(57)【要約】【課題】  直管型長尺低圧水銀ランプが複数本平行に配設された端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、隣のランプベースへの熱伝達を回避しながらランプベースを効果的に水冷し、ランプベース温度を所定範囲に制御する。【解決手段】  直管型長尺低圧水銀ランプの両端部のランプベースをそれぞれ水冷する水冷機構は、そのランプベースの先端部を端面凹部で支持して成る金属製第一冷却ブロックと、このブロックに接触して配置され内部に冷却水流路を有する金属製第二冷却ブロックと、該ランプベースの外周を、下向きに開口部を有して囲繞する柱状体から成る金属製ランプベースカバーと、該ランプベースカバーの開口部を封鎖する金属製蓋と、を具備して構成する。【選択図】  図３
2008021567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心に対して軸方向に対称であって両端部に金属製円柱状ランプベースを有する直管状低圧水銀ランプとそのランプベースの両端部をそれぞれ水冷する水冷機構とを具備する端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、
各端部の前記水冷機構は、前記ランプベースの先端部を端面凹部で支持して成る金属製第一冷却ブロックと、前記低圧水銀ランプの中心から見て前記第一冷却ブロックの背後に接触させて配置され、前記第一冷却ブロックとの接触面でこれに結合させる結合手段を備え内部に冷却水流路を有する金属製第二冷却ブロックと、前記ランプベースの外周を、開口部を有して囲繞する金属製ランプベースカバーと、前記ランプベースカバーの開口部を封鎖する金属製蓋とから構成されると共に、
前記ランプベースカバーは、一方の端面から軸方向に沿って前記ランプベースを差し込むことが可能な大きさに穿孔形成した溝孔を有する柱状体から構成され、前記溝孔の開口部が前記ランプベースカバーの開口部を形成し、前記溝孔を水平に、前記溝孔の開口部を下向きに、前記溝孔の底部を上向きにした姿勢で配置されると共に、前記ランプベースが前記溝孔に差し込まれた状態において前記柱状体のもう一方の端面を前記第一冷却ブロック及び又は前記第二冷却ブロックと接触させて配置され、そのいずれかの冷却ブロックとの接触面でその冷却ブロックに結合させる結合手段を備えていることを特徴とする端部水冷型低圧水銀ランプ装置。
【請求項２】
前記第一冷却ブロックは銅あるいはアルミニウム製であり、前記第二冷却ブロックはステンレス製であり、前記ランプベースカバーは銅あるいはアルミニウム製であることを特徴とする請求項１記載の端部水冷型低圧水銀ランプ装置。
【請求項３】
中心に対して軸方向に対称であって両端部に金属製円柱状ランプベースを有する直管状低圧水銀ランプとそのランプベースの両端部をそれぞれ水冷する水冷機構とを具備する端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、
各端部の前記水冷機構は、前記ランプベースの先端部を内側凹部で支持し前記ランプベースの外周を、開口部を有して囲繞する金属製ランプベースカバーと、前記ランプベースカバーの開口部を封鎖する金属製蓋と、前記低圧水銀ランプの中心から見て前記ランプベースカバーの背後に接触させて配置され、前記ランプベースカバーの端面との接触面で前記ランプベースカバーに結合させる結合手段を備え内部に冷却水流路を有する金属製冷却ブロックとから構成されると共に、
前記ランプベースカバーは、閉塞端面を備えこれと対向する端面から軸方向に沿って前記ランプベースを差し込むことが可能な大きさに穿孔形成した溝孔を有する柱状体から構成され、前記溝孔の開口部が前記ランプベースカバーの開口部を形成し、前記柱状体の閉塞端面側の前記溝孔の端面は前記ランプベースの先端部を支持して成る凹部を備え、前記溝孔を水平に、前記溝孔の開口面を下向きに、前記溝孔の底部を上向きにした姿勢で配置されていることを特徴とする端部水冷型低圧水銀ランプ装置。
【請求項４】
前記ランプベースカバーは銅あるいはアルミニウム製であり、前記冷却ブロックはステンレス製であることを特徴とする請求項３記載の端部水冷型低圧水銀ランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オゾン洗浄等に用いられる端部水冷型長尺低圧水銀ランプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
互いに平行に配設された複数の直管型長尺低圧水銀ランプを備える光源装置において、熱伝導部材からなる保持部材がそれらランプの端部近傍に接触してそれを保持する構成は、既に知られており、例えば特許文献１に開示されている。この装置では、ランプ端部近傍の熱をこの保持部材を介して放熱することによりランプ端部近傍の温度を制御し、所望のランプ特性を発揮させることを目的にしている。
【特許文献１】特開２００５−２７６７７８号公報
【０００３】
なお、この種の光源装置においては、直管型長尺ランプの各端部及びそれぞれに接触する各種部材は基本的に、ランプ中心に対して互いに対称な構造を有している。そこで、本明細書では、特に断らない限り、片方の端部及びそれに接触する部材について記述することとする。
【０００４】
ところで、液晶パネルの大型化に伴い、オゾン洗浄に用いられる低圧水銀ランプは、有効発光長が２ｍを超える長尺のランプが要求されるようになってきた。この種のランプとしては、８００Ｗ程度の直管型のロングアーク低圧水銀ランプを使用し、このランプを例えば４本程度平行に配置した紫外線照射装置を用いてオゾン洗浄が行われている。このランプは直管型発光管の両端部にそれぞれランプベースを被せた構造を有している。ランプベースの先端部は、同装置への付け外しが容易なように、例えば半球形状に加工される。
【０００５】
この種のランプは、所望の紫外線照度を発生させるには、動作時に上記ランプベース部を所定温度に維持するよう制御する必要がある。そこで、このランプベース部は、内部に冷却水を流通させた冷却ブロックに接触させて温度制御することが行なわれている。この冷却ブロックのランプベースとの接触部は、例えばランプベース先端形状に合わせて椀状の凹部に加工される。これによって、ランプが冷却ブロックにより支持されると共に、ランプベースの熱はこの冷却ブロックの凹部との面接触により伝達される。ランプベースと冷却ブロックの位置関係は、例えば図７の模式的断面図のように示すことができる。ここで、５１はランプベース、５２はランプの発光管部分、５３は冷却ブロック、５４は５３の内部に設けた冷却水配管である。
【０００６】
しかし、この方式では熱交換が十分に行なえず、特に上記冷却ブロック内部に通す冷却水の温度が高い場合、ランプベース部が所望温度よりも高めとなり、十分に冷却できないという問題があった。例えば、有効発光長２４００ｍｍ、８００Ｗ直管型ロングアーク低圧水銀ランプの場合、波長２５４ｎｍの紫外線照度が最大となる条件で点灯させるには、ランプベース表面温度を３０〜４０℃にする必要があるが、冷却水温度が２０℃以上の場合でも、同表面温度が４０℃を超えてしまう。
【０００７】
また別の側面として、平行に配置された隣り合うランプ同志の熱干渉の問題があった。すなわち、隣のランプとの管壁間の距離は１０〜１５ｍｍ程度しか離れていないが、従来の装置構造では、ランプベース部は、上記冷却ブロックの凹部に嵌め込まれる先端部を除き、大部分が露出しているため、隣のランプベースと互いに熱輻射を受け合う。このため、ランプベース部は熱が蓄積しやすく、所望温度に維持しづらい要因になっていた。
【０００８】
更には、熱伝導性が良好なため冷却部材の材料として用いられることが多いアルミニウムについては、冷却水が接触して流通する通路を内部に有するアルミニウム製冷却ブロック部材がステンレス製部材に接触している場合、冷却水に接する部分からアルミニウムが溶け出して部材が侵蝕する「電食」という現象が起こることが知られており、その際、冷却水の通路がその溶出物によって塞がれ正常な水冷が阻害される現象も伴う。そこで、アルミニウム製部材を用いる装置においては、こうした現象を回避する工夫も求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、複数本平行に配設された直管型長尺低圧水銀ランプが点灯時に最大の紫外線照度を与えるようにランプベース温度を所定の範囲に保つために、隣のランプベースへの熱伝達を回避しながらランプベースの熱を効率的に冷却ブロックへ伝導することができ、効果的に水冷することができる構造を有する端部水冷型紫外線ランプ装置を提供することを目的とする。また、電食現象の回避と良好な熱伝導性とを両立させた水冷機構を有する端部水冷型紫外線ランプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的達成のために、請求項１に記載の端部水冷型低圧水銀ランプ装置においては、直管状低圧水銀ランプの両端部のランプベースをそれぞれ水冷する水冷機構は、前記ランプベースの先端部を端面凹部で支持して成る金属製第一冷却ブロックと、前記低圧水銀ランプの中心から見て前記第一冷却ブロックの背後に接触させて配置され、前記第一冷却ブロックとの接触面でこれに結合させる結合手段を備え内部に冷却水流路を有する金属製第二冷却ブロックと、前記ランプベースの外周を、開口部を有して囲繞する金属製ランプベースカバーと、前記ランプベースカバーの開口部を封鎖する金属製蓋とから構成すると共に、前記ランプベースカバーは、一方の端面から軸方向に沿って前記ランプベースを差し込むことが可能な大きさに穿孔形成した溝孔を有する柱状体から構成し、前記溝孔の開口部が前記ランプベースカバーの開口部を形成し、前記溝孔を水平に、前記溝孔の開口部を下向きに、前記溝孔の底部を上向きにした姿勢で配置すると共に、前記ランプベースが前記溝孔に差し込まれた状態において前記柱状体のもう一方の端面を前記第一冷却ブロック及び又は前記第二冷却ブロックと接触させて配置し、そのいずれかの冷却ブロックとの接触面でその冷却ブロックに結合させる結合手段を備える。
【００１１】
請求項２に記載の端部水冷型低圧水銀ランプ装置においては、前記第一冷却ブロックは銅あるいはアルミニウム製であり、前記第二冷却ブロックはステンレス製であり、前記ランプベースカバーは銅あるいはアルミニウム製とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、端部水冷機構は、第一及び第二の冷却ブロックとランプベースカバーと蓋とから構成すると共に、このランプベースカバーは、一方の端面から軸方向に沿ってランプベースを差し込むことが可能な大きさに穿孔形成した溝孔を有する金属製柱状体により構成し、この柱状体を、前記溝孔を水平に、溝孔の開口面を下向きに、溝孔の底部を上向きにした姿勢で配置すると共に、前記ランプベースが差し込まれた状態において前記柱状体のもう一方の端面を前記第一冷却ブロック及び又は前記第二冷却ブロックと接触させて配置したので、水冷によってランプベースの表面温度を所望の範囲内に保持することができるという優れた効果を発揮する。
【００１３】
また、請求項２に記載の端部水冷型低圧水銀ランプ装置においては、前記第一冷却ブロックは銅あるいはアルミニウム製であり、前記第二冷却ブロックはステンレス製であり、前記ランプベースカバーは銅あるいはアルミニウム製としたので、第一冷却ブロックは良好な熱伝導性が確保されると共に、内部を冷却水が流通する第二冷却ブロックと分離されているため電食の恐れがなく、冷却水と接触する第二冷却ブロックはステンレス製としたので電食を避けることができ、ランプベースカバーは自身の熱を素早く第一及び又は第二の冷却ブロックに伝導させることができ効率的に水冷されるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、図面を参照して本願に係る発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明に係る端部水冷型低圧水銀ランプ装置のうち、搭載する低圧水銀ランプとその両端の水冷部だけを示した概略斜視図である。また同図では、ランプベースカバーの下面開口部に設けられる蓋は省略して描いてある。図２は、本発明に係る端部水冷型低圧水銀ランプ装置のランプ端部近傍の、ランプベースカバーを含み装置の長手方向に垂直な面における概略断面図である。図３は、ランプの一方の端部近傍について示した装置長手方向の概略断面図である。
【００１５】
図１及び図２に示すように、端部水冷型低圧水銀ランプ装置５０の主要部である紫外線照射部４０は、その内部に、互いに平行に配設された管型長尺低圧水銀ランプ２０を例えば４本備えている。低圧水銀ランプ２０の発光部の上方にはランプの長手方向に沿って反射板（図示せず）が配置してあり、紫外線照射方向を下向きに制御している。低圧水銀ランプ２０は、形状がその中心に対して管軸方向に対称であって、ランプ電力７００Ｗ〜１ｋＷ、全長２５００〜３０００ｍｍ、発光管中心部外径２５〜３０ｍｍ、有効発光長２０００〜２５００ｍｍで、発光管中心部の管壁温度が１５０℃程度であり、電気エネルギーの供給端子（図示せず）を包囲する金属製のランプベース２１を両端部に有する。ランプベース２１の形状は様々に構成されるが、図示の例では円筒状の胴体部と半球状の先端部とが合体した形状である。表面処理される基材７０（ガラス板等）は、紫外線照射部４０の下側を装置の長手方向に直交する方向に搬送されて紫外線照射を受ける。
【００１６】
ランプベース２１、２１の両端部をそれぞれ水冷する水冷機構３は、ランプベース２１の先端部と接触して低圧水銀ランプ２０を支持可能に構成された凹部を有する側面を備える第一冷却ブロック４と、低圧水銀ランプ２０の中心から見て第一冷却ブロック４の背後に配置され内部に冷却水流路６を有する第二冷却ブロック５と、第一冷却ブロック４と第二冷却ブロック５の結合・分離可能な結合手段（図示せず）とを備える。第一冷却ブロック４は、熱伝導性が良好な金属、例えば銅またはアルミニウムで構成し、第二冷却ブロック５は、電食現象を起こしにくい金属、例えばステンレスで構成する。第一冷却ブロック４と第二冷却ブロック５の結合手段は、例えば、第一冷却ブロック４と第二冷却ブロック５とにそれぞれ穿孔して設けられたねじ穴と、これらねじ穴に嵌め込まれる金属製ねじとで構成すればよい。第一冷却ブロック４と第二冷却ブロック５との接触面には、熱伝導性を高めるため、必要に応じて熱伝導グリースを用いてもよい。
【００１７】
１はランプベースカバーであって、ランプベース２１の外周に配置される柱状構造体であり、軸方向に沿って切り取られた側面の一部が開口部１１を形成する。材質は例えばアルミニウムを用いる。２はランプベースカバー１の開口部１１を封鎖する金属製、例えばステンレス製の蓋である。ランプベースカバー１と第一冷却ブロック４及び又は第二冷却ブロック５との接触面において、ランプベースカバー１と第一冷却ブロック４、第二冷却ブロック５のいずれかとの結合・分離可能な結合手段は、例えば、上述と同様に、ねじ穴と金属製ねじを適宜組み合わせて構成すればよい。
【００１８】
図４は、ランプ端部近傍における構成部材の位置（結合）関係を示す模式的分解図である。同図で、手前側に低圧水銀ランプ２０が配置され、ランプベースカバー１、第一冷却ブロック４、第二冷却ブロック５がこの順に結合される。２つの構成部材間の結合・分離可能な結合手段は、例えば、同図中に一点破線で示す箇所に配置すればよい。同図の奥側には、第二冷却ブロック５を支持する支持軸７と、第二冷却ブロック５を低圧水銀ランプ２０の方向に押圧してこれを保持する押圧ばね８とが示されている。ランプベースカバー１の下側面には開口部１１を閉鎖する蓋２を配置するが、この両者の結合・分離可能な結合手段は、例えば、上述と同様に、ねじ穴と金属製ねじを適宜組み合わせて構成し、図４で一点破線で示す箇所に配置すればよい。
【００１９】
図５を参照しながら、ランプベースカバー１の構造及び機能について説明する。図５の（イ）及び（ハ）はランプベースカバー１のみを取り出して示した概略斜視図で、このうち（イ）は、説明のため便宜上、本来の位置に対して天地逆転させて描いている。（ロ）及び（ニ）は、位置関係を説明するための、ランプベースカバー１の長手方向に直交する面における概略断面図であり、天地の上下関係はそれぞれ（イ）及び（ハ）に対応している。
【００２０】
ランプベースカバー１は、例えば金属製四角柱状部材を用いて、同部材の一つの側面に開口部を形成し、また一方の端面から軸方向に沿って前記ランプベースを差し込むことが可能な寸法形状に穿孔形成して作製することができる。作製された構造物は、開口部を上にした姿勢で描くと、図５（イ）に示すように、柱状体に溝孔が形成されているように見なすことができる形態を有している。本発明でいう「溝孔の底部」とは、溝孔１２が穿孔形成された柱状体において、溝孔１２の底面１３と、柱状体の、開口部１１に対向する側面１４とで囲まれる範囲の肉厚な部分を指し、図５（ロ）でｂの範囲の斜線で示す部分をいう。
【００２１】
上述のようにして作製されたランプベースカバー１は、本発明の装置においては、図５（ハ）に示すように、溝孔の底部を上にした姿勢を取り、その溝孔の一方の端面を第一冷却ブロック４と第二冷却ブロック５の少なくともいずれか一方に接触させて配置する。そして、ランプベースカバー１のもう一方の端面の溝孔開口部から溝孔に沿ってランプベース２１を第一冷却ブロック４に突き当たるまで差し込むと、低圧水銀ランプ２０の位置が固定され、押圧ばね８で低圧水銀ランプ２０が支持される。最後に、ランプベースカバー１の下面開口部に蓋２を取り付ける。こうして、ランプベース２１は、その長手方向に垂直な断面で見ると、その下側面は蓋２で覆われ、それ以外の周囲はランプベースカバー１で包囲される。ランプベースカバー１及び蓋２との間には若干の隙間を有している。ランプベース２１の端部と第一冷却ブロック４との突き当て位置には若干の遊びがあり、低圧水銀ランプ２０は、装置５０への搭載時には必ずしも厳密に水平姿勢である必要はなく、ランプベース２１がランプベースカバー１及び蓋２に接触することなく、それぞれとの間には若干の隙間を有する程度に概ね水平な姿勢であればよい。ランプ交換時には、蓋２を取り外してランプ２０を取り外す。
【００２２】
ランプベースカバー１は、ランプベース２１から受けた輻射熱を冷却ブロック側に伝導しランプベース２１の冷却を促進する役割と、自己のランプベースから隣り合うランプベースへの輻射熱を遮断する役割を果たす。このうち前者の役割は、主にランプベースカバー１の溝孔の底部が担い、後者の役割は、隣り合うランプベースとの間に位置する溝孔の側壁部が担っている。前者の役割はランプベースカバー１の溝方向に垂直な面の断面積の大きさに依存する。ここで、溝孔の底部の「厚み」を、溝孔１２の底部において柱状体側面１４に向かって下ろした垂線の長さと定義し、断面積の大きさの指標とする。溝孔の底部の厚みが最小となるのは、溝孔の底面１３の頂部において下ろした垂線の長さであり、図５（ロ）（及び（ニ））の場合はｄで表わす位置の長さであるが、溝孔の底部の最小の厚みｄは、ランプベース２１の外径の半分程度の大きさが好ましい。ｄがこの大きさならば、冷却水温度が２０℃以上の場合でも、ランプ動作時にランプベース２１の表面温度を３０〜４０℃の範囲に維持することができるだけでなく、装置寸法も適度な大きさにすることができる。逆に、ｄがランプベース２１の外径の半分の大きさよりも小さくなるに従って、ランプベースカバー１の断面積も小さくなり、ランプベースカバー１から冷却ブロックへの十分な熱伝導が行なえなくなる。また、ｄがランプベース２１の外径よりも極端に大きく（例えば２倍以上に）なると、冷却効果は変化しないのに、装置寸法だけが過大となり、不利である。
【００２３】
なお、本発明では溝孔の側壁部の厚みｓ（図５（ロ）参照）の大きさは特に指定しないが、厚みｓを大きくしすぎると装置寸法が過大となり不利であるから、装置設計に合わせておおむね１〜５ｍｍの範囲で適宜選定すればよい。また、ランプベース２１の側面と溝孔底面１３との間に０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの空気の層が確保されるのが好ましい。この層の厚みが０．５ｍｍ未満の場合はランプベース２１の表層部が冷却され過ぎ、逆に１．５ｍｍを超える場合はランプベース２１の冷却が十分でなく、ともにランプベース２１の表面温度を３０〜４０℃の範囲に維持することが難しい場合がある。
【００２４】
ランプベースカバー１の開口部１１を閉鎖するように設けた蓋２も、ランプベース２１から発せられた輻射熱を冷却ブロック側に伝導するのに寄与している。蓋２は、ランプベース２１からの輻射熱を直接受けることに加えて、熱せられた空気を溝孔１２内に滞留させるため、その空気が持つ熱がランプベースカバー１及び蓋２に効率的に伝導されるからである。蓋２がない場合、装置設計にもよるが、ランプベース２１の表面温度が１〜２℃程度高まってしまい、冷却効果が低下する。
【００２５】
請求項３及び４に係る発明の端部水冷型低圧水銀ランプ装置は、請求項１及び２に係る発明の変形例であって、この装置においては、図６に示すように、ランプベースカバー１Ａは、前記説明の請求項１及び２に係る発明の装置におけるランプベースカバー１と第一冷却ブロック４とを一体化させた形態でランプベース保持機能を兼ね備えた構成とする。この場合、ランプベースカバー１Ａの溝孔１２は、一方の端面から行われる穿孔形成が途中で停止され、その場所で端部がランプベース２１の先端部と接触して低圧水銀ランプ２０を支持することが可能なように構成された凹部を有する側面を備えたような形態を有しており、ランプベースカバー１Ａは、熱伝導性が良好な金属、例えば銅またはアルミニウムで構成する。電食現象回避のため、ランプベースカバー１Ａと内部を冷却水が流通する冷却ブロック５Ａとが分離している点では、請求項１及び２に係る発明の装置と共通する。請求項３及び４に係る発明の装置の端部水冷機構の冷却効果は、前記説明の請求項１及び２に係る発明の装置と同様である。
【実施例１】
【００２６】
低圧水銀ランプの一種である８００Ｗ直管型オゾン洗浄ランプ４灯を搭載した長尺オゾン洗浄装置について説明する。装置は、紫外線照射器、電源及びランプ４灯から構成される。図１は同装置の概略斜視図であるが、装置のおおよその形態と、ランプ４灯とその両端の水冷部のみを図示しており、その他の部分の図示は省略している。
【００２７】
図１において、低圧水銀ランプ２０は、岩崎電気製ＱＧＬ７２０−３で、ランプ電力７２０Ｗ、全長２７４０ｍｍ、発光管中心部外径３０ｍｍ弱、有効発光長２４００ｍｍであるランプを使用した。ランプ２０の両端部にはそれぞれ、外径３２ｍｍ、長さ６５ｍｍ、先端が球面形状に加工されたランプベース２１を被せて構成した。ランプベース２１の外側面には、ランプベース２１の内側で先端がランプ２０の端部の電力供給端子と接続している電力供給線（図示せず）を絶縁被覆し伸出させて構成した。紫外線照射部４０の筺体１０の外形寸法は、突起部を除いて、長さ３２８０ｍｍ×奥行３００ｍｍ×高さ１６５ｍｍとした。電源部（図示せず）は、５０／６０Ｈｚ、３相２００Ｖ、３０Ａの電源を供給し、点灯消灯制御等の一般的な機能の他、ランプ不点検知、ランプ端部高温検知等の機能を備える構成とした。冷却水は、水温２０±５℃、上水道相当の水質の水を９〜１２Ｌ／ｍｉｎの流量で装置に供給した。
【００２８】
各ランプ２０の端部それぞれに対してこれを囲繞するように配設されるランプベースカバー１は、長さ４９ｍｍ×幅４２ｍｍ×高さ５２ｍｍのアルミニウム製直方体部材を母体にし、これに幅３４ｍｍ、深さ３６ｍｍ、底部円筒側面の半径１７ｍｍの溝孔１２を長さ方向に沿って貫通させて穿孔形成し、装置５０内では溝孔１２の開口部１１を底面にして水平姿勢で配置した。溝孔１２の底部の最小の厚みｄは、ランプベース２１の外径の半分に相当する１６ｍｍとした。この時、ランプベース２１の側面と溝孔底面１３との間隔は１ｍｍ確保されている。ランプベースカバー１の開口部１１には、長さ５０ｍｍ×幅４２ｍｍ×厚さ１ｍｍのステンレス製の板状蓋２を配置し、ランプベースカバー１の下側端面にねじ止めで固定した。第一冷却ブロック４は、長さ１６ｍｍ×幅４２ｍｍ×高さ４０ｍｍの大きさのアルミニウム製直方体部材の長さ方向に直交する一つの側面に、ランプベース２１の先端形状に合わせて、半径１６ｍｍ、深さ１３ｍｍの球面状窪みを穿孔形成した。第二冷却ブロック５は、長さ４７ｍｍ×幅４２ｍｍ×高さ５２ｍｍの大きさのステンレス製直方体部材に、第一冷却ブロック４との嵌合部分の切除加工と、冷却水流路６の穿孔形成とを施して形成した。第二冷却ブロック５の頂部側面には、装置筺体１０との接続のための突起部等を設けることもできる。ランプベースカバー１、第一冷却ブロック４、第二冷却ブロック５は、前述の通り、図４に示した位置関係で互いに接続した。
【００２９】
ランプベースカバーの配置条件とランプベース冷却効果との関係を表１に、冷却水温度とランプベース冷却効果の関係を表２に示す。表１において、条件Ｃはランプベースカバーが本発明の装置と同じ寸法・形状・配置であるが、蓋がない構成の場合の結果である。条件Ｄは、厚みが３ｍｍ程度のステンレス製板材で断面がコの字形となるように構成し、開口部を下向きとした場合の結果である。
【００３０】
【表１】
2008021567.tif 000003
【００３１】
表１に示したように、本発明の装置に相当する配置条件Ａの場合、ランプベース温度が３８．７℃で、要求温度範囲内に収まっていた。逆に、ランプベースがカバーで覆われていない場合（配置条件Ｅ）、カバーで覆われていても蓋がない場合（Ｃ及びＤ）はいずれも、ランプベース温度が４０℃を超えていた。また、配置条件ＣとＤの場合の結果の比較から、装置長手方向に垂直な面におけるランプベースカバーの断面積の大きさがランプベースの冷却に影響しており、ランプベースを肉薄のカバーで覆うだけでは、ランプベース温度がカバーなしの場合（Ｅ）とあまり変わらないことが分かる。更に、本発明の装置と同じランプベースカバーを天地逆転し蓋側を上向きに配置した場合（Ｂ）も、ランプベース温度が４０℃を超えていた。これは、ランプベースからの熱輻射で熱せられた空気がランプベース上方に集まるため、その位置を厚み数ｍｍ程度の板材（蓋）で覆うだけでは、冷却ブロック方向への熱伝導が十分に行なわれないことを示している。ランプベース上方には所定の大きさ以上の厚みを有する部材で覆う必要がある。この厚みは、実施例１においては、溝孔の底部の最小の厚み（ｄ）で表わすと１６ｍｍ前後であった。
【００３２】
【表２】
2008021567.tif 000004
【００３３】
また表２に示したように、配置条件Ａの場合、冷却水温が１５〜２５℃の比較的広い範囲でランプベース温度を３０〜４０℃に保持することができる。
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、隣のランプベースへの熱伝達を回避しながらランプベースの熱を効率的に冷却ブロックへ伝導することができ、また内部を冷却水が流通する冷却ブロックに電食発生の恐れがなく、効率的に水冷することができる構造を備えた端部水冷型低圧水銀ランプ装置を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の装置は、オゾン洗浄等、基材表面の洗浄・改質に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施例の端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、低圧水銀ランプとその両端部の水冷機構部のみを描いて示した概略斜視図である。
【図２】本発明の実施例の端部水冷型低圧水銀ランプ装置の、ランプベースカバーを含む部位の装置長手方向に垂直な面における概略断面図である。
【図３】本発明の実施例の端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、ランプの一方の端部近傍について示した装置長手方向の概略断面図である。
【図４】本発明の実施例の端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、ランプ端部近傍における構成部材の位置（結合）関係を示す模式的分解図である。
【図５】本発明の実施例の端部水冷型低圧水銀ランプ装置におけるランプベースカバーの寸法・形状の要件を説明するための図である。
【図６】本発明の他の実施例の端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、ランプの一方の端部近傍について示した装置長手方向の概略断面図である。
【図７】従来例の端部水冷型低圧水銀ランプ装置において、ランプの一方の端部近傍について示した装置長手方向の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１…ランプベースカバー
１Ａ…ランプベースカバー
２…蓋
３…水冷機構
４…第一冷却ブロック
５…第二冷却ブロック
５Ａ…冷却ブロック
６…冷却水流路
７…支持軸
８…押圧ばね
９…支持部材
１０…筺体
１１…開口部
１２…溝孔
１３…溝孔底面
１４…柱状体側面
２０…低圧水銀ランプ
２１…ランプベース
２２…発光管
４０…紫外線照射部
５０…端部水冷型低圧水銀ランプ装置
７０…被処理基材
【図１】
2008021567.tif 000005
【図２】
2008021567.tif 000006
【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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