KR900000284B1 - 반사경의 냉각 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

반사경의 냉각 장치

제1도는 본 발명의 일실시예를 표시하는 단면도.

제2도는 본 발명의 다른 실시예를 표시하는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5 : 호울더 6 : 반사경

7 : 다공질체 10 : 구멍

11 : 유체통로 L : 레이저 광선

본 발명은 반사경의 냉각장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 레이저 광선을 반사하는 반사경을 냉각하는 냉각장치에 관한 것이다.

레이저 장치 특히 대출력의 레이저 장치에서는 레이저 광선을 반사하는 레이저 광선에 의하여 가열되기 때문에 그것을 냉각할 필요가 있다. 종래 반사경을 냉각하는데는 반사경에 근접시켜서 냉각수통로를 설치하거나 혹은 반사경에 직접 냉각 공기를 내뿜는 것이 행하여지고 있으나, 그와 같은 종래의 냉각장치로서는 냉각능력이 부족한 것이 있거나 하여 한층 더 냉각능력의 향상이 소망되었다.

그런데 종래 레이저 광선을 집광시키는 집광렌즈를 냉각하는 냉각장치에서는 그의 집광렌즈의 외주에 열전도율이 좋은 소결 금속 등의 다공질체를 접촉시켜 그 다공질체에 냉각공기를 유통 시키도록 한 것이 알려져 있다.(일본국 특개소 59-142520호). 따라서 이로부터 상기 다공질체를 반사경의 배면 즉 레이저광선의 반사면과는 반대측외면에 접촉시켜 그 다공질체의 단면(端面)측으로부터 외주면측에 냉각공기를 유통시켜서 상기 반사경을 냉각하는 것을 생각할 수 있다.

그렇지만 단지 다공질체를 반사경에 접촉시켜서 유통 공기를 유통시키는 것만으로는 냉각공기의 대부분은 유통 저항이 적은 부분 즉 다공질체의 단면의 외주 부분으로부터 그 외주면측으로 유통하게 되므로 반사경의 중앙부 즉 특히 레이저 광선에 의해서 가열되기 쉬운 레이저 광선의 반사부의 중앙부분의 냉각이 부족한 것이 판명되었다.

본 발명의 목적은 레이저광선을 반사하는 반사부의 중앙부분의 냉각을 양호하게 행할 수가 있는 냉각능력이 높은 반사경의 냉각장치를 제공하는 데 있다.

즉 본 발명은 호울더내에 레이저 광선을 반사하는 반사경의 냉각유체의 유통을 허용하는 열전도율이 좋은 다공질체를 수납하여 그 다공질체를 상기 반사경의 레이저 광선의 반사면과는 반대측의 배면에 접촉시켜 상기 다공질체에 상기 반사경에 의한 레이저광선의 반사부의 거의 중심부에 일치시켜서 반사경과 반대측의 끝부분면에 개구하는 구멍을 형성하고 또한 상기 다공질체의 구멍내에 냉각유체를 공급하는 유체통로와 상기 다공질체의 구멍으로부터 다공질체 내부를 통하여 그 외주면측에 유통된 냉각유체를 배출하는 배출통로를 설치한 것이다.

그와 같은 구성에 의하면 상기 반사경에 접촉시킨 다공질체에 의해서 냉각유체와 반사경과의 사이의 열교환을 양호하게 하여서 그 냉각능력의 향상을 꾀할 수가 있는 동시에, 상기 구멍에 의해 레이저 광선에 의하여 가장 가열되기 쉬운 반사경의 반사부분에 대한 냉각유체의 유통량을 증대시킬 수가 있으므로 그 반사부분의 냉각도 양호하게 할 수 있다.

상기와 같은 본원 발명의 작용효과는 종래의 동종장치에 비하여 탁월 현저한 것으로 본원 발명은 확실한 특허성을 갖는 것이다.

이하 도시한 실시예에 대하여 본 발명을 설명하면, 제1도에서는 단면 3각형상의 브래키트(1)의 2개의 변에는 통상부재로 된 레이저 광선(L)의 레이저 통로(2,3)를 상호 소정의 각도를 갖게 하여 각각을 일체로 연결 고정하고 상기 브래키트(1)의 나머지 변에는 시일부재(4)에 의해 기밀을 유지하여 헐겁게 끼워 맞춤한 대략 원통형의 호울더(5)를 부착하고 있다. 이 호울더(5)는 그 우단부에 반경방향 안쪽으로 돌출한 지지부(5a)를 갖추고 있고 지지부(5a)로 호울더(5)내에 수납한 반사경(6)의 반사면외주부를 지지하고 있다.

상기 반사경(6)은 한편의 레이저통로(2)의 축선상에 방사된 레이저 광선(L)을 딴편의 레이저통로(3)의 축선상에 반사시키는 것으로, 그와 같이 정확한 반사를 행하기 위해서는 상기 브래키트(1)에 대한 호울더(5)의 경사각도를 적의 조정하는 도시하지 않는 조정기구를 설치하고 있다.

상기 반사경(6)의 배면에는 원판상으로 형성되고 또한 냉각공기의 유통을 허용하는 열전도율이 좋은 다공질체(7) 예컨대 구리계금속으로부터 이룬 소결금속을 접촉시키고 있고, 그 반사경(6)과 다공질체(7)는 다공질체(7)의 배면에 배설하여 상기 호울더(5)에 부탁한 플러그(8) 및 다공질체(7)와 플러그(8)와의 사이의 외주부에 설치한 시일부재(9)에 의하여 상기 호울더(5)에 일체로 고정도하고 있다.

상기 다공질체(7)에는 상기 반사경(6)에 의한 레이저 광선(L)의 반사부와 중심부(O)에 일치하도록 그 반사경(6)과 반대측의 단면에 개구하는 구멍(10)을 형성하여 있고 본 실시예에서는 그 구멍(10)은 반사경(6)측의 직경이 작은 다단으로 된 구멍으로 구성되어 있다. 그리고 상기 플러그(8)에는 구멍(10)과 동일축선상에 냉각공기의 유체통로(11)를 형성하여 이 유체통로(11)를 플러그(8)에 접속한 도시하지 않는 도관을 통하여 냉각공기의 공급원에 연통시키므로서 그의 공급원으로부터의 냉각공기를 상기 구멍(10) 및 상기 시일부재(9)에 의해서 다공질체(7)와 플러그(8)와의 사이에 형성한 간극(12)에 공급할 수 있도록 하였다.

또한 상기 단부(段付)의 구멍(10)을 형성하는 데에는 도시한 바와 같이 단일의 다공질체(7)에 단부의 구멍(10)을 형성하여도 좋으나 혹은 제1도에 표시한 실시예의 경우에는 다공질체를 3층의 상호중합시킨 다공질체로부터 구성하고 반사경(6)측의 다공질체에는 구멍을 형성하지 않고 다른 2장의 다공질체의 각각에 플러그(8)측이 큰 직경이 되도록 구멍을 천설하여도 좋다.

또한 상기 호울더(5)의 내주면에서는 상기한 다공질체(7)의 외주면과 반사경(6)의 외주면과의 폭의 범위내에서 양자에 걸쳐서 환상홈(15)을 형성하는 동시에 이 환상홈(15)에 연통하여 반사경(6)의 반사면까지 뻗는 다수의 축방향홈(16)을 형성하고 있다. 그리고 상기 반사경(6)의 반사면 외주부를 지지하는 지지부(5a)의 내면 즉 반사경(6)과의 접촉면에 상기 축방향홈(16)에 연통하는 반경방향홈(17)을 다수 형성하고 있다.

이상의 구성에 의하면 플러그(8)의 유체통로(11)내에 공급된 냉각공기는 그의 통로(11)로부터 다공질체(7)의 구멍(10) 및 간극(12)내에 유입하여 그들 구멍(10) 및 간극(12)에서 다공질체(7)내를 유통하여 반경방향외방의 환상홈(15)내에 유입한다. 그리고 환상홈(15)내에 유입한 냉각공기는 호울더(5)에 형성한 축방향홈(16)을 유통하여 또한 반경방향홈(17)을 통하여 반사경(6)의 반사면에 따라서 그 중심을 향하여 유동하여 레이저통로(2,3)내에 유입한다.

이때 상기 반사경(6)에 접속시킨 다공질체(7)는 구리계 금속등의 열전도율이 좋은 재료로 구성되고 또한 그의 다공질체(7)내에 냉각공기를 유통시키고 있으므로 반사경(6)의 열이 양호하게 다공질체(7)에 전달되는 동시에 다공질체(7)와 냉각공기와의 큰 접촉 면적에 의해서 다공질체(7)와 냉각공기와의 사이에서 양호한 열교환이 행하여지고 따라서 반사경(6)을 냉각공기에 의해서 효율이 좋게 냉각할 수가 있다.

이것에 대하여 상기 다공질체(7)에는 상기 반사경(6)에 의한 레이저 광선(L)의 반사부의 중심부(O)에 일치시켜서 구멍(10)을 형성하고 있으므로 그의 반사부를 유효하게 냉각할 수가 있다. 즉 상기구멍(10)이 없는 경우에는 상기 간극(12)내에 유입한 냉각공기의 많은 것은 유통저항이 적은 다공질체(7)의 외주부분으로부터 환상홈(15)에 유입하도록 되어 있으므로 특히 레이저 광선에 의하여 가열되기 쉬운 상기 반사부의 중심부(O)의 냉각이 부족할 것이지만, 상기 구멍(10)을 설치하면 그 반사부분의 유통저항이 감소하므로 그 부분에 있어서 냉각공기의 유통량을 증대시킬 수 있으며 따라서 그 반사부를 유효하게 냉각시킬 수 있도록 된다.

또 상기 반경방향홈(17)을 유통하여 반사경(6)의 반사면 외주부로부터 중심을 향하여 그 반사면에 따라서 유동되는 냉각증기는 그 반사면으로의 먼지의 부착을 방지하는 동시에 결로를 방지하므로 반사면이 장기간 청정한 상태로 유지되며 또한 레이저통로(2,3)내에 공급되는 냉각유체는 그의 내부의 압력을 대기압보다도 상승시킴으로 외부의 대기압중의 먼지가 레이저통로(2,3)내에 침입하는 것을 방지하도록 한다.

다음에 제2도는 본 발명의 다른 실시예를 표시한 것으로 상기 실시예가 단부(段付)의 구멍(10)을 형성한 것에 대하여 본 실시예에서는 다공질체(7')의 구멍(10')을 반사경(6)측이 소경으로 되도록 축경한 것이다.

그밖의 구성은 제1도의 것과 다른 것은 없고 제1도와 동일부분에는 동일한 부호를 부여하고 있으며 본 실시예에 있어서도 상술한 실시예와 동등한 작용효과가 얻어지는 것은 명백하다.

또한 다공질체에 형성하는 구멍은 반사경의 배면까지 달하는 관통구멍이라도 좋고 또 상기홈(16,17)은 반드시 설치할 필요는 없고 그들을 생략하는 것이 가능하다.

본원 발명을 다시 한번 결론적으로 요약하면, 본 발명에 있어서는 냉각된 반사경에 냉각유체의 유통을 허용하는 열전도율이 좋은 다공질체를 접촉시키는 동시에 그 다공질체에 상기 반사경에 의한 레이저광선의 반사부의 대략 중심부에 일치시켜서 반사경과 반대측의 단면에 개구하는 구멍을 형성한 것으로 상기 구멍을 통하여 다공질체내에 냉각유체를 유통시킴으로서 냉각유체와 반사경과의 사이의 열교환을 양호한 것으로서 그 냉각능력의 향상을 도모하는 동시에 상기 구멍에 의해 레이저 광선의 반사부를 유효하게 냉각할 수 있게 한 것이다.

Claims (7)

1. 호울더내에 레이저 광선을 반사하는 반사경과 냉각유체의 유통을 허용하는 열전도율이 좋은 다공질체를 수납하여 그 다공질체를 상기 반사경의 레이저광선의 반사면과는 반대측의 배면에 접촉시키고 상기 다공질체에 상기 반사경에 의한 레이저 광선의 반사부의 대략 중심부에 일치시켜서 반사경과 반대측의 단면에 개구하는 구멍을 형성하고 또한 상기 다공질체의 구멍내에 냉각 유체를 공급하는 유체통로와 상기 다공질체의 구멍으로부터 다공질체내부를 통하여 그의 외주면측에 유통된 냉각유체를 배출하는 배출통로를 설치한 것을 특징으로 하는 반사경의 냉각장치.
2. 제1항에 있어서 상기 호울더는 반사경의 반사면 외주부를 지지하는 반경방향 안쪽으로 돌출한 지지부를 갖추고 상기 배출통로는 상기 다공질체의 외주면과 반사경의 외주면과의 폭의범위 내에서 양자에 걸쳐서 상기 호울더의 내주면 원주방향으로 형성한 환상홈과 이 환상홈에 연통하여 또한 상기 호울더의 내주면 축방향으로 형성한 반사경의 반사면까지 뻗은 축방향홈과 이 축방향홈에 연통시켜서 상기 지지부에 형성한 반경방향 홈으로 구성된 것을 특징으로 하는 반사경의 냉각장치.
3. 제1항에 있어서 상기 구멍이 바닥이 있는 구멍인 것을 특징으로 하는 반사경의 냉각장치.
4. 제3항에 있어서 상기 구멍이 반사경측이 소경으로 된 단부(段付)구멍인 것을 특징으로 하는 반사경의 냉각장치.
5. 제3항에 있어서 상기 구멍이 반사경측이 축경한 테이퍼 구멍인 것을 특징으로 하는 반사경의 냉각장치.
6. 제1항에 있어서 상기 다공질체가 소결금속으로 구성된 것을 특징으로 하는 반사경의 냉각장치.
7. 제1항에 있어서, 냉각유체가 냉각공기인 것을 특징으로 하는 반사경의 냉각장치.

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