易となる。According to the laser maintenance / repair device according to the second aspect of the present invention, since the laser oscillator is housed in the watertight container, the distance between the laser oscillator and the work surface can be reduced in underwater work, and the laser light Transmission loss can be reduced. In addition, since the distance between the laser oscillator and the working surface is short, it is easy to increase the positioning accuracy, and it is possible to shorten the light guide member requiring the relative position accuracy, thereby facilitating the installation work.
【0147】本願請求項3に係るレーザー保全・補修装
置は、原子炉圧力容器内のシュラウド胴上部の上部格子
板にセンターポストを立設し、このセンターポストの旋
回装置と移動台車によってレーザー照射装置を駆動する
ので、照射ヘッドが旋回、水平伸展および昇降の3自由
度を有し、レーザー光を施工面に確実に照射でき、これ
により原子炉圧力容器および炉内構造物のレーザピーニ
ング、溶融、クラッディング、溶接等の予防保全、補修
作業を行うことができる。In the laser maintenance / repair device according to the third aspect of the present invention, a center post is erected on an upper lattice plate above a shroud body in a reactor pressure vessel, and a laser irradiating device is formed by a turning device and a movable cart of the center post. , The irradiation head has three degrees of freedom of swiveling, horizontal extension and elevating, and can irradiate the laser light to the construction surface with certainty. This allows laser peening, melting, Preventive maintenance and repair work such as cladding and welding can be performed.
【0148】本願請求項4に係るレーザー保全・補修装
置は、上記センターポストの旋回装置の先端部にシュラ
ウド胴上縁部に接する垂直方向車輪と水平方向車輪とを
取着している。In the laser maintenance / repair device according to the fourth aspect of the present invention, a vertical wheel and a horizontal wheel that are in contact with the upper edge of the shroud body are attached to the tip of the turning device of the center post.
【0149】このレーザー保全・補修装置によれば、シ
ュラウド胴上縁部を走行する垂直方向車輪と水平方向車
輪により旋回装置を円滑に旋回駆動させることができ、
照射ヘッドの位置決めが容易になるので、原子炉内の保
全、補修作業を容易に行うことができる。According to this laser maintenance / repair device, the turning device can be smoothly turned by the vertical and horizontal wheels running on the upper edge of the shroud body.
Since the positioning of the irradiation head is facilitated, maintenance and repair work in the reactor can be easily performed.
【0150】本願請求項5に係るレーザー保全・補修装
置は、原子炉圧力容器内のシュラウド胴上部の上部格子
板に遠隔駆動装置を設け、この遠隔駆動装置にレーザー
照射装置を設けている。In the laser maintenance / repair device according to the fifth aspect of the present invention, a remote drive device is provided on an upper lattice plate above a shroud body in a reactor pressure vessel, and a laser irradiation device is provided on the remote drive device.
【0151】本発明によれば、水平旋回、水平伸展およ
び昇降の3自由度を有する遠隔駆動装置により、照射ヘ
ッドをシュラウド胴内壁全域に移動させることが容易で
あり、検査、補修など一連の保全、補修作業を連続的に
効率よく実施することができる。According to the present invention, it is easy to move the irradiation head over the entire inner wall of the shroud body by a remote driving device having three degrees of freedom of horizontal turning, horizontal extension and vertical movement, and a series of maintenance such as inspection and repair. In addition, the repair work can be continuously and efficiently performed.
【0152】また、遠隔駆動装置の寸法を炉心支持板の
穴から挿入できる寸法とすることにより、炉心支持板よ
り下部のシュラウド内作業を行うことができる。Further, by setting the size of the remote driving device to a size that can be inserted from the hole of the core support plate, the work inside the shroud below the core support plate can be performed.
【0153】本願請求項6に係るレーザー保全・補修装
置は、導光部材の外面にベアリング、Oリング、回転駆
動用のモータ、モータの回転軸に取り付けたギヤ、及び
導光部材の外面に設けたギヤを設けることにより、一方
の導光部材と他方の部材とが回転伸縮自在となり、か
つ、これらの回転伸縮動作中に導光部材を液密に保つこ
とができる。これにより、液中において施工可能なレー
ザー保全・補修装置を得ることができる。The laser maintenance / repair device according to claim 6 of the present application is provided on the outer surface of the light guide member, a bearing, an O-ring, a motor for rotational driving, a gear attached to the rotating shaft of the motor, and the outer surface of the light guide member. By providing such gears, one of the light guide members and the other member can rotate and expand and contract, and the light guide member can be kept liquid-tight during the rotational expansion and contraction operation. This makes it possible to obtain a laser maintenance / repair device that can be installed in liquid.
【0154】本願請求項7に係るレーザー保全・補修装
置は、導光部材中の反射部材には第1および第2のモー
タにより相互に直交する軸回りに回転自在の位置合わせ
機構を設けている。In the laser maintenance / repair device according to the seventh aspect of the present invention, the reflecting member in the light guide member is provided with a positioning mechanism rotatable about axes orthogonal to each other by the first and second motors. .
【0155】本発明によれば、上記位置合わせ機構によ
り、反射部材の角度を変えることができので、導光部材
のたわみ等により位置ずれが生じたとしても、反射部材
の調整により、作業を中断することなく短時間に施工を
終了させることができる。According to the present invention, the angle of the reflection member can be changed by the above-described alignment mechanism. Therefore, even if the light guide member is displaced due to bending or the like, the operation is interrupted by adjusting the reflection member. The construction can be completed in a short time without performing.
【0156】本願請求項8に係るレーザー保全・補修装
置は、その照射ヘッドにおいて、光学窓を導光手段の液
密構造の一要素とし、その光学窓の導光手段内側または
導光手段外側に集光部材を配置し、集光部材により集光
されたレーザー光を反射する反射ミラーを設けている。
さらに、反射ミラーは、透明体と、透明体の背面に設け
た反射層とを有し、透明体背面と反射層の境界における
全反射によりレーザー光を反射するようにしている。In the laser maintenance / repair device according to claim 8 of the present application, in the irradiation head, the optical window is an element of the liquid-tight structure of the light guide means, and the optical window is provided inside or outside the light guide means of the optical window. A condensing member is arranged, and a reflection mirror for reflecting the laser light condensed by the condensing member is provided.
Furthermore, the reflection mirror has a transparent body and a reflective layer provided on the back surface of the transparent body, and reflects the laser light by total reflection at the boundary between the transparent body back surface and the reflective layer.
【0157】本発明によれば、光学窓が集光部材の近く
に配置され、光学窓へのレーザー光の照射面積を大きく
なってレーザー光のエネルギー密度を小さくすることが
できる。即ち、その分導光手段によって転送可能なレー
ザー光のエネルギーを高くすることができる。According to the present invention, the optical window is arranged near the light converging member, so that the area of the optical window irradiated with the laser beam can be increased and the energy density of the laser beam can be reduced. That is, the energy of the laser light that can be transferred by the light guiding means can be increased.
【0158】また、本発明による反射ミラーは、透明体
背面と反射層の境界における全反射によりレーザー光を
反射するようにしているので、反射ミラー表面の反射膜
の工学的強度の制限を排し、これによって高エネルギー
密度のレーザー光を使用することができる。Further, the reflecting mirror according to the present invention reflects the laser beam by total internal reflection at the boundary between the back surface of the transparent body and the reflecting layer, so that the engineering strength of the reflecting film on the reflecting mirror surface is not restricted. Thus, a laser beam having a high energy density can be used.
【0159】本願請求項9に係るレーザー保全・補修装
置は、集光部材が前記光学窓を兼ねるので、光学窓が不
要とすることができる。即ち、構造を簡素化するととも
に、光学窓の光学強度による制限を完全に排除すること
ができ、高エネルギー密度のレーザー光を転送可能なレ
ーザー保全・補修装置を得ることができる。In the laser maintenance / repair device according to the ninth aspect of the present invention, since the light collecting member also serves as the optical window, the optical window is not required. That is, it is possible to simplify the structure, completely eliminate the limitation due to the optical intensity of the optical window, and obtain a laser maintenance / repair device capable of transmitting a high energy density laser beam.
【0160】本願請求項10に係るレーザー保全・補修
装置は、照射ヘッドに施工部のレーザー光散乱原因物質
を除去する液体噴射ノズルを設けているので、施工部で
発生する気泡あるいはゴミを除去することができ、レー
ザー光を効率よく施工部に照射することができる。In the laser maintenance / repair device according to the tenth aspect of the present invention, since the irradiation head is provided with the liquid jet nozzle for removing the substance causing laser light scattering in the application section, air bubbles or dust generated in the application section are removed. It is possible to efficiently irradiate the laser beam to the construction section.
【0161】本願請求項11に係るレーザー保全・補修
装置は、照射へッドにレーザー照射部表面に液層を形成
する液体噴射ノズルを設けているので、空気中でも液中
と同様の加工が可能となる。In the laser maintenance / repair device according to the eleventh aspect of the present invention, since the irradiation head is provided with the liquid jet nozzle for forming a liquid layer on the surface of the laser irradiation part, the same processing as in liquid even in air is possible. Becomes
【0162】本願請求項12に係るレーザー保全・補修
装置は、照射ヘッドを導光手段の先端部と円筒状に一体
的に形成し、導光手段に周方向の回転と軸方向の伸縮動
作を付与する機構を設けているので、照射ヘッドを周方
向に回転あるいは軸方向に移動させながら加工すること
ができ、特に筒状の施工部の内面を容易に加工すること
が可能となる。In the laser maintenance / repair device according to the twelfth aspect of the present invention, the irradiation head is formed integrally with the tip of the light guide means in a cylindrical shape, and the light guide means is provided with a circumferential rotation and an axial expansion / contraction operation. Since the mechanism for applying the light is provided, the processing can be performed while rotating the irradiation head in the circumferential direction or moving in the axial direction. In particular, the inner surface of the tubular construction portion can be easily processed.
【0163】本願請求項13に係るレーザー保全・補修
装置は、照射ヘッドの反射ミラーに第1および第2のモ
ータにより相互に直交する軸回りに回転自在の位置合わ
せ機構を設けているので、レーザー光の反射ミラーヘの
入射角が全反射の臨界角よりも大きい角度範囲で駆動
し、レーザー光を任意の方向に反射して加工することが
できる。これにより、照射へッドを移動せずに広い範囲
の施工部を連続的に加工することが可能なレーザー保全
・補修装置を得ることができる。In the laser maintenance / repair device according to the thirteenth aspect of the present invention, since the reflection mirror of the irradiation head is provided with a positioning mechanism rotatable about axes orthogonal to each other by the first and second motors, It is possible to drive the laser beam in an angle range in which the angle of incidence of the light on the reflection mirror is larger than the critical angle of total reflection, and reflect the laser beam in an arbitrary direction for processing. This makes it possible to obtain a laser maintenance / repair device capable of continuously processing a wide range of construction parts without moving the irradiation head.
【0164】本願請求項14に係るレーザー保全・補修
装置は、導光手段は光ファイバからなり、照射ヘッドは
水平旋回、水平伸縮、垂直旋回、垂直伸縮動作を付与す
る支持駆動装置によって支持されているので、直接見通
すことのできない複雑な形状の光導波路でも施工部まで
レーザー光を容易に伝送することが可能となる。In the laser maintenance / repair device according to the fourteenth aspect of the present invention, the light guide means is made of an optical fiber, and the irradiation head is supported by a support driving device for imparting horizontal turning, horizontal stretching, vertical turning, and vertical stretching operations. Therefore, even in an optical waveguide having a complicated shape that cannot be directly seen through, it is possible to easily transmit a laser beam to a construction portion.
【図1】本発明のレーザー保全・補修装置の第1実施形
態の全体の構成と設置例を示した縦断面図。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration and an installation example of a first embodiment of a laser maintenance / repair device of the present invention.
【図2】本発明のレーザー保全・補修装置の第1実施形
態の構成を示した図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a first embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図3】本発明のレーザー保全・補修装置の第2実施形
態の全体の構成と設置例を示した縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing an entire configuration and an installation example of a second embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図4】本発明のレーザー保全・補修装置の第2実施形
態の構成を示した図。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a second embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図5】本発明のレーザー保全・補修装置の第3実施形
態の全体の構成と設置例を示した縦断面図。FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing an entire configuration and an installation example of a third embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図6】本発明のレーザー保全・補修装置の第3実施形
態のセンターポスト旋回装置の先端部の構成を拡大して
示した断面図。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view showing a configuration of a distal end portion of a center post turning device according to a third embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図7】本発明のレーザー保全・補修装置の第3実施形
態の変形例を示した縦断面図。FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a modification of the third embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図8】本発明のレーザー保全・補修装置の第4実施形
態の全体の構成と設置例を示した縦断面図。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing an entire configuration and an installation example of a fourth embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図9】シュラウド胴の下部の溶接部を施工中の本発明
の第4実施形態のレーザー保全・補修装置を示した縦断
面図。FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a laser maintenance / repair device according to a fourth embodiment of the present invention while a weld at a lower portion of a shroud barrel is being constructed.
【図10】本発明のレーザー保全・補修装置の第5実施
形態の構成を示した縦断面図。FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a fifth embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図11】本発明に係るレーザ保全・補修装置の第6の
実施の形態における反射部材の位置合わせ機構を示した
図。FIG. 11 is a view showing a reflection member positioning mechanism in a laser maintenance / repair device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図12】本発明のレーザー保全・補修装置の第7実施
形態の構成を示した縦断面図。FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing the configuration of a seventh embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図13】本発明のレーザー保全・補修装置の第7実施
形態の反射ミラーの構成を示した縦断面図。FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a reflection mirror according to a seventh embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図14】本発明のレーザー保全・補修装置の第8実施
形態の構成を示した縦断面図。FIG. 14 is a longitudinal sectional view showing the configuration of an eighth embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図15】本発明のレーザー保全・補修装置の第9実施
形態の構成を示した縦断面図。FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a ninth embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図16】本発明のレーザー保全・補修装置の第10実
施形態の構成を示した縦断面図。FIG. 16 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a tenth embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図17】本発明のレーザー保全・補修装置の第11実
施形態の構成を示した縦断面図。FIG. 17 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an eleventh embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図18】本発明のレーザー保全・補修装置の第12実
施形態の構成を示した縦断面図。FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a twelfth embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図19】本発明のレーザー保全・補修装置の第13実
施形態の構成を示した縦断面図。FIG. 19 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a thirteenth embodiment of the laser maintenance / repair device of the present invention.
【図20】従来のレーザー加工装置の構成を示した縦断
面図。FIG. 20 is a longitudinal sectional view showing a configuration of a conventional laser processing apparatus.
1 原子炉圧力容器 2 シュラウド胴 2a シュラウド上縁部 3 上部格子板 4 炉心支持板 5 オペレーションフロア 6 レーザー電源 7 レーザー発振器 8 導光手段 9a 第1の導光部材 9b 第2の導光部材 9c 第3の導光部材 9d 第4の導光部材 9e 第5の導光部材 9f 第6の導光部材 9g 第7の導光部材 9h 第8の導光部材 10a 第1の回転機構 10b 第2の回転機構 11a 第1の伸縮機構 11b 第2の伸縮機構 12 照射ヘッド 13a 第1の反射部材 13b 第2の反射部材 13c 第3の反射部材 14 集光部材 15 レーザー光 16 施工面 17 ケーブル線 18 レーザー照射装置 19 水密容器 20 レーザー透過窓 21 センターポスト 22 旋回装置 23 レール 24 移動台車 25 垂直方向車輪 26 水平方向車輪 27 水平方向車輪取付部材 28 遠隔駆動装置 29 円筒状ケース 30 伸展アーム 31 本体 32 ベアリング 33 Oリング 34 モータ 35a 第1のギヤ 35b 第2のギヤ3 36 フランジ 37 Oリング 38 内側環状体 39 第1のモータ 40 第2のモータ 41 光学窓 42 反射ミラー 43 透明体 44 反射層 45 液体噴射ノズル 46 液体噴射ノズル 47 液層 48 位置合わせ機構 49 光ファイバ 50 支持駆動装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 reactor pressure vessel 2 shroud barrel 2 a upper edge of shroud 3 upper grid plate 4 core support plate 5 operation floor 6 laser power supply 7 laser oscillator 8 light guide means 9 a first light guide member 9 b second light guide member 9 c Third light guide member 9d Fourth light guide member 9e Fifth light guide member 9f Sixth light guide member 9g Seventh light guide member 9h Eighth light guide member 10a First rotating mechanism 10b Second Rotating mechanism 11a First telescopic mechanism 11b Second telescopic mechanism 12 Irradiation head 13a First reflective member 13b Second reflective member 13c Third reflective member 14 Condensing member 15 Laser light 16 Construction surface 17 Cable line 18 Laser Irradiation device 19 Watertight container 20 Laser transmission window 21 Center post 22 Swivel device 23 Rail 24 Moving trolley 25 Vertical wheels 26 Horizontal vehicle 27 Horizontal wheel mounting member 28 Remote drive device 29 Cylindrical case 30 Extension arm 31 Main body 32 Bearing 33 O-ring 34 Motor 35a First gear 35b Second gear 3 36 Flange 37 O-ring 38 Inner annular body 39 First Motor 40 Second motor 41 Optical window 42 Reflecting mirror 43 Transparent body 44 Reflecting layer 45 Liquid ejecting nozzle 46 Liquid ejecting nozzle 47 Liquid layer 48 Alignment mechanism 49 Optical fiber 50 Support driving device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐 野 雄 二 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 向 井 成 彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 嶋 誠 之 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 依 田 正 樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 佐 藤 勝 彦 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 菊 永 宗 芳 神奈川県川崎市幸区堀川町66番2 東芝エ ンジニアリング株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Yuji Sano 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Yokohama office (72) Inventor Shigehiko Mukai Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa No. 8 Inside Toshiba Yokohama Office (72) Inventor Makoto Shima 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Yokohama Office (72) Inventor Masaki Yoda Small Koyuki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Muko Toshiba 1 Inside the Toshiba R & D Center (72) Inventor Katsuhiko Sato 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref. Toshiba Yokohama Office (72) Inventor Muneyoshi Kikunaga Kawasaki, Kanagawa 66-2 Horikawa-cho, Ichiko-ku Toshiba Engineering Corporation
Claims (14)
レーザー光を導くように接続された導光手段と、前記導
光手段からのレーザー光を集光して施工部に照射する照
射ヘッドとからなるレーザー保全・補修装置において、 前記導光手段は、液密に構成された管状の導光部材を有
し、この導光部材の内部に反射部材を設け、前記導光部
材に水平旋回、水平伸縮、垂直旋回、垂直伸縮動作を付
与する機構のうち少なくとも一つの機構を設けたことを
特徴とするレーザ保全・補修装置。1. A laser oscillator comprising: a laser oscillator; light guide means connected to guide laser light from the laser oscillator; and an irradiation head for condensing laser light from the light guide means and irradiating the laser beam to a construction section. In the laser maintenance / repair device, the light guide means has a liquid-tight tubular light guide member, a reflection member is provided inside the light guide member, and the light guide member is horizontally turned and horizontally expanded and contracted. A laser maintenance / repair device characterized in that at least one of the mechanisms for imparting vertical rotation and vertical expansion / contraction operations is provided.
と、このレーザー電源に接続した原子炉圧力容器内に設
置したレーザー照射装置とを有し、 前記レーザー照射装置は、前記レーザー電源に接続した
レーザー発振器と、このレーザー発振器を収納しレーザ
ー透過窓を有する水密容器と、前記水密容器のレーザー
透過窓に接続した導光手段と、前記導光手段からのレー
ザー光を集光して施工部に照射する照射ヘッドとを具備
し、 前記導光手段は、前記水密容器に直列的に複数本接続さ
れた液密構造の管状の導光部材を有し、これらの導光部
材の内部に反射部材を設け、前記導光部材に水平旋回、
水平伸縮、垂直旋回、垂直伸縮動作を付与する機構のう
ち少なくとも一つの機構を設けたことを特徴とするレー
ザ保全・補修装置。2. A laser power source installed outside the reactor pressure vessel, and a laser irradiation device installed inside the reactor pressure vessel connected to the laser power source, wherein the laser irradiation device is connected to the laser power source. Laser oscillator, a watertight container containing the laser oscillator and having a laser transmission window, a light guide unit connected to the laser transmission window of the watertight container, and a laser beam from the light guide unit. An irradiation head for irradiating the light-tight container, wherein the light-guiding means has a liquid-tight tubular light-guiding member connected in series to the water-tight container, and reflects light inside these light-guiding members. A member is provided, and the light guide member is horizontally turned,
A laser maintenance / repair apparatus characterized in that at least one of mechanisms for imparting horizontal expansion / contraction, vertical rotation, and vertical expansion / contraction is provided.
部格子板にセンターポストを立設し、このセンターポス
トに水平旋回自在に旋回装置を設け、この旋回装置に水
平方向に移動自在に移動台車を設け、この移動台車に前
記レーザー照射装置を搭載してなることを特徴とする請
求項2記載のレーザ保全・補修装置。3. A center post is erected on an upper lattice plate above a shroud body in a reactor pressure vessel, and a turning device is provided on the center post so as to be able to turn horizontally, and the turning device is movably moved in a horizontal direction. 3. The laser maintenance / repair device according to claim 2, wherein a truck is provided, and the laser irradiation device is mounted on the movable truck.
上縁部に接する垂直方向車輪と水平方向車輪とを取着し
てなることを特徴とする請求項3記載のレーザ保全・補
修装置。4. The laser maintenance / repair device according to claim 3, wherein a vertical wheel and a horizontal wheel that are in contact with the upper edge of the shroud body are attached to a tip portion of the turning device.
の上部格子板に水平旋回、水平伸展および上下昇降機構
を有する遠隔駆動装置を設け、この遠隔駆動装置に前記
レーザー照射装置を設けてなることを特徴とする請求項
2記載のレーザ保全・補修装置。5. A remote drive having a horizontal turning, horizontal extension and up-and-down elevating mechanism is provided on an upper lattice plate above a shroud barrel in the reactor pressure vessel, and the laser irradiation device is provided on the remote drive. 3. The laser maintenance / repair device according to claim 2, wherein:
導光部材の外面に設けたベアリングおよびOリングと、
回転駆動用のモータと、このモータの回転軸に取り付け
たギヤと噛合する前記導光部材の外面に設けたギヤとか
らなることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに
記載のレーザ保全・補修装置。6. A rotating mechanism for imparting the turning operation includes: a bearing and an O-ring provided on an outer surface of the light guide member;
The laser maintenance device according to any one of claims 1 to 5, comprising a motor for rotational driving, and a gear provided on an outer surface of the light guide member meshing with a gear attached to a rotating shaft of the motor.・ Repair equipment.
第2のモータにより相互に直交する軸回りに回転自在の
位置合わせ機構を設けてなることを特徴とする請求項1
ないし6のいずれかに記載のレーザ保全・補修装置。7. A reflection mechanism in the light guide member, wherein an alignment mechanism rotatable about axes orthogonal to each other by a first motor and a second motor is provided.
7. The laser maintenance / repair device according to any one of items 6 to 6.
レーザー光を導くように接続された導光手段と、前記導
光手段からのレーザー光を集光して施工部に照射する照
射ヘッドとからなるレーザー保全・ 補修装置において、 前記照射ヘッドは、前記導光手段の光導波路の末端にあ
って前記導光手段を密閉する要素をなすとともにレーザ
ー光を透過させる光学窓と、前記光学窓の導光手段内側
または導光手段外側に配置されてレーザー光を集光する
集光部材と、前記集光部材により集光されたレーザー光
を反射して施工部に照射する反射ミラーにより構成さ
れ、 前記反射ミラーは、透明体と、前記透明体の背面に設け
られた真空あるいは所定の流体からなる反射層とを有
し、前記透明体背面と前記反射層の境界における全反射
によりレーザー光を反射することを特徴とするレーザー
保全・ 補修装置。8. A laser oscillator, a light guiding means connected to guide laser light of the laser oscillator, and an irradiation head for condensing the laser light from the light guiding means and irradiating the laser beam to a construction section. In the laser maintenance / repair device, the irradiation head is provided at an end of an optical waveguide of the light guide means, forms an element for sealing the light guide means, and transmits a laser beam; and a light guide for the optical window. A light-collecting member that is disposed inside the light-guiding means or outside the light-guiding means and collects laser light; and a reflecting mirror that reflects the laser light condensed by the light-collecting member and irradiates the construction part with the light. The mirror has a transparent body and a reflective layer made of a vacuum or a predetermined fluid provided on the back surface of the transparent body, and a laser is formed by total reflection at a boundary between the transparent body back surface and the reflective layer. Laser maintenance and repair apparatus characterized by reflecting the.
レーザー光を導くように接続された導光手段と、前記導
光手段からのレーザー光を集光して施工部に照射する照
射ヘッドとからなるレーザー保全・補修装置において、 前記照射ヘッドは、前記導光手段の光導波路の末端にあ
って前記導光手段を密閉する要素をなすとともにレーザ
ー光を集光する集光部材と、前記集光部材により集光さ
れたレーザー光を反射して施工部に照射する反射ミラー
により構成され、 前記反射ミラーは、透明体と、前記透明体の背面に設け
られた真空あるいは所定の流体からなる反射層とを有
し、前記透明体背面と前記反射層の境界における全反射
によりレーザー光を反射することを特徴とするレーザー
保全・補修装置。9. A laser oscillator, a light guide means connected to guide laser light of the laser oscillator, and an irradiation head for condensing the laser light from the light guide means and irradiating the laser beam to a construction section. In the laser maintenance / repair device, the irradiation head is provided at an end of an optical waveguide of the light guide means and serves as an element for sealing the light guide means and collects laser light. The reflection mirror is configured to reflect the laser light condensed by and irradiate the construction portion, the reflection mirror, a transparent body, and a reflective layer made of a vacuum or a predetermined fluid provided on the back surface of the transparent body And a laser beam reflecting by total reflection at a boundary between the back surface of the transparent body and the reflection layer.
散乱原因物質を除去する液体噴射ノズルを有することを
特徴とする請求項8または9に記載のレーザー保全・補
修装置。10. The laser maintenance / repair apparatus according to claim 8, wherein said irradiation head has a liquid jet nozzle for removing a substance causing laser light scattering in a working portion.
に液層を形成する液体噴射ノズルを有することを特徴と
する請求項8または9に記載のレーザー保全・補修装
置。11. The laser maintenance / repair apparatus according to claim 8, wherein the irradiation head has a liquid jet nozzle for forming a liquid layer on the surface of the laser irradiation section.
と円筒状に一体的に形成され、前記導光手段は周方向の
回転と軸方向の伸縮動作を付与する機構を備え、筒状施
工物の内面を加工可能に構成されたことを特徴とする請
求項8ないし11のいずれかに記載のレーザー保全・補
修装置。12. The irradiation head is formed integrally with the tip of the light guide means in a cylindrical shape, and the light guide means has a mechanism for imparting rotation in the circumferential direction and expansion and contraction in the axial direction. The laser maintenance / repair device according to any one of claims 8 to 11, wherein an inner surface of the construction is machined.
および第2のモータにより相互に直交する軸回りに回転
自在の位置合わせ機構を設けてなることを特徴とする請
求項8ないし12のいずれかに記載のレーザ保全・補修
装置。13. A reflection mirror of the irradiation head, comprising:
13. The laser maintenance / repair device according to claim 8, further comprising a positioning mechanism rotatable about axes orthogonal to each other by the second motor.
記照射ヘッドは水平旋回、水平伸縮、垂直旋回、垂直伸
縮動作を付与する機構のうち少なくとも一つの機構を有
する支持駆動装置によって支持されていることを特徴と
する請求項8ないし13のいずれかに記載のレーザ保全
・補修装置。14. The light guide means is made of an optical fiber, and the irradiation head is supported by a support driving device having at least one of a mechanism for imparting horizontal rotation, horizontal expansion / contraction, vertical rotation, and vertical expansion / contraction operation. The laser maintenance / repair device according to any one of claims 8 to 13, wherein:
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