JPH06120601A - 炭酸ガスレーザ装置 - Google Patents
炭酸ガスレーザ装置Info
- Publication number
- JPH06120601A JPH06120601A JP26723692A JP26723692A JPH06120601A JP H06120601 A JPH06120601 A JP H06120601A JP 26723692 A JP26723692 A JP 26723692A JP 26723692 A JP26723692 A JP 26723692A JP H06120601 A JPH06120601 A JP H06120601A
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- JP
- Japan
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- gas
- laser
- regenerator
- carbon dioxide
- heat exchanger
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 炭酸ガスレーザ装置全体としての熱効率の向
上を図る。 【構成】 ガス容器１に取付けられるガス再生器１１
が、放電部と熱交換器９ａの間に設置されている。即
ち、ガス再生器１１の入口側パイプ１０ａが放電部の下
流側に設けられ、ガス再生器の出口側パイプ１０ｂが熱
交換器９ａの上流側に設けられている。なお、入口側パ
イプ１０ａ及び出口側パイプ１０ｂとガス容器１の接続
部には、結露を防止するための断熱シール１７が取付け
られている。
上を図る。 【構成】 ガス容器１に取付けられるガス再生器１１
が、放電部と熱交換器９ａの間に設置されている。即
ち、ガス再生器１１の入口側パイプ１０ａが放電部の下
流側に設けられ、ガス再生器の出口側パイプ１０ｂが熱
交換器９ａの上流側に設けられている。なお、入口側パ
イプ１０ａ及び出口側パイプ１０ｂとガス容器１の接続
部には、結露を防止するための断熱シール１７が取付け
られている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス再生器の取付け位
置に改良を施した炭酸ガスレーザ装置に関するものであ
る。
置に改良を施した炭酸ガスレーザ装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、大出力の炭酸ガスレーザ装置に
おいては、炭酸ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを混合さ
せたレーザ媒質ガスを、送風器により放電励起部に高速
循環させて、放電電極間にグロー放電を発生させ、この
放電によって二酸化炭素を励起し、レーザ媒質ガスのガ
ス流と直交する方向に光軸を有する光共振器の作用でレ
ーザ出力を取り出している。
おいては、炭酸ガス、窒素ガス、ヘリウムガスを混合さ
せたレーザ媒質ガスを、送風器により放電励起部に高速
循環させて、放電電極間にグロー放電を発生させ、この
放電によって二酸化炭素を励起し、レーザ媒質ガスのガ
ス流と直交する方向に光軸を有する光共振器の作用でレ
ーザ出力を取り出している。
【０００３】ところで、この様なグロー放電中では、一
部の二酸化炭素分子が分解して一酸化炭素と酸素が発生
するため、二酸化炭素分子の励起強度が低下し、レーザ
出力が低下する。また、この酸素分子の影響により、グ
ロー放電が収縮してアーク放電が発生しやすくなること
が知られている。この様なアーク放電は、高温度・高電
流密度であるため、レーザ発振を不能とするばかりでな
く、二酸化炭素ガスの分解をますます加速し、炭酸ガス
レーザ装置のガスの寿命を著しく短縮させていた。
部の二酸化炭素分子が分解して一酸化炭素と酸素が発生
するため、二酸化炭素分子の励起強度が低下し、レーザ
出力が低下する。また、この酸素分子の影響により、グ
ロー放電が収縮してアーク放電が発生しやすくなること
が知られている。この様なアーク放電は、高温度・高電
流密度であるため、レーザ発振を不能とするばかりでな
く、二酸化炭素ガスの分解をますます加速し、炭酸ガス
レーザ装置のガスの寿命を著しく短縮させていた。
【０００４】そこで、従来より、上記の様なガス分解の
対策として、図２に示した様な方法が用いられていた。
即ち、ガス容器１内にグロー放電電極２ａ，２ｂが対向
配置され、一方のグロー放電電極２ａは導体３ａに固定
されると同時に、電流端子４に接続されている。また、
他方のグロー放電電極２ｂは導体３ｂに固定され、リー
ド線（図示せず）により接地電位に接続されている。な
お、ガス容器１は絶縁物から構成されているので、ガス
容器１と電流端子４とは電気的に絶縁されている。ま
た、前記導体３ｂにはコンデンサ５が接続され、さら
に、両導体３ａ，３ｂ間にはギャップ６が形成されてい
る。このコンデンサ５及びギャップ６は、グロー放電電
極２ａ，２ｂ間のレーザガスを予備電離してグロー放電
を発生させるためのものである。
対策として、図２に示した様な方法が用いられていた。
即ち、ガス容器１内にグロー放電電極２ａ，２ｂが対向
配置され、一方のグロー放電電極２ａは導体３ａに固定
されると同時に、電流端子４に接続されている。また、
他方のグロー放電電極２ｂは導体３ｂに固定され、リー
ド線（図示せず）により接地電位に接続されている。な
お、ガス容器１は絶縁物から構成されているので、ガス
容器１と電流端子４とは電気的に絶縁されている。ま
た、前記導体３ｂにはコンデンサ５が接続され、さら
に、両導体３ａ，３ｂ間にはギャップ６が形成されてい
る。このコンデンサ５及びギャップ６は、グロー放電電
極２ａ，２ｂ間のレーザガスを予備電離してグロー放電
を発生させるためのものである。
【０００５】さらに、前記ガス容器１内には送風ファン
７が設置され、グロー放電電極２ａ，２ｂが形成するグ
ロー放電部に、図中矢印８方向にレーザガスを循環させ
るように構成されている。また、グロー放電によって温
度が上昇したレーザガスを冷却するための熱交換器９
ａ，９ｂが、前記送風ファン７の前後に配設されてい
る。さらに、前記ガス容器１には、パイプ１０を介して
ガス再生器１１が接続されている。このガス再生器１１
の内部には、酸素と一酸化炭素を二酸化炭素に変換させ
るレーザガス再生物質１２が内蔵され、さらに、このレ
ーザガス再生物質１２を最適な温度条件で動作させるた
めのヒータコイル１３及び再生されたレーザガスの温度
を下げるための冷却送風器１４が設置されている。
７が設置され、グロー放電電極２ａ，２ｂが形成するグ
ロー放電部に、図中矢印８方向にレーザガスを循環させ
るように構成されている。また、グロー放電によって温
度が上昇したレーザガスを冷却するための熱交換器９
ａ，９ｂが、前記送風ファン７の前後に配設されてい
る。さらに、前記ガス容器１には、パイプ１０を介して
ガス再生器１１が接続されている。このガス再生器１１
の内部には、酸素と一酸化炭素を二酸化炭素に変換させ
るレーザガス再生物質１２が内蔵され、さらに、このレ
ーザガス再生物質１２を最適な温度条件で動作させるた
めのヒータコイル１３及び再生されたレーザガスの温度
を下げるための冷却送風器１４が設置されている。
【０００６】そして、熱交換器９ａによって冷却された
再生器入口ガス１５は、前記レーザガス再生物質１２と
共に最適な温度条件までヒータコイル１３により再び加
熱される。また、この様にして再生されたレーザガス
は、冷却送風器１４により再び冷却されてガス容器１に
戻される。なお、再生器入口ガス１５と出口ガス１６の
温度は、共にガス容器１に歪みが生じない温度となるよ
うに設定されている。
再生器入口ガス１５は、前記レーザガス再生物質１２と
共に最適な温度条件までヒータコイル１３により再び加
熱される。また、この様にして再生されたレーザガス
は、冷却送風器１４により再び冷却されてガス容器１に
戻される。なお、再生器入口ガス１５と出口ガス１６の
温度は、共にガス容器１に歪みが生じない温度となるよ
うに設定されている。
【０００７】この様に、従来の炭酸ガスレーザ装置にお
いては、ガス容器１中のレーザガスの一部を、熱交換器
９ａの下流側から取り出してレーザガス再生器１１に導
き、グロー放電により分解した二酸化炭素を再生し、熱
交換器９ｂの上流側から再びガス容器１に戻すようにし
ている。
いては、ガス容器１中のレーザガスの一部を、熱交換器
９ａの下流側から取り出してレーザガス再生器１１に導
き、グロー放電により分解した二酸化炭素を再生し、熱
交換器９ｂの上流側から再びガス容器１に戻すようにし
ている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た様な従来の炭酸ガスレーザ装置には、以下に述べる様
な解決すべき課題があった。即ち、放電により分解した
二酸化炭素を再生するには、レーザガス再生物質１２を
加熱しなければならないが、従来型においては、放電に
より加熱されたレーザガスをいったん熱交換器９ａによ
り冷却し、ガス再生器１１内でレーザガス再生物質１２
と共にヒータコイル１３により再加熱しなければならな
かった。そのため、ヒータコイル１３にかける電力が大
きくなるといった欠点があった。
た様な従来の炭酸ガスレーザ装置には、以下に述べる様
な解決すべき課題があった。即ち、放電により分解した
二酸化炭素を再生するには、レーザガス再生物質１２を
加熱しなければならないが、従来型においては、放電に
より加熱されたレーザガスをいったん熱交換器９ａによ
り冷却し、ガス再生器１１内でレーザガス再生物質１２
と共にヒータコイル１３により再加熱しなければならな
かった。そのため、ヒータコイル１３にかける電力が大
きくなるといった欠点があった。
【０００９】また、再生されたレーザガスは加熱されて
いるため、ガス容器１に戻す前に、ガス再生器１１内に
設けられた冷却送風器１４により所定の温度に冷却する
必要があり、冷却送風器１４にかける電力も大きくなる
という欠点があった。
いるため、ガス容器１に戻す前に、ガス再生器１１内に
設けられた冷却送風器１４により所定の温度に冷却する
必要があり、冷却送風器１４にかける電力も大きくなる
という欠点があった。
【００１０】本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解
決するために提案されたもので、その目的は、装置全体
としての熱効率の向上を可能とした炭酸ガスレーザ装置
を提供することにある。
決するために提案されたもので、その目的は、装置全体
としての熱効率の向上を可能とした炭酸ガスレーザ装置
を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、放電電極を対
向配置したガス容器内に、送風ファン及び熱交換器を含
むガス流路を形成し、前記放電電極によって形成される
放電部にレーザガスを供給し、このレーザガスを励起し
てレーザを発生させると共に、装置外部にレーザガスを
再生するガス再生器を接続した炭酸ガスレーザ装置にお
いて、前記ガス再生器のガス吸入口を前記放電部の下流
側に設置し、ガス排出口を前記熱交換器の上流側に設置
したことを特徴とするものである。
向配置したガス容器内に、送風ファン及び熱交換器を含
むガス流路を形成し、前記放電電極によって形成される
放電部にレーザガスを供給し、このレーザガスを励起し
てレーザを発生させると共に、装置外部にレーザガスを
再生するガス再生器を接続した炭酸ガスレーザ装置にお
いて、前記ガス再生器のガス吸入口を前記放電部の下流
側に設置し、ガス排出口を前記熱交換器の上流側に設置
したことを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】本発明の炭酸ガスレーザ装置によれば、ガス再
生器を放電部と熱交換器の間に設置したことにより、グ
ロー放電により加熱されたレーザガスの一部が、冷却さ
れないままガス再生器内に流入するため、ガス再生器内
のヒータコイルに要求される加熱量は大幅に低減され
る。また、ガス再生器で再生されたガスは、冷却送風器
によって冷却され、さらに、熱交換器で冷却されるの
で、熱交換器に必要とされる冷却力は低くて良く、熱交
換器の小形化も可能となる。
生器を放電部と熱交換器の間に設置したことにより、グ
ロー放電により加熱されたレーザガスの一部が、冷却さ
れないままガス再生器内に流入するため、ガス再生器内
のヒータコイルに要求される加熱量は大幅に低減され
る。また、ガス再生器で再生されたガスは、冷却送風器
によって冷却され、さらに、熱交換器で冷却されるの
で、熱交換器に必要とされる冷却力は低くて良く、熱交
換器の小形化も可能となる。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１に基づいて具
体的に説明する。なお、図２に示した従来型と同一の部
材には同一の符号を付して、説明は省略する。
体的に説明する。なお、図２に示した従来型と同一の部
材には同一の符号を付して、説明は省略する。
【００１４】本実施例においては、図１に示した様に、
ガス容器１に取付けられるガス再生器１１が、放電部と
熱交換器９ａの間に設置されている。即ち、ガス再生器
１１のガス吸入口である入口側パイプ１０ａが放電部の
下流側に設けられ、ガス再生器のガス排出口である出口
側パイプ１０ｂが熱交換器９ａの上流側に設けられてい
る。その他の構成は、図２に示した従来型と同様であ
る。
ガス容器１に取付けられるガス再生器１１が、放電部と
熱交換器９ａの間に設置されている。即ち、ガス再生器
１１のガス吸入口である入口側パイプ１０ａが放電部の
下流側に設けられ、ガス再生器のガス排出口である出口
側パイプ１０ｂが熱交換器９ａの上流側に設けられてい
る。その他の構成は、図２に示した従来型と同様であ
る。
【００１５】なお、前記入口側パイプ１０ａ及び出口側
パイプ１０ｂとガス容器１の接続部には、結露を防止す
るための断熱シール１７が取付けられている。
パイプ１０ｂとガス容器１の接続部には、結露を防止す
るための断熱シール１７が取付けられている。
【００１６】この様な構成を有する本実施例の炭酸ガス
レーザ装置は、以下に述べる様に作用する。即ち、グロ
ー放電電極２ａ，２ｂ間のグロー放電により分解され、
加熱されたレーザガスの一部が、冷却されないまま入口
側パイプ１０ａを通ってガス再生器１１内に流入するた
め、従来型と比較して、ヒータコイル１３に要求される
加熱量は大幅に低減される。
レーザ装置は、以下に述べる様に作用する。即ち、グロ
ー放電電極２ａ，２ｂ間のグロー放電により分解され、
加熱されたレーザガスの一部が、冷却されないまま入口
側パイプ１０ａを通ってガス再生器１１内に流入するた
め、従来型と比較して、ヒータコイル１３に要求される
加熱量は大幅に低減される。
【００１７】また、ガス再生器１１で再生されたガスは
冷却送風器１４によって冷却されてガス容器１に戻され
るが、再生器出口のガス１６の温度は、入口ガス１５と
の温度差によってガス容器１に歪みが生じない温度であ
れば良いため、冷却送風器１４にかかる電力も低減でき
る。さらに、すでにガス再生器１１内で冷却されている
ため、熱交換器９ａに必要とされる冷却力は低くて良
く、熱交換器の小形化も可能となる。また、本実施例に
おいては、従来送風ファン７の下流側に設置されていた
熱交換器９ｂが省略されている。
冷却送風器１４によって冷却されてガス容器１に戻され
るが、再生器出口のガス１６の温度は、入口ガス１５と
の温度差によってガス容器１に歪みが生じない温度であ
れば良いため、冷却送風器１４にかかる電力も低減でき
る。さらに、すでにガス再生器１１内で冷却されている
ため、熱交換器９ａに必要とされる冷却力は低くて良
く、熱交換器の小形化も可能となる。また、本実施例に
おいては、従来送風ファン７の下流側に設置されていた
熱交換器９ｂが省略されている。
【００１８】この様に、本実施例によれば、ガス再生器
１１に内蔵されているヒータコイル１３及び冷却送風器
１４に入力すべき電力を低減することができ、熱交換器
の小形化、設置個数の削減も可能となる。
１１に内蔵されているヒータコイル１３及び冷却送風器
１４に入力すべき電力を低減することができ、熱交換器
の小形化、設置個数の削減も可能となる。
【００１９】
【発明の効果】以上述べた通り、本発明によれば、ガス
再生器のガス吸入口を放電部の下流側に設置し、ガス排
出口を熱交換器の上流側に設置することにより、装置全
体としての熱効率の向上を可能とした炭酸ガスレーザ装
置を提供することができる。
再生器のガス吸入口を放電部の下流側に設置し、ガス排
出口を熱交換器の上流側に設置することにより、装置全
体としての熱効率の向上を可能とした炭酸ガスレーザ装
置を提供することができる。
【図１】本発明の炭酸ガスレーザ装置の一実施例を示す
断面図
断面図
【図２】従来の炭酸ガスレーザ装置の一例を示す断面図
１…ガス容器 ２ａ，２ｂ…グロー放電電極 ３ａ，３ｂ…導体 ４…電流端子 ５…コンデンサ ６…ギャップ ７…送風ファン ８…ガス流方向 ９ａ，９ｂ…熱交換器 １０…パイプ １１…ガス再生器 １２…レーザガス再生物質 １３…ヒータコイル １４…冷却送風器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 彰 神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株 式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 沖田 裕二 東京都府中市晴見町２丁目24番の１ 東芝 エフエーシステムエンジニアリング株式会 社内
Claims (1)
- 【請求項１】 放電電極を対向配置したガス容器内に、
送風ファン及び熱交換器を含むガス流路を形成し、前記
放電電極によって形成される放電部にレーザガスを供給
し、このレーザガスを励起してレーザを発生させると共
に、装置外部にレーザガスを再生するガス再生器を接続
した炭酸ガスレーザ装置において、 前記ガス再生器のガス吸入口を前記放電部の下流側に設
置し、ガス排出口を前記熱交換器の上流側に設置したこ
とを特徴とする炭酸ガスレーザ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26723692A JPH06120601A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 炭酸ガスレーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26723692A JPH06120601A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 炭酸ガスレーザ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06120601A true JPH06120601A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17442031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26723692A Pending JPH06120601A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 炭酸ガスレーザ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06120601A (ja) |
-
1992
- 1992-10-06 JP JP26723692A patent/JPH06120601A/ja active Pending
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