JP2599394B2 - 高速軸流形ガスレーザ発振器 - Google Patents

高速軸流形ガスレーザ発振器

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JP2599394B2
JP2599394B2 JP62183761A JP18376187A JP2599394B2 JP 2599394 B2 JP2599394 B2 JP 2599394B2 JP 62183761 A JP62183761 A JP 62183761A JP 18376187 A JP18376187 A JP 18376187A JP 2599394 B2 JP2599394 B2 JP 2599394B2
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喜重 川田
重雄 笠井
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/03Constructional details of gas laser discharge tubes
    • H01S3/036Means for obtaining or maintaining the desired gas pressure within the tube, e.g. by gettering, replenishing; Means for circulating the gas, e.g. for equalising the pressure within the tube

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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は高速軸流形ガスレーザ発振器に係り、更に
詳細には、レーザガスに旋回運動を与えるノズル装置を
備えたガスレーザ発振器に関するものである。
(従来の技術) 高速軸流形ガスレーザ発振器のレーザガスの出力を安
定及び増大させるためには、レーザガスの流れの速度を
管内各部で均一にする必要があり、そのための一つの手
段として、管内のレーザガスに旋回運動を与えるノズル
装置が開発されている。
(発明が解決しようとする問題点) 前記のように、レーザ出力を安定及び増大させるため
に、ノズル装置によりレーザガスを旋回流にし、レーザ
ガスの速度の均一化が図られているが、この均一化は、
旋回流の強さ即ち流量によって影響されるので、何らか
の方法でこれを調整する必要があった。
従来のノズル装置の噴出口は、その面積が一定であ
り、この部において、旋回流の流量の調整ができなかっ
た。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 前述のごとき従来の問題点を解決するため、本発明に
おいては、流入部と排出部を備えたレーザ管を設け、こ
の流入部をレーザガスを供給するレーザガス供給通路に
連通し、上記排出部にレーザガスを排出するレーザガス
排出通路に連通し、更にこのレーザガス排出通路を上記
レーザガス供給通路に連通し、上記流入部の外側にレー
ザ管内に連通した環状の噴射口を備えたノズル装置を設
けてなる高速軸流形ガスレーザ発振器において、上記ノ
ズル装置は、ノズル本体と、このノズル本体に設けたフ
ードを備え、このノズル本体とこのフードの間に前記噴
射口に連通した環状の旋回空間を形成せしめるために、
上記ノズル本体に雄型テーパ面を設けると共に、上記フ
ードにこの雄型テーパ面に対向した雌型テーパ面を設
け、上記雄型テーパ面に複数のフィンを周方向に適宜間
隔に設け、各フィンをフィンの背側からみたときに前記
雄型テーパ面のテーパ方向に対して傾斜するようにそれ
ぞれ構成し、上記ノズル本体に多数の整流孔を周状に設
け、各整流孔の一端を前記ガス供給通路にそれぞれ連通
すると共に各整流孔の他端を前記旋回空間にそれぞれ連
通し、前記噴出口の大きさを調節するため、上記フード
に前記雌型テーパ面に対して出没可能な環状の調節フラ
ンジを備えた中空状の調整作動部材を螺合し、この調節
作動部材の内側を前記レーザ管の外側に支持されるよう
に構成してなることを特徴とするものである。
(作用) 前記の構成により、レーザガスをレーザガス供給通路
より流入部を介してレーザ管内に供給する。そして、供
給されたレーザガスは、レーザ管内を流れて、排出部を
海してレーザガス排出通路に排出される。更に、排出さ
れたレーザガスは、適宜に冷却されて、レーザ供給通路
に送られる。即ち、レーザガスを、上述のごとくレーザ
ガス供給通路、レーザ管、レーザ排出通路を循環させる
ことにより、レーザ管内において放電せしめることがで
きる。
上記の作用のもとで、レーザガス供給通路より供給さ
れたレーザガスは、多数の整流孔を通ることにより、上
記レーザガスは整流されて旋回空間に送られる。更に、
旋回空間に送られたレーザガスは、傾斜した複数のフィ
ン及び雄型テーパ面、雌型テーパ面によって旋回され
て、環状の噴出口からレーザ管内に噴出される。これに
よって、レーザ管内を流れるレーザガスを、旋回せしめ
て、乱流状態にせしめることができる。
ここで、レーザ管がガラス管であることもあって、作
業者はレーザ管内の放電状態を観察しながら、調節作動
部材を締付けたり又は暖めたりすることにより、環状の
噴出口の大きさを小さくしたり又は大きくしたりするこ
とができ、噴出口をレーザ管内の放電状態に対応した適
切な大きさにして、レーザガスの流量を調節することが
できる。また、調節作動部材を締付けて調節フランジを
雌型テーパ面に対して突出させることにより、旋回され
たレーザガスの一部が、調節フランジにおける突出部分
に突き当って、調節フランジにおける突出部分付近にお
いて渦を起こして、レーザ管内を流れるレーザガスを、
より不規則な乱流状態にすることができる。
(実施例) 次に、この発明の実施例について、図面に基づいて説
明する。第1図は、この発明を実施した高速軸流形炭酸
ガスレーザ発振器1の概略図である。即ち、四本のレー
ザ管3と5及び7と9は、それぞれ同一軸上に設けてあ
り、レーザ管5と7は連結管11と2個のベンドミラー1
3,15を介して光学的に連結されている。
各レーザ管3,5,7及び9には、レーザガスの流入部17,
排出部19を設けてあり、流入部17には複数の陽極21,排
出部19には環状陰極23を設けてある。これらの電極間に
は図示しない高圧電源が接続されている。レーザ管9の
左端には、リアミラー25を、レーザ管3の左端には、出
力ミラー27をそれぞれ設けてあり、レーザ出力は矢印L
の方向へ放出される。
レーザガスは図示を省略した冷却装置により冷却さ
れ、大矢印G1からレーザガス供給通路29に入り、小矢印
に沿って流れ、それぞれの流入部17からレーザ管3,5,7,
及び9に入る。レーザガスは、流入部17に設けられたノ
ズル装置35により管内を旋回して流れ、その間に放電に
よりレーザ光を連続発振し、排出部19から小矢印にそっ
て流れ、レーザガス排出通路31より大矢印G0方向へ排出
される。このレーザガスは、図示を省略した送風機によ
り前述の冷却装置へ送られ、冷却されて循環使用され
る。
第2図はレーザ管3のレーザガス流入部17の詳細図で
ある。図示のようにノズル取付部分33にノズル装置35を
設けてあり、ノズル装置35はノズル本体37,フード39及
びこの発明の調節作動部材41等から構成されており、そ
れらの中心部にはレーザ光の通路として、レーザ管と同
一内径の孔を設けてある。ノズル取付部材33の中心部に
は、レーザ光の通路を形成する管43の外部に環状のガス
室45を設けてある。
ノズル本体37及びフード39は複数の穴付ボルト47によ
り、ノズル取付部材33に固定してあり、調節作動部材41
はフード39の右端に、回転自在に螺合して設けてある。
この調節作動部材41にはレーザ管3の左端が嵌合してい
る。
ノズル本体37の中央部には、これを貫通して、複数の
整流孔49が、レーザ管に平行して環状に配設してあり、
この整流孔49の右端は、雄型テーパ面を有したテーパ部
材51に設けられた複数のフィン53側に開口している。こ
のフィン53は、レーザガスに旋回運動を与えるため、フ
ィン53の背側(例えば第2図の上寄りのフィン53にあっ
ては第2図において上側、第2図の下寄りのフィン53に
あっては第2図において下側)からみたときに前記雄型
テーパ面に対して傾斜して設けられている。
フード39には、放射状に複数の棒状陽極21を設けあ
り、その放電先端部は、耐熱性材料55に囲撓され、テー
パ部材51の先端部近傍に位置している。フード39の右端
には前記のように、この発明の調節作動部材41を設けて
ある。
この調節作動部材41は、フード39におけるねじ部57に
おいて螺合して設けてある。筒状の調節作動部材41に備
えた環状の調節フランジ59は、フード39の雌型テーパ面
61と同一角度の傾斜面を持って、雌型テーパ面61に対し
て出没可能である。ノズル本体37のテーパ部材51の先端
と調節フランジ59の間には、αの間隙の環状の噴出口を
形成している。右端部63はフランジ状をなし、これを回
転することにより間隙αを微細に調整することができ
る。この調節作動部材41とフード39及びレーザ管3の間
には、気密を保つためにOリングを設けてある。
本実施例の発明の特徴をまとめると、以下のようにな
る。
流入部17と排出部19を備えたレーザ管3を設け、この
流入部17をレーザガスを供給するレーザガス供給通路29
に連通し、上記排出部19にレーザガスを排出するレーザ
ガス排出通路31に連通し、更にこのレーザガス排出通路
31を上記レーザガス供給通路29に連通し、上記流入部17
の外側にレーザ管3内に連通した環状の噴射口を備えた
ノズル装置35を設けてなる高速軸流形ガスレーザ発振器
1において、上記ノズル装置35は、ノズル本体37と、こ
のノズル本体37に設けたフード39を備え、このノズル本
体37とこのフード39の間に前記噴射口に連通した環状の
旋回空間を形成せしめるため、上記ノズル本体37に雄型
テーパ面を設けると共に、上記フード39にこの雄型テー
パ面に対向した雌型テーパ面61を設け、上記雄型テーパ
面に複数のフィン53を周方向に適宜間隔に設け、各フィ
ン53をフィン53の背側からみたときに前記雄型テーパ面
のテーパ方向に対して傾斜するようにそれぞれ構成し、
上記ノズル本体37に多数の整流孔49を周状に設け、各整
流孔49の一端を前記ガス供給通路29にそれぞれ連通する
と共に各整流孔49の他端を前記旋回空間にそれぞれ連通
し、前記噴出口の大きさを調節するため、上記フード39
に前記雌型テーパ面61に対して出没可能な環状の調節フ
ランジ59を備えた中空状の調節作動部材41を螺合し、こ
の調節作動部材41の内側を前記レーザ管3の外側に支持
されるように構成してなることを特徴とする。
本実施例の作用をまとめると、次のようになる。
即ち、レーザガスをレーザガス供給通路29より流入部
17を介してレーザ管3内に供給する。そして、供給され
たレーザガスは、レーザ管3内を流れて、排出部19を介
してレーザガス排出通路31に排出される。更に、排出さ
れたレーザガスは、適宜に冷却されて、レーザ供給通路
29に送られる。即ち、レーザガスを、上述のごとくレー
ザガス供給通路29、レーザ管3、レーザ排出通路31を循
環させることにより、レーザ管3内において放電せしめ
ることができる。
上記の作用のもとで、レーザガス供給通路29より供給
されたレーザガスは、多数の整流孔41を通ることによ
り、上記レーザガスは整流されて旋回空間に送られる。
更に、旋回空間に送られたレーザガスは、傾斜した複数
のフィン53及び雄型テーパ面、雌型テーパ面61によって
旋回されて、環状の噴出口からレーザ管3内に噴出され
る。これによって、レーザ管3内を流れるレーザガス
を、旋回せしめて、乱流状態にせしめることができる。
ここで、レーザ管3がガラス管であることもあって、
作業者はレーザ管3内の放電状態を観察しながら、調節
作動部材41を締付けたり又は暖めたりすることにより、
環状の噴出口の大きさを小さくしたり又は大きくしたり
することができ、噴出口をレーザ管3内の放電状態に対
応した適切な大きさにして、レーザガスの流量を調節す
ることができる。また、調節作動部材41を締付けて調整
フランジ59を雌型テーパ面61に対して突出させることに
より、旋回されたレーザガスの一部が、調節フランジ59
における突出部分に突き当って、調節フランジ59におけ
る突出部分付近において渦を起こして、レーザ管3を流
れるレーザガスを、より不規則な乱流状態にすることが
できる。
[発明の効果] 以上のごとき、本発明によれば、レーザ管内を流れる
レーザガスを、旋回せしめて乱流状態にせしめることが
できるため、レーザ管の断面方向のレーザガスの速度分
布を、管中心から管壁にかけて速度がほぼ均一な状態に
せしめることができ、レーザ出力の安定及び増大を図る
ことができる。特に、調節作動部材における調節フラン
ジを雌型テーパ面に対して突出させることにより、調節
フランジにおける突出部分付近において渦を起こして、
レーザ管内を流れるレーザガスを、より不規則な乱流状
態にすることができるため、レーザ出力の安定及び増大
をより一層図ることができる。
また、作業者はレーザ管内の放電状態を観察しなが
ら、噴出口をレーザ管内の放電状態に対応した適切な大
きさにすることができるため、作業能率の向上を図ると
共に、レーザ出力の安定及び増大を確実に図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】 第1図はこの発明を実施した炭酸ガスレーザ発振器の概
略図、第2図はレーザ管のレーザガス流入部の詳細図で
ある。図中の同一符号は同一物又は相当物を示す。 図面の主要な部分を表わす符号の説明 1……高速軸流形炭酸ガスレーザ発振器、3,5,7,9……
レーザ管 17……流入部、35……ノズル装置、41……噴出口調整装
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−178577(JP,A) 特開 昭63−37680(JP,A) 特開 昭63−302583(JP,A) 特開 昭61−6884(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】流入部と排出部を備えたレーザ管を設け、
    この流入部をレーザガスを供給するレーザガス供給通路
    に連通し、上記排出部にレーザガスを排出するレーザガ
    ス排出通路に連通し、更にこのレーザガス排出通路を上
    記レーザガス供給通路に連通し、上記流入部の外側にレ
    ーザ管内に連通した環状の噴射口を備えたノズル装置を
    設けてなる高速軸流形ガスレーザ発振器において、 上記ノズル装置は、ノズル本体と、このノズル本体に設
    けたフードを備え、このノズル本体とこのフードの間に
    前記噴射口に連通した環状の旋回空間を形成せしめるた
    め、上記ノズル本体に雄型テーパ面を設けると共に、上
    記フードにこの雄型テーパ面に対向した雌型テーパ面を
    設け、上記雄型テーパ面に複数のフィンを周方向に適宜
    間隔に設け、各フィンをフィンの背側からみたときに前
    記雄型テーパ面のテーパ方向に対して傾斜するようにそ
    れぞれ構成し、上記ノズル本体に多数の整流孔を周状に
    設け、各整流孔の一端を前記ガス供給通路にそれぞれ通
    過すると共に各整流孔の他端を前記旋回空間にそれぞれ
    連通し、前記噴出口の大きさを調節するため、上記フー
    ドに前記雌型テーパ面に対して出没可能な環状の調節フ
    ランジを備えた中空状の調節作動部材を螺合し、この調
    節作動部材の内側を前記レーザ管の外側に支持されるよ
    うに構成してなることを特徴とする高速軸流形ガスレー
    ザ発振器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58178577A (ja) * 1982-04-14 1983-10-19 Amada Co Ltd レ−ザ発振装置
JPS616884A (ja) * 1984-06-20 1986-01-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd レ−ザ発振器

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