JPH0248154Y2

JPH0248154Y2 -

Info

Publication number: JPH0248154Y2
Application number: JP1986100976U
Authority: JP
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1990-12-18
Also published as: JPS636191U

Description

【考案の詳細な説明】考案の技術分野本考案は、レーザ加工機用のレーザ発振器やレ
ンズ系などの冷却装置に関し、特に冷却対象に応
じて冷却水および冷却空気を１つの冷凍サイクル
で循環的に供給する装置に係る。

従来技術レーザ加工装置には、冷却装置が付設されてい
る。通常、冷却流体として、冷却対象に応じて、
冷却水および冷却空気が用いられている。

従来の冷却装置は、冷却水および冷却空気毎に
冷凍サイクルを構成しているため、高価であり、
また大きな設備となつている。

考案の目的したがつて、本考案の目的は、冷却水および冷
却空気の冷凍サイクルを共用化するとともに、冷
却対象に応じて適切な状態で冷却流体すなわち冷
却水、および冷却空気を供給できるようにするこ
とである。

考案の解決手段そこで、本考案は、１つの冷凍サイクルで、２
つの蒸発器を駆動し、それぞれの蒸発器によつ
て、水および空気を冷却し、水を冷却対象に対し
循環的に使用できるようにするとともに、冷却空
気の循環路中にヒータを組み込み、冷却空気を低
湿度すなわち乾燥状態の空気として、アシストガ
スの噴射ノズルや、結露防止・清浄用空気とし
て、レーザ光学系に供給するようにしている。そ
して、上記冷却水は、第１の冷却器で蒸発器と触
れ、低い温度となつて、大きな熱容量のもとに、
レーザ発振器系やその光学系を高い温度精度の下
に冷却していく。また冷却空気は、噴射ノズル
や、レーザ光学系の内部を循環することにより、
結露の発生を防止し、内部を清浄な空間とし、レ
ーザビームの減衰を未然に防止している。

考案の構成図は、本考案のレーザ加工機用の冷却装置１を
示している。この冷却装置１は、１つの冷凍サイ
クル２を共用しながら、冷却水循環路３および冷
却空気供給路４を備えている。

上記冷凍サイクル２は、フロンガスなどの冷媒
５を循環させる過程で、冷却水１４および冷却空
気２１を吸収熱により冷却するため、圧縮機６、
凝縮器７、受液器８、第１の膨脹弁９、第１の蒸
発器１０、第２の膨脹弁１１、第２の蒸発器１
２、およびアキユムレータ１３によつて閉路を形
成している。

そして、上記第１の蒸発器１０は、冷却水１４
の熱を吸収するために、冷却槽１５の内部に熱交
換可能な状態で、組み込まれている。この冷却槽
１５は、循環ポンプ１６、並列の圧力調整弁１
７，１８、レーザ加工機の水冷却対象として、レ
ーザ発振器の冷却器１９、レーザ光学系の冷却器
２０を介して、冷却水循環路３を形成している。

また、上記冷却空気供給路４は、冷却空気２１
ｂおよび乾燥状態の比較的温かな冷却空気２１ａ
をレーザ加工機の冷却対象に供給するためのもの
あり、上記第２の蒸発器１２のほか、コンプレツ
サ３０、フイルタ２２、ヒータ２３、オイルポツ
ト付のフイルタ２４、減圧弁２５、並列接続の開
閉弁２６，２７、空気冷却対象の噴射ノズル、レ
ンズホルダー、および光学系等の冷却器２８，２
９とともに冷却空気２１ａの供給路を構成してい
る。なお冷却空気２１ｂは、第２の蒸発器１２の
出口ポートから上記ヒータ２３を経由しないで分
岐し、オイルポツト付のフイルタ３１、減圧弁３
２、開閉弁３３およびレーザヘツドやビームベン
ダーなどの発熱部分を効率よく冷却するための冷
却器３４を経て、大気へ放出される。

なお以上の構成は、冷媒５、冷却水１４および
冷却空気２１の熱交換用の循環経路を中心とした
配管系であるが、温度制御系は、これと別に設け
られ、冷却水１４または冷却空気２１の温度を温
度センサーなどによつて検出し、その温度情報に
基づいて冷媒５の流量や圧縮機６のオンオフ制御
さらに冷媒５の循環路や流量を変更することによ
つて、目標の設定温度に自動的に調節する。

考案の作用冷凍サイクル２の運転中に、冷媒５は、圧縮機
６によつて気体から高温かつ高圧の気体に圧縮さ
れ、さらに凝縮器７によつて冷却されて、熱を外
部に捨てながら液化し、受液器８に貯えられる。
そして、この低圧液体の冷媒５は、それぞれの膨
脹弁９，１１で噴射され、膨脹しながら低温かつ
低圧の気体となり、それぞれの蒸発器１０，１２
で外部の流体すなわち冷却水１４および冷却空気
２１の熱を奪いながら気体となつて、アキユムレ
ータ１３に貯えられ、再び圧縮機６に戻る。

この間に、冷却水１４は、循環ポンプ１６によ
つて冷却槽１５の内部からそれぞれの冷却器１
９，２０に供給され、そこで水冷却対象のレーザ
発振器やレーザビームの光学系を冷却し、その熱
を奪つて再び冷却槽１５の内部に戻り、蒸発器１
０によつて、熱交換し、再び冷やされた状態で循
環的に使用される。この冷却過程で、冷却水１４
は、大きな熱容量の下に、水冷却対象を冷却して
いくため、比較的大きな発熱源の冷却に利用で
き、また冷却対象の温度を正確に目標の温度に設
定するのに有効である。

また、コンプレツサ３０は、第２の蒸発器１２
で冷却することにより、低温の冷却空気２１ｂと
し、一方、蒸発器１２で冷却した冷却空気２１を
再びヒータ２３で加熱することにより、比較的温
かな乾燥冷却空気２１ａとし、フイルタ２４、減
圧弁２５、および開閉弁２６を経て、または、こ
の減圧弁２５を経ないで開閉弁２７により、冷却
器２８，２９に供給する。これらの冷却器２８，
２９は、空気冷却対象のレーザヘツドの噴射ノズ
ルまたは、レーザビームの光学系などに供給さ
れ、レーザビームによる温度上昇を抑え、しか
も、レンズや鏡胴内部の結露を防止するととも
に、レーザビームの通過部分を常に清浄な状態に
保つている。また蒸発器１２で冷却された冷却空
気２１ｂは、上記ヒータ２３を経ないで、フイル
タ３１、減圧弁３２および開閉弁３３を経て、冷
却器３４にも供給される。この冷却器３４は、レ
ーザヘツドやビームベンダー等の各部分の高効率
冷却用として用いられる。このように、冷却空気
２１ａ，２１ｂは、冷却の機能のほか、結露防止
や清浄空間の確保という二次的な機能を営んでい
るため、レーザ発振器からのレーザビームは、最
も良好な状態で発生し、また減衰しない状態で、
加工点に供給できるようになる。

考案の変形例上記実施例は、レーザビームの光学系を冷却水
１４および冷却空気２１ａ，２１ｂを用いて冷却
しているが、この冷却は、冷却器の組み込み形態
を考慮して、いずれか一方のみで行うこともでき
る。

考案の効果本考案では、下記の実用上の効果がある。

冷凍サイクルの主要部分が２つの蒸発器につい
て共通に用いられているため、冷凍サイクルの主
要部分が共用化でき、それだけ装置が小型化さ
れ、冷凍装置が安価に供給できる。

また、冷却水の循環路および冷却空気の供給路
毎に適切な蒸発器が設けられているため、それら
の流体毎の熱交換効率が高められ、またそれらの
流体毎に独自の制御が可能となる。

さらに、冷却空気の供給路中に、蒸発器および
ヒータが介在しているため、比較的常温に近い冷
却空気が低湿度の状態で空気冷却対象に供給でき
るため、レーザ加工機特有の噴射ノズルの冷却、
レーザビーム鏡胴系の結露発生の防止、さらにレ
ーザビームの清浄空気の供給などの必要な機能が
確保でき、最も良好な状態でレーザビームの照射
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図は本考案のレーザ加工機用の冷却装置の図で
ある。１……冷却装置、２……冷凍サイクル、３……
冷却水循環路、４……冷却空気供給路、５……冷
媒、６……圧縮機、７……凝縮器、８……受液
器、９……第１の膨脹弁、１０……第１の蒸発
器、１１……第２の膨脹弁、１２……第２の蒸発
器、１４……冷却水、１５……冷却槽、１６……
循環ポンプ、１９，２０……冷却器、２１ａ，２
１ｂ……冷却空気、２８，２９，３４……冷却
器、３０……コンプレツサ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

冷媒の循環路中に圧縮機、凝縮器、第１の膨脹
弁、第１の蒸発器、第２の膨脹弁および第２の蒸
発器を有する冷凍サイクルと、上記第１の蒸発器
を内蔵する冷却水の冷却槽、循環ポンプ、および
レーザ加工機の水冷却対象の冷却器を含む冷却水
循環路と、上記第２の蒸発器、ヒータ、上記レー
ザ加工機の空気冷却対象の冷却器およびコンプレ
ツサを含む冷却空気供給路とからなることを特徴
とするレーザ加工機用の冷却装置。