JP2021136186A - バリア放電ランプ、バリア放電ランプユニット、および液体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発光効率の向上を図ることができるバリア放電ランプ、バリア放電ランプユニット、および液体処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係るバリア放電ランプは、筒状を呈し、内部空間にガスが封入された発光管と；前記内部空間に設けられた内部電極と；前記発光管の外部に設けられた外部電極と；を具備している。前記発光管の外径は、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以下である。入力密度は、０．３Ｗ／ｃｍ以上、１．４Ｗ／ｃｍ以下である。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、バリア放電ランプ、バリア放電ランプユニット、および液体処理装置に関する。

例えば、水中にある不純物を除去する方法として、濾過法、活性炭吸着法、イオン交換法、蒸留法、逆浸透膜脱塩法などが知られている。また、近年においては、紫外線を用いた不純物の除去が行われている。例えば、紫外線を水に照射すると、酸化力の強いヒドロキシラジカルが生成される。ヒドロキシラジカルは、水中にある全有機炭素（Total Organic Carbon、TOC）を有機酸を経て二酸化炭素に分解するので、濾過法などに比べてより純度の高い純水を製造することができる。紫外線を照射する光源としては、低圧水銀ランプが用いられている。

ここで、水の吸収係数は、５００ｎｍ近辺で最小となり、５００ｎｍより長波長側または短波長側へシフトするにつれて増加する。低圧水銀ランプは、ピーク波長が２５４ｎｍ、１８５ｎｍの紫外線を照射するが、この様な波長を有する紫外線の水の吸収係数は小さい。そのため、十分な純度の純水を得るためには、照射時間を長くするか、低圧水銀ランプに印加する電力を多くする必要がある。しかしながら、照射時間を長くすると生産効率が低下する。印加する電力を多くすると、低圧水銀ランプ内の水銀蒸気圧が上昇して、発光効率が低下する。

そのため、水の吸収係数がより大きい１７２ｎｍのピーク波長を有する紫外線を照射するバリア放電ランプ（キセノンエキシマランプ）の採用が提案されている。ところが、バリア放電ランプの発光効率は、温度依存特性が大きいので、バリア放電ランプを液体処理に用いる場合には、発光効率の向上に改善の余地があった。

特開２０１４−１８２９１６号公報

本発明が解決しようとする課題は、発光効率の向上を図ることができるバリア放電ランプ、バリア放電ランプユニット、および液体処理装置を提供することである。

実施形態に係るバリア放電ランプは、筒状を呈し、内部空間にガスが封入された発光管と；前記内部空間に設けられた内部電極と；前記発光管の外部に設けられた外部電極と；を具備している。前記発光管の外径は、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以下である。入力密度は、０．３Ｗ／ｃｍ以上、１．４Ｗ／ｃｍ以下である。

本発明の実施形態によれば、発光効率の向上を図ることができるバリア放電ランプ、バリア放電ランプユニット、および液体処理装置を提供することができる。

（ａ）は、本実施の形態に係るバリア放電ランプを例示するための模式図である。（ｂ）は、（ａ）におけるバリア放電ランプのＡ部の模式拡大図である。 図１（ａ）におけるバリア放電ランプのＢ−Ｂ線方向の模式断面図である。 入力密度と、相対照度（紫外線照度）の関係を例示するためのグラフである。 ＯＨ基の含有量、照度維持率、および点灯時間の関係を例示するためのグラフである。 ＯＨ基の含有量と相対紫外線照度の関係を例示するためのグラフである。 （ａ）〜（ｄ）は、他の実施形態に係るバリア放電ランプを例示するための模式図である。 バリア放電ランプユニットおよび液体処理装置を例示するための模式図である。 クリアランス寸法と紫外線の相対照度との関係を例示するためのグラフである。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（バリア放電ランプ１）
図１（ａ）は、本実施の形態に係るバリア放電ランプ１を例示するための模式図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるバリア放電ランプ１のＡ部の模式拡大図である。
図２は、図１（ａ）におけるバリア放電ランプ１のＢ−Ｂ線方向の模式断面図である。
図１（ａ）、図１（ｂ）および図２に示すように、バリア放電ランプ１には、発光管２、導電部３、内部電極４、アンカ５、ホルダ６、外部電極７、リード線８、およびリード線９を設けることができる。

発光管２は、筒状を呈し、管径に比べて全長（管軸方向の長さ）が長い形態を有する。発光管２は、例えば、円筒管とすることができる。発光管２の外径は、例えば、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以下とすることができる。

発光管２の、管軸方向における両側の端部のそれぞれには、封止部２ａが設けられている。封止部２ａを設けることで、発光管２の内部空間を気密に封止することができる。封止部２ａは、例えば、ピンチシール法やシュリンクシール法を用いて形成することができる。

発光管２の外面には、突起部２ｂを設けることができる。突起部２ｂは、バリア放電ランプ１を製造する際に、発光管２の内部空間を排気したり、発光管２の内部空間に後述するガスを導入したりするために設けることができる。突起部２ｂは、排気およびガスの導入後に、合成石英ガラスから形成された管を焼き切ることで形成されたものとすることができる。

発光管２の内部空間には、ガスが封入されている。バリア放電ランプ１においては、内部電極４と外部電極７との間で誘電体バリア放電を行って、封入されているガスに高いエネルギー電子を与えてエキシマ励起分子を生成する。エキシマ励起分子が元に戻る際に、ガスの種類に応じて特定のピーク波長を有する光が発生する。そのため、発光管２の内部空間に封入するガスは、バリア放電ランプ１の用途に応じて適宜変更することができる。発光管２の内部空間に封入するガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオンなどの希ガス、あるいは、複数種類の希ガスを混合させた混合ガスとすることができる。ガスには、必要に応じて、ハロゲンガスなどをさらに含めることもできる。

発光管２の内部空間の２５℃におけるガスの圧力（封入圧力）は、例えば、１．３ｋＰａ〜２００ｋＰａ程度とすることができる。発光管２の内部空間の２５℃におけるガスの圧力（封入圧力）は、気体の標準状態（ＳＡＴＰ（Standard Ambient Temperature and Pressure）：温度２５℃、１ｂａｒ）により求めることができる。

例えば、水などの液体に含まれている不純物を分解する場合には、封入するガスをキセノンとすることが好ましい。キセノンの封入圧力は、例えば、４７ｋＰａ程度とすることができる。封入するガスをキセノンとすれば、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線を発生させることができるので不純物の分解を効果的に行うことができる。

導電部３は、封止部２ａの内部に設けられている。導電部３は、１つの封止部２ａに対して１つ設けることができる。導電部３の平面形状は四角形とすることができる。導電部３は、薄膜状を呈している。導電部３は、例えば、モリブデン箔から形成することができる。

内部電極４は、コイル４ａおよびレグ４ｂを有することができる。コイル４ａおよびレグ４ｂは、一体に形成することができる。コイル４ａおよびレグ４ｂは、線材を塑性加工することで形成することができる。線材の線径（直径）は、例えば、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度とすることができる。

コイル４ａおよびレグ４ｂは、例えば、タングステンを主成分として含むことができる。タングステンの含有量は、例えば、５０ｗｔ％以上とすることができる。この場合、タングステンにカリウムなどを添加したドープタングステンを用いれば、コイル４ａの寸法安定性を高めることができる。

コイル４ａは螺旋状を呈し、発光管２の内部空間に設けられている。コイル４ａは、発光管２の内部空間の中央領域を発光管２の管軸に沿って延びている。発光管２の管軸方向における隣接する線材の間隔をコイル４ａのピッチ寸法Ｐとすると、コイル４ａのピッチ寸法Ｐは、例えば、０．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度とすることができる。また、発光管２の管軸方向と直交する方向におけるコイル４ａの外径Ｄは、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ程度とすることができる。

レグ４ｂは、コイル４ａの両側の端部のそれぞれに設けられている。レグ４ｂは、線状を呈し、コイル４ａの端部から発光管２の管軸に沿って延びている。レグ４ｂの端部は、封止部２ａの内部において導電部３と電気的に接続されている。レグ４ｂの端部の近傍は、導電部３と、レーザ溶接または抵抗溶接することができる。

図２に示すように、アンカ５は、発光管２の内部空間に設けることができる。アンカ５の材料は、例えば、内部電極４の材料と同じとすることができる。アンカ５は、線材を塑性加工することで形成することができる。例えば、アンカ５の一方の端部側は、コイル４ａの外面に設けることができる。例えば、アンカ５の一方の端部側を、コイル４ａの外面に巻き付けることができる。例えば、アンカ５の一方の端部側は、螺旋状を呈するものとすることができる。例えば、アンカ５の他方の端部側は、発光管２の内壁に接触させることができる。例えば、アンカ５の他方の端部側は、発光管２の内壁に沿って湾曲した形状を有することができる。なお、アンカ５をコイル４ａに取り付ける場合を例示したが、コイル４ａの一部分の直径を大きくしてアンカ５としてもよい。

アンカ５の一方の端部側がコイル４ａの外面に設けられ、アンカ５の他方の端部側が発光管２の内壁に接触することで、アンカ５により、コイル４ａが、発光管２の内部空間に支持される。また、アンカ５がコイル４ａに電気的に接続されることで、アンカ５が内部電極４として機能する。すなわち、アンカ５は、コイル４ａを支持するサポート部材、および内部電極４の一部として機能する。

アンカ５が内部電極４の一部として機能すれば、内部電極４（アンカ５）と外部電極７との間の距離が小さくなるので、低い始動電圧でも始動させることができる。また、低い維持電圧でも発光を維持することができる。すなわち、瞬時点灯性能が向上し、点灯状態も安定させることができる。また、内部電極４（アンカ５）と外部電極７との間の距離が小さくなれば、ランプ始動直後の安定性も向上する。そのため、ランプ始動直後の発光むらを抑制することができるので、ランプ始動直後の光を直ちに利用することができる。

アンカ５は、例えば、ランプの発光特性や始動特性、および、コイル４ａの支持性能などを考慮して、複数設けることができる。この場合、発光管２の管軸方向における隣接するアンカ５の間隔をアンカ５のピッチ寸法とすると、アンカ５のピッチ寸法は、例えば、１０ｍｍ〜４０ｍｍ程度とすることができる。

ホルダ６は、筒状を呈し、一方の端部側が封止部２ａの内部に設けられ、他方の端部側が封止部２ａから露出している。ホルダ６は、１つの封止部２ａに対して１つ設けることができる。ホルダ６は、例えば、樹脂や、セラミックスなどの無機材料から形成することができる。ホルダ６は、例えば、ステアタイト（steatite）、酸化アルミニウムなどを含むことができる。

外部電極７は、発光管２の外部に設けることができる。外部電極７は、例えば、ステンレス、アルミニウム、ニッケル、銀、金、プラチナなどの金属を用いて形成することができる。外部電極７は、内部電極４との間で誘電体バリア放放電を発生させる。前述したように、誘電体バリア放電が生じると、発光管２の内部空間においてエキシマ励起分子が生成され、エキシマ励起分子が元に戻る際に、ガスの種類に応じて特定のピーク波長を有する光が発生する。例えば、キセノンが封入されている場合には、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線が発生する。

バリア放電ランプ１が、例えば、水などの液体に含まれている不純物を分解する用途に用いられる場合には、発光管２の内部空間で発生した光が、発光管２の周囲の全方位に照射されることが好ましい。そのため、外部電極７は、発光管２の内部空間で発生した光を透過させることができる。例えば、外部電極７は、厚み方向を貫通する孔やスリットなどが設けられたものとすることができる。この場合、外部電極７の遮光率は１０％以下とすることが好ましい。

例えば、図１（ａ）に示すように、外部電極７は、メッシュ状を呈するものとすることができる。例えば、メリヤス編組構造を有する外部電極７とすることができる。メリヤス編組構造に用いられる線材は、例えば、線径が０．１ｍｍ程度のステンレス線やアルミニウム線などとすることができる。メッシュ間隔は、例えば、縦が２．８ｍｍ程度、横が３ｍｍ程度とすることができる。

メッシュ状の外部電極７とすれば、遮光率を１０％以下とするのが容易となる。また、メッシュ状の外部電極７とすれば、発光管２の外面を覆うことができるので、内部電極４との対峙面積を大きくすることができる。そのため、誘電体バリア放電が、大面積にわたって安定的に生じ易くなる。

例えば、メッシュ状の金属を筒状に成形し、筒状の金属体の内部に発光管２を挿入することで、外部電極７を設けることができる。

リード線８は、少なくとも一方のホルダ６に設けることができる。リード線８の一方の端部は、ホルダ６の内部を通り、封止部２ａの内部において導電部３に電気的に接続されている。リード線８の一方の端部の近傍は、導電部３と、レーザ溶接または抵抗溶接することができる。また、リード線８とホルダ６との間の隙間は、封止材により封止されている。リード線８の他方の端部は、ホルダ６から露出させることができる。リード線８の他方の端部には、圧着端子やコネクタなどを接続することができる。

リード線９の一方の端部は、ニッケルスリーブ９ａを介して外部電極７に電気的に接続されている。リード線９の他方の端部には、圧着端子やコネクタなどを接続することができる。
リード線８とリード線９は、例えば、液体処理装置２００に設けられた点灯回路２０１に電気的に接続することができる（図７を参照）。

ここで、前述したように、発光管２の内部空間に封入するガスをキセノンとすれば、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線を発生させることができる。ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線は、低圧水銀ランプから照射されるピーク波長が２５４ｎｍ、１８５ｎｍの紫外線よりも水の吸収係数が大きい。そのため、バリア放電ランプ１を、水などの液体に含まれている不純物の分解に用いれば、不純物の除去を効果的に行うことができる。

ところが、バリア放電ランプ１の発光効率は、温度依存特性が大きいので、温度が高くなるとバリア放電ランプ１の発光効率が低下してしまう。バリア放電ランプ１を液体の処理に用いる場合、バリア放電ランプ１を液体中に直接設けることができない。そのため、バリア放電ランプ１は保護管１０１の内部に設けられる（図７を参照）。ところが、バリア放電ランプ１と保護管１０１の内壁との間の空間にはガスが充填されているため、バリア放電ランプ１の点灯により発生した熱が、液体中に放熱されにくくなる。バリア放電ランプ１からの放熱が抑制されると、バリア放電ランプ１の温度が上昇して、発光効率が低下するおそれがある。

図３は、入力密度と、相対照度（紫外線照度）の関係を例示するためのグラフである。 相対照度は、ウシオ電機製紫外線照度計ＵＩＴ−２５０を用いて測定した。ヘッドはＶＵＶ−Ｓ１７２を使用し、測定距離は３ｍｍとした。
入力密度は、発光長に対する印加電力の比である。発光長は、発光管２の管軸方向における外部電極７の長さとすることができる。

図３から分かるように、入力密度を０．３Ｗ／ｃｍ以上、１．４Ｗ／ｃｍ以下とすれば、相対照度が９０％以上となるようにすることができる。このことは、周囲への放熱が抑制されるような環境においてバリア放電ランプ１を点灯させる場合であっても、入力密度を０．３Ｗ／ｃｍ以上、１．４Ｗ／ｃｍ以下とすれば、発光効率の向上を図ることができることを意味する。

また、前述したように、発光管２の内部空間において発生した紫外線は、発光管２を介して外部に照射される。そのため、発光管２は、紫外線の透過率が高い材料から形成されている。紫外線の透過率が高い材料は、例えば、合成石英ガラスなどのＳｉＯ_２を含む材料とすることができる。ところが、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線がＳｉＯ_２を含む材料に入射すると、経時的に、材料の化学的な構造が変化する場合がある。例えば、ＳｉＯ_２に紫外線が入射すると、ＳｉとＯの結合が切れる場合がある。そのため、バリア放電ランプ１を長時間点灯させると、発光管２の材料の化学的な構造に欠陥が生じて、紫外線の透過率の急激な低下、ひいては、照度維持率が低下するおそれがある。

本発明者の得た知見によれば、ＳｉＯ_２を含む材料に含まれるＯＨ基の量を多くすれば、紫外線の入射により、ＳｉとＯの結合が切れたとしても、化学的な構造の欠陥を修復できる。

図４は、ＯＨ基の含有量、照度維持率、および点灯時間の関係を例示するためのグラフである。
図４から分かるように、ＯＨ基の含有量を１００ｐｐｍ以上とすれば、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線を発生させるバリア放電ランプ１であっても、長時間にわたり高い照度維持率を保つことができる。このことは、バリア放電ランプ１の長寿命化を図ることができることを意味する。

ただし、ＯＨ基の含有量を多くし過ぎると紫外線の透過率が低下することが判明した。 図５は、ＯＨ基の含有量と相対紫外線照度の関係を例示するためのグラフである。
図５から分かるように、ＯＨ基の含有量が１５００ｐｐｍを越えると、紫外線の透過率が低下するため相対紫外線照度が低くなる。

そのため、図４および図５から分かるように、発光管２は合成石英ガラスなどのＳｉＯ_２を含む材料から形成され、ＯＨ基の含有量が１００ｐｐｍ以上、１５００ｐｐｍ以下となるようにすることが好ましい。この様にすれば、発光管２の内部空間において、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線が発生したとしても、長時間にわたり高い照度維持率を保つことができる。また、紫外線の透過率が低下するのを抑制することができる。

図６（ａ）〜（ｄ）は、他の実施形態に係るバリア放電ランプを例示するための模式図である。なお、煩雑となるのを避けるために、前述したバリア放電ランプ１の構成要素と同様の構成要素は適宜省略している。

図６（ａ）に示すように、内部電極１４は、コイル１４ａおよびレグ４ｂを有することができる。コイル１４ａは、螺旋状を呈し、発光管２の内部空間に設けられている。発光管２の管軸方向における隣接する線材の間隔をコイル１４ａのピッチ寸法Ｐａとすると、コイル１４ａのピッチ寸法Ｐａは、例えば、１５ｍｍ〜９０ｍｍ程度とすることができる。コイル１４ａは、発光管２の内部空間を発光管２の管軸に沿って延びている。図１（ａ）および図１（ｂ）に例示をしたコイル４ａはアンカ５により支持されていたが、コイル１４ａの外側端は発光管２の内壁と接触している。なお、コイル１４ａの外側端と発光管２の内壁との間に僅かな隙間が設けられていてもよい。この場合、アンカ５は省くことができる。

この様にすれば、コイル１４ａと外部電極７との間の距離を小さくすることができるので、より低い始動電圧でも始動させることができる。また、より低い維持電圧でも発光を維持することができる。すなわち、瞬時点灯性能がさらに向上し、点灯状態もさらに安定させることができる。

図６（ｂ）に示すように、外部電極１７は、螺旋状を呈し、発光管２の外面に巻き付けられたものとすることができる。
この様にすれば、発光管２の内部空間で発生した紫外線が外部に照射される際に、外部電極１７により遮られるのを抑制することができる。

図６（ｃ）に示すように、外部電極１７は、螺旋状を呈し、発光管２の外面に巻き付けられたものとすることができる。また、アンカ５は省くことができる。
この様にすれば、発光管２の内部空間で発生した紫外線が外部に照射される際に、外部電極１７により遮られるのを抑制することができる。また、アンカ５を省くことで製造コストの低減を図ることができる。

図６（ｄ）に示すように、外部電極７はメッシュ状とし、内部電極４は、コイル４ａおよびレグ４ｂを有することができる。そして、アンカ５を省くことができる。
この様にすれば、製造コストの低減を図ることができる。

（バリア放電ランプユニット１００および液体処理装置２００）
次に、バリア放電ランプユニット１００および液体処理装置２００について例示をする。
なお、以下においては、一例として、図１（ａ）に例示をしたバリア放電ランプ１が設けられる場合を説明するが、例えば、図６（ａ）〜（ｄ）に例示をしたバリア放電ランプが設けられるようにしてもよい。

図７は、バリア放電ランプユニット１００および液体処理装置２００を例示するための模式図である。
図７に示すように、液体処理装置２００には、バリア放電ランプユニット１００、点灯回路２０１、およびコントローラ２０２を設けることができる。
バリア放電ランプユニット１００は、バリア放電ランプ１、保護管１０１、蓋１０２、およびシール部材１０３を有することができる。

保護管１０１は、筒状を呈し、管径に比べて全長（管軸方向の長さ）が長い形態を有する。保護管１０１は、例えば、円筒管とすることができる。保護管１０１の一方の端部は塞がれ、他方の端部は開口している。保護管１０１の開口側の端部にはフランジ１０１ａが設けられている。保護管１０１の内部空間には、バリア放電ランプ１を収納することができる。

図７に示すように、保護管１０１は、処理対象の液体３００（例えば、水）の中に設けることができる。この場合、保護管１０１に収納されたバリア放電ランプ１が、液体３００の内部に位置する様にする。蓋１０２およびシール部材１０３は、液体３００の外部に位置する様にすることが好ましい。保護管１０１は、例えば、水槽などの流れがない液体３００の中に設けてもよいし、溝や配管などの流路を流れる液体３００の中に設けてもよい。

バリア放電ランプ１から照射された紫外線は、保護管１０１を介して液体３００に照射される。そのため、保護管１０１は、紫外線の透過率が高い材料から形成されている。保護管１０１は、例えば、合成石英ガラスなどのＳｉＯ_２を含む材料から形成される。この場合、前述した発光管２の場合と同様に、保護管１０１は、合成石英ガラスなどのＳｉＯ_２を含む材料から形成され、ＯＨ基の含有量が１００ｐｐｍ以上、１５００ｐｐｍ以下となるようにすることが好ましい。この様にすれば、バリア放電ランプ１からピーク波長が１７２ｎｍの紫外線が照射されても、長時間にわたり高い照度維持率を保つことができる。このことは、バリア放電ランプユニット１００の長寿命化を図ることができることを意味する。また、紫外線の透過率が低下するのを抑制することができる。

蓋１０２は、板状を呈し、保護管１０１の開口を塞いでいる。蓋１０２には厚み方向を貫通する孔が設けられている。リード線８とリード線９は、蓋１０２に設けられた孔を介して外部に引き出されている。リード線８と孔の隙間、リード線９と孔の隙間は、封止材により封止されている。

シール部材１０３は、蓋１０２と、保護管１０１のフランジ１０１ａとの間に設けられている。シール部材１０３は、例えば、Ｏリングなどとすることができる。蓋１０２とシール部材１０３を保護管１０１のフランジ１０１ａに取り付けることで、保護管１０１の内部空間が気密となるように封止される。

ここで、保護管１０１の内部空間に酸素があると、バリア放電ランプ１から照射された紫外線が減衰するおそれがある。そのため、保護管１０１の内部空間には、窒素ガスや不活性ガスを封入することが好ましい。この場合、封入するガスを窒素ガスとすれば、製造コストの低減を図ることができる。

点灯回路２０１は、例えば、高周波発生回路を有することができる。高周波発生回路は、例えば、周波数が１００ｋＨｚ程度、電圧が２ｋＶｐ−ｐの電力を発生させることができる。リード線８とリード線９は、点灯回路２０１に電気的に接続することができる。また、点灯回路２０１は、バリア放電ランプ１への電力の印加と、電力の印加の停止とを切り替えるスイッチを有することができる。また、１つの点灯回路２０１で複数のバリア放電ランプ１に電力を印加することもできる。

コントローラ２０２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算素子と、半導体メモリなどの記憶素子を有することができる。コントローラ２０２は、例えば、コンピュータとすることができる。記憶素子には、点灯回路２０１を制御する制御プログラムを格納することができる。演算素子は、記憶素子に格納されている制御プログラムに基づいて、バリア放電ランプ１への電力の印加、電力の印加の停止などを制御することができる。コントローラ２０２には、操作者がデータを入力する入力部、バリア放電ランプ１の稼働状況や異常表示などを表示するモニタ、電源スイッチなどを設けることができる。また、１つのコントローラ２０２で複数の点灯回路２０１を制御することもできる。

ここで、保護管１０１の内壁と、外部電極７の外側端との間のクリアランス寸法Ｓ（最短距離）を長くし過ぎると、保護管１０１から照射された紫外線の相対照度が低下することが判明した。

図８は、クリアランス寸法Ｓと紫外線の相対照度との関係を例示するためのグラフである。
図８における相対照度は、入力密度が１Ｗ／ｃｍの場合の紫外線の相対照度である。また、クリアランス寸法Ｓが２ｍｍの場合の紫外線の相対照度を１００％としている。
図８から分かるように、クリアランス寸法Ｓを１０ｍｍ以下とすれば、相対照度が９０％以上となるようにすることができる。このことは、保護管１０１の内部における紫外線の減衰を抑制することができ、紫外線の取り出し効率を向上できることを意味する。紫外線の取り出し効率が向上すれば、液体中の不純物の除去率を向上させたり、照射時間を短縮したり、印加電力を低減させたりすることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ バリア放電ランプ、２ 発光管、４ 内部電極、７ 外部電極、１４ 内部電極、１７ 外部電極、１００ バリア放電ランプユニット、１０１ 保護管、２００ 液体処理装置、２０１ 点灯回路

Claims (6)

1. 筒状を呈し、内部空間にガスが封入された発光管と；
   前記内部空間に設けられた内部電極と；
   前記発光管の外部に設けられた外部電極と；
   を具備し、
   前記発光管の外径は、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以下であり、
   入力密度は、０．３Ｗ／ｃｍ以上、１．４Ｗ／ｃｍ以下であるバリア放電ランプ。
2. 前記発光管は、ＳｉＯ_２を含む材料を含み、前記材料の、ＯＨ基の含有量が１００ｐｐｍ以上、１５００ｐｐｍ以下である請求項１記載のバリア放電ランプ。
3. 前記外部電極は、メッシュ状を呈している請求項１または２に記載のバリア放電ランプ。
4. 前記内部電極は、コイルを有する請求項１〜３のいずれか１つに記載のバリア放電ランプ。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のバリア放電ランプと；
   前記バリア放電ランプが収納される保護管と；
   を具備し、
   前記保護管の、前記バリア放電ランプが収納される内部空間には窒素ガスが封入され、
   前記保護管の内壁と、前記バリア放電ランプに設けられた外部電極の外側端との間のクリアランス寸法が、１０ｍｍ以下であるバリア放電ランプユニット。
6. 請求項５記載のバリア放電ランプユニットと；
   前記バリア放電ランプユニットに設けられたバリア放電ランプに電気的に接続された点灯回路と；
   を具備した液体処理装置。

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