(57)【要約】      （修正有）【課題】発光部が長く、大型化した紫外線ランプであっても、持ち運びが容易であり、点灯中ランプに大きな応力がかかり、破損に至るのを防止するようにしたオゾン洗浄用低圧水銀ランプの提供。【解決手段】両端部に金属ベース２を有する直管型の発光管１は、この金属ベース２によって天板４に取り付けられたソケット３に保持されている。このソケット３には冷却機構が備わっており、発光管１端部の最冷部を最適な温度に保っている。更にこのソケット３はソケット３と天板４の間に設けたバネ５によってランプ軸方向にのみ可動可能である。そのためランプ１の熱により天板４が膨張した場合、ソケット３と天板４の接点にかかる応力はバネ５によって緩和される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端部にベースを有する直管型の紫外線ランプと該紫外線ランプを取り付ける台と、該台に接続され、前記ランプを該ベース部において保持する冷却ブロックとからなる紫外線ランプ装置において、前記台と前記紫外線ランプとの間に応力緩衝機構を設けたことを特徴とする紫外線ランプ装置。
【請求項２】
前記ソケットがベースに対して回動可能である構成とした事を特徴とする請求項１記載の紫外線ランプ装置。
【請求項３】
前記ベースのソケットと接する面が凸状または凹状の曲面を有し、かつ該ベースの面と合致するようにソケットのベースと接する面を凹状または凸状の曲面を有した事を特徴とする請求項１及び２記載の紫外線ランプ装置。
【請求項４】
前記ソケットは前記台に設置され、ソケットの可動方向はバネ性を持たせた部材によってランプ軸方向にのみ許されている事を特徴とする請求項１乃至３記載の紫外線ランプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はオゾン洗浄用低圧水銀ランプのベース及びオゾン洗浄装置への取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
低圧水銀ランプは発光物質である水銀の紫外線発光を利用して、蛍光灯、液体殺菌や物質の表面殺菌などに用いられている。また蛍光灯、殺菌以外の用途として、紫外線の作用で発生したオゾンから、さらに紫外線の作用によって分離した活性酸素の作用で有機汚染物質を揮発性の物質に分解させて除去する洗浄方法（以下オゾン洗浄）がある。この光源として、オゾン洗浄用低圧水銀ランプが液晶パネルの表面洗浄等に用いられている。
【０００３】
液晶パネルのオゾン洗浄装置には、ランプ本数削減によるイニシャルコストダウンを目的として、発光長を長くしてＵ字管やＭ字管などの片側ベースにしたオゾン洗浄用低圧水銀ランプが採用されていった。
【０００４】
この用途のランプは、発光原理としては一般的な蛍光灯や水殺菌等に用いられる殺菌灯に類似する部分が多い。しかし、蛍光灯や殺菌等では最冷部温度を制御するための特別の冷却機構は有しておらず、蛍光灯では外気によって最冷部温度が決まり、水処理の殺菌灯では被処理水の温度によって最冷部温度を制御している。オゾン洗浄用低圧水銀ランプでは水銀蒸気中の放電によって発生する短波長紫外線を効率よく取り出すために、発光管の最冷部温度を制御するための特別の構造を有している。この点が蛍光灯や殺菌灯と大きく異なる。特許文献１に紫外線の出力を高めるための最冷部冷却構造が示されている。
【０００５】
【特許文献１】登録実用新案３０５９３４８号最冷部温度を制御する一例としては、発光管の端部にアルミニウム製の金属ベースを温度制御された冷却盤に接触させることによって、放電によって発生する熱を冷却し、点灯中の発光管の一部の温度を制御する。そして、短波長紫外線が効率よく放射させるよう調整している。場合によっては金属ベースを加熱することで、短波長紫外線を調整している。
【０００６】
また、発光管の最冷部温度の制御に金属ベースを用いない方法もある。例えば、発光管を直接冷却盤に接触させて最冷部温度を制御する方法では、発光管を形成するガラスの寸法ばらつきが大きいので冷却盤との接触面積にもばらつきが生じ、場合によっては接触面積が小さくなり、温度制御のために冷却に使用する冷たい水を余分に費やす必要があるので装置全体の紫外線発光効率が悪くランニングコストが高い。
【０００７】
従って、発光管の最冷部温度の制御に金属ベースを用いる場合のオゾン洗浄用低圧水銀ランプの紫外線出力制御の効果は極めて大きく、現在、オゾン洗浄用低圧水銀ランプには金属ベースを設け、オゾン洗浄装置はこの金属ベース取り付け構造を含む冷却盤を有している。
【０００８】
また金属ベースを用いることにより冷却盤と金属ベースをネジなどで機械的にとめることができ、金属ベース、冷却盤の密着性をあげることでより冷却盤の温度を金属ベースに伝えやすくなり、より効率よく温度を制御できる。
【０００９】
ところで、近年の液晶パネル大型化に対応するため、オゾン洗浄用低圧水銀ランプも大型化しており、特に大型のものでは第８世代と呼ばれる液晶パネルに対応するため有効発光長２．４Ｍというオゾン洗浄用低圧水銀ランプ、およびオゾン洗浄装置の開発が要求されている。
【００１０】
従来、第６世代と呼ばれる１８００ｘ２０００[ｍｍ]サイズまでの液晶用オゾン洗浄ランプは、オゾン洗浄用低圧水銀ランプ灯数、安定器を減らすことを目的として、一灯のランプで長い発光長を有するＵ字管、Ｍ字管の片側金属ベースの形状をした低圧水銀ランプが多く使用されてきた。また、ランプ灯数が少ないことからランプ交換等のメンテナンスにも優れている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、オゾン洗浄用低圧水銀ランプの大型化によってＵ字管やＭ字管などの片側ベースを採用すると持ち運びに関する問題が生じてきた。つまり片側ベースを持って運ぶ場合に発光部が長く、特にＵ字管やＭ字管ではその分発光部が長くなるため、ベースの反対側は発光管の自重で重くなる。そのため発光管には大きなモーメントがかかり、割れてしまっていた。当然ベースを持った場合その支えとして、発光部を支えることが考えられる。Ｕ字管やＭ字管では発光管の直管部が並列されているため、その発光管直管部の一つだけを掴んで支えてしまうと並列されている他の発光管直管部の重さのバランスによって、発光部が捩れてしまい割れる可能性がある。また、発光部全体に手を添えるだけだと、安定性に欠けていた。また、ランプ生産時にも同じように、発光管が割れてしまうという問題が生じた。
【００１２】
そこで、持ち運び、ランプ生産性を考慮し、両端部に金属ベースを取り付けた直管型オゾン洗浄用低圧水銀ランプを採用することにしたが、新たな問題が生じてきた。
【００１３】
上記したように、オゾン洗浄用低圧水銀ランプは最冷部温度を設定温度よりも高くしないために最冷部を冷却する。最冷部はベース付近に設けており、冷却方法としては一般的にソケットに水冷機構を設けており、ソケットとベースをしっかりと固定することでベース付近の最冷部を冷却することができていた。
【００１４】
従来のＵ字管やＭ字管の構成では紫外線出力制御（最冷部の温度制御）をおこなうため、また、ランプの固定のため、金属ベースと装置側冷却盤をネジにより密着固定し、そして金属ベースを冷却していた。しかし、ベースとソケットをしっかり固定して装置に組み込むと、点灯中オゾン洗浄用低圧水銀ランプは破損を引き起こした。理由は装置の一部を構成する天板が金属製で構成されており、その熱膨張率がオゾン洗浄用低圧水銀ランプ発光管を構成する合成石英ガラスよりも高いため、ランプからの熱でこの天板はオゾン洗浄用低圧水銀ランプよりも膨張してしまう。図３には装置全体の模式図を示している。６は天板によって作られた箱体であり、図３では省略するが、内部にはオゾン洗浄用低圧水銀ランプが配設されている。更にこの箱体６は土台７によって支えられている。
図１は、図３の断面であり内部機構を示している。つまり、図３における箱体の下部は図１における天板４を示している。この箱体６を形成している天板の一部、特に箱体下部のランプに近い箇所はランプの熱によって膨張してしまう、しかし土台７は動かないため、その分膨張した部分の天板が変形してしまう。図３の（ａ）は何の変形もしていない装置を表しているが、図３の（ｂ）ではその自重により膨張した部分が下がり、曲がっている。すると図４の（ａ）ように、ソケット３が矢印Ａの方向に傾いてしまい、更に従来のベース２はソケット３かつ天板に固定されているため、ランプに大きな応力がかかり破損に至ってしまう。また、図３の（ｃ）のように天板が捩れてしまうこともある。この場合、図４の（ｂ）で矢印Ｂが示す方向にソケット３は捩れてしまい、やはりベース２とソケット３かつ天板が固定されているため、ランプに大きな応力がかかり破損に至ってしまっていた。特にオゾン洗浄用低圧水銀ランプは高ワットで使用されるためランプの発生する熱量も大きく、天板に対して大きな影響を与えているため、曲がりや捩れなども大きくなり、破損に至ることも多い。
【００１５】
本発明は上記問題を鑑み、持ち運びが容易であり、点灯中オゾン洗浄用低圧水銀ランプに応力がかかり、破損に至るのを防止するオゾン洗浄用低圧水銀ランプ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】
【００１６】
両端部にベースを有する直管型の紫外線ランプと該紫外線ランプを取り付ける台と、該台に接続され、前記ランプを該ベース部において保持する冷却ブロックとからなる紫外線ランプ装置において、前記台と前記紫外線ランプとの間に応力緩衝機構を設けたことを特徴とする。
【００１７】
前記ソケットがベースに対して回動可能である構成とした事を特徴とする。
【００１８】
前記ベースのソケットと接する面が凸状または凹状の曲面を有し、かつ該ベースの面と合致するようにソケットのベースと接する面を凹状または凸状の曲面とした事を特徴とする。
【００１９】
前記ソケットは前記台に設置され、ソケットの可動方向はバネ性を持たせた部材によってランプ軸方向にのみ許されている事を特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の構成を用いれば、全長（発光長）が２ｍを超えるような大型のオゾン洗浄用低圧水銀ランプでも直管型であるため、片側の端部付近を持ったとしても、その反対側の端部の自重は大きくなく、そのため大きなモーメントが掛かることはない。また直管型であるため、Ｕ字管のような捩れもなく持ち運びが容易になる。また、装置へのオゾン洗浄用低圧水銀ランプの装脱着にネジ等での固定が不用となり、装脱着が容易に出来る。更にオゾン洗浄用低圧水銀ランプ点灯中にオゾン洗浄用低圧水銀ランプからの熱により生じる、装置とオゾン洗浄用低圧水銀ランプの熱膨張の違いによるオゾン洗浄用低圧水銀ランプにかかる応力を軽減させ、破損を防止することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態を、図１に基づいて説明する。
図１は図３における箱体の内部機構を表している。１は長さが２．７ｍ、直径が２８．５ｍｍの直管型発光管であり定格電力８００Ｗで点灯される。その両端には高さ５０ｍｍ、幅３０ｍｍの金属ベース２を設けている。オゾン洗浄用低圧水銀ランプは、この金属ベース２によって天板に取り付けられたソケット３に保持されている。このソケット３には冷却機構が備わっており、発光管端部の最冷部を最適な温度に保っている。更にこのソケット３はソケット３と天板４の間に設けたバネ５によってランプ軸方向にのみ可動可能である。
【００２２】
図２を用いてベース２とソケット３の取り付けに関する説明をする。（ａ）のように金属ベース形状は端部側が凸状の曲面を有している。またソケット３もベース形状に合った凹状の曲面を有している。このように金属ベースとソケットの接する面がそれぞれ曲面であり、（ｂ）のように、それぞれがぴったりと合わさる形状である。またベース２をソケット３に固定していないため、ランプの熱によって、天板４が膨張して、図３の（ｂ）や（ｃ）ように天板（箱体）が変形してしまう。そのため図４のようにベース２とソケット３はずれてしまうが、図２の（ｃ）のように、ソケット３はベース２に対して回動可能なため発光管に応力がかかることはない。ところで、金属ベースの端部側形状は図２のように、円筒の先端を半球状にしたものだけでなく、円筒の先端を略球状に形成しても良い。
【００２３】
オゾン洗浄用低圧水銀ランプは最冷部温度を約４０度とすることで、紫外線２５４ｎｍの波長を多く出力できる。一般的にはこの最冷部を発光管端部にしており、最冷部を４０度に近づけるため、ソケットを冷却し、その熱をベースに伝える事によって、発光管端部を冷却している。つまり冷却することで最冷部温度を最適な温度に保っている。従来の構成とは異なりベースとソケットは密着固定していないために、冷却不足の問題が考えられる。しかしベースとソケットはソケット側のバネ５の特性により密着度が高まるので、実際点灯し、測定を行ったところ、最冷部の冷却も出来、紫外線放射出力も問題なかった。
【００２４】
上記のバネ５により、ソケットと天板４は固定されず、ランプ軸方向にのみ可動可能に構成されている。そしてまたバネ５によってその動きを制限される。そのためランプの熱により天板が膨張してしまった場合、従来ではソケットと天板の接点において応力がかかってしまっていたが、本構成においてはその応力はバネによって緩和される。また直管形のランプであるため、ソケット３にバネ性を持たせる事で取付が容易になる。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明は直管型の紫外線ランプを用いた、表面殺菌装置、オゾン洗浄装置などに用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】直管型ランプを用いた、装置の概要図
【図２】ベースとソケットの取り付け構造を表す図
【図３】紫外線ランプ装置の模式図
【図４】従来の構成のベースとソケットの取り付け構造を表す図
【符号の説明】
【００２７】
１  ・・・発光管
２  ・・・ベース
３  ・・・ソケット
４  ・・・天板
５  ・・・バネ部材
６  ・・・箱体
７  ・・・土台
【図１】
2007287515.tif 000003
【図２】
2007287515.tif 000004
【図３】
2007287515.tif 000005
【図４】
2007287515.tif 000006