JPH06268285A - ガスレ−ザ管装置 - Google Patents
ガスレ−ザ管装置Info
- Publication number
- JPH06268285A JPH06268285A JP5282493A JP5282493A JPH06268285A JP H06268285 A JPH06268285 A JP H06268285A JP 5282493 A JP5282493 A JP 5282493A JP 5282493 A JP5282493 A JP 5282493A JP H06268285 A JPH06268285 A JP H06268285A
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- JP
- Japan
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- heat
- thin tube
- heat pipe
- plasma discharge
- magnetic field
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Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、磁界発生器の径小化を図って磁気
利用効率を向上し、且つプラズマ放電細管の放熱効率を
高めたガスレ−ザ管装置を提供することを目的とする。 【構成】この発明のガスレ−ザ管装置は、プラズマ放電
細管１の周囲にヒ−トパイプ１１が伝熱的に設けられ、
このヒ−トパイプの外周に磁界発生器６が配設され、更
にこの磁界発生器の外周にヒ−トパイプが延長配置さ
れ、この延長配置されたヒ−トパイプ１１の外側にラジ
エ−タ１５が伝熱的に設けられてなり、上記の目的を達
成することが出来る。
利用効率を向上し、且つプラズマ放電細管の放熱効率を
高めたガスレ−ザ管装置を提供することを目的とする。 【構成】この発明のガスレ−ザ管装置は、プラズマ放電
細管１の周囲にヒ−トパイプ１１が伝熱的に設けられ、
このヒ−トパイプの外周に磁界発生器６が配設され、更
にこの磁界発生器の外周にヒ−トパイプが延長配置さ
れ、この延長配置されたヒ−トパイプ１１の外側にラジ
エ−タ１５が伝熱的に設けられてなり、上記の目的を達
成することが出来る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はガスレ−ザ管装置に係
り、特にそのプラズマ放電細管の冷却手段に関する。
り、特にそのプラズマ放電細管の冷却手段に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にガスレ−ザ管装置の発振効率を高
める手段として、プラズマ放電細管の軸方向に磁界を印
加する方法が多く行なわれている。この種のガスレ−ザ
管装置は、従来、図５に示すように構成され、図中の符
号１はプラズマ放電細管であり、このプラズマ放電細管
１の軸方向の両側にそれぞれ設けられた陽極２と陰極３
との間に電圧を印加し、封入ガス例えばアルゴンガス等
を放電励起させる。プラズマ放電細管１内は、アルゴン
ガスの反転分布状態となり、光軸上に配設された両端の
ミラ−４，５との相互作用でレ−ザ発振状態となる。
める手段として、プラズマ放電細管の軸方向に磁界を印
加する方法が多く行なわれている。この種のガスレ−ザ
管装置は、従来、図５に示すように構成され、図中の符
号１はプラズマ放電細管であり、このプラズマ放電細管
１の軸方向の両側にそれぞれ設けられた陽極２と陰極３
との間に電圧を印加し、封入ガス例えばアルゴンガス等
を放電励起させる。プラズマ放電細管１内は、アルゴン
ガスの反転分布状態となり、光軸上に配設された両端の
ミラ−４，５との相互作用でレ−ザ発振状態となる。
【０００３】この時、プラズマ放電細管１内の電流密度
は数１００Ａ／ｃｍ2 となり、プラズマ放電細管１に多
くの熱損失を生じるため、表面を強制冷却する必要があ
る。そこで、比較的低出力の場合は強制空冷、大出力の
場合は水冷方式が用いられている。上記の従来例は水冷
方式であり、プラズマ放電細管１と磁界発生器である電
磁石コイル６との間に水冷ジャケット７を配設し、矢印
方向に冷却水を流している。尚、電磁石コイル６は、プ
ラズマ放電細管１内のプラズマが管壁に衝突する損失を
低減するために設けられている。図４中の符号８は陰極
外囲器である。
は数１００Ａ／ｃｍ2 となり、プラズマ放電細管１に多
くの熱損失を生じるため、表面を強制冷却する必要があ
る。そこで、比較的低出力の場合は強制空冷、大出力の
場合は水冷方式が用いられている。上記の従来例は水冷
方式であり、プラズマ放電細管１と磁界発生器である電
磁石コイル６との間に水冷ジャケット７を配設し、矢印
方向に冷却水を流している。尚、電磁石コイル６は、プ
ラズマ放電細管１内のプラズマが管壁に衝突する損失を
低減するために設けられている。図４中の符号８は陰極
外囲器である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来例のように
冷却方式を水冷方式にすると、使用に際し冷却水の供給
源、排水先の確保を必要とし、更に多量の水資源を必要
とする。これを回避する方法として、ガスレ−ザ管装置
に直結した熱交換器例えばラジエ−タを用いる場合もあ
るが、プラズマ放電細管１の耐熱性は高いにも拘らず、
冷却水の使用可能温度で数１０℃以下に制限され、ラジ
エ−タの熱交換効率を高めることが難しい。又、冷却水
を使用する装置では、使用していない時の保存温度によ
り凍結することがあり、これを防止するために、その都
度、冷却水抜きを必要とする場合もある。更に、水冷ジ
ャケット７があるため、磁界発生器がプラズマ放電細管
１から遠ざかり、磁気利用効率が低いという不都合があ
る。水冷方式の代りに強制空冷も考えられるが、電磁石
コイル６が存在するため構造が複雑となり、且つ大形化
して重量増大となる。この発明は、磁界発生器の径小化
を図って磁気利用効率を向上し、且つプラズマ放電細管
の放熱効率を高めたガスレ−ザ管装置を提供することを
目的とする。
冷却方式を水冷方式にすると、使用に際し冷却水の供給
源、排水先の確保を必要とし、更に多量の水資源を必要
とする。これを回避する方法として、ガスレ−ザ管装置
に直結した熱交換器例えばラジエ−タを用いる場合もあ
るが、プラズマ放電細管１の耐熱性は高いにも拘らず、
冷却水の使用可能温度で数１０℃以下に制限され、ラジ
エ−タの熱交換効率を高めることが難しい。又、冷却水
を使用する装置では、使用していない時の保存温度によ
り凍結することがあり、これを防止するために、その都
度、冷却水抜きを必要とする場合もある。更に、水冷ジ
ャケット７があるため、磁界発生器がプラズマ放電細管
１から遠ざかり、磁気利用効率が低いという不都合があ
る。水冷方式の代りに強制空冷も考えられるが、電磁石
コイル６が存在するため構造が複雑となり、且つ大形化
して重量増大となる。この発明は、磁界発生器の径小化
を図って磁気利用効率を向上し、且つプラズマ放電細管
の放熱効率を高めたガスレ−ザ管装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、ガスレ−ザ
管装置の構造を、そのプラズマ放電細管の周囲には蛇行
細管ヒ−トパイプの受熱部細管コンテナ群が伝熱的に設
けられ、この受熱部細管コンテナ群の外周に磁界発生器
が配設され、更にこの磁界発生器の外周に蛇行細管ヒ−
トパイプの放熱部細管コンテナ群が延長配置され、この
延長配置された放熱部細管コンテナ群の外側にラジエ−
タが伝熱的に設けられてなるよう構成することを問題点
解決の手段としている。
管装置の構造を、そのプラズマ放電細管の周囲には蛇行
細管ヒ−トパイプの受熱部細管コンテナ群が伝熱的に設
けられ、この受熱部細管コンテナ群の外周に磁界発生器
が配設され、更にこの磁界発生器の外周に蛇行細管ヒ−
トパイプの放熱部細管コンテナ群が延長配置され、この
延長配置された放熱部細管コンテナ群の外側にラジエ−
タが伝熱的に設けられてなるよう構成することを問題点
解決の手段としている。
【０００６】
【作用】この発明によれば、磁界発生器の径小化が図ら
れて磁気利用効率が高く、且つプラズマ放電細管の放熱
効率を高めることが出来る。
れて磁気利用効率が高く、且つプラズマ放電細管の放熱
効率を高めることが出来る。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
【０００８】この発明によるガスレ−ザ管装置は図１〜
図３に示すように構成され、図１は全体を示す縦断面
図、図２は図１のＡ−Ａ′線に沿って切断し矢印方向に
見た横断面図、図３は蛇行細管ヒ−トパイプの受熱部細
管コンテナ群の取付け部を示す横断面図である。
図３に示すように構成され、図１は全体を示す縦断面
図、図２は図１のＡ−Ａ′線に沿って切断し矢印方向に
見た横断面図、図３は蛇行細管ヒ−トパイプの受熱部細
管コンテナ群の取付け部を示す横断面図である。
【０００９】従来例（図５）と同一箇所は同一符号を付
すことにすると、図中の符号１はプラズマ放電細管であ
る。このプラズマ放電細管１の軸方向の両側にはそれぞ
れ陽極２と陰極３が設けられ、陰極３は陰極外囲器８に
覆われている。そして、陽極２と陰極３の軸方向の外側
には、それぞれミラ−４，５が設けられている。更に、
プラズマ放電細管１の周囲には、銅又はアルミニウムか
らなる伝熱円筒９が嵌合され、この伝熱円筒９の外周に
は軸に平行に複数の溝１０が形成され、この溝１０に蛇
行細管ヒ−トパイプ１１の受熱部細管コンテナ群１１ａ
が埋設されている。この受熱部細管コンテナ群１１ａを
含む伝熱円筒９の外周には、磁界発生器例えば電磁石コ
イル６が配設されている。この電磁石コイル６の外周に
は、銅又はアルミニウムからなる伝熱円筒１２が少し離
れて同軸的に嵌合されている。この伝熱円筒１２の外周
には、軸に平行に複数の溝１３が形成され、この溝１３
に上記の蛇行細管ヒ−トパイプ１１が折返されて延長配
置されて、その放熱部細管コンテナ群１１ｂが延長配置
されいる。この延長配置された放熱部細管コンテナ群１
１ｂを覆うように、伝熱ペ−スト１４が充填されてい
る。更に、この延長配置された放熱部細管コンテナ群１
１ｂの外側には、熱交換器であるラジエ−タ１５が取付
けられている。尚、蛇行細管ヒ−トパイプ１１には作動
液が注入されている。 図４はこの発明に適用する蛇行
細管ヒ−トパイプ１１の斜視図である。１１ａは受熱部
細管コンテナ群、１１ｂは放熱部細管コンテナ群であっ
て、図においては並列に整列形成されているが、適用時
にはそれぞれに展開されて伝熱円筒９および１２に設け
られたそれぞれ複数の溝１０および１３に埋設して接着
される。並列に整列された蛇行細管ヒ−トパイプ１１は
全体としては、１本の連続する細管コンテナが受熱部と
放熱部の間を往復蛇行して構成され、コンテナ内には所
定の作動液の所定量が封入されている。細管コンテナ群
１１ａ，１１ｂはそれぞれ伝熱円筒９および１２に配設
されるので、中間部において全てが１８０度の屈曲加工
が施され方向転換している。
すことにすると、図中の符号１はプラズマ放電細管であ
る。このプラズマ放電細管１の軸方向の両側にはそれぞ
れ陽極２と陰極３が設けられ、陰極３は陰極外囲器８に
覆われている。そして、陽極２と陰極３の軸方向の外側
には、それぞれミラ−４，５が設けられている。更に、
プラズマ放電細管１の周囲には、銅又はアルミニウムか
らなる伝熱円筒９が嵌合され、この伝熱円筒９の外周に
は軸に平行に複数の溝１０が形成され、この溝１０に蛇
行細管ヒ−トパイプ１１の受熱部細管コンテナ群１１ａ
が埋設されている。この受熱部細管コンテナ群１１ａを
含む伝熱円筒９の外周には、磁界発生器例えば電磁石コ
イル６が配設されている。この電磁石コイル６の外周に
は、銅又はアルミニウムからなる伝熱円筒１２が少し離
れて同軸的に嵌合されている。この伝熱円筒１２の外周
には、軸に平行に複数の溝１３が形成され、この溝１３
に上記の蛇行細管ヒ−トパイプ１１が折返されて延長配
置されて、その放熱部細管コンテナ群１１ｂが延長配置
されいる。この延長配置された放熱部細管コンテナ群１
１ｂを覆うように、伝熱ペ−スト１４が充填されてい
る。更に、この延長配置された放熱部細管コンテナ群１
１ｂの外側には、熱交換器であるラジエ−タ１５が取付
けられている。尚、蛇行細管ヒ−トパイプ１１には作動
液が注入されている。 図４はこの発明に適用する蛇行
細管ヒ−トパイプ１１の斜視図である。１１ａは受熱部
細管コンテナ群、１１ｂは放熱部細管コンテナ群であっ
て、図においては並列に整列形成されているが、適用時
にはそれぞれに展開されて伝熱円筒９および１２に設け
られたそれぞれ複数の溝１０および１３に埋設して接着
される。並列に整列された蛇行細管ヒ−トパイプ１１は
全体としては、１本の連続する細管コンテナが受熱部と
放熱部の間を往復蛇行して構成され、コンテナ内には所
定の作動液の所定量が封入されている。細管コンテナ群
１１ａ，１１ｂはそれぞれ伝熱円筒９および１２に配設
されるので、中間部において全てが１８０度の屈曲加工
が施され方向転換している。
【００１０】通常知られているヒ−トパイプを使用し、
このような屈曲を与えると、受熱部の多くの部分が放熱
部に対してその水位が高くなることがあり、十分な作動
が得られない場合がある。しかし、蛇行細管ヒ−トパイ
プにおいては、細管コンテナ内を作動液が循環するか又
は軸方向に振動して熱量が輸送され、トップヒ−トモ−
ドを含む如何なる姿勢でも、熱量を高温側から低温側に
輸送することが出来る。従って、受熱部細管コンテナ群
１１ａで受熱した熱量は、放熱部細管コンテナ群１１ｂ
に活発に殆ど全て輸送される。
このような屈曲を与えると、受熱部の多くの部分が放熱
部に対してその水位が高くなることがあり、十分な作動
が得られない場合がある。しかし、蛇行細管ヒ−トパイ
プにおいては、細管コンテナ内を作動液が循環するか又
は軸方向に振動して熱量が輸送され、トップヒ−トモ−
ドを含む如何なる姿勢でも、熱量を高温側から低温側に
輸送することが出来る。従って、受熱部細管コンテナ群
１１ａで受熱した熱量は、放熱部細管コンテナ群１１ｂ
に活発に殆ど全て輸送される。
【００１１】動作時には、プラズマ放電細管１で発生し
た熱を蛇行細管ヒ−トパイプ１１により外部に導き出
し、ラジエ−タ１５により自然放熱又は強制空冷を行な
う。この時のプラズマ放電細管１の表面温度は蛇行細管
ヒ−トパイプ１１の使用可能温度で強制され、それは主
に注入されている作動液の種類による。例えば−４０℃
の低温保存も可能なフロン系作動液を使用する場合、動
作温度は２００℃程度まで可能である。又、作動液に純
水を用いる場合は、３００℃でも動作可能である。上記
実施例では、プラズマ放電細管１とラジエ−タ１５の温
度差は２０℃以下にすることが出来る。従って、蛇行細
管ヒ−トパイプ１１の作動液にフロン系を用いた場合で
も、プラズマ放電細管１の表面温度を１５０℃にした場
合、ラジエ−タ１５の温度は１３０℃以上とすることが
出来、冷却効率を高めることが出来る。 更に、蛇行細
管ヒ−トパイプ１１による熱の移送中では熱抵抗が小さ
いため、ラジエ−タ１５は任意の場所に配置することが
出来る。更に、電磁石コイル６は、径小化してプラズマ
放電細管１の回りに比較的近接して設けることが出来、
ガスレ−ザ管装置全体を小形化することが出来る。
た熱を蛇行細管ヒ−トパイプ１１により外部に導き出
し、ラジエ−タ１５により自然放熱又は強制空冷を行な
う。この時のプラズマ放電細管１の表面温度は蛇行細管
ヒ−トパイプ１１の使用可能温度で強制され、それは主
に注入されている作動液の種類による。例えば−４０℃
の低温保存も可能なフロン系作動液を使用する場合、動
作温度は２００℃程度まで可能である。又、作動液に純
水を用いる場合は、３００℃でも動作可能である。上記
実施例では、プラズマ放電細管１とラジエ−タ１５の温
度差は２０℃以下にすることが出来る。従って、蛇行細
管ヒ−トパイプ１１の作動液にフロン系を用いた場合で
も、プラズマ放電細管１の表面温度を１５０℃にした場
合、ラジエ−タ１５の温度は１３０℃以上とすることが
出来、冷却効率を高めることが出来る。 更に、蛇行細
管ヒ−トパイプ１１による熱の移送中では熱抵抗が小さ
いため、ラジエ−タ１５は任意の場所に配置することが
出来る。更に、電磁石コイル６は、径小化してプラズマ
放電細管１の回りに比較的近接して設けることが出来、
ガスレ−ザ管装置全体を小形化することが出来る。
【００１２】又、プラズマ放電細管１に用いられている
材質の多くは耐プラズマ性，熱伝導性，真空気密性等を
考慮し、ベリリア磁器を用いることが多い。この場合、
ベリリア磁器と受熱部細管コンテナ群１１ａとを直接熱
的に接触させることは難しい。そこで、図３に示すよう
に、伝熱円筒９の溝１０に蛇行細管ヒ−トパイプ１１の
受熱部細管コンテナ群１１ａを予め半田付け等により熱
抵抗の少ない方法で固着しておき、伝熱円筒９をプラズ
マ放電細管１に機械的に嵌合させる。この場合、伝熱円
筒９とプラズマ放電細管１の熱接触抵抗を小さくするた
め、耐熱性熱伝導グリスを用いると更に効果は良くな
る。
材質の多くは耐プラズマ性，熱伝導性，真空気密性等を
考慮し、ベリリア磁器を用いることが多い。この場合、
ベリリア磁器と受熱部細管コンテナ群１１ａとを直接熱
的に接触させることは難しい。そこで、図３に示すよう
に、伝熱円筒９の溝１０に蛇行細管ヒ−トパイプ１１の
受熱部細管コンテナ群１１ａを予め半田付け等により熱
抵抗の少ない方法で固着しておき、伝熱円筒９をプラズ
マ放電細管１に機械的に嵌合させる。この場合、伝熱円
筒９とプラズマ放電細管１の熱接触抵抗を小さくするた
め、耐熱性熱伝導グリスを用いると更に効果は良くな
る。
【００１３】尚、以上説明した実施例は、好ましいヒ−
トパイプとして蛇行細管ヒ−トパイプ１１を使用した場
合であるが、それに限らず他の方式のヒ−トパイプを使
用することも出来る。
トパイプとして蛇行細管ヒ−トパイプ１１を使用した場
合であるが、それに限らず他の方式のヒ−トパイプを使
用することも出来る。
【００１４】
【発明の効果】この発明によれば、プラズマ放電細管の
周囲にヒ−トパイプ，磁界発生器，蛇行細管ヒ−トパイ
プ，ラジエ−タが順次伝熱的に設けられているので、磁
界発生器の径小化が図られて磁気利用効率が高く、且つ
プラズマ放電細管の放熱効率を高めることが出来る。
周囲にヒ−トパイプ，磁界発生器，蛇行細管ヒ−トパイ
プ，ラジエ−タが順次伝熱的に設けられているので、磁
界発生器の径小化が図られて磁気利用効率が高く、且つ
プラズマ放電細管の放熱効率を高めることが出来る。
【図１】この発明の一実施例に係るガスレ−ザ管装置を
示す縦断面図。
示す縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ′線に沿って切断し矢印方向に見
た横断面図。
た横断面図。
【図３】この発明のガスレ−ザ管装置におけるヒ−トパ
イプ取付け部を示す横断面図。
イプ取付け部を示す横断面図。
【図４】この発明のガスレ−ザ管装置における蛇行細管
ヒ−トパイプを示す斜視図。
ヒ−トパイプを示す斜視図。
【図５】従来のガスレ−ザ管装置を示す縦断面図。
１…プラズマ放電細管、２…陽極、３…陰極、４，５…
ミラ−、６…電磁石コイル（磁界発生器）、８…陰極外
囲器、９，１２…伝熱円筒、１０，１３…溝、１１…蛇
行細管ヒ−トパイプ、１１ａ…受熱部細管コンテナ群、
１１ｂ…放熱部細管コンテナ群、１４…伝熱ペ−スト、
１５…ラジエ−タ。
ミラ−、６…電磁石コイル（磁界発生器）、８…陰極外
囲器、９，１２…伝熱円筒、１０，１３…溝、１１…蛇
行細管ヒ−トパイプ、１１ａ…受熱部細管コンテナ群、
１１ｂ…放熱部細管コンテナ群、１４…伝熱ペ−スト、
１５…ラジエ−タ。
Claims (2)
- 【請求項１】 プラズマ放電細管の周囲に磁界発生器が
同軸的に配設されてなるガスレ−ザ管装置において、 上記プラズマ放電細管の周囲にヒ−トパイプが伝熱的に
設けられ、該ヒ−トパイプの外周に上記磁界発生器が配
設され、更に該磁界発生器の外周に上記ヒ−トパイプが
延長配置され、該延長配置されたヒ−トパイプの外側に
ラジエ−タが伝熱的に設けられてなることを特徴とする
ガスレ−ザ管装置。 - 【請求項２】 プラズマ放電細管の周囲に磁界発生器が
同軸的に配設されてなるガスレ−ザ管装置において、 上記プラズマ放電細管の周囲に蛇行細管ヒ−トパイプの
受熱部細管コンテナ群が伝熱的に設けられ、該受熱部細
管コンテナ群の外周に上記磁界発生器が配設され、更に
該磁界発生器の外周に上記蛇行細管ヒ−トパイプの放熱
部細管コンテナ群が配置され、該放熱部細管コンテナ群
の外側にラジエ−タが伝熱的に設けられてなることを特
徴とするガスレ−ザ管装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5282493A JPH06268285A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | ガスレ−ザ管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5282493A JPH06268285A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | ガスレ−ザ管装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06268285A true JPH06268285A (ja) | 1994-09-22 |
Family
ID=12925608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5282493A Pending JPH06268285A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | ガスレ−ザ管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06268285A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1051727A1 (en) * | 1997-12-31 | 2000-11-15 | University Of Central Florida | Discharge lamp sources apparatus and methods |
| EP1723486A2 (en) * | 2004-01-12 | 2006-11-22 | Litelaser L.L.C. | Laser cooling system and method |
| KR100803794B1 (ko) * | 2006-04-24 | 2008-02-14 | 최대규 | 마그네틱 코어 블록에 매설된 플라즈마 방전 튜브를 구비한유도 결합 플라즈마 소스 |
| US7577177B2 (en) | 2004-01-12 | 2009-08-18 | Videojet Technologies Inc. | Multi-path laser system |
| US7583717B2 (en) | 2004-08-30 | 2009-09-01 | Videojet Technologies Inc | Laser system |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5282493A patent/JPH06268285A/ja active Pending
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