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(1)

環境試験技術報告　第 8 回試験技術ワークショップ開催報告 97 環境試験技術報告第8回試験技術ワークショップ開催報告

94

5.6.

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�ーラシ��ー��ー�

ウシオ電機株式会社

第二事業部ライフ・サイエンス

BU

サイエンス技術部

美安勝置氏

(2)

長寿命化キセノンランプ

及び

ソーラシミュレータ用光源のニーズ

2010年11月12日ウシオ電機株式会社

ライフサイエンスBU サイエンス技術部

美安勝置

INDEX

① キセノンランプについて

② キセノンランプの長寿命化について

③ ソーラシミュレータ用光源のニーズ^について

(3)

96

INDEX

③ ソーラシミュレータ用光源のニーズについて

¾13mφスペースチャンバ

¾ 8mφスペースチャンバ

出展：JAXA(2010.11.5) Homepage http://shiken.sfo.jaxa.jp/

ソーラシミュレータ用光源として、30kWキセノンランプ×19灯をそれぞれ配置。

(4)

13mφスペースチャンバ構成図

8mφスペースチャンバ構成図

(5)

環境試験技術報告　第 8 回試験技術ワークショップ開催報告 101

(6)

口金陽極

陰極口金

発光管

冷却水の循環

キセノンガス

キセノンランプ内部構造

電気特性直流 660A 45V

INDEX

③ ソーラシミュレータ用光源のニーズについて

(7)

100

400

^hour

800

^hour

200%

目標実力寿命

トータルコスト削減

評価試験の長時間化

規定の光量以下になること

陰極劣化

寿命の定義

光量低下

タングステン

光量低下発光管内部の

透過率低下

陰極劣化

(8)

アークの状態電極間

光源部分

陰極陽極

A.陰極温度が高いと… 光量低下

溶融、蒸発が発生不点灯

B.陰極温度が低いと… アーク放電に揺れが

大きくなる不点灯

長寿命化のために陰極動作温度の着目

使用済みランプの陰極溶融している

(9)

102

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

0 1 2 3 4 5 6

陰極温度

陰極先端からの距離陰極動作温度

陰極動作温度

上限値

下限値

シミュレーションにより陰極形状要素を変化させ、動作温度を計算。

シミュレーションによる陰極温度の計算

No．電極径先端角電極長

条件１ 12 45 20

条件２ 12 60 30

条件３ 12 75 50

条件４ 16 45 30

条件５ 16 60 50

条件６ 16 75 20

条件７ 20 45 50

条件８ 20 60 20

条件９ 20 75 30

電極長

電極径先端角

(10)

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

0 1 2 3 4 5 6

条件2-9 標準仕様

シミュレーションによる陰極温度結果

陰極先端からの距離条件2-9の陰極温度結果

陰極動作温度

上限値

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000

0 1 2 3 4 5 6

シミュレーション結果実測結果

陰極温度測定結果

陰極先端からの距離条件2-9の陰極温度結果

陰極動作温度

上限値

(11)

環境試験技術報告　第 8 回試験技術ワークショップ開催報告 107

(12)

ウシオ電機は、

ESA（European Space Agency）

JPL（Jet Propulsion Laboratory）

にも大型水冷キセノンランプを供給しています。

その他のシミュレーターを有する機関

Glenn Research Center、IABG、INTESPACE、ISAC（ISRO)など

ランプの灯数は100灯以上。

③ ソーラーシミュレータ用光源のニーズについて

高出力化

25kW→30kW

（ESA）

高品質･長寿命

（JAXA、JPL）

さらに“太陽の近く”へトータルコストの削減

(13)

106

高出力･長寿命化のニーズに応える。

今後の取り組み

③ ソーラーシミュレータ用光源のニーズについて

JAXA

向け

30

^kW

長寿命ランプ _ESA

_、

_JPL

_に展開

ご清聴、ありがとうございました。

(14)

質�応�

質問者①

電源系からランプへの直流電流になる変換効率と電気から光への変換効率はいくらでしょうか。つまり、30kWの電力を送り出すのにいくらの交流電力が必要でしょうか、そして 30kWの電力からどれくらいの光が出るのでしょうか

発表者

30kWに対して、交流での入力は38kWと記憶しています。ランプでの変換効率は40％程度です。

質問者②

Xeランプの長寿命化をして寿命を倍にするとあり、今のシミュレーション結果と実測結果がよく合っているということは分かりました。この結果からどの程度の寿命かということは分かるのでしょうか。

発表者

実際には今行っている対策により、どの程度寿命を延ばすことができるかは、分かっていない状態です。温度の関係と寿命の関係を探りながら、どこまで寿命を延ばすことができるか検討を進めていきたいと思っています。

質問者③

ランプの納期が長いと感じていますが、納期が長くなってしまう原因と短くする方法はないのでしょうか

発表者

一番いい方法は在庫をもつことです。部品点数が多く、冷却管の金属材料等の納期も長いため、納期自体を短縮するのは非常に難しいです。弊社も受注を受けてから製作を始めるため、現状では発注を早めにしていただくことしか対応策はありません。

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�������ンランプ��

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ウシオ電機株式会社

第二事業部ライフ・サイエンス

サイエンス技術部

美安 勝置 氏

長寿命化キセノンランプ

ソーラシミュレータ用光源のニーズ

INDEX

INDEX

INDEX

400

800

トータルコスト 削減

評価試験の 長時間化

アークの状態 電極間

高出力化

高品質･長寿命

高出力･長寿命化 のニーズに応える。

向け

30

、

に展開

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��ンランプ��

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美安勝置氏

トータルコスト削減

評価試験の長時間化

アークの状態電極間

高出力･長寿命化のニーズに応える。

_、

_に展開