CN116565670A - 一种激光散热装置和激光器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种激光吸收装置和激光器。该激光散热装置包括：底板、壳体、盖板、支柱和2片隔离板，所述壳体和支柱设于底板和盖板中间，连接底板和盖板，支柱设于中央，壳体设于外侧，壳体的外壁上用于设置盘旋光纤，支柱和壳体中间形成一空腔，2片隔离板设于空腔内，将空腔一分为二。所述盖板上还设有进水口和出水口，进水口和出水口分别进入隔离板不同侧的空腔内。所述隔离板在靠近底板位置开设通孔,使得所有冷却水或者冷却液均具有一个从激光散热装置的底部流动到顶部的运动过程，这个过程相比传统其他导热方式可以更充分地将壳体上的光纤的热量导走。
Description
技术领域
本申请涉及激光技术领域，尤其是涉及一种激光散热装置和激光器。
背景技术
光纤激光器具有电光转换效率高，散热效果佳，光束质量好，脉冲能量和峰值功率较高等优点，被广泛应用于激光切割、焊接、打标、清洗等激光加工领域。
当前，高功率光纤激光器采用的散热方法为普通的风冷、水冷板冷却、热沉传导散热、水冷等方法，风冷、水冷板冷却、热沉传导散热具有较大的功率局限性，散热能力较差，难以满足高功率光纤激光器对于散热的需求。
水冷散热一般采用冷却液流动式传导冷却散热，通常需要采用水道。现有的激光散热装置普遍存在一个问题，如果结构简单，体积较小的冷却散热装置在冷却传导过程中，存在冷却液与光纤之间接触面积不充分、散热不充分的问题，随着光纤激光输出功率的进一步提高，该类方法很难将单位长度光纤上的热快速带走，单位长度上的热功率密度过高，散热效果不佳。其他散热能力满足要求的散热装置普遍体积较大，不能很好的在高功率激光器内部安装。
随着大功率光纤激光器输出功率水平的不断提高，散热问题已经成为制约光纤激光器输出功率进一步提高的制约因素，如何能够高效、快速、方便的将光纤上的废热快速的带走，且散热装置结构不至于过于复杂，体积不至于过于巨大成为光纤激光器领域重要的研究课题。
发明内容
本申请提供一种激光散热装置和激光器。
本申请提供的激光散热装置包括：底板、壳体、盖板、支柱和2片隔离板，所述壳体和支柱设于底板和盖板中间，连接底板和盖板，支柱设于中央，壳体设于外侧，壳体的外壁上用于设置盘旋光纤，支柱和壳体中间形成一空腔，2片隔离板设于空腔内，将空腔一分为二。所述盖板上还设有进水口和出水口，进水口和出水口分别进入隔离板不同侧的空腔内。
本申请的激光散热装置相比传统散热装置的特别之处在于，所述隔离板在靠近底板位置开设通孔,由于通孔位于隔离板靠近底板的位置，且进水口和出水口分别位于隔离板不同侧，使得所有冷却水或者冷却液均会先从进水口所在的该侧空腔到达通孔后，再从通孔进入出水口所在侧的空腔，就会使得所有冷却水或者冷却液均具有一个从激光散热装置的底部流动到顶部的运动过程，这个过程相比传统其他导热方式可以更充分地将壳体上的光纤的热量导走。
本申请的激光散热装置导热能力较强，因此可以将激光散热装置的结构设计简单，不需要占用巨大的体积，即可以有效地利用冷却水将光纤的热传导出去，将其尺寸设置的更小，可以减少成本，增加产品的可适性。在同样的散热能力下，相交其他激光散热装置还可以节约用水量，有利于整个激光散热装置更快速的散热。
本申请还提供一种激光器，该激光器可为高功率激光器，包括激光散热装置和激光器主体机构，该激光散热装置和激光器主体机构可以一体式连接形成激光器，通过水冷或者液冷散热方式将高功率光纤激光器的光纤中的热量传导带出，从而保证激光器的正常运行。本申请的激光散热装置可以放置在激光器的外侧。通过激光散热装置和激光器整机一体式水冷散热方式将激光器的光纤中的的热量导出，从而保证激光器的正常运行。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的激光散热装置的第一剖视结构示意图；
图2为本申请的激光散热装置的立体结构示意图；
图3为本申请的激光散热装置的俯视结构示意图；
图4为本申请的激光散热装置的第二剖视结构示意图；
图5为本申请的激光散热装置的第三剖视结构示意图；
图6为本申请的激光散热装置的第四剖视结构示意图。
附图标记：11、底板，12、壳体，13、盖板，14、支柱，15、隔离板，
16、压盖，17、进水口，18、出水口，121、外壁，150、通孔，160、螺纹孔。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
如图1-2所示，图1为本申请的激光散热装置的第一剖视结构示意图，图2为本申请的激光散热装置的立体结构示意图，该激光散热装置包括：底板11、壳体12、盖板13、支柱14和2片隔离板15，所述壳体12和支柱14设于底板11和盖板13中间，连接底板11和盖板13，支柱14设于中央，壳体12设于外侧，壳体12的外壁121上用于设置盘旋光纤，支柱14和壳体11中间形成一空腔，2片隔离板15设于空腔内，将空腔一分为二。所述盖板13上还设有进水口17和出水口18，进水口17和出水口18分别进入隔离板15不同侧的空腔内。
本申请的所述隔离板15在靠近底板11位置开设通孔150,由于通孔150位于隔离板15靠近底板11的位置，且进水口17和出水口18分别位于隔离板15不同侧，使得所有冷却水或者冷却液均会先从进水口17所在的该侧空腔到达通孔150后，再从通孔150进入出水口18所在侧的空腔，就会使得所有冷却水或者冷却液均具有一个从激光散热装置的底部流动到顶部的运动过程，这个过程相比传统其他导热方式可以更充分地将壳体11上的光纤的热量导走。
如图3所示，图3为本申请的激光散热装置的俯视结构示意图，所述支柱14的上方设有压盖16，所述压盖16上设有螺纹孔160，螺纹孔160上可以设置密封圈(图上未示出)，对装置进行密封处理，可以提升激光散热装置的气密性，防止传导介质溢出，也可以保证热传导稳定性。
在优选的方案中，所述壳体12的外壁121上设有螺旋槽，在螺旋槽中设置盘旋光纤，可以方便光纤的盘旋缠绕设置。
在优选的方案中，所述支柱14和壳体11中间形成的空腔为环形空腔，2片所述隔离板15在靠近底板11位置均至少开设一个通孔150,使得空腔内的所有冷却水或者冷却液从激光散热装置的底部流动到顶部处于一种螺旋式自下而上的运动过程，这个过程可以更充分地将壳体11上的光纤的热量导走。
在更优选的方案中，所述支柱14中可以设有一个电机，带动整个装置旋转运动，进一步带动空腔内的冷却水或者冷却液从激光散热装置的底部流动到顶部处于一种螺旋式自下而上的运动。
如图4所示，图4为本申请的激光散热装置的第二剖视结构示意图，2个所述通孔150在垂直位置上存在高度差，冷却水或者冷却液从激光散热装置的进水口17所在的该侧空腔到达位置更低的通孔150后，再从通孔150进入出水口18所在侧的空腔，然后再从位置高一点的那个通孔150再次回到进水口17所在的该侧空腔，然后再循环往复这个流动过程，更容易形成从底部流动到顶部的螺旋式自下而上的运动过程。
如图5所示，图5为本申请的激光散热装置的第三剖视结构示意图，2片所述隔离板15均开设数个通孔150,2片所述隔离板15上的通孔150之间形成一低一高的排列方式，即第一侧的隔离板15的第一个通孔150在接近底部位置，然后第二侧的隔离板15的第一个通孔150相比于第一侧的第一个通孔150在垂直位置上高，然后，第侧的隔离板15的第二个通孔150相比于第二侧的隔离板15的第一个通孔150在垂直位置上高，如此依次排列，将更容易形成冷却水或者冷却液从底部流动到顶部的螺旋式自下而上的运动过程，且有利于冷却水或者冷却液快速将热传导出去。
如图6所示，图6为本申请的激光散热装置的第四剖视结构示意图，2片所述隔离板15上均设有数个通孔150,所述通孔150自下而上孔径逐渐变小。
本申请的激光散热装置的进水口17和出水口18分别一进一出接水冷机使用，实现整个激光散热装置的散热。
本申请的激光散热装置的进水和出水方式相比其他进水出水方式，本申请的激光散热装置可以更有效地利用冷却水将光纤的热传导出去，在同样的散热能力下，节约用水量，有利于整个激光散热装置更快速的散热。
本申请还提供的一种激光器，所述激光器可为高功率激光器，包括上述激光散热装置和激光器主体机构，所述激光散热装置可安装在激光器主体机构外侧，该激光散热装置和激光器主体机构一体式连接可形成诸如高功率激光器之类的各种类型的激光器。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。上、下、左、右、前、后、内、外之类的位置关系术语为了方便读者更好的理解产品结构的方位关系，而不一定要求产品结构实际的必须在该方向。且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者器件所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者器件中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，以及对本申请中的各个实施例进行组合，这些改进、修饰和组合也落入本申请权利要求的保护范围内，即本申请的权利要求可以对本申请的实施例进行任意组合，并不仅限于本申请通过的实施例的有限组合方式。
Claims (10)
1.一种激光散热装置，其特征在于，包括：底板(11)、壳体(12)、盖板(13)、支柱(14)和2片隔离板(15)，所述壳体(12)和支柱(14)设于底板(11)和盖板(13)中间，连接底板(11)和盖板(13)，支柱(14)设于中央，壳体(12)设于外侧，壳体(12)的外壁(121)上用于设置盘旋光纤，支柱(14)和壳体(11)中间形成一空腔，2片隔离板(15)设于空腔内，将空腔一分为二，所述盖板(13)上还设有进水口(17)和出水口(18)，进水口(17)和出水口(18)分别进入隔离板(15)不同侧的空腔内，所述隔离板(15)在靠近底板(11)位置开设通孔(150)。
2.如权利要求1所述的激光散热装置，其特征在于，所述支柱(14)的上方设有压盖(16)，所述压盖(16)上设有螺纹孔(160)，螺纹孔(160)上设置密封圈。
3.如权利要求1所述的激光散热装置，其特征在于，述壳体(12)的外壁(121)上设有螺旋槽，在螺旋槽中设置盘旋光纤。
4.如权利要求1所述的激光散热装置，其特征在于，所述支柱(14)和壳体(11)中间形成的空腔为环形空腔，2片所述隔离板(15)在靠近底板(11)位置均至少开设一个通孔(150)。
5.如权利要求4所述的激光散热装置，其特征在于，所述支柱(14)中设有一个电机，带动整个装置旋转运动。
6.如权利要求4所述的激光散热装置，其特征在于，2个所述通孔(150)在垂直位置上存在高度差，冷却水或者冷却液从激光散热装置的进水口(17)所在的该侧空腔到达位置更低的通孔(150)后，再从通孔(150)进入出水口(18)所在侧的空腔，然后再从位置高一点的那个通孔(150)再次回到进水口(17)所在的该侧空腔，然后再循环往复这个流动过程。
7.如权利要求4所述的激光散热装置，其特征在于，2片所述隔离板(15)均开设数个通孔(150),2片所述隔离板(15)上的通孔(150)之间形成一低一高的排列方式。
8.如权利要求7所述的激光散热装置，其特征在于，2片所述隔离板(15)上的数个通孔(150),自下而上孔径逐渐变小。
9.如权利要求1所述的激光散热装置，其特征在于，所述进水口(17)和出水口(18)分别一进一出接水冷机使用。
10.一种激光器，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的激光散热装置和激光器主体机构，所述激光散热装置安装在激光器主体机构外侧。
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| CN202310436811.5A CN116565670A (zh) | 2023-04-20 | 2023-04-20 | 一种激光散热装置和激光器 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117335249A (zh) * | 2023-11-03 | 2024-01-02 | 安徽华创鸿度光电科技有限公司 | 一种用于激光器的散热装置 |
| CN118137269A (zh) * | 2024-03-12 | 2024-06-04 | 武汉锐斯精密制造有限公司 | 一种复合散热的激光器 |
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2023
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| CN117335249B (zh) * | 2023-11-03 | 2024-08-02 | 安徽华创鸿度光电科技有限公司 | 一种用于激光器的散热装置 |
| CN118137269A (zh) * | 2024-03-12 | 2024-06-04 | 武汉锐斯精密制造有限公司 | 一种复合散热的激光器 |
| CN118137269B (zh) * | 2024-03-12 | 2024-07-26 | 武汉锐斯精密制造有限公司 | 一种复合散热的激光器 |
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