浄水装置

【課題】水面に配置した浄水具による浄水効果を向上させること。
【解決手段】本発明では、浄水装置において、透光性及び通水性を有する塊状体の表面に浄水作用を有する光触媒をコーティングした浄水具を水面近傍に配置することにした。特に、水を強制的に対流させるための対流装置を設け、また、前記浄水具に向けて紫外線を強制的に照射する紫外線照射装置を設けることにした。また、上方に開口部を有する網状枠体の内部に前記浄水具を配設することにした。さらに、前記浄水具を水面上に保持するための浮きを前記浄水具の周囲に配設することにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水作用を有する光触媒を利用した浄水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、酸化チタンに代表される光触媒は、水中の有機物を分解する浄水作用を有することが知られている。この浄水作用を有する光触媒を用いた浄水方法としては、光触媒を水中に直接投入する方法や、光触媒を表面に付着させた無機質粒子を水中に投入する方法などが用いられていた（たとえば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、光触媒は、紫外線が照射されることによって励起状態となって浄水作用を発揮するものであることから、水中に光触媒を投入しただけでは、水によって紫外線の透光量が減少してしまい、水中の光触媒に紫外線が良好に照射されず、光触媒による浄水作用を発揮させることができなかった。
【０００４】
そのため、従来においては、浄水作用を有する光触媒を用いた浄水装置として、表面に光触媒を付着させた軽石を水面に浮遊させる構成の浄水装置が考えられている（たとえば、特許文献２参照。）。
【０００５】
この浄水装置では、水面に浮遊する軽石の上側表面において、光が照射されることによって光触媒が励起状態となり、これに接触した水を浄化していくように構成されていた。
【特許文献１】特開平７−１４８４３４号公報
【特許文献２】特開２００４−２４９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、上記従来の表面に光触媒を付着させた軽石を水面に浮遊させる浄水装置では、光が照射される軽石の上側表面でしか光触媒が浄水作用を発揮しないものであった。
【０００７】
そのため、上記従来の浄水装置では、軽石表面でごくわずかな水が浄化されるにとどまり、水量の多い水槽や池などでは全ての水を浄化することができず、十分な浄水効果を得ることができなかった。
【０００８】
また、上記従来の浄水装置では、軽石表面でのみ浄水効果が得られるものであるために、浄水作用を向上させるためには軽石の表面積を大きくしなければならず、それに伴って水面を軽石によって遮蔽してしまうことになり、水中に光を照射することができず、水中生物の生育に悪影響を与えてしまうおそれがあった。
【０００９】
このように、従来の浄水装置にあっては、浄水効果が低く、水中生物の生育に悪影響を与えてしまうおそれがあり、実用性の低いものであった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、請求項１に係る本発明では、浄水装置において、透光性及び通水性を有する塊状体の表面に浄水作用を有する光触媒をコーティングした浄水具を水面近傍に配置することにした。
【００１１】
また、請求項２に係る本発明では、前記請求項１に係る本発明において、水を強制的に対流させるための対流装置を設けることにした。
【００１２】
また、請求項３に係る本発明では、前記請求項１又は請求項２に係る本発明において、前記浄水具に向けて紫外線を強制的に照射する紫外線照射装置を設けることにした。
【００１３】
また、請求項４に係る本発明では、前記請求項１〜請求項３のいずれかに係る本発明において、上方に開口部を有する網状枠体の内部に前記浄水具を配設することにした。
【００１４】
また、請求項５に係る本発明では、前記請求項１〜請求項４のいずれかに係る本発明において、前記浄水具を水面上に保持するための浮きを前記浄水具の周囲に配設することにした。
【発明の効果】
【００１５】
そして、本発明では、以下に記載する効果を奏する。
【００１６】
すなわち、請求項１に係る本発明では、浄水装置において、透光性及び通水性を有する塊状体の表面に浄水作用を有する光触媒をコーティングした浄水具を水面近傍に配置することにしているために、塊状の浄水具の全体において光触媒に光を照射させることができるとともに、光の照射によって励起状態となった光触媒に水を接触させることができるので、浄水具による浄水効果を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項２に係る本発明では、水を強制的に対流させるための対流装置を設けることにしているために、対流によって光触媒と水とを強制的に接触させることができ、浄水具による浄水効果をより一層向上させることができる。
【００１８】
また、請求項３に係る本発明では、浄水具に向けて紫外線を強制的に照射する紫外線照射装置を設けることにしているために、光触媒を強制的に励起状態とすることができ、これによっても浄水具による浄水効果をより一層向上させることができる。
【００１９】
また、請求項４に係る本発明では、上方に開口部を有する網状枠体の内部に浄水具を配設することにしているために、浄水具の外表面に水中生物が付着したり、或いは、水中生物によって浄水具が喰い千切られたりするのを未然に防止することができ、これらに起因する浄水効果の低減を防止することができる。
【００２０】
また、請求項５に係る本発明では、浄水具を水面上に保持するための浮きを浄水具の周囲に配設することにしているために、浄水具を水面上に容易に保持しておくことができ、浄水具が水中に沈下することによって生じる浄水効果の低減を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る浄水装置は、透光性及び通水性を有する塊状体の表面に浄水作用を有する光触媒をコーティングした浄水具を水面近傍に配置した構成としたものである。
【００２２】
浄水具となる塊状体は、透光性と通水性とを有するものであればよく、繊維素材からなるものであっても発泡素材からなるものであってもよい。
【００２３】
また、浄水具は、外側表面だけでなく内側表面にまで光触媒を付着させたもので、材料に光触媒を添加して成形したものであってもよく、また、成形後に光触媒を付着させたものであってもよい。光触媒を付着させる方法は特に限定しないが、有機質素材に直接光触媒を付着させてしまうと、光触媒の分解作用によって有機質素材自体が分解されてしまい好ましくなく、表面に不活性な保護層を形成し、この保護層の表面に光触媒を付着させることが好ましい。
【００２４】
さらに、浄水装置が適用できる場所は、水面が形成されていればよく、池や海、貯水槽や養殖用水槽、観賞魚用水槽や浴槽、水耕栽培地などに幅広く適用される。
【００２５】
なお、光触媒が有する浄水作用としては、雑菌の分解、臭い成分の分解、有害有機物の分解、クラスター化した水分子の分解、残留農薬の分解などが考えられる。
【００２６】
以下に、本発明に係る浄水装置の具体的な一実施例について図面を参照しながら説明する。
【００２７】
図１に示す浄水装置１は、本発明を養殖用の水槽２に適用したものであり、養殖用の水槽２に充填される海水３の浄化を行うものである。
【００２８】
この浄水装置１は、上方を開口した矩形箱型状の水槽２に海水３を充填し、海水３の水面に浄水具４を配置している。
【００２９】
浄水具４は、図１〜図３に示すように、上方に開口部を有する網状枠体５の内部に収容されており、この網状枠体５は天井６に吊紐７を介して吊り下げられている。
【００３０】
この網状枠体５は、ステンレス製の矩形箱枠状の枠８にステンレス製の網９を取付けるとともに、上端部に吊紐７を連結するための連結片10を取付けている。
【００３１】
網状枠体５は、天井６に吊紐７で吊り下げているために、吊紐７の長さを調節することによって、水槽２の水面11の任意の位置に配置することができるようになっている。
【００３２】
また、浄水具４は、図４に示すように、矩形箱型状に成形した塊状体の内外表面に浄水作用を有する光触媒を付着させたものである。
【００３３】
具体的には、浄水具４は、塊状体として塩化ビニリデンを主成分とする共重合物を原料として溶融紡糸したポリ塩化ビニリデン系合成繊維であるサラン繊維（登録商標）からなるサランロック（登録商標）を用い、各繊維12の表面に保護層を形成し、この保護層の表面に光触媒層を形成している。
【００３４】
ここで、保護層としては、ポリシロキサン化合物とペルオクソチタン酸とを含有する層を用い、光触媒層としては、アナターゼ型酸化チタンを含有する層を用いている。
【００３５】
このように、繊維12の表面に形成した保護層に光触媒層を形成しているために、アナターゼ型酸化チタンが直接各繊維12の表面に接触することがなく、各繊維12がアナターゼ型酸化チタンによって分解されてしまうのを防止している。
【００３６】
また、浄水装置１は、水槽２に海水３を強制的に対流させるための対流装置13を取付けている。
【００３７】
この対流装置13は、天井６に海水タンク14を取付け、この海水タンク14に注水パイプ15を開閉バルブ16を介して取付け、この注水パイプ15を水槽２の右上部に接続し、一方、水槽２の左下部に排水パイプ17を開閉バルブ18を介して取付けている。
【００３８】
そして、対流装置13は、両開閉バルブ16,18を開放状態とすることによって、海水タンク14から水槽２の内部に海水３が注がれるとともに、水槽２から外部へ排水パイプ17を介して排出され、これにより、水槽２の内部において海水３が強制的に対流するようになっている。
【００３９】
なお、対流装置13は、水槽２の内部の水（海水３）を強制的に対流させることができるものであればよく、上記構成のように常に新しい水を供給するものに限られず、水槽２の内部の水を循環させるものでもよい。
【００４０】
さらに、浄水装置１は、水槽２の上方に浄水具４に向けて紫外線を強制的に照射する紫外線照射装置19を配設している。
【００４１】
この紫外線照射装置19は、浄水具４の直上方位置の天井６に取付けており、蛍光灯でもよく、また、ブラックライトでもよい。なお、紫外線照射装置19は、防水構造のものを水槽２の内部に配設してもよい。
【００４２】
以上に説明したように、浄水装置１は、透光性及び通水性を有する塊状体の表面に浄水作用を有する光触媒をコーティングした浄水具４を水面11の近傍に配置した構成となっている。
【００４３】
そのため、上記浄水装置１では、塊状の浄水具４の全体において光触媒に光を照射させることができるとともに、光の照射によって励起状態となった光触媒に水（海水３）を接触させることができるので、浄水具４による浄水効果を向上させることができる。
【００４４】
特に、浄水具４が水面11と平行な方向に向けて通水性を有しているために、水面11の近傍での対流によって光触媒と水とを頻繁に接触させることができるので、光触媒による浄水効果をより一層向上させることができる。
【００４５】
また、浄水具４が水面11と直交する方向に向けて透光性を有しているために、水面11の近傍だけでなく内部にまで光が届き、浄水具４の上側表面だけでなく内部に付着した光触媒を励起状態とすることができるので、これによっても光触媒による浄水効果をより一層向上させることができ、しかも、浄水具４の下方にまで光が届くために、水中生物の生育を阻害することなく水の浄化を行うことができる。
【００４６】
また、上記浄水装置１では、水を強制的に対流させるための対流装置13を設けているために、対流によって光触媒と水とを強制的に接触させることができ、浄水具４による浄水効果をより一層向上させることができる。
【００４７】
また、上記浄水装置１では、浄水具４に向けて紫外線を強制的に照射する紫外線照射装置19を設けているために、紫外線の照射によって光触媒を強制的に励起状態とすることができ、これによっても浄水具４による浄水効果をより一層向上させることができる。
【００４８】
さらに、上記浄水装置１では、上方に開口部を有する網状枠体５の内部に浄水具４を収容した構造となっている。
【００４９】
そのため、上記浄水装置１では、浄水具４の外表面に水中生物が付着したり、或いは、水中生物によって浄水具４が喰い千切られたりするのを未然に防止することができ、これらに起因する浄水効果の低減を防止することができる。
【００５０】
また、上記浄水装置１では、網状枠体５の上方開口部から浄水具４を容易に取出すことができ、浄水具４の洗浄や交換などのメンテナンス作業を容易なものとすることができる。
【００５１】
上記浄水装置１では、浄水具４を収容した網状枠体５を天井６に吊り下げた構成となっているが、浄水具４を水面11に浮かせる構成としてもよい。
【００５２】
すなわち、図５及び図６に示すように、網状枠体５の外側上縁部に中空パイプ状の浮き20を取付け、この浮き20の浮力によって網状枠体５及び浄水具４を水面11に浮かせるようにしてもよい。
【００５３】
このように、浄水具４を水面上に保持するための浮き20を浄水具４の周囲に配設することによって、浄水具４を水面11に容易に保持しておくことができ、浄水具４が水中に沈下することによって光触媒に光が照射されなくなって浄水効果が低減してしまうのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る浄水装置を示す説明図。
【図２】浄水具を示す斜視図。
【図３】同断面図。
【図４】同部分拡大説明図。
【図５】浮きを設けた浄水具を示す斜視図。
【図６】同断面図。
【符号の説明】
【００５５】
１浄水装置２水槽
３海水４浄水具
５網状枠体６天井
７吊紐８枠
９網 10 連結片
11 水面 12 繊維
13 対流装置 14 海水タンク
15 注水パイプ 16 開閉バルブ
17 排水パイプ 18 開閉バルブ
19 紫外線照射装置 20 浮き

【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性及び通水性を有する塊状体の表面に浄水作用を有する光触媒をコーティングした浄水具を水面近傍に配置したことを特徴とする浄水装置。
【請求項２】
水を強制的に対流させるための対流装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の浄水装置。
【請求項３】
前記浄水具に向けて紫外線を強制的に照射する紫外線照射装置を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の浄水装置。
【請求項４】
上方に開口部を有する網状枠体の内部に前記浄水具を配設したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の浄水装置。
【請求項５】
前記浄水具を水面上に保持するための浮きを前記浄水具の周囲に配設したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の浄水装置。

【図１】