JP3128659U - 紫外線カーボンアーク式耐候光試験機 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線カーボンアーク式耐候光試験機において、光源によって加熱された試験槽内の空気による電極上部に設けた円筒壁内部の温度上昇を防ぐことで、金属基盤及び貫通孔の歪みを少なくし、硝子グローブと前記金属基盤の密閉性を保ち、前記貫通孔から前記硝子グローブ内に流入する空気が微量となることで、カーボン電極の長寿命化を図る。
【解決手段】前記金属基盤上部に設置した前記円筒壁の外周を断熱材で覆うことにより、光源によって加熱された前記試験槽内の空気が前記円筒壁内部へ与える熱の影響を低減することで、前記金属基盤及び前記貫通孔の歪みを少なくする。
【選択図】図１

Description

本考案は、紫外線カーボンアーク式耐候光試験機に使用するカーボン電極の長寿命化に関する。

紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４は、試験槽１３の中心部に、カーボンアーク灯光源を吊下し、その周囲に試料８を取り付けた試料取り付け枠５を回転させ、試料８が平均的に受光するように構成されている。試験槽１３内の空気温度または試料８表面温度は一定条件に保持される。前記アーク灯光源は、図１に示す如く、カーボン電極を硝子グローブ４で覆い、硝子グローブ４の上端を金属基盤３で塞ぎ、外気と遮断された状態でアークを通常放電電圧１３５Ｖ，電流１６Ａで発生させる。

アーク発生時は、過大な熱を生じるので、硝子グローブ４を密閉させるための金属基盤３には、熱伝導性と耐熱性に優れ、高温強度が高く熱変形が生じにくいアルミニウム青銅材が使用されている。金属基盤３は円盤状であり、中央に上部カーボン電極１が上下に移動可能な貫通孔が開いている。最適な分光分布をもった光を発生させるために微量な空気が前記貫通孔を介して硝子グローブ４内に流入する構造になっている。

アークで発生した熱をより効果的に除去するために、金属基盤３の上部に水冷ジャケットを設けたものもある。

湿度調節型の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４では、湿度条件を調節するためにアークによる熱を極力試験槽１３の外に逃がす必要があり、そのために金属基盤３の上部に円筒壁６を設け、円筒壁６の底部近傍にランプ冷却用送風機１０の吸気口に連結した空気吸入管９を設け、金属基盤３の熱で高温になった円筒壁６内の空気を吸引排気している。

しかし、光源によって加熱された試験槽１３内の空気が上昇し、円筒壁６に接することによっても金属基盤３の温度が、高温になることが分かった。すなわち、前記空気が円筒壁６外表面の温度を上昇させ、この結果、円筒壁６内の温度も上昇するので金属基盤３も温度上昇することになる。金属基盤３上部には冷却フィンが不連続に形成されているため、この温度上昇によって金属基盤３が歪み硝子グローブ４と金属基盤３との間に隙間が生じ、硝子グローブ４内へ流入する空気量が増加する。また、金属基盤３が歪むことによって前記貫通孔も歪むため、上部カーボン電極１と前記貫通孔との間の隙間が広がり、硝子グローブ４内へ流入する空気量が増加する。このことによりカーボン電極の酸化消耗が早まる。
特許第２４５４６１号 実公昭４６−３７００３６

本考案は、紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４において、光源によって加熱された試験槽１３内の空気による電極上部に設けた円筒壁６内部の温度上昇を防ぎ、金属基盤３及び前記貫通孔の歪みを少なくし、硝子グローブ４内へ流入する空気を微量に保つことでカーボン燃焼反応を制御し、カーボン電極の寿命を長くするものである。

上下一対のカーボン電極間に紫外線を含んだアークを発生させ、このアークを光源とし、試料８と前記電極間に、底部を同一の材料で封止した透光性の円筒形の硝子グローブ４を介在させる。硝子グローブ４の上端に、円盤状で、中央に上部カーボン電極１が上下に移動可能な小径の孔を設けた熱伝導性に優れた金属製の金属基盤３を当接する。金属基盤３の上部から発生する熱を試験槽１３外に排出するための円筒壁６の下端は金属基盤３の外径に密接し、上端は試験槽１３の外部に向かって開口している。円筒壁６の内部には、光源の放射照度を調節するための電極上下可動制御装置１１を収納している。前記光源の周囲に回転する試料取り付け枠５を設け、試料取り付け枠５に複数の試料８を取り付ける様にした密閉循環送風式の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４において、電極上部に設けた円筒壁６の外周を断熱材７で覆う。

円筒壁６の外周を断熱材７で覆うことによって、光源によって加熱された試験槽１３内の空気が円筒壁６内部に与える熱の影響を遮断し、電極の温度上昇を低減させることができる。したがって、金属基盤３と硝子グローブ４との密閉性を保ち、前記貫通孔から硝子グローブ４内に流入する空気が微量となることで、カーボン電極の長寿命化を実現できる。

図１は、本考案の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４の実施例の構造図である。金属基盤３と硝子グローブ４で密閉した空間で、直径が２３ｍｍの上部カーボン電極１と直径が１８．５ｍｍの下部カーボン電極２との間に、放電を発生させるために１３５Ｖ，１６Ａの電力を供給する。この値を維持するために、円筒壁６内部には、電極上下可動制御装置１１があり上部カーボン電極１と下部カーボン電極２の距離を制御する。

カーボン電極の放電によって放射した光は、硝子グローブ４を透して試料８に照射すると共に、アークは金属基盤３と硝子グローブ４を加熱する。特に耐熱性金属基盤３は放電部の上部に位置するために、高温になる。前述の如く、この熱が試験槽１３内を循環する空気に極力伝達しないようにするために、外周を断熱材７で覆った円筒壁６を金属基盤３の上部に設け、さらに円筒壁６の内部にランプ冷却用送風機１０と連結した排気管を挿入し、金属基盤３によって加熱された空気を排気することによって、低温の外気を取り込み円筒壁６内を冷却する。

図２は、本考案の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４のカーボンアークランプの構成図である。円筒壁６外壁（２４６ｍｍ）を厚さ２０ｍｍのアルミナ繊維製の断熱材７で覆うことにより、光源によって加熱された試験槽１３内の空気が円筒壁６内部へ与える熱の影響を遮断する。

試験した結果、従来の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機の上部カーボン電極の消耗速度は１．０６ｍｍ／ｈ、下部カーボン電極の消耗速度は０．９０ｍｍ／ｈであったのに対し、本考案の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４の上部カーボン電極１の消耗速度は、０．９０ｍｍ／ｈ、下部カーボン電極２の消耗速度は０．８３ｍｍ／ｈであった。これらの試験において、分光エネルギー強度は変わることはなかった。本考案によって電極の消耗速度が大幅に遅くなり、カーボン電極の長寿命化が実現した。

本考案の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４の構成図である。 本考案の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機１４のカーボンアークランプの構成図である。

符号の説明

１ 上部カーボン電極
２ 下部カーボン電極
３ 金属基盤
４ 硝子グローブ
５ 試料取り付け枠
６ 円筒壁
７ 断熱材
８ 試料
９ 空気吸入管
１０ ランプ冷却用送風機
１１ 電極上下可動制御装置
１２ ブラックパネル温度計
１３ 試験槽
１４ 紫外線カーボンアーク式耐候光試験機

Claims (1)

1. 上下に配した一対のカーボン電極間にアークを発生させ、このアークを光源とし、
   前記カーボン電極の周囲を円筒形で下端を封止した硝子グローブで覆い、
   前記硝子グローブの上端開口部に、円盤状で中央に上部カーボン電極が上下に移動可能な貫通孔が開いた金属基盤を密着させ、
   金属基盤の上部に電極上下可動制御装置を搭載し、
   前記電極上下可動制御装置を内包する円筒壁を設け、前記円筒壁の下端を前記金属基盤に密接させ、
   前記円筒壁内部で高温になった空気を前記円筒壁の上端から試験槽外に排出する機構を搭載した密閉循環送風式湿度調節型の紫外線カーボンアーク式耐候光試験機において、
   前記円筒壁の外周を断熱材で被覆したことを特徴とする紫外線カーボンアーク式耐候光試験機。