JP4679315B2 - 高温対応型光触媒反応装置 - Google Patents

Description

本発明は、放電電極からの放電光により光触媒を活性化させることで、流体の温度が１００℃以上であっても、流体に含まれる分解対象物質を除去して清浄あるいは脱臭できる高温対応型光触媒反応装置に関する。

従来、放電電極からの放電光により光触媒を活性化させて、ガス中の除去対象物質を除去してガスを清浄あるいは脱臭する光触媒反応装置として、図７に示すものがある（例えば特許文献１参照）。

従来の光触媒反応装置１は、セラミックスで構成され、光触媒を担持する三次元網目状の光触媒担持体２を、２枚の金属電極板３，３で挟持した構成である。対をなす金属電極板３，３間には、電源４が電線５を介して設けられ、電圧が印加される。金属電極板３，３間に所要の電圧が印加されると放電光が発生し、光触媒担持体２が担持する光触媒が活性化せしめられる。

金属電極板３，３で挟持された光触媒担持体２は、ガス６が流れる流路７中に設けられる。光触媒担持体２内を通過するガス６は、光触媒の作用により清浄あるいは脱臭される。
特開２０００−１４０６２４号公報

従来の光触媒反応装置１においては、常温下における空気等の常温気体を分解対象物質媒体の対象として構成されている。このため、１００℃以上の流体を対象とした場合に、必ずしも十分かつ適切に流体に含まれる分解対象物質を除去して清浄あるいは脱臭することができない。

そこで、光触媒反応装置１を流体の温度が１００℃以上であっても、十分かつ適切に流体に含まれる分解対象物質を除去して清浄あるいは脱臭することができるような所要の構成とする必要がある。

本発明はかかる従来の事情に対処するためになされたものであり、流体の温度が１００℃以上であっても、放電光を光触媒に照射させることにより活性化した光触媒の作用により、流体に含まれる分解対象物質を十分に分解して清浄あるいは脱臭することが可能な高温対応型光触媒反応装置を提供することを目的とする。

本発明に係る高温対応型光触媒反応装置は、上述の目的を達成するために、流体の流路中に設けられ、セラミックス基体に光触媒を担持した光触媒モジュールと、正負極の金属電極と、電源部と、紫外線ランプとを備え、この紫外線ランプで前記流体に紫外線を照射することにより、前記流体に含まれる分解対象物質を分解する一方、前記電源部により前記正負極の金属電極間に電圧を印加して放電光を発生させ、この放電光を前記光触媒モジュールに照射して活性化した光触媒の作用により、前記光触媒モジュールの内部あるいは近傍の前記流体に含まれる分解対象物質を分解するように構成したことを特徴とするものである。

本発明に係る高温対応型光触媒反応装置においては、流体の温度が１００℃以上であっても、放電光を光触媒に照射させることにより活性化した光触媒の作用により、流体に含まれる分解対象物質を十分に分解して清浄あるいは脱臭することができる。

本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の実施の形態について添付図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第１の実施形態を示す構成図である。

高温対応型光触媒反応装置１０は、筒状の光触媒反応ケーシング１１内に、清浄あるいは脱臭しようとする流体Ｘの流路１２を形成し、この流路１２に単位構造体１３を設けた構成である。光触媒反応ケーシング１１内の流路を流れる流体Ｘとしては、例えば、空気等の気体の気泡を有する１００℃以上の水のような高温の気液混合体や高温の気体あるいは液体等の酸素と水分子を含む流体Ｘが挙げられる。

また、単位構造体１３は電気ケーブル１４を介して電源部１５に接続される。

単位構造体１３は、プラズマ発生電極部１６と光触媒モジュール１７とで構成される。

単位構造体１３のプラズマ発生電極部１６は、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂと誘電体１９とで構成される。２枚の金属電極１８ａ，１８ｂは向かい合う位置に配置され、一方の金属電極１８ａの、他方の金属電極１８ｂ側の表面は誘電体１９で覆われる。金属電極１８ａを覆う誘電体１９は、比誘電率は大きいものがより効果的であり、セラミックスを用いることが望ましい。誘電体１９は、結晶質ガラスあるいは緻密性セラミックスで構成することで、流体Ｘが漏れずに流れることができる。誘電体１９は、所要の比誘電率を有すれば、その他の物質の誘電体１９としてもよい。

プラズマ発生電極部１６の２枚の金属電極１８ａ，１８ｂには電気ケーブル１４が接続され、電源部１５にそれぞれ導かれる。

一方、単位構造体１３の光触媒モジュール１７は、三次元網目構造あるいはハニカム構造のセラミックス基体に、微粒子状の酸化チタンあるいは酸化亜鉛等の物質を主成分とする光触媒を担持させた構成である。なお、光触媒の反応効果を向上させるために、白金、金等の金属と遷移元素との合金を含むものとしてもよい。その他、光触媒作用を有する物質であれば、担持する物質は任意である。

光触媒モジュール１７のセラミックス基体は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化チタンまたは酸化亜鉛等のセラミックスを含む化合物で形成される。そして、単位構造体１３の光触媒モジュール１７は、プラズマ発生電極部１６の一方が誘電体１９で覆われる２枚の金属電極１８ａ，１８ｂで挟持される。

さらに、光触媒モジュール１７は、光触媒反応ケーシング１１で形成される流路１２中の途中にプラズマ発生電極部１６の２枚の金属電極１８ａ，１８ｂで挟持された状態で、清浄あるいは脱臭しようとする流体Ｘが光触媒モジュール１７の内部を通過することができる位置に設けられる。

この際、流路１２は、結晶質ガラスあるいは緻密性セラミックスで構成される誘電体１９と誘電体１９で覆われない側の金属電極１８ｂとで、流体Ｘが流れることが可能な管状、セル状、有底の溝あるいは容器状等の形状に形成される。

ただし、必ずしも、誘電体１９と誘電体１９で覆われない側の金属電極１８ｂとで、流路１２を形成する必要はなく、光触媒反応ケーシング１１のみで形成される流路１２中に任意形状の単位構造体１３を設ける構成としてもよい。

次に、高温対応型光触媒反応装置１０の作用について説明する。

光触媒反応ケーシング１１で形成される流路１２中には、清浄あるいは脱臭しようとする気泡を含む１００℃以上の流体Ｘが流入される。

一方、電源部１５の作用により、単位構造体１３のプラズマ発生電極部１６が有する２枚の金属電極１８ａ，１８ｂの間には電圧が印加される。この結果、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂの一方が正極、他方が負極となるが、電圧の正負の向きは任意である。さらに、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂのうち負極となった側の金属電極１８ａから放電Ｙが起こり、放電光である紫外線が発生する。

このとき、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂのうち一方の金属電極１８ａは、誘電体１９で覆われるため、放電Ｙは、アーク放電に移行せずに安定したコロナ放電となり持続的に維持される。すなわち、正極側の金属電極１８ｂと負極側の金属電極１８ａの間に形成される電界には誘電体１９が介在するため、安定したコロナ放電となる誘電体バリア放電が起こる。さらに、金属電極１８ａは誘電体１９で覆われるため、破損が防がれ保護される。

２枚の金属電極１８ａ，１８ｂの間に発生した紫外線は、挟持された光触媒モジュール１７が担持する酸化チタン等の光触媒を照射する。このため、光触媒は活性化状態となり、流体Ｘに含まれる酸素と水から過酸化水素と水酸基ラジカルとが生成される。

さらに、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂの間に紫外線が発生すると同時にオゾンが生成される。オゾンおよび活性化状態となった光触媒の作用で流体Ｘ中に生成された水酸基ラジカルは酸化力が強く、物質の分子結合を分断することができる。このため、オゾンおよび水酸基ラジカルの酸化力の作用により、光触媒モジュール１７内において、流体Ｘに含まれる分解対象物質を分解させることができる。

分解対象物質としては、例えば、臭いの発生要因であるホルムアルデヒド等の臭い発生物質、菌類および細菌類、汚れの成分を構成する物質、有害物質、トリハロメタン等の有機塩素化合物、内分泌撹乱化学物質やその他オゾンおよび水酸基ラジカルの酸化力の作用で分解可能な物質、化合物、混合物、生物が挙げられる。

また、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂの間に発生したコロナ放電も、臭いの発生要因であるホルムアルデヒド等の物質あるいは有害物質の分解、浮遊菌の除菌および不活性化に作用し、浄化および脱臭に寄与する。

すなわち、高温対応型光触媒反応装置１０は、一方を誘電体１９で覆った２枚の金属電極１８ａ，１８ｂで光触媒を担持させた光触媒モジュール１７を挟持し、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂ間に発生するコロナ放電光で光触媒を活性化させるとともにオゾンを生成し、光触媒、オゾンおよび放電光の作用により、流体Ｘに含まれる分解対象物質を分解させる構成である。

このため、高温対応型光触媒反応装置１０は、飲料水、工場廃水、生活廃水、土壌汚染水等の流体Ｘあるいは液体の殺菌、脱臭、清浄、液中の水の分解、有機合成または有機分解反応の促進、無機性または有機性の消毒残留物および消毒副生成物、揮発性有機化合物、環境汚染物質の分解などの目的のために幅広く利用することができる。

高温対応型光触媒反応装置１０において、流体Ｘの清浄あるいは脱臭効果を向上させるためには、光触媒をより活性化させる必要がある。光触媒の活性化状態は光の強さに依存する。すなわち、強い光を光触媒に照射すると、光触媒はより活性化されて浄化あるいは脱臭機能を向上させることができる。このため、強い光、具体的には波長が３８０ｎｍ以下の光を光触媒に照射する必要がある。

高温対応型光触媒反応装置１０では、光触媒に照射するための光を単位構造体１３の２枚の金属電極１８ａ，１８ｂ間に発生させた放電光から得る構成である。したがって、強い放電光を得るためには、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂ間により強い電界を形成させる必要がある。２枚の金属電極１８ａ，１８ｂ間の電界は、電源部１５の電力および金属電極１８ａ，１８ｂの形状に依存する。

すなわち、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂの形状を、局部を有する形状として、局所的に強い電界が形成されるようにすること、および２枚の金属電極１８ａ，１８ｂにより強い電圧を印加することにより、より強い放電光を得ることができる。

しかし、金属電極１８ａ，１８ｂ間に与える電力の増加に伴い、金属電極１８ａ，１８ｂ間で発生する放電Ｙは、コロナ放電ではなくアーク放電になる確率が高くなる。アーク放電は、金属電極１８ａ，１８ｂ等の構成部材を破損させるため、各構成部材の機能の低下に繋がる。

そこで、高温対応型光触媒反応装置１０では、誘電体１９で一方の金属電極１８ａを覆うことにより、金属電極１８ａ，１８ｂの破損を防ぎ、かつ誘電体バリア放電を形成することで安定なコロナ放電を持続的に維持することを可能とする構成である。

このため、高温対応型光触媒反応装置１０では、アーク放電が発生することなく安定したコロナ放電を発生させることにより、て、より大きな電圧を印加して強い放電光を得ることが可能となるため、流体の清浄あるいは脱臭機能を向上させることができる。

ところで、金属電極１８ａを覆う誘電体１９には、電圧が印加される。このため、電源部１５で発生する電力の一部は、誘電体１９で損失する。したがって、この誘電体１９における電力損失を低減させるためには、誘電体１９に印加される電圧を下げることが必要である。そこで、誘電体１９の材料としては、比誘電率が大きいセラミックスを用いることで、誘電体１９に印加される電圧を下げて、より電力損失を低減させることができる。

さらに、誘電体１９の厚さをより薄くすることで、誘電率が増加し、電源部１５で発生する電力のうちコロナ放電に使用されるエネルギの割合を増加させることができる。このため、誘電体１９の厚さは、誘電体１９を強度上安定して設けることができ、かつ薄い方が印加される電圧が低下して効果的であるため、０．５ｍｍから２ｍｍ程度とすることが望ましい。

一方、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂを、局部を有する形状として、局所的に強い電界が形成されるようにすることにより、より強い放電光を得ることができる。このため、流路１２形成に利用されていない金属電極１８ａは、印刷による電極の形成、線状構造や２次元網目構造等の、局部を有する構造とすることで、局所的により強い電界が形成されるようにすることができる。

金属電極１８ａ，１８ｂおよび誘電体１９の形状は、流路１２形成に利用される場合は、流体Ｘを保持することができれば任意である。

図２は本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第１の実施形態の変形例を示す構成図である。

図２の高温対応型光触媒反応装置１０Ａは、図１の高温対応型光触媒反応装置１０に対して、単位構造体１３Ａにおけるプラズマ発生電極部１６Ａの２枚の金属電極１８ａ，１８ｂが共に誘電体１９ａ，１９ｂで覆われる構成が異なる。その他の構成および機能については、図１の高温対応型光触媒反応装置１０と同じであるため、同符号を付して説明を省略する。

高温対応型光触媒反応装置１０Ａは、単位構造体１３Ａにおけるプラズマ発生電極部１６Ａの２枚の金属電極１８ａ，１８ｂが共に誘電体１９ａ，１９ｂで覆われた状態で、光触媒モジュール１７を挟持する構成である。

高温対応型光触媒反応装置１０Ａでは、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂが共に誘電体１９ａ，１９ｂで覆われ同じ構成であるため、プラズマ発生電極部１６Ａの製造工程において部品の種類を低減させることができる。このため、誘電体１９ａ，１９ｂの材料価格が安価である場合には、同一の設備および製造工程において、誘電体１９ａ，１９ｂで覆われた金属電極１８ａ，１８ｂを製造することが可能となり製造コストを低減させることができる。

さらに、高温対応型光触媒反応装置１０Ａでは、２個の誘電体１９ａ，１９ｂにより流体Ｘの流路１２を形成することが可能となる。このため、誘電体１９ａ，１９ｂで流路１２が形成される場合は、流体Ｘを誘電体１９ａ，１９ｂ間のみに留めることができる。そして、流体Ｘの流れを安定化させるとともに、両サイドの金属電極１８ａ，１８ｂの流体Ｘよる汚染を防ぐことができる。さらに、金属電極１８ａ，１８ｂの形状を任意形状とすることができるため、より強い電界が形成される形状とすることができる。

高温対応型光触媒反応装置１０，１０Ａのように、２枚の金属電極１８ａ，１８ｂは、少なくとも一方が誘電体１９，１９ａ，１９ｂで覆われればよい。また、金属電極１８ａ，１８ｂと誘電体１９，１９ａ，１９ｂとは必ずしも密着する必要はない。誘電体１９，１９ａ，１９ｂが２枚の金属電極１８ａ，１８ｂの間に介在し、金属電極１８ａ，１８ｂ同士を誘電体１９，１９ａ，１９ｂを経由せずに直線で結ぶことができる部位が存在しなければよく、また、流体Ｘが流れることができれば形状も任意である。

また、高温対応型光触媒反応装置１０Ａの単位構造体１３Ａにおけるプラズマ発生電極部１６Ａは、２個の誘電体１９ａ，１９ｂで構成したが、単一の管状の誘電体１９の向かい合う側面を使用する構成としてもよい。この場合、単一の管状の誘電体１９を流路１２として、その外部に２枚の金属電極１８ａ，１８ｂを設けることとにより、プラズマ発生電極部１６Ａを構成できるため、作業性が容易となる。

図３は本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第２の実施形態を示す構成図である。

高温対応型光触媒反応装置１０Ｂは、図１の高温対応型光触媒反応装置１０に対し、単位構造体１３の代わりに、積層構造体２０とした点が異なる。その他の構成および機能については、図１の高温対応型光触媒反応装置１０と同じであるため、積層構造体２０の構成以外の構成については図示せず、また説明を省略する。

高温対応型光触媒反応装置１０Ｂの積層構造体２０は、例えば２個の光触媒モジュール１７ａ，１７ｂとプラズマ発生電極部１６Ｂで構成される。

プラズマ発生電極部１６Ｂは並設された複数の、例えば３枚の金属電極１８ｃ，１８ｄ，１８ｅと２枚の誘電体１９ｃ，１９ｄとで構成される。そして、並設された３枚の金属電極１８ｃ，１８ｄ，１８ｅのうち中央の金属電極１８ｄは正極、両サイドの金属電極１８ｃ，１８ｅは負極とされる。中央の金属電極１８ｄは、局所的に強い電界を形成させるため、網目状構造に形成される。さらに、両サイドの負極の金属電極１８ｃ，１８ｅの正極の金属電極１８ｄ側は、それぞれ誘電体２で覆われる。

そして、誘電体２で覆われた２枚の負極の金属電極１８ｃ，１８ｅと正極の金属電極１８ｄとの間に、光触媒モジュール１７ａ，１７ｂがそれぞれ設けられる。すなわち、高温対応型光触媒反応装置１０Ｂは、複数の金属電極１８ｃ，１８ｄ，１８ｅと光触媒モジュール１７ａ，１７ｂとが交互に積層された積層構造体２０を有する構成である。

高温対応型光触媒反応装置１０Ｂでは、複数の光触媒モジュール１７ａ，１７ｂ、金属電極１８ｃ，１８ｄ，１８ｅおよび誘電体１９ｃ，１９ｄが規則的に整列して積層構造をなすため、金属電極１８ｄを共有させることができるのみならず、より少ない同形状の部品を組み合わせることで、任意の容量、大きさ、形状、浄化能力等の仕様の高温対応型光触媒反応装置１０Ｂとすることができる。

さらに、高温対応型光触媒反応装置１０Ｂでは、複数の誘電体１９ｃ，１９ｄにより流体Ｘの流路１２を形成することが可能となる。このため、誘電体１９ｃ，１９ｄで流路１２が形成される場合は、流体Ｘを誘電体１９ｃ，１９ｄ間のみに留めることができる。そして、流体Ｘの流れを安定化させるとともに、両サイドの金属電極１８ｃ，１８ｅの流体Ｘよる汚染を防ぐことができる。

さらに、両サイドの金属電極１８ｃ，１８ｅの形状を任意とすることが可能となり、かつ必要とする強度を小さくすることができる。このため、金属電極１８ｃ，１８ｅを薄状あるいは印刷により形成された網目状や線状とすることで、より強い電界を形成してより小さい電力で効果的に強い放電光を発生させて流体の浄化効果を向上させることができる。加えて、金属電極１８ｃ，１８ｅを製造可能な形状や標準化された形状とすることで、金属電極に要する材料コストの低減が可能となる。

また、各光触媒モジュール１７ａ，１７ｂに照射される紫外線の強度をより均一にすることができるため、浄化機能を安定化させることができる。

尚、金属電極１８ｃ，１８ｄ，１８ｅの正負を逆にした構成、両サイドの金属電極１８ｃ，１８ｅを誘電体２で覆う代わりに、中央の金属電極１８ｄの両面を覆う構成としてもよい。さらに、金属電極１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ、誘電体１９ｃ，１９ｄ、光触媒モジュール１７ａ，１７ｂの個数は任意である。すなわち、複数の金属電極１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ間に電界が形成され、かつ少なくとも１個の誘電体２が設けられればよい。

図４は本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第３の実施形態を示す構成図である。

図４の高温対応型光触媒反応装置１０Ｃは、図１の高温対応型光触媒反応装置１０に対して、単一あるいは複数の紫外線ランプ３０を単位構造体１３よりも上流側の流路１２中に設けた点が相違する。その他の構成および機能については、図１の高温対応型光触媒反応装置１０と同じであるため、同符号を付して説明を省略する。

高温対応型光触媒反応装置１０Ｃでは、単一あるいは複数の紫外線ランプ３０が単位構造体１３よりも上流側の流路１２中に設けられる。この紫外線ランプ３０は、単位構造体１３よりも上流側において、流体Ｘに紫外線を照射可能な位置に配置される。

そして、高温対応型光触媒反応装置１０Ｃでは、紫外線ランプ３０の作用により単位構造体１３よりも上流側において、流体Ｘには紫外線が照射される。

このため、流体Ｘに含まれる分解対象物質の一部は単位構造体１３よりも上流側において予め分解される。この結果、流体Ｘ中における分解対象物質の濃度が比較的高い場合であっても、紫外線の作用により流体Ｘ中の分解対象物質の一部は分解されるため、単位構造体１３の光触媒モジュール１７近傍における流体Ｘ中の分解対象物質の濃度、すなわち分解量に対する負荷の増加が抑制される。そして、単位構造体１３の光触媒モジュール１７近傍において、光触媒の作用により流体Ｘ中の分解対象物質を十分に分解処理することができる。

すなわち、高温対応型光触媒反応装置１０Ｃは、流体が１００℃以上である場合のように高温である場合には、流体中の分解対象物質の濃度が比較的高くなり得るため、単位構造体１３の光触媒モジュール１７のみならず紫外線ランプ３０を設けて紫外線の作用により流体中の分解対象物質を分解することで、高温の流体に対応させた構成である。

尚、紫外線ランプ３０から流体Ｘに照射される紫外線の波長を２５４ｎｍ程度とすることにより、流体Ｘの浄化ないし殺菌効果が向上することが確認されている。

図５は本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第３の実施形態の変形例を示す構成図である。

図５の高温対応型光触媒反応装置１０Ｄは、図４の高温対応型光触媒反応装置１０Ｃに対して、紫外線ランプ３０を単位構造体１３よりも下流側の流路１２中に設けた点が相違する。その他の構成および機能については、図４の高温対応型光触媒反応装置１０Ｃと同じであるため、同符号を付して説明を省略する。

高温対応型光触媒反応装置１０Ｄでは、紫外線ランプ３０が単位構造体１３よりも下流側の流路１２中に設けられる。この紫外線ランプ３０は、単位構造体１３よりも下流側において、流体Ｘに紫外線を照射可能な位置に配置される。

このため、高温対応型光触媒反応装置１０Ｄでは、図４の高温対応型光触媒反応装置１０Ｃと同等の効果を得ることができる。

図５に示す高温対応型光触媒反応装置１０Ｄのように、紫外線ランプ３０の位置は、流体Ｘに紫外線を照射可能であれば任意である。

図６は本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第４の実施形態を示す構成図である。

図６の高温対応型光触媒反応装置１０Ｅは、図４の高温対応型光触媒反応装置１０Ｃに対して、紫外線ランプ３０近傍に補助光触媒モジュール４０を設けた点が相違する。その他の構成および機能については、図４の高温対応型光触媒反応装置１０Ｃと同じであるため、同符号を付して説明を省略する。

高温対応型光触媒反応装置１０Ｅでは、紫外線ランプ３０近傍に補助光触媒モジュール４０が設けられる。例えば、単位構造体１３よりも上流側の流路１２上に紫外線ランプ３０が設けられ、紫外線ランプ３０よりも更に上流側の流路１２上に補助光触媒モジュール４０が設けられる。

尚、紫外線ランプ３０と補助光触媒モジュール４０との距離は短いほうが望ましい。

そして、高温対応型光触媒反応装置１０Ｅでは、紫外線ランプ３０から補助光触媒モジュール４０に担持された光触媒に紫外線が照射される。このため、単位構造体１３の光触媒モジュール１７のみならず、紫外線の作用により活性化した光触媒の作用により、流体Ｘに含まれる分解対象物質が分解される。

このため、高温対応型光触媒反応装置１０Ｅでは、図４に示す高温対応型光触媒反応装置１０Ｃよりもさらに、単位構造体１３における光触媒モジュール１７の負荷の増加を抑制して流体Ｘ中の分解対象物質の分解性能を向上させることができる。

尚、紫外線ランプ３０および補助光触媒モジュール４０の位置は、光触媒モジュール１７に紫外線を照射可能であり、かつ光触媒の作用により流体Ｘに含まれる分解対象物質を分解可能な位置であれば任意である。例えば、紫外線ランプ３０および補助光触媒モジュール４０を単位構造体１３よりも下流側の流路１２上に設けてもよい。

また、各実施形態における高温対応型光触媒反応装置１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅを複合的に組み合せて構成してもよい。例えば、積層構造体２０の上流側あるいは下流側の流路１２上に、紫外線ランプ３０および補助光触媒モジュール４０の少なく一方を設ける構成としてもよい。

また、流体は気液混合体に限らず、気体や流体であってもよく、流体の温度は１００℃以上に限らず常温であってもよい。

本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第１の実施形態を示す構成図。 本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第１の実施形態の変形例を示す構成図。 本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第２の実施形態を示す構成図。 本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第３の実施形態を示す構成図。 本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第３の実施形態の変形例を示す構成図。 本発明に係る高温対応型光触媒反応装置の第４の実施形態を示す構成図。 従来の光触媒反応装置の構成図。

符号の説明

１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ 高温対応型光触媒反応装置
１１ 光触媒反応ケーシング
１２ 流路
１３，１３Ａ 単位構造体
１４ 電気ケーブル
１５ 電源部
１６，１６Ａ，１６Ｂ プラズマ発生電極部
１７，１７ａ，１７ｂ 光触媒モジュール
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ 金属電極
１９，１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ 誘電体
２０ 積層構造体
３０ 紫外線ランプ
４０ 補助光触媒モジュール
Ｘ 流体
Ｙ 放電

Claims (7)

1. 流体の流路中に設けられ、セラミックス基体に光触媒を担持した光触媒モジュールと、正負極の金属電極と、電源部と、紫外線ランプとを備え、この紫外線ランプで前記流体に紫外線を照射することにより、前記流体に含まれる分解対象物質を分解する一方、前記電源部により前記正負極の金属電極間に電圧を印加して放電光を発生させ、この放電光を前記光触媒モジュールに照射して活性化した光触媒により、前記光触媒モジュールの内部あるいは近傍の前記流体に含まれる分解対象物質を分解するように構成したことを特徴とする高温対応型光触媒反応装置。
2. 前記正負極の金属電極の少なくとも一方は誘電体で覆われることを特徴とする請求項１記載の高温対応型光触媒反応装置。
3. 前記正負極の金属電極間に前記光触媒モジュールを設けるとともに、前記正負極の金属電極の少なくとも一方と前記光触媒モジュールとの間に誘電体を設けたことを特徴とする請求項１記載の高温対応型光触媒反応装置。
4. 前記光触媒の熱触媒作用によって前記分解対象物質を分解するように構成したことを特徴とする請求項１記載の高温対応型光触媒反応装置。
5. 前記紫外線ランプの紫外線を照射可能な位置に補助光触媒モジュールを設けたことを特徴とする請求項１記載の高温対応型光触媒反応装置。
6. 前記紫外線ランプを、前記光触媒モジュールよりも下流側に設けたことを特徴とする請求項１記載の高温対応型光触媒反応装置。
7. 前記紫外線ランプを、前記光触媒モジュールよりも上流側に設けたことを特徴とする請求項１記載の高温対応型光触媒反応装置。

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