JP4629418B2

JP4629418B2 - 水浄化処理システム

Info

Publication number: JP4629418B2
Application number: JP2004345934A
Authority: JP
Inventors: 治男有吉
Original assignee: Funayama Co Ltd; Mitsui Fudosan Co Ltd
Current assignee: Funayama Co Ltd; Mitsui Fudosan Co Ltd
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: JP2006150259A

Description

本発明は、水を浄化するための水浄化処理システムに関する。

公園等に形成されている池、噴水、プール等の所定の水域を有する水処理施設には、時間とともに水を貯留している処理施設の内壁への苔の付着や水の汚染（たとえば、水苔）等の問題があり、水を殺菌するための水処理装置が必要である。

水の浄化、殺菌、水苔の処理等に光触媒が効果的であることが知られている。そのために水の流系内にケーシング内に光触媒を付着した邪魔板等を設け、流れる水をこの邪魔板に衝突させるようにして水を光触媒に接触させて処理していた。

光触媒は直接水に接触しなければその効果は発揮しないが、流速が速いと光触媒に接している時間が短いため光触媒効果が有効に得られないなどの問題があった。また、接触時間を長くするためには、装置が大型化して実用的でなかった。

そこで、本発明は、かかる点に鑑み、小型で簡易な水浄化処理システムを提供することを目的とする。

以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

請求項１に記載の水浄化処理システム（Ｓ）は、所定の水域（１）の水を循環ポンプ（Ｐ）で吸い上げて所定の循環路（５）を通して循環させ、当該循環ポンプによって吸い上げられた水を浄化処理して当該水域へ戻す水浄化処理システムであって、当該循環路に水の殺菌、浄化処理を行う光触媒ユニット（２）を備え、当該光触媒ユニットは、前記循環ポンプにより吸い上げられた水を流入及び排出する開口（１１ａ、１２ａ）を有するケーシング（１１）と、前記ケーシングの内部に設けられる、前記ケーシングの軸線方向に配置される軸（１３）と、当該軸の外周に配置された基板と、その基板の外周縁から放射状に設けられ、水の抵抗体として機能する複数の支持体と、を備え、前記開口から流入する水の速度を制御する水流制御体（１４）と、前記ケーシングの内部を区分けして水の流路を形成し、前記軸の軸線方向に沿って配置され前記水流制御体を介して流入する水が直進するのを防ぐ複数の螺旋状に形成された突状体（１５）と、を具備し、複数の前記突状体は、各々が前記軸の軸線方向にずらして設けられており、その表面には光触媒（２０ａ）が付着されていることを特徴とする。

また、請求項２に記載の水浄化処理システム（Ｓ２）は、所定の水域の水を循環ポンプで吸い上げて所定の循環路を通して循環させる循環系と別系統の他の循環系（５ａ）にて、当該循環ポンプによって吸い上げられた水を浄化処理して当該水域へ戻す水浄化処理システムであって、当該他の循環系に水の殺菌、浄化処理を行う光触媒ユニットを備え、当該光触媒ユニットは、前記循環ポンプにより吸い上げられた水を流入及び排出する開口を有するケーシングと、前記ケーシングの内部に設けられる、前記ケーシングの軸線方向に配置される軸と、当該軸の外周に配置された基板と、その基板の外周縁から放射状に設けられ、水の抵抗体として機能する複数の支持体と、を備え、前記ケーシングの内部を区分けして水の流路を形成し、前記軸の軸線方向に沿って配置され前記水流制御体を介して流入する水が直進するのを防ぐ複数の螺旋状に形成された突状体と、を具備し、複数の前記突状体は、各々が前記軸の軸線方向にずらして設けられており、その表面には光触媒が付着されていることを特徴とする。

請求項１、又は２に記載の水浄化処理システムによれば、小型、且つ簡易なユニットで、水を光触媒効果を有する領域に所定の時間接触させて水処理を効果的に行うことが可能となる。

また、請求項３に記載の水浄化処理システムは、前記突状体の各先端は、当該軸の周方向においてずらして配置されていることを特徴とする。

また、請求項４に記載の水浄化処理システムは、少なくとも前記ケーシングの内壁、軸のいずれか一方に光触媒が付着されていることを特徴とする。

このようにすれば、水の浄化処理をより効果的に行うことができる。

また、請求項５に記載の水浄化処理システムは、前記ケーシングは光透過材で形成されていることを特徴とする。

このようにすれば、太陽光から放出される紫外線を光触媒に提供できる。

また、請求項６に記載の水浄化処理システムは、前記軸の内部に紫外線ランプが内蔵され、前記軸は光透過材からなることを特徴とする。

このようにすれば、太陽光を遮断される暗闇等に光触媒ユニットを設ける場合であっても光触媒効果を得るために必要な紫外線を得ることができる。

以下、図１〜８を参照して本発明の一実施態様について説明する。図１は本願の水浄化処理システムの概略構成図、図２は光触媒ユニットの外観図、図３はケーシング内部の水流制御体と突状体を示す斜視図、図４はケーシングの水が流入する側の開口部分を示す断面図、図５はケーシングの内部構造を示す断面図、図６は水流制御体の先端形状を示し、図６（ａ）は第１実施例、図６（ｂ）は第２実施例、図７は突状体の先端部の配置例を示し、図７（ａ）はケーシングの正面から見た内部構造図、図７（ｂ）はケーシングの右側面から見た内部構造図、図８は他の水浄化処理システムの概略構成図である。

本願は、水源１（たとえば、池、噴水、プール等の水使用施設１）における水浄化処理システムＳである。図１に示すように、当該水浄化処理システムＳは、当該水使用施設１内の水を吸い上げるポンプＰと、当該ポンプＰにより吸い上げられた水を浄化する光触媒ユニット２と、当該光触媒ユニット２により浄化された水を水使用施設に戻すクーリングタワー４と、を備えている。当該ポンプＰ、光触媒ユニット２、クーリングタワー４は、所定の配管によって構成される循環路５に接続されている。このように本願の水浄化処理システムＳは、当該水使用施設１内の水をポンプＰによって吸い上げ、当該吸い上げた水を光触媒ユニット２によって浄化し、当該浄化した水を当該水使用施設１内に戻し、当該水使用施設１内の水を浄化するものである。

なお、本実施形態における水処理施設１は、本願の水域として機能する。

図２に示すように、光触媒ユニット２は、円筒状のケーシング１１を有し、このケーシング１１の両端部分には、支持体１２が固着されている。また、ケーシング１１の内部のこれら支持体１２間には軸１３が回転可能な状態で支持されている。また、ケーシング１１の一方の端部側には、ポンプＰによって吸い上げられた水をケーシング１１の内部に流入し、当該ケーシング１１の内部に水を通過せしめるための開口１１ａが設けられ、当該ケーシング１１の他方の端部側の支持体１２には、ケーシング１１内部の水を外部に排出するための開口１１ａが設けられている。当該開口１１ａ、１２ａは、水浄化処理システムＳの循環路５の一部に接続されている。

また、図３乃至図５に示すように、前記軸１３の外周上には、前記開口１１ａから流入する水の流入量（水の流速）を制御するための水流制御体１４と当該ケーシング１１の内部を区分けするとともに流入した水が直進するのを防ぐ螺旋状の突状体１５とが形成されている。

水流制御体１４は、略円形状の基板１６と、当該基板１６の外周縁から放射状に設けられ所定の幅を有する複数の支持体１７と、を備えている。当該支持体１７間は、所定の間隔Ｔを有しており、当該支持体１７間は水がさらにケーシング１１の内部に流通するための流通孔として機能する。また、支持体１７の先端部１７ａは、図６（ａ）に示すように、ケーシング１１の内部に流入した水の抵抗体として機能するように曲折して形成されている。また、支持体１７の先端部１７ｂは、図６（ｂ）に示すように、湾曲して形成されていてもよい。さらに、図示しないが、当該支持体１７の先端には、曲折角度、湾曲状態を水の流速に応じて所定の形状に変化する機械的構造からなる部材、又は当該曲折角度、湾曲状態を水の流速に応じて電気的に制御して所定の形状に変化させる電気的構造からなる部材を備えていても良い。このようにすれば、ケーシング１１の内部に流入する水の流入量又は流入速度を容易に制御することができる。なお、本実施形態の支持体１７は、前記開口１１ａから流入する水の抵抗を制御して当該水の速度を制御する水流制御手段として機能する。

また、突状体１５は、当該水流制御体１４の水の流入方向後方に設けられている。また、図７（ａ）に示すように、突状体１５は、当該軸１３の軸線方向（水の流入方向）に複数並べて（ずらして）設置されている。さらに、突状体１５は、各突状体１５の先端が、前記軸１３の軸線に対して直行する方向の断面において、前記軸１３と当該突状体１５の先端とを結ぶ線によって形成される前記軸１３周りの角度αがすべて同一になるように配置されている。具体的に本実施形態では、図７（ｂ）に示すように、突状体１５は４つの突状体１５ａ〜１５ｄから構成され、当該各突状体１５ａ〜１５ｄは、当該軸１３の軸線に対して直交する方向の断面において、各突状体１５ａ〜１５ｄの先端がそれぞれ９０度ずらされた状態で配置されている。このように、ケーシング１１の内部は当該突状体１５により第１〜第４の空間に仕切られ、当該第１〜第４の空間には均等にポンプＰによって吸い上げられた水が流入することとなる。すなわち、ケーシング１１の内部は、突状体１５により４つの経路が形成され、ケーシング１１の内部に流入する水は、水流制御体１４により水の流入量が制御されつつ、均等に各経路に流入する。また、突状体１５を螺旋状にすることにより、ケーシング１１の内部に流入した水がケーシング１１の内部を直進するのを防ぐとともに、スムースに流れる。また、ケーシング１１の内部の軸１３上に螺旋状の突状体１５が複数連続して形成されているので、当該突状体１５にケーシング１１の内部に流入した水が接触する面積を増やすことができるとともに、当該水が突状体１５に接触する時間を著しく増大させることができる。

また、前記軸１３上には、水の流入方向先端に水の流入状態を制御するための水流制御体１４を備え、当該水流制御体１４の後方に突状体１５が設けられている。このように、水流制御体１４を備えることにより、ケーシング１１内への水の流入速度が制御されるので、当該ケーシング１１内へ流入する水の突状体１５への接触時間を増大できる。

さらに、前記突状体１５の表面には光触媒２０ａを付着させ、光触媒層２０が形成されている。この光触媒層２０は、いかなる光触媒２０ａでも良いが、酸化チタン粒子、銀粒子、アパタイト粒子からなるものが好適であり、突状体１５が金属からなる場合には、溶射によって光触媒膜を形成することが好ましく、突状体１５がプラスチックの場合には光触媒塗料を塗るとかあるいは光触媒塗料にドブ漬けするようにして形成される。なお、ケーシング１１の内壁、軸１３の外周面及び水流制御体１４の表面にも溶射、塗装等によって光触媒の膜が形成されていることが好ましい。

このようにすれば、ケーシング１１の内部に流入した水に効率よく光触媒の影響を与えることができる。すなわち、水の浄化を効率よく行うことができる。

また、図示しないが、前記光触媒ユニット２の内部には、紫外線が入射することが必要であるため、例えば、光触媒ユニット２を太陽光の影響を受けられる場所に設置する場合には、ケーシング１１には、図示しない光窓を適宜設けるか、あるいはケーシング１１を光透過性を有する強化ガラス等で構成する。なお、光触媒ユニット２をビルの地下等暗闇内に設置する場合には光が光触媒ユニット２の内部に入射しないので、例えば、軸１３をプラスチック、強化ガラス等光透過材で形成し、当該軸１３の内部に紫外線ランプなどの紫外線を発光する部材を組込んでもよい。

さらに、軸１３をケーシング１１内の両端部で固定して、突状体１５が前記軸１３の外周を回転する回転体として機能するようにしてもよい。また、別に回転モータを設け、この回転モータによって軸１３を強制的に回転駆動するようにしてもよい。当該突状体１５を回転体として機能させることによって、ケーシング１１内に流入する水の水流によって当該突状体１５が回転して流れる水との接触時間及び回数が増して光触媒の効果が有効に発揮される。さらに、水が光触媒で処理されると、水苔が発生しないばかりか、水の殺菌浄化に効果を発揮する。

また、本実施形態においては、所定の水源１ａ（水使用施設１）の水を循環ポンプＰで吸い上げて所定の循環路を通して循環させる当該循環路に光触媒ユニット２を配置する構成としているが、図８に示すように、当該水の循環系とは別系統の他の循環系５ａ（循環ポンプＰ２を含む。）を設け、当該循環系に光触媒ユニット２を配置して当該光触媒ユニット２にて循環ポンプＰ２によって吸い上げた水を浄化処理して当該水源１ａへ戻す浄化処理システムＳ２としてもよい。

その場合、図示のように、クーリングタワー４には一時的に水を貯める貯留部２１を備え、当該貯留部２１から循環ポンプＰ２によって水を吸い上げて当該貯留部２１に水を戻す循環路２２を形成する。また、当該循環路２２には、上記光触媒ユニット２が配置される。

さらに、図示しないが、貯留部２１に流入する水が直進するのを防ぐように、当該貯留部２１内を仕切体により仕切り、当該仕切体及び貯留部２１の内壁に光触媒層２０を形成するようにしてもよい。

このようにすれば、上記水浄化処理システムＳよりもさらに光触媒効果を得ることができるので、水の浄化処理を促進できる。

以上に説明したように、本願の浄化処理システムＳは、所定の水域の水を循環ポンプＰで吸い上げて所定の循環路５を通して循環させ、当該循環ポンプＰによって吸い上げられた水を浄化処理して当該水域へ戻す浄化処理システムＳであって、当該循環路５に水の殺菌、浄化処理を行う光触媒ユニット２を備え、当該光触媒ユニット２は、前記循環ポンプＰにより吸い上げられた水を流入及び排出する開口１１ａ、１２ａを有するケーシング１１と、前記ケーシング１１の内部に設けられる、前記ケーシング１１の軸線方向に配置される軸１３と、当該軸１３の外周に配置され前記開口１１ａから流入する水の速度を制御する水流制御体１４と、前記ケーシング１１の内部を区分けするとともに前記水が直進するのを防ぐ螺旋状の突状体１５と、を具備し、前記突状体１５の表面には光触媒２０ａが付着されている。

また、本願の浄化処理システムＳ２は、所定の水域の水を循環ポンプＰで吸い上げて所定の循環路５を通して循環させる循環系と別系統の他の循環系５ａにて、当該循環ポンプＰによって吸い上げられた水を浄化処理して当該水域へ戻す浄化処理システムＳ２であって、当該他の循環系５ａに水の殺菌、浄化処理を行う光触媒ユニット２を備え、当該光触媒ユニット２は、前記循環ポンプＰにより吸い上げられた水を流入及び排出する開口１１ａ、１２ａを有するケーシング１１と、前記ケーシング１１の内部に設けられる、前記ケーシング１１の軸線方向に配置される軸１３と、当該軸１３の外周に配置され前記開口１１ａから流入する水の速度を制御する水流制御体１４と、前記ケーシング１１の内部を区分けするとともに前記水が直進するのを防ぐ螺旋状の突状体１５と、を具備し、前記突状体１５の表面には光触媒２０ａが付着されているようにしてもよい。

このようにすれば、ケーシング１１の内部に流入した水に効率よく光触媒の影響を与えることができる。すなわち、水の浄化を効率よく行うことができる。よって、小型、且つ簡易なユニットで、水を光触媒効果を有する領域に所定の時間接触させて水処理を効果的に行うことが可能となる。

また、上記浄化処理システムＳ、Ｓ２における前記突状体１５は当該軸１３の軸線方向に複数ずらして設置され、前記軸１３に対して直行する方向の断面において、前記軸１３と前記突状体１５の先端とを結ぶ線によって形成される前記軸周りの角度がすべて同一になるように配置されている。

このようにすれば、当該突状体１５によって区分けされる各流路に前記開口１１ａから流入する水を均一に流入させることができるので、水処理を効果的に行うことが可能となる。

また、上記浄化処理システムＳ、Ｓ２における前記水流制御体１４は、前記開口１１ａから流入する水の抵抗を制御する水流制御手段を備えている。

このようにすれば、前記開口１１ａから流入する水の速度を制御できるので、前記水が光触媒効果を有する領域に接触する時間を制御することができる。

また、上記浄化処理システムＳ、Ｓ２における少なくとも前記ケーシング１１の内壁、軸１３のいずれか一方に光触媒２０ａが付着されている。

また、上記浄化処理システムＳ、Ｓ２における前記ケーシング１１は光透過材で形成されている。

このようにすれば、太陽光から放出される紫外線を光触媒に提供できるので、ケーシング１１内に流入する水に対して光触媒効果を与えることができる。

また、上記浄化処理システムＳ、Ｓ２における前記軸１３の内部に紫外線ランプが内蔵され、前記軸１３は光透過材からなる。

このようにすれば、太陽光を遮断される暗闇等に光触媒ユニット２を設ける場合であっても光触媒効果を得るために必要な紫外線を得ることができる。

本願の水浄化処理システムの概略構成図である。光触媒ユニットの外観図である。ケーシング内部の水流制御体と突状体を示す斜視図である。ケーシングの水が流入する側の開口部分を示す断面図である。ケーシングの内部構造を示す断面図である。水流制御体の先端形状を示し、図６（ａ）は第１実施例、図６（ｂ）は第２実施例である。突状体の先端部の配置例を示し、図７（ａ）はケーシングの正面から見た内部構造図、図７（ｂ）はケーシングの右側面から見た内部構造図である。他の水浄化処理システムの概略構成図である。

符号の説明

Ｓ、Ｓ２水浄化処理システム
Ｐ、Ｐ２循環ポンプ
２光触媒ユニット
４クーリングタワー
１１ケーシング
１１ａ、１２ａ開口
１３軸
１４水流制御体
１５突状体
２０ａ光触媒

Claims

所定の水域の水を循環ポンプで吸い上げて所定の循環路を通して循環させ、当該循環ポンプによって吸い上げられた水を浄化処理して当該水域へ戻す水浄化処理システムであって、
当該循環路に水の殺菌、浄化処理を行う光触媒ユニットを備え、
当該光触媒ユニットは、
前記循環ポンプにより吸い上げられた水を流入及び排出する開口を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられる、
前記ケーシングの軸線方向に配置される軸と、
当該軸の外周に配置された基板と、その基板の外周縁から放射状に設けられ、水の抵抗体として機能する複数の支持体と、を備え、前記開口から流入する水の速度を制御する水流制御体と、
前記ケーシングの内部を区分けして水の流路を形成し、前記軸の軸線方向に沿って配置され前記水流制御体を介して流入する水が直進するのを防ぐ複数の螺旋状に形成された突状体と、を具備し、
複数の前記突状体は、各々が前記軸の軸線方向にずらして設けられており、その表面には光触媒が付着されていることを特徴とする水浄化処理システム。
所定の水域の水を循環ポンプで吸い上げて所定の循環路を通して循環させる循環系と別系統の他の循環系にて、当該循環ポンプによって吸い上げられた水を浄化処理して当該水域へ戻す水浄化処理システムであって、
当該他の循環系に水の殺菌、浄化処理を行う光触媒ユニットを備え、
当該光触媒ユニットは、
前記循環ポンプにより吸い上げられた水を流入及び排出する開口を有するケーシングと、
前記ケーシングの内部に設けられる、
前記ケーシングの軸線方向に配置される軸と、
当該軸の外周に配置された基板と、その基板の外周縁から放射状に設けられ、水の抵抗体として機能する複数の支持体と、を備え、前記開口から流入する水の速度を制御する水流制御体と、
前記ケーシングの内部を区分けして水の流路を形成し、前記軸の軸線方向に沿って配置され前記水流制御体を介して流入する水が直進するのを防ぐ複数の螺旋状に形成された突状体と、を具備し、
複数の前記突状体は、各々が前記軸の軸線方向にずらして設けられており、その表面には光触媒が付着されていることを特徴とする水浄化処理システム。
前記突状体の各先端は、当該軸の周方向においてずらして配置されていることを特徴とする請求項１、又は２に記載の水浄化処理システム。
少なくとも前記ケーシングの内壁、軸のいずれか一方に光触媒が付着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の水浄化処理システム。
前記ケーシングは光透過材で形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の水浄化処理システム。
前記軸の内部に紫外線ランプが内蔵され、前記軸は光透過材からなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の水浄化処理システム。