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(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】P2024021750
(43)【公開日】2024-02-16
(54)【発明の名称】液体処理装置
(51)【国際特許分類】
A61L 2/10 20060101AFI20240208BHJP
C02F 1/32 20230101ALI20240208BHJP
【ＦＩ】
A61L2/10
C02F1/32
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022124815
(22)【出願日】2022-08-04
(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】越智 貴則
【テーマコード（参考）】
4C058
4D037
【Ｆターム（参考）】
4C058AA20
4C058BB06
4C058CC04
4C058DD04
4C058KK02
4C058KK23
4C058KK46
4D037AA01
4D037AB03
4D037BA18
(57)【要約】
【課題】液体の紫外線の透過率が低い場合であっても、液体の処理効果を向上させ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、筒状を呈し、一方向に延びる容器と；前記容器の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延びる保護管と；前記保護管の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延び、前記容器と前記保護管との間を流れる液体に紫外線を照射可能な少なくとも１つの光源と；を具備している。前記液体処理装置は、前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記保護管の外面と交わる点と、前記線分が、前記容器の内面と交わる点と、の間の距離をｃ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する。
１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ
【選択図】図３
【解決手段】実施形態に係る液体処理装置は、筒状を呈し、一方向に延びる容器と；前記容器の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延びる保護管と；前記保護管の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延び、前記容器と前記保護管との間を流れる液体に紫外線を照射可能な少なくとも１つの光源と；を具備している。前記液体処理装置は、前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記保護管の外面と交わる点と、前記線分が、前記容器の内面と交わる点と、の間の距離をｃ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する。
１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
筒状を呈し、一方向に延びる容器と；
前記容器の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延びる保護管と；
前記保護管の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延び、前記容器と前記保護管との間を流れる液体に紫外線を照射可能な少なくとも１つの光源と；
を具備し、
前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記保護管の外面と交わる点と、前記線分が、前記容器の内面と交わる点と、の間の距離をｃ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する液体処理装置。
１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ
前記容器の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延びる保護管と；
前記保護管の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延び、前記容器と前記保護管との間を流れる液体に紫外線を照射可能な少なくとも１つの光源と；
を具備し、
前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記保護管の外面と交わる点と、前記線分が、前記容器の内面と交わる点と、の間の距離をｃ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する液体処理装置。
１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ
【請求項2】
前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記光源の外面と交わる点と、前記線分が、前記保護管の内面と交わる点と、の間の距離を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。
ｄ（ｍｍ）≦１５ｍｍ
ｄ（ｍｍ）≦１５ｍｍ
【請求項3】
前記液体の、紫外線の透過率が１％以下である請求項１または２に記載の液体処理装置。
【請求項4】
前記液体の温度が３０℃以上である請求項１または２に記載の液体処理装置。
【請求項5】
前記保護管の内部に気体を供給する気体供給部をさらに備えた請求項１または２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、細菌、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。
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、例えば、処理を行う液体が流れる空間を内部に有する容器と、容器の内部に設けられた保護管と、保護管の内部に設けられ、液体に紫外線を照射する放電ランプと、を備えた液体処理装置が提案されている。
【0004】
ここで、確実な処理を行うためには、処理を行う液体に対して、所定の照度以上の紫外線を照射するのが好ましい。しかしながら、例えば、処理を行う液体に不純物などが含まれている場合には、液体の紫外線の透過率が低くなる場合がある。液体の紫外線の透過率が低くなると、保護管（放電ランプ）からの距離が長くなるほど到達する紫外線の照度が低くなる。そのため、液体の紫外線の透過率が低くなると、保護管（放電ランプ）から離れた位置にある液体の処理効果が低減するおそれがある。
そこで、液体の紫外線の透過率が低い場合であっても、液体の処理効果を向上させることができる液体処理装置の開発が望まれていた。
そこで、液体の紫外線の透過率が低い場合であっても、液体の処理効果を向上させ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】
【0005】
【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】
【0006】
本発明が解決しようとする課題は、液体の紫外線の透過率が低い場合であっても、液体の処理効果を向上させ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】
【0007】
実施形態に係る液体処理装置は、筒状を呈し、一方向に延びる容器と；前記容器の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延びる保護管と；前記保護管の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延び、前記容器と前記保護管との間を流れる液体に紫外線を照射可能な少なくとも１つの光源と；を具備している。前記液体処理装置は、前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記保護管の外面と交わる点と、前記線分が、前記容器の内面と交わる点と、の間の距離をｃ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する。
１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ
１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ
【発明の効果】
【0008】
本発明の実施形態によれば、液体の紫外線の透過率が低い場合であっても、液体の処理効果を向上させ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】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
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斜視図である。 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。
図３は、図１における液体処理装置１００のＢ－Ｂ線方向の模式断面図である。
なお、図１、および図２においては、上下方向に延びる様に設置された液体処理装置１００を例示したが、液体処理装置１００の設置姿勢は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、水平方向に延びる様に設置することもできる。
図３は、図１における液体処理装置１００のＢ－Ｂ線方向の模式断面図である。
なお、図１、および図２においては、上下方向に延びる様に設置された液体処理装置１００を例示したが、液体処理装置１００の設置姿勢は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、水平方向に延びる様に設置することもできる。
【0012】
【0013】
光源１は、保護管１０１の内部に設けられている。光源１は、容器１０２が延びる方向に延びている。光源１は、容器１０２と保護管１０１との間を流れる液体３００に紫外線を照射する。例えば、光源１は、光源１が延びる方向と交差する方向に紫外線を照射する。光源１の端部は、ホルダ１０３に着脱可能に設けられている。
【0014】
光源１は、例えば、紫外線を照射する放電ランプとすることができる。放電ランプの種類には特に限定がない。放電ランプは、例えば、低圧水銀ランプとすることができる。この場合、ピーク波長が２５４ｎｍの紫外線を照射する低圧水銀ランプとしたり、ピーク波長が１８５ｎｍ及び２５４ｎｍの紫外線を照射する低圧水銀ランプとしたりすることができる。また、放電ランプは、例えば、バリア放電ランプなどとすることもできる。バリア放電ランプは、例えば、ピーク波長が１７２ｎｍの紫外線を照射するキセノンエキシマランプなどとすることができる。
【0015】
また、光源１は、例えば、一方向に延びる基板と、基板の面に設けられた複数の発光素子とを備えたものとすることもできる。発光素子は、例えば、紫外線を照射する発光ダイオード、紫外線を照射するレーザダイオードなどとすることができる。発光素子から照射される紫外線のピーク波長が短くなるほど、液体３００に含まれる不純物の分解が容易となったり、液体３００に含まれる細菌の殺菌が容易となったり、液体３００に含まれるウイルスの不活性化が容易となったりする。発光素子から照射される紫外線のピーク波長がＤＮＡの吸収帯である３００ｎｍ以下であれば、液体３００に含まれる細菌を殺菌するのが容易となる。
以下においては、一例として、光源１が低圧水銀ランプである場合を説明する。
以下においては、一例として、光源１が低圧水銀ランプである場合を説明する。
【0016】
光源１は、少なくとも１つ設けることができる。
図１～図３に例示をした液体処理装置１００には複数の光源１が設けられている。
複数の光源１は、保護管１０１の内部に設けられている。複数の光源１は、保護管１０１の中心軸１０１ａに沿って延びている。複数の光源１は、例えば、保護管１０１の中心軸１０１ａを中心として回転対称となる位置に設けることができる。例えば、３つの光源１を設ける場合には、図３に示すように、保護管１０１の中心軸１０１ａを中心として、３回対称となる位置に光源１を設けることができる。なお、光源１の数は３つに限定されるわけではない。
図１～図３に例示をした液体処理装置１００には複数の光源１が設けられている。
複数の光源１は、保護管１０１の内部に設けられている。複数の光源１は、保護管１０１の中心軸１０１ａに沿って延びている。複数の光源１は、例えば、保護管１０１の中心軸１０１ａを中心として回転対称となる位置に設けることができる。例えば、３つの光源１を設ける場合には、図３に示すように、保護管１０１の中心軸１０１ａを中心として、３回対称となる位置に光源１を設けることができる。なお、光源１の数は３つに限定されるわけではない。
【0017】
複数の光源１が、保護管１０１の中心軸１０１ａを中心として回転対称となる位置に設けられていれば、保護管１０１の周囲において、紫外線の照度のバラツキを小さくすることができる。そのため、保護管１０１の外面と、容器１０２の内面との間を流れる液体３００に処理ムラが生じるのを抑制することができる。
【0018】
図４は、１つの光源１が設けられた液体処理装置１００ａを例示するための模式断面図である。
１つの光源１が設けられる場合には、保護管１０１の中心軸１０１ａと、光源１の中心軸１ａとが重なるようにすることができる。なお、複数の発光素子が設けられた光源を１つ設ける場合には、例えば、保護管１０１の中心軸１０１ａと、複数の発光素子が設けられた基板の中心軸とが重なるようにすることができる。また、断面形状が多角形の柱状の基部の各面に、複数の発光素子を設け、保護管１０１の中心軸１０１ａと、基部の中心軸とが重なるようにすることもできる。
１つの光源１が設けられる場合には、保護管１０１の中心軸１０１ａと、光源１の中心軸１ａとが重なるようにすることができる。なお、複数の発光素子が設けられた光源を１つ設ける場合には、例えば、保護管１０１の中心軸１０１ａと、複数の発光素子が設けられた基板の中心軸とが重なるようにすることができる。また、断面形状が多角形の柱状の基部の各面に、複数の発光素子を設け、保護管１０１の中心軸１０１ａと、基部の中心軸とが重なるようにすることもできる。
【0019】
【0020】
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、一方向に延びている。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。
【0021】
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、図２、および図５に示すように、光源１の発光長をｂ（ｍｍ）、供給部１０２ａの中心軸と、排出部１０２ｂの中心軸との間の距離をａ（ｍｍ）とした場合に、「ａ（ｍｍ）≦ｂ（ｍｍ）」とすることができる。なお、光源１の発光長ｂは、第１の電極４ａのフィラメント４ａ２と、第２の電極４ｂのフィラメント４ａ２との間の距離とすることができる。
【0022】
すなわち、光源１が放電ランプの場合には、光源１の発光長ｂ（ｍｍ）は、放電が形成される領域の長さとすることができる。光源１が複数の発光素子を備えたものの場合には、光源１の発光長ｂ（ｍｍ）は、複数の発光素子が設けられた領域の長さとすることができる。
【0023】
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。
【0024】
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、光源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。
【0025】
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。
【0026】
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２に示すように、液体処理装置１００が上下方向に延びる様に設置される場合には、例えば、第２の電極４ｂは、バルブ２の上側の封止部３に設けることができる。例えば、第１の電極４ａは、バルブ２の下側の封止部３に設けることができる。
【0027】
第１の電極４ａは、例えば、ウェルズ４ａ１、フィラメント４ａ２、およびエミッタ４ａ３を有する。
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４ａ２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、配線５を介して点灯回路などと電気的に接続される。
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４ａ２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、配線５を介して点灯回路などと電気的に接続される。
【0028】
フィラメント４ａ２は、バルブ２の内部に設けられている。フィラメント４ａ２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４ａ２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。
【0029】
エミッタ４ａ３は、フィラメント４ａ２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４ａ２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、ＺｒＯ２などを混合体にさらに添加することもできる。エミッタ４ａ３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。
【0030】
第２の電極４ｂは、例えば、ウェルズ４ｂ１、フィラメント４ａ２、およびエミッタ４ａ３を有する。
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４ａ２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、配線５を介して点灯回路などと電気的に接続される。
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４ａ２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、配線５を介して点灯回路などと電気的に接続される。
【0031】
ここで、低圧水銀ランプである光源１には、最冷部が設けられる。最冷部は、光源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】
一方向に延びるバルブ２の場合には、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バルブ２の端部との間の領域に最冷部が形成される。この場合、図５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、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４ａ２の端部）と、第１の電極４ａが設けられるバルブ２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４ａ２の端部）と、第２の電極４ｂが設けられるバルブ２の端部との間の距離Ｌ２（ｍｍ）よりも長くなる。
【0033】
電極の端部と、この電極が設けられるバルブ２の端部との間の距離が長くなれば、バルブ２の、電極の端部とバルブ２の端部との間の部分の温度が低くなる。前述した様に、距離Ｌ１（ｍｍ）は距離Ｌ２（ｍｍ）よりも長いので、バルブ２の、第１の電極４ａの側の端部の近傍に最冷部が形成される。
【0034】
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、液体処理装置１００（光源１）を上下方向に延びる様に設置する場合には、バルブ２の、第１の電極４ａの側が重力方向下側に位置するようにすることが好ましい。この様にすれば、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。
【0035】
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。この場合、「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。
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もできる。
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もできる。
【0036】
配線５は、例えば、高周波電源などを有する点灯回路と電気的に接続される。点灯回路により、配線５を介して、第１の電極４ａと第２の電極４ｂとに高周波電力が印加されると、第１の電極４ａのフィラメント４ａ２と、第２の電極４ｂのフィラメント４ａ２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。
【0037】
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、および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。
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。
【0038】
ここで、光源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～図４に示すように、光源１は保護管１０１の内部に設けられる。
保護管１０１は、筒状を呈し、両側の端部が開口している。保護管１０１は、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、容器１０２の内部に設けられている。保護管１０１は、容器１０２が延びる方向に延びている。保護管１０１は、容器１０２の中心軸に沿って延びている。保護管１０１の外面と、容器１０２の内面との間の空間は、液体３００が流通する流路となる。
保護管１０１は、筒状を呈し、両側の端部が開口している。保護管１０１は、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、容器１０２の内部に設けられている。保護管１０１は、容器１０２が延びる方向に延びている。保護管１０１は、容器１０２の中心軸に沿って延びている。保護管１０１の外面と、容器１０２の内面との間の空間は、液体３００が流通する流路となる。
【0039】
そのため、光源１が、保護管１０１を介して液体３００の中に設けられるので、光源１において発生した紫外線が、保護管１０１を介して液体３００に照射される。光源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。また、紫外線により、例えば、液体３００に含まれている有機物などの不純物を分解することもできる。
【0040】
この場合、保護管１０１は、容器１０２と同軸となるように設けることが好ましい。また、保護管１０１の断面形状（保護管１０１の中心軸１０１ａに直交する方向の形状）は、容器１０２の断面形状（容器１０２の中心軸に直交する方向の形状）と同じとすることが好ましい。例えば、保護管１０１、および容器１０２は円筒管とすることができる。
【0041】
図３、および図４に示すように、保護管１０１が容器１０２と同軸に設けられ、且つ、保護管１０１の断面形状が容器１０２の断面形状と同じであれば、保護管１０１の外面と、容器１０２の内面との間の距離ｃ（ｍｍ）が均一となる。すなわち、液体３００が流通する流路の断面寸法が均一となる。そのため、流路抵抗が均一、ひいては液体３００の流速が均一となるので、液体３００の処理効果にバラツキが生じるのを抑制することができる。
【0042】
なお、距離ｃ（ｍｍ）は、保護管１０１の中心軸１０１ａに沿った方向から見て、保護管１０１の中心軸１０１ａと、光源１の中心軸１ａとを含む線分が、保護管１０１の外面と交わる点と、線分が、容器１０２の内面と交わる点と、の間の距離である。距離ｃ（ｍｍ）に関する詳細は後述する。
【0043】
また、前述した様に、光源１の発光長ｂ（ｍｍ）と、供給部１０２ａの中心軸と排出部１０２ｂの中心軸との間の距離ａ（ｍｍ）と、の関係が、「ａ（ｍｍ）≦ｂ（ｍｍ）」となっていれば、流路の、液体３００が流通する領域に、光源１の発光部分が設けられる。そのため、光源１から照射された紫外線が、流通する液体３００の全体に照射されやすくなる。紫外線が、流通する液体３００の全体に照射されやすくなれば、液体３００の処理効率を向上させることができる。
【0044】
保護管１０１は、紫外線の透過率が高く、且つ、液体３００に対する耐性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。例えば、保護管１０１の材料は、バルブ２の材料と同じとすることができる。
【0045】
容器１０２は、筒状を呈し、一方向に延びている。容器１０２は、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１０２は、例えば、円筒状を呈している。容器１０２の両端は、開口している。
【0046】
容器１０２の一方の端部の近傍には、フランジ１０２ｃを設けることができる。フランジ１０２ｃの近傍には、処理前の液体３００を供給する供給部１０２ａを設けることができる。供給部１０２ａは、管状を呈し、容器１０２の内部空間と接続されている。例えば、供給部１０２ａの一方の端部は、容器１０２に溶接されている。例えば、供給部１０２ａの他方の端部にはフランジ１０２ａ１を設けることができる。供給部１０２ａの他方の端部（フランジ１０２ａ１）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。
【0047】
容器１０２の他方の端部の近傍には、フランジ１０２ｄを設けることができる。フランジ１０２ｄの近傍には、処理が施された液体３００ａを排出する排出部１０２ｂを設けることができる。排出部１０２ｂは、管状を呈し、容器１０２の内部空間と接続されている。例えば、排出部１０２ｂの一方の端部は、容器１０２に溶接されている。例えば、排出部１０２ｂの他方の端部にはフランジ１０２ｂ１を設けることができる。排出部１０２ｂの他方の端部（フランジ１０２ｂ１）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。
【0048】
容器１０２、供給部１０２ａ、フランジ１０２ａ１、排出部１０２ｂ、フランジ１０２ｂ１、フランジ１０２ｃ、およびフランジ１０２ｄは、液体３００に対する耐食性と耐圧が高い材料から形成される。これらは、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。
【0049】
また、容器１０２の内面には、光源１から保護管１０１を介して照射された紫外線の一部が入射する。そのため、容器１０２の内面には、研磨加工を施すことができる。容器１０２の内面に研磨加工が施されていれば、入射した紫外線の反射ロスを低減することができる。また、液体３００に含まれていた不純物などが容器１０２の内面に付着するのを抑制することができる。
【0050】
ホルダ１０３は、柱状を呈し、一対設けられている。一方のホルダ１０３は、保護管１０１の一方の開口、および容器１０２の一方の開口を塞いでいる。ホルダ１０３と保護管１０１との間、および、ホルダ１０３と容器１０２との間は、例えば、Ｏリングなどの封止材を用いて液密となるように封止することができる。他方のホルダ１０３は、保護管１０１の他方の開口、および容器１０２の他方の開口を塞いでいる。ホルダ１０３と保護管１０１との間、および、ホルダ１０３と容器１０２との間は、例えば、Ｏリングなどの封止材を用いて液密となるように封止することができる。
【0051】
ホルダ１０３の、保護管１０１の内部に位置する端部には、複数の光源１の端部を保持する複数の孔、または複数の凹部が設けられている。光源１の端部を保持する孔や凹部には、第１の電極４ａまたは第２の電極４ｂに電気的に接続された配線５を引き出すための孔が設けられている。また、ホルダ１０３には、ホルダ１０３を軸方向に貫通する通気孔を設けることができる。通気孔は、保護管１０１の内部空間と、外部空間とを接続している。
ホルダ１０３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。
ホルダ１０３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。
【0052】
ここで、保護管１０１の内部に設けられた光源１を点灯させると、紫外線とともに熱が発生する。そのため、光源１を点灯させると、光源１の温度が高くなる。また、処理を行う液体３００の温度が高い場合がある。この場合、液体３００の温度が３０℃以上になると、光源１の温度がさらに高くなり易くなる。光源１の温度が高くなり過ぎると、紫外線の照度が低下したり、光源１の寿命が短くなったりするおそれがある。
【0053】
例えば、光源１が低圧水銀ランプの場合には、光源１の温度が高くなると、水銀の蒸気圧が高くなり過ぎて、水銀の自己吸収が多くなる。水銀の自己吸収が多くなると、紫外線の照度が低下する。
例えば、光源１が複数の発光素子を有するものの場合には、発光素子の温度が高くなると、紫外線の照度が低下する。また、発光素子の温度が、最大ジャンクション温度を超えると発光素子の寿命が短くなったり、発光素子が故障したりするおそれがある。
例えば、光源１が複数の発光素子を有するものの場合には、発光素子の温度が高くなると、紫外線の照度が低下する。また、発光素子の温度が、最大ジャンクション温度を超えると発光素子の寿命が短くなったり、発光素子が故障したりするおそれがある。
【0054】
そこで、液体処理装置１００には、気体供給部１０４が設けられている。気体供給部１０４は、保護管１０１の内部に気体を供給する。
気体供給部１０４は、例えば、ファンやブロアなどとすることができる。図２に例示をした気体供給部１０４は、ファンである。気体供給部１０４は、一方のホルダ１０３の通気孔に接続されている。気体供給部１０４は、通気孔を介して、保護管１０１の内部に気体（例えば、外気（空気））を供給する。保護管１０１の内部に供給された気体は、保護管１０１の内部を流通し、他方のホルダ１０３に設けられた通気孔を介して、外部に排出される。なお、図１、および図２においては、気体供給部１０４が、容器１０２の下側の端部に設けられたホルダ１０３に接続される場合を例示したが、気体供給部１０４が、容器１０２の上側の端部に設けられたホルダ１０３に接続されていてもよい。
気体供給部１０４は、例えば、ファンやブロアなどとすることができる。図２に例示をした気体供給部１０４は、ファンである。気体供給部１０４は、一方のホルダ１０３の通気孔に接続されている。気体供給部１０４は、通気孔を介して、保護管１０１の内部に気体（例えば、外気（空気））を供給する。保護管１０１の内部に供給された気体は、保護管１０１の内部を流通し、他方のホルダ１０３に設けられた通気孔を介して、外部に排出される。なお、図１、および図２においては、気体供給部１０４が、容器１０２の下側の端部に設けられたホルダ１０３に接続される場合を例示したが、気体供給部１０４が、容器１０２の上側の端部に設けられたホルダ１０３に接続されていてもよい。
【0055】
気体供給部１０４が設けられていれば、保護管１０１の内部に空気を流通させることができるので、光源１を冷却することができる。そのため、光源１の温度が高くなることで、紫外線の照度が低下したり、光源１の寿命が短くなったりするのを抑制することができる。
【0056】
また、保護管１０１の内部に酸素があると、光源１から照射された紫外線が減衰する場合がある。そのため、ファンに代えて、保護管１０１の内部に窒素ガスや不活性ガスを供給するガス供給装置を設けることもできる。
この場合、保護管１０１の内部に窒素ガスや不活性ガスを供給すると、液体処理装置１００のランニングコストが高くなる。そのため、液体処理装置１００に要求される処理能力やランニングコストなどに応じて、ファンやブロアなどと、ガス供給装置を選択することができる。
この場合、保護管１０１の内部に窒素ガスや不活性ガスを供給すると、液体処理装置１００のランニングコストが高くなる。そのため、液体処理装置１００に要求される処理能力やランニングコストなどに応じて、ファンやブロアなどと、ガス供給装置を選択することができる。
【0057】
端部カバー１０５は、気体供給部１０４が接続されたホルダ１０３とは反対側のホルダ１０３の端部を覆っている。端部カバー１０５は、箱状を呈し、一方の端部が開口している。端部カバー１０５の、開口側の側面にはフランジ１０５ａが設けられている。フランジ１０５ａは、ネジなどの締結部材を用いて、容器１０２のフランジ１０２ｄに取り付けられている。端部カバー１０５は、例えば、ステンレスなどの金属や樹脂などから形成することができる。
【0058】
端部カバー１０５には、フィルタ１０５ｂを設けることができる。保護管１０１の内部を流通し、ホルダ１０３の通気孔を介して端部カバー１０５の内部に排出された気体は、フィルタ１０５ｂを介して、外部に排出される。フィルタ１０５ｂが設けられていれば、外部のゴミが、ホルダ１０３の通気孔や保護管１０１の内部に侵入するのを抑制することができる。
【0059】
設置部１０６は、例えば、ベース１０６ａ、スタンド１０６ｂ、および取付座１０６ｃを有する。ベース１０６ａ、スタンド１０６ｂ、および取付座１０６ｃ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。
【0060】
ベース１０６ａ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１０６ａは、液体処理装置１００の一方の端部に対向している。ベース１０６ａは、液体処理装置１００の中心軸に直交する方向に延びる面１０６ａ１を有する。
【0061】
スタンド１０６ｂは、柱状を呈し、複数設けられている。スタンド１０６ｂの一方の端部は、ベース１０６ａの面１０６ａ１に設けられている。スタンド１０６ｂの他方の端部は、取付座１０６ｃに設けられている。
【0062】
取付座１０６ｃは、板状を呈している。取付座１０６ｃには、ネジなどの締結部材を用いて、容器１０２のフランジ１０２ｃが取り付けられる。取付座１０６ｃとベース１０６ａとの間には、柱状のスタンド１０６ｂが設けられているので、取付座１０６ｃと、ベース１０６ａの面１０６ａ１との間に空間を設けることができる。そのため、この空間に、容器１０２の端部を突出させたり、気体供給部１０４を設けたりすることができる。
【0063】
なお、図１、および図２においては、液体処理装置１００が、設置する場所の床面に設けられ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１０６は、例えば、容器１０２のフランジ１０２ｄに取り付けることもできる。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１０６は、例えば、容器１０２の側面に設けることもできる。
【0064】
次に、保護管１０１の外面と、容器１０２の内面との間の距離ｃ（ｍｍ）についてさらに説明する。
距離ｃ（ｍｍ）を大きくすれば、液体３００が流通する流路の断面積が大きくなるので、流路抵抗を低減させたり、処理流量を増加させたりすることができる。ただし、距離ｃ（ｍｍ）を大きくし過ぎると、容器１０２の内面近傍を流れる液体３００に照射される紫外線の照度が不足するおそれがある。そのため、距離ｃ（ｍｍ）は、液体３００の流速(滞留時間)と、光源１からの距離に基づく照度と、による効率（滞留時間×照度）が高くなるように設定される。例えば、一般的な液体処理装置においては、距離ｃ（ｍｍ）は、「２０ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦３０ｍｍ」とされている。一般的な液体処理装置においては、液体３００の紫外線の透過率は、９５％以上を想定している。
なお、本明細書において、紫外線の透過率は、ピーク波長が２５４ｎｍ、液厚みが１ｃｍの場合の紫外線の透過率としている。
距離ｃ（ｍｍ）を大きくすれば、液体３００が流通する流路の断面積が大きくなるので、流路抵抗を低減させたり、処理流量を増加させたりすることができる。ただし、距離ｃ（ｍｍ）を大きくし過ぎると、容器１０２の内面近傍を流れる液体３００に照射される紫外線の照度が不足するおそれがある。そのため、距離ｃ（ｍｍ）は、液体３００の流速(滞留時間)と、光源１からの距離に基づく照度と、による効率（滞留時間×照度）が高くなるように設定される。例えば、一般的な液体処理装置においては、距離ｃ（ｍｍ）は、「２０ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦３０ｍｍ」とされている。一般的な液体処理装置においては、液体３００の紫外線の透過率は、９５％以上を想定している。
なお、本明細書において、紫外線の透過率は、ピーク波長が２５４ｎｍ、液厚みが１ｃｍの場合の紫外線の透過率としている。
【0065】
ここで、液体処理装置１００の用途などによっては、紫外線の透過率が１％以下の液体３００を処理しなければならない場合がある。例えば、含まれている不純物が多い液体３００などの場合には、紫外線の透過率が１％以下となる場合がある。
【0066】
本発明者の得た知見によれば、距離ｃ（ｍｍ）を「１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ」とすれば、液体３００の紫外線の透過率が１％以下となったとしても、容器１０２の内面近傍を流れる液体３００に十分な照度の紫外線を照射することができる。
【0067】
距離ｃ（ｍｍ）は、前述した範囲の中で、液体３００の紫外線の透過率に応じて適宜設定することができる。例えば、紫外線の透過率が低くなるほど、距離ｃ（ｍｍ）を小さくすることができる。
【0068】
この場合、距離ｃ（ｍｍ）を小さくすると、液体３００からの熱が光源１に伝わり易くなる。また、液体処理装置１００の用途などによっては、液体３００の温度が３０℃以上となる場合もある。そのため、距離ｃ（ｍｍ）を小さくすると、光源１の温度が高くなり過ぎる場合がある。前述したように、光源１の温度が高くなり過ぎると、紫外線の照度が低下したり、光源１の寿命が短くなったりするおそれがある。
【0069】
本発明者の得た知見によれば、図３、および図４に示すように、保護管１０１の中心軸１０１ａに沿った方向から見て、保護管１０１の中心軸１０１ａと、光源１の中心軸１ａとを含む線分が、光源１（バルブ２）の外面と交わる点と、線分が、保護管１０１の内面と交わる点と、の間の距離をｄ（ｍｍ）とした場合に、「距離ｄ（ｍｍ）≦１５ｍｍ」とすれば、液体３００からの熱が光源１に伝わり難くなる。また、気体供給部１０４から供給された気体が、保護管１０１の内部を円滑に流れる様にすることができる。そのため、液体３００の温度が３０℃以上となったとしても、光源１の温度が高くなり過ぎるのを抑制することができる。
【0070】
この場合、図４に示すように、光源１の数を１つとすれば、保護管１０１の中心軸１０１ａと、光源１の中心軸１ａとが重なる場合がある。また、光源１の数を１つとすれば、保護管１０１の内部において、光源１の周囲に広いスペースを設けることができる。そのため、「距離ｄ（ｍｍ）≦１５ｍｍ」とするのが容易となる。
【0071】
なお、光源が複数の発光素子を有するものである場合には、距離ｄ（ｍｍ）は、発光素子の紫外線の照射面と、保護管１０１の内面との間の距離とすることができる。すなわち、前述した光源１（バルブ２）の外面を、発光素子の紫外線の照射面と読み替えれば良い。また、複数の発光素子を有する光源の中心軸は、複数の発光素子が設けられる基板や基部の中心軸とすれば良い。すなわち、光源１の中心軸１ａを基板や基部の中心軸とみ替えれば良い。
【0072】
距離ｄ（ｍｍ）は、距離ｃ（ｍｍ）や液体３００の温度に応じて適宜設定することができる。例えば、距離ｃ（ｍｍ）が小さくなるほど、あるいは、液体３００の温度が高くなるほど、距離ｄ（ｍｍ）を大きくすることができる。
【0073】
また、距離ｃ（ｍｍ）を小さくすると、液体３００が流通する流路の断面積が小さくなって、処理流量を増加させるのが困難となる場合がある。この場合、中心軸１０１ａに直交する方向における保護管１０１の外径寸法ｅ（ｍｍ）を、６０ｍｍ以上とすれば、「１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ」としても、液体３００が流通する流路の断面積を大きくすることができる。そのため、処理流量を増加させるのが容易となる。また、保護管１０１の内部に複数の光源１を設けたとしても、「距離ｄ（ｍｍ）≦１５ｍｍ」とするのが容易となる。
保護管１０１の外径寸法ｅ（ｍｍ）は、処理流量や光源１の数などに応じて適宜設定することができる。例えば、処理流量が多いほど、あるいは、光源１の数が多いほど外径寸法ｅ（ｍｍ）を大きくすることができる。
保護管１０１の外径寸法ｅ（ｍｍ）は、処理流量や光源１の数などに応じて適宜設定することができる。例えば、処理流量が多いほど、あるいは、光源１の数が多いほど外径寸法ｅ（ｍｍ）を大きくすることができる。
【0074】
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。
【0075】
以下、前述した実施形態に関する付記を示す。
【0076】
（付記１）
筒状を呈し、一方向に延びる容器と；
前記容器の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延びる保護管と；
前記保護管の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延び、前記容器と前記保護管との間を流れる液体に紫外線を照射可能な少なくとも１つの光源と；
を具備し、
前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記保護管の外面と交わる点と、前記線分が、前記容器の内面と交わる点と、の間の距離をｃ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する液体処理装置。
１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ
筒状を呈し、一方向に延びる容器と；
前記容器の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延びる保護管と；
前記保護管の内部に設けられ、前記容器が延びる方向に延び、前記容器と前記保護管との間を流れる液体に紫外線を照射可能な少なくとも１つの光源と；
を具備し、
前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記保護管の外面と交わる点と、前記線分が、前記容器の内面と交わる点と、の間の距離をｃ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する液体処理装置。
１ｍｍ≦ｃ（ｍｍ）≦１０ｍｍ
【0077】
（付記２）
前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記光源の外面と交わる点と、前記線分が、前記保護管の内面と交わる点と、の間の距離をｄ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する付記１記載の液体処理装置。
ｄ（ｍｍ）≦１５ｍｍ
前記保護管の中心軸に沿った方向から見て、前記保護管の中心軸と、前記光源の中心軸とを含む線分が、前記光源の外面と交わる点と、前記線分が、前記保護管の内面と交わる点と、の間の距離をｄ（ｍｍ）とした場合に、以下の式を満足する付記１記載の液体処理装置。
ｄ（ｍｍ）≦１５ｍｍ
【0078】
（付記３）
前記液体の、紫外線の透過率が１％以下である付記１または２に記載の液体処理装置。
前記液体の、紫外線の透過率が１％以下である付記１または２に記載の液体処理装置。
【0079】
（付記４）
前記液体の温度が３０℃以上である付記１～３のいずれか１つに記載の液体処理装置。
前記液体の温度が３０℃以上である付記１～３のいずれか１つに記載の液体処理装置。
【0080】
（付記５）
前記保護管の内部に気体を供給する気体供給部をさらに備えた付記１～４のいずれか１つに記載の液体処理装置。
前記保護管の内部に気体を供給する気体供給部をさらに備えた付記１～４のいずれか１つに記載の液体処理装置。
【符号の説明】
【0081】
１ 光源、１ａ 中心軸、２ バルブ、１００ 液体処理装置、１００ａ 液体処理装置、１０１ 保護管、１０２ 容器、１０４ 気体供給部、３００ 液体、３００ａ 液体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】