(57)【要約】【課題】管体の表面に汚れが付着しにくいエキシマランプを含む紫外線照射装置を提供する。【解決手段】紫外線照射装置は、放電用ガスが封入された長尺形状の管体と、管体の壁面又は管体の内部に配置されることで放電用ガスに対して管体を介して電圧の印加が可能に構成された第一電極及び第二電極とを含むエキシマランプと、第一電極及び第二電極に対して電圧を印加することでエキシマランプを点灯させる点灯電源とを備える。点灯電源は、管体内で生成される紫外線が取り出される側に配置される第一電極に対して、第二電極の電位を基準としたパルス状の電圧を印加する。【選択図】        図２
2020185532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電用ガスが封入された、長尺形状の管体と、
前記管体の壁面又は前記管体の内部に配置されることで、前記放電用ガスに対して前記管体を介して電圧の印加が可能に構成された、第一電極及び第二電極と、を含むエキシマランプと、
前記第一電極と前記第二電極との間に電圧を印加することで、前記エキシマランプを点灯させる点灯電源とを備え、
前記点灯電源は、前記管体内で生成される紫外線が取り出される側に配置される前記第一電極に対して、前記第二電極の電位を基準としたパルス状の電圧を印加することを特徴とする、紫外線照射装置。
【請求項２】
前記点灯電源は、前記第二電極を接地電位とし、前記第一電極に対してパルス状のマイナス電圧を印加することを特徴とする、請求項１に記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記管体は、外側管及び当該外側管の内側に配置された内側管を有すると共に、前記外側管と前記内側管とが長手方向に係る両端において封止されてなる二重管構造を呈し、
前記放電用ガスは、前記内側管と前記外側管とに挟まれた空間内に封入され、
前記第一電極は、前記外側管の外壁面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記内側管の内壁面上に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。
【請求項４】
前記第一電極は、前記管体の外壁面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記放電用ガスが封入されている前記管体の内部に配置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。
【請求項５】
前記管体は、長手方向に沿って見たときに対向する第一面及び第二面を有し、
前記第一電極は、前記第一面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記第二面上に配置され、
前記管体内で生成され、前記第二面に向かって進行した前記紫外線を、前記第一面側に反射させる反射部材を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の紫外線照射装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の紫外線照射装置を備えた気体処理装置であって、
前記管体を収容する筐体と、
被処理気体を前記筐体の内側に導入する吸気口と、
前記紫外線が照射された前記被処理気体を、前記筐体の外側に導出する排気口とを備え、
前記第一電極は、前記筐体内を通流する前記被処理気体が接触する位置に配置されていることを特徴とする、気体処理装置。
【請求項７】
前記管体は、外側管及び当該外側管の内側に配置された内側管を有すると共に、前記外側管と前記内側管とが長手方向に係る両端において封止されてなる二重管構造を呈し、
前記放電用ガスは、前記内側管と前記外側管とに挟まれた空間内に封入され、
前記第一電極は、前記外側管の外表面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記内側管の内表面上に配置されており、
前記筐体内において、前記外側管の外側を前記被処理気体が通流することを特徴とする、請求項６に記載の気体処理装置。
【請求項８】
前記第一電極は、前記管体の外壁面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記放電用ガスが封入されている前記管体の内部に配置されており、
前記筐体内において、前記管体の外側を前記被処理気体が通流することを特徴とする、請求項６に記載の気体処理装置。
【請求項９】
前記管体は、長手方向に沿って見たときに対向する第一面及び第二面を有し、
前記第一電極は、前記第一面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記第二面上に配置され、
前記第二面が前記筐体の壁面に近接して配置されることで、前記筐体内において、前記管体の前記第一面側を前記被処理気体が通流することを特徴とする、請求項６に記載の気体処理装置。
【請求項１０】
前記管体内で生成され、前記第二面に向かって進行した前記紫外線を、前記第一面側に反射させる反射部材を有することを特徴とする、請求項９に記載の気体処理装置。
【請求項１１】
前記第二電極は、前記管体内で生成され前記第二面に向かって進行した前記紫外線を吸収する、膜形状を呈した電極であることを特徴とする、請求項９に記載の気体処理装置。
【請求項１２】
前記放電用ガスがキセノンを含み、
前記被処理気体がＶＯＣを含むことを特徴とする、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の気体処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射装置、及びこれを備えた気体処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、低圧水銀ランプを用いて被処理気体を浄化する技術が提案されている。例えば、下記特許文献１には、波長１８５ｎｍや波長２５４ｎｍの紫外線を放射する低圧水銀ランプを使用し、被処理気体中の不純物や細菌類を分解除去することが記載されている。より具体的には、波長１８５ｎｍの紫外線によりオゾン（Ｏ3）ガスを生成し、このオゾンガスにより不純物や悪臭物質を分解することが記載されている。
【０００３】
ところで、下記特許文献２には、上記低圧水銀ランプよりも短波長である１７２ｎｍの光を放射する、キセノンエキシマランプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０４６８３号公報
【特許文献２】特開２００７−３３５３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献２に開示されているようなエキシマランプは、従来、半導体や液晶パネルの製造工程において、有機物の除去目的で用いられていた。すなわち、これまでエキシマランプは、厳密に管理されたクリーンな環境下で利用されることが通常であった。
【０００６】
本発明者は、特許文献１に記載されているような低圧水銀ランプに代えて、このエキシマランプを用いることで、より短波長の光を被処理気体に照射してＶＯＣ（Volatile Organic Compounds：揮発性有機化合物）の分解効率を高め、殺菌性能を向上させることを検討している。特に、被処理気体に酸素及び水分が含まれる場合には、エキシマランプから放射される短波長の光が照射されることで、反応性の高いヒドロキシラジカル（・ＯＨ）が生成されるため、被処理気体に含まれるＶＯＣの高い分解性能が期待される。
【０００７】
本発明者は、エキシマランプを用いてＶＯＣを含む被処理気体の処理を行うことにつき鋭意研究した結果、処理を継続していくに連れてエキシマランプの管体の表面に汚れが付着し、エキシマランプから放射される紫外線の照度が低下するという新たな課題を発見した。
【０００８】
上述したように、反応性の高いヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成するためには、被処理気体又は雰囲気気体に水分が必要となる。本発明者は、管体の表面に生じた汚れの原因を探るべく、通常の大気を通流させた場合（パターンＡ）、加湿された純水からなる水蒸気を通流させた場合（パターンＢ）、加湿された水道水からなる水蒸気を通流させた場合（パターンＣ）の３パターンで照度維持率の経時的な変化を測定した。この結果、図１に示すように、水分を多く含むパターンＢ，パターンＣでは、水分をあまり含まないパターンＡと比べて、照度維持率の低下速度が速いことが確認された。具体的には、パターンＢ及びパターンＣでは、パターンＡと比べて、エキシマランプの管体に、白濁が顕著に現れていることが確認された。
【０００９】
このことから、本発明者は、水分を含む気体に対してエキシマランプからの紫外線を照射させることにより、エキシマランプの管体の表面に汚れが付着するのではないかと推察した。
【００１０】
本発明は、上記の検証を踏まえ、管体の表面に汚れが付着しにくいエキシマランプを含む紫外線照射装置を提供することを目的とする。また、本発明は、かかる紫外線照射装置を備えた気体処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る紫外線照射装置は、
放電用ガスが封入された、長尺形状の管体と、
前記管体の壁面又は前記管体の内部に配置されることで、前記放電用ガスに対して前記管体を介して電圧の印加が可能に構成された、第一電極及び第二電極と、を含むエキシマランプと、
前記第一電極と前記第二電極との間に電圧を印加することで、前記エキシマランプを点灯させる点灯電源とを備え、
前記点灯電源は、前記管体内で生成される紫外線が取り出される側に配置される前記第一電極に対して、前記第二電極の電位を基準としたパルス状の電圧を印加することを特徴とする。
【００１２】
本発明者は、鋭意研究により、管体から紫外線が取り出される側、すなわち、紫外線の照射対象物が存在する側、に配置される電極の電位が、その反対側に配置される電極の電位を基準としたときにパルス状の電位となるように、両電極に電圧を印加することで、管体の表面に生じる白濁の程度を従来よりも改善できることを突き止めた。詳細は、「発明を実施するための形態」の項で後述される。
【００１３】
前記点灯電源は、前記第二電極を接地電位とし、前記第一電極に対して０−ピークの絶対値が１ｋＶ以上のパルス状のマイナス電圧を印加するものとしても構わない。言い換えれば、前記第一電極に対して−１ｋＶ以下の電圧を印加するものとしても構わない。
【００１４】
前記管体は、外側管及び当該外側管の内側に配置された内側管を有すると共に、前記外側管と前記内側管とが長手方向に係る両端において封止されてなる二重管構造を呈し、
前記放電用ガスは、前記内側管と前記外側管とに挟まれた空間内に封入され、
前記第一電極は、前記外側管の外壁面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記内側管の内壁面上に配置されているものとしても構わない。
【００１５】
前記第一電極は、前記管体の外壁面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記放電用ガスが封入されている前記管体の内部に配置されているものとしても構わない。
【００１６】
前記管体は、長手方向に沿って見たときに対向する第一面及び第二面を有し、
前記第一電極は、前記第一面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記第二面上に配置され、
前記管体内で生成され、前記第二面に向かって進行した前記紫外線を、前記第一面側に反射させる反射部材を有するものとしても構わない。
【００１７】
また、本発明は、前記紫外線照射装置を備えた気体処理装置であって、
前記管体を収容する筐体と、
被処理気体を前記筐体の内側に導入する吸気口と、
前記紫外線が照射された前記被処理気体を、前記筐体の外側に導出する排気口とを備え、
前記第一電極は、前記筐体内を通流する前記被処理気体が接触する位置に配置されていることを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、被処理気体が水分を含む場合であっても、当該被処理気体が接触する側の電極の電位が、その反対側に配置される電極の電位を基準としたときにパルス状の電位となるように、両電極に電圧を印加されるため、管体の表面に生じる白濁の程度を従来よりも改善できる。これにより、長期間にわたって高い処理能力を維持することができる。
【００１９】
なお、この気体処理装置は、空気などの雰囲気を殺菌する用途や、人体に影響するとされているＶＯＣを含む被処理気体から前記ＶＯＣを分解する用途に用いられることができる。本明細書において、ＶＯＣとは、揮発性を有し、大気中で気体状となる有機化合物の総称であり、ホルムアルデヒド、トルエン、キシレン、アセトン、酢酸エチルなどを含む物質群の総称である。
【００２０】
前記気体処理装置において、
前記管体は、外側管及び当該外側管の内側に配置された内側管を有すると共に、前記外側管と前記内側管とが長手方向に係る両端において封止されてなる二重管構造を呈し、
前記放電用ガスは、前記内側管と前記外側管とに挟まれた空間内に封入され、
前記第一電極は、前記外側管の外表面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記内側管の内表面上に配置されており、
前記筐体内において、前記外側管の外側を前記被処理気体が通流するものとしても構わない。
【００２１】
前記気体処理装置において、
前記第一電極は、前記管体の外表面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記放電用ガスが封入されている前記管体の内部に配置されており、
前記筐体内において、前記管体の外側を前記被処理気体が通流するものとしても構わない。
【００２２】
前記気体処理装置において、
前記管体は、長手方向に沿って見たときに対向する第一面及び第二面を有し、
前記第一電極は、前記第一面上に配置され、メッシュ形状又は線形状を呈し、
前記第二電極は、前記第二面上に配置され、
前記第二面が前記筐体の壁面に近接して配置されることで、前記筐体内において、前記管体の前記第一面側を前記被処理気体が通流するものとしても構わない。
【００２３】
前記気体処理装置は、前記管体内で生成され、前記第二面に向かって進行した前記紫外線を、前記第一面側に反射させる反射部材を有するものとしても構わない。
【００２４】
前記気体処理装置において、
前記第二電極は、前記管体内で生成され前記第二面に向かって進行した前記紫外線を吸収する、膜形状を呈した電極であるものとしても構わない。
【００２５】
前記気体処理装置において、前記放電用ガスがキセノンを含み、前記被処理気体がＶＯＣを含むものとしても構わない。特に、放電用ガスがキセノンを含むことで、管体から波長１８０ｎｍ以下の紫外線が放射されるため、反応性の高いヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を高濃度に生成することができ、ＶＯＣに対する高い分解性能が実現される。更に、被処理気体がＶＯＣを含む場合に、被処理気体は加湿されることで水分を含むものとしても構わない。これにより、・ＯＨをより高濃度に生成することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、従来よりも管体の表面に汚れが付着しにくいエキシマランプを含む紫外線照射装置、及びこのような紫外線照射装置を備えた気体処理装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来の点灯方法でエキシマランプを点灯させた状態で、通常大気、加湿された純水からなる水蒸気、及び加湿された水道水からなる水蒸気を通流させたときの、エキシマランプの照度維持率の経時的な変化を示すグラフである。
【図２】第一実施形態の気体処理装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図３】図２内のエキシマランプを方向ｄ１から見たときの模式的な平面図を点灯電源と共に図示したものであり、第一実施形態の紫外線照射装置の模式的な構成図に対応する。
【図４】点灯電源の構成の一例を模式的に示す回路図を含む、第一実施形態の紫外線照射装置の模式的な構成図に対応する。
【図５】第一電極の電位の時間的な変化を示す模式的なグラフである。
【図６】第二実施形態の気体処理装置が備えるエキシマランプを方向ｄ１から見たときの模式的な平面図を点灯電源と共に図示したものであり、第二実施形態の紫外線照射装置の模式的な構成図に対応する。
【図７】第三実施形態の気体処理装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図８】第三実施形態の気体処理装置が備えるエキシマランプを方向ｄ１から見たときの模式的な平面図を、筐体及び点灯電源と共に図示したものである。
【図９】第三実施形態の気体処理装置の別の構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】第三実施形態の気体処理装置が備えるエキシマランプを方向ｄ１から見たときの別の模式的な平面図を、筐体及び点灯電源と共に図示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る紫外線照射装置、及び気体処理装置の実施形態につき、適宜図面を参照して説明する。なお、以下の図面は、いずれも模式的に示されたものであり、図面上の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しておらず、各図面間においても寸法比は必ずしも一致していない。
【００２９】
［第一実施形態］
本発明に係る紫外線照射装置及び気体処理装置の第一実施形態について説明する。図２は、本実施形態の気体処理装置の構成を模式的に示す断面図である。図２に示す気体処理装置１は、筐体２と、筐体２の内側に収容されたエキシマランプ３と、エキシマランプ３に対する点灯制御を行うための点灯電源４とを備える。なお、本明細書では、エキシマランプ３と点灯電源４とを含む装置を「紫外線照射装置１０」と呼び、この紫外線照射装置１０を含む装置であって、気体の処理用途に利用される装置を「気体処理装置１」と呼ぶ。
【００３０】
エキシマランプ３は、方向ｄ１に沿って延伸する形状を呈する。図３は、エキシマランプ３を方向ｄ１から見たときの模式的な平面図を点灯電源４と共に図示したものであり、本実施形態における紫外線照射装置１０の模式的な構成図に対応する。
【００３１】
本実施形態において、エキシマランプ３は、方向ｄ１に沿って延伸する管体３０を有する。より詳細には、この管体３０は、円筒形状を呈し外側に位置する外側管３０ａと、外側管３０ａの内側において外側管３０ａと同軸上に配置されており、外側管３０ａよりも内径が小さい円筒形状を呈した内側管３０ｂとを有する。いずれの管体３０（３０ａ，３０ｂ）も、合成石英ガラスなどの誘電体からなる。
【００３２】
外側管３０ａと内側管３０ｂとは方向ｄ１に係る端部において封止されており（不図示）、両者の間には方向ｄ１から見たときに円環形状を呈する発光空間が形成される。この発光空間内には、放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガス３３Ｇが封入されている。放電用ガス３３Ｇのより詳細な一例としては、キセノン（Ｘｅ）とネオン（Ｎｅ）を所定の比率（例えば３：７）で混在させたガスからなり、更に酸素や水素を微量に含むものとしても構わない。
【００３３】
本実施形態のエキシマランプ３は、外側管３０ａの外壁面上に配設された第一電極３１と、内側管３０ｂの内壁面上に配設された第二電極３２とを有する。第一電極３１は、メッシュ形状又は線形状を呈する。また、第二電極３２は膜形状を呈する。なお、第二電極３２についても、第一電極３１と同様にメッシュ形状又は線形状であっても構わない。
【００３４】
点灯電源４は、第一電極３１と第二電極３２との間に例えば５０ｋＨｚ〜５ＭＨｚ程度の高周波の交流電圧を印加する電源である。本実施形態では、点灯電源４は、第二電極３２を基準電位とし、第一電極３１に対して周期的なパルス状の電圧を印加するように構成されている。すなわち、点灯電源４は、第二電極３２に接続される給電線５２を基準として、第一電極３１に接続される給電線５１にパルス状の電圧を供給する。電圧の大きさ（絶対値）は０−ピークでｋＶオーダーの高圧であり、１ｋＶ以上、９ｋＶ以下であるのが好ましい。
【００３５】
なお、図２に示す例では、エキシマランプ３は、管体３０の方向ｄ１に係る端部にベース部３５を有する。このベース部３５は、ステアタイト、フォルステライト、サイアロン、アルミナなどのセラミックス材料（無機材料）からなり、管体３０の端部を固定する機能を有している。ベース部３５に設けられた孔部又はベース部３５の外縁を通じて、各電極（３１，３２）に接続される給電線（５１，５２）が配設されている。
【００３６】
点灯電源４によって、第一電極３１と第二電極３２との間に高周波の交流電圧が印加されることで、放電用ガス３３Ｇに対して管体３０を介して前記電圧が印加され、放電用ガス３３Ｇが充填されている放電空間内で放電プラズマが生じる。これにより放電用ガス３３Ｇの原子が励起されてエキシマ状態となり、この原子が基底状態に移行する際にエキシマ発光を生じる。放電用ガス３３Ｇとして、上述したキセノン（Ｘｅ）を含むガスを用いた場合には、このエキシマ発光は、波長が１７２ｎｍ近傍の紫外線Ｌ１（図２参照）となる。なお、放電用ガス３３Ｇとして利用する物質を異ならせることで、紫外線Ｌ１の波長を変えることができる。例えば、放電用ガス３３Ｇとしては、ＡｒＢｒ（１６５ｎｍ）、ＡｒＣｌ（１７５ｎｍ）、Ｆ2（１５３ｎｍ）などを利用することができる。
【００３７】
管体３０内（より詳細には発光空間内）で発生した紫外線Ｌ１が、管体３０の外側に出射することの妨げにならないよう、上述したように、第一電極３１はメッシュ形状又は線形状を呈する。これにより、紫外線Ｌ１は、第一電極３１の隙間を通じて管体３０の外側に出射される。
【００３８】
本実施形態において、気体処理装置１は、ＶＯＣを含む被処理気体Ｇ１の処理に利用される。例えば、気体処理装置１は、建物の空調用ダクト、工場や研究機関などの排気処理用ダクトなどに直接連結させて使用される場合が想定される。
【００３９】
図２に示すように、気体処理装置１は、ＶＯＣを含む被処理気体Ｇ１を筐体２の内側に吸気する吸気口５と、被処理気体Ｇ１に対してエキシマランプ３からの紫外線Ｌ１が照射された後のガス（処理済ガスＧ２）を筐体２の外側に排気する排気口６とを備える。
【００４０】
吸気口５から吸気された、ＶＯＣを含む被処理気体Ｇ１は、エキシマランプ３から出射された紫外線Ｌ１が照射されると、以下の（１）及び（２）式の反応を経て、反応性の高いＯ（1Ｄ）やヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成する。なお、下記式において、Ｏ（1Ｄ）は、励起状態のＯ原子を指し、Ｏ（3Ｐ）は基底状態のＯ原子を指す。また、ｈν（λ）は、波長λの光が吸収されていることを示す。
Ｏ2 + ｈν（λ） → Ｏ（1Ｄ） + Ｏ（3Ｐ）  ‥‥（１）
Ｏ（1Ｄ） + Ｈ2Ｏ → ・ＯＨ + ・ＯＨ  ‥‥（２）
【００４１】
なお、上記（１）式の反応は、紫外線Ｌ１の波長λが１８０ｎｍ以下である場合に生じやすい。
【００４２】
Ｏ（1Ｄ）やヒドロキシラジカル（・ＯＨ）は、オゾン（Ｏ3）よりも反応性が高い。このため、気体処理装置１によれば、低圧水銀ランプを用いて生成されたオゾンによって分解する従来の気体処理装置と比較して、オゾンでは分解しづらい、ホルムアルデヒドなどのＶＯＣ由来の物質を含む被処理気体Ｇ１の分解を効率的に行うことができる。
【００４３】
図４は、点灯電源４の構成の一例を模式的に示す回路図を含む紫外線照射装置１０の模式的な構成図である。点灯電源４は、昇圧トランス４１と、インバータ回路４２と、直流電源４３とを備える。図４に示すインバータ回路４２は、フライバック方式と呼ばれる回路である。なお、図４に示すように、給電線５２と直流電源４３の低電圧側とは、直接又は抵抗を介して接続されていてもよい。
【００４４】
このインバータ回路４２は、ゲート信号４５がＨｉｇｈになると非導通状態から導通状態となるトランジスタ４６を備える。ゲート信号４５がＨｉｇｈになると、トランジスタ４６が導通状態となり、昇圧トランス４１の一次側コイル４１ｐには直流電源４３の電圧が印加され、一次側電流Ｉｐが流れ始めて時間の経過と共に前記電流Ｉｐが増加して行く。ゲート信号４５がＬｏｗになるとトランジスタ４６が非導通状態となり、一次側コイル４１ｐに流れていた一次側電流Ｉｐが急激に遮断される。その結果、昇圧トランス４１の一次側コイル４１ｐの電圧Ｖｐが反跳し、これにより、二次側コイル４１ｓに電圧Ｖｓが発生する。
【００４５】
図５は、この電圧Ｖｓの時間的な変化を示す模式的なグラフである。図４に示すように、電圧Ｖｓが印加される給電線５１が第一電極３１に接続されるため、図５に示す電圧波形は、第二電極３２に対する第一電極３１の電位の変化を示す波形に対応する。
【００４６】
ところで、図３に示すような、いわゆる二重管構造と呼ばれるエキシマランプにおいては、外側管に配設される電極を接地電位とし、内側管に配設される電極が高電圧（高電位）となるように、両電極間に高電圧を印加する点灯方式が一般的に用いられる。この理由は、露出されている側に近い電極を高電圧とすることで感電などの問題が生じないようにするためである。
【００４７】
また、半導体製造工程などにおいて、エキシマランプからの紫外線を基板などのワークに対して照射することで、ワークの洗浄を行う方法が知られている。この場合においても、ワーク面に近い側の電極に高い電位が生じることで、ワークに対して電気的な作用が生じることのないよう、ワーク面に近い側の電極、すなわち二重管構造の場合は外側管に配設される電極を接地電位とするのが一般的である。
【００４８】
これに対し、本実施形態のエキシマランプ３は、点灯電源４によって、内側管３０ｂに配設されている第二電極３２を基準電位（例えば接地電位）とされ、外側管３０ａに配設されている第一電極３１に対して高電圧が印加される。気体処理装置１において、このように電圧が印加されるエキシマランプ３を用いて被処理気体Ｇ１が処理されることで、エキシマランプ３の管体３０の表面に、白濁が付着しにくくなるという作用が得られる。以下、この点につき実施例を参照して説明する。
【００４９】
（検証）
筐体２内にエキシマランプ３を配置し、キシレン１０ｐｐｍを含む空気を９０％の湿度に加湿したものを被処理気体Ｇ１として、吸気口５から筐体２内に１０００Ｌ／分の流量で通流させ、エキシマランプ３の管体３０の壁面の汚れの付着状況を態認した。
【００５０】
エキシマランプ３は、内径１６ｍｍの内側管３０ｂと、内径２６ｍｍの外側管３０ａとを含み、内側管３０ｂと外側管３０ａとに挟まれてなる発光空間内に放電用ガス３３ＧとしてのＸｅが圧力１８．７ｋＰａで封入された管体３０を有していた。エキシマランプ３の方向ｄ１に係る発光長は８５ｍｍであった。
【００５１】
第一電極３１としてはタングステンコイルが用いられ、第二電極３２としてはメッシュ状のＳＵＳが用いられた。なお、上述したように、第一電極３１は外側管３０ａの外壁面に配設され、第二電極３２は内側管３０ｂの内壁面に配設された。
【００５２】
《実施例１》
第二電極３２を基準電位（実質的な接地電位）とし、点灯電源４から第一電極３１に対して−４ｋＶの電圧を供給した。より具体的には、図４のトランジスタ４６のＯＮ時間を１．５μｓ，ＯＦＦ時間を１５μｓとする周期的なＯＮ／ＯＦＦ制御が行われることで、点灯電源４から第一電極３１に対して、６０ｋＨｚの周波数でパルス状の負の高電圧が印加された。
【００５３】
《比較例１》
第一電極３１と第二電極３２の極性を入れ替えた点以外は、実施例１と共通の条件とした。すなわち、第一電極３１を基準電位（実質的な接地電位）とし、点灯電源４から第二電極３２に対して−４ｋＶの電圧を供給した。
【００５４】
《結果》
実施例１及び比較例１のそれぞれについて、被処理気体Ｇ１を通流させながら５００時間にわたってエキシマランプ３を発光させた後、被処理気体Ｇ１の通流及びエキシマランプ３の発光を停止して、管体３０の汚れの付着状況を確認した。この結果を以下の表１に示す。
【００５５】
【表１】
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【００５６】
比較例１の場合、管体３０の壁面、より詳細には外側管３０ａの外壁面には、肉眼で鮮明に確認できるほどの白い汚れが付着していた。これに対し、実施例１の場合には、検証前と比較して、肉眼では管体３０の透明度に変化が見られず、比較例１と比べると管体３０の透明度が極めて高いことが確認された。
【００５７】
［第二実施形態］
本発明に係る紫外線照射装置及び気体処理装置の第二実施形態について、適宜図面を参照して説明する。なお、本実施形態は、第一実施形態と比較してエキシマランプ３の構造のみが異なり、他は第一実施形態と共通である。以下では、第一実施形態と異なる箇所を主として説明する。
【００５８】
図６は、図３と同様に、本実施形態の気体処理装置１が備えるエキシマランプ３を方向ｄ１（図２参照）から見たときの模式的な平面図を点灯電源４と共に図示したものであり、本実施形態の紫外線照射装置１０の模式的な構成図に対応する。図６に示すように、本実施形態の紫外線照射装置１０が備えるエキシマランプ３は、方向ｄ１に沿って延伸する１つの管体３０を有する。
【００５９】
第一電極３１は、管体３０の外壁面上に配設され、メッシュ形状又は線形状を呈する。また、管体３０の内側には放電用ガス３３Ｇが封入されると共に、第二電極３２が配設されている。
【００６０】
かかる構成においても、点灯の際に、給電線５２を基準電位とした状態で、点灯電源４から給電線５１に対してパルス状の高電圧が印加されることで、被処理気体Ｇ１が接触する側の電極である第一電極３１に高電圧が印加されるため、管体３０の壁面に白濁の汚れが付着しにくくなる。
【００６１】
［第三実施形態］
本発明に係る紫外線照射装置及び気体処理装置の第三実施形態について、適宜図面を参照して説明する。以下では、第一実施形態と異なる箇所を主として説明する。
【００６２】
図７は、本実施形態の気体処理装置１の構成を模式的に示す断面図であり、図２にならって図示したものである。また、図８は、本実施形態の気体処理装置１が備えるエキシマランプ３を方向ｄ１から見たときの模式的な平面図を、筐体２及び点灯電源４と共に図示したものである。
【００６３】
図８に示すように、本実施形態の紫外線照射装置１０が備えるエキシマランプ３は、方向ｄ１に沿って見たときに対向する２面を有する管体３０を備える。この管体３０の１つの壁面（「第一面」に対応する。）には第一電極３１が配設され、向かい合う他方の壁面（「第二面」に対応する。）には第二電極３２が配設されている。なお、図８では、方向ｄ１に沿って見たときに、管体３０が矩形管状を呈する場合が例示されている。
【００６４】
ここで、本実施形態の気体処理装置１では、エキシマランプ３は、第二電極３２が配設されている側の管体３０の壁面（第二面）が、筐体２の壁面側に寄せられた状態で、筐体２内に配置されている。つまり、筐体２内において、被処理気体Ｇ１は、エキシマランプ３の管体３０の第一電極３１が配設されている側を方向ｄ１の向きに通流する。
【００６５】
上記実施形態と同様、第一電極３１は、管体３０内で発生した紫外線Ｌ１が管体３０の外側に出射することへの妨げにならないよう、メッシュ形状又は線形状を呈している。一方、第二電極３２は、筐体２の壁面側に寄せられて配置されているため、紫外線Ｌ１を第二電極３２側から出射させる必要がない。このため、第二電極３２は、膜形状で形成される。
【００６６】
本実施形態においても、上記各実施形態と同様に、点灯の際に、給電線５２を基準電位とした状態で、点灯電源４から給電線５１に対してパルス状の高電圧が印加されることで、被処理気体Ｇ１が接触する側の電極である第一電極３１に高電圧が印加されるため、管体３０の壁面に白濁の汚れが付着しにくくなる。
【００６７】
なお、図９及び図１０に示すように、第二電極３２と筐体２の壁面との間に反射部材１１を設けるものとしても構わない。これにより、第二電極３２側に進行した紫外線Ｌ１を第一電極３１側に戻すことができ、被処理気体Ｇ１に対して照射される紫外線Ｌ１の照射光量が向上する。この場合は、第二電極３２を、第一電極３１と同様に、メッシュ形状又は線形状としても構わない。
【００６８】
更に、反射部材１１は、管体３０の第二電極３２側の内壁面に形成されていても構わない。
【００６９】
［別実施形態］
以下、別実施形態について説明する。
【００７０】
〈１〉上記実施形態では、エキシマランプ３を含む紫外線照射装置１０が、気体処理装置１の用途に利用される場合を例示して説明した。しかし、本発明における紫外線照射装置１０の用途は、気体処理に限定されるものではなく、雰囲気に水分が含まれる可能性がある環境下において、照射対象物に対して紫外線Ｌ１を照射することで処理を行うあらゆる用途に適用可能である。
【００７１】
〈２〉第三実施形態では、エキシマランプ３が備える管体３０の、第二電極３２側の壁面（第二面）が筐体２の壁面に寄せられて配置される場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は、第三実施形態のような形状を有するエキシマランプ３が、筐体２内の中央付近に配置されることで、被処理気体Ｇ１の処理を行うことに用いられる場合を排除しない。ただし、この配置態様で利用される場合、エキシマランプ３の管体３０のうち、第一電極３１側の壁面は透明な状態を維持しやすい一方で、第二電極３２側の壁面については経時的に白濁する可能性がある。
【００７２】
〈３〉図４を参照して説明した点灯電源４の構成は、あくまで一例である。例えば、図４では、点灯電源４はフライバック方式のインバータ回路４２を備えるものとしたが、プッシュプル方式、ハーフブリッジ方式、フルブリッジ方式などのインバータ回路を備えるものとしても構わない。
【符号の説明】
【００７３】
１      ：    気体処理装置
２      ：    筐体
３      ：    エキシマランプ
４      ：    点灯電源
５      ：    吸気口
６      ：    排気口
１０      ：    紫外線照射装置
１１      ：    反射部材
３０      ：    管体
３０ａ    ：    外側管
３０ｂ    ：    内側管
３３Ｇ    ：    放電用ガス
３５      ：    ベース部
４１      ：    昇圧トランス
４１ｐ    ：    一次側コイル
４１ｓ    ：    二次側コイル
４２      ：    インバータ回路
４３      ：    直流電源
４５      ：    ゲート信号
４６      ：    トランジスタ
Ｇ１    ：    被処理気体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2020185532.tif 000011
【図９】
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【図１０】
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