本实用新型专利技术公开了一种轴快流气体激光器的一体化热交换系统，环状气室隔板的内圈安装在风机的进气气道边缘上，出气气室环状底板的内圈安装在风机的出气气道边缘上，环状气室隔板与进气气室及进气气室围成进气换热气室，环状气室隔板与出气气室及出气气室围成出气换热气室；进气换热气室内固定有进气换热器，出气换热气室内固定有出气换热器，进气换热气室具有气流收拢带、进气换热环状带、进气缓冲环状带，出气换热气室具有气流扩散环状带、出气换热环状带、出气缓冲环状带；进气气室外侧壁上开设与进气缓冲环状带连通的进气口，出气气室外侧壁上开设与出气缓冲环状带连通的出气口。本实用新型专利技术能提高热交换的效率，结构简单，制造成本较低。
【技术实现步骤摘要】
一种轴快流气体激光器的一体化热交换系统
本技术涉及激光器
，具体地指一种轴快流气体激光器的一体化热交换系统。
技术介绍
轴快流CO2激光器是目前大功率激光工业加工应用的主力光源，因其放电方向、气流方向和谐振腔方向均同轴，可以获得很好的光束质量，从而广泛用于激光切割、焊接和表面处理等领域，是目前性价比最高、应用技术最为成熟的工业激光器。 轴快流C02激光器在工作过程中由于气体放电会产生大量的热量，随着温度的升高，激光器的效率会下降甚至不能出光，需要气体在放电管内产生亚音速的高速流动，将热量带离放电区域，保证放电的稳定和激光的效率，因此气体循环系统以及风机热交换系统的优化设计便相当关键。如何提高工作气体的换热效率、降低换热过程中的压力损失以达到提升激光器的输出功率的目的，是轴快流C02激光器设计中的关键技术问题。 传统的风机热交换系统的设计均采用了分体式的设计，即风机和热交换器均是单独的部件，风机具有单独的涡壳，通过风机的出入口和热交换器相连接。由于风机在运行过程中压缩气体会做功，因此会导致风机温度上升，效率下降，因此为了提高效率还需要对风机的涡壳单独进行冷却，增加了风机的制造成本和工艺复杂性；而且，采用分体式的设计，风机的出入口的尺寸受到限制，会对风机的压头和流量有一定的损失，降低的风机的效率；另外，对于风机和换热器，需要加工多个外壳及换热器芯等部件，尤其在热交换系统的出入口较多时，部件数量更多，增加了制造的成本和装配的复杂性。
技术实现思路
本技术的目的就是要提供一种轴快流气体激光器的一体化热交换系统，该一体化系统能提高热交换的效率，并且结构简单，制造成本较低。 为实现此目的，本技术所设计的一种轴快流气体激光器的一体化热交换系统，包括立式无风壳涡轮离心风机，其特征在于:还包括环状气室隔板、进气气室顶板、进气气室外侧壁、出气气室环状底板、出气气室外侧壁、环状进气换热器和环状出气换热器，其中，所述环状气室隔板的内圈安装在立式无风壳涡轮离心风机的进气气道边缘上，出气气室环状底板的内圈安装在立式无风壳涡轮离心风机的出气气道边缘上，环状气室隔板的顶部与进气气室外侧壁及进气气室顶板围成进气换热气室，环状气室隔板的底部与出气气室外侧壁及出气气室环状底板围成出气换热气室； 所述进气换热气室内固定有与所述进气气道同轴的环状进气换热器，所述出气换热气室内固定有与所述出气气道同轴的环状出气换热器，环状进气换热器内圈与环状气室隔板内圈之间的空间形成气流收拢带，环状进气换热器自身成为进气换热环状带，环状进气换热器外圈与进气气室外侧壁之间的空间形成进气缓冲环状带，环状出气换热器的内圈与出气气室环状底板内圈之间的空间形成气流扩散环状带，环状出气换热器自身成为出气换热环状带，环状出气换热器外圈与出气气室外侧壁之间的空间形成出气缓冲环状带； 所述进气气室外侧壁上开设有多个与进气缓冲环状带连通的进气口，所述出气气室外侧壁上开设有多个与出气缓冲环状带连通的出气口。 优选的，所述出气缓冲环状带中设有数量与出气口相等的多个导风板，每个导风板的一端与环状出气换热器外圈固定连接，每个导风板的另一端与对应的出气口固定连接。 优选的，所述环状气室隔板内设置有冷却水道。 优选的，所述环状进气换热器和环状出气换热器均为冷轧全铜翅片管螺旋盘出的环状换热器。 优选的，所述进气口有四个，四个进气口均匀分布在进气气室外侧壁上；所述出气口有四个，四个出气口均匀分布在出气气室外侧壁上。 优选的，所述出气气室环状底板与立式无风壳涡轮离心风机的出气气道边缘固定连接，出气气室外侧壁的底部与出气气室环状底板的外圈固定连接，出气气室外侧壁的顶部与环状气室隔板外圈的底部固定连接，进气气室外侧壁的底部与环状气室隔板的顶部固定连接，进气气室外侧壁的顶部与进气气室顶板的边缘固定连接。 优选的，所述出气气室环状底板与立式无风壳涡轮离心风机的出气气道边缘之间通过第一密封条密封连接，所述出气气室外侧壁的顶部与环状气室隔板外圈的底部之间通过第二密封条密封连接，所述进气气室外侧壁的底部与环状气室隔板的顶部之间通过第三密封条密封连接，所述环状气室隔板的内圈与立式无风壳涡轮离心风机的进气气道边缘之间通过第四密封条密封连接。 优选的，所述环状进气换热器的外径与内径的差值范围为80?120mm。 优选的，所述环状出气换热器的外径与内径的差值范围为60?80mm。 本技术的有益效果: 1.进气换热气室和出气换热气室与立式无风壳涡轮离心风机的进气气道及出气气道集成在一起，紧凑结构，体积小。 2.环状进气换热器和环状出气换热器均为冷轧全铜翅片管螺旋盘出的环状换热器，相对于套片换热器，本技术所采用的上述换热器无接触热阻，有效的提高了换热效率。且铜制换热器相对于铝制换热器更干净，且容易清洗，能够更长久的保持较高的换热效率。 3.本技术中的环状进气换热器和环状出气换热器与立式无风壳涡轮离心风机的进气气道和出气气道巧妙结合匹配，环状换热器结构简单，冷轧全铜翅片管圆周展开所形成的换热面积较大，故换热效率较高。 4.本技术采用立式无风壳涡轮离心风机及热交换器一体化的结构，无普通独立风机与热交换器之间的管道连接结构所导致的压力损失，大幅降低了换热过程中的压力损失。 5.本技术采用立式无风壳涡轮离心风机，结合本技术特殊的一体化的结构及布局设计，实现同等尺寸条件下，热交换能力的优化。对于出气热交换，由风机出气气道成水平360度全方位旋转放射状扩散出的气体，由内向外先后通过气流扩散环状带、出气换热环状带和出气缓冲环状带。出气换热环状带使水平方向上迎风换热面积最大化，且出气气体流经距离较短，流阻较小，气流扩散环状带和出气缓冲环状带及其内部的导风板也有效的降低了换热及出气风阻，有效的提高了换热效率；同理对于进气热交换，由进气气室进气口进入的气体，由外向内先后通过进气缓冲环状带、进气换热环状带和气流收拢带。进气换热环状带使水平方向上迎风换热面积最大化，且进气气体流经距离较短，流阻较小，进气缓冲环状带和气流收拢带也有效的降低了换热及进气风阻，有效的提高了换热效率。 6.本技术采用环状的换热器结构，对进出气的方向无特殊要求，仅需要保证进出气口对等或对称分布即可，如上下(上为进气换热气室，下为出气换热气室)两进(进气口)两出(出气口)、两进四出、四进两出或四进四出等诸如此类的对等或对称分布结构。另夕卜，本技术可根据实际情况，如换热量的大小，激光器内部空间的限制，设置进出气口位置和数量，以确保一体化系统的合理性和紧凑性。 7.本技术按立式无风壳涡轮离心风机出气旋转方向设置出气导风板，有利于出气换热气室内部的气流导出，有效降低了出气风阻。 8.本技术通过在环状气室隔板内设置冷却水道，并在本技术使用中将水灌入该冷却水道中，确保了环状气室隔板的温度恒定，防止进气换热气室与出气换热气室之间的温度互扰，提高了换热效率。 【附图说明】 图1为本技术的立体剖面结构示意图； 图2为本技术的剖视结构示意图； 图3为本技术中进气换热气室的俯视剖面结构示意图； 图4为本技术中出气换热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种轴快流气体激光器的一体化热交换系统，包括立式无风壳涡轮离心风机（1），其特征在于：还包括环状气室隔板（3）、进气气室顶板（8）、进气气室外侧壁（4）、出气气室环状底板（2）、出气气室外侧壁（9）、环状进气换热器（6）和环状出气换热器（5），其中，所述环状气室隔板（3）的内圈安装在立式无风壳涡轮离心风机（1）的进气气道（1.1）边缘上，出气气室环状底板（2）的内圈安装在立式无风壳涡轮离心风机（1）的出气气道（1.2）边缘（1.3）上，环状气室隔板（3）的顶部与进气气室外侧壁（4）及进气气室顶板（8）围成进气换热气室，环状气室隔板（3）的底部与出气气室外侧壁（9）及出气气室环状底板（2）围成出气换热气室；所述进气换热气室内固定有与所述进气气道（1.1）同轴的环状进气换热器（6），所述出气换热气室内固定有与所述出气气道（1.2）同轴的环状出气换热器（5），环状进气换热器（6）内圈与环状气室隔板（3）内圈之间的空间形成气流收拢带（10），环状进气换热器（6）自身成为进气换热环状带（11），环状进气换热器（6）外圈与进气气室外侧壁（4）之间的空间形成进气缓冲环状带（12），环状出气换热器（5）的内圈与出气气室环状底板（2）内圈之间的空间形成气流扩散环状带（13），环状出气换热器（5）自身成为出气换热环状带（14），环状出气换热器（5）外圈与出气气室外侧壁（9）之间的空间形成出气缓冲环状带（15）；所述进气气室外侧壁（4）上开设有多个与进气缓冲环状带（12）连通的进气口（16），所述出气气室外侧壁（9）上开设有多个与出气缓冲环状带（15）连通的出气口（17）。...
【技术特征摘要】
1.一种轴快流气体激光器的一体化热交换系统，包括立式无风壳涡轮离心风机(1)，其特征在于:还包括环状气室隔板(3)、进气气室顶板(8)、进气气室外侧壁(4)、出气气室环状底板(2)、出气气室外侧壁(9)、环状进气换热器(6)和环状出气换热器(5)，其中，所述环状气室隔板(3)的内圈安装在立式无风壳涡轮离心风机(I)的进气气道(1.1)边缘上，出气气室环状底板(2)的内圈安装在立式无风壳涡轮离心风机(I)的出气气道(1.2)边缘(1.3)上，环状气室隔板(3)的顶部与进气气室外侧壁(4)及进气气室顶板(8)围成进气换热气室，环状气室隔板(3)的底部与出气气室外侧壁(9)及出气气室环状底板(2)围成出气换热气室； 所述进气换热气室内固定有与所述进气气道(1.0同轴的环状进气换热器(6)，所述出气换热气室内固定有与所述出气气道(1.2)同轴的环状出气换热器(5)，环状进气换热器(6)内圈与环状气室隔板(3)内圈之间的空间形成气流收拢带(10)，环状进气换热器(6)自身成为进气换热环状带(11)，环状进气换热器(6)外圈与进气气室外侧壁(4)之间的空间形成进气缓冲环状带(12)，环状出气换热器(5)的内圈与出气气室环状底板(2)内圈之间的空间形成气流扩散环状带(13)，环状出气换热器(5)自身成为出气换热环状带(14)，环状出气换热器(5)外圈与出气气室外侧壁(9)之间的空间形成出气缓冲环状带(15)； 所述进气气室外侧壁(4)上开设有多个与进气缓冲环状带(12)连通的进气口( 16)，所述出气气室外侧壁(9)上开设有多个与出气缓冲环状带(15)连通的出气口( 17)。2.根据权利要求1所述的轴快流气体激光器的一体化热交换系统，其特征在于:所述出气缓冲环状带(15)中设有数量与出气口(17)相等的多个导风板(7)，每个导风板(7)的一端与环状出气换热器(5)外圈固定连接，每个导风板(7)的另一端与对应的出气口(17)固定连接。3.根据权利要求1所述的轴快流气体激...
【专利技术属性】
技术研发人员：王又青，李波，杨扬，贺昌玉，许亮，李晓元，魏世星，
申请(专利权)人：武汉光谷科威晶激光技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42
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