KR20230017997A - 수중 레이저 절단 장치 및 절단 방법 - Google Patents

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KR20230017997A
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Abstract

본 발명은 공기 채널을 조작하여 분사되는 공기 채널이 먼거리까지 직진성을 유지하게 하여 수중 절단을 용이하게 하는 것으로 일실시예에서, 레이저 빔을 수중 피절단물에 조사하는 노즐부를 포함하는 수중 레이저 절단 장치로서, 상기 노즐부는 레이저가 통과하며 공기 공급부와 연결되어 공기를 분사하는 중심 노즐; 상기 중심 노즐을 둘러싸며 배치되는 복수의 주변 노즐을 포함하며, 상기 복수의 주변 노즐은 상기 중심 노즐의 축 방향으로 모아지게 공기를 분사하는 수중 레이저 절단 장치를 제공한다.

Description

수중 레이저 절단 장치 및 절단 방법{Underwater Laser Cutting Device and Method}
본 발명은 수중에서 사용하는 레이저 절단 장치 및 방법에 대한 것으로, 이동 중에도 레이저 에너지의 손실 없이 절단이 가능한 수중 레이저 절단 장치 및 방법에 대한 것이다.
도 1 에는 특허문헌 1 에 개시된 레이저 절단 장치의 개락도가 도시되어 있다. 레이저 절단 장치(10)는 광섬유 케이블(1), 광 케이블 하우징(4), 중공의 관로를 형성하며 내부에서 집속된 레이저 빔을 조사하는 몸체부(5) 및 레이저 빔을 조사하는 노즐부(8)를 포함한다. 노즐부(8)에는 공동 형성 공기 주입부(8a)와 분사부(8b)가 구비되며, 노줄부(8)에서 레이저 빔 주변으로 공동 형성 가스 흐름을 형성한다. 즉, 공동 형성 공기 주입부(8a)에서 공급된 공기를 분사부(8b)를 통하여 분사함으로써, 레이저 빔의 조사경로에 레이저 빔을 따라 수벽을 형성할 수 있으며, 레이저 빔은 수벽의 내측에 형성될 수 있다. 이러한 공기 채널을 통해 수중 절단 능력이 향상될 수 있다.
하지만, 공기 채널은 수중에서 공기의 부력 특성으로 인하여 직진성이 유지되지 못하고, 중력 방향으로 휘여져서 레이저 빔이 가공 대상 물체에 도달하기 어렵게 만든다.
도 2 에는 종래의 레이저 절단 장치(10)가 수중에서 피절단 물체(20)를 절단하는 개략도가 도시되어 있다.
또한, 공기가 피절단 물체(20)의 가공면을 따라서 진행할 때, 가공 깊이가 깊어질수록 가공면의 내부에서 벽체와 마찰등의 상호작용을 하면서 초기 분사속도를 유지하지 못하게 되고 확산이 일어나면서 벽체와 분리되는 현상이 발생하며, 이렇게 공기가 분리되는 경우에 벽체와 분리되는 틈 사이로 물이 유입되면서 레이저 빔이 피절단 물체(20) 내부의 가공 벽체 면에 도달하기 전에 물과 접촉이 일어나서 레이저 에너지의 대부분이 물에서 흡수와 산란에 의해 손실되어 연속적인 레이저 가공이 방해된다.
특히, 레이저 절단 장치(10)의 헤드가 이동하면서 절단이 진행되는 방향의 내부 벽면(A)에서 이 현상이 두드러진다.
(특허문헌 1) KR 10-2020-004099 A
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기 채널을 조작하여 분사되는 공기 채널이 먼거리까지 직진성을 유지하게 하여 수중 절단을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 과제를 달성하기 위하여 다음과 같은 레이저 절단 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명은 일실시예에서, 레이저 빔을 수중 피절단물에 조사하는 노즐부를 포함하는 수중 레이저 절단 장치로서, 상기 노즐부는 레이저가 통과하며 공기 공급부와 연결되어 공기를 분사하는 중심 노즐; 상기 중심 노즐을 둘러싸며 배치되는 복수의 주변 노즐을 포함하며, 상기 복수의 주변 노즐은 상기 중심 노즐의 축 방향으로 모아지게 공기를 분사하는 수중 레이저 절단 장치를 제공한다.
일실시예에서, 상기 복수의 주변 노즐과 상기 중심 노즐은 동축 상으로 구성되며, 상기 복수의 주변 노즐은 격벽에 의해서 분리된 복수의 공기실과 상기 공기실에 연결된 노즐 출구를 포함하며, 상기 주변 노즐의 주변 노즐 출구는 상기 중심 노즐의 축에 대하여 일정거리 떨어진 위치에 위치하며, 상기 주변 노즐 출구는 상기 중심 노즐의 축 방향을 향하여 상기 축 방향에 대해서 경사지게 형성될 수 있다.
이때, 상기 복수의 주변 노즐은 상기 중심 노즐을 둘러싸는 4개의 주변 노즐이며, 상기 주변 노즐 출구는 상기 축 방향을 중심으로 90도 간격으로 배치될 수 있으며, 상기 중심 노즐은 축 방향으로 연장되는 노즐공과 상기 노즐공을 형성하는 노즐벽을 포함하며, 상기 노즐벽은 외경이 공기 분사되는 방향을 따라서 작아지며, 상기 주변 노즐 출구의 일부분은 상기 노즐벽의 외면일 수 있다.
일실시예에서, 상기 중심 노즐의 출구는 원형 단면을 가지며, 상기 주변 노즐 출구는 상기 원형 단면의 중심과 동심을 가지되 상기 원형 단면 반경 보다 큰 반경을 가지는 제 1 호형의 제 1 면과 상기 제 1 호형보다 더 큰 반경을 가지는 제 2 호형의 제 2 면 및 상기 제 1 및 제 2 면의 단부를 연결하는 제 3 면 및 제 4 면을 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 주변 노즐은 공기 공급관을 통하여 공기 공급부와 연결되며, 상기 공기 공급관에는 통과하는 공기량을 조절하는 공기량 조절부가 배치되며, 수중 레이저 절단 장치는 노즐부를 이동시키는 이동수단 및 상기 이동수단에 연결된 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 공기량 조절부와 연결되어, 상기 이동수단의 동작에 대응하여 상기 주변 노즐로 공급되는 공기량을 조절할 수 있다.
이때, 상기 제어부는 상기 노즐부의 이동 방향의 반대 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량을 이동 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량 보다 많도록 상기 공기량 조절부를 제어할 수 있다.
본 발명은 상기 수중 레이저 절단 장치를 사용한 수중 레이저 절단 방법으로, 레이저를 조사하는 상태에서 상기 노즐부를 이동시키는 이동 단계; 및 상기 이동 단계와 동시에 수행되며, 상기 복수의 주변 노즐을 통하여 상기 중심 노즐의 공기 분사 방향을 조절하는 공기 공급 단계를 포함할 수 있으며, 상기 공기 공급 단계는 상기 이동 단계에서 이동 방향의 반대 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량이 이동 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량 보다 많도록 상기 주변 노즐의 공기를 공급할 수 있다.
본 발명은 중심 노즐과 주변 노즐에 의해서 형성되는 공기 채널을 통하여 공기 채널이 직진성을 유지하게 할 수 있어서, 레이저 절단 장치를 통하여 수중 절단을 용이하게 달성할 수 있다.
도 1 은 종래의 레이저 절단 장치의 개략도이다.
도 2 는 종래의 레이저 절단 장치의 절단 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 절단 장치의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 절단 장치의 노즐부의 단면도이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 절단 장치의 노즐부의 다른 단면도이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 절단 장치의 노즐부에서 공기가 분사되는 모습의 개략도이다.
도 7 은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 절단 장치의 노즐부에서 공기가 분사되는 모습의 다른 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면', '좌', '우' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 3 에는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 절단 장치의 개락도가 도시되어 있으며, 도 4 에는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 절단 장치의 노즐부의 단면도가 도시되어 있고, 도 5 에는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저 절단 장치의 노즐부의 다른 단면도가 도시되어 있다.
수중 레이저 절단 장치(10)는 레이저 소스(40), 레이저 소스에 연결된 광섬유 케이블(1), 상기 광섬유 케이블이 고정되고 냉각수가 제공되며, 외부로부터 방수되는 광 케이블 하우징(4), 중공의 관로를 형성하며, 내부에서 집속된 레이저 빔을 조사하는 몸체부(5) 및 레이저 빔을 조사하는 노즐부(8)를 포함하며, 레이저 빔의 조사와 관련하여는 특허문헌 1 에 개시된 바와 차이가 없다.
이 실시예에서 수중 레이저 절단 장치(10)는 노즐부(8)는 레이저가 통과하며 공기 공급부와 연결되어 공기를 분사하는 분사 노즐(30)을 포함하며, 분사 노즐(30)은 중심 노즐(31)과 상기 중심 노즐(31)을 둘러싸며 배치되는 복수의 주변 노즐(32, 33, 34, 35)을 포함한다. 중심 노즐(31)은 레이저가 통과하며 레이저를 둘러싸고 공기가 분사되며, 주변 노즐(32, 33, 34, 35)은 상기 중심 노즐(31)을 둘러싸고 중심 노즐(31)의 축방향으로 모아지게 공기가 분사된다.
또한, 수중 레이저 절단 장치(10)는 레이저 헤드를 이동시키는 이동수단(50)과 상기 중심 노즐(31) 및 주변 노즐(32, 33, 34, 35)에 공기를 제공하는 공기 공급부(70, 75)를 포함하고, 상기 주변 노즐(32, 33, 34, 35)의 공기 공급량을 조절할 수 있도록 상기 공기 공급부(75)와 주변 노즐(32, 33, 34, 35) 사이의 공기 공급관에 각각 배치되는 공기량 조절부(80)와 상기 레이저 소스(40), 이동수단(50), 공기 공급부(70, 75), 및 공기량 조절부(80)와 연결되는 제어부(60)를 포함한다. 공기 공급부(70, 75)에서 공급하는 공기는 자연 상태의 공기를 의미할 수도 있지만, 이 발명에서는 불활성 가스를 포함한 기체를 의미하는 개념이다.
공기량 조절부(80)는 상기 공급부(75)와 주변 노즐(32, 33, 34, 35)을 연결하는 공기 공급관에 각각 배치되는 니들 밸브와 상기 니들 밸브에 연결된 서보 모터를 포함하며, 제어부(60)에 의해서 서보 모터가 회전됨으로써, 니들이 상하 이동하면서 공기 공급관의 개도를 조절하여 주변 노즐(32, 33, 34, 35) 각각으로 공급되는 공기량을 조절할 수 있다.
분사 노즐(30)은 도 4 및 도 5 에 도시되어 있듯이, 중앙에 배치되는 중앙 노즐(31)과 상기 중앙 노즐(31)을 둘러싸고 사방에 배치되는 주변 노즐(32, 33, 34, 35)을 포함한다. 주변 노즐(32, 33, 34, 35)는 4개로 제한되는 것은 아니지만, 레이저 헤드를 이동시키는 이동수단(50)의 이동 방향에 대응되게 구비되는 것이 바람직하며, 통상 이동수단(50)이 레이저 헤드를 상/하/좌/우로 이동시키므로, 그에 대응되게 90도 간격으로 4개의 주변 노즐(32, 33, 34, 35)이 중심 노즐(31)의 상/하/좌/우에 배치된다.
중심 노즐(31)은 공동 형성 공기 주입부(8a; 도 1 참고)와 연결되며, 공기를 레이저 조사 방향으로 분사한다. 중심 노즐(31)은, 외경이 공기 분사되는 방향을 따라서 작아지는 노즐벽(31a)과 공기가 분사되는 내부 공간(31c)을 포함하며, 상기 내부 공간(31c)를 통하여 공동 형성 공기 주입부(8a)로부터 공급된 공기가 분사되면 중심 채널(CF)을 형성한다.
주변 노즐(32, 33, 34, 35)은 도 4 를 기준으로 봤을 때 상부의 제 1 주변 노즐(32), 하부의 제 3 주변 노즐(34), 좌측의 제 2 주변 노즐(33), 우측의 제 4 주변 노즐(34)을 포함한다. 제 1 주변 노즐(32)은 공기 공급부(75)와 연결되는 공급 니플(32a), 상기 공급 니플(32)에 연결되는 내부 공간(32b), 및 상기 내부 공간(32b)과 연결되며 공기가 도출되는 주변 노즐 출구(32c)을 포함한다. 상기 내부 공간(32b)은 상기 중심 노즐(31)과 동축인 환형 공간이 격벽(36)에 의해서 4개로 분리되어 각각 제 1 내지 제 4 주변 노즐(32, 33, 34, 35)의 내부 공간을 형성한다. 상기 공급 니플(32)은 상기 중심 채널(CF)의 축에 대하여 수직한 방향으로 공급되며, 상기 내부 공간(32b)의 경사진 내벽(32d)을 타고 흐르면서 상기 주변 노즐 출구(32c)으로 분사되면서 주변 채널(PF)을 형성한다. 주변 노즐(32, 33, 34, 35)의 구조는 대칭적이므로, 제 1 주변 노즐(32)을 중심으로 설명하며, 제 2 내지 제 4 주변 노즐(33, 34, 35)의 설명은 생략하도록 한다.
주변 노즐 출구(32c)은 상기 중심 노즐(31)의 축(C)에 대하여 일정거리 떨어진 위치에 위치하며, 상기 주변 노즐 출구(32c)는 상기 중심 노즐의 축 방향을 향하여 상기 축 방향에 대해서 경사지게 형성되며, 출구의 내측면은 상기 중심 노즐(31)의 노즐벽(31a)의 외면이다.
도 6 에는 노즐 출구가 도시되어 있다. 상기 주변 노즐 출구(32c)은 레이저 조사 방향에서 봤을 때 중심 노즐(31)의 내부 공간의 원형 단면의 중심과 동심을 가지되 상기 원형 단면의 반경 보다 큰 반경을 가지는 제 1 호형의 제 1 면(32c1)과 상기 제 1 호형보다 더 큰 반경을 가지는 제 2 호형의 제 2 면(32c2) 및 상기 제 1 및 제 2 면의 단부를 연결하는 제 3 면 및 제 4 면(32c3, 32c4)을 포함하여 잘려진 도넛형상을 이룬다. 제 1 내지 제 4 주변 노즐(32, 33, 34, 35)의 주변 노즐 출구가 모이면 대략 중심 노즐 출구(31b)을 둘러싸는 환형을 이룬다.
본 발명의 일실시에에서, 노즐부(8)이 중심 노즐(31)과 함께 주변 노즐(32, 33, 34, 35)을 포함하며, 각 노즐에 연결된 공기 공급부(70, 75)에 의해 공기가 제공됨에 의해서 중심 노즐(31)에서는 중심 채널(CF)이 주변 노즐(32, 33, 34, 35)에서는 주변 채널(PF1~4)이 형성된다. 주변 노즐(32, 33, 34, 35)에 의해 형성되는 주변 채널(PF1~4)의 경우에 각각 공기 공급부(75)에 연결되며, 각 노즐로 공급되는 중간에 공기량 조절부(80)가 구비되어 각각 주변 노즐(32, 33, 34, 35)로 공급되는 공기량을 제어부(60)에 의해서 조절될 수 있다.
도 6 및 도 7 에는 공기량에 따른 공기 흐름이 도시되어 있다.
도 6 에서는 각 주변 노즐(32, 33, 34, 35)에서 동일한 공기량이 제공되는 것으로 각 주변 노즐(32, 33, 34, 35)은 대칭 구조를 가지므로, 동일한 속도로 동일한 공기량이 제공되어 상기 중심 채널(CF)을 둘러싸는 주변 채널(PF1~4)은 서로 대칭되게 공기가 분사되어 중심 채널(CF)은 축(C) 방향으로 분사되며, 중심 채널 (CF) 의 직진성이 개선될 수 있다.
도 7 에는 제 1 주변 노즐(32)로 공급되는 공기량이 제 2 내지 제 4 주변 노즐(33, 34, 35)로 공급되는 공기량 보다 많은 경우가 도시되어 있다. 도 7 에서 보이듯이, 각 주변 노즐(32, 33, 34, 35)은 대칭 구조를 가지므로, 제 1 주변 채널(32)로의 공기량이 많아서 더 빠른 속도로 공기가 공급되어 제 1 주변 채널(PF1) 은 제 1 주변 노즐(32)의 반대측에 위치하는 제 3 주변 노즐(34)의 제 3 주변 채널(PF3)보다 더 큰 힘을 중심 노즐(CF)에 가하여 중심 노즐(CF)을 축(C)으로부터 경사지게 한다. 즉, 주변 채널(32, 33, 34, 35)로의 공기량을 조절함으로써 중심 채널(CF)의 공기 흐름 방향을 조절할 수 있으며, 공기량이 많이 공급되는 주변 채널(32, 33, 34, 35)의 반대쪽으로 중심 채널(CF)의 공기 흐름이 경사지게 된다.
상기 중심 채널(CF)의 공기 흐름과 주변 채널(PF1~4)의 공기 흐름에 의해서 공동이 형성되며, 상기 공동으로 레이저가 조사됨으로써 수중 레이저 절단 작업에서 레이저 에너지는 물에 의해 간섭 교란되지 않고 절단에만 사용될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 수중 레이저 절단 장치(10)는 레이저 에너지가 절단에만 사용될 수 있도록 상황에 맞게 공동형성 방향을 조절할 수 있는 노즐부(8)를 가지는 수중 레이저 절단 장치(10)를 제공할 수 있다.
앞에서 말한 바와 같이, 이동수단(50)에 의해서 레이저 헤드가 이동되면서 절단하는 경우와 같이 이동에 의해서 물과의 간섭이 발생되는 경우에 그에 연동하여 상기 주변 노즐(32, 33, 34, 35)로의 공기 공급량을 조절하여, 물과의 간섭을 예방할 수 있으며, 그로 인하여 수중 레이저 절단 장치(10)의 절삭 효율이 향상될 수 있다.
레이저 헤드는 이동수단(50)에 의해서 상/하/좌/우 이동되므로, 그에 대응되게 상기 주변 노즐(32, 33, 34, 35)이 구비되는 경우에 이동수단(50)의 이동과 주변 노즐(32, 33, 34, 35)의 연계가 용이해질 수 있다. 예를 들어 제어부(60)는 이동수단(50)이 상방으로 레이저 헤드를 이동시키는 경우에 레이저는 상측에서 물과 접촉할 가능성이 높으므로, 상기 주변 노즐(32, 33, 34, 35) 중 상기 이동수단(50)의 반대측인 하측에 위치하는 제 3 주변 노즐(34)로의 공기량을 증대시켜 중심 채널(CF)을 상측으로 경사지게 함으로써 레이저가 물과 접촉하는 것을 예방할 수 있다. 주변 노즐(32, 33, 34, 35)의 공기량이 많은 쪽의 반대 방향으로 중심 채널(CF)이 휘어지므로, 이송방향의 반대 방향의 주변 노즐(32, 33, 34, 35)로의 공기량을 다른 방향의 주변 노즐(32, 33, 34, 35)보다 크게 함으로써, 레이저와 물과의 접촉을 막을 수 있다. 다르게, 피절단 물체(20)의 형상 혹은 상황에 따라서, 상기 주변 노즐(32, 33, 34, 35)로의 공기량을 조절하여 중심 노즐(31)의 중심 채널(CF) 방향을 조절하는 것도 가능하다.
본 발명의 수중 레이저 절단 장치(10)를 활용한 절단 방법은 다음과 같다.
피절단 물체(20)를 절단하는 경우에 제어부(60)는 수중 레이저 절단 장치(10)의 레이저 소스(40)를 가동시키 후 피절단 물체(20)를 절단하게 되는데 레이저가 조사되는 상태에서 레이저 헤드 및 노즐부(8)를 이동시키는 이동 단계와 함께, 상기 복수의 주변 노즐(32, 33, 34, 35)을 통하여 상기 중심 노즐(31)의 공기 분사 방향을 조절하는 공기 공급 단계가 제어부(60)에 의해서 수행된다.
이때, 상기 공기 공급 단계는 상기 이동 단계에서 이동수단(50)에 의한 노즐부(8)의 이동 방향의 반대 방향의 주변 노즐(32, 33, 34, 35)에서 분사되는 공기량이 이동 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량 보다 많도록 상기 주변 노즐의 공기를 공급하여, 중심 노즐(31)의 중심 채널(CF)이 이동되는 방향을 향하도록 한다.
이상에서는 본 발명의 일실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
1: 광섬유 케이블 4: 광 케이블 홀더
5: 본체부 8: 노즐부
10: 수중 레이저 절단 장치 20: 피절단 물체
30: 분사 노즐 31: 중심 노즐
31a: 노즐벽 31b: 중심 노즐 출구
32: 제 1 주변 노즐 32a: 공급 니플
32b: 내부 공간 32c: 주변 노즐 출구
32d: 내벽 33: 제 2 주변 노즐
34: 제 3 주변 노즐 35: 제 4 주변 노즐
40: 레이저 소스 50: 이동수단
60: 제어부 70, 75: 공기 공급부
80: 공기량 조절부

Claims (12)

  1. 레이저 빔을 수중 피절단물에 조사하는 노즐부를 포함하는 수중 레이저 절단 장치로서,
    상기 노즐부는
    레이저가 통과하며 공기 공급부와 연결되어 공기를 분사하는 중심 노즐;
    상기 중심 노즐을 둘러싸며 배치되는 복수의 주변 노즐을 포함하며,
    상기 복수의 주변 노즐은 상기 중심 노즐의 축 방향으로 모아지게 공기를 분사하는 수중 레이저 절단 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 주변 노즐과 상기 중심 노즐은 동축 상으로 구성되며,
    상기 복수의 주변 노즐은 격벽에 의해서 분리된 복수의 공기실과 상기 공기실에 연결된 노즐 출구를 포함하며,
    상기 주변 노즐의 주변 노즐 출구는 상기 중심 노즐의 축에 대하여 일정거리 떨어진 위치에 위치하며, 상기 주변 노즐 출구는 상기 중심 노즐의 축 방향을 향하여 상기 축 방향에 대해서 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 주변 노즐은 상기 중심 노즐을 둘러싸는 4개의 주변 노즐이며,
    상기 주변 노즐 출구는 상기 축 방향을 중심으로 90도 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 중심 노즐은 축 방향으로 연장되는 노즐공과 상기 노즐공을 형성하는 노즐벽을 포함하며,
    상기 노즐벽은 외경이 공기 분사되는 방향을 따라서 작아지며,
    상기 주변 노즐 출구의 일부분은 상기 노즐벽의 외면인 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 중심 노즐의 출구는 원형 단면을 가지며,
    상기 주변 노즐 출구는 상기 원형 단면의 중심과 동심을 가지되 상기 원형 단면 반경 보다 큰 반경을 가지는 제 1 호형의 제 1 면과 상기 제 1 호형보다 더 큰 반경을 가지는 제 2 호형의 제 2 면 및 상기 제 1 및 제 2 면의 단부를 연결하는 제 3 면 및 제 4 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변 노즐은 공기 공급관을 통하여 공기 공급부와 연결되며,
    상기 공기 공급관에는 통과하는 공기량을 조절하는 공기량 조절부가 배치되는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    수중 레이저 절단 장치는 노즐부를 이동시키는 이동수단 및 상기 이동수단에 연결된 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 공기량 조절부와 연결되어, 상기 이동수단의 동작에 대응하여 상기 주변 노즐로 공급되는 공기량을 조절하는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 이동수단은 위, 아래, 좌 및 우로 노즐부를 이동시키며,
    상기 주변 노즐도 상기 중심 노즐의 위, 아래 좌 및 우에 배치되는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 노즐부의 이동 방향의 반대 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량을 이동 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량 보다 많도록 상기 공기량 조절부를 제어하는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 공기량 조절부는 상기 공기 공급관에 배치되는 니들 밸브와 상기 니들 밸브에 연결된 서보 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 수중 레이저 절단 장치를 사용한 수중 레이저 절단 방법으로,
    레이저를 조사하는 상태에서 상기 노즐부를 이동시키는 이동 단계; 및
    상기 이동 단계와 동시에 수행되며, 상기 복수의 주변 노즐을 통하여 상기 중심 노즐의 공기 분사 방향을 조절하는 공기 공급 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공기 공급 단계는 상기 이동 단계에서 이동 방향의 반대 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량이 이동 방향의 주변 노즐에서 분사되는 공기량 보다 많도록 상기 주변 노즐의 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 수중 레이저 절단 방법.
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