具有热交换器的气体激光器制造技术

本发明专利技术涉及一种激光器，所述激光器具有用于产生激光气体的气流的鼓风机以及至少一个热交换器（20），所述热交换器具有多个热交换器管（21a，21b）。所述热交换器（20）具有两个端板（22，23），所述热交换器管（21a，21b）在其相对置的端部处固定在所述两个端板上，其中，所述端板（22，23）具有用于供给热交换器流体到热所述交换器管（21a，21b）的开口（24a，24b）。所述热交换器管（21a，21b）基本上横向于所述激光气体的气流的流动方向（30）延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有热交换器的气体激光器
本专利技术涉及一种激光器，所述激光器具有用于产生激光气体的气流的鼓风机以及至少一个热交换器，所述热交换器具有多个热交换器管。
技术介绍
由JP 2001-284686公知一种用于气体激光器的热交换器，所述热交换器可以具有任意形式。热交换器具有多个热交换器管，所述热交换器管包括冷却筋，所述冷却筋通过滚压到热辐射管上来制造，内管引入所述热辐射管中。多个这种热交换器管彼此连接并且构成热交换器，所述热交换器用于冷却激光气体。由DE 10 2008 013 816 B4公知一种气体激光器，所述气体激光器具有具有螺旋状的冷却盘管的热交换器，所述冷却盘管设置在用于将激光气体导出或者导入离心鼓风机的抽出壳体或供给壳体中。然而，螺旋状冷却盘管的效率(每cm3的冷却功率)是相对低的。冷却盘管必要时也可能导致待冷却的激光气体的所不期望的波动或者压力突变。
技术实现思路
本专利技术的任务是，以紧凑的构造型式的热交换器和以高效的热交换配备气体激光器。根据本专利技术，所述任务通过一开始提到的类型的气体激光器解决，其中，热交换器具有两个端板，热交换器管在其相对置的端部处(流体密封地)固定在两个端板处，其中，在端板中构造用于供给热交换器流体到热交换器管的开口，其中，所述热交换器管基本上横向于激光气体的气流的流动方向延伸。通过将热交换器管固定到两个端板处，能够以紧凑的构造型式实现热交换器，其中，端板附加地保证高的稳定性。在此，能够通过在端板处构成的开口以热交换器流体一其中在本应用中通常是水，分配或供应热交换器管。这种盒状的热交换器能够以简单的方式安装在气体激光器的相应的壳体中并且如果必须在热交换器上进行改动，则能够同样地更换热交换器。在此，端板可以由金属一例如由不锈钢制造。在此，热交换器相对于激光气体的气流的流动方向如此定向，使得热交换器管基本上横向于气流的流动方向延伸。鼓风机涉及离心鼓风机，所述离心鼓风机设置在中央位置上并且从多个导入管路和导出管路导向这种情况下通常方形折叠的激光谐振器的区域中。在一种实施方式中，在端板中构成用于连接至少两个开口的通道，所述开口配属给不同的热交换器管。通过端板中的通道能够将多个热交换器管彼此连接并且通过这种方式适当地影响热交换器流体的分配。在此，可以如此选择热交换器流体的流动路径，使得仅仅一个单一的流入口以及一个单一的流出口必须是用于热交换器中的热交换器流体的。替代地，也可能的是，如此进行热交换器流体的分配，使得在热交换器中形成多个分离的热交换器回路，其方式是，多个流体密封地分离的热交换器管组分别设有自己的流入口和流出□。在此，通道可以通过材料去除方法构造，例如通过在端板上的铣削，所述端板可以例如实现为一体的。替代地，也可以使用其他的(改型的)方法一例如所谓的液压成形来构造通道。替代地，也可能的是，使用具有多个重叠安装的层的端板，其中，通道作为空隙构造在所述层中的一层或多层中。如上所示的那样，通道以及其与热交换器管的连接在其布置方面可任意被配置并且因此允许多级的运行，也就是说，多个分离的热回路，所述多个分离的热回路也能够同时运行。在此，将待排出的激光气体热量分成不同的、通常几何上直接连续的水回路，例如热水循环和冷水循环。所述模块化的结构能够实现高的灵活性，所述高的灵活性使得可能的是，在需求或者周围环境条件改变时在短时间内实现不同的变型方案设计。在一个扩展方案中，构造至少一个用于连接正好两个(通常相邻的)热交换器管的通道。通过使用这种通道，能够在多个热交换器管之间建立串行的连接，其中，热交换器流体在第一热交换器管中从第一端板流到第二端板，并且在通过通道与第一热交换器管连接的第二热交换器管中从第二端板流回到第一端板。在一个扩展方案中，端板具有用于流体密封地封闭通道的盖。如果端板以及盖由金属材料制成，例如由不锈钢制成，则例如可以通过焊接实现通道的流体密封的封闭。在一种实施方式中，将热交换器管彼此平行地定向并且通常基本上垂直于激光气体的(主)流动方向延伸。通过这种方式，能够提高激光气体与热交换器流体之间热传递的效率。在一种实施方式中，热交换器管设置在矩阵状的布置中，也就是说，设置在多个行和列中。通过规律的布置，激光气体的压力峰值或者说波动能够保持得低。在热交换器中使用的热交换器管的行数通常为八个或更多，一行中热交换器管的数量通常约为三个或更多，以便在相对低的激光气体压力(例如约150hPa)的情况下保证足够大的热交换。在所述实施方式的一个扩展方案中，相邻行的热交换器管彼此错开地设置。在基本上垂直于热交换器管延伸的激光气体流动方向的情况下，这种布置能够导致构造涡流的气流，所述涡流的气流明显地提高热传递的效率，而在此激光气体的压力损失没有变得过大。因此，这种布置示出在热传递的效率与激光气体的压力损失之间的最优的折衷。尤其，在这种布置的情况下，也能够在例如约150hPa的低的激光气体压力的情况下实现高的热交换。有利地，热交换器管具有一个内管以及多个(冷却)筋。在内管中导向热交换器流体。(冷却)筋在内管上例如能够通过滚压来构造，也就是说，内管被外管包围，在外管上构造冷却筋。在此，在滚压时，将外管推到内管上，所述外管还不设有筋。通过运行到彼此中的切割辊由平滑的外管切割或者成型出冷却筋。在轧制管时的非常高的变形力保证两种材料的紧密配合并且因此保证两种材料的非常好的导热性。已证明有利的是，内管和冷却筋或外管由不同的(金属)材料制造时，也就是说，热交换器管涉及双金属管。在此，内管可以例如由不锈钢制成，以便防止在所述内管中导向的热交换器流体腐蚀内管。相反，冷却筋或外管可以由另一种金属材料制造，例如由铝制造，所述另一种金属材料的特征在于高的热导率。因为冷却筋的材料没有与热交换器流体接触，所以冷却筋的材料不需要具有高的耐腐蚀性。在另外的一种实施方式中，热交换器包括至少两个用于供给或排出热交换器流体的连接管或者开口。模块化的热交换器使得可能的是，将所有的热交换器管用在唯一的热交换器回路中或替代地构造多组热交换器管，所述热交换器管分别配属给不同的热交换器回路。对于所述回路中的每一个，可以在热交换器上，准确地说在端板处设有自己的一对连接管。可以理解，必要时通道的盖可以配备有用于供给或排出热交换器流体的连接装置，以便提高使用热交换器时的灵活性。替代地，端板处的流入口或流出口也可以直接与热交换器管的开口处于连接中。在一种实施方式中，气体激光器附加地包括用于容纳热交换器的壳体。壳体可以例如涉及用于激光气体进或出激光谐振器的导入壳体或导出壳体。盒状的热交换器能够装入所述的壳体中，对此所述壳体具有槽口或者开口。开口能够穿透地构造，从而端板构成壳体的侧面。容纳在壳体中的盒状的热交换器与壳体气体密封地，准确地说真空密封地连接，以便封装激光气体的流动导向。尤其，具有容纳在其中的热交换器的壳体的所有接口应实施为氦密封或真空密封的，也就是说，在激光气体的例如约150hPa的相对小的压力的情况下，激光气体与周围空气之间(例如在盒状的热交换器入口与壳体之间)的接口处的密封也应具有小于lX10_8mbar.liter/s的泄漏率。在冷却液的可达IObar的高压的情况下,激光气体与冷却水之间接口处的密封也应具有小于lX10_12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气体激光器（1），所述气体激光器包括：用于产生激光气体的气流的鼓风机（11），以及至少一个热交换器（20），所述热交换器具有多个热交换器管（21a，21b），其特征在于，所述热交换器（20）具有两个端板（22，23），所述热交换器管（21a，21b）在其相对置的端部处固定在所述两个端板上，其中所述端板（22，23）具有用于供给热交换器流体到所述热交换器管（21a，21b）的开口（24a，24b），其中，所述热交换器管（21a，21b）横向于所述激光气体的气流的流动方向（30）延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.01 DE 102011076871.81.一种气体激光器(I)，所述气体激光器包括: 用于产生激光气体的气流的鼓风机(11)，以及至少一个热交换器(20)，所述热交换器具有多个 热交换器管(21a，21b)， 其特征在于， 所述热交换器(20)具有两个端板(22，23)，所述热交换器管(21a，21b)在其相对置的端部处固定在所述两个端板上，其中所述端板(22，23)具有用于供给热交换器流体到所述热交换器管(21a，21b)的开口(24a，24b)，其中，所述热交换器管(21a，21b)横向于所述激光气体的气流的流动方向(30)延伸。2.根据权利要求1所述的气体激光器，其中，在所述端板(22，23)中构成用于连接至少两个开口( 24a，24b )的通道(25 )，所述开口配属给不同的热交换器管(2la，2Ib )。3.根据权利要求2所述的气体激光器，其中，构造至少一个用于连接正好两个热交换器管(21a，21b)的通道(25)。4.根据权利要求2或3所述的气体激光器，其中，所述端板(22，23)具有用于流体密封地封闭所述通道(24a，24b)的盖(26)。5.根据以上权利要求中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·格施万纳，M·布莱扎赫尔，
申请(专利权)人：通快激光与系统工程有限公司，
类型：
国别省市：