(57)【要約】【課題】マイクロ波に基づき無電極ランプから紫外線を得る紫外線照射装置の無電極ランプの交換性を向上させる。【解決手段】マグネトロン１３１，１３２から発振されたマイクロ波を、アンテナ１６１，１６２から送信させ、導波管１５１，１５２の先端から放電媒体が封入された管状の無電極ランプ１２に伝達させる。無電極ランプ１２では、マイクロ波に基づき紫外線を放射させる。無電極ランプ１２から照射される紫外線は、反射板２１で集光または拡散させ、被照射体に照射させる。無電極ランプ１２と反射板２１は、金属製のフレーム２４で一体化し空間体の空洞共振部２３を構成している。マグネトロン１３１，１３２、導波管１５１，１５２、空洞共振部２３は、共通の筐体１１内に収納されて紫外線照射装置を構成する。空洞共振部２３は、筐体１１外に開閉蓋２９から取り出し可能とし、無電極ランプ１２あるいは反射板２１の交換性の向上を図った。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を発振するマグネトロンと、
前記マグネトロンから発振されたマイクロ波を伝達させる導波管と、
前記マイクロ波に基づき紫外線を照射する放電媒体が封入された管状の無電極ランプおよび該ランプから照射される紫外線を集光または拡散させるための反射板を備えた空間体である空洞共振部と、
前記ランプおよびマグネトロンを冷却するための冷却機構と、を共通の筐体内に具備し、
前記空洞共振部を分離可能な構成とし、該空洞共振部を前記ランプの径方向または軸方向に移動させ取り出し可能としたことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記筐体内に配置されている場合の前記空洞共振部は、位置決め手段により位置決めされていることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、マイクロ波給電式による無電極紫外線ランプを用いて、例えば微生物や有機物が懸濁あるいは溶存した状態にある水処理やペンキ、インク、樹脂、塗装などが塗布された面の表面硬化処理を行う場合に好適な紫外線照射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のマイクロ波給電式による紫外線照射装置は、マグネトロンから送出されるマイクロ波を、導波管を介して受けることで放電する無電極ランプを空洞共振部の部分に配置している。放電ランプから照射される紫外線は、直接あるいは反射板に反射させて被照射物に照射させている。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特表２００３−５１８７２８公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、紫外線照射面以外の装置外壁部分から反射板や無電極ランプの交換をする場合、反射板や無電極ランプ等を保持部分があることから、紫外線照射面側からランプや反射板の交換を行わなければならず、紫外線照射面には被照射物やこれを搬送させるワークライン等があることから、紫外線照射面から無電極ランプや反射板の交換が容易に行えない、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、無電極ランプの交換性の向上させた紫外線照射装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の紫外線照射装置は、マイクロ波を発振するマグネトロンと、前記マグネトロンから発振されたマイクロ波を伝達させる導波管と、前記マイクロ波に基づき紫外線を照射する放電媒体が封入された管状の無電極ランプおよび該ランプから照射される紫外線を集光または拡散させるための反射板を備えた空間体である空洞共振部と、前記ランプおよびマグネトロンを冷却するための冷却機構と、を共通の筐体内に具備し、前記空洞共振部を分離可能な構成とし、該空洞共振部を前記ランプの径方向または軸方向に移動させ取り出し可能としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、ランプと反射板の交換が容易にでき、メンテナンス上の効率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１〜図６は、この発明の紫外線照射装置に関する一実施形態について説明するためのもので、図１はシステム構成図、図２は図１に示すＩ−Ｉ’矢視図、図３は図１で使用される無電極ランプの一例について説明するための構成図、図４は図１要部の側面図、図５は図１の構成の一部を取り出した状態について説明するための構成図、図６は図１要部の拡大図である。
【０００９】
図１、図２において、１１は筐体であり、この筐体１１の中央部には電極を備えない、いわゆる無電極ランプ１２を配置して取り付けてある。１３１，１３２は、マイクロ波を発生させるマグネトロンである。１４は、マグネトロン１３１，１３２に電力を供給するための電源である。１５１，１５２は、マグネトロン１３１，１３２で発生させアンテナ１６１，１６２から送信されるマイクロ波を、無電極ランプ１２に伝達させる導波管である。
【００１０】
ここで、図３を参照して無電極ランプ１２の構成例について説明する。１２１は紫外光を透過させる石英ガラス製の長さが２４０ｍｍ程度の円筒形状のバルブである。バルブ１２１は、中央部１２２をその両端部１２３，１２４よりも細くなるようにテ―パをつけたもので、両端部１２３，１２４の外径は例えば１７ｍｍ程度、中央部１２２の外径は１０ｍｍ程度である。
【００１１】
バルブ１２１の発光空間１２５内には、不活性ガスとそれに水銀と鉄を主成分とするマイクロ波で放電させる放電媒体を封入する。バルブ１２１の両端にはバルブ１２１を支持する支持部１２６，１２７がバルブ１２１と一体的に形成される。
【００１２】
再び図１、図２において、１７は、無電極ランプ１２から照射された光を受光する、金属線をメッシュ状に編み込んだり、金属板にパンチング加工したりしたカバーで覆われた受光素子、１８は受光素子１７が受光した光の量を検出する光量検出器である。また、１９は光量検出器１８により検出された光の量が、予め設定された光の量に等しくなるように電源１４を制御する制御部である。
【００１３】
光量検出器１８は、受光素子１７に対しリード線などで接続され、受光素子１７が受光した光の量を例えば受光素子１７から供給される電流の値により検出するようになっている。光量検出器１８は、制御部１９に対しリード線などで接続され、検出した光の量を示すアナログ電圧を制御部１９へ与えるようになっている。
【００１４】
制御部１９は、コンピュータプログラムにより動作するコンピュータやこのコンピュータを集積化した集積回路により構成される。制御部１９は、所望の光の量を示すアナログ電圧、電源１４の制御量ならびに制御量を増加または減少させるときの１回の量（単位制御量という）が記憶される図示しないメモリを備え、メモリには当初は当該アナログ電圧、制御量の初期値および当該単位制御量が記憶されている。また、制御部１９は、光量検出器１８から与えられるアナログ電圧と、メモリに記憶したアナログ電圧に基づいて、メモリに記憶された制御量を更新し、電源１４に与える制御量を増加または減少させるようになっている。
【００１５】
電源１４は、制御部１９から与えられた制御量に応じたエネルギー量のマイクロ波が発生するようにマグネトロン１３１，１３２を制御するようになっている。
【００１６】
さらに、筐体１１の上部には、筐体１１の内部に、例えば、風を供給することにより無電極ランプ１２とマグネトロン１３１，１３２を冷却させるファンを主体とする冷却機構２０が設けられる。
【００１７】
無電極ランプ１２の背面側には反射板２１が設置される。また、反射板２１の反射面側と被照射物（図示せず）との間には、照射窓を構成するスクリーン２２が筐体１１の一部に設けられている。スクリーン２２は、金属でありかつ開口部が設けられている。スクリーン２２は、例えば、金属線をメッシュ状に編み込んで形成したり、金属板にパンチング加工で形成したりして開口部を有するようになっている。
【００１８】
２３は、無電極ランプ１２と反射板２１を例えば金属製のフレーム２４で一体的に取り付けてモジュール化された空洞共振部である。フレーム２４の両側面には、図４、図５にも示すように、一側面あたり複数の滑車２５１，２５２（２６１，２６２）がそれぞれ取り付けられている。滑車２５は、対向する筐体１１の内側面にそれぞれ取り付けられたレール２７１，２７２上に載せられた状態にある。
【００１９】
これにより、滑車２５１，２５２はレール２７１上を、滑車２６１，２６２はレール２７２上を、レール２７１，１７２の長手方向にそれぞれ転がりながら、図６中の矢印方向に空洞共振部２３を移動させることができる。レール２７１，２７２は、断面が逆Ｌ字状の形状をしており、一平面部をたとえばスポット溶接を用いて筐体１１の内側面に固着してある。
【００２０】
さらに、筐体１１の無電極ランプ１２の軸方向と対向する側面には開口２８が形成される。開口２８は、空洞共振部２３が無電極１２の軸方向に取り出し可能な程度の大きさとする。開口２８には開閉蓋２９がヒンジ３０により開閉自在に取り付けられている。開閉蓋２９は閉じたられた状態では図示しないロック機構でロックされる。
【００２１】
ここで、例えば無電極ランプ１２を交換する必要がある場合、開閉蓋２９をロック機構から解除させて開閉蓋２９を開き、空洞共振部２３を筐体１１に取り出すことで無電極ランプ１２の交換を行うことができる。
【００２２】
この実施形態では、交換部品である無電極ランプや反射板が収納された空洞共振部を、システム本体から着脱容易としたことにより、交換部品の取替え作業性の向上を図ることができる。
【００２３】
図７は、上記したこの発明の一実施形態に関する変形例である。この変形例は、レール２７１（２７２）に位置決め用の凹部７１，７２（７３，７４）を形成したものである。なお、ここでの説明で括弧内の符号は図示していないが、括弧なしの符号と同様の構成であることを示している。
【００２４】
すなわち、滑車２５１（２６１）が凹部７１（７３）に、滑車２５２（２６２）が凹部７２（７４）にそれぞれ係合された状態のときは、導波管１５１，１５２と無電極ランプ１２は、導波管１５１，１５２から送出されるマイクロ波を効率よく無電極ランプ１２に照射させる関係にある。
【００２５】
この変形例は、空洞共振部２３を移動させ、滑車がレールの凹部に係合させる作業をするだけで、空洞共振部を最適な位置に位置決めさせることができる。なお、凹部に換えてレールに凸部を形成した場合でも位置決めとしても同様の効果を奏する。
【００２６】
図８、図９は、この発明の他の実施形態について説明するための、図８はシステム構成図、図９は図８の構成の一部を取り出した状態について説明するための構成図である。なお、上記した実施形態と同一の機能の部分には同一の符号を付し、ここでは異なる部分を中心に説明する。
【００２７】
この場合は、空洞共振部２３を無電極ランプ１２の径方向に取り出し可能としたものである。この場合も空洞共振部２３を筐体１１からスライドさせて取り出すことが可能である。
【００２８】
この実施形態でも、交換部品である無電極ランプや反射板が収納された空洞共振部を、システム本体から着脱容易とし、交換部品の取替え作業性の向上を図ることができる。この場合は、被照射物を搬送させるワークラインとの関係から空洞共振部を、無電極ランプの軸方向に取り出せない場合の対応にも寄与する。
【００２９】
この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。例えば、無電極ランプは、長手方向の中央部の径をその両端の径よりも小さいものを使用したが、中央部、両端部が同じ径であっても構わない。筐体内にはマグネトロンが２個の場合で説明したが、１個であっても構わない。
【００３０】
また、空洞共振部のレールは奥側に傾斜するような形状にし、空洞共振部を常に奥側に附勢させ位置決めすることも可能である。滑車とレールはその取り付けが逆の関係であっても同様の効果を奏する。
【００３１】
滑車は必ずしも必要ではなく、レールに対し相手側にガイドを形成し、グリース等の潤滑剤を用いて空洞共振部のスライドをスムースにすることも可能である。さらに、レール側に直線的なギアを形成し、このギアを空洞共振部側に形成した歯車をギアに噛み合わせながら空洞共振部を移動させる構成でも構わない。
【００３２】
さらに、空洞共振部は、筐体から全てを取り出す必要はなく、無電極ランプや反射板の交換が可能な位置までであっても構わない。
【００３３】
マイクロ波を使用する本紫外線照射装置での安全性を向上させるために、開閉蓋を開けた場合に開けたことが検出できるインターロック機能を備え、開閉蓋が開けられたときは電源が入らないようにすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の紫外線照射装置に関する一実施形態について説明するためのシステム構成図。
【図２】図１のＩ−Ｉ’矢視図。
【図３】図１で使用される無電極ランプの一例について説明するための構成図。
【図４】図１要部の側面図。
【図５】図１の構成の一部を取り出した状態について説明するための構成図。
【図６】図１要部の拡大図。
【図７】この発明の変形例について説明するための側面図。
【図８】この発明の紫外線照射装置に関する他の実施形態について説明するためのシステム構成図。
【図９】図８の構成の一部を取り出した状態について説明するための構成図。
【符号の説明】
【００３５】
１１  筐体
１２  無電極ランプ
１３１，１３２  マグネトロン
１５１，１５２  導波管
２０  冷却機構
２１  反射板
２２  スクリーン
２３  空洞共振部
２４  フレーム
２５１，２５２，２６１，２６２  滑車
２７１，２７２  レール
２８  開口
２９  開閉蓋
３０  ヒンジ
７１〜７４  凹部
【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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