JP6798275B2 - エキシマランプユニットおよびエキシマランプ装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば流体に紫外線を照射する長尺のエキシマランプユニットおよびエキシマランプ装置に関する。

或る種の紫外線処理装置として、気体、液体などの流体に紫外線を照射するものがある。この紫外線処理装置においては、水の殺菌や、水中の有機物（ＴＯＣ：Total Organic Carbon）の分解、排ガス中のＮＯｘの分解などの処理が行われる。

例えば特許文献１には、浄水処理や下水処理・食品排水処理・薬品排水処理・遠洋船舶バラスト水処理等において、藻類・微生物・病原性原虫等を不活化もしくは無害化するために紫外線を被処理流体（被処理水）に照射する紫外線処理装置が開示されている。
特許文献１に開示された紫外線処理装置においては、外套管に挿入された長尺な紫外線ランプが、被処理流体が流通する処理槽中に配置されてなり、被処理流体を処理槽の入口管から流入させ、処理槽中で紫外線ランプから２５４ｎｍの紫外線を照射した後、出口管から排出することにより紫外線の照射処理が行われる。

特開２００７−１４４３８６号公報

このような紫外線処理装置において用いる紫外線ランプとしては、紫外線として特に真空紫外線を放射するものが利用されており、また、選択する蛍光体の種類によって種々の波長の紫外線を利用することができることから、エキシマランプが好適に使用されている。

一方、紫外線処理装置においては、紫外線照射処理すべき被処理流体の量の増大のために、被処理流体が流通する処理槽が長尺化し、それに応じてエキシマランプも長尺化する傾向にある。
然るに、エキシマランプは、一般に温度が上昇すると発光効率が低下する結果、放出される紫外線の照度が低下してしまうという特性を有するので、長尺のエキシマランプにおいては、温度分布のバラツキに起因して照度ムラが発生してしまう、という問題がある。
また、エキシマランプに蛍光体を使用する場合には、温度分布のバラツキがあると蛍光体の温度特性により照度ムラが発生してしまう、という問題もある。

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、長尺なエキシマランプを備えながら、当該エキシマランプの温度分布のバラツキを抑制することができて、光の照度分布に高い均一性が得られるエキシマランプユニットおよびこれを備えるエキシマランプ装置を提供することにある。

本発明のエキシマランプユニットは、長尺な管状のエキシマランプと、
当該エキシマランプの長手方向に沿って、前記エキシマランプの外周面と対向するように設けられた冷却ガス送風管とよりなり、
前記エキシマランプから放射される真空紫外線を透過する外套管内に収容されて使用されるエキシマランプユニットであって、
前記冷却ガス送風管には、長手方向に沿って複数の冷却ガス送風口が設けられ、
当該冷却ガス送風口の各々は、当該冷却ガス送風口から吐出される冷却ガスが前記エキシマランプの同一の周方向に指向され、かつ、前記エキマランプの周壁に送風される位置に配置されていることを特徴とする。

本発明のエキシマランプユニットにおいては、前記冷却ガス送風管を複数有し、
当該複数の冷却ガス送風管が、前記エキシマランプの外周に沿って均等に離間して配置されていることが好ましい。

本発明のエキシマランプ装置は、長尺な管状のエキシマランプ、および、
当該エキシマランプの長手方向に沿って、前記エキシマランプの外周面と対向するように設けられた冷却ガス送風管よりなるエキシマランプユニットと、
当該エキシマランプユニットが同軸状に収容される、一端が開口されると共に他端が閉塞された、前記エキシマランプから放射される真空紫外線を透過する外套管とよりなり、
前記冷却ガス送風管には、長手方向に沿って複数の冷却ガス送風口が設けられ、
当該冷却ガス送風口の各々は、当該冷却ガス送風口から吐出される冷却ガスが前記エキシマランプの同一の周方向に指向され、かつ、前記エキマランプの周壁に送風される位置に配置されていることを特徴とする。

本発明のエキシマランプ装置においては、前記冷却ガス送風管を複数有し、
当該複数の冷却ガス送風管が、前記エキシマランプの外周に沿って均等に離間して配置され、
前記複数の冷却ガス送風管における冷却ガス送風口の各々は、前記エキシマランプの外周に沿った一方向に順次の冷却ガス送風管における長手方向のレベル位置が、前記外套管の一端側方向に変位するよう配置されていることが好ましい。

本発明のエキシマランプユニットにおいては、エキシマランプの外周面と対向するように設けられた冷却ガス送風管において、冷却ガス送風口の複数が、当該冷却ガス送風口から吐出される冷却ガスが当該エキシマランプの同一の周方向に指向される位置に設けられている。その結果、複数の冷却ガス送風口から供給された冷却ガス同士が互いに衝突して分散されることなく、エキシマランプの同一の周方向に沿った一定方向に流通される。従って、長尺なエキシマランプを備えながら、当該エキシマランプの温度分布のバラツキを抑制することができて、光の照度分布に高い均一性が得られる。

本発明のエキシマランプユニットの構成の一例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図である。 図１のエキシマランプユニットが外套管に挿入された状態における他端ベース付近を示す断面図である。 図１のエキシマランプユニットにおける中間ベースおよびランプホルダ付近を示す斜視図である。 図１のエキシマランプユニットが外套管に挿入された状態における一端ベース付近を示す断面図である。 本発明のエキシマランプ装置における冷却ガスの流通経路の一例を示す模式図である。 本発明のエキシマランプ装置における冷却ガスの流通状態を示す模式図である。 本発明のエキシマランプ装置における冷却ガスの流通経路の別の一例を示す模式図である。 本発明のエキシマランプ装置における冷却ガスの流通経路のさらに別の一例を示す模式図である。

以下、本発明のエキシマランプユニットおよびエキシマランプ装置の実施の形態について説明する。

図１は、本発明のエキシマランプユニットの構成の一例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は斜視図である。図２は、図１のエキシマランプユニットが外套管に挿入された状態における他端ベース付近を示す断面図である。図３は、図１のエキシマランプユニットにおける中間ベースおよびランプホルダ付近を示す斜視図である。図４は、図１のエキシマランプユニットが外套管に挿入された状態における一端ベース付近を示す断面図である。
本発明のエキシマランプ装置は、全体が長尺なエキシマランプユニット１０と、当該エキシマランプユニット１０が収容される外套管６０とよりなり、処理槽中に配置されて真空紫外線を放射するものである。
エキシマランプユニット１０は、具体的には、一端ベース２０、中間ベース３０および他端ベース４０が、一方向に沿ってこの順に設けられ、当該一端ベース２０、中間ベース３０および他端ベース４０が互いに冷却ガス送風管３５によって連結され、中間ベース３０と他端ベース４０との間にエキシマランプ１１が保持され、さらに、エキシマランプ１１に対する給電端子２１が、一端ベース２０から一方向の外方に突出するよう設けられている。
また、一端ベース２０と中間ベース３０との間に伸びる状態に、エキシマランプ１１と給電端子２１とを電気的に接続するリード線（図示せず）を支持するリード線支持ロッド２５が設けられている。

〔エキシマランプ〕
エキシマランプ１１は、内部にエキシマ放電を生成するための放電ガスが封入された、内側管および外側管よりなる二重管構造の発光管１２を備えており、発光管１２内部に筒状の内側電極（図示せず）が配設されると共に、発光管１２の外壁面に網状の外側電極（図示せず）が設けられて構成されている。発光管１２の両端部は、各々、発光管１２の外径に適合する内径を有する有底筒状の金属キャップ１３に外側電極が接触するよう嵌入され、当該金属キャップ１３が有底筒状のセラミックキャップ１４に挿入されると共にその周壁からネジ止めされることによって当該セラミックキャップ１４が発光管１２に対して固定されている。また、一方のセラミックキャップ１４から外方に、内側電極に電気的に接続されたリード線（図示せず）が伸びている。
外側電極および内側電極の材料は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）が用いられる。
また、放電ガスは例えばキセノンとされ、エキシマランプ１１から放射される紫外線の波長は、例えば１７２〜３８０ｎｍとされる。

〔他端ベース〕
他端ベース４０は、図２に示されるように、略円盤状の他端ベース本体４１と、当該他端ベース本体４１の下面（図２において下面）から突出する円錐台状の凸部４２とからなる。他端ベース本体４１の上面（図２において上面）には、中央領域にエキシマランプ１１の端部を嵌入するための凹所４１ａが設けられていると共に、冷却ガス送風管３５の端部を嵌入するための凹所４１ｂが、外周に沿って均等に設けられている。
他端ベース４０が凸部４２を有するものであることによって、エキシマランプユニット１０が有底円筒状の外套管６０に挿入されたときに、当該エキシマランプユニット１０と外套管６０の管壁との距離が確保されると共に、当該凸部４２の周囲に空隙が形成されるために、熱のこもりを抑止することができる。

他端ベース４０においては、冷却ガス送風管３５の下端部（図２において下端部）およびエキシマランプ１１の下端部（図２において下端部）が固定される。
具体的には、エキシマランプ１１は、当該エキシマランプ１１のリード線が配設されていない側のセラミックキャップ１４が他端ベース本体４１の凹所４１ａに嵌入されることによって当該他端ベース４０に保持固定されている。
また、冷却ガス送風管３５は、その下端部が他端ベース本体４１の凹所４１ｂに嵌入されて溶接されると共に、他端ベース本体４１の下面から当該凹所４１ｂに開口されたネジ孔４６から挿入されたネジ４７によって、当該冷却ガス送風管３５の下端部がネジ止めされることによって当該他端ベース４０に固定されている。

他端ベース４０は、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁物よりなる。

〔ランプホルダ〕
エキシマランプ１１の上端部（図１において上端部）は、中間ベース３０および他端ベース４０との間に配置され、冷却ガス送風管３５に保持されたランプホルダ５０によって保持固定されている。
ランプホルダ５０は、３つの同形状の部材５１，５１，５１がネジ止めによって組み合わせられた、全体が略円盤状のものであり、中央に、エキシマランプ１１の金属キャップ１３の外径に適合する内径のランプホルダ用貫通孔５３が設けられると共に、冷却ガス送風管３５を挿通する貫通孔５４が周縁に沿って均等に設けられている。また、ランプホルダ５０を構成する各部材５１の外縁に、後述する冷却ガスを通過させるための切欠き５８が設けられている。
ランプホルダ用貫通孔５３は、具体的には、ランプホルダ５０を構成する各部材５１，５１，５１の対向する周縁に形成された、断面が円弧状の切欠きが、当該各部材５１，５１，５１が組み立てられることによって、エキシマランプ１１の金属キャップ１３の外径に適合する内径を有する円形状の孔とされるものである。
冷却ガス送風管３５を挿通する貫通孔５４は、冷却ガス送風管３５の外径に適合する内径を有するものである。

ランプホルダ５０においては、同形状の部材５１，５１，５１がエキシマランプ１１の金属キャップ１３の周囲に配置された状態で隣接する部材５１同士をネジ止めしてエキシマランプ１１の金属キャップ１３の外面とランプホルダ５０の部材５１の切欠きからなるランプホルダ用貫通孔５３の内面とを圧着することにより、エキシマランプ１１がランプホルダ５０によって固定される。
また、冷却ガス送風管３５は、ランプホルダ５０の貫通孔５４に挿入されることによって当該ランプホルダ５０に固定される。

また、ランプホルダ５０においては、側周面から金属キャップ１３まで貫通するアース用貫通孔（図示せず）が設けられており、当該アース用貫通孔に金属ネジが挿入されて金属キャップ１３と部材５１とが導通されている。さらに、当該金属ネジから、アース端子２２に電気的に接続されたアース線（図示せず）が伸びている。

ランプホルダ５０は、ステンレスまたはアルミニウムなどの金属よりなる。

〔中間ベース〕
中間ベース３０は２つの半円盤状部材３１Ａ，３１Ｂが組み合わせられた、全体が略円盤状のものであり、中央領域の片側に、後述する冷却ガスを通過させる通気口３３と、リード線支持ロッド２５が挿通される固定用孔３９とがそれぞれ設けられると共に、当該固定用孔３９と離間するよう、冷却ガス送風管３５を挿通する切欠き３４が周縁に沿って均等に設けられている。また、中間ベース３０の外縁に、アース線を通すための切欠き３８が設けられている。
固定用孔３９は、具体的には、各半円盤状部材３１Ａ，３１Ｂの対向する周縁に形成された切欠きが、当該半円盤状部材３１Ａ，３１Ｂが組み立てられてネジによって固定されることによって、リード線支持ロッド２５の周面に予め設けられた溝の外径に適合する短径を有する矩形状の孔とされるものである。
冷却ガス送風管３５を挿通する切欠き３４は、冷却ガス送風管３５の外形形状に適合する内形形状を有する、断面が略半円弧状のものである。

中間ベース３０においては、冷却ガス送風管３５およびリード線支持ロッド２５が固定される。
具体的には、リード線支持ロッド２５は、その下端部が固定用孔３９に挿通されて挟持されることによって当該中間ベース３０に固定されている。
また、冷却ガス送風管３５は、中間ベース３０の切欠き３４に挿入または嵌入されることによって当該中間ベース３０に固定されている。
リード線支持ロッド２５が中間ベース３０の固定用孔３９によって固定されると共に、冷却ガス送風管３５が中間ベース３０の切欠き３４によって固定されることにより、両者の間に確実に距離が確保される。

中間ベース３０は、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁物よりなる。

〔リード線支持ロッド〕
リード線支持ロッド２５は、エキシマランプ１１の一方のセラミックキャップ１４から伸びるリード線を支持するものであり、具体的には、リード線支持ロッド２５の外周にリード線を沿わせることにより、当該リード線を支持している。
リード線支持ロッド２５は、ガラスエポキシなどの絶縁物よりなる。

〔一端ベース〕
一端ベース２０は略円盤状のものであり、中央領域の片側に後述する冷却ガスを排気させる排気口２３と、当該排気口２３に連通してリード線支持ロッド２５が挿通される固定用孔２９とが設けられると共に、冷却ガス送風管３５を挿通する貫通孔２４が外周に沿って均等に設けられている。また、一端ベース２０の外縁に、アース線を通すための切欠き２８が設けられている。
固定用孔２９は、具体的には、その内部に、リード線支持ロッド２５の周面に予め設けられた溝に適合するＬ字型の突起を有するものとされている。

一端ベース２０においては、冷却ガス送風管３５の上端部（図１（ａ）において上端部）およびリード線支持ロッド２５の上端部（図１（ａ）において上端部）が固定される。
具体的には、冷却ガス送風管３５は、一端ベース２０の側周面から貫通孔２４に向かって開口されたネジ孔（図示せず）に止めネジ（図示せず）が入れられて圧接されることによって当該一端ベース２０に固定されている。また、冷却ガス送風管３５の上端部には、ナット３２が装着されている。
また、リード線支持ロッド２５は、固定用孔２９のＬ字型の突起に引っ掛けられることによって当該一端ベース２０に固定されている。

一端ベース２０は、ポリテトラフルオロエチレンなどの絶縁物よりなる。

一端ベース２０の上面から突出して固定されたリード線支持ロッド２５の上端部には、エキシマランプ１１の高圧側電極（内側電極）に接続される真鍮などの金属よりなる給電端子２１がネジ止めにより固定されると共に、一端ベース２０の上面には、低圧側電極（外側電極）に接続される真鍮などの金属よりなるアース端子２２がネジ止めにより固定されている。
給電端子２１においては、リード線支持ロッド２５内に配設されてエキシマランプ１１の内側電極から伸びたリード線が電気的に接続され、アース端子２２においてはランプホルダ５０から伸びたアース線が冷却ガス送風管３５に沿って配設されて電気的に接続されている。
これにより、給電端子２１を介してエキシマランプ１１に給電が行われる。

〔外套管〕
このエキシマランプユニット１０は、一端のみが開口した外套管６０、具体的には有底円筒状の外套管６０内に、他端ベース４０が外套管６０の底部に近接するよう収容された状態においてエキシマランプ装置として使用される。具体的には、その全体が紫外線照射処理すべき被処理流体中に浸漬される。このエキシマランプ装置は、垂直姿勢で使用してもよく、水平姿勢で使用してもよい。
エキシマランプユニット１０が外套管６０内に収容されて使用されることによって、外套管６０とエキシマランプ１１との間の筒状空間に冷却ガスを流通させることができる。また、エキシマランプ１１が直接、被処理流体と接触することを防止することができる。

エキシマランプユニット１０は、他端ベース４０の凸部４２が外套管６０の底面に僅かな空間を介して対向するよう非接触状態に配置される。一方、一端ベース２０の周側面の下部の全周に設けられた凹所２０ａが外套管６０の上端に挿入されると共に、一端ベース２０の周側面の上部の全周に設けられた顎部２０ｂが当該外套管６０の上端面上に載置される。

〔冷却機構〕
そして、本発明のエキシマランプ装置においては、冷却機構が設けられている。
具体的には、冷却機構は、中間ベース３０と他端ベース４０とを連結する冷却ガス送風管３５の、エキシマランプ１１と対向する側周壁に貫通して設けられた冷却ガス送風口３６から冷却ガスを送風するものである。

〔冷却ガス送風管〕
冷却ガス送風管３５は、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）管よりなり、エキシマランプ１１の軸方向と同じ方向に伸びるよう配置されたものである。
冷却ガス送風管３５は、一端ベース２０から他端ベース４０まで一体的に伸びる長型のものであってもよく、また、一端ベース２０から中間ベース３０まで伸びる短型のものと、これとは別個の、中間ベース３０から他端ベース４０まで伸びる短型のものとを組み合わせたものであってもよく、これらを併用してもよい。

中間ベース３０と他端ベース４０とを連結する冷却ガス送風管３５は、複数有することが好ましい。また、当該複数の冷却ガス送風管３５は、エキシマランプ１１の外周に沿って均等に離間して配置されている、すなわち、エキシマランプ１１の発光管１２の管軸に垂直な断面において、隣接する２本の冷却ガス送風管３５についての発光管１２の軸中心からの角度が、いずれも略同等であるよう配置されていることが好ましい。
中間ベース３０と他端ベース４０とを連結する冷却ガス送風管３５の数は、３本または４本であることが好ましい。冷却ガス送風管３５の数が過度に多い場合は、エキシマランプ１１から放射される紫外線が当該冷却ガス送風管３５によって遮られてしまい、光の利用効率が低いものとなるおそれがある。また、冷却ガス送風管３５の数が過度に少ない場合は、エキシマランプユニット１０に十分な機械的強度が得られないおそれがある。
また、冷却ガス送風管３５は、エキシマランプ１１から放射される光の遮光率を低くして光の利用効率を確保する観点から、外套管６０の内面に近接した位置に配置されることが好ましい。

冷却ガス送風管３５は、エキシマランプユニット１０の保持機構としても機能する。すなわち、一端ベース２０、中間ベース３０および他端ベース４０が互いに複数の冷却ガス送風管３５によって連結されると共に、中間ベース３０と他端ベース４０との間にエキシマランプ１１が保持されることにより、長尺なエキシマランプ１１を備えながら全体が一体化されて高い機械的強度が得られる。

〔冷却ガス送風口〕
冷却ガス送風口３６は、中間ベース３０と他端ベース４０とを連結する冷却ガス送風管３５の長手方向に沿って複数設けられている。そして、当該複数の冷却ガス送風口３６の各々は、当該冷却ガス送風口３６から吐出される冷却ガスがエキシマランプ１１の同一の周方向に指向される位置に配置されている。具体的には、図５に示されるように、冷却ガス送風口３６から吐出される冷却ガスが、エキシマランプ１１の管軸に垂直な断面における外周円の接線方向に向かう位置に冷却ガス送風口３６が配置されている。図５において、エキシマランプ１１の管軸に垂直な断面における外周円の接線方向を黒塗り矢印で示した。

また、複数の冷却ガス送風管３５における冷却ガス送風口３６の各々は、エキシマランプ１１の外周に沿った一方向に順次の冷却ガス送風管３５における長手方向のレベル位置が、外套管６０の一端側方向に変位するよう、すなわちエキシマランプ１１の管軸を中心としていわゆるらせん状に配置されていることが好ましい。
このように冷却ガス送風口３６がらせん状に配置されることによって、１本の冷却ガス送風管３５当たりに設ける冷却ガス送風口３６の数を少なく抑制することができ、これにより、冷却ガスの供給側（エキシマランプユニット１０の中間ベース３０側）と末端側（エキシマランプユニット１０の他端ベース４０側）における冷却ガスの流量の変動を低減させることができる。

冷却ガス送風管３５における冷却ガス送風口３６の径およびピッチは、１本の冷却ガス送風管３５における冷却ガス送風口３６の各々から略均等に吐出量が得られればよく、冷却ガス送風管３５の本数、内径および冷却ガスの流量によって異なる。
例えば、冷却ガス送風管３５の内径がφ４ｍｍである場合に、１本の冷却ガス送風管３５における冷却ガス送風口３６は、径がφ０．７ｍｍ、ピッチが９０ｍｍとされる。すなわち、隣接する冷却ガス送風管３５における最も近接した冷却ガス送風口３６は、長手方向のレベル位置が３０ｍｍずれている。
また、１本の冷却ガス送風管３５における冷却ガス送風口３６は、一定のピッチで設けられていることに限定されず、他端ベース４０側から、隣接する冷却ガス送風口３６同士の間隔を５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、・・・、１３０ｍｍと１０ｍｍずつ大きくして傾斜分布させてもよい。

冷却ガス送風管３５における冷却ガス送風口３６は、冷却ガス送風管３５の管壁に垂直な方向に伸びる貫通孔であり、例えばドリル加工によって形成することができる。

以上のようなエキシマランプ装置においては、一端ベース２０の一方向の外方に位置される上端部（図１（ａ）において上端部）から冷却ガスが冷却ガス送風管３５中に供給されると、冷却ガス送風管３５中を冷却ガスが他端ベース４０の方向に向かって流通される。
各冷却ガス送風口３６においては、エキシマランプ１１の軸方向と垂直な面に沿って、当該エキシマランプ１１の管軸に垂直な断面における外周円の接線方向に冷却ガスが吐出され、当該エキシマランプ１１の周壁に送風される。
このとき、複数の冷却ガス送風口３６において、各々、冷却ガスが、互いに同一の周方向に指向されて送風される。これにより、外套管６０とエキシマランプ１１との間の空間に、エキシマランプ１１の周方向に移動する冷却ガスの流れが形成される。
さらに、複数の冷却ガス送風口３６の各々がらせん状に配置されており、かつ、外套管６０の一端（他端ベース４０が収容される側）が閉塞されていることによって、冷却ガスが上方に向かい、その結果、図６に示されるように、冷却ガスがらせん状に流通される。

冷却ガスとしては、例えば窒素ガスやＣＤＡ（Ｃｌｅａｎ Ｄｒｙ Ａｉｒ）を用いることが好ましい。
冷却ガスを供給する流量は、エキシマランプ１１の温度は低ければ低いほど好ましいため、当該エキシマランプ１１を確実に冷却する観点から３０Ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましく、具体的には３０Ｌ／ｍｉｎ〜２００Ｌ／ｍｉｎとされる。

上記のエキシマランプ装置の寸法の一例を挙げると、エキシマランプユニット１０の全長が２ｍ、一端ベース２０の顎部２０ｂの外径がφ６０ｍｍ、凹所２０ａの外径がφ５４ｍｍ、中間ベース３０、ランプホルダ５０、他端ベース４０の最大外径がφ５４ｍｍ、一端ベース２０と中間ベース３０との距離が７３５ｍｍ、中間ベース３０とランプホルダ５０との距離が１００ｍｍ、ランプホルダ５０と他端ベース４０との距離が１０００ｍｍである。
冷却ガス送風管３５は、外径がφ６ｍｍ、内径がφ４ｍｍ、長さが２ｍ、本数は３本、冷却ガス送風口３６の径がφ０．７ｍｍ、１本の冷却ガス送風管３５における冷却ガス送風口３６のピッチが９０ｍｍである。
また、エキシマランプ１１のランプ長が１ｍ、内側管の内径が１４ｍｍ、外径が１６ｍｍ、厚みが１ｍｍ、外側管の内径が２４．５ｍｍ、外径が２６．５ｍｍ、厚みが１ｍｍ、放電ガスの封入圧が３３．３ｋＰａである。
また、外套管６０の内径はφ５８ｍｍ、厚みが３ｍｍである。

以上のようなエキシマランプユニット１０においては、エキシマランプ１１の外周面と対向するように設けられた冷却ガス送風管３５において、冷却ガス送風口３６の複数が、当該冷却ガス送風口３６から吐出される冷却ガスが当該エキシマランプ１１の同一の周方向に指向される位置に設けられている。その結果、複数の冷却ガス送風口３６から供給された冷却ガス同士が互いに衝突して分散されることなく、エキシマランプ１１の同一の周方向に沿った一定方向に流通される。従って、長尺なエキシマランプ１１を備えながら、当該エキシマランプ１１の温度分布のバラツキを抑制することができて、光の照度分布に高い均一性が得られる。

以上、本発明のエキシマランプ装置について具体的に説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、冷却ガス送風口３６は、図７に示されるように、エキシマランプ１１の管軸に垂直な断面における外周円の接線方向に平行であって、エキシマランプ１１の周壁に向かう方向に向かう位置に設けられていてもよい。具体的には、エキシマランプ１１の管軸に垂直な断面における外周円の接線方向に冷却ガスが向かう位置よりも、エキシマランプ１１に近接した位置であって、当該エキシマランプ１１に最近接する位置よりも外方の位置に設けられていてもよい。図７において、冷却ガス送風口を符号３６Ａで示す。
また、図８に示されるように、エキシマランプ１１の周壁よりも半径方向外方に向かう位置に設けられていてもよい。具体的には、エキシマランプ１１の管軸に垂直な断面における外周円の接線方向に冷却ガスが向かう位置よりも、エキシマランプ１１から離間する位置であって、当該エキシマランプ１１から最も離間する位置よりも内方の位置に設けられていてもよい。図８において、冷却ガス送風口を符号３６Ｂで示す。

以下、本発明のエキシマランプ装置の具体的な実施例について説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１〜図６に従ったエキシマランプ装置〔１〕を作製した。具体的には、以下の通りである。
〔エキシマランプユニット〕
・全長：２ｍ
・一端ベースと中間ベースとの距離：７３５ｍｍ
・中間ベースとランプホルダとの距離：１００ｍｍ
・ランプホルダと他端ベースとの距離：１０００ｍｍ
〔一端ベース〕
・顎部の外径：φ６０ｍｍ
・凹所の外径：φ５４ｍｍ
〔中間ベース〕
・最大外径：φ５４ｍｍ
〔ランプホルダ〕
・最大外径：φ５４ｍｍ
〔他端ベース〕
・最大外径：φ５４ｍｍ
〔エキシマランプ〕
・ランプ長：１ｍ
・内側管：内径１４ｍｍ、外径１６ｍｍ、厚み１ｍｍ
・外側管：内径２４．５ｍｍ、外径２６．５ｍｍ、厚み１ｍｍ
・放電ガス（キセノン）：封入圧３３．３ｋＰａ
・電力：１９０Ｗ
〔冷却ガス送風管〕
・長さ：２ｍ
・本数：３本
・外径：φ６ｍｍ
・内径：φ４ｍｍ
〔冷却ガス送風口〕
・内径：φ０．７ｍｍ
・ピッチ：９０ｍｍ
・らせん状に配置
〔外套管〕
・内径：φ５８ｍｍ
・厚み：３ｍｍ

＜実施例２＞
実施例１において、冷却ガス送風口をらせん状に配置せず、隣接する冷却ガス送風管の最も近接した冷却ガス送風口同士が、長手方向の同一のレベル位置に配置されるよう設けたこと以外は同様のエキシマランプ装置〔２〕を作製した。

上記のエキシマランプ装置〔１〕およびエキシマランプ装置〔２〕の各々に、それぞれ、窒素ガスを０Ｌ／ｍｉｎ、３０Ｌ／ｍｉｎ、９０Ｌ／ｍｉｎの流量で供給した状態において、エキシマランプの軸方向の中心、および、軸方向外方にそれぞれ２００ｍｍ、４００ｍｍ離間した位置、合計５点の温度を測定した。それぞれの位置を、他端ベースに近接した位置からＡ〜Ｅとする。Ａ〜Ｅにおいては、エキシマランプの周壁に接触して温度を測定した。
そして、Ａ〜Ｅの温度から、下記式（１）に従って温度の均一度を算出した。
式（１）：温度の均一度（％）＝
｛（Ａ〜Ｅの中の最大温度）−（Ａ〜Ｅの中の最小温度）｝／（Ａ〜Ｅの平均温度）×１００
温度の均一度が小さいほど、最大温度と最小温度との差が小さいことになり、エキシマランプの温度分布のバラツキを抑制することができることを示す。
結果を表１に示す。

表１から明らかなように、エキシマランプ装置に冷却ガス（窒素ガス）を流通させることによって、流通させない場合よりもエキシマランプの温度を低下させることができることが確認された。
また、冷却ガス送風口がらせん状に設けられたエキシマランプ装置〔１〕は、隣接する冷却ガス送風管の冷却ガス送風口同士が同一のレベル位置に設けられたエキシマランプ装置〔２〕よりも、温度の均一度が１／３程度に小さくなっており、エキシマランプの温度分布のバラツキをより抑制することができることが示されている。

１０ エキシマランプユニット
１１ エキシマランプ
１２ 発光管
１３ 金属キャップ
１４ セラミックキャップ
２０ 一端ベース
２０ａ 凹所
２０ｂ 顎部
２１ 給電端子
２２ アース端子
２３ 排気口
２４ 貫通孔
２５ リード線支持ロッド
２８ 切欠き
２９ 固定用孔
３０ 中間ベース
３１Ａ，３１Ｂ 半円盤状部材
３２ ナット
３３ 通気口
３４ 切欠き
３５ 冷却ガス送風管
３６，３６Ａ，３６Ｂ 冷却ガス送風口
３８ 切欠き
３９ 固定用孔
４０ 他端ベース
４１ 他端ベース本体
４１ａ，４１ｂ凹所
４２ 凸部
４６ ネジ孔
４７ ネジ
５０ ランプホルダ
５１ 部材
５３ ランプホルダ用貫通孔
５４ 貫通孔
５８ 切欠き
６０ 外套管

Claims (4)

1. 長尺な管状のエキシマランプと、
   当該エキシマランプの長手方向に沿って、前記エキシマランプの外周面と対向するように設けられた冷却ガス送風管とよりなり、
   前記エキシマランプから放射される真空紫外線を透過する外套管内に収容されて使用されるエキシマランプユニットであって、
   前記冷却ガス送風管には、長手方向に沿って複数の冷却ガス送風口が設けられ、
   当該冷却ガス送風口の各々は、当該冷却ガス送風口から吐出される冷却ガスが前記エキシマランプの同一の周方向に指向され、かつ、前記エキマランプの周壁に送風される位置に配置されていることを特徴とするエキシマランプユニット。
2. 前記冷却ガス送風管を複数有し、
   当該複数の冷却ガス送風管が、前記エキシマランプの外周に沿って均等に離間して配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプユニット。
3. 長尺な管状のエキシマランプ、および、
   当該エキシマランプの長手方向に沿って、前記エキシマランプの外周面と対向するように設けられた冷却ガス送風管よりなるエキシマランプユニットと、
   当該エキシマランプユニットが同軸状に収容される、一端が開口されると共に他端が閉塞された、前記エキシマランプから放射される真空紫外線を透過する外套管とよりなり、
   前記冷却ガス送風管には、長手方向に沿って複数の冷却ガス送風口が設けられ、
   当該冷却ガス送風口の各々は、当該冷却ガス送風口から吐出される冷却ガスが前記エキシマランプの同一の周方向に指向され、かつ、前記エキマランプの周壁に送風される位置に配置されていることを特徴とするエキシマランプ装置。
4. 前記冷却ガス送風管を複数有し、
   当該複数の冷却ガス送風管が、前記エキシマランプの外周に沿って均等に離間して配置され、
   前記複数の冷却ガス送風管における冷却ガス送風口の各々は、前記エキシマランプの外周に沿った一方向に順次の冷却ガス送風管における長手方向のレベル位置が、前記外套管の一端側方向に変位するよう配置されていることを特徴とする請求項３に記載のエキシマランプ装置。