JP3983099B2

JP3983099B2 - 擬似太陽光照射装置

Info

Publication number: JP3983099B2
Application number: JP2002135563A
Authority: JP
Inventors: 光博下斗米
Original assignee: Nisshinbo Holdings Inc; Nisshinbo Industries Inc
Current assignee: Nisshinbo Holdings Inc
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2007-09-26
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: JP2003331630A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は太陽電池の特性を測定する際などに使用される擬似太陽光照射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から用いられている擬似太陽光装置には、図６，図７に例示した形態のものがある。図６に例示した装置は、上面の略全面を開口した大型の遮光性筺体１の内部下方に、キセノンランプ２を用いてこのランプの上方に反射板３を配設して形成した光源４を配置し、該光源４の上方であって、筺体１の内部における中段全域カバーする光学フィルタ５を透光性支持板６を介して配置し、前記筺体１の上面開口部に照射対象７、例えば、太陽電池などを載置するための透明板などによる透明支持材８を配置して構成されている。
【０００３】
図６に示した従来装置では、フィルタ５の支持板６と照射対象７を載せる支持板材８は、光の透過性が良好で、強度がありかつ軽量であることを要件とするので、アクリル板が用いられているが、照射対象７と光源４の間に、２枚ものアクリル板が支持部材として介在すると、それによる光量ロスも無視できない。
【０００４】
この点に鑑み上記の従来装置では、発光スペクトル及び光輝度が高いところからキセノンランプ２を使用するが、照射対象７が大判／大型になる、即ち、照射面積が例えば１ｍ×１ｍ程度、或は、それ以上になると、当該ランプ２は、直径が10mm以下で長さは１ｍ以上の長尺キセノンランプ２を使用することになる。しかし、このランプ２は細くて長尺な上に、両端に電極があるため、取扱いに慎重を期さないと折損事故を惹起し易い。このため、前記ランプ２を図６の擬似太陽装置の内部に光源として安定に配置する目的で、光源４に図７に例示するような特別なランプ支持構造を具備させ、これにランプ２を装着しているが、問題もある。
【０００５】
即ち、上記のキセノンランプ２は、まず、使用条件にもよるが半年〜１年程度で性能が低下していわゆる寿命となるため、定期的に交換する必要があるが、図７に例示した支持構造ではこの交換作業が行い難く、交換時に新しいランプ２を折損してしまうことがままあるという点が、問題の一つである。
【０００６】
交換作業が行いにくい理由は、上記キセノンランプ２は発光によりこのランプ自体が高熱になると共に、通電される両端の電極2a，2bも高温となるために、円筒状のガラススリーブ９の中に収め、該スリーブ９の両端に設けた絶縁ブロック10，11に配設した電極コンタクタ12，13に、ランプ２の両端の電極2a，2bを挿込んで接続させる支持形態である一方、スリーブ９の内部に、絶縁ブロック10，11に設けた空気孔10a，11aから、ここではブロック11からブロック10の側（又は、逆方向）に、冷却用の空気を送給するようにしているため複雑なキセノンランプ２の支持構造となっている点にある。
【０００７】
上記のようなランプ２の複雑な支持構造においては、コンタクタ12，13、絶縁ブロック10，11、スリーブ９の各部材を、互に取外したり組立てることによって、前記ランプ２の交換をするには、細心の注意力を要してもなお１時間余りの作業時間を要し、かなりの熟練も要するという難点がある。
【０００８】
しかも、上記ランプ２の交換作業は、図１の装置では、筺体１の内部を上下で二分している光学フィルタ５やその支持板６があるため、筺体１の光学フィルタ５の下に係員が潜り込んで光源４の全体を取外して筺体１の外に搬出し、外部で絶縁ブロック10，11からスリーブ９やコンタクト12，13を外してランプ２を交換していたため、作業効率が良好でないのみならず、絶縁ブロック10，11に、ランプ２に取付けたコンタクト12，13とスリープ９を組付ける時、或は、組立てた光源４の取付け時に余計な力が入ることなどによってランプ２の折損事故を惹起する大きな要因となっていた。しかも、このような作業形態を採らざるを得ない原因となっていた従来装置の光学フィルタ５は、高価である上に筺体１の内部全面に亘り敷設されているため、この光学フィルタの使用量を少なくし、また、筺体１の内部に光学フィルタを敷設しなくてもよくなれば、ランプ交換の作業性の改善と装置コストの削減にも大きく寄与すると考えられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来の擬似太陽光照射装置におけるランプ交換の作業上の問題点、並びに、多数の大形光学フィルタを使用することによる装置コスト上の難点に鑑み、そのような問題を惹起する構造を払拭した擬似太陽光照射装置を提供することをその課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決することを目的としてなされた本発明擬似太陽光照射装置の構成は、両端に電極を具備した細長いランプを収装でき、かつ、上面と下面をランプの長さ方向に沿って開口したランプハウスを、該ランプハウスの両端に上，下分割タイプのコンタクタを配設して前記ランプの電極を前記コンタクタにより上下から挟持して保持させると共に、当該ランプハウスにおける前記上面開口に下面を反射面とする反射板又は光学フィルタを設ける一方、このランプハウスの下面開口に光学フィルタを設けて光源に形成し、この光源を、上面を開口してこの開口部に照射対象を載置するように形成した遮光性の筺体内部に配置したことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明装置は、上記構成においてランプハウスの上面開口に反射板を設けた光源を用いる装置では、光源の下方に上面を反射面とする反射板を配置した構成とする。因みに、ランプハウスの上，下面開口とも光学フィルタが設けられた光源を用いる装置では、光源の下方の反射板は必須ではない。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明擬似太陽光照射装置の実施の形態例を、図を参照しつつ説明する。図１は本発明擬似太陽光照射装置の一例の縦断面図、図２は図１の装置に用いた光源の拡大断面図、図３は図２の光源の側断面図、図４は本発明照射装置の別例の縦断面図、図５は図４の装置に用いた光源の拡大断面図である。なお、図１〜図５において、図６，図７に示した従来装置と同一部材，同一部位は、同一符号を用いた。
【００１３】
図１に例示した本発明擬似太陽光照射装置は、図６に示した従来装置において、筺体１の内部を二分する光学フィルタ５とその支持板６は設けられていない。また、図６の装置の光源４は、それに代えて図２，図３により詳しく述べる本発明の光源41を用いている。
【００１４】
図１の装置における光源41は、筺体１の内部において、図６の従来装置における光学フィルタ５とほぼ同等の高さに配置された図２，図３の構造を具備したものであるので、以下に説明する。
【００１５】
図２，図３において、21は上，下面をその長さ方向に沿って開口した概ね樋状をなすランプハウスのベース筺体で、ここでは水平姿勢で中央部が長さ方向に沿って開口部21bが形成されたベース部材21aとこの部材21aの長さ方向に沿った両側に設けた立壁状の壁体21cとベース部材21aの長さ方向両エンドに設けた開口された左右側壁21d，21eにより形成されている。
【００１６】
前記ベース筺体21の長さ方向の両端内部には、後述する上下分割タイプのコンタクタ24，25を配置するための絶縁ブロック22が設置されている。両方の絶縁ブロック22は、基本的に左右対称な同一構造であり、略凹状の下ブロック体22aと、下ブロック体22aの上に、着脱自在に装着される棒状の上ブロック体22bと、上，下の両ブロック体22a，22bを着脱自在に結合するための取付機構23とから形成されている。
【００１７】
各上，下のブロック体22a，22bを結合する取付機構23は、図示した例では、次のように形成されている。下ブロック体22aの凹部22cを挟んだ上面には、２本のボルト23aを立設する一方、上ブロック体22bには、前記２本のボルト23aを夫々に貫挿させる２つのボルト穴23bと各ボルト穴23bを囲む受穴23cが形成されており、前記受穴23cに入る押え筒23dを下面に具備したナット23eを夫々のボルト23aに螺装して締付けることにより、上ブロック体22bを下ブロック体22aに結合するように形成されている。
【００１８】
24は上記下部ブロック体22aの凹部22cに嵌めて装着した略凸状をなす下部コンタクタ、25は下部コンタクタ24の上面に配されるランプ２の電極2a，2bを、下部コンタクタ24の上面との間に挟持する上部コンタクタで、上，下コンタクタ24，25は、ランプ２の電極2a，2bを挟む面が凹面状に形成され、上記の結合された上，下ブロック体22a，22bによりランプ２の電極2a，2bを電気的，機械的に保持するように形成されている。
【００１９】
上下分割タイプのコンタクタ24，25を支持させた絶縁ブロック22を設けたベース筺体21は、そのベース部材21aの開口部21bと上面開口部（壁体21c，21cと左右の側壁21d，21eの上面が形成する）には、それぞれ光学フィルタ26と上部反射板27が設けられている。光学フィルタ26は、ランプハウスの下面から外方へ光が照射されるように、中間に結合部材26aを介して断面が浅い谷状（又はＶ字状）をなすベース部材21aの開口部21aに配置されている。また、反射板27は、内面の反射面が断面凹円弧状に形成された板状反射体を用いてベース筺体21の上部開口部を塞ぐように配置されている。この反射板27は、その縁部を、ベース筺体21の壁体21c，21cに対して操作ノブ28aの操作により密着，離反させるための押え部材28bによって、前記壁体21cの上面に着脱自在に保持することにより装着している。また、ランプハウスの内部は、左右側壁21d，21eの開口から空気を流通させて冷却できるようになっている。以上により、本発明装置における光源41の一例を構成する。
【００２０】
この光源41は、支持脚Ｌなどの支持体によって、擬似太陽光照射装置の筺体１の内部における、図１の従来装置で設けられている光学フィルタ５とほぼ同等の高さに配設する。このように配設した光源41のキセノンランプ２の光は、その直接光及びランプハウスの上部反射板27の反射光、その他の反射光がランプハウス下面に設けた光学フィルタ26から筺体１の下方へ向けて照射されることになる。そこで、図１の照射装置では、光源41の斜め下方の両側に、ここでは床置きタイプの反射板29を置いて、この反射板29からの反射光によって照射対象７の照射範囲に均等に擬似太陽光が照射されるようにした。
【００２１】
上記のような光源41を使用した本発明擬似太陽光照射装置では、ランプハウスのベース筺体21に光学フィルタ26と着脱自在の反射板27を設け、また、ランプ２を装着するコンタクタ24，25を上，下分割タイプとすると共にこのコンタクタ24，25を保持する絶縁ブロック22も上下分離タイプとしたので、ランプ２の着脱は、反射板27を取外してランプハウスの上面側から行うことができ、また、絶縁ブロック22の上下のブロック体22a，22bと、それに保持されるコンタクタ24，25も、上下で分離できるタイプであるから、ランプ２の折損のおそれなく容易かつ迅速に行うことができるという利点がある。因みに、ランプ交換は図６，図７の従来装置の場合に比べ１／４以下の時間で行える。
【００２２】
また、光学フィルタ26をランプハウスのベース筺体21に直に設ける形態としたので、図１の従来装置の光学フィルタ５のように大きな面積のものを多数使用する必要がなくなるので、この面でも有利である。
【００２３】
上記のような利点が得られる本発明擬似太陽光照射装置は、図５に断面構造を例示した光源42を用いることにより、図４の本発明擬似太陽光照射装置の別例に形成することができるので、以下にこの点について説明する。なお、図４，図５において、図１〜図３と同一符号は同一部材，同一部位を示すものとする。
【００２４】
図５に断面図で示した光源42は、先に図２，図３に拠り説明した光源41における上部反射板27を、光学フィルタ26′に代えた点が、唯一の基本相違点である。即ち、この光源42では、結合材26a′を介して低い山形に形成した２枚の光学フィルタ26′によってランプハウスにおけるベース筺体21の上面開口部を開閉自在に覆うため、前記フィルタ26′，26′の夫々の外側辺に縁部材30を取付け、一方の縁部材30はヒンジ31を介して対応するランプハウスのベース筺体の壁体21cの上部に支持させると共に、他方の縁部材30には、ネジ付のノブ28a′を有する押え部材28b′を設けることにより、この光学フィルタ26′をランプハウスにおけるベース筺体21の上面開口部に開閉自在に取付けたものである。
【００２５】
光源42を上記のように構成すると、図４に示したように、ランプハウスの上部光学フィルタ26′を通したランプ２の直接光が照射対象７に直に照射されることとなるので、図１の例で筺体１の床に設けていた反射板29が不要になる。その余の点、特にランプ２の交換がそのランプ２の折損のおそれがない状況で容易かつ迅速に出来る点には変わりない。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は以上の通りであって、次の諸効果が得られる。
従来の擬似太陽光照射装置においてはその本体となる筺体内部を上，下で二分する大きさの光学フィルタを不可欠としていたが、本発明では、前記光学フィルタを光源となるランプを収めたランプハウスに設けた光学フィルタに代替することにより、使用する光学フィルタは小面積のものが少ない数枚で足りるから、装置の製造コストの低減に寄与する。
【００２７】
細い長尺のランプを保持するコンタクタとこのコンタクタを装着して支持される絶縁ブロックを、上下で二分できる分割タイプとしたことにより、ランプの折損を危惧することなく、その交換をすることができるのみならず、ランプハウスの上面をフィルタ又は反射板により開閉できる構造としたことにより、ランプ交換のためのアクセスをランプハウスの上面から行うことができるので、上記コンタクタと絶縁ブロックの構成とが相俟って、ランプ折損のおそれがないランプ交換を容易かつ迅速に実行できる。この点は、装置の筺体にその内部を二分する光学フィルタが設けられないことによって更に助長される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明擬似太陽光照射装置の一例の縦断面図。
【図２】図１の装置に用いた光源の拡大断面図。
【図３】図２の光源の側断面図。
【図４】本発明照射装置の別例の縦断面図。
【図５】図４の装置に用いた光源の拡大断面図。
【図６】従来の擬似太陽光照射装置の一例の縦断面図。
【図７】図１の装置に用いた光源の横断面図。
【符号の説明】
１遮光性筺体
２キセノンランプ
2a，2b 電極
４，41，42 光源
21 ランプハウスのベース筺体
21a ベース部材
21b 上部開口部
21c 立壁状の壁体
22 絶縁ブロック
22a，22b 上，下ブロック体
23 取付機構
23a ボルト
23b ボルト穴
23c 受穴
23d 押え筒
23e ナット
24，25 分割タイプのコンタクタ
26，26′ 光学フィルタ
27 上部反射板
28a 操作ノブ
28b 押え部材
29 床置き反射板

Claims

両端に電極を具備した細長いランプを収装でき、かつ、上面と下面をランプの長さ方向に沿って開口したランプハウスを、該ランプハウスの両端に上，下分割タイプのコンタクタを配設して前記ランプの電極を前記コンタクタにより上下から挟持して保持させると共に、当該ランプハウスにおける前記上面開口に下面を反射面とする反射板又は光学フィルタを設ける一方、このランプハウスの下面開口に光学フィルタを設けて光源に形成し、この光源を、上面を開口してこの開口部に照射対象を載置するように形成した遮光性の筺体内部に配置したことを特徴とする擬似太陽光照射装置。
コンタクタは、上，下分割タイプの絶縁ブロックに挟持させて保持した請求項１の擬似太陽光照射装置。
筺体内の光源の下方に、上面を反射面とする反射板を配置した請求項１又は２の擬似太陽光照射装置。
ランプハウスの上面開口に設ける反射板又は光学フィルタは、上面開口に対し開閉自在、又は、着脱自在に設けた請求項１〜３のいずれかの擬似太陽光照射装置。