一种高功率激光器专用高效冷却结构的制作方法

本实用新型涉及激光器领域，特别是一种高功率激光器专用高效冷却结构。

背景技术：

激光器是一种能发射激光的装置，其主要由三部分组成：工作物质、激励能源(光泵)和光学共振腔。激光光是指受激辐射产生的光放大，是一种高质量的光源，激光的特点方向性好、单色性好、能量集中、相干性好，其主要用途为激光通信、材料加工、激光照相排版、激光在医学上的应用、激光武器。

激光器长时间使用电器元器件发热会导致激光器内部温度升，在几种形式的激光器中，温度对半导体激光器的影响较小，固体激光器对温度会比较敏感，特别温度比较高的时候，激光器的效率会下降，处于较高温度下长时间运行激光器，会严重降低激光器的使用寿命。所以需用有效的冷却结构对激光器的使用大有裨益。通常对激光器采用的冷却方式为风冷或水冷的形式，对小型的激光器采用风冷的方式可满足散热需求，对较大型的激光器需采用水冷的方式进行散热。

现有技术中公开了一种公开号为“CN201820750439.X一种激光器冷却结构”的实用新型专利，现有技术中存在如下及技术缺陷：(1)结构形式复杂，采用单一的水冷方式进行了冷却散热，散热方式单一，散热效果受限；(2)采用的散热结构需在激光器内进行换热，激光器收到内部结构形式限制，需破坏原来原有激光器的壳体结构，结构不具有通用性。(3)散热结构与激光器本体不能实现可拆卸结构，为整体结构，激光器的取用不灵活。

技术实现要素：

为了解决上述存在的问题，本实用新型公开了一种高功率激光器专用高效冷却结构，其具体技术方案如下：一种高功率激光器专用高效冷却结构，包括顶板、顶板翅片、顶板连接片、风机支架、风机、侧板、侧板翅片、侧板连接片、激光器壳体，所述顶板呈长方形板状结构，所述顶板四角设有支架连接孔；所述顶板上设有顶板水管；所述顶板翅片设置于顶板上表面，所述顶板翅片与所述顶板垂直固定连接，呈一体式结构；所述顶板连接片设置于所述顶板底面两端；所述风机设置于所述顶板顶端，所述风机支架将风机和顶板固定连接；所述侧板呈长方形板状结构，所述侧板翅片设置与所述侧板一侧面，所述侧板翅片与所述侧板垂直固定连接，呈一体式结构；所述侧板连接片设置于所述侧板另一侧两端；所述激光器壳体呈长方体结构，所述激光器壳体两侧面顶边设有壳体顶连接片，所述激光器壳体两侧面侧边设有壳体侧连接片；所述激光器壳体顶面与所述顶板固定连接，所述激光器壳体侧面与所述侧板固定连接。

进一步的，所述顶板水管内嵌设置于所述顶板上表面，所述顶板水管与所述顶板呈一体式结构。

进一步的，所述顶板水管纵横设置于所述顶板内，所述顶板一端设有进水口，所述顶板另一端设有出水口。

进一步的，每个所述顶板翅片呈平行设置，每个所述顶板翅片呈上窄下宽结构。

进一步的，所述顶板连接片数量为两个，每个所述顶板连接片呈“L”形结构，所述顶板连接片与所述顶板底面两端垂直固定连接，呈一体式结构，所述顶板连接片与所述顶板之间形成顶板连接槽，所述顶板连接槽宽度与所述壳体顶连接片厚度相适应。

进一步的，所述风机支架呈圆柱状形状，为空心结构，所述风机支架顶端与所述风机固定连接，通过紧固件贯穿风机支架底端、支架连接孔，实现风机支架与顶板固定连接。

进一步的，每个所述侧板翅片呈平行设置，每个所述侧板翅片呈上窄下宽结构。

进一步的，所述侧板连接片数量为两个，每个所述侧板连接片呈“L”形结构，所述侧板连接片与所述侧板一侧面两端垂直固定连接，呈一体式结构，所述侧板连接片与所述侧板之间形成侧板连接槽，所述侧板连接槽宽度和所述壳体侧连接片厚度相适应。

进一步的，每块所述壳体顶连接片滑入对应所述顶板连接槽内，实现激光器壳体顶面与所述顶板固定连接。

进一步的，每块所述壳体侧连接片滑入对应所述侧板连接槽内，实现激光器壳体侧面与所述侧板固定连接。

本实用新型的使用方法是：

将风机支架置于顶板上表面，将四颗内六角螺栓通过风机支架顶端贯穿于风机支架底端、支架连接孔，实现风机支架与顶板固定连接；安装好激光器壳体，将顶板通过壳体顶连接片滑入对应顶板连接槽内，将侧板通过壳体侧连接片滑入对应侧板连接槽内，完成顶板和侧板的安装。将顶板两端的进水口和出水口与外接的冷水机向连接。激光器内的温度通过激光器壳体的热传导作用，将温度传导至顶板和两侧侧板上，一部分热量通过顶板翅片和侧板翅片的散热作用，散失到周围空气中；一部分热量通过顶板水管的循环换热作用，被循环水管内的水吸收。同时，启动风机，风机将周围空气进行自下而上的机械排风作用，形成空气对流，加速了顶板与侧板周围空气的流动速度，使侧板周围空气顺着侧板翅片方向向上运动，顶板翅片周围空气竖直上升，加快散热速度。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型将侧板和顶板采用翅片散热的形式，在顶板顶端设置了风机进行机械排风，在顶板处增设了顶板水管，激光器内部温度升高，热量聚集与激光器壳体内部顶面，激光器壳体顶面为温度最高的地方，通过在此处增设水管进行针对性的散热，到达最理想的散热效果；同时通过使用风冷散热冷却和水冷冷却散热的方式，提高了本实用新型冷却结构的散热效率。在散热时，当所需散热功率较小时，可仅通过风机进行风冷散热；当所需散热功率较大时，可通过风机风冷散热和顶板水管内水冷换热同时作用，散热功能可选择性组合使用，满足良好散热效果的同时，可节约能源。

(2)本实用新型无需将冷却结构设置于激光器壳体内部，无需受到激光器内部结构的阻碍限制，在不破坏原有激光器结构的基础上，在激光器壳体外壁进行散热结构的拼装，使激光器壳体具有良好的散热冷却性能，结构具有通用性。

(3)本实用新型将散热结构与激光器本体进行可拆卸结构设计，将激光器壳体与顶板、侧板可拆卸连接，冷却结构均为激光器的附属装置，简化了激光器本身的结构原理，可对激光器进行轻量化设计，减轻自身自重，使激光器更方便转运、携带，且冷却结构安装便捷、迅速，使用灵活。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型顶板的结构示意图。

图3是本实用新型顶板的侧视视图。

图4是本实用新型顶板的剖视结构示意图。

图5是本实用新型侧板的结构示意图。

图6是本实用新型激光器壳体的结构示意图。

附图标记列表：顶板1、支架连接孔1-1、顶板水管1-2、进水口1-21、出水口1-22、顶板翅片2、顶板连接片3、顶板连接槽3-1、风机支架4、风机5、侧板6、侧板翅片7、侧板连接片8、侧板连接槽8-1、激光器壳体9、壳体顶连接片9-1、壳体侧连接片9-2。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本实用新型进行进一步描述，任何对本实用新型技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本实用新型保护范围。本实施例中所提及的固定连接，固定设置、固定结构均为焊接、螺钉连接、螺栓螺母连接、铆接等本领域技术人员所知晓的公知技术。

结合附图可见，一种高功率激光器专用高效冷却结构，包括顶板1、顶板翅片2、顶板连接片3、风机支架4、风机5、侧板6、侧板翅片7、侧板连接片8、激光器壳体9，所述顶板1呈长方形板状结构，所述顶板1四角设有支架连接孔1-1；所述顶板1上设有顶板水管1-2；所述顶板翅片2设置于顶板1上表面，所述顶板翅片2与所述顶板1垂直固定连接，呈一体式结构；所述顶板连接片3设置于所述顶板1底面两端；所述风机5设置于所述顶板1顶端，所述风机支架4将风机5和顶板1固定连接；所述侧板6呈长方形板状结构，所述侧板翅片7设置与所述侧板6一侧面，所述侧板翅片7与所述侧板6垂直固定连接，呈一体式结构；所述侧板连接片8设置于所述侧板6另一侧两端；所述激光器壳体9呈长方体结构，所述激光器壳体9两侧面顶边设有壳体顶连接片9-1，所述激光器壳体9两侧面侧边设有壳体侧连接片9-2；所述激光器壳体9顶面与所述顶板1固定连接，所述激光器壳体9侧面与所述侧板6固定连接。

进一步的，所述顶板水管1-2内嵌设置于所述顶板1上表面，所述顶板水管1-2与所述顶板1呈一体式结构。

进一步的，所述顶板水管1-2纵横设置于所述顶板1内，所述顶板1一端设有进水口1-21，所述顶板1另一端设有出水口1-22。

进一步的，每个所述顶板翅片2呈平行设置，每个所述顶板翅片2呈上窄下宽结构。

进一步的，所述顶板连接片3数量为两个，每个所述顶板连接片3呈“L”形结构，所述顶板连接片3与所述顶板1底面两端垂直固定连接，呈一体式结构，所述顶板连接片3与所述顶板1之间形成顶板连接槽3-1，所述顶板连接槽3-1宽度与所述壳体顶连接片9-1厚度相适应。

进一步的，所述风机支架4呈圆柱状形状，为空心结构，所述风机支架4顶端与所述风机5固定连接，通过紧固件贯穿风机支架4底端、支架连接孔1-1，实现风机支架4与顶板5固定连接。

进一步的，每个所述侧板翅片7呈平行设置，每个所述侧板翅片7呈上窄下宽结构。

进一步的，所述侧板连接片8数量为两个，每个所述侧板连接片8呈“L”形结构，所述侧板连接片8与所述侧板6一侧面两端垂直固定连接，呈一体式结构，所述侧板连接片7与所述侧板6之间形成侧板连接槽8-1，所述侧板连接槽8-1宽度和所述壳体侧连接片9-2厚度相适应。

进一步的，每块所述壳体顶连接片9-1滑入对应所述顶板连接槽3-1内，实现激光器壳体9顶面与所述顶板1固定连接。

进一步的，每块所述壳体侧连接片9-2滑入对应所述侧板连接槽8-1内，实现激光器壳体9侧面与所述侧板8固定连接。

本实用新型的使用方法是：

将风机支架4置于顶板1上表面，将四颗内六角螺栓通过风机支架4顶端贯穿于风机支架4底端、支架连接孔1-1，实现风机支架4与顶板1固定连接；安装好激光器壳体9，将顶板1通过壳体顶连接片9-1滑入对应顶板连接槽3-1内，将侧板6通过壳体侧连接片9-2滑入对应侧板连接槽8-1内，完成顶板1和侧板6的安装。将顶板1两端的进水口1-21和出水口1-22与外接的冷水机向连接。激光器内的温度通过激光器壳体9的热传导作用，将温度传导至顶板1和两侧侧板6上，一部分热量通过顶板翅片2和侧板翅片7的散热作用，散失到周围空气中；一部分热量通过顶板水管1-2的循环换热作用，被循环水管内的水吸收。同时，启动风机5，风机5将周围空气进行自下而上的机械排风作用，形成空气对流，加速了顶板1与侧板6周围空气的流动速度，使侧板6周围空气顺着侧板翅片7方向向上运动，顶板翅片2周围空气竖直上升，加快散热速度。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型将侧板和顶板采用翅片散热的形式，在顶板顶端设置了风机进行机械排风，在顶板处增设了顶板水管，激光器内部温度升高，热量聚集与激光器壳体内部顶面，激光器壳体顶面为温度最高的地方，通过在此处增设水管进行针对性的散热，到达最理想的散热效果；同时通过使用风冷散热冷却和水冷冷却散热的方式，提高了本实用新型冷却结构的散热效率。在散热时，当所需散热功率较小时，可仅通过风机进行风冷散热；当所需散热功率较大时，可通过风机风冷散热和顶板水管内水冷换热同时作用，散热功能可选择性组合使用，满足良好散热效果的同时，可节约能源。

(2)本实用新型无需将冷却结构设置于激光器壳体内部，无需受到激光器内部结构的阻碍限制，在不破坏原有激光器结构的基础上，在激光器壳体外壁进行散热结构的拼装，使激光器壳体具有良好的散热冷却性能，结构具有通用性。

(3)本实用新型将散热结构与激光器本体进行可拆卸结构设计，将激光器壳体与顶板、侧板可拆卸连接，冷却结构均为激光器的附属装置，简化了激光器本身的结构原理，可对激光器进行轻量化设计，减轻自身自重，使激光器更方便转运、携带，且冷却结构安装便捷、迅速，使用灵活。