(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内管と外管の間に挿入されたガラス製の管状フィルターと、前記内管の両端部に溶着して形成され、前記管状フィルターを係止する係止凸部とを備え、前記管状フィルターの少なくとも一端がスペーサを介して前記係止凸部により係止された二重管形の放電灯冷却器において、前記スペーサは、少なくとも巻線間の一部に隙間を有するコイル状スプリングであることを特徴とする放電灯冷却器。
【請求項２】
内管と外管の間に挿入されたガラス製の管状フィルターと、前記内管の両端部に溶着して形成され、前記管状フィルターを係止する係止凸部とを備え、前記管状フィルターの少なくとも一端がスペーサを介して前記係止凸部により係止された二重管形の放電灯冷却器において、前記スペーサは、Ｃ字状のリング部と前記リング部の一方の側部に延在し、先端部が管軸に対して直交するように折り曲げられた複数の爪部とを有するものであることを特徴とする放電灯冷却器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インキや塗料の乾燥又は樹脂の硬化等の処理において光化学反応用装置の光源として使用される放電灯の冷却器に関し、特にフィルター等の係止部の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光化学反応用の紫外線照射用光源として、特公昭６２−２８５４０号公報に記載されているような放電灯冷却器（以下、水冷ジャケットとも称する。）を用いた放電灯が提案されている。さらに、この種の水冷ジャケットの改良に関しては、実開平４−３６７６１号公報に記載されているような管状スペーサを用いた管状フィルターの係止方法が提案されている。
【０００３】
図１０は従来の紫外線照射用光源を一部切り欠いて示した概略構成図、図１１はその紫外線照射用光源における管状スペーサ付近を拡大して示した概略断面図である。図１０及び図１１において、６０は放電灯、７２は水冷ジャケット内管、７４は水冷ジャケット外管である。７６ａ，７６ｂは水冷ジャケット内に水などの冷却液Ａを流すために接続された接続管で、それぞれ給水口７６ａ、排水口７６ｂである。内管７２と外管７４の間には、低融点ガラス製の管状フィルター７８が挿入されている。管状フィルター７８の少なくとも一端（図１０では両端）には耐熱ガラス製の管状スペーサ８２ａ，８２ｂが配置され、管状フィルター７８は、管状スペーサ８２ａ，８２ｂを介して、内管７２に溶着された係止凸部８４ａ，８４ｂによって係止されている。
【０００４】
上記のような構造によれば、製造の際の管状フィルター７８への熱的な影響を軽減することができ、かつ放電灯点灯時に、水冷ジャケット内に水を循環させ、放電灯６０の発光管を冷却する場合のウオーターハンマー現象による係止部の脱落をなくし、管状フィルター７８の破損や内管７２の溶着部のひび割れによる水漏れを防止することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような構造の光化学反応用の紫外線照射用光源も、最近では光化学反応処理のスピードアップのため放電灯の高出力化の要求があり、新たな問題が発生してきている。
特公昭６２−２８５４０号公報や実開平４ー３６７６１号公報に記載されているような放電灯冷却器では、管状スペーサ８２ａ，８２ｂにガラス製品を使用しているため、管状スペーサ８２ａ，８２ｂは製造上の寸法のばらつきが大きい。そこで、実際に水冷ジャケットを製造する場合には管状スペーサ８２ａ，８２ｂの径と管状フィルター７８の径の製造ばらつきにより、一方が他方に入り込んで、両者が噛み合う状態となることを防ぐために、実用上、管状スペーサ８２ａ，８２ｂには管状フィルター７８より厚いガラス材料が使われている。そして、管状スペーサ８２ａ，８２ｂの端面と管状フィルター７８の端面とが接触するように構成している。
【０００６】
したがって、実開平４ー３６７６１号公報のような管状スペーサ８２ａ，８２ｂがあると、実際には管状フィルター７８と内管７２の間の隙間の断面積よりも管状スペーサ８２ａ，８２ｂと内管７２の間の隙間の断面積の方が大幅に小さくなり、管状フィルター７８と内管７２の間では、冷却液の流れが阻害されて部分的に流れが滞ったり、冷却液の流量が十分に確保しにくくなる。すなわち、図１１に示すように、管状フィルター７８と内管７２の間を流れる冷却液Ａ1 の方が、管状フィルター７８と外管７４の間を流れる冷却液Ａ2 よりも流量が少なくなる。従来は放電灯の出力が低く、こうした状況下にあっても冷却液の対流により冷却がまかなえたが、最近の放電灯の高出力化の要求により、放電灯の出力が高くなるにつれ放射する熱量も増してきたため、冷却液が滞ったり、流量の少ないところで冷却液が沸騰、蒸発し、管状フィルター７８が局部的に熱せられる現象が顕著になってきた。このような現象が管状フィルター７８の表面に潜在する傷や歪のある箇所で発生すると、急な熱膨張により管状フィルター７８が割れるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、フィルターと内管の間にも十分な量の冷却液を流すことができる放電灯冷却器を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための請求項１記載の発明に係る放電灯冷却器は、内管と外管の間に挿入されたガラス製の管状フィルターと、前記内管の両端部に溶着して形成され、前記管状フィルターを係止する係止凸部とを備え、前記管状フィルターの少なくとも一端がスペーサを介して前記係止凸部により係止された二重管形の放電灯冷却器において、前記スペーサは、少なくとも巻線間の一部に隙間を有するコイル状スプリングであることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２記載の発明に係る放電灯冷却器は、内管と外管の間に挿入されたガラス製の管状フィルターと、前記内管の両端部に溶着して形成され、前記管状フィルターを係止する係止凸部とを備え、前記管状フィルターの少なくとも一端がスペーサを介して前記係止凸部により係止された二重管形の放電灯冷却器において、前記スペーサは、Ｃ字状のリング部と前記リング部の一方の側部に延在し、先端部が管軸に対して直交するように折り曲げられた複数の爪部とを有するものであることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】
請求項１記載の発明は前記の構成によって、管状フィルターと内管とスペーサとで形成される空間の外側からその空間の内部に通じる流路をスペーサに設けたことにより、冷却液はその流路から管状フィルターと内管の間に容易に流れ込むことができ、管状フィルターと内管の間における冷却液の流れを十分確保することができる。このため、たとえ放電灯の出力が高くなったとしても、管状フィルターと内管の間で冷却液が滞ったり、流量が少ないところで冷却液が沸騰、蒸発したりする現象が発生しなくなるので、冷却液の沸騰等により管状フィルターが割れるのを防ぐことができる。
【００１２】
かかるスペーサとしては、たとえば、開口部を設けた管状スペーサ、少なくとも巻線間の一部に隙間を有するコイル状スプリングスペーサ、Ｃ字状のリング部とそのリング部の一方の側部に複数設けられた爪部とを有するスペーサ等を用いることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の第一実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第一実施形態である放電灯冷却器を用いた紫外線照射用光源の概略断面図、図２（ａ）はその放電灯冷却器に用いる管状スペーサの概略正面図、図２（ｂ）はその管状スペーサの概略側面図である。
【００１４】
図１に示す紫外線照射用光源は、紫外線を放射する直管状の放電灯１０と、放電灯冷却器（以下、水冷ジャケットとも称する。）２０とを備えるものである。放電灯１０は、両端の端子から電力が供給され８ｋＷで点灯し、発光管から紫外線と熱線を放射する。
水冷ジャケット２０は、石英ガラス製の内管２２及び外管２４と、給水口２６ａ及び排水口２６ｂと、突起２８ａ，２８ｂと、管状フィルター３２と、係止凸部３４ａ，３４ｂと、管状スペーサ３６ａ，３６ｂとを備えるものである。この水冷ジャケット２０は、内管２２と外管２４を端部で封じた二重管形のものであり、放電灯１０の発光管外周に設けられる。内管２２は外径が２９ｍｍであり、外管２４は内径が３６ｍｍ、外径が４０ｍｍである。外管２４の両端付近には、その内側に冷却液を流すための給水口２６ａ、排水口２６ｂが接続されている。内管２２の外周には紫外線を透過し、熱線を吸収する低融点ガラス製の管状フィルター３２が配置されている。管状フィルター３２は、その両端にそれぞれ配置された管状スペーサ３６ａ，３６ｂを介して、内管２２に溶着された高さ約２ｍｍの係止凸部３４ａ，３４ｂにより係止されている。ここで、係止凸部３４ａ，３４ｂは、それぞれ円周方向に四個設けられている。また、内管２２の外表面には、高さ約０．５ｍｍの突起２８ａ，２８ｂが溶着されている。突起２８ａは管状フィルター３２が内管２２に密着するのを防いでおり、一方、突起２８ｂは管状スペーサ３６ａ，３６ｂが内管２２に密着するのを防止する。ここで、突起２８ａ，２８ｂも、それぞれ円周方向に四個設けられている。
【００１５】
管状スペーサ３６ａ，３６ｂは、耐熱ガラス製のものであり、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、内径が３０ｍｍ、外径が３４ｍｍ、長さが１５ｍｍである。また、各管状スペーサ３６ａ，３６ｂの側面には、複数の開口部３７が設けられている。かかる開口部３７は、管状フィルター３２と内管２２と管状スペーサ３６ａ，３６ｂとで形成される空間の外側からその空間の内部に冷却液を通すためのものである。ここでは、開口部３７を直径約５ｍｍの円形の穴としている。また、開口部３７を管状スペーサ３６ａ，３６ｂの側面に等間隔で多数形成することにより、水冷ジャケットの全周方向に対して冷却液の流れを確保することができる。
【００１６】
第一実施形態の水冷ジャケットでは、管状スペーサに開口部を設けたことにより、冷却液は開口部から管状フィルターと内管の間に容易に流れ込むことができ、管状フィルターと内管の間における冷却液の流れを十分確保することができる。このため、たとえ放電灯の出力が高くなったとしても、管状フィルターと内管の間で冷却液が滞ったり、流量が少ないところで冷却液が沸騰、蒸発したりする現象が発生しなくなるので、冷却液の沸騰等により管状フィルターが割れるのを防ぐことができる。
【００１７】
尚、一般に、スペーサとして、管状フィルターと内管とスペーサで形成される空間の外側からその空間の内側に通じる流路を有するものを用いれば、上記と同様の効果を得ることができる。かかるスペーサの例としては、第二及び第三実施形態で説明するものの他、たとえば、図３（ａ）又は（ｂ）に示すようなものがある。図３（ａ）に示す管状スペーサは、その一端に等間隔で複数の切欠き部を形成したものであり、図３（ｂ）に示す管状スペーサは、その一端を略鋸刃状に形成したものである。
【００１８】
次に、本発明の第二実施形態について図面を参照して説明する。図４は本発明の第二実施形態である水冷ジャケットの概略断面図、図５（ａ）はその水冷ジャケットに用いるコイル状スプリングスペーサの概略正面図、図５（ｂ）はそのコイル状スプリングスペーサの概略側面図である。尚、放電灯は第一実施形態のものと同様であるので、図４では放電灯を省略して描いており、以下では放電灯の説明も省略する。また、第二実施形態の水冷ジャケットにおいて、第一実施形態のものと同一の機能を有するものには、同一の符号を付すことによりその詳細な説明を省略する。
【００１９】
水冷ジャケット２０ａは、石英ガラス製の内管２２及び外管２４と、給水口２６ａ及び排水口２６ｂと、突起２８ａと、管状フィルター３２と、係止凸部３４ａ，３４ｂと、ステンレス製のコイル状スプリングスペーサ４２ａ，４２ｂとを備えるものである。水冷ジャケット２０ａの内管２２の外周には紫外線を透過し、熱線を吸収する低融点ガラス製の管状フィルター３２が配置されている。管状フィルター３２は、その両端にそれぞれ配置されたコイル状スプリングスペーサ４２ａ，４２ｂを介して、内管２２に溶着された係止凸部３４ａ，３４ｂにより係止されている。
【００２０】
第二実施形態の水冷ジャケット２０ａが第一実施形態のものと異なる点は、管状フィルター３２と係止凸部３４ａ，３４ｂとの間に装着するスペーサとして、コイル状スプリングスペーサ４２ａ，４２ｂを用いた点である。かかるコイル状スプリングスペーサ４２ａ，４２ｂは、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、線径が約１．０ｍｍ、外径が約３３ｍｍであり、すべての巻線間に隙間があるように加工されている。
【００２１】
次に、コイル状スプリングスペーサ４２ａ，４２ｂの設置方法を説明する。まず、内管２２の一方の端部に係止凸部３４ａを溶着した後、管状フィルター３２を挿入する。次に、管状フィルター３２に熱的なストレスを与えないようにしながら、管状フィルター３２の端部から３０ｍｍ離れた内管２２の部位に高さ２ｍｍの係止凸部３４ｂを溶着する。そして、コイル状スプリングスペーサ４２ｂを巻線方向と逆方向に捻ることによって外径を大きくし、係止凸部３４ｂを越えて係止凸部３４ｂと管状フィルター３２の間に挿入する。同様に係止凸部３４ａの側にコイル状スプリングスペーサ４２ａを装着する。このように、コイル状スプリングスペーサは係止凸部を溶着した後に装着されるので、第一実施形態における管状スペーサのような耐熱性は要求されず、コイル状スプリングスペーサを、ステンレス等の金属の他、樹脂でも作製することができる。
【００２２】
また、コイル状スプリングスペーサの他の例として、図６（ａ）又は（ｂ）に示すようなものがある。図６（ａ）に示すコイル状スプリングスペーサは、中心軸方向に対し左側に行くにしたがって外径が徐々に小さくなるように形成したものである。この場合は、外径の小さい方の端部が係止凸部と係止される。これにより、コイル状スプリングスペーサが係止凸部から脱落しにくくできると共に、係止凸部の形状・高さ等についての制限が少なくなり、係止凸部が作りやすくなるという利点がある。また、コイル状スプリングスペーサとしては、図６（ｂ）に示すように、巻線間の一部のみに隙間があるように加工したものを用いてもよい。
【００２３】
第二実施形態の水冷ジャケットでは、管状フィルターと係止凸部との間にコイル状スプリングスペーサを装着したことにより、冷却液はコイル状スプリングスペーサの巻線間の隙間から管状フィルターと内管の間に容易に流れ込むことができ、管状フィルターと内管の間における冷却液の流れを十分確保することができる。このため、たとえ放電灯の出力が高くなったとしても、管状フィルターと内管の間で冷却液が滞ったり、流量が少ないところで冷却液が沸騰、蒸発したりする現象が発生しなくなるので、冷却液の沸騰等により管状フィルターが割れるのを防ぐことができる。
【００２４】
次に、本発明の第三実施形態について図面を参照して説明する。図７は本発明の第三実施形態である水冷ジャケットの概略断面図、図８（ａ）はその水冷ジャケットに用いる爪付きＣリングスペーサの概略正面図、図８（ｂ）はその爪付きＣリングスペーサの概略側面図である。尚、放電灯は第一実施形態のものと同様であるので、図７では放電灯を省略して描いており、以下では放電灯の説明も省略する。また、第三実施形態の水冷ジャケットにおいて、第一実施形態のものと同一の機能を有するものには、同一の符号を付すことによりその詳細な説明を省略する。
【００２５】
水冷ジャケット２０ｂは、石英ガラス製の内管２２及び外管２４と、給水口２６ａ及び排水口２６ｂと、突起２８ａと、管状フィルター３２と、係止凸部３４ａ，３４ｂと、ステンレス製の爪付きＣリングスペーサ４４ａ，４４ｂとを備えるものである。水冷ジャケット２０ｂの内管２２の外周には紫外線を透過し、熱線を吸収する低融点ガラス製の管状フィルター３２が配置されている。管状フィルター３２は、その両端にそれぞれ配置された爪付きＣリングスペーサ４４ａ，４４ｂを介して、内管２２に溶着された係止凸部３４ａ，３４ｂにより係止されている。
【００２６】
第三実施形態の水冷ジャケット２０ｂが第一実施形態のものと異なる点は、管状フィルター３２と係止凸部３４ａ，３４ｂとの間に装着するスペーサとして、爪付きＣリングスペーサ４４ａ，４４ｂを用いた点である。かかる爪付きＣリングスペーサ４４ａ，４４ｂは、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、内管２２の外径に合わせてＣ形に曲げ加工された係止用リング部４５と、管状フィルター３２の位置を固定するために係止用リング部４５の一方の側部に複数設けられたＬ形の爪部４７とで構成されるものである。爪付きＣリングスペーサ４４ａ，４４ｂでは、隣合うＬ形の爪部４７の間に形成される空間が、冷却液が通じるための流路となる。
【００２７】
次に、爪付きＣリングスペーサ４４ａ，４４ｂの設置方法を説明する。まず、内管２２の一方の端部に係止凸部３４ａを溶着した後、管状フィルター３２を挿入する。次に、管状フィルター３２に熱的なストレスを与えないようにしながら、管状フィルター３２の端部から３０ｍｍ離れた内管２２の部位に高さ２ｍｍの係止凸部３４ｂを溶着する。そして、爪付きＣリングスペーサ４４ｂの係止用リング部４５を広げることによって径を大きくし、係止凸部３４ｂを越えて係止凸部３４ｂと管状フィルター３２の間に爪付きＣリングスペーサ４４ｂを挿入する。同様に係止凸部３４ａの側に爪付きＣリングスペーサ４４ａを装着する。このように、爪付きＣリングスペーサは係止凸部を溶着した後に装着されるので、第一実施形態における管状スペーサのような耐熱性は要求されず、爪付きＣリングスペーサを、ステンレス等の金属の他、樹脂でも作製することができる。
【００２８】
また、爪付きＣリングスペーサの他の一例として、図９（ａ）及び（ｂ）に示すようなものがある。この爪付きＣリングスペーサでは、係止用リング部４５の円周方向における一方の端部に開口部４９を設けており、係止用リング部４５の円周方向における他方の端部を開口部４９に挿入して折り曲げることにより係止用リング部４５を固定する。これにより、爪付きＣリングスペーサの径を調整して、内管２２と爪付きＣリングスペーサのガタツキを少なくすることができるので、係止凸部３４ａ，３４ｂの高さを低くしても管状フィルター３２を確実に係止することができる。したがって、係止凸部３４ａ，３４ｂの高さを突起２８ａの高さと同じに形成することにより、両方の係止凸部３４ａ，３４ｂを熱加工した後に管状フィルター３２を挿入することが可能になるので、一方の係止凸部３４ａを溶着した後に内管２２と管状フィルター３２とを支えながら他方の係止凸部３４ｂを熱加工するという作業工程が不要となるため製造が容易になるという利点もある。
【００２９】
第三実施形態の水冷ジャケットでは、管状フィルターと係止凸部との間に爪付きＣリングスペーサを装着したことにより、冷却液は爪付きＣリンクスペーサの爪部の間から管状フィルターと内管の間に容易に流れ込むことができ、管状フィルターと内管の間における冷却液の流れを十分確保することができる。このため、たとえ放電灯の出力が高くなったとしても、管状フィルターと内管の間で冷却液が滞ったり、流量が少ないところで冷却液が沸騰、蒸発したりする現象が発生しなくなるので、冷却液の沸騰等により管状フィルターが割れるのを防ぐことができる。
【００３０】
尚、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。たとえば、上記の各実施形態では、管状フィルターの両側にスペーサを設けた場合について説明したが、スペーサを管状フィルターの一方の側にだけ設けるようにしてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載の発明によれば、管状フィルターと内管とスペーサとで形成される空間の外側からその空間の内部に通じる流路をスペーサに設けたことにより、冷却液はその流路から管状フィルターと内管の間に容易に流れ込むことができ、管状フィルターと内管の間における冷却液の流れを十分確保することができるため、たとえ放電灯の出力が高くなったとしても、管状フィルターと内管の間で冷却液が滞ったり、流量が少ないところで冷却液が沸騰、蒸発したりする現象が発生しなくなるので、冷却液に起因する管状フィルターの損傷を防ぐことができ、したがって安定した品質の放電灯冷却器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施形態である放電灯冷却器を用いた紫外線照射用光源の概略断面図である。
【図２】（ａ）はその放電灯冷却器に用いる管状スペーサの概略正面図、（ｂ）はその管状スペーサの概略側面図である。
【図３】管状スペーサの他の例を説明するための図である。
【図４】本発明の第二実施形態である放電灯冷却器の概略断面図である。
【図５】（ａ）はその放電灯冷却器に用いるコイル状スプリングスペーサの概略正面図、（ｂ）はそのコイル状スプリングスペーサの概略側面図である。
【図６】コイル状スプリングスペーサの他の例を説明するための図である。
【図７】本発明の第三実施形態である放電灯冷却器の概略断面図である。
【図８】（ａ）はその放電灯冷却器に用いる爪付きＣリングスペーサの概略正面図、（ｂ）はその爪付きＣリングスペーサの概略側面図である。
【図９】爪付きＣリングスペーサの他の例を説明するための図である。
【図１０】従来の紫外線照射用光源を一部切り欠いて示した概略構成図である。
【図１１】その紫外線照射用光源における管状スペーサ付近を拡大して示した概略断面図である。
【符号の説明】
１０    放電灯
２０，２０ａ，２０ｂ    放電灯冷却器（水冷ジャケット）
２２    内管
２４    外管
２６ａ    給水口
２６ｂ    排水口
２８ａ，２８ｂ    突起
３２    管状フィルター
３４ａ，３４ｂ    係止凸部
３６ａ，３６ｂ    管状スペーサ
３７    開口部
４２ａ，４２ｂ    コイル状スプリングスペーサ
４４ａ，４４ｂ    爪付きＣリングスペーサ
４５    係止用リング部
４７    爪部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003651094.tif 000011
【図１１】
0003651094.tif 000012