JPH08511132A

JPH08511132A - タービン圧縮機のためのシール方法および配列とそれを用いたレーザー

Info

Publication number: JPH08511132A
Application number: JP7501943A
Authority: JP
Inventors: ジェイニルセン、カール; キューウィルソン、ウォルター; エムテュリオ、ケネス
Original assignee: ピーアールシィーコーポレーション
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1994-06-03
Publication date: 1996-11-19
Also published as: EP0701741A4; AU7203394A; US5377216A; EP0701741A1; WO1994029936A1; CA2163794A1; CN1102911A

Abstract

(57)【要約】レーザーの流路に沿ってガスを流すためのガスレーザー装置に有用なタービンタイプの圧縮機は、好ましくない物質が駆動軸に沿って圧縮機インペラーの方に移動し、圧縮されたレーザーガスを汚染するのを防止するために圧縮機の駆動軸のまわりのシール配列を含んでいる。当該シール配列は、少なくとも軸の回転中に軸のまわりをシールするための第１シール好ましくは真空圧縮シールと、一方では、レーザーのポンプダウンのあいだ駆動軸が静止しているときに軸をシールし、他方では、軸が回転しているとき軸から引っ込めるために駆動軸とのシール接触を入切しうるように選択的に膨脹され収縮されるブラッダーを具備している。このシール配列は従来のシール配列よりも信頼できるものであり、比較的低コストであり、ガスの使用量が少ない。

Description

【発明の詳細な説明】タービン圧縮機のためのシール方法および配列とそれを用いたレーザー技術分野本発明は圧縮機の駆動軸に沿って好ましくない物質が該圧縮機のインペラーの方に移動するのを防止するための方法およびシール配列と、レーザー装置の流路に沿ってレーザーガスを流すための圧縮機を含むガスレーザー装置とに向けられている。背景技術レーザーガスが音速に達する速度でレーザー管を通して閉ループ内でレーザーガスを循環するために高速の軸方向流れのガスレーザーによるタービン式圧縮機を用いることは、譲受人自身の米国特許第４，８１７，１１１号明細書から知られている。当該タービン式圧縮機のインペラーは、圧縮機の駆動軸に回転自在に支持されている。潤滑された軸受は、前記駆動軸を回転自在に支持している。潤滑剤によるレーザーガスの汚染と、大気中の気体の汚染とを回避するために、インペラーと軸受とのあいだの圧縮機駆動軸のまわりに流体シールが設けられ、潤滑剤および大気中の気体が当該駆動軸に沿ってインペラーに向かって移動するのを防止している。米国特許第４，８１７，１１１号明細書に開示されたシール配列は、軸受同士のあいだで駆動軸に軸を封じうるように取り付けられた炭化タングステン（tungsten carbide）のたがいに係合するリング（mating ring）と、軸とともに回転するインペラーとから構成されている。たがいに離間された低い摩擦の摺動面を有する一対の環状の固定炭素部材が前記係合リングのそれぞれの側に位置づけられ、バネによって係合リングに対して降伏しうるように付勢されている。前記固定炭素部材に隣接する係合リングの面には、それぞれ螺旋状の溝が形成されている。この溝は前記固定部材の対向する面の半径方向外向の位置から前記リングと固定部材との対向する接触面のあいだの位置まで延びている。シールガスが前記シールに供給されると、圧縮機の駆動軸と係合リングの回転が前記リング面の螺旋溝をしてリングおよび固定部材のあいだのシールガスを吐出せしめる。当該シールガスは固定部材をリングから僅かに離間するように動かす。シールガスは、レーザーガスとして用いられたものと同じでよいが、大気圧よりも僅かに高い圧力で流体シールに供給される。その結果、駆動軸の回転中にシールガスが、係合リングと固定部材とのあいだの小さいギャップ内を駆動軸に沿って流れ、軸受の潤滑剤および大気中のガスの移動に抗しインペラーの方へのシールとして作用する。レーザーガスの方に移動するシールガスは、補給（make -up）ガスとしてレーザー内に侵入することが許される。叙上の動的シール（dynamic seal）に加え、たとえば、レーザー内のガス圧のポンプダウン（pumping down）のあいだなど、圧縮機の軸が回転しないとき、この公知の流体シールは静的シール（static seal）を与える。この静的シールは、前記固定炭素部材の対向する面と、軸、シールハウジングおよび係合リングとともにＯリングによってシールされているこれら構成要素とを気密に接触している係合リングの面によって達成されている。この公知の流体シールは、圧縮機の軸の動的状態および静的状態のあいだシールしているが、比較的コストが高く、汚染した（impure）ガス、流体、異物（part icle）などのある条件下で信頼性に問題を引き起こしうる。したがって、かかる従来技術の欠点を克服しうる、望まれない物質が圧縮機の駆動軸に沿って圧縮機のインペラーの方に移動するのを防止するための改善されたシール配列および方法に対してニーズがある。発明の開示本発明の目的は、望まれない物質が圧縮機の駆動軸に沿って圧縮機のインペラーの方に移動するのを防止するための改善されたシール配列および方法を提供することと、圧縮機を用いているレーザーを提供することである。当該シール配列および方法は公知の方法およびシール配列と比較して信頼性が高く、コストが低い。かかる目的は本発明の圧縮機によって達成される、当該圧縮機は、圧縮機の作動中に駆動軸が回転し、圧縮機およびレーザーの作動に先立ちレーザー内圧力のポンプダウンのあいだ該駆動軸が静止するとき、駆動軸に沿ってインペラーの方に望まれない物質が移動するのを防止するために圧縮機駆動軸まわりのシール配列を含んでいる。このシール配列は、少なくとも軸の回転中駆動軸まわりをシールするための第１シールと、好ましくは弾性を有するブラッダー（bladder）の形態をした可撓性を有するシール材からなる第２シールとから構成される。該ブラッダーは、駆動軸がレーザーのポンプダウンのあいだ静止しているとき該駆動軸をシールするために駆動軸とのシール接触が選択的に入切しうるので、駆動軸に沿って望まれない物質が移動するのを防止できる。開示された本発明の好ましい実施態様によれば、第２シールは第１シールと離間し、かつ独立している。駆動軸とシール接触させるために圧縮流体を可撓性を有するシール部材に加えるための手段が設けられる。とくに弾性を有するブラッダーは、圧縮ガスを該ブラッダーに加えることにより伸縮自在に膨張して駆動軸とシール接触する。第２シールは、駆動軸の回転が開始するとき該駆動軸との接触が解除されることを保証するために真空を前記可撓性を有するシール部材に加えるための手段を含んでいるのが好ましい。この配列の結果、レーザーのポンプダウンのあいだ圧縮機駆動軸が回転しないとき、第１シールは真空気密（vacuum tight）とヘリウム漏れ気密シールとを形成する必要がない。それよりはむしろ、第１シールは、割れ目が形成されたリングシール、ラビリンスシールまたは他のタイプの漏れやすい（leaky）シールを含むことができ、レーザー内のガス圧力が所望の低真空レベルまでポンプダウンしているあいだ軸が静止しているとき、第２シールは漏れ気密を形成するにたる信頼度を有している。使用の際、レーザー内のガス圧を所望の真空圧力にまでポンプダウンしたのち、圧縮機駆動軸の回転が開始され、第１駆動軸が駆動軸のまわりをシールしうるようにされ、かつ望まれない物質がインペラーの方に移動してレーザーガスを汚染するのを防止しうるようにされる。本発明の好ましい実施態様による第１シールは真空圧力シールであり、潤滑剤、大気中のガスまたは他の不純物のインペラーおよびそれによって圧縮されたレーザーガスへの侵入に対するシールのために真空圧力が駆動軸のまわりで維持される。圧縮機および（または）ガスレーザー装置は、さらに真空圧力源および該真空圧力源と第１シールとを連結するための流体通路を含んでいる。前記第２シールのブラッダーが膨張したときレーザーキャビティー（laser cavity）のポンプダウンおよび減圧排気中真空圧力が加えられるのが好ましい。漏れやすい第１シール、好ましくは割れリングシールの使用による第１シールへの真空の印加は、第１シールを空にし、シール内での割れたリングによる漏れの結果レーザーキャビティーティーを減圧排気するのを助長する。レーザーキャビティーティーからガスが連続して抜かれ、ついには所望のキャビティー圧力が達成される。つぎにタービン圧縮機が始動し、同時にブラッダーが膨張する。そうするとレーザーキャビティーにレーザーガスが、大気圧未満でかつ第１シール内の真空圧力より高いガス圧力が達成されるまで充填される。レーザーキャビティー内の圧力より低い圧力で第１シールに真空が連続して加えられる。レーザーのポンプダウン後のブラッダーの収縮は、ブラッダーと割れリングとのあいだの割れリングシールの圧縮機モーター側の圧力を大気圧まで上昇する。大気が第１シールの割れリングの下を流れ、真空圧力が維持されているシールに流入する。すなわち第１シール内に漏れる大気および他の不純物は、第１シール内の真空圧力を維持している真空ポンプによって抜かれる。本発明によるガスレーザー装置の圧縮機のインペラーに望まれない物質が移動するのを防止するためのこのレーザー装置、圧縮機および方法は、叙上のアメリカ特許第４，８１７，１１１号明細書の公知のシール配列と比べて、軸シールの性能を改善し、かつ、シールに用いられるガスの量を低減する。本発明の他の実施例によれば、第１シールは流体シールから構成され、シールガスは大気圧をこえる圧力で導かれ、望まれない物質が駆動軸に沿ってインペラーおよびレーザーガスに移動するのを防止する。本発明のかかる目的、特徴および有利な点は、単に図示するために本発明によるふたつの実施例を示している添付図面に関連して考慮されたとき、つぎの記載から明らかになるであろう。図面の簡単な説明図１は本発明の第１実施例のガスレーザー装置の概略図であり、図２は図１のレーザー装置の２段両面再生タービン圧縮機の部分断面であり、インペラーと駆動軸を支持している軸受とのあいだの圧縮機駆動軸まわりのシール配列の概略を示している、図３は圧縮機駆動軸回りの配列を示している、圧縮機駆動軸の長手方向の中心軸ＣＬに沿った部分断面拡大図であり、図４は圧縮機のブラッダーシールから見た図３のIV− IV線断面図であり、図５は本発明の第２実施例のシール配列の図３に類した図である。本発明を実施するための最良の態様図面を参照しつつ説明する。図１に概略図示された本発明のガスレーザー１は、レーザーガスの軸方向の迅速な流れのための流路を規定しているレーザー管または他の構造と、ガスをしてレーザー管内でレーザー状態にせしめるために当該装置内を流れるガスを電気的に励起するための少なくとも２つの電極３および４と、該レーザー管を貫いてガスを流すためのタービン式圧縮機５とから構成される。圧縮機５は譲受人の米国特許第４，８１７，１１１号明細書に開示されたタイプの再生圧縮機であることが好ましく、このばあい圧縮機は圧縮機の駆動軸に沿ってシールするために本発明の改善されたシール配列１８を含むように修正される。シール配列１８は、米国特許第４，８１７，１１１号明細書に開示された如き圧縮機駆動軸のための従来の流体シールに代えて用いられる。レーザー装置１に用いられたレーザーガスは、いかなる適切なレーザーガスであってよい。開示された実施例のばあい、少量の二酸化炭素を含む約８０％のヘリウムと、２０％の窒素との混合ガスである。レーザー管２および圧縮機は、ガスレーザー管と圧縮機を通してレーザーガスを再循環するための装置の実質的な閉ループ６の一部を形成している。熱交換器７および８もまた循環ガスを冷却するためにタービン圧縮機のそれぞれの側の閉ループ６に設けられている。真空ポンプ９は、圧縮機の作動の準備中に閉ループ６内のガス圧力をポンプダウンするため、およびガスレーザーの動作中に要求される低圧、たとえば５０〜２００Torrの範囲内の圧力を維持するために閉ループ６と流体連通しうるように設けられる。混合ガスタンク１０は、ループ６内にレーザーガスを供給し、交換するために閉ループ６と選択的に連通しうるように設けられる。図２に概略的に表わされたタービンタイプ圧縮機５は２段再生圧縮機であり、圧縮機の第１段および第２段は１枚のインペラー１０の両側に設けられている。熱交換器７からのガスは、インペラー１０の一方の側のブレードによる圧縮のために入口１１を通りインペラーの一方の側の環状通路に流入する。つぎに圧縮されたガスは、流通溝１３を通り第２段まで流れ、該ガスがインペラーの反対側の第２の側の環状通路内を流れるとインペラーのブレードによってさらに圧縮され、しかるのち、熱交換器８を経てレーザー管を通って循環するために出口１４を通して移動される。インペラー１０は圧縮機の駆動軸１６の該当する端部１５上に回転自在に設けられている。駆動軸１６は軸受によって圧縮機の内側に回転自在に支持され、該軸受のひとつは１７で示されている。駆動軸は駆動連結（driving connection）したモーターによって圧縮機およびレーザーの動作中高速で回転する。モーターおよび駆動連結は図示されていないが、米国特許第４，８１７，１１１号明細書に示された如く配列されうる。圧縮機駆動軸が静止しているときのポンプダウンおよび圧縮機の軸の回転中とレーザーの動作中に、大気中のガスおよび潤滑剤などの好ましくない物質が駆動軸に沿ってインペラーまで移動することによるレーザーガスの汚染を回避するために、図２にその概略が示されているように軸受１７とインペラー１０とのあいだの軸上の位置で軸１６を完全に取り囲むように本発明によるシール配列１８が位置づけられる。図３および４の詳細図から、当該シール配列１８が少なくとも軸の動的状態で駆動軸まわりのシールのための第１シール１９を含んでいることがわかる。該シール１９は、シール部に漏れるシールガスを引き抜くことができるように真空圧力が維持されるシールの形態をとっており、これによって大気中のガス、潤滑剤または他の不純物がインペラーに達するのが防止されうる。後述するように圧縮機とレーザーの動作中はもとよりレーザーキャビティーのポンプダウン中に真空圧力が維持されるのが好ましい。シール配列は、さらにレーザーのポンプダウン中のように軸の静的状態において駆動軸回りのシールのための第２シール２０を含んでいる。当該シール２０は弾力を有するブラッダーの形態で可撓性を有するシール部材２１から構成され、該シール部材はその緩和した状態で軸の半径方向外側に離間されているので、軸の回転と干渉することはない。このブラッダーは軸を完全に取り囲んでいる。ブラッダーは前記圧縮機駆動軸１６と選択的にシール接触が入切されうる。ブラッダーが静止している軸と接触しているとき、ブラッダーは軸に対するガス気密をもたらし好ましくない物質が駆動軸に沿って移動するのを防止している。レーザー内のガス圧力のポンプダウンにあいだシールが達成されるのが好ましい。ブラッダーを膨張して該ブラッダーと駆動軸１６とをシール接触せしめるために、ガス通路２２とバルブ２３を経て弾力を有するブラッダー２１の半径方向外側に圧縮されたブラッダーのシールガスが印加される。ブラッダーのシールガスは、たとえば、２０〜２５ｐｓｉの圧力である。膨張したブラッダーは弾性を有する収縮によって駆動軸とのシール接触から該弾性を有するブラッダーを移動させるために圧縮されたシールガスを放出するために、バルブ２３はブラッダーおよび通路２２と圧縮ガスとの分離、および排出口２４との接続を許している。バルブ２３はまた駆動軸とのシール接触からブラッダーの接触をひっ込めるのを助けるために当該ブラッダー内部の圧力を減じるために真空ポンプ９によって生み出された真空とガス通路２２およびブラッダーとを連結しうるように調節できる。ブラッダーのシールガスとレーザーガスとは圧力が異なるものの、同一のガスであってもよい。第１シールと真空ポンプ９とのあいだのガス通路５０中のバルブ２５を開放して第１シール１９内の真空が確立され、かつ維持される。第１シール１９において維持された真空圧力は、後述するようにレーザーの動作中のレーザー内のガス圧力より下回るのが好ましい。第２シール２０の環状、ｕ字状のブラッダー２１の弾力を有する材料は、好ましい実施例に開示されているようにゴムである。とくに、ブラッダーは６０Duro の硬度を有するバイトン（Ｖｉｔｏｎ）ゴムからなる。その緩和した、非膨張状態において図３に示されるように、ブラッダーの半径方向内側の面２７は、軸１６上で圧縮された硬化スリーブ２８によって形成された圧縮機駆動軸１６の外周面から外側に離間させれる。当該ブラッダー２１は、軸のＣＬ軸に沿って１／２インチの幅Ｗ₁を有している。ガス通路２２、環状チャンバ５０およびバルブ２３を経てブラッダーの外側表面２９への圧縮されたブラッダーのシールガスの印加によってブラッダーが膨張したとき、ブラッダーのゴムは弾力を有して膨張し、その結果、その半径方向内側の表面２７は軸のＣＬ軸に沿って１／４インチの長さにわたって完全に軸のまわりで駆動軸１６のスリーブ１６とシール接触し、大気中のガスおよび潤滑剤などの好ましくない物質が駆動軸に沿って移動するのを防止する。真空ポンプ９によってレーザーの実質的閉ループ６内のガス圧力のポンプダウンのあいだであって、同時に圧縮機軸が回転しないときにブラッダーシールが達成されるのが好ましい。ブラッダー２１のゴムの厚さは開示された実施例のばあい１／１６インチである。所望ならば、軸が作動しないときはいつでもシール２０によって軸はシールされうる。ｕ字状のブラッダー２１の脚は、シール配列の環状のブラッダーハウジング３０上に支持されている。ハウジング３０は、環状ブラッダー保持具３２と複数のネジが刻設された締め付け具３３によって主シールハウジングによって保持される。当該締め付け具３３は、ブラッダーの外側表面２９にシールガスが印加されるとき圧縮されたブラッダーシールガスの保持を許すためにｕ字状ブラッダーの脚をシール状に締め付けるために保持具３２、ブラッダーおよびブラッダーハウジング３１内で整列された間隙を貫いて主シールハウジング３１内のねじが刻設された開口内に延びている。ブラッダー保持具３２と主シールハウジング３１とのあいだに規定されているように軸と接触するブラッダーの半径方向内側の表面２７のための環状開口の幅は、図示された叙上の実施例のばあい１／４インチである。レーザーの動作を開始するための準備において、真空ポンプ９が作動されてレーザー内のガス圧力をポンプダウンする。このときブラッダーシールガスがバルブ２３の作動によってブラッダーに加えられ、叙上のようにブラッダーを膨張し駆動軸にシール接触している。真空圧力は後述するようにポンプダウンのあいだ第１シール１９においても維持される。所望の低圧、実例としては８Torr未満、がレーザーキャビティー内で達成されたのち、タービン圧縮機が始動される。ブラッダーがバルブの作動によってひっ込められ、圧縮機軸の回転時にブラッダー上に作用している圧縮されたガスを排出する。これらの動作は手動または適当にプログラムされたマイクロプロセッサなどの電子制御装置によって自動的に実行されうる。図示された実施例における第１シール１９は、ふたつの割れたリングシールを含んでいる。このリングシールは当該シールと駆動軸の外側表面とのあいだにクリアランスまたはギャップを有するように構成されている。軸が回転しているとき、および軸が静止しているときにクリアランスが存在し、クリアランスは、レーザーのポンプダウンおよび作動のあいだシール内で維持されている真空に応答して駆動軸に沿う両方向からシール内にガスが流入するのを許す。軸とそれぞれのリングシールとのあいだのＡ．０１０インチのクリアランスが、図示された実施例におけるシール１９に用いられる。第１シール１９は、さらにアルミニウムから形成された環状の金属製ダイアフラム３４を含んでおり、該ダイアフラムはハウジング３１内の間隙に差し込まれ該ダイアフラムの開口３４内に延びる複数の合くぎピン３５によって駆動軸１６の回りの主シールハウジング３１内に固定して保持される。カバープレート３７は、カバープレートおよび主シールハウジングを連結しているねじが刻設された締め付け具３４によって主シールハウジング３１に対して所望の位置に金属製ダイアフラム３４を軸方向に押圧する。当該金属製ダイアフラム３４は半径方向に延びる複数の間隙３９を有しており、該間隙はバルブによりガス通路を経て真空ポンプまでの真空圧力を伝達している。すなわちシール１９は、間隙３９によって形成されたシールと真空ポンプ９とのあいだの流路、主シールハウジング内に形成された複数のガス入口通路２６を経て間隙３９と連通している環状チャンバ４０、およびポンプとチャンバのあいだのバルブ２５を有する流体通路５０を経て真空ポンプ９によって減圧排気される。駆動軸に隣接するダイアフラム３４半径方向内側の端部もまた駆動軸上にクリアランスを有して位置づけられている。ダイアフラムはそれぞれの割れたリングシール４０、４１のあいだのシールの中央に位置づけられて、真空をして間隙３９を通して真空ポンプ９による連続的に減圧排気する結果として軸まわりを真空を維持せしめている。環状金属製ダイアフラム３４のそれぞれの側に位置づけられた割れリングシール４１カーボングラファイト材料のふたつの部分から形成され、叙上の僅かなクリアランスを有して駆動軸をたがいに取り囲んでいる。インコネル６００の延長バネ４２はそれぞれのグラファイトリングのまわりに包まれる。リングは合くぎピン３７によって駆動軸とともに回転することが防止される。当該合くぎピンはシールリングおよび隣接するカバープレート３７と、主シールハウジング３１とのあいだに延びている。第２シールの主シールハウジング３１、カバープレート３７、ブラッダーハウジング３０およびブラッダー保持具３２はそれぞれアルミニウムから形成されるのが好ましい。シール２０のかかる要素および他の要素は、ねじが刻設された締め付け具（図示されていない）によってタービンハウジング３４に取り付けられている。この締め付け具は主シールハウジング内の間隙４５を通してタービンハウジング４４内のねじが刻設された間隙内に延びている。第２シールのブラッダーが膨張したしたときレーザーキャビティーティーのポンプダウンおよび減圧排気のあいだ真空圧力が第１シールに加えられるのが好ましい。漏れやすい第１シールの使用、好ましくは割れリングシールの使用については、第１シールへの真空の印加が、シール内の割れリングによるレーザーからの漏れガスの結果第１シールを減圧排気し、かつレーザーキャビティーの減圧排気を助ける。レーザーキャビティーは連続して減圧排気されついには所望のキャビティー真空圧力が達成される。つぎにタービン圧縮機が始動し、同時にブラッダーが収縮する。レーザーキャビティーは、大気圧未満でかつ第１シールにおける真空圧力より高いガス圧力が達成されるまでレーザーガスが充填される。キャビティー内の圧力より低い圧力におけるレーザー動作のあいだ第１シールには連続して真空が加えられる。開示された実施例においてレーザー減圧排気およびシール減圧排気のために共通の真空ポンプが用いられるが、別々の真空源も用いることができる。レーザーのポンプダウン後のブラッダーの収縮は、ブラッダーと割れリングとのあいだの割れリングの圧縮機モーター側の圧力を大気圧まで上昇させる。つぎに大気が第１シールの割れリングの下を流れシールに流入すると、大気がインペラーの方に流れてレーザーガスを汚染するのを防止するために減圧排気される。好ましくない物質が本発明のガスレーザー装置の圧縮機のインペラーに移動することを防止するためのガスレーザー装置、圧縮機および方法は、米国特許第４，８１７，１１１号明細書中の叙上の公知のシール配列と比べて軸シールの性能を改善し、シールに用いられるガスの量を低減する。図示されているように、レーザーキャビティーがポンプダウンのあいだ８Torr の真空圧力にまで減圧排気されると、タービン圧縮機が始動し、同時にブラッダーが収縮する。割れリングシールへの真空圧力は、当該割れリングシールの連続排気によってレーザー動作中に８Torrで維持される。ブラッダーと割れリングとの割れたリングシールのモーター側において、ブラッダーが収縮するとき圧力が大気圧まで上昇する。つぎに大気が第１割れリングの下を流れ、シールの中央に流入する、このとき圧力は８Torrであり、真空ポンプによって減圧排気される。同時に軸回転の開始時に、レーザーキャビティーがレーザー混合ガスを充填し始めて、ついには８５Torrの圧力がえられる。レーザーキャビティーが、環状の金属製ダイアフラム３４の下の割れリングシールの中央において８Torrをこえる圧力で動作しているので、少量のレーザー混合ガスが割れリングを通して流れ、大気中の不純物によって減圧排気される。本発明の第２実施例は図５に示されている。第１シール１９として真空圧力シールを採用しないことを除いて第１実施例のように、第１シールは流体コンジット５０を経て圧縮されたガス源−たとえば、大気圧より１ｐｓｉ高いレーザーガス−に連結され、駆動軸まわりに正圧を与えている第１シールの割れリング駆動軸まわりを気密にシールしないので、シールガスは駆動軸に沿ってレーザー内に移動する。したがって、圧縮されたシールガスはレーザーガスと同じか、またはコンパティブル（compatible）となるように選択されなければならない。このように、第１シールは、好ましくない物質がインペラーおよびレーザーガスに移動しないようにシールするのみならず、レーザーの動作中レーザーガスを補充するための手段として作用する。ポンプダウンに要求される時間を最小にするためにポンプダウンおよびレーザーキャビティーの減圧排気のあいだ圧縮されたシールガスは第１シールに供給されないのが好ましい。しかしながら、圧縮機の作動の開始時に駆動軸に沿って不純物が侵入しないようにブラッダーの収縮と同時、または先立って圧縮されたシールガスが第１シールに供給される。本発明による一実施例を単に示すとともに記載したにすぎず、これらと同一のものに限られず、当業者に知られるような多くの変更および修正も影響をうけることが理解される。したがって、本明細書に示され、かつ記載された詳細に限られないことを望み、添付の特許請求の範囲に含まれるようなすべての変更および修正をも網羅することを意図する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者テュリオ、ケネスエムアメリカ合衆国、07003 ニュージャージー州、ブルームフィールド、ミルストリート４

Claims

【特許請求の範囲】１．レーザーガスのための流路を規定する手段、該流路に沿って流れるガスを励起し該ガスをしてレーザー状態にせしめるための手段、および前記流路に沿って流れるガスのための圧縮機からなるガスレーザー装置であって、前記圧縮機が軸の回りに回転自在の駆動軸と、前記軸とともに回転するために駆動軸に設けられたインペラーと、レーザーが動作しているときおよびレーザーの動作に先立ちレーザー内の圧力のポンプダウンのあいだ駆動軸が静止しているとき好ましくない物質が前記駆動軸に沿ってインペラーの方に移動するのを防止するための駆動軸のまわりのシール配列からなり、前記シール配列が少なくとも軸の回転中駆動軸のまわりのシールのための第１シールと、好ましくない物質が前記駆動軸に沿って移動するのを防止するために駆動軸が静止しているとき駆動軸のシールのために駆動軸と選択的にシール接触が入切しうる可撓性を有するシール部材とを含み、前記第１シールが好ましくない物質が前記駆動軸に沿ってインペラーの方に移動するのを防止するために真空が駆動軸のまわりで維持される真空圧力シールであって、前記装置がさらに真空圧力および該真空圧力源と前記第１シールとを連結している流体通路を具備してなるガスレーザー装置。２．前記第２シールが、駆動軸とシール接触せしめるために前記可撓性を有するシール部材に圧縮された流体を加えるための手段を含んでいる請求の範囲第１項記載のガスレーザー装置。３．前記可撓性を有するシール部材が弾性を有するブラッダーの形態であり、外ブラッダーが前記ブラッダーに圧縮された流体に印加のもとに駆動軸とシール接触しうるように弾力を有して膨張されてなる請求の範囲第２項記載のガスレーザー装置。４．前記インペラーから離間された駆動軸に沿った位置での回転のために駆動軸を支持している軸受をさらに具備し、前記シール配列が該軸受と前記インペラーとのあいだで駆動軸に沿って位置づけられてなる請求の範囲第１項記載のガスレーザー装置。５．前記第２シールが軸受と第１シールとのあいだの駆動軸に沿って位置づけられてなる請求の範囲第４項記載のガスレーザー装置。６．前記真空がガスレーザー装置内のレーザーガスの作動圧力より低い請求の範囲第１項記載のガスレーザー装置。７．前記第２シールが、前記駆動軸が回転を開始するときに駆動軸との接触を離脱するために前記可撓性を有するシール部材に真空を加えるための手段を含んでいる請求の範囲第１項記載のガスレーザー。８．軸の回りに回転自在である駆動軸、ガスを圧縮するためにその上に複数のブレードを有する、該軸とともに回転するために駆動軸上に設けられたインペラー、および駆動軸の回転中に駆動軸が静止しているとき好ましくない物質が駆動軸に沿ってインペラーの方に移動するのを防止するための駆動軸まわりのシール配列からなる圧縮機であって、前記シール配列が、好ましくない物質が前記軸の回転中駆動軸に沿ってインペラーの方に移動するのを防止するための第１シールと、好ましくない物質が前記駆動軸に沿ってインペラーの方に移動するのを防止するために駆動軸が静止しているとき駆動軸をシールするために駆動軸とのシール接触が選択的に入切されうる可撓性を有する部材からなる第２シールとを含み、前記第１シールが、好ましくない物質が駆動軸に沿ってインペラーの方に移動するのを防止するために駆動軸のまわりで真空が維持されうる真空圧力であり、前記装置が真空圧力源および該真空圧力源と第１シールとを連結する流体通路をさらに具備してなる圧縮機。９．前記第２シールが、前記駆動軸とシール接触せしめるために可撓性を有するシール部材に圧縮された流体を加えるための手段をさらに含んでいる請求の範囲第８項記載の圧縮機。 10．前記可撓性を有するシール部材が、前記ブラッダーへの圧縮流体の印加のもとに駆動軸とシール接触しうるように弾力を有して膨張する弾性を有するブラッダーの形態である請求の範囲第９項記載の圧縮機。 11．前記インペラーから離間した駆動軸に沿った位置で回転のために前記駆動軸を支持する軸受を具備し、前記シール配列が該軸受とインペラーとのあいだの駆動軸に沿って位置づけられてなる請求の範囲第８項記載の圧縮機。 12．前記第２シールが軸受と第１シールとのあいだの駆動軸に沿って位置づけられてなる請求の範囲第１１項記載の圧縮機。 13．前記第２シールが、前記駆動軸の回転が開始するときにシール部材と駆動軸との接触を離脱するために前記可撓性を有するシール部材に真空を加えるための手段を含んでなる請求の範囲第８項記載の圧縮機。 14．好ましくない物質が圧縮機の駆動軸に沿ってガスレーザー装置内の該圧縮機のインペラーの方に移動するのを防止するための方法であって、前記インペラーがガスレーザー装置の流路に沿って流れるようにレーザーガスを圧縮するために複数のインペラーを有し、前記方法が軸が静止しているとき可撓性を有する部材と圧縮機の駆動軸とをシール接触せしめるために駆動軸のまわりの該可撓性を有する部材に流体圧力を加えること、前記流路のガス圧力をポンプダウンすること、圧縮機とレーザーの動作のために可撓性を有する部材と駆動軸とのシール接触を離脱することからなり、前記駆動軸とシール接触している可撓性を有する部材がポンプダウン中好ましくない物質が駆動軸に沿ってインペラーの方に移動するのを防止し、前記方法が、好ましくない物質が駆動軸に沿ってインペラーの方に移動するのを防止するために少なくとも駆動軸の回転中駆動軸のまわりに真空圧力を付与することを含んでなる。 15．前記可撓性を有する部材が弾性を有する材料から形成されるブラッダーの形態であり、前記流体圧力の印加がブラッダーを膨張させて駆動軸とシール接触せしめてなる請求の範囲第１４項記載の方法。 16．前記可撓性を有する部材と駆動軸とのシール接触を離脱せしめる工程が前記可撓性を有する部材に真空圧力を印加することを含んでなる請求の範囲第１４項記載の方法。 17．前記真空圧力シールが可撓性を有するシール部材とインペラーとのあいだに位置づけられ、ポンプダウン中に前記流路内の圧力を所望の真空圧力まで低減するのを助長するために設けられてなる請求の範囲第１４項記載の方法。 18．前記真空圧力シール内においてレーザー内の動作ガス圧力より低い真空圧力が維持されてなる請求の範囲第１４項記載の方法。