【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、淡水を銀担持の光触媒フィルターで殺菌させる方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有力な淡水の殺菌方法として、紫外線殺菌装置、酸化チタン担持の光触媒を利用した殺菌装置があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の殺菌方法のうち紫外線殺菌装置は紫外線ランプにより強力な紫外線を通過する淡水に照射し殺菌するもので有害物質を注入せず加温もしないので淡水に与える影響が少なく殺菌できる特徴を有するものの、ランプを点灯させるための多くの電力を消費する、大量の淡水を殺菌処理する場合は多数の紫外線ランプを要し信頼性が低い、紫外線ランプから遠ざかると殺菌効果が薄れるなどの課題が有った。
【０００４】
酸化チタン担持の光触媒方式の殺菌では、紫外線照射方式同様に淡水に与える影響が少なく殺菌できるものの、光触媒に特別な波長の紫外線を照射しなければならず、常時殺菌を保証するためには特別な波長を照射できる紫外線ランプが必要になる、光触媒材料を金属、ガラス、樹脂などの表面にコーティングしなければならず被コーティング材料の重量比で淡水に接触する光触媒の面積を大きくできにくい、光触媒をコーティングした材料を収納するケースや配管に紫外線を通す石英ガラスなどの特殊材料を使わなければならないという課題があった。そのほかに酸化チタンの光触媒では風呂などの殺菌に利用した場合、残留塩素の影響で光触媒をコーティングした表面にまくができるため４日程度で殺菌機能が失われることが報告されている。
【０００５】
そこで、今回の発明は省エネタイプで安全で通常の可視光線を利用して、長期間を効率的に殺菌する光触媒技術を提供すること、および光触媒フィルターを通過させた菌が死滅するには最大で３０分程度を要するので、光触媒フィルターを通過した菌が即、人体に入って活性化しないような技術を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために請求項１の発明は浴槽、貯水タンク、池などの淡水を循環させる配管に銀担持の光触媒フィルターを取り付けた循環方式、および菌を通過させない目の細かいフィルターの前段に銀担持の光触媒フィルターを設置した非循環方式があり、可視光線を光触媒フィルターに照射させる照明装置を設置し、前出の淡水を連続的に効率良く殺菌することを特徴とする淡水殺菌装置である。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の殺菌装置に、自然光や可視光線が光触媒フィルターに効果的に照射されるための反射板、および自然光の照射量を計測する照度センサーを持ち、自然光が不足する場合に前出の照明装置を点灯させることにより天候や時間に関係なく、前出の淡水を連続的に効率良く殺菌することを特徴とする淡水殺菌装置である。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１の光触媒フィルターがカートリッジ方式になっており、容易に取替え可能であり、ステンレスや樹脂製の網か多穴質の淡水が通過しやすい材料で作った円筒に銀担持の光触媒繊維が含まれる不織布を巻きつけ、更にその外側に同じくステンレスや樹脂の網や多数の穴が開いていて淡水が通過しやすい構造を持つ円筒をセットするか、あるいは樹脂などのバンドを２本以上前出の不織布に巻くことによって前出不織布が前出の円筒にしっかり固定する。更に光触媒フィルターは透明なガラスか樹脂のケースの中に入れられ、可視光線が光触媒フィルターの光触媒繊維に照射されることを特徴とした淡水殺菌装置である。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１の光触媒フィルターがカートリッジになっており、容易に取替え可能であり、透明円筒状の中に銀担持の光触媒繊維が隙間なく充填され、可視光線が透明な円筒を通して通過し光触媒繊維に照射しやすくなっていることを特徴とする淡水殺菌装置である。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１の光触媒フィルターの汚れを落とすための逆洗浄方式として、淡水の逆流、バブリング、中性洗剤の注入、超音波の発生などを持ち、手動もしくは自動で光触媒フィルターを洗浄できることを特徴とする淡水産菌装置である。
【００１１】
請求項６の発明は、集光板やレンズにより光ファイバーの端子に自然光を集め、光ファイバーで自然光を導き光触媒フィルター照射することを特徴とした淡水殺菌装置である。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項１の非循環式殺菌装置で、淡水が銀担持の光触媒を通過した後、１ミクロン以下の穴径のフィルターに菌を留め活性状態では菌を通過させない仕組みを持ち、水道、井戸水などあらゆる淡水に適用して殺菌することを特徴とする淡水殺菌装置である。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１の照度センサーは照明装置が点灯する照度を５０〜３００ルックスの範囲で設定可能であり、常に光触媒フィルターに照射する光の照度を設定値以上に保つことにより光触媒を機能させ殺菌することを特徴とする淡水殺菌装置である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施形態を、図１，２，３に示す。
図１の１は浴槽、貯水槽、池など淡水を貯めるところである。２はごみなどを除去するフィルターであり、ここで十分ごみや粒子を除去し、後段の光触媒が目詰まりしないようにする。３は循環のためのポンプであり、４が本発明の淡水殺菌装置、５は風呂や温泉に淡水殺菌装置を利用した場合のボイラーや熱交換器を示す。９は戻り配管であり、１の淡水を循環させ、殺菌し、戻すことによりレジオネラ菌などを死滅させる。淡水殺菌装置は３のポンプの前でも良いし、９０℃以上の高温でなければ８のボイラーや熱交換器の後でも良い。また、８のボイラーや熱交換器が入る必要は無く、バイパス配管に淡水殺菌装置をセットしても良いし、殺菌のための専用の循環記管でも良い。
【００１５】
図２は淡水殺菌装置のみを取り出した図で、７の光触媒フィルターのカートリッジ以外は断面図で示している。７の光触媒フィルターのカートリッジは外側を網やパンチングメタルのような穴のたくさん開いた通水性の良い材料で囲い光触媒フィルターを固定している。このため、自然光や照明装置からの光が光触媒フィルターに十分照射されるようになっており、殺菌機能を発揮する。８は淡水が満遍なく７の光触媒フィルターのカートリッジに入るために設けた淡水滞留用のケースであり可視光線が通過できるよう透明樹脂やガラスなどでできている。また、光触媒フィルターのカートリッジを容易に出し入れできるようフランジのボルト固定となっている。フランジのあわせ面にはパッキンが入り漏水を防ぐ。９は照明装置で、１４の照度センサーの計測により自然光が不足する場合に点灯させて光触媒フィルターに照射する光の量を設定値以上に保つ。自然光を利用する場合には照明装置が自然光の入射を遮らないような位置に配置する。自然光が入らないことがあらかじめ分かっている場合には照度センサーは不要であり、常に照明装置が点灯した状態で使用することになる。１０は反射板で、ステンレスなど錆の出にくい材料を使い、内側の表面は光が反射しやすいように磨かれている。１０の反射板は自然光と照明装置からの光を均一に効果的に光触媒フィルターに反射させるよう配置する。１１と１３は８のケースに繋がる配管であり、１１が淡水の流入に使われる場合は１３はバルブが閉まっており、逆に１３が淡水の流入に使われる場合は１１のバルブが閉まっている。１１と１３の二つの配管が７の光触媒フィルターカートリッジに取り付けられているのはいずれか片方を通常の淡水流入配管、また別の一方を逆洗浄用の排水配管に使用するためである。たとえば、１１の配管を通常の淡水流入用に使う場合は１３の配管のバルブが閉まっており、８のケース内に流入した淡水は７の光触媒フィルターカートリッジを通り抜けて、１２の配管から出てくる。光触媒フィルターを逆洗浄する場合には１２の配管から淡水が流入し、１１の配管のバルブが閉まっているために、光触媒フィルター表面の汚れ成分と共に１３の配管を通って排出される。このとき、１２の淡水には空気の泡や中性洗剤が注入されて光触媒フィルターの汚れを落としやすくする。同様に７の光触媒フィルターの近くに超音波発信機を置けば汚れが剥離しやすくなる。
【００１６】
図３は非循環方式の淡水殺菌装置の光触媒フィルターカートリッジの断面図を描いている。１５は穴の径が１ミクロン以下のシート状フィルターであり、１８のステンレスや樹脂でできた円筒状の網などの上に巻かれている。更に１５の上に１６のシート状の光触媒フィルターが巻かれている。１７は１５と１６のフィルターを固定するための押さえ材料で１８同様に網やパンチングされているステンレスもしくは樹脂などである。この図３において１５の目の細かいフィルターが無ければ循環式の光触媒フィルターカートリッジになる。すなわち、１５の目の細かいフィルターの有るのが非循環式の光触媒フィルターカートリッジ、１５のフィルターの無いのが循環式の光触媒フィルターカートリッジである。図３の非循環式の淡水殺菌装置は水道や井戸水のほかあらゆる淡水を１６の光触媒フィルターを通過させ、１５の穴が１ミクロン以下のフィルター上に留めることで殺菌できる。１ミクロン以下の穴のフィルターのみでは菌を通過させないものの殺菌はできないから菌がフィルター上で繁殖する可能性があり、またフィルター処理時に菌が人間などに感染する危険性がある。光触媒フィルターは取り付け取り外しが容易なケースに収納する。ごみや粒子の多い淡水の場合はこの光触媒フィルターに至る前段フィルターでこれらのごみや粒子を十分取り除く必要がある。
【００１７】
「実施形態の効果」
この実施形態によれば、循環方式の淡水殺菌装置により浴槽、貯水槽、池などの淡水を天候や時間に関係なく無害でしかも長期間にわたって殺菌ができる。水道、井戸水、川からの汲み上げ水など短時間で淡水が人体の体内に入る可能性のあるケースでは非循環方式の淡水殺菌装置により殺菌することができる。
【００１８】
「他の実施形態」
水道水の浄水場では水が浄水場を通過して飲料として利用されるまでには３０分以上を要するのでこのようなケースでは、光触媒のフィルターやブロックを通過させるだけで時間経過とともに菌が死滅するので、非循環方式でしかも１ミクロン以下の穴径のフィルターが不要な淡水殺菌装置とすることができる。
プールでは法律により塩素注入が義務付けられており、その残留塩素により、髪が茶色になったり、水着が漂白されたり、粘膜を傷つけたり皮膚がひりひりするなどの弊害ができている。この、塩素注入の法律が改正されれば、プール水を循環させつつ銀担持光触媒で殺菌することによりこれらの課題を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】淡水殺菌装置を浴槽の殺菌用に取り付けた全体構成図である。
【図２】淡水殺菌装置の光触媒フィルターカートリッジ付近を描いた図である。光触媒フィルターカートリッジが外形図、その他が断面図となっている。
【図３】非循環方式の光触媒フィルターと１ミクロン以下のフィルターの付近の断面図を描いた。この図で、１５の１ミクロン以下のフィルターが無ければ循環式の淡水殺菌装置になる。
【符号の説明】
１ 浴槽もしくは貯水タンク
２ ごみや粒子を除去するフィルターや砂濾過装置
３ 循環ポンプ
４ 淡水殺菌装置
５ ボイラーや加熱のための熱交換器
６ 戻り配管
７ 光触媒フィルターのカートリッジ
８ 光触媒フィルターカートリッジのケース
９ 照明装置
１０ 反射板
１１ 淡水の流入もしくは排出の配管
１２ 光触媒フィルターを通過した淡水が排出される配管
１３ 淡水の流入もしくは排出の配管
１４ 照度センサー
１５ 穴径が１ミクロン以下のフィルター
１６ 銀担持の光触媒フィルター
１７ 光触媒フィルターなどを固定する材料
１８ 淡水が通過するような網や多穴質の円筒状材料[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of sterilizing fresh water with a silver-carrying photocatalytic filter.
[0002]
[Prior art]
As effective methods for sterilizing fresh water, there are an ultraviolet sterilizer and a sterilizer using a titanium oxide-supported photocatalyst.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Among the conventional sterilization methods, the UV sterilizer irradiates fresh water that passes strong ultraviolet rays with an ultraviolet lamp and sterilizes it.It does not inject harmful substances and does not heat it, so it has a small sterilizing effect on fresh water. However, it consumes a lot of power to turn on the lamp, requires a large number of ultraviolet lamps when sterilizing a large amount of fresh water, requires a low number of ultraviolet lamps, and has low reliability. Was.
[0004]
In the sterilization of the titanium oxide-supported photocatalyst method, although the effect on fresh water can be sterilized as in the case of the ultraviolet irradiation method, it is necessary to irradiate the photocatalyst with ultraviolet light of a special wavelength. UV lamps capable of irradiating wavelengths are required.Photocatalytic materials must be coated on the surface of metal, glass, resin, etc., and it is difficult to increase the area of the photocatalyst that comes into contact with fresh water by the weight ratio of the material to be coated. There has been a problem that a special material such as quartz glass that transmits ultraviolet light must be used for a case or a pipe for storing the coated material. In addition, it has been reported that when a titanium oxide photocatalyst is used for disinfection in a bath or the like, it can be spread on the surface coated with the photocatalyst due to the effect of residual chlorine and loses its sterilization function in about four days.
[0005]
Therefore, the present invention is to provide a photocatalytic technology that is efficient and saves energy for a long period of time using ordinary visible light, which is energy-saving and safe. Since it takes about 30 minutes, it is an object of the present invention to provide a technique for preventing bacteria passing through a photocatalytic filter from immediately entering the human body and being activated.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the invention of claim 1 is based on a circulation system in which a silver-carrying photocatalytic filter is attached to a pipe for circulating fresh water such as a bathtub, a water storage tank, a pond, and the like, and a precedent of a fine filter that does not pass bacteria. There is a non-circulation system in which a silver-supported photocatalyst filter is installed, and a lighting device that irradiates visible light to the photocatalyst filter is installed. is there.
[0007]
According to a second aspect of the present invention, the sterilizing apparatus of the first aspect includes a reflector for effectively irradiating the photocatalytic filter with natural light or visible light, and an illuminance sensor for measuring an amount of irradiation of the natural light. In this case, the above-mentioned lighting device is turned on to continuously and efficiently sterilize the above-mentioned fresh water irrespective of weather and time.
[0008]
According to a third aspect of the present invention, the photocatalyst filter of the first aspect is a cartridge type, which is easily replaceable, and is made of a stainless steel or resin net or a cylinder made of a material through which multi-hole fresh water easily passes. Wrap a non-woven fabric containing silver-carrying photocatalytic fibers, and then set a stainless steel or resin mesh and a cylinder with a structure that allows fresh water to easily pass through, and a band made of resin, etc. Is wound around two or more of the above-mentioned nonwoven fabrics, whereby the above-mentioned nonwoven fabric is firmly fixed to the above-mentioned cylinder. Further, the photocatalytic filter is a fresh water sterilizer characterized in that the photocatalytic filter is placed in a transparent glass or resin case, and visible light is applied to the photocatalytic fibers of the photocatalytic filter.
[0009]
According to a fourth aspect of the present invention, the photocatalyst filter of the first aspect is a cartridge, which can be easily replaced. The transparent cylindrical shape is filled with silver-carrying photocatalyst fibers without gaps, and the visible light is transparent. A fresh water sterilizer characterized by being easy to irradiate the photocatalyst fiber through the water.
[0010]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a backwashing system for removing dirt from the photocatalytic filter according to the first aspect, which includes backflow of fresh water, bubbling, injection of a neutral detergent, generation of ultrasonic waves, and the like. This is a freshwater bacterium apparatus characterized in that it can be washed.
[0011]
The invention according to claim 6 is a freshwater sterilization apparatus characterized in that natural light is collected at a terminal of an optical fiber by a light collector or a lens, and natural light is guided by an optical fiber and irradiated with a photocatalytic filter.
[0012]
The invention of claim 7 is a non-circulating sterilizer according to claim 1, wherein after passing the fresh water through the silver-carrying photocatalyst, the bacteria are retained in a filter having a hole diameter of 1 micron or less and the bacteria are not passed in the active state. This is a freshwater sterilizer characterized by being applied to any freshwater such as tap water, well water, and sterilized.
[0013]
According to an eighth aspect of the present invention, the illuminance sensor according to the first aspect is capable of setting the illuminance at which the illuminating device is turned on in a range of 50 to 300 lux, and always maintaining the illuminance of light applied to the photocatalytic filter at a set value or more. It is a fresh water sterilizer characterized by functioning a photocatalyst to sterilize.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
One embodiment of the present invention is shown in FIGS.
1 in FIG. 1 is a place for storing fresh water such as a bathtub, a water storage tank, and a pond. Reference numeral 2 denotes a filter for removing dirt and the like, which sufficiently removes dirt and particles so as to prevent clogging of a subsequent photocatalyst. Reference numeral 3 denotes a pump for circulation, 4 denotes a fresh water sterilizer of the present invention, and 5 denotes a boiler or a heat exchanger when the fresh water sterilizer is used for a bath or a hot spring. 9 is a return pipe which circulates, sterilizes, and returns the fresh water 1 to kill Legionella bacteria and the like. The fresh water sterilizer may be provided before the pump 3 or after the boiler or heat exchanger 8 if the temperature is not higher than 90 ° C. In addition, there is no need to enter the boiler or heat exchanger 8 and a fresh water sterilizer may be set in the bypass pipe, or a dedicated circulation pipe for sterilization may be used.
[0015]
FIG. 2 is a view in which only the fresh water sterilizer is taken out, and is shown in a cross-sectional view except for the photocatalyst filter cartridge 7. The photocatalyst filter cartridge of No. 7 has a photocatalyst filter fixed by surrounding the outside with a material having good water permeability having many holes such as a net or punching metal. For this reason, natural light or light from an illuminating device is sufficiently irradiated to the photocatalytic filter, and exhibits a sterilizing function. Reference numeral 8 denotes a case for retaining fresh water provided to allow fresh water to enter the cartridge of the photocatalytic filter evenly, and is made of a transparent resin or glass so that visible light can pass therethrough. Also, the flange of the photocatalyst filter is fixed by bolts so that the cartridge can be easily taken in and out. Packing enters the mating surface of the flange to prevent water leakage. Reference numeral 9 denotes an illuminating device which is turned on when natural light is insufficient by the measurement of the illuminance sensor 14 and keeps the amount of light irradiated on the photocatalytic filter at a set value or more. When using natural light, the lighting device is arranged at a position so as not to block the incidence of natural light. If it is known in advance that natural light will not enter, the illuminance sensor is not required, and the illumination device is always used in a lit state. Reference numeral 10 denotes a reflection plate, which is made of a material such as stainless steel that does not easily rust, and whose inner surface is polished so that light is easily reflected. The ten reflectors are arranged to reflect the natural light and the light from the lighting device uniformly and effectively to the photocatalytic filter. 11 and 13 are pipes connected to the case of 8; when 11 is used for inflow of fresh water, 13 is a valve closed; conversely, when 13 is used for inflow of fresh water, 11 valves are closed. . The two pipes 11 and 13 are attached to the photocatalyst filter cartridge 7 because one of them is used as a normal freshwater inflow pipe and the other is used as a drain pipe for backwashing. For example, when the pipe 11 is used for normal freshwater inflow, the valve of the pipe 13 is closed, and the freshwater flowing into the case 8 passes through the photocatalytic filter cartridge 7 and emerges from the pipe 12. . When the photocatalyst filter is backwashed, fresh water flows in from the pipe 12 and is discharged through the pipe 13 together with the dirt component on the surface of the photocatalyst filter because the valve of the pipe 11 is closed. At this time, air bubbles and a neutral detergent are injected into the 12 fresh water to make it easy to remove dirt from the photocatalytic filter. Similarly, if an ultrasonic transmitter is placed near the photocatalyst filter of No. 7, the dirt is easily peeled off.
[0016]
FIG. 3 illustrates a cross-sectional view of a photocatalytic filter cartridge of a non-circulating type freshwater sterilizer. Reference numeral 15 denotes a sheet filter having a hole diameter of 1 micron or less, which is wound on a cylindrical net made of stainless steel or resin. Further, 16 sheet-shaped photocatalytic filters are wound on 15. Reference numeral 17 denotes a holding material for fixing the filters 15 and 16, which is made of a mesh or punched stainless steel or resin, similarly to 18. In FIG. 3, if there are no fifteen fine filters, a circulation type photocatalytic filter cartridge is obtained. That is, the non-circulating type photocatalyst filter cartridge has fifteen fine filters, and the circulating type photocatalytic filter cartridge does not have fifteen filters. The non-circulating type fresh water sterilizer of FIG. 3 can sterilize by passing any fresh water other than tap water and well water through 16 photocatalytic filters, and retaining 15 holes on a filter of 1 micron or less. A filter having a hole of 1 micron or less alone does not allow bacteria to pass therethrough but cannot sterilize it, so there is a possibility that the bacteria will propagate on the filter, and there is a risk that the bacteria will infect humans and the like during filter processing. The photocatalyst filter is stored in a case that can be easily attached and removed. In the case of fresh water containing a lot of dirt and particles, it is necessary to sufficiently remove these dirt and particles with a pre-filter before the photocatalytic filter.
[0017]
"Effects of the embodiment"
According to this embodiment, fresh water in a bathtub, a water tank, a pond, etc. can be sterilized harmlessly and for a long period of time by a circulation type freshwater sterilizer regardless of weather or time. In cases where fresh water may enter the human body in a short time, such as tap water, well water, and water drawn from a river, it can be sterilized by a non-circulating type fresh water sterilizer.
[0018]
"Other embodiments"
In a tap water purification plant, it takes more than 30 minutes for water to pass through the water purification plant and be used as a drink. In such a case, bacteria can be killed over time simply by passing through a filter or block of a photocatalyst. Therefore, it is possible to provide a freshwater sterilizer which does not require a filter having a hole diameter of 1 micron or less in a non-circulating system.
Chlorination is required by law in swimming pools, and the residual chlorine causes harmful effects such as browning of hair, bleaching of swimwear, damage to mucous membranes and tingling of skin. If the chlorine injection law is amended, these problems can be solved by sterilizing with a silver-carrying photocatalyst while circulating pool water.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram in which a fresh water sterilizing apparatus is attached for sterilizing a bathtub.
FIG. 2 is a diagram illustrating the vicinity of a photocatalyst filter cartridge of the freshwater sterilizer. The photocatalyst filter cartridge is an external view, and the others are sectional views.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a non-circulation type photocatalytic filter and a submicron filter. In this figure, if there are no 15 filters of 1 micron or less, a circulation type fresh water sterilizer can be obtained.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bathtub or water storage tank 2 Filter and sand filtration device for removing dust and particles 3 Circulation pump 4 Freshwater sterilizer 5 Heat exchanger for boiler and heating 6 Return pipe 7 Photocatalytic filter cartridge 8 Photocatalytic filter cartridge case 9 Lighting Apparatus 10 Reflector plate 11 Pipe for inflow or discharge of fresh water 12 Pipe for discharge of fresh water that has passed through a photocatalytic filter 13 Pipe for flow of inflow or discharge of fresh water 14 Illuminance sensor 15 Filter with hole diameter of 1 micron or less 16 Photocatalyst filter carrying silver 17 Material for fixing photocatalyst filters, etc. 18 Net or multi-hole cylindrical material through which fresh water passes
