JP2018098391A - レーザ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
また、冷却水の温度を検出し、検出された冷却水の温度が所定範囲にあるか否かに応じて冷却機構の異常を検知するレーザ装置が開示されている(特許文献3参照)。
まず、図1により、半導体レーザ装置1(レーザ装置)について説明する。図1は、本発明の第1実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。
半導体レーザ装置1は、ファイバレーザ等の半導体レーザ装置であり、図1に示すように出力すべきレーザ光を共振させるためのレーザ発振器2を有する。レーザ発振器2は、筐体5と、筐体5内に収容配置される各種部材等を有する。レーザ発振器2は、外部に配置される冷却設備200(冷却装置)と冷却水W(冷媒)を循環可能に接続される。
冷却水路50は、冷却設備200からの冷却水Wを冷却板21、22A〜22N、23に供給する供給路52と、冷却板21、22A〜22N、23からの冷却水Wを冷却設備200に戻す排出路56と、を有する。
監視部101は、温度検出部31、32A〜32N、33により連続的に検出された温度の情報を含む温度情報に基づいて、冷却板21、22A〜22N、23における異常を検知可能に構成される。監視部101は、温度検出部31、32A〜32N、33により連続的に検出された温度の情報を含む温度情報に基づいて、冷却板21、22A〜22N、23それぞれにおける異常を検知可能に構成される。監視部101は、例えば、特定の冷却板の温度が上昇した場合、当該冷却板における異常を検知する。この場合、異常が検知された冷却板において冷却水Wのつまり等が発生している場合があり、放置すると過昇温により発熱部が損傷する場合もある。
また、監視部101は、例えば、温度検出部35により検出された温度(T0)と、温度検出部31、32A〜32N、33により検出された温度(T1、TA〜TN、T2)とが全て上昇していることを検知した場合、冷却設備200の異常を検知する。
また、監視部101は、温度微分情報に基づいて、各冷却板(発熱部)における急激な温度上昇を検知する。監視部101は、各冷却板に対応する温度微分情報に基づいて急激な温度上昇を検知した場合、当該冷却板における異常を検知する。
これにより、発熱部を冷却する冷却部材の温度を検出することで、発熱部の過剰な昇温(異常)を検知することができる。また、温度検出部31、32A〜32N、33は、冷却板21、22A〜22N、23に設置されるため、取り付け作業や交換作業が簡易である。また、温度検出部31、32A〜32N、33は、本実施形態においてサーミスタであり、例えば、流量計等に比べて安価であり、小型である。そのため、レーザ発振器2を小型化できると共にコスト低減も可能である。
これにより、レーザ装置(監視部)は、より正確に冷却部材における異常を検知することができる。また、レーザ装置(監視部)は、冷却装置の異常も検知することができる。
これにより、レーザ装置(監視部)は、冷却部材(発熱部)それぞれにおける熱の蓄積や、温度の急上昇を検知できる。また、これにより、レーザ装置(監視部)は、より正確に冷却部材における異常を検知できる。
続けて、図3により、第2実施形態のレーザ装置について説明する。図3は、本発明の第2実施形態におけるレーザ装置の構成を示すブロック図である。
温湿度検出部38(内部環境検出部)は、筐体5における内部空間の温度及び湿度を検出可能に構成される。温湿度検出部38は、検出した筐体5における内部空間の温度及び湿度の情報を監視部101に出力する。
制御部130は、温湿度検出部38により検出された温度及び/又は湿度と、温度検出部31、32A〜32N、33により検出された温度とに基づいて、調整部141、調整部142A〜142N、及び調整部143の全部又は一部に対して、冷却水の温度及び/又は供給量を調整するよう指示する。
制御部130は、主に温度に基づいて冷却水Wの温度や供給量を設定してもよく、所定の算出式に基づいて設定してもよく、また、所定のデータベースに基づいて設定してもよい。
本実施形態に係るレーザ装置(半導体レーザ装置1A)は、1又は複数の冷却部材に供給される冷媒の温度及び/又は供給量を調整可能な1又は複数の調整部(調整部141、142Aから142N、143)と、1又は複数の調整部に対して、冷媒の温度及び/又は供給量を指示可能な制御部(制御部130)と、を備え、監視部は、異常を検知した場合、制御部に検知した異常の内容を含む異常検知情報を出力し、制御部は、監視部により出力された前記異常検知情報に基づいて、1又は複数の調整部に対して、冷媒の温度及び/又は供給量を調整するよう指示する構成とした。
これにより、冷却板においてつまり等が生じた場合であっても自動的に当該冷却板に供給される冷却水Wの温度及び/又は供給量が調整されるので、過昇温による発熱部の破損等を抑制できる。また、運転を停止してつまり等を解消するメンテナンス作業回数を抑制できる。
これにより、筐体5の内部空間において結露が生じることを抑制できると共に、生じた結露を解消できる。
調整部145は、制御部130からの指示に基づいて、冷却板21、22A〜22N、23に供給する冷却水Wの温度及び供給量を一元的に調整する。
上述の実施形態では、監視部及び制御部等が筐体内に配置されているが、これに限定されず、例えば、筐体の外部や冷却設備に一体的に配置されていてもよい。
2、2A、2B レーザ発振器
5 筐体
11 電源素子(発熱部)
12A〜12N レーザキャビティ(発熱部)
13 光学部品(発熱部)
21 冷却板(冷却部材)
22A〜22N 冷却板(冷却部材)
23 冷却板(冷却部材)
31 温度検出部(第1温度検出部)
32A〜32N 温度検出部(第1温度検出部)
33 温度検出部(第1温度検出部)
35 温度検出部(第2温度検出部)
38 温湿度検出部(内部環境検出部)
40 冷却水入力部
50 冷却水路(冷媒路)
52 供給路
56 排出路
101 監視部
110 報知部
120 記憶部
130 制御部
141 調整部
142A〜142N 調整部
143 調整部
145 調整部
200 冷却設備(冷却装置)
Claims (5)
- 1又は複数の発熱部と、
前記1又は複数の発熱部それぞれに当接して配置され、内部を冷媒が流れる1又は複数の冷却部材と、
前記1又は複数の冷却部材それぞれに設置され、該1又は複数の冷却部材それぞれにおける温度を検出する1又は複数の第1温度検出部と、
前記1又は複数の第1温度検出部により検出された温度の情報を含む温度情報に基づいて、前記1又は複数の冷却部材それぞれにおける異常を検知可能な監視部と、を備えるレーザ装置。 - 外部に配置された冷却装置と前記1又は複数の冷却部材とを冷媒が循環可能に連結する冷媒路であって、前記冷却装置からの冷媒を前記1又は複数の冷却部材に供給する供給路と、前記1又は複数の冷却部材からの冷媒を前記冷却装置に戻す排出路と、を有する冷媒路と、
前記供給路に配置され、前記供給路の温度を検出する第2温度検出部と、を更に備え、
前記監視部は、
前記1又は複数の第1温度検出部により検出された温度の情報と、前記第2温度検出部により検出された温度の情報と、を含む温度情報に基づいて、前記1又は複数の冷却部材それぞれにおける異常を検知する請求項1に記載のレーザ装置。 - 前記監視部は、
前記温度情報に含まれる情報により前記1又は複数の冷却部材それぞれに対応する温度積分情報及び/又は温度微分情報を算出すると共に、該算出された前記1又は複数の冷却部材それぞれに対応する温度積分情報及び/又は温度微分情報に基づいて、前記1又は複数の冷却部材それぞれにおける異常を検知する請求項1又は2に記載のレーザ装置。 - 前記1又は複数の冷却部材に供給される冷媒の温度及び/又は供給量を調整可能な1又は複数の調整部と、
前記1又は複数の調整部に対して、前記冷媒の温度及び/又は供給量を指示可能な制御部と、を更に備え、
前記監視部は、
前記異常を検知した場合、前記制御部に検知した異常の内容を含む異常情報を出力し、
前記制御部は、
前記監視部により出力された前記異常情報に基づいて、前記1又は複数の調整部に対して、冷媒の温度及び/又は供給量を調整するよう指示する請求項3に記載のレーザ装置。 - 前記1又は複数の発熱部、前記1又は複数の第1温度検出部、及び前記1又は複数の冷却部材を少なくとも収容する筐体と、
前記筐体における内部空間の温度及び/又は湿度を検出可能な内部環境検出部と、を更に備え、
前記制御部は、
前記内部環境検出部により検出された温度及び/又は湿度と、前記1又は複数の第1温度検出部により検出された温度とに基づいて、前記1又は複数の調整部に対して、冷媒の温度及び/又は供給量を調整するよう指示する請求項4に記載のレーザ装置。
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