CN1848558A - 激光起振器用鼓风机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种激光起振器用鼓风机。在激光起振器(100)中，用于使激光介质在放电管(102)和循环路径(104)之间循环的鼓风机(10、20、120)具备：具有吸气口(12a)和排气口(12b)的壳体(12)和面临吸气口和排气口地转动自如地支撑在壳体内的叶片(18)，叶片的直径尺寸采用因与转动中心线垂直的剖面的位置不同而不同的形状，该叶片直径相对大的部分的该叶片和壳体的间隙(Go)比叶片直径相对小的部分的该叶片和壳体的间隙(Gi)宽。由此，提供一种最大限度抑制鼓风效率的下降、可靠性高的激光起振器用的鼓风机。

Description

激光起振器用鼓风机
技术领域
本发明涉及鼓风机，特别涉及在将化学激光或气体激光等气体作为激光介质的激光起振器中，用于为使上述激光介质循环的激光起振器用鼓风机。
背景技术
金属或非金属的切割加工或金属的焊接用中使用气体激光特别是二氧化碳气体激光。在气体激光起振器中，使作为激光介质的例如二氧化碳气体在放电管和作为激光介质冷却装置的热交换器之间循环，以将二氧化碳气体维持在适当温度。在激光介质循环用中通常使用如图4a以及图4b所示的离心式鼓风机。
在图4a和图4b中，现有技术的鼓风机50在画成吸入口52a、排气口52b的壳体52内具备由驱动马达56支撑并自如地绕中心轴线O转动的叶片54。为使叶片54转动，在叶片54和壳体52之间设有空间G，但在现有技术的鼓风机50中，叶片54和壳体52的间隔在全区域内是固定的，因此在与吸气口52a邻接区域内的间隔Gi和在与排气口52b邻接区域内的间隔Go考虑鼓风效率和可靠性，选择0.1mm～1.0mm左右的相同值。
在激光起振器所使用的鼓风机中，由于轴承58a、58b的磨损等导致转动精度变差时，叶片54有时会接触到壳体52。此时，产生微小尘埃并混入激光介质中。若包含在此激光介质中的尘埃付着在镜子上则激光的输出下降，因此激光介质通道必须保证清洁。因此必须防止在激光介质循环用中所使用的鼓风机的叶片54接触壳体52。为此，最好是加大叶片54和壳体52之间的空间G，但这样会导致鼓风效率下降。另一方面，为了实现较高的鼓风率，减少二者之间的空间G降低流体的泄漏是有效的，但若减少空间G则叶片54和壳体52接触的危险性增高，鼓风机的可靠性下降。
发明内容
本发明以解决这样现有技术的问题点为技术课题，目的在于提供一种将鼓风效率的下降抑制在最低限度的、可靠性高的激光起振器用鼓风机。
本发明的第1方式的主要目的是提供一种激光起振器用鼓风机，用于在激光起振器中使激光介质在放电管和循环路径之间循环，该激光起振器具备：使由气体构成的上述激光介质流通的上述放电管；配设在上述放电管上的电极；设置在上述放电管两端的一对反射镜；用于冷却上述放电管内的激光介质的热交换器；以及用于从上述放电管吸引上述激光介质并导向上述热交换器，将由该热交换器冷却的上述激光介质再返回到上述放电管中的上述循环路径，具备：具有吸气口和排气口的壳体；以及面临上述吸气口和上述排气口且转动自如地支撑在上述壳体内的叶片，上述叶片做成其直径尺寸因与转动中心线垂直的截面的位置不同而不同的形状，该叶片的直径相对大的部分的该叶片和上述壳体的间隙比上述叶片的直径相对小的部分的该叶片和上述壳体的间隙宽。
根据本发明的第2方式，在第1方式中，使成为上述叶片最大直径的部分的上述叶片和上述壳体的间隙比最大直径附近以外的间隙宽。
根据本发明的第3方式，在第1方式中，使成为上述叶片最小直径的部分的上述叶片和上述壳体的间隙比最小直径附近以外的间隙窄。
根据本发明，因叶片的转动成为最强振动的叶片直径相对大的部分的叶片和壳体的间隙比叶片直径相对小的部分和壳体的间隙宽，因此尽可能减小鼓风机的效率降低的同时，可防止叶片和壳体的接触。
附图说明
通过附图所述的本发明的最佳实施方式的说明，更进一步明确本发明的上述目的、特征和长处以及其他目的、特征和长处。
图1a是表示根据本发明第1实施方式的鼓风机整体的概要剖面图。
图1b是图1a中的用I表示的部分的放大剖面图。
图2a是表示根据本发明第2实施方式的鼓风机整体的概要剖面图。
图2b是图1a中的用II表示的部分的放大剖面图。
图3是适用本发明的激光起振器的概要方框图。
图4a是表示现有技术的鼓风机整体的概要剖面图。
图4b是图4a中的用IV表示的部分的放大剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的最佳实施方式。
首先，参照图3所示的是作为一例适用本发明的激光起振器，感应放电激励型的高输出的气体激光起振器，例如二氧化碳气体激光起振器100。激光起振器100具备放电管102和由从放电管102的长度方向的大致中央部分吸入作为气体的激光介质的吸入管路104a与向与放电管102的两端部邻接的部分排出激光介质的返回管路104b构成的循环路径104。放电管102的前端和后端配设输出镜106和后镜108，在输出镜106和后镜108之间形成光共振空间。后镜108的后侧设有激光功率传感器110。另外，在放电管102中，在与后镜108邻接部分配设由夹持该放电管102并相对设置的放电极112a、112b构成的第1放电区域112，第1放电区域112通过匹配电路116连接到激光电源118上。还有，在放电管102中，在与输出镜106邻接部分配设由夹持该放电管102并相对设置的放电极114a、114b构成的第2放电区域114。还有，图3未特别图示，但第2放电区域114同样也通过匹配电路连接到激光电源上。
循环路径104的吸入管路104a上配设激光介质循环用鼓风机120和在鼓风机120的吸入侧以及排出侧分别配设第1和第2热交换器122、124。另外，循环路径104的返回路径104b通过气压控制装置126连接气体供给管128和气体排出管130。气压控制装置126控制激光气体的排气和供给，以便适当维持放电管102和循环路径104内的压力。
上述激光震荡器100的构成部件能够存放在壳体132中。另外，激光起振器100连接到设置在壳体132外部的冷却水系统134上，通过热交换器122、124适当冷却激光介质，维持适当的温度。
其次，参照图1a和图1b说明根据本发明第1实施方式的鼓风机。图1a所示的鼓风机10是作为图3的鼓风机120用在激光起振器100中的鼓风机，具备：具有吸气口12a和排气口12b的壳体12；具有沿壳体12的中心轴线O延伸的转动轴14a、固定在转动轴14a上的转子14b、与转子14b相对并固定在壳体12内面的定子14c的驱动马达14；以及安装在转动轴14a上，通过轴承16a、16b连同转动轴14a绕中心轴线O转动自如地支撑在壳体12上的叶片18。鼓风机20通过叶片18的转动如箭头Fi所示沿中心轴线O从吸气口12a吸入气体，将吸入的气体如箭头Fo所示从排气口12b向圆周方向排出。
从图1b可知：叶片18做成在作为转动中心线的中心轴线O的垂直方向的尺寸即直径沿中心轴线O从前端侧Ed向基端侧Ep逐渐变大的形状，在叶片18最大直径部分上，叶片18和壳体12的间隙比叶片18的其他部分和壳体12的间隙大。其结果在排气口12b附近，叶片18和壳体12的间隙Go比在吸气口12a附近的叶片18和壳体12的间隙Gi大。
在图1a和图1b所示的实施方式中，通过将壳体12沿中心轴线O移动至上方，可保证与吸气口12a邻接的叶片18的最小直径部分的间隙Gi是现有鼓风机中的间隙，能够使与排气口12b邻接的叶片18的最大直径部分的间隙Go比现有间隙扩大移动量。这样的结构不必变更壳体12等的零件形状，易于通过插入简单的空间来实现。
以下，说明本实施方式的作用。
将激光介质例如二氧化碳气体充满放电管102中，利用放电区域112、114夹持放电管102放电，从而从输出镜106中放射激光光线C。在此期间，通过驱动马达14转动鼓风机10(120)的叶片18，以使放电管102内的激光介质通过吸入管路104a吸入鼓风机10(120)中，从返回管路104b向放电管102返回。此时，激光介质通过第1和第2热交换机122、124进行冷却。
在本实施方式中，因叶片18的转动成为最强振动的叶片18的最大直径的部分和壳体12的间隙比叶片18的其他部分和壳体12的间隙大，因此尽可能减小鼓风机10的效率降低的同时，可防止叶片18和壳体的接触。
图2a和图2b表示本发明的代替实施方式。还有，在图2a和图2b中，与图1a和图1b相同的构成部件标记相同的参照符号，在以下说明中，省略与图1a和图1b的实施方式重复的说明。
在图1a和图1b所示的实施方式中，在排气口12b附近，叶片18和壳体12的间隙Go比在吸气口12a附近的叶片18和壳体12的间隙Gi大。但是，本发明并不限于此，如图2a和图2b所示的鼓风机20所示，在叶片18的直径在最小直径部分，叶片18和壳体12的间隙能够比叶片18的其他部分和壳体12的间隙小。也就是，在本实施方式中，在吸气口12a附近的叶片18和壳体12的间隙Gi比排气口12b附近的叶片18和壳体12的间隙Go小而形成。根据本实施方式，通过只缩小叶片18的振动是最小的最小直径附近的间隙，可以不降低可靠性的同时，改善鼓风效率。
利用最佳实施方式说明了本发明，但本领域的技术人员在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行上述变更以及各种其他变更、省略、追加。

Claims (3)

1.一种激光起振器用鼓风机(10、20、120)，用于在激光起振器中使激光介质在放电管(102)和循环路径(104)之间循环，该激光起振器具备：使由气体构成的上述激光介质流通的上述放电管(102)；配设在上述放电管(102)上的电极(112、114)；设置在上述放电管(102)两端的一对反射镜(106、108)；用于冷却上述放电管(102)内的激光介质的热交换器(122、124)；以及用于从上述放电管(102)吸引上述激光介质并导向上述热交换器(122、124)，将由该热交换器(122、124)冷却的上述激光介质再返回到上述放电管(102)中的上述循环路径(104)，其特征在于，
具备：具有吸气口(12a)和排气口(12b)的壳体(12)；以及面临上述吸气口和上述排气口且转动自如地支撑在上述壳体(12)内的叶片(18)，
上述叶片(18)做成其直径尺寸因与转动中心线(O)垂直的截面的位置不同而不同的形状，该叶片(18)的直径相对大的部分的该叶片(18)和上述壳体(12)的间隙(Go)比上述叶片(18)的直径相对小的部分的该叶片(18)和上述壳体(12)的间隙(Gi)宽。
2.根据权利要求1所述的激光起振器用鼓风机，其特征在于，
使成为上述叶片(18)的最大直径的部分的上述叶片(18)和上述壳体(12)的间隙比最大直径附近以外的间隙宽。
3.根据权利要求1所述的激光起振器用鼓风机，其特征在于，
使成为上述叶片(18)的最小直径的部分的上述叶片(18)和上述壳体(12)的间隙比最小直径附近以外的间隙窄。
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