(57)【要約】    【課題】  既存の貯水タンクに容易に取り付けることができ、電力の供給なしに貯水タンク内の水を浄化できる水浄化装置を提供する。    【解決手段】  集光器２０を貯水槽５０の蓋５２の上側に配置すると共に、光導入パイプ３０を蓋５２に穿設した通孔５２Ａへ挿通することで取り付ける。光導入パイプ３０を介して集光器２０にて集光した光を貯水槽５０の内部へ導き、加熱部４２で集光器２０により集光した光によって水Ｗを加熱すると共に、光導入パイプ３０の側面の光触媒４０により水槽内の水Ｗを浄化する。【選択図】  図１
2005313067.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水槽の蓋の上側に配置される集光器と、
前記蓋に穿設された通孔に挿通され、前記集光器にて集光した光を水槽の内部へ導くための筒とから成る水浄化装置であって、
前記筒の側面に光触媒を塗布し、
前記筒の上部に、前記集光器で集光した光により水を加熱する加熱部を設けたことを特徴とする水浄化装置。
【請求項２】
前記加熱部は、水面へ光りを集光する集光レンズと、前記筒内の上部への水の流入を制限するための小孔を備える流入制限部材とを備えることを特徴とする請求項１の水浄化装置。
【請求項３】
水槽の蓋の上側に配置される集光器と、
前記蓋に穿設された通孔に挿通され、前記集光器にて集光した光を水槽の内部へ導くための筒とから成る水浄化装置であって、
前記筒の側面に光触媒を塗布したことを特徴とする水浄化装置。
【請求項４】
前記集光器は、日射を上方へ集光させるように反射する凹状の第１反射板と、
前記第１反射板と対向し、該第１反射板からの光を前記筒側へ反射する凹状の第２反射板とからなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１の水浄化装置。
【請求項５】
前記第２反射板は、集光器の透明な外郭の内面に反射膜を被覆して成ることを特徴とする請求項４の水浄化装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５の水浄化装置を用いる水槽であって、
水槽の蓋に穿設した通孔に前記筒を挿通させ、前記集光器を蓋の上側に配置することで水浄化装置を取り付けたことを特徴とする水浄化装置を用いる水槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、飲料用水等の貯水タンク内の水を浄化する水浄化装置及び該水浄化装置を用いる水槽に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
４階建て以上のビルディングには、上階へ水道の圧力で水を送ることができないため、屋上に貯水槽が設けられている。ここで、オフィスビルでは、気温が高くなると共に日射が強い夏場に人がいなくなると、例えば、連休、盆休み等の時期に、貯水槽の水が使われなくなるため、内部の温度が上がり水道中の塩素が抜けて、細菌、微生物が繁殖し、水が臭くなることがあった。
ここで、特許文献１、特許文献２には、光触媒を用いて水を浄化する装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−２０１５６９公報
【特許文献２】特開平１１−２９０６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水浄化装置を設けることで上述した事態に対応し得るが、水浄化装置は、大きな装置であり、既存の貯水槽に取り付けるのは難しい。また例えば、貯水槽へ塩素を加えるタイプの水浄化装置では、塩素をタンク内に補填する等のこまめなメンテナンスが必要となった。更に、係る装置を駆動させるには電力の供給が必須であった。例えば、特許文献１、特許文献２の光触媒を用いて水を浄化する装置は、メンテナンス無しに稼働できるが、光触媒に紫外線を照射する光源への電力の供給が必要となった。
【０００４】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、既存の貯水タンクに容易に取り付けることができ、電力の供給なしに貯水タンク内の水を浄化できる水浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、水槽の蓋の上側に配置される集光器と、  前記蓋に穿設された通孔に挿通され、前記集光器にて集光した光を水槽の内部へ導くための筒とから成る水浄化装置であって、
前記筒の側面に光触媒を塗布し、
前記筒の上部に、前記集光器で集光した光により水を加熱する加熱部を設けたことを技術的特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は、水槽の蓋の上側に配置される集光器と、
前記蓋に穿設された通孔に挿通され、前記集光器にて集光した光を水槽の内部へ導くための筒とから成る水浄化装置であって、
前記筒の側面に光触媒を塗布したことを技術的特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１の水浄化装置では、集光器を水槽の蓋の上側に配置すると共に、集光器にて集光した光を水槽の内部へ導くための筒を蓋に穿設した通孔に挿通することで取り付けられる。このため、既存の水槽の蓋に小径の通孔を穿設するだけで容易に取り付けることができる。また、筒を介して集光器にて集光した光を水槽の内部へ導き、加熱部で集光器により集光した光によって水を加熱すると共に、筒の側面の光触媒により水槽内の水を浄化する。即ち、電力の供給無しに水の浄化を、メンテナンスなしで実現できる。
【０００８】
請求項２の水浄化装置では、流入制限部材の小孔で筒内の上部への水の流入を制限して、集光レンズで水面へ光りを集光して加熱する。このため、電力の供給無しに水を加熱して殺菌することが可能になる。
【０００９】
請求項３の水浄化装置では、集光器を水槽の蓋の上側に配置すると共に、集光器にて集光した光を水槽の内部へ導くための筒を蓋に穿設した通孔に挿通することで取り付けられる。このため、既存の水槽の蓋に小径の通孔を穿設するだけで容易に取り付けることができる。また、筒を介して集光器にて集光した光を水槽の内部へ導き、筒の側面の光触媒により水を浄化する。即ち、電力の供給無しに水の浄化を、メンテナンスなしで実現できる。
【００１０】
請求項４の水浄化装置では、集光器の第１反射板で日射を上方へ集光させるように反射させ、第１反射板と対向する第２反射板で、該第１反射板からの光を筒側へ反射させるため、小径の筒を介して、集光器で集めた光を水槽内へ導くことができる。
【００１１】
請求項５の水浄化装置では、第２反射板が集光器の透明な外郭の内面に反射膜を被覆して成るため、廉価に構成することができる。
【００１２】
請求項６の水浄化装置を用いる水槽は、既存の水槽の蓋に通孔を穿設し、該通孔に筒を挿通させ、集光器を蓋の上側に配置することで水浄化装置を取り付けられる。このため、既存の水槽の蓋に小径の通孔を穿設するだけで、容易に取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態に係る水浄化装置を図１〜図４を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る水浄化装置の構成を示す構成図であり、図２は、貯水槽に取り付けられた水浄化装置の構成を示す断面図であり、図３は、水浄化装置の取り付け前の貯水槽の構成を示す断面図であり、図４は、図１中の水浄化装置の要部を示す構成図である。
【００１４】
図２に示すように水浄化装置１０は、貯水槽５０の蓋５２上に配置される集光器２０と、蓋５２に設けられた通孔５２Ａに挿通され、集光器２０にて集光された光を貯水槽５０内へ導入する光導入パイプ３０とからなる。該光導入パイプ３０の外周には、アパタイトに担持された二酸化チタンから成る光触媒４０が被覆されている。更に、光導入パイプ３０の上部には、集光器２０で集光した光により水Ｗを加熱する加熱部４２が設けられている。
【００１５】
図３に示すように、水浄化装置１０は、既存の貯水槽５０の蓋５２に光導入パイプ３０挿通用の通孔５２Ａを穿設することで取り付けられる。即ち、通孔５２Ａに光導入パイプ３０を挿通し、集光器２０を３乃至５個の取り付け金具（ネジ）２６で蓋５２に固定することで、取り付けが完了する。
【００１６】
図１を参照して水浄化装置１０の構成について更に詳細に説明する。
集光器２０は、透明なポリカーボネート、ポリプロピレン等からなる取り付けドーム１２と、日射を上方へ集光させるように反射する凹状の第１反射板１８と、第１反射板１８と対向し、該第１反射板１８からの光を光導入パイプ３０側へ反射する凹状の第２反射板１４とから成る。第１反射板１８及び第２反射板１４は共にポリカーボネート、ポリプロピレン等の樹脂から成り、凹面にアルミ蒸着から成る反射膜１８Ｍ、１４Ｍが被覆されている。第１反射板１８は、側面が取り付けドーム１２に固定されると共に、底面側に蓋５２との間に介在させるためのリング状の受けゴム２４が配置されている。受けゴム２４の内側には、貯水槽５０側からの水分の浸入を防ぐためのＯリング２２が配置されている。第２反射板１４は、取り付けドーム１２の頂部に設けられた固定金具１６により、取り付けドーム１２から吊り下がるように固定されている。
【００１７】
光導入パイプ３０は、透明なポリカーボネート、ポリプロピレン等からなり、内部で光りを拡散させるようにアルミニウム等の金属粉が混入されている。ここでは、金属粉が混入されているが、金属粉を混入せずに構成することも可能である。光導入パイプ３０の上端側には、第２反射板１４からの光を取り入れるためロート状のホッパー部３０Ｈが形成されている。光導入パイプ３０の水Ｗと触れる中央及び下部側には、側面（側壁）の内面及び外面に上述したように光触媒４０が被覆されている。光導入パイプ３０の水面よりも僅かに低い部位には、通孔３０Ａが設けられている。上述した集光器２０で集光した光により水Ｗを加熱する加熱部４２は、凹レンズ３２と、集光レンズ３４と、光導入パイプ３０内の上部への水の流入を制限するための小孔４４Ａを備える流入制限部材４４とから成る。流入制限部材４４は、光導入パイプ３０の下部側への光の透過を可能にするため、透明なポリカーボネート、ポリプロピレン等の部材からなる。
【００１８】
第１実施形態の水浄化装置１０による水Ｗの浄化について説明する。
図１に示すように、上方からの日射光を、第１反射板１８で上方へ集光させるように反射させ、第１反射板１８と対向する第２反射板１４で、該第１反射板１８からの光を光導入パイプ３０側へ反射させる。光導入パイプ３０へ導かれた光は、凹レンズ３２及び集光レンズ３４で集光され、水面に照射されて温度を上昇させる。ここで、水面の直下には、流入制限部材４４により水の流入量が制限されるため、光が照射される水面での温度が７０〜７５℃以上まで上昇し（夏場の外気温２５℃の状態）、７５℃が１分程度続くことで、水中の細菌を完全に死滅させる。７５℃に達した温水は、比重が軽くなるため、流入制限部材４４の小孔４４Ａを介して流入制限部材４４下部の水が流入制限部材４４上部へ流れ込み、この流入によって、該７５℃の温水は光導入パイプ３０の側壁の通孔３０Ａを介して貯水槽５０内へ戻される。なお、水の最高温度は、流入制限部材４４の小孔４４Ａ及び光導入パイプ３０の通孔３０Ａの径を選択することで適宜調整できる。
【００１９】
一方、透明な流入制限部材４４を透過した光は、光導入パイプ３０の側壁の光触媒４０を構成する二酸化チタンを励起させる。二酸化チタンは、電子と正孔とを発生し、表面にある酸素や水と反応して活性酸素やＯＨラジカルを生ぜしめ、水中の有機物質と結合して分解し、炭酸ガスと水にする。これにより水が浄化される。
【００２０】
第１実施形態の水浄化装置１０は、集光器２０を貯水槽５０の蓋５２の上側に配置すると共に、光導入パイプ３０を蓋５２に穿設した通孔５２Ａへ挿通することで取り付けられる。このため、既存の貯水槽５０の蓋５２に小径の通孔５２Ａを穿設するだけで容易に取り付けることができる。また、光導入パイプ３０を介して集光器２０にて集光した光を貯水槽５０の内部へ導き、加熱部４２で集光器２０により集光した光により水Ｗを加熱すると共に、光導入パイプ３０の側面の光触媒４０により水槽内の水Ｗを浄化する。即ち、電力の供給無しに水の浄化を、メンテナンスなしで実現できる。
【００２１】
ここで、第１実施形態の水浄化装置１０では、流入制限部材４４の小孔４４Ａで光導入パイプ３０内の上部への水の流入を制限して、凹レンズ３２、集光レンズ３４で水面へ集光して加熱する。このため、電力の供給無しに水を加熱して殺菌することが可能になる。
【００２２】
[第１実施形態の改変例]
第１実施形態の改変例に係る水浄化装置１０の構成について図５を参照して説明する。  上述した第１実施形態では、流入制限部材４４は光導入パイプ３０内に固定されていた。これに対して、第２実施形態では、流入制限部材４４にフロート部４４Ｂが設けられ、この浮力により水面に合わせて上下動可能に構成されている。更に、第１実施形態では、凹レンズ３２の後に集光レンズ３４を用いたが、第２実施形態では、集光レンズ３４の後に凹レンズ３２を組み合わせることで、集光レンズ３４で集光した光を、凹レンズ３２からビーム状に下方に照射させる。更に、第２実施形態では、光導入パイプ３０の側部に、高さを異ならしめた通孔３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが穿設されている。
【００２３】
図５（Ａ）は、水位が高い状態での流入制限部材４４を示している。
光導入パイプ３０へ導かれた光は、集光レンズ３４で集光され、凹レンズ３２で偏光されビーム状に下方に照射され、水面の温度を上昇させる。ここで、水面の直下は、流入制限部材４４により水の流入量が制限されるため、光が照射される水面での温度が７０〜７５℃以上まで上昇し（夏場の外気温２５℃の状態）、７５℃が１分程度続くことで、水中の細菌を完全に死滅させる。７５℃に達した温水は、比重が軽くなるため、流入制限部材４４の小孔４４Ａを介して流入制限部材４４下部の水が流入制限部材４４上部に流れ込み、この流入によって、該７５℃の温水は流入制限部材４４の側壁（フロート部）４４Ｂに設けられた通孔４４Ｃ、及び、光導入パイプ３０の側壁の通孔３０Ａを介して貯水槽５０内へ戻される。
【００２４】
図５（Ｂ）は、水位が低い状態での流入制限部材４４を示している。
光導入パイプ３０へ導かれた光は、集光レンズ３４で集光され、凹レンズ３２で偏光されビーム状に下方に照射され、水面の温度を上昇させる。温水は、比重が軽くなるため、流入制限部材４４の小孔４４Ａを介して流入制限部材４４下部の水が流入制限部材４４上部に流れ込み、この流入によって、温水は流入制限部材４４の側壁（フロート部）４４Ｂに設けられた通孔４４Ｃ、及び、光導入パイプ３０の側壁の通孔３０Ｃを介して貯水槽５０内へ戻される。
【００２５】
[第２実施形態]
本発明の第２実施形態に係る水浄化装置１０について図６を参照して説明する。
上述した第１実施形態では、光導入パイプ３０には光触媒４０と共に水を加熱する加熱部が設けられていた。これに対して、第２実施形態では、加熱部が省略されている。更に、レンズとして集光レンズ３４を１枚のみ用いている。また、第２実施形態では、光導入パイプ３０として有底のパイプが用いられ、側壁及び底部の外部側のみに光触媒４０が設けられている。第２実施形態の構成は、第１実施形態よりも廉価に構成できる利点がある。
【００２６】
第２実施形態の水浄化装置１０は、集光器２０を貯水槽５０の蓋５２の上側に配置すると共に、光導入パイプ３０を蓋５２に穿設した通孔５２Ａへ挿通することで取り付けられる。このため、既存の貯水槽５０の蓋５２に小径の通孔５２Ａを穿設するだけで容易に取り付けることができる。また、光導入パイプ３０を介して集光器２０にて集光した光を貯水槽５０の内部へ導き、光導入パイプ３０の側面の光触媒４０により水槽内の水Ｗを浄化する。即ち、電力の供給無しに水の浄化を、メンテナンスなしで実現できる。
【００２７】
[第２実施形態の改変例]
第２実施形態の改変例に係る水浄化装置１０について図７を参照して説明する。
図６を参照して上述した第２実施形態の水浄化装置では、第１実施形態と同様に、第２反射板１４は、固定金具１６により取り付けドーム１２から吊り下がるように固定されていた。これに対して、第２実施形態の改変例では、取り付けドーム１２の頂部近傍の内面にアルミ蒸着からなる反射膜１２Ｍを配設することで、第２反射板が形成されている。改変例では、第２反射板が取り付けドーム１２の内面に反射膜１２Ｍを被覆して成るため、廉価に構成することができる。更に、第２実施形態の改変例では、光導入パイプ３０の底蓋を無くして、内部へ水Ｗを取り入れており、これに伴い、光導入パイプ３０の側壁の外面のみでなく内面にも光触媒４０が設けられている。
【００２８】
上述した実施形態では、アパタイト等の担体を介して光触媒を被覆したが、二酸化チタン（光触媒）の被膜を直接光導入パイプ３０の表面に設けてもよい。また、上述した実施形態では、本発明の水浄化装置を飲料水用の貯水槽に取り付ける例を挙げたが、本発明の水浄化装置は、中水、下水用の水槽にも適用可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る水浄化装置の構成を示す構成図である。
【図２】貯水槽に取り付けられた水浄化装置の構成を示す断面図である。
【図３】水浄化装置の取り付け前の貯水槽の構成を示す断面図である。
【図４】図１中の水浄化装置の要部を示す構成図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）は、第１実施形態の改変例に係る水浄化装置の要部を示す構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る水浄化装置の構成を示す構成図である。
【図７】第２実施形態の改変例に係る水浄化装置の構成を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  水浄化装置
１２  取り付けドーム
１２Ｍ  反射被膜
１４  第２反射板
１６  固定金具
１８  第１反射板
２０  集光器
２２  Ｏリング
２４  受けゴム
２６  取り付け金具
３０  光導入パイプ
３０Ｈ  ホッパー部
３２  凹レンズ
３４  集光レンズ
４０  光触媒
５０  貯水槽
５２  蓋
５２Ａ  通孔
【図１】
2005313067.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2005313067.tif 000007
【図６】
2005313067.tif 000008
【図７】
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