(57)【要約】【課題】触媒を用いることなく、処理対象である水に含まれる過酸化水素を分解することのできる水処理装置を提供する。【解決手段】水処理装置は、通水用の第一管と、第一管を取り囲むように設けられた第二管と、第二管を取り囲むように設けられた第三管と、第二管と第三管とに挟まれた空間内に充填された放電用ガスと、第三管の外壁に設けられた第一電極と、第二管の内壁又は第一管の外壁に設けられた第二電極と、少なくとも第三管の内壁又は第二管の外壁に設けられた蛍光体層とを備える。放電用ガスは、第一電極と第二電極との間に所定の電圧が印加されると第一光を発する材料で構成される。蛍光体層は、第一光が入射されると、第一光よりも長波長の、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の第二光を発する材料で構成される。第一管は、１８９ｎｍ未満の光を遮断する材料を含んで構成される。【選択図】        図４
2018167167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通水用の第一管と、
前記第一管を取り囲むように設けられた、誘電体からなる第二管と、
前記第二管を取り囲むように設けられた、誘電体からなる第三管と、
前記第二管と前記第三管とに挟まれた空間内に充填された放電用ガスと、
前記第三管の外壁に設けられた第一電極と、
前記第二管の内壁、又は前記第一管の外壁に設けられた第二電極と、
少なくとも、前記第三管の内壁又は前記第二管の外壁に設けられた蛍光体層と、を備え、
前記放電用ガスは、前記第一電極と前記第二電極との間に所定の電圧が印加されると、第一光を発する材料で構成され、
前記蛍光体層は、前記第一光が入射されると、前記第一光よりも長波長の、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の第二光を発する材料で構成され、
前記第一管は、波長が１８９ｎｍ未満の光を遮断する材料を含んで構成されることを特徴とする水処理装置。
【請求項２】
前記放電用ガスは、フッ素を含まない材料で構成されることを特徴とする請求項１に記載の水処理装置。
【請求項３】
前記放電用ガスは、Ｘｅを含む材料で構成され、
前記第一光の主たる発光波長は、１７２ｎｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水処理装置。
【請求項４】
前記第三管の内壁に設けられた、前記第一光及び前記第二光を反射可能な反射層を備え、
前記蛍光体層は、前記反射層の上面に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項５】
前記第一管は、前記第二管及び前記第三管よりもＯＨ基の含有量が少ない石英ガラスで構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項６】
前記第一管は、当該第一管の外壁に、前記第一光を遮断する光遮断層を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の水処理装置。
【請求項７】
前記光遮断層は、前記蛍光体層と同一の材料からなることを特徴とする請求項６に記載の水処理装置。
【請求項８】
前記第一電極は、前記第一光及び前記第二光を反射可能な、金属材料からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水処理装置に関し、特に紫外光を水に照射して処理を行う装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造工程における洗浄処理では、高濃度の薬液や洗剤と共に、それを濯ぐための大量の純水（超純水）が用いられる。近年、半導体デバイスにおける回路パターンの微細化、高密度化、高集積化に伴い、純水の水質に対する要求が高まっている。洗浄工程等において使用される純水は、水質管理項目の一つである全有機炭素（ＴＯＣ：Total Organic Carbon）濃度を極めて低いレベルとすることが求められる。なぜなら、仮に、純水に有機物が多く含まれていると、その後の熱処理工程において当該有機物が炭化し、絶縁不良を引き起こすおそれがあるためである。
【０００３】
純水の水質に対する要求が高まっていることを背景に、近年、純水中に含まれる微量の有機物を分解し除去する様々な方法が検討されてきている。そのような方法の代表的なものとして、紫外光酸化処理装置を利用した有機物の分解除去方法が存在する。
【０００４】
紫外光酸化処理装置においては、逆浸透膜分離装置などによって処理された水に対し、低圧水銀ランプからの光（紫外光）を照射することによって処理が行われる。水は、紫外光の照射エネルギーによって励起され、下記式（１）に示すように、ラジカル、具体的には、水素ラジカル（・Ｈ）及びヒドロキシラジカル（・ＯＨ）を生成し、瞬時に水に戻る反応を繰り返す。
【０００５】
【化１】
2018167167.tif 000003
【０００６】
また、紫外光酸化処理装置による処理においては、過酸化水素が生成される。具体的には、紫外光によって水が励起されることにより、下記の式（２）に示すように、過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が生成される。
【０００７】
【化２】
2018167167.tif 000004
【０００８】
水に過酸化水素が含まれる場合、その水を例えば半導体装置の製造工程に用いると、過酸化水素が半導体装置製造工程に影響を与える可能性があり、好ましくない。このため、純水は、ＴＯＣだけでなく過酸化水素の濃度を極めて低いレベルとすることが求められる。
【０００９】
このような過酸化水素に起因する問題を解決するために、紫外光酸化処理装置によって処理されて排出された処理済水を、樹脂や吸着剤などの過酸化水素除去用部材によって過酸化水素除去処理した後、イオン交換装置に供給することが提案されている（例えば下記特許文献１参照）。
【００１０】
具体的には、水処理システムにおいて、紫外光酸化処理装置とイオン交換装置との間に、アニオン交換樹脂（過酸化水素除去用樹脂）を充填したアニオン交換塔や、炭素系吸着剤（過酸化水素除去用吸着剤）を充填した吸着塔を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１１−１７６７３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記の方法で過酸化水素を除去する場合、装置が極めて大型化するという課題がある。また、使用後の触媒は廃棄処分されるため環境への負荷が大きいという課題がある。本発明は上記の課題に鑑み、触媒を用いることなく、処理対象である水に含まれる過酸化水素を分解することのできる水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】
【００１３】
本発明に係る水処理装置は、
通水用の第一管と、
前記第一管を取り囲むように設けられた、誘電体からなる第二管と、
前記第二管を取り囲むように設けられた、誘電体からなる第三管と、
前記第二管と前記第三管とに挟まれた空間内に充填された放電用ガスと、
前記第三管の外壁に設けられた第一電極と、
前記第二管の内壁、又は前記第一管の外壁に設けられた第二電極と、
少なくとも、前記第三管の内壁又は前記第二管の外壁に設けられた蛍光体層と、を備え、
前記放電用ガスは、前記第一電極と前記第二電極との間に所定の電圧が印加されると、第一光を発する材料で構成され、
前記蛍光体層は、前記第一光が入射されると、前記第一光よりも長波長の、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の第二光を発する材料で構成され、
前記第一管は、波長が１８９ｎｍ未満の光を遮断する材料を含んで構成されることを特徴とする。
【００１４】
上記の水処理装置は、エキシマランプの原理を利用したものである。第一電極と第二電極との間に電圧が印加されると、それぞれ誘電体で構成された、第二管と第三管とに挟まれた空間内に充填された放電ガスに対して放電が生じ、エキシマ発光が生じる。このエキシマ発光による光が、第一光に対応する。
【００１５】
少なくとも、第三管の内壁又は前記第二管の外壁には、蛍光体層が設けられている。第一光は、この蛍光体層に入射されると、蛍光を励起する。これにより、蛍光体層からは、第一光よりも長波長である第二光が射出される。蛍光体層は、第一光が入射されると、第一光よりも長波長の、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の第二光を発する材料で構成される。すなわち、第二光は、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下である。第二光は、より好ましくは、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２１０ｎｍ以下である。
【００１６】
第一光と第二光は、第二管の外壁に入射された後、第二管の壁部を透過して第一管の外壁に入射される。ここで、第一管は、１８９ｎｍ未満の光を遮断する材料を含んで構成されている。このため、第一光は第一管の壁部において遮断される一方、第二光は第一管の内側に透過される。
【００１７】
第一管の内側には、処理対象としての水（以下、「被処理液」と呼ぶ。）が通水される。より詳細には、被処理液としては、過酸化水素を含む水が用いられる。例えば、被処理液としては、ＴＯＣを除去する工程を経た水が用いられる。
【００１８】
すなわち、過酸化水素を含む被処理液に対し、１８９ｎｍ以上の光が照射される。第二光は、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下であるため、第二光のピーク波長近傍の光は、第一管の内側を流れる被処理液に照射される。
【００１９】
図１は、過酸化水素の吸収スペクトルを模式的に示す図面である。図１において、横軸は光の波長を示し、縦軸は吸収係数を示す。図１によれば、２５０ｎｍ以下の波長帯の光については、過酸化水素に吸収されることが示される。なお、図１によれば、２１０ｎｍ以下の波長帯の光については、高い吸収率が示されている。過酸化水素に光が吸収されると、下記（３）式に示されるような反応が生じる。すなわち、過酸化水素が水と酸素に分解される。
【００２０】
【化３】
2018167167.tif 000005
【００２１】
図２は、水の透過スペクトルを模式的に示す図面である。図２によれば、水の透過率が大きく減少する波長（短波長側の吸収端）が１８９ｎｍに存在することが示されている。すなわち、波長１８９ｎｍ以上の光が水に照射されても、水は光を全く又はほとんど吸収しない。すなわち、上記（２）式の反応が生じない。
【００２２】
つまり、上記水処理装置によれば、水には吸収されにくく、過酸化水素には吸収されやすい波長帯の光が、過酸化水素を含む被処理液に照射される。従って、過酸化水素の分解は進行するものの、水の分解は進行しない。この結果、被処理液に含有される過酸化水素の量を削減することができる。この構成によれば、光を照射することによって、被処理液に含有された過酸化水素の量を削減できるため、従来のように触媒を用いる必要がない。
【００２３】
なお、本明細書内において、「光を遮断する」とは、入射された光のうち、７５％以上の光を透過しないことを意味するものとして構わない。第一管は、入射された波長が１８９ｎｍ未満の光のうち、７５％以上の光を透過しないように構成されており、好ましくは８５％以上の光を透過しないように構成されている。
【００２４】
前記放電用ガスは、フッ素を含まない材料で構成されるものとすることができる。一例として、前記放電用ガスは、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、ＡｒＣｌ、ＡｒＢｒなどを利用することができる。
【００２５】
放電用ガスとしてＡｒＦを用いた場合、主たる発光波長が１９３ｎｍのエキシマ発光が生じることは知られている。しかし、発光効率が低い上、フッ素は環境負荷が高いという問題がある。上記の構成によれば、環境負荷の低い材料を放電用ガスとして利用しながら、過酸化水素の分解に適した波長帯の光を被処理液に照射することができる。
【００２６】
前記放電用ガスは、Ｘｅを含む材料で構成され、
前記第一光の主たる発光波長は、１７２ｎｍであるものとすることができる。
【００２７】
Ｘｅを用いたエキシマ発光は、高い発光効率で光を生成することが可能である。このエキシマ光の主たる発光波長は１７２ｎｍである。図２に示したように、波長１７２ｎｍの光は、水に対して高い吸収率を示す。このため、もしこの波長１７２ｎｍのエキシマ光が直接被処理液に照射されてしまうと、上記（１）式及び（２）式に基づく反応が進行し、過酸化水素が生成されてしまう。図１によれば、たしかに１７２ｎｍの光は、過酸化水素にも吸収されるため、上記（３）式に基づく反応も進行する。しかし、過酸化水素を分解する速度よりも、速い速度で水が分解されてしまい、実質的に被処理液内に含まれる過酸化水素を減少させることができない。
【００２８】
しかし、上記の構成によれば、主たる発光波長が１７２ｎｍであるエキシマ光は、蛍光体層に照射されることで、それよりも長波長の、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の光（第二光）に変換される。更に、被処理液が通水される第一管は、１８９ｎｍ未満の光を遮断する材料を含んで構成される。この結果、被処理液に対しては、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の光（第二光）が照射される一方、主たる発光波長が１７２ｎｍであるエキシマ光（第一光）は照射されない。従って、被処理液に含まれる水はほとんど分解されずに、過酸化水素が分解されるため、被処理液に含まれる過酸化水素の量を削減することができる。
【００２９】
前記水処理装置は、
前記第三管の内壁に設けられた、前記第一光及び前記第二光を反射可能な反射層を備え、
前記蛍光体層は、前記反射層の上面に形成されているものとしても構わない。
【００３０】
かかる構成によれば、放電空間内で発生したエキシマ光（第一光）、及びこの第一光が蛍光体層に入射されることで生成された蛍光（第二光）を、第二管側に高効率で導くことができる。第一光は、蛍光体層に入射されると、蛍光体層において第二光に変換されるものの、一部の第一光は蛍光体層を通過して第三管の内壁に達する。上記のように、第三管の内壁に反射層が設けられることで、反射層において第一光を反射させて再び蛍光体層内に入射させることができる。この結果、第二光の強度が高められる。
【００３１】
蛍光体層で生成された第二光には、第二管に向かって進行する光と、第三管の内壁に向かって進行する光が存在する。上記のように、第三管の内壁に反射層が設けられることで、第三管の内壁に達する第二光についても、第二管側に進行方向を変化させることができる。この結果、被処理液に照射される第二光の強度が高められる。
【００３２】
第三管の内壁に、上記の反射層を構成する材料を焼成した後、蛍光体層を構成する材料を焼成することで、第三管の内壁に反射層と蛍光体層とを設けることができる。
【００３３】
前記第一管は、前記第二管及び前記第三管よりもＯＨ基の含有量が少ない石英ガラスで構成されているものとすることができる。
【００３４】
石英ガラスは、透過率の高い光の波長範囲が広い材料である。石英ガラスに混在されるＯＨ基の含有量を低下させると、吸収端を長波長側にシフトさせることができる。すなわち、第一管を構成する材料のＯＨ基の含有量を、第二管や第三管よりも少なくすることで、第一管に対して、短波長の光を遮断する機能を持たせることが可能である。第一管は、１８９ｎｍ未満の光を遮断する能力が発現する程度にまで、第二管や第三管と比較してＯＨ基の含有量が少なく構成されるものとして構わない。
【００３５】
前記第一管は、当該第一管の外壁に、前記第一光を遮断する光遮断層を備えるものとしても構わない。
【００３６】
前記光遮断層は、前記蛍光体層と同一の材料からなるものとすることができる。かかる構成とすることで、第一管の外壁に入射された第一光は、第二光に変換され、この第二光が被処理液に照射される。
【００３７】
前記第一電極は、前記第一光及び前記第二光を反射可能な、金属材料からなるものとすることができる。
【００３８】
かかる構成とすることで、第一光又は第二光のうち、第三管の外壁を透過した光が存在した場合であっても、第一電極で反射して第二管側へ戻すことができる。これにより、被処理液に照射される第二光の強度が高められる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、触媒を用いることなく、処理対象である水に含まれる過酸化水素を分解することのできる水処理装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】過酸化水素の吸収スペクトルを模式的に示す図面である。
【図２】水の透過スペクトルを模式的に示す図面である。
【図３】水処理装置の模式的な平面図である。
【図４】水処理装置の模式的な断面図である。
【図５】Ｘｅエキシマ光のスペクトルを模式的に示す図面である。
【図６】水処理装置に対して被処理液を循環させながら流したときの、経過時間と、被処理液内の過酸化水素含有濃度との関係を示すグラフである。
【図７】水処理装置の別実施形態の模式的な断面図である。
【図８】水処理装置の別実施形態の模式的な断面図である。
【図９】水処理装置の別実施形態の模式的な断面図である。
【図１０】水処理装置の別実施形態の模式的な断面図である。
【図１１】水処理装置の別実施形態の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明に係る水処理装置の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の各図面は、水処理装置の一実施形態を示すものであり、本発明を図示された構成に限定する趣旨ではない。また、各図において、図面の寸法比と実際の寸法比は必ずしも一致しない。
【００４２】
図３は、本実施形態の水処理装置の模式的な平面図である。図４は、図３のＡ１−Ａ１線断面図である。図３は、水処理装置１をＹ軸方向に見たときの平面図に対応する。図４は、水処理装置１をＸ軸方向に見たときの平面図に対応する。Ｘ軸方向は、被処理液２が流れる方向に対応する。
【００４３】
水処理装置１は、通水用の第一管１１と、第一管１１を取り囲むように設けられた第二管１２と、第二管１２を取り囲むように設けられた第三管１３とを備える。本実施形態では、第一管１１、第二管１２、及び第三管１３は、いずれも石英ガラスで構成される。
【００４４】
第二管１２と第三管１３との間の放電空間１０内には、所定の放電用ガスが充填されている。本実施形態では、放電空間１０内にＸｅガスが充填されているものとして説明する。
【００４５】
第三管１３の外壁には、第一電極２１が形成されている。第一管１１の外壁には、第二電極２２が形成されている。本実施形態では、第一電極２１及び第二電極２２は、共に網目形状を有している。なお、図３及び図４では、第一管１１と第二管１２の間には、第二管１２と第三管１３との間に設けられた放電空間１０と同程度の空間が存在しているかのように図示されているが、これは模式的に示されたものである。すなわち、第一管１１と第二管１２の間は、実際は十分に狭いものとしても構わない。
【００４６】
第一電極２１と第二電極２２との間に電圧が印加されると、放電空間１０内に電圧が印加され、放電プラズマが発生する。このプラズマにより放電空間１０内のＸｅ原子が励起され、エキシマ励起分子Ｘｅ2*が生成される。この励起分子Ｘｅ2*が基底状態に戻るときにエキシマ発光を発生する。図５に、Ｘｅエキシマ光のスペクトルを模式的に示す。図５に示すように、Ｘｅエキシマ光は、１７２ｎｍにピークを有するスペクトルを示す。本実施形態では、Ｘｅエキシマ光が「第一光」に対応する。
【００４７】
本実施形態において、水処理装置１は、第三管１３の内壁に、反射層３１と蛍光体層３３とを備える。蛍光体層３３は、反射層３１の上面に形成されている。
【００４８】
蛍光体層３３は、主たる波長が１７２ｎｍのＸｅエキシマ光が入射されると、それよりも長波長であって、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の蛍光を発する材料で構成されている。一例として、蛍光体層３３は、例えば、ＹＰＯ4：Ｐｒを用いることができる。蛍光体層３３によって生成される蛍光が「第二光」に対応する。
【００４９】
反射層３１は、エキシマ光（第一光）及び蛍光（第二光）を反射可能な材料で構成される。反射層３１は、例えば、ＳｉＯ2からなる粒状体を用いることができる。第三管１３の内壁に、上記の反射層３１を構成する材料を焼成した後、蛍光体層３３を構成する材料を焼成することで、第三管１３の内壁に反射層３１と蛍光体層３３とを設けることができる。
【００５０】
通水用の第一管１１は、１８９ｎｍ未満の光を遮断する材料を含んで構成される。第一管１１は、１８９ｎｍ未満の光を７５％以上遮断するように構成されるのが好ましく、８５％以上遮断するように構成されるのが更に好ましい。
【００５１】
第一管１１が石英ガラスで構成される場合、ＯＨ基の含有量を調整することで、吸収端を調整することができる。石英ガラスに含まれるＯＨ基の含有量を少なくすると、吸収端を長波長側にシフトさせることできる。よって、第一管１１、第二管１２、及び第三管１３がいずれも石英ガラスで構成される場合、第一管１１に含有されるＯＨ基の量を、第二管１２及び第三管１３に含有されるＯＨ基の量よりも低下させることで、第一管１１は１８９ｎｍ未満の光を遮断させることが可能である。
【００５２】
なお、第一管１１の吸収端を調整する他の方法としては、例えばＴｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｖなどの重金属イオンのドープ量を調整することでも実現が可能である。重金属のドープ量を高めることで、吸収端を長波長側にシフトさせることができる。
【００５３】
第一管１１内を通水する被処理液２は、処理対象としての水であり、より詳細には、過酸化水素を含む水である。
【００５４】
上記の構成によれば、放電空間１０内で発生したエキシマ光（第一光）は、一部が蛍光体層３３によって、エキシマ光よりも長波長の蛍光（第二光）に変換される。これらの第一光と第二光は、第二管１２を透過して、第一管１１に入射される。第一管１１は、上記のように、１８９ｎｍ未満の光を遮断するように構成されているため、第一管１１の内側には、主として第二光が入射される。つまり、第一管１１の内側を通水する被処理液２に対し、主たる発光波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の第二光が照射される。
【００５５】
図１に示すように、波長が１８９ｎｍ以上２５０ｎｍ以下の光については、過酸化水素によって吸収されるため、上記（３）式の反応が生じて過酸化水素が分解される。一方、上記波長範囲の光は、図２に示すように水にはほとんど吸収されないため、上記（２）式の反応が全く又はほとんど生じない。この結果、被処理液２内に含有されている過酸化水素の量を低下させることができる。
【００５６】
図６は、本実施形態の水処理装置１に対して、被処理液２を循環させながら流したときの、経過時間と、被処理液２内の過酸化水素含有濃度との関係を示すグラフである。水処理装置１は、以下の条件のものを採用した。
【００５７】
第一管１１：  内径１７ｍｍ、外径１９ｍｍ、Ｘ軸方向の長さ５００ｍｍ
第二管１２：  内径２０ｍｍ、外径２２ｍｍ、Ｘ軸方向の長さ４８０ｍｍ
第三管１３：  内径３７ｍｍ、外径４０ｍｍ、Ｘ軸方向の長さ４８０ｍｍ
放電空間１０：  径方向の幅７．５ｍｍ
放電用ガス：  ガス圧３９．９ｋＰａ（３００Ｔｏｒｒ）
点灯電力：  １５０Ｗ
被処理液２：  流量１０Ｌ／分
【００５８】
また、被処理液２に含まれる過酸化水素の濃度は、フローインジェクション分析法（ＦＩＡ法）を用いて測定した。フローインジェクション分析法は、例えば、日本工業規格のJIS K 0126に規定されている。
【００５９】
図６によれば、処理時間の経過と共に、被処理液２に含まれる過酸化水素の濃度が低下されていることが確認できる。
【００６０】
なお、図６で示した実施例で用いられた水処理装置１の寸法及び条件は、あくまで一例である。例えば、以下の寸法及び条件の下で被処理液２内の過酸化水素含有濃度を測定した場合であっても、同様の傾向を示す結果が得られる。
【００６１】
第一管１１：  内径１４〜２６ｍｍ、外径１６〜３０ｍｍ、Ｘ軸方向の長さ４５０〜１５００ｍｍ
第二管１２：  内径１７〜３５ｍｍ、外径１９〜４０ｍｍ、Ｘ軸方向の長さ４３０〜１５００ｍｍ
第三管１３：  内径３４〜７０ｍｍ、外径３７〜７５ｍｍ、Ｘ軸方向の長さ４３０〜１５００ｍｍ
放電空間１０：  径方向の幅７．５〜１５ｍｍ
放電用ガス：  ガス圧３９．９〜５３．２ｋＰａ（３００〜４００Ｔｏｒｒ）
点灯電力：  １００〜９００Ｗ
被処理液２：  流量５〜４０Ｌ／分
【００６２】
［別実施形態］
以下、別実施形態につき説明する。なお、以下の各別実施形態は、相互に組み合わせることが可能である。
【００６３】
〈１〉図７に示すように、第三管１３の外壁に設けられる第一電極２１は、第三管１３の外壁を覆うように形成されていても構わない。本実施形態では、第一光や第二光を、第三管１３の外側に放射させる必要がないため、必ずしも、第一電極２１を、図４に示したような網目形状に構成しなくてもよい。
【００６４】
なお、この場合において、第一電極２１は、第一光や第二光に対して反射率の高い金属材料で構成されるのが好ましい。一例として、第一電極２１は、高反射性アルミニウム（例えば光輝用アルミニウム合金等）を用いることができる。
【００６５】
また、第一電極２１の外側に、第一光や第二光に対して反射率の高い材料からなる反射層を設けても構わない。この場合、第一電極２１は、必ずしも第一光や第二光に対して反射率の高い材料である必要はない。なお、図４に示したような、網目形状の第一電極２１の外側に、反射層を設けても構わない。この反射層としては、例えば、アルミナ、ステアタイト等の粒状体を用いることができる。
【００６６】
〈２〉図８に示すように、水処理装置１は、第二管１２の外壁に蛍光体層３４を設ける構成としても構わない。この蛍光体層３４は、蛍光体層３３と同じ材料で構成されることができる。かかる構成とすることで、放電空間１０内で発生したエキシマ光（第一光）を、高効率に第二光に変換することができる。
【００６７】
〈３〉図９に示すように、水処理装置１は、第三管１３の内壁には反射層３１を備えない構成としても構わない。この場合、蛍光体層３３の厚みを厚くするのが好ましい。一例として、図４に示す水処理装置１において、反射層３１の厚みは１０〜１０００μｍであり、蛍光体層３３の厚みは１０〜１０００μｍである。図９に示す水処理装置１において、蛍光体層３３の厚みは５０〜２０００μｍである。
【００６８】
蛍光体層３３の厚みを厚くすることで、蛍光体層３３に入射された光を、第二管１２側に戻す機能を高めることができる。
【００６９】
〈４〉図１０に示すように、第二電極２２は、第二管１２の内壁に設けられるものとしても構わない。
【００７０】
〈５〉図１１に示すように、水処理装置１は、第一管１１の外壁に、光遮断層３６を備えるものとしても構わない。この光遮断層３６は、１８９ｎｍ未満の光を遮断する材料によって構成される。この構成においても、第一光が実質的に第一管１１内に入射されないため、被処理液２に対しては主として第二光が照射される。光遮断層３６は、一例として、誘電体多層膜で構成することができる。
【００７１】
別の例として、光遮断層３６は、蛍光体層３３と同一の材料で構成することができる。かかる構成によれば、第二光に変換されずに残存していた第一光は、第一管１１の外壁に入射されると、この光遮断層３６によって第二光に変換される。この結果、実質的に第一管１１内に第一光を透過させない機能を持たせることができる。
【００７２】
〈６〉第一管１１、第二管１２、及び第三管１３は、いずれも石英ガラスで構成されるものとして説明したが、他の材料で構成されていても構わない。第二管１２及び第三管１３は、誘電体で構成され、第二管１２と第三管１３の間で誘電体バリア放電によるエキシマ発光が実現できる構成であればよい。
【００７３】
〈７〉放電空間１０内に充填されるガスは、キセノン（Ｘｅ）ガスには限定されない。少なくとも、主たる発光波長が１８９ｎｍ未満のエキシマ光を生成することができる材料であればよい。例えば、Ａｒエキシマであれば、主たる発光波長が１２６ｎｍである。Ｋｒエキシマであれば、主たる発光波長が１４６ｎｍである。ＡｒＢｒエキシマであれば、主たる発光波長が１６５ｎｍである。ＡｒＣｌエキシマであれば、主たる発光波長が１７５ｎｍである。
【００７４】
〈８〉蛍光体層３３は、複数種類の蛍光物質を混在させて構成されていても構わない。一例として、蛍光体層３３は、第一光が入射されると、上述した第二光に加えて、主たる発光波長が２５０ｎｍ以上２７０ｎｍ以下程度の第三光を生成するものとすることができる。かかる構成によれば、この第三光についても、第一管１１を透過して被処理液２に照射される。ＤＮＡやＲＮＡは、２６０ｎｍ近傍に吸収スペクトルのピークを有するため、被処理液２内に含有される過酸化水素量の低下と共に、被処理液２の殺菌処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００７５】
１      ：    水処理装置
２      ：    被処理液
１０      ：    放電空間
１１      ：    第一管
１２      ：    第二管
１３      ：    第三管
２１      ：    第一電極
２２      ：    第二電極
３１      ：    反射層
３３      ：    蛍光体層
３４      ：    蛍光体層
３６      ：    光遮断層
【図１】
2018167167.tif 000006
【図２】
2018167167.tif 000007
【図３】
2018167167.tif 000008
【図４】
2018167167.tif 000009
【図５】
2018167167.tif 000010
【図６】
2018167167.tif 000011
【図７】
2018167167.tif 000012
【図８】
2018167167.tif 000013
【図９】
2018167167.tif 000014
【図１０】
2018167167.tif 000015
【図１１】
2018167167.tif 000016