气体处理装置

技术领域

本发明涉及气体处理装置，特别涉及使用准分子灯来处理被处理气体的装置。

背景技术

以往，提出了使用低压汞灯来净化被处理气体的技术。例如，在下述专利文献1中，记载了使用放射波长185nm、波长254nm的紫外线的低压汞灯，分解去除被处理气体中的杂质、细菌类。更具体而言，记载了利用波长185nm的紫外线生成臭氧(O

然而，在下述专利文献2中，公开了放射比上述低压汞灯的波长短的172nm的光的氙准分子灯。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006－204683号公报

专利文献2:日本特开2007－335350号公报

发明内容

发明要解决的课题

专利文献2所公开的那样的准分子灯，以往在半导体、液晶面板的制造工序中，以有机物的去除为目的而使用。即，迄今为止，准分子灯通常在严格管理的清洁的环境下使用。

本发明人研究了通过使用该准分子灯代替专利文献1所记载的那样的低压汞灯，从而向被处理气体照射更短波长的光而提高VOC(Volatile Organic Compounds：挥发性有机化合物)的分解效率，提高杀菌性能。特别是，在被处理气体中含有氧以及水分的情况下，通过照射从准分子灯放射的短波长的光而生成反应性高的O(

然而，本发明人对使用准分子灯进行含有VOC的被处理气体的处理进行了深刻研究，结果发现了随着继续处理而在准分子灯的管体的表面附着污浊物，从准分子灯放射的紫外线的照度降低这一新的课题。若产生这种情况，则VOC的处理能力随着时间而降低，因此并不优选。

另外，本发明人进行了使准分子灯为不点亮状态而使含有VOC的被处理气体通过该准分子灯的附近的实验。于是，即使经过时间，在准分子灯的管体上也未确认到污垢。由此，本发明人推测，由于使准分子灯点亮而对含有VOC的被处理气体照射紫外线而生成所述污浊物，该污浊物附着于管体。

本发明的目的在于，提供一种能够抑制处理含有VOC的被处理气体的能力随时间降低的气体处理装置。

用来解决课题的手段

本发明的气体处理装置的特征在于，具备：

框体；

进气口，将含有VOC的被处理气体向所述框体的内侧导入；

准分子灯，收容于所述框体的内侧，并包括管体，该管体在内部填充有放电用气体，且呈沿第一方向延伸的长条形状；

排气口，将被照射了从所述准分子灯射出的紫外线的所述被处理气体向所述框体的外侧导出；以及

清洗机构，从所述框体的内侧向所述管体的表面喷射含有水分的清洗用的第一流体。

通过本发明人的深刻研究可知，在点亮准分子灯而持续处理含有VOC的被处理气体时，附着于准分子灯的管体的表面的污浊物被含有水分的流体溶解，能够从管体的表面脱离。推测该污浊物是来自VOC的物质，是通过照射紫外线而生成的二次产物。根据上述的构成，由于具备喷射含有水分的第一流体的清洗机构，因此即使在管体的表面附着有污浊物的情况下，通过将该第一流体朝向管体的表面喷射，也能够使污浊物从管体的表面脱离，因此可抑制紫外线的照度随时间降低。

也可以是，所述准分子灯在所述管体的所述第一方向的端部具有由无机材料构成的基部，

所述清洗机构向位于比所述基部靠内侧的所述管体的表面喷射所述清洗用流体。

基部是具有支承管体的端部的功能的部件，例如由滑石、镁橄榄石、赛隆、氧化铝等陶瓷材料构成。另外，配设有用于通过设于基部的孔部或基部的外缘而向准分子灯供给电压的供电线。因此，若向该基部喷射含有水分的流体，基部吸收水分，则存在通过基部而配设的供电线间发生短路的隐患。根据上述的构成，利用清洗机构向位于比基部靠内侧的管体的表面喷射第一流体，因此在执行清洗工序时，可降低水分被基部吸收的风险。

也可以是，所述框体具备排液口，该排液口用于将由所述第一流体清洗所述管体的表面后所残留的液体状的第二流体向该框体的外侧排出。

根据该构成，能够将来自VOC的二次产物溶解于水分而成的第二流体从排液口排出到框体的外侧，因此不易产生在框体内贮存第二流体的问题。

也可以构成为，所述清洗机构包括：

注水管，配置为贯通所述框体的一部分；以及

供水管，配置于所述框体的外侧，向所述注水管供给作为所述第一流体的水，

所述注水管向所述管体的表面喷射作为所述第一流体的水。

也可以是，所述清洗机构构成为，能够使所述第一流体的喷射目的地沿着所述第一方向移动。

根据该构成，能够遍及准分子灯的管体的表面的较大的范围使所附着的污浊物脱离。

也可以是，所述清洗机构包括：

喷嘴部件，呈实质上包围所述管体的表面的外周的环状，在与所述管体对置的面具有多个孔部而成；以及

供水管，向所述喷嘴部件供给作为所述第一流体的水。

根据该构成，能够遍及管体的表面的周向的较大的范围使所附着的污浊物脱离。

也可以是，所述清洗机构包括气刀，该气刀将作为所述第一流体的加湿空气以呈平面形状的状态喷射。

根据该构成，通过使气刀的前端部朝向管体的表面，能够一边用水分溶解污浊物，一边通过气刀的风流使其从管体的表面容易地脱离。

所述气体处理装置所具备的准分子灯能够采用任意的形状。

作为一个例子，可以是，所述准分子灯具备：第一电极，配置于所述管体的外表面的规定的位置；以及第二电极，配置于所述管体的外表面、并且是相对于所述第一电极隔着填充有所述放电用气体的所述管体的内部而对置的位置。此时，也可以是，所述管体具有实质上呈平面的形状的相对的两个面，在一个面配置第一电极，在另一个面配置第二电极。

作为另一个例子，可以是，所述准分子灯具备：第一电极，配置于所述管体的外表面的规定的位置；以及第二电极，配置于填充有所述放电用气体的所述管体的内部。

作为又一个例子，可以是，所述管体具有外侧管以及配置于所述外侧管的内侧的内侧管，呈所述外侧管与所述内侧管在所述第一方向的两端被密封而成的双重管构造，

在由所述内侧管与所述外侧管夹着的空间内填充有所述放电用气体，

所述准分子灯具备第一电极和第二电极，该第一电极配置于所述外侧管的外表面上，该第二电极配置于所述内侧管的内表面上。

发明效果

根据本发明的气体处理装置，可抑制处理含有VOC的被处理气体的能力随时间降低。

附图说明

图1是示意地表示本发明的气体处理装置的一实施方式的构成的剖面图。

图2是从方向d1观察图1所示的气体处理装置所具备的准分子灯时的示意性的俯视图，与清洗机构一同图示。

图3是示意地表示本发明的气体处理装置的一实施方式的构成的剖面图。

图4是从方向d1观察图3所示的气体处理装置所具备的准分子灯时的示意性的俯视图，与清洗机构一同图示。

图5是示意地表示本发明的气体处理装置的另一实施方式的构成的剖面图。

图6是从方向d1观察图5所示的气体处理装置所具备的准分子灯时的示意性的俯视图，与清洗机构一同图示。

图7是示意地表示本发明的气体处理装置的另一实施方式的构成的剖面图。

图8是从方向d1观察本发明的气体处理装置所具备的另一构成例的准分子灯时的示意性的俯视图。

图9是从方向d1观察本发明的气体处理装置所具备的又一构成例的准分子灯时的示意性的俯视图。

具体实施方式

适当参照附图，对本发明的气体处理装置的实施方式进行说明。另外，以下的附图均为示意地表示的附图，附图上的尺寸比与实际的尺寸比并不一定一致，在各附图间尺寸比也不一定一致。

图1是示意地表示气体处理装置的一实施方式的构成的剖面图。图1所示的气体处理装置1具备框体2、收容于框体2的内侧的准分子灯3以及清洗机构4。

准分子灯3呈沿着方向d1(与“第一方向”对应。)延伸的形状。图2是从方向d1观察准分子灯3时的示意性的俯视图，与清洗机构4一同图示。在本实施方式中，准分子灯3具有沿着方向d1延伸的管体30、配置于管体30的外表面的第一电极31以及配置于管体30的外表面且与第一电极31对置的位置的第二电极32。管体30由合成石英玻璃等电介质构成。在管体30的内侧填充有通过放电形成准分子的放电用气体33G。在本实施方式中，放电用气体33G含有氙(Xe)。作为放电用气体33G的更详细的一个例子，也可以由使氙(Xe)与氖(Ne)以规定的比率(例如3：7)混合存在的气体构成，并进一步微量地含有氧、氢。

通过对第一电极31与第二电极32之间施加例如50kHz～5MHz左右的高频的交流电压，从而经由管体30对放电用气体33G施加所述电压，在填充有放电用气体33G的放电空间内产生放电等离子体。由此，放电用气体33G的原子被激发而成为准分子状态，在该原子转移到基态时产生准分子发光。在作为放电用气体33G而使用了含有上述氙(Xe)的气体的情况下，该准分子发光的波长为172nm附近的紫外线L1。另外，通过使作为放电用气体33G而使用的物质不同，能够改变紫外线L1的波长。例如，作为放电用气体33G，能够使用ArBr(165nm)、ArCl(175nm)、F

第一电极31以及第二电极32呈网格形状(网眼形状)或线形状，以免成为在管体30内产生的紫外线L1向管体30的外侧射出的阻碍。

气体处理装置1用于含有VOC(Volatile Organic Compounds：挥发性有机化合物)的被处理气体G1的处理。所谓VOC，是具有挥发性、在大气中成为气体状的有机化合物的总称，并且是含有甲醛、甲苯、二甲苯、丙酮等的物质组的总称。例如，设想气体处理装置1与建筑物的空调用管道、工厂的排气处理用管道直接连结而使用的情况。

如图1所示，气体处理装置1具备将含有VOC的被处理气体G1向框体2的内侧吸入的进气口5以及将对被处理气体G1照射了来自准分子灯3的紫外线L1后的气体(处理完毕气体G2)向框体2的外侧排气的排气口6。

当从进气口5吸入的含有VOC的被处理气体G1被照射从准分子灯3射出的紫外线L1时，经由以下的(1)以及(2)式的反应而生成反应性高的O(

O

O(

另外，上述(1)式的反应容易在紫外线L1的波长λ为180nm以下的情况下发生。

O(

这里，气体处理装置1具备清洗机构4。在本实施方式中，如图2所示，清洗机构4具有多根注水管48。如图1所示，该注水管48经由供水管43而与供水源40连接。注水管48以贯通框体2的一部分的部位的方式形成，构成为能够将存储于配置在框体2的外侧的供水源40的作为第一流体51的水朝向管体30喷射。

另外，在图1以及图2中，以在从d1方向观察时相对于管体30仅在上下方向上形成有注水管48的方式进行了图示，但注水管48的配置的方式是任意的。即，也可以在多个部位配置有注水管48，以便能够从多个方向向管体30的表面注入作为第一流体51的水。

根据上述构成，即使在管体30的表面附着有来自VOC的二次产物的情况下，也能够通过从清洗机构4(注水管48)供给的水溶解该二次产物，因此能够将管体30的表面清洁而抑制紫外线L1的照度的降低。关于这一点，参照实施例之后进行叙述。

在本实施方式中，气体处理装置1具备排液口13。该排液口13通过将水(第一流体51)喷射到管体30的表面，能够将附着于管体30的表面的来自VOC的二次产物溶解于水而得的流体(第二流体52)排出到框体2的外侧。排液口13只要是能够将在框体2的内侧生成的第二流体52排出到框体2的外侧的构成即可，形状、配置场所是任意的。

准分子灯3在管体30的方向d1的端部具有基部35。该基部35由滑石、镁橄榄石、赛隆、氧化铝等陶瓷材料(无机材料)构成，具有固定管体30的端部的功能。

配设有用于通过设基部35于的孔部或基部35的外缘而向第一电极31以及第二电极32供电的供电线(未图示)。因此，假设若基部35吸收水分，则存在配设于基部35的附近的供电线间发生短路的隐患。从避免该短路现象的观点出发，清洗机构4优选的是，构成为不向该基部35喷射水，而向位于比基部35靠内侧的管体30的表面喷射水。

图3仿照图1图示了另一实施方式的气体处理装置1的构造。与图1所示的气体处理装置1相比，清洗机构4的构成不同。图4是从方向d1观察准分子灯3时的示意性的俯视图，与清洗机构4一同图示。

在本实施方式中，如图4所示，清洗机构4具有以实质上包围准分子灯3的管体30的外周的方式设置的环状的喷嘴部件41。该喷嘴部件41在朝向管体30的方向具有多个孔部42。

另外，所谓“实质上包围准分子灯3的管体30的外周”不仅包括完全包围管体30的外周情况，还包括包围管体30的外周的50％以上的区域的构成。即，喷嘴部件41可以是完全的环状构成，也可以是C字型或U字型那样的缺少一部分的环状构成。

优选的是，清洗机构4构成为，能够沿着管体30的方向d1移动。在图3中，通过一并标记用虚线表示的清洗机构4，来表示清洗机构4能够移动。由此，能够遍及管体30的方向d1的表面的较大的范围，喷射作为第一流体51的水，能够对管体30的表面的较大的范围进行清洗。在该情况下，清洗机构4可以通过手动而移动，也可以构成为能够经由马达等驱动机构(未图示)而移动。在前者的情况下，例如也可以构成为，在框体2的内侧配设用于使清洗机构4沿着方向d1而移动的导轨，使清洗机构4能够从框体2的外侧沿着导轨移动。

在图3以及图4所示的构成的气体处理装置1中，在管体30的表面附着有来自VOC的二次产物的情况下，也能够利用作为第一流体51的水溶解该二次产物，因此可清洗管体30的表面，能够抑制紫外线L1的照度降低。

图5仿照图1图示了又一实施方式的气体处理装置1的构造。与图1所示的气体处理装置1相比，清洗机构4的构成不同。图6是从方向d1观察准分子灯3时的示意性的俯视图，与清洗机构4一同图示。在本实施方式中，如图6所示，清洗机构4具备向准分子灯3的管体30的表面喷射作为第一流体51的加湿空气51a的气刀46。

如图5所示，该气刀46构成为，能够被从加湿空气源45经由供气管47供给作为第一流体51的加湿空气51a，并将该加湿空气51a(第一流体51)朝向管体30喷射。该加湿空气51a优选为相对湿度为85％以上的空气，更优选为相对湿度为95％以上的空气。

在图6中图示了从气刀46喷出的作为第一流体51的片状的加湿空气51a的形状在从方向d1观察时具有与管体30的宽度方向(纸面左右方向)平行的端部的情况。即，在本实施方式中，设想从气刀46将该片状的加湿空气51a从在方向d1上分离的多个部位喷射的情况。但是，片状的加湿空气51a的形状是任意的，例如也可以呈片状的加湿空气51a的前端部分沿着方向d1延伸的平面形状。另外，气刀46也可以将作为第一流体51的片状的加湿空气51a除了向管体30的外表面中的形成有电极(31、32)的表面之外，还向未形成有电极(31、32)表面喷射。

在图5以及图6所示的构成的气体处理装置1中，在管体30的表面附着有来自VOC的二次产物的情况下，也能够利用加湿空气51a所含的水分溶解该二次产物，因此可清洗管体30的表面，能够抑制紫外线L1的照度降低。另外，通过采用从气刀46喷射加湿空气51a的构成，能够一边利用所含水分溶解二次产物，一边利用片状的加湿空气51a的前端部分的风势使其从管体30的表面容易地脱离。

(验证)

如在“用于解决发明的课题”这一项中所述的那样，本发明人使用准分子灯3进行了被处理气体G1的处理，结果发现了在准分子灯3的管体30的表面附着污垢(污浊物)的现象。另外，本发明人确认了，在不使准分子灯3点亮，而仅使被处理气体G1在框体2内流通时，在管体30的表面不附着污浊物。根据该实验结果，本发明人推测，通过从准分子灯3射出的紫外线L1照射被处理气体G1而生成的二次产物附着于管体30的表面。

而且，本发明人推测，在紫外线L1照射含有VOC的被处理气体G1而使VOC分解时，由于加成羟基而生成了容易溶于水的二次产物。因此，推测通过从清洗机构4对在管体30的表面附着有污浊物的准分子灯3的管体30喷射第一流体51(水、加湿空气等)，能够使二次产物溶解，使二次产物从管体30脱离，并进行了实验。以下对其结果进行说明。

(实验内容)

在将被处理气体G1导入框体2内之前，以点亮电源的输入电力26.4W使准分子灯3点亮，用照度计测量了d1方向的中央的位置A处的管体30的表面的照度。此时的照度为30.0mW/cm

接下来，一边将被处理气体G1导入框体2内，一边使准分子灯3点亮而执行300小时被处理气体G1的处理。之后，用照度计测量了所述位置A处的照度。此时的照度为0.0mW/cm

对比较例1的状况的准分子灯3，分别喷射60秒(比较例2)干燥空气(相对湿度10％)、(实施例1)水、(实施例2)加湿空气(相对湿度85％)、(实施例3)加湿空气(相对湿度95％)之后，用照度计测量了所述位置A处的照度。另外，在实施例1的情况下，为了避免水滴附着于管体30的表面的状态，在喷射了水之后，吹送30秒通常的大气，在使水滴落下之后，用照度计测量了所述位置A处的照度。各自的结果如下述表1所示。另外，在比较例2、实施例2以及实施例3中，空气的流量均设为37L/分。另外，在实施例1中，所供给的水量设为0.5L/分。

[表1]

根据比较例2，确认到即使在将干燥空气喷射到管体30的表面的情况下，与比较例1的状况相比照度也不会改变，无法使污浊物从管体30的表面脱离。与此相对，在实施例1～3的任一情况下，照度均比比较例1提高，即使与将被处理气体G1导入框体2内之前的照度相比，照度的减少幅度与比较例1～2相比也极小。由此，可知通过将水、加湿空气喷射到管体30的表面，污浊物溶解于水中，能够从管体30的表面脱离。

另外，作为通过比较例2的方法也不能使污浊物从管体30的表面脱离的理由，推测是因为来自VOC的二次产物气溶胶化而与管体30的表面接触后，气溶胶彼此聚合而聚合物化，从而在具有粘性的状态下，污浊物牢固地附着于管体30的表面。另一方面，在VOC的分解过程中发生加成羟基的反应，因此认为该二次产物中含有羟基，因而含有容易溶于水的物质。现在，将含有作为VOC的二甲苯的气体作为被处理气体G1导入框体2内，使准分子灯3点亮而进行被处理气体G1的处理，对附着于准分子灯3的管体30的二次产物进行了分析，结果确认到含有2，5/2、6二甲苯酚、2，5/2，6二甲基氢醌、4，5二甲基间苯二酚。这些均为含有羟基的物质。

[其他实施方式]

以下，对其他实施方式进行说明。

〈1〉气体处理装置1的配置方向是任意的，但作为一个例子，也可以如图7所示那样，将方向d1作为铅垂方向来配置气体处理装置1。在该情况下，附着于管体30的表面的来自VOC的二次产物溶解于水而得的流体(第二流体52)在框体2内随着重力而向下移动。因此，如图7所示，气体处理装置1也可以不一定具备排液口13。在图7所示的构成的情况下，也可以具备用于暂时地贮存顺着框体2的内壁面从排气口6向框体2的外侧流出的第二流体52的贮存器(未图示)。

〈2〉在本发明中，准分子灯3的构造是任意的。例如，可以如图8所示那样采用呈所谓的“单管构造”的准分子灯3，也可以如图9所示那样采用呈所谓的“双重管构造”的准分子灯3。图8以及图9均是示意地表示从方向d1观察准分子灯3时的构造的附图。

图8所示的准分子灯3构成为，在管体30的内侧配设第一电极31并且填充放电用气体33G，在管体30的外侧的壁面配设第二电极32。在该情况下，第一电极31呈沿着方向d1延伸的形状，第二电极32呈网格状或线状。

另外，图9所示的准分子灯3具有两个管体30(30a、30b)。具有圆筒状的外侧的管体30b以及在管体30b的内侧与管体30b同轴地配置且内径比管体30b的内径小的圆筒状的管体30a。管体30a与管体30b在方向d1的端部被密封(未图示)，在两者之间构成圆环状的发光空间，在该空间内填充放电用气体33G。然后，在内侧的管体30a的内壁面配设第一电极31，在外侧的管体30b的外壁面配设第二电极32。第一电极31呈膜形状，第二电极32呈网格状或线形状。

〈3〉上述实施方式中说明的清洗机构4的构成只是一个例子，本发明的气体处理装置1所具备的清洗机构4并不限定于图示的方式。即，清洗机构4只要是能够将含有水分的第一流体51从框体2的内侧朝向管体30的表面喷射的构成，就能够采用任意的构成。该清洗机构4也可以构成为能够从气体处理装置1卸下。

另外，在上述实施方式中，对第一流体51为水的情况以及为加湿空气的情况进行了说明。但是，在前者的情况下、即在第一流体51为水的情况下，第一流体51无需为纯水。例如，第一流体51也可以是在水中含有表面活性剂的构成。由此，可提高使附着于管体30的表面的二次产物脱离的效果。第一流体51并不局限于表面活性剂，也可以相对于水含有VOC以外的其他物质。而且，在第一流体51含有水、或者在水中含有所述其他物质的情况下，也可以不是纯液体，而是由颗粒直径为几μm～几十μm左右的雾、或者在所述雾中混合有空气的物质构成。即，在本发明中，第一流体51是也包含流体的微粒子呈悬浮在气体内的状态(被雾化的状态)的情况的概念。

在后者的情况下、即在第一流体51为加湿空气的情况下，第一流体51也无需是对纯空气进行加湿后的气体，也可以是除了来自VOC的物质以外的其他物质包含在被加湿的空气中而成的气体。

附图标记说明

1：气体处理装置

2：框体

3：准分子灯

4：清洗机构

5：进气口

6：排气口

13：排液口

30：管体

30a：管体

30b：管体

31：第一电极

32：第二电极

33G：放电用气体

35：基部

40：供水源

41：喷嘴部件

42：孔部

43：供水管

45：加湿空气源

46：气刀

47：供气管

48：注水管

51：第一流体

51a：加湿空气

52：第二流体

G1：被处理气体

G2：处理完毕气体

L1：紫外线

d1：方向