JP2004305889A - Photocatalyst detoxifying apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、オゾンガス又はオゾン水等の流体の光触媒除害装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、例えばオゾンはその強力な酸化力と、容易に分解して無害な酸素になるという特性が見直され、半導体液晶、食品、医療産業等において、洗浄、殺菌、脱臭と広く導入されている。しかし、いかに有効であっても、オゾンは0.3ppm程度含む空気でも長時間吸引し続けると呼吸器系統に異常をきたし、さらに100ppm以上の高濃度になるとわずか数分で死にいたる等その危険性は無視できない。
【0003】
そのため、使用後のオゾンは速やかに無害な酸素に分解させなければならないが、現在オゾンガスの場合は活性炭または二酸化マンガンが、オゾン水の場合は活性炭が分解剤として使用されている(例えば特許文献1)。
【0004】
【特許文献】
特開平7−96153号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このように、オゾンガスの分解剤としては活性炭及び二酸化マンガンがあるが、活性炭はオゾンと反応して発熱し、発火する場合があり危険である。また、二酸化マンガンは可溶性のためオゾン水の分解には使用できない。
【0006】
この発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、酸化チタン光触媒を使用して、ガス状、液状を問わず効率良くオゾン等の流体を分解する光触媒除害装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明は、以下のように構成した。
【0008】
請求項1に記載の発明は、一端を、試料流体が流入するための試料流入口を有する第1の樹脂蓋で固定し、残る一端には試験管状の硬質ガラス又は石英ガラス管が内管として挿入可能な内径を有する挿入口と前記試料流体が流出するための試料流出口を有する第2の樹脂蓋で固定した硬質ガラス、石英ガラス、ふっ素樹脂または塩化ビニル系樹脂容器を外管とし、
前記内管を前記挿入口より挿入して固定し、さらに前記内管に紫外線ランプを挿入してなる流体の光触媒除害装置であり、
前記外管と前記内管との間に表面を酸化処理したチタン不織布を配置したことを特徴とする光触媒除害装置である。
【0009】
請求項2に記載の発明は、前記チタン不織布は、その形状が楕円のドーナツ状をなし、試料流体の流れる方向に対して30〜60度の角度で配置され、その外周は前記外管の内壁と接し、内周は前記内管の外壁と接しており、
導入される前記試料流体は前記チタン不織布中を透過することを特徴とする請求項1に記載の光触媒除害装置である。
【0010】
請求項3に記載の発明は、前記チタン不織布は、メッシュが50から100ミクロンで、密度が1平方メートルあたり100〜1000gであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光触媒除害装置である。
【0011】
請求項4に記載の発明は、外周は前記外管の内壁と接し切断面が楕円の前記酸化チタン不織布と接するように30〜60度の角度で斜めにカットした表面を酸化処理したチタンパイプを、前記チタン不織布と交互に挿入したことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の光触媒除害装置である。
【0012】
請求項5に記載の発明は、直列あるいは並列に複数接続することにより、前記試料流体の流量増あるいは除害物質の濃度増に対応可能であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の光触媒除害装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の光触媒除害装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、この発明はこの実施の形態に限定されない。また、この発明の実施の形態は、発明の最も好ましい形態を示すものであり、この発明の用語の意義は、これに限定されない。
【0014】
図1は光触媒除害装置の概略構成図、図2はチタンパイプを示す図、図3はチタン不織布の平面図である。この実施の形態の光触媒除害装置1は、例えばオゾンガス又はオゾン水中のオゾンの分解に適用したものである。この光触媒除害装置1は、内管2と外管3とを有する。
【0015】
外管3は、一端3aを試料流体が流入するための試料流入口4aを有する第1の樹脂蓋4で固定し、残る一端3bには内管2が挿入可能な内径を有する挿入口5aと試料流体が流出するための試料流出口5bを有する第2の樹脂蓋5で固定したものである。試料流体は、気体又は液体である。
【0016】
第1の樹脂蓋4及び第2の樹脂蓋5は、ふっ素樹脂あるいは塩化ビニル系樹脂等が好ましく用いられる。
【0017】
また、外管3は、硬質ガラス、石英ガラス、ふっ素樹脂または塩化ビニル系樹脂容器で構成される。
【0018】
内管2は、挿入口5aより挿入して固定し、さらに内管2に紫外線ランプ6を挿入してなる。この内管2は、試験管状の硬質ガラス又は石英ガラス管で構成される。紫外線ランプ6には、電源ケーブル7が接続され、紫外線ランプ6としては、水銀ランプあるいは冷陰極ランプ等が好ましく用いられる。
【0019】
また、外周10aは外管3の内壁3cと接し切断面が楕円のチタン不織布11と接するように30〜60度の角度で斜めにカットした表面を酸化処理したチタンパイプ10が、チタン不織布11と交互に挿入されている。この実施の形態では、チタンパイプ10が6個、チタン不織布11が6枚挿入されている。
【0020】
このように、外管3と内管2との間には、表面を酸化処理したチタン不織布11を配置し、このチタン不織布11は、図3に示すように、その形状が楕円のドーナツ状をなし、試料流体の流れる方向に対して30〜60度の角度θで配置され、その外周11aは外管3の内壁3cと接し、内周11bは内管2の外壁2aと接している。
【0021】
このように、斜めにカットしたチタンパイプ10をチタン不織布11と交互に挿入することにより、チタン不織布11を固定することができ、チタンパイプ10の内面も光触媒効果を持ち、且つ、有害な紫外線が装置の外に漏れるのを防止する効果も持っている。
【0022】
この酸化処理したチタン不織布11は、その特徴である通気性、通水性からフィルターとしての機能を持ち、チタン不織布11を通過する試料流体は万遍なく触媒と接触し、かつ、チタン不織布11は光源ランプ6に対して30〜60度の角度で配置されているため、チタン不織布11の受光面積が広くなり、光触媒作用が効率良く効果的に行われる。
【0023】
導入される試料流体はチタン不織布11中を透過する。このチタン不織布11は、メッシュが50から100ミクロンで、密度が1平方メートルあたり100〜1000gである。
【0024】
このように、触媒効率はチタン不織布11の表面積が広ければ広いほど、効率が良くなるが、限られた容積内で効率を上げるためにはチタン不織布11の密度を上げることと、フィルタとしての枚数を増やす方法しかないが、チタン不織布11の密度を上げたり、フィルタとしての枚数を増やすことは抵抗が増加し圧損が発生し好ましくない、そのため使用するチタン不織布11の密度を規定するものである。
【0025】
この実施の形態の光触媒除害装置1は、例えばオゾンガス又はオゾン水中のオゾンの分解に適用したもので、第1の樹脂蓋4の試料入口4aから入った試料流体は、紫外線ランプ6からの400nm以下の波長により分解され、さらに紫外線により励起された酸化処理したチタン不織布11や酸化処理されたチタンパイプ10に接触して分解され、無害化されて樹脂蓋5の試料流出口5bから排出される。この実施の形態では、酸化チタン光触媒材としてチタン不織布を使用している。
【0026】
図4は光触媒除害装置を直列に接続した実施の形態を示している。このように、光触媒除害装置1を直列に接続することで、除害物質の濃度増に対応可能である。
【0027】
また、図5は光触媒除害装置を並列に接続した実施の形態を示している。このように、光触媒除害装置1を並列に接続することで、試料流体の流量増に対応可能である。
【0028】
このように、除害処理を必要とする試料流体中のオゾン濃度及び量は様々であり一台の装置で処理することは効率が悪いため、試料流体中のオゾン濃度及び量に対応して複数の装置と組合せ可能な形状とした。
【0029】
【発明の効果】
前記したように、請求項1に記載の発明では、外管と内管との間に表面を酸化処理したチタン不織布を配置し、酸化チタン光触媒材としてチタン不織布を使用したことで触媒とオゾンとの接触効率が向上した。
【0030】
請求項2に記載の発明では、チタン不織布は、その形状が楕円のドーナツ状をなし、試料流体の流れる方向に対して30〜60度の角度で配置され、その外周は外管の内壁と接し、内周は内管の外壁と接しており、導入される試料流体はチタン不織布中を透過するから、チタン不織布の受光面積が広くなり、光触媒作用が効率良く効果的に行われることにより装置の小型化が可能となった。
【0031】
また、酸化処理したチタン不織布はその特徴である通気性、通水性からフィルタとしての機能を持ち、フィルタを通過する試料流体は万遍なく触媒と接触し、かつ、フィルタは光源ランプに対して30〜60度の角度で配置されているため、チタン不織布の受光面積が広くなり、光触媒作用が効率良く効果的に行われることにより装置の小型化が可能となった。
【0032】
請求項3に記載の発明では、チタン不織布は、メッシュが50から100ミクロンで、密度が1平方メートルあたり100〜1000gであり、触媒効率はチタン不織布の表面積が広ければ広いほど、効率が良くなるが、限られた容積内で効率を上げるにはチタン不織布の密度を上げることと、フィルタとしての枚数を増やす方法しかないが、チタン不織布の密度を上げたり、フィルタとしての枚数を増やすことは抵抗が増加し生ずる圧損を防止するものである。
【0033】
請求項4に記載の発明では、外周は前記外管の内壁と接し切断面が楕円の前記酸化チタン不織布と接するように30〜60度の角度で斜めにカットした表面を酸化処理したチタンパイプを、チタン不織布と交互に挿入することにより、チタン不織布を固定することができ、チタンパイプの内面も光触媒効果を持ち、且つ、有害な紫外線が装置の外に漏れるのを防止することができる。
【0034】
請求項5に記載の発明では、直列あるいは並列に複数接続することにより、前記試料流体の流量増あるいは除害物質の濃度増に対応可能であり、除害処理を必要とする試料流体中のオゾン濃度及び量は様々であり一台の装置で処理することは効率が悪いため、試料流体中のオゾン濃度及び量に対応して複数の装置と組合せ可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】光触媒除害装置の概略構成図である。
【図2】チタンパイプを示す図である。
【図3】チタン不織布の平面図である。
【図4】光触媒除害装置を直列に接続した実施の形態を示す図である。
【図5】光触媒除害装置を並列に接続した実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
1 光触媒除害装置
2 内管
3 外管
4 第1の樹脂蓋
4a 試料流入口
5 第2の樹脂蓋
5a 挿入口
5b 試料流出口
11 チタン不織布
10 チタンパイプ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a photocatalyst abatement apparatus for a fluid such as ozone gas or ozone water.
[0002]
[Prior art]
In recent years, for example, ozone has been reviewed for its strong oxidizing power and characteristics of being easily decomposed into harmless oxygen, and is widely used in semiconductor liquid crystal, food, and medical industries as washing, sterilizing, and deodorizing. However, no matter how effective, even if air containing about 0.3 ppm of ozone continues to be inhaled for a long time, abnormalities may occur in the respiratory system, and if the concentration becomes higher than 100 ppm, it may die in just a few minutes. Cannot be ignored.
[0003]
Therefore, the used ozone must be quickly decomposed into harmless oxygen. However, at present, activated carbon or manganese dioxide is used as a decomposing agent in the case of ozone gas, and activated carbon is used in the case of ozone water (for example, Patent Document 1). ).
[0004]
[Patent Document]
JP-A-7-96153
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there are activated carbon and manganese dioxide as decomposers of ozone gas. However, activated carbon reacts with ozone to generate heat and may ignite, which is dangerous. Further, manganese dioxide cannot be used for decomposing ozone water because it is soluble.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a photocatalyst abatement apparatus that efficiently decomposes fluid such as ozone irrespective of gaseous or liquid state using a titanium oxide photocatalyst.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems and achieve the object, the present invention is configured as follows.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, one end is fixed with a first resin lid having a sample inflow port through which a sample fluid flows, and at the other end, a test tubular hard glass or quartz glass tube is used as an inner tube. A hard glass, quartz glass, fluororesin or vinyl chloride resin container fixed with a second resin lid having an insertion port having an insertable inner diameter and a sample outlet for the sample fluid to flow out as an outer tube,
A photocatalyst abatement device for a fluid, wherein the inner tube is inserted from the insertion port and fixed, and further an ultraviolet lamp is inserted into the inner tube,
A photocatalyst abatement apparatus characterized in that a titanium nonwoven fabric whose surface is oxidized is disposed between the outer tube and the inner tube.
[0009]
The invention according to
The photocatalyst abatement apparatus according to
[0010]
The invention according to claim 3, wherein the titanium nonwoven fabric has a mesh of 50 to 100 μm and a density of 100 to 1000 g per square meter. Device.
[0011]
The invention according to claim 4 is a titanium pipe having an oxidized surface whose surface is obliquely cut at an angle of 30 to 60 degrees so that the outer periphery is in contact with the inner wall of the outer tube and the cut surface is in contact with the elliptical titanium oxide nonwoven fabric. The photocatalyst abatement device according to any one of
[0012]
The invention according to claim 5 is capable of responding to an increase in the flow rate of the sample fluid or an increase in the concentration of the harmful substance by connecting a plurality of them in series or in parallel. A photocatalyst removal apparatus according to any one of the preceding claims.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a photocatalyst abatement apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to this embodiment. Further, the embodiments of the present invention show the most preferable embodiments of the present invention, and the meaning of the terms of the present invention is not limited thereto.
[0014]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a photocatalyst removal apparatus, FIG. 2 is a diagram showing a titanium pipe, and FIG. 3 is a plan view of a titanium nonwoven fabric. The
[0015]
The outer tube 3 is fixed at one
[0016]
For the first resin lid 4 and the second resin lid 5, a fluororesin or a vinyl chloride resin is preferably used.
[0017]
The outer tube 3 is made of a hard glass, quartz glass, fluorine resin or vinyl chloride resin container.
[0018]
The
[0019]
The
[0020]
As described above, the
[0021]
Thus, by inserting the
[0022]
The oxidized
[0023]
The introduced sample fluid permeates through the
[0024]
As described above, the catalyst efficiency increases as the surface area of the
[0025]
The
[0026]
FIG. 4 shows an embodiment in which photocatalyst removal devices are connected in series. In this way, by connecting the
[0027]
FIG. 5 shows an embodiment in which photocatalyst removal devices are connected in parallel. In this way, by connecting the
[0028]
As described above, the concentration and amount of ozone in the sample fluid that requires detoxification treatment are various, and it is inefficient to perform treatment with one apparatus. And a shape that can be combined with the above device.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, in the invention according to
[0030]
According to the second aspect of the present invention, the titanium nonwoven fabric has a donut shape having an elliptical shape, is disposed at an angle of 30 to 60 degrees with respect to the flowing direction of the sample fluid, and its outer periphery is in contact with the inner wall of the outer tube. The inner periphery is in contact with the outer wall of the inner tube, and the sample fluid to be introduced is transmitted through the titanium non-woven fabric. Therefore, the light-receiving area of the titanium non-woven fabric is increased, and the photocatalytic action is performed efficiently and effectively. Miniaturization became possible.
[0031]
Also, the oxidized titanium nonwoven fabric has a function as a filter because of its characteristics of air permeability and water permeability, the sample fluid passing through the filter comes into contact with the catalyst evenly, and the filter is 30 minutes away from the light source lamp. Since they are arranged at an angle of up to 60 degrees, the light-receiving area of the titanium nonwoven fabric is widened, and the photocatalysis is efficiently and effectively performed, so that the device can be miniaturized.
[0032]
According to the third aspect of the present invention, the titanium nonwoven fabric has a mesh of 50 to 100 microns and a density of 100 to 1000 g per square meter, and the catalyst efficiency increases as the surface area of the titanium nonwoven fabric increases. However, the only way to increase efficiency within a limited volume is to increase the density of titanium non-woven fabric and increase the number of filters as filters. This is to prevent an increase in pressure loss.
[0033]
In the invention according to claim 4, a titanium pipe whose surface is oxidized is cut obliquely at an angle of 30 to 60 degrees so that the outer periphery is in contact with the inner wall of the outer tube and the cut surface is in contact with the elliptical titanium oxide nonwoven fabric. By alternately inserting the titanium nonwoven fabric, the titanium nonwoven fabric can be fixed, the inner surface of the titanium pipe also has a photocatalytic effect, and harmful ultraviolet rays can be prevented from leaking out of the device.
[0034]
In the invention according to claim 5, by connecting a plurality of samples in series or in parallel, it is possible to cope with an increase in the flow rate of the sample fluid or an increase in the concentration of the harmful substance, and ozone in the sample fluid that requires abatement treatment. Since the concentration and amount are various and processing with one apparatus is inefficient, it can be combined with a plurality of apparatuses according to the ozone concentration and amount in the sample fluid.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a photocatalyst abatement apparatus.
FIG. 2 is a view showing a titanium pipe.
FIG. 3 is a plan view of a titanium nonwoven fabric.
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment in which photocatalyst abatement apparatuses are connected in series.
FIG. 5 is a diagram showing an embodiment in which photocatalyst removal devices are connected in parallel.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
前記内管を前記挿入口より挿入して固定し、さらに前記内管に紫外線ランプを挿入してなる流体の光触媒除害装置であり、
前記外管と前記内管との間に表面を酸化処理したチタン不織布を配置したことを特徴とする光触媒除害装置。One end is fixed with a first resin lid having a sample inlet through which a sample fluid flows, and the other end is provided with an insertion port having an inner diameter into which a test tubular hard glass or quartz glass tube can be inserted as an inner tube. A hard glass fixed with a second resin lid having a sample outlet for the sample fluid to flow out, a quartz glass, a fluororesin or a vinyl chloride resin container as an outer tube,
A photocatalyst abatement device for a fluid, wherein the inner tube is inserted from the insertion port and fixed, and further an ultraviolet lamp is inserted into the inner tube,
A photocatalyst abatement device, wherein a titanium nonwoven fabric whose surface is oxidized is disposed between the outer tube and the inner tube.
導入される前記試料流体は前記チタン不織布中を透過することを特徴とする請求項1に記載の光触媒除害装置。The titanium nonwoven fabric has a donut shape having an elliptical shape, is arranged at an angle of 30 to 60 degrees with respect to a flowing direction of the sample fluid, an outer periphery thereof is in contact with an inner wall of the outer tube, and an inner periphery is the inner tube. In contact with the outer wall of
The photocatalyst abatement apparatus according to claim 1, wherein the introduced sample fluid permeates through the titanium nonwoven fabric.
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