JP4098780B2 - Laser equipment - Google Patents
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Description
本発明は、レーザ装置に関し、より詳細には、装置内部の結露防止が図られたレーザ装置に関する。 The present invention relates to a laser device, and more particularly to a laser device in which dew condensation inside the device is prevented.
従来のレーザ装置は一般に、筐体と、筐体の内部に配置されるレーザ発振器とを備えた構成を有する。またレーザ発振器はレーザ発振のための電子部品及び光学部品を有するが、これらの部品の中には、高温加熱による故障や誤動作を防止するために冷却を要するものがある。この冷却のためには、配管等を用いて筐体外から筐体内へ冷却水を導入し、電子部品や光学部品と冷却水との間で熱交換させた後にその冷却水を筐体外へ排出する方法が一般的である。 Conventional laser devices generally have a configuration including a casing and a laser oscillator disposed inside the casing. Laser oscillators have electronic components and optical components for laser oscillation, and some of these components require cooling to prevent failure and malfunction due to high-temperature heating. For this cooling, cooling water is introduced from the outside of the housing into the housing using piping or the like, and after the heat exchange between the electronic components and optical components and the cooling water, the cooling water is discharged outside the housing. The method is common.
上述の構成では、冷却水の温度とレーザ装置設置場所の湿度との関係によっては、電子部品又は光学部品の表面に結露が生じる場合がある。一般に筐体の密閉性は完全ではないため、レーザ設置場所の外気湿度の影響が筐体内部にも及ぶからである。この結露により生じた水分は、電子部品の電気的短絡や光学部品の曇り等の不具合を生じさせ、結果としてレーザビームの出力低下やビーム拡散角の増大等のレーザ装置性能の悪化に至る虞がある。このような不具合を防止するために、例えば特許文献1には、乾燥空気を筐体内に導入することによって筐体内の湿度を下げ、結露防止を図るレーザ発振装置が開示されている。 In the above-described configuration, dew condensation may occur on the surface of the electronic component or the optical component depending on the relationship between the temperature of the cooling water and the humidity of the laser device installation location. This is because, generally, the sealing property of the casing is not perfect, and the influence of the outside air humidity at the laser installation location also reaches the inside of the casing. Moisture generated by this condensation may cause problems such as electrical short circuits of electronic components and fogging of optical components, resulting in deterioration of laser device performance such as a decrease in laser beam output and an increase in beam diffusion angle. is there. In order to prevent such inconvenience, for example, Patent Document 1 discloses a laser oscillation device that reduces the humidity in the housing by introducing dry air into the housing to prevent condensation.
特許文献1に記載されるような乾燥空気を筐体内に導入する方法では、乾燥空気を供給するためのランニングコストが無視できない。また導入する乾燥空気に含まれる汚染物質がレーザ発振に悪影響を与える場合があるが、乾燥空気をそのような汚染物質を含まないレベルにまで清浄化することは非常に困難であり、可能であるにしてもさらなるコストを要する。 In the method of introducing dry air into the casing as described in Patent Document 1, the running cost for supplying dry air cannot be ignored. In addition, contaminants contained in the introduced dry air may adversely affect laser oscillation, but it is extremely difficult and possible to clean the dry air to a level that does not contain such contaminants. But it costs more.
従って本発明は、簡易かつ低コストな手段を用いて筐体内の結露を効果的に防止できるレーザ装置を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser device that can effectively prevent condensation in the housing using simple and low-cost means.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、筐体と、前記筐体内に配置されるレーザ発振器と、前記筐体内に配置されるとともに前記レーザ発振器の作動により発熱する発熱部と、前記発熱部を冷却する冷却水を流すための冷却水路と、前記冷却水路の表面に結露した水分を前記筐体の外側に放出する水分放出手段と、を有するレーザ装置を提供する。 In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 includes a housing, a laser oscillator disposed in the housing, and a heat generating portion disposed in the housing and generating heat by the operation of the laser oscillator. And a cooling water channel for flowing cooling water for cooling the heat generating part, and a water release means for releasing water condensed on the surface of the cooling water channel to the outside of the housing.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載のレーザ装置において、前記水分放出手段は吸水性材料を有し、前記吸水性材料は、前記冷却水路の一部に接触するとともに、前記筐体に形成された開口部を通って前記筐体の外側に延びるように構成される、レーザ装置を提供する。 According to a second aspect of the present invention, in the laser apparatus according to the first aspect, the moisture releasing means has a water absorbing material, and the water absorbing material contacts a part of the cooling water channel and the housing. Provided is a laser device configured to extend outside the housing through an opening formed in a body.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のレーザ装置において、前記筐体内の空気を強制的に攪拌するファンをさらに有する、レーザ装置を提供する。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the laser device according to the first or second aspect, further comprising a fan for forcibly stirring the air in the casing.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項に記載のレーザ装置において、前記冷却水路を流れる冷却水による前記発熱部の過冷却を防止する過冷却防止手段をさらに有する、レーザ装置を提供する。 According to a fourth aspect of the present invention, in the laser device according to any one of the first to third aspects, the apparatus further includes a supercooling prevention means for preventing the superheater from being overcooled by the cooling water flowing through the cooling water passage. A laser apparatus is provided.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のレーザ装置において、前記過冷却防止手段は、前記レーザ発振器が作動していないときに前記発熱部を冷却する冷却水量を低減するように制御された自動弁を有する、レーザ装置を提供する。 According to a fifth aspect of the present invention, in the laser device according to the fourth aspect, the overcooling prevention means controls to reduce the amount of cooling water that cools the heat generating portion when the laser oscillator is not operating. Provided is a laser device having an automatic valve.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレーザ装置において、前記冷却水路は金属製配管を含む、レーザ装置を提供する。 A sixth aspect of the present invention provides the laser apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the cooling water channel includes a metal pipe.
本発明に係るレーザ装置においては、冷却水路の表面に結露した水分を積極的に筐体外へ排出することができるので、筐体内の湿度を下げて発熱部での望ましくない結露を低減又は防止することができる。また冷却水路での結露はファンの使用によってさらに促進することができ、結果として筐体内の湿度をさらに低下させることができる。さらに発熱部への冷却水量を調節し、発熱部の過冷却を防止することも可能である。 In the laser apparatus according to the present invention, moisture condensed on the surface of the cooling water channel can be positively discharged out of the casing, so that the humidity in the casing is lowered to reduce or prevent undesirable condensation in the heat generating portion. be able to. Further, condensation in the cooling water channel can be further promoted by using a fan, and as a result, the humidity in the housing can be further reduced. Furthermore, it is possible to prevent the cooling of the heat generating part by adjusting the amount of cooling water to the heat generating part.
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。図1に基本構成を示すレーザ装置10は、筐体12と、筐体12内に配置されるレーザ発振器14とを有する。レーザ発振器14は、レーザ発振等の作動により発熱する発熱部16を有する。発熱部16は、レーザ発振のための電源等の電子部品18及びミラー等の光学部品20を含む。発熱部16を冷却するための冷却水は、配管等から構成される冷却水路22によって筐体12の外部から供給され、発熱部16を冷却(すなわち発熱部16と熱交換)した後に筐体12の外部へ排出される。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. A
冷却水路22を構成する配管は、金属等の熱伝導率の高い材料から作製される。そうすることにより、冷却水路22の表面は筐体12内の発熱部16の表面よりも温度が低くなり、結露しやすくなる。そこで図1に示すように、冷却水路22において結露した水分を積極的に筐体12の外側へ放出する水分放出手段24を設けることにより、筐体12内の湿度を下げることができる。水分放出手段24としては、例えば図2に示すように、筐体12に形成された適当な開口部を通って冷却水路22から筐体12の外側に延びる布帛又はスポンジ等の吸水性材料が好ましい。詳細には吸水性材料24は、冷却水路すなわち配管22の一部22a(例えば結露した水が配管22を伝って流れ落ちてくる部位)に巻き付け等により接触するとともに、冷却水路22が挿入される筐体12の開口部26から筐体12の外側に延びるように布設される。このような構成により、配管22で結露した水分を、吸水性材料内を拡散させて効率よく筐体12の外に放出することができる。
The piping constituting the
筐体12は、一般のレーザ装置の筐体と同様に、筐体12の内外間のある程度の通気は制限するが、完全な密閉性は有さない。従ってレーザ装置10の設置場所の雰囲気の湿度が変化すれば、その影響を受けて筐体12内の湿度もいくらか変化する。上述の結露水放出手段24により、配管22で結露した水を筐体内で再び気化する前に外部に排出することができるため、筐体12の密閉性が幾分不十分であっても筐体内の湿度を低く維持することができる。従って筐体内の空気の露点が下がり、結果として好ましくない発熱部16での結露の発生を抑制することができる。
The
レーザ装置10は、図3に示すように、レーザ装置の性能には影響しない冷却水路22での結露をさらに促進するための結露促進手段として、好ましくは電動式のファン28を有することができる。ファン28は、筐体12内の空気を強制的に攪拌し、好ましくは配管22に吹き付けるように構成される。ファン28を作動させることにより、配管22の表面に接する空気が常に更新されるので、ファン28を作動させない場合よりも配管22の表面での結露量を増やすことができる。従って発熱部16での結露をより発生しにくくすることができる。
As shown in FIG. 3, the
レーザ発振が行われていないときは発熱部16の発熱量は少ないので、レーザ発振停止時にもレーザ発振時と同流量の冷却水を発熱部16に供給すると、発熱部16が過冷却されて望ましくない結露を促進してしまうことになる。そこでレーザ装置10は、発熱部16の過冷却防止手段として、図3に示すように、電子部品18への冷却水量を調節可能な自動弁30及び光学部品20への冷却水量を調節可能な自動弁32を有することができる。自動弁30及び32は、レーザ発振停止時には全閉又はレーザ発振時より小流量の冷却水を流すように、図示しない制御装置によって制御可能である。このような制御により、発熱部16の過冷却すなわち発熱部16での結露の発生をさらに抑制することができる。
When the laser oscillation is not performed, the heat generation amount of the
10 レーザ装置
12 筐体
14 レーザ発振器
16 発熱部
18 電子部品
20 光学部品
22 冷却水路
24 水分放出手段
26 開口部
28 ファン
30、32 自動弁
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記筐体内に配置されるレーザ発振器と、
前記筐体内に配置されるとともに前記レーザ発振器の作動により発熱する発熱部と、
前記発熱部を冷却する冷却水を流すための冷却水路と、
前記冷却水路の表面に結露した水分を前記筐体の外側に放出する吸水性材料と、
を有するレーザ装置であって、
前記吸水性材料は、前記冷却水路の一部に接触するとともに、前記筐体に形成された開口部を通って前記筐体の外側に延びるように構成される、レーザ装置。 A housing,
A laser oscillator disposed in the housing;
A heat generating part disposed in the housing and generating heat by the operation of the laser oscillator;
A cooling water channel for flowing cooling water for cooling the heat generating part;
A water-absorbing material that releases moisture condensed on the surface of the cooling water channel to the outside of the housing;
A laser device comprising :
The water absorbing material is configured to be in contact with a part of the cooling water channel and extend to the outside of the casing through an opening formed in the casing .
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