(57)【要約】【課題】コストを掛けず、地中配管等の配管内を流れる流体中の処理対象物を配管内で効率よく分解処理することができる配管システムを提供することを目的としている。【解決手段】内壁面に沿って光触媒層を備える地中埋設排水管路２と、この地中埋設排水管路２に対して分岐状に一端が接続され、他端が太陽光を取り入れ可能に設けられるとともに、内壁面が鏡面になっていて、前記取り入れられた太陽光を前記鏡面で反射させながら、地中埋設排水管路２内の光触媒層に導く導光管路３ａと、導光管路３ａの光導入口側に設けられ、太陽光を導光管路３ａ内に集光する集光装置４ａとを備えていることを特徴としている。【選択図】      図１
2013234464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内壁面に沿って光触媒層を備える液送配管路と、
この液送配管路に対して分岐状に一端が接続され、他端が太陽光を取り入れ可能に設けられるとともに、内壁面が鏡面になっていて、前記取り入れられた太陽光を前記鏡面で反射させながら、前記液送配管路内の光触媒層に導く導光管路と、
を備えていることを特徴とする配管システム。
【請求項２】
上記液送配管路が、地中埋設排水管路である請求項１に記載の配管システム。
【請求項３】
上記光触媒層が、400〜600nmの可視光に応答する可視光応答型光触媒を含む請求項１または請求項２に記載の配管システム。
【請求項４】
上記鏡面が、樹脂製配管材内面に金属めっきして形成されている請求項１〜請求項３のいずれかに記載の配管システム。
【請求項５】
金属めっきが銀めっきである請求項４に記載の配管システム。
【請求項６】
金属めっきが無電解めっき法で形成されている請求項４または請求項５に記載の配管システム。
【請求項７】
上記導光管路の光導入口側に、太陽光を前記導光管路内に集光する集光装置を備えている請求項１〜請求項６のいずれかに記載の配管システム。
【請求項８】
上記集光装置が、太陽位置自動追尾型である請求項７に記載の配管システム。
【請求項９】
集光装置が、紫外領域以下の短波長の光線および赤外領域以上の長波長の光線を除去する機能を備えている請求項３〜請求項８のいずれかに記載の配管システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、排水配管路内の排水の浄化に用いる配管システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
下水処理場の負荷を減らすため、処理場へ至るまでの下水排水流路中で排水の浄化を行うことが求められている。
そこで、被処理水を収容する処理槽と、該処理槽内の被処理水に酸素を供給して溶存させる酸素供給手段と、前記被処理水に溶存された酸素に紫外線を照射する紫外線照射手段と、を備え、紫外線照射手段が、処理槽内に設けられ、長手方向に延びる形状からなり、１８０〜１９０ｎｍと２５０〜２６０ｎｍとにピーク波長を有する紫外線を照射可能な紫外線ランプを有し、酸素供給手段が、前記紫外線ランプよりも低い位置で、かつ前記紫外線ランプの長手方向と平行な方向に沿って配列された複数の酸素供給孔を有する構成として浄化装置（特許文献１）や、
少なくとも周囲を流水性の高い網目で形成する複数の籠形容器と、これらの籠形容器の底面を遮光するように堆積される光触媒機能を有する複数の塊状体と、を備え、太陽光の紫外線が到達する範囲で、前記複数の籠形容器を水面から水中に向かって多段に積層すると共に、上段の前記籠形容器と下段の前記籠形容器とは、それらの前記複数の塊状体が平面視において重なり合って水平方向に並設配置している光触媒を用いた浄化装置（特許文献２）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2010-227842号公報
【特許文献２】特開2010-194424号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の浄化装置の場合、光触媒機能を高めるためには充分な紫外線照射が必要であり、電力費用としてランニングコストがかかってしまうという問題点がある。
一方、特許文献２の浄化装置の場合、太陽光の届く地上付近でしか浄化処理ができず、広大な面積と距離を有する排水用管路を利用することができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて、コストを掛けず、地中配管等の配管内を流れる流体中の処理対象物を配管内で効率よく分解処理することができる配管システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明にかかる配管システム（以下、「本発明の配管システム」と記す）は、内壁面に沿って光触媒層を備える液送配管路と、この液送配管路に対して分岐状に一端が接続され、他端が太陽光を取り入れ可能に設けられるとともに、内壁面が鏡面になっていて、前記取り入れられた太陽光を前記鏡面で反射させながら、前記液送配管路内の光触媒層に導く導光管路と、を備えていることを特徴としている。
【０００７】
上記液送配管路としては、特に限定されないが、太陽光に直接曝されることがない地中配管、特に、地中埋設排水配管が挙げられる。
液送配管路の材質としては、導光管路を介して液送配管路内に到達する太陽光が、到達する部分の内壁面に光触媒層を備えていれば、特に限定されず、樹脂製、無機材料製、金属製のいずれでも構わないが、施工作業性等やリサイクル性を考慮して、塩化ビニル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が好ましく、耐薬品性等に優れた塩化ビニル樹脂が好適である。
液送配管路の内壁面に沿って光触媒層を設ける方法としては、特に限定されないが、液送配管路を構成する配管材本体の内壁面に沿って光触媒粒子を含む塗料を塗布する方法が挙げられる。
【０００８】
上記光触媒層に用いられる光触媒としては、太陽光に含まれるいずれかの波長の電磁波に応答して光触媒機能を発揮できれば、特に限定されないが、少なくとも可視光に応答する可視光応答型光触媒が好適であり、特に４００〜６００ｎｍの可視光に応答するものが好ましい。
可視光に応答する可視光応答型光触媒を用いれば、太陽光から紫外領域以下の短波長の電磁波及び赤外領域以上の長波長の電磁波をフィルタリングして可視光のみを液送配管路内に導くようにしても光触媒効果を得ることができる。
【０００９】
すなわち、太陽光中には、樹脂製の配管材などに悪影響を与える紫外線や赤外線が含まれるが、これらをフィルタリングして導光管路内に入れないようにすれば、配管システムの経時劣化を遅らせることができる。また、赤外線を除去しておくことによって、赤外線によって液送配管路内の液温度の上昇を防ぐことができる。したがって、液送配管路が排水路である場合、排水路内での腐敗臭の発生を抑えることもできる。
なお、フィルタリングせず、太陽光をすべて導光管路に導きいれる場合は、紫外領域でも応答する光触媒を上記可視光に応答する光触媒と混合して用いることもできる。
【００１０】
上記可視光に応答する可視光応答型光触媒としては、例えば、公知の方法で酸化チタンに窒素などをドープしたもの、あるいは、遷移金属をイオン注入したものが挙げられる。
上記塗料としては、塗膜自体が光触媒効果で劣化することがないようにシリコーン樹脂系のものが好ましい。また、可視光応答型光触媒を含む塗料としては、例えば、仲屋ファスナー社製の商品名MAGIC21（４００〜６００ｎｍの可視光に応答）等の市販のものを使用してもよい。
【００１１】
上記のように、塗料を塗布する場合、塗膜の厚みは、表面に光触媒粒子が必要量露出して光触媒効果を発揮できれば特に限定されれない。
また、光触媒粒子は、塗膜を構成する樹脂や、配管材の内壁面に直接接触してこれらを劣化させないように、光触媒粒子自体の表面に光触媒機能を有さないハイドロキシアパタイト等の無機組成物を付着させたものを用いてもよい。
【００１２】
さらに、本発明の配管システムにおいては、液送配管路として、例えば、ＳＰＲ工法（老朽管渠更生工法）等によって形成された更正管路も含まれる。
上記ＳＰＲ工法を用いる場合、プロファイルの管内壁面を構成する面に予め光触媒層を設けておけば、更正管路形成と同時に光触媒層を内壁面に備えた更正管路とすることができる。
【００１３】
上記導光管路としては、内壁面が鏡面化されていれば、特に限定されないが、例えば、
樹脂製配管材内壁面に金属めっきして上記鏡面が形成されているものや、内壁面が鏡面仕上げされた金属管などが挙げられ、軽量で施工性に優れているとともに、コストも低減できることから、樹脂製配管材内壁面に金属めっきしたものが好ましい。
金属めっきとしては、特に限定されないが、銀めっきが好適である。また、界面の接着性を上げるため、組み合わせて２層にして用いることができる（１層目ニッケルめっき／２層目（表面側）銀めっき）。さらに、表面の酸化により経時的に反射率が落ちていくことを防ぐため、従来公知の方法によりめっき層表面に透明保護層をコーティングしてもよい。
めっき方法としては、上記のように樹脂製配管材内面に金属めっきする場合、めっき処理温度を低くできることから無電解めっきが好ましい。
【００１４】
液送配管路に接続される導光管路の数は、液送配管路の長さ、径、液送配管路内を流れる液の種類、あるいは、液の流量等に応じて適宜決定され、特に限定されず、１本でも複数本でも構わない。
【００１５】
本発明の配管システムは、できるだけ細い導光管路で、大光量の光を液送配管路に導入できるように、上記導光管路が太陽光導入口側に太陽光を集光する集光装置を備えていることが好ましい。
上記集光装置としては、特に限定されないが、集光レンズが、太陽位置を自動追尾する機能を備えているものが好ましく、紫外領域以下の短波長の光線および赤外領域以上の長波長の光線を除去した光線を導光管路内に導入する手段を備えていることが好ましい。
また、上記のように、太陽位置を自動追尾する機能を備えている集光装置としては、例えば、凹面鏡や凸レンズ、これらを組み合わせたもの、あるいは、図２に示すようなラフォーレエンジニアリング社製太陽光集光装置「ひまわり」などの公知の集光装置を使用できる。
【００１６】
本発明の配管システムにおいて、液送配管路の流れ勾配は、特に限定されないが、光触媒との接触時間を長くするため、流れを阻害しない範囲で緩くすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の配管システムは、以上のように、内壁面に沿って光触媒層を備える液送配管路と、この液送配管路に対して分岐状に一端が接続され、他端が太陽光を取り入れ可能に設けられるとともに、内壁面が鏡面になっていて、前記取り入れられた太陽光を前記鏡面で反射させながら、前記液送配管路内の光触媒層に導く導光管路と、を備えているので、コストを掛けず、地中配管等の配管内を流れる流体中の処理対象物を配管内で効率よく分解処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の配管システムの第１の実施の形態をあらわす概略説明図である。
【図２】本発明の配管システムの第２の実施の形態であって、その集光装置部分の斜視図である。
【図３】本発明の配管システムの第３の実施の形態であって、その導光管路と排水管路との接続部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１は、本発明の配管システムの第１の実施の形態を概略的にあらわしている。
【００２０】
図１に示すように、この配管システム１ａは、液送配管路としての地中埋設排水管路（以下、「排水管路」とのみ記す）２と、導光管路３ａと、集光装置４ａとを備えている。
地中埋設排水管路２は、地中に埋設されていて、塩化ビニル樹脂からなる管の内面に光触媒層が形成された配管材を接続して形成されている。
光触媒層は、可視光応答型光触媒塗料としての仲屋ファスナー社製の商品名MAGIC21が管内面に塗布されて形成されている。
【００２１】
導光管路３ａは、塩化ビニル樹脂からなる管の内壁面に化学めっきにより銀めっきを施し、内壁面が鏡面化されている。
そして、導光管路３ａは、一端が排水管路２に接続され、他端が地上に露出し光導入口となっている。
【００２２】
集光装置４ａは、凸レンズからなり、図示していない駆動装置によって、凸レンズの焦点が導光管路３ａの光導入口端で、導光管路３ａ内に常に位置するように、太陽に位置に合わせて凸レンズの角度が変更できるようになっている。
【００２３】
この配管システム１ａは、上記のように構成されているので、集光装置４ａで集光された太陽光５が地上に露出する光導入口から導光管路３ａ内に取り入れられ、導光管路３ａの内壁面で反射しながら排水管路２内に照射される。そして、排水管路２内に照射された太陽光によって排水管路２内壁面の光触媒層の光触媒が、光触媒効果によって排水管路２内を流れる排水中の有機物を分解処理するとともに、排水管路２内壁面への汚れの付着も防止される。
そして、排水管路２中で排水中の有機物がある程度分解処理されるので、排水処理場での排水負荷を低減でき、排水処理場での処理時間を短縮したり、排水処理場の設備を小型化することができる。
【００２４】
さらに、導光管路３ａが塩化ビニル樹脂からなる管の内壁面に銀めっきを施した配管材で形成されるので、施工コストが少なく済む。
すなわち、例えば、光ファイバーを用いて太陽光を排水管路２内まで導くことも考えられるが、地中に埋設された排水管路２内に十分な光を送るには、かなりの本数の光ファイバーが必要であるとともに、光ファイバーを保護する保護管も必要になり、コストがかかりすぎるという問題がある。
【００２５】
図２は、本発明の配管システムの第２の実施の形態をあらわしている。
図２に示すように、この配管システム１ｂは、集光装置４ｂが、以下に述べるラフォーレエンジニアリング社製太陽光集光装置「ひまわり」等の市販品が用いられている以外は、上記配管システムＡと同様になっている。
【００２６】
すなわち、集光装置４ｂは、透明なフード４１内に多数のフレネルレンズ４２が設けられ、これらが、架台４３とともに太陽位置センサ４４によって検知された太陽の方向を自動的に向くようになっている。
また、フレネルレンズ４２の後方には、光ファイバー（図示せず）がその先端の中心が、各フレネルレンズ４２の中心軸に一致するとともに、光ファイバーの先端で太陽光中の４００〜６００ｎｍの可視光の焦点と一致するように配置されている。すなわち、紫外領域以下の短波長の電磁波および赤外領域以上の電磁波はほとんど光ファイバー中に入り込まないようになっている。
そして、光ファイバーの他端は、仕切り（図示せず）を介して導光管路３ａの上端部内に臨んでいる。
【００２７】
この配管システムＢは、上記のようになっているので、紫外領域以下の短波長の電磁波および赤外領域以上の長波長の電磁波をフレネルレンズ４２と光ファイバーを用いてフィルタリングし、可視光のみを導光管路３ａ内に取り入れることができる。
すなわち、導光管路３ａおよび排水管路２内には、可視光しか入り込まないので、紫外線による導光管路３ａおよび排水管路２を形成する樹脂の劣化や、排水管路２内の温度上昇を防止することができる。
勿論、排水管路２内壁面に可視光応答型光触媒層が設けられているので、光触媒効果によって排水管路２内の有機物の分解処理が十分に行われる。
【００２８】
図３は、本発明の配管システムの第３の実施の形態をあらわいている。
図３に示すように、この配管システム１ｃは、導光管路３ｂが、内壁面が鏡面にされたパイプ３１とパイプ３２とがエルボ３３を介して接続され、地中内で屈曲してするように設けられ、３４を介して排水管路２に側方で接続されている。また、導光管路３ｂと排水管路２との接続部が、透明樹脂からなる蓋３５で止水状態に塞がれていて、導光管路３ｂが排水管路２から隔絶されている以外は、上記配管システムＡと同様になっている。
すなわち、この配管システム１ｃにおいては、蓋３５が設けられているので、排水管路２側から導光管路３ｂ側へ排水管路２内の排水Ｗが流入して鏡面を汚したり、排水Ｗの汚臭が導光管路３ｂを介して外部に漏れ出ることがない。
【００２９】
本発明の配管システムは、上記の実施の形態に限定されない。例えば、上記の実施の形態では、光触媒層が配管材の内壁面に塗料を塗布することによって形成されていたが、管本体を押し出し成形すると同時に、光触媒粒子を含む樹脂組成物を管本体に内側に押し出し成形して光触媒層を形成するようにしても構わない。
上記の実施の形態では、液送配管路が地中埋設排水管路であったが、ビル内の排水管路でも構わない。そして、ビル内の排水管路の場合、導光管路が通気管を兼ねるようにしても構わない。
【実施例１】
【００３０】
呼び径100Ａの塩化ビニル樹脂パイプ（積水化学工業社製ＶＰ）を、濃度１０重量％、温度２５℃の水酸化ナトリウム水溶液中に１０分間放置し、水洗してパイプの内壁面を活性化した後、以下のＡ〜Ｃ液が重量比でＡ液：Ｂ液：Ｃ液＝４：１：１の割合で混合された銀めっき液にパイプ内壁面を接触させて内壁面が銀メッキされて鏡面となった導光管路用配管材Ａを得た。
〔Ａ液〕
アンモニア過剰のアンモニア性硝酸銀水溶液（ＡｇＮＯ3 ：６０ｇ／Ｌ）
〔Ｂ液〕
水酸化ナトリウム水溶液（ＮａＯＨ：４０ｇ／Ｌ）
〔Ｃ液〕
ブドウ糖水溶液（Ｃ6Ｈ12Ｏ6：３０ｇ／Ｌ）
【００３１】
呼び径100Ａの塩化ビニル樹脂パイプ（積水化学工業社製ＶＰ）の内壁面に、市販の可視光応答型光触媒塗料（仲屋ファスナー社の商品名MAGIC21）をコーティングして内壁面に膜厚5μｍの光触媒層を備えた液送配管路用配管材Ｂを得た。
長さ５０ｃｍの上記導光管路用配管材Ａを塩化ビニル樹脂製チーズの分岐部に接続するとともに、長さ２５ｃｍの２本の液送配管路用配管材Ｂを、一端をそれぞれチーズの直管部に両側から接続するとともに、両液送配管路用配管材Ｂの他端をキャップで閉塞した。
【００３２】
そして、導光管路用配管材Ａの開口端が鉛直上方を向くように配置するとともに、両液送配管路用配管材Ｂおよびチーズの直管部分に処理水サンプルとしての濃度1.0×10-5mol/Lのメチレンブルー水溶液を500ml注入したのち、集光手段として直径20cmの凸レンズを用いて太陽光を導光管路用配管材Ａの光導入口から導光管路用配管材Ａ内に集光して、集光された太陽光を導光管路用配管材Ａに取り入れ、銀めっき層で反射させながらメチレンブルー水溶液に照射されるようにした。なお、上記レンズは、太陽の方向を向くように適宜動かした。
８時間経過後にメチレンブルーの濃度を、吸光光度計を用いて測定したところ、0.8×10-5mol/Lと、２０％分解していることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の配管システムは、特に限定されないが、下水配管、工場排水配管、ビル内の排水管路などに使用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１ａ，１ｂ,１ｃ  配管システム
２  地中埋設排水管路（液送管路）
３ａ，３ｂ  導光管路
４ａ，４ｂ  集光装置
５  光
Ｗ  排水
【図１】
2013234464.tif 000003
【図２】
2013234464.tif 000004
【図３】
2013234464.tif 000005