JPH05109388A

JPH05109388A - 液冷式放電管

Info

Publication number: JPH05109388A
Application number: JP3296395A
Authority: JP
Inventors: Minoru Watanuki; 稔綿貫
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1991-10-16
Publication date: 1993-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】アーク放電による衝撃に対して、放電管本体
を機械的に保護すると共に、安定した高電圧放電を確実
に得ることにある。【構成】不活性ガスを封入した放電管本体１と、この
放電管本体１との間に冷却用液体の通路を形成するジャ
ケット管体10とから構成し、ジャケット管体10に対して
放電管本体１を、弾性変形により放電管本体１の機械的
振動変位を可能に支持すると共に、この機械的振動に伴
う衝撃を緩衝する弾材21を介して組付け、弾材21の弾性
変形により放電管本体１のジャケット管体10に対する変
位を一定範囲内で自由にすることにより、放電管本体１
をそれ自身が発生する衝撃から機械的に保護すると共
に、熱による膨張収縮変形からも機械的に保護し、かつ
放電管本体１を充分に冷却することにより安定した高電
圧放電動作を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、露光とか紫外線乾燥等
の光化学反応用の光源として使用される液冷式のアーク
放電管に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】露光とか紫外線乾燥等の光化学反応用の
光源としては、例えば特開昭５６−１５６０３３号公報
に示される高圧水銀灯を利用するのが一般である。

【０００３】この特開昭５６−１５６０３３号公報に示
される高圧水銀灯に示された光源としての従来の高圧水
銀灯は、水銀とハロゲン化添化物と希ガスを封入して構
成されており、より多量の紫外線を発生させるために実
開昭６２−３２２８７号公報に示される、充分な冷却時
間と大きい放電電流とにより放電を達成する手段を利用
して点灯使用されていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光動
作に水銀およびハロゲン化添化物を蒸発させる必要があ
ることから、この蒸発を達成するための加熱が必要であ
り、かつ充分な冷却を与えると、冷却部に水銀やハロゲ
ン化添化物が偏って付着し、平均した発光を得ることが
できなくなるので、充分な冷却を与えることができず、
そのため充分な量の紫外線を得ることができないと言う
問題があった。

【０００５】また、放電管を充分に冷却できないため、
発熱が多くなり、このため光化学反応処理の施される被
照射ワーク材の材質が限定されることになり，適用範囲
が狭いと言う問題があった。

【０００６】電極部分に充分な冷却を施すことができな
いので、電極に無理がかかり、これにより短寿命となる
と言う問題があった。

【０００７】特にロングアーク水銀灯にあっては、放電
時の衝撃が大きく、この衝撃により放電管自体を破損す
ると言う問題があるばかりでなく、加熱による放電管自
体の熱膨張変形により破損が生じると言う問題があっ
た。

【０００８】そこで、本発明は、上記した従来技術にお
ける問題点を解消すべく創案されたもので、アーク放電
管を充分に冷却することができるものとすると共に、放
電時に発生する衝撃を放電管に対する機械的衝撃となら
ないようにすることを技術的課題とし、もって紫外線発
生量の大きくすると共に、安定した放電動作と寿命を得
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る本発明の手段は、不活性ガスを封入したアーク放電管
本体と、内蔵したこの放電管本体との間に冷却液体用の
通路を形成し、冷却用液体の供給口と排出口とを有する
ジャケット管体とから構成されること、このジャケット
管体に対する放電管本体の軸芯方向の両端部による組付
きを、放電管本体をジャケット管体に対して弾性変形に
より変位可能に支持する弾材を介して達成すること、に
ある。

【００１０】ジャケット管体を、筒形状をした透光性の
ジャケット管と、このジャケット管の両端部に液密に組
付けられ、放電管本体の端部を弾材を介して組付け保持
し、内部を冷却用液体の通路孔とした導電材料製の筒形
状の鞘管とから構成し、放電管本体の電極のリード線を
弛ませた状態でジャケット管体の鞘管に溶着するのが良
い。

【００１１】放電管本体の端部を、両端部内に電極を配
した発光管の端部を一方端部に嵌入固定し、筒壁に冷却
用液体通過用の通孔を開設した筒形状のベース体で構成
し、ジャケット管体を、筒形状の透光性のジャケット管
と、このジャケット管の両端部に液密に組付けられ、内
部を冷却用液体の通路孔とした筒形状の鞘管とから構成
し、この鞘管内に遊嵌したベース体の外周面と鞘管内周
面との間に弾材を組付けるのが良く、さらにベース体が
遊嵌する鞘管の端部内周面に段部を介して拡径部を形成
し、ベース体外周面に固定した板バネ状の弾材を、拡径
部内周面および段部に弾接可能に配置するのが良い。

【００１２】ジャケット管体を構成する直線円筒形状を
したジャケット管の中央に、このジャケット管内と連通
する枝管を一体に延出設すると有利である。

【００１３】放電管本体の少なくとも一方の電極を冷却
用液体に対して電気的に絶縁するのが良く、この放電管
本体の電極と冷却用液体との電気的絶縁を達成するため
に、電極に接続されるリード線を絶縁被覆線構造とする
なり、さらには放電管本体を構成するベース体およびジ
ャケット管体を構成する鞘管を電気絶縁材料製とするの
が良い。

【００１４】

【作用】冷却用液体は、ジャケット管体の一端から、こ
の放電管本体を内蔵したジャケット管体内に供給され、
ジャケット管体と放電管本体との間に形成された通路を
通ってジャケット管体の他端から排出される。

【００１５】この冷却用液体のジャケット管体内通過に
際して、通路は放電管本体の外表面で形成されるもので
あるので、放電管本体はジャケット管体内を通過する冷
却用液体によりその全体を冷却されることになる。

【００１６】放電管本体は、キセノンガス等の不活性ガ
スを封入して構成され、水銀やハロゲン化添化物を封入
していないので、放電管本体の冷却に際して、水銀やハ
ロゲン化添化物が冷却部に偏って付着すると言う不都合
の発生が皆無であり、もって充分に冷却した状態でのア
ーク放電が可能となる。

【００１７】また、このように、放電管本体は、その全
体が充分に冷却されるので、電極に無理がかかることが
なく、かつ発生する熱量を充分に少なくすることがで
き、さらに常に高い放電電圧を維持することになる。

【００１８】放電管本体の放電動作は、高電圧大電流に
よるアーク放電であるので、放電動作時の電子の衝突に
より、放電管本体に機械的な衝撃が発生する。この衝撃
は、一方の電極から他方の電極への電子の衝突により発
生するものであるので、その大部分は放電管本体の軸芯
方向に沿って作用し、残部が径方向に作用する。

【００１９】このように、放電管本体には、放電動作に
伴う衝撃により機械的な振動が発生するが、この放電管
本体に発生した機械的振動は、放電管本体をジャケット
管体に組付け支持する弾材の弾性変形により吸収され
る。

【００２０】このように、放電動作時に放電管本体に発
生する機械的振動は、弾材の弾性変形によりほぼ完全に
吸収されるので、放電動作に伴う放電管全体の不都合な
振動の発生がなく、これにより放電管は安定して稼働す
ることができ、また弾材の弾性変形は、発生した機械的
振動に対して放電管本体を機械的に緩衝保護することに
なるので、放電管本体を衝撃から機械的に緩衝保護する
ことになり、放電管本体の破損を効果的に保護すること
になり、さらに放電管本体の発熱、冷却に伴う膨張収縮
変形に対しても、弾材の弾性変形により、この放電管本
体の変形を無理なく生じさせることができるので、膨張
収縮変形による放電管本体の破損も完全に防止すること
になる。

【００２１】ジャケット管体を、ジャケット管と鞘管と
から構成した場合には、機械的強度の充分に大きい鞘管
で、弾材を介して放電管本体を支持するので、弾材の弾
性変形を良好にかつ安定して発生させることができ、こ
れにより弾材に緩衝効果を充分にかつ良好に発揮させる
ことができる。

【００２２】このジャケット管体の鞘管に放電管本体の
電極のリード線を溶着した場合は、このリード線による
放電管本体と鞘管とが機械的に連結されることになる
が、リード線を弛んだ状態で鞘管に溶着しているので、
放電動作によりジャケット管体に対して放電管本体が振
動変位したとしても、リード線の弛み程度が変化するだ
けで、放電管本体の振動変位による張力がリード線に発
生することがないので、リード線の断線等の不都合の発
生が皆無であると共に、弾材で支えられた放電管本体を
円滑にかつ良好に変位させることになる。

【００２３】放電管本体の少なくとも一方の電極を冷却
用液体に対して電気的に絶縁した場合には、放電灯駆動
用の電力の一部が、冷却用液体を通って他の電気設備、
例えば冷却用液体を循環圧送するポンプ装置等に漏れる
漏電事故とか、冷却用液体により放電管本体の両電極が
短絡される事故とかの発生を皆無とすることができ、こ
れにより放電管を安全に使用できると共に、安全対策設
備を簡略化することができる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照しなが
ら説明する。図１は、本発明による放電管の一実施例を
示す全体図で、図２は端部の拡大縦断面図である。

【００２５】放電管本体１は、細長円筒形状に成形され
た石英ガラス管の両端部を、電極３を内蔵した状態で封
止した発光管２と、この発光管２の両端部に外嵌組付け
されて接着樹脂８により接着固定された円筒形状のベー
ス体４とから構成され、ベース体４は、発光管２に外嵌
される固定部５と、この固定部５先端から縮径されて延
出設された組付き部６とから構成され、組付き部６の筒
壁には、冷却用液体の通路となる複数の通孔７が充分な
開口面積で開設されている。

【００２６】ジャケット管体10は、放電管本体１の外径
よりも大きい内径を有する直線円筒形状をした石英ガラ
ス管であるジャケット管11の両端部に、導電材料製の直
線円筒形状をした鞘管12を液密に嵌入組付けして構成さ
れ、ジャケット管11に対する鞘管12の液密な嵌入組付け
は、パッキン押さえ18によりパッキン16を不動に外嵌組
付けした鞘管12を、ジャケット管11の端部に強状に嵌入
組付けすることにより達成される。

【００２７】内部を冷却用液体の通路である通路孔15と
した鞘管12は、放電管本体１の組付け端部である基端部
（図２において、右側端部）を、段部14を介して内径を
拡径した拡径部13としており、先端部(図２において、
左側端部）を冷却用液体のホースコード接続部としてい
る。

【００２８】鞘管12の拡径部13内に嵌入した放電管本体
１のベース体４の先端部、すなわち組付き部６の先端部
外周面には、板バネで構成された弾材21が組付け固定さ
れており、この弾材21は鞘管12の拡径部13内周面および
段部14に弾接し、段部14に対する弾接により、弾材21の
軸芯方向に沿った弾性変形にも関わらず、ジャケット管
体10に対する放電管本体１の組付き位置を一定の位置範
囲内に維持できるようにしている。

【００２９】発光管２の封止された端部から導出された
電極３の電極棒に接続されたリード線９は、電極棒先端
からベース体４の先端開口部を通って鞘管12の内部空間
である通路孔15内に弛んだ状態で導出され、導電材料製
の鞘管12の冷却用液体のホースコード接続部を提供する
先端部内周面に溶着固定されている。リード線９を鞘管
12の先端部内周面に溶着したのは、この溶着操作が行い
易いからである。

【００３０】なお、ジャケット管11端面に近接して鞘管
12に取付けられたジャケット止め具17は、鞘管12のジャ
ケット管11に対する嵌入組付け限を設定すると共に、パ
ッキン押さえ18を鞘管12に不動に組付け保持するための
ものである。また、鞘管12に螺合組付けされた一対の止
め金具19は、本発明による放電管をランプハウスに取付
ける際に、放電管をランプハウスの対応する箇所に締め
付け固定するためのものである。

【００３１】図１および図２に示した実施例において、
冷却用液体は、一方の鞘管12から供給され、この一方の
鞘管12の通路孔15からベース体４の通孔７を通って（弾
材21を取付けた箇所も通路となる）放電管本体１とジャ
ケット管11との間に形成された通路20に流入し、もって
放電管本体１を直接冷却する。通路20に流入して放電管
本体１を冷却した冷却用液体は、この通路20から他方の
ベース体４の通孔７と鞘管12の通路孔15を通って放電管
内から排出される。

【００３２】図３に示した実施例は、ジャケット管11の
中央に枝管22を一体に設け、この枝管22を放電管に対す
る冷却用液体の供給または排出口とすべく構成したもの
で、放電管に供給される冷却用液体は、両端部の鞘管12
から同時に同量送入され、枝管22から排出されるか、ま
たは枝管22から送入され、通路20内で左右に分流して両
端部の鞘管12から排出されることになる。

【００３３】この図３に示した実施例の場合、図１に示
した実施例のように、放電管本体１の一方の電極部分を
冷却した冷却用液体が、引き続いて他方の電極部分を冷
却することによる冷却力の低下がなく、放電管本体１の
両電極部分を正確に均等に冷却することができる。

【００３４】図４は、放電管の端部の他の実施例の構造
例を示すもので、放電管本体１のベース体４、およびジ
ャケット管体10の鞘管12は、電気絶縁材料製のセラミッ
クガイシ構造となっており、リード線９は絶縁被覆線構
造となっている。

【００３５】リード線９と電極３の電極棒とのベース体
４内に位置する溶着接続箇所は、このベース体４内に充
填モールドされた絶縁モールド樹脂24内に液密に埋設位
置しており、リード線９は、鞘管12の筒壁に一体的に設
けられた導出筒片23を通って鞘管12外に導出されてい
る。

【００３６】リード線９は、導出筒片23に対して、パッ
キン等を利用して液密に組付いており、この導出筒片23
と電極との間のリード線９部分は弛んだ状態となってい
る。

【００３７】図４に示した実施例の場合、放電管駆動用
電力から、冷却用液体およびジャケット管体10を完全に
絶縁することができるので、放電管駆動用電力の冷却用
液体を介しての漏電を皆無とすることができる。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、上記した構成となっているの
で、以下に示す効果を奏する。放電管本体を、放電管全
体の取付け部分を形成するジャケット管体に弾材を介し
て組付けたので、アーク放電、特にロングアーク放電の
衝撃により放電管本体に機械的振動が発生しても、弾材
の弾性変形により放電管本体だけが、ジャケット管体に
対する組付き姿勢および位置を一定に維持した状態で振
動変位するだけであるので、放電管本体の振動変位を強
固に抑制されることによる破損の発生する恐れがなく、
またこの放電管本体の振動変位は、弾材の緩衝作用を受
けた状態で行われるので、放電管本体の機械的衝撃によ
る破損の発生する恐れもなく、もって放電管の安全で安
定した稼働を得ることができる。

【００３９】ジャケット管体に対して放電管本体を弾材
を介して組付けているので、放電動作の繰り返しによ
り、放電管本体に加熱冷却に伴う膨張収縮変形が発生し
たとしても、この膨張収縮変形に伴う変位を弾材の弾性
変形により吸収して放電管本体を無理なく変形させるの
で、放電管本体が膨張収縮変形により破損すると言うこ
とが皆無となり、もって放電管の安全で安定した使用を
得ることができる。

【００４０】放電管本体は、不活性ガスを封入して構成
され、水銀およびハロゲン化添化物を封入していないの
で、充分な冷却を受けても均一な紫外線発生を得ること
ができること、放電管本体とジャケット管体との間に冷
却用液体の通路を形成したので、冷却用液体による放電
管本体冷却が直接的に充分に達成されること、充分に冷
却されることにより放電管本体の放電電圧を常時高い値
に維持することができること等により、放電管本体の放
電動作を常に高電圧放電とすることができ、もって放電
管を常時紫外線発生率の高い状態で稼働させることがで
きる。

【００４１】放電管本体のリード線の先端を、ジャケッ
ト管体に弛ませた状態で溶着したので、ジャケット管体
に対して放電管本体振動変位しても、先端をジャケット
管体に固定したリード線に張力の発生することがなく、
もってリード線に邪魔されることなしに放電管本体の振
動変位が円滑に達成されると共に、リード線の断線等の
不都合な事故の発生する恐れがない。

【００４２】ジャケット管体の鞘管に拡径部および段部
を形成した場合には、放電管本体に固定された弾材の鞘
管に対する位置がほぼ一定に維持されるので、振動変位
する放電管本体が、その振動変位によりジャケット管体
に対する組付き位置を不正に変位させることがなく、も
って放電管本体ジャケット管体との組付き姿勢および位
置関係を適正に維持することができる。

【００４３】冷却用液体の通路を形成するジャケット管
の中央部に枝管を一体設した場合には、放電管本体の両
電極部分を正確に均等に冷却することができ、もって放
電管の正確な放電動作を得ることができる。

【００４４】放電管本体の電極を冷却用液体に対して電
気的に絶縁した場合には、放電管駆動用電力の冷却用液
体を通しての漏電発生を防止することができ、もって放
電管をより一層安全に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による放電管の一実施例を示す、中央部
分を省略した全体側面図。

【図２】図１に示した実施例における電極部分および放
電管本体とジャケット管体との組付き部分を構成例を示
す縦断面図。

【図３】本発明による放電管の他の実施例を示す、中央
部分を省略した全体側面図。

【図４】本発明による放電管のさらに他の実施例を示
す、電極部分および放電管本体とジャケット管体との組
付き部分を構成例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１；放電管本体２；発光管３
；電極４；ベース体５；固定部６
；組付き部７；通孔８；接着樹脂９
；リード線１０；ジャケット管体１１；ジャケット管１
２；鞘管１３；拡径部１４；段部１
５；通路孔１６；パッキン１７；ジャケット止め具１
８；パッキン押さえ１９；止め金具２０；通路２
１；弾材２２；枝管２３；導出筒片２
４；絶縁モールド樹脂

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不活性ガスを封入したアーク放電管本体
(1) と、内蔵した該放電管本体(1) との間に冷却液体用
の通路(7) を形成し、冷却用液体の供給口と排出口とを
有するジャケット管体(10)とから構成され、該ジャケッ
ト管体(10)に対する前記放電管本体(1) の軸芯方向の両
端部による組付きを、前記放電管本体(1) を前記ジャケ
ット管体(10)に対して弾性変形により変位可能に支持す
る弾材(21)を介して達成する液冷式放電管。
【請求項２】ジャケット管体(10)を、筒形状をした透
光性のジャケット管(11)と、該ジャケット管(11)の両端
部に液密に組付けられ、放電管本体(1) の端部を弾材(2
1)を介して組付け保持して、内部を冷却用液体の通路孔
（15) とした導電材料製の筒形状の鞘管(12)とから構成
し、前記放電管本体(1) の電極(3) のリード線(9) を弛
ませた状態で前記鞘管(12)に溶着した請求項１に記載の
液冷式放電管。
【請求項３】放電管本体(1) の端部を、両端部内に電
極(3) を配した発光管(2) の端部を一方端部に嵌入固定
し、筒壁に冷却用液体通過用の通孔(7) を開設した筒形
状のベース体(4) で構成し、ジャケット管体(10)を、筒
形状の透光性のジャケット管(11)と、該ジャケット管(1
1)の両端部に液密に組付けられ、内部を冷却用液体の通
路孔(15)とした筒形状の鞘管(12)とから構成し、該鞘管
(12)内に遊嵌した前記ベース体(4) の外周面と前記鞘管
(12)内周面との間に弾材(21)を組付けた請求項１または
２に記載の液冷式放電管。
【請求項４】ベース体(4) が遊嵌する鞘管(12)の端部
内周面に段部(14)を介して拡径部(13)を形成し、前記ベ
ース体(4) 外周面に固定した板バネ状の弾材(21)を、前
記拡径部(13)内周面および段部(14)に弾接可能に配置し
た請求項３に記載の液冷式放電管。
【請求項５】ジャケット管体(10)を構成する直線円筒
形状をしたジャケット管(11)の中央に、該ジャケット管
(11)内と連通する枝管(22)を一体に延出設した請求項１
または２または３または４に記載の液冷式放電管。
【請求項６】放電管本体(1) の少なくとも一方の電極
(3) を、供給される冷却用液体に対して電気的に絶縁し
た請求項１または３または４または５に記載の液冷式放
電管。
【請求項７】放電管本体(1) の少なくとも一方の電極
(3) に接続されるリード線(9) を絶縁被覆線とし、該リ
ード線(9) と前記一方の電極(3) との接続箇所を絶縁モ
ールド樹脂(24)内に液密に埋没位置させ、前記リード線
(9) の導出端をジャケット管体(10)外に液密に導出した
請求項１または３または４または５または６に記載の液
冷式放電管。
【請求項８】放電管本体(1) を構成するベース体(4)
と、ジャケット管体(10)を構成する鞘管(12)とを、電気
絶縁材料製とした請求項７に記載の液冷式放電管。
【請求項９】ジャケット管体(10)の筒壁の一部に、絶
縁被覆線構造のリード線(9) の導出端を液密に導出する
導出筒片(23)を設けた請求項７または８に記載の液冷式
放電管。