(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽と、
この水槽の内部に配置され、光触媒を担持した繊維で透水性壁部を形成してなる筒状ジャケットと、
この筒状ジャケットの内部に前記水槽の被処理水を送水し、該被処理水を、前記壁部に透過させて前記被処理水中の汚染物質を前記光触媒に接触させて前記水槽内に戻す被処理水送水手段と、
前記水槽の内部において前記被処理水送水手段に前記筒状ジャケットを着脱自在に接続する結合金具と、
を具備し、
前記被処理水送水手段により前記筒状ジャケットの壁部を透過して循環する水槽の被処理水中の汚染物質を前記光触媒に接触させて浄水させることを特徴とする浄水システム。
【請求項２】
前記筒状ジャケットは、光触媒を練り込んだ繊維で該ジャケットの壁部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の浄水システム。
【請求項３】
前記筒状ジャケットは、光触媒がコーティングされた繊維で該ジャケットの壁部を形成していることを特徴とする請求項１に記載の浄水システム。
【請求項４】
前記筒状ジャケットの壁部は、前記繊維を用いて織物、編物、不織布のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項２〜３のいずれかに記載の浄水システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、飲料用の上水道やプール用水、養魚用水、下水道等の水を光触媒によって浄水する浄水システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理放流水等の消毒には塩素が用いられていたが、近年塩素副成物の影響が問題となり、塩素に代って紫外線ランプを用いた紫外線によって下水処理放流水等の殺菌が行われている。また、光触媒を利用し、汚染物質を光触媒に接触させて消臭、抗菌、防汚する技術も知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１のものは、有機質基材の表面に、樹脂バインダーで光触媒微粒子を付着した光触媒含有基材であり、例えば、衣類、建築内装材、自動車用内装材等に使用することにより、消臭、抗菌、防汚効果を発揮している。
【特許文献１】特開２００４−５００４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特許文献１のものは、光触媒を利用した空気清浄を目的とするものであり、例えば、飲料用の上水道、養魚用水等の浄化に応用しようとしても、水中では物質の拡散や対流が遅く、光触媒反応面への汚染物質の接触効率が悪く、実用化されていない。
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、被処理水の汚染物質が光触媒反応面へ効率的に接触し、被処理水を浄水できる浄水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
前記目的を達成するために、請求項１は、水槽と、この水槽の内部に配置され、光触媒を担持した繊維で透水性壁部を形成してなる筒状ジャケットと、この筒状ジャケットの内部に前記水槽の被処理水を送水し、該被処理水を、前記壁部を透過させて前記被処理水中の汚染物質を前記光触媒に接触させて前記水槽内に戻す被処理水送水手段と、前記水槽の内部において前記被処理水送水手段に前記筒状ジャケットを着脱自在に接続する結合金具と、を具備し、前記被処理水送水手段により前記筒状ジャケットの壁部を透過して循環する水槽の被処理水中の汚染物質を前記光触媒に接触させて浄水させることを特徴とする浄水システムである。
請求項２は、請求項１に記載の浄水システムにおいて、前記筒状ジャケットは、光触媒を練り込んだ繊維で該ジャケットの壁部を形成していることを特徴とする。
請求項３は、請求項１に記載の浄水システムにおいて、前記筒状ジャケットは、光触媒がコーティングされた繊維で該ジャケットの壁部を形成していることを特徴とする。
請求項４は、請求項２〜３のいずれかに記載の浄水システムにおいて、前記筒状ジャケットの壁部は、前記繊維を用いて織物、編物、不織布のいずれかで形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
この発明によれば、光触媒を担持した筒状ジャケットの内部に被処理水を送水し、筒状ジャケットの外部に透過させることにより、被処理水における汚染物質が光触媒反応面に接触して効率的に浄水される。従って、飲料用の上水道、養魚用水、プール、池等の浄水に広範囲に適用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００７】
図１及び図２は浄水装置の第１の実施形態を示し、図１は浄水装置の全体構成図、図２は浄水ユニットの半断面図である。図１に示すように、養魚用、観賞用等の水槽１１の内部には水槽１１内の水（被処理水＋浄水１２ａ）を浄水するための後述する浄水ユニット１３が設けられている。
【０００８】
水槽１１の外部には循環ポンプ１４が設けられ、この循環ポンプ１４の吐出口１５は往き配管１６を介して浄水ユニット１３に接続され、吸込み口１７は還り配管１８を介して水槽１１の被処理水＋浄水１２ａの水中に連通している。そして、循環ポンプ１４の駆動によって水槽１１内の被処理水＋浄水１２ａを還り配管１８を介して吸込み、往き配管１６を介して浄水ユニット１３に送水し、この浄水ユニット１３によって被処理水＋浄水１２ａを浄水して水槽１１に戻す循環路を形成している。
【０００９】
被処理水＋浄水１２ａを連続的に浄水する浄水ユニット１３について説明すると、図２に示すように構成されている。すなわち、１９は繊維からなる筒状ジャケットであり、この筒状ジャケット１９は、例えば、平織、綾織、朱子織からなる円筒織物、ニット、メリヤスからなる円筒綾物、ブレード、組紐からなる組物、布を円筒状に縫製したもの、不織布を円筒状に縫製したものなどである。繊維としては、綿、絹、麻、羊毛等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、アセテート等の半合成繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ナイロン繊維、ポリプロピレン繊維等の合成繊維等が挙げられる。
この筒状ジャケット１９の繊維には光触媒酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる光触媒２０が担持されている。繊維に光触媒２０を担持する方法としては、例えば、光触媒酸化チタンを繊維に練り込んだ光触媒繊維（例えば、オーミケンシ株式会社のサンダイヤ）あるいは光触媒酸化チタンを含有した樹脂を繊維にコーティングした光触媒繊維である。光触媒繊維は、自然光あるいはブラックライトランプからの紫外線の照射によって反応して被処理水＋浄水１２ａに含まれている汚染物質を除去する。
【００１０】
前記筒状ジャケット１９の両端部には、特許第３１０７５０７号公報で知られている結合金具２１、２２が締付け金具２１ａ，２２ａによって連結されている。一方の結合金具２１には前記往き配管１６に接続され、他方の結合金具２２には封止金具２３が設けられている。
【００１１】
結合金具２１，２２は、同一構造の一対の結合金具本体２４ａ，２４ｂから構成されており、これら結合金具本体２４ａ，２４ｂは、それぞれ筒本体２５を備えており、これら筒本体２５は円筒形をなし、その前端部にはゴムパッキン等のシール部材２６が取り付けられている。従って、これらの結合金具本体２４ａ，２４ｂが互いに軸方向に嵌合して結合された場合にはシール部材２６が互いに衝合され、これらの筒本体２５の内部を連通するとともにシール性を維持する。
【００１２】
筒本体２５の前端部には、それぞれ複数、例えば６個の嵌合凸部２７が一体に突設されている。これらの嵌合凸部２７は、周方向に等間隔に配列され、シール部材２６より軸方向に突出している。また、これらの嵌合凸部２７の間は、嵌合凹部２８として形成されており、これらの結合金具本体２４ａ，２４ｂが軸方向に衝合された場合には、一方の結合金具本体２４ａの嵌合凸部２７が他方の結合金具本体２４ｂの嵌合凹部２８内に嵌合し、また他方の結合金具本体２４ｂの嵌合凸部２７が一方の結合金具本体２４ａの嵌合凹部２８内に嵌合し、互いに相補形に嵌合する。
【００１３】
なお、このものでは、嵌合凹部２８の幅は前記嵌合凸部２７の幅よりやや広く形成されている。従って、これら嵌合凸部２７はこれらの嵌合凹部２８内に軸方向に嵌合するとともに、周方向にも所定の量だけ回動自在である。
【００１４】
そして、嵌合凸部２７の一方の側面２７ａには段形鉤状の係止鉤部２９がそれぞれ形成されており、これらは互いに相手側の嵌合凸部の係止鉤部と周方向に係合するように構成されている。従って、これらの嵌合凸部２７が相手側の嵌合凹部２８内に軸方向に嵌合した状態で、これら結合金具本体２４ａ，２４ｂを互いに回動させてこれら嵌合凸部２７の一方の側面２７ａが互いに近接すると、これらの係止鉤部２９が互いに係合して軸方向の係止をなし、これら結合金具本体２４ａ，２４ｂが互いに結合される。
【００１５】
また、これらの係止鉤部２９の係止面は、周方向に対して所定の角度だけオーバーハング状に傾斜しており、これらが嵌合した状態で内部の水圧等によりこれら結合金具本体２４ａ，２４ｂを互いに引き離す方向の荷重が作用した場合には、側面２７ａ同士を押し付ける方向の回転力が発生するので、これらの係止鉤部２９はより強く嵌合し、この結合金具本体２４ａ，２４ｂの抜け等を確実に防止するように構成されている。
【００１６】
なお、前記係止鉤部２９が嵌合した状態において、前記嵌合凸部２７の先端面と嵌合凹部２８の奥壁面との間に間隙が形成されるように各部の寸法が設定されている。従って、このものは、前記係止鉤部２９が係合した状態から、これら嵌合凸部２７と嵌合凹部２８とがさらに軸方向に互いに進入するように移動可能である。
【００１７】
また、これら嵌合凸部２７の他方の側面２７ｂは、これらの結合金具本体２４ａ，２４ｂの軸方向に対して傾斜している。従って、この嵌合凸部２７は、その先端部にゆくに従って周方向の幅が狭くなるようなテーパ状に形成され、また嵌合凹部２８も同様にその奥部にゆくに従ってその周方向の幅が狭くなるようなテーパ状に形成されている。これにより、これらの嵌合凸部２７と嵌合凹部２８の嵌合が容易となる。なお、前記係止鉤部２９が形成されている一方の側面は、この結合金具本体２４ａ，２４ｂの軸方向と略平行に形成されている。
【００１８】
また、これら嵌合凸部２７の他方の側面２７ｂには、それぞれ付勢機構３０が設けられている。これらの付勢機構３０は、鋼球３１と、この鋼球３１を突出方向に付勢するスプリング（図示しない）とから構成されており、これらの付勢機構３０はこれら嵌合凸部２７の他方の側面に埋め込まれている。従って、これらの嵌合凸部２７が相手側の嵌合凹部２８内に嵌合されると、鋼球３１が互いに当接して互いに押圧付勢し、これら嵌合凸部２７の他方の側面を互いに離反するように付勢し、この結果これら嵌合凸部２７の一方の側面２７ａは互いに近接するように付勢され、上述のようにこれら一方の側面の係止鉤部２９が互いに係合するように付勢される。
【００１９】
また、これらの結合金具本体２４ａ，２４ｂの外周面には、複数の工具溝３２が形成されている。これらの工具溝３２は、たとえばレンチ等の工具と嵌合可能な形状に形成されている。万一これらの結合金具本体２４ａ，２４ｂの結合が砂等の噛み込みにより結合解除できなくなった場合には、これらの工具溝３２にレンチ等の工具を嵌合してこれら結合金具本体２４ａ，２４ｂを強制的に回動させることにより、結合を解除することができる。
【００２０】
次に、前述のように構成された浄水装置の作用について説明する。
循環ポンプ１４を駆動すると、水槽１１内の被処理水＋浄水１２ａは還り配管１８を介して循環ポンプ１４に吸い込まれ、循環ポンプ１４の吐出口１５から往き配管１６を介して浄水ユニット１３に送水される。浄水ユニット１３は、光触媒２０が担持された透水性を有する筒状ジャケット１９によって構成されている。
【００２１】
従って、筒状ジャケット１９の内部に送水された被処理水＋浄水１２ａは筒状ジャケット１９を透過して水槽１１に還流する。このとき、筒状ジャケット１９の光触媒２０には自然光が照射されている。このため、被処理水＋浄水１２ａの汚染物質を光触媒２０に接触して浄水され、この浄水が水槽１１の内部に貯留される。
【００２２】
このように水槽１１内の被処理水＋浄水１２ａに汚染物質が含まれていても、被処理水＋浄水１２ａが循環ポンプ１４によって循環される途中に設けられた筒状ジャケット１９を透過する際に光触媒２０に接触して浄水される。しかも、筒状ジャケット１９は織物、綾物あるいは不織布等で円筒状に形成されているため、汚染物質を含む被処理水＋浄水１２ａが光触媒反応面への接触効率が高く、効率的に浄水できる。
なお、光触媒２０は、還元力によって六価クロム等も無毒化でき、トリハロメタンや臭素酸イオン等の反応中間体が殆ど生成しない。また、反応中間体もこの還元力で分解できることで知られている。また、光触媒２０は、抗菌効果があるだけでなく、その死骸を分解できる（セルフクリーニング）ので、効果を長く維持できることで知られている。
なお、前記第１の実施形態においては、筒状ジャケット１９に自然光が照射されるようにしたが、筒状ジャケット１９の外部の近傍にブラックライトランプを設置して紫外線を照射するようにしてもよく、筒状ジャケット１９の内部にブラックライトランプを設け、筒状ジャケット１９の内側から紫外線を照射するものでもよい。
【００２３】
図３及び図４は第２の実施形態を示し、第１の実施形態と同一構成部分は同一番号を付して説明を省略する。本実施形態は、プール、池あるいは下水槽の被処理水を浄水する浄水装置を示し、図３及び図４に示すように、浄水１２ｂを収容する水槽４１の互いに対向する隔壁４２ａ，４２ｂには複数組のユニット支持部４３ａ，４３ｂが設けられ、これらユニット支持部４３ａ，４３ｂには浄水ユニット１３が支持されている。
【００２４】
これら浄水ユニット１３は同一構造であるため、その一つについて説明すると、第１の実施形態と同様の筒状ジャケット１９が設けられ、この筒状ジャケット１９の外周部には金網またはパンチングメタル等からなる保護筒４４が嵌合されている。保護筒４４は筒状ジャケット１９より若干長く形成され、保護筒４４の両端部はユニット支持部４３ａ，４３ｂに嵌合支持されている。さらに、筒状ジャケット１９の内周部には筒状ジャケット１９を保護筒４４の内周面に押付ける押えリング４４ａが設けられている。
【００２５】
一方のユニット支持部４３ａには、第１の実施形態と同様の結合金具２１を構成する同一構造の一対の結合金具本体２４ａ，２４ｂが設けられ、筒状ジャケット１９は結合金具本体２４ａ，２４ｂを介して被処理水供給ホース４５に接続されている。また、ユニット支持部４３ａの内部にはガラス管サポート４６が止め輪４７によって固定されている。ガラス管サポート４６は、中央部に凹円弧状のガラス管受け部４８が設けられ、この外周部には筒状ジャケット１９の内部と連通する通水路４９が設けられている。
【００２６】
他方のユニット支持部４３ｂには隔壁４２ｂの外側に開口する貫通孔５０が設けられ、この貫通孔５０の内周面における一部には雌ねじ部５１が形成されている。貫通孔５０にはガラス管固定金具５２が隔壁４２ｂの外側から着脱可能に設けられている。ガラス管固定金具５２には貫通孔５０の内周面に液密にシールされるＯリング５３及び雌ねじ部５１に螺合される雄ねじ部５４が設けられている。
【００２７】
さらに、ガラス管固定金具５２の軸心孔５２ａには基端部５５ａに開口部を有し、先端部５５ｂに封止部を有する透明の直管形のガラス管５５が挿入されている。このガラス管５５の基端部５５ａは液密にシールされるＯリング５６を介して軸心孔５２ａに装着され、先端部５５ｂはガラス管サポート４６のガラス管受け部４８に嵌合支持されている。
【００２８】
ガラス管５５の内部には両端部がランプソケット５７に装着され、紫外光を照射するブラックライトランプ５８が挿入されている。また、ランプソケット５７は電気コード５９が接続され、電気コード５９はコンセント（図示しない）に接続されている。
【００２９】
従って、ガラス管固定金具５２を隔壁４２ｂから取り外すことなくブラックライトランプ５８をガラス管５５９から抜き取ることができる。従って、ブラックライトランプ５８が切れた場合でも水槽４１の外部から容易に交換することができる。
一方、水槽４１の一方の隔壁４２ｂには浄水出口管６０が設けられ、この浄水出口管６０には第１の実施形態と同様の結合金具２１を構成する同一構造の一対の結合金具本体２４ａ，２４ｂが設けられ、結合金具本体２４ａ，２４ｂは浄水供給ホース６１が接続されている。
【００３０】
次に、前述のように構成された浄水装置の作用について説明する。
複数本の被処理水供給ホース４５によって被処理水＋浄水１２ａが各浄水ユニット１３に送水される。浄水ユニット１３は、光触媒２０が担持された透水性を有する筒状ジャケット１９によって構成されている。従って、筒状ジャケット１９の内部に送水された被処理水＋浄水１２ａは筒状ジャケット１９及び保護筒４４を透過して水槽４１に流れ込む。
【００３１】
このとき、筒状ジャケット１９の内部のブラックライトランプ５８は点灯しているため、ブラックライトランプ５８から紫外線が筒状ジャケット１９に担持された光触媒２０に照射されている。このため、被処理水＋浄水１２ａに含まれている汚染物質が光触媒２０に接触して浄水され、この浄水が水槽４１の内部に貯留される。水槽４１の隔壁４２ｂには浄水出口管６０が設けられ、この浄水出口管６０は結合金具２１を介して浄水供給ホース６１に連通しているため、浄水は浄水供給ホース６１によって目的の部位に供給されることになる。
このように被処理水＋浄水１２ａに汚染物質が含まれていても、被処理水＋浄水１２ａが浄水ユニット１３の筒状ジャケット１９を透過する際に光触媒２０に接触して浄水される。しかも、筒状ジャケット１９は織物、綾物あるいは不織布等で円筒状に形成され、その内部に挿入されたブラックライトランプ５８から紫外線を受けている。従って、水中でも紫外線を均一に照射でき、光触媒反応が起きている面積が広く、汚染物質を含む被処理水＋浄水１２ａが光触媒反応面への接触効率が高く、効率的に浄水できる。
なお、この発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】この発明の第１の実施形態を示し、浄水装置の構成図。
【図２】同実施形態を示し、浄水ユニットの半断面図。
【図３】この発明の第２の実施形態を示し、浄水装置の構成図。
【図４】同実施形態を示し、浄水ユニットの縦断側面図。
【符号の説明】
【００３３】
１１、４１…水槽、被処理水＋浄水１２ａ、１２ｂ…浄水、１３…浄水ユニット、１９…筒状ジャケット、２０…光触媒、５８…ブラックライトランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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