JPH06269772A - 浄水装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微生物による生物的分解、紫外線による殺
菌、光触媒による殺菌および脱臭を組み合わせた小型化
可能な一体構造型の浄水装置を提供する。 【構成】 紫外線ランプ３４の周囲に円筒状に光励起触
媒を有する第１濾材３６を設け、光励起触媒の周囲に円
筒状に多孔質セラミックボールからなる第２濾材３８を
設ける。流入管２８から金属容器３２内に流入される汚
水は、第２濾材３８、第１濾材３６を通り、流出管３０
から排出される。このとき紫外線ランプ３４から照射さ
れる紫外線により殺菌されかつ第１濾材３６の光励起触
媒が励起され、この光励起触媒が殺菌および脱臭作用を
発揮する。第２濾材３８では、これに付着繁殖した微生
物により有機物が分解される。これにより、装置の小型
化かつ一体構造化が可能となり、化学的分解および生物
的分解によって広範囲の汚濁物を初期から高効率で分解
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水を浄化殺菌する浄水
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】家庭用または業務用の風呂等は、入浴の
度に汚れや湯垢の浮遊や菌の繁殖が発生するため、湯を
交換したりあるいは浴槽の掃除をすることが必要とな
る。このような風呂等の水を浄化する殺菌装置として
は、例えば特開平２−６８１９０号公報に示されるよう
に、光触媒と紫外線を組み合わせ、浄化および殺菌を同
時に行う方法が知られている。また例えば図１１に示す
ように、多孔質セラミックを有する浄化装置１と紫外線
ランプを有する紫外線殺菌装置２とを組み合わせ、前記
多孔質セラミックに繁殖した微生物により汚水中の有機
物を吸着分解し、紫外線ランプから照射される紫外線に
より殺菌する方法が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
特開平２−６８１９０号公報に示す従来の浄水装置によ
ると、光触媒と紫外線を組み合わせて浄化および殺菌を
同時に行う方法であるから、生物的処理を伴うものでは
ないので、浄化される汚濁物が限定される。また、例え
ば図１１に示される従来の浄水装置によると、生物的処
理を伴う浄化装置１と紫外線を照射する紫外線殺菌装置
２とが別体であることから、装置が大型化するという問
題がある。さらには、光触媒と紫外線を組み合わせ全て
の汚濁物を除去しようとする構成にすると、紫外線ラン
プの出力を増大したりフィルタを大型にしなければなら
ないという問題がある。

【０００４】さらに、従来の自動洗浄技術としては、実
開平３−６７９５５号公報に示されるように、濾材内に
埋没させた撹拌棒を駆動モータにより回転させる方法が
開示されているが、この技術では濾材の破壊を招きやす
く、濾材が固着した場合、駆動モータの軸受の偏心によ
る故障もしくは撹拌棒の折れが発生しやすい。本発明
は、上記問題点を解決するためになされたもので、生物
的分解、紫外線による殺菌、光触媒による殺菌および脱
臭を組み合わせることにより浄水装置を一体型装置にし
小型化を図るようにした浄水装置を提供することを目的
とする。

【０００５】併せて本発明は、濾材付着物をエアレーシ
ョンにより分離浮上させ、この濾材付着物を水流により
浄化筒外に排出し、濾材洗浄時以外の時に泡風呂への空
気を供給可能にした浄水装置を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の浄水装置は、請求項１では、殺菌作用を有す
る紫外線ランプと、この紫外線ランプの周囲に設けら
れ、紫外線の照射により殺菌および脱臭作用を発揮する
光励起触媒と、前記光励起触媒の周囲に設けられ、微生
物を繁殖させて有機物の分解作用を発揮する多孔質セラ
ミックと、前記紫外線ランプから照射される紫外線が前
記多孔質セラミックに照射されるのを遮断する遮蔽体と
を備えたことを特徴とする。

【０００７】本発明の浄水装置は、請求項２に記載する
ように、前記構成に加えて、前記紫外線ランプ、光励起
触媒、多孔質セラミックおよび遮蔽体から構成される一
体型浄化殺菌装置の水入口側の水循環経路に空気を混入
する空気混入手段を備えるのが望ましい。また、本発明
の浄水装置は、請求項３に記載するように、殺菌作用を
有する紫外線ランプと、この紫外線ランプの周囲に設け
られ、紫外線の照射により殺菌および脱臭作用を有する
とともに紫外線を遮蔽する遮蔽機能を有する光励起触媒
と、前記光励起触媒の周囲に設けられ、微生物を繁殖さ
せて有機物の分解作用を発揮する多孔質セラミックとを
備えたことを特徴とする。

【０００８】さらにまた、本発明の浄水装置は、請求項
４に記載するように、洗浄モード時、空気を混入した水
を前記浄化殺菌筒内に間欠的に流すことを特徴とする。

【０００９】

【作用】前記発明の構成によると、請求項１では、紫外
線ランプの周囲に主として化学的分解を行う光励起触媒
を設け、さらにその外周側に遮蔽体により紫外線から微
生物を護り生物的分解を行う多孔質セラミックを設ける
構造としたため、小型化かつ一体構造化が可能となり、
小型ながら広範囲の物質からなる汚濁物を分解できる。

【００１０】水質等により分解しきれない汚れ成分が濾
材表面に徐々に付着沈殿する場合、濾材における生物浄
化機能が低下するため、請求項２に記載するように、前
記空気混入手段により循環水中に空気を混入する。する
と、浄化時、一体型浄化殺菌装置内の酸化浄化が促進さ
れる。洗浄時は、水と空気の混合流により多孔質セラミ
ックが振動されるので、多孔質セラミックに付着した有
機物や微生物が洗浄される。

【００１１】本発明の請求項３では、光励起触媒自体が
紫外線の遮断機能を有するため、紫外線を遮断する遮蔽
体を別途設けることが不要となるので、なお一層小型軽
量の一体型浄化殺菌装置となる。本発明の請求項４で
は、濾過モード時などに徐々に堆積される濾材付着物を
除去するため、洗浄モード時に空気を混入した水を浄化
殺菌筒内に間欠的に流す。このため、濾材周囲にエアレ
ーションをするため、空気混合による流量（流速）の大
幅増と気泡の表面張力とにより付着物を効果的に分離浮
上させ、濾材付着物を効果的に落とすことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 （第１実施例）浴槽の浄水装置に本発明を適用した第１
実施例を図１〜図３に示す。図２に示すように、浴槽１
０の側部に形成される基台１２の頂面に水浄化システム
１８が取り付けられている。水浄化システム１８の内部
に浄水装置としての一体型浄化殺菌装置２０が設けられ
ている。一体型浄化殺菌装置２０の流入管２８に入口配
管２４が連結され流出管３０に出口配管２６が連結され
ている。入口配管２４の上流側端部には、浴槽１０に溜
められる水に浸漬される位置に吸込口１４が形成され、
入口配管２４の途中には水を汲み上げるポンプ２２が取
り付けられている。一方、出口配管２６の下流側端部に
は、浴槽１０に溜められる水に浸漬される位置に戻し口
１６が形成されている。

【００１３】前記の一体型浄化殺菌装置２０は、その具
体的な構成が図１および図３に示される。円筒状の金属
容器３２の内部には、その中心軸位置に紫外線ランプ３
４が配置され、その外周部に一定の厚さをもつ円筒状の
第１濾材３６が配置され、さらにこの第１濾材３６を取
り囲むように一定の厚さをもつ円筒状の第２濾材３８が
設けられている。

【００１４】紫外線ランプ３４は、軸方向に延び、その
外周部が有底円筒状の遮蔽体４０で覆われている。遮蔽
体４０は、例えば石英管、樹脂管等からなり、内部は真
空になっており、紫外線を透過しかつ水を遮断する構造
になっている。遮蔽体４０の外周部は水を流通させるた
めの空間部４２が形成されている。第１濾材３６は、光
触媒からなり、一定の厚さｔの厚さをもつ円筒状に形成
されるもので、紫外線ランプ３４の外周位置に配置され
ている。第１濾材３６の内周壁には水を透過するメッシ
ュ状の円筒状の支持体４４が形成され、第１濾材３６の
外周壁には水を透過し紫外線を透過しない遮蔽体４６が
形成されている。支持体４４、遮蔽体４６の一端４４
ａ、４６ａは底板４８に固定され、支持体４４、遮蔽体
４６の他端４４ｂ、４６ｂは蓋５０に固定されている。

【００１５】第２濾材３８は、多孔質セラミックボール
からなり、この第２濾材３８が外筒５２とその内側の前
記遮蔽体４６の間に充填されている。外筒５２の外壁は
金属容器３２の内壁に密着固定されている。第１濾材３
６の具体的な構成は次のとおりである。ハニカム状のセ
ラミック構造体の表面にＴｉＯ₂ 、ＺｎＯ、ＺｎＳ等の
光触媒を担持している。セラミック構造体は、約１μｍ
以下の孔径をもつ孔が多数形成されたものである。本発
明としては、このセラミック構造体に代えて活性炭を用
いても良い。このセラミック構造体、活性炭等に担持さ
れる光触媒により、水中の臭い成分、無機塩他の分子径
の小さい物質を主に吸着分解する。

【００１６】第２濾材３８は、多孔質セラミックボール
を充填したもので、多孔質セラミックボールの表面に微
生物を付着繁殖させ、この微生物によって水中の湯垢、
ぬめり等の有機物を主に生物的処理して分解する。次に
浴槽１０中の汚水の浄化作用を説明する。吸入口１４か
ら入口配管２４にポンプ２２により汲み上げられた水
は、流入管２８から金属容器３２の内部に流入し、第２
濾材３８に湯垢、ぬめり等の比較的分子径の大きい有機
物が吸着され、第２濾材３８に付着繁殖している微生物
により有機物が分解される。第２濾材３８の隙間をさら
に中心側に向かって流れる水は、遮蔽体４６を透過し第
１濾材３６に臭い成分、無機塩その他の分子径の小さな
物質が吸着される。第１濾材３６では紫外線照射により
励起した光触媒により吸着物の分解が行われる。

【００１７】また紫外線ランプ３４から照射される紫外
線は、支持体４４を透過し、第１濾材３６の光触媒を励
起させると同時に、遮蔽体４６によって第２濾材３８へ
の透過が遮蔽される。これにより、第２濾材３８への紫
外線の照射が防止されるので、第２濾材３８で繁殖した
微生物の殺菌が防止される。第１濾材３６から径内側に
向かい支持体４４を透過した水は、空間部４２、流出管
３０、図２に示す出口配管２６および戻し口１６を経由
して浴槽１０に還流される。

【００１８】前記第１実施例によれば、浴槽水中の汚濁
物を完全に除去するため、有機物の分解作用を有する多
孔質セラミックと、殺菌および脱臭作用を有する光励起
触媒と、この光励起触媒を励起させるための殺菌作用を
有する紫外線ランプとが一体構造で形成される構成をも
つから、有機物、無機物等のあらゆる汚濁物をコンパク
トな装置で完全に除去できるという効果がある。したが
って、吸込口１４から汲み上げられ、戻し口１６から浴
槽１０の内部に戻される水は、前述の如く全ての汚濁物
の除去がなされた状態で還流される。

【００１９】従来例においては、例えば図１１に示すよ
うに、汚物を分解除去する生物的分解装置とこの装置と
別体の化学的分解装置とが分離独立した構造をもつので
あったが、本発明においてはこの生物的分解と化学的分
解の両分解機能をもつ構成を一体化した点に特徴があ
る。さらには前記第１実施例によると、初期時、第２濾
材３８の多孔質セラミックボールには微生物が付着して
いない状態にあるから第２濾材３８による初期の有機物
分解機能は低下しているが、しかし、紫外線ランプ３４
から照射される紫外線により光励起触媒をもつ第１濾材
３６が初期から有機物の分解機能を有するので、第１濾
材３６による初期立ち上がり有機物分解性能が良好で、
浄化性能の安定が保持されている。

【００２０】次に、本発明第１実施例と比較例１、２を
対比し、本発明の作用効果について説明する。比較例１
は、生物的浄化機能をもつ多孔質セラミックボールと紫
外線光を照射する光源とを備えた浄化装置である。この
比較例１の浄化装置によると、有機物その他の物質の浄
化を濾材に付着繁殖した微生物のみで行うため、微生物
が繁殖してバイオバランスが確保されるまでは浄化性能
が不良であり、図４に示すように、汚濁物の分解率の初
期分解率が低く、初期浄化特性が悪い。

【００２１】比較例２は、化学的浄化機能をもつ光触媒
と紫外線光を照射する光源とを備えた浄化装置である。
この比較例２の浄化装置によると、汚濁物すべてを化学
的浄化するためには紫外線照射量をかなり多くする必要
があるから濾材の大型化を避けられない。これに対し、
前記本発明の第１実施例によると、前記比較例１と比較
例２の双方の分解浄化機能を併せもち、しかも前述のよ
うに一体型の構造にしたので浄化性能の向上と小型化と
２つの課題を同時に解決するという効果がある。特に図
４に示すように、前記第１実施例の水浄化殺菌装置によ
ると、初期立ち上がり時から有機物の分解率が高いこと
が判る。これは、初期時から紫外線による殺菌効果なら
びに有機物分解効果が発揮されることが一因となってい
る。

【００２２】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
を図５および図６に示す。第２実施例による水浄化殺菌
装置は、容器内の水の流れを効率よく流して生物的分解
ならびに化学的分解性能を安定させたものである。第１
濾材３６１は、円筒状で紫外線ランプ３４の外周部に空
間部４２を介して配置され、メッシュ状に所定の厚さを
もって形成されている。この第１濾材３６１の構成は、
前記実施例と同様に、ＴｉＯ₂ 、ＺｎＯ、ＷＯ₃ その他
の光触媒がメッシュ状の例えばセラミック構造体に担持
されている。紫外線ランプ３４からの紫外線が光触媒に
照射されることで、光触媒が励起され、励起された光触
媒によって有機物、無機塩その他の分子径の小さい物質
を酸化分解する。浄化される水は図６に示す矢印方向に
第１濾材３６１の外壁側から内壁側に透過するようにな
っている。

【００２３】第１濾材３６１と第２濾材３８との間には
円筒薄板状の遮蔽体４６１が設けられ、遮蔽体４６１
は、水の透過を遮断する仕切り板として機能し、一端４
６２が環状に底板４６３に接合されている。また遮蔽体
４６１の内壁面は鏡面が形成されている。これにより、
紫外線の第２濾材３８への透過を防止している。遮蔽体
４６１の他端４６４は金属容器３２の内部で自由端にな
っている。

【００２４】流入管２８１から矢印方向に第２濾材３８
に流入した水は、矢印１００方向に流れて遮蔽体４６１
の他端４６４の部分で矢印１０１方向にＵターンして第
１濾材３６１を外壁から内壁に矢印１０２に示すように
透過し、空間部４２を経由して流出管３０から排出され
る。この水の流れの途中、第２濾材３８による主として
生物的分解ならびに第１濾材３６１による主として化学
的分解がなされることは前記第１実施例と同様である。

【００２５】前記第２実施例によると、水の流れが円筒
状の仕切り板の機能を果たす遮蔽体４６１により軸方向
に規制されるため、水の流れが第２濾材３８の中を矢印
方向に軸方向に流れ、遮蔽体４６１の他端４６４で矢印
１０１に示すようにＵターンして反対方向の軸方向に流
れる。したがって、第１濾材３６１の外壁側から内壁側
へ軸方向に均一に水が透過するため、水の流れに澱みが
なく万遍なく流通が確保されるため、生物的分解および
化学的分解の両分解効率が良好になるという効果があ
る。

【００２６】（第３実施例）本発明の第３実施例を図７
に示す。第３実施例は紫外線ランプ３４から照射される
紫外線が第２濾材３８に照射されないように紫外線を遮
断する点を工夫した例である。前記第１実施例に示す支
持体４６に代えて、第１濾材３６と第２濾材３８の間に
横断面形状が渦巻状の遮蔽案内板４６５を軸方向に配置
している。遮蔽案内板４６５の渦巻き方向は、図７に示
した方向と反対方向に形成しても良い。その他の構成に
ついては前記第１実施例と同様であるので説明を省略す
る。

【００２７】第３実施例によると、遮蔽案内板４６５の
外径側端部４６６と隣り合う遮蔽案内板４６５の内径側
端部４６７とが径方向にオーバーラップするように形成
されることで、紫外線ランプ３４から放射方向に照射さ
れる紫外線が第２濾材３８に遮蔽される。この紫外線の
遮断により第２濾材３８に繁殖する微生物の殺菌が防止
され、微生物による有機物の生物的分解作用が損なわれ
ない。

【００２８】（第４実施例）本発明の第４実施例を図８
に示す。第４実施例は、金属容器の断面形状を楕円状に
し、装置の薄型化を図った例である。金属容器３２１は
横断面が楕円状になっており、その他の構成については
第２実施例を示す図５と同様であるので、図５に示す構
成と実質的に同一部分については同一符号を付し、その
説明を省略する。

【００２９】第４実施例によると、金属容器３２１の薄
型化を図ったことにより省スペースに浄化殺菌装置を取
り付け可能になるという効果がある。なお、前述した実
施例では、水の流れ方向を光触媒側から微生物繁殖側に
流れるようにしたが、水の流れ方向はこれと反対方向に
微生物繁殖側から光触媒側に流れるようにしても良い。
また、前記の金属容器３２は、金属製としたが、樹脂製
にしても良い。さらには、支持体４４、４６についても
金属製、樹脂製であっても良い。

【００３０】（第５実施例）本発明の第５実施例を図９
に示す。浄化殺菌システム８０は、水槽７０、浄化殺菌
塔６１、水循環ポンプ６７、水流中に空気を混入せしめ
るエゼクタ等の空気混入装置６６、水流路を切り換える
ための流路切換弁６５、電磁弁６８、６９および吸入管
７１、吐出管７２、排水管７３より構成される。

【００３１】浄化殺菌塔６１は、筒状の容器８２内に多
孔質セラミックボール６２、樹脂あるいはセラミック等
にＴｉＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ他の半導体、あるいは
その半導体にＰｔ、ＮｉＯ、Ｃｕ他の金属をさらに担持
させたものを担持した光触媒６３、水と遮断するため石
英他の紫外線透過ガラスによって二重管構造をなした紫
外線ランプ６４を具備する。容器８２の蓋体８４には容
器８２内の空気を外部に流出させる空気抜き弁７８が設
けられている。

【００３２】次にこの第５実施例の作動について述べ
る。浄化殺菌運転時、図９中実線の矢印で示すように、
循環ポンプ６７によって水槽７０より吸入された汚濁水
は、空気混入装置６６によって空気と混合し、吸入口７
４より浄化殺菌塔６１に流入する。流入した汚濁水は、
紫外線ランプ６４より照射される紫外線によって殺菌さ
れ、さらに紫外線を照射された光触媒６３で生成される
ＯＨラジカルによって酸化浄化される。このとき、汚濁
水には、空気混入装置６６によって混入された空気（酸
素）が、通常の汚濁水よりも多量に存在するため、酸化
浄化が促進される。濾材通過後の浄化水は、吐出口７６
より吐出管７２へ吐出される。

【００３３】ここに、半導体光触媒を用いた有機物の分
解処理に関する基礎的研究例を表１に示す。表１は、
「水処理技術」１９８５年第２６巻No.4より抜粋したデ
ータである。

【００３４】

【表１】 表１に示されるように、酸素あるいは空気通過下で光照
射を行うと、窒素通気下のものより相対的にＴＯＣ（有
機物の量）の減少量が大きく、分解が促進されているこ
とが判る。さらに、汚濁水は、多孔質セラミックボール
６２の間を上方より下方に向けて流れる際に、セラミッ
クに付着している微生物により浄化され、水槽７０に環
流される。このとき混入空気は、空気抜き弁７８より浄
化殺菌塔６１の外部に排気される。

【００３５】洗浄運転時は、図９中破線矢印で示すよう
に、循環ポンプ６７によって吸入された水が、空気混入
装置６６によって空気と混合し、吸入口７５より浄化殺
菌塔６１に流入する。汚濁水中の有機物や微生物が付着
した多孔質セラミックボール６２は、混入した空気によ
って振動し、さらに流れ方向が浄化運転時とは逆転する
ため、効率よく洗浄される。濾材通過後の洗浄水は、排
水口７７より排水される。以上の構成、作動により、光
触媒による化学的浄化性能の向上と、濾材付着物の高効
率の除去が可能となる。

【００３６】前記第５実施例による濾材汚れの除去実験
データを図１０に示す。水洗浄に対する濾材汚れ除去効
果は、水流による洗浄効果と空気混合流による洗浄効果
を対比すると、空気混合流による洗浄効果が水流による
洗浄効果に比べ相対的に大幅に向上していることが判
る。 （第６実施例）本発明の第６実施例を図１２〜１４に示
す。

【００３７】第６実施例は、多孔質セラミック、紫外線
ランプ、光触媒およびヒータを組合せ、かつ紫外線を遮
断する遮蔽体を廃止した例である。図１２、図１３およ
び図１４に示すように、この浄化殺菌塔９０は、樹脂ま
たは金属製の円筒容器９１の内部に外側より多孔質セラ
ミックに微生物を付着繁殖させ、水中の湯垢を吸着およ
び分解する第２濾材９２、孔径１μｍ以下の多孔質セラ
ミックからなり波板状およびハニカム状に成形され、Ｔ
ｉＯ、ＺｎＯ、ＷＯ ₃ 等の光触媒を担持して吸着および
分解をする第１濾材９３、紫外線を照射する紫外線ラン
プ９４、紫外線を透過し水を透過しない石英等からなる
遮蔽体９５、第２濾材９２と第１濾材９３を収納するた
めのステンレス等の金属製内ケース９６、第２濾材９２
および第１濾材９３を支持するためのステンレス等の上
パンチングメタル９７と下パンチングメタル９８、浄化
塔底部パンチングメタル９８を支持するためのリブ９
９、水流入管１１０、水流出管１１１、蓋１１２、ヒー
タ収納部１１３、ヒータ１１４より構成される。第１濾
材９３は、図１４に示すようなハニカム状の光触媒担持
体形状をしている。図１４において長さａ：３．３ｍ
ｍ、幅ｂ：１．９ｍｍである。

【００３８】流入管１１０より容器９１に流入した水
は、下パンチングメタル９８と内ケース９６との間の空
間部から第１濾材９３と紫外線ランプ９４との空間部Ａ
および第２濾材９２の空間部Ｂを流れる。空間部Ｂより
空間部Ａの方が圧力損失が低いため、水は主に空間部Ａ
を流れ、紫外線ランプ９４からの紫外線の照射により殺
菌され、第１濾材９３と第２濾材９２へと流れる。この
とき、第１濾材９３では、紫外線照射により励起した光
触媒により有機物、臭い分子および吸着物の分解が行な
われると同時に、紫外線を遮断するかあるいはその紫外
線透過量を減少させ、第２濾材９２の微生物の殺菌を防
止する。第２濾材９２では、濾材を単体として付着また
は増殖している微生物により有機物の分解および多孔質
濾材による吸着がなされる。さらに水は、ヒータ収納部
１１３に流れ、ヒータ１１４により加温され、流出管１
１１より浴槽に還流される。

【００３９】この第６実施例によると、浄化能力につい
ては、図１５に示すように、第１実施例と同等の良好な
汚濁物の分解率を有し、特に初期の汚濁物の分解率が高
いという特徴がある。また、この第６実施例によると、
紫外線の遮蔽体を廃止する構成であるため、図１６に示
すように、前記第１実施例に比べ、小流量から大流量ま
で圧力損失が低くなるという効果があるとともに併せて
ポンプの小型軽量化が可能となるという効果がある。さ
らには、この第６実施例によると、浄化殺菌装置の容器
９１とヒータ収納部１１３を一体化することによる小型
軽量化が図れるとともに製造コストを一層低減できると
いう効果がある。

【００４０】（第７実施例）次に本発明の第７実施例を
図１７〜図２１に示す。第７実施例は、浄化殺菌塔９０
の容器９１に流入する水空気混合流の気泡を泡分離構造
により分離する構造を有する例である。図１７（Ａ）、
（Ｂ）および図１９に示すように、容器９１内に横断面
矩形状の筒体１２０を有する。筒体１２０は、水と泡を
分離する構造をもつ。また、水空気混合流を発生させる
手段については前記第５実施例の構成と同様である。

【００４１】この第７実施例によると、浄化殺菌塔９０
の濾過浄化メカニズムについては、前記第５実施例に記
載した濾過浄化メカニズムと同様である。すなわち、空
気混入装置６６（図９）により発生された水空気混合流
は、図１７に示す泡分離構造の第２濾材９２側に混合流
が流入し、第１濾材９３側に水流が流入する。このよう
に水空気混合流を混合流と水流に分離するのは、第２濾
材９２側に第１濾材９３側よりも泡の多い混合流を流す
ことにより第２濾材９２の洗浄を効果的に行なうためで
ある。これにより、空気混合流による流速（流量）の大
幅増、気泡の表面張力による異物除去効果大になるもの
と考えられる。

【００４２】次に、水流による洗浄効果と気泡流による
洗浄効果の実験データを図１８に示す。図１８に示すよ
うに、洗浄開始後の経過時間が長くなるとともに濾材の
濁度は低下することが判り、しかも水流洗浄よりも気泡
流洗浄の方が短時間で濁度が低減されることが判る。こ
の水空気混合による洗浄効果を利用し、図１７に示す第
７実施例では、水空気混合流によって第２濾材９２の洗
浄効果を高めている。図１８は、汚濁度濾材洗浄後の排
水の汚濁度が大きいことを示す。本実施例によると、従
来の浴槽水循環浄化器を使用している一般家庭の濾材付
着堆積汚れの除去データよりも約５倍程度良好な洗浄性
能を示すことが判った。

【００４３】第７実施例によると、簡単な構成で空気混
合流の分離を浄化塔９０内で行なうことができ、空気混
合流による効果的な濾材洗浄が可能となり、定期的な手
洗洗浄等のメインテナンスが不要となるという効果があ
る。図２０および図２１は、第７実施例の泡分離構造の
変形例を示す。図２０に示す泡分離構造は、容器９１の
内部に円筒構造の泡分離体１２２を設けた例である。図
２０に示す矢印方向に流入管１１０から流入した空気混
合流の泡は矢印方向に気泡が流れる。円筒１２２内に泡
の少ない水流が円筒１２２内に入ることで、水流と気泡
流が分離される。

【００４４】図２１に示す泡分離構造は、容器９１の内
壁にリブ１２６を１２０度等間隔で３本形成している。
この例では円筒体１２４とリブ１２６の組合せ構造によ
り簡単な構造で混合流の分離を行うものである。流入管
１１０から流入した空気混合流の泡は矢印方向に流れ泡
の少ない水流が円筒体１２４の中に入ることで水流と気
泡流を分離する。これにより、水流による第２濾材９２
の効果的な洗浄が行われる。

【００４５】（第８実施例）本発明の第８実施例を図２
２、図２３および図２４に示す。図２２に示すように、
浄化殺菌システム１３０は、浄化殺菌筒９０、水循環ポ
ンプ６７、空気混入手段１３２、水流路を切り替えるた
めの水電磁弁１３４、空気流路を切り替えるための空気
電磁弁１３６、空気を供給するブロア１５０より構成さ
れる。

【００４６】水槽７０の底部には空気の気泡を水中に排
出する噴気板１３８が設けられている。また浄化殺菌筒
９０の構成は基本的に第６実施例と同様の構成にし、浄
化殺菌筒９０の底部に噴気板１４０が設けられている。
浄化殺菌筒９０の中底板１４２と噴気板１４０の間の領
域１３９に水流入管１１０から水を導入できるようにな
っている。また浄化殺菌筒９０の上部から水を排出する
水流出管１１１が設けられている。

【００４７】浄化殺菌筒９０は、円筒容器９１内に多孔
質セラミックボール６２、樹脂あるいはセラミック等に
ＴｉＯ₂ 、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ他の半導体、あるいはそ
の半導体にＰｔ、ＮｉＯ、Ｃｕ他の金属をさらに担持さ
せたものを担持した光触媒６３、水と遮断するため石英
他の紫外線透過ガラスによって二重管構造をなした紫外
線ランプ９４を具備する。

【００４８】浄化殺菌筒９０の内部は二重底になってお
り、中底板１４２は網目状のパンチングメタルからな
り、水流入管１１０から領域１３９に流入した水を均一
に上部の濾材９２、９３に与える。この浄化殺菌システ
ム１３０の各機器は、表２に示す３種の運転モード、す
なわち、浄化モード、バブルモード、洗浄モードの各運
転モードによって切り替わる。

【００４９】

【表２】 通常の濾過モード時、通常時は浄化モードであるが、定
期的に洗浄モードに切り替える。例えばタイマにより
「洗浄」の表示をし、洗浄スイッチをオンして洗浄運転
をさせる。これは、濾過モード時に徐々に堆積される濾
材付着物を定期的に除去するためである。この洗浄モー
ド時、濾材周囲にエアレーションをするため、空気混合
による流量（流速）の大幅増と気泡の表面張力とにより
付着物を効果的に分離浮上させる。さらに浮遊物を水流
によって水流出管１１１より浄化殺菌筒９０の外部へ排
出する。これを交互に数回繰り返すと、付着物を効果的
に落とすことができる。

【００５０】バブルモード時、ブロワ１５０より供給さ
れる空気が空気電磁弁１３６の１−２となり、噴気板１
３８から噴気される。これにより水槽７０内が泡風呂に
なり快適な入浴ができる。次に循環ポンプ６７、水電磁
弁１３４、空気電磁弁１３６およびブロワ１５０の作動
の制御フローを図２３および図２４に示し、その詳細な
説明をする。

【００５１】バブルモード時、図２３に示すように、ス
テップ１７７にて手動によりバブルスイッチをオンする
と、ステップ１７８に進み空気電磁弁１３６の１−２が
開放し、ステップ１７９に進みブロワ１５０がオンし、
水槽７０内に設置された噴気板１３８へ空気を供給す
る。例えば、この制御フローではステップ１８０、１８
１に示すように５分間空気を供給すると、ブロワ１５０
がオフする。ブロワ１５０のオフ後、噴気板１３８から
浴槽水が逆流して侵入するが、この場合水面以上は上が
らないため、空気電磁弁１３６を通してブロワ１５０へ
の水の侵入はない。このとき空気電磁弁１３６の１−２
は開放のままで問題はない。

【００５２】洗浄モード時、図２４に示すように、ステ
ップ１６０にて洗浄スイッチ１６０をオンさせると、ス
テップ１６１、１６２に示すように、循環ポンプ６７が
この制御フロー例では３分間運転し、浄化殺菌筒９０内
を完全に水で満たす。次に、ステップ１６３に進み循環
ポンプ６７をオフし、ステップ１６４、１６５、１６６
に示すように、水電磁弁１３４のＡ−Ｂを開放、空気電
磁弁１３６の１−３を開放、ブロワ１５０をオンするこ
とで、浄化殺菌筒９０内の噴気板１４０に空気を供給し
多孔質セラミックボール６２の表面の付着物を洗浄す
る。この制御例では、ステップ１６７、１６８に示すよ
うに、空気供給時間を１５秒間とし、その後ブロワ１５
０をオフし、ブロワ１５０内への水の侵入を防ぐためス
テップ１６９にて空気電磁弁１３６の１−２を開放にす
る。その後、ステップ１７０、１７１、１７２に示す制
御例のごとく、循環ポンプ６７をオンし、このオン時間
を１５秒の期間とし、濾材表面付着物を浄化殺菌筒９０
の外部へ排出し、水電磁弁１３４のＡ−Ｃを開放にして
浄化殺菌システム１３０の外部に排出する。以上のステ
ップ１６３からステップ１７１までの動作回数ｎをステ
ップ１７２に示すように例えば５回繰り返すことによ
り、濾材表面の付着物を完全に洗浄し、浄化殺菌システ
ム１３０の外部へこの付着物を排出する。その後ステッ
プ１７３、１７４に示すように、循環ポンプ６７をオフ
し、水電磁弁１３４のＡ−Ｂ間を開放し、洗浄モードを
終了する。

【００５３】この第８実施例によれば、空気電磁弁１３
６と水電磁弁１３４の切替、および、循環ポンプ６７と
ブロア１５０の間欠作動とにより浄化殺菌筒９０内の濾
材周囲に空気を混合させることができるため、効果的な
洗浄を行うことができる。このため定期的な手洗メンテ
ナンスが不要となる。さらに、空気電磁弁１３６の切替
により水槽７０内が泡風呂となり快適な入浴ができる効
果がある。

【００５４】なお、第８実施例では、遮蔽体のない浄化
殺菌塔（図１２参照）に適用したが、本発明では、遮蔽
体のある浄化殺菌塔（例えば図３参照）に、洗浄モード
時、空気を混入した水を間欠的に流す浄水装置にも適用
することができる。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の浄水装置
によると、請求項１では、光触媒を利用した化学的分解
と微生物を利用した生物的分解とのそれぞれの機能を果
たす構造部分を一体型の構成としたため、化学的分解の
弱点と生物的分解の弱点を相互に補完するようにして汚
濁物の分解性能を高めることができるという効果があ
る。特に初期特性においては微生物は直ちに繁殖しない
ので生物的浄化が劣るのが一般的であるが、本発明にお
いては、このような初期立ち上りにおいても他方の光触
媒による化学的分解が初期立ち上がり時から効率よく働
くため、汚濁物の分解性能が初期から良好であるという
効果がある。

【００５６】また、請求項２では、紫外線ランプ、光励
起触媒、多孔質セラミックおよび遮蔽体から構成される
一体型浄化殺菌装置の水入口側の水循環経路に空気を混
入する空気混入手段を備える構成の場合、循環水中に空
気が混入されることで、浄化運転時、一体型浄化殺菌装
置内の酸化浄化が促進され、洗浄運転時、空気により多
孔質セラミックが振動されるので付着有機物や付着微生
物が効果的に洗浄除去されるという効果がある。

【００５７】さらに、請求項３では、紫外線ランプの周
囲に設ける光励起触媒が紫外線遮断機能を有する構造で
あるため、多孔質セラミックに繁殖する微生物を紫外線
から隔離して多孔質セラミックにおける生物的処理分解
が確保されるとともに紫外線遮蔽体の廃止により小型軽
量化が図れるという効果がある。さらにまた、請求項４
では、洗浄時に空気を混合した水を浄化殺菌筒内に間欠
的に流すため、濾材表面の異物の堆積を効果的に防止す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すもので、図３に示す
Ａ−Ａ線断面図である。

【図２】本発明を浴槽に適用した第１実施例を示す概略
構成図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す縦断面図である。

【図４】汚濁物の分解率の比較を示す特性図である。

【図５】本発明の第２実施例を示す横断面図である。

【図６】本発明の第２実施例を示す縦断面図である。

【図７】本発明の第３実施例を示す横断面図である。

【図８】本発明の第４実施例を示す横断面図である。

【図９】本発明の第５実施例を示す概略構成図である。

【図１０】本発明の第５実施例による濾材汚れの除去実
験データを示す特性図である。

【図１１】従来の浄水装置を示す透視図である。

【図１２】本発明の第６実施例を示す縦断面図である。

【図１３】図１２に示す矢印XIII方向矢視図である。

【図１４】本発明の第６実施例の第１濾材の構造を示す
断面図である。

【図１５】本発明の第６実施例と第１実施例と比較例と
の汚濁物の分解率の比較を示す特性図である。

【図１６】本発明の第６実施例と第１実施例の圧力損失
の比較を示す特性図である。

【図１７】（Ａ）は本発明の第７実施例を示す模式的縦
断面図である。（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図
である。

【図１８】水流洗浄と気泡流洗浄の濁度を比較した特性
図である。

【図１９】本発明の第７実施例を示す模式的斜視図であ
る。

【図２０】泡分離構造体を示す図１９に示す例の変形例
を示す模式的斜視図である。

【図２１】泡分離構造体を示す図１９に示す例の変形例
を示す模式的斜視図である。

【図２２】本発明の第８実施例を示す概略構成図であ
る。

【図２３】本発明の第８実施例のバブルモード時の制御
フローを示すフローチャート図である。

【図２４】本発明の第８実施例の洗浄モード時の制御フ
ローを示すフローチャート図である。

【符号の説明】 ３４ 紫外線ランプ ３６ 第１濾材（光励起触媒） ３８ 第２濾材（多孔質セラミック） ４６ 遮蔽体 ６１ 浄化殺菌塔（一体型浄化殺菌装置） ６６ 空気混入装置（空気混入手段） ８０ 浄化殺菌システム ９０ 浄化殺菌筒（一体型浄化殺菌装置） ９２ 第２濾材（多孔質セラミック） ９３ 第１濾材（光励起触媒） １３４ 水電磁弁 １３６ 空気電磁弁 １３８ 噴気板 １４０ 噴気板 １５０ ブロワ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 殺菌作用を有する紫外線ランプと、 この紫外線ランプの周囲に設けられ、紫外線の照射によ
   り殺菌および脱臭作用を発揮する光励起触媒と、 前記光励起触媒の周囲に設けられ、微生物を繁殖させて
   有機物の分解作用を発揮する多孔質セラミックと、 前記紫外線ランプから発光される紫外線が前記多孔質セ
   ラミックに照射されるのを遮断する遮蔽体とを備えたこ
   とを特徴とする浄水装置。
2. 【請求項２】 前記紫外線ランプ、光励起触媒、多孔質
   セラミックおよび遮蔽体から構成される一体型浄化殺菌
   装置の水入口側の水循環経路に空気を混入する空気混入
   手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の浄水装
   置。
3. 【請求項３】 殺菌作用を有する紫外線ランプと、 この紫外線ランプの周囲に設けられ、紫外線の照射によ
   り殺菌および脱臭作用を有するとともに紫外線を遮蔽す
   る遮蔽機能を有する光励起触媒と、 前記光励起触媒の周囲に設けられ、微生物を繁殖させて
   有機物の分解作用を発揮する多孔質セラミックとを備え
   たことを特徴とする浄水装置。
4. 【請求項４】 洗浄モード時、空気を混入した水を前記
   浄化殺菌筒内に間欠的に流すことを特徴とする請求項１
   または請求項３記載の浄水装置。