WO2023073879A1 - プラズマ照射装置及びプラズマ処理液体製造方法 - Google Patents

プラズマ照射装置及びプラズマ処理液体製造方法 Download PDF

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WO2023073879A1
WO2023073879A1 PCT/JP2021/039875 JP2021039875W WO2023073879A1 WO 2023073879 A1 WO2023073879 A1 WO 2023073879A1 JP 2021039875 W JP2021039875 W JP 2021039875W WO 2023073879 A1 WO2023073879 A1 WO 2023073879A1
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liquid
plasma
treated
storage container
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PCT/JP2021/039875
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English (en)
French (fr)
Inventor
俊之 池戸
高広 神藤
Original Assignee
株式会社Fuji
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma

Definitions

  • the present disclosure relates to a technique for irradiating plasma onto an object to be processed.
  • Patent Document 1 describes a flow path through which a liquid to be irradiated with plasma is to be irradiated, a supply unit for causing the liquid to be irradiated to flow through the flow path at a constant flow rate, an irradiation block provided in the flow path, and an irradiation target in the irradiation block. and a plasma head for irradiating a liquid with a plasma gas.
  • An object of the present disclosure is to provide a technology that enables the liquid to be treated that is stored in the storage container to be quickly discharged from the storage container without remaining in the storage container.
  • the plasma irradiation apparatus of the present disclosure includes: a reservoir for storing a liquid to be treated and having a drainage hole provided in the bottom surface for draining the stored liquid to be treated; a plasma generator that generates plasma to irradiate the liquid to be treated; a bar-shaped liquid discharge promoting part that is erected on the bottom surface of the storage container and guides the liquid to be treated that is stored in the storage container to the drainage hole; It has
  • FIG. 1 is an exploded view of a plasma generator;
  • FIG. 1 is an exploded view of a plasma generator;
  • FIG. It is a sectional view of a plasma generator.
  • It is a perspective view of an atmospheric pressure plasma irradiation apparatus.
  • It is a side view of an atmospheric pressure plasma irradiation apparatus.
  • It is a side view of an atmospheric pressure plasma irradiation apparatus.
  • It is a perspective view of an atmospheric pressure plasma irradiation apparatus.
  • It is the perspective view ((a)) of an irradiation block, and the cross-sectional perspective view ((b)) in the AA line.
  • FIG. 10 is a perspective view ((a)) of an irradiation block different from FIG. 9 and a cross-sectional perspective view ((b)) thereof taken along line BB.
  • It is a block diagram of a control device.
  • FIG. 1 shows an atmospheric pressure plasma irradiation device 10 according to one embodiment of the present disclosure.
  • the atmospheric pressure plasma irradiation device 10 is a device for irradiating a culture solution (an example of a “liquid to be treated”) with plasma under atmospheric pressure, and includes a plasma generator 20, a cover housing 22, an opening and closing mechanism 24, It comprises a stage 26, an elevating device 28, a purge gas supply mechanism 32 (see FIG. 5), a concentration detection mechanism 34, an exhaust mechanism 36, and a control device 38 (see FIG. 11).
  • the width direction of the atmospheric pressure plasma irradiation device 10 is called the X direction
  • the depth direction of the atmospheric pressure plasma irradiation device 10 is called the Y direction
  • the direction perpendicular to the X direction and the Y direction, that is, the vertical direction is called the Z direction.
  • the plasma generator 20 includes a cover 50, an upper block 52, a lower block 54, a pair of electrodes 56, and a nozzle block 58, as shown in FIGS.
  • the cover 50 generally has a rectangular tubular shape with a lid, and an upper block 52 is arranged inside the cover 50 .
  • the upper block 52 has a generally rectangular parallelepiped shape and is made of ceramic.
  • a pair of cylindrical recesses 60 are formed in the lower surface of the upper block 52 .
  • the lower block 54 also has a generally rectangular parallelepiped shape and is made of ceramic.
  • a concave portion 62 is formed in the upper surface of the lower block 54.
  • the concave portion 62 is composed of a pair of cylindrical concave portions 66 and a connecting concave portion 68 connecting the pair of cylindrical concave portions 66.
  • the lower block 54 is fixed to the lower surface of the upper block 52 while protruding from the lower end of the cover 50, and the columnar recess 60 of the upper block 52 and the columnar recess 66 of the lower block 54 communicate with each other.
  • the cylindrical recess 60 and the cylindrical recess 66 have substantially the same diameter.
  • a slit 70 penetrating through the lower surface of the lower block 54 is formed in the bottom surface of the recess 62 .
  • Each of the pair of electrodes 56 is arranged in a columnar space defined by the columnar recess 60 of the upper block 52 and the columnar recess 66 of the lower block 54 .
  • the outer diameter of the electrode 56 is smaller than the inner diameter of the cylindrical recesses 60 and 66 .
  • the nozzle block 58 has a generally flat plate shape and is fixed to the lower surface of the lower block 54 .
  • the nozzle block 58 is formed with an ejection port 72 that communicates with the slit 70 of the lower block 54 , and the ejection port 72 vertically penetrates the nozzle block 58 .
  • the plasma generator 20 further has a processing gas supply device 74 (see FIG. 11).
  • the processing gas supply device 74 is a device for supplying a processing gas obtained by mixing an active gas such as oxygen and an inert gas such as nitrogen at an arbitrary ratio, and is a cylindrical space defined by the cylindrical recesses 60 and 66. And it is connected to the upper part of the connection recessed part 68 via piping (not shown). As a result, the processing gas is supplied into the recess 62 from the gap between the electrode 56 and the cylindrical recess 66 and from the top of the connecting recess 68 .
  • the plasma generator 20 ejects plasma from the ejection port 72 of the nozzle block 58.
  • the processing gas is supplied to the interior of the recess 62 by a processing gas supply device 74 .
  • voltage is applied to the pair of electrodes 56 in the recess 62 , and current flows between the pair of electrodes 56 .
  • an electric discharge is generated between the pair of electrodes 56, and the electric discharge converts the processing gas into plasma.
  • Plasma is then ejected from the ejection port 72 through the slit 70 .
  • the cover housing 22 also includes an upper cover 76 and a lower cover 78, as shown in FIG.
  • the upper cover 76 generally has a cylindrical shape with a lid, and a through hole (not shown) having a shape corresponding to the lower block 54 of the plasma generator 20 is formed in the lid portion of the upper cover 76 .
  • a cover 50 of the plasma generator 20 is fixed upright on the lid portion of the upper cover 76 so as to cover the through hole. Therefore, the lower block 54 and the nozzle block 58 of the plasma generator 20 protrude toward the inside of the upper cover 76 so as to extend in the Z direction. As a result, the plasma generated by the plasma generator 20 is jetted in the Z direction from the jetting port 72 of the nozzle block 58 toward the inside of the upper cover 76 .
  • a transparent glass plate 80 is disposed so as to block the through holes. ing. This allows the inside of the upper cover 76 to be visually recognized through the glass plate 80 .
  • the lower cover 78 of the cover housing 22 has a generally disk shape and is fixed to a housing (not shown) of the mounting section on which the atmospheric pressure plasma irradiation device 10 is mounted.
  • the outer diameter of the lower cover 78 is larger than the outer diameter of the upper cover 76 , and an annular packing 82 having the same diameter as the upper cover 76 is arranged on the upper surface of the lower cover 78 .
  • the opening/closing mechanism 24 includes a pair of slide mechanisms 86 and an air cylinder 88, as shown in FIGS.
  • Each slide mechanism 86 includes a support shaft 90 and a slider 92 .
  • the support shaft 90 is provided upright on the housing of the placement section so as to extend in the Z direction.
  • the slider 92 has a generally cylindrical shape and is fitted onto the support shaft 90 so as to be slidable in the axial direction of the support shaft 90 .
  • the upper cover 76 is held on the slider 92 by an upper bracket 96 and a lower bracket 98 . Thereby, the upper cover 76 is slidable in the Z direction, that is, in the vertical direction.
  • the air cylinder 88 includes a rod 100, a piston (not shown) and a cylinder 102.
  • the rod 100 is arranged to extend in the Z direction and is fixed to the upper cover 76 at its upper end.
  • a piston is fixed to the lower end of the rod 100 .
  • the piston is fitted inside the cylinder 102 from the top end and slidably moves inside the cylinder 102 .
  • the lower end of the cylinder 102 is fixed to the housing of the placement section, and a predetermined amount of air is sealed inside the cylinder 102 .
  • the air cylinder 88 functions as a damper to prevent the upper cover 76 from descending rapidly.
  • the air pressure inside the cylinder 102 is set to a pressure that can be compressed by the weight of the integrated body that slides together with the upper cover 76, that is, the upper cover 76, the plasma generator 20, the slider 92, and the like. That is, when the operator releases the upper cover 76 while the upper cover 76 is raised, the upper cover 76 descends due to the weight of the upper cover 76 and the like. Then, the upper cover 76 is in close contact with the packing 82 of the lower cover 78, and the inside of the cover housing 22 is sealed by the upper cover 76 and the lower cover 78, as shown in FIG.
  • the inside of the cover housing 22 is opened by the operator lifting the upper cover 76 .
  • a magnet 106 (see FIG. 1) is fixed to the upper surface of the upper cover 76, and when the upper cover 76 is lifted, the magnet 106 is attracted to the housing of the mounting portion. In this way, by attracting the magnet 106 to the housing of the placement section, the state in which the upper cover 76 is lifted, that is, the state in which the cover housing 22 is opened is maintained.
  • the stage 26 is generally disc-shaped, and an irradiation block 180 is placed on the upper surface of the stage 26 . Also, the outer diameter of the stage 26 is made smaller than the outer diameter of the lower cover 78 . The stage 26 is arranged on the upper surface of the lower cover 78 .
  • the irradiation block 180 is used to store the liquid to be treated that has been sent by the liquid sending tube 120, and to generate the plasma-treated liquid by irradiating the stored liquid to be treated with the plasma ejected from the plasma generator 20. .
  • the generated plasma-treated liquid is drained from irradiation block 180 by drain tube 122 .
  • the liquid to be treated is supplied from a liquid to be treated supply unit (not shown) provided outside the cover housing 22 to the irradiation block 180 inside the cover housing 22 through the liquid delivery tube 120 using a pump (not shown). be done. Also, the plasma-treated liquid generated in the irradiation block 180 is drained from the irradiation block 180 through a drainage tube 122 using a pump (not shown), and is placed outside the cover housing 22 in a temporary storage bin (see FIG. 1). not shown). Accordingly, through holes 134 and 136 through which the liquid feeding tube 120 and the liquid draining tube 122 are passed are formed in the side surface of the lower cover 78 .
  • FIG. 9 shows a schematic configuration of the irradiation block 180.
  • FIG. 9(a) is a perspective view showing the appearance of the entire irradiation block 180
  • FIG. 9(b) is a cross-sectional perspective view taken along line BB in FIG. 9(a). The direction from left to right is the direction in which the liquid to be treated flows.
  • the irradiation block 180 is made of ceramic and consists of an irradiation block main body 181 having a generally rectangular parallelepiped shape.
  • the long side direction of the irradiation block 180 is the X direction, and the short side direction is the Y direction.
  • the irradiation block body portion 181 is formed with a groove portion 183 and a storage portion 184 having an open surface facing the plasma generator 20 when installed in the cover housing 22 .
  • the groove portion 183 has a U-shape opening upward in the YZ cross section.
  • a bottom surface 183a forming the groove 183 is curved.
  • the YZ cross section of this groove portion 183 is slightly narrower than the cross-sectional shape of the liquid-feeding tube 120 (see FIG. 1). is fixed.
  • the reservoir 184 stores the liquid to be treated for plasma irradiation.
  • the storage portion 184 is configured by a cylindrical recess having a side surface 184a and a bottom surface 184b. Further, the bottom surface 184b that constitutes the storage portion 184 is formed so as to be located below the bottom surface 183a that constitutes the groove portion 183. As shown in FIG. Furthermore, a drain hole 184c is formed in the bottom surface 184b of the reservoir 184 for discharging the plasma-treated liquid generated by irradiating the liquid to be treated with plasma from the reservoir 184 to the outside.
  • the bottom surface 184b is an inclined surface that slopes downward from the side surface 184a toward the drainage hole 184c. This has a function of quickly discharging the plasma-treated liquid from the reservoir 184 and a function of preventing, as much as possible, a state in which part of the plasma-treated liquid remains in the reservoir 184 without being discharged. This is to make it happen.
  • a first bar-shaped member 187 is placed at a length and position corresponding to the diameter of the circular bottom surface 184b.
  • the first bar-shaped member 187 has a generally rectangular parallelepiped shape, and the length of each lateral side of the top surface and the bottom surface is formed to be shorter than the diameter of the liquid drainage hole 184c. In other words, when the operator looks at the upper surface of the first bar-shaped member 187 from above in the Z direction, part of the liquid drainage hole 184c can be visually recognized.
  • the first bar-shaped member 187 is for facilitating the drainage of the liquid to be treated (including the plasma-treated liquid) stored in the storage section 184 from the drainage holes 184c.
  • the first bar-shaped member 187 blocks the entire drainage hole 184c, the drainage will be suppressed.
  • the liquid to be treated stored in the storage part 184 reaches the end of the drainage, the liquid to be treated is repelled at the entrance of the drainage hole 184c or attracted to the corners of the bottom surface 184b, causing the liquid to be drained. may not progress and part of the liquid to be treated may remain in the reservoir 184 .
  • the first bar-shaped member 187 is placed as described above, the liquid to be processed that is repelled at the entrance of the drain hole 184c or the liquid to be processed that is attracted to the corners of the bottom surface 184b and stays on the bottom surface 184b is the first liquid. It is guided to the drain hole 184c along the bar-shaped member 187 and drained. This effect is further enhanced by the fact that the bottom surface 184b is inclined downward from the side surface 184a toward the drainage hole 184c.
  • the first bar-shaped member 187 is made of ceramics like the irradiation block 180 , it is formed separately from the irradiation block 180 . This is done only because it is difficult to integrally form the first bar-shaped member 187 protruding upward from the bottom surface 184b with ceramics. Therefore, the first bar-shaped member 187 may be formed integrally with the irradiation block 180 .
  • the height of the first bar-shaped member 187 is lower than the height of the side surface 184a. This is because, if the height of the first bar-shaped member 187 is equal to or higher than the height of the side surface 184a, the liquid to be treated that has flowed into the reservoir 184 will be blocked by the first bar-shaped member 187 .
  • FIG. 10 shows irradiation blocks different from FIG.
  • the irradiation block 180 of FIG. 10 differs from the irradiation block 180 of FIG. ing.
  • Other configurations are the same between FIG. 10 and FIG.
  • the second bar-shaped member 188 is placed at a length and position corresponding to the radius of the circular bottom surface 184b.
  • the second bar-shaped member 188 which is half the first bar-shaped member 187, is placed so as to extend from the drainage hole 184c to the side surface 184a, the same effect as that of the first bar-shaped member 187 can be obtained. It has been confirmed by experiments that
  • the irradiation block main body part 181 has a discharge part 186 in addition to the above configuration.
  • the discharge portion 186 is formed on the lower surface 181a of the irradiation block body portion 181 and protrudes downward from a position including the liquid discharge hole 184c of the storage portion 184 .
  • the discharge portion 186 has a base portion 186a, a flange portion 186b, and a discharge locking portion 186c, and is integrally formed with the components 186a to 186c connected downward.
  • a through hole 186 d is formed in the Z direction at the center of the discharge portion 186 and communicates with the discharge hole 184 c of the storage portion 184 .
  • a portion of the outer peripheral surface of the discharge portion 186 that is continuous with the lower surface 181a of the irradiation block body portion 181 is a base portion 186a.
  • the diameter of the outer periphery of the discharge locking portion 186c formed below the base portion 186a with the flange portion 186b interposed therebetween is made larger than the diameter of the liquid discharge tube 122 (see FIG. 1).
  • the outer diameter of the upper portion 186c1 of the ejection locking portion 186c is made smaller than the outer diameter of the ejection locking portion 186c.
  • the irradiation block 180 is fixed to the stage 26 by fitting the base portion 186a and the notch portion 26a (see FIG. 1) of the stage 26 together. In this way, the irradiation block 180 can be easily attached to and detached from the stage 26 because it is not fixed using fixtures.
  • the lifting device 28 includes a support rod 112, a rack 114, a pinion 116, and an electromagnetic motor 117 (see FIG. 11), as shown in FIG.
  • a through hole (not shown) is formed through the lower cover 78 in the vertical direction, and the support rod 112 is inserted through the through hole.
  • the outer diameter of the support rod 112 is made smaller than the inner diameter of the through hole, and the support rod 112 is movable in the vertical direction, that is, in the Z direction.
  • a lower surface of the stage 26 is fixed to the upper end of the support rod 112 .
  • the rack 114 is fixed to the outer peripheral surface of the portion of the support rod 112 extending downward from the lower cover 78 so as to extend in the axial direction of the support rod 112 .
  • the pinion 116 is meshed with the rack 114 and is driven by the electromagnetic motor 117 to rotate.
  • the pinion 116 is rotatably held by the housing of the placement section.
  • the purge gas supply mechanism 32 includes four air joints 130 (three are shown in the figure) and a purge gas supply device 132 (see FIG. 11).
  • Four air joints 130 are provided at four equal positions on the upper end of the side surface of the upper cover 76 , and each air joint 130 opens inside the upper cover 76 .
  • the purge gas supply device 132 is a device that supplies an inert gas such as nitrogen, and is connected to each air joint 130 via a pipe (not shown). With such a structure, the purge gas supply mechanism 32 supplies inert gas to the inside of the upper cover 76 .
  • the concentration detection mechanism 34 includes an air joint 140, a pipe 142, and a detection sensor 144 (see FIG. 11).
  • a through hole (not shown) is formed in the lower cover 78 to communicate the upper surface and the side surface of the lower cover 78 .
  • An opening 146 on the upper surface side of the lower cover 78 of the through hole is located inside the packing 82 .
  • an air joint 140 is connected to the side opening of the lower cover 78 of the through hole.
  • a detection sensor 144 is a sensor that detects oxygen concentration and is connected to the air joint 140 via a pipe 142 . With such a structure, the concentration detection mechanism 34 detects the oxygen concentration inside the cover housing 22 when the cover housing 22 is sealed.
  • the exhaust mechanism 36 includes an L-shaped pipe 150, a connecting pipe 152, and a main pipe 154, as shown in FIG.
  • the lower cover 78 is formed with a duct port 160 that opens to the upper and lower surfaces.
  • the opening of the duct port 160 on the upper surface side of the lower cover 78 is formed into a tapered surface 162 whose inner diameter increases upward. That is, when the cover housing 22 is closed, the tapered surface 162 is inclined toward the inner wall surface of the upper cover 76 .
  • an L-shaped pipe 150 is connected to the opening of the duct port 160 on the lower surface side of the lower cover 78 .
  • a main pipe 154 is connected to the L-shaped pipe 150 via a connecting pipe 152 .
  • a portion of the connecting pipe 152 on the L-shaped pipe 150 side is omitted.
  • An ozone filter 166 is arranged inside the main pipe 154 .
  • the ozone filter 166 is made of activated carbon and absorbs ozone.
  • the control device 38 includes a controller 170 and a plurality of drive circuits 172, as shown in FIG.
  • a plurality of drive circuits 172 are connected to the electrodes 56 , the processing gas supply device 74 , the electromagnetic motor 117 and the purge gas supply device 132 .
  • the controller 170 includes a CPU, ROM, RAM, etc., is mainly a computer, and is connected to a plurality of drive circuits 172 . Thereby, the controller 170 controls the operations of the plasma generator 20 , the lifting device 28 , and the purge gas supply mechanism 32 .
  • Controller 170 is also connected to detection sensor 144 . Thereby, the controller 170 acquires the detection result of the detection sensor 144 , that is, the oxygen concentration inside the cover housing 22 .
  • the culture solution By irradiating the culture solution with plasma, the culture solution is activated, so the use of plasma in the medical field is expected, such as cancer treatment using the plasma-irradiated culture solution. Therefore, the plasma-irradiated culture solution is generated, and the culture solution is preferably irradiated with the plasma under controlled conditions.
  • the atmospheric pressure plasma irradiation apparatus 10 by placing the irradiation block 180 on the stage 26 and sealing the cover housing 22, it is possible to irradiate the culture medium with plasma under predetermined conditions. is. The technique of irradiating the culture medium with plasma under predetermined conditions will be described in detail below.
  • the irradiation block 180 is placed on the stage 26 .
  • the stage 26 is moved up and down to an arbitrary height by the lifting device 28 . This makes it possible to arbitrarily set the distance between the plasma ejection port 72 and the culture medium as the object to be irradiated with the plasma. It should be noted that the elevation height of the stage 26 can be confirmed by the scale of the measurement rod 118 .
  • the upper cover 76 is lowered to seal the cover housing 22.
  • An inert gas is supplied to the inside of the cover housing 22 by the purge gas supply mechanism 32 .
  • the oxygen concentration in the cover housing 22 is detected by the concentration detection mechanism 34 .
  • the plasma generator 20 ejects plasma into the cover housing 22 . It should be noted that the inert gas is continuously supplied to the inside of the cover housing 22 even when the plasma is being irradiated.
  • the liquid to be treated which has been adjusted to a constant flow rate, flows through the liquid-sending tube 120 to the reservoir 184 of the irradiation block 180 .
  • the liquid supply to the storage section 184 is stopped.
  • the predetermined amount is an amount in which the liquid to be treated does not overflow from the reservoir 184 and the liquid surface is equal to or higher than the height of the first bar-shaped member 187 .
  • This situation is the same when the second bar-shaped member 188 is employed.
  • the liquid to be treated stored in the storage part 184 is irradiated with the plasma gas from the plasma generator 20 and activated. It is known that the liquid to be treated is irradiated with the plasma gas for a predetermined period of time, so that the treatment effect of the liquid to be treated that has been irradiated with the plasma is exhibited.
  • the liquid to be processed in the storage section 184 By storing the liquid to be processed in the storage section 184, the liquid is irradiated with the plasma gas for a predetermined time. In addition, the liquid to be treated undergoes natural convection in the reservoir 184 by being irradiated with the plasma gas. As a result, a homogenous, activated liquid to be treated that exhibits therapeutic effects can be obtained.
  • the air inside the cover housing 22 is exhausted to the outside of the cover housing 22 .
  • the oxygen concentration in the cover housing 22 the conditions affecting the plasma irradiation are managed. More specifically, since plasma contains active radicals, when it reacts with oxygen, it becomes ozone, which lowers the effect of plasma irradiation. Therefore, by adjusting the oxygen concentration in the cover housing 22, it is possible to examine the effect of the oxygen concentration on the effect of the plasma-irradiated culture medium. In addition, it becomes possible to irradiate the culture solution with plasma under the same conditions. This makes it possible to efficiently generate the plasma-treated liquid.
  • the distance between the plasma ejection port 72 and the culture solution is arbitrarily set. This makes it possible to investigate the effect of the irradiation distance on the effect of the plasma-irradiated culture solution, and to efficiently generate the plasma-treated liquid.
  • a duct port 160 is also formed in the lower cover 78 . Therefore, by supplying the inert gas into the cover housing 22 , the pressure inside the cover housing 22 becomes positive, and the inside of the cover housing 22 is naturally exhausted.
  • a duct port 160 of the lower cover 78 is formed with a tapered surface 162 whose inner diameter increases toward the upper surface of the lower cover 78 . This makes it possible to facilitate the evacuation of gas from the inside of the cover housing 22 .
  • the exhaust mechanism 36 is provided with an ozone filter 166 . As a result, even if plasma and oxygen react to generate ozone, it is possible to prevent ozone from being exhausted to the outside.
  • the plasma-treated liquid stored in the storage section 184 is discharged through the liquid discharge tube 122 .
  • the discharge of the plasma-treated liquid from the reservoir 184 is started and a predetermined time elapses, it is assumed that no plasma-treated liquid remains in the reservoir 184, and the discharge of the plasma-treated liquid from the reservoir 184 is completed. do.
  • the liquid to be plasma-treated next flows through the liquid-sending tube 120 to the reservoir 184 of the irradiation block 180 .
  • plasma irradiation of the liquid to be processed stored in the reservoir 184 for a predetermined time discharge of the plasma-processed liquid, supply of new liquid to be processed to the irradiation block 180, plasma irradiation of the liquid to be processed, and so on.
  • the plasma treatment process is performed repeatedly until a predetermined amount of plasma treated liquid is produced.
  • the atmospheric pressure plasma irradiation apparatus 10 of the present embodiment includes the storage part 184 in which the liquid to be processed is stored and the drain hole 184c for draining the stored liquid to be processed is provided in the bottom surface 184b, and the storage A plasma generator 20 for generating plasma for irradiating the liquid to be processed stored in the storage section 184, and a plasma generator 20 erected on the bottom surface 184b of the storage section 184 to discharge the liquid to be processed stored in the storage section 184 through a drainage hole.
  • a bar-shaped first or second bar-shaped member 187, 188 leading to 184c is provided.
  • the liquid to be processed that is repelled at the entrance of the drain hole 184c or the liquid to be processed that is attracted to the corners of the bottom surface 184b and stays on the bottom surface 184b is the first or second liquid. Since the liquid to be treated is guided to the drainage holes 184c along the second bar-shaped members 187 and 188 and drained, the liquid to be treated stored in the storage section 184 does not remain in the storage section 184, and the storage section 184 is discharged. can be discharged quickly from As a result, the time required for one step of the plasma treatment process for the liquid to be treated can be further shortened. This is because the predetermined time period during which no plasma-treated liquid remains in the reservoir 184 is shortened.
  • the atmospheric pressure plasma irradiation device 10 is an example of a "plasma irradiation device”.
  • the reservoir 184 is an example of a “storage container”.
  • the first or second bar-shaped member 187, 188 is an example of a "drainage promotion part”.
  • the bottom surface 184b of the reservoir 184 slopes downward from its outer edge toward the drainage hole 184c. As a result, it is possible to further shorten the time required for one step of the plasma treatment process for the liquid to be treated.
  • a culture solution is used as the object to be processed, but liquids other than the culture solution can be used as the object to be processed.
  • the present disclosure can be applied not only to the medical field but also to various fields such as the industrial field.
  • the length and position of the first bar-shaped member 187 correspond to the diameter of the circular bottom surface 184b. , for example, a length and position corresponding to the chord closest to the drain hole 184c. Also, in the above embodiment, both ends of the first bar-shaped member 187 are in contact with the side surfaces 184a, but a gap may be provided between them and the side surfaces 184a. Furthermore, when an operator looks at the upper surface of the first bar-shaped member 187 from above in the Z direction, the central portion of the first bar-shaped member 187 is bent or notched so that the entire drainage hole 184c can be visually recognized. You can do it.
  • the second bar-shaped member 188 also has a length and a position that correspond to the radius of the circular bottom surface 184b, but the length and position do not have to correspond exactly to the radius.
  • the first bar-shaped member 187 is placed at a position perpendicular to the direction in which the liquid to be treated flows into the reservoir 184, but at what angle is it placed? may The same applies to the second bar-shaped member 188 as well.
  • the amount of liquid to be treated stored in the reservoir 184 is reduced by placing the first and second bar-shaped members 187 and 188 in the reservoir 184.
  • the size of the reservoir 184 may be increased by the amount that is reduced.

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Abstract

大気圧プラズマ照射装置（１０）は、被処理液体を貯留し、貯留した被処理液体を排液する排液穴（１８４ｃ）を底面（１８４ｂ）に設けた貯留部（１８４）と、貯留部（１８４）内に貯留された被処理液体に照射するプラズマを発生するプラズマ発生装置（２０）と、貯留部（１８４）の底面（１８４ｂ）上に立設され、貯留部（１８４）内に貯留された被処理液体を排液穴（１８４ｃ）に導くバー状の第１又は第２バー状部材（１８７），（１８８）と、を備えている。

Description

プラズマ照射装置及びプラズマ処理液体製造方法
　本開示は、被処理体にプラズマを照射する技術に関するものである。
　特許文献１には、プラズマ照射される被照射液体が流れる流路と、被照射液体を流路に一定の流量で流す供給部と、流路内に設けられる照射ブロックと、照射ブロックにおいて被照射液体にプラズマガスを照射するプラズマヘッドと、を備える大気圧プラズマ処理装置が記載されている。
国際公開番号　ＷＯ２０２０／０２６３２４　Ａ１
　しかし、特許文献１に記載の大気圧プラズマ処理装置では、照射ブロックに貯留された被照射液体を照射ブロックに残留させずに、照射ブロックから迅速に排出することについては言及されていない。
　本開示は、貯留容器内に貯留された被処理液体を貯留容器内に残留させずに、貯留容器から迅速に排出することが可能となる技術を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため、本開示のプラズマ照射装置は、被処理液体を貯留し、貯留した被処理液体を排液する排液穴を底面に設けた貯留容器と、貯留容器内に貯留された被処理液体に照射するプラズマを発生するプラズマ発生装置と、貯留容器の底面上に立設され、貯留容器内に貯留された被処理液体を排液穴に導くバー状の排液促進部と、を備えている。
　本開示によれば、貯留容器内に貯留された被処理液体を貯留容器内に残留させずに、貯留容器から迅速に排出することが可能となる。
大気圧プラズマ照射装置の斜視図である。 プラズマ発生装置の分解図である。 プラズマ発生装置の分解図である。 プラズマ発生装置の断面図である。 大気圧プラズマ照射装置の斜視図である。 大気圧プラズマ照射装置の側面図である。 大気圧プラズマ照射装置の側面図である。 大気圧プラズマ照射装置の斜視図である。 照射ブロックの斜視図（（ａ））及びそのＡＡ線における断面斜視図（（ｂ））である。 図９とは異なる照射ブロックの斜視図（（ａ））及びそのＢＢ線における断面斜視図（（ｂ））である。 制御装置のブロック図である。
　以下、本開示の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は、本開示の一実施形態に係る大気圧プラズマ照射装置１０を示している。大気圧プラズマ照射装置１０は、大気圧下でプラズマを培養液（「被処理液体」の一例）に照射するための装置であり、プラズマ発生装置２０と、カバーハウジング２２と、開閉機構２４と、ステージ２６と、昇降装置２８と、パージガス供給機構３２（図５参照）、濃度検出機構３４と、排気機構３６と、制御装置３８（図１１参照）とを備えている。なお、大気圧プラズマ照射装置１０の幅方向をＸ方向と、大気圧プラズマ照射装置１０の奥行方向をＹ方向と、Ｘ方向とＹ方向とに直行する方向、つまり、上下方向をＺ方向と称する。
　プラズマ発生装置２０は、図２～図４に示すように、カバー５０と、上部ブロック５２と、下部ブロック５４と、１対の電極５６と、ノズルブロック５８とを含む。カバー５０は、概して、有蓋四角筒形状をなし、カバー５０の内部に、上部ブロック５２が配設されている。上部ブロック５２は、概して直方体形状をなし、セラミックにより成形されている。上部ブロック５２の下面には、１対の円柱状の円柱凹部６０が形成されている。
　また、下部ブロック５４も、概して直方体形状をなし、セラミックにより成形されている。下部ブロック５４の上面には、凹部６２が形成されており、凹部６２は、１対の円柱状の円柱凹部６６と、それら１対の円柱凹部６６を連結する連結凹部６８とによって構成されている。そして、下部ブロック５４が、カバー５０の下端から突出した状態で、上部ブロック５２の下面に固定されており、上部ブロック５２の円柱凹部６０と、下部ブロック５４の円柱凹部６６とが連通している。なお、円柱凹部６０と円柱凹部６６とは、略同径とされている。また、凹部６２の底面には、下部ブロック５４の下面に貫通するスリット７０が形成されている。
　１対の電極５６の各々は、上部ブロック５２の円柱凹部６０と、下部ブロック５４の円柱凹部６６とによって区画される円柱状の空間に配設されている。なお、電極５６の外径は、円柱凹部６０，６６の内径より小さい。また、ノズルブロック５８は、概して平板状をなし、下部ブロック５４の下面に固定されている。ノズルブロック５８には、下部ブロック５４のスリット７０と連通する噴出口７２が形成されており、その噴出口７２は、ノズルブロック５８を上下方向に貫通している。
　プラズマ発生装置２０は、さらに、処理ガス供給装置７４（図１１参照）を有している。処理ガス供給装置７４は、酸素等の活性ガスと窒素等の不活性ガスとを任意の割合で混合させた処理ガスを供給する装置であり、円柱凹部６０，６６によって区画される円柱状の空間及び、連結凹部６８の上部に、配管（図示せず）を介して、連結されている。これにより、電極５６と円柱凹部６６との隙間、及び、連結凹部６８の上部から、処理ガスが、凹部６２の内部に供給される。
　このような構造により、プラズマ発生装置２０は、ノズルブロック５８の噴出口７２からプラズマを噴出する。詳しくは、凹部６２の内部に、処理ガス供給装置７４によって処理ガスが供給される。この際、凹部６２では、１対の電極５６に電圧が印加されており、１対の電極５６間に電流が流れる。これにより、１対の電極５６間に放電が生じ、その放電により、処理ガスがプラズマ化される。そして、プラズマが、スリット７０を介して、噴出口７２から噴出される。
　また、カバーハウジング２２は、図５に示すように、上部カバー７６と、下部カバー７８とを含む。上部カバー７６は、概して有蓋円筒状をなし、上部カバー７６の蓋部には、プラズマ発生装置２０の下部ブロック５４に応じた形状の貫通穴（図示せず）が形成されている。そして、その貫通穴を覆うように、プラズマ発生装置２０のカバー５０が、上部カバー７６の蓋部に立設された状態で固定されている。このため、プラズマ発生装置２０の下部ブロック５４及び、ノズルブロック５８が、上部カバー７６の内部に向かって、Ｚ方向に延びるように、突出している。これにより、プラズマ発生装置２０によって発生されたプラズマが、ノズルブロック５８の噴出口７２から、上部カバー７６の内部に向かって、Ｚ方向に噴出される。
　また、上部カバー７６の側面には、３等配の位置に、概して矩形の貫通穴（図示せず）が形成されており、その貫通穴を塞ぐように、透明なガラス板８０が配設されている。これにより、ガラス板８０を介して、上部カバー７６の内部を視認することが可能とされている。
　カバーハウジング２２の下部カバー７８は、概して、円板形状とされており、大気圧プラズマ照射装置１０が載置される載置部の筐体（図示せず）に固定されている。下部カバー７８の外径は、上部カバー７６の外径より大きくされており、下部カバー７８の上面には、上部カバー７６と同径の円環状のパッキン８２が配設されている。そして、上部カバー７６が、開閉機構２４によって下方にスライドされることで、上部カバー７６がパッキン８２に密着し、カバーハウジング２２の内部が密閉された状態となる。
　詳しくは、開閉機構２４は、図６及び図７に示すように、１対のスライド機構８６とエアシリンダ８８とを含む。各スライド機構８６は、支持軸９０とスライダ９２とを含む。支持軸９０は、上記載置部の筐体に、Ｚ方向に延びるように立設されている。また、スライダ９２は、概して円筒形状をなし、支持軸９０の軸方向にスライド可能に、支持軸９０に外嵌されている。そして、上部カバー７６が、上部ブラケット９６と下部ブラケット９８とによって、スライダ９２に保持されている。これにより、上部カバー７６は、Ｚ方向、つまり、上下方向にスライド可能とされている。
　エアシリンダ８８は、ロッド１００とピストン（図示せず）とシリンダ１０２とを含む。ロッド１００は、Ｚ方向に延びるように配設され、上端部において上部カバー７６に固定されている。また、ロッド１００の下端部に、ピストンが固定されている。ピストンは、シリンダ１０２の上端から内部に嵌合されており、シリンダ１０２の内部において摺動可能に移動する。また、シリンダ１０２は、下端部において、上記載置部の筐体に固定されており、シリンダ１０２内部には、所定量のエアが封入されている。
　これにより、エアシリンダ８８は、ダンパとして機能し、上部カバー７６の急激な下降が防止される。なお、シリンダ１０２内部のエア圧は、上部カバー７６と共にスライドする一体物、つまり、上部カバー７６，プラズマ発生装置２０，スライダ９２等の重量により圧縮可能な圧力とされている。つまり、作業者が、上部カバー７６を上昇させた状態で、上部カバー７６を離すと、上部カバー７６等の自重によって上部カバー７６が下降する。そして、上部カバー７６が、下部カバー７８のパッキン８２に密着し、図８に示すように、上部カバー７６と下部カバー７８とによって、カバーハウジング２２の内部が密閉された状態となる。
　また、作業者が、上部カバー７６を上昇させることで、カバーハウジング２２の内部が開放される。なお、上部カバー７６の上面には、磁石１０６（図１参照）が固定されており、上部カバー７６が上昇されることで、磁石１０６が、上記載置部の筐体に引っ付く。このように、磁石１０６を上記載置部の筐体に引っ付けることで、上部カバー７６を上昇させた状態、つまり、カバーハウジング２２が開放された状態が維持される。
　ステージ２６は、概して、円板形状とされており、ステージ２６の上面に、照射ブロック１８０が載置される。また、ステージ２６の外径は、下部カバー７８の外径より小さくされている。そして、ステージ２６は、下部カバー７８の上面に配設されている。
　照射ブロック１８０は、送液チューブ１２０により送液された被処理液体を貯留し、貯留した被処理液体にプラズマ発生装置２０から噴出したプラズマを照射することによりプラズマ処理液体を生成するために用いられる。生成されたプラズマ処理液体は、排液チューブ１２２により照射ブロック１８０から排出される。
　被処理液体は、カバーハウジング２２の外に設けられた被処理液体供給部（図示せず）からポンプ（図示せず）を用いて送液チューブ１２０により、カバーハウジング２２内の照射ブロック１８０に供給される。また、照射ブロック１８０で生成されたプラズマ処理液体は、ポンプ（図示せず）を用いて照射ブロック１８０から排液チューブ１２２により排液され、カバーハウジング２２の外に設けられた一時保管ビン（図示せず）に保管される。したがって、下部カバー７８の側面には、送液チューブ１２０及び排液チューブ１２２をそれぞれ通す貫通孔１３４，１３６が形成されている。
　図９は、照射ブロック１８０の概略構成を示している。そして、図９（ａ）は、照射ブロック１８０全体の外観を示す斜視図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＢＢ線における断面斜視図である。なお、左から右へ向かう方向が、被処理液体が流れる方向である。
　照射ブロック１８０は、セラミックにより成形され、概して直方体形状をなす照射ブロック本体部１８１からなる。なお、照射ブロック１８０の長辺方向がＸ方向であり、短辺方向がＹ方向である。照射ブロック本体部１８１には、カバーハウジング２２に設置された場合に、プラズマ発生装置２０と対向する面が開放された溝部１８３及び貯留部１８４が形成されている。
　溝部１８３は、ＹＺ断面が上方に向かって開口するＵ字状である。溝部１８３を構成する底面１８３ａは湾曲している。この溝部１８３のＹＺ断面は、送液チューブ１２０（図１参照）の断面形状よりも若干狭くされており、可撓性を有する送液チューブ１２０が溝部１８３に嵌め込まれることで、送液チューブ１２０が固定される。
　貯留部１８４は、プラズマ照射するために被処理液体を貯留する。貯留部１８４は、側面１８４ａと底面１８４ｂとからなる円筒状の凹部により構成される。また、貯留部１８４を構成する底面１８４ｂは、溝部１８３を構成する底面１８３ａよりも下方に位置するように形成されている。さらに、貯留部１８４を構成する底面１８４ｂには、被処理液体がプラズマ照射されて生成されたプラズマ処理液体を貯留部１８４から外に排出するための排液穴１８４ｃが形成されている。なお、底面１８４ｂは、側面１８４ａから排液穴１８４ｃに向かって下方に傾斜する傾斜面となっている。これは、プラズマ処理液体を排出する際に、貯留部１８４から迅速に排出させる機能と、貯留部１８４にプラズマ処理液体の一部が排出されないで残留する状態を可及的に防止する機能とを実現させるためである。
　さらに、底面１８４ｂ上には、第１バー状部材１８７が、円形状の底面１８４ｂの直径に相当する長さ及び位置に載置されている。第１バー状部材１８７は、概して直方体形状をなし、上面及び底面の各短手方向の辺の長さは、排液穴１８４ｃの直径より短く形成されている。つまり、作業者がＺ方向の上方から第１バー状部材１８７の上面を見た場合、排液穴１８４ｃの一部を視認することができる。第１バー状部材１８７は、貯留部１８４に貯留された被処理液体（プラズマ処理液体も含む）を排液穴１８４ｃから排液するときに、その排液を促進するためのものであるので、排液穴１８４ｃの全部が第１バー状部材１８７によって塞がると、排液が逆に抑制されてしまうからである。貯留部１８４に貯留された被処理液体の排液が終盤に差し掛かると、被処理液体は、排液穴１８４ｃの入り口で弾かれたり、底面１８４ｂの隅部に吸い寄せられたりして、排液が進まず、被処理液体の一部が、貯留部１８４内に残留することがある。しかし、第１バー状部材１８７を上述のように載置すると、排液穴１８４ｃの入り口で弾かれる被処理液体や底面１８４ｂの隅部に吸い寄せられて底面１８４ｂ上に留まる被処理液体が第１バー状部材１８７を伝って排液穴１８４ｃに導かれて排液される。そして、この効果は、底面１８４ｂが側面１８４ａから排液穴１８４ｃに向かって下方に傾斜する傾斜面となっていることにより、さらに増大する。
　なお、第１バー状部材１８７は、照射ブロック１８０と同様にセラミックにより成形されているが、照射ブロック１８０とは別体で形成されている。これは、セラミックにより、底面１８４ｂから上方に突出する第１バー状部材１８７を底面１８４ｂと一体的に形成することが困難であるためにそうしているに過ぎない。したがって、第１バー状部材１８７を照射ブロック１８０と一体的に形成するようにしてもよい。
　また、第１バー状部材１８７の高さは、側面１８４ａの高さより低いことは言うまでもない。第１バー状部材１８７の高さが側面１８４ａの高さと同じ以上であれば、貯留部１８４に流れ込んだ被処理液体が第１バー状部材１８７により堰き止められてしまうからである。
　図１０は、図９とは異なる照射ブロックを示している。図１０と図９とを見比べれば分かるように、図１０の照射ブロック１８０は、図９の照射ブロック１８０の第１バー状部材１８７に替えて第２バー状部材１８８を採用したことが異なっている。それ以外の構成は、図１０と図９とで異ならない。第２バー状部材１８８は、円形状の底面１８４ｂの半径に相当する長さ及び位置に載置されている。このように、第１バー状部材１８７を半分にした第２バー状部材１８８を排液穴１８４ｃから側面１８４ａに至るように載置した場合でも、第１バー状部材１８７と同様の効果が得られることが実験により確認できている。
　照射ブロック本体部１８１は、上記構成の他に、排出部１８６を有する。排出部１８６は、照射ブロック本体部１８１の下面１８１ａであって、貯留部１８４の排液穴１８４ｃを含む位置から下方に突出して形成されている。排出部１８６は、基部１８６ａ、フランジ部１８６ｂ及び排出係止部１８６ｃを有し、各構成要素１８６ａ～１８６ｃが下方に連結した状態で一体的に形成されている。また、排出部１８６の中心部には、貫通孔１８６ｄがＺ方向に形成され、貯留部１８４の排液穴１８４ｃと連通している。
　排出部１８６の外周面において、照射ブロック本体部１８１の下面１８１ａと連続する部分が基部１８６ａである。基部１８６ａの下方に、フランジ部１８６ｂを挟んで形成された排出係止部１８６ｃの外周の径は、排液チューブ１２２（図１参照）の径よりも大きくされている。また、排出係止部１８６ｃの上部１８６ｃ１の外径は、排出係止部１８６ｃの外径よりも小さくされている。これにより、可撓性を有する排液チューブ１２２が上部１８６ｃ１まで嵌め込まれると、排出係止部１８６ｃの外周に沿って排液チューブ１２２が変形し、排液チューブ１２２が固定される。また、基部１８６ａとステージ２６の切欠き部２６ａ（図１参照）とが嵌め合されることにより、ステージ２６に照射ブロック１８０が固定される。このように、固定具を用いる固定ではないため、照射ブロック１８０はステージ２６に対して容易に着脱することができる。
　昇降装置２８は、図７に示すように、支持ロッド１１２と、ラック１１４と、ピニオン１１６と、電磁モータ１１７（図１１参照）とを含む。下部カバー７８には、上下方向に貫通する貫通穴（図示せず）が形成されており、その貫通穴に、支持ロッド１１２が挿通されている。支持ロッド１１２の外径は、貫通穴の内径より小さくされており、支持ロッド１１２は、上下方向、つまり、Ｚ方向に移動可能とされている。その支持ロッド１１２の上端に、ステージ２６の下面が固定されている。
　また、ラック１１４は、支持ロッド１１２の軸方向に延びるように、支持ロッド１１２の下部カバー７８から下方に延び出す部分の外周面に固定されている。ピニオン１１６は、ラック１１４に噛合されており、電磁モータ１１７の駆動により回転する。なお、ピニオン１１６は、上記載置部の筐体により回転可能に保持されている。このような構造によって、電磁モータ１１７の駆動によりピニオン１１６が回転することで、支持ロッド１１２がＺ方向に移動し、ステージ２６が昇降する。なお、下部カバー７８の上面には、ステージ２６の隣に、計測ロッド１１８が立設されている。計測ロッド１１８の外周面には、目盛りが記されており、その目盛りによって、ステージ２６のＺ方向の高さ、つまり、ステージ２６の昇降量を目視によって確認することが可能となっている。
　パージガス供給機構３２は、図５に示すように、４個のエアジョイント１３０（図では、３個図示されている）と、パージガス供給装置１３２（図１１参照）とを含む。４個のエアジョイント１３０は、上部カバー７６の側面の上端部において、４等配の位置に設けられており、各エアジョイント１３０は、上部カバー７６の内部に開口している。パージガス供給装置１３２は、窒素等の不活性ガスを供給する装置であり、配管（図示せず）を介して、各エアジョイント１３０に接続されている。このような構造により、パージガス供給機構３２は、上部カバー７６の内部に、不活性ガスを供給する。
　濃度検出機構３４は、エアジョイント１４０と、配管１４２と、検出センサ１４４（図１１参照）とを含む。下部カバー７８には、下部カバー７８の上面と側面とを連通する貫通穴（図示せず）が形成されている。その貫通穴の下部カバー７８の上面側の開口１４６は、パッキン８２の内側に位置している。一方、貫通穴の下部カバー７８の側面側の開口に、エアジョイント１４０が接続されている。また、検出センサ１４４は、酸素濃度を検出するセンサであり、配管１４２を介して、エアジョイント１４０に接続されている。このような構造により、濃度検出機構３４は、カバーハウジング２２が密閉された際に、カバーハウジング２２の内部の酸素濃度を検出する。
　排気機構３６は、図１に示すように、Ｌ型配管１５０と、連結配管１５２と、メイン配管１５４とを含む。下部カバー７８には、図７に示すように、上面と下面とに開口するダクト口１６０が形成されている。ダクト口１６０の下部カバー７８の上面側の開口は、上方に向かうほど内径が大きくなるテーパ面１６２とされている。つまり、カバーハウジング２２が密閉された際に、テーパ面１６２は、上部カバー７６の内壁面に向かって傾斜した状態となる。一方、ダクト口１６０の下部カバー７８の下面側の開口に、Ｌ型配管１５０が接続されている。そして、そのＬ型配管１５０に、連結配管１５２を介して、メイン配管１５４が接続されている。なお、連結配管１５２のＬ型配管１５０側の部分は、省略されている。また、メイン配管１５４の内部には、オゾンフィルタ１６６が配設されている。オゾンフィルタ１６６は、活性炭により形成されており、オゾンを吸着する。
　制御装置３８は、図１１に示すように、コントローラ１７０と、複数の駆動回路１７２とを備えている。複数の駆動回路１７２は、電極５６、処理ガス供給装置７４、電磁モータ１１７、パージガス供給装置１３２に接続されている。コントローラ１７０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備え、コンピュータを主体とするものであり、複数の駆動回路１７２に接続されている。これにより、プラズマ発生装置２０、昇降装置２８、パージガス供給機構３２の作動が、コントローラ１７０によって制御される。また、コントローラ１７０は、検出センサ１４４に接続されている。これにより、コントローラ１７０は、検出センサ１４４の検出結果、つまり、カバーハウジング２２の内部の酸素濃度を取得する。
　培養液にプラズマを照射することで、培養液が活性化するため、プラズマ照射された培養液を用いた癌の治療等、医療の分野でのプラズマの活用が期待されている。このため、プラズマ照射された培養液の生成等が行われるが、培養液は、プラズマ照射される際の条件が管理された状態でプラズマ照射されることが好ましい。大気圧プラズマ照射装置１０では、上述した構成により、照射ブロック１８０をステージ２６の上に載置し、カバーハウジング２２を密閉することで、所定の条件下で培養液にプラズマを照射することが可能である。以下に、所定の条件下で、培養液にプラズマを照射する手法について、詳しく説明する。
　具体的には、まず、照射ブロック１８０をステージ２６の上に載置する。次に、昇降装置２８によってステージ２６を任意の高さに昇降させる。これにより、プラズマの噴出口７２と、プラズマの被照射体としての培養液との間の距離を任意に設定することが可能となる。なお、ステージ２６の昇降高さは、計測ロッド１１８の目盛りにより確認することが可能である。
　次に、上部カバー７６を下降させ、カバーハウジング２２を密閉させる。そして、パージガス供給機構３２によって、カバーハウジング２２の内部に不活性ガスが供給される。この際、濃度検出機構３４によって、カバーハウジング２２内の酸素濃度が検出される。そして、検出された酸素濃度が予め設定された閾値以下となった後に、プラズマ発生装置２０によってプラズマが、カバーハウジング２２の内部に噴出される。なお、プラズマが照射されている際も、カバーハウジング２２の内部への不活性ガスの供給は、継続して行われる。また、一定の流量に調整された被処理液体が、送液チューブ１２０を介して照射ブロック１８０の貯留部１８４へ流される。貯留部１８４に所定量の被処理液体が貯留されると、貯留部１８４への送液は停止される。ここで、所定量とは、被処理液体が貯留部１８４から溢れ出ず、かつ、その液面が第１バー状部材１８７の高さ以上の量である。なお、この事情は、第２バー状部材１８８を採用した場合も同様である。貯留部１８４に貯留された被処理液体は、プラズマ発生装置２０からプラズマガスが照射されて活性化される。なお、被処理液体に所定時間、プラズマガスが照射されることで、プラズマ照射された被処理液体による治療効果は発揮されることがわかっている。被処理液体が貯留部１８４に貯留されることにより、所定時間プラズマガスが照射される。また、被処理液体は、プラズマガスが照射されることにより、貯留部１８４内で自然対流する。これにより、治療効果が発揮される均質な活性化された被処理液体とすることができる。
　このように、カバーハウジング２２の内部に不活性ガスが供給されることで、カバーハウジング２２内の空気は、カバーハウジング２２の外部に排気される。この際、カバーハウジング２２内の酸素濃度が調整されることで、プラズマ照射に影響を及ぼす条件が管理される。詳しくは、プラズマは、活性ラジカルを含んでいるため、酸素と反応すると、オゾンとなり、プラズマ照射の効果が低下する。このため、カバーハウジング２２内の酸素濃度を調整することで、プラズマ照射された培養液の効果に対する酸素濃度の影響を調べることが可能となる。また、同一条件下で培養液にプラズマを照射することが可能となる。これにより、効率的にプラズマ処理液体を生成することが可能となる。
　また、大気圧プラズマ照射装置１０では、上述したように、プラズマの噴出口７２と培養液との間の距離が任意に設定される。これにより、プラズマ照射された培養液の効果に対する照射距離の影響を調べることが可能となり、効率的にプラズマ処理液体を生成することが可能となる。
　また、下部カバー７８には、ダクト口１６０が形成されている。このため、カバーハウジング２２内への不活性ガスの供給により、カバーハウジング２２内が正圧となり、カバーハウジング２２内から自然排気される。また、下部カバー７８のダクト口１６０には、下部カバー７８の上面に向かうほど内径の大きいテーパ面１６２が形成されている。これにより、カバーハウジング２２の内部からの気体の排気を促進することが可能となる。さらに、排気機構３６には、オゾンフィルタ１６６が設けられている。これにより、プラズマと酸素とが反応し、オゾンが発生した場合であっても、オゾンの外部への排気を防止することが可能となる。
　プラズマ照射が開始された後、所定時間が経過すると、貯留部１８４に貯留されたプラズマ処理液体は、排液チューブ１２２を介して排出される。貯留部１８４からのプラズマ処理液体の排出が開始された後、所定時間が経過すると、貯留部１８４にプラズマ処理液体が残留していないとみなして、貯留部１８４からのプラズマ処理液体の排出を完了する。そして、次にプラズマ処理する被処理液体が、送液チューブ１２０を介して照射ブロック１８０の貯留部１８４へ流される。以下、貯留部１８４に貯留された被処理液体への所定時間のプラズマ照射、プラズマ処理液体の排液、新たな被処理液体の照射ブロック１８０への供給、被処理液体へのプラズマ照射、…というプラズマ処理工程が、所定量のプラズマ処理液体が生成されるまで繰り返し実行される。
　以上説明したように、本実施形態の大気圧プラズマ照射装置１０は、被処理液体を貯留し、貯留した被処理液体を排液する排液穴１８４ｃを底面１８４ｂに設けた貯留部１８４と、貯留部１８４内に貯留された被処理液体に照射するプラズマを発生するプラズマ発生装置２０と、貯留部１８４の底面１８４ｂ上に立設され、貯留部１８４内に貯留された被処理液体を排液穴１８４ｃに導くバー状の第１又は第２バー状部材１８７，１８８と、を備えている。
　このように、本実施形態の大気圧プラズマ照射装置１０では、排液穴１８４ｃの入り口で弾かれる被処理液体や底面１８４ｂの隅部に吸い寄せられて底面１８４ｂ上に留まる被処理液体が第１又は第２バー状部材１８７，１８８を伝って排液穴１８４ｃに導かれて排液されるので、貯留部１８４内に貯留された被処理液体を貯留部１８４内に残留させずに、貯留部１８４から迅速に排出することが可能となる。これにより、被処理液体への上記プラズマ処理工程の１工程の時間がより短縮されることになる。貯留部１８４にプラズマ処理液体が残留していないとみなされる、上記所定時間が短縮されるからである。
　ちなみに、本実施形態において、大気圧プラズマ照射装置１０は、「プラズマ照射装置」の一例である。貯留部１８４は、「貯留容器」の一例である。第１又は第２バー状部材１８７，１８８は、「排液促進部」の一例である。
　また、貯留部１８４の底面１８４ｂは、その外縁部から排液穴１８４ｃに向かって下方に傾斜する。これにより、被処理液体への上記プラズマ処理工程の１工程の時間をさらに短縮することが可能となる。
　なお、本開示は上記実施形態に限定されるものでなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
　（１）上記実施形態では、被処理体として、培養液が採用されているが、培養液以外の液体を、被処理体として採用することが可能である。また、医療の分野に限られず、工業分野等の種々の分野に、本開示を適用することが可能である。
　（２）上記実施形態では、第１バー状部材１８７は、円形状の底面１８４ｂの直径に相当する長さ及び位置としたが、正確に直径に相当する長さ及び位置に合わせなくてもよく、例えば、排液穴１８４ｃに近い弦に相当する長さ及び位置であってもよい。また、上記実施形態では、第１バー状部材１８７の両端部は側面１８４ａと接触しているが、側面１８４ａとの間に隙間を設けるようにしてもよい。さらに、作業者がＺ方向の上方から第１バー状部材１８７の上面を見た場合、排液穴１８４ｃの全部を視認できるように、第１バー状部材１８７の中央部を曲げたり、切り欠いたりしてもよい。第２バー状部材１８８も、本実施形態では、円形状の底面１８４ｂの半径に相当する長さ及び位置としたが、正確に半径に相当する長さ及び位置に合わせなくてもよい。
　（３）上記実施形態では、第１バー状部材１８７は、被処理液体が貯留部１８４に流れ込む方向に対して直角の位置に載置されているが、どのような角度の位置に載置してもよい。第２バー状部材１８８についても、同様である。
　（４）上記実施形態では、第１及び第２バー状部材１８７，１８８を貯留部１８４に載置することにより、貯留部１８４に貯留される被処理液体の量が減少することについては言及していないが、減少する分だけ貯留部１８４の大きさを大きくするようにしてもよい。
　１０…大気圧プラズマ照射装置、２０…プラズマ発生装置、３８…制御装置、７２…噴出口、１３２…パージガス供給装置、１８０…照射ブロック、１８４…貯留部、１８４ａ…側面、１８４ｂ…底面、１８４ｃ…排液穴、１８６…排出部、１８７…第１バー状部材、１８８…第２バー状部材。

Claims (8)

  1. 　被処理液体を貯留し、貯留した前記被処理液体を排液する排液穴を底面に設けた貯留容器と、
    　前記貯留容器内に貯留された前記被処理液体に照射するプラズマを発生するプラズマ発生装置と、
    　前記貯留容器の前記底面上に立設され、前記貯留容器内に貯留された前記被処理液体を前記排液穴に導くバー状の排液促進部と、
    を備えたプラズマ照射装置。
  2. 　前記貯留容器の前記底面は、その外縁部から前記排液穴に向かって下方に傾斜する、
    請求項１に記載のプラズマ照射装置。
  3. 　前記貯留容器の前記底面は、円形状であり、
    　前記排液穴は、前記円形状の底面の略中心に設けられ、
    　前記排液促進部は、前記円形状の底面の略直径に相当する長さ及び位置に設けられる、
    請求項２に記載のプラズマ照射装置。
  4. 　前記貯留容器の前記底面は、円形状であり、
    　前記排液穴は、前記円形状の底面の略中心に設けられ、
    　前記排液促進部は、前記円形状の底面の略半径に相当する長さ及び位置に設けられる、
    請求項２に記載のプラズマ照射装置。
  5. 　前記排液促進部は、前記貯留容器とは別体で形成され、前記貯留容器の前記底面上に載せることにより立設される、
    請求項１～４のいずれか１項に記載のプラズマ照射装置。
  6. 　前記排液促進部は、前記貯留容器と一体的に形成される、
    請求項１～４のいずれか１項に記載のプラズマ照射装置。
  7. 　被処理液体を貯留し、貯留した前記被処理液体を排液する排液穴を底面に設けた貯留容器と、前記貯留容器内に貯留された前記被処理液体に照射するプラズマを発生するプラズマ発生装置と、前記貯留容器の前記底面上に立設され、前記貯留容器内に貯留された前記被処理液体を前記排液穴に導くバー状の排液促進部と、を備えたプラズマ照射装置を用いて、前記貯留容器内に貯留された前記被処理液体にプラズマを照射することによりプラズマ処理液体を製造するプラズマ処理液体製造方法。
  8. 　前記貯留容器内に貯留された前記被処理液体にプラズマを照射するときには、その液面が前記バー状の排液促進部の高さより高い状態で照射する、
    請求項７に記載のプラズマ処理液体製造方法。
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