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【発明の名称】 低温槽内観察用照明装置に用いる照明ランプ
【発明者】 【氏名】津井 伸彦

【氏名】山本 和成

【氏名】石山 弘之

【氏名】諸藤 浩一

【氏名】酒匂 直浩

【氏名】津金 浩一郎

【氏名】内藤 潔

【氏名】齋藤 利貴

【氏名】早川 佳代子

【氏名】小林 研吾

【氏名】渡部 晴男
【要約】 【課題】ハンドリング性を考慮して撮影装置と照明装置を２体に分離し、単独で低温槽内に挿入される照明装置を構成しつつも細径化，小型化，軽量化を達成する。

【解決手段】照明装置１０は、円錐形の上部筐体１１と、円筒状の外周縁に沿って円筒軸方向に配設される複数の線状フレーム１２と、この線状フレーム１２に支持されて円筒軸方向に所定の間隔置きに配設される複数段のソケット支持部１３，１３’とを備え、ソケット支持部１３に備えた各ソケット１４に、棒状のランプ１５を取り付ける。上記棒状ランプ１５は、内部に複数のフィラメント１５ａが複数個並列接続された形態とする。またハロゲンランプとして第１の石英ガラス管１５ａを覆う第２の石英ガラス管１５ｂを設け、ハロゲンサイクルが行われる第１の石英ガラス管１５ａに対して二重管構造によって断熱作用を施す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 低温槽の内部を観察するために該低温槽の天井部に備えたノズル部を通して槽内に挿入される照明装置であって、上記照明装置は、円筒状の筐体を形成すべく外周縁に沿って円筒軸方向に配設された複数の線状フレームと、この線状フレームに支持されて円筒軸方向に所定間隔置きに配設された複数のソケット支持部と、ソケット支持部間の円筒軸上に並列して設けられた棒状ランプとを有し、上記棒状ランプは、上記ソケット支持部に備えたソケットに接続されてガラス管内に内蔵されるフィラメントが、直線状に接続された複数のフィラメントからなることを特徴とする低温槽内観察用照明装置に用いる照明ランプ。
【請求項２】 低温槽の内部を観察するために該低温槽の天井部に備えたノズル部を通して槽内に挿入される照明装置であって、上記照明装置は、円筒状の筐体を形成すべく外周縁に沿って円筒軸方向に配設された複数の線状フレームと、この線状フレームに支持されて円筒軸方向に所定間隔置きに配設された複数のソケット支持部と、ソケット支持部間の円筒軸上に並列して設けられた棒状ランプとを有し、上記棒状ランプは、内部に線状フィラメントが内蔵され、且つ不活性ガスと共にハロゲン物質が封入された第１のガラス管と、この第１のガラス管の外周に断熱空間を形成すべく第１のガラス管の外周を囲う第２のガラス管とでハロゲンランプを構成してなることを特徴とする低温槽内観察用照明装置に用いる照明ランプ。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＮＧタンク等の低温槽の内部状態を観察する際に槽内に挿入して使用する低温槽内観察用照明装置の照明ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＮＧを貯蔵する地下式貯槽等、高額な設備投資の基に建設された大規模施設は、適切な管理を行って、長寿命化を図る必要がある。そのためには貯槽の外部だけでなく、貯槽の内部状態も観察して設備の健全性を評価する必要がある。
【０００３】従来、この種の観察装置としては、概ね、テレビカメラ等を備える撮影装置と照明装置とこれらを収容する筐体とから構成され、この筐体は、低温槽の天井部に備えた筒状開口を有するノズル部を通して槽内に挿入する都合上から円筒状の外形を有する構成となっている。
【０００４】このような低温槽内の観察装置では、観察装置と、観察用の照明装置とが一体に構成されており、また観察装置の内部に、照明装置の照射角度等を調節するための照明切替え手段などが収納されている場合、観察装置全体が大型且つ重いものになり、ハンドリング性に欠けるという問題がある。
【０００５】この問題を解決するために従来、照明装置を、観察装置と切り離して別体のものとしてハンドリング性を向上させ、これを観察装置とは別の挿入口から各別に挿入して槽内の側壁及び底面を照明する、図８に示すような円筒状照明装置が提案されている。
【０００６】図８はこの円筒状照明装置の構造を示す概念図であり、ここに円筒状照明装置１は、破線で示した円筒状の筐体２内に、直線状の棒状ランプ３を円筒軸上に沿って並列配置させたものである。ここで３ａは棒状ランプ３内のフィラメントであり、４は棒状ランプの端子３ｂが接続されるソケット、５は各ランプの配線を示している。
【０００７】また上述のような照明装置１の光源としては、例えば特開平１１−１２６５１２号公報に記載されたようなハロゲンランプが使用されている。図９はこの種のハロゲンランプの一例を示している。一般的にハロゲンランプでは、表面温度が低下するとハロゲンサイクルの活性が低下して輝度が低下するため、その表面温度を維持するために、複数のハロゲンランプ６を共通の容器７内に格納し、容器には耐低温ホース８を接続して窒素ガスを連続的に供給する構成としている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記図８に示す円筒状照明装置１では、棒状ランプ３が、所定間隔置きに円筒軸上に並列配置されているので、棒状ランプ３をソケット４に対して着脱させるためには、棒状ランプ３の先端と、隣接するソケット４（あるいはソケット支持部材）の背面との間にランプを取り外すための間隔ｅを設け、この間隔ｅを棒状ランプ３の端子３ｂの接続長さより大きく設定する必要がある。このため複数の棒状ランプ３を直線状に並べて配置する場合、上記の間隔ｅを大きくとると、配列する棒状ランプ３の数が多くなるに従って照明装置の全長Ｌが大きくなり、装置の大型化，大重量化を招いてしまうという問題がある。
【０００９】一方、図９に示すハロゲンランプを光源とした従来技術の場合、複数のハロゲンランプ６を、共通の容器７内に設置するため、複数設けるハロゲンランプの配置が制約されて照明範囲が限定されてしまうという問題がある。また窒素ガスを供給するための耐低温ホース８を槽外部から照明装置まで引き込む必要があり、スペース的にも問題がある。
【００１０】このような問題を解消すべく前記特開平１１−１２６５１２号公報に記載されたような照明装置が提案されているが、これは、個別のハロゲンランプ６を気密容器内に収納する共にこの気密容器内に窒素ガス等の不活性ガスを封入したものである。これによると、容器を個別に設けることによる利点はあるものの、ハロゲンランプを複数個、備えた照明装置においては、容器の個数が多くなり、容器の占めるスペース及び重量が嵩み、装置の大型化，高重量化を招きハンドリング性が悪くなるといった問題がある。
【００１１】本発明は、上述した問題点に対処するために提案されたものであって、ハンドリング性を考慮して撮影装置と照明装置を２体に分離し、単独で槽内に挿入する照明装置を構成しつつも小型化，軽量化を達成し得る低温槽内観察用照明装置に用いる照明ランプを提供することを第１の目的とするものである。
【００１２】また本発明は、ハロゲンランプとして低温雰囲気下での使用に耐え得る新規な構成の低温槽内観察用照明装置に用いる照明ランプを提供することを第２の目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の第１目的及び第２目的を達成するため、本発明は、以下の請求項１及び請求項２に記載された発明に構成していることを特徴とするものである。
【００１４】請求項１に記載された第１発明は、低温槽の内部を観察するために該低温槽の天井部に備えたノズル部を通して槽内に挿入される照明装置であって、この照明装置は、円筒状の筐体を形成すべく外周縁に沿って円筒軸方向に配設された複数の線状フレームと、この線状フレームに支持されて円筒軸方向に所定間隔置きに配設された複数のソケット支持部と、ソケット支持部間の円筒軸上に並列して設けられた棒状ランプとを備えてなり、この棒状ランプは、ソケット支持部に備えたソケットに接続されてガラス管内に内蔵されるフィラメントが、直線状に接続された複数のフィラメントからなることを特徴とする。
【００１５】上記特徴によると、まずもって照明装置が、観察装置に対して独立した形態となることから装置の小型・軽量化が可能になり、ハンドリング性を向上させることが可能になる上に、棒状ランプは、その内部に直線状に接続された複数のフィラメントを備える構成としているので、同程度の明るさを得るための棒状ランプの配列本数を少なくすることが可能となり、その分、ソケットの長さ及びランプの取り外し間隔ｅの長さだけ、照明装置の全長Ｌを短く形成することができるという利点が得られる。
【００１６】また請求項２に記載された第２発明は、上記棒状ランプが、ハロゲンランプであって、その構成は内部に線状フィラメントが内蔵され、不活性ガスと共にハロゲン物質が封入された第１のガラス管と、この第１のガラス管の外周に断熱空間を形成すべく第１のガラス管を囲む第２のガラス管とを備えてなることを特徴とする。
【００１７】上記特徴によると、ハロゲンランプのガラス管が二重管となり、第１のガラス管内でハロゲンサイクルが行われ、その外周には第２のガラス管によって断熱空間が形成されていることから、低温環境下でもハロゲンサイクルの低下がなく健全な状態でランプを点灯させることが可能になる。
【００１８】また第１のガラス管と第２のガラス管とで囲まれた上記の断熱空間には、使用環境に応じて真空又は適正な圧力のガスが充填され、特別な気密容器でランプを覆う必要がないので、装置の細径化，小型化，軽量化に有効であり、小口径のノズル部に挿入し得る低温槽内観察用の照明ランプがえられる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である低温槽内観察用照明装置の全体構成を示す説明図である。符号１０で示す照明装置は、破線で示すように略円筒状の筐体形状をなすものであり、後述の図６に示すＬＮＧタンク（低温槽）の天井部に備えた筒状開口を有するノズル部５１から挿入され、上方に延びたケーブル２０によって吊り下げられて、槽内の側方及び下方を照明するものである。
【００２０】図１に示す照明装置１０において、円筒状の筐体を構成する部材は、円錐状の上部筐体１１と、円筒状の外周縁に沿って円筒軸方向に配設される細径の複数本からなる線状フレーム１２（図中では３本配置されている。）と、この線状フレーム１２に支持されて円筒軸方向に所定間隔置きに配設される複数のソケット支持部１３，１３’である。そしてソケット支持部１３には、それぞれソケット１４が支持されており、このソケット１４には、本明細書でいう棒状ランプとしての側方用ランプ１５が接続され、最下端のソケット支持部１３’に支持されたソケット１４’には、下方用ランプ１６が接続されている。
【００２１】図２は、棒状ランプとしての側方用ランプ１５の部分を拡大して示す説明図であり、この側方用ランプ１５は、その基端部に設けられた端子１７を、ソケット１４に接続して、使用時には円筒軸上に並列配置されている。
【００２２】この側方用ランプ１５は、ハロゲンランプを使用しており、円柱状のガラス管の内部にフィラメント１５ａを複数個（図２では２個）、ガラス管の軸心方向に沿って直線状に配置している。このフィラメント１５ａはタングステン等の材料から成る線状体であってコイル状に形成されており、線状の配線によって並列接続されて、端子１７へと接続されている。
【００２３】この際、側方用ランプ１５の先端と、隣接するソケット支持部１３の背面との間隔ｅは、側方用ランプ１５を着脱するために確保する必要があるが、図２に示すように側方用ランプ１５を、複数（２個）のフィラメント１５ａを備えた長尺な棒状ランプとすることにより、所望の明るさを得るために要する側方用ランプ１５の本数を削減することができ、これによって間隔ｅを設けることによる照明装置全長（図７の符号Ｌ参照）の長尺化を極力避けることができる。
【００２４】しかしながらこのようなランプを用いると、ランプ１個当たりの発熱量が増大することにより即断ヒューズ廻り配線等において熱膨張による断線が懸念されるため、このような配線部分には余長を持たせる対策を講じる。また上記各フィラメント１５ａの配線を並列接続とすることで、複数フィラメントの同時不点灯を回避する対策を講じる。
【００２５】図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図を示すものであり、側方用ランプ１５及び下方用ランプ１６の配線１８を、線状フレーム１２の内側に設けた状態を示している。そして、この配線１８は、ランプの発熱による加熱，焼損対策として耐熱電線あるいは耐熱チューブ等により過熱保護したものを使用しており、これによって配線１８とランプ１５との間隔ｅ’を極力小さくしている。したがって、これによると線状フレーム１２の内側を高密度に設計することができ、装置の外径を細径化することが可能になる。
【００２６】図４は、上記の照明装置１０における側方用ランプ１５（または下方用ランプ１６）の第２実施例として円筒状ハロゲンランプを示す説明図である。
【００２７】上記ランプ１５は、基端側に接続端子１７を備えた円筒状のハロゲンランプであり、第１の石英ガラス管１５ａと、第２の石英ガラス管１５ｂと、フィラメント１５ｃと、支持部１５ｄとより構成されている。
【００２８】第１の石英ガラス管１５ａ内には、線状のフィラメント１５ｃが円筒軸方向に沿って内蔵されており、その内部には不活性ガスと共にハロゲン物質が封入されている。そして上記第１の石英ガラス管１５ａの外周には、断熱空間を形成すべく第１の石英ガラス管１５ａを覆う第２の石英ガラス管１５ｂが設けられる。この際に、第１の石英ガラス管１５ａと、第２の石英ガラス管１５ｂとの間の空間は、使用環境により、真空状としてもよいし、また適正な圧力のガスを充填するようにしてもよい。発明者の実験によると、ＬＮ・及びＬＮＧ中の環境においては、窒素ガス（Ｎ２）を７００ｍｍＨｇ程度の圧力で充填するとハロゲンランプが正常に機能することが確認されている。
【００２９】図５は、図４に示す円筒状ハロゲンランプの別実施例を示し、この実施例では第１の石英ガラス管１５ａ内に、線状のフィラメント１５ｃが、２個、ガラス管の軸心方向に沿って直線状に内蔵されており、第１石英ガラス管１５ａの内部には不活性ガスと共にハロゲン物質が封入されていること、及び、第１石英ガラス管１５ａの外周には、断熱空間を形成すべく第２の石英ガラス管１５ｂが設けられている点等は、前例と同じである。
【００３０】次に、図６及び図７によって本発明を適用した低温槽内観察用照明装置の使用形態について説明する。図６は、本発明の照明装置１０と共に用いられる観察装置の概要を示す説明図であり、観察装置３０は、照明装置１０と同様に、円筒状の筐体形状をなすもので、後述の図７に示すＬＮＧタンク（低温槽）の天井部に備えた筒状開口を有するノズル部５２から挿入され、上方に延びたケーブル４０によって吊り下げられて、槽内の側方及び下方を観察するものである。
【００３１】この観察装置３０は、低温槽中でも内部が常温に保たれる真空断熱容器部３０ａと使用時には常時低温下に曝される曝露部３０ｂとからなる。真空断熱容器部３０ａは、断熱層とシートヒータによる温度制御で内部が常に０〜４０℃に保温されており、その内部に、高感度のＣＣＤカメラ３１と小型高倍率の光学ズームレンズ３２が光軸を円筒軸と一致させて配備されている。また機構部やモータ等は曝露部３０ｂに配備され、これらは個別で低温仕様に製作されている。
【００３２】そして真空断熱容器部３０ａにおける先端窓３３の前方には、側視ミラー３４ａを装備した側視ヘッド３４が脱着自在に設けられる。これによって低温槽内の側壁を観察する場合には、この側視ヘッド３４を装着して、側視ヘッド３４のティルト動作によって水平方向に対して上方１０度から下方３０度の範囲を観察できるようにし、また側視ヘッド３４を３６０度以上パン回転させることによって側壁全周を観察できるようにしている。更に側視ヘッド３４取り外して、低温槽内に挿入することによって槽内底面部を直接観察できるようにしている。
【００３３】図７は、ＬＮＧ地下式貯槽５０の内部を観察している状況を示しており、低温槽である貯槽５０には、前記したように天井部にノズル部５１，５２が設けてあって、そこから観察装置３０と照明装置１０とが挿入され、ケーブル４０，３０で吊り下げた状態で内部の観察が行われる。観察装置３０及び照明装置１０は、ケーブル４０，２０を人力で引きながら高さ調整が行われ、ケーブル４０，２０は、ノズル部５２，５１からケーブル固定装置５３を介してケーブル収納台５４に巻き取られ、制御装置５５に接続されている。制御装置５５では、照明装置１０及び観察装置３０の各機能の操作及び状態監視が行われる。
【００３４】上述の構成を備える実施形態によると、照明装置１０と観察装置３０とが別体に形成されているので、それぞれを小型・軽量化することによってハンドリング性が向上する。そして照明装置１０の構成は、上部筐体１１と線状フレーム１２とソケット支持部１３といった簡素な骨格部材のみであり、複雑な機構を含まないために小型化・軽量化が十分可能な構造となる。
【００３５】
【発明の効果】請求項１に記載された発明によると、照明装置１０における棒状ランプとしての側方用ランプ１５及び下方用ランプ１６は、内部に直線状に接続された複数のフィラメントを備えるものとすることにより、一つのフィラメントに対して一つのソケットを備える棒状ランプを複数個配列する場合に比べて、照明装置の全長を短縮することができ、更には、ソケットの削減により配線数を削減することもできるので、装置内部を高密度に形成でき、装置の外径を細径化することが可能になる。
【００３６】また請求項２に記載された発明によると、照明装置１０における棒状ランプとしての側方用ランプ１５及び下方用ランプ１６は、第１の石英ガラス管１５ａを覆う第２の石英ガラス管１５ｂが設けられ、ハロゲンサイクルが行われる第１の石英ガラス管１５ａに対して二重管構造によって断熱作用が施されているので、低温環境下においてもハロゲンサイクルの低下がなく、曝露状態で健全な使用が可能となることから、装置の細径化，小型・軽量化が可能になる。
【出願人】 【識別番号】０００２２０２６２
【氏名又は名称】東京瓦斯株式会社
【識別番号】０００００００９９
【氏名又は名称】石川島播磨重工業株式会社
【識別番号】３９２０１１７９２
【氏名又は名称】冨士電球工業株式会社
【出願日】 平成１２年８月３１日（２０００．８．３１）
【代理人】 【識別番号】１０００６３５６５
【弁理士】
【氏名又は名称】小橋 信淳
【公開番号】 特開２００２−７５０１３（Ｐ２００２−７５０１３Ａ）
【公開日】 平成１４年３月１５日（２００２．３．１５）
【出願番号】 特願２０００−２６４００７（Ｐ２０００−２６４００７）