(57)【要約】【課題】効率のよい光触媒処理が可能な光触媒部材、この光触媒部材を用いた光触媒処理装置及び光触媒処理方法並びに同方法で処理された水を提供する。【解決手段】光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成する。光触媒処理装置は、前記光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器で構成する。流体収容容器には、流体を攪拌する攪拌手段、流体を所定温度に維持する温度調整手段を設ける。流体が水である場合には、流体収容容器に水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計測手段を設ける。そして、水の酸化還元電位が４００mV以下となるまで光触媒処理を行う。【選択図】図６
2005125216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成した光触媒部材。
【請求項２】
光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器からなる光触媒処理装置において、
前記光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成したことを特徴とする光触媒処理装置。
【請求項３】
前記流体収容容器には、この流体収容容器内に収容した流体を攪拌する攪拌手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の光触媒処理装置。
【請求項４】
前記流体収容容器には、この流体収容容器内に収容した流体を所定温度に維持する温度調整手段を設けたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の光触媒処理装置。
【請求項５】
前記流体収容容器に収容される流体は水であって、前記流体収容容器に前記水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計測手段を設けたことを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の光触媒処理装置。
【請求項６】
光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器に流体を収容し、この流体を光触媒処理する光触媒処理方法において、
前記光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成していることを特徴とする光触媒処理方法。
【請求項７】
前記流体収容容器内に収容した流体を攪拌していることを特徴とする請求項６記載の光触媒処理方法。
【請求項８】
前記流体収容容器内に収容した流体の温度を所定温度域に維持していることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の光触媒処理方法。
【請求項９】
前記流体収容容器内に収容する流体は水であって、この水の酸化還元電位を４００mV以下にまで低減させていることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の光触媒処理方法。
【請求項１０】
光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器に収容して光触媒処理を行うことにより、酸化還元電位を４００mV以下にまで低減させた水。
【請求項１１】
前記光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成していることを特徴とする請求項１０記載の水。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒によって流体の改質あるいは浄化を行う光触媒部材、及びこの光触媒部材を用いた光触媒処理装置及び光触媒処理方法、並びに同方法で処理された水に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、酸化チタン等の光触媒材料を用いて空気を浄化する空気清浄機や、水を浄化する水質浄化装置が知られている。
【０００３】
これらの空気清浄機や水質浄化装置では、光触媒材料を焼結させて形成したセラミックスボールからなる光触媒部材や、高分子樹脂等からなる所要の基材表面に光触媒材料を被着させて構成した光触媒部材を用い、この光触媒部材にブラックライト等の光源から紫外線を照射しながら被処理物である空気や水等を接触させて浄化している。
【０００４】
このような光触媒部材による光触媒の効率を向上させるには、光触媒部材の表面積を大きくすることが望ましく、表面積を大きくした光触媒部材の一つとして、所定幅のステンレス製の金属帯体を螺旋状にカールさせて形成したカール状金属帯体を金束子状の塊として、カール状金属帯体の表面に光触媒材料を被着させて形成した光触媒部材が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
このカール状金属帯体からなる光触媒部材を用いて空気清浄機や水質浄化装置を構成することにより、光触媒部材のメンテナンスの手間が少なく、光触媒による浄化効率の高い空気清浄機や水質浄化装置等が提供可能となっている。
【特許文献１】特開２００３−５３１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記した光触媒部材では未だに光触媒による処理速度が十分ではなく、空気あるいは水等の流体の完全な浄化には多大な時間を要することとなっていた。
【０００７】
本発明者は、光触媒の処理効率を向上させるべく研究開発を行っていたところ、光触媒の処理効率が図れるとともに、特に水の場合であれば水の浄化だけでなく改質を可能とすることができる光触媒部材、及びこの光触媒部材を用いた光触媒処理装置並びに光触媒処理方法、さらにはこの光触媒処理方法によって処理された水を発明するに至ったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成した。
【０００９】
また、本発明の光触媒処理装置では、光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器からなる光触媒処理装置において、光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成した。
【００１０】
さらに、流体収容容器にはこの流体収容容器内に収容した流体を攪拌する攪拌手段を設けたこと、流体収容容器にはこの流体収容容器内に収容した流体を所定温度に維持する温度調整手段を設けたこと、流体収容容器に収容される流体は水であって、流体収容容器に水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計測手段を設けたことにも特徴を有するものである。
【００１１】
また、本発明の光触媒処理方法では、光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器に流体を収容し、この流体を光触媒処理する光触媒処理方法において光触媒部材を、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成することとした。
【００１２】
さらに、流体収容容器内に収容した流体を攪拌していること、流体収容容器内に収容した流体の温度を所定温度域に維持していること、流体収容容器内に収容する流体は水であって、この水の酸化還元電位を４００mV以下にまで低減させていることにも特徴を有するものである。
【００１３】
また、本発明の水では、光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器に収容して光触媒処理を行うことにより、酸化還元電位を４００mV以下にまで低減させた。
【００１４】
さらに、光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成していることにも特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明では、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成した光触媒部材としたことによって、ニッケル及び／またはクロムが光触媒材料の助触媒となって光触媒材料による光触媒処理を促進させることができ、光触媒処理の処理効率を向上させることができる。
【００１６】
請求項２記載の発明では、光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器からなる光触媒処理装置において、光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成したことによって、ニッケル及び／またはクロムが光触媒材料の助触媒となって光触媒材料による光触媒処理を促進させることができるので、処理効率を向上させた光触媒処理装置とすることができる。
【００１７】
請求項３記載の発明では、流体収容容器にこの流体収容容器内に収容した流体を攪拌する攪拌手段を設けたことによって、光触媒処理装置における光触媒処理の効率をさらに向上させることができる。
【００１８】
請求項４記載の発明では、流体収容容器にこの流体収容容器内に収容した流体を所定温度に維持する温度調整手段を設けたことによって、光触媒処理装置における光触媒処理の効率をさらに向上させることができる。
【００１９】
請求項５記載の発明では、流体収容容器に収容される流体は水であって、流体収容容器に水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計測手段を設けたことによって、光触媒処理装置における処理の終了タイミングを正しく判定することができ、光触媒処理装置による被処理物の品質を略均質とすることができる。
【００２０】
請求項６記載の発明では、光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器に流体を収容し、この流体を光触媒処理する光触媒処理方法において、光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成していることによって、ニッケル及び／またはクロムが光触媒材料の助触媒となって光触媒材料による光触媒処理を促進させることができるので、光触媒処理の効率を向上させることができる。
【００２１】
請求項７記載の発明では、流体収容容器内に収容した流体を攪拌していることによって、光触媒処理の効率をさらに向上させることができる。
【００２２】
請求項８記載の発明では、流体収容容器内に収容した流体の温度を所定温度域に維持していることによって、光触媒処理の効率をさらに向上させることができる。
【００２３】
請求項９記載の発明では、流体収容容器内に収容する流体は水であって、この水の酸化還元電位を４００mV以下にまで低減させていることによって、還元作用のある水を容易に生成することができる。
【００２４】
請求項１０記載の発明では、光触媒部材と、この光触媒部材に紫外線を照射する光源とを収容した流体収容容器に収容して光触媒処理を行うことにより、酸化還元電位を４００mV以下にまで低減させていることによって、還元作用のある水とすることができ、生体がこの水を摂取した場合には体内中の活性酸素の低減を図ることが可能であって、生体にとって有益な水を提供することができる。
【００２５】
請求項１１記載の発明では、光触媒部材は、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成していることによって、還元作用のある水を短時間で生成することができ、水の生成効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明では、被処理物である流体の光触媒処理を行う光触媒部材を、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて構成しているものであり、光触媒処理装置の場合にはこの光触媒部材を用いているものである。
【００２７】
すなわち、本発明者は、光触媒部材において、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させることによって光触媒の効果を向上させることが可能であることを知見し、このことを利用して光触媒部材を構成しているものである。
【００２８】
このように、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させることによって光触媒の効果を向上させることができる原因は、正確には不明であるが、光触媒材料によって生成された電子と正孔の再結合をニッケル及び／またはクロムが抑制するとともに、生成された電子による還元反応と生成された正孔による酸化反応とをニッケル及び／またはクロムが平衡させながら生起していることが考えられる。
【００２９】
すなわち、光触媒材料が被着されたニッケル及び／またはクロムが、光触媒材料で生成された電子の還元反応及び正孔の酸化反応のあたかも電極として作用しているものと考えられる。
【００３０】
このことは、後述するように、水に浸漬させた光触媒部材によって、水の酸化還元電位を低下させることができることから推測されるものである。
【００３１】
このように、ニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて形成した光触媒部材と、この光触媒部材の光触媒材料に紫外線を照射するための光源とを流体収容容器に収容することによって光触媒処理装置を形成している。
【００３２】
そして、流体収容容器に空気や水などの所要の流体を収容することによって、被処理物の流体の浄化を行うことができる。特に、上記したようにニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて光触媒部材を形成していることによって光触媒処理の効率をより向上させることができる。
【００３３】
さらに、流体収容容器には収容した流体を攪拌する攪拌手段を設け、流体を攪拌した場合には、流体と光触媒部材との単位時間あたりの接触量を増大させることができるので、光触媒処理の効率をより向上させることができる。
【００３４】
しかも、流体収容容器には収容した流体を所定温度に維持する温度調整手段を設け、流体を所定温度に維持した場合には、最も光触媒処理の効果の高い温度域で流体の光触媒処理を行うことによって、光触媒処理の効率をより向上させることができる。
【００３５】
流体が水の場合には、流体収容容器に水の酸化還元電位を計測する酸化還元電位計測手段を設けることによって光触媒処理の進行程度を管理することができ、均質に光触媒処理された水を安定的に生成することができる。
【００３６】
特に、上記したようにニッケル及び／またはクロムを含有する金属面上に光触媒材料を被着させて光触媒部材を構成した場合には、水の酸化還元電位を低下させて還元水を生成することができる。しかも、このとき、水のｐＨを変動させることなく還元水を生成することができるので、生体にとって有益な水を生成することができる。
【００３７】
以下において、図面に基づいて本発明の実施形態を詳説する。
【００３８】
図１は、本実施形態の光触媒部材10の説明図である。この光触媒部材10では、所要の厚み寸法であって、かつ所要の幅寸法を有する一方向に伸延させた金属製の金属帯体を用い、この金属帯体を螺旋状にカールさせてカール状金属帯体11を形成している。
【００３９】
そして、図２に示すように、カール状金属帯体11の表面に酸化チタン等の光触媒材料を被着して光触媒層12を形成しているものである。
【００４０】
特に、本実施形態では、カール状金属帯体11はニッケル−クロム合金で形成しており、ニッケル−クロム合金の表面に光触媒層12を形成していることによって、ニッケル及び／またはクロムが光触媒材料の助触媒となって光触媒材料による光触媒処理を促進させることができ、光触媒処理の処理効率を向上させることができる。
【００４１】
他の実施形態として、図３に示すように、適宜の金属体あるいは合成樹脂体からなる基材13の表面にメッキ処理あるいは蒸着処理等によってニッケルまたはクロム、あるいはニッケル−クロム合金からなる助触媒層14を形成し、この助触媒層14の上面に光触媒層12を形成してもよい。
【００４２】
図２及び図３では、カール状金属帯体11の表面、及び基材13の表面を平坦としているが、表面に微小な凹凸を形成して表面積を大きくするとともに、光触媒層12の接合強度を向上させるようにしてもよい。
【００４３】
光触媒層12を形成する場合には、酸化チタンのアナターゼ分散液を貯留した酸化チタン溶液槽にカール状金属帯体11を浸漬させた後、電気炉を用いて酸化チタンを焼結させて形成しており、光触媒層12が所要の膜厚となるまで酸化チタン溶液槽への浸漬と、電気炉による焼結とを繰り返している。
【００４４】
なお、光触媒層12を酸化チタン以外の光触媒材料で形成する場合には、使用する光触媒材料に合わせた適宜の方法によって光触媒層12を形成してよい。
【００４５】
光触媒部材10は、カール状金属帯体11に光触媒層12を重合させて形成したものに限定するものではなく、例えば、図４に示すように、ニッケル−クロム合金製の金属板体15に光触媒層を重合させて光触媒部材10'を形成してもよい。図４中、15aは通水孔であり、光触媒部材10'を水中に浸漬させて水の浄化を行うようにしてもよい。
【００４６】
あるいは、図５に示すように、互いに略平行に並設したニッケル−クロム合金製の複数の第１金属帯体16と、この第１金属帯体16とそれぞれ略直交させるとともに、互いに略平行に並設したニッケル−クロム合金製の複数の第２金属帯体17とを平織状に交差させ、第１金属帯体16と第２金属帯体17とに光触媒層を重合させて光触媒部材10"を形成してもよい。
【００４７】
以下において、上記したカール状金属帯体11からなる光触媒部材10を用いて構成した光触媒処理装置を具体的に説明する。以下においては、流体を水とした場合について説明するが、水以外の流体用の光触媒処理装置も同様に構成することができる。
【００４８】
図６は、本実施形態の光触媒処理装置A1の一部切欠側面図であり、図７は、図６のＸ−Ｘ断面図である。
【００４９】
光触媒処理装置A1は、円筒状の周面壁を有する収容容器21と、この収容容器21内に収容した光触媒部材10と、この光触媒部材10に紫外線を照射する光源22と、収容容器21内に収容した水を攪拌する攪拌機23と、収容容器21への流体の注排水を行うための通水管24とから構成している。
【００５０】
収容容器21には、光源22に電力を供給するための電力供給部（図示せず）と、水を所定温度に加温するヒーター（図示せず）を底部に設けている。また、収容容器21には、通水管24からの注排水時に空気を適宜通気させる通気口（図示せず）を設けている。
【００５１】
さらに、図示していないが、収容容器21には、収容している水の酸化還元電位を測定する測定器を装着している。
【００５２】
光触媒部材10は、図８に示すように、円板状の上部支持板25aと、同じく円板状の下部支持板25bと、この上下部支持板25a,25bを連結する複数の連結用柱25cとから構成した光触媒部材装着フレーム25に巻回して光触媒フィルタを構成している。
【００５３】
すなわち、光触媒部材装着フレーム25では、連結用柱25cを、上下部支持板25a,25bの外周縁に沿って所定間隔で設けることにより略円柱状の骨格体とし、光触媒フィルタは、この骨格体の周面部分に光触媒部材10を巻回状態に装着しているものである。
【００５４】
特に、光触媒部材10は、リング状に複数回巻き回して形成したリング状部材としておき、このリング状部材を光触媒部材装着フレーム25の周面に環装することによって装着している。光触媒部材10は、カール状金属帯体11で構成していることによってカール状金属帯体11の伸延方向に沿って伸縮性があるので、光触媒部材装着フレーム25に容易に装着することができる。
【００５５】
上部支持板25a及び下部支持板25bの略中央部には、円柱状の光源22を挿入する挿入孔26を設けており、この挿入孔26に光源22を挿入することによって円筒状となった光触媒部材10の内側面に紫外線を照射可能とするとともに、光源22を光触媒フィルタの支持体として利用している。したがって、光触媒部材10の配設を極めて簡単な構成で行うことができ、光触媒処理装置A1の低コスト化を図ることができる。
【００５６】
なお、上部支持板25a及び下部支持板25bは、円板形状に限定するものではなく、図９に示すように多角形状の上部支持板25a'及び下部支持板25b'としてもよい。
【００５７】
光源22には、本実施形態ではブラックライトを用いており、収容容器21の底部に設けた接続部に接続して起立状態としている。
【００５８】
図７に示すように、本実施形態では、光源22は収容容器21の周面壁に沿って所定間隔で複数立設するとともに、上記したように光触媒フィルタを装着している。
【００５９】
特に、光源22には、光触媒フィルタが装着される光源22とは別に、光触媒フィルタを装着しない外部光源22'を設けており、外部光源22'によって円筒状となった光触媒部材10の外側面に紫外線を照射可能としている。
【００６０】
攪拌機23は、収容容器21の略中央に設けた回転軸23aと、この回転軸23aに装着した攪拌翼23bと、回転軸23aを回転駆動させる駆動モータ23cとで構成している。駆動モータ23cによって回転軸23aを回転させることにより攪拌翼23bで収容容器21の内部の水を攪拌することによって水と光触媒部材10との接触を効率よく生起して、光触媒部材10による水の改質効率を向上させている。
【００６１】
通水管24の中途部には注排水用ポンプ27を設け、この注排水用ポンプ27によって収容容器21への注水、及び収容容器21からの排水を制御している。
【００６２】
上記した光触媒処理装置A1を用いて水の処理を行う場合には、まず、収容容器21の内部に所定量の水を供給し、水をヒーターによって２０〜４０℃程度に維持しながら攪拌機23によって攪拌し、光源22及び外部光源22'から照射した紫外線によって光触媒部材10の光触媒材料を活性化させて酸化処理及び還元処理を生起することにより水の分解処理を行っている。
【００６３】
処理される水を所定温度に維持しておくことによって、光触媒処理装置A1における光触媒処理の効率を向上させることができ、しかも、攪拌機23によって水を攪拌することにより光触媒処理装置A1における光触媒処理の効率をさらに向上させることができる。
【００６４】
このようにして水の処理を行うことによって、ｐＨを変化させることなく、水の酸化還元電位を低下させることができる。通常の水では、酸化還元電位は低くても５００mV程度までであるが、上記した光触媒処理装置A1で処理した水は４００mV以下にまで低減させることが可能である。
【００６５】
そこで、収容容器21に設けた酸化還元電位の測定器において、４００mV以下となったところで光触媒処理を終了して、通水管24から処理水を取り出している。このように酸化還元電位を測定・管理することによって、水の処理具合を定量的に判定することができるので、均質に処理された水を生成することができる。
【００６６】
図１０は、光触媒処理装置A1によって処理した水の酸化還元電位の経時変化を示したものであり、時間が経過しても酸化還元電位を４００mV以下に維持可能であることがわかる。しかも、この水を冷凍処理しても、あるいは加熱処理しても酸化還元電位を４００mV以下に維持可能であることがわかる。
【００６７】
ここで、冷凍処理とは、水を２４時間冷凍して氷とした後に、その氷を自然解凍したものであり、加熱処理とは、水を湯煎で３０分加熱した後に室温において自然冷却させたものである。
【００６８】
図１１は、光触媒処理装置A1によって処理した水のｐＨの経時変化を示したものであり、時間が経過してもｐＨ８前後に維持可能であることがわかる。
【００６９】
なお、水の電気分解によって酸性水やアルカリ水を生成することによっても酸化還元電位の低減を図ることが可能であるが、この場合には、ｐＨを８前後に維持することが困難であって、利用範囲が限定されることとなっていたが、本発明によって生成した水では、弱アルカリであるので用途限定されることなく使用することができる。
【００７０】
しかも、本発明によって生成した水には抗菌・殺菌力があるとともに、消臭作用があるため、食品加工業の分野においては、野菜や食肉等の食品の洗浄水、容器・用具等の洗浄水として好適であり、あるいは、食品加工時の添加水として用いた場合には、人体内における活性酸素の低減に寄与することが期待される。
【００７１】
また、農業の分野においては、水耕栽培用の循環水や、農作物あるいは種等の出荷時の洗浄作業における洗浄水として好適である。
【００７２】
また、畜産業の分野においては、家畜用の飲料水や、家畜舎の洗浄、あるいは肉加工時の洗浄水等として好適である。
【００７３】
また、水産業の分野においては、魚肉の洗浄水や、養殖あるいは運搬時の飼育水等として好適である。
【００７４】
また、医業の分野においては、医療用具の洗浄水、口腔及び鼻孔の洗浄水、炎症患部への適用等に好適である。
【００７５】
また、園芸業の分野においては、植物の鮮度保持や成長促進を促すことが期待できる。
【００７６】
また、化粧品材料として用いた場合には、防腐剤・界面活性剤等の添加物の添加量の削減、皮膚の洗浄効果の向上、体臭予防、皮膚常在菌の抑制、肌荒れや炎症の改善、アトピー性皮膚炎の改善等が期待される。
【００７７】
また、健康食品の原料として用いた場合には、動脈硬化や高脂血性の改善等が期待でき、特に飲料水として好適である。
【００７８】
これら以外にも、コンタクトレンズの洗浄水、公共施設の洗浄に用いる水、プールに用いる水、ペット等の洗浄水、トイレ・風呂・床等の洗浄に用いる水、洗濯に用いる水、ボイラー用循環水、脱臭剤として用いる水等の各種用途に好適である。
【００７９】
以下において、他の実施形態について説明する。
【００８０】
図１２は、本実施形態の光触媒処理装置A2の一部切欠側面図であり、図１３は、その横断面図、図１４は、図１２の光触媒処理装置A2に用いた光触媒フィルタ30である。
【００８１】
光触媒処理装置A2は、円筒状の周面壁を有する収容容器31と、この収容容器31内に収容した光触媒フィルタ30と、この光触媒部材10に紫外線を照射する光源32とから構成している。図１２及び図１３中、33は収容容器31の底部近傍に連通連結した送水管、34は収容容器31の上部に連通連結した排水管である。
【００８２】
収容容器31には、光源32に電力を供給するための電力供給部（図示せず）と、水を所定温度に加温するヒーター（図示せず）を底部に設けている。また、収容容器21には、収容している水の酸化還元電位を測定する測定器（図示せず）を装着している。
【００８３】
光源32には、本実施形態では棒状に伸延したブラックライトを用いており、収容容器31の底部に設けた接続部に接続して起立状態としている。図１３に示すように、本実施形態では、光源32は収容容器31の周面壁に沿って所定間隔で複数立設するようにしている。
【００８４】
光触媒フィルタ30は、円筒状の外囲管35と、上記した光触媒部材10とで構成しており、外囲管35は光源32に環装可能として、光源32に環装した外囲管35と光源32との間の空間に、光源32に環装した光触媒部材10を収容している。外囲管35の下側部には複数の通水孔36を設けている。
【００８５】
このように構成した光触媒処理装置A2において、送水管34から収容容器31に水を送給すると、通水孔36を通って外囲管35と光源32との間の空間に達した水は、外囲管35に規制されて外囲管35と光源32との間の空間を上昇する。
【００８６】
したがって、外囲管35と光源32との間の空間を上昇する水は、光触媒部材10によって連続的に光触媒処理されることとなる。
【００８７】
そして、収容容器31の上部に達した水は排水管34から排水している。特に、送水管33と排水管34とは、中途部に循環制御ポンプ（図示せず）を設けた循環配管（図示せず）によって連通連結し、この循環配管を介して収容容器31内の水を循環させている。これが、攪拌手段である。
【００８８】
収容容器31内の水をヒーターによって所定温度としながら所定時間循させることにより光触媒処理を進行させ、水の酸化還元電位が４００mV以下の所定値に達したところで循環配管を介した循環を停止して、水の取り出しを行っている。
【００８９】
他の実施形態として、図１５に示すように光触媒処理装置A3を構成することもできる。図１６は、図１５のＹ−Ｙ断面図である。
【００９０】
図１５の光触媒処理装置A3では、給水管41が接続された給水部42と、排水管43が接続された排水部44とを処理用配管45で接続し、給水部42から排水部44に処理用配管45を介して送水することにより処理用配管45内部で光触媒処理を行っているものである。
【００９１】
すなわち、処理用配管45の内部には、周囲に光触媒部材10を環装したブラックライトからなる光源46を貫挿し、光源46と処理用配管45との間に送水を行って、水の光触媒処理を行っている。
【００９２】
排水部44に達した水の酸化還元電位が４００mV以下となるように、処理用配管45の長さ、あるいは送水量を調整しておくことにより、特別な攪拌機構を設けることなく所要の酸化還元電位となった水を生成することができる。
【００９３】
なお、光触媒部材10はカール状金属帯体11で構成していることによって、このカール状金属帯体11自体が水の攪拌を生起するので、処理用配管45に送水するだけで均質に光触媒処理された水を生成することができる。
【００９４】
さらに、給水部42にはヒーター等を設けて処理用配管45に送水する水を所定温度としておくことにより、光触媒処理の効率をさらに向上させることができる。
【００９５】
光触媒処理装置A3による処理量を増大させる場合には、処理用配管45の径を大きくして光源46と処理用配管45との間の空間を大きくすることもできるが、この場合には、光触媒部材10において光源46から照射された紫外線が当たらない部位が生じることがあるので、本実施形態では、図１６に示すように処理用配管45を複数本並設することによって処理量を増大させている。
【００９６】
上記した光触媒処理装置A3は、被処理物である流体と光触媒部材10との接触効率を極めて向上させることができるので、水だけでなく例えば空気の浄化処理等にも極めて有効な構成となっている。
【００９７】
なお、空気の浄化処理の場合には、図１７及び図１８に示すように光触媒処理装置A4を構成することもできる。
【００９８】
すなわち、図１７及び図１８の光触媒処理装置A4では、矩形体状としたケーシング50内に、合成樹脂あるいはガラスなどの略透明な板材を用いて通気路51を形成し、通気路51の内部に光触媒部材10を配設するとともに、通気路51の外部に紫外線を照射する光源52を設け、通気路内に所要の空気を送気することによって光触媒による浄化処理を行っているものである。
【００９９】
特に本実施形態では、通気路51は、ケーシング50の一側面の上側部に設けた吸気口53から送気された空気を上方から下方に送気する第１通気路51aと、この第１通気路51aで下方に送気された空気を下方から上方に送気する第２通気路51bとで構成しており、第２通気路51bの上側部に達した空気は、第２通気路51bの上側部に接続した排気口54から排出している。
【０１００】
第１通気路51aと第２通気路51bとは、下側端部において連通配管55により連通連結しており、第１通気路51aから第２通気路51bに空気を送気している。
【０１０１】
本実施形態では、吸気口53の近傍、及び連通配管55部分にはそれぞれ吸気ファン（図示せず）を設け、排気口54の近傍には送気ファン（図示せず）を設けて、空気を所要の方向に送気可能としている。
【０１０２】
第１通気路51aの内部、及び第２通気路51bの内部には、第１通気路51a及び第２通気路51bに所要の間隔を隔てて互いに平行に架設した２本１対の第１係止体56と第２係止体57とを複数対設けており、第１係止体56と第２係止体57とに光触媒部材10を掛架して光触媒フィルタを構成している。
【０１０３】
光触媒フィルタは、第１通気路51aの内部及び第２通気路51bの内部にそれぞれ上下方向に並べて設けており、特に、図１８に示すように、第１係止体56と第２係止体57のいずれか一方の高さを他方よりも低くすることにより、光触媒部材10によって形成される平面を所定の傾斜面とするとともに、上下に並設した光触媒フィルタの傾斜の向きを交互に切り替えて、光触媒フィルタを側面視において上下方向にジグザグ状に配設している。
【０１０４】
このように、光触媒フィルタをジグザグ状に配設することによって、第１通気路51a及び第２通気路51bの径を大きくしながらも、各光触媒フィルタの光触媒部材10に効率よく紫外線を照射することができるので、光触媒処理を効率よく行うことができる。
【０１０５】
しかも、光触媒フィルタをジグザグ状に配設することによって、第１通気路51a及び第２通気路51bを通過している空気の流速を適度に不均一化して攪拌状態を生起することができるので、略均質に光触媒処理された空気を排気することができる。
【０１０６】
また、光源52は第１通気路51a及び第２通気路51bの外部に設けているので、空気の汚れが光源52に付着することを抑制でき、光触媒処理装置A4の維持管理の手間を大きく削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明にかかる光触媒部材の説明図である。
【図２】本発明にかかる光触媒部材の断面説明図である。
【図３】他の実施形態の光触媒部材の断面説明図である。
【図４】他の実施形態の光触媒部材の説明図である。
【図５】他の実施形態の光触媒部材の説明図である。
【図６】本発明にかかる光触媒処理装置の一部切欠側面模式図である。
【図７】図６のＸ−Ｘ断面模式図である。
【図８】光触媒部材装着フレームの説明図である。
【図９】他の実施形態の光触媒部材装着フレームの説明図である。
【図１０】本発明にかかる光触媒処理方法で処理した水の酸化還元電位の経時変化を示すグラフである。
【図１１】本発明にかかる光触媒処理方法で処理した水のｐＨの経時変化を示すグラフである。
【図１２】他の実施形態の光触媒処理装置の縦断面模式図である。
【図１３】他の実施形態の光触媒処理装置の横断面模式図である。
【図１４】他の実施形態の光触媒処理装置に用いた光触媒フィルタの説明図である。
【図１５】他の実施形態の光触媒処理装置の縦断面模式図である。
【図１６】図１５のＹ−Ｙ断面模式図である。
【図１７】他の実施形態の光触媒処理装置の断面模式図である。
【図１８】他の実施形態の光触媒処理装置の断面模式図である。
【符号の説明】
【０１０８】
A1  光触媒処理装置
10  光触媒部材
11  カール状金属帯体
12  光触媒層
21  収容容器
22  光源
23  攪拌機
23a 回転軸
23b 攪拌翼
23c 駆動モータ
24  通水管
25  光触媒部材装着フレーム
25a 上部支持板
25b 下部支持板
25c 連結用柱
26  挿入孔
27  注排水用ポンプ
【図１】
2005125216.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】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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