KR20130037711A - 광 반응기 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

유리관(2) 속에 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체(3…)를 수용하고, 또한 유리관(2) 속에 유체(L)를 유통 가능하게 구성한 광 반응기로서, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부를 각각 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)으로 함으로써, 유리관(2) 및 입자체(3…)에 용착면(J…)을 통하여 연속되는 도광로(C)를 설치한다. 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에는 광촉매층(4)을 설치할 수 있다. 유리관(2)은 단면형상을 원형으로 형성해도 되고, 비원형으로 형성해도 된다.

Description

광 반응기 및 그 제조 방법{OPTICAL REACTOR AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 유리관 속에 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체를 수용하고, 또한 유리관 속에 유체를 유통 가능하게 구성한 광 반응기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 유리 소재에 의해 형성한 입자체의 표면에 이산화티탄을 코팅하여 구성한 광촉매체를 유리관 등의 용기에 다수 수용하고, 이 광촉매체에 광(자외선)을 조사함과 아울러, 피처리수를 통과시킴으로써, 당해 피처리수를 정화하도록 한 정수 장치(광 반응기)는 알려져 있으며, 특허문헌 1에는 정화 장치가 개시되고, 또 특허문헌 2에는 수처리 장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1에 개시되는 정화 장치는 유리 등과 같이 자외선을 투과시키는 재료로 형성된 양단이 개방된 외관과, 이 외관에 수용되어, 외관과의 사이에 유리 비즈 표면에 아나타아제형 이산화티탄이 피복된 광촉매가 충전됨과 아울러, 피처리수가 공급되는 처리 공간을 형성하는 내관과, 외관의 양단부에 설치된 유리 필터와, 외관의 근방에 배치된 자외선을 조사하는 자외선 램프와, 자외선 램프로부터 조사된 자외선을 외관을 향하여 반사하는 반사판을 구비하여 구성한 것이며, 또, 특허문헌 2에 개시되는 수처리 장치는 원통형상 용기인 처리조가 구동 장치의 회전지지축 상에 부착되고, 중심축을 축으로 하여, 매분 1~5회전 정도의 속도로 회전하도록 설치되고, 그 내부에는 구형상 유리의 담체에 아나타아제형 결정으로 이루어지는 이산화티탄을 주성분으로 한 코팅이 시행된 무수한 광촉매체를 수용하고 있으며, 또한 이 광촉매체에 대하여 광을 조사하는 봉형상 자외선 램프가 배치되고, 또한 처리조의 일방에 피처리수의 도입 파이프가, 또, 타방에 배출 파이프가 설치되고, 이 처리조에 소정의 유통량이 되도록 피처리수가 도입·배출되도록 설정된 것이다.
일본 공개특허공보 평9-239358호 일본 공개특허공보 2000-117271호
그러나, 상기 서술한 종래에 있어서의 정수 장치(정화 장치, 수처리 장치)는 다음과 같은 문제점이 있었다.
어느 정수 장치도 유리 소재에 의해 형성한 입자체의 표면에 이산화티탄을 코팅하여 구성한 광촉매체를 다수 사용함으로써, 피처리수에 대한 이산화티탄(광촉매)의 접촉 면적을 증대시켜 처리 능력(처리 효율)을 높이고 있다. 한편, 광촉매에 대해서는 자외선을 조사할 필요가 있기 때문에, 특허문헌 1과 같이, 유리관에 다수의 광촉매체를 충전한 경우에는, 많은 광촉매체는 다른 광촉매체에 가려진다. 따라서, 가려진 광촉매체는 활성화되지 않게 되고, 자외선의 조사 면적을 증대시키는 관점에서는 불충분하게 된다. 결국, 처리 능력(처리 효율)을 높이기 위해서는 한계가 있다.
한편, 특허문헌 2는, 처리조를 매분 1~5회전 정도의 속도로 회전시키기 때문에, 이 처리조에 수용된 광촉매체는 랜덤으로 교반된다. 따라서, 모든 광촉매체를 평균적으로 활성화할 수 있지만 가려진 광촉매체를 활성화할 수 없는 점은 인용문헌 1의 경우와 동일하며, 자외선의 조사 면적을 증대시키는 관점에서는 불충분하게 된다. 게다가, 대형의 처리조나 이 처리조를 회전시키는 구동 장치가 필요하게 되는 등, 장치 전체의 비용 증대 및 대형화를 초래함과 아울러, 전력을 사용할 필요가 있는 점에서, 에너지절약성이 떨어지고, 덧붙여서 사용할 수 있는 장소가 한정되는 등, 범용성도 떨어진다.
본 발명은 이러한 배경기술에 존재하는 과제를 해결한 광 반응기 및 그 제조 방법의 제공을 목적으로 하는 것이다.
본 발명에 따른 광 반응기(1)는 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서 유리관(2) 속에 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체(3…)를 수용하고, 또한 유리관(2) 속에 유체(L)를 유통 가능하게 구성한 광 반응기로서, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부를 각각 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)으로 함으로써, 유리관(2) 및 입자체(3…)에 용착면(J…)을 통하여 연속되는 도광로(C)를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 발명의 적합한 태양에 의해, 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에는 광촉매층(4)을 설치할 수 있다. 한편, 유리관(2)은 외주면에 대하여 외부의 발광부(5)로부터 광을 조사 가능한 단관을 사용할 수 있다. 유리관(2)은 단면형상을 원형으로 형성해도 되고, 또는 비원형으로 형성해도 된다. 이 때, 비원형에는 적어도 다각형, 장변측이 단변측에 대하여 3배 이상이 되는 직선형상 또는 곡선형상의 가늘고 긴 형상을 포함시킬 수 있다. 또한, 유리관(2)은 동축 상에 외관(2e)과 내관(2i)을 배치하고, 중심에 발광부(5)를 배열설치 가능하게 함과 아울러, 외관(2e)과 내관(2i) 사이에 입자체(3…)를 수용 가능하게 구성한 이중관을 사용할 수도 있다. 한편, 입자체(3…)는 단일의 유리 소재에 의해 형성해도 되고, 또는 단일의 유리 소재에 의해 형성한 기체(3b…)의 표면에 당해 유리 소재보다 융점이 낮은 투명 소재에 의한 코팅층(3c…)을 설치하여 구성해도 된다. 또한, 입자체(3…)는 동일 직경의 구형상으로 형성할 수 있다. 또한, 광 반응기(1)는 유리관(2)의 일단이 피처리수(La)의 유입구(2a)가 되고, 또한 타단이 처리수(Lb)의 유출구(2b)가 되는 정수 장치(M)에 사용할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광 반응기(1)의 제조 방법은 상기 서술한 과제를 해결하기 위해서 유리관(2) 속에 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체(3…)를 수용하고, 또한 유리관(2) 속에 유체(L)를 유통 가능한 광 반응기(1)를 제조할 때에, 유리관(2)에 입자체(3…)를 충전한 후, 당해 입자체(3…)를 충전한 유리관(2)을 소정의 가열 온도 Th로 가열함으로써, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부에 각각 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)을 생성하고, 유리관(2) 및 입자체(3…)에 용착면(J…)을 통하여 연속되는 도광로(C)를 설치하도록 한 것을 특징으로 한다.
이 경우, 발명의 적합한 태양에 의해, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부에 용착면(J…)을 생성한 후, 유리관(2)의 내부에 광촉매용 용액(K)을 충전함과 아울러, 이 후, 당해 광촉매용 용액(K)을 유리관(2)으로부터 배출하고, 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에 광촉매층(4)을 설치할 수 있다. 또, 용착면(J)은 단일의 유리 소재에 의해 형성한 입자체(3…)의 표면에 직접 생성해도 되고, 또는 입자체(3…)를 단일의 유리 소재에 의해 형성한 기체(3b…)의 표면에 당해 유리 소재보다 융점이 낮은 투명 소재에 의한 코팅층(3c…)을 설치하여 구성하고, 이 코팅층(3c…)에 의해 생성해도 된다. 또한, 단일의 유리 소재에 의해 형성한 입자체(3…)의 표면에 용착면(J)을 직접 생성할 때에는, 유리관(2)의 소재로서 입자체(3…)의 소재보다 융점이 높은 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 본 발명에 따른 광 반응기(1) 및 그 제조 방법에 따르면 다음과 같은 현저한 효과를 나타낸다.
(1) 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부를 각각 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)으로 함으로써, 유리관(2) 및 입자체(3…)에 용착면(J…)을 통하여 연속되는 도광로(C)를 설치했기 때문에, 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체(3…)를 사용하고, 또한 유리관(2)의 외부로부터 광을 조사하는 경우에도, 유리관(2)의 내부에 유체(L)를 유통시켰을 때에는, 유체(L)에 대한 입자체(3…)의 표면의 접촉 면적을 증대시키는 것과 동시에, 입자체(3…)의 표면에 대한 조사 면적을 증대시킬 수 있고, 유체(L)에 대한 처리 능력(처리 효율)을 비약적으로 높일 수 있다.
(2)광 반응기(1)를 제조할 때에는, 유리관(2)에 입자체(3…)를 충전한 후, 당해 입자체(3…)를 충전한 유리관(2)을 소정의 가열 온도 Th로 가열함으로써, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부에 각각 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)을 생성하면 충분하기 때문에, 적은 부품점수에 의해 매우 용이하게 제조할 수 있고, 전체적인 비용 절감 및 소형 컴팩트화를 실현할 수 있음과 아울러, 동력부 등은 불필요하기 때문에 에너지절약성 및 범용성도 우수하다.
(3) 적합한 태양에 의해, 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에 광촉매층(4)을 설치하면, 유리관(2)의 일단이 피처리수(La)의 유입구(2a)가 되고, 또한 타단이 처리수(Lb)의 유출구(2b)가 되는 정수 장치(M) 등을 용이하게 구성할 수 있음과 아울러, 피처리수(La)를 정화할 때에 있어서의 처리 능력(처리 효율)을 비약적으로 높이고, 게다가, 비용 절감 및 소형 컴팩트화를 도모할 수 있는 정수 장치(M) 등으로서 제공할 수 있다.
(4) 적합한 태양에 의해, 유리관(2)에 외주면에 대하여 외부의 발광부(5)로부터 광을 조사 가능한 단관을 사용하면, 보다 심플하고 염가인 광 반응기(1)를 구성할 수 있다.
(5) 적합한 태양에 의해, 유리관(2)의 단면형상을 원형으로 형성하면, 가장 파퓰러한 형상으로 할 수 있기 때문에, 용이하고 또한 저비용으로 제조할 수 있다.
(6) 적합한 태양에 의해, 유리관(2)의 단면형상을 비원형으로 형성함과 아울러, 이 비원형에 적어도 다각형, 장변측이 단변측에 대하여 3배 이상이 되는 직선형상 또는 곡선형상의 가늘고 긴 형상을 포함시키면, 다양한 용도나 목적, 또한 발광부(5)의 종류나 형상 등에 유연하게 대응시킴으로써, 처리 효율의 향상이나 최적화를 용이하게 실현할 수 있다.
(7) 적합한 태양에 의해, 동축 상에 외관(2e)과 내관(2i)을 배치하고, 중심에 발광부(5)를 배열설치 가능하게 함과 아울러, 외관(2e)과 내관(2i) 사이에 입자체(3…)를 수용 가능하게 한 이중관을 사용하면, 링형상으로 배치되는 각 입자체(3…)에 대하여, 중심에 배치한 발광부(5)로부터 360°의 방향으로 광을 조사할 수 있기 때문에, 입자체(3…)에 대한 실질적인 조사 면적(조사 효율)을 보다 높일 수 있다.
(8) 적합한 태양에 의해, 입자체(3…)를 단일의 유리 소재에 의해 형성하면, 입자체(3…)의 표면에 용착면(J…)을 직접 생성할 수 있기 때문에, 손실이 적은 도광로(C)를 용이하게 설치할 수 있다.
(9) 적합한 태양에 의해, 유리관(2)의 소재에 입자체(3…)의 소재보다 융점이 높은 소재를 사용하면, 입자체(3…)의 표면에 용착면(J…)을 직접 생성하는 경우에도, 유리관(2)의 무용한 변형을 초래하는 등의 악영향을 회피할 수 있다.
(10) 적합한 태양에 의해, 입자체(3…)를 단일의 유리 소재에 의해 형성한 기체(3b…)의 표면에 당해 유리 소재보다 융점이 낮은 투명 소재에 의한 코팅층(3c…)을 설치하여 구성하면, 코팅층(3c…)에 의해 용착면(J…)을 생성할 수 있기 때문에, 보다 낮은 가열 온도에 의해 광 반응기(1)를 제조 가능하게 되고, 특히, 기체(3b…)의 무용한 용해를 회피할 수 있다.
(11) 적합한 태양에 의해, 입자체(3…)를 동일 직경의 구형상으로 형성하면, 처리 성능에 있어서 불균일이 적은 품질 및 균질성이 높은 광 반응기(1)를 얻을 수 있다.
(12) 적합한 태양에 의해, 광 반응기(1)를 제조할 때에, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부에 용착면(J…)을 생성한 후, 유리관(2)의 내부에 광촉매용 용액(K)을 충전함과 아울러, 이 후, 당해 광촉매용 용액(K)을 유리관(2)으로부터 배출하고, 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에 광촉매층(4)을 설치하도록 하면, 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에 균일한 광촉매층(4)을 용이하게 설치할 수 있다.
도 1은 본 발명의 최선의 실시형태에 따른 광 반응기의 정면에서 본 원리적 단면 구성도.
도 2는 동 광 반응기의 일부를 생략한 측면 단면도.
도 3은 동 광 반응기에 있어서의 일부의 입자체의 추출 확대 단면을 포함하는 작용 설명도.
도 4는 동 광 반응기에 사용하는 유리의 광파장에 대한 투과율 특성도.
도 5는 동 광 반응기에 있어서의 입자체끼리의 광파장에 대한 광강도 특성도.
도 6은 도 4에 나타내는 광강도 특성을 측정할 때의 측정 조건 설명도.
도 7은 동 광 반응기에 의한 피처리액의 처리 결과를 나타내는 특성도.
도 8은 동 광 반응기에 있어서의 입자체에 사용하는 코팅층의 평가용 특성도.
도 9는 동 광 반응기의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트.
도 10은 동 광 반응기의 제조 방법을 설명하기 위한 모식적 공정도.
도 11은 본 발명의 변경 실시형태에 따른 광 반응기에 있어서의 일부의 입자체의 단면도.
도 12는 본 발명의 다른 변경 실시형태에 따른 광 반응기의 일부를 나타내는 측면 단면도.
도 13은 본 발명의 다른 변경 실시형태에 따른 광 반응기의 일부를 나타내는 측면 단면도.
도 14는 본 발명의 다른 변경 실시형태에 따른 광 반응기의 일부를 나타내는 측면 단면도.
도 15는 본 발명의 다른 변경 실시형태에 따른 광 반응기의 일부를 나타내는 사시도.
도 16은 본 발명의 다른 변경 실시형태에 따른 광 반응기의 유리관의 부착 설명도.
도 17은 본 발명의 다른 변경 실시형태에 따른 광 반응기의 일부를 나타내는 사시도.
도 18은 본 발명의 다른 변경 실시형태에 따른 광 반응기의 일부를 나타내는 사시도.
다음에, 본 발명에 따른 최선의 실시형태를 들어, 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
우선, 본 실시형태에 따른 광 반응기(1)의 구성에 대해서, 도 1~도 7을 참조하여 구체적으로 설명한다.
본 실시형태에 따른 광 반응기(1)는 기본적인 구성으로서 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 유리관(2) 속에 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체(3…)를 수용하고, 또한 유리관(2) 속에 유체(L)를 유통 가능하게 함과 아울러, 특히, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부를 각각 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)으로 함으로써, 유리관(2) 및 입자체(3…)에 용착면(J…)을 통하여 연속되는 도광로(C)를 설치한 것이다. 따라서, 도 1 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 유리관(2)과 입자체(3) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3과 3)끼리 사이의 맞닿음부는 각각 용착면(J)으로서 생성하기 때문에, 유리관(2)의 외주면에 조사된 광은 점선으로 나타내는 바와 같이, 각 입자체(3…) 사이에 연속되는 도광로(C)를 투과하고, 유리관(2) 내의 대부분의 입자체(3…)에 대하여 광강도가 크게 열화하지 않고 효율적으로 도출된다.
본 실시형태는 이러한 광 반응기(1)를 도 2와 같은 정수 장치(M)에 사용하는 경우를 예시한다. 따라서, 본 실시형태에 따른 광 반응기(1)는 상기 서술한 기본적인 구성에 대하여, 또한 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에 아나타아제형의 이산화티탄(TiO2)을 사용한 광촉매층(4)을 설치하고 있다. 이 때문에, 예시하는 광 반응기(1)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 유리관(2)의 일단이 피처리수(La)의 유입구(2a)가 되고, 또한 타단이 처리수(Lb)의 유출구(2b)가 된다.
이 경우, 유리관(2)은 도 1에 나타내는 바와 같이, 외주면에 대하여 외부의 발광부(5)로부터 광을 조사 가능한 단면형상이 원형인 단관이며, 파이렉스(등록상표) 유리 등의 내열 유리를 사용하여 형성한다. 따라서, 사용하는 유리관(2)은 소정의 직경을 가지는 긴 유리 파이프로부터 사용할 길이만큼만 절단하면, 용이하게 원하는 유리관(2)을 얻을 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는 유리관(2)으로 파이렉스(등록상표) 유리를 사용했다. 이와 같이, 유리관(2)의 단면형상을 원형으로 형성하면, 가장 파퓰러한 형상으로 할 수 있기 때문에, 용이하고 또한 저비용으로 제조할 수 있다는 이점이 있다.
또, 입자체(3)는 유리 소재를 사용함으로써 동일 직경의 구형상으로 형성한다. 동일 직경이 되는 구형상의 입자체(3…)를 사용함으로써, 처리 성능에 있어서 불균일이 적은 품질 및 균질성이 높은 광 반응기(1)를 얻을 수 있다. 입자체(3)의 유리 소재에는 범용적인 판유리 등에 사용하는 소다 유리를 사용할 수 있다. 한편, 광촉매층(4)에 있어서의 광촉매를 활성화시키는 자외선 조사광의 광원이 되는 외부의 발광부(5)에는 블랙 램프를 사용할 수 있다.
도 4는, 파이렉스(등록상표) 유리, 소다 유리 및 블랙 램프의 평가 데이터이며, 각 유리의 광파장에 대한 투과율 특성 및 블랙 램프(10〔W〕)의 방사 스펙트럼 특성을 나타낸다. 도 4 중, Gp는 파이렉스(등록상표) 유리의 투과율, Gs는 소다 유리의 투과율, Fb는 블랙 램프의 방사 스펙트럼이다. 파이렉스(등록상표) 유리는 광파장이 300〔nm〕이상이며 85~95〔%〕의 투과율을 확보하고, 소다 유리는 광파장이 350〔nm〕이상이며 85~95〔%〕의 투과율을 확보한다. 또, 램프의 상대 광강도는 광파장이 350~400〔nm〕 사이에 존재한다. 따라서, 입자체(3…)로서 염가인 소다 유리를 사용함과 아울러, 자외선 조사광의 광원으로서 블랙 램프를 사용한 경우에도 필요 충분한 도광성을 확보할 수 있다.
도 5는, 입자체(3…)끼리의 광파장에 대한 광강도 특성을 나타낸다. 도 5 중, Fi는 2개의 입자체(3과 3) 사이에 용착면(J)을 설치한 경우의 광강도 특성이며, 이 때의 측정 조건을 도 6(a)에 나타낸다. 또, Fr은 2개의 독립된 입자체(3과 3)를 단순히 접촉시킨 경우의 광강도 특성이며, 이 때의 측정 조건을 도 6(b)에 나타낸다. 도 6(a), (b)에 나타내는 바와 같이, 광강도 특성은 2개의 나란한 입자체(3, 3)의 배열 방향의 일단측에 입광측 광 파이버(41)의 일단을 대향시키고, 또한 배열 방향의 타단측에 출광측 광 파이버(42)의 일단을 대향시킴과 아울러, 입광측 광 파이버(41)의 타단에 발광원의 광을 입광시키고, 또한 출광측 광 파이버(42)의 타단에 분광기를 면하게 하여 측정했다. 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 독립된 입자체(3과 3)를 단순히 접촉시킨 것만으로는, 어느 파장역에서도 거의 광은 투과하지 않는다. 그러나, 도 6(a)에 나타내는 본 실시형태와 같이, 입자체(3과 3) 사이에 용착면(J)을 생성함으로써, 적어도 광파장이 350〔nm〕이상에 있어서, 충분한 광의 투과성(도광성)을 확인할 수 있다.
이와 같이, 유리관(2)에 파이렉스(등록상표) 유리 등의 내열 유리를 사용하고, 입자체(3…)에 소다 유리를 사용하면, 결과적으로 유리관(2)의 소재는 입자체(3…)의 소재보다 융점이 높아진다. 따라서, 입자체(3…)의 표면에 용착면(J…)을 직접 생성하는 경우에도, 유리관(2)의 무용한 변형을 초래하는 등의 악영향을 회피할 수 있다. 또, 단일의 유리 소재에 의해 형성한 입자체(3…)끼리를 용착하기 때문에, 입자체(3…)의 표면에 용착면(J…)을 직접 생성할 수 있어, 손실이 적은 도광로(C)를 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 유리관(2)에는 외주면에 대하여 외부의 발광부(5)로부터 광을 조사 가능한 단관을 사용하기 때문에, 보다 심플하며 염가인 광 반응기(1)를 구성 가능하다.
한편, 광촉매층(4)은 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에 코팅에 의해 설치한다. 광촉매층(4)에는 상기 서술한 이산화티탄을 사용하기 때문에, 광촉매에 의한 산화 반응 및 분해 반응에 의해, 공지의 작용인 공기 세정, 정수, 탈취, 제균, 방오 등의 작용이 이루어진다. 즉, 도 3에 나타내는 바와 같이, 입자체(3)(소다 유리)에 설치한 광촉매층(4)의 표면에 오염 물질(X)이 접촉하고 있는 경우, 동시에 여기광(자외선)(U)이 조사되어 있는 것을 조건으로 하여 오염 물질(X)의 정화가 행해진다. 특히, 이 조건을 만족하는 정화 작용은 액체의 경우 기체에 비해 현저하게 낮아지기 때문에, 실제로 액체의 경우 기체에 비해 1000배의 처리 능력이 필요하게 된다. 따라서, 광촉매층(4)의 표면에 오염 물질(X)이 접촉되는 실질적인 접촉 면적을 증대시킴과 동시에, 여기광(U)이 조사되는 실질적인 조사 면적을 증대시키는 것은 정수 장치(1)의 처리 능력을 높임에 있어서 중요한 과제가 된다.
본 실시형태에 따른 광 반응기(1)는 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부를 각각 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)으로 함으로써, 유리관(2) 및 입자체(3…)에 용착면(J…)을 통하여 연속되는 도광로(C)를 설치하도록 했기 때문에, 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체(3…)를 사용하고, 또한 유리관(2)의 외부로부터 광을 조사하는 경우에도, 유리관(2)의 내부에 유체(L)를 유통시켰을 때에는, 유체(L)에 대한 입자체(3…)의 표면의 접촉 면적을 증대시킴과 동시에, 입자체(3…)의 표면에 대한 조사 면적을 증대시킬 수 있어, 유체(L)에 대한 처리 능력(처리 효율)을 비약적으로 높일 수 있다. 또, 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에 이산화티탄을 사용한 광촉매층(4)을 설치했기 때문에, 유리관(2)의 일단이 피처리수(La)의 유입구(2a)가 되고, 또한 타단이 처리수(Lb)의 유출구(2b)가 되는 정수 장치(M) 등을 용이하게 구성할 수 있음과 아울러, 피처리수(La)를 정화할 때에 있어서의 처리 능력(처리 효율)을 비약적으로 높이고, 게다가, 비용 절감 및 소형 컴팩트화를 도모할 수 있는 정수 장치(M) 등으로서 제공할 수 있다.
도 7은, 광 반응기(1)(정수 장치(M))에 의한 피처리액(La)의 처리 결과를 나타낸다. 도 7은, 50〔mM〕, pH 3.0, 4〔mL〕의 메틸렌 블루를 광 반응기(1)에 수용함과 아울러, 블랙 램프로부터의 자외선을 유리관(2)의 둘레면에 조사했을 때에 있어서의 처리 결과이며, 도 7 중, Qr은 메틸렌 블루(피처리액(La))의 초기 농도, Qi는 처리 후의 메틸렌 블루(처리액(Lb))의 농도를 나타낸다. 또, Qp는 용착면(J…)을 설치하지 않는 경우의 비교예이며, 독립된 입자체(3…)를 종래와 마찬가지로 그대로 유리관(2)에 충전하고, Qi의 경우와 동일한 조건에 의해 처리한 결과를 나타낸다. 본 실시형태에 따른 광 반응기(1)(정수 장치(M))를 사용한 경우(Qi)에는, 종래의 경우(Qp)에 비해 현격히 높은 정수 효과를 얻을 수 있다.
다음에, 본 실시형태에 따른 광 반응기(1)의 제조 방법에 대해서, 도 9에 나타내는 플로우차트 및 도 10(a)~(d)를 참조하여 설명한다.
우선, 사용 부품인 유리관(2) 및 다수의 입자체(3…)를 준비함과 아울러, 광촉매층(4)을 설치하기 위한 광촉매용 용액(K)을 준비한다(스텝 S1). 광촉매용 용액(K)은 이산화티탄을 주성분으로 하고, 필요한 바인더 등을 포함시킬 수 있다. 준비가 종료되었다면, 도 10(a)에 나타내는 바와 같이, 기판 지그(21) 위에 유리관(2)을 기립시키고, 유리관(2)의 상단 개구로부터 입자체(3…)를 투입함으로써 유리관(2)의 내부에 충전한다(스텝 S2). 다음에, 도 10(b)에 나타내는 바와 같이, 히터(22)에 의해 가열을 행하는 가열로(23)의 내부에 입자체(3…)를 충전한 유리관(2)을 수용하고, 미리 설정한 가열 온도 Th〔℃〕의 온도환경하에서 미리 설정한 가열 시간 Zh만큼 가열 처리한다(스텝 S3, S4). 이것에 의해, 유리관(2)과 입자체(3…)의 표면은 가열 온도 Th〔℃〕에 의해 용해하고, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부가 각각 용착함으로써, 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)이 생성된다. 이 경우, 가열 온도 Th〔℃〕가 너무 낮은 경우에는 용해 부족이 발생하여, 충분하고 또한 양호한 용착면(J…)이 얻어지지 않는다. 또, 가열 온도 Th〔℃〕가 지나치게 높은 경우에는 과도하게 용해되어, 양호한 내부 형상이 얻어지지 않는 동시에 유로도 좁아진다. 따라서, 가열 온도 Th〔℃〕 및 가열 시간 Zh는 실험 등에 의해 최적값을 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 예시의 경우, 가열 온도 Th〔℃〕로서는 600~700〔℃〕 정도가 바람직하다. 이것에 의해, 유리관(2) 및 입자체(3…)에는 용착면(J…)을 통하여 연속되는 도광로(C)가 설치된다. 그리고, 가열 시간 Zh가 경과했다면 가열로(23)로부터 유리관(2)을 취출하고, 자연 냉각에 의해 상온까지 냉각한다(스텝 S5).
다음에, 도 10(c)에 나타내는 바와 같이, 유리관(2)의 상단 개구로부터 광촉매용 용액(K)을 주입하고, 유리관(2)의 내부에 광촉매용 용액(K)을 충전한다(스텝 S6). 이 때, 필요에 따라 진동 등을 가하여, 입자체(3…)끼리 사이의 간극 등에 광촉매용 용액(K)을 침투시킬 수 있다. 한편, 소정의 시간이 경과했다면, 유리관(2)으로부터 광촉매용 용액(K)을 배출한다(스텝 S7). 그리고, 광촉매용 용액(K)을 배출한 후의 입자체(3…)를 포함하는 유리관(2)은 건조 또는 소성한다(스텝 S8). 이것에 의해, 용착면(J…)을 제외한 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에 이산화티탄을 사용한 광촉매층(4)이 설치된다. 이러한 수법에 의해, 입자체(3…)의 표면 및 유리관(2)의 내면에는 균일한 광촉매층(4)을 용이하게 설치할 수 있다. 또한, 필요에 따라 스텝 S6~S8을 반복함으로써 광촉매층(4)의 막두께(층 두께)를 조정할 수 있다. 이 후, 기판 지그(21)를 제거하고, 유리관(2)의 단면이나 외주면 등에 부착된 불필요한 광촉매층(4)을 제거하는 등의 마무리를 행하고, 또한 도광성 등의 검사를 행하면, 도 10(d)에 나타내는 광 반응기(1)를 얻을 수 있다(스텝 S9).
또, 얻어진 광 반응기(1)에 대하여, 그 양단 개구를 폐쇄하는 도 2에 나타내는 캡(31, 32)을 장착하면, 정수 장치(M)로서 구성할 수 있다. 각 캡(31, 32)의 중앙에는 바깥쪽으로 돌출하는 접속구(31c, 32c)를 가지고, 각 접속구(31c, 32c)에 광 반응기(1)의 내부에 피처리수(La)를 유입시키고, 또는 광 반응기(1)의 내부로부터 처리수(Lb)를 유출시키는 배수관(33, 34)을 각각 접속할 수 있다. 이것에 의해, 유리관(2)의 일단은 피처리수(La)의 유입구(2a)가 되고, 또한 타단은 처리수(Lb)의 유출구(2b)가 되는 정수 장치(M)가 얻어진다.
이러한 광 반응기(1)의 제조 방법에 의하면, 유리관(2)에 입자체(3…)를 충전한 후, 당해 입자체(3…)를 충전한 유리관(2)을 소정의 가열 온도 Th로 가열함으로써, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이의 맞닿음부, 및 입자체(3…)끼리 사이의 맞닿음부에 각각 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)을 생성하도록 했기 때문에, 적은 부품 점수에 의해 매우 용이하게 제조할 수 있고, 전체적인 비용 절감 및 소형 컴팩트화를 실현할 수 있음과 아울러, 동력부 등은 불필요하기 때문에, 에너지절약성 및 범용성도 우수하다.
다음에, 본 실시형태에 따른 광 반응기(1)(정수 장치(M))의 사용 방법 및 작용에 대해서 각 도면을 참조하여 설명한다.
광 반응기(1)를 정수 장치(M)로서 사용할 때에는 도 1에 나타내는 바와 같이 광 반응기(1)에 있어서의 유리관(2)의 둘레면에 자외선을 발광하는 블랙 램프를 사용한 발광부(5)를 대향시켜 배열설치한다. 이것에 의해, 발광부(5)로부터 발광하는 자외선은 유리관(2)의 둘레면에 조사된다. 또한, 도 1은 편의상 하나의 발광부(5)를 나타내지만, 광 반응기(1)의 둘레에 복수의 발광부(5)를 배치하거나, 또는 단면 반원형의 반사판을 유리관(2)의 둘레면에 대향하는 위치로서 발광부(5)에 대하여 반대측의 위치에 배치하는 등의 구성을 채용할 수 있다. 한편, 유리관(2)과 입자체(3…) 사이, 및 입자체(3…)끼리 사이에는 각각 용착면(J…)이 생성되고, 이 용착면(J…)을 통하여 연속되는 도광로(C)가 설치되어 있기 때문에, 유리관(2)의 외주면으로부터 입광한 자외선은 도 1에 점선 화살표로 나타내는 도광로(C)를 통과하여, 각 입자체(3…)에 도광되고, 각 입자체(3…)의 내부측으로부터 각 입자체(3…)의 표면에 설치한 광촉매층(4)의 이면에 조사된다.
한편, 광 반응기(1)에 있어서의 유리관(2)에는 도 2에 나타내는 바와 같이 일단의 유입구(2a)로부터, 예를 들면 오염된 피처리수(La)가 유입하여, 유리관(2)의 내부를 통과한다. 이 때, 피처리수(La)는 유리관(2)의 내부에 존재하는 다수의 입자체(3…)의 표면에 설치한 광촉매층(4)에 접촉하여 유통함과 아울러, 동시에 대부분의 입자체(3…)에 있어서 내부측으로부터 자외선이 여기광으로서 광촉매층(4)에 조사되어, 광촉매층(4)의 활성화가 행해지고 있기 때문에, 광촉매층(4)에 의한 산화 반응 및 분해 반응에 의해, 수중의 오염, 예를 들면 각종 환경호르몬, 다이옥신, 트리할로메탄, 세균류 등의 유해 용해물이 효율적으로 분해되어 무해화된다. 그리고, 처리된 처리수(Lb)는 타단의 유출구(2b)로부터 직접 또는 도시를 생략한 스트레이너를 통과하여 유출된다.
다음에, 본 발명의 변경 실시형태에 따른 각종 광 반응기(1…)에 대해서, 도 8 및 도 9를 포함하는 도 11~도 18을 참조하여 설명한다.
도 11은, 입자체(3…)를 단일의 유리 소재에 의해 형성한 기체(3b…)의 표면에 당해 유리 소재보다 융점이 낮은 투명 소재에 의한 코팅층(3c…)을 설치하여 구성한 것이다. 이 경우, 사용하는 입자체(3)는 도 9에 나타내는 스텝 R1~R4에 의해 미리 제조할 수 있다. 즉, 최초로 저융점 유리의 생성 재료로서 58〔중량%〕의 Na2SiO3(0.5M)와 42〔중량%〕의 HCI(1M)을 조합하고, 충분히 교반함으로써 전구체 용액을 준비한다(스텝 R1, R2). 다음에, 단일의 유리 소재에 의해 형성한 기체(3b…)를 전구체 용액에 침지하고, 이 후, 취출하여 건조한다(스텝 R3, R4). 이것에 의해, 기체(3b…)의 표면에 코팅층(3c…)을 가지는 입자체(3…)가 얻어진다.
그리고, 이 입자체(3…)를 사용하여, 도 9에 나타내는 스텝 S1~S9를 거쳐 광 반응기(1)를 제조하면, 도 11에 나타내는 바와 같이, 코팅층(3c…)끼리에 의한 용착면(J…)이 생성된다. 이와 같이, 기체(3b…)의 표면에 코팅층(3c…)을 설치한 입자체(3…)를 사용하면, 코팅층(3c…)에 의해 용착면(J…)을 생성할 수 있기 때문에, 보다 낮은 가열 온도에 의해 광 반응기(1)를 제조할 수 있다. 특히, 기체(3b…)의 무용한 용해를 회피할 수 있기 때문에, 기체(3b…)의 형상을 그대로 유지시킬 수 있다.
도 8은, 코팅층(3c…)을 설치한 입자체(3…)의 평가용 특성도, 특히, 기계적 강도를 평가한 특성도를 나타낸다. 강도의 판정에 있어서, 「1」은 용착 없음. 「2」는 벗겨지지만 용착 흔적이 있음. 「3」은 용착하고 있지만 바닥 위 10〔cm〕로부터 낙하시키면 벗겨짐. 「4」는 용착하고 있지만 바닥 위 50〔cm〕로부터 낙하시키면 벗겨짐. 「5」는 용착하고 있고 바닥 위 50〔cm〕로부터 낙하시켜도 벗겨지지 않음. 「6」은 기체(3b…)의 융점을 넘어서 원형을 남기지 않음을 나타내고 있다. 따라서, 도 8의 결과를 고려하면, 도 8 중, 부호 V를 붙인 조건이 양호한 용착 조건이 되고, 특히, 부호 Vs를 붙인 조건, 즉, 가열 온도 680〔℃〕, pH10이 최적이 된다.
도 12는, 광촉매층(4)을 설치하지 않는 광 반응기(1)를 나타낸다. 즉, 도 9의 스텝 S5에서 얻어지는 중간 제조물을 그대로 광 반응기(1)로서 사용하는 것이다. 이 경우에도 용착면(J…) 및 도광로(C)는 형성되기 때문에, 유리관(2)을 유통하는 유체에 대하여 효율적인 광조사가 가능하게 된다. 따라서, 예를 들면, 에탄올에 마가린을 녹인 유기 용매를 흘리고, 마가린 성분의 트랜스체를 활성화시킴으로써, 단파장측에 있는 시스체로 변화시키는 등의 용도에 이용하는 것이 가능하며, 이러한 처리 후, 에탄올을 휘발시키면, 유해하다고 여겨지는 트랜스체를 제거할 수 있다.
도 13은, 유리관(2)으로서, 동축 상에 외관(2e)과 내관(2i)을 배치하고, 중심에 발광부(5)를 배열설치 가능하게 함과 아울러, 외관(2e)과 내관(2i) 사이에 입자체(3…)를 수용 가능하게 한 이중관을 사용한 것이다. 따라서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 내관(2i)의 중심에 블랙 라이트 등의 발광부(5)를 배열설치하고, 외관(2e)과 내관(2i) 사이에 입자체(3…)를 충전하면, 광 반응기(1)(정수 장치(M))를 얻을 수 있다. 도 13의 광 반응기(1)에 의하면, 링형상으로 배치한 각 입자체(3…)에 대하여, 중심에 배치한 발광부(5)로부터 360°의 방향으로 광을 조사할 수 있기 때문에, 입자체(3…)에 대한 조사 효율을 보다 높일 수 있다.
도 14는, 유리관(2)의 내부에 다공질체(51)를 설치한 것이다. 이 경우, 예를 들면, 유리재를 파괴함으로써 랜덤한 파편에 의한 입자체(3…)를 얻고, 이 입자체(3…)를 유리관(2)의 내부에 충전함과 아울러 가열 처리함으로써, 각 입자체(3…)끼리를 용착시키면, 기본적으로 상기 서술한 구형상의 입자체(3…)를 사용하는 경우와 마찬가지의 원리에 의해, 소정의 면적을 가지는 용착면(J…)을 생성할 수 있다. 이 때, 용착 상태를 적당히 확보하면, 통수로가 되는 다공질 공간(52…)이 얻어지고, 손실이 적고 보다 효과적인 도광로(C)를 얻을 수 있다.
도 15~도 18은, 특히, 유리관(2)의 단면형상을 변경한 것이다. 도 1~도 3은, 유리관(2)의 단면형상을 원형으로 선정했지만, 도 15~도 18은, 비원형으로 선정했다. 우선, 도 15(a) 및 (b)는 유리관(2)의 단면형상을 다각형으로 선정한 것이며, 도 15(a)는 정사각형, 도 15(b)는 삼각형으로 선정한 경우를 나타낸다. 또한, 유리관(2)의 단면형상을 변경한 경우에도, 변경하는 점은 단면형상만이며, 다른 구성은 상기 서술한 도 1~도 14에 나타낸 실시예와 마찬가지로 구성할 수 있다. 또, 유리관(2)의 단면형상을 다각형으로 선정한 경우, 반드시 일체 성형하는 것을 필요로 하지 않고, 도 16에 나타내는 바와 같이, 복수의 플레이트 부재를 부착하여 제작 가능하다. 예를 들면, 도 15(a)의 정사각형의 경우, 도 16에 나타내는 바와 같이, 4장의 평탄한 플레이트 부재(2sx, 2sx, 2sy, 2sy)를 준비하고, 투명한 접착 액이나 접착 시트 등의 접착부(61…)를 통하여 각 플레이트 부재(2sx…)끼리를 고정(결합)할 수 있다. 다른 고정 수단으로서는, 예를 들면, 각 플레이트 부재(2sx…)끼리를 위치 결정용의 요철을 통하여 조합하고, 주위를 고정 밴드 등에 의해 고정해도 되고, 그 고정 수단은 임의이다. 그 밖에 다각형에는 육각형 등을 비롯하여 사다리꼴이나 마름모꼴 등의 각종 형상이 포함된다.
한편, 도 17 및 도 18은, 유리관(2)의 단면형상을 장변측(Dm)이 단변측(Ds)에 대하여 3배 이상이 되는 가늘고 긴 형상으로 선정한 것이며, 도 17은 직선형상, 도 18은 곡선형상으로 선정한 경우를 나타낸다. 유리관(2)의 단면형상을 가늘고 긴 형상으로 선정함으로써, 장변측(Dm)에 있어서의 광폭면의 면적을 크게 할 수 있기 때문에, 이 광폭면에 광을 효율적으로 조사할 수 있다. 또, 이러한 형상 선정에 의해, 폭방향 사이즈가 작은 광 반응기(1)를 얻을 수 있다.
도 15~도 18에 나타내는 바와 같이, 유리관(2)의 단면형상을 비원형으로 형성함과 아울러, 이 비원형에 적어도 다각형, 장변측이 단변측에 대하여 3배 이상이 되는 직선형상 또는 곡선형상의 가늘고 긴 형상을 포함시키면, 다양한 용도나 목적, 또한 발광부(5)의 종류나 형상 등에 유연하게 대응시킴으로써, 처리 효율의 향상이나 최적화를 용이하게 실현할 수 있다. 또한, 도 11~도 18에 있어서, 도 1~도 3과 동일 부분에는 동일 부호를 붙이고 그 구성을 명확히 했다.
이상, 최선의 실시형태(변경 실시형태)에 대해서 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 세부의 구성, 형상, 소재, 수량, 수치 등에 있어서, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 임의로 변경, 추가, 삭제할 수 있다.
예를 들면, 유리관(2)의 소재 및 입자체(3…)의 소재는 예시 이외의 임의의 유리 소재를 이용 가능함과 아울러, 유리 소재와 마찬가지의 작용을 나타내는 다른 투명 소재의 사용을 배제하는 것이 아니다. 또, 유리관(2)은 직선형(I형)으로 형성한 경우를 나타냈지만, 필요에 의해 L형이나 U형 등과 같이 절곡하거나 만곡시켜서 형성해도 된다. 한편, 광원 램프에 대해서도, 사용하는 광촉매나 반응 물질에 적합한 파장을 방사하는 광원을 선택하는 것이 가능하며, 예시한 램프 이외의 광원을 배제하는 것이 아니다. 또한, 광촉매층(4)은 이산화티탄을 사용하여 형성한 경우를 나타냈지만, 다른 광촉매 작용을 나타내는 물질을 사용하여 형성하는 경우를 배제하는 것이 아니다.
본 발명에 따른 광 반응기(1)는 넓게는 광 또는 광의 성분에 의해 유체(액체, 기체)를 반응시킬 수 있는 각종 광 반응기에 이용할 수 있음과 아울러, 실용적으로는 예시의 정수 장치를 비롯하여 공기 정화 장치, 소취 장치, 멸균 장치 등의 광 반응기(1)를 일부에 구비하는 각종 장치에 이용할 수 있다.
1 : 광 반응기
2 : 유리관
2e : 외관
2i : 내관
2a : 유입구
2b : 유출구
3… : 입자체
3b… : 기체
3c… : 코팅층
4 : 광촉매층
5 : 발광부
L : 유체
La : 피처리수
Lb : 처리수
J… : 용착면
C : 도광로
M : 정수 장치
K : 광촉매용 용액

Claims (15)

  1. 유리관 속에 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체를 수용하고, 또한 유리관 속에 유체를 유통 가능하게 구성한 광 반응기에 있어서, 상기 유리관과 상기 입자체 사이의 맞닿음부, 및 상기 입자체끼리 사이의 맞닿음부를 각각 소정의 면적을 가지는 용착면으로 함으로써, 상기 유리관 및 상기 입자체에 상기 용착면을 통하여 연속되는 도광로를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 용착면을 제외한 상기 입자체의 표면 및 상기 유리관의 내면에는 광촉매층을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유리관은 외주면에 대하여 외부의 발광부로부터 광을 조사 가능한 단관인 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 유리관은 단면형상을 원형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  5. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 유리관은 단면형상을 비원형으로 형성함과 아울러, 이 비원형에는 적어도 다각형, 장변측이 단변측에 대하여 3배 이상이 되는 직선형상 또는 곡선형상의 가늘고 긴 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유리관은 동축 상에 외관과 내관을 배치하고, 중심에 발광부를 배열설치 가능하게 함과 아울러, 상기 외관과 상기 내관 사이에 상기 입자체를 수용 가능하게 구성한 이중관인 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자체는 단일의 유리 소재에 의해 형성하는 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자체는 단일의 유리 소재에 의해 형성한 기체의 표면에, 당해 유리 소재보다 융점이 낮은 투명 소재에 의한 코팅층을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자체는 동일 직경의 구형상으로 형성하는 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리관의 일단이 피처리수의 유입구가 되고, 또한 타단이 처리수의 유출구가 되는 정수 장치에 사용하는 것을 특징으로 하는 광 반응기.
  11. 유리관 속에 유리 소재에 의해 형성한 다수의 입자체를 수용하고, 또한 유리관 속에 유체를 유통 가능한 광 반응기를 제조하기 위한 광 반응기의 제조 방법에 있어서, 상기 유리관에 상기 입자체를 충전한 후, 당해 입자체를 충전한 유리관을 소정의 가열 온도로 가열함으로써, 상기 유리관과 상기 입자체 사이의 맞닿음부, 및 상기 입자체끼리 사이의 맞닿음부에 각각 소정의 면적을 가지는 용착면을 생성하고, 상기 유리관 및 상기 입자체에 상기 용착면을 통하여 연속되는 도광로를 설치하는 것을 특징으로 하는 광 반응기의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 유리관과 상기 입자체 사이의 맞닿음부, 및 상기 입자체끼리 사이의 맞닿음부에 상기 용착면을 생성한 후, 상기 유리관의 내부에 광촉매용 용액을 충전함과 아울러, 이 후, 당해 광촉매용 용액을 상기 유리관으로부터 배출하고, 상기 용착면을 제외한 상기 입자체의 표면 및 상기 유리관의 내면에 광촉매층을 설치하는 것을 특징으로 하는 광 반응기의 제조 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 용착면은 단일의 유리 소재에 의해 형성한 입자체의 표면에 직접 생성하는 것을 특징으로 하는 광 반응기의 제조 방법.
  14. 제 11 항, 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 유리관의 소재는 상기 입자체 소재보다 융점이 높은 소재를 사용하는 것을 특징으로 하는 광 반응기의 제조 방법.
  15. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 입자체는 단일의 유리 소재에 의해 형성한 기체의 표면에 당해 유리 소재보다 융점이 낮은 투명 소재에 의한 코팅층을 설치하여 이루어지고, 상기 용착면은 상기 코팅층에 의해 생성하는 것을 특징으로 하는 광 반응기의 제조 방법.
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