CN102777416B - 一种准分子激光器用贯流风机叶轮 - Google Patents

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Abstract

一种准分子激光器用贯流风机叶轮，由若干节叶轮组成，叶轮的两端各连接一端法兰，每节叶轮之间均有一中盘，每两个中盘之间固定有周向布置的若干片风叶，每节叶轮中相邻的两片风叶之间呈一角度排列。本发明改善了叶轮中风叶的布局方式，可以提高放电区轴向的流场均匀性，并能够有效降低风机系统的噪声。

Description

一种准分子激光器用贯流风机叶轮
技术领域
本发明涉及一种适用准分子激光器的气体驱动，尤其是指适用于气体激光器的贯流风机叶轮。
背景技术
气体放电激光器尤其是准分子激光器是最佳的光刻用激光光源，通常情况下典型的准分子激光器主要有激光腔、高压脉冲源两部分组成。请参阅图1所示，激光腔的腔体3内主要有放电电极2、气体循环系统1、散热系统4组成。而气体循环系统1中的叶轮是放电腔气体循环的动力。
激光器在每次放电之后都会产生废气(电离气体)及放电尘埃，通过气体循环系统可以将废气及尘埃带走，否则会影响到下一次的放电效果，严重的情况下会导致激光猝灭。在气体循环系统中最重要的部件是贯流叶轮，它能为放电区提供足够的风速，以保证每次放电都是新的气体。
目前有报道的准分子激光用叶轮，例如：美国专利US006061376A(1998年)、US006765946B2(2001)、US20080310960A1(2008)提到了几种准分子激光器用叶轮，其中US006061376A(1998年)和US20080310960A1(2008)采用的风叶形式为圆弧型直风叶，而US006765946B2(2001)采用的是圆弧型斜风叶，风叶布置为每节同向，相邻两节异向，依次交错步骤，由此来降低噪声。
根据贯流风机的基本原理，叶轮旋转时，气流从叶轮敞开处进入叶栅，穿过叶轮内部，从另一面叶栅处排入蜗壳，形成工作气流。由于工作气流在叶轮内的流动情况非常复杂，气流速度场是非稳定的，因此在贯流风机出风口轴向风速不均匀是贯流风机系统的固有缺陷。为提高贯流风机出风口轴向风速的均匀性，通常采用增加叶轮节数(隔仓方式)的办法实现。
叶轮节数增加不可避免的会造成叶轮转动惯量的增加，这就需要大功率的驱动电机，同时由此造成风机系统注入放电腔的能量增加，对冷却系统造成负担。
发明内容
本发明的目的在于提供一种准分子激光器用贯流风机叶轮，以提高贯流风机的轴向风速均匀性并降低风机系统噪声。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是在采用增加叶轮节数的同时调整风叶的布置方式来提高放电区的轴向均匀性和降低风机系统噪声。
具体地说，本发明提供的准分子激光器用贯流风机叶轮，是由若干节叶轮组成，叶轮的两端各连接一端法兰，每节叶轮之间均有一中盘，每两个中盘之间固定有周向布置的若干片风叶，每节叶轮中相邻的两片风叶之间呈一角度排列。
所述的准分子激光器用贯流风机叶轮，其中，呈角度排列的风叶形成顺延式结构。
所述的准分子激光器用贯流风机叶轮，其中，呈角度排列的风叶形成对称式结构。
所述的准分子激光器用贯流风机叶轮，其中，叶轮为铝合金或工程塑料制成。
所述的准分子激光器用贯流风机叶轮，其中，叶轮中的中盘、风叶和端法兰之间为超声波焊接。
所述的准分子激光器用贯流风机叶轮，其中，叶轮可采用铝合金管整体加工而成。
本发明改善了叶轮中风叶的布局方式，可以提高风机轴向的均匀性，并降低风机系统的噪声。
附图说明
图1是公知技术准分子激光器腔体的结构示意图。
图2是本发明的准分子激光器用贯流风机叶轮结构示意图。
图3是图2所示叶轮展开后的风叶布置形式图，其中图3a所示的风叶为顺延式布置，图3b所示的风叶为对称式布置。
1气体循环系统；2放电电极；3腔体；4散热系统；
10风叶；20中盘；30端法兰。
具体实施方式
请参阅图2所示，是本发明准分子激光器用贯流风机中的叶轮结构示意图。
本发明的叶轮为若干节数组成，叶轮的两端各连接一端法兰30，由该两端的法兰30安装在贯流风机中(公知技术)。每节叶轮之间由中盘20固定有周向布置的风叶10，每一节叶轮中相邻的两片风叶10之间呈一角度。
请参阅图3a和图3b，是本发明的叶轮展开后的风叶布置形式图，从图中可以看出，每节中的风叶10相邻两片之间呈一角度，形成顺延式结构(图3a)或对称式结构(图3b)。
本发明的叶轮可以采用公知的铝合金或工程塑料制成，相互之间的连接可以采用如超声波焊接固定，同时也可以采用铝合金管整体加工而成。
本发明的顺延式结构的叶轮工作时，每节叶轮产生的风场是按照叶轮的出风口依此进入放电区，同时风向与放电区轴向方向呈一非垂直角度(叶片安装角度)，这样可以实现由同一叶片产生的气流在同一时间点到达不同的放电区域，由此来提高放电区的流场均匀性。
对称式结构的叶轮工作时，类似于顺延式结构，但该结构不同叶片之间产生的气流，可以彼此相互作用，由此进一步提高放电区的流场均匀性。

Claims (4)

1.一种准分子激光器用贯流风机叶轮，由若干节叶轮组成，叶轮的两端各连接一端法兰，每节叶轮之间均有一中盘，每两个中盘之间固定有周向布置的若干片风叶，每节叶轮中相邻的两片风叶之间呈一角度排列，形成顺延式结构或对称式结构，
对于所述顺延式结构：
每节叶轮的风叶在叶轮的周向上的位置分布相同；
每节叶轮产生的风场按照叶轮的出风口依此进入放电区，同时风向与放电区轴向方向呈一非垂直角度，该垂直角度为叶片安装角度，以便同一风叶产生的气流在同一时间点到达不同的放电区域，由此提高放电区的流场均匀性；
对于所述对称式结构：
不同风叶之间产生的气流相互作用，由此提高放电区的流场均匀性。
2.根据权利要求1所述的准分子激光器用贯流风机叶轮，其中，叶轮为铝合金或工程塑料制成。
3.根据权利要求1所述的准分子激光器用贯流风机叶轮，其中，叶轮中的中盘、风叶和端法兰之间为超声波焊接。
4.根据权利要求1所述的准分子激光器用贯流风机叶轮，其中，叶轮为铝合金管整体加工而成。
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