特開 2023-135941 液体処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023135941

(43)【公開日】2023-09-29

(54)【発明の名称】液体処理装置

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/32 20230101AFI20230922BHJP

   A61L 2/10 20060101ALI20230922BHJP

   H01J 61/24 20060101ALI20230922BHJP

   H01J 61/52 20060101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

C02F1/32

A61L2/10

H01J61/24 V

H01J61/52 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022041300

(22)【出願日】2022-03-16

(71)【出願人】

【識別番号】000003757

【氏名又は名称】東芝ライテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100176751

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 耕平

(72)【発明者】

【氏名】山田 一輝

【テーマコード（参考）】

4C058

4D037

【Ｆターム（参考）】

4C058AA20

4C058BB06

4C058CC04

4C058DD02

4C058EE26

4C058KK02

4C058KK13

4C058KK25

4C058KK26

4C058KK46

4D037AA01

4D037AA02

4D037AA03

4D037AB03

4D037AB18

4D037BA18

4D037BB01

(57)【要約】      （修正有）

【課題】最冷部の温度を適切なものとすることができる液体処理装置を提供する。
【解決手段】液体が供給される容器と；容器の内部を延びる保護管と；保護管内部で紫外線照射する放電ランプと；放電ランプの一方の端部の近傍に設けられた温度制御部と；を具備し、放電ランプは内部空間に希ガスと水銀、又は希ガスとアマルガムが封入された筒状バルブと；バルブの両側の端部に設けられた封止部と；一方の封止部に設けられ、バルブの内部空間に露出する第１の電極と；他方の封止部に設けられ、バルブの内部空間に露出する第２の電極と；を有し、バルブの内部空間に露出する第１の電極の端部と、第１の電極が設けられる封止部の端部との間の距離は、バルブの内部空間に露出する第２の電極の端部と第２の電極が設けられる封止部の端部との間の距離よりも長く、温度制御部はバルブの第１の電極が設けられる側の端部の近傍を覆い、放電ランプの最冷部の温度を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項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；
前記容器の内部を延びる少なくとも１つの保護管と；
前記保護管の内部を延び、前記紫外線を照射可能な少なくとも１つの放電ランプと；
前記放電ランプの一方の端部の近傍に設けられた温度制御部と；
を具備し、
前記放電ランプは、
筒状を呈し、内部空間に、希ガスと水銀、または、希ガスとアマルガム、が封入されたバルブと；
前記バルブの両側の端部のそれぞれに設けられた封止部と；
一方の前記封止部に設けられ、前記バルブの内部空間に露出する第１の電極と；
他方の前記封止部に設けられ、前記バルブの内部空間に露出する第２の電極と；
を有し、
前記バルブの内部空間に露出する前記第１の電極の端部と、前記第１の電極が設けられる封止部の端部との間の距離は、前記バルブの内部空間に露出する前記第２の電極の端部と、前記第２の電極が設けられる封止部の端部との間の距離よりも長く、
前記温度制御部は、前記バルブの、前記第１の電極が設けられる側の端部の近傍を覆い、前記放電ランプの最冷部の温度を制御する液体処理装置。

【請求項2】

前記バルブの内部空間に露出する前記第１の電極の端部と、前記第１の電極が設けられる封止部の端部との間の距離をＬ１（ｍｍ）とし、
前記バルブの外径をＤ（ｍｍ）とした場合に以下の式を満足する請求項１記載の液体処理装置。
０．３４＜Ｄ（ｍｍ）／Ｌ１（ｍｍ）＜１．０

【請求項3】

前記放電ランプの、前記第１の電極が設けられる側の端部は、前記放電ランプの、前記第２の電極が設けられる側の端部よりも重力方向下側に位置している請求項１または２に記載の液体処理装置。

【請求項4】

前記液体の温度に応じて、前記放電ランプが延びる方向における、前記温度制御部と、前記放電ランプと、の相対的な位置を移動させる移動部をさらに備えた請求項１～３のいずれか１つに記載の液体処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、液体処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

水などの液体に紫外線を照射して、液体に含まれている有機物を除去したり、液体を殺菌したりする液体処理装置がある。紫外線による処理を行えば、熱や薬品などによる処理に比べて、処理の対象となる液体をほとんど変質させることがなく、また、多種類の不純物、菌、ウイルスなどの処理に対応することができる。
そのため、紫外線を液体に照射する液体処理装置は、例えば、半導体装置などの電子部品の洗浄工程、飲料水の殺菌や不純物の除去工程、商業用水（漁業用水、農業用水、食品工場用水など）の殺菌や不純物の除去工程、各種工業用水の殺菌や不純物の除去工程などの幅広い技術分野において用いられている。

【0003】

この様な液体処理装置として、処理を行う液体中に設けられる保護管と、保護管の内部に設けられ、紫外線を照射する低圧水銀ランプと、を備えた液体処理装置が提案されている。
ここで、低圧水銀ランプを点灯すると、バルブの内部に封入されている水銀の一部が点灯による熱で蒸気化する。蒸気化した水銀に電子が衝突すると、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線、または、ピーク波長が１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線が発生する。この場合、水銀の蒸気圧が低すぎると紫外線の照度が不足し、水銀の蒸気圧が高すぎると発生した紫外線が水銀に吸収されて紫外線の照度が減衰する。そのため、水銀の蒸気圧が適切な範囲内となるようにする必要がある。

【0004】

水銀の蒸気圧は、点灯中に最も温度が低くなる部分（最冷部）をバルブに設けることで制御することができる。
ところが、液体処理装置に設けられる低圧水銀ランプは、保護管を介して液体中に設けられる。そのため、液体の温度に応じて、最冷部の温度が変化しやすくなる。液体の温度に応じて、最冷部の温度が変化すると、低圧水銀ランプから照射される紫外線の照度が低下するおそれがある。

【0005】

そこで、最冷部の温度を適切なものとすることができる液体処理装置の開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００３－１４４９１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、最冷部の温度を適切なものとすることができる液体処理装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

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る。前記液体処理装置は、前記液体が供給される空間を内部に有する容器と；前記容器の内部を延びる少なくとも１つの保護管と；前記保護管の内部を延び、前記紫外線を照射可能な少なくとも１つの放電ランプと；前記放電ランプの一方の端部の近傍に設けられた温度制御部と；を具備している。前記放電ランプは、筒状を呈し、内部空間に、希ガスと水銀、または、希ガスとアマルガム、が封入されたバルブと；前記バルブの両側の端部のそれぞれに設けられた封止部と；一方の前記封止部に設けられ、前記バルブの内部空間に露出する第１の電極と；他方の前記封止部に設けられ、前記バルブの内部空間に露出する第２の電極と；を有している。前記バルブの内部空間に露出する前記第１の電極の端部と、前記第１の電極が設けられる封止部の端部との間の距離は、前記バルブの内部空間に露出する前記第２の電極の端部と、前記第２の電極が設けられる封止部の端部との間の距離よりも長い。前記温度制御部は、前記バルブの、前記第１の電極が設けられる側の端部の近傍を覆い、前記放電ランプの最冷部の温度を制御する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の実施形態によれば、最冷部の温度を適切なものとすることができる液体処理装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】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2】放電ランプの模式断面図である。

【図3】図１における放電ランプの上側の端部の近傍を例示するための模式断面図である。

【図4】図１における放電ランプの下側の端部の近傍を例示するための模式断面図である。

【図5】温度制御部の効果を例示するためのグラフである。

【図6】温度制御部の上側の端部に対する放電ランプの位置を変更する場合を例示するための模式図である。

【図7】温度制御部の上側の端部に対する放電ランプの位置を変更する場合を例示するための模式図である。

【図8】液体の温度に応じて距離Ｌ４（ｍｍ）を変える場合を例示するための模式断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

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。 なお、図１中の「上」は、重力方向上側を表している。「下」は、重力方向下側を表している。
液体処理装置１００は、処理の対象となる液体３００に紫外線を照射する。液体３００は、例えば、水を含む液体とすることができる。

【0013】

図１に示すように、液体処理装置１００は、例えば、放電ランプ１、温度制御部１０、保護管１０１、蓋１０２、シール部材１０３、容器１０４、ホルダ１０５、シール部材１０６、および設置部１０７を有する。

【0014】

放電ランプ１は、低圧水銀ランプとすることができる。この場合、低圧水銀ランプは、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線を照射するランプとしたり、ピーク波長が１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線を照射するランプとしたりすることができる。

【0015】

放電ランプ１は、少なくとも１つ設けることができる。図１に例示をした液体処理装置１００には、放電ランプ１が１つ設けられている。放電ランプ１は、保護管１０１の内部を延びている。

【0016】

図２は、放電ランプ１の模式断面図である。
図１および図２に示すように、放電ランプ１は、例えば、バルブ２、封止部３、第１の電極４ａ、第２の電極４ｂ、ソケット５、リード線６、およびリード線７を有する。

【0017】

バルブ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。バルブ２は、例えば、円筒管である。バルブ２の外径Ｄ（ｍｍ）は、例えば、１０ｍｍ以上、２５ｍｍ以下である。バルブ２の肉厚は、例えば、１ｍｍ程度である。

【0018】

バルブ２の管軸方向の長さは、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、放電ランプ１の発光長は、後述する容器１０４の底板１０４ａと天井板１０４ｂとの間の距離よりも長くすることができる。

【0019】

バルブ２の内部空間（放電空間）には、希ガスと水銀、または、希ガスとアマルガム、が封入されている。アマルガムは、水銀と、金属との合金である。金属は、例えば、亜鉛、ビスマス、インジウム、錫などである。水銀またはアマルガムの封入量は、例えば、１ｍｇ～３００ｍｇ程度である。希ガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオンなどの単ガス、あるいは、複数種類のガスを混合させた混合ガスとすることができる。

【0020】

バルブ２の内部空間における２５℃の希ガスの圧力（封入圧力）は、例えば、０．１Ｔｏｒｒ（１３．３Ｐａ）以上、１０Ｔｏｒｒ（１３３３Ｐａ）以下とすることができる。すなわち、放電ランプ１は、低圧水銀ランプである。なお、バルブ２の内部空間における２５℃の希ガスの圧力（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。

【0021】

バルブ２の管軸方向において、封止部３は、バルブ２の両側の端部のそれぞれに設けられている。封止部３を設けることで、バルブ２の内部空間を気密に封止することができる。また、一方の封止部３には第１の電極４ａが設けられ、他方の封止部３には第２の電極４ｂが設けられている。

【0022】

バルブ２の内部空間には、第１の電極４ａ、および第２の電極４ｂが露出している。第２の電極４ｂは、第１の電極４ａと対向している。図１に示すように、第１の電極４ａは、バルブ２の下側の端部に設けられた封止部３に設けられている。第２の電極４ｂは、バルブ２の上側の端部に設けられた封止部３に設けられている。

【0023】

図３は、図１における放電ランプ１の上側の端部の近傍を例示するための模式断面図である。
図３に示すように、第２の電極４ｂは、例えば、ウェルズ４ｂ１、フィラメント４ｂ２、およびエミッタ４ｂ３を有する。

【0024】

ウェルズ４ｂ１は、線状を呈し、封止部３の内部に一対設けられている。ウェルズ４ｂ１の一方の端部は、封止部３からバルブ２の内部に突出している。ウェルズ４ｂ１の一方の端部は、フィラメント４ｂ２の端部を保持している。ウェルズ４ｂ１の他方の端部は、封止部３の外部に露出している。ウェルズ４ｂ１の他方の端部は、ソケット５を介して、リード線７と電気的に接続されている。

【0025】

フィラメント４ｂ２は、バルブ２の内部に設けられている。フィラメント４ｂ２は、例えば、タングステンや、レニューム・タングステン合金などを含む線状部材を螺旋状に巻いたものである。なお、フィラメント４ｂ２は、線状部材を巻回したフィラメントを二重巻にした、いわゆるダブルフィラメントとすることもできるし、三重巻にした、いわゆるトリプルフィラメントとすることもできる。

【0026】

エミッタ４ｂ３は、フィラメント４ｂ２に設けられている。エミッタ３４は、例えば、仕事関数が低いＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯの混合体をフィラメント４ｂ２に塗布することで形成される。また、エミッタ３４の材料が蒸発するのを抑制するために、ＺｒＯ_２などを混合体にさらに添加することもできる。エミッタ４ｂ３が設けられていれば、始動電圧や管電圧を低減させることができる。

【0027】

図４は、図１における放電ランプ１の下側の端部の近傍を例示するための模式断面図である。
図４に示すように、第１の電極４ａは、例えば、ウェルズ４ａ１、フィラメント４ｂ２、およびエミッタ４ｂ３を有する。

【0028】

ウェルズ４ａ１は、線状を呈し、封止部３の内部に一対設けられている。ウェルズ４ａ１の一方の端部は、封止部３からバルブ２の内部に突出している。ウェルズ４ａ１の一方の端部は、フィラメント４ｂ２の端部を保持している。ウェルズ４ａ１の他方の端部は、封止部３の外部に露出している。ウェルズ４ａ１の他方の端部は、ソケット５を介して、リード線６と電気的に接続されている。

【0029】

図３および図４に示すように、バルブ２の管軸方向において、ウェルズ４ａ１の長さは、ウェルズ４ｂ１の長さよりも長い。ウェルズ４ａ１の、封止部３からの突出長さは、ウェルズ４ｂ１の、封止部３からの突出長さよりも長い。そのため、バルブ２の内部空間に露出する第１の電極４ａの端部（フィラメント４ｂ２の端部）と、第１の電極４ａが設けられる封止部３の端部との間の距離Ｌ１（ｍｍ）は、バルブ２の内部空間に露出する第２の電極４ｂの端部（フィラメント４ｂ２の端部）と、第２の電極４ｂが設けられる封止部３の端部との間の距離Ｌ２（ｍｍ）よりも長い。

【0030】

この場合、バルブ２の外径Ｄ（ｍｍ）と、距離Ｌ１（ｍｍ）との関係は、「０．３４＜Ｄ（ｍｍ）／Ｌ１（ｍｍ）＜１．０」とすることが好ましい。この様にすれば、後述する温度制御部１０、１０ａによる最冷部の温度制御が容易となる。

【0031】

バルブ２の管軸方向において、電極の端部と、この電極が設けられる封止部３の端部との間の距離が長くなれば、バルブ２の、電極の端部と封止部の端部との間の部分の温度が低くなる。そのため、バルブ２の内部において、第１の電極４ａの端部と、第１の電極４ａが設けられる封止部３との間に最冷部が形成される。なお、最冷部は、放電ランプ１の点灯中において、バルブ２の、最も温度が低くなる部分である。最冷部においては、水銀の蒸気の一部が凝縮して、水銀またはアマルガムが生成される。

【0032】

また、距離Ｌ１（ｍｍ）を長くすれば最冷部の温度が下がり、距離Ｌ１（ｍｍ）を短くすれば最冷部の温度が上がる。そのため、距離Ｌ１（ｍｍ）により最冷部の温度を制御することで、水銀の蒸気の蒸気圧が適切な範囲内となるようにすることができる。

【0033】

また、図１に示すように、放電ランプ１の、第１の電極４ａが設けられる側の端部は、放電ランプ１の、第２の電極４ｂが設けられる側の端部よりも重力方向下側に位置していることが好ましい。前述した様に、最冷部においては、水銀の蒸気の一部が凝縮して、水銀またはアマルガムが生成される。そのため、最冷部が重力方向上側に設けられていると、生成された水銀またはアマルガムが最冷部の下方に流出しやすくなる。生成された水銀またはアマルガムが流出すると、水銀の蒸気の蒸気圧が不安定となる。これに対して、最冷部が重力方向下側に設けられていると、生成された水銀またはアマルガムが、最冷部から流出するのを抑制することができる。そのため、水銀の蒸気の蒸気圧を安定させることができる。

【0034】

また、距離Ｌ１（ｍｍ）と距離Ｌ２（ｍｍ）との差を小さくし過ぎると、最冷部の温度を安定させるのが困難となる。本発明者の得た知見によれば、「距離Ｌ１（ｍｍ）－距離Ｌ２（ｍｍ）≧１０ｍｍ」とすれば、最冷部の温度を安定させることができる。

【0035】

図１および図２に示すように、ソケット５は、１つの封止部３に対して１つ設けられている。ソケット５は、筒状を呈し、封止部３と、封止部３から露出するウェルズ４ａ１、４ｂ１を覆っている。ソケット５は、例えば、樹脂や、セラミックスなどの絶縁性材料から形成される。

【0036】

リード線６は、ソケット５を介して、第１の電極４ａのウェルズ４ａ１と電気的に接続されている。すなわち、リード線６は、第１の電極４ａのフィラメント４ｂ２と電気的に接続されている。
リード線７は、ソケット５を介して、第２の電極４ｂのウェルズ４ｂ１と電気的に接続されている。すなわち、リード線７は、第２の電極４ｂのフィラメント４ｂ２と電気的に接続されている。

【0037】

リード線６とリード線７は、例えば、高周波電源などと電気的に接続される。高周波電源は、例えば、正弦波を発生させる電源や、パルス電源などである。
高周波電源により、リード線６とリード線７に電圧を印加すると、第１の電極４ａのフィラメント４ｂ２と、第２の電極４ｂのフィラメント４ｂ２との間に放電が生ずる。バルブ２の内部空間において放電が生ずると、放電により発生した電子が、水銀原子と衝突して、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線、または、ピーク波長が１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線が放射される。

【0038】

この場合、例えば、バルブ２の材料が、石英ガラスや、合成石英ガラスなどであれば、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線、または、ピーク波長が１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線をバルブ２の外部に照射することができる。
また、例えば、バルブ２の材料が、ピーク波長が１８５ｎｍの紫外線を吸収し、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線を透過するガラスであれば、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線をバルブ２の外部に照射することができる。

【0039】

ここで、図１に示すように、放電ランプ１は、保護管１０１を介して、液体３００の中に設けられる。そのため、最冷部の温度が液体３００の温度の影響を受ける。この場合、処理の対象となる液体３００の温度は、０℃～５０℃程度である。例えば、液体３００の温度が低い場合（例えば、０℃の場合）には、最冷部の温度が所定の温度よりも低くなるおそれがある。液体３００の温度が高い場合（例えば、５０℃の場合）には、最冷部の温度が所定の温度よりも高くなるおそれがある。この場合、最冷部の温度は、４０℃程度となるようにすることが好ましい。液体３００の温度に応じて、最冷部の温度が変化すると、水銀の蒸気の蒸気圧が適切な範囲から外れて、放電ランプ１から照射される紫外線の照度が低下するおそれがある。

【0040】

この場合、液体処理装置１００の用途が決まれば、処理の対象となる液体３００の温度をある程度特定することができる。そのため、特定された液体３００の温度に応じて、距離Ｌ１（ｍｍ）を設定することもできる。しかしながら、この様にすると、放電ランプ１の種類が多くなるので、放電ランプ１の在庫管理の繁雑化や製造コストの増大を招くことになる。また、液体３００の温度が変更された場合には、放電ランプ１の交換が必要となる。

【0041】

そこで、液体処理装置１００には、放電ランプ１の最冷部の温度を制御する温度制御部１０が設けられている。図１、図２、および図４に示すように、温度制御部１０は、放電ランプ１（バルブ２）の、第１の電極４ａが設けられる側の端部の近傍に設けることができる。すなわち、温度制御部１０は、バルブ２の、最冷部が形成される部分に設けることができる。温度制御部１０は、バルブ２の外面に設けられ、最冷部と液体３００との間の熱伝達を制御する。

【0042】

図４に示すように、温度制御部１０は、例えば、筒状を呈し、バルブ２の外面を覆っている。温度制御部１０は、例えば、バルブ２の、第１の電極４ａが設けられる側の端部の近傍を覆っている。なお、温度制御部１０は、封止部３の外面をさらに覆うこともできる。温度制御部１０とバルブ２の外面との間には僅かな隙間があってもよいし、温度制御部１０とバルブ２の外面とが接触していてもよい。温度制御部１０は、例えば、弾性力によりバルブ２の外面に取り付けることもできる。例えば、筒状の温度制御部１０に、バルブ２の管軸方向に延びるスリットを設け、温度制御部１０をバルブ２に装着した際に弾性力が生ずるようにすることができる。

【0043】

温度制御部１０は、例えば、輻射熱を反射することができる。この場合、温度制御部１０は、例えば、赤外線に対する反射率の高い材料から形成される。温度制御部１０は、例えば、銀、金、銅、アルミニウムなどの金属から形成することができる。この場合、酸化し難いことや、製造コストを考慮すると、温度制御部１０は、アルミニウムから形成することが好ましい。
温度制御部１０が赤外線に対する反射率の高い材料から形成されていれば、温度制御部１０ａの厚みを薄くしても、最冷部と液体３００との間の熱伝達を制御することができる。

【0044】

また、温度制御部１０は、例えば、熱伝導を抑制するものとしてもよい。この場合、温度制御部１０は、例えば、熱伝導率の低い材料から形成することができる。温度制御部１０は、例えば、ポリプロピレン、ポリスチレン、フッ素樹脂、ポリエチレンテレフタレートなどの樹脂から形成することができる。また、温度制御部１０は、例えば、熱収縮チューブなどを用いて形成することもできる。熱収縮チューブを用いて温度制御部１０を形成すれば、温度制御部１０をバルブ２に密着させるのが容易となる。
温度制御部１０が熱伝導率の低い材料から形成されていれば、最冷部と液体３００との間の熱伝達を制御することができる。

【0045】

図５は、温度制御部１０の効果を例示するためのグラフである。
なお、図５は、前述した距離Ｌ１（ｍｍ）が３６ｍｍの場合である。
また、図５中の距離Ｌ３（ｍｍ）は、温度制御部１０の端部と、第１の電極４ａが設けられた封止部３の端部との間の距離である（図４を参照）。
また、「距離Ｌ３（ｍｍ）≦距離Ｌ１（ｍｍ）」である。なお、図２および図４においては、「距離Ｌ３（ｍｍ）＜距離Ｌ１（ｍｍ）」としている。

【0046】

図５から分かるように、温度制御部１０が設けられていれば、液体３００の温度が変化した場合に、放電ランプ１から照射される紫外線の照度の変動幅を小さくすることができる。
また、液体３００の温度に応じて、距離Ｌ３（ｍｍ）を調整すれば、紫外線の照度をより高くすることができる。

【0047】

なお、放電ランプ１を点灯させた際に発生する熱は、入力電圧などにより決まるので、液体３００の温度に対する最適な距離Ｌ３（ｍｍ）は、シミュレーションや実験を行うことで求めることができる。

【0048】

また、以上においては、バルブ２の管軸方向における温度制御部１０の長さを変更する場合を説明したが、温度制御部１０の上側の端部（第２の電極４ｂ側の端部）と、最冷部との間の相対的な位置を変化させることができればよい。
例えば、所定の長さの温度制御部１０ａを用い、バルブ２の管軸方向において、温度制御部１０ａの上側の端部に対する放電ランプ１の位置（最冷部の位置）を変更してもよい。また、所定の長さの温度制御部１０ａを用い、バルブ２の管軸方向において、放電ランプ１の位置（最冷部の位置）に対する温度制御部１０ａの上側の端部の位置を変更してもよい。
また、温度制御部１０、および温度制御部１０ａを設けるようにしてもよい。

【0049】

図６および図７は、温度制御部１０ａの上側の端部に対する放電ランプ１の位置を変更する場合を例示するための模式図である。
図６および図７に示すように、温度制御部１０ａは、例えば、筒状を呈し、蓋１０２の上に設けられる。温度制御部１０ａの内部には、放電ランプ１の、第１の電極４ａが設けられる側の端部を設けることができる。温度制御部１０ａは放電ランプ１と接触してもよいし、温度制御部１０ａと放電ランプ１との間に隙間が設けられていてもよい。温度制御部１０ａの材料は、温度制御部１０の材料と同じとすることができる。

【0050】

例えば、液体３００の温度が低い場合には、図６に示すように、放電ランプ１の、第１の電極４ａが設けられる側の端部と、温度制御部１０ａの上側の端部との間の距離Ｌ４（ｍｍ）を長くする。この様にすれば、温度制御部１０ａにより遮られる最冷部からの熱を多くすることができる。そのため、最冷部の熱が液体３００に伝達され難くなるので、液体３００の温度が低い場合であっても最冷部の温度を所定の温度に保つのが容易となる。

【0051】

例えば、液体３００の温度が高い場合には、図７に示すように、距離Ｌ４（ｍｍ）を短くする。この様にすれば、温度制御部１０ａにより遮られる最冷部からの熱を少なくすることができる。そのため、最冷部の熱が液体３００に伝達され易くなるので、液体３００の温度が高い場合であっても最冷部の温度を所定の温度に保つのが容易となる。

【0052】

距離Ｌ４（ｍｍ）は、例えば、図７に示すように、放電ランプ１と蓋１０２との間に設けられたスペーサ１１の長さにより変えることができる。また、例えば、温度制御部１０ａに放電ランプ１を保持させ、温度制御部１０ａが放電ランプ１を保持する位置により、距離Ｌ４（ｍｍ）を変えるようにしてもよい。また、例えば、蓋１０２に、放電ランプ１の、第１の電極４ａが設けられる側の端部と接触するボルトを設け、蓋１０２からのボルトの突出長さにより、距離Ｌ４（ｍｍ）を変えるようにしてもよい。

【0053】

また、液体３００の温度に応じて距離Ｌ４（ｍｍ）を変えることもできる。
図８は、液体３００の温度に応じて距離Ｌ４（ｍｍ）を変える場合を例示するための模式断面図である。
図８に示すように、例えば、距離Ｌ４を変化させる移動部１２を設けることができる。
移動部１２は、例えば、伝導部１２ａ、および駆動部１２ｂを有する。
伝導部１２ａは、例えば、ネジやボールネジなどである。伝導部１２ａは、例えば、蓋１０２に設けることができる。伝導部１２ａの端部は、放電ランプ１の、第１の電極４ａが設けられる側の端部と接触している。

【0054】

駆動部１２ｂは、例えば、液体３００の温度を検出するセンサからの信号に基づいて、伝導部１２ａの位置を変化させる。例えば、液体３００の温度が高い場合には、伝導部１２ａを上昇させて、距離Ｌ４を短くする。例えば、液体３００の温度が低い場合には、伝導部１２ａを下降させて、距離Ｌ４を長くする。
駆動部１２ｂは、例えば、サーボモータなどの制御モータを備えたものとすることができる。

【0055】

なお、温度制御部１０ａに対する放電ランプ１の位置を移動させる場合を説明したが、放電ランプ１に対する温度制御部１０ａの位置を移動させてもよい。例えば、伝導部１２ａの端部は、温度制御部１０ａの下側の端部と接触させてもよい。
すなわち、移動部１２は、液体３００の温度に応じて、放電ランプ１が延びる方向における、温度制御部１０ａと、放電ランプ１と、の相対的な位置を移動させるものであればよい。

【0056】

液体３００の温度に応じて距離Ｌ４（ｍｍ）を変化させることができれば、液体３００の処理中に温度が変わった場合であっても、最冷部の温度を適切なものとすることができる。また、液体３００の温度ごとに長さの異なる温度制御部１０を設ける必要がないので、在庫管理の簡略化や生産性の向上を図ることができる。

【0057】

次に、図１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。
放電ランプ１は、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、放電ランプ１は保護管１０１の内部に収納される。

【0058】

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、円筒管である。保護管１０１の両側の端部は開口している。保護管１０１の端部にはフランジ１０１ａを設けることができる。
保護管１０１は、容器１０４の内部を延びている。例えば、保護管１０１は、天井板１０４ｂと、底板１０４ａとの間を延びている。保護管１０１の上側の端部は、天井板１０４ｂから上方に突出している。保護管１０１の下側の端部は、底板１０４ａから下方に突出している。

【0059】

保護管１０１の内部空間には、少なくとも１つの放電ランプ１が収納される。図１に例示をした液体処理装置１００の場合には、保護管１０１の内部空間に１つの放電ランプ１が収納されている。保護管１０１の内部空間に１つの放電ランプ１が収納される場合には、放電ランプ１は、保護管１０１と略同軸となるように設けることができる。保護管１０１の寸法は、収納される放電ランプ１の寸法や数に応じて適宜変更することができる。

【0060】

保護管１０１は、少なくとも１つ設けることができる。図１に示すように、容器１０４の内部空間は、液体３００が流通する流路となる。そのため、放電ランプ１が、保護管１０１を介して液体３００の中に設けられることになる。

【0061】

この場合、放電ランプ１の発光長は、容器１０４の底板１０４ａと天井板１０４ｂとの間の距離よりも長くなっている。この様にすれば、容器１０４の中心軸方向において、容器１０４の内部空間の全域に、放電ランプ１の発光部分が設けられる。そのため、容器１０４の内部空間の全域において、液体３００に紫外線を照射することができるので処理効率が向上する。

【0062】

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る。例えば、保護管１０１は、石英ガラスや、合成石英ガラスなどから形成することができる。

【0063】

放電ランプ１から液体３００に紫外線が照射されると、紫外線により、例えば、液体３００に含まれている菌やウイルスの、殺菌や不活性化が行われる。

【0064】

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１０１ａに取り付けられる。蓋１０２には厚み方向を貫通する孔が設けられている。放電ランプ１に設けられたリード線６、７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６、７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される。

【0065】

シール部材１０３は、蓋１０２と、保護管１０１（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リングなどである。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。

【0066】

ここで、保護管１０１の内部空間に酸素があると、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、蓋１０２とシール部材１０３により封止された保護管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できる。

【0067】

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、円筒形状を呈している。容器１０４は、例えば、ステンレスなどの金属から形成される。

【0068】

容器１０４の側面の底板１０４ａの近傍には、液体３００の供給口１０４ｃを設けることができる。供給口１０４ｃには、例えば、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。容器１０４の側面の天井板１０４ｂの近傍には、処理が施された液体３００ａの排出口１０４ｄを設けることができる。排出口１０４ｄには、例えば、処理が施された液体３００ａを収納するタンクや、液体３００ａを用いる洗浄装置などを接続することができる。

【0069】

容器１０４の下側の開口は、底板１０４ａにより塞がれている。底板１０４ａと容器１０４は、例えば、溶接などにより液密に接合される。また、例えば、容器１０４にフランジを設け、パッキンなどを介して、フランジに底板１０４ａをネジ止めなどすることもできる。底板１０４ａは、板状を呈し、例えば、ステンレスなどの金属から形成される。

【0070】

底板１０４ａには、厚み方向を貫通する孔１０４ａ１を設けることができる。例えば、孔１０４ａ１は、底板１０４ａの中央に設けることができる。

【0071】

容器１０４の上側の開口は、天井板１０４ｂにより塞がれている。天井板１０４ｂと容器１０４は、例えば、溶接などにより液密に接合される。また、例えば、容器１０４にフランジを設け、パッキンなどを介して、フランジに天井板１０４ｂをネジ止めなどすることもできる。天井板１０４ｂは、板状を呈し、例えば、ステンレスなどの金属から形成される。

【0072】

天井板１０４ｂには、厚み方向を貫通する孔１０４ｂ１を設けることができる。例えば、孔１０４ｂ１は、天井板１０４ｂの中央に設けることができる。

【0073】

孔１０４ａ１と孔１０４ｂ１の内部には、保護管１０１が設けられる。そのため、孔１０４ａ１は、孔１０４ｂ１と同軸に設けることができる。

【0074】

以上に説明した様に、容器１０４は、下側の端部に設けられた底板１０４ａと、上側の端部に設けられた天井板１０４ｂと、を有し、液体３００が供給される空間を内部に有する。

【0075】

ホルダ１０５は、板状を呈し、例えば、１つの保護管１０１に対して一対設けることができる。例えば、一方のホルダ１０５は、保護管１０１の上側の端部の近傍を保持する。一方のホルダ１０５は、例えば、シール部材１０６を介して、天井板１０４ｂに取り付けられる。例えば、他方のホルダ１０５は、保護管１０１の下側の端部の近傍を保持する。他方のホルダ１０５は、例えば、シール部材１０６を介して、底板１０４ａに取り付けられる。

【0076】

シール部材１０６は、例えば、Ｏリングなどである。シール部材１０６は、保護管１０１と、底板１０４ａの孔１０４ａ１の内壁との間の隙間を液密となるように封止する。シール部材１０６は、保護管１０１と、天井板１０４ｂの孔１０４ｂ１の内壁との間の隙間を液密となるように封止する。

【0077】

設置部１０７は、ベース１０７ａ、およびスタンド１０７ｂを有する。設置部１０７は、例えば、鉄やステンレスなどの金属から形成することができる。
ベース１０７ａは、例えば、液体処理装置１００を設置する場所の床面に設けられる。ベース１０７ａは、板状を呈し、容器１０４の底板１０４ａと対向している。スタンド１０７ｂは、柱状を呈し、容器１０４の底板１０４ａと、ベース１０７ａとの間に設けられている。例えば、スタンド１０７ｂは、複数設けることができる。スタンド１０７ｂが設けられていれば、容器１０４の底板１０４ａと、ベース１０７ａとの間に空間を設けることができる。図１に示すように、容器１０４の底板１０４ａと、ベース１０７ａとの間の空間には、保護管１０１の下側の端部、および蓋１０２を設けることができる。

【0078】

なお、液体処理装置１００を設置する場所の床面に設ける場合を例示したが、これに限定されるわけではない。例えば、液体処理装置１００は、設置する場所の天井面に設けることもできる。この場合、設置部１０７は、例えば、容器１０４の天井板１０４ｂに設けることができる。例えば、液体処理装置１００は、設置する場所の壁面に設けることもできる。この場合、設置部１０７は、例えば、容器１０４の側面に設けることができる。

【0079】

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。

【符号の説明】

【0080】

１ 放電ランプ、２ バルブ、４ａ 第１の電極、４ｂ 第２の電極、４ｂ２ フィラメント、５ ソケット、１０ 温度制御部、１０ａ 温度制御部、１１ スペーサ、１２ 移動部、１００ 液体処理装置、１０１ 保護管、１０２ 蓋、１０４ 容器、３００ 液体、３００ａ 液体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】