液体処理用光源装置
【課題】 複数の棒状の紫外線ランプが環状に並ぶよう配置された構成のものにおいて、周方向の全周にわたって十分な強度の紫外線を均一に照射することのできる新規な構造の液体処理用光源装置を提供すること。
【解決手段】 この液体処理用光源装置は、互いに同軸上に配置された外管および内部に被処理液体が流通される内管の間に密閉された円筒状空間が形成された収容管と、収容管の円筒状空間の内部に配置された複数の棒状の紫外線ランプと、紫外線ランプを、ランプ中心軸が収容管の軸方向に沿って延びる姿勢で、内管の外周面に沿って環状に並ぶよう保持するランプ保持部材とを具えており、各々の紫外線ランプは、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部がランプ中心軸に沿って延びるよう形成された発光管を具えており、各々の紫外線ランプはアパーチャ部が内管の外周面に対向するよう配置された構成とされている。
【解決手段】 この液体処理用光源装置は、互いに同軸上に配置された外管および内部に被処理液体が流通される内管の間に密閉された円筒状空間が形成された収容管と、収容管の円筒状空間の内部に配置された複数の棒状の紫外線ランプと、紫外線ランプを、ランプ中心軸が収容管の軸方向に沿って延びる姿勢で、内管の外周面に沿って環状に並ぶよう保持するランプ保持部材とを具えており、各々の紫外線ランプは、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部がランプ中心軸に沿って延びるよう形成された発光管を具えており、各々の紫外線ランプはアパーチャ部が内管の外周面に対向するよう配置された構成とされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、紫外線を照射することにより被処理水中に含有される有機質不純物（ＴＯＣ）を除去する高純度化処理に好適に用いられる液体処理用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば被処理水に含有される有機質不純物を除去する高純度化処理においては、紫外線を照射することにより被処理水中の有機質不純物を分解して除去する方法が利用されており、このような高純度化処理に用いられる液体処理用光源装置としては、例えば、主ピークがほぼ波長１８５ｎｍにある紫外線を照射可能な低圧水銀ランプまたは中圧水銀ランプを具えた構成のものが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
また、特許文献２には、被処理水を流通させる機能をもった円筒容器を備え、この円筒容器内に、複数本の棒状の低圧水銀ランプまたは中圧水銀ランプが円筒容器の中心軸と平行にかつ周方向に等間隔毎に環状に並ぶよう配置された構成の液体処理用光源装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６００１７号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、高純度化処理に用いられる液体処理用光源装置においては、所定の波長の紫外線を流通される被処理水に対して十分な強度で均一に照射することのできるものであることが求められている。
【０００５】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、複数の棒状の紫外線ランプが環状に並ぶよう配置された構成のものにおいて、周方向の全周にわたって十分な強度の紫外線を均一に照射することのできる新規な構造の液体処理用光源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】
【０００６】
本発明の液体処理用光源装置は、互いに同軸上に配置された外管と内管との間に密閉された円筒状空間が形成された収容管と、当該収容管における円筒状空間の内部に配置された複数の棒状の紫外線ランプと、当該紫外線ランプを、ランプ中心軸が前記収容管の軸方向に沿って延びる姿勢で、前記内管の外周面に沿って環状に並ぶよう保持するランプ保持部材とを具えた液体処理用光源装置において、
前記各々の紫外線ランプは、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部がランプ中心軸に沿って延びるよう形成された発光管を具えており、各々の紫外線ランプは前記アパーチャ部が内管の外周面に対向するよう配置されており、
前記内管の内部に被処理液体が流通されることを特徴とする。
【０００７】
本発明の液体処理用光源装置においては、前記紫外線ランプは、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射するものであり、水の高純度化処理に用いられることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の液体処理用光源装置においては、前記紫外線ランプの各々に給電する給電機構が前記収容管の内部における軸方向の一端側に配置されており、
前記紫外線ランプの各々は、一対の電極が当該電極間の領域に前記アパーチャ部が位置されるよう、前記発光管の外表面における互いに対向する位置に設けられており、当該電極の各々には、前記収容管の軸方向における一端に前記給電機構が電気的に接続される接続部が形成された構成とされていることが好ましい。
【０００９】
さらにまた、本発明の液体処理用光源装置においては、隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が、互いに同電位とされた構成とされていることが好ましい。
【００１０】
さらにまた、本発明の液体処理用光源装置においては、前記給電機構は、各々互いに独立した環状の回路パターンよりなる第１の給電端子および第２の給電端子が形成された給電用回路基板を具えており、
各々の紫外線ランプの一方の電極の各々が第１の給電端子に電気的に接続されていると共に他方の電極が第２の給電端子に電気的に接続された構成とされていることが好ましい。
【００１１】
さらにまた、本発明の液体処理用光源装置においては、前記収容管を構成する外管は、紫外線遮蔽性を有する構成とされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液体処理用光源装置によれば、互いに同軸上に配置された外管と内管との間に密閉された円筒状空間が形成された収容管における当該円筒状空間の内部に、複数の棒状の紫外線ランプが、ランプ中心軸が収容管の軸方向に沿って延びる姿勢で、内管の外周面に沿って環状に並ぶよう配置された構成のものにおいて、紫外線ランプとして、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部がランプ中心軸に沿って延びるよう形成された発光管を具えたものが用いられ、当該紫外線ランプがそのアパーチャ部が内管の外周面に対向するよう配置された構成とされていることにより、個々の紫外線ランプにおいては、所定の波長の紫外線がアパーチャ部を介して規制された範囲に放射されるので、発光管の内部で生じた紫外線を有効に利用することができるため、紫外線の放射強度を向上させることができ、従って、十分に高い強度の紫外線を内管の周方向における全周にわたって均一に放射することができる。
【００１３】
紫外線ランプとして、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射するものが用いられた構成とされることにより、液体処理用光源装置は、例えば有機質不純物を含有する被処理水の高純度化処理を行うための光源装置として有用なものとなり、所期の高純度化処理を効率よく行うことができる。
【００１４】
また、紫外線ランプの各々が、一対の電極が当該電極間にアパーチャ部が位置されるよう、発光管の外表面における互いに対向する位置に設けられ、電極の各々に、収容管の軸方向における一端に給電機構が電気的に接続される接続部が形成されたものであり、紫外線ランプの各々に給電する給電機構が収容管の内部における軸方向の一端側に配置された構成とされていることにより、各々の紫外線ランプに対する給電構造を容易に形成することができると共に、例えばリード線などの給電部材が紫外線ランプによる紫外線放射を阻害することを防止することができる。
【００１５】
さらにまた、隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が、互いに同電位とされた構成とされていることにより、当該電極間で短絡が生ずることを回避することができるので、各々の紫外線ランプを確実に点灯させることができ、しかも、紫外線ランプ同士を互いに接近させて配置することができるようになるので、液体処理用光源装置それ自体の小型化を図ることができる。
【００１６】
さらにまた、給電機構が各々互いに独立した環状の回路パターンよりなる第１の給電端子および第２の給電端子が形成された給電用回路基板を具えており、各々の紫外線ランプの一方の電極の各々が第１の給電端子に電気的に接続されていると共に他方の電極が第２の給電端子に電気的に接続された構成とされていることにより、収容管の外部に引き出す外部リードの数は、紫外線ランプの数に拘らず、２つでよいので、外部リードを収容管の外部に導出させることに起因する収容管の内部空間（円筒状空間）の気密性を低下させるおそれを低減することができる。
【００１７】
さらにまた、収容管を構成する外管が紫外線遮蔽性を有する構成とされていることにより、紫外線が液体処理用光源装置の外部に漏れることを防止することができるので、当該液体処理用光源装置の周囲に位置される他の機器に紫外線による悪影響を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の液体処理用光源装置の一例における構成の概略を示す、（ａ）外管の軸方向に沿った断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１に示す液体処理用光源装置における蓋部材の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【図３】図１に示す液体処理用光源装置における紫外線ランプの一例における構成の概略を示す、（ａ）外管の軸方向に沿った断面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１に示す液体処理用光源装置における一方のランプ保持部材の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【図５】図１に示す液体処理用光源装置における他方のランプ保持部材の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【図６】図１に示す液体処理用光源装置における給電用回路基板の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【図７】紫外線ランプと給電用回路基板との位置関係を概略的に示す拡大図である。
【図８】図１に示す液体処理用光源装置における回路基板支持部材の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の液体処理用光源装置の一例における構成の概略を示す、（ａ）外管の軸方向に沿った断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
この液体処理用光源装置（以下、単に「光源装置」という。）１０は、一端が開口する有底円筒状の外管１１と、この外管１１の内部において、外管１１の底壁を気密に貫通して軸方向外方に延びる直管状の内管１２とが、互いに同軸上に配置されていると共に、外管１１の開口部に、蓋部材１５が内部に内管１２が挿入された状態で気密に装着され、これより、外管１１の内周面と内管１２の外周面との間に密閉された円筒状空間Ｓが形成された収容管１０Ａを具えている。外管１１および内管１２は、例えば石英ガラスよりなり、外管１１の底壁と内管１２は一体に接合されている。
外管１１の外周面には、例えば金属材料、もしくは紫外線を透過しにくいガラス材料よりなる遮光部材（図示せず）が設けられており、これにより、外管１１の外部に紫外線が放射されることを防止する紫外線遮蔽性を有するものとして構成されている。
【００２０】
蓋部材１５は、例えばセラミックスよりなり、図２に示すように、外管１１の開口内に挿入される円柱状の基部１６Ａとこの基部１６Ａの一端に形成された外管１１の開口端面に係止されるフランジ部１６Ｂを有し、内管１２が挿通されて配置される中央貫通孔１８が形成されている。この中央貫通孔１８の内周面には、各々内径の大きさの異なる複数の略円柱状空間部を形成する複数の段部が形成されている。中央貫通孔１８における一端側の円柱状空間部１８Ａには、内管１２が内部に挿入された状態でこれを保持する略円筒状の内管保持部材５５が配置されており、この内管保持部材５５が蓋部材１５の中央貫通孔１８おける当該円柱状空間部１８Ａに挿入されることにより、内管１２の外周面に設けられる例えばＯ−リング１３Ｂが、内管保持部材５５の他端側開口端面と当該円柱状空間部１８Ａを形成する段部の平坦面とによって圧潰されて弾性的に変形され、これにより、シール構造が形成されている。
【００２１】
蓋部材１５における基部１６Ａの外周面には、例えばＯ−リング１３Ａが装着される凹溝１７が形成されており、蓋部材１５の基部１６Ａが外管１１の開口内に挿入されることにより当該凹溝１７に装着されたＯ−リング１３Ａが弾性的に変形され、これにより、収容管における円筒状空間Ｓが気密に封止されている。
また、給電機構を構成する２つの外部リード４９が導出される貫通孔１９が軸方向に延びるよう形成されている。
【００２２】
収容管１０Ａにおける円筒状空間Ｓの内部には、複数本例えば４本以上の棒状の紫外線ランプ２０が配置されている。
各々の紫外線ランプ２０は、例えば、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射する外部電極型の希ガス蛍光ランプよりなり、図３に示すように、例えば石英ガラスよりなる両端が封止された円筒状の発光管２１を具えており、発光管２１の外表面における互いに対向する位置には、例えば一対の帯状の電極、すなわち、高電圧給電電極として機能する一方の電極２２Ａ、および、接地電極または低電圧供給電極として機能する他方の電極２２Ｂが発光管２１の長手方向に延びるよう設けられている。２３は、各々の電極２２Ａ，２２Ｂの外面を覆うよう設けられた保護膜である。
そして、一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂの各々には、外管１１の開口側に位置される一端に、後述する給電機構を構成する内部リード４８が電気的に接続されて接続部が形成されている（図１参照。）。
【００２３】
発光管２１の内表面には、開口部が長手方向に沿って延びるよう形成された略円筒状の紫外線反射体２５が、開口部が一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂの両電極間の領域に位置されるよう、設けられており、発光管２１における、紫外線反射体２５の開口部に対応する領域によって発光管２１の外部に光を取り出すためのアパーチャ部２６がランプ中心軸Ｃに沿って延びるよう形成されている。紫外線反射体２５は、例えばシリカ粒子とアルミナ粒子とからなる紫外線反射膜により構成されている。
紫外線反射体２５の開口部の、ランプ中心軸Ｃを中心とする開き角αは、例えば６５〜１００°の範囲内であることが好ましい。開口部の開き角αが過大である場合には、光が広がりすぎ、紫外線が内管１２以外の部分にまで照射されてしまい、開口部の開き角αが過小である場合には、内管１２に均一に光を照射するには、紫外線ランプ２０を密に並べるか、紫外線ランプを内管１２から遠ざける必要ができ、装置の大型化につながる、という不具合がある。
また、紫外線反射体２５の内表面には、紫外線反射体２５の表面を覆うようガラス層２７が均一の厚みで形成されており、さらに、このガラス層２７の内表面には、蛍光体層２８が周方向に均一の厚みで形成されている。
さらにまた、発光管２１の内部における一端部には、始動アシスト用導電性部材２９が設けられている。
【００２４】
発光管２１の内部には、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を生成するためのガス、例えばキセノンガスが封入されており、一方の電極２２Ａに給電されると、発光管２１を構成する材料である石英ガラスを介在させて発光管２１の内部に誘電体バリア放電が発生し、この誘電体バリア放電によって生ずる例えば波長１７２ｎｍの紫外線がアパーチャ部２６を介して直接的に放射されると共に、当該紫外線によって蛍光体層２８における蛍光体が励起されることにより生ずる所定の波長の紫外線が直接あるいは紫外線反射体２５で反射されてアパーチャ部２６を介して発光管２１の外部に放射される。
ここに、蛍光体層２８を形成する蛍光体は、目的に応じたものが用いられ、光源装置１０が例えば水の高純度化処理に用いられる場合には、波長１９０ｎｍの紫外線を発光するものを用いることができる。
【００２５】
紫外線ランプ２０は、ランプ中心軸Ｃが収容管１０Ａの軸方向に沿って延びる姿勢で、内管１２の外周面に沿って環状に並ぶよう配列された状態で、一端部が一方のランプ保持部材３０によって保持されると共に他端部が他方のランプ保持部材３５によって保持されており、これにより、収容管１０Ａの径方向への紫外線ランプ２０の移動が規制された状態とされている。
【００２６】
而して、この光源装置１０においては、各々の紫外線ランプ２０はそのアパーチャ部２６が内管１２の外周面に対向するよう配置されており、図１（ｂ）において破線で示すように、所定の波長の紫外線が内管１２の周方向の全周にわたって放射される。
【００２７】
一方のランプ保持部材３０は、例えば、外管１１を構成する材料と同一の材料（例えば石英ガラス）よりなり、図４に示すように、外管１１の内径に適合する外径を有する円板状のものであって、中央に、後述する略円筒状の回路基板支持部材５０の一部が挿入される中央貫通孔３１が形成されていると共に、この中央貫通孔３１の開口縁と同心円上の周方向に等間隔毎に離間して並んだ位置に、複数例えば８つのランプ保持用差込孔３２が形成されている。この一方のランプ保持部材３０は、その外周面が外管１１の内周面における紫外線ランプ２０の電極の一端部より軸方向外方側（外管１１の開口側）の位置において例えば溶着されて固定されており、紫外線ランプ２０の一端部がランプ保持用差込孔３２内に差し込まれてこれを保持している。なお、紫外線ランプ２０における発光管２１の一端部が一方のランプ保持部材３０に例えば接着剤などにより固定されていてもよく、これにより、収容管１０Ａの軸方向への紫外線ランプ２０の移動を防止することができる。
【００２８】
他方のランプ保持部材３５は、例えば電気絶縁性を有する材料、例えばセラミックスよりなり、図５に示すように、外管１１の内径に適合する外径を有する円板状のものであって、中央に内管１２が挿入される中央貫通孔３７が形成されていると共に、一方のランプ保持部材３０におけるランプ保持用差込孔３２の各々に対応するランプ保持用凹部３６が形成されている。この他方のランプ保持部材３５は、他面が外管１１の底壁の内面に対接された状態で一方のランプ保持部材３０と対向して配置されており、紫外線ランプ２０はその発光管２１における電極の他端部より軸方向外方側の部分がランプ保持用凹部３６内に受容された状態で、保持されている。なお、紫外線ランプ２０の発光管２１における他端部は例えば接着剤により他方のランプ保持部材３５に接着されていてもよく、これにより、収容管１０Ａの軸方向への紫外線ランプ２０の移動が防止された構成とされていてもよい。
【００２９】
収容管１０Ａの内部における軸方向の一端側には、紫外線ランプ２０の各々に給電する給電機構が配置されている。給電機構は、給電用回路基板４０と、一端が給電用回路基板４０に電気的に接続されると共に他端が紫外線ランプ２０における一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂの各々に電気的に接続された内部リード４８と、各々、一端が蓋部材１５における貫通孔１９を介して外管１１の外部に導出されると共に他端が給電用回路基板４０に電気的に接続された２本の外部リード４９とを具えている。
【００３０】
給電用回路基板４０には、図６に示すように、中央に後述する略円筒状の回路基板支持部材５０の一部が挿入される中央貫通孔４１が形成されていると共に、一面に各々互いに独立した略環状の回路パターンよりなる第１の給電端子４２および第２の給電端子４３が形成されている。第１の給電端子４２には、紫外線ランプ２０の一方の電極２２Ａに接続される内部リード４８が電気的に接続される複数（この例では４つ）の接続端子部４２Ｂが環状の導電路形成部４２Ａの周方向における例えば等間隔毎に離間した位置において導電路形成部４２Ａの内周縁に連続して形成されており、各々の接続端子部４２Ｂには、２つの内部リード導出用孔４４が形成されている。第２の給電端子４３には、紫外線ランプ２０の他方の電極２２Ｂに接続される内部リード４８が電気的に接続される複数（この例では４つ）の接続端子部４３Ｂが環状の導電路形成部４３Ａの周方向における例えば等間隔毎に離間した位置において導電路形成部４３Ａの外周縁に連続して形成されており、各々の接続端子部４３Ｂには、２つの内部リード導出用孔４４が形成されている。
第１の給電端子４２および第２の給電端子４３には、外部リード４９が接続される接続端子部４５が形成されている。
【００３１】
紫外線ランプ２０（内部リード４８）と給電用回路基板４０との接続方法について具体的に説明すると、隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が互いに同電位とされるよう、内部リード４８が給電用回路基板４０に接続されている。すなわち、図７に示すように、隣り合う２つの紫外線ランプの一方の紫外線ランプ２０Ａはその一方の電極２２Ａ（または他方の電極２２Ｂ）が他方の紫外線ランプ２０Ｂにおける一方の電極２２Ａ（または他方の電極２２Ｂ）と互いに対向するよう配置され、一方の紫外線ランプ２０Ａにおける一方の電極２２Ａ（または他方の電極２２Ｂ）に接続される内部リード４８と、他方の紫外線ランプ２０Ｂにおける一方の電極２２Ａ（または他方の電極２２Ｂ）に接続される内部リード４４が第１の給電端子４２（または第２の給電端子４３）における同一の接続端子部４２Ｂ（４３Ｂ）に接続されている。
このように、隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が同電位とされることにより、紫外線ランプ２０としては外部電極型のものが用いられることから、当該電極間で短絡が生ずることを回避することができ、個々の紫外線ランプ２０において発光管２１内での誘電体バリア放電を確実に生じさせることができる。しかも、紫外線ランプ２０を互いに接近して配置することが可能となるため、光源装置１０それ自体の小型化を図ることができる。ここに、このような構成を実現するためには、実際上、紫外線ランプ２０の数は偶数本とされる。
【００３２】
この給電用回路基板４０は、一方のランプ保持部材３０の一面上に設けられた回路基板支持部材５０によって支持されて配置されている。
回路基板支持部材５０は、図８に示すように、内部に内管１２が挿入される円筒状の基体５１と、この基体５１の一端側部分および他端側部分の各々に形成されたフランジ状の係合部５２，５３とを有し、基体５１の一端部および他端部はそれぞれ係合部５２，５３の外端面より軸方向外方に突出している。この回路基板支持部材５０は、基体５１における他端側の突出部５１Ｂが一方のランプ保持部材３０における中央貫通孔３１内に挿入され、他端側の係合部５３の他面が一方のランプ保持部材３０の一面に対接された状態で係止されている。そして、給電用回路基板４０は、回路基板支持部材５０の基体５１における一端側の突出部５１Ａが中央貫通孔４１内に挿入された状態で、他面が回路基板支持部材５０における一端側の係合部５２の一面に対接されて設けられている。回路基板支持部材５０の基体５１における一端側の突出部５１Ａは蓋部材１５の中央貫通孔１８における他端側の円柱状空間部１８Ｂ内に受容されており、従って、給電用回路基板４０は、回路基板支持部材５０における一端側の係合部５２の一面と蓋部材１５の他端面とによって挟持されて保持されている。
【００３３】
以上において、紫外線ランプ２０は、上述したように、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射するものであることから、収容管１０Ａの円筒状空間Ｓには、例えば窒素ガスがパージされていること、例えば円筒状空間Ｓの内部雰囲気を窒素で置換した状態、あるいは、適宜の配管を設けて窒素ガスを流通させた状態とされることが好ましい。
【００３４】
上記の光源装置１０は、例えば水の高純度化処理に好適に用いられる。具体的には例えば、有機質不純物を含有する被処理水が内管１２の内部に流通されるよう供給されると、各々の紫外線ランプ２０はそのアパーチャ部２６が内管１２の外周面に対向するよう配置されていることから、被処理水Ｗが内管１２の内部を収容管１０Ａの軸方向に流通される過程において、光源装置１０によって波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線が内管１２の周方向の全周にわたって放射され、これにより、被処理水Ｗ中の有機質不純物が当該紫外線によって分解されて除去される。
【００３５】
而して、上記構成の光源装置１０によれば、互いに同軸上に配置された外管１１と内管１２との間に密閉された円筒状空間Ｓが形成された収容管１０Ａにおける当該円筒状空間Ｓの内部に、複数の棒状の紫外線ランプ２０が、ランプ中心軸Ｃが収容管１０Ａの軸方向に沿って延びる姿勢で、内管１２の外周面に沿って環状に並ぶよう配置された構成のものにおいて、紫外線ランプ２０として、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部２６がランプ中心軸Ｃに沿って延びるよう形成された発光管２１を具えたものが用いられ、当該紫外線ランプ２０がそのアパーチャ部２６が内管１２の外周面に対向するよう配置された構成とされていることにより、個々の紫外線ランプ２０においては、所定の波長の紫外線がアパーチャ部２６を介して規制された範囲に放射されるので、発光管２１の内部で生じた紫外線を有効に利用することができる結果、光源装置１０全体として紫外線の放射強度を向上させることができ、従って、十分に高い強度の紫外線を外管１１の周方向における全周にわたって均一に放射することができる。そして、紫外線ランプ２０として、外部電極型の希ガス蛍光ランプが用いられることにより、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を例えば低圧水銀ランプに比して効率よく放射することができるため、例えば有機質不純物を含有する被処理水の高純度化処理を行うためのものとして極めて有用なものとなり、被処理水に対する所期の高純度化処理を効率よく行うことができる。
【００３６】
また、各々の紫外線ランプ２０が、一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂの各々における、外管１１の開口側に位置される一端に、内部リード４８が電気的に接続されて接続部が形成されたものであり、紫外線ランプ２０の各々に給電する給電機構が外管１１の内部における軸方向の一端側に配置された構成とされていることにより、各々の紫外線ランプ２０に対する給電構造を容易に形成することができると共に、例えばリード線などの給電部材が紫外線ランプ２０による紫外線放射を阻害することを防止することができる。
【００３７】
さらにまた、隣り合う２つの紫外線ランプ２０における互いに接近する電極の各々が、互いに同電位とされた構成とされていることにより、当該電極間で短絡が生ずることを回避することができ、各々の紫外線ランプ２０を確実に点灯させることができ、しかも、紫外線ランプ２０同士を互いに接近させて配置することができるようになるので、光源装置１０それ自体の小型化を図ることができる。
【００３８】
さらにまた、給電用回路基板４０が各々互いに独立した第１の給電端子４２および第２の給電端子４３が形成されたものであり、各々の紫外線ランプ２０の一方の電極２２の各々が第１の給電端子４２に電気的に接続されていると共に他方の電極２２Ｂが第２の給電端子４３に電気的に接続された構成とされていることにより、収容管１０Ａの外部に引き出す外部リード４９の数は、紫外線ランプ２０の数に拘らず、２つでよいので、外部リード４９を収容管１０Ａの外部に導出させることに起因する収容管１０Ａの内部空間の気密性を低下させるおそれを低減することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、紫外線ランプの数および各々の紫外線ランプにおけるアパーチャ部を構成する紫外線反射体の開口部の開き角の大きさは、内管の周方向における全周にわたって紫外線が放射されるよう設定されていれば、上記実施の形態に係る構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 光源装置
１０Ａ 収容管
１１ 外管
１２ 内管
１３Ａ，１３Ｂ Ｏ−リング
１５ 蓋部材
１６Ａ 基部
１６Ｂ フランジ部
１７ 凹溝
１８ 中央貫通孔
１８Ａ，１８Ｂ 円柱状空間部
１９ 貫通孔
２０ 紫外線ランプ
２１ 発光管
２２Ａ 一方の電極
２２Ｂ 他方の電極
２３ 保護膜
２５ 紫外線反射体
２６ アパーチャ部
２７ ガラス層
２８ 蛍光体層
２９ 始動アシスト用導電性部材
３０ 一方のランプ保持部材
３１ 中央貫通孔
３２ ランプ保持用差込孔
３５ 他方のランプ保持部材
３６ ランプ保持用凹部
３７ 中央貫通孔
４０ 給電用回路基板
４１ 中央貫通孔
４２ 第１の給電端子
４２Ａ 導電路形成部
４２Ｂ 接続端子部
４３ 第２の給電端子
４３Ａ 導電路形成部
４３Ｂ 接続端子部
４４ 内部リード導出用孔
４５ 接続端子部
４８ 内部リード
４９ 外部リード
５０ 回路基板支持部材
５１ 基体
５１Ａ，５１Ｂ 突出部
５２，５３ 係合部
５５ 内管保持部材
６０ 流路
Ｃ ランプ中心軸
Ｗ 被処理水
Ｓ 円筒状空間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、紫外線を照射することにより被処理水中に含有される有機質不純物（ＴＯＣ）を除去する高純度化処理に好適に用いられる液体処理用光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、例えば被処理水に含有される有機質不純物を除去する高純度化処理においては、紫外線を照射することにより被処理水中の有機質不純物を分解して除去する方法が利用されており、このような高純度化処理に用いられる液体処理用光源装置としては、例えば、主ピークがほぼ波長１８５ｎｍにある紫外線を照射可能な低圧水銀ランプまたは中圧水銀ランプを具えた構成のものが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
また、特許文献２には、被処理水を流通させる機能をもった円筒容器を備え、この円筒容器内に、複数本の棒状の低圧水銀ランプまたは中圧水銀ランプが円筒容器の中心軸と平行にかつ周方向に等間隔毎に環状に並ぶよう配置された構成の液体処理用光源装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２６００１７号公報
【特許文献２】特開２００７−２４５０８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
而して、高純度化処理に用いられる液体処理用光源装置においては、所定の波長の紫外線を流通される被処理水に対して十分な強度で均一に照射することのできるものであることが求められている。
【０００５】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、複数の棒状の紫外線ランプが環状に並ぶよう配置された構成のものにおいて、周方向の全周にわたって十分な強度の紫外線を均一に照射することのできる新規な構造の液体処理用光源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】
【０００６】
本発明の液体処理用光源装置は、互いに同軸上に配置された外管と内管との間に密閉された円筒状空間が形成された収容管と、当該収容管における円筒状空間の内部に配置された複数の棒状の紫外線ランプと、当該紫外線ランプを、ランプ中心軸が前記収容管の軸方向に沿って延びる姿勢で、前記内管の外周面に沿って環状に並ぶよう保持するランプ保持部材とを具えた液体処理用光源装置において、
前記各々の紫外線ランプは、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部がランプ中心軸に沿って延びるよう形成された発光管を具えており、各々の紫外線ランプは前記アパーチャ部が内管の外周面に対向するよう配置されており、
前記内管の内部に被処理液体が流通されることを特徴とする。
【０００７】
本発明の液体処理用光源装置においては、前記紫外線ランプは、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射するものであり、水の高純度化処理に用いられることが好ましい。
【０００８】
また、本発明の液体処理用光源装置においては、前記紫外線ランプの各々に給電する給電機構が前記収容管の内部における軸方向の一端側に配置されており、
前記紫外線ランプの各々は、一対の電極が当該電極間の領域に前記アパーチャ部が位置されるよう、前記発光管の外表面における互いに対向する位置に設けられており、当該電極の各々には、前記収容管の軸方向における一端に前記給電機構が電気的に接続される接続部が形成された構成とされていることが好ましい。
【０００９】
さらにまた、本発明の液体処理用光源装置においては、隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が、互いに同電位とされた構成とされていることが好ましい。
【００１０】
さらにまた、本発明の液体処理用光源装置においては、前記給電機構は、各々互いに独立した環状の回路パターンよりなる第１の給電端子および第２の給電端子が形成された給電用回路基板を具えており、
各々の紫外線ランプの一方の電極の各々が第１の給電端子に電気的に接続されていると共に他方の電極が第２の給電端子に電気的に接続された構成とされていることが好ましい。
【００１１】
さらにまた、本発明の液体処理用光源装置においては、前記収容管を構成する外管は、紫外線遮蔽性を有する構成とされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液体処理用光源装置によれば、互いに同軸上に配置された外管と内管との間に密閉された円筒状空間が形成された収容管における当該円筒状空間の内部に、複数の棒状の紫外線ランプが、ランプ中心軸が収容管の軸方向に沿って延びる姿勢で、内管の外周面に沿って環状に並ぶよう配置された構成のものにおいて、紫外線ランプとして、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部がランプ中心軸に沿って延びるよう形成された発光管を具えたものが用いられ、当該紫外線ランプがそのアパーチャ部が内管の外周面に対向するよう配置された構成とされていることにより、個々の紫外線ランプにおいては、所定の波長の紫外線がアパーチャ部を介して規制された範囲に放射されるので、発光管の内部で生じた紫外線を有効に利用することができるため、紫外線の放射強度を向上させることができ、従って、十分に高い強度の紫外線を内管の周方向における全周にわたって均一に放射することができる。
【００１３】
紫外線ランプとして、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射するものが用いられた構成とされることにより、液体処理用光源装置は、例えば有機質不純物を含有する被処理水の高純度化処理を行うための光源装置として有用なものとなり、所期の高純度化処理を効率よく行うことができる。
【００１４】
また、紫外線ランプの各々が、一対の電極が当該電極間にアパーチャ部が位置されるよう、発光管の外表面における互いに対向する位置に設けられ、電極の各々に、収容管の軸方向における一端に給電機構が電気的に接続される接続部が形成されたものであり、紫外線ランプの各々に給電する給電機構が収容管の内部における軸方向の一端側に配置された構成とされていることにより、各々の紫外線ランプに対する給電構造を容易に形成することができると共に、例えばリード線などの給電部材が紫外線ランプによる紫外線放射を阻害することを防止することができる。
【００１５】
さらにまた、隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が、互いに同電位とされた構成とされていることにより、当該電極間で短絡が生ずることを回避することができるので、各々の紫外線ランプを確実に点灯させることができ、しかも、紫外線ランプ同士を互いに接近させて配置することができるようになるので、液体処理用光源装置それ自体の小型化を図ることができる。
【００１６】
さらにまた、給電機構が各々互いに独立した環状の回路パターンよりなる第１の給電端子および第２の給電端子が形成された給電用回路基板を具えており、各々の紫外線ランプの一方の電極の各々が第１の給電端子に電気的に接続されていると共に他方の電極が第２の給電端子に電気的に接続された構成とされていることにより、収容管の外部に引き出す外部リードの数は、紫外線ランプの数に拘らず、２つでよいので、外部リードを収容管の外部に導出させることに起因する収容管の内部空間（円筒状空間）の気密性を低下させるおそれを低減することができる。
【００１７】
さらにまた、収容管を構成する外管が紫外線遮蔽性を有する構成とされていることにより、紫外線が液体処理用光源装置の外部に漏れることを防止することができるので、当該液体処理用光源装置の周囲に位置される他の機器に紫外線による悪影響を与えることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の液体処理用光源装置の一例における構成の概略を示す、（ａ）外管の軸方向に沿った断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図２】図１に示す液体処理用光源装置における蓋部材の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【図３】図１に示す液体処理用光源装置における紫外線ランプの一例における構成の概略を示す、（ａ）外管の軸方向に沿った断面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】図１に示す液体処理用光源装置における一方のランプ保持部材の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【図５】図１に示す液体処理用光源装置における他方のランプ保持部材の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【図６】図１に示す液体処理用光源装置における給電用回路基板の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【図７】紫外線ランプと給電用回路基板との位置関係を概略的に示す拡大図である。
【図８】図１に示す液体処理用光源装置における回路基板支持部材の一構成例を示す、（ａ）平面図、（ｂ）軸方向に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の液体処理用光源装置の一例における構成の概略を示す、（ａ）外管の軸方向に沿った断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
この液体処理用光源装置（以下、単に「光源装置」という。）１０は、一端が開口する有底円筒状の外管１１と、この外管１１の内部において、外管１１の底壁を気密に貫通して軸方向外方に延びる直管状の内管１２とが、互いに同軸上に配置されていると共に、外管１１の開口部に、蓋部材１５が内部に内管１２が挿入された状態で気密に装着され、これより、外管１１の内周面と内管１２の外周面との間に密閉された円筒状空間Ｓが形成された収容管１０Ａを具えている。外管１１および内管１２は、例えば石英ガラスよりなり、外管１１の底壁と内管１２は一体に接合されている。
外管１１の外周面には、例えば金属材料、もしくは紫外線を透過しにくいガラス材料よりなる遮光部材（図示せず）が設けられており、これにより、外管１１の外部に紫外線が放射されることを防止する紫外線遮蔽性を有するものとして構成されている。
【００２０】
蓋部材１５は、例えばセラミックスよりなり、図２に示すように、外管１１の開口内に挿入される円柱状の基部１６Ａとこの基部１６Ａの一端に形成された外管１１の開口端面に係止されるフランジ部１６Ｂを有し、内管１２が挿通されて配置される中央貫通孔１８が形成されている。この中央貫通孔１８の内周面には、各々内径の大きさの異なる複数の略円柱状空間部を形成する複数の段部が形成されている。中央貫通孔１８における一端側の円柱状空間部１８Ａには、内管１２が内部に挿入された状態でこれを保持する略円筒状の内管保持部材５５が配置されており、この内管保持部材５５が蓋部材１５の中央貫通孔１８おける当該円柱状空間部１８Ａに挿入されることにより、内管１２の外周面に設けられる例えばＯ−リング１３Ｂが、内管保持部材５５の他端側開口端面と当該円柱状空間部１８Ａを形成する段部の平坦面とによって圧潰されて弾性的に変形され、これにより、シール構造が形成されている。
【００２１】
蓋部材１５における基部１６Ａの外周面には、例えばＯ−リング１３Ａが装着される凹溝１７が形成されており、蓋部材１５の基部１６Ａが外管１１の開口内に挿入されることにより当該凹溝１７に装着されたＯ−リング１３Ａが弾性的に変形され、これにより、収容管における円筒状空間Ｓが気密に封止されている。
また、給電機構を構成する２つの外部リード４９が導出される貫通孔１９が軸方向に延びるよう形成されている。
【００２２】
収容管１０Ａにおける円筒状空間Ｓの内部には、複数本例えば４本以上の棒状の紫外線ランプ２０が配置されている。
各々の紫外線ランプ２０は、例えば、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射する外部電極型の希ガス蛍光ランプよりなり、図３に示すように、例えば石英ガラスよりなる両端が封止された円筒状の発光管２１を具えており、発光管２１の外表面における互いに対向する位置には、例えば一対の帯状の電極、すなわち、高電圧給電電極として機能する一方の電極２２Ａ、および、接地電極または低電圧供給電極として機能する他方の電極２２Ｂが発光管２１の長手方向に延びるよう設けられている。２３は、各々の電極２２Ａ，２２Ｂの外面を覆うよう設けられた保護膜である。
そして、一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂの各々には、外管１１の開口側に位置される一端に、後述する給電機構を構成する内部リード４８が電気的に接続されて接続部が形成されている（図１参照。）。
【００２３】
発光管２１の内表面には、開口部が長手方向に沿って延びるよう形成された略円筒状の紫外線反射体２５が、開口部が一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂの両電極間の領域に位置されるよう、設けられており、発光管２１における、紫外線反射体２５の開口部に対応する領域によって発光管２１の外部に光を取り出すためのアパーチャ部２６がランプ中心軸Ｃに沿って延びるよう形成されている。紫外線反射体２５は、例えばシリカ粒子とアルミナ粒子とからなる紫外線反射膜により構成されている。
紫外線反射体２５の開口部の、ランプ中心軸Ｃを中心とする開き角αは、例えば６５〜１００°の範囲内であることが好ましい。開口部の開き角αが過大である場合には、光が広がりすぎ、紫外線が内管１２以外の部分にまで照射されてしまい、開口部の開き角αが過小である場合には、内管１２に均一に光を照射するには、紫外線ランプ２０を密に並べるか、紫外線ランプを内管１２から遠ざける必要ができ、装置の大型化につながる、という不具合がある。
また、紫外線反射体２５の内表面には、紫外線反射体２５の表面を覆うようガラス層２７が均一の厚みで形成されており、さらに、このガラス層２７の内表面には、蛍光体層２８が周方向に均一の厚みで形成されている。
さらにまた、発光管２１の内部における一端部には、始動アシスト用導電性部材２９が設けられている。
【００２４】
発光管２１の内部には、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を生成するためのガス、例えばキセノンガスが封入されており、一方の電極２２Ａに給電されると、発光管２１を構成する材料である石英ガラスを介在させて発光管２１の内部に誘電体バリア放電が発生し、この誘電体バリア放電によって生ずる例えば波長１７２ｎｍの紫外線がアパーチャ部２６を介して直接的に放射されると共に、当該紫外線によって蛍光体層２８における蛍光体が励起されることにより生ずる所定の波長の紫外線が直接あるいは紫外線反射体２５で反射されてアパーチャ部２６を介して発光管２１の外部に放射される。
ここに、蛍光体層２８を形成する蛍光体は、目的に応じたものが用いられ、光源装置１０が例えば水の高純度化処理に用いられる場合には、波長１９０ｎｍの紫外線を発光するものを用いることができる。
【００２５】
紫外線ランプ２０は、ランプ中心軸Ｃが収容管１０Ａの軸方向に沿って延びる姿勢で、内管１２の外周面に沿って環状に並ぶよう配列された状態で、一端部が一方のランプ保持部材３０によって保持されると共に他端部が他方のランプ保持部材３５によって保持されており、これにより、収容管１０Ａの径方向への紫外線ランプ２０の移動が規制された状態とされている。
【００２６】
而して、この光源装置１０においては、各々の紫外線ランプ２０はそのアパーチャ部２６が内管１２の外周面に対向するよう配置されており、図１（ｂ）において破線で示すように、所定の波長の紫外線が内管１２の周方向の全周にわたって放射される。
【００２７】
一方のランプ保持部材３０は、例えば、外管１１を構成する材料と同一の材料（例えば石英ガラス）よりなり、図４に示すように、外管１１の内径に適合する外径を有する円板状のものであって、中央に、後述する略円筒状の回路基板支持部材５０の一部が挿入される中央貫通孔３１が形成されていると共に、この中央貫通孔３１の開口縁と同心円上の周方向に等間隔毎に離間して並んだ位置に、複数例えば８つのランプ保持用差込孔３２が形成されている。この一方のランプ保持部材３０は、その外周面が外管１１の内周面における紫外線ランプ２０の電極の一端部より軸方向外方側（外管１１の開口側）の位置において例えば溶着されて固定されており、紫外線ランプ２０の一端部がランプ保持用差込孔３２内に差し込まれてこれを保持している。なお、紫外線ランプ２０における発光管２１の一端部が一方のランプ保持部材３０に例えば接着剤などにより固定されていてもよく、これにより、収容管１０Ａの軸方向への紫外線ランプ２０の移動を防止することができる。
【００２８】
他方のランプ保持部材３５は、例えば電気絶縁性を有する材料、例えばセラミックスよりなり、図５に示すように、外管１１の内径に適合する外径を有する円板状のものであって、中央に内管１２が挿入される中央貫通孔３７が形成されていると共に、一方のランプ保持部材３０におけるランプ保持用差込孔３２の各々に対応するランプ保持用凹部３６が形成されている。この他方のランプ保持部材３５は、他面が外管１１の底壁の内面に対接された状態で一方のランプ保持部材３０と対向して配置されており、紫外線ランプ２０はその発光管２１における電極の他端部より軸方向外方側の部分がランプ保持用凹部３６内に受容された状態で、保持されている。なお、紫外線ランプ２０の発光管２１における他端部は例えば接着剤により他方のランプ保持部材３５に接着されていてもよく、これにより、収容管１０Ａの軸方向への紫外線ランプ２０の移動が防止された構成とされていてもよい。
【００２９】
収容管１０Ａの内部における軸方向の一端側には、紫外線ランプ２０の各々に給電する給電機構が配置されている。給電機構は、給電用回路基板４０と、一端が給電用回路基板４０に電気的に接続されると共に他端が紫外線ランプ２０における一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂの各々に電気的に接続された内部リード４８と、各々、一端が蓋部材１５における貫通孔１９を介して外管１１の外部に導出されると共に他端が給電用回路基板４０に電気的に接続された２本の外部リード４９とを具えている。
【００３０】
給電用回路基板４０には、図６に示すように、中央に後述する略円筒状の回路基板支持部材５０の一部が挿入される中央貫通孔４１が形成されていると共に、一面に各々互いに独立した略環状の回路パターンよりなる第１の給電端子４２および第２の給電端子４３が形成されている。第１の給電端子４２には、紫外線ランプ２０の一方の電極２２Ａに接続される内部リード４８が電気的に接続される複数（この例では４つ）の接続端子部４２Ｂが環状の導電路形成部４２Ａの周方向における例えば等間隔毎に離間した位置において導電路形成部４２Ａの内周縁に連続して形成されており、各々の接続端子部４２Ｂには、２つの内部リード導出用孔４４が形成されている。第２の給電端子４３には、紫外線ランプ２０の他方の電極２２Ｂに接続される内部リード４８が電気的に接続される複数（この例では４つ）の接続端子部４３Ｂが環状の導電路形成部４３Ａの周方向における例えば等間隔毎に離間した位置において導電路形成部４３Ａの外周縁に連続して形成されており、各々の接続端子部４３Ｂには、２つの内部リード導出用孔４４が形成されている。
第１の給電端子４２および第２の給電端子４３には、外部リード４９が接続される接続端子部４５が形成されている。
【００３１】
紫外線ランプ２０（内部リード４８）と給電用回路基板４０との接続方法について具体的に説明すると、隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が互いに同電位とされるよう、内部リード４８が給電用回路基板４０に接続されている。すなわち、図７に示すように、隣り合う２つの紫外線ランプの一方の紫外線ランプ２０Ａはその一方の電極２２Ａ（または他方の電極２２Ｂ）が他方の紫外線ランプ２０Ｂにおける一方の電極２２Ａ（または他方の電極２２Ｂ）と互いに対向するよう配置され、一方の紫外線ランプ２０Ａにおける一方の電極２２Ａ（または他方の電極２２Ｂ）に接続される内部リード４８と、他方の紫外線ランプ２０Ｂにおける一方の電極２２Ａ（または他方の電極２２Ｂ）に接続される内部リード４４が第１の給電端子４２（または第２の給電端子４３）における同一の接続端子部４２Ｂ（４３Ｂ）に接続されている。
このように、隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が同電位とされることにより、紫外線ランプ２０としては外部電極型のものが用いられることから、当該電極間で短絡が生ずることを回避することができ、個々の紫外線ランプ２０において発光管２１内での誘電体バリア放電を確実に生じさせることができる。しかも、紫外線ランプ２０を互いに接近して配置することが可能となるため、光源装置１０それ自体の小型化を図ることができる。ここに、このような構成を実現するためには、実際上、紫外線ランプ２０の数は偶数本とされる。
【００３２】
この給電用回路基板４０は、一方のランプ保持部材３０の一面上に設けられた回路基板支持部材５０によって支持されて配置されている。
回路基板支持部材５０は、図８に示すように、内部に内管１２が挿入される円筒状の基体５１と、この基体５１の一端側部分および他端側部分の各々に形成されたフランジ状の係合部５２，５３とを有し、基体５１の一端部および他端部はそれぞれ係合部５２，５３の外端面より軸方向外方に突出している。この回路基板支持部材５０は、基体５１における他端側の突出部５１Ｂが一方のランプ保持部材３０における中央貫通孔３１内に挿入され、他端側の係合部５３の他面が一方のランプ保持部材３０の一面に対接された状態で係止されている。そして、給電用回路基板４０は、回路基板支持部材５０の基体５１における一端側の突出部５１Ａが中央貫通孔４１内に挿入された状態で、他面が回路基板支持部材５０における一端側の係合部５２の一面に対接されて設けられている。回路基板支持部材５０の基体５１における一端側の突出部５１Ａは蓋部材１５の中央貫通孔１８における他端側の円柱状空間部１８Ｂ内に受容されており、従って、給電用回路基板４０は、回路基板支持部材５０における一端側の係合部５２の一面と蓋部材１５の他端面とによって挟持されて保持されている。
【００３３】
以上において、紫外線ランプ２０は、上述したように、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射するものであることから、収容管１０Ａの円筒状空間Ｓには、例えば窒素ガスがパージされていること、例えば円筒状空間Ｓの内部雰囲気を窒素で置換した状態、あるいは、適宜の配管を設けて窒素ガスを流通させた状態とされることが好ましい。
【００３４】
上記の光源装置１０は、例えば水の高純度化処理に好適に用いられる。具体的には例えば、有機質不純物を含有する被処理水が内管１２の内部に流通されるよう供給されると、各々の紫外線ランプ２０はそのアパーチャ部２６が内管１２の外周面に対向するよう配置されていることから、被処理水Ｗが内管１２の内部を収容管１０Ａの軸方向に流通される過程において、光源装置１０によって波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線が内管１２の周方向の全周にわたって放射され、これにより、被処理水Ｗ中の有機質不純物が当該紫外線によって分解されて除去される。
【００３５】
而して、上記構成の光源装置１０によれば、互いに同軸上に配置された外管１１と内管１２との間に密閉された円筒状空間Ｓが形成された収容管１０Ａにおける当該円筒状空間Ｓの内部に、複数の棒状の紫外線ランプ２０が、ランプ中心軸Ｃが収容管１０Ａの軸方向に沿って延びる姿勢で、内管１２の外周面に沿って環状に並ぶよう配置された構成のものにおいて、紫外線ランプ２０として、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部２６がランプ中心軸Ｃに沿って延びるよう形成された発光管２１を具えたものが用いられ、当該紫外線ランプ２０がそのアパーチャ部２６が内管１２の外周面に対向するよう配置された構成とされていることにより、個々の紫外線ランプ２０においては、所定の波長の紫外線がアパーチャ部２６を介して規制された範囲に放射されるので、発光管２１の内部で生じた紫外線を有効に利用することができる結果、光源装置１０全体として紫外線の放射強度を向上させることができ、従って、十分に高い強度の紫外線を外管１１の周方向における全周にわたって均一に放射することができる。そして、紫外線ランプ２０として、外部電極型の希ガス蛍光ランプが用いられることにより、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を例えば低圧水銀ランプに比して効率よく放射することができるため、例えば有機質不純物を含有する被処理水の高純度化処理を行うためのものとして極めて有用なものとなり、被処理水に対する所期の高純度化処理を効率よく行うことができる。
【００３６】
また、各々の紫外線ランプ２０が、一方の電極２２Ａおよび他方の電極２２Ｂの各々における、外管１１の開口側に位置される一端に、内部リード４８が電気的に接続されて接続部が形成されたものであり、紫外線ランプ２０の各々に給電する給電機構が外管１１の内部における軸方向の一端側に配置された構成とされていることにより、各々の紫外線ランプ２０に対する給電構造を容易に形成することができると共に、例えばリード線などの給電部材が紫外線ランプ２０による紫外線放射を阻害することを防止することができる。
【００３７】
さらにまた、隣り合う２つの紫外線ランプ２０における互いに接近する電極の各々が、互いに同電位とされた構成とされていることにより、当該電極間で短絡が生ずることを回避することができ、各々の紫外線ランプ２０を確実に点灯させることができ、しかも、紫外線ランプ２０同士を互いに接近させて配置することができるようになるので、光源装置１０それ自体の小型化を図ることができる。
【００３８】
さらにまた、給電用回路基板４０が各々互いに独立した第１の給電端子４２および第２の給電端子４３が形成されたものであり、各々の紫外線ランプ２０の一方の電極２２の各々が第１の給電端子４２に電気的に接続されていると共に他方の電極２２Ｂが第２の給電端子４３に電気的に接続された構成とされていることにより、収容管１０Ａの外部に引き出す外部リード４９の数は、紫外線ランプ２０の数に拘らず、２つでよいので、外部リード４９を収容管１０Ａの外部に導出させることに起因する収容管１０Ａの内部空間の気密性を低下させるおそれを低減することができる。
【００３９】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、紫外線ランプの数および各々の紫外線ランプにおけるアパーチャ部を構成する紫外線反射体の開口部の開き角の大きさは、内管の周方向における全周にわたって紫外線が放射されるよう設定されていれば、上記実施の形態に係る構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 光源装置
１０Ａ 収容管
１１ 外管
１２ 内管
１３Ａ，１３Ｂ Ｏ−リング
１５ 蓋部材
１６Ａ 基部
１６Ｂ フランジ部
１７ 凹溝
１８ 中央貫通孔
１８Ａ，１８Ｂ 円柱状空間部
１９ 貫通孔
２０ 紫外線ランプ
２１ 発光管
２２Ａ 一方の電極
２２Ｂ 他方の電極
２３ 保護膜
２５ 紫外線反射体
２６ アパーチャ部
２７ ガラス層
２８ 蛍光体層
２９ 始動アシスト用導電性部材
３０ 一方のランプ保持部材
３１ 中央貫通孔
３２ ランプ保持用差込孔
３５ 他方のランプ保持部材
３６ ランプ保持用凹部
３７ 中央貫通孔
４０ 給電用回路基板
４１ 中央貫通孔
４２ 第１の給電端子
４２Ａ 導電路形成部
４２Ｂ 接続端子部
４３ 第２の給電端子
４３Ａ 導電路形成部
４３Ｂ 接続端子部
４４ 内部リード導出用孔
４５ 接続端子部
４８ 内部リード
４９ 外部リード
５０ 回路基板支持部材
５１ 基体
５１Ａ，５１Ｂ 突出部
５２，５３ 係合部
５５ 内管保持部材
６０ 流路
Ｃ ランプ中心軸
Ｗ 被処理水
Ｓ 円筒状空間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに同軸上に配置された外管と内管との間に密閉された円筒状空間が形成された収容管と、当該収容管における円筒状空間の内部に配置された複数の棒状の紫外線ランプと、当該紫外線ランプを、ランプ中心軸が前記収容管の軸方向に沿って延びる姿勢で、前記内管の外周面に沿って環状に並ぶよう保持するランプ保持部材とを具えた液体処理用光源装置において、
前記各々の紫外線ランプは、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部がランプ中心軸に沿って延びるよう形成された発光管を具えており、各々の紫外線ランプは前記アパーチャ部が内管の外周面に対向するよう配置されており、
前記内管の内部に被処理液体が流通されることを特徴とする液体処理用光源装置。
【請求項２】
前記紫外線ランプは、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射するものであり、水の高純度化処理に用いられることを特徴とする請求項１に記載の液体処理用光源装置。
【請求項３】
前記紫外線ランプの各々に給電する給電機構が前記収容管の内部における軸方向の一端側に配置されており、
前記紫外線ランプの各々は、一対の電極が当該電極間の領域に前記アパーチャ部が位置されるよう、前記発光管の外表面における互いに対向する位置に設けられており、当該電極の各々には、前記収容管の軸方向における一端に前記給電機構が電気的に接続される接続部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体処理用光源装置。
【請求項４】
隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が、互いに同電位とされることを特徴とする請求項３に記載の液体処理用光源装置。
【請求項５】
前記給電機構は、各々互いに独立した環状の回路パターンよりなる第１の給電端子および第２の給電端子が形成された給電用回路基板を具えており、
各々の紫外線ランプの一方の電極の各々が第１の給電端子に電気的に接続されていると共に他方の電極が第２の給電端子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の液体処理用光源装置。
【請求項６】
前記収容管を構成する外管は、紫外線遮蔽性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の液体処理用光源装置。
【請求項１】
互いに同軸上に配置された外管と内管との間に密閉された円筒状空間が形成された収容管と、当該収容管における円筒状空間の内部に配置された複数の棒状の紫外線ランプと、当該紫外線ランプを、ランプ中心軸が前記収容管の軸方向に沿って延びる姿勢で、前記内管の外周面に沿って環状に並ぶよう保持するランプ保持部材とを具えた液体処理用光源装置において、
前記各々の紫外線ランプは、周方向における一部に外部に光を取り出すためのアパーチャ部がランプ中心軸に沿って延びるよう形成された発光管を具えており、各々の紫外線ランプは前記アパーチャ部が内管の外周面に対向するよう配置されており、
前記内管の内部に被処理液体が流通されることを特徴とする液体処理用光源装置。
【請求項２】
前記紫外線ランプは、波長２００ｎｍより短波長側にピークを有する紫外線を放射するものであり、水の高純度化処理に用いられることを特徴とする請求項１に記載の液体処理用光源装置。
【請求項３】
前記紫外線ランプの各々に給電する給電機構が前記収容管の内部における軸方向の一端側に配置されており、
前記紫外線ランプの各々は、一対の電極が当該電極間の領域に前記アパーチャ部が位置されるよう、前記発光管の外表面における互いに対向する位置に設けられており、当該電極の各々には、前記収容管の軸方向における一端に前記給電機構が電気的に接続される接続部が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液体処理用光源装置。
【請求項４】
隣り合う２つの紫外線ランプにおける互いに接近する電極の各々が、互いに同電位とされることを特徴とする請求項３に記載の液体処理用光源装置。
【請求項５】
前記給電機構は、各々互いに独立した環状の回路パターンよりなる第１の給電端子および第２の給電端子が形成された給電用回路基板を具えており、
各々の紫外線ランプの一方の電極の各々が第１の給電端子に電気的に接続されていると共に他方の電極が第２の給電端子に電気的に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の液体処理用光源装置。
【請求項６】
前記収容管を構成する外管は、紫外線遮蔽性を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の液体処理用光源装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−３１８０９（Ｐ２０１３−３１８０９Ａ）
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６９２０７（Ｐ２０１１−１６９２０７）
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２日（２０１１．８．２）
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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