JPH0731146Y2 - 光源用冷却ホルダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は分光光度計等に用いられる光源を内部に保持
し、水冷により該光源から放出される熱を吸収する光源
用冷却ホルダに関する。

［従来の技術］ 例えばキセノンランプは、点光源で輝度が高く、その発
光は自然昼光に近い連続スペクトル成分を有し、分光光
度計用の光源として用いられている。このキセノンラン
プは、電気エネルギーを光エネルギーに変換する変換効
率が50％以上と比較的高いが、供給電力が大きくなると
（例えば450W）放熱量も大きくなり、管内圧力が高圧と
なって破損したり、劣化が速くなって寿命が短くなる。

そこで、従来では、このキセノンランプを鉄パイプ内に
配置し、この鉄パイプの外周面に銅管を巻き付け、銅管
を鉄パイプに銀ろう付けし、銅管に冷却水を流して鉄パ
イプを水冷していた。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、銅管と鉄パイプとは線的な接触であるため、鉄
パイプと冷却水との間で充分な熱交換を行うことができ
ず、冷却効率が小さかった。

本考案の目的は、このような問題点に鑑み、冷却効率の
高い光源用冷却ホルダを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案に係る光源用冷却ホ
ルダでは、内部に光源が配置され側壁に該側壁の内外面
を貫通する光源光放射用孔が形成されさらに該側壁に両
端面間を貫通する複数の冷却水路用孔が形成された該金
属筒と、該光源の一方の口金を支持するソケットが設け
られ該金属筒の一方の端面に接合され隣合う該冷却水路
用孔を連通させる溝が接合面に形成された第１保持部材
と、該光源の他方の口金を支持するソケットが設けられ
該金属筒の他方の端面に接合され隣合う該冷却水路用孔
を連通させる溝が接合面に形成された第２保持部材と、
該金属筒、該第１保持部材又は該第２保持部材に設けら
れ該冷却水路用孔に直接又は間接的に連通された入口ジ
ョイント及び出口ジョイントとを有し、該入口ジョイン
トに冷却水を供給して該冷却水を該金属筒の該冷却水路
用孔に通し該出口ジョイントから排出させるように構成
している。

［作用］ 光源を点灯させると、光とともに大量の輻射熱が放出さ
れて、金属筒に直接吸収され、あるいは雰囲気に吸収さ
れた後金属筒に伝達される。また、光源から大量のジュ
ール熱が放出され、熱伝導により光源の口金、第１及び
第２の保持部材、金属筒へと伝わる。

一方、入口ジョイントに供給した冷却水は、第１及び第
２の保持部材に設けられた連通溝及び金属筒に設けられ
た冷却水路用孔を通り、出口ジョイントから排出され
る。

したがって、金属筒が均一に冷却される。しかも、冷却
水と金属筒との接触面積を従来よりも相当大きくするこ
とができるので冷却効率が高い。また、第１及び第２の
保持部材をも直接に水冷することができ、光源の口金か
ら保持部材に設けられたソケットへ伝わる熱を充分に冷
却することができる。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の一実施例を説明する。

第１図は、分光光度計用光源としてのキセノンランプ10
が胴筒36内に装着された状態を示す。

このキセノンランプ10は、陽極14と陰極16とが、キセノ
ンガスを封入した石英ガラス製耐圧管球18内に対向配置
され、陽極14と陰極16がそれぞれ、耐圧管球18の両端に
配置された口金20、22に接続された構成となっている。
口金20、22間、すなわち陽極14、陰極16間に電圧を印加
すると、放電により高輝度の自然昼光に近い光が電極間
から放射されるとともに、大量の熱が放出される。この
熱は主に放電部からの輻射熱と放電部でのジュール熱で
あり、特にこのジュール熱は熱伝導により口金20、22へ
伝わり、冷却しなければ口金20、22が高温になる。

口金20、22はそれぞれ、耐圧管球18の両端に取り付けら
れたシェル201、221と、シェル201、221の先端面から突
出したピン202、222とからなる。この口金22は、ロアデ
ィスク24に固着された陰極ソケット26に保持されてい
る。陰極ソケット26は、テフロン（登録商標）製の絶縁
ディスク261に、受金262がねじ263で螺着されている。
受金262の中間部には、６枚の冷却フィン264が形成さ
れ、この冷却フィン264には、周囲のガスの流れを良く
して冷却効果を高めるために、多数の孔265が穿設され
ている。受金262の先端部には雄ねじが形成され、これ
に接続ナット266及び267が螺合されており、この接続ナ
ット266、267間に不図示のリード線の端子が挟持されて
電源の負極に接続される。受金262の軸芯部には、口金2
2のピン222が嵌合される保持孔268が形成されている。
絶縁ディスク261は、ロアディスク24にその周面垂直方
向に形成された螺孔241（第３図）に、ねじ28が螺入さ
れて、ロアディスク24に固定されている。これにより、
受金262とロアディスク24とが電気的に絶縁されてい
る。

ロアディスク24の内端面には、第３図に示す如く、ロア
ディスク24と同心にリング溝242、243が形成されてお
り、これらに第１図に示すシール用Ｏリング30、32が嵌
合される。リング溝242と243との間には、細長い入口溝
244、出口溝245及び連通溝246が形成されている。入口
溝244、出口溝245はそれぞれ、ロアディスク24の周面に
垂直に螺着された入口ジョイント247、出口ジョイント2
48により外部と連通されている。また、リング溝242と2
43との間には、ロアディスク24の端面に垂直にボルト孔
249が穿設され、これらに第３図に示すボルト34が通さ
れて、ロアディスク24が胴筒36の端面に接合螺着されて
いる。ロアディスク24の周縁部に穿設されたボルト孔25
0は、不図示のハウジングにロアディスク24を固定する
ためのものである。

胴筒36の側壁内には、第１図のII−II線横断面図である
第２図に示す如く、その軸方向（長手方向）に平行に縦
断路361〜364が貫通形成されている。これら縦断路361
〜364は同一形状であり、胴筒36の中心の回りに等角に
配置されている。縦断路361、362は、それぞれ第３図に
示す入口溝244、出口溝245と部分的に重なり、縦断路36
3及び364は連通溝246と部分的に重なっている。この重
なり状態を第５図に示す。胴筒36の長手方向中央部に
は、第１図にも示す如く、陽極14、陰極16間の放電部に
対応して、側壁の内周面と外周面を貫通する円孔365、3
66が胴筒36の直径方向に穿設されている。この円孔365
の側方には、利用する光強度を大きくするために凹面鏡
37が配置されており、キセノンランプ10から円孔365側
に放射された光は、凹面鏡37で反射されて、キセノンラ
ンプ10から円孔366側に直接放射された光と重畳され
る。胴筒36の内壁面367には、胴筒36の軸方向に平行
に、多数の同一形状の溝が形成されており、内壁面367
で反射した輻射熱の大部分はキセノンランプ10側へ行か
ずに反射点付近の内壁面367に吸収される。さらに、内
壁面367の全面に黒色塗料が塗布されており、内壁面367
に入射した輻射熱は、大部分が反射されずに吸収され
る。胴筒36の上端にはアッパディスク38が接合固着され
ている。

このアッパディスク38は、胴筒36の上端面との接合端面
に、第４図に示す如く、アッパディスク38と同心にリン
グ溝381、382が形成されている。このリング溝381、382
の大きさは、第３図に示すリング溝242、243と同一であ
る。リング溝381、382にはそれぞれ、第１図に示す如
く、シール用Ｏリング40、42が嵌入される。リング溝38
1と382との間には、細長い連通溝383、384が形成されて
いる。連通溝383は、第２図に示す縦断路362及び363と
部分的に重なり、連通溝384は、縦断路361及び364と部
分的に重なる。この重なり状態を第５図に示す。また、
リング溝381と382との間には、アッパディスク38の端面
に垂直にボルト孔385が形成されており、第１図に示す
如くこれにボルト44が通されてアッパディスク38が胴筒
36に螺着されている。アッパディスク38の中央部には挿
入孔386が形成され、その周面に形成された雌ねじ387に
は陽極ソケット46が螺合される。陽極ソケット46の端面
中央部に形成された円孔461には、口金20のピン202が貫
通する。また、陽極ソケット46の外端面にはリングばね
48の一端がねじ50で螺着されており、このリングばね48
の外周面でピン202の外周面を押圧して、ピン202と陽極
ソケット46との間の電気的接触を確実にしている。

上記冷却ホルダ12のロアディスク24、陰極ソケット26、
胴筒36、アッパディスク38及び陽極ソケット46の材料
は、熱伝導率が大きくかつ成形及び切削容易な金属、例
えばアルミ合金が好ましい。アルミ合金の場合には、胴
筒36は、縦断路361〜364が形成された長尺円筒を押出成
形したものを適当な長さに切断することにより、容易に
製作することができる。

次に上記の如く構成された本実施例の作用を説明する。

陽極ソケット46を取り外して冷却ホルダ12内にキセノン
ランプ10を挿入し、陰極ソケット26の保持孔268内に口
金22のピン222を嵌合させ、陽極ソケット46をアッパデ
ィスク38に螺着して第１図に示す状態にする。この状態
でロアディスク24、陰極ソケット26間に電圧を印加し、
入口ジョイント247に冷却水を供給する。これにより、
陽極14と陰極16間に放電が生じて励起光が放射され、円
孔366を通った発散光は不図示のコリメータ鏡で平行光
にされたのち、不図示の分光器に入射される。また、光
とともに放電部から大量の輻射熱が放出され、さらに放
電部での大量のジュール熱が熱伝導により口金20、22へ
伝わる。輻射熱は黒色の内壁面367で大部分が吸収さ
れ、内壁面367での反射光はその凹凸面により大部分が
反射点付近の内壁面367に吸収される。一方、冷却水は
入口溝244、縦断路361を通りアッパディスク38の連通路
384に到達し、次に縦断路364を通ってロアディスク24の
連通溝246に到達し、次に胴筒36の縦断路363を通ってア
ッパディスク38の連通溝383に到達し、次に胴筒36の縦
断路362を通ってロアディスク24の出口溝245に到達し、
出口ジョイント248を通って外部に排出される。

したがって、冷却ホルダ12が均一に冷却される。しか
も、冷却水と胴筒36との接触面積が従来よりも相当大き
いので冷却効率が高い。また、従来では取り外し可能な
ロアディスク24及びアッパディスク38に類似したものに
冷却管を銀ろう付けすることができなかったのでこれら
を直接に水冷することができなかったが、本実施例で
は、ロアディスク24及びアッパディスク38をも冷却水が
通るので、これらを直接水冷することができ、特にピン
202から陽極ソケット46へ伝わる熱を充分に冷却するこ
とができる。

［考案の効果］ 以上説明した如く、本考案に係る光源用冷却ホルダによ
れば、冷却効率が高いという優れた効果を奏し、冷却水
の節約、光源の長寿命化及び光源の破損防止に寄与する
ところが大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本考案に係る光源用冷却ホルダの一
実施例に係り、 第１図はキセノンランプ10が冷却ホルダ12に装着された
状態を示す縦断面図、 第２図は胴筒36のII−II線横断面図、 第３図はロアディスク24の平面図、 第４図はアッパディスク38の平面図、 第５図は冷却水の通路を一平面に正投射した図である。 図中、 10:キセノンランプ 12:冷却ホルダ 24:ロアディスク 242、243、381、382:リング溝 244:入口溝 245:出口溝 246、383、384:連通溝 247:入口ジョイント 248:出口ジョイント 26:陰極ソケット 261:絶縁ディスク 30、32、40、42:Oリング 36:胴筒 361〜384:縦断路 38:アッパディスク 46:陽極ソケット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】内部に光源（10）が配置され、側壁に該側
   壁の内外面を貫通する光源光放射用孔（365）が形成さ
   れ、さらに該側壁に両端面間を貫通する複数の冷却水路
   用孔（361〜364）が形成された金属筒（36）と、 該光源の一方の口金（22）を支持するソケット（26）が
   設けられ、該金属筒の一方の端面に接合され、隣合う該
   冷却水路用孔を連通させる溝（246）が接合面に形成さ
   れた第１保持部材と、 該光源の他方の口金（20）を支持するソケット（46）が
   設けられ、該金属筒の他方の端面に接合され、隣合う該
   冷却水路用孔を連通させる溝（383、384）が接合面に形
   成された第２保持部材（38）と、 該金属筒、該第１保持部材又は該第２保持部材に設けら
   れ、該冷却水路用孔に連通された入口ジョイント（24
   7）及び出口ジョイント（248）とを有し、 該入口ジョイントに冷却水を供給して該冷却水を該金属
   筒の該冷却水路用孔に通し該出口ジョイントから排出さ
   せるようにしたことを特徴とする光源用冷却ホルダ。