(57)【要約】【目的】酸化チタン光触媒ブレードを多層化して活性化面積を拡大し、処理水流路内に設置し、流路を紫外線透過板で密閉し、流路外側からパラボラ反射面を持つ紫外線照射手段により多層化した光触媒面を有効に活性化し、効率的な光触媒効果を発揮するとともに磁気活水作用の効果を上げる光触媒浄水磁気活水機を提供する。【構成】流体の流入口及び排出口と制菌ソケット及び磁化ソケットを持つ本体ケーシング内を仕切板で流入側流路と渡り流路と排出側流路に分割し、流入側流路と排出側流路にそれぞれ光触媒ブレードを多層化して設置し、紫外線透過板と前面カバーで蓋をして被処理水の流路をつくり、開閉可能なランプケースを取付て、ランプケース内に紫外線ランプと放物曲面を持つ反射板とを設け紫外線照射手段として、紫外線透過板を透して紫外線を照射し、流路内に設置した多層光触媒ユニットを活性化させる。【選択図】　　　図５
2004136260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部左右に流体の流入口及び排出口を持ち下部左右に制菌ソケット及び磁化ソケットを持ち前面に開口部を持つ本体ケーシング内中央に下方に流路を確保した仕切板を設け、仕切板の左右をそれぞれ流入側流路と排出側流路とし下方を渡り流路として、流入側流路と排出側流路に複数の酸化チタンをコーテイングした光触媒ブレードを定間隔で積層多層化して光触媒ユニットとして設置し、本体ケーシング開口部を閉止できる紫外線透過板をパッキンを介して前面カバー板で保護して取付け流体流路を形成し、紫外線透過板を保護するリブと複数の紫外線透過窓を持つ前面カバーに、紫外線照射手段として紫外線ランプ及びランプ用安定器と放物面を持つ反射板を内蔵させたランプケースを取付て、ランプケース側から紫外線を照射して流体流路内の光触媒ユニットを活性化させることを特徴とする光触媒浄水磁気活水機。
【請求項２】
本体ケーシング下部の渡り流路部のフレーム片側面に制菌ソケットを設け、フレーム対向側面に磁化ソケットを設け、制菌ソケットの外側から渡り流路内に銀コーティングした制菌円筒網とプラグからなる制菌ユニットを挿入密閉し、磁化ソケットの外側から渡り流路内に、磁気ホルダー内部に磁石の両側に磁極板を配したものを複数スペーサをはさんで配して磁気ユニットとし、磁化ソケットに挿入密閉したことを特長とする請求項１の光触媒浄水磁気活水機。
【発明の詳細な説明】
【００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、上下水道水・食品調理加工用水・貯水槽水・工場排水などに対し、近紫外線波長領域の紫外線を照射して酸化チタン光触媒を活性化し、光触媒反応の強力な酸化力によって水中に溶け込んでいる種々の細菌や有機物や有害な化学物質の分解・無害化を図り浄化し、且つ、光触媒反応のイオン化作用と磁場による磁気作用とにより水分子クラスターの細分化を図り活水化する光触媒浄水磁気活水機に関する。
【００２】
【従来の技術】
これまで、紫外線を利用して水の浄化を行うには紫外線流水殺菌装置が用いられている。これは比較的殺菌効果の高い波長２５０〜２６０ｎｍ付近の遠紫外線を放射するいわゆる殺菌灯を利用するもので石英ガラス管内に入れ水中に没する形式で利用するか、または水を石英ガラス管内に通し外側から遠紫外線を照射する形式のものである。
【００３】
水を磁場を通過させることにより水分子塊（クラスター）を分裂させることができ、クラスターの細分化が行われると、水が活性化し、洗浄力が高まったり、除菌・抗菌作用が生じたりすることが広く知られており磁気活水装置として市販されている。
【００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の紫外線流水殺菌装置は紫外線殺菌灯の遠紫外線の殺菌効果作用のみを頼りに装置化されており、紫外線強度が著しく高くないと効果が十分でなく、距離が長くなるほど紫外線強度が減衰するため、処理水量に対してエネルギー効率が非常に悪い欠点がある。　また、処理対象の水質によっては細菌や様々な有機物や環境ホルモンなどの混入があり、遠紫外線のみの殺菌力や分解力では十分とは言えない。
磁気活水装置の磁気活水作用についても同様に、細菌や様々な有機物や環境ホルモンなどの処理には不十分である。
近年、水質汚染がますます深刻化してきており、食品のＯ−１５７毒素被害や循環型温泉や大衆浴場でのレジオネラ菌感染被害などが頻発しており、環境に優しく安全で強力な水質浄化装置の開発が強く望まれている。
【００５】
【課題を解決するための手段】
主として近紫外線波長領域の紫外線を照射して酸化チタン光触媒を活性化し、光触媒反応の強力な酸化力によって水中に溶け込んでいる種々の細菌や有機物や有害な化学物質の分解・無害化を計るもので、光触媒効果を増大するためには活性化面積の拡大と合理的な紫外線の照射方法が不可欠であり、出願人は既に光触媒ブレードを多層化して光触媒面積を拡大し、紫外線を照射して活性化する技術を特願平２０００−１５２１４０号として出願している。
本発明は前記出願技術を水処理に応用し装置化するもので以下に説明する。
略コの字溝形形状で前面にフランジ部（１０１）を持つフレーム（１１）の上部左右に流体の流入口（１７）及び排出口（１８）を設け、下部左右に制菌ソケット（１９１）及び磁化ソケット（１９２）を設け、フレーム（１１）上端に天板（１２）を固着し、下端に底板（１３）を固着し、更に前面上部に上前板（１５）を固着し、前面下部に下前板（１６）を固着して、箱形にして上前板（１５）と下前板（１６）の間を紫外線を照射するための前面開口部とする。
フランジ部（１０１）と上前板（１５）と下前板（１６）に後述するパッキン（３）と紫外線透過板（４）と前面カバー板（５）を取り付けるため取付ネジ孔（１０２）を水漏れ無きよう設ける。
フレーム（１１）の内壁面は紫外線を拡散反射する表面状態に仕上げる。
フレーム（１１）内中央に天板（１２）のフレーム内面側に接して下方延び下端側に流路を確保した仕切板（１４）を設け、仕切板（１４）の左右をそれぞれ流入側流路（Ｒ１）と排出側流路（Ｒ３）とし、仕切板（１４）の下方に設けた流路を渡り流路（Ｒ２）とし、これらの構成を本体ケーシング（１）とする。
本体ケーシング（１）下方に架台（９）を取付て自立できるようにする。
取付孔（２２）を持つ基盤に光活性の高い酸化チタンをコーティングし光触媒ブレード（２１）とする。　複数の光触媒ブレード（２１）をスペーサ（２４）を介して定間隔で積層し取付ボルト（２３）で連結し光触媒ユニット（２）とし、流入側流路（Ｒ１）と排出側流路（Ｒ３）にそれぞれ光触媒ユニット（２）を設置する。水処理目的に応じて必要となる光触媒面積から光触媒ユニット（２）数を決定し必要数設置することができる。
渡り流路（Ｒ２）部のフレーム（１１）片側面に設けた制菌ソケット（１９１）の外側から渡り流路（Ｒ２）内に円筒状網材に銀コーテイングした制菌円筒網（７１）とプラグ（７２）からなる制菌ユニット（７）を挿入し密閉する。
対向側面に設けた磁化ソケット（１９２）の外側から渡り流路（Ｒ２）内に磁気ユニット（８）を挿入し密閉する。　磁気ユニット（８）は磁気ホルダー（８１）内に中空のマグネット室（８２）を有し、その中にスペーサ（８３）を入れその隣に磁極板（７５）・磁石（７４）・磁極板（７５）・スペーサ（８３）・磁極板（７５）・磁石（７４）・磁極板（７５）・スペーサ（８３）・磁極板（７５）・磁石（７４）・磁極板（７５）・スペーサ（８３）の順に磁極をＮ極Ｓ極交互になるように入れ、磁気ホルダーの端板部（８６）で密閉されてなる。
磁石（７４）の磁気により磁極板（７５）間に磁力線（８７）が生じる。
紫外線透過板（４）に取付孔（４１）を設け、取付孔（３１）を設けた枠形状のパッキン（３）を介して、取付孔（５３）付きの前面カバー板（５）で紫外線透過板（４）を保護して皿ボルト（５４）で、本体ケーシング（１）の開口部を密閉閉止して流体流路を形成するよう取付ける。
前面カバー板（５）には紫外線透過板（４）を水圧から保護するために必要なリブ（５１）部を残し紫外線照射窓（５２）を複数設ける。
前面カバー板（５）側面にランプケース（６）を開閉可能なように取り付ける蝶番（５５）の一端を固着する。
紫外線照射手段としてランプケース（６）内に本体ケーシング（１）に向けて流入側流路（Ｒ１）及び排出側流路（Ｒ３）の光触媒ユニット（２）に対応した位置に、ランプ用安定器（６２）と放物面を持つ反射板（６３）と紫外線ランプ（６４）を内蔵させる。
ランプケース（６）頭部に紫外線ランプ（６４）を点灯制御する制御部（６５）を設ける。
このランプケース（６）を前記蝶番（５５）を介して前面カバー板（５）に対しで開閉可能にして取付る。
ランプケース（６）側から紫外線を照射して前面カバー板（５）の紫外線照射窓（５２）を経て紫外線透過板（４）を透過して、本体ケーシング（１）内流体流路に設置された多層の光触媒ブレード（２１）を持つ光触媒ユニット（２）を活性化させる。　以上の構成からなる光触媒浄水磁気活水機。
【００６】
【作用】
酸化チタン光触媒は、近紫外線の照射によって活性を帯び、強力な酸化作用を発揮して脱臭・防汚・抗菌・環境汚染物質の分解・浄化などの優れた効果を示すことが広く知られている。　この光触媒反応を効果的に活用するため、光触媒面積の拡大と合理的な活性化方法が必要であり、本発明は光触媒ブレードを多層化して面積拡大を図り、紫外線ランプ出力を直接光及びパラボラ反射光により効率的に照射し、且つ水分子クラスタの細分化・活性化に光触媒反応と磁気作用を併用し効果を向上するものである。
被処理水は流入口（１７）より供給され本体ケーシング（１）内に入り、流入側流路（Ｒ１）を下降する。　図７矢印（オ）に示す。
そのとき酸化チタンがコーティングされ定間隔で多層に配置された光触媒ブレードに接触しつつ下降する。多層に配列することにより光触媒面積を著しく拡大することが出来る。ランプケース（６）内の紫外線ランプ（６４）より照射される紫外線は直接紫外線透過板（４）を透過して本体ケーシング（１）内に照射されるものと、約半分は紫外線ランプ（６４）背面のパラボラ反射面を持つ反射板（６３）の放物面特性により本体ケーシング（１）に向け垂直に平行照射され紫外線透過板（４）を透過して本体ケーシング（１）内に照射される。
本体ケーシング（１）内に照射された紫外線は、多層の光触媒ブレード面で反射を繰り返し進行する。また、反射板（６３）で平行反射され光触媒ブレードの層間を直進しフレーム（１１）内壁面に達した紫外線は、内壁面で光触媒ブレード側に拡散反射され光触媒ブレード面で反射を繰り返すことになる。このとき光触媒ユニツト（２）の各光触媒ブレード（２１）が活性化され光触媒反応を生じる。
流入側流路（Ｒ１）を下降した被処理水は、下方端の渡り流路（Ｒ２）内に設けられた銀コーティングされた制菌円筒網（７１）に接し制菌作用を受け、更に磁気ユニット（８）により生じる磁界（８７）に上方から垂直に進入した後横移動し、磁界（８７）内より排出側流路（Ｒ３）に垂直に上昇する。　図７矢印（カ）に示す。
被処理水は排出側流路（Ｒ３）を上昇するとき、流入側と同様に光触媒ユニツト（２）により光触媒浄化作用を受けて、上昇端で排出口（１８）より排出される。図７矢印（キ）に示す。
被処理水は流入側流路の光触媒ユニツト（２）を通過するとき、光触媒ブレード面で生じる電子と正孔の光触媒反応キァリアは水分子の凝集（クラスター）を分裂させる作用を生じ、ついで磁気ユニツトの磁界に進入・通過するときクラスターの細分化作用が助長強化されるため、排出側流路の光触媒ユニツト（２）での光触媒反応効果を高めることが出来る作用がある。
【００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
水に対する防錆を考慮しステンレス鋼板の略コの字溝形形状で前面にフランジ部（１０１）を持つフレーム（１１）の上部左右に流体の流入口（１７）及び排出口（１８）として配管ソケットを設け、下部左右に制菌ソケット（１９１）及び磁化ソケット（１９２）を設け、フレーム（１１）上端に天板（１２）を固着し、下端に底板（１３）を固着し、更に前面上部に上前板（１５）を固着し、前面下部に下前板（１６）を固着して、箱形にして上前板（１５）と下前板（１６）の間を紫外線を照射するための前面開口部とする。
フレーム（１１）のフランジ部（１０１）と上前板（１５）と下前板（１６）に後述するパッキン（３）と紫外線透過板（４）と前面カバー板（５）を取り付けるため取付ネジ孔（１０２）を設ける。上前板（１５）と下前板（１６）部の取付ネジ孔（１０２）は裏当て板などを施し水漏れ無き施工とする。
フレーム（１１）の内壁面は紫外線を拡散反射する光沢表面状態に仕上げる。
フレーム（１１）内中央に、天板（１２）のフレーム内面側に接して下方延び下端側に流路を確保した仕切板（１４）を設け、仕切板（１４）の左右をそれぞれ流入側流路（Ｒ１）と排出側流路（Ｒ３）とし、仕切板（１４）の下方に設けた流路を渡り流路（Ｒ２）とし、これらの構成を本体ケーシング（１）とする。
本体ケーシング（１）下方に架台（９）を取付て自立できるようにする。
取付孔（２２）を持つ基盤に光活性の高い酸化チタンをコーティングし光触媒ブレード（２１）とする。　複数の光触媒ブレード（２１）をスペーサ（２４）を介して定間隔で積層し取付ボルト（２３）で連結し光触媒ユニット（２）とし、流入側流路（Ｒ１）と排出側流路（Ｒ３）にそれぞれ光触媒ユニット（２）を設置する。水処理目的に応じて必要となる光触媒面積から光触媒ユニット（２）数を決定し必要数設置することができ、本実施例においては流入側流路（Ｒ１）と排出側流路（Ｒ３）にそれぞれに２組毎の光触媒ユニット（２）を設けている。渡り流路（Ｒ２）部のフレーム（１１）片側面に設けた制菌ソケット（１９１）の外側から渡り流路（Ｒ２）内に銅素材の網材を円筒状にして銀コーテイングした制菌円筒網（７１）とプラグ（７２）からなる制菌ユニット（７）を挿入し制菌ソケット（１９１）にネジ結合し密閉する。
対向側面に設けた磁化ソケット（１９２）の外側から渡り流路（Ｒ２）内に管用ネジ部を持つ磁気ユニット（８）を挿入しネジ結合し密閉する。　磁気ユニット（８）はオーステナイト系ステンレス鋼など否磁性で透磁性のある素材で作られた磁気ホルダー（８１）内に中空のマグネット室（８２）を設け、その中に否磁性材のスペーサ（８３）を入れその隣に鉄などの強磁性材の磁極板（７５）・希土類磁石（７４）・強磁性材の磁極板（７５）・否磁性材スペーサ（８３）・強磁性材の磁極板（７５）・希土類磁石（７４）・強磁性材の磁極板（７５）・否磁性材のスペーサ（８３）・強磁性材の磁極板（７５）・希土類磁石（７４）・強磁性材の磁極板（７５）・否磁性材のスペーサ（８３）の順に磁極をＮ極Ｓ極交互になるように入れ、磁気ホルダー端板部（８６）で密閉されてなる。
近紫外線の透過性の良い材料としては透明石英硝子や高純度透明アクリル樹脂などがある。　本実施例においては高純度透明アクリル樹脂を用いている。
透明アクリル樹脂による紫外線透過板（４）に取付孔（４１）を設け、取付孔（３１）を設けた枠形状のシリコン素材のパッキン（３）を介して、取付孔（５３）付きの前面カバー板（５）で紫外線透過板（４）の強度を保護して皿ボルト（５４）で、本体ケーシング（１）に取付ける。　本体ケーシング（１）の開口部が密閉され流体流路が形成される。
前面カバー板（５）には紫外線透過板（４）を水圧から保護するために必要なリブ（５１）部を残し紫外線照射窓（５２）を複数・可能な限り多く設ける。
前面カバー板（５）側面にランプケース（６）を開閉可能なように取り付ける蝶番（５５）の一端を固着する。
紫外線照射手段としてランプケース（６）内に本体ケーシング（１）に向けて流入側流路（Ｒ１）及び排出側流路（Ｒ３）の光触媒ユニット（２）に対応した位置に、ランプ用安定器（６２）と放物面を持つ反射板（６３）と紫外線ランプ（６４）を内蔵させる。　紫外線ランプ（６４）は近紫外線を照射するいわゆるブラックライトを用いている。
ランプケース（６）頭部に紫外線ランプ（６４）を点灯制御する制御部（６５）を設ける。
このランプケース（６）を前記蝶番（５５）を介して前面カバー板（５）に対して図４の矢印弧線（ア）に示す如く開閉可能にして取付る。
ランプケース（６）側から紫外線を照射して前面カバー板（５）の紫外線照射窓（５２）を経て紫外線透過板（４）を透過して、本体ケーシング（１）内流体流路に設置された多層の光触媒ブレード（２１）を持つ光触媒ユニット（２）を活性化させる。
【０００８】
【発明の効果】
酸化チタン光触媒は、紫外線が当たると活性化し、光触媒反応が起こり、その強い酸化力で脱臭・防汚・抗菌・環境汚染物質の分解などの優れた効果を示すことが広く知られており、水中に溶け込んでいる様々な細菌や有機物や有害な化学物質の分解・無害化ができる。この光触媒の優れた能力を下記の構造により低コスト・小スペースで効果的に引き出すことができた。
光触媒ブレードの多層化により活性化面積を大幅に拡大した。
紫外線ランプの照射光をバラボラ面を持つ反射板を用いて所定の範囲へ平行照射することができるので光触媒ブレードの設置間隔を狭間隔に出来、効果密度を向上出来る。
また多数の光触媒フィルターブレードを光触媒ユニットとしてユニット毎に一本の紫外線ランプで活性化することができる。
流体の流路と紫外線照射部を紫外線透過板で分離したことにより、装置の安全性とメンテナンス性を著しく向上した。
光触媒反応によるイオン化作用と磁気活性作用を相乗して水分子の凝集（クラスター）を分裂させ、細分化作用を効果的に発揮することができる。
これらの結果、他の処理方法と比べ装置の小型化ができコストダウンが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一例を示す装置の正面図。
【図２】本発明の実施の一例を示す装置の右側面図
【図３】本発明の実施の一例を示す装置の左側面図
【図４】本発明の実施の一例を示す装置の平面拡大図を示す。
【図５】本発明の実施の一例を示す装置の紫外線照射ユニットを開いた状態を示す正面図。
【図６】本発明の実施の一例を示す装置の前面カバー板部及び紫外線照射ユニットを取り外した状態を示す正面図。
【図７】本発明の実施の一例を示す装置の流体流路を示す要部縦断面図。
【図８】本発明の実施の一例を示す光触媒ブレード及び光触媒ユニットの詳細図で、（ａ）図は装置正面方向より見たブレード板厚図で９０度回転して横方向に表示している、（ｂ）図は（ａ）図の奥行き方向のブレード幅を示す、（ｃ）図は複数の（ａ）図光触媒ブレードを積層して光触媒ユニットとした状態の拡大図である。
【図９】本発明の実施の一例を示す装置の本体ケーシングと紫外線透過板との間に入るパッキン正面図で９０度回転して横方向に表示している。
【図１０】本発明の実施の一例を示す装置の紫外線透過板の正面図で９０度回転して横方向に表示している。
【図１１】本発明の実施の一例を示す装置の前面カバー板を示し、（ａ）図は正面図で、（ｂ）図は前面カバー板（ａ）図の平面図。
【図１２】本発明の実施の一例を示す装置の紫外線照射状態を示す要部横断面図。
【図１３】本発明の実施の一例を示す装置の本体ケーシングの横断面図で、（ａ）図は図６のイ−イ矢視断面図で流体出入り口部を示す、（ｂ）図は図６のウ−ウ矢視断面図、（ｃ）図は図６のエ−エ矢視断面図のなかで磁気ユニット及び制菌ユニットを取り外した状態を示す。
【図１４】本発明の実施の一例を示す装置の図６のエ−エ矢視断面拡大図で磁気ユニット及び制菌ユニットを取り付けた状態を示す。
【符号の説明】
１　　　本体ケーシング
１１　　フレーム
１２　　天板
１３　　底板
１４　　仕切板
１５　　上前板
１６　　下前板
１７　　流入口
１８　　排出口
１９１　制菌ソケット
１９２　磁化ソケット
１０１　フランジ面
２　　　光触媒ユニット
２１　　光触媒ブレード
２２　　ブレード取付孔
２３　　ブレード取付ボルト
２４　　スペーサー
３　　　パッキン
４　　　紫外線透過板
５　　　前面カバー板
５１　　リブ
５２　　投光窓
５５　　蝶番
６　　　紫外線照射ユニット
６１　　ランプケース
６２　　ランプ安定器
６３　　反射板
６４　　紫外線ランプ
６５　　制御部
７　　　制菌ユニット
７１　　制菌円筒網
７２　　キャップ
８　　　磁気ユニット
８１　　磁気ホルダー
８２　　マグネット室
８３　　スペーサ
８４　　磁石
８５　　磁極板
８７　　磁界
９　　　架台
【図１】
2004136260.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004136260.tif 000014
【図１３】
2004136260.tif 000015
【図１４】
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