JPS61174785A - ガスレ−ザ発振装置 - Google Patents

ガスレ−ザ発振装置

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JPS61174785A
JPS61174785A JP1442185A JP1442185A JPS61174785A JP S61174785 A JPS61174785 A JP S61174785A JP 1442185 A JP1442185 A JP 1442185A JP 1442185 A JP1442185 A JP 1442185A JP S61174785 A JPS61174785 A JP S61174785A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
guide plate
anode
laser
cathode
Prior art date
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Pending
Application number
JP1442185A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Oishi
大石 高志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1442185A priority Critical patent/JPS61174785A/ja
Publication of JPS61174785A publication Critical patent/JPS61174785A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、C02ガスを使用して高出力のレーザを発振
するガスレーザ発振装置に係り、特に、このガスレーザ
発振装置の送風装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
既に提案されているガスレーザ発振装置は、第3図に示
されるように構成されている。
即ち、第3図において、円筒形をなす風l1i1aを形
成したレーザケース本体1内には、角筒体1bと基板2
が空隙3を存して設けられており、この空隙3の位置す
る上記風胴1aには、冷却器4及びCO2ガスの循環用
ファンとしての軸流ファン5が、例えば、HeやN2を
混合したCO2ガスを冷却して一方向へ移送するように
して設けられている。又、このC02ガスの上流側の上
記基板2には、アングル状をなす放1m極としての多数
のカソード6が並設されており、この各カン−ドロの先
端部は、CO2ガスの下流側に向かって形成されている
。さらに、この各カソード6には、上記レーザケース本
体1の外側に設けられた直流電源7が制限抵抗器8を介
して接続されており、この直流電源7はアースされてい
る。さらに又、上記各カソード6の近傍の上記基板2に
は、アノード9が上記カソード6に対峙して並設されて
おり、このアノード9は、上記直流電源7に接続されて
いる。又、上記各カソード6の近傍には、CO2ガスの
流れを整流する一体の整流板10が設けられており、こ
の両整流板10は、ガス循環路11のCOガスの流れを
整流して一様な流れにしてグロー放電をするようになっ
ている。
従って、上述したガスレーザ発振装置は、予め、軸流フ
ァン5及び熱交換器4を駆動してG O2を強制的に冷
却して循環させると共に、上記カソード6とアノード9
との間に直流の高電圧を印加すると、グロー放電を生じ
る。このグロー放電により、励起されたエネルギーは、
レーザビームとしてCO2の流れるガス循環路11に直
交して上記風[1i1a内を直進して外部に取出されて
仕事をするようになっている。
他方、レーザ発振をしたCO2ガスは、放電より得たエ
ネルギーの大部分を熱として保持しており、これは、レ
ーザ発振にとって有害な作用をするので、これを上記冷
却器による熱交換器4で熱交換して冷部し、さらに、こ
のC′02ガスを軸流ファン5で循環流路11へ循環流
として圧送するようになっている。
一方、上記風111aは、CO2ガスの流れの循環路と
して大きな半径で形成されており、しかも、レーザケー
ス本体10重量は重く、設置面積も大きくなり、さらに
、軸流ファン5を組込んでいるため、この軸流ファン5
によるCO2ガスの循環流は、上記カソード6の上流側
で180°の方向転換を余儀なくされ、流路における圧
力損失が大きくなる。
これを数式で表わすと、下記の式になる。
但し、P:圧力損失 ■=ガス流速 γ:ガス比重量 q:重力加速度 ζ:圧力損失係数 となる。
従って、圧力損失Pは、ガス流速■の2乗に比例するた
め、循環流路11におけるガス流速をできるだけ遅くす
る必要がある。このガス流速を遅くするには、循環流路
11の断面積を大きくすればよいが、風1111aを形
成するレーザケース本体1全体が大きくなる欠点がある
。又、圧力損失Pと循環流路の長さとの関係は、下記の
数式で表される。
PoCρv2 但し、fJ:循環流路の長さ となる。
従って、上記循環流路の長さを短くすれば、圧力損失が
小さくなるが、通風路としての循環流路11の長さを短
くするには、上記風111aの弯曲部の半径を小さくす
ればよいが、急激に流路を180°変化させるには、上
記弯曲部の損失係数が大きくなり、結果として圧力損失
が大きくなる等の欠点がある。
〔発明の目的〕  ! 本発明は、上述した欠点を解消するために、CO2ガス
の循環流路の圧力損失を低減すると共に、併せて、レー
ザケース本体の重量を軽減し、設置面積を小さくするよ
うにしたことを目的とするガスレーザ発振装置を提供す
るものである。
〔発明の概要〕
本発明は、C02ガスを使用してグロー放電により励起
するカソードとアノードを備えたガスレーザ発振装置に
おいて、風胴を形成したレーザケース本体の中央部に案
内板を付設し、この案内板の内側に遠心ファンを設け、
上記カソードとアノードの位置する上記案内板に整流板
を付設し、上記アノードの近傍に熱交換器を設けてCO
2ガスの循環流路の圧力損失を低減するように構成した
ものである。
(発明の実施例) 以下、本発明を図示の一実施例について説明する。
なお、本発明は、上述した具体例と同一構成には同じ符
号を付して説明する。
第1図及び第2図において、符号1は、断面が円筒形を
なし、しかもllll11aを形成したレーザケース本
体であって、このレーザケース本体1の一部には、扁平
な基板2が設けられており、この基板2の下位に位置す
る上記レーザケース本体1の中央部には、半円弧状をな
す案内板(風向案内部材)12が設けられている。又、
この案内板12の内側には、遠心ファン13が流体を両
側から吸込んで遠心方向く半径方向)に吹出すようにし
て設けられており、この遠心ファン13の回転軸13a
は、上記レーザケース本体1の外側板に付設されたモー
タ14によって回転するようになっている。さらに、上
記基板2の直下に位置する上記案内板12には、断面が
台形をなす整流板15が空隙3を存して、しかも、上記
基板2に対して並設されており、この空隙3の下流側に
は冷却器としての熱交換器4が設置されている。さらに
又、このCO2ガスの上流側の上記基板2及び整流板1
5には、アングル状をなす族N電極としての多数のカソ
ード6が列設されており、この各カソード6の先端部は
、CO2ガスの下流側に向かって形成されている。一方
、上記各カソード6には、上記レーザケース本体1の外
側に設けられた直流電源7が制限抵抗器8を介して接続
されており、この直流電源7はアースされている。又、
上記各カソード6の近傍の上記基板2には、アノード9
が上記各カソード6に対峙して並設されており、このア
ノード9は、直流電源7に接続されている。
従って、今、上記遠心ファン13及び熱交換器4を駆動
してCO2ガスを強制的に冷却して循環させると共に、
上記各カソード6とアノード9との間に直流の高電圧を
印加すると、グロー放雷を生じる。このグロー放電によ
り励起されたエネルギーは、レーザビームとして上記C
O2の流れるガス循環流路11に直交して上記風111
a内を直進して外部に取出されて仕事をするようになっ
ている。
特に、上記遠心ファン13によるC O2ガスの流れは
、この遠心ファン13の両側から吸込んだガスを遠心方
向に吹き出して、しかも、弯曲した風胴1aの計上に沿
って流れ、これを放電部を構成する各カソード6とアノ
ード9へ移送するようになっている。
従って、C02ガスの流れは、流れの向きを大きく変化
させることなしに、上記各カソード6とアノード9へ流
入させることができるので、CO2ガスの圧力損失を小
さくすることができるようになり、これによって風】を
増大して、レーザ発振効率を増大することができる。ざ
らに又、CO2ガスの循環路としての通風経路の長さが
短縮できるから、風胴1aを形成するレーザケース本体
1の断面積を小さく形成することができると共に、上記
風111a自体を略円筒に形成できるため、加工も容易
になる。又、上記風1)11aは、内部ガス圧力が低い
ため、外気圧力に対して剛性を強くしなければならない
けれども、断面が略円筒形をしているから、外気圧力に
対して剛性を上げることができる。このために、上記風
胴1a自体を小型化して重石も軽減できるようになり、
設置面積を縮小することもできる。
又一方、上記遠心ファン13の吐出圧力(吹出圧力)を
高くするには、周速度を早くすることが必要である。こ
れは、上記遠心ファン13の外型りを大きくすることと
回転数Nを高くすることが考えられる。この二つの手段
は、遠心ファン13の遠心力に対して与える影響は、下
記の式のようになる。
0cf x 2 oc を 但し、f:遠心ファンの遠心力 又、遠心ファン13の周速度Uは、 U=πDN であり、D及びNにそれぞれ比例する。
従って、上記週速度Uを増加するには、Dを大きくする
手段が遠心ファン13に与える遠心力に対して、Nを増
加するよりも少なくてすむことになる。
このことは、前記軸流ファン5のファン直径を大きくし
たとき、ガスの流れを180゛変換して各カソード6等
へ移送しなければならないため、前記1!I用1aを大
きくしなければならず、ガス流の曲りによる圧力損失が
大きくなる。これに対して、本発明は、遠心ファン13
の外型を大きくしても、CO2ガスの流れが、Jlll
laの曲面に沿った速度成分を持っているので、風胴1
aを大きく形成することなく構成することができる。又
、本発明のJIISllaは、断面が略円筒形ををなし
ているから、気密構造として、JIISllaを形成す
るレーザケース本体1の両端開口部を密閉することで、
高気密度を得ることができる。さらに、上記モータ14
と上記遠心ファン13の回転軸13aとが上記レーザケ
ース本体1を貫通する軸受部を、磁性流体シールでシー
ルすることにより、上記モータ14を大気中で駆動する
ことができる。
従って、稀薄気体内でモータ14を駆動するとき、上記
モータの放熱は、冷水バイブをモータの外側に巻装して
冷却していたが、本発明のように大気中に設置する4と
によって、汎用モータを使用することができるし、さら
に、モータ14の故障時、風tlla内の気圧に影響を
与えることなしに修理や保守点検を自由に行えるように
なる。ざらに又、本発−明による遠心ファン13は、軸
方向に長くするだけでよく、しかも、モータの出力を大
きくするだけで省スペース化を図ることができる。
C発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、CO2ガスを使用し
てグロー放電により放電励起するカソード6とアノード
9を備えたガスレーザ発振装置において、風胴1aを形
成したレーザケース本体1の中央部に案内板12を付設
し、この案内板12の内側に遠心ファン13を設け、上
記カソード6とアノード9の位置する上記案内板12に
整流板15を付設し、上記アノード9の近傍に熱交換器
4を設けであるので、装置全体を小型軽量化することが
できるばかりでなく、通風損失も低減できるから、風量
を増大することができると共に、レーザ発掘効率を高め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明によるガスレーザ発振装置の断面図、
第2図は、第1図中の鎖線△−Aに沿う断面図、第3図
は、既に提案されているガスレーザ発振装置の断面図で
ある。 1・・・レーザケース本体、1a・・・風胴、2・・・
基板、4・・・熱交換器、6・・・カソード、9・・・
アノード、12・・・案内板、13・・・遠心ファン、
14・・・モータ、15・・・整流板。 出願人代理人  猪  股    清 ′茅J図 易2H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. CO_2ガスを使用してグロー放電により放電励起する
    カソードとアノードを備えたガスレーザ発振装置におい
    て、風胴を形成したレーザケース本体の中央部に案内板
    を付設し、この案内板の内側に遠心ファンを設け、上記
    カソードとアノードの位置する上記案内板に整流板を付
    設し、上記アノードの近傍に熱交換器を設けたことを特
    徴とするガスレーザ発振装置。
JP1442185A 1985-01-30 1985-01-30 ガスレ−ザ発振装置 Pending JPS61174785A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1442185A JPS61174785A (ja) 1985-01-30 1985-01-30 ガスレ−ザ発振装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP1442185A JPS61174785A (ja) 1985-01-30 1985-01-30 ガスレ−ザ発振装置

Publications (1)

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JPS61174785A true JPS61174785A (ja) 1986-08-06

Family

ID=11860553

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JP1442185A Pending JPS61174785A (ja) 1985-01-30 1985-01-30 ガスレ−ザ発振装置

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JP (1) JPS61174785A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823355A (en) * 1987-03-10 1989-04-18 Amada Engineering & Service Co., Inc. High speed axial flow gas laser generator
US4993037A (en) * 1987-03-10 1991-02-12 Amada Engineering & Service Co., Inc. High speed axial flow gas laser generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823355A (en) * 1987-03-10 1989-04-18 Amada Engineering & Service Co., Inc. High speed axial flow gas laser generator
US4993037A (en) * 1987-03-10 1991-02-12 Amada Engineering & Service Co., Inc. High speed axial flow gas laser generator

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