專利名稱：冷卻液熱泵自循環(huán)式激光泵浦腔的制作方法
技術領域：
本實用新型是對現(xiàn)有強制循環(huán)液體冷卻激光泵浦腔的一種改進，可用于散發(fā)激光捧及泵燈工作時所產生的熱量，屬于激光技術和熱交換技術。
現(xiàn)有技術中所用的強制循環(huán)液體冷卻激光系統(tǒng)，主要由以下四大部分組成1.具有適當冷卻液通道的激光泵浦腔，在這里泵燈釋放的熱量傳遞給冷卻液。2.強制冷卻液流動的動力源—機械泵。3.向外界散發(fā)熱量的換熱器。4.連接各部分的液流管道。由于這種四大分離部件組成的冷卻裝置體積大，結構復雜，部件分離安裝不便；管道間連接可靠性差；機械泵機械振動大，影響激光系統(tǒng)的可靠性，且機械泵不但噪聲大還要耗費能量，增大了電源的負擔。
為了克服上述缺點，本實用新型提供了一種冷卻變熱泵自循環(huán)式激光泵浦腔冷卻裝置，它集現(xiàn)有技術中液體冷卻激光系統(tǒng)的泵浦腔、機械泵、換熱器的功能于一體，激光泵浦腔位于冷卻腔的下部，冷卻液靠冷卻液的熱對流自動循環(huán)，無需機械泵的干予，因而消除了機械泵所附帶的機械振動、噪聲及額外的功耗；冷卻系統(tǒng)無外部管道，安裝方便，可靠性高，改善了泵浦效率。這種冷卻系統(tǒng)適用于中、小功率重復率或連續(xù)激光器，特別是適用于大間歇短時間工作的中、小功率激光系統(tǒng)，是一種結構緊湊，體積小，重量輕，可靠性高的冷卻系統(tǒng)。
這種由冷卻腔(1)，激光泵浦腔(2)組成的冷卻液熱泵自循環(huán)式激光泵浦腔，管狀激光泵浦腔(2)位于冷卻腔內腔(6)的下部，在激光泵浦腔(2)的底部和頂部沿泵浦腔的軸向開有上槽(3)和下槽(4)，冷卻腔(1)內具有數(shù)個隔離換熱片(5)將冷卻腔內腔(6)分隔成若干沿冷卻腔軸向分布的儲熱換熱倉(7)，隔離換熱片(5)上部開有均壓孔(8)。參看原理結構主視圖附


圖1和原理結構側視圖附圖2。本冷卻液自循環(huán)式激光泵浦腔由內部帶隔離換熱片(5)的冷卻腔形成系統(tǒng)的主體結構，隔離換熱片的作用是加大與冷卻液換熱的面積，并將冷卸腔內腔分隔成若干裝冷卻液的儲熱換熱倉，各倉內的冷卻液自成一個小的熱對流循環(huán)系統(tǒng)，使激光泵浦腔(2)內的泵燈(9)和激光捧(10)沿軸向得到一個比較均勻的溫度分布，在激光泵浦腔(2)可能非水平放置的激光系統(tǒng)中這種隔離換熱片的作用尤為重要。隔離換熱片頂部的均壓孔的作用是為系統(tǒng)提供充液，放氣通道，在溫度升高時使腔內壓力均恆，冷卻腔內腔下部裝有開上槽(3)和下槽(4)的激光泵浦腔，上槽(3)和下槽(4)為冷卻液提供熱對流通道，冷卻系統(tǒng)通過冷卻腔外表面與周圍環(huán)境換熱，并可根據(jù)需要在冷卻腔外表面上開散熱槽，加大散熱面積，必要時還可附加強制風冷。
本實用新型的熱泵自循環(huán)原理如附圖3所示，泵燈工作時，輸入到燈上的能量，除了泵浦激光捧以外，還以熱輻射和傳導的方式散發(fā)出熱量，泵燈散發(fā)的熱量將鄰近區(qū)域和冷卻液加熱，使其密變降低因而上浮，冷卻腔內溫度較低的冷卻液就通過激光腔底部的下槽流過來補充，溫度較高的冷卻液在上浮過程中與冷卻腔體接觸將熱量傳遞給冷卻腔的腔體，逐漸冷卻下沉，形成對流循環(huán)，泵燈附近與其周圍的溫差越大對流循環(huán)就越快，直至冷卻腔內溫度達到均衡為止。根據(jù)泵燈的輸入功率，冷卻液和冷卻腔體材料的熱容量和導熱系數(shù)，系統(tǒng)允許的溫升及有效工作時間等，利用熱工學原理就可以計算出所需的冷卻系統(tǒng)結構的尺寸，由于本實用新型構成的冷卻裝置完全無需外部附加部件，由本實用新型構成激光系統(tǒng)總成的體積，重量均優(yōu)于同等功率的其它激光系統(tǒng)。
附
圖1、2、3為最佳實施例簡圖。
圖1為原理結構主視圖。
圖2為原理結構側視圖。
圖3為熱泵 自循環(huán)原理圖。
圖中主要結構為冷卻腔(1)，激光泵浦腔(2)，上槽(3)，下槽(4)，隔離換熱片(5)，冷卻腔內腔(6)，儲熱換熱倉(7)，均壓孔(8)，泵燈(9)，激光捧(10)。
權利要求1.一種由冷卻腔(1)，激光泵浦腔(2)組成的冷卻液熱泵自循環(huán)式激光泵浦腔，其特征在于管狀激光泵浦腔(2)位于冷卻腔內腔(6)下部，在激光泵浦腔(2)的底部和頂部沿泵浦腔的軸向開有上槽(3)和下槽(4)冷卻腔(1)內具有數(shù)個隔離換熱片(5)將冷卻腔內腔(6)分隔成若干沿冷卻腔(1)軸向分布的儲熱換熱倉(7)，隔熱換熱片(5)上部開有均壓孔(8)。
專利摘要一種冷卻液熱泵自循環(huán)式激光泵浦腔，依靠熱對流按設計路徑自動循環(huán)散熱的激光泵浦腔，它集現(xiàn)有技術液體冷卻激光系統(tǒng)的泵浦腔、機械泵、換熱器的功能于一體，結構緊湊、體積小、重量輕；無外部連接管道可靠性好；無機械泵，因而無機械振動、噪聲及附加控制電路和附加功耗；冷卻液在由換熱、隔離片構成的沿泵燈軸向分布的若干換熱倉內自成對流循環(huán)小系統(tǒng)，換熱面積大，且改善了泵燈和激光棒，軸向溫度分布均勻，適用于中小功率特別是間歇工作的系統(tǒng)。
文檔編號F25B29/00GK2044335SQ89200749
公開日1989年9月13日 申請日期1989年1月24日 優(yōu)先權日1989年1月24日
發(fā)明者馮龍齡, 鄧仁亮 申請人:北京理工大學