JPS6271533A - 紫外線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は紫外線照射装置の改良に関する。

〔発明の技術的背景及び問題点〕

紫外線は空気、水等の殺菌、光化学反応等多くの方面に
利用されているが、近年紫外線硬化型インクの開発に伴
ないプラスチック、金属類、プリント回路等への印刷ま
たは塗装等の乾燥固化あるいはグラスチック表面の硬化
等へ利用され始めている。

この中にあって例えば主として３２０〜４００μｍの紫
外光を発光する発光管を用いた紫外線照射装置としては
、経済性、汎用性の点さらには、オゾン除去の容易性か
ら第５図に示す如く発光管及び反射板等の強制冷却を果
たす換気手段を備えた装置が多用されている。

つまり２発光管１は例えば紫外線領域の光に対して反射
率の優れた反射板２と、紫外線透過フィルター３とによ
って包囲されたランプハウス４に配置されている。また
発光管ｌの上方の反射板２には排気口５０反射板２とフ
ィルター３との間には吸気口６が各々設けられている。

さらに、排気口５は排気ダクト７につながれており、こ
の排気ダクト７にはファン８が設けられている。

以上の様に構成された紫外線照射装置においては、ファ
ン８を回転させることによって、吸気口６から図中矢線
で示す冷風が採り入れられ、フィルター３９反射板２及
び発光管１を冷却した後排気ダクト７から排気される。

また、この排気の際に、紫外線によって生成された人体
に悪影響を及ぼすオゾンをも排出する作用も果たす。

ここで一般に１反射板２はガラス表面に多層の干渉薄膜
な被着させたものが多く、耐熱性に乏しく、また紫外線
透過フィルター３も同様に多層の干渉薄膜を利用してい
る。

したがって、この空冷排風方式においては、熱的に特性
が低下する反射板２及びフィルター３を極力冷却するこ
とが不可欠であるが、前述の様に構成されている装置で
は１発光管１が過度に冷却されることとなり、そのため
紫外線放射効率の著しい低下を誘発していたー また、前述の様な干渉薄膜を備えていない装置の場合１
反射板及びフィルターの冷却を余り必要とはしないが２
人体等に悪影響を及ぼすオゾン空気の排出の点から、ラ
ンプハウス４には外気が取り入れられる。したがってこ
れによってランプが冷却されることになり、前述の様な
効率の低下が生じていた。

上記の如く、従来の紫外線照射装置では１反射板及びフ
ィルターの冷却を実現し、かつ、オゾン空気の排出を実
現しつつ、ランプの紫外線放射効率の低下の抑止を図る
ことは実際上困難であり。

この問題点を解消する技術が切望されていた。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点に鑑みて成されたもので。

反射板及びフィルターの冷却を実現すると共に。

換気手段によるランプの過度の冷却を抑止することによ
って紫外線変換効率を向上できる紫外線照射装置を提供
することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は光照射部及び紫外線反射板とを有するランプハ
ウスと、このランプハウス内に設けられ。

紫外光を発するランプと、光照射部に配設され。

紫外光を透過させるフィルターと、少なくとも反射板及
びフィルターを冷却し、かつランプハウス内部を換気す
る換気手段と、ランプを包囲する石英カバーとを備えて
いるので１反射板及びフィルターの冷却が実現できると
共に、ランプ温度の過度の冷却を抑止するので、紫外線
変換効率の優れた紫外線照射装置を提供できる。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を以下に図面を用いて説明する。

第１図は９本発明に係る紫外線照射装置の実施例を示す
概略図である。

つまり、同図に示す様に０例えば水鋏が封入され、紫外
光を発する直管状のランプ１０は、紫外光を反射板２０
と、紫外光を外部に照射する光照射部３０より成るラン
プハウス４０の内部に配設されている。より詳しく説明
すると１反射板２ｏによって反射される光が略全て光照
射部３ｏに至る様に。

反射板２０及びランプ１０の位置関係等が定められてい
る。

また、同図において、ランプハウス４０内にある空気の
高温域、つまり、ランプ１０の上方部には。

排風口５０が設けられ、この排風口５０は、排気ダクト
６０につながｈている。

さらに、この排気ダクト６０の内部には回転羽７０が設
けられ、ランプハウス４０から排気ダクト方向（図中矢
印方向）１１Ｆ−空気流を形成する。

一方、ランプハウス４０の光照射部３０には、紫外光を
透過させる平板状のフィルタ８０が設けられている。

ここで９反射板２０とフィルタ８０との間には。

吸気口９０が設けられ、装置外の空気が取り込まれる構
造となっている。

さらに、ランプハウス４０の内部に配設されたランプ１
０の周囲を包囲するように、筒状の石英カバー１００が
設けられている。

ここで、この石英カバーｌＯＯの管径は、ランプ１０の
管径よりも大きく、ランプ１０から発された紫外光を透
過させるものである。

以上の様に構成された紫外線照射装置の作用について述
べる。

ランプ１０を点灯させると同時に、排気ダクト６０に設
置された回転羽７０が駆動する。この回転羽７０の駆動
によって、排気ダクト６０に連通した排風口５０から、
ランプ１０により暖められたう／ダハウス４０内部のオ
ゾンを含む空気が排気される。また１反射板２０とフィ
ルタ８０との間に設けられた吸気口９０からは、外気の
空気が吸入され。

ランプハウス４０内は冷却される。

ここで、ランプ１０の管壁温度について説明すると、前
述の通り、ランプ１０は石英カバー１００によって包囲
されており、吸気口９０から吸入された外気と直接当接
することはない。したがって、ランプ１０管壁の温度は
上昇し、従来と比べて、高い衡 温度での熱的平脩が保たれる。

以上の様に、従来ランプノ・ウスの冷却、またはランプ
ハウス内で生じ１人体等に害を与えるオゾンの排出のた
めに、ランプが冷却されていたが。

本発明によれば、それらを同時に実現しつつ、ランプの
管壁温度の平衡が従来と比べてより高い温度で保たれる
ので、ランプ温度の低下を抑止でき。

その結果、ランプの紫外線効率を向上させることができ
る。

次に、本発明に係る第２図に示す様な紫外線照射装置の
一実施例について詳細に説明する。

本実施例では、ランプ１１として、ヨウ化鉄（Ｆｅｌ２
）を含有したガスが封入された鉄メタルノーライドラン
プを用いている。このランプ１１は、管状の石英カバー
１０１により包囲され９反射板２１と光照射部３１とよ
り成るランプノ・ウス４１の内部に配設されている。反
射板２１は、ガラスを基体として、その表面に多層の干
渉膜が被着されたものであり、光の干渉作用を利用して
、紫外線を反射させつつ。

赤外線と可視光の一部を透過させる特性を有しているも
のである。

また、同図において、ランプ１１の上方の反射板２１に
は、排風口５１が設けられ、この排風口５１は排気ダク
）６１につながれている。さらに、この排気ダクト６１
の内部には、ランプハウス内排気ダクト６１方向に空気
流を形成する回転羽７１が設けられている。

一方、ランプハウス４１の光照射部３１　Ｋは、紫外光
を透過させる平板状のフィルタ８１が設けられており、
このフィルタ８１も前述の反射板２１と同じく、干渉作
用を利用した薄膜が施されている。

ここで、このフィルタ８１と反射板２１との間には外気
を吸入できるように吸気口９１が設けられている。

ここで９本実施例による装置の構造がより明確に理解さ
れる様に、装置の主要な部分の寸法等を記すと以下の通
りである。

ランプ１１はランプ電力１３．２ｋＷ、放電路長１１０
０鶴、管径２４．、の直管形紫外線ランプであり、また
それを同軸状に包囲する石英カバーは外径４５１ｎ内径
４２１１Ｉｍｓ　長さ１２４０１１１の管状のもので、
紫外線の透過に優れたものである。

光照射部３１に設けられるフィルタ８１は幅約１２０ｍ
５　長さ約１１５０．、このフィルタ８１と反射板２１
との間に設けられる吸気口９１は、約３０〇−（７酊Ｘ
４８ｎの略長方形）の小孔が装置の長さ方向（図面にお
いては紙面に垂直な方向）に２０個均等に並置されてい
る。したがって装置全体としての吸気口９１の総面積は
約１３０ｄである。また。

ランプ１１の上方に設けられる排風口５１は、吸気口９
１の総面積よりも小さく、約１１０ｄ（幅約１０朋、長
さ約１１００ｍ）の大きさである。

以上の様に構成された紫外線照射装置の作用について以
下に説明する、 ランプ１１を点灯させると同時に、排気ダクト６１Ｋｅ
ｔされた回転羽７１が９〜１２　ｒｒｒ／ｍｉｎの風量
となる様に駆動する。この回転羽７１の、鳴動によって
、吸気口９１から外気の空気が吸入されり。

ランプ１１により暖めらに＋　、オゾンを含むランジノ
１ウス４１内部の空気が排気される。これによって。

反射板２１及びフィルタ８１の冷却、ランジノ１ウス４
１内部の換気が十分圧行なわれる。

ここで、ランプ１１の管壁温度について説明すると、前
述の通り、ランプ１１は石英カッ＜−１０１によって包
囲されており、ランプの最冷部が吸気口９１から吸入さ
れた外気と直接当接することがないので、冷却が抑止さ
れ、これに伴なってランプの最冷部のｍＫが上昇する。

この実験結果を示すと。

従来の装置にあっては最冷部の管壁温度が約５００℃程
度であるのに対し１本実施例の様に構造等が定められて
いる装置にあっては１通常の室温下で作動させた場合に
最冷部の管壁温度が６００℃〜８００℃の範囲で平衡が
保たれることが確かめられが ている。これは１石英カバー１０１　Ｒ冷気によるラン
プ１１の放熱を抑止するので約６ｏｏ℃以上の温度に維
持され、また、ランプ１１から放射または伝導さねた熱
が９石英カバー１０１を介して外部に発散されるために
飽和状態となり８００’Ｃ以下に定まるものと考えられ
る。

巳の温度は、　ＦｅＩ２メタルハライドランプにとって
効率及び機能上、最も適した温度である。つまり、第３
図に最暗部温度と、紫外線変換効率と密に関係する光出
力の関係を示す様に、７５０℃近傍までは、最暗部温度
と光出力とは正比例するものの、７５０℃を越えると光
出力は飽和する。さらＫ。

８００℃を越えると、ランプ自身が軟化し、湾曲等の支
障が生じる場合があるので２本実施例に依れば効率及び
機能面において、最暗部温度が良好な範囲に定まる。

すなわち、従来の紫外線照射装置に配されたランプの最
暗部温度は前述の辿り約５００℃程度であり９本実施例
の場合は、最低でも６００℃以上に維持されるので、紫
外線変換効率が向上し、それに伴なって光効率が約６５
％程度以下から約８５％以上へと大幅に改善される。

次に、主な石英カバーの変形例を第４図ｆａｌ〜（ｄｉ
に示す。これらに示す様に、適宜定められた石英本発明
の石英カバーは、ランプ温度を低下し、各種の弊害が生
じない様に発光管への風量を規制するものであるので１
種々の形状でその作用を行なうことができる。したがっ
て、従来の紫外線照射装置に配設されたランプに比べて
、紫外線放射効率の向上が図れる。

以上の実施例においては、装置の形状を明確な数値等を
用いて詳纒に規定しているが１本発明はこれに限られず
９種々の仕様によって設計された装置にも適用できる。

また、ランプについても、実施例においてはＦｅ１２が
封入されたメタルハライドランプを用いているが、他の
種類のランプについても利用できることは明らかである
。さらにその形状も直管形のものに限らず９例えば矩形
状、環状等に形成されたものも利用できる。

〔発明の効果〕

本発明に依れば、ランプを包囲する石英カバーと、換気
手段を有しているので、ランプの紫外線変換効率の向上
が図れると共に、ランプハウス内に生じるオゾンの排出
及び反射板、フィルタの冷却ができる紫外線照射装置を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図及びｗｃ２図は本発明に係る紫外線照射装置の実
施例を示す概略図。 第３図は、最暗部温度と光出力の関係を示す特性図。 第４図（ａｌ〜（ｄｌは１本発明に用いられる石英カバ
ーの変形例を示す概略図。 第５図は、従来の紫外線照射装置の構成例を示す概略図
である。 １０　、１１・・・・・・ランプ、　　　２０．２１・
曲・反射板。 ３０　、３１・・・・・・光照射部、　　４０，４１・
・・・・・ランプハウス。 １００〜１０５・・・・・・石英カバー代理人弁理士　
　則　近　憲　佑 湯山幸夫 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光照射部と、紫外線を反射させる反射板とを有す
   るランプハウスと、 前記ランプハウス内に設けられ、紫外光を発するランプ
   と、 前記光照射部に配設され、紫外光を透過させるフィルタ
   ーと、 少なくとも前記反射板及び前記フィルターを冷却すると
   共に、前記ランプハウス内を換気する換気手段と、 前記ランプ温度の低下を抑制するべく前記ランプを包囲
   する石英カバー とを具備したことを特徴とする紫外線照射装置。