JPH08329899A - 放電灯用冷却器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は製造の際、フィルター等の挿入前に
フィルター両端の係止部に除冷を施すことができるの
で、係止用突起付近の機械的強度を大きくすることがで
き、ウォーターハンマー現象による係止部の脱落をなく
し、管状フィルターの破損や内管の溶着部のひび割れに
よる水漏れを防止することができ、長寿命で品質が安定
した紫外線照射用光源に用いる放電灯用冷却器を提供す
ることを目的とする。 【構成】 内管と外管との間にガラス製のフィルターや
金属反射板などを挿入してなり、前記フィルターの係止
部を一端は内管に、他端は外管に形成して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インキや塗料の乾燥あ
るいは樹脂の硬化等に使用される光化学反応用光源装置
に使用される二重管形の放電灯用冷却器に関し、特に内
管と外管の間に配置されるフィルター等の係止部の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光化学反応用の紫外線照射用光
源として、特公昭６２−２８５４０号公報に記載のよう
な放電灯用冷却器（以下水冷ジャケットという）を用い
た放電灯が提案されている。又、この種水冷ジャケット
として実開平４−３６７６１号公報に記載のような管状
スペーサを用いた管状フィルターの係止構造が提案され
ている。図６は、紫外線照射用光源の構成図であり、図
中２１は石英製発光管よりなる放電灯、該放電灯は円筒
状の水冷ジャケット用内管２２に収納されかつその外側
には冷却水を循環するための水冷ジャケット用外管２３
が設けられている。円筒状の水冷ジャケット２４の端部
外面には冷却水を流すための給水口２４ａおよび排水口
２４ｂが形成されている。そして、内管２２と外管２３
との間には、低融点ガラス製の管状フィルター２５が挿
入されている。又、管状フィルター２５の少なくとも一
端（図６中では両端）には耐熱ガラス製の管状スペーサ
２６ａ，２６ｂが配置され、内管２２の外端部に溶着し
た係止用突起２７ａ，２７ｂを介して保持している。

【０００３】前記構造によれば、製造の際の管状フィル
ターへの熱的な影響を考慮し、かつ放電灯点灯時に水冷
ジャケット内に冷却水を循環させ、発光管を冷却する場
合のウォーターハンマー現象による係止部の脱落をなく
し、管状フィルターの破損や内管の溶着部のひび割れに
よる水漏れを防止することができる。

【０００４】しかし、光化学反応用光源装置のコンパク
ト化の要求に基づき水冷ジャケットの端部から管状フィ
ルターの端部までの距離も制約を受け、係止部と管状フ
ィルターとの距離が短くなり、製造の際の除冷作業が十
分行なえず歪が生じたままとなっている。又、放電灯の
高出力化の要求が強く、それに伴う冷却能力の効率アッ
プのために水圧を上げて冷却水の流量を増やすことによ
り、ウォーターハンマー現象の力も強くなっている。こ
のような事情により、前記した構造であっても、前記の
様な問題を完全に除去することができない。この主な原
因は製造の際内管に管状フィルターを挿入して管状スペ
ーサーを介して係止用突起を溶着した後、十分な除冷作
業ができないため歪が残り、溶着部にクラックが発生し
やすくなっているからである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、水冷ジャケット
を製造する場合、まず内管２２にフィルター係止用突起
２７ａを溶着したのち、除冷して溶着部の管状スペーサ
ー２６ａ、管状フィルター２５、管状スペーサー２６ｂ
を挿入し、図７に示すように管状スぺーサー２６ｂの端
部から数ミリ離れた箇所をフィルターに熱的影響を与え
ないようにバーナーで注意深く加熱し、フィルター係止
用突起２７ｂを管状スペーサーの端縁に沿って数カ所溶
着する。そして、管状フィルター２５が係止された内管
２２を端部に給水口２４ａと排水口２４ｂを一体的に接
続した外管２３に挿入し、内管２２と外管２３の両端部
を溶着する。この際、先に内管に溶着させた係止用突起
２７ａ及び水冷ジャケット２４両端の内管と外管の溶着
部は管状フィルター２５に熱的影響を与えないため十分
な除冷作業は行なえるが、フィルター２５を挿入させた
後に溶着する係止用突起２７ｂは十分な除冷作業が行な
えず、歪が残り、溶着部にクラックが生じやすいという
問題点がある。

【０００６】本発明は前記に鑑みてなされてもので、前
記フィルター係止部の一端を内管に形成し他端は外管に
形成することより、製造の際、両端の係止部共にフィル
ターの挿入前に溶着あるいは除冷を施すことができるの
で、係止用突起付近の機械的強度を大きくすることがで
き、ウォーターハンマー現象による係止部の脱落をなく
し、管状フィルターの破損や内管の溶着部のひび割れに
よる水漏れを防止することができ、長寿命で安定した品
質の紫外線照射用光源に用いる放電灯用冷却器を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、内管と外管と
の間にガラス製フィルターや金属反射板などを挿入して
なる二重管形の放電灯用冷却器において、前記フィルタ
ー等の係止部を一端は内管に他端は外管に形成してな
る。又、前記係止部は、外管の内端面に凸状に形成して
なる。更に、前記管状フィルターの端部に沿って外管に
形成した凸状係止部は少なくとも１個以上である。更に
また、前記フィルター、反射板あるいはスペーサーのう
ち係止部と直接接触するものの端部径より小さい内径の
ガラス管と外管本体とを接続して係止部を形成してな
る。又、前記フィルター、反射板あるいはスペーサーの
うち係止部と直接接触するものの端部径より大きい外径
のガラス管と内管本体とを接続して係止部を形成してな
る。そして、内管と外管との間にガラス製フィルターや
金属反射板などを挿入してなる二重管形の放電灯用冷却
器の製造方法において、前記フィルター等の係止部の一
端は内管に形成し、他端は外管に形成することにより、
フィルターの挿入前に両端の係止部ともに溶着、変形加
工あるいは除冷を施すことを特徴とする。

【０００８】

【作用】前記構成により、両端の係止部共にフィルター
の挿入前に溶着あるいは除冷を施すことができるので、
係止用突起付近の機械的強度を大きくすることができ、
ウォーターハンマー現象による係止部の脱落をなくし、
管状フィルターの破損や内管の溶着部のひび割れによる
水漏れを防止することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は紫外線照射用光源の概略説明図であり、両端
に電極を封着し、内部に水銀及び不活性ガスと共に金属
ハロゲン化物を封入した石英製発光管よりなる紫外線を
放射する直管状の放電灯１の外周に、内管２及び外管３
とを一体的に形成した耐熱ガラス製の水冷ジャケット４
を備えている。水冷ジャケット４の内管２の外周には紫
外線を透過し熱線を吸収する低融点ガラス製の管状フィ
ルター５が装着されており、管状フィルター５の一端は
あらかじめ内管２に溶着された係止用突起６に係止され
ており、他端は外管に形成され、外管の内側面に突出さ
れた係止用突部７により係止されている。なお、係止用
突部７は外管３と膨張係数が同じガラス材を外管に溶着
させても得られるが、外管３の係止部付近を熱変形させ
てもよい。又、８ａ，８ｂは内管２の外側面に溶着した
別の突起で管状フィルターが径方向に偏るのを防止して
いる。このような構造によれば、製造の際内管と外管の
それぞれに設けられた係止用突起及び係止用突部は低融
点ガラスからなる管状フィルターをジャケット内に装着
する前に十分な除冷作業を行なうことができるため、係
止用突起の溶着部付近に残る歪を除去することができ
る。その結果、係止部付近の機械的強度が大きくなり、
ウォーターハンマー現象に対して、係止用突起が脱落し
たり、係止部付近にクラックが発生することがない。

【００１０】次に、本発明の前記実施例に基づく具体的
な製造方法の一例を説明する。外径２９ｍｍ，全長６０
０ｍｍの石英製ガラス管を用意し、端部から約３７ｍｍ
の部位を火炎バーナーで局部的に加熱し、予め熱してお
いた直径約３ｍｍの石英ガラス玉を溶着させ係止用突起
６を得る。なお、係止用突起６は内側から先端が針状の
耐熱工具によってガラス管を突くことによっても得られ
る。そして、溶着後、石英ガラス玉はつぶれて内管の外
側面で直径約４ｍｍ，高さ２ｍｍの係止用突起が形成さ
れる。係止用突起は少なくとも１個以上あればよいが、
管状フィルターに掛かるウォーターハンマー現象の応力
を分散させるためには２個以上設けるのが望ましい。次
に内管の外側面に管状フィルターが径方向に偏るのを防
ぐため高さ０．５ｍｍ，直径１ｍｍの突起を内管の両端
から１００ｍｍの箇所に数個設ける。この内管に設けら
れた突起は加工中は千数百度の高温にさらされるが、加
工後そのまま放置するとやがて約１２００度位まで冷え
て固化し、さらに冷却・収縮を続ける。この際に他の部
位は収縮しないから溶着部は周辺方向へ引っ張られて張
力を発生し、同時に他の部位にもその反力として張力が
発生する。これらの張力は溶着部が冷えるに伴って大き
くなる。そして、この張力の発生を防ぐために、溶着作
業終了後にガラスを約１１９０度（除冷温度域）に保持
して全体の温度を均一にした後ゆっくり冷却する必要が
ある。

【００１１】前記例は石英ガラスの場合の説明であり、
他の耐熱製ガラスを使用する場合はそれぞれのガラス材
質に応じた除冷作業を行えばよい。更に、外径４０ｍ
ｍ，内径３６ｍｍ，全長６００ｍｍの石英ガラスを用意
し、端部から約３７ｍｍの部位を火炎バーナーで局部的
に加熱し、先端が針状の耐熱工具によってガラス管を外
側から突くことで係止用突部７を形成する。該係止用突
部は外管の内側面に直径４ｍｍ，高さ２．５ｍｍの突出
した形状に加工する。この係止用突部は少なくとも１個
以上あればよいが、前記と同様２個以上設けることが望
ましい。その後、外管に両端から１５ｍｍの部位にそれ
ぞれ直径約１１ｍｍの穴を開け、内径１１ｍｍ，外径１
５ｍｍの給水口及び排水口となる接続管を接続する。更
に、前記と同様に除冷作業を行なってガラス中に残る歪
を取り除く。続いて、外径３３ｍｍ，内径３１ｍｍ，全
長５２０ｍｍの管状フィルターを用意し、前記係止用突
起を形成した内管に装着し、前記した外管をこれにかぶ
せる。最後に内管と外管の両端を溶着すれば管状フィル
ターを装着した水冷ジャケットが完成する。

【００１２】以下、本発明の第２の実施例について図面
に基づき説明する。図２は水冷ジャケットの概略説明図
であり、（放電灯の図示、説明は省略する）水冷ジャケ
ット４は耐熱ガラス製の内管２と外管３とから構成され
ている。水冷ジャケットの内管２の外周には紫外線を透
過し熱線を吸収する低融点ガラス製の管状フィルター５
が装着されており、管状フィルター５の一端はあらかじ
め内管２に溶着された係止用突起６に係止されており、
他端は、外管３の端部に管状フィルター５の外径より小
さい内径の耐熱ガラス３ｂが接続されていて、その段差
によって管状フィルター５が係止されている。係止用突
部７ａ，７ｂは内管２の外側面に溶着することにより管
状フィルター５が径方向に偏るのを防いでいる。このよ
うな構造によれば、内管と外管のそれぞれに設けられた
係止用突起及び係止用突部は低融点ガラスからなる管状
フィルターを装着させる前に十分な除冷を行なうことが
でき、係止部の溶着部付近に残る歪を除去することがで
きる。この結果、係止部付近の機械的強度が大きくなり
ウォーターハンマー現象に対して、係止用突起が脱落し
たり、係止部付近にクラックが発生することがない。

【００１３】次に、前記実施例２に基づく具体的な製造
方法の一例を説明する。内管の製造方法は前記した実施
例１の場合と同様である。外径４０ｍｍ，内径３６ｍ
ｍ，全長５６３ｍｍの石英ガラス３ａと外径４０ｍｍ，
内径３２ｍｍ全長３７ｍｍの石英ガラス３ｂを用意し、
両者をガラス旋盤等を用いて接続して外管３とする。そ
の後、外管には両端から１５ｍｍの部位にそれぞれ直径
約１１ｍｍの穴を開け、内径１１ｍｍ，外径１５ｍｍの
接続管を接続する。その後、除冷作業を行なってガラス
中に残る歪を取り除く。続いて、外径３３ｍｍ，内径３
１ｍｍ，全長５２０ｍｍの管状フィルターを用意し、前
記した係止用突起を形成した内管に装着し、さらに前記
した外管をこれにかぶせる。最後に内管と外管の両端を
溶着すれば管状フィルターを装着した水冷ジャケットが
完成する。

【００１４】以下、第３の実施例について図面に基づき
説明する。図５は水冷ジャケットの概略説明図であり、
（放電灯の図示、説明は省略する）水冷ジャケット４は
耐熱ガラス製の内管２と外管３とから構成されている。
水冷ジャケットの内管２の外周には紫外線を透過し熱線
を吸収する低融点ガラス製の管状フィルター５が装着さ
れており、管状フィルター５の一端はあらかじめ外管３
に加工された係止用突部７に係止されており、他端は、
内管２の端部に管状フィルターの内径より大きい外径の
耐熱製ガラス２ｂが接続されていて、その段差によって
管状フィルター５が係止されている。８ａ，８ｂは内管
２の外側面に溶着した突起であり管状フィルター５が径
方向に偏るのを防いでいる。このような構造によれば、
内管と外管のそれぞれに設けられた係止用突起及び係止
用突部は低融点ガラスからなる管状フィルターを装着さ
せる前に十分な除冷を行なうことができるため、係止用
突起の溶着部付近に残る歪を除去することができる。そ
の結果、係止部付近の機械的強度が大きくなり、ウオー
ターハンマー現象に対して、係止用突起が脱落したり、
係止部付近にクラックが発生することがない。

【００１５】前記実施例３に基づく具体的な製造方法の
一例を説明する。外径２９ｍｍ，全長５６３ｍｍの石英
ガラス２ａと外径４０ｍｍ，外径３２ｍｍ，全長３７ｍ
ｍの石英ガラス２ｂを用意し、両者をガラス旋盤等を用
いて接続して内管２とする。次に内管の外側面に管状フ
ィルターが径方向に偏るのを防ぐため高さ０．５ｍｍ，
直径１ｍｍの突起を内管の両端から１００ｍｍの箇所に
２個以上形成する。そして、前記実施例と同様に除冷作
業を行なう。外管の製造方法は前記した実施例１の場合
と同様であり、除冷作業を行なってガラス中に残る歪を
取り除いておく。次に、外径３３ｍｍ，内径３１ｍｍ，
全長５２０ｍｍの管状フィルターを用意し、前記した内
管に装着し、さらに外管をこれにかぶせる。最後に内管
と外管の両端を溶着すれば管状フィルター入り水冷ジャ
ケットが完成する。

【００１６】なお、従来技術では管状フィルターに熱的
なダメージを与えないよう、十分な長さの管状スペーサ
ーが必要であったが、前記各実施例での図面に示すよう
に、本発明によれば熱的影響をなくすために管状スペー
サは特に必要ではないが、第２実施例の応用例として、
図４に示すような管状スぺーサー９ａ，９ｂを装着して
もよい。 又、前記した各実施例はすべて低融点ガラス
製の管状フィルターを備える水冷ジャケットについて説
明したが、紫外線照射用光源に配光特性をもたせるため
に図５（ａ），（ｂ）に示すようなスリット１０ａ，１
０ｂを有する管状の金属反射板１０を水冷ジャケット内
に組み込む場合についても本発明を適用することができ
る。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係わる放電灯用冷却器は、製造の際の係止用突起溶着
作業時にフィルター等への熱的な影響を配慮する必要が
ないため、作業が容易であり、かつ両端の係止用突起等
の溶着部の除冷作業ができるため、係止用突起の機械的
強度が大きくなり、係止用突起の脱落や溶着部付近のク
ラックが発生することがなく、長寿命で安定した品質の
紫外線照射用光源を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる紫外線照射用光源の要部側面図
である。

【図２】同じく、第２の実施例の要部側面図である。

【図３】同じく、第３の実施例の要部側面図である。

【図４】同じく、第２の実施例の応用例を示す要部側面
図である。

【図５】本発明に係わる金属反射板の姿図である。

【図６】従来の水冷ジャケットを示す要部斜視図であ
る。

【図７】同じく要部説明図である。

【符号の説明】 １ 放電灯 ６ 係止
用突起 ２ 水冷ジャケット内管 ７ 係止
用突部 ３ 水冷ジャケット外管 ８ａ，８ｂ
突起 ４ 水冷ジャケット ９ａ，９ｂ
管状スペーサー ４ａ 接続管（給水口） １０ 金属
反射板 ４ｂ 接続管（排水口） １０ａ，１０
ｂ スリット ５ 管状フィルター

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内管と外管との間にガラス製フィルター
   や金属反射板などを挿入してなる二重管形の放電灯用冷
   却器において、前記フィルター等の係止部を一端は内管
   に、他端は外管に形成してなる放電灯用冷却器。
2. 【請求項２】 前記係止部は、外管の内端面に凸状に形
   成してなる請求項１記載の放電灯用冷却器。
3. 【請求項３】 前記管状フィルターの端部に沿って外管
   に形成した凸状係止部は少なくとも１個以上である請求
   項１又は２記載の放電灯用冷却器。
4. 【請求項４】 前記フィルター、反射板あるいはスペー
   サーのうち係止部と直接接触するものの端部径より小さ
   い内径のガラス管と外管本体とを接続して係止部を形成
   してなる請求項１記載の放電灯用冷却器。
5. 【請求項５】 前記フィルター、反射板あるいはスペー
   サーのうち係止部と直接接触するものの端部径より大き
   い外径のガラス管と内管本体とを接続して係止部を形成
   してなる請求項１記載の放電灯用冷却器。
6. 【請求項６】 内管と外管との間にガラス製フィルター
   や金属反射板などを挿入してなる二重管形の放電灯用冷
   却器の製造方法において、前記フィルター等の係止部の
   一端は内管に形成し、他端は外管に形成することによ
   り、フィルターの挿入前に両端の係止部ともに溶着、変
   形加工あるいは除冷を施すことを特徴とする放電灯用冷
   却器の製造方法。