JP2022071472A - 液体処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】処理能力の向上を図ることができる液体処理装置を提供することである。【解決手段】実施形態に係る液体処理装置は、液体に紫外線を照射する液体処理装置であって、前記液体が供給される空間を内部に有する容器と；前記空間に設けられ、第１の方向に延びる形状を有し、第１のバリア放電ランプが収納される第１の保護管と；を具備している。前記第１の方向に直交する断面において、前記第１の保護管と、前記容器の内壁と、の間の距離Ｌ（ｍｍ）が、以下の式を満足する。３ｍｍ≦Ｌ（ｍｍ）≦１５ｍｍ【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、液体処理装置に関する。

液体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。近年においては、紫外線を用いた不純物の除去も行われている。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ルラジカルが生成される。ヒドロキシルラジカルは、水中にある全有機炭素（ＴＯＣ：Total Organic Carbon）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。

紫外線を水に照射して不純物の除去を行う技術は、例えば、半導体装置などの電子部品の洗浄工程において用いられている。この様な工程において用いられる原料水の純度は高く、ＴＯＣ濃度は１００ｐｐｂ程度であるが、紫外線を原料水に照射することで、ＴＯＣ濃度を１０ｐｐｂ程度にまで低下させることができる。
また、紫外線を水に照射することで生成されたヒドロキシルラジカルは、菌やウイルスの殺菌や不活性化にも効果がある。そのため、紫外線を水に照射する技術は、前述した不純物の除去とは別に、あるいは不純物の除去とともに、水の殺菌処理などにも用いられている。

ここで、紫外線を照射する光源としては、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線、または、ピーク波長が１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線を照射する低圧水銀ランプが用いられていた。しかしながら、水の紫外線吸収係数は、波長が５００ｎｍ近傍で最小となり、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。そのため、ピーク波長が１７２ｎｍの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）が用いられるようになってきている。

バリア放電ランプが処理を施す液体中に設けられていれば、液体に紫外線を直接照射することができるので、液体の処理を効率よく行うことができる。ところが、単に、バリア放電ランプを液体中に設ければ、処理流量が低下したり、ヒドロキシルラジカルの濃度が低下したりして処理能力が低下するおそれがある。
そこで、処理能力の向上を図ることができる液体処理装置の開発が望まれていた。

特開２０１４－１８２９１６号公報

本発明が解決しようとする課題は、処理能力の向上を図ることができる液体処理装置を提供することである。

実施形態に係る液体処理装置は、液体に紫外線を照射する液体処理装置であって、前記液体が供給される空間を内部に有する容器と；前記空間に設けられ、第１の方向に延びる形状を有し、第１のバリア放電ランプが収納される第１の保護管と；を具備している。前記第１の方向に直交する断面において、前記第１の保護管と、前記容器の内壁と、の間の距離Ｌ（ｍｍ）が、以下の式を満足する。
３ｍｍ≦Ｌ（ｍｍ）≦１５ｍｍ

本発明の実施形態によれば、処理能力の向上を図ることができる液体処理装置を提供することができる。

本実施の形態に係る液体処理装置を例示するための模式断面図である。 図１における液体処理装置のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。 （ａ）は、バリア放電ランプを例示するための模式図である。（ｂ）は、図３（ａ）におけるバリア放電ランプのＢ部の模式拡大図である。 図３（ａ）におけるバリア放電ランプのＣ－Ｃ線方向の模式断面図である。 距離Ｌ（ｍｍ）と、液体処理装置の処理能力との関係を例示するための表である。 他の実施形態に係る液体処理装置を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係る液体処理装置を例示するための模式断面図である。

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。

図１は、本実施の形態に係る液体処理装置１００を例示するための模式断面図である。 図２は、図１における液体処理装置１００のＡ－Ａ線方向の模式断面図である。
液体処理装置１００は、液体３００に紫外線を照射する。
図１に示すように、液体処理装置１００には、例えば、バリア放電ランプ１（第１のバリア放電ランプの一例に相当する）、保護管１０１（第１の保護管の一例に相当する）、蓋１０２、シール部材１０３、容器１０４、ホルダ１０５、およびシール部材１０６を設けることができる。

まず、バリア放電ランプ１について例示をする。
図３（ａ）は、バリア放電ランプ１を例示するための模式図である。
図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるバリア放電ランプ１のＢ部の模式拡大図である。
図４は、図３（ａ）におけるバリア放電ランプ１のＣ－Ｃ線方向の模式断面図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）、および図４に示すように、バリア放電ランプ１には、例えば、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の肉厚は、例えば、１ｍｍ程度とすることができる。発光管２の長さは、液体処理装置１００の仕様などに応じて適宜変更することができる。例えば、発光管２の長さは、１３００ｍｍ程度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有機物などの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、９３ｋＰａ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。また、ピーク波長が短い紫外線が照射されるので、菌やウイルスの殺菌や不活性化にも有効である。

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。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場合がある。

本発明者の得た知見によれば、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基の含有量を１００ｐｐｍ以上、１５００ｐｐｍ以下と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。

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、例えば、コイル４ａおよびレグ４ｂを有する。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んでいる。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同士の間隔をコイル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。

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同士の間隔をアンカ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、モネル、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。

この場合、発光管２の内部空間で発生した紫外線が外部電極７を透過することができれば、紫外線を発光管２の周囲の全方位に照射することができる。そのため、外部電極７は、例えば、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３（ａ）に示すように、外部電極７は、メッシュ状を呈している。例えば、外部電極７は、メリヤス編組構造を有している。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程度のモネル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、発光管２に外部電極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、高周波電源などに電気的に接続することができる。高周波電源は、例えば、１５ｋＨｚ程度の正弦波を発生させる電源や、パルス電源などとすることができる。

次に、図１および図２に戻って、液体処理装置１００に設けられた他の要素について説明する。
バリア放電ランプ１を液体３００の処理に用いる場合には、バリア放電ランプ１を液体３００の中に直接設けることができない。そのため、図１に示すように、バリア放電ランプ１は保護管１０１の内部に収納される。
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１０１ａ１を設けることができる。保護管１０１の内部空間には、バリア放電ランプ１が収納される。この場合、バリア放電ランプ１は、保護管１０１と略同芯となるように設けることが好ましい。保護管１０１の寸法は、収納されるバリア放電ランプ１（発光管２）に応じて適宜変更することができる。

保護管１０１は、容器１０４の内部空間に設けられる。図１に示すように、容器１０４の内壁１０４ｅと保護管１０１との間の空間は、処理を施す液体３００が流れる流路となる。そのため、バリア放電ランプ１が収納された保護管１０１を容器１０４の内部空間に設ければ、バリア放電ランプ１が、液体３００の流路に設けられることになる。ここで、処理を施す液体３００に水が含まれていると、バリア放電ランプ１から照射された紫外線によりヒドロキシルラジカルが生成される。ヒドロキシルラジカルは、酸化力が強いので、液体３００に含まれているＴＯＣ（全有機炭素）を分解することができる。また、ヒドロキシルラジカルにより、菌やウイルスの殺菌や不活性化を行うこともできる。

バリア放電ランプ１において発生した紫外線は、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。例えば、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基の含有量を１００ｐｐｍ以上、１５００ｐｐｍ以下と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、液体処理装置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。

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。

また、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から照射される紫外線の相対照度が低下する場合がある。本発明者の得た知見によれば、クリアランス寸法Ｓを５ｍｍ以下とすれば、相対照度が７５％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が向上したり、菌やウイルスの殺菌や不活性化が容易となったり、照射時間が短縮できたり、印加電力が低減できたりする。

蓋１０２は、保護管１０１の開口を塞いでいる。例えば、蓋１０２は、保護管１０１のフランジ１０１ａ１に取り付けることができる。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と孔の内壁との間の隙間、リード線９と孔の内壁との間の隙間は、封止材により封止されている。蓋１０２は、例えば、ステンレスなどの金属や、フッ素樹脂などの樹脂から形成することができる。

シール部材１０３は、蓋１０２と、保護管１０１（フランジ１０１ａ１）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。

容器１０４は、筒状を呈し、断面寸法（中心軸に直交する方向の長さ）に比べて全長（中心軸方向の長さ）が長い形態を有する。容器１０４は、例えば、ステンレスなどの金属から形成することができる。容器１０４は、液体３００が供給される空間を内部に有する。容器１０４の内部空間には、保護管１０１に収納されたバリア放電ランプ１が設けられる。保護管１０１と容器１０４の内壁１０４ｅとの間の空間は、液体３００が流れる流路となる。そのため、バリア放電ランプ１において発生した紫外線を、保護管１０１を介して液体３００に照射することができる。

容器１０４には、流入部１０４ａと流出部１０４ｂを設けることができる。流入部１０４ａは、筒状を呈し、一方の端部が容器１０４の内部空間に連通している。流入部１０４ａは、少なくとも１つ設けることができる。流入部１０４ａの他方の端部には、例えば、処理を施す液体３００を供給する供給装置などを接続することができる。流出部１０４ｂは、筒状を呈し、一方の端部が容器１０４の内部空間に連通している。流出部１０４ｂは、少なくとも１つ設けることができる。流出部１０４ｂの他方の端部には、例えば、処理が施された液体３００ａが供給されるタンクや洗浄装置などを接続することができる。

例えば、流入部１０４ａと流出部１０４ｂは、容器１０４の中心軸方向に並べて設けることができる。例えば、流入部１０４ａをバリア放電ランプ１の一方の端部の近傍に対峙する位置に設けることができる。例えば、流出部１０４ｂをバリア放電ランプ１の他方の端部の近傍に対峙する位置に設けることができる。この様にすれば、バリア放電ランプ１に沿って液体３００を流すことができるので、バリア放電ランプ１から照射された紫外線の有効利用を図ることができる。
容器１０４の一方の端部側には、保護管１０１の、蓋１０２が設けられる側とは反対側の端部を支持する凹部１０４ｃを設けることができる。凹部１０４ｃは、容器１０４の内部空間に開口している。

容器１０４の他方の端部側には、支持板１０４ｄを設けることができる。支持板１０４ｄには、厚み方向を貫通する孔１０４ｄ１を設けることができる。保護管１０１は、孔１０４ｄ１に挿入され、保護管１０１の、蓋１０２が設けられる側の端部の近傍が支持板１０４ｄにより支持される。

ここで、保護管１０１が延びる方向（第１の方向の一例に相当する）に直交する断面において、保護管１０１と容器１０４の内壁１０４ｅとの間の距離Ｌがばらつくと、保護管１０１の周囲の流路抵抗がばらつくので、液体３００の流量に分布が生じ易くなる。また、紫外線は、液体３００に照射されると減衰し、距離Ｌが長くなるほど減衰量が大きくなる。そのため、距離Ｌがばらつくと、ヒドロキシルラジカルが生成される領域における紫外線の強度がばらついて、生成されるヒドロキシルラジカルの濃度に分布が生じ易くなる。液体３００の流量やヒドロキシルラジカルの濃度に分布が生じると、液体処理装置１００の処理能力が低下するおそれがある。

この場合、図１および図２に示すように、円筒状の容器１０４とし、凹部１０４ｃの中心軸と、孔１０４ｄ１の中心軸が、容器１０４の中心軸と重なるようにすることが好ましい。この様にすれば、円筒状の保護管１０１（バリア放電ランプ１）と、円筒状の容器１０４とを略同芯に設けることができるので、距離Ｌを略一定にすることができる。距離Ｌが略一定となっていれば、保護管１０１の周囲の流路抵抗がほぼ同じとなるので、液体３００の流量に分布が生じるのを抑制することができる。また、保護管１０１の周囲の、ヒドロキシルラジカルが生成される領域における紫外線の強度がほぼ同じとなるので、ヒドロキシルラジカルの濃度に分布が生じるのを抑制することができる。
なお、本明細書において「略」とは、製造誤差や、取り付け誤差などによる違いを許容することである。

ここで、距離Ｌが略一定であっても、距離Ｌが短くなると保護管１０１の周囲の流路抵抗が大きくなって流量が減少する。流量が減少すると液体処理装置１００の処理能力が低下することになる。
一方、距離Ｌが長くなると、紫外線の減衰により紫外線の強度が不足する領域が大きくなるので、ヒドロキシルラジカルの濃度が低くなる。ヒドロキシルラジカルの濃度が低くなると液体処理装置１００の処理能力が低下することになる。

図５は、距離Ｌ（ｍｍ）と、液体処理装置１００の処理能力との関係を例示するための表である。
液体処理装置１００の処理能力を評価するために、処理流量と、処理後のＴＯＣ濃度（残留する不純物の濃度）とを用いた。
液体３００の供給圧力は、１．５ＭＰａとした。液体３００は、比抵抗が１７ＭΩ・ｍ以上の超純水に、エタノールをＴＯＣ換算で１００ｐｐｂ加えたものとした。
ここで、処理流量が少ないと、所定の量の液体３００を処理するのに要する時間が長くなる。処理後のＴＯＣ濃度が高いと、所定の品質の液体３００ａが得られなかったり、再度の処理が必要となったりする。そのため、処理能力の評価においては、処理流量が１ｍ^３／Ｈｒ以上、且つ、処理後のＴＯＣ濃度が１０ｐｐｂ以下（残留率１０％以下）の場合を「○」（合格）としている。

図５から分かるように「３ｍｍ≦Ｌ（ｍｍ）≦１５ｍｍ」とすれば、液体処理装置１００の処理能力を向上させることができる。

図１に示すように、ホルダ１０５は、例えば、保護管１０１のフランジ１０１ａ１の近傍を保持している。例えば、ホルダ１０５は、板状を呈し、容器１０４の支持板１０４ｄに固定されている。

シール部材１０６は、環状を呈し、保護管１０１が挿入されている。また、シール部材１０６は、ホルダ１０５と支持板１０４ｄの間に設けられている。シール部材１０６は、例えば、Ｏリングなどとすることができる。

図６は、他の実施形態に係る液体処理装置１００ａを例示するための模式断面図である。
図６は、前述した図２に対応する図面である。
なお、図６においては、煩雑となるのを避けるために、バリア放電ランプ１ａ（第１のバリア放電ランプの一例に相当する）、バリア放電ランプ１ｂ（第２のバリア放電ランプの一例に相当する）、保護管１０１ａ（第１の保護管の一例に相当する）、保護管１０１ｂ（第２の保護管の一例に相当する）、および容器１１４を描き、蓋１０２、シール部材１０３、ホルダ１０５、およびシール部材１０６などは省いて描いている。
前述した液体処理装置１００には、１つのバリア放電ランプ１が設けられていたが、液体処理装置１００ａには、バリア放電ランプ１ａ、およびバリア放電ランプ１ｂが設けられている。バリア放電ランプ１ａ、およびバリア放電ランプ１ｂは、前述したバリア放電ランプ１と同じとすることができる。

保護管１０１ａは、容器１１４の内部の空間に設けられ、所定の方向に延びる形状を有する。保護管１０１ａには、放電ランプ１ａが収納される。
保護管１０１ｂは、容器１１４の内部の空間に設けられ、所定の方向に延びる形状を有する。保護管１０１ｂには、放電ランプ１ｂが収納される。
例えば、図６に示すように、バリア放電ランプ１ａが収納された保護管１０１ａ、およびバリア放電ランプ１ｂが収納された保護管１０１ｂは、互いに平行となるように並べて設けられている。保護管１０１ａ、および保護管１０１ｂは、前述した保護管１０１と同じとすることができる。

容器１１４の内壁１１４ａは、保護管１０１ａと略同芯に設けられた部分１１４ａ１（第１の部分の一例に相当する）と、保護管１０１ｂと略同芯に設けられた部分１１４ａ２（第２の部分の一例に相当する）を有する。保護管１０１ａ、１０１ｂが延びる方向（第１の方向の一例に相当する）に直交する断面において、保護管１０１ａと、内壁１１４ａの部分１１４ａ１との間の距離Ｌ１、および、保護管１０１ｂと、内壁１１４ａの部分１１４ａ２との間の距離Ｌ２は、前述した距離Ｌと同じとすることができる。
すなわち、「３ｍｍ≦Ｌ１（ｍｍ）≦１５ｍｍ」、および「３ｍｍ≦Ｌ２（ｍｍ）≦１５ｍｍ」とすることができる。この様にすれば、液体処理装置１００ａの処理能力を向上させることができる。

図７は、他の実施形態に係る液体処理装置１００ｂを例示するための模式断面図である。図７は、前述した図２に対応する図面である。
なお、図７においては、煩雑となるのを避けるために、バリア放電ランプ１ａ（第１のバリア放電ランプの一例に相当する）、バリア放電ランプ１ｂ（第２のバリア放電ランプの一例に相当する）、バリア放電ランプ１ｃ、保護管１０１ａ（第１の保護管の一例に相当する）、保護管１０１ｂ（第２の保護管の一例に相当する）、保護管１０１ｃ、および容器１２４を描き、蓋１０２、シール部材１０３、ホルダ１０５、およびシール部材１０６などは省いて描いている。
前述した液体処理装置１００には、１つのバリア放電ランプ１が設けられていたが、液体処理装置１００ａには、バリア放電ランプ１ａ、バリア放電ランプ１ｂ、およびバリア放電ランプ１ｃが設けられている。バリア放電ランプ１ａ、バリア放電ランプ１ｂ、およびバリア放電ランプ１ｃは、前述したバリア放電ランプ１と同じとすることができる。

保護管１０１ａは、容器１２４の内部の空間に設けられ、所定の方向に延びる形状を有する。保護管１０１ａには、放電ランプ１ａが収納される。
保護管１０１ｂは、容器１２４の内部の空間に設けられ、所定の方向に延びる形状を有する。保護管１０１ｂには、放電ランプ１ｂが収納される。
保護管１０１ｃは、容器１２４の内部の空間に設けられ、所定の方向に延びる形状を有する。保護管１０１ｃには、放電ランプ１ｃが収納される。
例えば、図７に示すように、バリア放電ランプ１ａが収納された保護管１０１ａ、バリア放電ランプ１ｂが収納された保護管１０１ｂ、およびバリア放電ランプ１ｃが収納された保護管１０１ｃは、互いに平行となるように並べて設けられている。保護管１０１ａ、保護管１０１ｂ、および保護管１０１ｃは、前述した保護管１０１と同じとすることができる。

容器１２４の内壁１２４ａは、保護管１０１ａと略同芯に設けられた部分１２４ａ１（第１の部分の一例に相当する）、保護管１０１ｂと略同芯に設けられた部分１２４ａ２（第２の部分の一例に相当する）、および保護管１０１ｃと略同芯に設けられた部分１２４ａ３を有する。保護管１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが延びる方向（第１の方向の一例に相当する）に直交する断面において、保護管１０１ａと、内壁１２４ａの部分１２４ａ１との間の距離Ｌ１、保護管１０１ｂと、内壁１２４ａの部分１２４ａ２との間の距離Ｌ２、および、保護管１０１ｃと、内壁１２４ａの部分１２４ａ３との間の距離Ｌ３は、前述した距離Ｌと同じとすることができる。
すなわち、「３ｍｍ≦Ｌ１（ｍｍ）≦１５ｍｍ」、「３ｍｍ≦Ｌ２（ｍｍ）≦１５ｍｍ」、および「３ｍｍ≦Ｌ３（ｍｍ）≦１５ｍｍ」とすることができる。この様にすれば、液体処理装置１００ａの処理能力を向上させることができる。

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、１ａ～１ｃ バリア放電ランプ、１０１ 保護管、１０１ａ～１０１ｃ 保護管、１０４ 容器、１０４ｅ 内壁、１１４ 容器、１１４ａ 内壁、１１４ａ１ 部分、１１４ａ２ 部分、１２４ 容器、１２４ａ 内壁、１２４ａ１ 部分、１２４ａ２ 部分、１２４ａ３ 部分、１００ 液体処理装置、１００ａ 液体処理装置、１００ｂ 液体処理装置、３００ 液体

Claims (4)

1. 液体に紫外線を照射する液体処理装置であって、
   前記液体が供給される空間を内部に有する容器と；
   前記空間に設けられ、第１の方向に延びる形状を有し、第１のバリア放電ランプが収納される第１の保護管と；
   を具備し、
   前記第１の方向に直交する断面において、前記第１の保護管と、前記容器の内壁と、の間の距離Ｌ（ｍｍ）が、以下の式を満足する液体処理装置。
   ３ｍｍ≦Ｌ（ｍｍ）≦１５ｍｍ
2. 前記空間に設けられ、前記第１の方向に延びる形状を有し、第２のバリア放電ランプが収納される第２の保護管をさらに具備し、
   前記容器の内壁は、前記第１の保護管と略同芯に設けられた第１の部分と、前記第２の保護管と略同芯に設けられた第２の部分と、を有し、
   前記第１の方向に直交する断面において、前記第１の保護管と、前記第１の部分と、の間の距離Ｌ１（ｍｍ）、および、前記第２の保護管と、前記第２の部分と、の間の距離Ｌ２（ｍｍ）が、以下の式を満足する請求項１記載の液体処理装置。
   ３ｍｍ≦Ｌ１（ｍｍ）≦１５ｍｍ
   ３ｍｍ≦Ｌ２（ｍｍ）≦１５ｍｍ
3. 前記第１の保護管は、ＳｉＯ_２を含み、ＯＨ基の含有量が１００ｐｐｍ以上、１５００ｐｐｍ以下である請求項１または２に記載の液体処理装置。
4. 前記第２の保護管は、ＳｉＯ_２を含み、ＯＨ基の含有量が１００ｐｐｍ以上、１５００ｐｐｍ以下である請求項２記載の液体処理装置。

Images