JPH08229546A - 光触媒による流体含有異物処理装置及び光照射方法、並びにこれを利用した再生機能付き浄水器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】簡単な構造の光触媒による光化学反応処理装置
及び無公害かつ安全性の高い再生機能付き浄水器を提供
する。 【構成】流体の流入口及び流出口に通ずる流路が設けら
れた中空容器の流路内に流体の流れ方向に沿って光照射
手段を収納し、該容器の内壁面に光触媒を被覆して、光
触媒の存在下において光照射により流体中に含まれる有
機塩素化合物の酸化分解等の光化学反応処理を行う構成
から成る流体含有異物処理装置、並びに、かかる処理装
置を備えた再生機能付き浄水器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水や気体等と光触媒と
の接触下において紫外線等の光を照射して、水や気体な
どの流体中に含まれている有機塩素化合物などの有害物
質の分解除去等の光化学反応処理を行う装置に関する。

【０００２】さらに本発明は、水道水などの原水に含ま
れるトリハロメタン等の有害物質を吸着剤により浄化処
理した後、該吸着剤再生時に発生する有害物質を含んだ
排水や排気ガスなどを光触媒により処理する装置を備え
た再生機能付き浄水器に関する。

【０００３】

【従来の技術】

（１）光触媒による光化学反応処理装置に関する従来技
術 近年、半導体製造工程、医薬品製造工程等において、超
純水やクリーンガス等の高純度の流体が使用されてい
る。これらの流体の製造装置として紫外線照射による流
体の光化学反応処理装置が知られている（例えば、実開
平６−３４９４号、特開平６−１７０３６０号、特開平
５−１５４４７３号、実開平５−２６１８７号公報
等）。これらの装置は、処理流体中に残留する微量の有
機物、細菌、有害物質等の異物の除去を行うための装置
であり、紫外線、太陽光線等の光照射によって、液体ま
たは気体等の流体に含まれている有機物の酸化分解、細
菌の殺菌、有害物質の分解または脱臭等の光化学反応処
理を行うものである。これらの装置では、光化学反応処
理をより効率的に行うための構造として、チタンに白金
等の金属を担持させた光触媒を、ネット状やラシリング
状等の接触面積が大きく、かつ、流体の通過性のよい形
状としている。

【０００４】また、光触媒を、所定の形状に構成した物
体に石英ガラスや硬質ガラス等を被覆した担体にコーテ
ィングしたり、或いは、様々な形状にした担体にコーテ
ィングして処理容器内に充填等して、効率的な光化学反
応を図っている。

【０００５】（２）再生機能付き浄水器に関する従来技
術 近年、水道水等の飲料用水を浄化殺菌処理するために用
いられる塩素が、その処理過程において原水中の他の有
機物と結合して、クロロホルム、ブロモジクロロメタン
等のトリハロメタンに変化することが知られている。こ
のトリハロメタンは発ガン性や催奇形性を招く有害物質
であり、問題視されている。また、水道水等には、微量
ながらも一般雑菌、臭気及び色素なども含まれている。

【０００６】このため、飲料用水の浄水器においては、
一般に浄水器内に配置された活性炭等の吸着剤を収容し
た浄水用フィルターによって、水道水や地下水等の原水
に含まれる次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ^-1）等の残留塩素
成分やトリハロメタン等の有機塩素系化合物、一般雑
菌、臭気及び色素等を吸着除去している。

【０００７】ところが上記吸着剤は経時的使用により吸
着除去能力が低下し易くなる。即ち、活性炭などの吸着
剤の経時使用によって、活性炭及びその収納槽壁面には
吸着された物質により藻類、細菌や微生物が繁殖するた
め、フィルタの負荷が増したり、装置寿命の低下を招
く。

【０００８】このため、吸着剤をヒータ加熱や通電加熱
することによって、吸着剤に付着した細菌を殺菌除去し
て吸着剤の再生を図ることで、浄化効率の向上、装置の
メンテナンスや保全に対応している。具体的には、特開
平２−９０９８８号公報に示すように、活性炭等の吸着
剤を収容するカートリッジの活性炭充填部に複数個の電
極を挿入し、この電極間に電圧を印加することにより活
性炭を通電加熱し、かかる通電時に生じたジュール熱に
よって吸着剤に吸着された一般雑菌などの有害物質を殺
菌させる充填型活性炭を使用した電圧印加式器浄水器が
知られている。また出願人は、特願平５−１６９０１９
号により活性炭が収容されたカートリッジの両端部に設
けた電極に電圧を印加し、これを加熱して吸着物質を脱
離させることにより活性炭等の吸着剤の再生を行う再生
機能付き浄水器を提案している。

【０００９】出願人の提案に係る浄水器は、水道水など
の原水を給水管によって浄水槽内に導入し、水槽内に設
置した導電性の活性炭等から成る吸着部に原水を接触さ
せて浄化殺菌するものである。浄化殺菌された浄水は、
水槽の出口側に設けた浄水管から取り出されて使用に供
される。

【００１０】ここで、前記浄水器の浄水槽には排水管が
接続されており、吸着部を再生する際は給水弁を閉じか
つ該排水弁を開けて水槽内全域に貯留した原水を排水管
から排水する。この際、吸気器などの吸引手段を排水管
途中に設け、これにより浄水槽内に負圧を発生させ、同
時に、電圧印加による加熱で吸着部に付着した吸着成分
を脱離して再生している。そして、吸着部から吸着成分
を加熱により脱離させた後、前記排水管から脱離した物
質を下水道や大気中に放出する構成としている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】

（１）光触媒による光化学反応処理装置に関する課題 ところで、水等の流体中に含まれる有機物、細菌、有害
物質等の異物を除去する前記光触媒を利用した流体の光
化学反応処理装置では、処理流体と光触媒との接触面積
を大きくするため処理容器の接液部分を光触媒で構成し
たり、粒子状やビーズの担体に光触媒をプレコートした
ものを併用するなど、様々な形状及び材料としているた
め複雑な構造とならざるを得ない。このため、製造過程
が複雑となりコスト高等のため利用が容易でなかった。
さらに、複雑な構造のため故障の原因ともなり信頼性に
欠けていた。

【００１２】本発明の目的は、かかる点に鑑みてなされ
たものであり、信頼性が高くしかも極めて簡単な構造に
より流体中の有害物質の分解除去等の光化学反応処理を
行うことのできる光触媒による流体含有異物処理装置を
提供することにある。

【００１３】（２）再生機能付き浄水器に関する課題 また、前記再生機能付き浄水器では吸着剤の再生時に脱
離した有害物質や一般細菌等の異物は水槽内の貯留水と
ともに排水管に設置された吸引装置により吸引され下水
道等に排出していた。また、貯留水の排水後に吸着剤を
加熱すると脱離作用が一層顕著になることから、通常は
貯留水を水槽内から排水した後に吸着剤を加熱して脱離
を行っている。この場合には前記脱離物質は水槽内の排
気ガスとともに大気中に排出している。

【００１４】このため、脱離した物質中にトリハロメタ
ン等が微量ではあるが含まれる場合があり、下水中や大
気中に混入することとなり、河川等の環境保全上好まし
くない事態となっている。

【００１５】また、原水中には微量ながらトリハロメタ
ン等の有機物が含まれているため、原水を吸着剤に接触
させて浄水処理を継続使用すると吸着剤の劣化を招き、
浄水器の耐久性を損なうおそれがあった。

【００１６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、再生機能付き浄水器の吸
着剤の再生時に脱離した物質を浄水器本体外に排出する
際に、排出される流体中に含まれる有害物質等の分解除
去処理を行うことのできる無公害で安全な再生機能付き
浄水器を提供することにある。さらに、吸着剤と接触す
る原水中の有機物を予め分解除去或いは減少させること
ができ、耐久性に優れた再生機能付き浄水器を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、水や気体等の流体の流
入口及び流出口に通ずる流路が設けられた略円筒型の中
空容器の流路内のほぼ中央部に、流体の流れ方向に沿う
ように紫外線ランプ、白熱ランプなどの光照射手段を配
置収納し、かつ該容器の内壁面に光触媒を被覆して、該
内壁面と光照射手段とによって囲まれた隙間に前記流体
を通過させ、光触媒の存在下において紫外線ランプ等の
光照射により流体中に含まれる有機塩素化合物の酸化分
解、有害物質の分解等の光化学反応処理を行う構成とし
ている。

【００１８】また、請求項２に記載の発明では、前記請
求項１に記載した光触媒による流体含有異物処理装置に
おいて、光照射手段の上流側に、流入する流体が前記の
隙間の全体に行き渡るように渦を生じさせる渦巻発生部
材などの流体拡散部材を設置した構成としている。

【００１９】また、請求項３に記載の発明では、水道水
等の原水が流入する原水導入口と、原水中に含まれる有
機物や微生物等の異物を吸着して浄化処理する活性炭等
の吸着剤が充填されたカートリッジを収容する浄水槽
と、浄化処理された処理水を水道蛇口等の供給源に送る
処理水導出口とを備えた浄水器であって、電気ヒータ或
いは電極等の加熱手段により該吸着剤に吸着した有害物
質等を脱離して、排出流体として排出管を介して外部に
排出して吸着剤の再生を図る再生機能付き浄水器におい
て、該排出管の途中に、前記請求項１或いは２に記載の
光触媒による流体含有異物処理装置を設置した構成とし
ている。

【００２０】また、請求項４に記載の発明では、前記吸
着剤の再生機能付き浄水器において、浄水槽内に接続さ
れる外気導入管を設け、該外気導入管には導入する外気
量を調節する開閉弁を備え、吸着剤を加熱して吸着され
た有害物質等を脱離排出する時に前記開閉弁を開けて外
気を導入しつつ、浄水槽内の流体を吸引する吸引手段を
排水管路途中に設け、該吸引手段手前に前記の光触媒に
よる流体含有異物処理装置を設置した構成としている。

【００２１】また、請求項５に記載の発明では、前記再
生機能付き浄水器において、原水導入口に接続した給水
管の管路途中に給水量の調整を行う電磁式の給水弁を設
け、該給水弁と原水導入口との間の管路途中から浄水槽
内からの排出流体の流量調整を行う排出弁を備えた排出
管を分岐させ、さらに、前記給水弁入口側の給水管と排
出弁入口側の排出管とを接続するバイパス管を設け、前
記排出管とバイパス管との合流部に吸気器を設置し、該
吸気器手前の排出管に前述した光触媒による流体含有異
物処理装置を設置した構成としている。

【００２２】また、請求項６記載の発明では、水道水等
の原水が流入する原水導入口と、原水中に含まれる有機
物や微生物等の異物を吸着して浄化処理する吸着剤を収
容する浄水槽と、浄化処理された処理水を水道蛇口等の
供給源に送る浄水管とを備えた浄水器であって、加熱手
段により該吸着剤に吸着した異物の脱離を行った後、排
出管を介して脱離した異物を外部に排出することにより
吸着剤の再生を図る再生機能付き浄水器において、給水
管に設けられ原水の供給量を調整する給水弁と原水導入
口との間の給水管途中から分岐した排出管と、該排出管
の排出弁上流側と前記給水管の給水弁上流側とを接続す
るバイパス管と、該排出管と前記バイパス管との合流部
に設けた吸気器とを有しており、かつ、原水導入口と給
水管の排出管分岐部との間に光触媒による流体含有異物
処理装置とを備えた構成としていまた、請求項７に記載
の発明では、再生機能付き浄水器の吸着剤の再生処理後
の排出流体を、排出弁で流量調整しつつ排出管を介して
外部に排出するとともに、該排出管に設けた光触媒によ
る流体含有異物処理装置により排出流体中の異物の分解
除去処理を行う際の光照射方法において、前記排出弁の
開閉操作と光照射手段の点滅操作とを同期させ、排出弁
が開いている時にのみ排出流体に光を照射して前記処理
装置による光化学反応処理を行う構成としている。

【００２３】

【作用】本発明は、光触媒反応によってトリハロメタン
等の有害物質等が分解除去される性質に着目し、これを
利用したものである。

【００２４】すなわち、有害物質であるクロロフェノー
ル中に二酸化チタンを懸濁させ、これに太陽光を照射し
て二酸化チタンを励起すると、クロロフェノールはＣＯ
₂ とＨＣｌとに完全に変換する。さらに、この状態で空
気を吹き込みながら、光照射すると最も効率の良い光触
媒として働くことも知られている。また、クロロホルム
など水に含まれる有機物を分解除去するため、二酸化チ
タン或いは白金（Ｐｔ）担持の二酸化チタンに紫外線を
照射するとＨＣｌとＣＯ₂ とに分解することも知られて
いる。これらの知見から、水に含まれる前記有機物を水
中ではなくガス相、即ち、気相中で以下の反応が著しく
促進されることが容易に推定される。 特に、本発明はかかる光化学反応並びにガス相（気相）
中での光触媒効果の促進に着目したものであり、流体の
流入口及び流出口に通ずる流路が設けられた中空容器の
流路内に流体の流れ方向に沿って光照射手段を収納し、
該容器の内壁面に光触媒を被覆して、光触媒の存在下に
おいて紫外線、白熱ランプ等の光照射により流体中に含
まれる有機塩素化合物の酸化分解、有害物質の分解等の
光化学反応処理を行う光触媒による流体含有異物処理装
置を排出管の管路途中に設置したことにより、光照射手
段の周囲を包み込んだ状態で流体が通過するため、極め
て簡易な構造により光触媒との接触面積を大きくとるこ
とができ、前記光触媒反応を効率よく行える作用を有す
る。また、光照射手段の上流側に流体拡散部材を設置し
たため、光照射手段の周囲全体に万遍無く流体を供給
し、光触媒反応の効率化に対する信頼性が増す。

【００２５】また、浄水槽加熱式の再生機能付き浄水器
に排出管を設け、該排出管路途中に前記光触媒による流
体含有異物処理装置を設置しているため、吸着剤を再生
処理した後の排出流体中に含まれているトリハロメタン
等の脱離物質を光触媒による分解処理を行える。

【００２６】また、前記浄水器に外気導入管及び吸引手
段、並びに前述した光触媒による異物処理装置を設置
し、浄水槽の加熱下で貯留水を排水しながら吸着剤の再
生処理を行うこととしたため、排水中の異物と水蒸気と
が混合した状態で排出管を通過することになり、気相状
態下で分解除去を行うことができる。また、浄水槽内の
貯留水の排水後は排出気体中の異物の分解除去を行うこ
とができる。

【００２７】一方、本発明に係る光触媒による流体含有
異物処理装置を、給水管の原水導入口入口手前に設置し
ているため、浄水器中に流入する原水に含まれるトリハ
ロメタン等を光化学反応処理により分解除去することが
可能となる。

【００２８】さらに、排出弁の開閉操作と光照射手段の
点滅操作とを同期させ、浄水槽内の貯留水の排水時或い
は脱離した有害物質等を含む気体の排出時に合わせて光
照射による光化学反応処理を行うことにより、エネルギ
ーロスを防ぎかつ処理効率を向上させている。

【００２９】なお、本明細書中「上流側・下流側」の用
語は、流体の流れ方向を基準にして定められている。

【００３０】

【実施例】以下、本発明による光触媒による流体含有異
物処理装置（以下、「処理装置」と略称する）の実施例
を図１及び図２を参照しながら説明する。

【００３１】図１は、処理装置２の第１の実施例を表し
ており、（ａ）は斜視概念図、（ｂ）は同図（ａ）のＡ
Ａ線断面図である。

【００３２】同図において、本発明に係る処理装置２は
ステンレス製の本体容器２ａ、入口管１及び出口管７か
ら構成されている。本体容器２ａ内は中空部となってお
り、この中空部内に光照射手段として紫外線ランプ４
が、本体容器の内壁との間に流体が通過できる間隙を有
した状態で収納配置されている。本実施例で使用した紫
外線ランプは、ランプ内に封入する水銀蒸気の圧力が５
×１０^-3ｍｍＨｇ程度の低圧ランプを用いており、その
紫外線波長は２５３．７ｎｍである。なお、光照射手段
はこれに限られず、分解除去の対象となる流体に応じて
白熱ランプ、太陽光ランプ、ナトリウムランプなどの波
長の長い光源を使用することもできる。なお、図におい
て、５は紫外線ランプのソケットであり、端子６により
電源（図示せず）に接続している。

【００３３】本体容器２ａの内壁の表面全体には光触媒
３が被覆してある。実施例では前記容器の内壁に二酸化
チタンと白金からなる円筒状シートを設け、その内側に
円筒状の紫外線ランプが中心に位置するように固定され
ている。また、入口管１は本体容器２ａの一端に水平に
接続されており、他端には本体容器２ａ内の流路と垂直
方向に出口管７が接続されている。

【００３４】以上の構成により、入口管１から流入した
原水は、紫外線ランプ４と本体容器２ａとの間にできた
通路を出口管７に向かって流れる。その際、流体は紫外
線ランプと光触媒層とで囲まれた流路内を進むため常に
両者に接触した状態となっている。このような状態で紫
外線ランプ４により光照射すると本体容器２ａ内で光触
媒反応が生じ、流体中に含まれるトリハロメタン等の有
害物質が分解除去される。なお、上記実施例では光触媒
をシート状のものを使用したが、内壁に直接コーティン
グすることにより被覆してもよい。

【００３５】次に、図２を参照して本発明の流体拡散部
材について説明する。同図において、光照射手段４の上
流側の入口管１内には、スクリュー形の渦巻発生器８を
設けている。この渦巻発生器は断面が楔形で構成され、
その外周部にはスクリュー羽根８ａが取り付けられてい
る。支持部８ｂには流体が通過する幅広の間隙が多数設
けられており、スクリュー羽根により渦巻状にされた流
れは、渦巻状態のままこの間隙を通過して本体容器内の
流路に流れ込む。これにより、流体は本体容器の内壁に
被覆した光触媒と万遍なく接触するため光触媒反応効率
が向上する。

【００３６】なお、これと同様の効果を得るため、前記
光触媒層に渦巻状の溝を設けるか、或いは表面に突起を
設ける等の方法もある。

【００３７】次に、図３を参照して、本発明に係る処理
装置を備えた再生機能付き浄水器について説明する。

【００３８】図３は、本発明に係る浄水器の一実施例の
断面図である。浄水器は浄水槽１０を有し、水道水等の
原水が給水管１２により浄水槽下部に設けられた原水導
入口１１から浄水槽内に導入される。給水管１２には原
水の導入を制限する電磁切換弁による給水弁１３が設け
られている。また、給水管１２の途中から給水弁１３の
出口側で分岐して逆止弁１５を有する排出管１４が設け
られ、この排出管１４にも同じく電磁切換弁による排出
弁１７が設けられている。従って、給水弁１３及び排出
弁１７の開閉制御によって管路を給水管１２または排出
管１４に切り換え、必要時には排出管１４から浄水槽１
０内に貯留した貯留水或いは脱離物質を排出投棄するこ
とができる。排出時は当然のことながら給水弁１３は閉
じられ、原水の供給は停止される。尚、この実施例では
排出管１４を給水管１２から分岐させているが、それぞ
れ別々に浄水槽１０に接続させてもよいことは勿論であ
る。

【００３９】浄水槽１０内には、吸着剤として繊維状の
活性炭が充填された吸着部２０が収容されている。吸着
部２０は浄水槽とほぼ相似形の円筒形に成形され、定型
性および導電性を有しており交換可能なカートリッジ型
になっている。円筒形の吸着部２０の外周と浄水槽１０
の内壁との間は、吸着部２０を取り囲む環状の通路２１
となっており、この外環通路２１にはリング状のプレフ
ィルタ２２を通して前述の原水導入口１１が連通してい
る。このため、原水導入口１１から導入された原水は外
環通路２１に一度回り込み、外周側から吸着部２０に浸
透して吸着部２０内の活性炭に接触するようになってい
る。

【００４０】円筒形の吸着部２０の中心貫通部には、や
はり円筒形に成形された注出管２３が挿通しており、こ
の注出管２３の本体は材質を例えばステンレス鋼等の導
電材により構成され、その外周には吸着部２０を通過し
た浄水が導入する多数の通水孔２４が設けられている。
注出管２３の上下端には絶縁体の樹脂部２３ａ，２３ｂ
を接合した異種材接合部となっている。なお、注出管２
３の全てが樹脂材料から成るものであってもよい。上端
の樹脂部２３ａからは、飲料水などとして使用する際に
浄水が通る浄水管２５が延びていて、この浄水管２５の
末端には使用者が開閉操作する注水コック（図示せず）
が設けてある。

【００４１】また、吸着部２０の軸線方向の上下端面に
は、陰陽一対からなるドーナッツ状円盤形の第１、第２
電極２８，２９が接合されている。例えば陽極とした上
部の第１電極２８からは端子棒２８ａが、陰極とした下
部の第２電極２９からは端子棒２９ａがそれぞれ浄水槽
１０の外部に導出し、電源回路３０に接続されている。

【００４２】電源回路３０は、交流または直流のいずれ
でも可能であるが、実施例では交流電源を備えた回路と
してある。即ち、第１，第２電極２８，２９間に所要の
電圧が印加されると、吸着部２０の活性炭が電気抵抗体
として加熱され、温度上昇してジュール熱を発生する。
このジュール熱によって活性炭に吸着した物質、例えば
原水中に含まれる次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ^-）などの
残留塩素成分や、トリハロメタンなどの有機塩素系化合
物などを脱離させるようになっている。

【００４３】なお、この実施例では加熱手段として電極
を使用しているが、電気ヒータにより加熱したり或いは
高温蒸気を吸着部２０に接触させて加熱する方法であっ
てもよい。

【００４４】排出管１４の管路途中であって排出弁１７
の入口側には、本発明に係る処理装置１９が設置されて
いる。この処理装置１９は前述した図１或いは図２に示
す処理装置２と同じであり、ステンレス製の本体容器２
ａで形成されており、その両端にはそれぞれ入口管１及
び出口管７が設けられており、排出管１４に接続してい
る。このため、浄水槽内の有害物質等を含んだ貯留水等
は排出管１４を通って入口管１から処理装置１９の本体
容器２ａ内に流入し、本体容器内に設置されている紫外
線ランプ４と本体容器の内壁に被覆された光触媒３との
光化学反応により有害物質の分解除去が行われたのち、
出口管７を抜けて再び排出管１４へ排出される。

【００４５】このように、本発明に係る再生機能付き浄
水器によれば、排出管１４途中に処理装置１９を設置す
るだけの簡単な構造により、吸着剤の再生後の脱離物質
の分解処理が行える。

【００４６】次に、図４をも参照して、本発明に係る再
生機能付き浄水器の第２の実施例について説明する。図
４は、本発明に係る浄水器の給水・排出管の接続状態を
示す概念図である。該浄水器の構成中、第１の実施例の
構成と共通するものは説明を省略する。

【００４７】同図（ａ）において、排出管１４は、給水
弁１３の出口側の給水管１２で原水導入口１１との間の
管路から分岐しており、これに上流側から順に逆止弁１
５、処理装置１９、排出弁１７そして吸引ポンプ１６が
設けられている。また、浄水管２５は途中でこの本管２
５ａから外気導入管２５ｂが分岐している。本管２５ａ
側には、一度浄水槽から出た浄水の逆流を防止する水逆
止弁２６が設けられ、外気導入管２５ｂ側には外気を浄
水槽内に導入する外気導入弁２７が設けられている。こ
れら、水逆止弁２６と外気導入弁２７はダイアフラム形
状の弁に成形されたもので、浄水管２５の管内に働く負
圧で、一方の水逆止弁２６が閉じている時は他方の外気
導入弁２７が開くようになっている。なお、外気導入管
２５ｂの分岐部に電磁切換弁による三方弁を設けて同様
の制御を行ってもよい。

【００４８】以上の構成により、光触媒反応による有害
物質等の分解除去作用について説明する。

【００４９】前述したように吸着部２０の加熱再生処理
が終了すると、給水弁１３は閉じたままの状態で、排出
弁１７が開けられる。これにより浄水槽１０内の貯留水
は吸着剤の加熱状態のまま原水導入口１１を通って排出
管１４に排出される。この際、浄水管２５の水逆止弁２
６は閉じられているため、図示しない注水コック方向へ
貯留水が流出することはない。したがって、浄水槽１０
内の貯留水は徐々に槽下部へ移動し、最終的には全て槽
内から排出される。この排出過程において、吸着部に含
まれていた貯留水は水の状態で排出される他に、吸着部
の加熱により水蒸気となって排出されるものもある。水
蒸気は当初は吸着部２０上部付近で発生し、次第に下部
へ移って行き、浄水槽１０内から排出される貯留水に混
合して排出管１４へ排出される。また、前記分岐部の下
流側の排出管１４の途中に吸引手段として吸引ポンプ１
６を設置しているため、浄水槽２０内の貯留水及び水蒸
気等の排出を効率よく行える。なお、実施例では排出弁
１７の出口側に吸引ポンプ１６を設置しているが、入口
側に設置してもよい。また、処理装置１９の入口側に設
置してもよい。

【００５０】ここで、吸引ポンプ１６の入口側には処理
装置１９が設置してあるため、排出管１４を通過する貯
留水等に含まれている有害物質等は処理装置１９により
分解除去される。特に、光触媒による分解除去作用は、
水蒸気等の気相状態下に有効であることは前述した通り
である。従って、この構成によれば、排出される貯留水
に含まれる有害物質の分解除去を行うこともできるが、
むしろ貯留水と水蒸気との混合状態或いは水蒸気のみ、
さらにはガス状態下での有害物質の分解除去を行う割合
が高くなるため、光触媒反応を効率よく行える。

【００５１】次に図４（ｂ）を参照して、本発明に係る
再生機能付き浄水器の第３の実施例について説明する。

【００５２】前記第２の実施例では吸引手段として吸引
ポンプを使用しているが、第３の実施例では吸気器１６
ａを使用している。ここで吸気器とは、アスピレータと
も呼ばれてその管路を流れる流体の水流で負圧を発生さ
せ、これを利用して空気や気体を吸引する器具である。

【００５３】同図において、原水導入口１１に接続した
給水管１２の管路途中の給水弁１３と該導入口１１との
間の管路から、排出流体の流量調整を行う排出弁１７を
備えた排出管１４が分岐している。さらに、給水弁１３
の入口側と排出弁１７の入口側とを接続するバイパス管
１８が設けられている。このバイパス管は前記吸気器１
６ａを介して排出管１４に接続しており、これにより、
給水管１２、バイパス管１８及び排出管１４が連通して
いる。

【００５４】したがって、原水供給源９からの原水は、
排出弁１７が開いているときは給水弁１３の開閉に拘ら
ずバイパス管１８から吸気器１６ａに導入されることに
なり、排出弁１７が閉じられているときは、バイパス管
１８から吸気器１６ａへの原水の流れは停滞しているこ
とになる。

【００５５】排出管１４途中であって吸気器１６ａの入
口側には処理装置１９が設置してあるため、前述したよ
うに排出管１４を通過する貯留水等に含まれている有害
物質は処理装置１９により分解除去される。また、処理
装置１９による有害物質の分解除去は、貯留水と水蒸気
との混合状態或いは水蒸気のみ、さらにはガス状態下で
行なわれる割合が高くなることも前記と同じである。

【００５６】この構成では、吸気器１６ａを使用し、吸
引ポンプ等の動力を必要とする吸引手段を使わないため
簡易な構造で前記と同様の効果が得られる。

【００５７】なお、前記各実施例の処理装置１９におい
て、光照射手段の上流側に、流入する流体が前記の隙間
の全体に行き渡るように渦を生じさせる渦巻発生部材な
どの流体拡散部材を設置したものを用いることにより、
光触媒による分解除去を一層効果的にできることは言う
までもない。また、図４（ｃ）は排出管１４を給水管１
２から分岐させず、浄水器に直接接続させた例を示して
いる。

【００５８】図４（ｄ）を参照して、本発明に係る第４
の実施例について説明する。なお、この実施例に係る浄
水器の給排水回路の基本構成は、第３の実施例と略同一
であるため同一箇所の説明は省略する。

【００５９】同図において、原水導入口１１と給水管１
２の排出管分岐部１２ａとの間の給水管１２の管路には
本発明に係る光触媒による流体含有異物処理装置１９が
設置されている。このため、原水は浄水器に流入する手
前の給水管内で処理装置１９を通過することになり、前
述の光触媒の存在下における光化学反応処理により原水
に含まれるトリハロメタン等の有機物が分解除去され
る。これら有機物が分解除去された原水が吸着剤に接触
することになるため、吸着剤の劣化時期を延ばすことが
可能となる。一方、再生工程終了後脱離物質を廃棄する
場合、給水管１２を一部利用して（原水導入口１１から
排出管分岐部１２ａまでの間を排出時は排出管として利
用する）貯留水や排気ガスを排出管１４から外部に排出
している。このため、かかる場合にも処理装置１９の光
照射を行うことにより、再度光触媒による光化学反応処
理を行うことができる。これにより、浄水器への給排水
工程の両段階で前記有機物等の分解除去を実施でき、異
物処理に対する信頼性が一層向上する。

【００６０】最後に、図５を参照して、前記浄水器の実
施例における光照射手段の点滅操作と排出弁の開閉操作
との関係について説明する。同図は、本発明にかかる浄
水器の主要部品の動作のタイムチャートを示したもので
あり、上から順に給水弁の開閉及び電極のＯＮ・ＯＦ
Ｆ、並びに排出弁の開・閉及び光照射手段の電源のＯＮ
・ＯＦＦ状態の時間変化を示している。これから明らか
なように、給水弁は原水の浄水処理（通水）と吸着剤の
再生処理（再生）とを交互に行うため所定のインターバ
ルにより開・閉を繰り返している。また吸着剤の再生を
行っている間は、電極には所定の電圧が印加され、吸着
剤の加熱により脱離を行っている。

【００６１】排出弁は、給水弁が開けられ原水の浄水処
理が行われている間は閉じられており、再生時のみ開け
られる。ただし、通常は再生処理を行っている間所定の
インターバルで開閉を繰り返す。紫外線ランプ等の光照
射手段の光照射も、かかる排出弁の開閉操作に同期して
操作される。つまり、浄水器の運転モードが浄水処理か
ら再生処理に切り替わった時、排出弁の開閉動作に同期
して紫外線ランプも間欠的に動作するようにしている。
これにより、排出弁が開けられ排出管内に有害物質を含
んだ水蒸気等が通過する場合のみ光照射を行い、光触媒
反応による分解除去を行うようにしている。

【００６２】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る光
触媒による流体含有異物処理装置によれば、装置内の光
触媒と流体との接触面積を大きくするため様々な材料や
複雑な構造をとる必要がなく、極めて簡単な構造により
流体中の有害物質や一般細菌等の異物の分解除去がで
き、信頼性が向上する。

【００６３】また、本発明に係る再生機能付き浄水器に
よれば、吸着剤の再生処理時に脱離したトリハロメタン
等の有害物質等を浄水器本体外に排出する際に、これを
分解除去処理を行うため、無公害で安全な再生機能付き
浄水器が得られる。

【００６４】また、給水管に本発明に係る光触媒による
処理装置を設置したことにより、浄水器に供給される原
水中の異物の分解除去が可能となり浄水器の耐久性、信
頼性が向上する。

【００６５】さらに、排出弁の開閉と光照射のＯＮ・Ｏ
ＦＦを同期させ、排出流体が通過する分解除去の必要時
のみ光照射を行うこととしため、光照射に伴うエネルギ
ー消費効率の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施例の処理装置の断面図

【図２】本発明に係る他の実施例の処理装置の断面図

【図３】本発明に係る実施例の再生機能付き浄水器の断
面図

【図４】本発明に係る他の実施例の浄水器の接続概念図

【図５】本発明に係る浄水器の主要部品の動作のタイム
チャート

【符号の説明】

１…入口管、２…処理装置、２ａ…本体容器、３…光触
媒、４…紫外線ランプ ７…出口管、８…渦巻発生器、９…原水供給源、１０…
浄水槽、１１…原水導入口、１２…給水管、１２ａ…排
出管分岐部、１３…給水弁、１４…排出管、１５…逆止
弁、１６…吸引手段、１６ａ…吸気器、１７…排出弁、
１８…バイパス管、１９…処理装置、２０…吸着部、２
１…外環通路、２２…プレフィルタ、２３…注出管、２
４…通水孔、２５…浄水管、２５ｂ…外気導入管、３０
…電源回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体の流入口及び流出口を備え、内部に該
   流出入口に通ずる流体流路が形成された本体容器の内壁
   面に光触媒を被覆して、光触媒の存在下において光照射
   手段の光照射により流体中に含まれる異物の光化学反応
   処理を行う流体含有異物処理装置において、 前記流路内に、流体の流れ方向に沿って光照射手段を収
   納した、 ことを特徴とする光触媒による流体含有異物処理装置。
2. 【請求項２】前記本体容器内の光照射手段上流側に、流
   体の流れ方向に流体を拡散する流体拡散手段を設置し
   た、 ことを特徴とする請求項１に記載の光触媒による流体含
   有異物処理装置。
3. 【請求項３】水道水等の原水が流入する原水導入口と、
   原水中に含まれる有機物や微生物等の異物を吸着して浄
   化処理する吸着剤を収容する浄水槽と、浄化処理された
   処理水を水道蛇口等の供給源に送る浄水管とを備えた浄
   水器であって、加熱手段により該吸着剤に吸着した異物
   の脱離を行った後、排出管を介して脱離した異物を外部
   に排出することにより吸着剤の再生を図る再生機能付き
   浄水器において、 前記排出管の途中に、流体の流入口及び流出口を備え内
   部に該流出入口に通ずる流体流路が形成された本体容器
   の内壁面に光触媒を被覆し、該流路内に流体の流れ方向
   に沿って光照射手段を収納した光触媒による流体含有異
   物処理装置を設置した、 ことを特徴とする再生機能付き浄水器。
4. 【請求項４】請求項３記載の再生機能付き浄水器におい
   て、 浄水槽に連通し、浄水槽への外気導入を制御する開閉弁
   を管路内に有する外気導入管と、 排出管内に設置され、浄水槽内の残留流体を吸引して外
   部に排出する吸引手段とを備え、 前記光触媒による流体含有異物処理装置を排出管の吸引
   手段上流側に設置した、 ことを特徴とする再生機能付き浄水装置。
5. 【請求項５】請求項３記載の再生機能付き浄水器におい
   て、 給水管に設けた給水弁と原水導入口との間の給水管途中
   から分岐した排出管と、 該排出管に設けた排出弁の上流側と給水弁上流側とを接
   続するバイパス管と、 排出管と前記バイパス管との合流部に設けた吸気器と、 前記排出管の吸気器上流側に光触媒による流体含有異物
   処理装置とを設けた、 ことを特徴とする再生機能付き浄水装置。
6. 【請求項６】水道水等の原水が流入する原水導入口と、
   原水中に含まれる有機物や微生物等の異物を吸着して浄
   化処理する吸着剤を収容する浄水槽と、浄化処理された
   処理水を水道蛇口等の供給源に送る浄水管とを備えた浄
   水器であって、加熱手段により該吸着剤に吸着した異物
   の脱離を行った後、排出管を介して脱離した異物を外部
   に排出することにより吸着剤の再生を図る再生機能付き
   浄水器において、 給水管に設けた給水弁と原水導入口との間の給水管途中
   から分岐した排出管と、 該排出管に設けた排出弁の上流側と給水弁上流側とを接
   続するバイパス管と、 排出管と前記バイパス管との合流部に設けた吸気器と、 原水導入口と給水管の排出管分岐部との間に光触媒によ
   る流体含有異物処理装置とを備えた、 ことを特徴とする再生機能付き浄水装置。
7. 【請求項７】再生機能付き浄水器の吸着剤の再生処理後
   の排出流体を、排出弁で流量調整しつつ排出管を介して
   外部に排出するとともに、該排出管に設けた光触媒によ
   る流体含有異物処理装置により排出流体中の異物の分解
   除去処理を行う際の光照射方法において、 前記排出弁の開閉操作と光照射手段の点滅操作とを同期
   させ、排出弁が開の時のみ光照射を行う、 ことを特徴とする排出流体処理時の光照射方法。