JP2000201569A - 水浄化装置および水槽装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光触媒全体に紫外線を照射しやすくして浄化効
率が高くて小形化が可能な水浄化装置およびこれを用い
た水槽装置を提供する。 【解決手段】被処理水を導入する導入口、処理水を導出
する導出口および処理槽を備えた浄化装置本体の処理槽
内に、フッ素樹脂製のメッシュを基体として基体に光触
媒を担持させてなるフィルタを、被処理水がメッシュの
光触媒に接触しながら通流するように配設するととも
に、フィルタの光触媒物質に紫外線を照射するように紫
外線照射手段を配設した。フィルタがガラス繊維製のメ
ッシュを基体としているので、紫外線がメッシュの間を
通過して紫外線照射手段から遠い位置にある光触媒をも
活性化させることができ、浄化効率を高くできる。メッ
シュは、ガラス繊維製であるから、光触媒によって分解
されることなく、安定しているとともに、被処理水に対
しても悪影響を与えないし、被処理水に対する耐久性に
優れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光触媒物質を担持
したフィルタを用いて水を浄化する水浄化装置およびこ
れを用いた水槽装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】淡水や海水の鑑賞魚用水槽、水生植物鑑
賞用水槽、養魚用水槽、水族館の観覧用水槽などなどで
魚貝類などの生物を飼育する場合、自然界で生育するの
と違って生育密度が高い。このため、魚貝類の排泄物や
飼料が酸素や微生物により分解されて炭酸ガス、アンモ
ニアなどが生成する。さらに、魚貝類の呼吸代射により
炭酸ガスが、また排泄によりアンモニアがそれぞれ直接
生成される。したがって、水槽内で魚貝類などの水生生
物を飼育する場合には、水が悪化しやすいから、水質の
確保が重要な要素の一つである。

【０００３】魚貝類の排泄物や飼料による水質の悪化の
原因物質のうちアンモニアを除去または分解するには、
従来からの吸着除去法、オゾン処理法および生物化学的
浄化法に加えて、近時光触媒を用いる方法が提案され、
安価で簡単であることから注目されている。

【０００４】たとえば、特開平８−２２８６３６号にお
いては、ゼオライトに光触媒を担持させてなる吸着剤を
用いることにより、溶存アンモニアの処理能力を高めよ
うとしている。（従来技術１） また、特開平１０−２７２４６２号においては、酸化チ
タンを含む珪藻土パイプ内に紫外線ランプを配置し、珪
藻土パイプ中に処理水を流通させる浄化装置が開示され
ている。（従来技術２） さらに、特開平９−２９０１６５号には、光触媒、磁性
体およびフッ素樹脂の粉末を混合、圧延、裁断して細片
状にした光触媒体を処理水に撹はん混合するとともに、
光照射することにより、汚染物質を酸化分解し、磁気分
離手段によって光触媒体を分離回収することが開示され
ている。（従来技術３）

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術１
および２は、不透明な光触媒が高密度で担持されている
と、紫外線を光触媒全体に照射することができなくな
り、光触媒に活性化されない部分が多くなり、処理効率
が低下する。

【０００５】また、ゼオライトの吸着作用で汚染物質が
吸着されて光触媒の上に堆積すると、紫外線が汚染物質
によって遮断されてしまい、活性化されなくなるという
問題がある。

【０００６】さらに、ゼオライトや珪藻土は、成形性お
よび機械的強度に劣るため、所望の形状のフィルタを形
成するのが困難である。

【０００７】一方、従来技術３は、光触媒粉末のバイン
ダとして用いているフッ素樹脂は、光触媒により分解さ
れることがないが、光触媒、磁性体およびフッ素樹脂を
混合、圧延および裁断により細片状に加工する工程が必
要であり、製造が複雑で高価になる。また、処理水に触
媒を撹はん混合して処理した後に触媒を磁気分離するた
め、装置が複雑、高価化し、規模の大きなものにしか適
用することができない。

【０００８】本発明は、フィルタを改良することによ
り、光触媒全体に紫外線照射をしやすくして浄化効率の
高くて小形化が可能な水浄化装置およびこれを用いた水
槽装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を達成するための手段】請求項１の発明の水浄化
装置は、被処理水を導入する導入口、処理水を導出する
導出口および導入口と導出口との間に位置する処理槽を
備えた浄化装置本体と；ガラス繊維製のメッシュを基体
として基体に光触媒物質を担持させてなり、被処理水が
メッシュの光触媒に接触しながら通流するように浄化装
置本体の処理槽内に配設されたフィルタと；フィルタの
光触媒物質に紫外線を照射するように配設された紫外線
照射手段と；を具備していることを特徴としている。

【００１０】本発明および以下の各発明において、特に
指定しない限り用語の定義および技術的意味は次によ
る。

【００１１】＜浄化装置本体について＞浄化装置本体の
処理槽は、その内部で光触媒を処理水に接触させて被処
理水中の汚染物質を分解浄化する。

【００１２】導入口は、処理槽に被処理水を導入する。

【００１３】導出口は、処理槽で光触媒によって浄化処
理された処理水を導出する。

【００１４】浄化装置本体は、水槽の外部または内部に
設置することができるし、水槽に限定しないで単に水路
中に介在させるのでもよい。

【００１５】また、浄化装置本体の内面を紫外線反射性
に形成することにより、フィルタを通過して処理槽の内
面に到達した紫外線を反射させて再びフィルタを照射さ
せることができ、処理効率を高くすることができる。

【００１６】さらに、処理装置本体に被処理水を流通さ
せるために、ポンプを用いることができるが、この場合
ポンプを浄化装置本体に付設してもよいし、水路の途中
に浄化装置本体と分離して配設してもよい。また、ポン
プを用いないで、紫外線照射手段の発生熱による対流を
利用して被処理水を流通させることもできる。

【００１７】＜フィルタについて＞本発明におけるフィ
ルタは、基体と、この基体に担持させた光触媒と、を備
えている。

【００１８】基体は、ガラス繊維製であり、しかもメッ
シュを構成している。なお、「メッシュ」とは、網目状
構造体だけでなく、ガラス繊維がウール状に緩く集合し
た構造体など紫外線が透過しやすい隙間の多い構造体を
含む意味である。

【００１９】光触媒は、光照射を受けると、その光エネ
ルギーを吸収して励起し、電子と正孔とが発生して、光
触媒の表面にある酸素や水分と反応して活性酸素やＯＨ
ラジカルが発生し、これらが有機物質と結合して分解し
て炭酸ガスや水となると考えられている。

【００２０】光触媒を構成する物質は、ＴｉＯ２、ＷＯ
３、ＬａＲｈＰ３、ＦｅＴｉＯ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｄＦ
ｅ２Ｏ４、ＳｒＴｉＯ３、ＣｄＳｅ、ＧａＡｓ、Ｇａ
Ｐ、ＲｕＯ２、ＺｎＯ、ＣｄＳ、ＭｏＳ３、ＬａＲｈＯ
３、ＣｄＦｅＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｏＳ２、Ｉｎ２Ｏ
３、ＣｄＯ、ＳｎＯ２などである。光触媒を得るには、
これらの半導体物質の一種または複数種を混合して用い
ることができる。

【００２１】なお、ＴｉＯ２、ＷＯ３、ＳｒＴｉＯ２、
Ｆｅ２Ｏ３、ＣｄＳ、ＭｏＳ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｏＳ
２、Ｉｎ２Ｏ３、ＣｄＯなどは等価電子帯のレドックス
・ポテンシャルの絶対値が伝導帯のレドックス・ポテン
シャルよりも大きいため、酸化力の方が還元力よりも大
きく、有機化合物の分解による消臭作用、防汚作用また
は抗菌作用に優れている。

【００２２】また、上記各物質の中で原料コスト面にお
いては、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３およびＺｎＯが優れてい
る。

【００２３】しかし、各種の光触媒物質の中でＴｉＯ２
は、光触媒作用が顕著であるとともに、安全で工業的に
合理的な価格で、しかも必要量を入手できるので、最も
有望視されている。

【００２４】ところで、ＴｉＯ２には、その結晶構造と
してアナターゼ形およびルチル形があり、光触媒作用は
アナターゼ形の方が優れているといわれている。

【００２５】フッ素樹脂製のメッシュからなる基体に光
触媒を担持させるには、たとえばフッ素樹脂をバインダ
として用いて結着させればよい。

【００２６】＜紫外線照射手段について＞フィルタの光
触媒に紫外線を照射して光触媒を活性化させるために、
紫外線照射手段は必須であるが、紫外線光源としては、
人工光源および自然光源のいずれでもよい。人工光源と
しては、波長４００ｎｍ以下を含む光を発生するランプ
であれば、どのような動作原理によるものでもよいが、
最も効率よく上記波長域の放射を行うのは放電ランプで
ある。放電ランプとしては、紫外線灯や殺菌線灯に限定
するものではない。たとえば、主発光が可視光であっ
て、一部４００ｎｍ以下の波長の発光成分を含んでいる
ような放電ランプであってもよい。しかし、光触媒を活
性化させるには、波長４００ｎｍ以下の光が効果的であ
るから、これらの波長域成分の多い発光を行う放電ラン
プを用いるのが効果的である。

【００２７】波長４００ｎｍ以下の光は、一般に紫外線
と称されるが、人体に対して有害な３１５ｎｍ以下と、
同じく無害なそれ以上の波長域とに分かれる。前者はさ
らに２００〜２８０ｎｍをＵＶ−Ｃと称し、２８０〜３
１５ｎｍをＵＶ−Ｂと称し、後者はＵＶ−Ａと称してい
るが、いずれの波長域の紫外線も種々の応用が行われて
いる。

【００２８】ところで、波長４００ｎｍ以下の紫外線を
主として発生する放電ランプには、主として２５４ｎｍ
の紫外線を発生する殺菌ランプ、主波長が３５１ｎｍま
たは３６５ｎｍの紫外線を発生するブラックライトと称
される蛍光ランプの他に、主として３００〜４００ｎｍ
にわたる幅広い波長域の紫外線を発生する蛍光ランプも
ある。

【００２９】一方、自然光源としては、太陽光が最も安
定かつ容易に波長４００ｎｍ以下の放射を得ることがで
きる。

【００３０】次に、紫外線照射手段としてランプを用い
る場合に、ランプを直接被処理水中に浸漬することがで
きる。また、要すれば、ランプを紫外線透過性の保護チ
ューブに収納したうえで被処理水中に浸漬する構成を採
用してもよい。

【００３１】しかし、紫外線照射手段を被処理水の上方
の空気中に配設してもよい。

【００３２】＜本発明の作用につい＞）本発明において
は、浄化装置本体の導入口から処理槽に導入された被処
理水が処理槽中を通流している間にフィルタのメッシュ
に担持されている光触媒に接触する。その際に被処理水
中のアンモニアまたはアンモニウムイオンなどの汚染物
質が光触媒によって分解されることにより、被処理水が
浄化されるのである。この場合、フィルタがガラス繊維
製のメッシュを基体としているので、紫外線がメッシュ
の間を通過して紫外線照射手段から遠い位置にある光触
媒をも活性化させることができる。このため、浄化効率
を高くすることができる。

【００３３】もちろん、メッシュは、フッ素樹脂製であ
るから、光触媒によって分解されることなく、安定して
いるとともに、機械的強度も大きい。なお、光触媒をガ
ラス繊維製のメッシュをなす基体に担持させるのに熱可
塑性のフッ素樹脂を用いることにより、基体への付着性
に優れ、しかも光触媒によって分解されないから、耐久
性に優れたフィルタを得ることができる。

【００３４】また、ガラス繊維製のメッシュを板状にす
ることができるから、被処理水の通流方向に対してフィ
ルタを多段に配置することにより、紫外線照射を良好に
維持しながら汚染物質の光触媒との接触確率を高くする
ことができる。これによって処理効率を一層高くするこ
とができる。さらに、メッシュを板状に形成することに
より、ランプまたはランプの保護チューブに挿入するだ
けで支持することもできるから、フィルタの支持が容易
になる。

【００３５】さらに、被処理水の通流方向に対してフィ
ルタを直角または適当な角度で交差するように配設する
だけでなく、要すればフィルタの面が被処理水の通流方
向に対して平行に配設することもできる。このようなフ
ィルタの配設態様は、処理槽の内面またはおよびランプ
保護チューブの外面に沿ったフィルタの配設を可能にす
る。このような配設の態様であっても、光触媒への紫外
線照射が良好であるとともに、被処理水の通流時に光触
媒との接触が良好に行われる。

【００３６】請求項２の発明の水浄化装置は、請求項１
記載の水浄化装置において、フィルタは、それぞれ板状
をなしているとともに、被処理水の通流方向に互いに離
間して多段に配置されていることを特徴としている。

【００３７】本発明における板状をなしたフィルタは、
たとえばガラス繊維を編組して適当な網目構造体を形成
したり、ウール状に緩く集合したガラス繊維を板状に圧
迫した構造体を形成して基体とし、この基体に光触媒を
担持させることによって得ることができる。

【００３８】そうして、板状をなしたフィルタは、基体
がメッシュであるから、これを多段に配置しても、通流
する被処理水に対して大きな抵抗にならない一方、各フ
ィルタが互いに離間しているので、汚染物質が光触媒に
接触する確率が大きくなり、これにより浄化能力が向上
する。

【００３９】請求項３の発明の水浄化装置は、請求項１
または２記載の水浄化装置において、被処理水が浄化装
置本体内を通流するように水流を形成する脈動ポンプを
具備していることを特徴としている。

【００４０】本発明において、「脈動ポンプ」とは、ポ
ンプの作動によって形成される吐出水の水圧が一定でな
く、脈を打つように時間的に変化することを意味する。
脈動ポンプの動作原理は問わないが、たとえば渦流ポン
プ、往復ポンプなど脈動が生じやすいものが適してい
る。

【００４１】そうして、本発明においては、処理槽に通
流する水流が脈動ポンプによって形成されるので、フィ
ルタが脈動する水流によって揺動するため、光触媒の表
面に分解されない固形物が付着しても振り払われやすく
なり、活性の低下を防止するのに効果的であるととも
に、被処理水中の汚染物質の光触媒への接触確率が高く
なる。

【００４２】請求項４の発明の水浄化装置は、請求項１
ないし３のいずれか一記載の水浄化装置において、紫外
線照射手段は、発光部が被処理水中に浸漬され口金部が
被処理水外に突出して配設される屈曲形状を備えた片口
金形の細長い放電ランプであり；浄化装置本体は、処理
槽が放電ランプの発光部を包囲して細長く形成され、導
入口および導出口が処理槽の長手方向の両端側に離間し
て配設されている；ことを特徴としている。

【００４３】本発明において、放電ランプが「屈曲形状
を備えている片口金形の細長い」とは、放電路の両端の
一対の電極が同一の片側にあって放電ランプの一端を形
成して、放電路の中間部は多様な屈曲形状を形成して放
電ランプの他端部を形成していることを意味する。屈曲
形状としては、たとえばＵ字状、Ｍ字状、コ字状、蛇行
状などが許容される。

【００４４】また、放電ランプは、その一対の電極が熱
陰極および冷陰極のいずれであってもよい。しかし、電
極が熱陰極であることにより、紫外線発生量を増加でき
る利点がある。熱陰極は、熱電子放出作用を有する陰極
であるが、始動時のモードについては冷陰極スタートモ
ードおよび熱陰極スタートモードのものに分かれる。冷
陰極スタートモードは、始動時は冷陰極として作用する
が、点灯時には熱陰極として作用する。熱陰極スタート
モードは、始動時から熱陰極として作用する。熱陰極ス
タートモードは、直熱形および傍熱形に分かれる。直熱
形は、タングステンなどの金属フィラメントを陰極とし
てこれに直接電流を流して過熱して熱電子放出を行う。
傍熱形は、陰極の中に加熱用のヒータを内蔵して熱電子
放射物質を加熱して熱電子放出を行う。いずれのモード
をでもよい。しかし、加熱のためのフィラメントを用い
ると、前述したように小形化が困難になるために、十分
な薄形化が困難になるが、適度に薄形であればよいな
ら、効果的である。しかし、点灯時に熱陰極モードであ
ればよいなら、たとえば特開平６−２６７４０４号公報
に記載されているようなセラミック電極材料を用いるこ
とにより、熱陰極を備えていても放電ランプの小形化が
可能になる。さらに、熱陰極を備えた放電ランプは、電
子放出量が多いので、紫外線発生量を所要に維持してさ
らに可視光を発生するように放電ランプを構成すること
もできる。すなわち、紫外線を効率よく発生する蛍光体
に可視光を発生する蛍光体を混合して放電容器の内面側
に蛍光体層を形成することにより、このような放電ラン
プを容易に得ることができる。可視光を適度に含む放電
ランプを用いることにより、放電ランプの点灯を容易に
確認することができる。また、可視光を用いて水槽内を
照明することもできる。

【００４５】そうして、本発明においては、放電ランプ
を片口金形に構成することにより、受電部を放電ランプ
の一端側へ揃えて被処理水外へ突出させて電気絶縁処理
を容易にすることができるとともに、放電路長を大きく
してランプ電圧を高くし、これによって消費電力を放電
ランプの嵩さの割に大きくすることで紫外線発生量を多
くすることができる。

【００４６】また、浄化装置本体の処理槽を放電ランプ
の発光部を包囲して細長く形成することにより、フィル
タの光触媒全体に紫外線を照射しやすくなる。たとえ
ば、フィルタを処理槽の内面に沿って筒状に屈曲させて
配設することができる。また、放電ランプの発光部の周
囲に中心に放電ランプの挿通口を備えた山傘状に成形し
たフィルタを同心的に、しかもその複数を互いに離間し
て多段に配設することができる。

【００４７】請求項５の発明の水槽装置は、水槽本体
と；水槽本体内の水を被処理水として浄化するように配
設された請求項１ないし４のいずれか一記載の水浄化装
置と；を具備していることを特徴としている。

【００４８】水浄化装置は、水槽本体に対してその内部
に配設する態様、水槽本体の外部に一体的に配設する態
様および水槽本体とは水の循環経路でのみ接続してい
て、水槽本体とは別体として配設する態様のいずれであ
ってもよい。また、水浄化装置が水槽本体の内部に配設
される態様の場合、水浄化装置を水槽の水中に浸漬させ
てもよいし、水面に浮かせてもよいし、さらには水槽内
の水面から上に配設させてもよい。

【００４９】また、水槽に対して複数の水浄化装置を並
列的に、または直列的に接続して用いることができる。

【００５０】さらに、水浄化装置の浄化能力に余裕があ
れば、複数の水槽の水を同時に浄化することも許容され
る。

【００５１】請求項６の発明の水槽装置は、請求項５記
載の水槽装置において、水浄化装置は、導入口が相対的
に下層で、導出口が相対的に上層になるよう水槽本体内
において水中に浸漬された状態で作動するように構成さ
れていることを特徴としている。

【００５２】本発明においては、処理槽内に充満してい
る被処理水がフィルタの光触媒に接触して汚染物質が分
解されると同時に、被処理水は放電ランプの発生熱によ
り加熱されるので、膨張して比重が小さくなることによ
り、処理槽内に下から上に向かう被処理水の対流が生じ
る。このため、処理槽内を上昇した処理水は、導出口か
ら水槽内に排出される。また、これと同時に導入口から
被処理水が導入されて処理槽内に進入し、すなわち水槽
内の水が水浄化装置を通過する循環が行われて、フィル
タの光触媒に接触して汚染物質が分解されて浄化が行わ
れる。以上の動作が放電ランプの点灯中連続的に行われ
るから、ポンプなどの強制的に処理槽に被処理水を供給
する駆動手段が不要になる。

【００５３】しかし、放電ランプの発生熱による対流作
用によって水槽中の水温が上昇する場合であって、それ
が不都合な場合には、適当な冷却手段を併用することが
できる。

【００５４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００５５】図１は、本発明の水浄化装置の第１の実施
形態を示す断面図である。

【００５６】図２は、同じく要部拡大断面図である。

【００５７】図３は、同じくフィルタを示す要部拡大正
面図である。

【００５８】各図において、１は浄化装置本体、２はフ
ィルタ、３は紫外線照射手段である。

【００５９】（浄化装置本体１について）浄化装置本体
１は、導入口１ａ、導出口１ｂおよび処理槽１ｃを備え
ている。導入口１ａは、処理槽１ｃの一端に配設されて
いる。

【００６０】導出口１ｂは、処理槽１ｃの他端に配設さ
れている。

【００６１】処理槽１ｃは、円筒状をなす胴部１ｃ１、
一対の端板１ｃ２、１ｃ２および紫外線透過性保護チュ
ーブ１ｃ３からなる。一対の端板１ｃ２、１ｃ２は、胴
部１ｃ１の両端を水密に閉塞している。また、端板の中
心部には、円形の孔が形成されており、各端板１ｃ２の
それぞれの孔の間紫外線透過性保護チューブ１ｃ３が水
密に装着されている。以上の構造により、処理槽１ｃは
円筒状をなした密閉形の構成である。

【００６２】導入口１ａは、一方の端板１ｃ２に水密に
取り付けられ、導出口１ｂは、他方の端板１ｃ２に取り
付けられている。

【００６３】また、処理槽１ｃの内面は、紫外線反射性
に形成されている。

【００６４】（フィルタ２について）フィルタ２は、図
３に示すように、基体２ａおよび光触媒２ｂからなる。

【００６５】基体２ａは、ガラス繊維製のメッシュから
なる。メッシュは、ガラス繊維を編組して網目構造にし
たものを用いている。

【００６６】光触媒２ｂは、酸化チタンを主体として構
成されており、基体２ａのメッシュに熱可塑性のフッ素
樹脂を主体とするバインダによって担持されている。

【００６７】また、フィルタ２は、特に図２に詳細に示
すように、中心に紫外線透過性保護チューブ１ｃ３の挿
通口２ｃを備えた山傘状をなしていて、その複数が互い
に離間して紫外線透過性保護チューブ１ｃ３に挿通され
ることによって、処理槽１ｃ内に配設されている。

【００６８】フィルタ２を簡単に山傘状にするには、以
下にようにすればよい。

【００６９】すなわち、予め光触媒を担持させたフィル
タ生地を円盤状に打ち抜く。

【００７０】次に、円盤の中心に紫外線透過性チューブ
の径より小さい透光を形成するとともに、透光の周囲に
放射状の好ましくは３個以上の切れ目を入れてフィルタ
２を形成する。

【００７１】最後に、このフィルタ２を紫外線透過性チ
ューブ１ｃ３に圧入すると、フィルタ２は山傘状に変形
した状態で紫外線透過性チューブ１ｃ３に係止される。

【００７２】（紫外線照射手段３について）紫外線照射
手段３は、直管形殺菌ランプからなり、紫外線透過性チ
ューブ１ｃ３内に配設されている。そして、点灯によっ
て発生する紫外線は、紫外線透過性チューブ１ｃ３を透
過してフィルタ２を照射する。

【００７３】（動作について）紫外線照射手段３を点灯
して、配管およびポンプ（いずれも図示しない。）を介
して水槽内の水すなわち被処理水を浄化装置本体１の導
入口１ａから導入すると、被処理水は多段に配設された
複数のフィルタ２のメッシュの間を通過しながら処理槽
１ｃの内部を通流していく。フィルタ２の基体２ａであ
るメッシュに担持された光触媒２ｂは、紫外線照射手段
３によって紫外線照射を受けて活性化しているので、被
処理水の通流過程で汚染物質が光触媒に接触すると、酸
化して分解され、被処理水は浄化される。

【００７４】光触媒は、フィルタ２が山傘状をなしてい
るので、紫外線照射手段３によって各フィルタのほぼ全
面にわたり紫外線が照射される図４は、本発明の水浄化
装置の第２の実施形態を示す一部断面正面図である。

【００７５】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００７６】本実施形態は、脈動ポンプ４を具備してい
る点で異なる。

【００７７】すなわち、浄化装置本体１の導入口１ａを
渦流ポンプからなる脈動ポンプ４の吐出口４ａに接続
し、吸水口４ｂを水槽（図示しない。）に接続するよう
に構成している。したがって、浄化装置本体１の導出口
１ｂは、浄化した処理水を水槽に戻すように水槽に接続
される。

【００７８】そうして、本実施形態においては、脈動ポ
ンプ４によって水槽内の被処理水を導入口１ａを経由し
て処理装置１に送り込むので、吐出水の水圧が脈動する
のに伴ってフィルタ２が振動する。フィルタ２が振動す
るので、光触媒に付着した固形物が振り落とされ、光触
媒作用の低下を防止するとともに、汚染物質の光触媒と
の接触確率を向上する。

【００７９】図５は、本発明の水浄化装置の第３の実施
形態を示す断面図である。

【００８０】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００８１】本実施形態は、処理槽１ｃ、フィルタ２お
よび紫外線照射手段３が異なる。

【００８２】すなわち、処理槽１ｃは、上面が開放して
いる開放形の構成である。

【００８３】フィルタ２は、ガラス繊維ウール状に比較
的粗い密度に集合させてなるメッシュの基体に光触媒を
熱可塑性のフッ素樹脂をバインダとして担持させた構成
であり、処理槽１ｃ内に収納している。

【００８４】紫外線照射手段３は、直管形殺菌ランプか
らなる点では第１の実施形態と同様であるが、被処理水
の上方に位置するように、処理槽１ｃの蓋を兼ねた反射
板３ａに支持されている。

【００８５】図６は、本発明の水浄化装置の第４の実施
形態を示す断面図である。

【００８６】図において、図１と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【００８７】本実施形態は、被処理水中に浸漬して使用
するように構成している点で異なる。

【００８８】すなわち、浄化装置本体１は、円筒状をな
し、下端面に導入口１ａが形成され、多端部近傍の側面
に導出口１ｂが形成されている。そして、導入生口１ａ
の内部側にメカニカルフィルタ５が配設されて、比較的
大きな固形物が処理槽１ｃの内部に進入しないようにな
っている。

【００８９】フィルタ２は、図３に示すような網目構造
体からなるフッ素樹脂の基体２ａに光触媒２ｂを担持さ
せたものを基体の弾力に抗して円筒状に湾曲させて処理
槽１ｃの内面に添接させることにより支持されている。

【００９０】紫外線照射手段３は、Ｕ字状に屈曲した殺
菌ランプからなり、処理槽１ｃのほぼ中心を長手方向に
沿ってパッキング６によって口金側の基端部で支持され
ている。

【００９１】パッキング６は、処理槽１ｃの上端側にお
いて導出口１ｂより上の部分に装着されて紫外線照射手
段３を支持する他、処理槽１ｃ内を処理槽主体部１ｃ４
と電装部１ｃ５とに水密に区分している。

【００９２】処理槽主体部１ｃ４には、フィルタ２およ
び紫外線発生手段３の発光部が収納されている。

【００９３】また、紫外線照射手段３の基端部には高周
波点灯装置７が配設されている。

【００９４】高周波点灯装置７は、電源コード８を介し
て電源から給電される。電源コード８は、ブッシュ９を
介して絶縁および防水的に電装部１ｃ５から外部へ導出
されている。

【００９５】電装部１ｃ５には、パッキング６により遮
断されているので水槽内からの水の進入はなく、また紫
外線照射手段３の口金側の基端部および高周波点灯装置
７を含む電装部品が収納されている。

【００９６】そうして、浄化装置本体１は、水槽中に導
出口１ｂの上までが浸漬された状態で使用されるので、
導入口１ａおよび導出口１ｂから水槽の水が進入して処
理槽１ｃ内入っている。

【００９７】最初、紫外線照射手段３が点灯していない
か、点灯直後の状態においては、処理槽主体部１ｃ４内
に水流は生じていない。

【００９８】次に、紫外線照射手段３が点灯して紫外線
をフィルタ２の照射するとともに、温度上昇すると、処
理槽内の水が加熱されて温度上昇するのに伴って処理槽
１ｃ内を上昇する対流を生じて導出口１ｂから水槽中に
排出される。これと同時に導出口１ａからメカニカルフ
ィルタ５を通過して相対的に冷えた水が進入する。水が
処理槽１ｃの内部を上へ移動する過程でフィルタ２の光
触媒に被処理水中の汚染物質が接触して分解され浄化が
行われる。すなわち、本実施形態においては、被処理中
の温度上昇に伴って生じる対流を利用して被処理水を循
環させるので、ポンプなどの格別の水流発生手段を具備
する必要がなく、構造の簡素化を図るのに好都合であ
る。

【００９９】図７は、本発明の水浄化装置の第５の実施
形態を示す断面図である。

【０１００】図において、図６と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１０１】本実施形態は、水槽への取付手段を備えて
いる点で異なる。

【０１０２】すなわち、水槽１０の上縁に係止する係止
腕１１および姿勢補正用凸子１２を浄化装置本体１の背
面に形成している。なお、水槽１０の上縁には金属枠１
０ａが装着されている。

【０１０３】そうして、水槽１０の上縁に金属枠１０ａ
が装着されていても、係止腕１１は金属枠１０ａに係止
可能なように形成されており、姿勢補正用凸子１２は水
槽１０のガラス板部分の内面に当接するので、浄化装置
本体１は正立状態で所定位置に取り付けられる。

【０１０４】図８は、本発明の水浄化装置の第６の実施
形態を示す断面図である。

【０１０５】図において、図６と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１０６】本実施形態は気泡による水流発生手段１３
を備えている点で異なる。

【０１０７】すなわち、浄化装置本体１の処理槽１ｃの
上端部に区分された電装部１ｃ５内にエアーポンプ１３
ａを配設して、エアーポンプ１３ａからな圧縮空気を、
処理槽主体部１ｃ３の下端部近傍まで延在させたエアー
チューブ１３ｂの先端から吹き出すようにして水流発生
手段１３を構成している。

【０１０８】そうして、エアーチューブ１３ｂの先端か
ら空気を吹き出すと、吹き出された空気は、多数の気泡
になって処理槽１ｃの上方に移動し、導出口１ｂから水
槽内に吹き出す。これに伴って、処理槽１ｃ内には上方
へ向かう水流が生じるとともに、気泡を形成している空
気中の酸素の一部は被処理水中に溶解して溶存酸素濃度
を高める。

【０１０９】このようにして、処理槽１ｃ中に水流が生
じるので、水槽中の水が循環されながら浄化が行われ
る。

【０１１０】また、気泡の吹き出しにより、魚貝類に必
要な酸素補給が行われる。

【０１１１】さらに、気泡が処理槽１ｃ中を上方へ移動
する際に、フィルタ２の光触媒の表面にたとえ分解され
ない固形物が付着したとしても、気泡と水の交互接触に
よって振るい落とされやすくなる。

【０１１２】なお、紫外線は、気泡によって殆ど減衰し
ないので、光触媒作用に悪影響はない。

【０１１３】図９は、本発明の水浄化装置の第７の実施
形態を示す断面図である。

【０１１４】図において、図６と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１１５】本実施形態は、フィルタ２が異なる。

【０１１６】すなわち、フィルタ２は、螺旋状に成形さ
れており、紫外線照射手段３を水密に包囲する紫外線透
過性チューブ１４の外側面に装着されている。もちろ
ん、フィルタ２は、基体を構成するガラス繊維からなる
メッシュに光触媒を担持させている。

【０１１７】紫外線透過性チューブ１４は、有底筒状を
なしており、開放端部をパッキング６に水密に支持する
ことにより処理槽１ｃ中に保持されている。

【０１１８】そうして、本実施形態においては、紫外線
照射手段３である放電ランプの点灯により被処理水の温
度上昇によって上方へ移動する水流を生じるが、フィル
タ２のメッシュの間を通過する流れと、フィルタ２の螺
旋面に沿った流れとが生じる。

【０１１９】光触媒を担持する基体のメッシュを相対的
に小さく設定することにより、被処理水はフィルタ２の
螺旋面に沿って螺旋を描きながら導入口１ａから導出口
１ｂへ移動する流れの占める割合が多くなる。

【０１２０】反対に、基体のメッシュを相対的に大きく
設定することにより、メッシュの間を通過する流れの割
合が多くなる。

【０１２１】上記のいずれの態様においても、被処理水
の光触媒との接触は十分に得られ、浄化処理の高い効率
が高くなる。

【０１２２】図１０は、本発明の水浄化装置の第８の実
施形態を示す断面図である。

【０１２３】図において、図８と同一部分については同
一符号を付して説明は省略する。

【０１２４】本実施形態は、水槽内に浮遊するように構
成した点で異なる。

【０１２５】すなわち、処理槽１ｃの電装部１ｃ５の径
を拡大することにより、電装部１ｃ５の容積を大きくし
てフロートを兼ねさせたものである。

【０１２６】したがって、本実施形態の水浄化装置を水
槽中に投入すると、フロートの部分を水上に出し、処理
槽主体部１ｃ４が水中に垂下して水槽中を浮遊する。

【０１２７】なお、処理槽主体部１ｃ４が軽い場合には
下部に重りを付設すればよい。

【０１２８】そうして、本実施形態においては、水槽の
大きさおよび構造の如何にかかわらず適応性が高い水浄
化装置を得ることができる。

【０１２９】図１１は、本発明の水浄化装置の第９の実
施形態を示す断面図である。

【０１３０】図において、図１０と同一部分については
同一符号を付して説明は省略する。

【０１３１】本実施形態は、横置き状態で水槽内に浮遊
するように構成した点で異なる。

【０１３２】すなわち、角柱状の処理槽１ｃの内部を水
密の隔壁１ｄによって長手方向に沿って上下に２分し
て、下半部を処理槽主体部１ｃ４とし、上半部をフロー
トを兼ねた電装部１ｃ５としたものである。そして、処
理槽主体部１ｃ４の一端に下向きに導入口１ａを、また
他端に下向きに導出口１ｂを、それぞれ配設している。

【０１３３】紫外線発生手段３は、全体としてＵ字状を
なしているが、口金側の基端部近傍でさらに直角に折曲
されて、長手方向に沿った図に示す断面において逆Ｌ字
状をなしている。

【０１３４】水流発生手段１３は、モーター１３ｃおよ
びこれによって駆動されるプロペラ１３ｄから構成され
ており、プロペラ１３ｄは導入口１ａに近接位置に配設
されている。なお、１４はプロペラ軸が回転自在に挿通
している防水ブッシュである。

【０１３５】フィルタ２は、処理槽主体部１ｃ４の横断
面四角形の紫外線反射性の内面に沿って配設されてい
る。

【０１３６】そうして、本実施形態においては、電装部
１ｃ５をフロートとして処理槽主体部１ｃ４が水槽内の
水面近くに横置き状態で水没してプロペラ１３ｄの回転
によって生じる水流が導入口１ａから被処理水を処理槽
主体部１ｃ４内に導入して、フィルタ２の光触媒によっ
て浄化処理してから、導出口１ｂから水槽内に戻す。

【０１３７】本実施形態においては、水浄化装置が横置
き状態で水槽内に水面近傍に浮遊しながら水を浄化する
ので、水槽内の水深が浅い場合であっても問題なく使用
することができる。

【０１３８】図１２は、本発明の水槽装置の第１の実施
形態を示す概念的正面図である。

【０１３９】図において、２１は水槽、２２は水浄化装
置、２３は吸水ホース、２４はメカニカルフィルタ、２
５は吐水ホースである。

【０１４０】水浄化装置２２は、図４に示すものと同一
構造であり、水槽２１とは離間して配設されている。

【０１４１】吸水ホース２３は、先端が水槽２１内に挿
入され、基端が渦流ポンプからなる脈流ポンプ４の吸水
口４ｂに接続して、水槽２１内から被処理水を吸水して
水浄化装置２２に給水する。

【０１４２】メカニカルフィルタ２４は、吸水ホース２
３の先端に配設されて、比較的大きな固形物をろ過して
水浄化装置２２に入らないように阻止する。

【０１４３】吐水ホース２５は、先端が水槽２１内に挿
入され、基端が水浄化装置２２の導出口１ｂに接続され
て浄化済みの処理水を水槽２１内に戻す。

【０１４４】図１３は、本発明の水槽装置の第２の実施
形態を示す概念的正面図である。

【０１４５】図において、図１２と同一部分については
同一符号を付して説明は省略する。

【０１４６】本実施形態は、水浄化装置２２が図６に示
すのと基本的に同様な構造である点で異なる。

【０１４７】すなわち、水浄化装置２２は、起立状態で
水槽２１内に浸漬されて使用に供される。そして、水槽
２１に対して浸漬深さおよび姿勢を固定するために、背
面に吸盤２２ａが取り付けられており、水槽２１の内壁
面に吸着されるように構成されている。

【０１４８】

【発明の効果】請求項１ないし４の各発明によれば、導
入口、導出口および処理槽を備えた浄化装置本体の処理
槽内にガラス繊維製のメッシュを基体として基体に光触
媒を担持させてなるフィルタを配設して、被処理水がフ
ィルタのメッシュの光触媒に接触しながら処理槽内を通
流するようにするとともに、光触媒に紫外線を照射する
紫外線照射手段を配設したことにより、紫外線がメッシ
ュの間を通過して紫外線照射手段から遠い位置にある光
触媒をも活性化させ光触媒全体を活性化しやすくなり、
浄化効率を高くして装置の小形化を可能にするととも
に、フィルタがガラス繊維の基体に光触媒を担持させて
なるので、基体が紫外線によって分解されることがない
ばかりか、被処理水に対しても悪影響を与えないし、ま
た被処理水に対する耐久性に優れる水浄化装置を提供す
ることができる。

【０１４９】請求項２の発明によれば、加えてフィルタ
が板状をなしているとともに、被処理水の通流方向に互
いに離間して多段に配置されていることにより、光触媒
の全体を紫外線照射して活性化しやすいとともに、被処
理水中の汚染物質が光触媒に接触する確率を高めて高い
浄化能力を有する割にフィルタが被処理水の通流に対し
て大きな抵抗にならない水浄化装置を提供することがで
きる。

【０１５０】請求項３の発明によれば、加えて脈動ポン
プによって被処理水が浄化装置本体内を通流するための
水流を形成させるように構成したことにより、フィルタ
が脈動する水流のために揺動して光触媒の表面に分解さ
れない固形物が付着しても振り払われやすくなり、光触
媒の活性低下を防止するとともに、被処理水中の汚染物
質の光触媒への接触確率が高くなる水浄化装置を提供す
ることができる。

【０１５１】請求項４の発明によれば、加えて紫外線照
射手段として片口金形の放電ランプを用いることによ
り、放電ランプを被処理水中に浸漬しても電気絶縁処理
を容易にすると同時に、放電路長を大きくして紫外線出
力を多くした水浄化装置を提供することができる。

【０１５２】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
４の効果を有する水槽装置を提供することができる。

【０１５３】請求項６の発明によれば、加えて水槽内に
水浄化装置を浸漬された状態で使用する水槽装置を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水浄化装置の第１の実施形態を示す断
面図

【図２】同じく要部拡大断面図

【図３】同じくフィルタを示す要部拡大正面図

【図４】本発明の水浄化装置の第２の実施形態を示す一
部断面正面図

【図５】本発明の水浄化装置の第３の実施形態を示す断
面図

【図６】本発明の水浄化装置の第４の実施形態を示す断
面図

【図７】本発明の水浄化装置の第５の実施形態を示す断
面図

【図８】本発明の水浄化装置の第６の実施形態を示す断
面図

【図９】本発明の水浄化装置の第７の実施形態を示す断
面図

【図１０】本発明の水浄化装置の第８の実施形態を示す
断面図

【図１１】本発明の水浄化装置の第９の実施形態を示す
断面図

【図１２】本発明の水槽装置の第１の実施形態を示す概
念的正面図

【図１３】本発明の水槽装置の第２の実施形態を示す概
念的正面図

【符号の説明】

１…浄化装置本体 １ａ…導入口 １ｂ…導出口 １ｃ…処理槽 １ｃ１…胴部 １ｃ２…端板 １ｃ３…紫外線透過性チューブ ２…フィルタ ３…紫外線照射手段 ４…脈動ポンプ ４ａ…吐水口 ４ｂ…吸水口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B104 CA03 EA01 ED09 ED36 EE09 EF09 EF12 4D037 AA09 AB02 AB03 BA18 CA02 4D050 AA08 AB06 AB35 BB20 BC06 BC09 CA07 4G069 AA03 BA48A CA05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被処理水を導入する導入口、処理水を導出
   する導出口および導入口と導出口との間に位置する処理
   槽を備えた浄化装置本体と；ガラス繊維製のメッシュを
   基体として基体に光触媒物質を担持させてなり、被処理
   水がメッシュの光触媒に接触しながら通流するように浄
   化装置本体の処理槽内に配設されたフィルタと；フィル
   タの光触媒物質に紫外線を照射するように配設された紫
   外線照射手段と；を具備していることを特徴とする水浄
   化装置。
2. 【請求項２】フィルタは、それぞれ板状をなしていると
   ともに、被処理水の通流方向に互いに離間して多段に配
   置されていることを特徴とする請求項１記載の水浄化装
   置。
3. 【請求項３】被処理水が浄化装置本体内を通流するよう
   に水流を形成する脈動ポンプを具備していることを特徴
   とする請求項１または２記載の水浄化装置。
4. 【請求項４】紫外線照射手段は、発光部が被処理水中に
   浸漬され口金部が被処理水外に突出して配設される屈曲
   形状を備えた片口金形の細長い放電ランプ；浄化装置本
   体は、処理槽が放電ランプの発光部を包囲して細長く形
   成され、導入口および導出口が処理槽の長手方向の両端
   側に離間して配設されている；ることを特徴とする請求
   項１ないし３のいずれか一記載の水浄化装置。
5. 【請求項５】水槽本体と；水槽本体内の水を被処理水と
   して浄化するように配設された請求項１ないし４のいず
   れか一記載の水浄化装置と；を具備していることを特徴
   とする水槽装置。
6. 【請求項６】水浄化装置は、導入口が相対的に下層で、
   導出口が相対的に上層になるよう水槽本体内において水
   中に浸漬された状態で作動するように構成されているこ
   とを特徴とする請求項５記載の水槽装置。