(57)【要約】      （修正有）【課題】殺菌及び有機物分解機能を有する浄水装置を提供する。【解決手段】筐体１００と、少なくとも１つの光触媒ユニット２００とを含む浄水装置であって、筐体１００は、円筒状構造で受容空間を有する管体１１０と、受容空間に設けられる少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０と、及び少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０に連結して電力を提供する電力ユニット１３０とを有し、少なくとも１つの光触媒ユニット２００は、繊維状であり、浄水装置が容器本体５００の内部にある水受容空間５１０に設けられた場合に、筐体１００における少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０は、水受容空間５１０へ紫外線を照射し、かつ、少なくとも１つの光触媒ユニット２００は、水受容空間５１０に浮いて、少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０と一定の距離を保って、光触媒反応によって浄水装置の殺菌及び有機物分解の機能を有する。【選択図】図２
0003233596.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、少なくとも１つの光触媒ユニットとを含む浄水装置であって、
前記筐体は、円筒状構造で受容空間を有する管体と、前記受容空間に設けられる少なくとも１つの紫外線ランプ管と、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管に連結して電力を提供する電力ユニットとを有し、
前記少なくとも１つの光触媒ユニットは、繊維状であり、
前記浄水装置が容器本体の内部にある水受容空間に設けられた場合に、前記筐体における前記少なくとも１つの紫外線ランプ管は、前記水受容空間へ紫外線を照射し、
前記少なくとも１つの光触媒ユニットは、前記水受容空間に浮いて、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管と一定の距離を保って、光触媒反応によって前記浄水装置の殺菌及び有機物分解の機能を提供することを特徴とする、浄水装置。
【請求項２】
前記管体は、石英ガラス管であることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項３】
前記紫外線の波長は、１８５nm及び／又は２５４nmであることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項４】
前記電力ユニットは、一次電池、充電式電池、又は交流電源であることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光触媒ユニットの形状は、中実円筒状、中空円筒状、内面にネジ山がある中空円筒状、表面に通気孔がある中空円筒状、又は内面にネジ山があり、かつ表面に通気孔がある中空円筒状であることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項６】
前記光触媒ユニットの材料は、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化スズ、又は硫化カドミウムであることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項７】
前記容器本体の内部に設けられる少なくとも１つの固定ブラケットを有し、
前記固定ブラケットは、前記少なくとも１つの光触媒ユニットを置くために用いられることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項８】
前記管体の内部には、紫外光強度検知ユニットをさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項９】
前記容器本体に設けられる出水口と、前記出水口に設けられる微粒子カウンターユニットとをさらに有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の浄水装置。
【請求項１０】
光触媒ユニットを含む浄水ユニットであって、
前記光触媒ユニットは、繊維状であり、水受容空間に浮いて、紫外線光源と一定の距離を保って、光触媒反応によって前記浄水ユニットの殺菌及び有機物分解の機能を提供することを特徴とする、浄水ユニット。
【請求項１１】
前記光触媒ユニットの形状は、中実円筒状、中空円筒状、内面にネジ山がある中空円筒状、表面に通気孔がある中空円筒状、又は内面にネジ山があり、かつ表面に通気孔がある中空円筒状であることを特徴とする、請求項１０に記載の浄水ユニット。
【請求項１２】
前記光触媒ユニットの材料は、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化スズ、又は硫化カドミウムであることを特徴とする、請求項１０に記載の浄水ユニット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１８年３月３０日に出願された台湾出願第１０７２０４１４２号、及び２０１８年４月１６日に出願された中国出願第２０１８２０５３５６９７．６号に基づく優先権を主張するものであり、当該出願の全内容を参照により本出願に援用する。
【０００２】
本考案は、浄水装置に関し、特に、紫外線及び光触媒によって殺菌及び有機物分解機能を提供する浄水装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、日晒しは、最も便利で安価な消毒方法として公知されているが、欠点として良い天候環境でしか行われない。なお、日光には、殺菌能力を有するＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）のＣ波が含まれるが、約９９％の紫外線放射線が地球のオゾン層によって吸収され、地面に届くＣ波が非常に微量である。
【０００４】
より効果的かつ集中的に殺菌の目的を達成するために、人工的なＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）放射源が発明されている。その原理としては、特定の気体に電流を流せ、衝突によって励起状態となり、そして、励起状態から基底状態に遷移する際に余分なエネルギーが放出されることにより、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）を生じる。
【０００５】
殺菌が速くて簡便で、化学薬品の残留が無いため、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）殺菌技術は、水浄化を必要とする分野に広く使用されている。例えば、電子半導体、光電、精密機械等の業界では、技術中には大量な純水によって薬品処理後の残り垢を洗浄する必要がある。
【０００６】
パネル製造業界を例として説明すると、その技術には、配列（Ａｒｒａｙ）、パネル組立（Ｃｅｌｌ）、及びモジュール（Ｍｏｄｕｌｅ）等の工程が含まれる。ほとんどの業者は、中央給水方式によって洗浄用水を生産現場に提供するが、その管路が非常に長いため、汚染されやすい。既知の浄水装置は、いずれも殺菌を目的とするものであるから、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）のＣ波による照射に集中している。
【０００７】
しかしながら、配列（Ａｒｒａｙ）工程においても様々な有機物が洗い流されるので、水中には、ある程度の濃度の有機酸、有機塩基、アンモニア性窒素が存在する。それにより、細菌増殖の栄養を提供する可能性があるだけでなく、後の工程においての有機物の粘着、パネルのドット落ち、又は画像の輝度ムラ（ＭＵＲＡ）等の問題を生じる可能性もある。
【０００８】
なお、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）のＣ波の波長が短く、相対的に透過距離も短いため、照射できない死角領域での殺菌が不完全となり、処理できる有効水量も制限される。こんな状況を解消するために、既知の技術は、通常、複数のランプ管又は循環設計を採用しているが、エネルギー消費が多くなるという問題を招くことになる。
【０００９】
ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）の真空（Ｖａｃｕｕｍ）域は、殺菌能力がＣ波より低いが、水分子の結合を切ってヒドロキシルラジカル（ＯＨ-）を生じることができるので、水中の有機物の分解に用いられ、しかし、Ｃ波に比べて波長及び透過距離が短いため、光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）と一緒に用いられることが多い。
【００１０】
石英ガラス管は、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）のＣ波に対する透過率が最も高い、熱膨張係数が非常に小さく、激しい温度変化に耐えられ、かつフッ化水素酸以外の酸と化学反応しないため、紫外線ランプ管の管体としてよく利用されている。
【００１１】
図１は、既知の浄水装置の構造模式図である。図１に示すように、容器本体１０は、水受容空間を有する。既知の技術は、石英ガラス管２０の表面に光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）を塗布することで、ＵＶの有機物分解能を向上させるが、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ-）が光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）の表面のみに生じるため、有機物を分解できる範囲は、石英ガラス管２０の付近に制限される。よって、上記の状況を解消するために、既知の技術は、複数のランプ管又は循環設計を採用しているが、同じくエネルギーの消費や照射できない死角領域の存在等の問題がある。
【００１２】
なお、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）が非可視光であるため、使用者は、蛍光灯の判断基準で紫外線ランプ管の動作が正常であるかどうかを判断することが多い。そのため、効力がなくなったランプ管を続けて使用し、殺菌又は有機物の分解を達成できない場合がある。既知の技術は、タイマーを利用して紫外線ランプ管の残り寿命をカウントダウンすることにより、使用者に対してランプ管を交換すべき時間を提示する。しかしながら、このような方法は、不精確や各紫外線ランプ管の差を考慮できない等の問題がある。そのため、本分野は、新たな浄水装置が求められている。
【考案の概要】
【００１３】
本考案は、光触媒ユニットを有する浄水装置の提供を目的とする。前記光触媒ユニットは、繊維状であり、石英ガラス管と一定の距離を保つ。それにより、光触媒反応は、石英ガラス管の表面のみに生じるものではない。また、水との接触表面積を大きくすることにより、光触媒反応の範囲を広くして、照射死角領域を大幅に減少することもできる。
【００１４】
本考案のもう１つの目的は、光触媒ユニットの数を増加することにより、より多い水量を処理する目的を達成できる浄水装置を提供する。それにより、より多いランプ管を使ってエネルギー消費が多くなるという問題を解消できる。
【００１５】
また、本考案のもう１つの目的は、紫外光強度検知ユニットを有する浄水装置を提供する。それにより、紫外線ランプ管の照射強度値がデフォルト値より低いと、交換通知が提示される。
【００１６】
さらに、本考案のもう１つの目的は、微粒子カウンターユニットを有する浄水装置を提供する。それにより、前記水受容空間の光触媒ユニットが劣化して光触媒の微粒子濃度がデフォルト値より高いと、交換通知が提示される。
【００１７】
上記の目的を達成するために、本考案は、筐体と、少なくとも１つの光触媒ユニットとを含む浄水装置であって、前記筐体は、円筒状の構造で受容空間を有する管体と、前記受容空間に設けられる少なくとも１つの紫外線ランプ管と、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管に連結して電力を提供する電力ユニットとを有し、前記少なくとも１つの光触媒ユニットは、繊維状であり、また、前記浄水装置が容器本体の内部にある水受容空間に設けられた場合に、前記筐体における前記少なくとも１つの紫外線ランプ管は、前記水受容空間へ紫外線を照射することができ、前記少なくとも１つの光触媒ユニットは、前記水受容空間に浮いて、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管と一定の距離を保って、光触媒反応によって前記浄水装置の殺菌及び有機物分解の機能を提供する、浄水装置を提供する。
【００１８】
１つの実施例において、前記管体は、石英ガラス管である。
【００１９】
１つの実施例において、前記紫外線の波長は、１８５nm及び／又は２５４nmである。
【００２０】
１つの実施例において、前記電力ユニットは、一次電池、充電式電池、又は交流電源である。
【００２１】
１つの実施例において、前記少なくとも１つの光触媒ユニットの形状は、中実円筒状、中空円筒状、内面にネジ山がある中空円筒状、表面に通気孔がある中空円筒状、又は内面にネジ山があり、かつ表面に通気孔がある中空円筒状である。
【００２２】
１つの実施例において、前記少なくとも１つの光触媒ユニットの材料は、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化スズ、又は硫化カドミウムである。
【００２３】
１つの実施例において、前記浄水装置は、前記容器本体の内部に設けられる少なくとも１つの固定ブラケットを含む。前記固定ブラケットは、前記少なくとも１つの光触媒ユニットを置くために用いられる。
【００２４】
１つの実施例において、前記管体の内部には、紫外光強度検知ユニットをさらに有する。前記紫外光強度検知ユニットは、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管の照射強度値を検知するために用いられる。
【００２５】
１つの実施例において、前記浄水装置は、前記容器本体に設けられる出水口と、前記出水口に設けられる微粒子カウンターユニットとをさらに含む。前記微粒子カウンターユニットは、前記水受容空間の光触媒の微粒子濃度を検知するために用いられる。
【００２６】
本考案は、光触媒ユニットを有する浄水ユニットを提供する。前記光触媒ユニットは、繊維状であり、水受容空間に浮いて、紫外線光源と一定の距離を保って、光触媒反応によって前記浄水ユニットの殺菌及び有機物分解の機能を提供する。
【００２７】
１つの実施例において、前記光触媒ユニットの形状は、中実円筒状、中空円筒状、内面にネジ山がある中空円筒状、表面に通気孔がある中空円筒状、又は内面にネジ山があり、かつ表面に通気孔がある中空円筒状である。
【００２８】
１つの実施例において、前記光触媒ユニットの材料は、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化スズ、又は硫化カドミウムである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】既知の浄水装置の構造模式図である。
【図２】本考案の好ましい実施例に係る浄水装置の構造模式図である。
【図３】本考案の他の好ましい実施例に係る浄水装置の構造模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００３０】
本考案の目的、技術方法、利点をより明確にするため、以下、具体の実施例及び図面を参照しながら、本考案をより詳しく説明する。
【００３１】
図２は、本考案の好ましい実施例に係る浄水装置の構造模式図である。
【００３２】
図２に示すように、本考案の浄水装置は、筐体１００と、少なくとも１つの光触媒ユニット２００とを含む。
【００３３】
前記筐体１００は、円筒状の構造で受容空間を有する管体１１０と、前記受容空間に設けられる少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０と、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０に連結して電力を提供する電力ユニット１３０とを有する。
【００３４】
前記少なくとも１つの光触媒ユニット２００は、繊維状である。
前記浄水装置が容器本体５００の内部にある水受容空間５１０に設けられた場合に、前記筐体１００における前記少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０は、前記水受容空間５１０へ紫外線を照射することができる。前記少なくとも１つの光触媒ユニット２００は、前記水受容空間５１０に浮いて、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０と一定の距離を保って、光触媒反応によって前記浄水装置の殺菌及び有機物分解の機能を提供する。
【００３５】
前記管体１１０は、例えば、石英ガラス管であるが、これに限定されるものではない。前記紫外線の波長は、１８５nm及び／又は２５４nmである。前記電力ユニット１３０は、例えば、一次電池、充電式電池、又は交流電源であるが、これらに限定されるものではない。
【００３６】
１つの実施例において、本考案の前記少なくとも１つの光触媒ユニット２００は、中空円筒状であってもよく、その全体が高密度の光触媒材料からなり、かつ表面にも光触媒材料が均一に散布されており、また、内部にサイズが異なる空洞構造を有し、それにより、前記水受容空間にある水（図示せず）を透過させることができる。
【００３７】
前記少なくとも１つの光触媒ユニット２００の形状は、例えば、中実円筒状、中空円筒状、内面にネジ山がある中空円筒状、表面に通気孔がある中空円筒状、又は内面にネジ山があり、かつ表面に通気孔がある中空円筒であるが、これらに限定されるものではない。前記少なくとも１つの光触媒ユニット２００の材料は、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化スズ（ＳｎＯ2）、又は硫化カドミウム（ＣｄＳ）であるが、これらに限定されるものではない。
【００３８】
本考案の浄水装置能は、前記少なくとも１つの光触媒ユニット２００と水（図示せず）との接触表面積を大きくすることにより、光触媒反応の効率及びヒドロキシルラジカル（ＯＨ−）の濃度を増加し、殺菌及び水中の有機物処理の範囲を広くすることができる。
【００３９】
なお、光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）の材料、例えば、二酸化チタン（ＴｉＯ2）は、バンドギャップが約３.２ｅＶであり、波長が３８７.５ｎｍである光の有するエネルギーに相当する。即ち、二酸化チタン（ＴｉＯ2）が光触媒反応を起こすためには、少なくとも波長が３８７.５nm未満であるＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）を提供することが必須である。
【００４０】
なお、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）が可視光ではないため、使用者は、蛍光灯の判断基準で紫外線ランプ管の動作が正常であるかどうかを判断することが多い。そのため、効力がなくなったランプ管は続けて使用され、定時に交換されず、要求される効果を達成することができない。
【００４１】
既知の技術は、使用者に紫外線ランプ管交換通知を提示するために、タイマーを利用することで、紫外線ランプ管の残り寿命のカウントダウン機能を提供しているが、不精確及び各紫外線ランプ管の差を考慮できない等の問題がある。
【００４２】
図３は、本考案のもう１つの好ましい実施例に係る浄水装置の構造模式図である。
【００４３】
図３に示すように、本考案の浄水装置における前記管体１１０の内部には、紫外光強度検知ユニット３００をさらに有する。前記紫外光強度検知ユニット３００は、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０の照射強度値を検知するために用いられる。それにより、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管１２０の実況をより精確に把握でき、かつ、前記照射強度値がデフォルト値より低いと、交換通知が提示される。その作用原理は、既知の技術であるため、その説明を省略する。
【００４４】
前記浄水装置は、例えば、前記容器本体５００の内部に設けられる少なくとも１つの固定ブラケット（図示せず）をさらに含むが、これに限定されるものではない。前記固定ブラケットは、前記少なくとも１つの光触媒ユニット２００を置くために用いられる。
【００４５】
前記浄水装置は、前記容器本体５００に設けられる出水口５２０と、前記出水口５２０に設けられる微粒子カウンターユニット４００とをさらに含む。前記微粒子カウンターユニット４００は、前記水受容空間５１０の光触媒の微粒子濃度を検知するために用いられる。それにより、前記光触媒が劣化して前記光触媒の微粒子濃度がデフォルト値より高いと、交換通知が提示される。前記微粒子カウンターユニット４００は、例えば、微粒子の検知及びカウンターを行うための光学センサーであるが、これに限定されるものではない。その作用原理は、既知の技術であるため、その説明を省略する。
【００４６】
なお、本考案は、前記光触媒ユニットを有する浄水ユニットを提供する。前記光触媒ユニットは、繊維状であり、水受容空間に浮いて、紫外線光源と一定の距離を保って、光触媒反応によって前記浄水ユニットの殺菌及び有機物分解の機能を提供する（いずれも図示せず）。
【００４７】
以下、本考案の原理について説明する。
【００４８】
ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）の作用原理
ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）とは、波長が１０nm〜４００nmの電磁波であり、その波長が可視光より短い。ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）は、１８０１年に発見され、１８７７年にイギリスの科学者は、枯草菌、芽胞菌をＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）で殺する実験を行い、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）が殺菌能力を持っていることを証明した。１９６５年にＳｙｋｅｓらは、波長が２４０〜２８０nmであるＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）の殺菌能力が最も強いことを発見した。
【００４９】
ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）の殺菌メカニズムは、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）の電離放射エネルギーを利用して微生物の細胞膜を透過する時に、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）が微生物の核酸、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）、リボ核酸（ＲＮＡ）等によって吸収され、それらの構造及び核酸の分子結合を破壊し、微生物を不活化や死滅させることにより、殺菌の目的を達成する。
【００５０】
全ての微生物において、グラム陰性桿菌（ｇｒａｍ  ｎｅｇａｔｉｖｅ  ｒｏｄｓ）は、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）に対して一番敏感であり、最も容易に殺菌される。その次、ブドウ球菌属（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐｐ．）、レンサ球菌属（Ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｓｐｐ．）、及び細菌胞子も、容易に殺菌される。
【００５１】
ＤＮＡは、Ｃ波の２５４nmの波長で最大吸収ピークを持つ。また、２５４nmの紫外光は、殺菌力が強い直射日光の約１６００倍であり、最も殺菌能力を有する波長と考えられるが、その波長が短く、相対的に透過距離も短いため、照射できない死角領域での殺菌が不完全となる。
【００５２】
ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）の真空（Ｖａｃｕｕｍ）域の波長は、１００nm〜２００nmである。その中に、１８５nmの紫外光は、殺菌能力が２５４nmの紫外光より低いが、６４７kJ/moleの高いエネルギーを有するため、水中の有機物の化学結合を切って、それを二酸化炭素及び水に分解することができる。上記の反応は、式（１）に示す通りである。
【００５３】
Ｈ2Ｏ（ＵＶ１８５nmの照射）→Ｈ+＋ＯＨ-
有機物＋ＯＨ-→ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ                        ・・・（１）
【００５４】
２５４nmの紫外光は、４７１kJ/moleのエネルギーしか有してないため、解離エネルギーを達成できない。１８５nmの紫外光は、２５４nmの紫外光の補強として用いることができる。各化学結合及びその解離エネルギーは、表１に示されている。
【００５５】
【表１】
0003233596.tif 000003
【００５６】
なお、１８５nmの紫外光は、反応式（１）に示すように、そのまま水分子からヒドロキシラジカル（ＯＨ-）を生じて水中の有機物の化学結合を解離させるだけでなく、２５４nmの紫外光と共に作用する場合には、水中の酸素分子をオゾン（Ｏ3）及び酸素ラジカル（Ｏ-）に形成させ、さらにヒドロキシラジカル（ＯＨ-）を生成することができる。上記の反応は、式（２）に示す通りである。
【００５７】
３／２  Ｏ2（ＵＶ１８５nmの照射）→Ｏ3
Ｏ3（ＵＶ２５４nmの照射）→Ｏ2＋Ｏ-
Ｏ2＋２Ｏ-＋Ｈ2Ｏ（ＵＶ２５４nmの照射）→Ｏ2＋２ＯＨ-      ・・・（２）
【００５８】
各酸化物の酸化電位は、表２に示す通りである。表２から分かるように、１８５nmの紫外光と２５４nmの紫外光との協同作用によって生成したヒドロキシラジカル（ＯＨ-）及びオゾン（Ｏ3）は、酸化電位が高いため、水中の有機物の化学結合を解離する能力がより強く、水中の有機物をより有効に分解することができる。
【００５９】
【表２】
0003233596.tif 000004
【００６０】
しかしながら、１８５nm及び２５４nmの紫外光は、いずれも波長及び透過距離が短いため、それらの作用範囲が制限される。
【００６１】
光触媒の作用原理
光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）は、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）の照射後、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）のエネルギーを吸収し、電子が基底状態からより高いエネルギーレベルに励起され、価電子帯（ｖａｌｅｎｃｅ  ｂａｎｄ）の１つの電子を伝導帯（ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  ｂａｎｄ）に上げて一対となる自由電子-正孔を生成する。電子と酸素分子は、ペルオキシラジカル（Ｏ２-）を生成する。正孔と水分子は、ヒドロキシルラジカル（ＯＨ-）を生成する。上記のラジカルは、いずれも水中の有機物を二酸化炭素及び水に分解することができるから、浄化効果を達成することができる。
【００６２】
なお、光触媒反応によって大量に生成されたヒドロキシルラジカル（ＯＨ-）も、細菌の表面に酸化還元反応を行うことによって殺菌の効果を達成することができる。これは既知の技術であるため、その説明を省略する。
【００６３】
また、半導体材料は、いずれも光触媒の特性を有するが、通常、その駆動エネルギーが高い、かつ、その一部が酸性又はアルカリ性の環境で変性しやすく、化学的な又は光化学的な腐食性を生じるため、浄水用に適していない。
【００６４】
よく使われている光触媒材料は、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化スズ（ＳｎＯ2）、硫化カドミウム（ＣｄＳ）等が挙げられる。そのうち、二酸化チタン（ＴｉＯ2）は、溶解性が低く、安定性が高く、無毒性で、安くて、かつ室温で作業できる等の利点があるため、広く使われている。
【００６５】
光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）は、ＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ、紫外線）照射によって殺菌及び水中の有機物を分解することができるが、それらの反応はいずれも光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）の表面にしか生じない。よって、光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）と水との接触表面積の増加は、重要な課題となる。
【００６６】
本考案の光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）ユニットは、繊維状であり、光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）材料からなる重合体であり、かつ、従来技術のように石英ガラス管の表面に塗布されるものではなく、石英ガラス管と一定の距離を保って水の流れに沿って浮くものであり、また、固定ブラケットに設けられてもよく、いずれも石英ガラス管と接触しない。
【００６７】
殺菌及び水中の有機物を分解する光触媒反応は、光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）ユニットの表面にしか生じない。しかし、本考案において、光触媒ユニットは石英ガラス管から離れることができるため、上記の光触媒反応が石英ガラス管の表面のみに生じるものではない。本考案の光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）ユニットは、水との接触表面積を大きくすることにより、殺菌及び水中の有機物分解処理の範囲を広くして、既知の技術の照射死角領域という問題を大幅に減少することができる。
【００６８】
なお、本考案は、光触媒（ｐｈｏｔｏ  ｃａｔａｌｙｓｔ）ユニットの数を増加することにより、より多い水量を処理する目的を達成することができる。それにより、より多いランプ管を使ってエネルギー消費が多くなるという問題を解消できる。
【００６９】
上記の内容をまとめると、本考案は、下記の利点がある。
１．本考案の浄水装置において、光触媒ユニットは、繊維状であり、かつ、石英ガラス管と一定の距離を保つ。これにより、光触媒反応は、石英ガラス管の表面のみに生じるものではない。また、水との接触表面積を大きくすることにより、光触媒反応の範囲を広くして、照射死角領域という問題を大幅に減少することもできる。
【００７０】
２．本考案の浄水装置は、光触媒ユニットの数を増加することにより、より多い水量を処理する目的を達成することができる。それにより、より多いランプ管を使ってエネルギー消費が多くなるという問題を解消できる。
【００７１】
３．本考案の浄水装置は、紫外光強度検知ユニットを有するため、紫外線ランプ管の照射強度値がデフォルト値より低いと、交換通知が提示される。
【００７２】
４．本考案の浄水装置は、微粒子カウンターユニットを有するため、前記水受容空間にある光触媒ユニットが劣化して光触媒の微粒子濃度がデフォルト値より高いと、交換通知が提示される。
上記の具体の実施例は、あくまで本考案の目的、技術方法、及び有利な効果をさらに詳しく説明するためのものである。以上の記載は、本考案の具体の実施例にすぎなく、本考案を限定するものではない。本考案の精神及び原則を逸脱しない範囲でなされた全ての変更、均等的な置換、及び改良は、いずれも本考案に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１０：容器本体
２０：石英ガラス管
１００：筐体
１１０：管体
１２０：紫外線ランプ管
１３０：電力ユニット
２００：光触媒ユニット
３００：紫外光強度検知ユニット
４００：微粒子カウンターユニット
５００：容器本体
５１０：水受容空間
５２０：出水口
【図１】
0003233596.tif 000005
【図２】
0003233596.tif 000006
【図３】
0003233596.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和3年5月19日(2021.5.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、少なくとも１つの光触媒ユニットとを含む浄水装置であって、
前記筐体は、円筒状構造で受容空間を有する管体と、前記受容空間に設けられる少なくとも１つの紫外線ランプ管と、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管に連結して電力を提供する電力ユニットとを有し、
前記浄水装置が容器本体の内部にある水受容空間に設けられた場合に、前記筐体における前記少なくとも１つの紫外線ランプ管は、前記水受容空間へ紫外線を照射し、前記少なくとも１つの光触媒ユニットは、前記水受容空間に浮いて、前記少なくとも１つの紫外線ランプ管と一定の距離を保って、光触媒反応によって前記浄水装置の殺菌及び有機物分解の機能を提供することを特徴とする、浄水装置。
【請求項２】
前記管体は、石英ガラス管であることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項３】
前記紫外線の波長は、１８５nm及び／又は２５４nmであることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項４】
前記電力ユニットは、一次電池、充電式電池、又は交流電源であることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの光触媒ユニットの形状は、繊維状、中実円筒状、中空円筒状、内面にネジ山がある中空円筒状、表面に通気孔がある中空円筒状、又は内面にネジ山があり、かつ表面に通気孔がある中空円筒状であることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項６】
前記光触媒ユニットの材料は、二酸化チタン、酸化亜鉛、二酸化スズ、又は硫化カドミウムであることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項７】
前記容器本体の内部に設けられる少なくとも１つの固定ブラケットを有し、
前記固定ブラケットは、前記少なくとも１つの光触媒ユニットを置くために用いられることを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項８】
前記管体の内部には、紫外光強度検知ユニットをさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の浄水装置。
【請求項９】
前記容器本体に設けられる出水口と、前記出水口に設けられる微粒子カウンターユニットとをさらに有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の浄水装置。